高二生物教案：降低化学反应活化能的酶

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本文题目：高二生物教案：降低化学反应活化能的酶

第1节 降低化学反应活化能的酶

●从容说课

该节主要介绍了酶在细胞代谢中的作用、酶的本质以及酶的3个特性。本节在学生学习过初中生物学的基础上，创设了“问题探讨”的情境——200多年前科学家斯帕兰札尼有关探究鹰消化食物原理的著名实验，引导学生分析和讨论，明确在这个实验过程中酶起了重要作用。那么酶在细胞代谢中有何作用?教材安排了实验来比较过氧化氢在不同条件下分解速率快慢的实验，引导学生自己得出结论，从而切身体会到酶具有很高的催化速率，该实验还介绍了生物实验的常用方法，所以要特别注意理解掌握设计对照实验的原则——单一变量原则(只有一个实验条件不同，其他的实验条件都相同)，从而确定实验结果的不同就是有该不同的条件造成的。在学生获得感性知识的基础上，教材利用卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。这种编排有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。

关于酶的化学本质，教材没有平铺直叙地讲述，而是引导学生对有关资料进行分析。需要指出的是，巴斯德和李比希等科学家的观点都有正确的成分，但限于各种原因又都不够全面、准确。随着科学技术的不断进步，后来的科学家对酶的本质不断获得新的研究成果。教材引导学生分析这些资料，这在培养学生继承、创新、实事求是和大胆实践等科学精神和态度方面，都具有重要的教育价值。至于酶的定义，教材要求学生在分析资料后自己进行归纳、总结和完善。这体现出教材在促进学生积极改变学习方式，力求培养学生主动建构知识的编写意图。本节资料分析后面的一段短文，同样是意在结合本节的有关知识，培养学生具备正确的科学精神和态度。

关于酶具有高效性，教材是引导学生回忆上一节的实验现象以及联系自己的生活经验后得出的。关于酶具有专一性，教材是通过举实例和打比喻得出的。关于酶的第三个特性，教材设计了一个探究哪些因素影响酶活性的实验，让学生在探究后得出结论。本探究的实验指导提供了相关的背景知识，目的是便于学生提出所需探究的问题。在学生探究的基础上，教材配合两个曲线图，概括出酶的作用条件较温和的结论。本节的“科学•技术•社会”，通过多个侧面，体现出酶与人类生活的密切关系，从而进一步开阔学生的眼界。

●三维目标

1.知识与技能

(1)细胞代谢的概念。

(2)酶的作用和本质。

(3)酶的特性。

(4)提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。

2.过程与方法

(1)通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

(2)通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系;体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学价值。

(3)在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。

3.情感态度与价值观

(1)通过学习生物学家研究酶的本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。

(2)通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。

●教学重点

1.比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并引导学生得出结论——酶的高效催化作用(酶的作用)。

2.酶的本质。

3.酶的特性。

●教学难点

1.酶的活化能降低的原理。

2.实验中控制变量的科学方法。

●教具准备

酶活性受温度、pH影响的示意图。

●课时安排

3课时

第一课时 酶的作用

●教学过程

[课前准备]

教师准备实验器材，并设计好观察记录表;学生预习实验，掌握实验的原理并设计好实验的过程。

[情境创设]

人不吃饭行吗?食物进入人体内发生了怎样的变化?这些问题在现在来说都已经十分清楚了。这些变化过程在其他生物中有没有呢?早在二百多年前科学家就对此进行了探索。

实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。

[师生互动]

问：(1)为何要将肉块放在笼子中?

答：排除了胃对肉块的物理性消化。

问：(2)对肉起消化作用的是什么物质?

答：一定是某些物质进入到金属笼中，使肉分解。现在已经知道这个能让肉分解的物质就是——酶。

问：(3)进行肉类消化的过程的条件是怎样的?

答：进行分解肉的反应是在一种极温和的条件下进行的。

问：(4)在实验室中能否也能让肉分解?能的话需要怎样的条件?

答：实验室也能进行肉的分解，但是比起在生物体中来说，需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件才能进行。

总结：对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。

细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢?在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢?

过氧化氢在不同条件下的分解

实验前介绍：动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。

2H2O2 H2O+O2

问：如何获得过氧化氢酶?

答：新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，所以新鲜肝脏研磨液含有较多的过氧化氢酶。

按以下实验步骤来进行实验：

试管编号 1 2 3 4

实验原理 过氧化氢在高温或Fe3+或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气

第一步 每支试管各加入2 mL 3%的H2O2溶液

第二步 90 ℃热水浴 用滴管加2滴

3.5%FeCl3溶液 用滴管加2滴质量分数为20%肝脏研磨液

观 察 观察气泡冒出情况，并记录

现象 无 较多 较多 很多

将点燃的卫生香

放在液面上 没变化 火头变亮 火头变亮 复燃

原 因 没有生

成氧气 生成了少量氧气 生成了少量氧气 生成了大量氧气

结 论 酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著

对上述实验进行分析，对照实验的特点。

问：上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件?两两比较不同的条件有几个?

答：共同点：都在试管中加入2 mL H2O2溶液，都在相同的压力下进行。

不同点：1和2：只有温度不同;1和3：3多了2滴FeCl3溶液;1和4：4多了2滴肝脏研磨液;3和4：加入的催化剂不同。

问：1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么?

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