2019-2020年高中生物（板書設計+基礎練習+變式訓練） 5.1降低化學反應活化能的酶教案 新人教版必修1一、教學目標知識方面：說明酶在細胞代謝中的作用、本質和特性。能力方面：進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。情感態(tài)度價值觀：通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的。二、教學重點、難點及解決方法1、教學重點：酶的作用、本質和特性。解決方法：利用學生對無機催化劑的知識基礎切入，引入酶的學習。通過實驗、資料分析得出酶的本質和三大特性。2、教學難點：酶降低化學反應活化能的原理?？刂谱兞康目茖W方法。解決方法：通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，感悟酶作為催化劑特點，及控制變量的方法。利用教材上形象，直觀的圖解和文學說明，讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。三、課時安排：3課時四、教學方法：直觀教學、講解、啟發(fā)、實驗法。五、教具準備：課件六、學生活動1、導學生閱讀教材，找出需了解的知識點，細胞代謝的定義，酶的本質，酶的特性等。2、完成教材中的實驗。七、教學程序第1課時問題探討介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實驗，討論下列問題：這個實驗要解決什么問題？是什么物質使肉塊消失了？對細胞來說，能量的獲得和利用都必須通過化學反應。細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。細胞中代謝過程離不開降低化學反應活化能的酶。學生回憶：化學反應中無機催化劑的概念？無機催化劑的作用、特點和條件是什么？學生思考：細胞內的環(huán)境是一個常溫常壓下的狀態(tài)，在這種環(huán)境下化學反應卻能高效有序地發(fā)生，應該有適合的生物催化劑酶。一、酶在細胞代謝中的作用。實驗比較過氧化氫在不同條件下的分解。1、實驗原理：2H2O22H2OO2 2H2O22H2OO22、實驗步驟及現象試管號3%的過氧化氫溶液控制變量點燃的衛(wèi)生香檢測實驗處理氣泡多少12mL22 mL90左右水浴加熱很少32 mL滴加3.5%FeCl3溶液2滴較多燃燒但不猛烈42 mL滴加20%肝臟研磨液2滴很多燃燒猛烈3、討論見教材P79。這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用一個吸管？為什么？4、實驗結論5、實驗過程的理論分析在做該實驗時讓學生感悟酶作為催化劑的突出特點高效。20%的新鮮肝臟研磨液1滴3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數量：1無機催化劑：Fe3+Fe3+的相對數量：25萬控制變量：講解教材P79相關內容，讓學生了解實驗設計的原則。進行實驗：自變量因變量無關變量對照組實驗組2號：90水浴加熱3號：加入3.5% FeCl32滴4號：加入20%肝臟研磨液2滴H2O2分解速度用產生氣泡的數目多少表示加入試劑的量；實驗室的溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度。1號試管2、3、4號試管活化能分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。用無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20無催化劑時需活化能75kJ/mol ；用鉑作催化劑時，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶時，活化能下降到29 kJ/mol以下。（結合教材P80圖講解）正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速進行。二、總結細胞代謝離不開酶的原因。三、作業(yè)布置預習下節(jié)課所講內容。四、板書設計第5章 細胞的能量供應和利用第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶一、酶在細胞代謝中的作用1、細胞代謝：細胞內的全部化學反應。2、酶的作用：降低活化能更顯著、催化效率更高。第2課時導言酶到到底是什么物質呢？19世紀以前，人們還不知道為何物。19世紀以后，隨著對釀酒中發(fā)酵過程的深入研究，才逐漸揭開了酶的“面紗”。一、酶的本質資料分析教師設置下列問題，讓學生帶著問題去閱讀教材P8182相關內容。1、巴斯德和李比希的觀點分別是什么？2、巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義？各有什么局限性？3、科學發(fā)展過程中出現爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現爭論的原因是什么，這一爭論對后人進一步研究酶的本質起到了什么作用？4、巴斯德和李比希之間的爭論被哪位科學家的研究成果平息了？5、簡述畢希納實驗的過程？6、從畢希納的實驗可以得出什么結論？7、要證明酵母細胞的提取液和活酵母細胞的作用一樣還需要對實驗如何改進？8、薩姆納提取到了脲酶，他是如何證明它的化學成分的？9、薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質，并因此榮獲諾貝爾化學獎。你認為他成功的主要原因是什么？10、請給酶下一個較完整的定義？11、結合酶本質的探索歷程談談你對馬克思說的：“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點”這句話的理解。學生討論回答：二、總結酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。三、作業(yè)布置教材P82練習四、板書設計二、酶的本質1、酶本質的發(fā)現過程：巴斯德 李比希 畢希納 薩姆納 切赫奧特曼2、酶的本質：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。第3課時導言：酶作為催化劑，與無機催化劑相比有什么不同呢？通過教材P78實驗，我們已經知道加肝臟研磨液的4號試管放出的O2遠多于加FeCl3溶液的3號試管。從而說明了酶具有高效性。一、酶具有高效性酶的催化效率大約是無機催化劑的10171013倍（思考：這對細胞有什么意義？）二、酶具有專一性補充“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”實驗。1、實驗原理a.淀粉麥芽糖（非還原性糖）蔗糖葡萄糖果糖 還原性糖（非還原性糖）b.還原性糖斐林試劑磚紅色氧化亞銅沉淀c.用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據是否有磚紅色沉淀來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探索酶的專一性。2、實驗步驟序號實驗操作內容試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2ml2注入蔗糖溶液2ml3注入淀粉酶溶液2ml2ml4將試管放在60水中5分鐘5分鐘5加入斐林試劑2ml2ml6放熱水于大燒杯中加熱煮沸1分鐘1分鐘7觀察實驗現象3、實驗結論4、酶的專一性，每一種酶只能催化一種或一類化學反應。二、酶的作用條件較溫和探究影響酶活性的條件。1、實驗原理淀粉麥芽糖和葡萄糖磚紅色沉淀碘液 碘液紫藍色復合物 不形成紫藍色復合物2、步驟序號實驗操作內容試管1試管2試管3試管1試管2試管31注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置溫度6010006010004保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5混合試管1試管2試管36保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘7滴碘液1滴1滴1滴8觀察實驗現象序號實驗操作內容試管1試管2試管31注入等量的新鮮淀粉溶液1mL1 mL1 mL2注入等量的不同PH的溶液1 mL蒸餾水1 mL NaOH1 mL HCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL4放60熱水中相等時間5分鐘5分鐘5分鐘5加等量斐林試劑并搖勻2 mL2 mL2 mL6放熱水中用酒精燈加熱煮沸1分鐘1分鐘1分鐘7觀察實驗現象3、實驗結論4、分析教材組織學生討論完成教材P84相關問題。教師結合教材P85相關圖講解。 在一定溫度范圍內，酶活性隨溫度升高而增強，其中酶的活性最高時的溫度，即為該種酶的最適溫度。若超過最適溫度，酶的活性逐漸下降，甚至喪失。（低溫使酶的活性明顯降低，但酶的空間結構保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復。） 每種酶只能在一定限度的PH范圍內表現出活性，其中酶活性最強的PH即為該酶的最適PH。（過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活）四、總結酶具有高效性、專一性，并且需要適宜的條件。五、作業(yè)布置教材P86練習六、板書設計酶具有高效性酶的特性 酶具有專一性酶的作用條件溫和