资源简介

科学·技术·社会 酶为生活添姿彩教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高一 学期 秋季学期
课题 科学·技术·社会 酶为生活添姿彩
教科书 书 名： 生物学必修1分子与细胞 教材 出版社：人民教育出版社
教材分析
《酶为生活添姿彩》是高中生物学必修1《分子与细胞》（人教版，2019）第5章《第1节 降低化学反应活化能的酶》中科学.技术.社会部分的内容。此部分内容结合酶的本质、作用和特性，简要介绍了酶在生活中的应用。此部分设置为教师提供了教学素材，延伸了学生关于酶在生产生活实践中应用的知识，拓展了酶有关知识的思考，引导学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术，体会生物科学技术与人类社会、与我们的日常生活密切相关，有助于学生对科学、技术和社会的关系形成正确的认识，对培养学生的核心素养提供了良好的契机。
学情分析
学生已经对第5章第1节《降低化学反应活化能的酶》进行了学习，已经基本掌握“酶的作用和本质”、“酶的特性”等原理，并对影响酶活性的因素进行了初步的实验探究。学生对酶有了一定的认识，但对生产生活中的酶了解甚少，所以还需让学生及时的学以致用、理论联系实际，提升社会责任意识；学生具备了一定的发现问题、提出假设、设计实验以及进行探究活动的基本能力，但这种科学探究能力还需要进一步提高，运用所学知识技能指导生活实践的意识还需进一步加强。
教学目标
1. 构建酶的思维导图形成知识体系，深化对核心概念的理解；形成用科学的学习方法学习的 意识和习惯。 2. 能用所学知识解释酶在生产生活中应用的原理、注意事项等；引导形成科学用药的意识。 3. 掌握探究性实验思路，能独立完成变量分析并完成实验设计，提升科学探究能力。 4. 能用实验结果指导生活实践，学以致用，承担社会责任。
教学重难点
教学重点： 1. 用酶的特性解释酶在生产生活中应用的原理、注意事项等。 2. 用探究性实验思路设，设计实验探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，掌握探究性实验思路。 3. 用所学知识及实验结果指导生活实践。 教学难点： 用探究性实验思路设计实验
教学过程
教学环节 教师组织和引导 学生活动 教学意图
一、导入 任务驱动复习导入。 任务一：构建酶的思维导图 通过上节课的学习，我们认识了酶的本质、作用和特性。本节课我们的第一个任务是通过画思维导图的形式梳理酶的相关知识。 在学习的过程中，我们首先要找出相关的概念或知识点，通过图示把自己对各概念或知识点之间相互关系的理解呈现出来。 请同学们暂停视频，在学习任务单的对应区域构建思维导图。 酶的思维导图示例： 与老师给出的示例相比，你构建的思维导图有哪些优势和不足？请大家及时标注，以便课后进一步完善。 构建思维导图可以直观形象的呈现自己的抽象思维，让相关知识更好的融合，这样我们思考问题的时候就会有更全面的视角。 暂停视频 回顾酶的相关知识 构建酶的思维导图 比较并思考自己的思维导图有何优势和不足，并进行标注，以便课后进一步完善。 复习酶的基础知识，回归教材；形成知识体系，深化对核心概念的理解；为下一环节做铺垫。 认同知识体系的建立是需要不断地修正和完善的。 建立使用科学的学习方法学习的意识和习惯。
二、酶在生产生活中的应用 作为生物体内的催化剂，酶推动着细胞内各种生化反应高效有序的进行，对于生命的存在至关重要。离开了生物体的酶是否也能继续发挥作用呢？ 观看视频：《“吃”塑料的酶》 环境保护： PET酶的发现为解决白色污染找到了更有效的途径； 中国科学家利用脂肪酶处理废弃油脂，制造生物柴油，成功实现了废弃物再利用；通过视频，我们看到研究人员对PET酶进行改造，已经成功获得了塑料降解能力更强的酶， 其实已经被成功应用的酶，大部分都经过了酶工程等技术的改造 ，稳定性更高，效果更好。 生产生活： 果胶酶被用于果汁生产，提高产量；嫩肉粉中的木瓜蛋白酶可以使我们烹制的肉食更加鲜嫩可口；加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶可以有效去除衣物上的奶渍和油渍；医药领域： 酶在医药领域的应用则更加广泛！ 溶菌酶、加酶牙膏中的酶可以有效杀死细菌，具有抗菌、消炎的作用，多酶片中的胃蛋白酶和胰蛋白酶可以缓解消化不良的问题。其实早在几千年前 中医就开始用鸡内金 治疗消化不良，鸡内金是鸡胃的内壁部分，后来人们发现鸡胃内壁中含有蛋白酶。 在疾病诊断方面，酶也发挥着重要作用，比如血液中的转氨酶水平是肝脏功能是否正常的指标之一；葡萄糖氧化酶则可以测定血糖浓度，用于糖尿病的诊断，目前 有越来越多的酶被用于多种疾病的诊断。 任务二：解释部分加酶产品的原理 酶在这些领域的应用原理是什么呢？请同学们暂停视频，思考并完成任务二中的表格。 表格中的加酶产品都是利用酶专一性催化相应物质的分解，从而达到效果的。 学以致用： 问题1：加酶洗衣粉去污效果好，是不是对所有衣物都适用呢？ 问题2：溶菌酶通过水解细菌细胞壁中的肽聚糖起杀菌作用，是否对所有病原体都会有较好的抑制效果呢？ 溶菌酶对于无细胞壁的病原微生物，比如支原体感染可能并不适用。所以在使用药物时，我们和家人应该注意认真阅读用药指导，谨遵医嘱、合理用药。 多酶片的用药指导强调，在服用时候要整片吞服，不能咀嚼。请大家结合资料，思考并尝试解释。 任务三：解释多酶片的用药指导 资料1：多酶片的用药指导 资料2：多酶片的结构示意图 资料3：胃蛋白酶最适pH为1.5-2.2，胰蛋白酶最适pH为7.8-8.5。胃液的pH为0.9-1.5，小肠液的pH为7.6。 思考问题： 1. 多酶片为什么要整片吞服，不能咀嚼？ 2. 为什么要少吃酸性食物？ 绝大多数酶是蛋白质，有最适pH，由资料可知胃蛋白酶的最适pH与酸性的胃液接近，而胰蛋白酶的最适pH更靠近略偏碱性的小肠液；多酶片是双层包衣片，外层糖衣在胃部溶解释放胃蛋白酶，内层肠溶衣进入胃后不被胃酸溶解，直至进入小肠接触到碱性的肠液才溶解，释放出其内的胰蛋白酶；整片吞服保证了两种酶能顺利到达消化道的对应位置，在各自的最适pH条件下发挥作用。 过大幅度偏离最适pH的过酸、过碱环境均会破坏酶的空间结构，使酶变性失活。咀嚼会破坏肠溶衣，导致胰蛋白酶过早释放，在胃酸中变性失活，丧失药效。 如果在服药时过多摄入酸性食物，会使小肠的pH下降，降低胰蛋白酶的活性，使药效减弱。 观看视频及图片文字资料，激发兴趣；感受科学技术的发展为社会及我们的生活带来的便利。 了解酶在环境保护方面的应用，思考原理 了解酶在生产生活方面的应用，思考原理 了解酶在医药方面的应用，思考原理 了解酶在疾病诊断方面的应用，思考原理 暂停视频 思考并完成学习任务单中的表格。 思考问题 讨论分享 思考问题 讨论分享 阅读资料 思考讨论 尝试解释 结合自己的想法 比较思考 修正自己的答案 阅读资料 思考讨论 尝试解释 认同酶在生物体生命活动中的重要作用。 认同科学技术与社会、生活的密切联系。 感受中医的经验和智慧，培养民族自豪感 任务驱动，引发思考，用所学知识解释生活现象 学以致用，指导生活实践 问题串驱动思考讨论，引导学生形成合理用药的意识，并向身边的人宣传，承担社会责任。 问题驱动，引导资料分析、思考和讨论，提升理性思维。
三、探究加酶洗衣粉洗涤效果的影响因素 众多加酶产品中，加酶洗衣粉是我们最为熟悉的。如何让加酶洗衣粉更好地发挥效果？ 任务四：探究加酶洗衣粉洗涤效果的影响因素 资料：加酶（复合酶）洗衣粉包装盒上的“专业提示” 【提出问题】 根据材料你能提出哪些问题呢？ 有同学发现影响加酶洗衣粉效果的因素很多，水温、水量和浸泡时间等都会影响加酶洗衣粉的效果。如果想探究温度因素，应该设置哪些温度梯度？ 【作出假设】 根据已学的知识以及查阅资料，①不同酶的最适温度不同； ②加酶洗衣粉中的酶经过改造， 比一般的酶更稳定； ③ 加酶洗衣粉一般在室温条件 下使用。 由此我们大胆作出假设：加酶洗衣粉的最适温度接近室温。 【设计实验】 请同学们暂停视频，结合问题探讨，完成学习任务单任务四中的实验设计。 探讨1：本实验的自变量是什么？因变量是什么？ 探讨2：如何设置温度，对我们一年四季中加酶洗衣粉的使用更有指导意义？ 探讨3：配置四种不同温度的洗衣粉溶液时，能否先用开水溶解洗衣粉，再用凉水调至对应温度？ 【进行试验】 实验中，我们首先应该制备有污染物的实验用布，再调节四组水温、用各温度的水溶解洗衣粉，最后进行浸泡洗涤、观察比较各组的洗涤效果。进行实验时，除了自变量和因变量，我们还应该注意控制无关变量。 我们的任务目标是 设计一个能在家里完成的探究实验，对于家庭实验我们应该充分利用家里现有的物品作为实验器具，比如可以用一定容积的旧矿泉水瓶子替代量取，用家里的小盆替代大烧杯。 同学们设计的实验还有哪些好点子呢？在哪些方面还需要改进？我们今天的作业之一就是请大家在课后完善自己的实验设计，并在家里进行实验。 【结果分析】 如果实验结果表明，25℃条件下洗涤效果最佳，我们在冬季和夏季应该如何提升洗涤效果？ 冬天温度很低可以适当提高浸泡时的水温； 跟据酶的化学反应平衡点曲线，若偏离最适温度时，延长反应时间，酶也可以催化完成反应，在夏季适当延长浸泡时间也可以达到较好的洗涤效果，比降低水温更为便利和节约 我们今天的第二个作业就是，请同学们根据自己的实验结果，并查阅资料，为家人写一份易懂、实用的加酶洗衣粉使用指南。 利用探究实验的设计思路，我们从提出问题出发、作出假设、设计实验、进行实验，最后进行结构分析，完成了《探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响》 的实验设计。希望大家平时在生活中 能勤思考、多提问，设计实验探索更多生活中的奥秘！ 请同学们认真完成作业，以视频或照片的形式记录作业，与同学分享实验结果和使用指南，也可以选择上传网络，与更多人分享！ 思考问题 交流讨论 阅读资料 进一步探究 根据资料 提出问题 作出假设 暂停视频 思考问题探讨并交流 完成实验设计 思考问题 设计实验 完善设计家庭可行性实验 比较思考 找出自己实验设计中的优点和不足，课后进一步完善 思考讨论 交流回答 小结探究性实验的 一般思路 联系生活，创设问题情景，体会知识与生活的紧密联系。 引导学生进行探究实验的设计，掌握探究性实验思路 提升科学探究能力。 体会实验设计中无关变量的控制，形成科学的实验设计思路 通过家庭实验设计，体会实验场所的广博性，形成在生活中随时思考探究的科学意识。 感受知识是在不断地修正中逐渐完善的。 依据实验结果，指导生活实践，提升解决生活实际问题的能力。 用所学知识指导生活实践，理论联系实际，承担社会则 鼓励探究 鼓励宣传科学
四、课堂总结 生命不息，对酶的探索仍在继续，随着科技的发展，越来越多的产品涌入我们的生活，面对扑面而来的广告和各种网络信息，用我们所学的知识结合资料查阅，科学的看待产品广告、辨别网络信息的真伪，并和家人分享。理性选择加酶产品并合理使用，酶一定会为我们的生活添加更为绚丽的色彩！

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