资源简介

教学设计
第1课时教学设计
课题 课时1酶的作用和本质
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
“降低化学反应活化能的酶—— 酶的作用和本质”是普通高中教科书生物必修1《分子与细胞》“第5章 细胞的能量供应和利用”第1节的内容，本节内容是细胞代谢的开篇内容，也是细胞代谢的基础，为学生理解细胞中复杂的生命活动奠定基础，也为呼吸作用和光合作用的学习作了铺垫，是构建物质与能量观的重要内容，还与选修模块中酶的应用等知识相联系。在研究酶的过程中先讨论酶的作用和本质，后研究酶的特性，符合学生的认知规律。 酶的知识贯穿在整个生物学之中。在普通高中生物学课程标准 <2017年版2020年修订>中属于必修１大概念2细胞的生存需要能量和营养物质。次位概念说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，少数酶是RNA。
学情分析
本节课的授课对象是高一学生，学生在初中已学过无机催化剂，消化酶的作用及植物光合作用和呼吸作用，具有一定的细胞代谢相关的内容基础，但是首次接触活化能、酶等概念。学生通过对组成细胞的分子和细胞的基本结构等内容的学习，已经形成了蛋白质的结构和功能、核酸由核苷酸聚合而成、细胞的功能是在细胞的特定区域完成等生命观念。对探究实验的步骤已经掌握，也有了一定的体验和感悟。但学生对酶催化反应的机理、实验变量的控制、对照实验的设计等还缺少深入的理解。
学习目标确定
（1）通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在代谢中的作用，阐述酶对细胞中各种代谢活动的重要意义。 （2）通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”的分析，初步学会控制自变量、观察和检测因变量、尝试设置对照实验，以及养成尊重事实和证据的科学态度。 （3）通过观看图片、构建数学模型，阐明活化能的含义和酶的作用原理。 （4）通过阅读分析关于酶本质的探索的资料，阐明绝大多数酶的化学本质是蛋白质。认同科学是在不断争论和探索中前进的。
学习重难点
学习重点：说出酶在细胞代谢中的作用 学习难点：阐明酶能降低化学反应活化能，能运用控制变量的科学方法。
任务实施过程
学习任务 教师活动 学生活动 教学意图
导入 【单元大情境】 智慧牧草工厂中，动物需要提供优质的饲料。牧草营养成分非常丰富，富含高能蛋白质，维生素和以及促使消化的各种生物酶（纤维素酶等），营养成分被充分利用，减少饲料用量，提高牲畜新陈代谢水平。 食草动物能够消化纤维素也是依靠肠道中共生的微生物所产生的纤维素酶。 肠道中，纤维素在酶的作用下转化为葡萄糖 那么酶对生物体细胞内的化学反应（也就是细胞代谢）有什么作用呢？ 学生思考酶是什么？为什么它能够使牧草的营养物质被充分利用？ 利用本土资源“智慧牧草工厂”导入酶的学习，激发学生学习欲望，提高学生学习兴趣。 提出酶与细胞代谢的关系，激发学生探究欲望， 为学习“酶在细胞代谢中的作用”做铺垫。
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解。 过氧化氢就是我们细胞代谢经常会产生的一种有害代谢废物。初中我们学习过它在加热条件下会分解为水和氧气。那么其他条件能否促使过氧化氢分解呢 为了更好的探究这一问题，我们先来回忆探究实验的一般过程 【驱动任务1】 活动1：阅读下面的资料，尝试提出问题。 资料1: 投弹手甲虫依靠高速的 O2流作为“武器推进器”来喷出毒液。而O2来自于体内过氧化氢在过氧化氢酶作用下的快速分解。 资料2: 过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与 Fe3+ 等金属化合物混存混运。这是因为 Fe3+ 等金属化合物会促进过氧化氢的分解。 活动2 ：根据实验提供的材料用具完善任务单表1中实验步骤，然后小组内进行实验。观察实验现象并与教材示意图比较，填写表1中的实验结果。（提供试管，试管架，注射器，量筒，卫生香等材料用具。）思考后回答下面的问题。 问题1: 比较 H2O2 在加热、Fe3+、过氧化氢酶条件下的分解，你认为至少要做几组实验 问题2: 出现两组及以上组别的实验，试管如何区分 问题3: 每组的反应物(又叫底物) 的剂量有什么要求 问题4: 如何比较H2O2分解的速率 活动3： 思考讨论下面问题，分析实验结果，总结实验结论，填写在上表1中 ⑴ 与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ ⑵ 在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ ⑶ 3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ ⑷3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 活动4：分析实验 分析实验时要关注实验的哪些要素？ 本实验的自变量、因变量、无关变量分别是？对因变量和无关变量进行设计时有什么要求？ 上述实验中对照组和实验组分别是哪些组？ 实验设计时应该遵循哪些原则？ 总结实验分析的步骤和重点 观察现象、提出问题，作出假设，设计实验，进行实验，分析结果、得出结论，表达交流 学生可以提出问题: 过氧化氢在加热、Fe3+、过氧化氢酶三个不同条件下分解速率一样吗 （实验目的和原理） 作出假设：过氧化氢在加热、Fe3+、过氧化氢酶三个不同条件下分解速率不同，酶的条件下分解最快。 设计实验：结合问题 完善实验步骤 4 组，其中常温条件下的分解作为对照。 使用标签纸或记号笔分组标号，如 1、2、3…或者 A、B、C… 完全相同 相同时间内产生的气泡的多少、卫生香复燃的情况。 进行实验：小组合作并观察记录相同时间产生气泡的量、卫生香复燃情况)。 【小组讨论】 1.每组学生分析各自组观察到的现象并进行交流。 2.通过讨论得出酶具有催化作用，并且效率明显高于无机催化剂。 实验目的、实验原理、材料用具、实验步骤、实验结果、实验结论 自变量是反应条件、因变量是氧气的产生量、无关变量是H2O2 的浓度和用量等。因变量必须转化为可观测的指标，无关变量必须保证相同且适宜 对照组为第1组、实验组为2.3.4组 总结实验设计时应该遵循单一自变量原则、对照原则。 通过分析资料，培养学生提出科学探究问题的能力。 通过问题的引导，帮助学生明确实验设计时需要解决的问题。 让学生初步学会控制变量和设计对照实验 培养学生动手完成实验操作 的能力，学生在参与中体会实验的成功与喜悦。 引导学生类比推理出酶的作用 构建概念：酶具有催化作用。 体会分析实验的基本要素，把握其中的重点 帮助学生总结实验分析的基本方法
酶的作用原理 提出问题：加热、Fe3+、过氧化氢酶能加快H2O2分解，它们加快反应的机理是什么 教师讲解 【驱动任务2】 活动5： 1.用不同颜色曲线构建加Fe3+和加肝脏研磨液能加快H2O2分解的数学模型。解释这样构建的原因。 2.请用字母E2和E3分别标注加Fe3+和加肝脏研磨液组需要的活化能。 体会酶的作用原理。 【合作探究】 1.构建数学模型 2.展示构建原因 从图片中能直观看到加过氧化氢酶后活化能降低得更多，从而得出酶的作用具有髙效性的特点。 通过构建数学模型帮助学生理解酶的作用机理。 突破了酶加快反应速度的原理这个难点。
酶的本质 【驱动任务3】 活动6： 1.阅读关于酶本质探索的资料。 2.小组内交流核对逻辑关系图（预习作业中已经完成），统一答案。 3.小组内交流并完成思考题 （1）巴斯德和李比希的观点各有什么积极的意义？各有什么局限性？ （2）在科学发展过程中出现争论是正常的。巴斯德是微生物学家，李比希是化学家，从他们研究的领域思考：他们出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？ （3）萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他取得成功靠的是什么样的精神品质？ （4）请给酶下一个比较完整的定义。 【合作学习】 1.统一逻辑关系图 2.思考讨论题 3.小组内交流 4.总结酶的本质 1.科学史资料分析，通过逻辑图的构建训练逻辑思维能力，认识到科学是在争议中不断发展的. 2.构建概念：酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
板书设计
特色学习资源分析、技术手段应用说明
希沃白板
教学反思与改进
1.本节课没有按照教材中“问题探究”引入教学，而是以大单元的情境也是本土化的情境为出发点，体现了对教材的灵活运用，开始就激发了学生对本节课的学习兴趣。 2.为构建“酶”的概念，首先通过实验探究明确了酶具有催化作用，然后通过科学史的分析，明确了绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。分层分步的建立了“酶”的概念。而且让学生在此过程中学会科学探究的方法，培养科学思维，增强解决问题的能力和团队合作的能力，促进学生核心素养的培育。 3.学生在实验操作中难免会出现一些不规范操作，比如用同一支滴管加 FeCl3 和过氧化氢酶、加试剂的量有偏差、集气时没有用大拇指按住试管口2min 等等，所以不同组学生观察到的现象会有所差异。教师可以引导学生反思出现误差现象的原因，回忆自己的操作过程，分析自己失败的原因。 4.通过研读酶的发现史概念图归纳得出酶的本质。回归教材，学生能从科学家的研究内容中了解“酶本质”的生物学概念，认识到科学事实的发现过程需要长期艰辛的付出，培养学生严谨的科学态度、为科学献身的社会责任感。

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