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第五章
细胞的能量供应和利用
第1节
降低化学反应活化能的酶
一、教材分析
新陈代谢是生物体内全部化学反应的总称，是生物体进行一切生命活动的基础。这些生物化学反应之所以能在常温常压下进行，就是因为有了酶这种生物催化剂的作用。因此酶是新陈代谢必不可少的物质。了解酶的本质、特性，不仅有助于学生延伸对蛋白质功能、性质的理解，对理解细胞中复杂的代谢过程能井然有序地进行、理解细胞呼吸和光合作用等重要生理活动的正常进行有重要作用。故本节内容在《分子与细胞》模块的知识体系中占有较重要位。
二、学情分析
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学生在前面已经学习了蛋白质的结构和功能，并进行了‘探究植物
(?http:?/??/?www.cncell.cn?/?html?/?2006-04?/?2691.htm"
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"查看更多的校园植物?)细胞的吸水和失水’的实验，这为理解酶的特性并进行新的探究实验奠定了必要的知识和能力基础。
三、教学目标
知识目标：
1、说出细胞代谢的概念
2、举例说明酶在细胞代谢中的作用
3、概述酶的化学本质，比较酶和无机催化剂的异同
4、举例说明酶的特性
能力目标：
1、能设计并实施‘探究影响酶活性的因素’的有关实验，能够控制自变量，观察和检测因变量的变化，设置对照组和重复实验，并记录实验结果。
2、能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
情感态度价值观目标：
通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。
四、教学重难点
???1．教学重点
酶的作用、本质和特性。
2．教学难点
（1）酶降低化学反应活化能的原理
（2）控制变量的科学方法
五、课时安排
3课时
六、教学方法
直观教学、讲解、启发、实验法。
第一课时
酶的作用
七、教学程序
【引言】
同学们，今天我们来学习第五章细胞的能量供应和利用。对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。首先，让我们通过一个经典实验来认识一下消化酶与消化作用的关系。
【问题探讨】
介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验，讨论下列问题：
（1）这个实验要解决什么问题？
参考：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？
（2）是什么物质使肉块消失了？
参考：是胃内的化学物质将肉块分解了。
（3）怎样才能证明你的推测？
参考：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
【新课学习】
一.细胞代谢
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢是细胞生命活动的基础
回忆：⑴化学反应中无机催化剂的概念？⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么？
学生思考：细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂——酶。
二、酶在细胞代谢中的作用。
【实验】比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1、实验原理：2H2O22H2O＋O2
2H2O22H2O＋O2
20%的新鲜肝脏研磨液1滴
3.5%的FeCl3溶液1滴
生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1
无机催化剂：Fe3+的相对数量：25万
2、实验步骤及现象
试管号
3%的过氧化氢溶液
控制变量
点燃的卫生香检测
结果分析
实验处理
气泡多少
1
2mL
不做处理
基本无气泡
H2O2几乎不分解
2
2
mL
90℃左右水浴加热
很少
加热促使H2O2分解
3
2
mL
滴加3.5%FeCl3溶液2滴
较多
燃烧但不猛烈
燃烧但不猛烈
4
2
mL
滴加20%肝脏研磨液2滴
很多
燃烧猛烈
燃烧猛烈
3、讨论
⑴——⑷见教材P79。
⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？
⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？
4、实验结论
①酶具有催化作用。同无机催化剂一样都可催化化学反应速率。
②酶具有高效性。同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
5、实验过程的理论分析
在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
【控制变量】
★1.阅读课本P79页，联系上述实验掌握以下概念：
①变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。
②自变量：人为改变的变量
③因变量：随着自变量的变化而变化的变量
④无关变量：除自变量外，实验过程中可能存在的一些对实验结果造成影响的可变因素
⑤对照实验：除了一个因素外，其余因素都保持不变的实验
★2.生物实验设计的基本原则：
①科学性原则；②单一变量原则；③对照性原则；④重复性原则
★3.分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验思考回答：
1.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？
2.那个是自变量？那个是因变量?那个是无关变量？
3.一号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？
4.二号和四号试管现象基本相同，能否在生物体中利用2号的方法来加快反应？
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
2号：90℃水浴加热3号：加入3.5%
FeCl32滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴
H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示
加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。
1号试管
2、3、4号试管
【归纳酶的作用原理】
1.
化学反应的活化能
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
注：催化剂（无机催化剂、酶）没有供给能量，而是降低反应的活化能，促进反应进行，缩短完成时间，本身不被消耗，反应结果与没有催化剂一致。
2.同无机催化剂相比，酶的作用特性
条件
活化能/kJ·mol-1
没有催化剂催化
用胶态铂催化
用过氧化氢酶催化
75
54
29
酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
如：在20℃测得的过氧化氢分解的活化能如右表：
八．析书设计
§5.1
降低化学反应活化能的酶
一、酶在细胞代谢中的作用
1、细胞代谢：细胞内的全部化学反应。
2、比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验原理：2H2O22H2O＋O2
2H2O22H2O＋O2
（2）实验步骤及现象
（3）实验结论
3、控制变量
（1）自变量
（2）因变量
（3）无关变量
（4）对照试验
4、活化能：
5、酶在细胞代谢中的作用：降低活化能更显著、催化效率更高。
九．教学反思
本节课中的不足：___________________________________________________________
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以后着手在这些方面改进：__________________________________________________
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