【天成教育】2016年高中生物必修一教师用书 5.1.1酶的作用和本质 课下练

“酶的作用和本质”教学设计1 教材分析“酶的作用和本质”是人教版高中《生物》必修一第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的第一课时，酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开它。

另外，这部分内容与选修模块的相关内容有着内在联系，例如，选修1中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质的提取和分离、生物净化原理和方法等，都是以“酶与代谢”的相关内容为基础的。

所以，只有真正理解了酶的作用和本质，才能更好地理解后续章节“细胞呼吸”和“光合作用的原理和应用”中涉及到的一系列酶促反应，也才能为选修部分的学习打下良好的基础。

2 教学问题诊断在教材中，“酶的本质”的科学探究历程中，大段的文字有时让学生缺乏学习兴趣，因此，将这一部分内容编排成一则短剧，调动学生的积极性，就能起到很好的效果。

“酶的作用”是通过“比较过氧化氢在不同条件下分解”的探究实验来论证的，在学生亲自动手实验的过程中，对变量的控制和对照的设置往往顾此失彼。

但是，只要教师能够恰当的“诱”（如：事先制作好实验过程和现象记录的表格，清晰明了，就不容易出错了。

），学生积极地“思”，就能够运用所学知识和已有的实验技能，通过合作、交流等达到预期的学习目标。

3 教法特点及预期效果分析本节课采用“自主合作、探究”的教学方法和建构教学法，让学生小组合作学习完成实验，经历与科学家研究相似的再发现过程，充分感知知识的形成过程，内化知识，形成能力、情感和价值观。

4 教学目标4.1知识目标说明酶在细胞代谢中的作用、本质。

4.2能力目标学会实验探究基本方法；学会分析、设置实验自变量；观察和检测因变量以及对照设置方法等。

4.3情感态度与价值观目标通过回顾科学家对酶本质的探索历程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的。

5 教学重点与难点5.1教学重点1. 酶在细胞代谢中的作用、本质。

（酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用，因此引导学生掌握酶的作用和本质，理解酶在代谢中的作用就显得非常重要）2. 控制变量的科学方法。

酶的作用和本质1 教学目标的确定根据新课标的要求、教科书的内容和学生的实际，将本节课的三维教学目标确定为：1.1 知识目标:1.说出细胞代谢的概念。

2．说明酶在细胞代谢中的作用。

1.2 能力目标:1.通过有关的实验和探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，及设置对照组和重复实验。

2．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。

1.3 情感态度与价值观: 1.通过有关的实验和探索使学生体验实验成功的喜悦，并通过教师的引导，使学生领悟科学实验的基本方法。

2.培养学生的探索精神和合作意识。

2 教学重点和难点2.1 教学重点：1.酶的作用。

2.控制变量的科学方法。

2.2 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。

3 教学实施的程序4 教学反思4.1本节课能体现新课标的探究性学习的教育理念，重过程、重体验、重实践，在教学过程中教师起主导作用，让学生通过实验，通过对问题的思索最后自己得出结论，充分体现了学生的主体地位，学生的学生热情高涨，教学效果显著，全面完成教学的三维目标，使学生的观察、分析、判断的思维能力，实验操作能力和探索精神得到培养，也使学生领悟了科学实验的基本方法。

在随后的测试反馈情况来看中，该部分的知识学生掌握牢固，知识迁移较好。

4.2本节课的课堂密度较大，要求学生讨论思考的问题较多，所以教师要控制好节奏、把握好时间，才能在有限的单位时间内完成教学任务，实现教学目标。

在学生实验时中，因第二号试管需要在90℃水中水浴，教师应提前准备好开水，以免因为加热而浪费时间。

4.3 如果时间、实验条件允许，在实验时可再增设2组装置，即5号试管滴加2滴煮熟肝脏研磨液，6号试管滴加2滴冰冻肝脏研磨液，使学生对酶的催化作用需要适宜温度这一知识能有直观、深刻的印象，也可为后面知识的学习做好铺垫。

一、酶的高效性和专一性1．高效性(1)含义：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。

(2)意义：使细胞代谢快速进行。

2．专一性(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。

二、酶的作用条件较温和1．酶活性(1)含义：酶对化学反应的催化效率。

(2)影响酶活性的主要因素：温度和pH。

2．探究影响酶活性的条件阅读教材P83～P84[探究]，将下列实验过程补充完整。

(1)探究影响酶活性的因素：试管1 1′2 2′3 3′步骤淀粉溶液 2 mL / 2 mL / 2 mL / 淀粉酶溶液/ 1 mL / 1 mL / 1 mL 不同温度下100_℃(或0_℃) 60 ℃0_℃(或100_℃) 处理5 min将同一温度下的两种物质混合后保温5_min滴加碘液1滴1滴1滴结果(现象) 变蓝不变蓝变蓝酶的催化作用需在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活结论性(2)pH对酶活性的影响：①取8支洁净的试管编号，分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。

②用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。

③分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。

④用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。

3．温度和pH对酶活性的影响下列是温度和pH对酶活性的影响示意图，请写出其中某点或某段表示的含义。

温度(t/℃) 酸碱度(pH)(1)P点：最适温度；Q点：最适pH。

(2)偏离P点或Q点：酶的活性降低。

一、酶的高效性和专一性实验验证1．怎样设计实验验证酶具有专一性？(写出实验思路)提示：(1)同一种反应物＋不同的酶→检测反应物是否发生变化；(2)不同反应物＋同一种酶→检测反应物是否发生变化。

2．怎样设计实验验证酶具有高效性？(写出实验思路)提示：(1)H2O2＋新鲜肝脏研磨液→观察产生气泡的多少、大小；(2)H2O2＋Fe3＋→观察产生气泡的多少、大小。

酶的作用和本质一、教学内容分析酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，具有显著降低化学反应活化能的能力。

本节课是第五章第一课，重点阐明了酶的本质和作用，细胞内外的物质转换和能量转换与酶的作用密切相关。

只有真正理解酶的作用，才能更好地理解后续章节“细胞呼吸”和“光合作用的原理和应用”中涉及的一系列酶促反应，也才能为选修部分的学习打下良好的基础。

教学目标1.了解细胞代谢的概念，阐述酶在细胞代谢中的作用和本质；2.通过实验，引导学生自己分析酶的作用，并在实验过程中关注控制自变量、观察和检测因变量、对对照组和实验组的判断等基本实验知识；3.通过让学生了解科学家对酶的认识逐步深化的探究过程，体验科学家透过现象看本质的思维方式和认识过程，激励学生实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。

教学重点和难点教学重点：酶的作用和本质教学难点：（1）酶降低化学反应活化能原理的理解。

（2）相关变量和控制变量法的理解和应用。

教学对象分析高一学生通过初三、高一阶段的化学学习，对细胞外的纯化学反应中的催化剂如MnO2，给试管加热等操作的作用较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识少之又少。

从《标准》的要求看，学生需要对酶的作用、本质和特性达到理解水平，即能够阐述并解释酶的概念、说明酶在细胞代谢中的作用。

因此，教学需要通过实验和生活生产实践中的实例让学生体会到新陈代谢是生命活动的基础，而新陈代谢都是在酶的催化下进行的。

教学过程中有两大难点：一是如何让学生主动分析出酶促使细胞代谢快速进行的原理──显著降低化学反应所需的活化能，二是理解在实验中如何科学地控制变量。

二、教学设计思路“降低化学反应活化能的酶”是必修1第5章第1节的内容，包括“酶的作用和本质”“酶的特性”两部分。

关于酶的作用，教材安排了实验──比较过氧化氢在不同条件下的分解；关于酶的本质，教材以“资料分析”的形式介绍了科学家对酶本质的探索历程。

本节课主要由两部分组成。

降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质[学习目标] 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。

2.阐明酶发挥作用的原理。

3.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验。

一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

(2)条件：需酶的催化。

(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。

2．酶的作用原理(1)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。

(2)原理：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。

(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。

判断正误(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行()(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量()(3)无关变量是与实验结果无关的变量()(4)在一个实验中，因变量的检测指标往往不是唯一的()答案(1)×(2)×(3)×(4)√解析(1)(2)酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，使反应顺利进行。

(3)无关变量会对实验结果造成影响，因此，对无关变量的处理要求是相同且适宜。

任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解1．实验原理2H 2O 2――――――――――→水浴加热或FeCl 3溶液或过氧化氢酶2H 2O ＋O 2 2．实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。

3．实验过程和现象试管编号1 2 3 4 第一步H 2O 2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步反应条件 常温 90 ℃ FeCl 3溶液 肝脏研磨液剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果气泡产生 不明显 少量 较多 大量 卫生香复燃情况不复燃不复燃复燃迅速复燃4．讨论(1)如何判断过氧化氢被分解的快慢？提示 观察单位时间内产生气泡的多少或观察带火星的卫生香的复燃情况。

(时间：25分钟；满分：50分)一、选择题(每小题3分，共21分)1．下列关于酶的叙述，错误的是( )A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析：选B有些酶是生命活动所必需的，如呼吸作用有关的酶在分化程度不同的细胞中都存在，A正确；导致酶空间结构发生破坏变形的因素有：过酸、过碱、高温等，低温只能降低酶的活性，不会破坏其空间结构，B错误；酶的作用实质即为降低化学反应所需的活化能从而提高反应速率，C正确；酶是蛋白质或者RNA，本身是催化剂，也可作为底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D 正确。

2．如图表示一个酶促反应，它所能反映酶的一个特性和A、B、C最可能的物质依次是( )A．高效性蛋白酶蛋白质多肽B．专一性麦芽糖酶麦芽糖葡萄糖C．专一性淀粉酶淀粉麦芽糖D．高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸解析：选C由图示可知，图中A在反应前后不变化，则可推断是酶分子，B是反应物，C是产物；反应物与酶分子上的特有结构相吻合，说明酶具有专一性。

图示中产物是有两个小分子组成的物质，而B是由多个小分子单位组成的大分子，由此可推断B可能是淀粉，C是麦芽糖，A则是淀粉酶。

3．如图表示酶活性与温度的关系。

下列叙述正确的是( )A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重解析：选B本题曲线表示了酶活性随温度变化而变化的规律。

随着温度的升高，酶活性逐渐上升，当达到一定温度后，温度继续升高，酶活性反而下降，其中酶活性最高时所对应的温度称为最适温度。

反应温度由t1调到最适温度(也就是由低温调节到最适温度)时，酶活性上升。

保存酶时应该选择低温保存。

第1节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(1)场所：活细胞内。

(2)实质：各种化学反应的总称。

(3)意义：细胞生命活动的基础。

2．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。

(2)实验步骤：编号 1 2 3 4步骤相同处理向4支试管中分别加入2_mL过氧化氢溶液并放在试管架上不同处理不处理放入90_℃左右的水浴中加热滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液观察试管内产生的气泡数量试管内卫生香燃烧程度(3)实验中的相关变量：①自变量⎩⎨⎧含义：在实验中人为改变的变量实例：过氧化氢分解的不同条件②因变量⎩⎨⎧含义：随自变量变化而变化的变量实例：过氧化氢的分解速率③无关变量⎩⎨⎧含义：除自变量以外影响实验结果的变量实例：反应物的性质、浓度、肝脏的新鲜程度等(4)对照实验：①含义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。

②原则：除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。

二、酶的本质和作用原理1．本质(1)合成场所：活细胞中。

(2)化学本质：绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。

2．作用原理(1)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。

(2)原理：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。

(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。

一、酶在代谢中的作用1．教材问题探讨与分析(1)仔细阅读教材P78～P79[实验]内容，思考并讨论下列问题：①讨论并交流：完成该实验依据的原理是什么？提示：a.2H2O2――→Fe3＋酶2H2O＋O2b ．等量的两种溶液中分子数目之比为Fe 3＋∶过氧化氢酶＝250 000∶1。

②实验中为什么必须采用新鲜肝脏研磨液作材料？提示：a.肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生细菌的作用下分解而失去催化作用。

b ．肝脏必须进行研磨，以便使过氧化氢酶释放出来，使过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接触，加速过氧化氢的分解。

第16课时酶的作用和本质[目标导读] 1.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，归纳酶的作用，并在此基础上学会控制自变量、观察和检测因变量，并掌握设置对照实验的基本方法。

2.阅读教材P81～82图文，了解酶的发现历程，归纳酶的本质。

[重难点击] 1.酶降低化学反应活化能的原理。

2.控制变量的方法。

一酶在细胞代谢中的作用细胞代谢离不开酶，请结合教材实验探讨酶在代谢中的作用。

1.细胞代谢是细胞生命活动的基础。

细胞的主动运输需要能量，细胞内有机物的合成需要能量，外界能量输入细胞并被细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。

(1)细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

(2)生物体内的化学反应需要酶的参与。

2.结合教材，通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验来认识酶在细胞代谢中的作用。

(1)实验原理：2H2O2―→2H2O＋O2过氧化氢在自然条件下分解缓慢，让过氧化氢在加热、加入Fe3＋或者加入新鲜的肝脏研磨液(含过氧化氢酶)的不同条件下分解，通过观察气泡数目和比较对卫生香的助燃程度可以了解过氧化氢酶的作用。

(2)实验步骤(1)实验时要选用新鲜的肝脏。

肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，造成肝脏中酶的数量减少，且活性降低。

(2)肝脏要制成研磨液。

因为研磨液能加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。

(3)滴入肝脏研磨液和FeCl 3溶液时，不能共用一个滴管，否则滴入的FeCl 3溶液中会含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性。

(4)检测试管内产生的气体。

将点燃的卫生香(无火焰)插入试管时，不要碰触到气泡或插入液面以下，以免卫生香因潮湿而熄灭。

(5)H 2O 2有腐蚀性，使用时要小心，不要触及皮肤。

(3)实验现象与结果分析⎩⎪⎨⎪⎧自变量：实验过程中可以人为改变的变量。

因变量：随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。

无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些 可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关 变量。