(教师用书)高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用教案 新人教版必修1

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用教案 新人教版必修1

第1节降低化学反应活化能的酶

一 酶的作用和本质

(教师用书独具)

●课标要求

1．通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，学会控制实验的变量。

2．结合“关于酶本质的探索”过程，说出酶的本质。

●课标解读

1．有关酶的化学本质及特性简单了解即可。

2．通过学习，需要掌握酶提高代谢反应的实质。

3．有关酶的特性的探究实验是本课时的重点，通过对本实验的学习，应学会如何设计对照实验。

●教学地位

了解酶的本质、特性，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。即本课时内容将是理解呼吸作用、光合作用等知识的基础。在高考中，对酶的作用本质、特性的理解多以选择题形式考查，并结合坐标曲线综合考查影响酶活性的因素等。

●教法指导

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概念和本质。先由贴近生活的设问导入课题→演示实验验证酶的高效性→学生观察实验现象，并对不同试管的卫生香的燃烧程度进行描述→图文解释酶的高效性的原因——活化能(教材P80图5－2)，课件展示有关活化能的概念解析图例→资料阅读加课件展示酶的本质探索→分组讨论酶的本质，最后进行补充、激励、小结，并以加粗加黑字体打在屏幕上。

(教师用书独具)

●新课导入建议

1．向学生展示广告片段，让学生感性认识到生活中酶的应用很广泛。学生在生活中经常会接触到一些与酶有关的生活必需品比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等，酶与我们的生活息息相关，但是学生对酶的认识有限，不知道为什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更强；为什么多酶片可以促进消化……所以我们应该让学生更多的了解酶，了解酶的作用和本质，使酶为我们的生活增添更多姿彩。

2．已近中午了，大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢？食物是怎样被消化的呢？同时展示几幅小孩吃东西的画面，这些食物进入口腔后是怎样一步步被消化的呢？消化过程中需要哪种重要的物质呢？导入课题。

●教学流程设计

课前自主探究：①通读教材P78～79有关知识，针对教材P79【实验】实验步骤、变量控制等填充“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P80～81完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。⇒步骤1：课程导入：建议用【新课导入建议】以第一种方式播放动画，指出这些产品、药品均与酶有关，或以第二种导入方式引出酶的作用，导出课题。⇒步骤2：检测预习效果：抢答【课前自主导学】部分的【正误判断】并由评判小组给予评价。⇒步骤3：教师演示实验，引导学生仔细观察实验现象，并思考其中的变量控制等，点拨【课堂互动探究】－【实验探究】的注意事项，完成教材P79【实验】讨论1、2、3、4问题。

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步骤7：完成演示实验的实验报告单的填写，并总结如何分析自变量、因变量及无关变量等。小组讨论【当堂双基达标】5题等。⇐步骤6：课件展示关于酶本质的探索历程，让学生总结酶的本质并给于准确表述。用加粗加黑的大字体在屏幕上进行展示并作答【当堂双基达标】1、2小题。⇐步骤5：演示体现活化能概念的的动画实例，结合教材P80图5－1、图5－2引导学生深入理解活化能的概念内涵。对【课堂互动探究】探究1中的3进行分析。学生尝试对例1的曲线分析(参照【审题导析】)。⇐步骤4：对例2中【审题导析】进行点拨。学生自主作答例2及【当堂双基达标】3、4小题并对照参考答案自评。

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步骤8：针对教材P78的【本节聚焦】进一步通读教材，自检本课时的知识理解、掌握应用情况。分组讨论教材P82【讨论】1、2、3、4小题，以备下节上课时检测。⇒步骤9：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】2、3、4、5、9、12小题。

课 程 标 准 重 点 难 点

1.通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，学会控制实验的变量。

2.结合“关于酶本质的探索”过程，说出酶的本质。 1.酶的本质和作用。(重点)

2.酶作用的实质——降低化学反应的活化能。(难点)

(见学生用书第46页)

酶在细胞代谢中的作用

1.细胞代谢

细胞代谢是细胞中进行的所有化学反应的统称，是细胞生命活动的基础。

2．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验原理

水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解为H2O和O2的速率。

(2)实验过程和现象记录

试管编号 加入物质 处理 现象

1 2 mL

H2O2溶液 不处理 基本无气泡产生

2 2 mL

H2O2溶液 90 ℃水

浴加热 有气泡产生

3 2 mL

H2O2溶液 加2滴

FeCl3溶液 有气泡产生 4 2 mL

H2O2溶液 加2滴肝脏

研磨液 有大量气泡产生

(3)结论：生物体内的酶在温和条件下，可以高效地完成对化学反应的催化。

(4)实验中的相关变量

自变量

在实验中人为改变的变量

试管2 90_℃水浴加热

试管3 FeCl3溶液

试管4 肝脏研磨液

因变量 随自变量变化而变化的变量 过氧化氢分解速率

无关变量 除自变量外，实验中对实验结果造成影响的其他变量 反应物的性质和浓度、肝脏的新鲜程度

(5)对照实验

在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量应当始终保持相同。

1．上述实验中滴加肝脏研磨液的滴管可否再去滴加FeCl3溶液？

【提示】 不能。否则少量的过氧化氢酶带到滴加FeCl3溶液的实验组中，干扰实验结果的准确性。

3．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，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。

酶的本质的探索历程

探索历程(对点连线)

科学家 实验推论或结论

①巴斯德 a．少数RNA具有生物催化功能

②李比希 b．证明酶是蛋白质

③毕希纳 c．引起发酵的物质在细胞外继续

起作用

④萨姆纳 d．引起发酵的是细胞中的某些物质，

细胞死亡并裂解后才能起作用

⑤切赫和奥特曼 e．发酵是整个细胞而不是细胞中

的某些物质起作用

【提示】 ①—e ②—d ③—c ④—b ⑤—a

2．酶的基本单位都是氨基酸吗？

【提示】 不都是。酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。

1．细胞代谢只产生对细胞有用的物质。(×)

2．在氯化铁溶液催化过氧化氢的实验中因变量为FeCl3溶液。(×)

【提示】 因变量是气体产生的多少。

3．酶是活细胞产生的有催化作用的蛋白质。(×)

【提示】 少数酶是RNA。

4．加热、无机催化剂和酶都可降低化学反应的活化能。(×)

【提示】 加热只能提高反应速率，不能降低活化能。

5．细胞代谢不受条件限制便可快速进行。(×)

【提示】 高温、低温、强酸、强碱时，细胞代谢不能进行。

(见学生用书第47页)

酶的化学本质及作用机理

【问题导思】

①酶的化学本质是什么？

②酶在细胞中的化学反应中起什么作用？意义如何？

③酶与无机催化剂的催化效果一样吗？

1．酶的概念理解

化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA

合成原料 氨基酸 核糖核苷酸

合成场所 核糖体 细胞核(主要)

来源 一般活细胞中均能产生

生理功能 具有生物催化功能

2.酶化学本质的实验验证

(1)证明某种酶是蛋白质。

实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。

对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。

(2)证明某种酶是RNA。

实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否出现红色。

对照组：已知RNA液＋吡罗红染液→出现红色。

3．酶的作用机理

酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：

(1)图中ac和bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。

(2)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。

错误！未指定书签。

酶和无机催化剂一样，都只改变化学反应速率，而不改变化学反应方向和平衡点。表示曲线：

(2013·济南高一期末)下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是( )

【审题导析】 解答此题可以从以下几点入手分析：

(1)明确曲线的始点表示为初态，曲线的最高点表示活化态。

(2)明确酶的作用机理反映在曲线上则为两活化能的差值。

【精讲精析】 酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能。所谓活化能是指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。从图像可知：没有酶催化时反应所需的能量多，有酶催化时所需的能量少，两者之间的差值就是酶所降低的能量。

【答案】

C

比较过氧化氢在不同条件下的分解

1．实验装置(如图)

2．对照实验设计及分析

(1)对照实验设计及分析

组别 试管号 3 %的

H2O2

溶液

自变量

处理方法 点燃卫生

香检测 结果分析

对照组 1 2 mL 无复燃 H2O2自然分解缓慢

实验组

2 2 mL 90 ℃水浴

加热 有复燃 加热能促进H2O2分解

3 2 mL 滴加3.5 %