降低化学反应活化能的酶导学案

高中生物教学设计

降低化学反应活化能的酶——酶的作用

一、版本：人教版 高中生物必修1

二、设计内容：第5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（第1课时——酶的作用）

三、设计理念

在实施新课程中，需要构建与新课程理念相适应的教学策略。根据新课程理念，高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”，“引导──探究” 发现式教学法就是在这种理念下应运而生的，该教学法以问题解决为中心的学习方式。本节课以“引导──探究”科学发现的过程来学习科学研究的方法为设计理念。符合《基础教育课程改革纲要（试行）》的要求：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。该理念的运用有利于学生科学素养、协作精神的培养，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。它不仅重视知识的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力。在问题的推动下、在教师的引导下，学生学得主动，学得积极，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。

四、教材分析

1．地位和作用

“降低化学反应活化能的酶” 第1课时——酶的作用，主要探讨酶在细胞代谢中的作用。该内容以第4章第3节物质的跨膜运输方式中的主动运输需要消耗能量以及初中生物学“消化”为基础。学习本节利于“细胞代谢的学习”，利于选修模块中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质提取和分离等知识的学习。

2．教学目标 （1）知识目标：说明酶在代谢中的作用 (Ⅰ)。

（2）技能目标：进行有关的实验和探索，按所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验(Ⅱ)。

§5.1 降低化学反应活化能的酶

【教材分析】

该节主要介绍了酶在细胞代谢中的作用、酶的本质以及酶的3个特性，一般加上实验共需要3个课时。本节是第一课时，主要说明酶的作用。课本在学生学习过初中生物学的基础上，创设了“问题探讨”的情境——200多年前科学家斯帕兰札尼有关探究鹰消化食物原理的著名实验，引导学生分析和讨论，明确在这个实验过程中酶起了重要作用。那么酶在细胞代谢中有何作用？教材安排了实验来比较过氧化氢在不同条件下分解速率快慢的实验，引导学生自己得出结论，从而切身体会到酶具有很高的催化速率，该实验还介绍了生物实验的常用方法，所以要特别注意理解掌握设计对照实验的原则——单一变量原则（只有一个实验条件不同，其他的实验条件都相同），从而确定实验结果的不同就是有该不同的条件造成的。在学生获得感性知识的基础上，教材利用卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。这种编排有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。

【学情分析】

学生已经掌握了化学中的双氧水的分解反应和有关无机催化剂的知识，可以用来进行有关实验和生物催化剂酶的教学，将化学知识与生物学教学进行渗透。学生掌握的数学上函数的知识可以用来进行变量的有关教学，将数学知识和生物学知识进行渗透。学生的分析、推理和抽象思维能力不强；在学习方法和认识水平方面还不够熟练；对本节知识有亲身体验，求知欲强，积极性高，学习潜力很大。学生在初中学习了有关消化酶的知识，做了相关的实验，并根据生活经验，通过报刊、电视、互联网等媒体，获得许多与酶有关的信息，对酶有了一定的认识，但认识有限。在实验操作方面，学生已经能够正确使用一般的实验器具，对探究实验有较高的兴趣，但对探究的程序还不熟练。

【教学策略】

（1） 从教材提供的问题探讨──斯帕兰札尼研究鹰的消化作用进入学习情境，是有趣的，并能和学生已有经验──对消化酶的了解结合起来。

第5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（第1课时一一酶的作用和本质）新授课

一、 教学内容和教学对象分析

（一）教学内容分析

《酶的作用和本质》是高中生物必修一第五章第一节《降低化学反应活化能的 酶》第一部分内容。在必修一第二章第二节《生命活动的主要承担着一一蛋白质》 这一节关于蛋白质的功能中提到：“细胞内的化学反应离不开酶的催化作用，绝 大多数酶是蛋白质”。这为过渡到本节内容的学习做了很好的铺垫。

《酶的作用和本质》是第一课时的内容，它将是理解呼吸作用、光合作用等知 识的基础。本节从细胞代谢的概念入手，通过分析“比较过氧化氢在不同条件下 的分解”的实验，引出酶在细胞代谢中通过降低化学反应的活化能发挥催化作用， 并以此实验为依托，进行控制变量的科学方法的学习。学习控制变量法，不仅有 方法论意义，而且在科学研究中有着广泛的应用价值。通过科学家对发酵现象和 酶研究的相关资料分析，探索酶的本质。这些资料告诉我们，酶的研究经历了近 70年的漫长过程，经过众多科学家的不懈努力，才揭示了酶的本质。这不只是向 人们讲述了一段科学发展史，更重要的是把科学家的献身精神、严谨的科学态度 呈现给我们，给我们以启迪和教益。

（二）教学对象分析

高一学生经过初中生物和化学的学习，积累了一定的生物知识，且对基本化学 反应已很熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂——酶的认识非常有 限。然而本节学生需要对酶的作用、本质达到理解水平，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细胞代谢是生命活动的基础，而细胞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——降低了反应的活化能，二是体会在实验中如何科学地控制变量。 在教材P8L接触到生活中一些与酶有关的生活必须品，在课前建议学生提前预 习，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。

第五章第1节 降低化学反应活化能的酶

一、酶的特性

预学案

使用说明：①依据目标完成预习，并完成预习内容的填空；

②用红笔做好疑难标记，以备讨论。

一、预习目标

（1）理解酶在细胞代谢中的特性；

（2）理解影响酶活性的条件，通过实验说明影响酶活性的因素，掌握控制变量的方法。

二、知识梳理

（一）复习上课时内容

1、酶的作用是 。

2、同无机催化剂相比，酶的催化效率 。

3、酶催化化学反应的原理是 。在反应前后，酶的数量 。

4、酶的本质是 。

（二）酶的特性 与一般催化剂相比，酶具有以下特性：

1、高效性：同无机催化剂相比，酶的催化效率 。

2、专一性：一种酶只能催化_____________或___________的化学反应。例如，淀粉酶只能催化_____________的水解，而对蔗糖不起作用；二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成的_____________的水解反应，但是不能催化多肽的水解。

3、酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性 ，温度和pH偏高或者偏低，酶的活性都会 。

提示：酶的活性是指酶催化化学反应的能力，或者降低化学反应活化能的能力。

（三）影响酶促反应的因素

提示：1、酶促反应是指酶催化化学反应。 2、反应物也被称之为底物。

3、酶促反应的快慢用反应速率表示。

1、酶浓度：在底物足够多的情况下，酶促反应速率与酶浓度的关系呈 。

2、底物浓度：在酶浓度一定的情况下，酶促反应速率与底物浓度的关系是：在初期，随着底物浓度的增加，酶促反应速率 ；当酶饱和后（即所有的酶都在催化反应），随着底物浓度增加，酶促反应速率 。