江某某 降低化学反应活化能的酶（第1课时）

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五．1 降低化学反应活化能的酶（第1课时）

教师：江某某

【教学目标】

1、说出细胞代谢的概念，并举例说明酶在细胞代谢中的作用

2、概述酶的化学本质，比较酶和无机催化剂的异同

3、进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的方法，以及设置对照实验等。

4、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。

【教学重难点】

重点：酶的作用、本质；控制自变量和设置对照实验。

难点：酶降低化学反应活化能的原理；控制变量的科学方法。

【教材导读——教学策略指导】

1.从教材提供的问题探讨──斯帕兰某某研究鹰的消化作用进入学习，并和自己已有经验相结合进行学习。深入理解细胞代谢的概念，理解细胞代谢过程与酶的关系。

2.可以利用对无机催化剂的知识基础作为切入点，进行新课学习：从无机催化剂催化的特点和条件入手，思考生命活动是一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？比较联想细胞内的环境是什么样的状态？在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂──酶，由此进入酶的学习；通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别，感悟酶作为催化剂的突出特点──高效。

3.自变量、因变量和对照实验也比较抽象，学生应在教师引领下分析教材中比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，通过讨论可以明确自变量、因变量和对照实验的含义，并通过实验控制自变量和设置对照实验的方法，领悟彼此间的对应关系。

3.关于酶的概念，课程标准要求层次为理解——能够对酶的概念进行阐述、解释。可通过实验和生活生产实践中的实例去体会酶的概念，达成学习目标。

4.酶降低化学反应活化能的原理较抽象，在学习时，应充分利用教材上形象、直观的图解和文字说明，明确催化剂可降低化学反应的活化能，并通过比喻或类比方式强化对该知识点的理解。也可与无机催化剂相比较，突出生物催化剂——酶的优越性。

5.关于酶的本质的学习，充分利用教材上的资料分析，加深对酶本质的认识。利用教师精心设置的问题，进行针对性地阅读。挖掘科学家从生活现象中发现问题、不断探究、不断进行实验，最终揭示酶的本质的探索历程，理解绝大多数酶是蛋白质的事实。

【教学过程】

Ⅰ【问题探讨导入新知】

通过前面的学习，我们知道细胞内有机物的合成需要能量，细胞的主动运输需要能量XXXXXXXXXX，能量的供应和利用，都是伴随着细胞代谢而进行，而细胞代谢过程大都离不开酶的催化。什么是酶？它有什么作用？请看人类早期对酶的认识——斯帕兰某某实验问题探究：

1.斯帕兰某某设计这个实验要解决什么问题？__________________________________________________。

2.斯帕兰某某的实验巧妙在何处？____________________________________________________________。

3.这个实验中是什么物质使肉块消失了？______________________________________________________。

4.假如你是斯帕兰某某，如何证明你在上面的推测？

__________________________________________________________________________________________。

Ⅱ【自主思考与合作探究】

一、酶在细胞代谢中的作用

阅读教材P78-80相关内容，观看实验视频，体验感悟酶的作用，思考回答下列问题：

（一）何为细胞代谢？请从场所、实质、条件、意义等方面加以剖析。

概念：___________________________________________________________________________________。

剖析：（1）__________（2）__________________（3）_______________________（4）________________。

（二）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解

（1）实验目的：通过比较H2O2在不同条件下分解的速率，了解过氧化氢酶的作用和意义

（2）原理：新鲜肝脏中含有较多的_______________，无机催化剂_________或H2O2酶均可催化该反应，反应方程式为：_________________________________。

（3）实验过程和现象：

试管编号

加入物质

处理方法

实验现象（气泡多少、卫生香燃烧状况）



1

2ml H2O2 溶液

不做处理

无气泡



2

2ml H2O2 溶液







3

2ml H2O2 溶液







4

2ml H2O2 溶液







（4）实验分析与思考：

①1号和2号试管的对照说明：___________能加快H2O2 的分解速率；

② 3号和4号试管均未加热，但却有大量的气泡产生，这说明了什么？ _______________________________

③3号和4号试管相比，_____号试管反应速率快，这说明：________________________________________。

④在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？请据此说明酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。

_________________________________________________________________________________________。

⑤通过对该实验结果的分析和讨论，你能得出哪些结论？

__________________________________________________________________________________________。

（三）关于实验中的控制变量问题：

1. 什么是变量——自变量、因变量、无关变量、额外变量？它们之间是什么关系？

2.自变量有自变量的控制方法，如上述实验中通过加热、滴加Fecl3溶液、滴加新鲜肝脏研磨液（H2O2酶）来控制自变量；因变量有因变量的检测方法，如上述实验中通过观察气泡产生量及卫生香复燃程度，作为因变量——H2O2 的分解速率的检测方法。

3.什么是对照实验？一般要怎样设计？

（1）对照实验是一种常见的实验类型，是指除了一个因素以外，_____________________________的实验。

如上述实验中______________________________________________________________________________。

（2）对照实验的设计：一般要设置_____________和________________。

①对照组：是指______________________________的对象组，如上述实验中的________号试管即为对照组。

②实验组：指在对照组的基础上控制某自变量，以观察改变的结果（也就是指接受自变量处理的对象组）。如上述实验中的________________号试管均为实验组。

4.（拓展）实验设计应注意遵循哪些原则？

①单一变量原则：是处理实验中的复杂变量关系的准则之一，主要是对自变量与因变量的控制而言。它有两层意思:一是确保“单一变量”的实验观测,即不论一个实验有几个自变量,都应做到一个自变量对应观测一个因变量;二是确保“单一变量”的操作规范,即实验实施中要尽可能避免无关变量的干扰，即无关变量要保持相同，如实验对象的一致性、实验控制时间的一致性、每次实验所加试剂的量要相等。

②对照原则：是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比,既可排除无关变量的影响,又可增加实验结果的可信度和说服力。常见的对照类型有空白对照、自身对照、相互对照、条件对照等。

③科学性原则：即实验原理要正确，实验材料的选择要恰当，自变量的控制及因变量的检测方法都要正确。研究温度对酶的活性影响实验中，必须保证将淀粉酶与淀粉提前在设定温度下保温，然后混合。

④平行重复性原则：避免因操作失误等造成的系统误差。

（三）酶的作用原理——降低化学反应活化能

请结合教材P80相关文本内容及图5-2，思考讨论以下问题：

（1）加热为什么能促使H2O2的分解？_____________________________________________________。

（2）什么是活化能？_______________________________________________________________________。

（3）加Fecl3或H2O2酶是为反应的进行提供了能量吗？若不是，为什么也能促进H2O2的分解（催化原理）？并参考右面方框中的坐标曲线图做出说明：

_______________________________________________

______________________________________________。

（4）为什么加H2O2酶比加Fecl3有更高的催化效率呢（高效原因）？

________________________________________________________。

（5）试从酶的催化效率及所需的条件等方面说一说：

为什么酶是细胞代谢所必需的？

__________________________________________________________________________________________。

二、酶的本质

（一）阅读教材P81酶本质的探索历程资料，分析回答下列问题：

1、巴斯德和李比希争论的焦点是什么？______________________________________________________。

你认为他们这样的争论各有什么局限性？______________________________________________________。

你认为他们为什么会出现这样的争论？_______________________________________________________。

他们这样的争论有什么积极意义？____________________________________________________________。

2、毕希纳研究的思路是什么？_______________________________________________________________。

_________________________________________________________________。

毕希纳的实验能否证明酵母细胞中的提取液和活酵母细胞的作用一样？若不能，你认为还应该怎样做？_________________________________________________________________________________________。

3、萨姆纳研究的成果是什么？你能用何方法证明其结论？

________________________________________________________________________________________。

4、继萨姆纳之后，科学家们又做了哪些工作？_____________________________________________。

5、切赫和奥特曼的研究有什么新的发现？___________________________________________________。

6、你能试着给酶下一个较完整的定义吗？___________________________________________________。

（二）酶的概念剖析：

1.从来源、功能、本质方面剖析，阐述酶的概念：

酶是______________的具有___________的有机物，其中____________________________。

（来源） （功能） （本质）

2.思考：（1）凡是活细胞都能产生酶吗？还是必须具有分泌功能的细胞才能产生酶？为什么？

__________________________________________________________________________________________。

（2）酶只有催化功能吗？能否提供能量或起调节作用等？

__________________________________________________________________________________________。

（3）酶的基本组成单位是什么？在哪里合成？如何通过实验加以鉴定？

__________________________________________________________________________________________。

（4）酶只能在细胞内发挥作用吗？试举例说明。________________________________________________。

（5）结合你所学的化学知识想一想，酶与无机催化剂相比有哪些共性？

酶作为生物催化剂与一般催化剂相比，有相同之处。如①改变化学反应速率，但本身的质量和化学性质并不发生改变（下左图）；②都通过降低_____________，使化学反应速率加快（见前图）；③加快_______

________，缩短___________，但不改变平衡点——生成物质量（下右图）。

Ⅲ【典例精析】《精讲精练》P56典例1——关于酶的化学本质及其作用原理剖析

Ⅳ【随堂检测】《精讲精练》P56随堂演练

Ⅴ【限时训练】必做：《一线精炼》课时练习十五第1课时

Ⅵ【板书设计】

一、酶在细胞代谢中的作用

1.细胞代谢

2.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验

①相关概念：

②对照实验的原则

3.酶的作用机理

二、酶的本质

Ⅶ【教学反思】

本次教学过程中的细胞代谢和实验部分衔接不合理，需要加以修改。

教学过程中引入活化能的动态课件较为形象地说明活化能的知识。

对于酶本质的探索历程做到了扼要简明，处理得当。

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