【導(dǎo)語】我們學(xué)會(huì)忍受和承擔(dān)。但我們心中永遠(yuǎn)有一個(gè)不滅的心愿。是雄鷹，要翱翔羽天際！是駿馬，要馳騁于疆域！要堂堂正正屹立于天地！努力！堅(jiān)持！拼搏！成功！一起來看看逍遙右腦為大家準(zhǔn)備的《人教版高一生物必修一《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》教案》吧，希望對你的學(xué)習(xí)有所幫助！
教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1知識(shí)方面:說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。
2能力方面:進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究,學(xué)會(huì)控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設(shè)置對照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀:通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料,認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的。
教學(xué)重難點(diǎn)
1、教學(xué)重點(diǎn):酶的作用、本質(zhì)和特性。
2、教學(xué)難點(diǎn):
�、琶附档突瘜W(xué)反應(yīng)活化能的原理。
�、瓶刂谱兞康目茖W(xué)方法。
教學(xué)過程
【導(dǎo)入】問題探討
介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn),討論下列問題:
�、胚@個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題?
�、剖鞘裁次镔|(zhì)使肉塊消失了?
對細(xì)胞來說,能量的獲得和利用都必須通過化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞中代謝過程離不開降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶。
學(xué)生回憶:⑴化學(xué)反應(yīng)中無機(jī)催化劑的概念?⑵無機(jī)催化劑的作用、特點(diǎn)和條件是什么?
學(xué)生思考:細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境是一個(gè)常溫常壓下的狀態(tài),在這種環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)卻能高效有序地發(fā)生,應(yīng)該有適合的生物催化劑——酶。
【講授】一、酶在細(xì)胞代謝中的作用
實(shí)驗(yàn)]比較過氧化氫在不同條件下的分解。
1、實(shí)驗(yàn)原理:2H2O22H2O+O22H2O22H2O+O2
2、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
3、討論
⑴——⑷見教材P79。
�、蛇@個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么要選用新鮮的肝臟?為什么要將肝臟制成研磨液?
�、实稳敫闻K研磨液和氯化鐵溶液時(shí),可否共用一個(gè)吸管?為什么?
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
5、實(shí)驗(yàn)過程的理論分析
�、旁谧鲈搶�(shí)驗(yàn)時(shí)讓學(xué)生感悟酶作為催化劑的突出特點(diǎn)——高效。
⑵控制變量:講解教材P79相關(guān)內(nèi)容,讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則。
⑶進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
[活化能]分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。
用無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高。如H2O2的分解,20℃無催化劑時(shí)需活化能75kJ/mol;用鉑作催化劑時(shí),只需活化能54kJ/mol;用H2O2酶時(shí),活化能下降到29kJ/mol以下。(結(jié)合教材P80圖講解)
正是由于酶的催化作用,細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。
【講授】二、酶的本質(zhì)
[資料分析]教師設(shè)置下列問題,讓學(xué)生帶著問題去閱讀教材P81——82相關(guān)內(nèi)容。
1、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)分別是什么?
2、巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義?各有什么局限性?
3、科學(xué)發(fā)展過程中出現(xiàn)爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭論的原因是什么,這一爭論對后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用?
4、巴斯德和李比希之間的爭論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了?
5、簡述畢希納實(shí)驗(yàn)的過程?
6、從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論?
7、要證明酵母細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣還需要對實(shí)驗(yàn)如何改進(jìn)?
8、薩姆納提取到了脲酶,他是如何證明它的化學(xué)成分的?
9、薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì),并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。你認(rèn)為他成功的主要原因是什么?
10、請給酶下一個(gè)較完整的定義?
11、結(jié)合酶本質(zhì)的探索歷程談?wù)勀銓︸R克思說的:“在科學(xué)上沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)”這句話的理解。
學(xué)生討論回答:
二、總結(jié)
酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。
教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。
2.通過閱讀分析"關(guān)于酶本質(zhì)的探索"的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭論中前進(jìn)的。
3.進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：酶的作用、本質(zhì)和特性。
教學(xué)難點(diǎn)
(1)酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。
(2)控制變量的科學(xué)方法。
教學(xué)工具
教學(xué)課件
教學(xué)過程
一、情境創(chuàng)設(shè)。
人不吃飯行嗎?食物進(jìn)入人體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化?這些問題在現(xiàn)在來說都已經(jīng)十分清楚了。這些變化過程在其他生物中有沒有呢?早在二百多年前科學(xué)家就對此進(jìn)行了探索。
實(shí)驗(yàn)介紹：1783年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼將肉塊放在小巧的金屬籠中，然后讓鷹吞下，過了一段時(shí)間，將籠子取出，肉塊不見了。
問：(1)為何要將肉塊放在籠子中?
答：排除了胃對肉塊的物理性消化。
問：(2)對肉起消化作用的是什么物質(zhì)?
答：一定是某些物質(zhì)進(jìn)入到金屬籠中，使肉分解�，F(xiàn)在已經(jīng)知道這個(gè)能讓肉分解的物質(zhì)就是--酶。
問：(3)進(jìn)行肉類消化的過程的條件是怎樣的?
答：進(jìn)行分解肉的反應(yīng)是在一種極溫和的條件下進(jìn)行的。
問：(4)在實(shí)驗(yàn)室中能否也能讓肉分解?能的話需要怎樣的條件?
答：實(shí)驗(yàn)室也能進(jìn)行肉的分解，但是比起在生物體中來說，需要高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈的條件才能進(jìn)行。
二、問題探討
1.這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決的問題是：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化?
2.是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。
3.提示：收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。
總結(jié)：對于一個(gè)生物體來說要進(jìn)行的生理活動(dòng)非常之多，構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化。細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱就叫細(xì)胞代謝。
細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，迅速高效地進(jìn)行呢?在化學(xué)反應(yīng)中有沒有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢?
三、過氧化氫在不同條件下的分解
實(shí)驗(yàn)前介紹：動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的過氧化氫，對機(jī)體是有毒的。機(jī)體通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應(yīng)。
2H2O2H2O+O2
問：如何獲得過氧化氫酶?
答：新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶，所以新鮮肝臟研磨液含有較多的過氧化氫酶。
按以下實(shí)驗(yàn)步驟來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
對上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，對照實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。
問：上述實(shí)驗(yàn)分成了1、2、3、4號(hào)四支試管，哪些是四支試管共同的條件?兩兩比較不同的條件有幾個(gè)?
答：共同點(diǎn)：都在試管中加入2mLH2O2溶液，都在相同的壓力下進(jìn)行。
不同點(diǎn)：1和2：只有溫度不同;1和3：3多了2滴FeCl3溶液;1和4：4多了2滴肝臟研磨液;3和4：加入的催化劑不同。
問：1號(hào)試管沒有加任何試劑，它起的作用是什么?
答：它起的是對照的作用。
結(jié)論：進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，觀察其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。如果結(jié)果不同，那么影響該結(jié)果的就是這一不同的因素。在上述實(shí)驗(yàn)3試管和4試管只有加入的催化劑不同，那么該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果3放的氧氣少，4放出氧氣多就是因?yàn)榧尤氲?號(hào)催化劑的催化效率比加入到3號(hào)的高。即酶具有高效性。
問：2和4試管現(xiàn)象基本相同，能否在生物體中也利用2的方法來解毒?
答：不能。加熱到這樣的溫度會(huì)造成生物的細(xì)胞死亡。
問：能否用同一滴管給3和4試管加FeCl3溶液和肝臟研磨液?
答：不能。共用滴管會(huì)讓肝臟研磨液(或FeCl3溶液)殘留在滴管內(nèi)，難以判斷出過氧化氫的分解是哪種滴加液的作用，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。
問：為何酶的催化效率會(huì)比無機(jī)催化劑更高呢?
答：酶降低了活化能�；罨芫褪欠肿訌某B(tài)轉(zhuǎn)化變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量�；罨茉酱螅磻�(yīng)就越不容易進(jìn)行，反之就容易進(jìn)行。
四、總結(jié)
在生物體中，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)每時(shí)每刻進(jìn)行著。以人為例：據(jù)估計(jì)人體細(xì)胞內(nèi)每分鐘大約要發(fā)生幾百萬次的化學(xué)反應(yīng)，這么多的化學(xué)反應(yīng)能在人體中順利而迅速地完成，完全是靠酶的催化作用。它和無機(jī)催化劑相比，具有更高的催化效率。
酶在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化過程中起著重要作用，這個(gè)作用是其他物質(zhì)無法代替的。它降低了化學(xué)反應(yīng)中的活化能，而自身卻沒有發(fā)生變化，所以是一種催化劑。它是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的，所以它也是細(xì)胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。
在醫(yī)院常用雙氧水作為身體出現(xiàn)小傷口的消毒用藥，能觀察到什么現(xiàn)象嗎?試解釋該現(xiàn)象。
能看到傷口有氣泡產(chǎn)生。原因是人體細(xì)胞中產(chǎn)生的酶將雙氧水分解成了水和氧氣。
課后小結(jié)
酶在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化過程中起著重要作用，這個(gè)作用是其他物質(zhì)無法代替的。它降低了化學(xué)反應(yīng)中的活化能，而自身卻沒有發(fā)生變化，所以是一種催化劑。它是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的，所以它也是細(xì)胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。
課后習(xí)題
完成課后練習(xí)題。
參考答案：
基礎(chǔ)題
1.巴斯德：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用。
李比希：引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。
畢希納：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。
薩姆納：酶是蛋白質(zhì)。
2.提示：(1)細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要高效率地進(jìn)行，酶的催化效率比無機(jī)催化劑高得多。
(2)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓、酸堿度適中等溫和條件下進(jìn)行，無機(jī)催化劑常常需要輔助以高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈條件才能有較高的催化效率。
3.D。
拓展題
1.提示：可用第2章中學(xué)過的鑒定蛋白質(zhì)的方法。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質(zhì)，主要是因?yàn)榧?xì)胞中酶的提取和純化非常困難。
2.提示：(1)如四膜蟲的rRNA前體具有催化活性。(2)目前已有發(fā)現(xiàn)具催化活性的DNA的報(bào)道。
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