資源簡介

教學設計
教學課題 人教版高中生物學必修一第五章第一節 降低化學反應活化能的酶
學科 生物 年級 高一 時長 1課時
教學背景分析 一．教材分析 教材的地位和作用：酶是細胞代謝的一個必要條件，在人教版的《生物》必修一中是第五章《細胞的能量供應和利用》的第一節《降低化學反應的活化能》。 酶是細胞代謝的催化劑。在所有生物的代謝中占有普遍的重要地位、為后續學習光合作用、呼吸作用作鋪墊。具有承前繼后的作用。 二．學情分析 通過前一階段的教學、學生對該部分的內容已經有了一定的認知結構、主要體現在以下幾個層面。 1、知識層面、經過初高中的學習、學生的課外學習和生活經驗，學生對蛋白質和酶已經有了初步的認識。但是還沒有深入到分子水平。 2、能力層面。學生經過多年的初 高中教育已經掌握了一定的分析、解決問題的能力并形成較有效的學習方法、具備了一定的實驗操作能力。 3、情感層面、學生對生物教學的新內容。特別是實驗探究有相當的興趣和積極性。但在探究問題的能力和合作交流等方面發展不夠均衡。
教學目標 基于課程標準的內容要求、學業要求和學業質量標準，圍繞培養學生核心素養的要求，制訂如下教學目標: 1.說明酶在細胞代謝中的作用、本質和特性。 2.進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。 3.通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的。
重難點 1.說明酶在細胞代謝中的作用、本質和特性。 2.進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。
教學方式與策略 支架式策略：首先解釋什么是活化能，即化學反應開始所需的最小能量。引入酶的概念，說明它們是生物催化劑，能夠降低化學反應的活化能。實例分析：通過具體的例子，如淀粉酶分解淀粉，來展示酶的作用。分析酶在工業、醫學和日常生活中的應用。實驗演示：安排實驗，讓學生觀察酶在不同條件下的活性變化，如溫度、pH值對酶活性的影響。通過實驗觀察酶如何降低活化能。 探究式教學：鼓勵學生提問和討論，以加深對酶作用機制的理解。可以設置小組討論，讓學生探討酶在不同生物過程中的作用。 多媒體教學：使用動畫或視頻來展示酶作用的動態過程，幫助學生更直觀地理解概念。利用在線資源和模擬軟件，讓學生進行虛擬實驗。案例研究：通過研究特定的酶，如限制性內切酶在基因工程中的應用，來展示酶在現代科學中的重要性。
教 學 活 動 設 計 活動內容 活動意圖 時間分配
【創設情境，問題探究】介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實驗，討論下列問題： ⑴這個實驗要解決什么問題？ ⑵是什么物質使肉塊消失了？ 【總結歸納】對細胞來說，能量的獲得和利用都必須通過化學反應。細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。細胞中代謝過程離不開降低化學反應活化能的酶。 學生回憶：⑴化學反應中無機催化劑的概念？⑵無機催化劑的作用、特點和條件是什么？ 激發學生學習興趣和學生思考：細胞內的環境是一個常溫常壓下的狀態，在這種環境下化學反應卻能高效有序地發生，應該有適合的生物催化劑——酶。 3分鐘
一、酶在細胞代謝中的作用。 學生活動一【知識梳理】[實驗]比較過氧化氫在不同條件下的分解。 1、實驗原理：2H2O22H2O＋O2 2H2O22H2O＋O2 2、實驗步驟及現象 試管號3%的過氧化氫溶液控制變量點燃的衛生香檢測實驗處理氣泡多少12mL22 mL90℃左右水浴加熱很少32 mL滴加3.5%FeCl3溶液2滴較多燃燒但不猛烈42 mL滴加20%肝臟研磨液2滴很多燃燒猛烈
激發學生的好奇心和學習興趣。激勵學生質疑，提高學習的主動性。 7分鐘
3、討論【問題探究】 ⑴～⑷見教材P79。 ⑸這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟？為什么要將肝臟制成研磨液？ ⑹滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用一個吸管？為什么？ 4、實驗結論 5、實驗過程的理論分析【知識梳理】 ⑴在做該實驗時讓學生感悟酶作為催化劑的突出特點——高效。 20%的新鮮肝臟研磨液1滴3.5%的FeCl3溶液1滴生物催化劑：過氧化氫酶所含酶的相對數量：1無機催化劑：Fe3+ Fe3+的相對數量：25萬
⑵控制變量：講解教材P79相關內容，讓學生了解實驗設計的原則。 ⑶進行實驗： 自變量因變量無關變量對照組實驗組2號：90℃水浴加熱 3號：加入3.5% FeCl32滴 4號：加入20%肝臟研磨液2滴H2O2分解速度用產生氣泡的數目多少表示加入試劑的量；實驗室的溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度。1號試管2、3、4號試管
【總結歸納】在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同。 學生活動二【知識梳理】[活化能]分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。 如H2O2的分解，20℃無催化劑時需活化能75kJ/mol ；用鉑作催化劑時，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶時，活化能下降到29 kJ/mol以下。（結合教材P80圖講解） 【總結歸納】用無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速進行。 總結：細胞代謝離不開酶的原因。 鞏固學生基本實驗操作技能，增強好奇心和求知欲提高實踐能力。 8分鐘 7分鐘
酶到到底是什么物質呢？19世紀以前，人們還不知道為何物。19世紀以后，隨著對釀酒中發酵過程的深入研究，才逐漸揭開了酶的“面紗”。 二、酶的本質 學生活動三[資料分析]教師設置下列問題，讓學生帶著問題去閱讀教材P79～80相關內容。 【問題探究】1巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義？各有什么局限性？ 2科學發展過程中出現爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現爭論的原因是什么，這一爭論對后人進一步研究酶的本質起到了什么作用？ 3從畢希納的實驗可以得出什么結論？ 4薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質，并因此榮獲諾貝爾化學獎。你認為他成功的主要原因是什么？ 5請給酶下一個較完整的定義？ 6結合酶本質的探索歷程談談你對馬克思說的：“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點”這句話的理解學生討論回答： 【總結歸納】酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數RNA也具有生物催化功能。 學生活動四 課堂總結：通過本節課的學習你學到了什么？ 完成練習冊相應習題1-5鞏固練習 提高學生自主學習的能力。通過學習科學史，認同科學在爭論中前進，在不斷探索中發展。 8分鐘 7分鐘
板書設計 第5章 細胞的能量供應和利用 第1節 降低化學反應活化能的酶 一、酶在細胞代謝中的作用 1、細胞代謝：細胞內的全部化學反應。 2、酶的作用：降低活化能更顯著、催化效率更高。 3、控制變量 二、酶的本質 1、酶本質的發現過程： 2、酶的本質：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。
教學特色與反思 回顧教學過程，本節課的特點及兩點有： 1.互動式教學：通過實驗或模擬演示酶如何降低化學反應的活化能，讓學生親自參與，增強理解和記憶。2.情景模擬：利用故事或情景，比如將酶比作一把鑰匙，將底物比作鎖，通過這種比喻幫助學生理解酶與底物的特異性結合。3.多媒體教學：使用動畫或視頻來展示酶作用的微觀過程，幫助學生形象地理解酶如何降低活化能。4.問題驅動學習：提出問題，引導學生思考酶的作用機制，例如為什么酶能加速反應速率，但不影響反應的平衡。5.小組討論：鼓勵學生在小組內討論酶的特性和作用，通過交流不同的觀點來深化理解。6.跨學科聯系：將酶的概念與其他學科如化學、物理學等聯系起來，展示生物學與其他科學領域的交叉。7.實際應用：討論酶在醫學、工業和日常生活中的應用，如酶在洗滌劑中的作用，或者在食品加工中的應用。 有待改進之處有： 1.學生理解程度：反思學生是否真正理解了酶的作用機制，以及他們是否能夠將這一概念應用到其他情境中。2.學生參與度：反思學生在課堂上的參與度，是否有足夠機會進行實踐和討論。3.課程內容的深度和廣度：思考課程內容是否覆蓋了必要的知識點，是否需要進一步擴展或深化。

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