資源簡介

科學·技術·社會 酶為生活添姿彩教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高一 學期 秋季學期
課題 科學·技術·社會 酶為生活添姿彩
教科書 書 名： 生物學必修1分子與細胞 教材 出版社：人民教育出版社
教材分析
《酶為生活添姿彩》是高中生物學必修1《分子與細胞》（人教版，2019）第5章《第1節 降低化學反應活化能的酶》中科學.技術.社會部分的內容。此部分內容結合酶的本質、作用和特性，簡要介紹了酶在生活中的應用。此部分設置為教師提供了教學素材，延伸了學生關于酶在生產生活實踐中應用的知識，拓展了酶有關知識的思考，引導學生關注社會、關注生活、關注身邊的科學和技術，體會生物科學技術與人類社會、與我們的日常生活密切相關，有助于學生對科學、技術和社會的關系形成正確的認識，對培養學生的核心素養提供了良好的契機。
學情分析
學生已經對第5章第1節《降低化學反應活化能的酶》進行了學習，已經基本掌握“酶的作用和本質”、“酶的特性”等原理，并對影響酶活性的因素進行了初步的實驗探究。學生對酶有了一定的認識，但對生產生活中的酶了解甚少，所以還需讓學生及時的學以致用、理論聯系實際，提升社會責任意識；學生具備了一定的發現問題、提出假設、設計實驗以及進行探究活動的基本能力，但這種科學探究能力還需要進一步提高，運用所學知識技能指導生活實踐的意識還需進一步加強。
教學目標
1. 構建酶的思維導圖形成知識體系，深化對核心概念的理解；形成用科學的學習方法學習的 意識和習慣。 2. 能用所學知識解釋酶在生產生活中應用的原理、注意事項等；引導形成科學用藥的意識。 3. 掌握探究性實驗思路，能獨立完成變量分析并完成實驗設計，提升科學探究能力。 4. 能用實驗結果指導生活實踐，學以致用，承擔社會責任。
教學重難點
教學重點： 1. 用酶的特性解釋酶在生產生活中應用的原理、注意事項等。 2. 用探究性實驗思路設，設計實驗探究溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響，掌握探究性實驗思路。 3. 用所學知識及實驗結果指導生活實踐。 教學難點： 用探究性實驗思路設計實驗
教學過程
教學環節 教師組織和引導 學生活動 教學意圖
一、導入 任務驅動復習導入。 任務一：構建酶的思維導圖 通過上節課的學習，我們認識了酶的本質、作用和特性。本節課我們的第一個任務是通過畫思維導圖的形式梳理酶的相關知識。 在學習的過程中，我們首先要找出相關的概念或知識點，通過圖示把自己對各概念或知識點之間相互關系的理解呈現出來。 請同學們暫停視頻，在學習任務單的對應區域構建思維導圖。 酶的思維導圖示例： 與老師給出的示例相比，你構建的思維導圖有哪些優勢和不足？請大家及時標注，以便課后進一步完善。 構建思維導圖可以直觀形象的呈現自己的抽象思維，讓相關知識更好的融合，這樣我們思考問題的時候就會有更全面的視角。 暫停視頻 回顧酶的相關知識 構建酶的思維導圖 比較并思考自己的思維導圖有何優勢和不足，并進行標注，以便課后進一步完善。 復習酶的基礎知識，回歸教材；形成知識體系，深化對核心概念的理解；為下一環節做鋪墊。 認同知識體系的建立是需要不斷地修正和完善的。 建立使用科學的學習方法學習的意識和習慣。
二、酶在生產生活中的應用 作為生物體內的催化劑，酶推動著細胞內各種生化反應高效有序的進行，對于生命的存在至關重要。離開了生物體的酶是否也能繼續發揮作用呢？ 觀看視頻：《“吃”塑料的酶》 環境保護： PET酶的發現為解決白色污染找到了更有效的途徑； 中國科學家利用脂肪酶處理廢棄油脂，制造生物柴油，成功實現了廢棄物再利用；通過視頻，我們看到研究人員對PET酶進行改造，已經成功獲得了塑料降解能力更強的酶， 其實已經被成功應用的酶，大部分都經過了酶工程等技術的改造 ，穩定性更高，效果更好。 生產生活： 果膠酶被用于果汁生產，提高產量；嫩肉粉中的木瓜蛋白酶可以使我們烹制的肉食更加鮮嫩可口；加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶可以有效去除衣物上的奶漬和油漬；醫藥領域： 酶在醫藥領域的應用則更加廣泛！ 溶菌酶、加酶牙膏中的酶可以有效殺死細菌，具有抗菌、消炎的作用，多酶片中的胃蛋白酶和胰蛋白酶可以緩解消化不良的問題。其實早在幾千年前 中醫就開始用雞內金 治療消化不良，雞內金是雞胃的內壁部分，后來人們發現雞胃內壁中含有蛋白酶。 在疾病診斷方面，酶也發揮著重要作用，比如血液中的轉氨酶水平是肝臟功能是否正常的指標之一；葡萄糖氧化酶則可以測定血糖濃度，用于糖尿病的診斷，目前 有越來越多的酶被用于多種疾病的診斷。 任務二：解釋部分加酶產品的原理 酶在這些領域的應用原理是什么呢？請同學們暫停視頻，思考并完成任務二中的表格。 表格中的加酶產品都是利用酶專一性催化相應物質的分解，從而達到效果的。 學以致用： 問題1：加酶洗衣粉去污效果好，是不是對所有衣物都適用呢？ 問題2：溶菌酶通過水解細菌細胞壁中的肽聚糖起殺菌作用，是否對所有病原體都會有較好的抑制效果呢？ 溶菌酶對于無細胞壁的病原微生物，比如支原體感染可能并不適用。所以在使用藥物時，我們和家人應該注意認真閱讀用藥指導，謹遵醫囑、合理用藥。 多酶片的用藥指導強調，在服用時候要整片吞服，不能咀嚼。請大家結合資料，思考并嘗試解釋。 任務三：解釋多酶片的用藥指導 資料1：多酶片的用藥指導 資料2：多酶片的結構示意圖 資料3：胃蛋白酶最適pH為1.5-2.2，胰蛋白酶最適pH為7.8-8.5。胃液的pH為0.9-1.5，小腸液的pH為7.6。 思考問題： 1. 多酶片為什么要整片吞服，不能咀嚼？ 2. 為什么要少吃酸性食物？ 絕大多數酶是蛋白質，有最適pH，由資料可知胃蛋白酶的最適pH與酸性的胃液接近，而胰蛋白酶的最適pH更靠近略偏堿性的小腸液；多酶片是雙層包衣片，外層糖衣在胃部溶解釋放胃蛋白酶，內層腸溶衣進入胃后不被胃酸溶解，直至進入小腸接觸到堿性的腸液才溶解，釋放出其內的胰蛋白酶；整片吞服保證了兩種酶能順利到達消化道的對應位置，在各自的最適pH條件下發揮作用。 過大幅度偏離最適pH的過酸、過堿環境均會破壞酶的空間結構，使酶變性失活。咀嚼會破壞腸溶衣，導致胰蛋白酶過早釋放，在胃酸中變性失活，喪失藥效。 如果在服藥時過多攝入酸性食物，會使小腸的pH下降，降低胰蛋白酶的活性，使藥效減弱。 觀看視頻及圖片文字資料，激發興趣；感受科學技術的發展為社會及我們的生活帶來的便利。 了解酶在環境保護方面的應用，思考原理 了解酶在生產生活方面的應用，思考原理 了解酶在醫藥方面的應用，思考原理 了解酶在疾病診斷方面的應用，思考原理 暫停視頻 思考并完成學習任務單中的表格。 思考問題 討論分享 思考問題 討論分享 閱讀資料 思考討論 嘗試解釋 結合自己的想法 比較思考 修正自己的答案 閱讀資料 思考討論 嘗試解釋 認同酶在生物體生命活動中的重要作用。 認同科學技術與社會、生活的密切聯系。 感受中醫的經驗和智慧，培養民族自豪感 任務驅動，引發思考，用所學知識解釋生活現象 學以致用，指導生活實踐 問題串驅動思考討論，引導學生形成合理用藥的意識，并向身邊的人宣傳，承擔社會責任。 問題驅動，引導資料分析、思考和討論，提升理性思維。
三、探究加酶洗衣粉洗滌效果的影響因素 眾多加酶產品中，加酶洗衣粉是我們最為熟悉的。如何讓加酶洗衣粉更好地發揮效果？ 任務四：探究加酶洗衣粉洗滌效果的影響因素 資料：加酶（復合酶）洗衣粉包裝盒上的“專業提示” 【提出問題】 根據材料你能提出哪些問題呢？ 有同學發現影響加酶洗衣粉效果的因素很多，水溫、水量和浸泡時間等都會影響加酶洗衣粉的效果。如果想探究溫度因素，應該設置哪些溫度梯度？ 【作出假設】 根據已學的知識以及查閱資料，①不同酶的最適溫度不同； ②加酶洗衣粉中的酶經過改造， 比一般的酶更穩定； ③ 加酶洗衣粉一般在室溫條件 下使用。 由此我們大膽作出假設：加酶洗衣粉的最適溫度接近室溫。 【設計實驗】 請同學們暫停視頻，結合問題探討，完成學習任務單任務四中的實驗設計。 探討1：本實驗的自變量是什么？因變量是什么？ 探討2：如何設置溫度，對我們一年四季中加酶洗衣粉的使用更有指導意義？ 探討3：配置四種不同溫度的洗衣粉溶液時，能否先用開水溶解洗衣粉，再用涼水調至對應溫度？ 【進行試驗】 實驗中，我們首先應該制備有污染物的實驗用布，再調節四組水溫、用各溫度的水溶解洗衣粉，最后進行浸泡洗滌、觀察比較各組的洗滌效果。進行實驗時，除了自變量和因變量，我們還應該注意控制無關變量。 我們的任務目標是 設計一個能在家里完成的探究實驗，對于家庭實驗我們應該充分利用家里現有的物品作為實驗器具，比如可以用一定容積的舊礦泉水瓶子替代量取，用家里的小盆替代大燒杯。 同學們設計的實驗還有哪些好點子呢？在哪些方面還需要改進？我們今天的作業之一就是請大家在課后完善自己的實驗設計，并在家里進行實驗。 【結果分析】 如果實驗結果表明，25℃條件下洗滌效果最佳，我們在冬季和夏季應該如何提升洗滌效果？ 冬天溫度很低可以適當提高浸泡時的水溫； 跟據酶的化學反應平衡點曲線，若偏離最適溫度時，延長反應時間，酶也可以催化完成反應，在夏季適當延長浸泡時間也可以達到較好的洗滌效果，比降低水溫更為便利和節約 我們今天的第二個作業就是，請同學們根據自己的實驗結果，并查閱資料，為家人寫一份易懂、實用的加酶洗衣粉使用指南。 利用探究實驗的設計思路，我們從提出問題出發、作出假設、設計實驗、進行實驗，最后進行結構分析，完成了《探究溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響》 的實驗設計。希望大家平時在生活中 能勤思考、多提問，設計實驗探索更多生活中的奧秘！ 請同學們認真完成作業，以視頻或照片的形式記錄作業，與同學分享實驗結果和使用指南，也可以選擇上傳網絡，與更多人分享！ 思考問題 交流討論 閱讀資料 進一步探究 根據資料 提出問題 作出假設 暫停視頻 思考問題探討并交流 完成實驗設計 思考問題 設計實驗 完善設計家庭可行性實驗 比較思考 找出自己實驗設計中的優點和不足，課后進一步完善 思考討論 交流回答 小結探究性實驗的 一般思路 聯系生活，創設問題情景，體會知識與生活的緊密聯系。 引導學生進行探究實驗的設計，掌握探究性實驗思路 提升科學探究能力。 體會實驗設計中無關變量的控制，形成科學的實驗設計思路 通過家庭實驗設計，體會實驗場所的廣博性，形成在生活中隨時思考探究的科學意識。 感受知識是在不斷地修正中逐漸完善的。 依據實驗結果，指導生活實踐，提升解決生活實際問題的能力。 用所學知識指導生活實踐，理論聯系實際，承擔社會則 鼓勵探究 鼓勵宣傳科學
四、課堂總結 生命不息，對酶的探索仍在繼續，隨著科技的發展，越來越多的產品涌入我們的生活，面對撲面而來的廣告和各種網絡信息，用我們所學的知識結合資料查閱，科學的看待產品廣告、辨別網絡信息的真偽，并和家人分享。理性選擇加酶產品并合理使用，酶一定會為我們的生活添加更為絢麗的色彩！

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