資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高一 學期 秋季
課題 酶催化細胞的化學反應
教科書 書 名：生物學必修1分子與細胞教材 出版社：上海科學技術出版社
教學目標
1.通過雙氧水消毒傷口現象分析、初中所學的消化知識回顧、酶成分鑒定實驗結果分析和科學家對酶的研究過程閱讀等活動，認識酶的催化作用，歸納酶的化學本質。 2.經歷酶與無機催化劑催化化學反應速率的比較探究，認識酶作用的高效性；通過痛風病理分析，理解適度的酶活性是生命活動正常進行的基本保障。 3.通過乳糖不耐癥病理分析，從蛋白質結構與功能相適應的角度，解釋酶作用的專一性。 4.通過工業生產葡萄糖方法變化的分析，認識酶知識的應用價值，知道酶活性受溫度、pH的影響，關注酶在人類生產、生活和醫藥領域中的應用。
教學重難點
教學重點： 1.從相關生物學事實中歸納酶的概念。
2.基于生物學事實和證據，借助模型，認識酶作用的專一性與酶分子結構的關系，知道溫度、pH等環境條件可通過改變酶分子結構來影響酶活性，發展結構與功能觀。
教學難點： 解釋酶功能與其分子結構的關系。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
情境導入 顯示圖片：乳糖不耐癥和痛風。 觀看圖片，了解病癥，思考問題：①除乳糖酶外的多種酶都不能消化乳糖嗎？②酶的功能是由什么決定的呢？ 創設主題情境，激發興趣，引起思考，導入本節課題。
建構酶的概念 顯示圖片：①傷口處涂抹H2O2消毒液后產生大量氣泡②倒在燒杯中的H2O2溶液幾乎無氣泡。 解釋：這種物質是人體細胞產生的過氧化氫酶。 顯示圖片：消化系統和消化過程示意圖。 比較兩張圖片呈現的信息，思考得出：人傷口處有一種物質能加快H2O2的分解。 回顧初中所學知識，復習消化酶的作用。 歸納得出：酶是生物體產生的具有催化作用的物質。 通過對照實驗分析和已有知識回顧認識酶的催化作用。
顯示圖表：鑒定三種酶是否含有淀粉、還原糖、蛋白質、脂肪的實驗結果記錄表。 分享資料：科學家探究酶的歷程。 總結：酶是活細胞產生的具有催化能力的生物大分子，絕大多數是蛋白質，少數是RNA。 分析圖表，得出結論：過氧化氫酶、淀粉酶和蛋白酶都不含淀粉、還原糖或者脂肪，都含有蛋白質。 歸納得出：絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。 用第二章所學的物質成分鑒定方法認識酶的化學本質。 通過科學史學習，認識科學知識的不斷進步性。
探究酶的作用特點 播放視頻：新鮮豬肝勻漿和FeCl3催化H2O2分解比較。 顯示資料：單個過氧化氫酶分子在1s內可以催化四千萬個H2O2分子分解，催化效率是Fe3+ 的1.4x108倍。 提出問題：是不是酶活性越高越好呢？ 顯示圖片、文字，說明痛風的病理。 觀看對照視頻、閱讀資料，得出結論：酶具有高效性。 思考、感悟： ①旺盛的生命活動需要快速的化學反應作為基本保障。這得益于酶的高效性。 ②機體代謝有不同的狀態，酶活性需要得到有效調控，以恰好滿足機體不同狀態下化學反應的需要。 通過直觀的實驗視頻，認識酶的高效性。 結合實驗結果、研究數據和疾病病理認識酶的高效性，知道適度酶活性對正常生命活動的意義。
顯示圖片、文字：乳糖不耐癥病理，酶與底物的特異性結合。 提出問題：除乳糖酶外的多種酶都不能消化乳糖嗎？ 顯示資料：細胞中有很多種酶催化特定的反應。 思考，得出結論：底物只有與酶的活性中心契合時才能被催化。酶具有專一性。 思考、解決問題：如何幫助乳糖不耐癥患者健康地喝上牛奶。 聯系蛋白質結構多樣性理解酶的多樣性。 結合形象直觀的示意圖，從結構與功能角度理解酶的專一性和多樣性。
理解酶的功能與其分子結構的關系 顯示資料：上世紀六十年代以前，在100℃以上、用鹽酸催化淀粉水解來生成葡萄糖。 提出問題：淀粉酶能否在上述條件下催化淀粉水解？ 小結：高溫、強酸、強堿等改變蛋白質空間結構的環境因素，會影響酶的活性。 提出問題：①加酶洗衣粉可以洗滌任意材質的衣物嗎？②如何增強加酶洗衣粉的去污效果？ 閱讀資料，思考：能否用淀粉酶催化淀粉水解來提高效率降低成本。 思考，得出結論：不能，因為高溫會改變酶活性中心空間結構，使酶失活。 思考，得出結論：加酶洗衣粉中有催化蛋白質分解的蛋白酶，故不能洗滌真絲、純毛類衣物。使用溫水可保持較高酶活性，增加浸泡時間也可增強洗滌效果。 學以致用：在生產實踐中，盡可能降低能量消耗、減少環境污染，增強社會責任意識。 學以致用：改變條件調控酶活性，讓生活更美好。
小結與作業 小結：今天這節課我們一起認識了酶和酶的催化特性、影響酶活性的因素。下節課我們還將通過設計、實施實驗來定量研究溫度對酶活性的影響。 閱讀材料：認識青霉素的抑菌原理。 思考、探究： ①酶功能異常引起的疾病。 ②根據酶數量或活性進行的疾病診斷。 ③應用酶知識開發的藥物或疾病療法。 初識酶抑制劑，拓展視野，激發課下探究興趣。

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