2019-2020年高中生物《降低化學反應活化能的酶》教案8 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物《降低化學反應活化能的酶》教案8 新人教版必修1 一、版本：人教版 高中生物必修1 二、設計內容：第5章 細胞的能量供應和利用 第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶（第1課時——酶的作用） 三、設計理念 在實施新課程中，需要構建與新課程理念相適應的教學策略。根據新課程理念，高中生物重在培養(yǎng)學生的科學思維、科學方法、科學精神等生物科學素養(yǎng)。使學生由以前的“學會”到“想學”再到“會學”，“引導──探究” 發(fā)現式教學法就是在這種理念下應運而生的，該教學法以問題解決為中心的學習方式。本節(jié)課以“引導──探究”科學發(fā)現的過程來學習科學研究的方法為設計理念。符合《基礎教育課程改革綱要（試行）》的要求：“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀，倡導學生主動參與、合作學習、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”。該理念的運用有利于學生科學素養(yǎng)、協(xié)作精神的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，有利于學生主動建構知識、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度與價值觀。它不僅重視知識的獲取，而且更加重視學生獲取知識的過程及方法，更加突出地培養(yǎng)學生的學習能力。在問題的推動下、在教師的引導下，學生學得主動，學得積極，真正體現了“教為主導，學為主體”的思想。 四、教材分析 1．地位和作用 “降低化學反應活化能的酶” 第1課時——酶的作用，主要探討酶在細胞代謝中的作用。該內容以第4章第3節(jié)物質的跨膜運輸方式中的主動運輸需要消耗能量以及初中生物學“消化”為基礎。學習本節(jié)利于“細胞代謝的學習”，利于選修模塊中有關酶的應用、微生物發(fā)酵、蛋白質提取和分離等知識的學習。 2．教學目標 （1）知識目標：說明酶在代謝中的作用 (Ⅰ)。 （2）技能目標：進行有關的實驗和探索，按所設計的實驗方案和步驟，正確完成相關的實驗操作。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(Ⅱ)。 （3）情感目標：①評價自己的實驗結果，②參與交流，聽取別人的正確意見，維護或修改自己的方案和意見。 3．過程與方法 通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，感悟酶作為催化劑特點，及控制變量的方法。利用教材上形象、直觀的圖解和文字說明，讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。 4．確定教學重、難點及解決方法 教學重點：酶的作用。 [解決方法]利用學生對無機催化劑的知識基礎切入，引入酶的學習。通過實驗、資料分析得出酶的作用。自然界中的生命現象都與酶的活動有關，活細胞內全部的生物化學反應都是在酶的催化下完成的。在人體內，大約每分鐘要發(fā)生幾百萬次的化學反應，這么多的化學反應之所以能在常溫、常壓下進行，完全是因為酶的作用，酶是一種什么樣的物質？在化學反應中是怎樣起作用的？顯然應是本節(jié)課內容的重點。 教學難點：①酶降低化學反應活化能的原理。②控制變量的科學方法。 [解決方法] ①利用教材上形象，直觀的圖解和文字說明，讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。②通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，感悟酶作為催化劑特點，及控制變量的方法。活化能這個名詞在高中生物教材體系中是第一次出現，無論是學生還是教師對這個名詞都很陌生?；瘜W反應之所以能進行，就是達到反應所需的活化能。在酶的作用下，原來不能進行反應的物質發(fā)生了反應，是增加了反應物的自由能，還是降低了反應所需的活化能？通過實驗和類比，必需要讓學生理解。在過去幾年的高考中，雖然出現了實驗設計，但在教材中沒有關于控制變量的內容，在本節(jié)教材介紹了控制變量的系列名詞，但對剛剛接觸高中生物實驗的學生而言，不能說不是一個難點。 五、設計思路 從物質跨膜運輸方式──主動運輸需要能量入手，引出第5章細胞的能量供應和利用。再從教材提供的問題探討──斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用進入學習情境，是有趣的，并能和學生已有經驗──對消化酶的了解結合起來。利用學生對無機催化劑的知識基礎切入，引導學生進入新課學習。既然學生們知道無機催化劑的作用，就讓學生通過比較實驗來認識酶的催化作用以及與無機催化劑的差別。教師在安排學生做實驗時要注意學生對實驗的理解，落實好本節(jié)課的目標。本節(jié)課的實驗需要設置實驗組和對照組，建議教師利用直觀的手段（繪圖或電子幻燈等）將實驗的裝置特別是實驗組和對照組的裝置分別向學生展示，以增加學生實驗操作和討論的效率，或者采取分組實驗進行實驗討論（此法效果很好）。 在學生獲得感性知識的基礎上要求學生體會什么是自變量、因變量、無關變量以及什么是對照實驗，再通過對實驗中自變量改變訓練學生在實驗設計中如何控制變量。顯然，這種編排有助于引導學生學會確認和控制變量，有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力。 學生通過親身感知酶的作用，順理成章引入酶在化學反應中能夠降低化學反應的活化能知識點。教材利用卡通式插圖、圖解和文字敘述，指出酶能夠顯著降低化學反應所需的活化能。通過形象、直觀的圖解和文字說明以及繪制“沒有催化劑、無機催化劑、酶的催化效率曲線”的比較，進一步讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能（酶催化作用更加顯著），利于學生理性認識。 六、教學用具：ppt幻燈片、實驗材料、器材 七、課前準備：分組實驗（“比較過氧化氫在不同條件下的分解”）材料用具的準備；PPT課件制作。 八、教學過程： 教學步驟 教師活動 學生活動 設計意圖 （一） 引入 復習：物質跨膜運輸中的主動運輸需要的條件？ （細胞的主動運輸需要能量。細胞內有機物的合成需要能量。肌細胞的收縮需要能量……細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入能量，才能維持生命活動的有序性）。 （太陽能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量的最終源頭。外界能量輸入細胞，并為細胞所利用，都要經過復雜的化學反應）。 “幾乎”一詞留有余地，不絕對，應引起學生的注意。 問題1：鳥類的消化系統(tǒng)的組成？消化分為幾類及其主要場所在哪里？ 問題探討—PPT展示意大利科學家斯帕蘭札尼的實驗。 提出問題： 問題2：這個實驗要解決什么問題？ 問題3：是什么物質使肉塊消失了？ 問題4：與外界的化學反應相比，生物體內的化學反應有什么特點？（條件溫和、效率高）； 問題5:在學習化學知識中，我們?yōu)榱俗屢恍┗瘜W反應更容易地進行，會使用催化劑，那無機物催化劑和生物體內的催化劑在反應條件上，效率上有什么區(qū)別呢？ 在化學課上，我們知道，有些化學反應容易進行，有些化學反應需要添加某種物質之后并且可能需要在特定的環(huán)境中才能進行。這種能夠促進化學反應進行的物質，叫催化劑。 細胞中的化學反應比起同學們在化學課上所學的反應要復雜得多，而且有些反應在細胞外，單純用無機化學的手段是無法進行的，而在細胞內卻可以快速地順利地進行。這是為什么呢？ （教師注意引導分析，答對的要肯定、鼓勵、贊揚；答錯的也要保護學生的積極性。） 對于生物體來說要進行的生理活動非常之多，構成生物體的每一個細胞物質需要不斷的合成和分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，這種自我更新完全依賴于細胞內的發(fā)生的生物化學反應，每一個化學反應都伴隨能量變化。 閱讀、識圖 思考討論。理解細胞是一個生命系統(tǒng)，內部有分工合作的各種結構，這些結構是有序的，而這些結構的成分需要不斷地更新，這就需要不斷地從外界輸入能量，否則，細胞內部分工合作的有序結構將被破壞，最終導致細胞死亡。 回憶初中知識， 閱讀問題，探討內容，進行相關的討論 思考教師提出的問題。 學生回答，學生評價。 討論、歸納、總結 引導學生閱讀、識圖。注意把握對加點詞的理解和解釋。 “生命活動的有序性”是一個深奧的道理，在這里不必做詳盡的解釋，否則將限入泥潭。只需簡要說明即可。 目的是利用學生已有的知識去解答“問題探討”。以此激發(fā)學生強烈的求知欲。 思維熱身。引導學生分析說明。 通過學生已有的經驗（化學知識）引導學生構建新的知識。 讓學生通過實例進行“細胞代謝”概念建構 （二） 細胞代謝 細胞內的環(huán)境是一個常溫常壓下的狀態(tài)，在這種環(huán)境下化學反應卻能高效有序地發(fā)生，即細胞代謝。而細胞代謝應該有適合的生物催化劑——酶。引導學生產生疑問：酶在細胞代謝中起了什么作用？究竟是怎樣起作用的呢？ （三） 酶在細胞代謝中的作用─“比較過氧化氫在不同條件下的分解” 通過細胞代謝中產生的有害物質過氧化氫在不同條件下的分解實驗來解決這些問題。 方案：指導學生閱讀，設計實驗觀察表格，分組完成實驗。 討論問題： 問題1：2號管發(fā)生了什么現象，說明了什么？ 問題2： 3、4號管中，FeCl3和過氧化氫酶起了什么作用。（說明催化劑并沒有并沒有提高分子的能量，而是把發(fā)生反應所需要的活化能降低了） 問題3： 3、4號管中，哪個反應速度快？說明什么問題？（說明酶具有高效性） 問題4：這個實驗的結論？ 通過實驗你還能提出什么問題？ 學生可能提出以下的問題： ①該實驗的原理是什么？ ②這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟？ ③為什么要將肝臟制成研磨液？ ④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？ ⑤實驗的關鍵是什么?判斷依據是什么? 閱讀相關的課文內容，設計表格； 學生進行分組實驗。 師生共同分析總結：表格的設計；記錄實驗結果。 展開討論，并回答問題。完成探究活動，并進行交流和表達. 討論 采取同伴互助：一學生提出問題，由其他學生解答。 培養(yǎng)學生閱讀、理解能力及對知識轉化能力。 培養(yǎng)小組協(xié)作精神、交流與合作能力。 培養(yǎng)學生發(fā)現問題、解決問題的能力。 控制變量 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 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。 討論：指出“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中自變量、因變量、無關變量、對照組、實驗組。 問題1: 自變量中FeCl3如果改成滴加8滴則實驗結果如何?是否違背對照實驗設計原則? 問題2: 自變量,無關變量能否發(fā)生轉變? 小組合作討論 小組合作討論 知識難點采取小組合作學習方式,利于難點突破. 對學生進行求異思維訓練. 活化能 歸納小結 引導：試管2產生氣泡較多是因為加熱所致，加熱使H2O2分子得到了能量，從常態(tài)轉變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。我們把這種轉變所需要的能量稱為活化能。 PPT展示:H2O2分子由常態(tài)形成活躍狀態(tài). 思考分析： 問題1.汽油在常溫下會不會自發(fā)地起火?為什么? (在高溫下,少數汽油分子獲得了一定的能量而被活化,才能發(fā)生氧化反應.) 問題2.為什么鐵和過氧化氫酶能提高過氧化氫的分解反應的速率呢？ PPT展示教科書圖5-1. 問題1:在20℃測得的過氧化氫分解的活化能,從圖中你能得出什么結論? 條 件 沒在催化劑催化 用膠狀鉑催化 用過氧化氫酶催化 活化能/kJmol-1 75 54 29 問題2:請將教科書圖5-2在坐標中繪制出來. 問題3:請在同一個坐標中繪制”無催化劑、無機催化劑、有酶催化三種條件下分解等質量H2O2曲線圖”。 閱讀教材，結合實驗，加深對活化能這一概念的理解。 討論 學生歸納 難點通過動畫形象的多媒體演示讓學生在愉快中理解概念. 注重與現實生活的聯系。 培養(yǎng)學生圖形轉換能力. 培養(yǎng)學生比較、歸納能力. 構建系統(tǒng)知識 練習反饋 （教師按照PPT上試題難度排成第一關、第二關、第三關、第四關、第五關，讓學生自由闖關）。 培養(yǎng)學生應用知識解決問題能力。