生物催化剂——酶优秀教学设计

必修1《酶的作用和本质》教学设计

一、教材分析

本节课是高中《生物（必修1）》（人民教育出版社出版）第5章“细胞的能量供应和利用”中的第1节第1课时，是理解物质转化、能量转换等细胞生命活动的基础。通过本节学习，学生将能形成“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物”这个核心概念，从而能深刻理解酶对细胞代谢的重要意义，为后续模块学习ATP、呼吸作用、光合作用等内容做好知识铺垫。

而本节课以实验为依托，进行控制变量的科学方法的学习，为后续的探究实验做好知识与能力铺垫，而且可以将该方法广泛地应用到各学科的科学研究中。

此外，本节课通过讲述酶探索的科学史，让学生对于科学是在争论和摸索中不断前进的事实有深刻领会，也能从中学习科学家严谨的科学态度和坚持不懈探索的精神。

二、学情分析

（1）知识基础：经过初中阶段和高一的学习，学生对化学反应已经比较熟悉，能认识催化剂在化学反应中的作用，但对于生物体内的化学反应认识还不深刻。而通过蛋白质一节的学习，学生知道“几乎细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大数酶是蛋白质”这一知识点，但停留在表象记忆阶段，不能深刻理解酶的作用和本质。

（2）能力基础：高一的学生具备一定的观察、信息提取能力，但在综合分析、归纳总结、设计实验等能力上稍显薄弱。

（3）情感基础：高一的学生对于未知的事物会有比较强的好奇心，因此需要在教学过程中，利用学生的探究热情，创设实验情境，不断设疑，从而激发、维持他们的学习兴趣。

三、教学目标

1. 知识目标

（1）说出酶在细胞代谢中的作用。

（2）描述酶的催化原理。

2.

能力目标

掌握控制变量法，能够控制自变量，观察和检测因变量的变化，理解对照实验遵循的两大原则，对实验结果和现象进行解释、分析和处理。

3.

情感态度与价值观目标

（1）通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

（2）认同科学家善于质疑，创新，和勇于实践的科学精神与态度。

1

四、教学重点和难点

1. 教学重点

酶的作用和本质

2.

教学难点

（1）酶的作用原理

（2）控制变量法的科学应用

五、教学设计思路

整节课的设计力求以“酶的作用和本质”这个核心概念为知识主线，以学生分析实验，体验控制变量在实验研究方法中的应用为能力主线，引导学生从实验事实中归纳出酶的作用，并探讨酶催化的机制。最终师生共同重温科学史得出酶的本质，最终生成本节课的核心概念。基本思路为：

导入：以“诺贝尔日”及“酶的情人”——诺贝尔奖得主阿瑟科恩伯格对酶的高度评价导入，引起学生对酶的探究热情，导入本节课要解决的问题。

实验探究：以“不同条件对过氧化氢分解”这个实验为中心展开教学，让学生从实验事实中感性认知酶的作用。借助本实验，通过问题设置，引导学生对控制变量的科学方法进行思考，学习，提高学生的实验探究能力。

理性认同：通过课本图解和教师给出的补充信息，学生尝试分析酶的催化机理，训练学生的理性思维。同时借助多媒体动画演示酶的催化机制，形象直观地解决重难点。

科学史重现：通过教师设问，学生阅读分析科学史回答问题，让学生对酶的探索历史有更深刻的认识的同时认同科学史在探索和争论中前进的。

生成概念：引导学生从酶的来源、作用和本质给酶下一个定义。

拓展延伸：联系生活、生产上的酶制品，让学生体会生物学知识在生物、生产上的应用。

六、教学用具：多媒体课件、录像视频、演示实验用具、卡纸等

七、课时安排

1课时

2

八、课堂教学过程

教学环节

新课导入

1.导入：同学们，最近老师很期待一个日子，12月10号，同学们知道12月10号是什么日子吗？——科学盛典诺贝尔奖的颁奖日。科学史上有为数不多6对父子同获诺贝尔奖，阿瑟-科恩伯格和罗杰-科恩伯格就是其中的1对。父亲阿瑟自誉为酶的情人。他一生都在研究酶，发现了30多种酶，其中DNA聚合酶的发现也让他获得了诺贝尔奖。他写了一本自传，就叫《酶的情人》，里面他对他的情人是高度赞赏——：尽管DNA威风八面，它也只是指导构建细胞蛋白质的蓝图。真正赋予细胞生命和个性的是酶。它们控制着整个机体，哪怕仅仅一个酶功能异常都可能致命。

2.提出问题：

为什么阿瑟-科恩伯格对酶情有独钟？酶到底是什么物质，它在细胞中有什么作用？

细胞代谢的概念

教师直接讲授细胞代谢的概念，并提出问题串：

自由发言，搭建支架：

（1）

细胞代谢过程中会产生一些有害的物质，说出自己能加如H2O2，如何快速清除？

（2）化学反应中加快化学反应速率的方法有哪些？

（3）细胞能实现高温、高压、强酸、强碱的条件吗？

（4）细胞里是否有生物催化剂？

快化学反应速率的方法，并在教师的引导下理解常温常压下细胞要加快化学反应必须要有生物催化剂。

利用学生已有的知识，为下面即将要进行的实验分析搭建起知识支架，顺利进入对实验的探究中。

学生代表朗诵阿瑟-科恩伯格对酶的高度评价，体会科学激发兴趣，引发思考：

结合日期，用诺贝尔奖这一学生熟悉又关注的词第一时间集教师活动

学生活动

设计意图

家对酶的情感。

中学生的注意力，快速

进入课堂。而“酶的情人”这一熟悉但又与平常认知不同的词能第一时间激发学生对酶的好奇心，引发他们对酶的作用的思考。

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实验探究

1.向学生明确实验实验目的：通过比较不同条件

观看实验录高效、直观、震撼：

条件1、2、3的实验现象如果做当场做演示实验，由于气泡冒出并不明显，很难让全班的同学都观察到现下过氧化氢分解的速率，从而探究出酶的作用。

像及教师演示2.讲解实验过程及播放录像视频：

（1）引导学生说出简单的实验方法步骤，在黑板上用事先做好的卡纸呈现方法步骤。

（2）播放录制好的演示实验，呈现条件1（常温）、条件2（水浴加热）、条件3（FeCl3）的实验现象，并让学生说出自己观察到的实验现象。

3.提出问题，让学生分析前3种条件的实验现象及得出结论：

（1）与1号试管相比，2号试管出现了什么不同现象？这一现象说明了什么？

（1）与1号试管相比，未经加热的3号试管出现了什么现象？这一现象说明了什么？

4.再提出问题：

加入猪肝研磨液的试管4会出现什么样的实验现象呢？

5.教师现场演示条件4实验，并让学生注意观察气泡冒出数量、速度及卫生香复燃情况。

6.提出问题，引导学生分析：

（1）4号试管都没有加热，但都也冒出了大量气泡，说明酶起着什么作用？

（2）3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？

7.得出结论：酶具有催化作用，且具有高效性。

实验，说出自己观察到的实验现象并在教室问题的引导下分析实验现象，象，因此采用录像的方得出实验结论。

式可以弥补此项不足。

而条件4的现象是本实验的重点，且现象非常明显，现场演示有震撼感，加深学生印象。

而通过问题分步提出，有利于逐步引导学生分析实验，得出酶的作用。

控制变量分析

1.提出问题：

带着问题阅培养实验探究能力：

借助本实验，引入变量控制原则，让学生在达成酶的作用这个知识目标的同时也能达成学会控制变量这个能（1）实验中，如果实验中往1号试管加1mLH2O2，“控

读课本关于2号试管加2mLH2O2，3号试管加3mLH2O2，4号试管加4mLH2O2，对实验结果有没有影响？

（2）为什么在这个实验中只有反应条件是可以不同的？

2.引导学生看书“控制变量”的信息，找出问题的答案。

3.检阅读书结果，提出问题：

（1）反应条件在这个实验中是作为什么变量？

制变量”的文字，并与同桌讨论，分析本实验的变量，掌握变量控制的方法。

力目标，有利于逐步培

养学生的实验探究能力。

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（2）那在对照实验中，只能有几个自变量？

（3）怎样才能保证只有1个自变量？

4.小结对照实验中的两大原则：等量原则、单一变量原则

实验质疑

1.提出问题：

猪肝研磨液中是不是只有酶一种成分，你怎么确定就是酶在起作用？

2.引导学生用化学提纯的技术获得纯净的过氧化氢酶，再做一组实验。

3.让学生代表上台演示加入过氧化氢酶的实验。

4.小结酶的作用：酶具有催化作用且有高效性。

思考老师提出的问题，大胆质疑，并派代表上台进行演示实验。

活学活用，培养学生敢于质疑的精神：

让学生用刚掌握的变量控制原则对实验提出问题，一方面让学生学以致用，一方面有利于培养学生勇于质疑的精神。而增加试管5演示实验，让学生亲身体验用实验结果解决疑点的成功喜悦感。

酶的

催化机理

1.提出问题：

（1）加热能加快化学反应，说明要发生化学反应，需要什么？

（2）可是FeCl3和酶没有提供能量，为什么也能加快化学反应？

2.播放动画，演示过氧化氢分子在常温、加热、加Fe3+、加过氧化氢酶不同条件下分子的运动状态及活化能变化。

3.呈现课本降低酶降低活化能的图解，

并让学生在课本上补充加无机催化剂的示意图，让学生更明确酶与无机催化剂的区别。4 4.给出补充数据，点出酶作用的机理：显著降低化学反应的活化能。

1.思考老师提出的问题，尝试推理解释酶催化的机理。

2.观看动画，感1.推理分析，初步感知：

通过问题引导学生从提供能量和降低活化能两个角度去推理分析得出酶催化的机制，初步感知酶催化知酶催化机理。

机理。

3.读懂图解和2.动画辅助，形象直观：

抽象的知识点直观化，易于学理解，加深学生的印象。

对比表格数据，3.数据分析，理性认知：

明确酶催化机理。

通过数据对比，让学生从理性思维的角度去认知酶催化的机制。

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酶的

化学本质

1，提出问题：

（1）

酶到底是什么神奇的物质？它的化学本质是什么？

（2）如何鉴定H2O2酶是蛋白质？请尝试说一下实验思路。

（3）所有酶的化学本质都是蛋白质吗？

2.边讲述边引导学生阅读资料，主要解决以下问题：

（1）巴斯德和李比希的争论点是什么？

（2）谁发现了酶？

（3）酶的化学本质是什么？

3.小结：大多数的酶是蛋白质，少数是RNA。

尝试说出鉴定酶本质的实验思路。

了解课本关酶本质探索的资料分析，知道信息获取，体验科学探索的历程：

让学生自己阅读并讲解，有利于培养学生信息获取的能力和整合能力。同时通过阅读科学史，有利于学生从情感上认同科学是在不断探索和争论中前进的。

科学探索历程。

酶的概念

拓展延伸

引导学生根据板书，从酶的来源、作用和本质给酶下一个定义。

尝试用自己的语言给酶下定义。

生成概念：

通过上面酶相关知识点的层层呈现，让学生自己生成酶的概念。

1.回扣导入，再次强调酶在细胞代谢中的意义：

理解酶对于

正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。

2.提出问题：

酶在生物体内发挥着重要的作用，那在生物体外呢？酶在生产、生活上有什么应用？

生物体正常生活的意义，并说出自己所知道的生产、生活中用到的酶。

概念生活、生产化：

回扣导入，让学生在掌握概念的内涵、外延的同时，又能将所学的概念与生活、生产联系，体现课堂教学内容的延伸。

九、板书设计

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