科学·技术·社会　酶为生活添姿彩ppt配套教案和课堂实录

“酶在细胞代谢中的作用”教学设计

一

教学思路

以最近发展区理论为基础，用建构主义学习理论作指导，从学生现有水平入手，循序渐进地提出着眼于最近发展区的问题，不断激发学习兴趣和潜能；通过新旧知识之间联系的提示、协作学习的活动单推进、科学合理的实验设置等，创设符合教学内容和利于学生发展的学习情境，采用生生与师生交流讨论、协作探究的方式，借助作出假设、设计与实施实验、分析与得出结论等学习环节，层层建构，不断地生成“酶在细胞代谢中起催化作用”的概念。 二

教学分析

本课借助初高中实验衔接，通过人教版教材实验与分析的改进、使用饱和FeCl3和定量装置拓展新实验等创新举措，引导学生阶梯式进行基于教材的探究细胞中H2O2分解条件和赖以拓展的探究酶是催化剂的两大探究活动，既克服变教材的验证性实验为探究性实验的困难，又破解教材实验不能充分探究酶是催化剂的难题，使学生生成“酶在细胞代谢中起催化作用”这一概念的逻辑性更加严密，使教学更符合学生的发展。

教学预设中，有三个难点：一是定量实验装置的创设，由教师在课前通过反复探索，妙用注射器、空圆珠笔管、细软胶管等，将加液与反应的锥形瓶、集气与排水的平底烧瓶、集水与测量的量筒，组装成操作简便、测量精确的密闭装置得以突破；二是确保一节课时间完成教学所需的适宜FeCl3溶液的配制，经教师在课前反复实验，变教材中的3.5%FeCl3为饱和FeCl3，使H2O2在FeCl3下的彻底分解由原来的十几小时缩短为几分钟加以突破。三是用以理解催化剂作用机理的教学情境的创设，借助对催化剂作用机理的独特研究和制作动画的技巧，自制更具合理性和适应性的动画予以突破。

教学过程中，有三个难点：一是两大实验的方案设计，采用提示引导、活动单帮助、生生与师生协商等策略予以突破；二是注射器的操作，借助教师演示与讲解、投影指示得以突破；三是定量实验的操作，采用教师提示操作注意事项和个别指导的策略加以突破。

教学重点是两个探究实验的操作，落实的策略为：组织四人一小组、八人一大组的学习共同体，在严密设计基础上，用分工协作与个别指导相结合的方法加以实施。

三

教学目标

1．知识目标：在合作探究的基础上，说明酶在代谢中的作用。

2．能力目标：在活动单引导下设计、实施探究实验。

3．情感态度价值观目标：体验合作的乐趣，体验科学探究的逻辑严密性。

四

教学准备

1．实验材料：3%H2O2溶液，每20mL分装在贴有标签的烧杯中。

2．实验试剂：饱和FeCl3溶液、20%鲜猪肝研磨液、清水，每2mL分装在贴有对应标签的培养皿中。

3．实验用具：贴有H2O2标签的5mL注射器，贴有清水、FeCl3、肝磨液标签的三支1mL注射

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器，编号1、2、3、4的试管，试管架，试管夹，酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴，卫生香，贴有A、B标签的两套定量实验装置。

4．学习活动单

活动单一 探究细胞中H2O2分解的条件

提出问题：细胞中的H2O2，是常温下自然分解？高温下分解？常温FeCl3作用下分解？还是常温酶作用下分解？

作出假设： 。

设计实验：请利用下述材料用具，一边设计提示，一边在下表协作设计实验方案。

材料——H2O2。 试剂——清水、FeCl3、鲜肝研磨液。

用具——试管、滴管、5mL注射器、加热装置、卫生香

【设计提示】

①用 支试管。均用 （用具）加 。（用量为2mL）

②由1号试管开始，依次进行常温、高温（水浴90℃）、FeCl3、鲜肝研磨液的实验。

③3、4号试管用 （用具）加 （试剂）。（用量为2滴）。

④根据等量原则，1、2号试管分别应 。

⑤根据单一变量原则， 3、4号试管的温度应为 。

⑥本实验最简易的观察指标是 ，

因为产生O2，也可用 作为观察指标，该指标在试管 部位最明显。

进行实验：四人小组分工合作实施实验操作，并记录实验现象。

实验结果：（填于上表中）

得出结论： 。

活动单二 探究酶是否是催化剂

提出问题：FeCl3、酶是否只加快反应速率而不改变反应平衡？是否在反应前后质与量不变？

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作出假设： 。

设计装置：请自选器材，

设计反应、集气与测量

一体化的定量装置。

（右空白处画图表示）

设计实验：请利用定量装置及下列材料用具，结合设计提示，在下表设计实验方案。

材料——H2O2。 试剂——FeCl3、鲜肝研磨液。

用具——1mL和5mL注射器、一体化定量装置、计时器。

A 一

B 一

A 二

B 二

【设计提示】（A装置探究FeCl3，B装置探究H2O2酶） ①材料用2mL，试剂用0.1mL。

②经针头加液时，针头内会残留少量液体。为尽量减少误差，从用量大小分析，应先加 、后加 。

③为探究是否改变反应平衡，实验需观察记录 。

④为探究反应前后质与量是否改变（两次达最终产O2量时间是否相同），实验中还应记录 。

⑤A、B装置二次实验时，只能加 。

进行实验：四人小组分工合作实施实验操作，并记录实验现象，八人小组比较实验结果。

实验结果：（填于上表中）

得出结论： 。

五

教学过程

师：边PPT呈现“H2O2”，边表述“细胞在代谢过程中会不断产生H2O2，它必需迅速分解为……”

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（等待学生回答）。

生：H2O+O2。

师：边PPT呈现“→H2O+O2”，边表述“从而避免对细胞产生毒害。”

（一）探究细胞中H2O2分解的条件

师：边表述“那么，细胞中的H2O2，是常温下自然分解？高温下分解？常温FeCl3作用下分解？还是常温酶作用下分解？同学们的假设是……（等待学生回答）”，边PPT呈现

“ 活动一 探究细胞中H2O2分解的条件

提出问题：细胞中的H2O2，是常温下自然分解？高温下分解？常温FeCl3作用下分解？还是常温酶作用下分解？”

生：常温酶作用下分解。

师：在学生回答的同时PPT呈现“作出假设： 酶作用下分解 。”

师：边表述“请同学们利用下述材料用具，根据提示，在活动单一的表格中设计探究假设的实验方案。”边PPT呈现

“

材料——H2O2。 试剂——清水、FeCl3、鲜肝研磨液。

用具——试管、滴管、5mL注射器、加热装置、卫生香

设计提示： ①四个实验，用 支试管。所有试管均用 （用具）加 。（建议用量为2mL）

②建议由编号1开始，依次进行常温、高温（水浴90℃）、FeCl3、鲜肝研磨液的实验。

③3、4号试管分别用 （用具）加 （试剂）。（建议用量为2滴）。

④根据等量原则，1、2号试管分别应 。

⑤根据单一变量原则， 3、4号试管的温度应为 。

⑥本实验最简易的观察指标是 。由于实验中产生了O2，因此也可用 作为观察指标，该指标在试管的 部位最明显。 ”

生：边思考提示，边协作在表格内填写实验方案。

师：在学生合作设计时，不断地观察、了解学生的设计情况，不断地重复表述设计提示，用以不断地引导学生的设计。

师：待学生设计基本完成时，请一组同学投影展示并介绍实验设计。

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生：投影展示并介绍实验设计。

师：针对学生实验方案中不完善的内容，引导全体学生帮助完善。

生：修改、完善实验方案。

师：PPT呈现预设的实验方案。

“

取试管

用5mL注射器加H2O2

用滴管滴加试剂

1 2mL 2滴

清水

控制温度

观察气泡量

带火星卫生香插入

液面上方观察复燃

常温

2 2mL 2滴

清水

90℃水浴

3 2mL 2滴

FeCl3

常温

4 2mL 2滴

肝磨液

常温

”

师：针对用具中注射器的使用进行说明、演示、投影指示，并提请学生试操作。

师：提请学生依据实验方案，四人一组协作进行实验操作，并在学生操作时适当予以提示。

生：小组分工协作进行实验操作。

师：待学生实验结束时，提请一组同学汇报实验结果。

生：汇报实验结果。

师：针对学生汇报中存在的表述不准确与错误，及时进行纠正、启发，并请其他学生给予帮助。

师：演示由学生帮助高温处理的FeCl3、肝磨液对H2O2分解的影响。（用以暗示学生肝磨液中影响H2O2分解的条件受温度的影响）

师：表述“由实验现象可知，细胞中H2O2的分解，不同于常温、高温和FeCl3，因此可以得是在什么作用下？”（等待学生回答）。

生：酶的作用。

师：表述“该酶称为……”。（等待学生回答）

生：H2O2酶。

师：表述“根据这些实验现象可推知，FeCl3、H2O2酶对H2O2的分解可能起了什么作用？”

生：催化作用。

师：边表述“那么，FeCl3、H2O2酶是否像其他催化剂一样，是否只加快反应速率而不改变反应平衡？是否在反应前后质与量不变？”边PPT呈现

“ 活动单二 探究酶是否是催化剂

提出问题：FeCl3、酶是否只加快反应速率而不改变反应平衡？是否在反应前后质与量不

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变？） ”

生：是。

师：PPT呈现

“作出假设：FeCl3、酶只加快反应速率而不改变反应平衡，在反应前后质与量不变。 ”

师：边表述边PPT呈现。“如果假设成立，则存在下列两种现象

①等量的H2O2在FeCl3、H2O2酶的作用下，最终产O2量？

②在一次反应结束后，再次加入相同量的H2O2进行二次实验，则一二两次达最终产O2量所需时间？”

生：相等。

师：边表述“要能探究这两点，需设计反应、集气与测量一体化的定量装置。请同学们自选器材，在活动单二的方框画图表示你们所设计的装置。”边PPT呈现

“设计装置：请自选器材，设计反应、集气与测量一体化的定量装置。”

生：两人小组协作绘制装置图。

师：敬请两组同学投影展示介绍所画的装置图。

生：分别投影展示、介绍所绘制的装置图。

师：在学生介绍结束时进行点评。同时出示已制作好的装置，介绍其用途。并请每一实验小组配一位同学到准备室各领取一套装置。

生：领取定量实验装置。

师：待学生获得装置后，边表述“请利用定量装置及下列材料用具，结合设计提示，在活动单二的表格中设计探究实验方案。”边PPT呈现

“设计实验：材料——H2O2。 试剂——FeCl3、鲜肝研磨液。

用具——1mL和5mL注射器、一体化定量装置、计时器。

A 一

B 一

A 二

B 二

设计提示：（A装置探究FeCl3，B装置探究H2O2酶）

①材料用2mL（用具？），试剂用0.1mL（用具？）。

②经针头加液时，针头内会残留少量液体。为尽量减少误差，从用量大小分析，应先加 、后加 。

③为探究是否改变反应平衡，实验需观察记录 。

④为探究反应前后质与量是否改变（两次达最终产O2量时间是否相同），实验中还应记

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录 。

⑤A、B装置二次实验时，只能加 。 ”

生：边思考提示，边两人协作，在表格中填写实验方案。

师：在学生设计方案时，不断地观察、了解学生的设计情况，并不断地重复表述设计提示，用以不断地引导学生的设计。

待学生设计结束时，提请一组同学投影展示、介绍所设计的实验方案。

生：投影展示并介绍实验设计。

师：若学生方案中出现不合理的情况，则引导全体学生帮助完善。若学生方案基本合理，则预以肯定，并PPT呈现预设的实验方案。并提请学生依据实验方案，四人一组协作进行实验操作，并记录实验结果。

“

用1mL注射器加0.1mL 用5mL注射器加2mL 量筒内最终集水量

达最终量所用时间

A一

FeCl3

H2O2

B一

肝磨液

H2O2

A二

H2O2

B二

H2O2

”

生：合作进行实验操作。

师：在学生小组实验操作过程中，进行针对性的指导。待学生实验结束时，分别提请四个小组派代表至白板上书写实验结果。

生：书写实验结果。

师：对学生的实验结果进行分析，用于得出并对实验出现的误差进行简略的说明，得出“FeCl3、酶只加快反应速率而不改变反应平衡，在反应前后质与量不变。”由此进一步得出实验结论是……

生：FeCl3、酶都是催化剂。

师：边表述“为什么H2O2在常温、高温、FeCl3、H2O2酶下产O2量不同呢？这是因为”边PPT呈现模拟原理的动画，边解释“所有的分子，只有达到一定的能量才能发生化学反应。科学家将分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。

常温下，H2O2溶液中达到活化能的分子数很少，因此单位时间内能分解的H2O2数很少，产O2量很少。

加热能够提供能量，使H2O2溶液中单位时间内能够达到活化能的分子有所增多，因此H2O2的分解速率有所加快。

加入FeCl3，FeCl3能与H2O2分子形成中间产物，该中间产物的活化能较低，因此单位时间内

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能够分解的H2O2增多。

加入H2O2酶，H2O2酶能与H2O2分子形成中间产物，该中间产物的活化能更低，单位时间内能够分解的H2O2更多。

而且H2O2酶反应速率更快的原因是什么？而且从动画中可以看出，在反应前后FeCl3和H2O2酶有没有变？”

生：显著降低了反应的活化能。没有变。

师：边表述“同学们，通过今天的探究，我们知道酶在细胞代谢中起到催化作用，下面就请同学们根据所得进行情境应用。”边PPT呈现

“1．下图中代表酶的是 。

2．代表常态下活化能的是 ，代表酶促反应所需活化能的是 ；代表酶所降低的活化能的是 。 3．若其他条件不变仅酶浓度增加，下列能正确表示生成物量变化的是(图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线)

”

生：回答上述问题。

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