探究酶的高效性（实验）ppt配套的板书设计及意图

高中生物必修

第四章

生命的物质变化和能量转换

第1节

生物体内的化学反应

4.1 生物体内的化学反应

教学设计

（第1课时：探究酶的高效性）

安顺市第三中学

周甜敏

一、教材分析

本节是沪科课标版生物高中第一册第四章第1节的内容，是学生在学习了细胞的基本结构后，接着要学习的有关细胞的能量供应和利用的内容，也就是细胞代谢。细胞内的代谢活动需要多种酶的参与，所以这节课为后面学习光合作用和呼吸作用等做了铺垫，是学习后面细胞代谢内容的基础。

本节内容包括酶的作用和本质，以及酶的特性，其中的基本知识比较简单，但是潜在的知识和能力要求比较高，有对照实验设计和变量分析能力等，都是从本节课开始真正对学生进行规范的要求和训练，对整个生物学实验教学或学习有着非常重要的作用。教材通过安排“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，让学生学会设计对照实验，懂得分析和控制有关变量，掌握相关的实验原则，如对照原则、单一变量原则。

二、学情分析

关于过氧化氢的分解，学生在化学中“氧气的制法”中已经学习过通过使用催化剂可以加快反应速率，因此可以将化学知识与生物学教学进行渗透，帮助学生更好地理解生物学中关于有机催化剂的作用和特点。而且学生在平时的生活学习中已经接触到了用双氧水消毒等事实，迫切地想了解进一步的知识，想用专业的科学的知识来解决有关问题，可以此为切入点充分激发学生的求知欲，能取得较好的效果。

本节关于变量的分析和控制的内容，学生之前没有系统地学习和进行生物实验的设计，属于首次接触，但是在初中数学中已掌握了有关函数的知识，可以用来进行类比，将数学知识和生物学知识进行渗透。再通过小组合作学习，能相互启发和帮助，集思广益，提高学习效率，突破难点。

三、教学目标

知识目标：

1.了解对照实验、自变量、因变量和无关变量；

2.阐明细胞代谢和活化能的概念；

3.简述酶的催化作用的原理和特点；

4.说明酶在细胞代谢中的作用。

能力目标：

1.学会设计对照实验、分析和控制实验中的自变量和无关变量，能观察和检测因变量的 变化；

2.能够对观察到的实验现象进行分析并得出结论，培养观察、分析和判断的思维能力；

3.通过自主学习，提高独立思考和获取、整理信息的能力。

情感、态度与价值观目标：

1.通过小组合作，思考讨论实验方案，并对观察到的实验现象进行讨论和分析后得出结论，感受集体智慧火花碰撞的魅力，树立合作学习的意识；

2.通过对实验变量的分析和控制，培养严谨和细致的科学精神；

3.能够将所学知识联系生活实际，培养学生对生物学科的兴趣和热爱，提高科学素养。

四、教学重和难点

教学重点：酶在细胞代谢中的作用

教学难点：

1.学会控制变量的科学方法

共

4 页

第

1 页

高中生物必修

第四章

生命的物质变化和能量转换

第1节

生物体内的化学反应

解决措施：设计问题进行引导，利用教材中的实验内容为学习支架，让学生通过合作学习，小组共同讨论和解决问题，发挥团队力量，可以更高效地学会分析和控制实验中的相关变量，再通过及时的梳理和检测，加深理解和巩固，突破难点。

2.酶降低化学反应活化能的原理

解决措施：先由学生独立思考、自主学习，对教材中有关活化能的信息进行获取和整理，形成初步的理解和体会。再通过动画演示，形象、直观地展示酶的作用机理，降低理解的难度，达到加强理解的效果，从而突破难点。

五、教学方法：多媒体演示教学法、启发教学法、分组合作教学法等

六、教学过程：（第1课时——探究酶的高效性）

【导入】

从斯帕兰札尼研究鹰的消化作用进入学习情境。

【合作探究】

1、实验中为什么要把肉块放入到金属笼内？

2、这个实验要解决什么问题？

3、是什么物质使肉块消失了？

4、怎样才能证明你的推测？

学生合作探究，分组讨论后，表达讨论结果。教师评价，并引出该物质是消化酶，从而引出本节内容。

【新课学习】

教师展示实验：教师在马铃薯切片上滴加过氧化氢溶液，出现大量白色气泡。为什么马铃薯切片上滴加过氧化氢会产生气泡呢？

学生思考回答，引出过氧化氢酶。

过氧化氢在生活中用作消毒液，细胞内每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。但代谢过程会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。幸而细胞中含有一种物质，能对过氧化氢及时分解，这种物质就是过氧化氢酶。刚刚土豆片中就是由于有过氧化氢酶将过氧化氢分解产生大量气泡氧气。

以过氧化氢在不同条件下的分解为例来探索一下酶的作用。

实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解

关于过氧化氢的分解，引导学生发言总结过氧化氢分解的条件有常温、加热和使用催化剂，设疑：“4种不同条件下，过氧化氢分解的速率一样吗？”进入对照实验的设计环节。

设疑：如何设计实验让过氧化氢在4种不同的条件下进行分解？又如何判断过氧化氢分解的快慢？

[合作学习，讨论实验方案]课件展示实验所需的材料用具，让学生小组合作，思考和讨论：

1.要观察过氧化氢的分解，首先要往每支试管中加入什么？

2.如何设置不同的反应条件让过氧化氢进行分解？如常温条件如何实现？用什么方法进行加热？使用什么催化剂？如何获取过氧化氢酶？

3.如何直接判断过氧化氢的分解速率？有多少种方法？

4.除了不同的反应条件之外，H2O2

的浓度和加入量会影响H2O2的分解速率吗？能否忽略？应该如何处理？为什么？你还能想到什么其他的影响因素？

通过组员间的交流和讨论，每一个问题都分别对应实验记录表中的每一个步骤，这样就可

共

4 页

第

2 页

高中生物必修

第四章

生命的物质变化和能量转换

第1节

生物体内的化学反应

以可以很快地明确实验思路，并完成表格中划线部分的填写。

由一个小组代表分享讨论结果，其他小组进行补充后，教师继续提问：为什么用水浴加热，而不是用酒精灯直接加热？为什么用猪肝的研磨液，不直接放一块进去？猪肝可以用煮熟的或者放了好几天的吗？通过问题串明确实验的条件设计，再师生一起分析实验记录表中的可变因素及其处理方法。教师讲解：在实验中，除了反应条件这个因素以外，其他的因素都保持不变的实验，叫做对照实验。以这个实验为例，教师说明什么是对照组和实验组、什么是对照原则，师生一起分析实验中什么是自变量、因变量和无关变量及其控制方法，明白什么是单一变量原则，并通过举一反三及时加强。

[分组实验] 分组进行实验，强调合作精神，学生讨论实验操作步骤，教师巡视并指导。

学生代表汇报观察到的现象。

[小组讨论：分析现象，得出结论] 小组内根据导学案中给出的提示，分析实验现象，并得出实验结论：

1.加热、FeCl3和过氧化氢酶都能加快H2O2的分解；

2.过氧化氢酶对H2O2的分解有催化作用；

3.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3更高。

教师总结：过氧化氢酶和FeCl3都属于催化剂，其中FeCl3是无机催化剂，过氧化氢酶是有机催化剂，即加热和使用催化剂都能加快过氧化氢的分解。

【自主学习】

设疑：为什么加热和使用催化剂都能加快过氧化氢的分解？原理一样吗？为什么过氧化氢酶的催化效率比FeCl3的高？学生带着问题自主阅读教材，了解加热和使用催化剂能加快反应速率的原理，对活化能有初步的认识。

学生阐明其中的原理和原因之后，教师通过动画和数据具体讲解加热和催化剂能加快化学反应的机理，以及酶催化具有高效性的原因，还利用数据进行强有力地说明，加深理解。

酶在细胞代谢中的作用

过渡：酶能高效地催化过氧化氢的分解，但是刚才的实验是在试管中，也就是在体外进行的，在人体的细胞内是不是也可以这样呢？

讲解：其实，在细胞内也有过氧化氢的分解，因为人体也会产生过氧化氢，而过氧化氢对人体细胞是有害的，如会导致基因突变、加速衰老等，幸而细胞中含有过氧化氢酶，能将有害的过氧化氢分解成有用的氧气和水。所以，酶在细胞内同样能催化化学反应的进行。而且，在细胞中，除了有过氧化氢的分解外，还时时刻刻进行着许多其他的化学反应，如呼吸作用、脱水缩合等，我们把它们统称为细胞代谢，它们都需要酶的催化。

总结：酶在细胞代谢中有催化的作用，作用原理同样是通过降低化学反应的活化能来提高反应速率，具有高效性的特点。再通过联系赛跑的例子，说明酶具有高效性的重要意义：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地进行！

【课堂总结】概念图的形式总结本节课学习的内容

共

4 页

第

3 页

高中生物必修

第四章

生命的物质变化和能量转换

第1节

生物体内的化学反应

【课堂巩固】见课件

七、板书设计：略

第

4 页

共

4 页