生物催化剂——酶优秀课堂实录

站稳青春的讲台

——“金之汇”青年教师课堂教学大奖赛

第三单元 生命的物质变化和能量转换

金汇高中

翁慧芸

时间：2019-5-17

班级：高一（5）班

【单元规划】

单元名称

单元性质

生命的物质变化和能量转换

复习单元

单元特征描述

在《上海市高中生命科学学科教学基本要求（实验本）》中，本部分内容属于第三单元；在《高级中学课本生命科学（试用本）》中，本部分内容属于第一册第四章，其内容包括“生物体内的化学反应”、“光合作用”、“细胞呼吸”和“生物体内营养物质的转变”四节内容。其中“生物体内的化学反应”包涵了生物体内化学反应的类型，化学反应所需的催化剂和能量三块内容。本部分内容是高中生命科学学科中非常重要的部分，有助于学生理解生命的本质特征之一是新陈代谢（即生物体中一系列化学反应的总称）。在内容安排中，采用先安排“生物体内的化学反应”，通过学习，认识生物体内化学反应的类型，认识化学反应需要的催化剂和能量；再安排生物体内三类重要的化学反应：“光合作用”、“细胞呼吸”和“生物体内营养物质的转变”。其中，每一节安排1课时。

单元总课时

【学情分析】

单元名称

生命的物质变化和能量转换

分析学情

知识储备

第二单元生命的基础内容有涉及生命的物质基础和生命的结构基础，如细胞呼吸的底物葡萄糖，如光合作用的场所叶绿体等。根据课堂观察和作业反馈可知，学生已经了解生物体中与化学反应相关的无机物和有机物，知道生物体中进行化学反应的场所的结构和特点。但是，学生对一类化学反应具体的反应步骤及每一步进行的场所和条件等，还没有熟练的掌握；也没有将细胞中某些结构的结构特点与其功能互相联系起来。

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能力水平

高一年级的学生处在理性思维慢慢占主导的阶段，认知水平也在不断提高，具有一定的抽象思维能力，这使得学生理解发生在细胞中微观层面的物质变化和能量转换成为可能。物理、化学等相关学科的学习经历也使学生探究生命科学问题具有了跨学科的综合能力。

生活经验

日常生活中，学生可观察到植物的生长，食用的马铃薯淀粉含量很高，那是植物的叶肉细胞进行光合作用产生糖类的结果。剧烈运动之后，人们常会有肌肉酸痛的现象，那是肌细胞在缺氧的情况下无氧呼吸产生乳酸造成的。在超市中种类繁多的水果酒随处可见，其制造过程就是利用大部分植物和酵母菌在缺氧状态下无氧呼吸会产生酒精。教师如果能够结合这些生活经验进行教学活动的设计，往往能激发学生对本单元内容的学习兴趣，提高学习效果。

兴趣与动机

剧烈运动后肌肉酸痛；如何酿酒；如何提高水果的甜度等问题是贴近学生生活的，能够激发学生的学习兴趣，利用所学知识解释这些现象或解决这些问题。

【重点难点】

单元名称

生命的物质变化和能量转换

重点和难点

重点

1.生物体内化学反应的主要类型与特点。

2.酶的定义、酶的物质属性、酶的特点和影响酶活性的因素。

3.ATP的中文名称、结构简式、结构组成和ATP、ADP的相互转换。

4.叶绿体的形态、结构和功能。

5.叶绿体中色素的种类、颜色、分布和吸收的光谱。

6.光合作用的过程；光反应和暗反应过程中的物质变化和能量转换。

7.细胞呼吸的概念。

8.有氧呼吸的进行场所、必要条件和基本过程。

9.无氧呼吸的类型和基本过程。

10.生物体内糖类、脂肪和蛋白质三大类营养物质的转变关系。

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难点

1.酶的特点和影响酶活性的因素。

2.ATP的中文名称、结构简式、结构组成和ATP、ADP的相互转换。

3.光合作用的过程；光反应和暗反应过程中的物质变化和能量转换。

4.有氧呼吸的进行场所、必要条件和基本过程。

5.无氧呼吸的类型和基本过程。

6.生物体内糖类、脂肪和蛋白质三大类营养物质的转变关系。

【单元教学目标】

单元名称

生命的物质变化和能量转换

单元教学目标

能够举例说明生物体内化学反应的主要类型和特点，说出酶和能量在化学反应中的地位和作用。经历“探究酶的高效性”实验过程，分析归纳酶的作用特点和影响酶活性的因素。

概述光合作用的过程以及其中的物质变化和能量转换，运用光合作用原理解释生活和生产实践中的相关现象和问题。认识植物光合作用对于整个生物界的重要贡献。

比较有氧呼吸和无氧呼吸基本过程的异同点，认识细胞呼吸的实质和意义；以有氧呼吸的基本过程为枢纽，概述三大类营养物质的转换过程。

认识生命的本质特征之一是新陈代谢，即一系列的生化反应。

【教学立意】

其一、本着学校“创造适合学生实际的教育”的办学理念，弘扬“求真、求新、求发展”的办学精神，培养人格健全、具有良好文化素养的终身发展的合格毕业生；在生命科学的教学中除了引导学生接受事实性知识或概念性知识，还更加注重实践智慧的获得。

生命科学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。生命科学不仅是一个结论丰富的知识体系，也包括了人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究过程。高中教育阶段的生物学课程既要让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。生物学课程期待学生主动地参与学习过程，在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律等过程中习得生物学知识，养成理性思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习的能力。

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其二、通过生命科学的学习，学生最终要获得终身受益的生物学核心素养，该素养是学生在解决真实情境中的生物学问题时所表现出来的必备品格和关健能力。生物学核心素养主要包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等，其内涵和表现如下。

“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是经过实证后的想法或观点，是能够理解或解释相关事件和现象的品格和能力。学生应该在较好地理解生物学概念的基础上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。能够用生命观念认识生物的多样性和统一性，形成科学的自然观和世界观，指导探究生命活动规律，解决实际问题。

“理性思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中逐步发展理性思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。

“社会责任”是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。学生应能够以造福人类的态度和价值观，关注涉及生物学的社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学；形成生态

意识，参与环境保护实践；主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识；结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。

第1课时

【教学目标】

1.

举例说出生物体内化学反应的主要类型与特点。

2.

概述酶的定义、酶的物质属性和酶的特点。

3.

学会“探究酶的高效性”实验操作及实验现象的分析。

4.

说出ATP的中文名称、结构简式和结构组成。

5.

概述ATP与ADP的相互转换与储能、释能的关系。

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【教学过程】

教学内容

教师行为

学生行为

设计意图

通过实例说明化学反应的类型和特点，同时也复习了反应式。

一、合成反应和 给出一些生化反应，要求学生补充反应式

分解反应

先将反应式补充完整，再将这归类

些反应归类，说出特点。

二、生物催化剂

问：酶的概念？（三个关键点）

说出酶的概念

——酶

播放“探究酶的高效性”的实进行实验对比

验操作视频，学生分析总结酶总结酶的特点

具有高效性，高温使酶失活。

问：除了高效性，酶还有什么思考、回答

催化特点？

总结特点

强调概念中的关键点。

经历实验过程，提高对比总结的能力。

出示图片，学生对专一性的理解更加直观、记忆更深刻。

据图4-3分析专一性的原因。

分析原因

问：影响酶活性的因素有哪思考 些？什么情况下酶失去活回答

性？什么情况下酶暂时降低

活性？

带领学生构建曲线图

课堂练习

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构建影响酶活性的因素和酶催化反应的反应速度的曲线图，感受酶活的变化趋势。

作图

做练习

强化

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教学内容

教师行为

学生行为

设计意图

搭建ATP的模型有助于学生对其结构组成的理解，并且更容易接受和记忆。

三、生命活动的 问：如果要用纸片和铁丝搭建回答问题

直接能源

一个ATP的模型，需要什么形——ATP 状的纸片各几片？需要几根铁丝？几根铁丝要弯成波浪型？这些材料分别代表什么？

ATP是直接能源物质，但是在

人体内的含量很少，说明ATP

在不断的合成和分解。

解释ATP如何不断地为生命活动直接提供能量，将课本知识和自身生活相联系。

学生概述ATP和ADP相互转换说过程

的过程，写出反应式。

课堂练习

【板书设计】

第四章第1节：生物体内的化学反应

1.

合成反应：小分子形成大分子的化学反应。

2.

分解反应：大分子分解成小分子的化学反应。

①水解反应（需要水）

②氧化分解反应（产生氢离子和能量）

3.

生物催化剂——酶

①酶的概念

②酶催化的特点：高效性、专一性

③影响酶活性的因素：温度和pH值

（作曲线图）

4.

生命活动的直接能源——ATP ①图

②ATP的合成和分解反应式

6

写反应式

做练习

强化

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【课堂知识整理】

第四章第1节：生物体中的化学反应

一、将下列化学反应补充完整

1.

2.

3.

二、合成反应和分解反应

三、生物催化剂——酶

①酶的概念：

②酶催化的特点：

③影响酶活性的因素：

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④实验4.1探究酶的高效性

实验原理：过氧化氢酶广泛存在于动、植物细胞中，它能迅速地催化过氧化氢，将其

分解成水和 。这种酶的抗热性较低，遇高温易被破坏。

实验步骤：准备5支洁净的试管，并编号。在5支试管中分别按下表加入相应的材料。

试管

试管内容物

1 2 3 4 5

实验结果：在上表中填写相应的实验现象和结果分析。

1．本实验可以证明 。

2．如要证明酶的高效性，应选用试管_______________；如要证明酶的催化受温度的

影响，应选用试管_______________。

3.

如证明酶的催化受pH的影响，如何设计实验。

四、生命活动的直接能源－ATP ①ATP的中文名称：

其中A代表 ；T代表 ； P代表 。

②ATP的结构组成：

③ATP的结构简式： 。 其中“—”代表 ；“~”代表 。

④ATP与ADP的相互转换（反应式）： 实验现象

蒸馏水0.5mL 新鲜的猪肝匀浆0.5mL 3.5％FeCl3溶液0.5mL 经高温处理的猪肝匀浆0.5mL 经高温处理的3．5％FeCl3溶液0.5mL

结果分析

5mL3%H2O2

5mL3%H2O2

5mL3%H2O2

5mL3%H2O2

5mL3%H2O2

⑤生物体内的ATP含量 ，所以ATP与ADP总是不断地进行着相互转化。

在动、植物细胞内能使ADP转化为ATP的途径有 动物（人）：

绿色植物：

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