高中生物人教版必修1第五单元第1-1课《酶的作用和本质》
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1教学目标
知识与技能目标
(1)说明酶在细胞代谢中的作用、本质。 (2)识记细胞代谢的概念、活化能的概念。 过程和方法目标
初步学会探究实验的过程,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组实验。
情感态度价值观目标
(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)不要迷信权威,要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
2学情分析
高一的学生已在初中已初步学习过消化酶,也具有一定的阅读、语言表达和探究的能力。但对酶的本质和作用这样抽象性的问题还是难以理解,理论联系实际的能力有待提高。
3重点难点
学习重点
酶的作用、本质和特性 学习难点
1.酶降低化学反应活化能的原理 2.控制变量的科学方法
4教学过程
4.1.1教学活动
活动1【导入】引入“酶”
同学们先来看一段小视频——用双氧水清洗受伤的猪肉表皮,结果在伤口处产生大量气泡。其实这种场景在生活中经常发生,比如某人不小心受伤了,为了避免感染,用医用双氧水清洗伤口,伤口处就会产生大量的气泡。
那这个气泡是如何产生的呢?它到底是什么?在自然状态下,过氧化氢的分解速率相对是比较慢的。那人体组织中到底有什么成分导致过氧化氢的快速分解呢?
过氧化氢虽然可以作为消毒剂,但是在细胞代谢过程中,它的产生会人体是有害的。所以机体会将它在过氧化氢酶的作用下快速地分解掉。什么是酶?科学家根据研究发现,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。所以当组织破损,细胞内的过氧化氢酶释放出来,分解过氧化氢产生氧气。这对人体是无害的。植物组织中是否存在过氧化氢酶呢?学生小实验——将3%过氧化氢滴在土豆片上,观察现象,得出结论:植物细胞中也存在过氧化氢酶。 活动2【讲授】实验设计
那到底酶为什么能提高化学反应的速率,他的作用机理是什么? 它在细胞代谢过程中起着怎样的作用呢?细胞代谢是指细胞中进行的所有化学反应的总称。下面我们就以过氧化氢在不同条件下的分解速率为例讲解。 板书:一、酶在细胞代谢中的作用
1.实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”
本实验的原理依据的是体外情况下,过氧化氢在加热,无机催化剂Fe3+,有机催化剂过氧化氢酶的作用下,过氧化氢分解成水和氧气。
给大家提供的试剂与材料有4支试管、量筒、烧杯、卫生香、火柴、滴管、热水、FeCl3溶液、新鲜的肝脏研磨液。请同学想一下,新鲜的肝脏研磨液是为哪一种条件准备的? 请同学们根据实验原理和提供的材料用具,设计实验步骤并明确过氧化氢分解快慢的观察指标。这里给同学们提供简单的模板,比如1号试管中加入2ml的过氧化氢溶液,条件是常温。当然只是给大家的参考。 请某一小组代表论述。 活动3【活动】学生实验
我们用氧气产生的快慢代表过氧化氢分解的速率。氧气产生的量用气泡产生的量及带火星的卫生香复燃情况检测。请同学们按照实验步骤开始实验,并且将观察到的现象填写在表格的对应位置。 提醒下同学们,可以将试管架置于视野前,可能更有利操作和现象的观察。 活动4【讲授】实验分析
实验结束,在实验过程中,老师注意到了几个问题。首先绝大部分小组都没有给试管编号,这在实验操作中是非常重要的。其次,试管加热的时候,看到有同学直接用手拿着试管,放入热水中。这样做很危险,容易烫伤。所以正确的操作是用试管夹从底部往上,夹在距离试管口3cm左右处。实验过程操作要规范。卫生香实验结束后没有熄灭,会存在安全隐患。 下面请同学描述观察到的现象。学生描述。很好。其中4号试管复燃现象非常明显,但是也发现个别小组试管中气泡非常多,但是卫生香没有复燃,反而熄灭了,这是什么原因呢? 刚才提到肝脏细胞中存在过氧化氢酶,那么我们为什么要选用新鲜的肝脏研磨液?肝脏组织行不行?为什么强调新鲜? 活动5【讲授】对照实验
在该实验中,唯一不同的是反应条件,我们将这种人为改变的变量称为自变量,随着自变量不同而引起的变量比如气泡产生的量,卫生香复燃情况称因量变。除自变量以外,实验过程种可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量为无关变量,比如过氧化氢的浓度,体积,反应的时间等等,这些无关变量实验中要尽量保证相同或相似,这就是单一因子变量原则。在这样的情况下,实验结果才具有可靠性和有效性。同学们刚才实验中基本上遵循了上述原则,实验结果还是可信的。那请同学们根据结果思考,哪些条件可以加快过氧化氢的分解?哪个最高效?酶。
活动6【讲授】酶的作用机理 他们的原理一样吗?
动画:过氧化氢在常态、加热、Fe3+和过氧化氢酶的作用下的各自原理
活化能:常态分子转变成易发生化学反应的活跃状态的分子所需要有较高的活化能。活化能越大,反应就越不容易进行。
加热:提供给常态分子能量,使其转变成了活跃状态的分子。
Fe3+:在常温下降低了反应的活化能,使其较易转变成了活跃状态的分子。
过氧化氢酶:在常温下更显著地降低了反应的活化能,使其更易转变成活跃状态的分子。因而催化效率更高。
强调:正是由于酶的催化作用,使化学反应在温和条件下快速的进行。
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