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高中生物酶的特性教學(xué)設計(通用14篇)
作為一名教職工,總歸要編寫(xiě)教學(xué)設計,借助教學(xué)設計可以更好地組織教學(xué)活動(dòng)。那么應當如何寫(xiě)教學(xué)設計呢?以下是小編精心整理的高中生物酶的特性教學(xué)設計,僅供參考,歡迎大家閱讀。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 1
一、酶的作用和本質(zhì)
1、概念:酶通常是指由活細胞產(chǎn)生的、具有催化活性的一類(lèi)特殊的蛋白質(zhì),又稱(chēng)為生物催化劑。(少數核酸也具有生物催化作用,它們被稱(chēng)為“核酶”)。
2、控制變量:
、偃藶楦淖兊淖兞糠Q(chēng)作自變量。
、陔S自變量變化而變化的變量叫因變量
3、同無(wú)機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著(zhù),因而催化效率更高。
4、大多數酶是蛋白質(zhì),少數是RNA。
二、酶的特性
酶的特性主要四點(diǎn):
1、酶具有高效率的催化能力;其效率是一般無(wú)機催化劑的'10的7次冪~~10的13次冪。
2、酶具有專(zhuān)一性;(每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應。)
3、酶在生物體內參與每一次反應后,它本身的性質(zhì)和數量都不會(huì )發(fā)生改變(與催化劑相似);
4、酶的作用條件較溫和。
(1)酶所催化的化學(xué)反應一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。
(2)在最適宜的溫度和PH條件下,酶的活性最高。溫度和PH偏高或偏低,酶活性都會(huì )明顯降低。一般來(lái)說(shuō),動(dòng)物體內的酶最適溫度在35~40℃之間;植物體內的酶最適溫度在40~50℃之間;動(dòng)物體內的酶最適PH大多在6.5~8.0之間,但也有例外,如胃蛋白酶的最適PH為1.5;植物體內的酶最適PH大多在4.5~6.5之間。
(3)過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高,會(huì )使酶的空間結構遭到破壞,使酶永久失活。0℃左右時(shí),酶的活性很低,但酶的空間結構穩定,在適宜的溫度下酶的活性可以升高。
酶對化學(xué)反應的催化效率稱(chēng)為酶活性。
5、活性可調節性。
6、有些酶的催化性與輔因子有關(guān)。
7、易變性:大多數酶都是蛋白質(zhì),因而會(huì )被高溫、強酸、強堿等破壞。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 2
一、教材地位和作用
本節課主要講述酶在生物新陳代謝中的重要作用及其生理特性,教材對酶的本質(zhì)和特性作了重點(diǎn)介紹。本章本節課內容是高二生物教材的重難點(diǎn)內容。自然界中的一切生命現象皆與酶的活動(dòng)有關(guān)。在本章節中通過(guò)探索驗證酶的特性的教學(xué)過(guò)程,培養學(xué)生建立科學(xué)的思維方法和研究精神。
二、教學(xué)目標
1.知識目標
(1)說(shuō)明酶在細胞代謝中的特性。
(2)進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗和探究,學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量變化以及設置對照組和重復實(shí)驗。
2.能力目標
(1) 通過(guò)學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)探究的虛擬實(shí)驗活動(dòng),使學(xué)生掌握科學(xué)探究的程序和方法,培養學(xué)生創(chuàng )造性思維能力和動(dòng)手實(shí)踐的能力。
(2)通過(guò)以小組為單位的學(xué)習,使學(xué)生學(xué)會(huì )與人交流和合作的能力
3.情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)
通過(guò)對酶的生物活性及其特性的探究性學(xué)習,培養學(xué)生崇尚科學(xué)的態(tài)度和實(shí)事求是的精神。培養學(xué)生知難而進(jìn)、鍥而不舍的頑強的意志品質(zhì)和勇于探索未知世界、勇于創(chuàng )新的精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
酶的作用、本質(zhì)和特性
2.教學(xué)難點(diǎn)
酶的特性探究、控制變量的科學(xué)方法
四、媒體運用
本課使用的媒體主要為電腦投影和實(shí)驗室儀器。本課的重難點(diǎn)都在于如何使學(xué)生掌握實(shí)驗的原理,實(shí)驗的操作過(guò)程。由于人的認知規律是由感性到理性的,所以本課插入了大量的圖片,圖表和實(shí)驗過(guò)程的動(dòng)畫(huà)軟件。酶的第一個(gè)特性使用動(dòng)畫(huà)直觀(guān)的顯示實(shí)驗過(guò)程,引導學(xué)生解決實(shí)驗中的問(wèn)題。而第二個(gè)特性則應用了模擬實(shí)驗過(guò)程的方法,放手讓學(xué)生在第一個(gè)實(shí)驗的理論基礎上自己設計實(shí)驗過(guò)程和進(jìn)行實(shí)驗軟件操作。通過(guò)小組討論,全班參與實(shí)驗操作的評價(jià)等方法,讓學(xué)生加深對實(shí)驗過(guò)程的了解,學(xué)以致用。第三個(gè)特性則讓學(xué)生在第一、第二個(gè)實(shí)驗的基礎上自行在實(shí)驗室進(jìn)行實(shí)驗的設計和操作,并得出相應的`實(shí)驗結果和實(shí)驗結論。
五、教學(xué)方法和手段
(1)探究式教學(xué)法:在教師的指導下,學(xué)生主動(dòng)參與酶的特性的討論探究活動(dòng),親身體會(huì )科學(xué)發(fā)現過(guò)程,領(lǐng)悟科學(xué)研究方法。
(2)多媒體輔助教學(xué)法:利用多媒體技術(shù),把酶的特性探究實(shí)驗演示出來(lái),幫助學(xué)生形成正確、系統的知識結構。
(3)模擬實(shí)驗操作法:學(xué)生利用計算機,進(jìn)行模擬的實(shí)驗操作過(guò)程,把本小組設計的實(shí)驗方案通過(guò)計算機呈現,并對結果進(jìn)行分析。
六、具體的教學(xué)過(guò)程
(1)引導探究:酶和無(wú)機的催化劑相比有什么特殊之處(2 min)
(2)觀(guān)看實(shí)驗動(dòng)畫(huà),回憶實(shí)驗內容:比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率(2 min)
(3)學(xué)生分組討論
a.為什么實(shí)驗中要選用新鮮的肝臟
b.為什么要把肝臟研磨碎
c.實(shí)驗中加入對比組會(huì )否更好如果會(huì ),應如何設置對比組(8 min)
教師注意引導學(xué)生想到酶具有生物活性這一概念,并鼓勵學(xué)生積極思考、嘗試設計對比實(shí)驗組,讓學(xué)生在學(xué)習的過(guò)程中理解實(shí)驗的方法及設計過(guò)程是多樣的。
(4)提出問(wèn)題:既然實(shí)驗的方法可以是多種多樣的,請同學(xué)們思考:如何運用以下的實(shí)驗材料及器材驗證酶的專(zhuān)一性(組織學(xué)生進(jìn)行小組討論)(3 min)
(5)小組對實(shí)驗設計方案的討論包括以下幾個(gè)方面:(25 min)
a.研究目的
b.作出假設
c.實(shí)驗過(guò)程:實(shí)驗器材選取、實(shí)驗步驟、現象的觀(guān)察與分析、結論
d.表達與交流(討論組的小組長(cháng)上臺發(fā)言,接受其他小組同學(xué)的提問(wèn);進(jìn)行實(shí)驗方案的修改,選出代表進(jìn)行模擬實(shí)驗操作。)
教師對小組的探究討論活動(dòng)給予鼓勵評價(jià),接著(zhù)引導學(xué)生繼續深入探討:小組代表的操作使我們對酶的專(zhuān)一性有了較深的理解,但是我們還需要進(jìn)一步學(xué)習探討酶的一些其他的特性。
(6)在前一實(shí)驗的基礎上,布置學(xué)生利用課余時(shí)間小組制定檢測酶的作用條件的實(shí)驗方案。在開(kāi)展實(shí)驗前各小組進(jìn)行實(shí)驗設計方案的匯報。最后讓學(xué)生運用實(shí)驗儀器和藥品,設計實(shí)驗探索酶的作用條件,并用圖表表示相應的實(shí)驗結果。(30 min)
(7)多媒體展示酶需要適宜的條件:為彌補學(xué)生自主學(xué)習的不足,教師要使用多媒體課件幫助學(xué)生對知識進(jìn)行歸納整理,使學(xué)生對知識有一個(gè)全面、系統、準確的了解,在頭腦中形成系統的知識結構。(10 min)
七、教學(xué)反思
1.這節課是根據新課程標準培養學(xué)生科學(xué)素養,倡導探究性學(xué)習而設計的。筆者在本節課中設計了三個(gè)不同方式、不同程度的探究實(shí)驗,一個(gè)是實(shí)驗錄像的觀(guān)察,另一個(gè)是利用課件模擬酶的專(zhuān)一性實(shí)驗,第三個(gè)是實(shí)際的實(shí)驗探究。第二、第三個(gè)實(shí)驗是在學(xué)生已掌握的實(shí)驗一的方法后,在進(jìn)一步的思考與討論中開(kāi)展的。目的是做到既關(guān)注知識結論,更關(guān)注知識的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程,突出學(xué)生學(xué)習的主體地位。
2.酶的專(zhuān)一性和酶所需的作用條件實(shí)驗的設計比較靈活,需要和物質(zhì)鑒定實(shí)驗相結合,難度較大,宜以課題小組的形式進(jìn)行討論。另外,由于受儀器設備的限制,對于酶的催化作用的原理不宜探究過(guò)深。
3.新課標的理念,在于突出發(fā)現的過(guò)程,學(xué)習的過(guò)程,發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性,調動(dòng)學(xué)生的思維能力。而通過(guò)重現和虛擬手段模擬生命現象,是生物科學(xué)的一種重要研究方法。在本節課中,通過(guò)虛擬實(shí)驗操作模擬酶的專(zhuān)一性實(shí)驗驗證過(guò)程,把抽象復雜的生命現象,轉化為直觀(guān)具體、肉眼可見(jiàn)的過(guò)程,既有利于學(xué)生理解掌握,同時(shí)也培養了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和與人合作交流的能力。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 3
一、教材分析
“酶的特性”是《普通高中課程標準生物教科書(shū) 分子與細胞(必修1)》(人教版)第五單元第一節《降低化學(xué)反應活化能的酶》第二課時(shí)的內容,在學(xué)習了第1課時(shí)“酶的作用和本質(zhì)”,以及初中人體內消化酶知識的基礎上,結合探究“影響酶活性的條件”實(shí)驗,進(jìn)一步理解酶的三大特性,不僅鞏固了第一節的探究實(shí)驗方案設計中變量的控制內容,也為后面學(xué)習ATP的合成與分解,光合作用,細胞呼吸等重要內容奠定了堅實(shí)的基礎。關(guān)于酶的催化特性的特點(diǎn),教材中首先安排了有關(guān)實(shí)驗,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗,切身體會(huì )到酶的催化作用具有高效性的特點(diǎn)。符合學(xué)生由感性到理性的認知規律。
二、教學(xué)目標
知識目標:概述酶的特性和影響酶活性條件的知識體系。
能力目標:進(jìn)行酶的特性、影響酶活性的條件、控制變量的實(shí)驗探究活動(dòng)。 情感目標:養成勇于質(zhì)疑、自主探究、合作學(xué)習的科學(xué)探究精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):建構酶的特性知識體系,探究影響酶活性的條件。 難點(diǎn):影響酶活性條件的實(shí)驗設計與實(shí)施。
四、教學(xué)過(guò)程
[教師引入]:酶是生物催化劑,它當然具有一般無(wú)機催化劑的特點(diǎn)。
[學(xué)生回答]:酶和無(wú)機催化劑的相同點(diǎn):
1、酶和無(wú)機催化劑在化學(xué)反應前后本身不發(fā)生化學(xué)性質(zhì)和數量上的變化;
2、只能加快反應速率,縮短反應達到平衡所需要的時(shí)間而不能改變反應的平衡點(diǎn)。 師:酶與無(wú)機催化劑相比,又有哪些不同之處?這是我們今天需要探討的問(wèn)題。
1、酶的高效性
師:提問(wèn):通過(guò)Fe3+、H2O2酶催化H2O2分解速率比較的實(shí)驗探究,同學(xué)們已經(jīng)建構出酶具有什么特性?
生:酶的催化作用具有高效性。
2、酶具有專(zhuān)一性
向學(xué)生提供分析材料:
、賳为毦捉烂罪堃欢螘r(shí)間后,感覺(jué)有甜味,試分析是什么原因。(唾液中含有淀粉酶,淀粉在酶的作用下水解成麥芽糖,麥芽糖有甜味)
、谠绯科鸫舶l(fā)現昨晚夾在牙縫中的瘦肉絲依然存在,又是什么原因?(瘦肉的主要成分是蛋白質(zhì),唾液中無(wú)消化蛋白質(zhì)的酶,所以無(wú)法將其分解。) 探究實(shí)驗:
[教師提問(wèn)]:假如將H2O2酶催化H2O2分解的實(shí)驗作如下更改,實(shí)驗結果又將如何呢?
、俑鼡Q酶──將豬肝研磨液換成淀粉酶。
、诟鼡Q底物──將H2O2換成淀粉液。并請1、2兩大組的同學(xué)實(shí)驗探究
、3、4兩大組的同學(xué)實(shí)驗探究
、 補充:實(shí)驗中要控制變量:
變量:實(shí)驗過(guò)程中可以變化的因素都可以稱(chēng)為變量。如選擇催化劑的種類(lèi)和加入的劑量、反應物的劑量;產(chǎn)生的氧氣量、環(huán)境的溫度、pH等
實(shí)驗變量:實(shí)驗中因實(shí)驗目的而確定,人為改變的變量稱(chēng)作實(shí)驗變量。
教師指導學(xué)生分析本實(shí)驗中的實(shí)驗變量是什么?學(xué)生分析得出是催化劑的種類(lèi)(過(guò)氧化氫酶和Fe3+)。
無(wú)關(guān)變量:指實(shí)驗中除實(shí)驗變量以外的.影響實(shí)驗現象或結果的因素或條件
教師指導學(xué)生分析本組實(shí)驗中無(wú)關(guān)變量有哪些?如何使無(wú)關(guān)變量在操作中要保持相同? 學(xué)生分析得出:無(wú)關(guān)變量有反應環(huán)境的溫度、pH;過(guò)氧化氫的劑量等、其各項應在分組實(shí)驗中保持相等、穩定、不變。
反應變量:隨著(zhù)實(shí)驗變量的變化而變化的變量稱(chēng)作反應變量。通常,實(shí)驗變量是原因,反應變量是結果,二者具有因果關(guān)系。 [學(xué)生活動(dòng)]分組實(shí)驗。
[教師活動(dòng)]觀(guān)察學(xué)生實(shí)驗,若學(xué)生有關(guān)實(shí)驗操作不規范,如量取液體的方法不規范等,則予以糾正。同時(shí)啟發(fā):加底物的量為多少?加淀粉酶或豬肝研磨液的量為多少?如何檢測淀粉是否分解?……用以指導學(xué)生的實(shí)驗操作。待學(xué)生實(shí)驗結束后,提問(wèn):探究的結果如何? [學(xué)生活動(dòng)]
1、2組“換成淀粉酶后不產(chǎn)生氣泡”,3、4組“換成淀粉后變藍色”。
[教師活動(dòng)]提問(wèn):由此得出的結論是什么?
[學(xué)生活動(dòng)]不同的酶不能催化同一底物反應,同一種酶不能催化不同底物反應。 [教師活動(dòng)]總結:即每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應。這就是酶的專(zhuān)一性。 [教師活動(dòng)]提問(wèn):有關(guān)酶的催化作用,除剛剛探究的受底物的種類(lèi)和酶的種類(lèi)的影響外,同學(xué)們還有哪些需要進(jìn)一步探究的問(wèn)題呢?并提出要求:以小組為單位相互討論,將問(wèn)題寫(xiě)在紙上,然后大家一起交流。
[學(xué)生活動(dòng)]相互討論,羅列問(wèn)題,并推代表交流問(wèn)題。如:“會(huì )不會(huì )受溫度的影響”?“會(huì )不會(huì )受pH的影響”?“會(huì )不會(huì )受底物濃度的影響”?“會(huì )不會(huì )受酶濃度的影響” ?…… 從學(xué)生提出的眾多問(wèn)題中,選擇“酶的催化作用會(huì )不會(huì )受pH和溫度的影響”兩大問(wèn)題作為進(jìn)一步探究的問(wèn)題。
3、酶的作用條件較溫和
[教師提供]:
資料一:實(shí)驗證明:用加酶洗衣粉時(shí),溫水的洗滌效果要比冷水好;
資料二:人患感冒發(fā)燒時(shí),常常不思飲食,其原因是什么?
資料三:閱讀課文P83探究(影響酶活性的重要條件)第1到3段文字。
教師活動(dòng)
提出假設:
a.酶的催化效率可能受溫度的影響
b.酶的催化效率可能受PH值的影響。并且不同的酶需要不同的PH條件。 示例:“溫度對酶活性的影響”實(shí)驗方案
[學(xué)生活動(dòng)]完成有關(guān)PH值對酶活性影響的實(shí)驗設計。
1.布置學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗,各小組按確定的實(shí)驗方案進(jìn)行實(shí)驗,仔細觀(guān)察、認真記錄實(shí)驗現象。
2.師生互動(dòng)交流實(shí)驗結果,培養學(xué)生主動(dòng)獲取知識的能力;學(xué)會(huì )與人交流,提高語(yǔ)言表達能力。
、賹W(xué)生完成實(shí)驗后提問(wèn):
a.哪支試管中酶的活性最高?你是如何得出這一結論的?
b.實(shí)驗結果與你預期的結果是否一致?你作出的假設是否得到了確認?
c.通過(guò)這個(gè)探究,你們小組的結論是什么?請嘗試用酶的化學(xué)本質(zhì)的知識解釋本小組的結論。
、诟餍〗M匯報實(shí)驗結果:
溫度、PH值變化會(huì )影響酶的活性,溫度和PH值偏高或偏低,酶的活性都會(huì )降低。 ③結論:酶的作用條件較溫和
教師分析、解釋?zhuān)哼^(guò)酸、過(guò)堿或高溫,都會(huì )使酶分子的結構遭到破壞而失去活性。因為酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,這些大分子物質(zhì)都有其特定的空間結構,當環(huán)境中的溫度過(guò)高、PH值過(guò)高或過(guò)低時(shí),這些有機物的空間結構就會(huì )發(fā)生改變,從而使酶的活性降低甚至失去活性。0℃左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低,沒(méi)有破壞酶的空間結構,在適宜的溫度下酶的活性可以恢復。
引導學(xué)生根據實(shí)驗結果繪出溫度和PH值變化與酶活性的關(guān)系大致變化曲線(xiàn)圖。用語(yǔ)言來(lái)描述溫度和PH值變化與酶活性的關(guān)系曲線(xiàn)的變化特征。訓練學(xué)生從函數圖像中提取信息、分析信息的能力和語(yǔ)言表達能力。
五、教師小結 板書(shū)設計
一、酶的特性
1、酶具有高效性
2、酶具有專(zhuān)一性
3、酶的作用條件較溫和
。1)溫度影響酶的活性
。2)PH影響酶的活性
二、探究實(shí)驗
六、教學(xué)感想
高中生物新課程提出了提高生物科學(xué)素養,面向全體學(xué)生,提倡探究式學(xué)習,注重與現實(shí)生活的聯(lián)系的基本理念,強調課堂教學(xué)要體現學(xué)生的“主體性”。這些理念最終都要通過(guò)教師的課堂教學(xué)行為得以實(shí)現,因此,教師是推進(jìn)新課改最關(guān)鍵的因素。那么,我們一線(xiàn)的教師不僅要在新課改理念下創(chuàng )新自己的教學(xué)行為,也應該協(xié)調好課改后課堂教學(xué)與高考的關(guān)系。我認為,可以從以下幾方面加以改進(jìn):
一、學(xué):
學(xué)習新課程理念,學(xué)習新的教學(xué)方法
課改已經(jīng)進(jìn)行,但我們仍然看到一部分教師仍然按照老一套的授課方式從頭講到尾,結果整堂課下來(lái),學(xué)生和老師都感覺(jué)身心疲憊。實(shí)施新課程,更新觀(guān)念是前提
這就要求我們一是要向書(shū)本學(xué)習,多讀心課標、優(yōu)秀教案、教師用書(shū)、探究報告等,理解新課程理念。
二是要多聽(tīng)教改專(zhuān)家和特級教師的課。
三可以借助網(wǎng)絡(luò )學(xué)習。四要相互學(xué)習。
二、研:
加強新課程教學(xué)研究,提高教學(xué)質(zhì)量。例如:可以實(shí)行集體備課的方式,集中集體智慧,可以通過(guò)不斷磨課的方式找出最好的教學(xué)方式等。
三、將新課改落到實(shí)處,提高學(xué)生科學(xué)素養的同時(shí)更要適應高考要求。如何檢測是否達到了提高學(xué)生科學(xué)素養的目的,考試仍然是一個(gè)重要的檢測手段。因此,我們在運用新的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)的同時(shí),仍然要認真學(xué)習研究考綱和考試說(shuō)明,明確考察重點(diǎn),對于考試說(shuō)明沒(méi)有而教材有的要大膽刪除,通過(guò)對近幾年考題的研究明確高考動(dòng)向,重視書(shū)本,抓雙基,指導學(xué)生理清知識網(wǎng)絡(luò ),構建生物模型,全面復習,突出重點(diǎn)。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 4
一、教材分析
本節課主要講述酶在生物新陳代謝中的重要作用及其生理特性,教材對酶的本質(zhì)和特性作了重點(diǎn)介紹。本章本節課內容是高二生物教材的重難點(diǎn)內容。自然界中的一切生命現象皆與酶的活動(dòng)有關(guān)。在本章節中通過(guò)探索驗證酶的特性的教學(xué)過(guò)程,培養學(xué)生建立科學(xué)的思維方法和研究精神。
二、教學(xué)目標:
1、知識目標:學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量的變化及設置對照組和實(shí)驗組。
2、能力目標:學(xué)會(huì )用準確的語(yǔ)言闡明實(shí)驗探究的結果。
概述溫度和pH影響酶的活性。
4、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān):體驗科學(xué)探究過(guò)程,領(lǐng)悟科學(xué)探究方法,體現團隊合作精神。
三、教學(xué)難點(diǎn):
確定和控制對照實(shí)驗中的自變量和無(wú)關(guān)變量,觀(guān)察和檢測因變量的變化。
四、學(xué)情分析
學(xué)生通過(guò)上一節課的學(xué)習已經(jīng)有了實(shí)驗操作基礎,這節課的三個(gè)實(shí)驗是在前面的基礎上完成的,所以學(xué)生對此并不陌生。
五、教學(xué)方法
1.實(shí)驗法:比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
2.學(xué)案導學(xué):見(jiàn)后面的學(xué)案。
3.新授課教學(xué)基本環(huán)節:預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學(xué)案、布置預習
六、課前準備
實(shí)驗材料用具的準備、課件制作、學(xué)生預習有關(guān)內容
七、課時(shí)安排:
1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
(一)預習檢查、總結疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預習情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
。ǘ┣榫皩、展示目標。
教師:通過(guò)復習上節課的內容---酶的高效性的實(shí)驗,導入新課。
提問(wèn):酶的催化效率如此高效,酶能否催化任意一個(gè)化學(xué)反應?
。ㄈ┖献魈骄、精講點(diǎn)撥。
探究一:酶的專(zhuān)一性
教師演示“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”實(shí)驗,學(xué)生邊看邊做此實(shí)驗,仔細觀(guān)察根據現象可知:淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解。說(shuō)明生物體內某些酶只能催化某些分子結構相近的物質(zhì),而不能催化所有物質(zhì)。如二肽酶能水解任意兩種氨基酸組成的二肽。所以,每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化合物。通過(guò)實(shí)驗可以得出這樣的結論:酶的催化作用具有專(zhuān)一性。
提問(wèn):酶所催化的反應是不是在任何條件下都能發(fā)揮作用呢?
探究二:溫度和PH值對酶活動(dòng)的影響
1.實(shí)驗分組和實(shí)驗材料的選擇
將學(xué)生分組,兩小組探究溫度對酶活性的影響,另兩組探究pH對酶活性的影響。
引導學(xué)生對酶材料進(jìn)行選擇。向學(xué)生展示α—淀粉酶(工業(yè)用酶,適宜溫度60℃),還有新鮮的肝臟研磨液,提問(wèn):肝臟研磨液里主要包含那種酶?
問(wèn):如果選用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究溫度對酶的影響,合適不合適?
教師補充:如果我們在實(shí)驗中設置高溫條件,溫度不僅會(huì )對酶的活性產(chǎn)生影響,還會(huì )對化學(xué)反應本身的速率產(chǎn)生影響。這樣的實(shí)驗設計就不夠嚴密。建議用α—淀粉酶來(lái)探究溫度對酶活性的影響,用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究PH對酶活性的影響。
引導學(xué)生根據所選材料對要探究的問(wèn)題做出假設。
指出:控制好變量對于設計一個(gè)嚴謹的、可行性強的實(shí)驗來(lái)說(shuō)尤為重要。在大屏幕上列出思考問(wèn)題:
。1)你所設計實(shí)驗的自變量是什么?如何控制?
。2)實(shí)驗的因變量是什么?反映因變量的指標是?如何對其指標進(jìn)行檢測?
。3)無(wú)關(guān)變量有哪些?如何進(jìn)行控制?
應遵循的原則:對照原則
單一變量原則
等量原則和控制無(wú)關(guān)變量
2.實(shí)驗方案設計和討論
在學(xué)生討論、互評的基礎上,總結出比較合理完善的實(shí)驗設計,將方案展示如下:
溫度組:
、湃×崈舻脑嚬,分別標號1,2,3,4,5和6。
、葡1~3號試管中各加入1mlα—淀粉酶溶液,向4~6號試管中各加入2ml淀粉溶液。
、菍ⅲ碧柡停刺栐嚬芊湃耄啊姹≈,2號和5號試管放入60℃水浴中,3號和6號試管放入100℃沸水浴中,均保溫5分鐘。
、确謩e將置于相同溫度下的兩支試管中的溶液混合均勻,仍然分別在0℃、60℃、100℃條件下保溫,讓混合液反應5分鐘。
、蓪⒎磻蟮娜г嚬苋〕,分別加入等量碘液,震蕩搖勻,觀(guān)察溶液顏色變化,是否變藍及變藍程度,記錄下來(lái)。
pH組:
、湃×崈舻脑嚬,分別標號1,2,3,4,5和6。
、葡1~3號試管中各加入2ml肝臟研磨液,向4~6號試管中各加入2mlH2O2溶液。
、窍颍碧柡停刺栐嚬苤懈骷尤耄驳5%的NaOH溶液,向2號和5號試管中各加入2滴蒸餾水,向3號和6號試管中各加入2滴5%的鹽酸溶液,靜置2分鐘。
、确謩e將1號和4號、2號和5號、3號和6號試管中的溶液混合,震蕩,觀(guān)察混合后的三支試管中氣泡產(chǎn)生的劇烈程度和氣泡生成量的多少,記錄。
3.實(shí)驗結果的`分析和討論
如果實(shí)驗現象不明顯,引導學(xué)生共同討論分析、總結原因。如:
、僭噭┝咳、混合等實(shí)驗步驟操作是否規范;
、谠谙群笕〔煌噭⿻r(shí),量筒有無(wú)清洗干凈;
、墼诿概c底物混合后,有無(wú)在與混合前相同的條件下給予充分的反應時(shí)間。等等。
4.得出結論
每種酶都有發(fā)揮自己活性的最適溫度和最適pH,當溫度過(guò)高或者是過(guò)低,酶的活性都會(huì )下降,且高溫可以使酶永久失活,pH過(guò)酸或者是過(guò)堿,酶的活性也都會(huì )下降。
5.拓展延伸:如果給一個(gè)未知的酶,如何測定它發(fā)揮活性的最適溫度和最適pH?
。ㄋ模┓此伎偨Y,當堂檢測。
教師組織學(xué)生反思總結本節課的主要內容,并進(jìn)行當堂檢測。
設計意圖:引導學(xué)生構建知識網(wǎng)絡(luò )并對所學(xué)內容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。(課堂實(shí)錄)
。ㄎ澹┌l(fā)導學(xué)案、布置預習。
完成本節的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖:布置下節課的預習作業(yè),并對本節課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節的延伸拓展訓練。
九、板書(shū)設計
一、酶的專(zhuān)一性
二、酶的作用條件較溫和
十、教學(xué)反思
1、這節課是根據新課程標準“培養學(xué)生科學(xué)素養,倡導探究性學(xué)習”而設計的。筆者在本節課中設計了三個(gè)不同方式、不同程度的探究實(shí)驗,一個(gè)是實(shí)驗錄像的觀(guān)察,另一個(gè)是利用課件模擬酶的專(zhuān)一性實(shí)驗,第三個(gè)是實(shí)際的實(shí)驗探究。第二、第三個(gè)實(shí)驗是在學(xué)生已掌握的實(shí)驗一的方法后,在進(jìn)一步的思考與討論中開(kāi)展的。目的是做到既關(guān)注知識結論,更關(guān)注知識的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程,突出學(xué)生學(xué)習的主體地位。
2、酶的專(zhuān)一性和酶所需的作用條件實(shí)驗的設計比較靈活,需要和物質(zhì)鑒定實(shí)驗相結合,難度較大,宜以課題小組的形式進(jìn)行討論。另外,由于受儀器設備的限制,對于酶的催化作用的原理不宜探究過(guò)深。
3、新課標的理念,在于突出發(fā)現的過(guò)程,學(xué)習的過(guò)程,發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性,調動(dòng)學(xué)生的思維能力。而通過(guò)重現和虛擬手段模擬生命現象,是生物科學(xué)的一種重要研究方法。在本節課中,通過(guò)虛擬實(shí)驗操作模擬酶的專(zhuān)一性實(shí)驗驗證過(guò)程,把抽象復雜的生命現象,轉化為直觀(guān)具體、肉眼可見(jiàn)的過(guò)程,既有利于學(xué)生理解掌握,同時(shí)也培養了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和與人合作交流的能力。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 5
26日我校各學(xué)科骨干班成員在每個(gè)段各科召開(kāi)骨干教師匯報課,湯老師開(kāi)出了一節《酶的特性、實(shí)驗探究》,本課題是高三年級第一輪復習課。這節課是在學(xué)本課堂的理念指導下整合了當前熱點(diǎn)問(wèn)題與學(xué)科知識點(diǎn)的一堂新穎的復習課,該節課經(jīng)過(guò)湯老師的精心設計,取得了很好的課堂教學(xué)效果,個(gè)人認為這節課之所以取得成功,原因可以歸納為如下幾個(gè)方面:
一、精心設計,學(xué)生本體。
“興趣是最好的老師”,如果一節課的開(kāi)頭若能調動(dòng)學(xué)生的積極性,就會(huì )起到事半功倍的教學(xué)效果。湯老師課的開(kāi)始以出自學(xué)生的概念圖引入,提起了學(xué)生的興趣,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習動(dòng)力。接下來(lái)的`兩個(gè)表格和一個(gè)高考題的分析,巧妙地把酶的本質(zhì):專(zhuān)一性和高效性通過(guò)題目的講解和討論逐步復習鞏固。通過(guò)有效師生對話(huà)交流,強化了學(xué)生的無(wú)意注意,對學(xué)生對知識的總結回顧,起到了極大的促進(jìn)作用。
從湯老師的總體設計來(lái)看,花的時(shí)間較多,功在課前,選題考究,過(guò)渡自然,在師生的雙邊交流中將酶的專(zhuān)一性、高效性知識講解中提煉出控制變量法的一般要求,概括出實(shí)驗的步驟,水到渠成一氣呵成。
二、變式思維、學(xué)教合一。
由表格一的淀粉和蔗糖的消化,通過(guò)表格分析,教師引導學(xué)生如果把本尼迪特試劑換成碘—碘化鉀試劑,能不能用,為什么?科學(xué)地由淺入深,變式思維,在原來(lái)的基礎上有所撥高,學(xué)教合一,體現學(xué)本課堂的精神。如果用傳統的教學(xué)模式,老師僅靠一只粉筆一本書(shū),一張嘴巴講到底。學(xué)生也許知道酶的特性是怎樣的一回事,但對控制變量的原則和實(shí)驗步驟的提煉則是復習課的另一個(gè)目標,湯老師改變講授法,填鴨式的教學(xué)模式,注重以學(xué)生的個(gè)體發(fā)展為主,培養學(xué)生的探究概括能力,這種目標在老師的這節復習課中也得到了充分的體現。
三、幾點(diǎn)改進(jìn)意見(jiàn)。
本課結束總結時(shí)又用所學(xué)知識來(lái)解釋?zhuān)昂蠛魬,設計完美;另外最后一題的設計中,將難題分層,降低難度,活躍了氣勢,調動(dòng)了積極性,也培養了動(dòng)手能力;從提問(wèn)的面與次數來(lái)看,她也盡量照顧到學(xué)生的思想水平,評價(jià)語(yǔ)言豐富多樣,也促進(jìn)了三維目標的達成;如此運用,顯示出其教材的理解深度。
雖然湯老師在教學(xué)中,取得良好的教學(xué)效果,但個(gè)人感覺(jué)這節課還有些地方值得商榷。
1、課堂教學(xué)中,對細節的處理做得不夠到位,特別是引入時(shí),對學(xué)生概念圖的應用花的時(shí)間較多,對PH對酶催化效率的影響講解完畢后,對溫度對酶催化效率的影響可以不講或一句帶過(guò),該簡(jiǎn)的簡(jiǎn),不必費時(shí)過(guò)多。
2、作為學(xué)本課堂的示范課,師生交流僅限于講問(wèn)答,沒(méi)有書(shū)面練習呈現,比較單一,從學(xué)生這頭來(lái)看也容易疲倦。
3、對控制變量和實(shí)驗設計和步驟的概括上,板書(shū)要精煉,實(shí)驗步驟的講解上,老師要注意分組處理、共性處理、變量處理和結果處理的分析,突出學(xué)法。雖然有以上小毛病,但本節仍不失為一節精彩的復習課。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 6
【教學(xué)目標】
1.知識目標:說(shuō)明酶在細胞代謝中的特性。
2.能力目標:進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗和探究,學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量變化以及設置對照組。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀(guān):養成勇于質(zhì)疑、自主探究、合作學(xué)習的科學(xué)探究精神;培養學(xué)生關(guān)注社會(huì )科技發(fā)展和學(xué)以致用的意識。
【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
1. 教學(xué)重點(diǎn):說(shuō)明酶的特性。
2.難點(diǎn):酶的特性探究、實(shí)驗中控制變量的科學(xué)方法。
【教學(xué)方法】
探究式教學(xué)法,講授法,演示法。
【課時(shí)安排】
1課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程】
【導入】
讓學(xué)生觀(guān)看視頻:“生物酶牙膏”的廣告,并展示課前找到的生活中所用的加酶產(chǎn)品。教師總結導入新課:酶已悄悄融入到我們的日常生活中,它的應用如此廣泛肯定跟其特性有密切聯(lián)系。那么它究竟有什么特性呢?讓我們來(lái)一起研究吧。
(一)酶具有高效性
教師:引導學(xué)生回憶“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗,從這個(gè)實(shí)驗你可以得出什么結論?
學(xué)生:過(guò)氧化氫酶的催化效率比Fe3+高許多,說(shuō)明酶具有高效性。
教師:大量的實(shí)驗數據表明,酶的催化效率是無(wú)機催化劑的107-1013倍;正是因為酶的這一特性才使其在生產(chǎn)中得到廣泛應用:如在洗衣粉中加入0.2%-0.5%的酶制成合成洗滌劑——加酶洗衣粉,其去污能力大大增強。
設疑:酶還有什么特點(diǎn)呢?
(二)酶具有專(zhuān)一性
教師出示資料:
無(wú)機催化劑催化的.化學(xué)反應的范圍比較廣,比如酸既能催化蛋白質(zhì)的水解,也能催化脂肪水解,還能催化淀粉的水解;
多酶片是消化酶制劑,常用于治療消化不良癥,每片含胃蛋白酶不得少于48單位,含胰蛋白酶不得少于160單位,含胰淀粉酶不得少于1900單位,含胰脂肪酶不得少于200單位。
學(xué)生閱讀后,討論回答:
為什么許多加酶產(chǎn)品中的酶有多種類(lèi)型?這說(shuō)明酶還有什么特性?
學(xué)生:酶還具有專(zhuān)一性。
教師:專(zhuān)一性的具體含義是什么?
學(xué)生:每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應。
教師肯定學(xué)生的回答,并舉例解釋酶的專(zhuān)一性。
知識應用:小方早晨起來(lái)發(fā)現昨晚塞進(jìn)牙縫里的瘦肉絲依然存在,為什么瘦肉絲還沒(méi)被分解呢?
學(xué)生:……
教師進(jìn)一步設疑:許多無(wú)機催化劑能在高溫、高壓、強酸或者強堿條件下催化化學(xué)反應,酶起催化作用需要怎樣的條件呢?引入探究課題: “影響酶活性的條件”,酶活性就是指酶對化學(xué)反應的催化效率。
(三)酶的作用條件較溫和
由學(xué)生閱讀加酶洗衣粉背面的使用說(shuō)明:用溫水浸泡后洗滌效果更佳。
教師:通過(guò)這個(gè)現象,你能提出什么問(wèn)題?
學(xué)生:溫度會(huì )影響酶的活性嗎?
教師:請根據所學(xué)知識作出假設。
學(xué)生:酶的活性可能受溫度的影響。
教師:如何檢驗做出的假設是否正確呢?
學(xué)生:設計實(shí)驗進(jìn)行檢驗。
教師:大家說(shuō)的很對。接下來(lái)就請大家分組討論,設計該實(shí)驗方案的。
用幻燈片展示實(shí)驗材料及用具,讓學(xué)生6-8人為一組,根據實(shí)驗材料及用具討論詳細實(shí)驗方案并將討論的結果記錄下來(lái)。期間教師可根據學(xué)生的實(shí)際情況給予適當提示:該實(shí)驗中的自變量是什么?如何控制?因變量是什么?如何檢測?
討論結束后教師可選擇其中有典型錯誤的實(shí)驗方案分析,引導學(xué)生討論、質(zhì)疑并尋找錯誤,最終完善該實(shí)驗方案。
請學(xué)生根據此實(shí)驗結論嘗試構建數學(xué)模型:繪制溫度影響酶的活性函數曲線(xiàn),并用語(yǔ)言來(lái)描述溫度變化與酶活性的關(guān)系。
知識應用:水果、蔬菜在冰箱中保鮮的原理是什么?
學(xué)生:……
教師出示資料:
經(jīng)測定,唾液的pH為6.2—7.4,胃液的pH為0.9—1.5,小腸液的pH為7.6。
口腔溫度和體溫差不多,那么當我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后,唾液淀粉酶還具有催化淀粉分解的功能嗎?胃中的蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后還具有催化功能嗎?
由學(xué)生做出猜想后,教師引導學(xué)生把問(wèn)題轉換成“pH能不能影響到酶的活性”。請大家在課下設計“pH對酶活性影響”的實(shí)驗方案,并去實(shí)驗室按照預定的方案進(jìn)行實(shí)驗。
通過(guò)理論分析及實(shí)驗的預期結果,我們知道了酶的催化作用一般要在溫和的條件下進(jìn)行,這就是酶的第三個(gè)特性:酶的作用條件較溫和。
總結:
今天我們主要學(xué)習了酶的三個(gè)特性:高效性、專(zhuān)一性及酶的作用條件較溫和,同時(shí)還一起設計了“溫度對酶活性的影響”的實(shí)驗方案。在實(shí)驗設計中一定要控制好變量,避免無(wú)關(guān)因素對實(shí)驗結果造成干擾,這樣才能得出正確的結果及結論。
【板書(shū)設計】
酶的特性
一、高效性
二、專(zhuān)一性
三、酶的作用條件溫和
【課堂練習】
小明剛放學(xué)回家,就看見(jiàn)奶奶拿著(zhù)一袋洗衣粉往洗衣盆中倒了許多,然后拿著(zhù)一暖瓶開(kāi)水倒入盆中,盆中立刻起了許多泡沫!澳@是干嗎?”“我給你洗洗你那個(gè)羊毛衫!毙∶饕豢此枧赃叿胖(zhù)“雕牌加酶洗衣粉”。
你覺(jué)得小明奶奶的做法對嗎?你想對她說(shuō)些什么?
高中生物酶的特性教學(xué)設計 7
教學(xué)目的
1、新陳代謝的概念(A:知道)。
2、酶的發(fā)現過(guò)程(A:知道)和酶的概念(D:應用)。
3、酶的特性(D:應用)。
教學(xué)重點(diǎn)
1、酶的概念。
2、酶的特性。
教學(xué)難點(diǎn)
探索酶的專(zhuān)一性和高效性的實(shí)驗。
教學(xué)方法
自學(xué)與實(shí)驗探索相結合。
教學(xué)用具
實(shí)驗五、實(shí)驗六所需用具和藥品(見(jiàn)課本),光合作用反應式、有氧呼吸和氨基酸縮合形成多肽反應式的投影片,酶的活性受溫度影響的示意圖投影片,胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性受pH影響的示意圖投影片。
課時(shí)安排
2課時(shí)。
教學(xué)過(guò)程
引言:第二章中我們已經(jīng)學(xué)習了有關(guān)細胞的一些知識。在第三章中,我們將學(xué)習生物新陳代謝的知識。新陳代謝是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的基礎,只有在新陳代謝的基礎上,生物體才會(huì )表現出其他生命活動(dòng)。因此,新陳代謝是生物最基本的特征,那么,新陳代謝究竟是指什么呢?
提問(wèn):請一位同學(xué)說(shuō)出葉綠體、線(xiàn)粒體、核糖體的生理功能是什么?
。ɑ卮穑郝。)
講述:上面幾種細胞器的生理功能我們都可以用化學(xué)反應式表示出來(lái)。
。ń處煼磐队捌汗夂献饔玫姆磻,有氧呼吸及氨基酸縮合形成多肽的反應式。)
講述:上述反應都是在活細胞中進(jìn)行的,這些化學(xué)反應發(fā)生的過(guò)程。就是生物體內進(jìn)行新陳代謝的過(guò)程。因此,我們可以說(shuō),新陳代謝是活細胞中全部化學(xué)反應的總稱(chēng)。
講述:生物體內這些化學(xué)反應,在生物體內溫和的條件下(常溫、常壓)很快就能完成,這全靠生物體內的催化劑——酶的作用。那么,酶的'本質(zhì)是什么?又有哪些特征?
這些都是本節課重點(diǎn)探討的問(wèn)題。
下面,首先請同學(xué)們閱讀課本中“酶的發(fā)現”。
閱讀后,教師要求學(xué)生提出不懂的問(wèn)題。
討論后學(xué)生回答:
1、1783年,意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設計的實(shí)驗,其巧妙之處在哪里?從這個(gè)實(shí)驗中你能得出什么結論?
2、 20世紀30年代以來(lái)?茖W(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結晶,這一事實(shí)說(shuō)明酶的本質(zhì)是什么?
3、 20世紀80年代,科學(xué)家又發(fā)現少數RNA也具有生物催化作用,這一發(fā)現使酶的概念又擴展成什么?
4、酶從具有催化作用的蛋白質(zhì),發(fā)展到有催化作用的有機物,導致酶概念發(fā)展的因素是什么?
。ɑ卮穑郝。)
講述:從發(fā)現酶到認識酶的本質(zhì),都離不開(kāi)科學(xué)實(shí)驗,可見(jiàn)實(shí)驗對科學(xué)的重要性?茖W(xué)實(shí)驗可導致科學(xué)的發(fā)展,生產(chǎn)實(shí)踐同樣可導致科學(xué)的發(fā)展。因此,我們不僅要重視實(shí)驗,也要重視生產(chǎn)實(shí)踐。
酶既是生物催化劑,它和無(wú)機催化劑相比,具有哪些不同的特點(diǎn)呢?下面我們通過(guò)實(shí)驗來(lái)探索。
講述:過(guò)氧化氫(H2O2)在 Fe3+的催化下,可分解成H2O和O2,動(dòng)物新鮮肝臟中含有的過(guò)氧化氫酶也能催化這個(gè)反應。據測算,每滴氯化鐵中的Fe3+數,大約是肝臟研磨液中過(guò)氧化氫分子數的25萬(wàn)倍。從數目上看,一滴含有催化劑的容液中,Fe3+數遠遠大于過(guò)氧化氨酶的分子數。如果現在我們想弄清楚Fe3+與過(guò)氧化氫酶,哪一種催化劑的催化效率高,那么,我們應該如何設計這個(gè)實(shí)驗?
。ɑ卮穑郝。)
講述:要比較Fe3+和過(guò)氧化氫酶的催化效率,設計實(shí)驗中的其他條件應該相同,如兩個(gè)試管中過(guò)氧化氫溶液的量應該相同, Fe3+和動(dòng)物肝臟也應盡可能同時(shí)加入兩個(gè)試管中。
。▽W(xué)生按實(shí)驗步驟分組實(shí)驗。)
提問(wèn):
1、你在實(shí)驗過(guò)程中觀(guān)察到哪些實(shí)驗現象?
。ɑ卮穑郝裕。
2、從這個(gè)實(shí)驗你可以得出什么結論?
。ɑ卮穑哼^(guò)氧化氫酶的催化能力強。)
講述:過(guò)氧化氫酶的催化效率和Fe3+相比,要高很多。事實(shí)上,酶的催化效率一般是無(wú)機催化劑的 107~ 1013倍。上述實(shí)驗說(shuō)明了酶的一個(gè)特性——高效性。
酶還具有什么特性呢?讓我們繼續通過(guò)實(shí)驗來(lái)探索。
講述:淀粉和蔗糖都是非還原性糖,淀粉在酶的催化下能水解為麥芽糖和葡萄糖,蔗糖在酶的催化下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、果糖、葡萄糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與一種叫做斐林的試劑發(fā)生氧化還原反應,生成磚紅色的沉淀,F在給你淀粉酶溶液,要觀(guān)察淀粉酶能催化哪種糖水解?應該如何設計這個(gè)實(shí)驗?你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢?
。ɑ卮穑郝,然后學(xué)生按設計步驟實(shí)驗。)
提問(wèn):
1、哪個(gè)試管加入斐林試劑后再加熱會(huì )出現了磚紅色的沉淀?
。ɑ卮穑涸诩尤肟扇苄缘矸鄣脑嚬苤。)
2、出現磚紅色沉淀的原因是什么?
。ɑ卮穑郝。)
高中生物酶的特性教學(xué)設計 8
一、版本:
人教版 高中生物必修1
二、設計內容:
第5章 細胞的能量供應和利用 第1節降低化學(xué)反應活化能的酶(第1課時(shí)——酶的作用)
三、設計理念
在實(shí)施新課程中,需要構建與新課程理念相適應的教學(xué)策略。根據新課程理念,高中生物重在培養學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物科學(xué)素養。使學(xué)生由以前的“學(xué)會(huì )”到“想學(xué)”再到“會(huì )學(xué)”,“引導──探究” 發(fā)現式教學(xué)法就是在這種理念下應運而生的,該教學(xué)法以問(wèn)題解決為中心的學(xué)習方式。本節課以“引導──探究”科學(xué)發(fā)現的過(guò)程來(lái)學(xué)習科學(xué)研究的方法為設計理念。符合《基礎教育課程改革綱要(試行)》的要求:“改變課程實(shí)施過(guò)于強調接受學(xué)習、死記硬背、機械訓練的現狀,倡導學(xué)生主動(dòng)參與、合作學(xué)習、樂(lè )于探究、勤于動(dòng)手,培養學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力”。該理念的運用有利于學(xué)生科學(xué)素養、協(xié)作精神的培養,有利于培養學(xué)生的創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力,有利于學(xué)生主動(dòng)建構知識、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)。它不僅重視知識的獲取,而且更加重視學(xué)生獲取知識的過(guò)程及方法,更加突出地培養學(xué)生的學(xué)習能力。在問(wèn)題的推動(dòng)下、在教師的引導下,學(xué)生學(xué)得主動(dòng),學(xué)得積極,真正體現了“教為主導,學(xué)為主體”的思想。
四、教材分析
1.地位和作用
“降低化學(xué)反應活化能的酶” 第1課時(shí)——酶的作用,主要探討酶在細胞代謝中的作用。該內容以第4章第3節物質(zhì)的跨膜運輸方式中的主動(dòng)運輸需要消耗能量以及初中生物學(xué)“消化”為基礎。學(xué)習本節利于“細胞代謝的學(xué)習”,利于選修模塊中有關(guān)酶的應用、微生物發(fā)酵、蛋白質(zhì)提取和分離等知識的學(xué)習。
2.教學(xué)目標
(1)知識目標:說(shuō)明酶在代謝中的作用
(2)技能目標:進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗和探索,按所設計的實(shí)驗方案和步驟,正確完成相關(guān)的實(shí)驗操作。學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實(shí)驗。
(3)情感目標:
、僭u價(jià)自己的實(shí)驗結果
、趨⑴c交流,聽(tīng)取別人的正確意見(jiàn),維護或修改自己的方案和意見(jiàn)。
3.過(guò)程與方法
通過(guò)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗,感悟酶作為催化劑特點(diǎn),及控制變量的方法。利用教材上形象、直觀(guān)的圖解和文字說(shuō)明,讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應的活化能。
4.確定教學(xué)重、難點(diǎn)及解決方法
教學(xué)重點(diǎn):酶的作用。
[解決方法]利用學(xué)生對無(wú)機催化劑的知識基礎切入,引入酶的學(xué)習。通過(guò)實(shí)驗、資料分析得出酶的作用。自然界中的生命現象都與酶的活動(dòng)有關(guān),活細胞內全部的生物化學(xué)反應都是在酶的`催化下完成的。在人體內,大約每分鐘要發(fā)生幾百萬(wàn)次的化學(xué)反應,這么多的化學(xué)反應之所以能在常溫、常壓下進(jìn)行,完全是因為酶的作用,酶是一種什么樣的物質(zhì)?在化學(xué)反應中是怎樣起作用的?顯然應是本節課內容的重點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn):
、倜附档突瘜W(xué)反應活化能的原理。
、诳刂谱兞康目茖W(xué)方法。
[解決方法]
、倮媒滩纳闲蜗,直觀(guān)的圖解和文字說(shuō)明,讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應的活化能。
、谕ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗,感悟酶作為催化劑特點(diǎn),及控制變量的方法;罨苓@個(gè)名詞在高中生物教材體系中是第一次出現,無(wú)論是學(xué)生還是教師對這個(gè)名詞都很陌生;瘜W(xué)反應之所以能進(jìn)行,就是達到反應所需的活化能。在酶的作用下,原來(lái)不能進(jìn)行反應的物質(zhì)發(fā)生了反應,是增加了反應物的自由能,還是降低了反應所需的活化能?通過(guò)實(shí)驗和類(lèi)比,必需要讓學(xué)生理解。在過(guò)去幾年的高考中,雖然出現了實(shí)驗設計,但在教材中沒(méi)有關(guān)于控制變量的內容,在本節教材介紹了控制變量的系列名詞,但對剛剛接觸高中生物實(shí)驗的學(xué)生而言,不能說(shuō)不是一個(gè)難點(diǎn)。
五、設計思路
從物質(zhì)跨膜運輸方式──主動(dòng)運輸需要能量入手,引出第5章細胞的能量供應和利用。再從教材提供的問(wèn)題探討──斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用進(jìn)入學(xué)習情境,是有趣的,并能和學(xué)生已有經(jīng)驗──對消化酶的了解結合起來(lái)。利用學(xué)生對無(wú)機催化劑的知識基礎切入,引導學(xué)生進(jìn)入新課學(xué)習。既然學(xué)生們知道無(wú)機催化劑的作用,就讓學(xué)生通過(guò)比較實(shí)驗來(lái)認識酶的催化作用以及與無(wú)機催化劑的差別。教師在安排學(xué)生做實(shí)驗時(shí)要注意學(xué)生對實(shí)驗的理解,落實(shí)好本節課的目標。本節課的實(shí)驗需要設置實(shí)驗組和對照組,建議教師利用直觀(guān)的手段(繪圖或電子幻燈等)將實(shí)驗的裝置特別是實(shí)驗組和對照組的裝置分別向學(xué)生展示,以增加學(xué)生實(shí)驗操作和討論的效率,或者采取分組實(shí)驗進(jìn)行實(shí)驗討論(此法效果很好)。
在學(xué)生獲得感性知識的基礎上要求學(xué)生體會(huì )什么是自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量以及什么是對照實(shí)驗,再通過(guò)對實(shí)驗中自變量改變訓練學(xué)生在實(shí)驗設計中如何控制變量。顯然,這種編排有助于引導學(xué)生學(xué)會(huì )確認和控制變量,有助于培養學(xué)生的科學(xué)探究能力。
學(xué)生通過(guò)親身感知酶的作用,順理成章引入酶在化學(xué)反應中能夠降低化學(xué)反應的活化能知識點(diǎn)。教材利用卡通式插圖、圖解和文字敘述,指出酶能夠顯著(zhù)降低化學(xué)反應所需的活化能。通過(guò)形象、直觀(guān)的圖解和文字說(shuō)明以及繪制“沒(méi)有催化劑、無(wú)機催化劑、酶的催化效率曲線(xiàn)”的比較,進(jìn)一步讓學(xué)生明確催化劑可降低化學(xué)反應的活化能(酶催化作用更加顯著(zhù)),利于學(xué)生理性認識。
六、教學(xué)用具:
ppt幻燈片、實(shí)驗材料、器材
七、課前準備:
分組實(shí)驗(“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”)材料用具的準備;ppt課件制作。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 9
規律總結
在底物足夠,其他條件固定的條件下,酶促反應的速率與酶濃度成正比,如上圖所示。
底物濃度對酶促反應的影響:
規律總結
在底物濃度較低時(shí),隨著(zhù)底物濃度的增大,反應速率加快。當底物濃度達到一定濃度時(shí),酶分子都參與了反應,底物濃度再增大,反應速率不再加快。如上圖所示。
pH對酶促反應的影響:
規律總結
每一種酶只能在一定的pH范圍內才表現活性,超過(guò)這個(gè)范圍酶就會(huì )失去活性。其特點(diǎn)如上圖中曲線(xiàn)變化所示。在一定條件下,每一種酶在某一特定pH時(shí)活性最大,這個(gè)pH稱(chēng)為這種酶的最適pH。
溫度對酶促反應的影響:
規律總結
在一定溫度范圍內,酶促反應速率隨溫度的升高而加快;但當溫度升高到一定限度時(shí),酶促反應速率不僅不再加快反而隨著(zhù)溫度的升高而下降。在一定條件下,每一種酶在某一特定溫度時(shí)活性最大,這個(gè)溫度稱(chēng)為這種酶的最適溫度,如上圖所示。
酶的催化能力與時(shí)間的關(guān)系:
規律總結
酶的催化能力也不是一成不變的,酶在“工作”了一段時(shí)間后會(huì )發(fā)生“鈍化”現象,即催化能力開(kāi)始下降,最后失去催化能力,如上圖曲線(xiàn)所示。
題例領(lǐng)悟
題型一 酶的本質(zhì)和作用
【例題1】 關(guān)于酶的敘述中,正確的是( )
A.酶只有在生物體內才能起催化作用
B.酶都有消化作用
C.調節新陳代謝的物質(zhì)不一定是酶
D.酶都是在核糖體上合成的
解析:酶雖然是由活細胞產(chǎn)生的,但它的催化作用不一定非在生物體內,只要條件適宜,體內體外都可起催化作用,故A項不正確。酶的催化作用表現在多方面,有的酶促進(jìn)物質(zhì)合成,有的酶促進(jìn)物質(zhì)分解,只有消化酶才能促進(jìn)消化,故B項也不正確。調節新陳代謝的物質(zhì)有激素、維生素、無(wú)機鹽等。酶是對代謝過(guò)程的化學(xué)反應起催化作用。故C項正確。在核糖體上合成的物質(zhì)是蛋白質(zhì),所以只有蛋白質(zhì)類(lèi)的酶才在核糖體上合成,核酸酶不能在核糖體上合成,故D項也不正確。
答案:C
反思感悟
酶的化學(xué)本質(zhì)大多數是酶,少數是RNA。酶在生物體體內、體外都有催化作用。酶的作用是對代謝過(guò)程的化學(xué)反應起催化作用,其作用本質(zhì)是降低化學(xué)反應的活化能。對生命活動(dòng)起調節作用的有激素、維生素和無(wú)機鹽等。
題型二 影響酶促反應的因素
【例題2】 甲、乙、丙三圖依次表示酶濃度一定時(shí),反應速度和反應物濃度、溫度、pH的關(guān)系。據圖判斷下列敘述中不正確的是( )
A.甲圖表明當反應物濃度超過(guò)某一濃度時(shí),反應速度受酶濃度的制約將不再上升
B.乙圖中,a點(diǎn)以后,隨溫度升高酶的活性下降
C.丙圖可表示胃蛋白酶催化反應的速度與pH關(guān)系的變化曲線(xiàn)
D.三圖說(shuō)明反應物濃度、溫度、pH對反應速度均有影響
解析:甲圖表明當反應物濃度超過(guò)某一濃度時(shí),反應速度受酶濃度的制約將不再上升,所以A項正確。乙圖中,a點(diǎn)以后,隨溫度升高酶的活性下降,直至變性失活,B項正確。胃蛋白酶的最適pH大約為1.8,顯然丙圖曲線(xiàn)不能表示胃蛋白酶催化反應的速度變化。三圖說(shuō)明影響酶促反應速度的因素有反應物濃度、溫度、pH。D項正確。
答案:C
題型三 酶的作用是降低化學(xué)反應活化能
【例題3】 在適宜溫度、pH條件下,圖中實(shí)線(xiàn)表示沒(méi)有酶時(shí)反應的進(jìn)程。在T1時(shí),將催化此反應的酶加入反應物中,則圖中表示此反應進(jìn)程的是( )
A.曲線(xiàn)AB.曲線(xiàn)BC.曲線(xiàn)CD.曲線(xiàn)D
解析:本題考查學(xué)生利用坐標曲線(xiàn)中的有關(guān)條件分析酶的'作用。酶的作用是降低活化能,因而催化效率更高,但不改變反應平衡點(diǎn)。從圖中可以看出,曲線(xiàn)A、B、D均改變了此反應的平衡點(diǎn)。曲線(xiàn)C中酶使反應達到平衡點(diǎn)的時(shí)間縮短(即反應速度提高),但沒(méi)改變反應的平衡點(diǎn)。
答案:C
反思感悟
、倥c無(wú)機催化劑一樣,酶僅能改變化學(xué)反應的速度,并不能改變化學(xué)反應的平衡點(diǎn),且化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應前后不能發(fā)生改變。
、诿负鸵话愕臒o(wú)機催化劑均能降低反應的活化能,所以在有酶存在的化學(xué)反應中,只需較少的能量即可使反應物進(jìn)入“活躍狀態(tài)”,所以與非催化反應相比,反應速度加快。
隨堂訓練
1.做唾液淀粉酶催化淀粉實(shí)驗時(shí),用口含一小口清水,然后將含過(guò)的清水加入淀粉溶液中,也會(huì )使淀粉消化,和用純唾液的效果一樣,這一現象表明( )
A.酶的專(zhuān)一性
B.酶的催化活性極高
C.酶的多樣性
D.酶受溫度和pH的影響
答案:B
2.為了認識酶作用的特性,以20%過(guò)氧化氫溶液為反應底物的一組實(shí)驗結果如下表所示。分析實(shí)驗結果,可以得出相應的結論。在下列有關(guān)結論的描述中,從表中得不到實(shí)驗依據的一項是( )
方法結果
常溫下自然分解氧氣泡小而少
常溫下加入Fe3+氧氣泡小而稍多
常溫下加入鮮肝提取液氧氣泡大而極多
加入煮沸后冷卻的鮮肝提取液氧氣泡小而少
A.從催化反應條件看,酶有溫和性
B.從催化活性看,酶變性后就失活
C.從催化底物范圍看,酶有專(zhuān)一性
D.從催化反應效率看,酶的催化活性極高
解析:表中信息反映了酶的催化活性極高且活性受溫度影響,但表中沒(méi)有與酶催化作用具有專(zhuān)一性相關(guān)的信息。
答案:C
3.下列關(guān)于酶的敘述中,不正確的是( )
A.酶具有高效性、專(zhuān)一性和多樣性
B.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物
C.食物的消化過(guò)程需要酶催化,而細胞內的其他化學(xué)反應不需要酶催化
D.絕大多數的酶是蛋白質(zhì),少數酶是RNA
答案:C
4.下圖中關(guān)于影響酶活性的因素表示正確的是( )
解析:酶濃度影響反應的速度,不影響酶活性,A項錯誤。底物濃度影響反應的速度,不影響酶活性,B項正確。pH影響酶活性,一定范圍內隨pH的升高酶的活性增強,達到最適值時(shí),酶活性最強。超過(guò)最適值時(shí),隨pH的升高酶的活性降低直到變性失活,C項錯誤。溫度影響酶活性,一定范圍內隨溫度的升高酶的活性增強,達到最適溫度時(shí)酶活性最強。超過(guò)最適值時(shí),隨溫度的升高酶的活性降低直至變性失活。所以D項錯誤。
答案:B
高中生物酶的特性教學(xué)設計 10
一、目的和要求
1.掌握鹽析法初步分離純化蛋白質(zhì)的原理和方法;
2.掌握透析脫鹽濃縮蛋白質(zhì)的原理和方法。
3.掌握膜分離原理和方法
二、基本原理
1.蛋白質(zhì)的鹽析
蛋白質(zhì)是親水膠體,借水化膜和同性電荷(在PH值7.0的溶液中一般蛋白質(zhì)帶負電荷)維持膠體的穩定性。由于蛋白質(zhì)分子內及分子間電荷的極性基團有著(zhù)靜電引力,當向蛋白質(zhì)溶液中加入少量堿金屬或堿土金屬的中性鹽類(lèi)[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl或MgSO4等]時(shí),由于鹽類(lèi)離子與水分子對蛋白質(zhì)分子上
的極性基團的影響,使蛋白質(zhì)在水中溶解度增大,因此蛋白質(zhì)、酶等在低鹽濃度下的溶解質(zhì)隨著(zhù)鹽液濃度升高而增加,此時(shí)稱(chēng)為鹽溶;當鹽濃度不斷上升并達到一定濃度時(shí),蛋白質(zhì)表面的電荷大量被中和,水化膜被破壞,于是蛋白質(zhì)就相互聚集而沉淀析出,蛋白質(zhì)和酶的溶解度又以不同程度下降并先后析出,稱(chēng)為蛋白質(zhì)的鹽析。
由鹽析所得的蛋白質(zhì)沉淀,經(jīng)過(guò)透析或用水稀釋以減低或除去鹽后,能再溶解并恢復其分子原有結構及生物活性,因此由鹽析生成的沉淀是可逆性沉淀。鹽析法就根據不同蛋白質(zhì)和酶在一定濃度的鹽溶液中溶解度降低程度的不同而達到彼此分離的方法。鹽析法對于許多非電解質(zhì)的分離純化都是適合的`,也是蛋白質(zhì)和酶提純工作應用最早,至今仍廣泛使用的方法。
2.透析脫鹽的原理
蛋白質(zhì)的分子很大,其顆粒在膠體顆粒范圍(直徑1~100nm)內,不能透過(guò)半透膜。選用孔徑合宜的半透膜,使小分子物質(zhì)能夠透過(guò),而蛋白質(zhì)顆粒不能透過(guò),這樣就可使蛋白質(zhì)和小分子物質(zhì)分開(kāi)。把蛋白質(zhì)溶液裝入透析袋中,袋的兩端用線(xiàn)扎緊,然后用蒸餾水或緩沖液進(jìn)行透析,這時(shí)鹽離子通過(guò)透析袋擴散到水或緩沖液中,蛋白質(zhì)分子量大不能穿透析袋而保留在袋內,通過(guò)不斷更換蒸餾水或緩沖液,直至袋內鹽分透析完畢。這種方法可除去和蛋白質(zhì)混合的中性鹽及其他小分子物質(zhì),是常用來(lái)純化蛋白質(zhì)的方法。透析需要較長(cháng)時(shí)間,常在低溫下進(jìn)行,并加入防腐劑避免蛋白質(zhì)和酶的變性或微生物的污染。
三、試驗材料
1.培養基
種子培養基:牛肉膏5g 蛋白胨10g NaCl 5g 可溶性淀粉 2g 葡萄糖1.5g /1000ml H2O 配100ml
發(fā)酵培養基:牛肉膏5g 蛋白胨10g NaCl 5g可溶性淀粉 2g /1000ml
2.酶活測定溶液
0.2mol/LpH6.8 PBS緩沖液 葡萄糖標準液1mg/mL DNS試劑(3,5-二硝基水楊酸試劑)
3.試劑
蛋白胨、牛肉膏、可溶性淀粉、(NH4)2SO4、NaOH、HCl、Na2HPO412H2O、NaH2PO4H2O、EDTA
4.儀器或其它用具
微量移液器、移液器槍頭、透析袋、恒溫培養箱、搖床、紫外檢測儀(分光光度計)、離心機、分析天平、pH計、量筒、250ml瓶、分裝架、記號筆、紗布、酒精燈、滅菌鍋、干燥箱、恒溫水浴鍋等;
四、試驗路線(xiàn)
發(fā)酵培養→粗酶液制備→硫酸銨鹽析→透析脫鹽濃縮→濃縮酶液酶活測定
五、操作步驟
1.菌株發(fā)酵
將實(shí)驗一中純化的菌株接入種子培養基搖瓶培養24h,2% 的接種量接種到發(fā)酵培養基,37℃,180r/min,培養36h;
2.粗酶液的制備
發(fā)酵液在8000r/min離心20min,收集上清液即為粗酶液,測定酶活方法參見(jiàn)實(shí)驗三DNS測淀粉酶活力。
3.硫酸銨鹽析
3.1 鹽析條件的確定
40%、60%和80%
鹽析步驟
1)發(fā)酵液上清分裝至3支燒杯中,每個(gè)20ml;
2)加硫酸銨至3支燒杯中,對照25℃硫酸銨飽和度配置表,使其飽和度分別為40%、60%和80%。在加硫酸銨時(shí)需緩慢的加入,同時(shí)不斷的輕柔攪拌(否則局部濃度過(guò)高會(huì )使酶失活)使硫酸銨完全溶解;
3)室溫靜置2h,出現白色沉淀
4)離心,分別取沉淀用少量0.2mol/LpH6.8 PBS緩沖液回溶。
4.透析脫鹽濃縮
4.1 透析膜前處理
透析袋的預處理方法:
1)將透析袋剪成合適的長(cháng)度;
2)在一只250 mL的玻璃燒杯中,加入200 mL的透析袋處理液,微波爐中預熱;
3)將透析袋裝入其中,電爐上煮沸10 min;
4)用蒸餾水徹底洗滌;
5)蒸餾水中煮10 min;
6)冷卻后4℃存放,存放過(guò)程中透析袋應完全放入0.02mol/L磷酸酸緩沖液(pH7.0)中用細線(xiàn)扎緊透析袋一端,注入清水檢驗不漏后加入不超過(guò)透析袋體積1/2的須透析溶液。
4.2 操作
1 沉淀用少量0.2mol/LpH6.8 PBS緩沖液回溶,移入透析袋中,經(jīng)透析膜袋在20倍量0.02mol/L磷酸緩沖液(pH7.0)中在室溫,36h透析脫鹽(每過(guò)6h換一次透析液).
2 取各梯度脫鹽沉淀5ml 8000r/min離心20min,取上清測酶活。(沉淀為變性蛋白質(zhì)酶活很低。)
5.酶活力的測定
參照實(shí)驗三中的酶活測定。
實(shí)驗數據
粗酶液 540nm 0.291 0.314
鹽析40%60% 80%
1.221 2.708 1.456
七、實(shí)驗報告
1.實(shí)驗結果
。1)測定粗酶液酶活;
粗酶液 540nm 0.291 0.314 (取平均值)
酶活力9.705
。2)測定透析后酶液的酶活力
40%60% 80%
540nm吸光度 1.221 2.708 1.456
酶活力36.63 81.24 43.68
2.實(shí)驗結果分析
通過(guò)比較可知 在硫酸銨飽和度為 60%時(shí)分離純化淀粉酶酶活力最高。經(jīng)鹽析,透析除鹽后酶活力大大提高純化后的酶活力約為粗酶活力的4~9倍。
八、注意事項
。1)硫酸銨飽和度計算及加入方式:在分段鹽析時(shí),加鹽濃度一般以飽和度表示,所需達到飽和度較高而溶液的體積又不再過(guò)分增大時(shí),可直接加固體硫酸銨,其加入量見(jiàn)附表。注意看清是25℃硫酸銨飽和度表
。2)清洗透析袋內外時(shí),操作過(guò)程中應使用鑷子或戴手套;
。3)蛋白質(zhì)溶液用透析法去鹽時(shí),正負離子透過(guò)半透膜的速度不同。以硫酸銨為例,NH4+的透出較快。在透析過(guò)程中膜內SO42-剩余而生成H2SO4,而使膜內蛋白質(zhì)溶液呈酸性,足以達到使蛋白質(zhì)變性的酸度,因此在用鹽析法純化蛋白質(zhì)做透析去鹽時(shí),開(kāi)始應用0.1M的NH4OH透析,或者用緩沖液配制蛋白溶液。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 11
一、教材分析
新陳代謝是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎,而新陳代謝的進(jìn)行又離不開(kāi)酶的催化作用,因此,了解酶的作用和本質(zhì),為理解細胞中復雜的生命活動(dòng)的順利進(jìn)行奠定了基礎。本節內容還與選修模塊的相關(guān)內容有著(zhù)內在聯(lián)系。例如,選修模塊中有關(guān)酶的應用等,都是以“酶與代謝”部分的相關(guān)內容為基礎的。此外,學(xué)生通過(guò)有關(guān)酶的的探究性學(xué)習活動(dòng)獲得的技能,對進(jìn)一步學(xué)習生物技術(shù)實(shí)踐等知識起到保證作用。
二、教學(xué)目標
1. 知識目標
。1)、說(shuō)明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)。
。2)、闡述細胞代謝的概念
2. 能力目標
。1)、通過(guò)自主學(xué)習,培養學(xué)生推理、比較、分析、歸納總結的能力。
。2)、通過(guò)有關(guān)的實(shí)驗和探究,學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實(shí)驗。
。3)、在有關(guān)實(shí)驗、資料分析、思考與討論、探究等的問(wèn)題討論中,提高運用語(yǔ)言表達的能力以及分享信息的能力。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標
。1)、通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料,認同科學(xué)是在不斷的觀(guān)察、實(shí)驗、探索和爭論中前進(jìn)的。認同科學(xué)家不僅要繼承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意見(jiàn)中的合理成分,還要具有質(zhì)疑、創(chuàng )新和勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和態(tài)度。
。2)、通過(guò)小組間的討論、合作與交流,培養學(xué)生的合作互助精神。
。3)、通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現過(guò)程,使學(xué)生體會(huì )實(shí)驗在生物學(xué)研究中的作用和地位;通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的`應用,使學(xué)生認識到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì )生產(chǎn)、生活的關(guān)系。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1、教學(xué)重點(diǎn):酶的作用、本質(zhì)
2、教學(xué)難點(diǎn):酶降低化學(xué)反應活化能的原理
四、學(xué)情分析
學(xué)生通過(guò)初三、高一階段化學(xué)的學(xué)習,對于純化學(xué)反應已比較熟悉,但是對于細胞內部的化學(xué)反應及生物催化劑──酶的認識有限。工業(yè)制氨的化學(xué)反應是在高溫高壓并且催化劑作用下進(jìn)行的,細胞內部卻是常溫常壓的溫和狀態(tài),而細胞代謝包括一系列的化學(xué)反應,這些化學(xué)反應的進(jìn)行應該有生物催化劑──酶的參與,才能使其高效有序的進(jìn)行,由此從學(xué)生熟悉的知識引入對酶相關(guān)知識的學(xué)習。
五、教學(xué)方法
1.實(shí)驗法:比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
2.學(xué)案導學(xué):見(jiàn)后面的學(xué)案。
3.新授課教學(xué)基本環(huán)節:預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學(xué)案、布置預習
六、課前準備
實(shí)驗材料用具的準備、課件制作、學(xué)生預習有關(guān)內容
七、課時(shí)安排:
1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
預習檢查、總結疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預習情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
教學(xué)內容 教師活動(dòng)預設 學(xué)生活動(dòng)預設 設計意圖
導入新課
多媒體展示圖片:多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等,并請同學(xué)談?wù)勛约荷钪薪佑|過(guò)的酶還有哪些,談?wù)剬γ傅牧私狻?/p>
高中生物酶的特性教學(xué)設計 12
教學(xué)目標
1、知識方面:說(shuō)明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。
2、能力方面:進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗和探究,學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實(shí)驗。
3、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān):通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料,認同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的。
教學(xué)重難點(diǎn)
1、教學(xué)重點(diǎn):酶的作用、本質(zhì)和特性。
2、教學(xué)難點(diǎn):
、琶附档突瘜W(xué)反應活化能的原理。
、瓶刂谱兞康目茖W(xué)方法。
教學(xué)過(guò)程
【導入】問(wèn)題探討
介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實(shí)驗,討論下列問(wèn)題:
、胚@個(gè)實(shí)驗要解決什么問(wèn)題?
、剖鞘裁次镔|(zhì)使肉塊消失了?
對細胞來(lái)說(shuō),能量的獲得和利用都必須通過(guò)化學(xué)反應。細胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著(zhù)許多化學(xué)反應,統稱(chēng)為細胞代謝。細胞中代謝過(guò)程離不開(kāi)降低化學(xué)反應活化能的酶。
學(xué)生回憶:
、呕瘜W(xué)反應中無(wú)機催化劑的概念?
、茻o(wú)機催化劑的作用、特點(diǎn)和條件是什么?
學(xué)生思考:細胞內的環(huán)境是一個(gè)常溫常壓下的狀態(tài),在這種環(huán)境下化學(xué)反應卻能高效有序地發(fā)生,應該有適合的生物催化劑——酶。
【講授】
一、酶在細胞代謝中的作用
實(shí)驗]比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
1、實(shí)驗原理:2H2O22H2O+O22H2O22H2O+O2
2、實(shí)驗步驟及現象
3、討論
、拧纫(jiàn)教材P79。
、蛇@個(gè)實(shí)驗為什么要選用新鮮的肝臟?為什么要將肝臟制成研磨液?
、实稳敫闻K研磨液和氯化鐵溶液時(shí),可否共用一個(gè)吸管?為什么?
4、實(shí)驗結論
5、實(shí)驗過(guò)程的理論分析
、旁谧鲈搶(shí)驗時(shí)讓學(xué)生感悟酶作為催化劑的突出特點(diǎn)——高效。
、瓶刂谱兞:講解教材P79相關(guān)內容,讓學(xué)生了解實(shí)驗設計的原則。
、沁M(jìn)行實(shí)驗:
[活化能]分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱(chēng)為活化能。
用無(wú)機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著(zhù),因而催化效率更高。如H2O2的分解,20℃無(wú)催化劑時(shí)需活化能75kJ/mol;用鉑作催化劑時(shí),只需活化能54kJ/mol;用H2O2酶時(shí),活化能下降到29kJ/mol以下。(結合教材P80圖講解)
正是由于酶的催化作用,細胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。
【講授】
酶的`本質(zhì)
[資料分析]教師設置下列問(wèn)題,讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題去閱讀教材P81—82相關(guān)內容。
1、巴斯德和李比希的觀(guān)點(diǎn)分別是什么?
2、巴斯德和李比希的觀(guān)點(diǎn)各有什么積極意義?各有什么局限性?
3、科學(xué)發(fā)展過(guò)程中出現爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現爭論的原因是什么,這一爭論對后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用?
4、巴斯德和李比希之間的爭論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了?
5、簡(jiǎn)述畢希納實(shí)驗的過(guò)程?
6、從畢希納的實(shí)驗可以得出什么結論?
7、要證明酵母細胞的提取液和活酵母細胞的作用一樣還需要對實(shí)驗如何改進(jìn)?
8、薩姆納提取到了脲酶,他是如何證明它的化學(xué)成分的?
9、薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì),并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎。你認為他成功的主要原因是什么?
10、請給酶下一個(gè)較完整的定義?
11、結合酶本質(zhì)的探索歷程談?wù)勀銓︸R克思說(shuō)的:“在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著(zhù)陡峭山路攀登的人,才有希望達到光輝的頂點(diǎn)”這句話(huà)的理解。
學(xué)生討論回答:
總結
酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數酶是蛋白質(zhì)。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 13
教學(xué)目標
1.說(shuō)明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。
2.通過(guò)閱讀分析"關(guān)于酶本質(zhì)的探索"的資料,認同科學(xué)是在不斷的探索和爭論中前進(jìn)的。
3.進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗和探究,學(xué)會(huì )控制自變量,觀(guān)察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實(shí)驗。
教學(xué)重點(diǎn):
酶的作用、本質(zhì)和特性。
教學(xué)難點(diǎn)
(1)酶降低化學(xué)反應活化能的原理。
(2)控制變量的科學(xué)方法。
教學(xué)工具
教學(xué)課件
教學(xué)過(guò)程
一、情境創(chuàng )設。
人不吃飯行嗎?食物進(jìn)入人體內發(fā)生了怎樣的變化?這些問(wèn)題在現在來(lái)說(shuō)都已經(jīng)十分清楚了。這些變化過(guò)程在其他生物中有沒(méi)有呢?早在二百多年前科學(xué)家就對此進(jìn)行了探索。
實(shí)驗介紹:1783年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼將肉塊放在小巧的金屬籠中,然后讓鷹吞下,過(guò)了一段時(shí)間,將籠子取出,肉塊不見(jiàn)了。
問(wèn):(1)為何要將肉塊放在籠子中?
答:排除了胃對肉塊的物理性消化。
問(wèn):(2)對肉起消化作用的是什么物質(zhì)?
答:一定是某些物質(zhì)進(jìn)入到金屬籠中,使肉分解,F在已經(jīng)知道這個(gè)能讓肉分解的物質(zhì)就是——酶。
問(wèn):(3)進(jìn)行肉類(lèi)消化的過(guò)程的條件是怎樣的?
答:進(jìn)行分解肉的反應是在一種極溫和的條件下進(jìn)行的。
問(wèn):(4)在實(shí)驗室中能否也能讓肉分解?能的話(huà)需要怎樣的條件?
答:實(shí)驗室也能進(jìn)行肉的分解,但是比起在生物體中來(lái)說(shuō),需要高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈的條件才能進(jìn)行。
二、問(wèn)題探討
1.這個(gè)實(shí)驗要解決的問(wèn)題是:鳥(niǎo)類(lèi)的胃是否只有物理性消化,沒(méi)有化學(xué)性消化?
2.是胃內的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。
3.提示:收集胃內的化學(xué)物質(zhì),看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。
總結:對于一個(gè)生物體來(lái)說(shuō)要進(jìn)行的生理活動(dòng)非常之多,構成生物體的每一個(gè)細胞內的物質(zhì)需要不斷地合成與分解,不斷地處于自我更新的狀態(tài),而這種自我更新的過(guò)程完全依賴(lài)于細胞內發(fā)生的生物化學(xué)反應,每一個(gè)化學(xué)反應都伴隨著(zhù)能量的變化。細胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱(chēng)就叫細胞代謝。
細胞生存的條件是很溫和的,那么細胞內數量如此巨大的生物化學(xué)反應如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下,迅速高效地進(jìn)行呢?在化學(xué)反應中有沒(méi)有提高化學(xué)反應的方法呢?
三、過(guò)氧化氫在不同條件下的分解
實(shí)驗前介紹:動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫,對機體是有毒的。機體通過(guò)過(guò)氧化氫酶,催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應。
2H2O2 H2O+O2
問(wèn):如何獲得過(guò)氧化氫酶?
答:新鮮肝臟中含有較多的過(guò)氧化氫酶,所以新鮮肝臟研磨液含有較多的`過(guò)氧化氫酶。
按以下實(shí)驗步驟來(lái)進(jìn)行實(shí)驗:
對上述實(shí)驗進(jìn)行分析,對照實(shí)驗的特點(diǎn)。
問(wèn):上述實(shí)驗分成了1、2、3、4號四支試管,哪些是四支試管共同的條件?兩兩比較不同的條件有幾個(gè)?
答:共同點(diǎn):都在試管中加入2 mL H2O2溶液,都在相同的壓力下進(jìn)行。
不同點(diǎn):1和2:只有溫度不同;1和3:3多了2滴FeCl3溶液;1和4:4多了2滴肝臟研磨液;3和4:加入的催化劑不同。
問(wèn):1號試管沒(méi)有加任何試劑,它起的作用是什么?
答:它起的是對照的作用。
結論:進(jìn)行該實(shí)驗的其他因素相同,而只有其中某一因素不同,觀(guān)察其對實(shí)驗結果的影響。如果結果不同,那么影響該結果的就是這一不同的因素。在上述實(shí)驗3試管和4試管只有加入的催化劑不同,那么該實(shí)驗的結果3放的氧氣少,4放出氧氣多就是因為加入到4號催化劑的催化效率比加入到3號的高。即酶具有高效性。
問(wèn):2和4試管現象基本相同,能否在生物體中也利用2的方法來(lái)解毒?
答:不能。加熱到這樣的溫度會(huì )造成生物的細胞死亡。
問(wèn):能否用同一滴管給3和4試管加FeCl3溶液和肝臟研磨液?
答:不能。共用滴管會(huì )讓肝臟研磨液(或FeCl3溶液)殘留在滴管內,難以判斷出過(guò)氧化氫的分解是哪種滴加液的作用,影響實(shí)驗結果的準確。
問(wèn):為何酶的催化效率會(huì )比無(wú)機催化劑更高呢?
答:酶降低了活化能;罨芫褪欠肿訌某B(tài)轉化變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應的活躍狀態(tài)所需要的能量;罨茉酱,反應就越不容易進(jìn)行,反之就容易進(jìn)行。
四、總結
在生物體中,生物體內的化學(xué)反應每時(shí)每刻進(jìn)行著(zhù)。以人為例:據估計人體細胞內每分鐘大約要發(fā)生幾百萬(wàn)次的化學(xué)反應,這么多的化學(xué)反應能在人體中順利而迅速地完成,完全是靠酶的催化作用。它和無(wú)機催化劑相比,具有更高的催化效率。
酶在細胞內的物質(zhì)變化過(guò)程中起著(zhù)重要作用,這個(gè)作用是其他物質(zhì)無(wú)法代替的。它降低了化學(xué)反應中的活化能,而自身卻沒(méi)有發(fā)生變化,所以是一種催化劑。它是細胞內產(chǎn)生的,所以它也是細胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。
在醫院常用雙氧水作為身體出現小傷口的消毒用藥,能觀(guān)察到什么現象嗎?試解釋該現象。
能看到傷口有氣泡產(chǎn)生。原因是人體細胞中產(chǎn)生的酶將雙氧水分解成了水和氧氣。
課后小結
酶在細胞內的物質(zhì)變化過(guò)程中起著(zhù)重要作用,這個(gè)作用是其他物質(zhì)無(wú)法代替的。它降低了化學(xué)反應中的活化能,而自身卻沒(méi)有發(fā)生變化,所以是一種催化劑。它是細胞內產(chǎn)生的,所以它也是細胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。
課后習題
完成課后練習題。
高中生物酶的特性教學(xué)設計 14
一、教材與學(xué)情分析
《酶的作用和本質(zhì)》是高中生物必修一第五章第一節《降低化學(xué)反應活化能的酶》第一部分內容。在必修一第二章第二節《生命活動(dòng)的主要承擔著(zhù)——蛋白質(zhì)》這一節關(guān)于蛋白質(zhì)的功能中提到:“細胞內的化學(xué)反應離不開(kāi)酶的催化作用,絕大多數酶是蛋白質(zhì)”。這為過(guò)渡到本節內容的學(xué)習做了很好的鋪墊。細胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著(zhù)許多化學(xué)反應,統稱(chēng)為細胞代謝,它離不開(kāi)酶的催化!睹傅淖饔煤捅举|(zhì)》是第一課時(shí)的內容,它將是理解呼吸作用、光合作用等知識的基礎。本節從細胞代謝的概念入手,通過(guò)分析“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗,引出酶在細胞代謝中通過(guò)降低化學(xué)反應的活化能發(fā)揮催化作用,并以此實(shí)驗為依托,進(jìn)行控制變量的科學(xué)方法的學(xué)習。學(xué)習控制變量法,不僅有方法論意義,而且在科學(xué)研究中有著(zhù)廣泛的應用價(jià)值。通過(guò)科學(xué)家對發(fā)酵現象和酶研究的相關(guān)資料分析,探索酶的本質(zhì)。這些資料告訴我們,酶的研究經(jīng)歷了近70年的漫長(cháng)過(guò)程,經(jīng)過(guò)眾多科學(xué)家的不懈努力,才揭示了酶的本質(zhì)。這不只是向人們講述了一段科學(xué)發(fā)展史,更重要的是把科學(xué)家的獻身精神、嚴謹的科學(xué)態(tài)度呈現給我們,給我們以啟迪和教益。
學(xué)生在生活中經(jīng)常會(huì )接觸到一些與酶有關(guān)的.生活必須品,比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等,酶與我們的生活息息相關(guān),但是學(xué)生對酶的認識有限,不知道為什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更強;為什么多酶片可以促進(jìn)消化……所以我們應該讓學(xué)生更多的了解酶,了解酶的作用和本質(zhì),使酶為我們的生活增添更多姿彩。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
。1)酶的作用和本質(zhì)
。2)控制變量法的科學(xué)應用
確立依據:酶的作用和本質(zhì)是本節的核心內容,因此確定為教學(xué)重點(diǎn)。教材以“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗為依托,介紹控制變量的科學(xué)方法,如對照原則、單一變量原則。這一科學(xué)方法將貫穿人教版高中生物教材必修部分的始終,因此將控制變量的科學(xué)方法確定為本節的第二教學(xué)重點(diǎn),同時(shí)也是教學(xué)難點(diǎn)之一。
2.教學(xué)難點(diǎn)
。1)酶的作用機理是顯著(zhù)降低化學(xué)反應的活化能
。2)控制變量法的科學(xué)應用
確立依據:活化能是本節新接觸到的一個(gè)概念,學(xué)生在理解了該概念以后,就要用這一概念理解酶的作用原理,這部分內容陌生而抽象,所以把它確立為另一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。
三、教學(xué)目標
在課程標準的具體內容標準中,對本節提出的具體要求是Ⅱ級要求,即“理解所列知識和其他相關(guān)知識之間的聯(lián)系和區別,并能在較復雜的情境中綜合運用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評價(jià)”。
1.知識與技能目標
。1)說(shuō)出酶在細胞代謝中的作用和酶的化學(xué)本質(zhì);
。2)了解科學(xué)家研究酶的化學(xué)本質(zhì)的歷程;
。3)根據本節內容的學(xué)習對生活中所遇到的相關(guān)現象作出科學(xué)的解釋。
2.過(guò)程與方法目標
根據對照原則和單一變量原則,通過(guò)學(xué)習設計實(shí)驗和親自進(jìn)行實(shí)驗,使學(xué)生學(xué)會(huì )設置自變量,觀(guān)察因變量的變化,來(lái)設計對照組和實(shí)驗組。進(jìn)而初步學(xué)會(huì )控制變量法,在實(shí)驗中學(xué)會(huì )操作,觀(guān)察現象、分析現象,經(jīng)過(guò)推理得出結論。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標
。1)通過(guò)科學(xué)家對酶本質(zhì)的探索歷程的學(xué)習,認識科學(xué)是在不斷地探索與爭論中前進(jìn)的,感受科學(xué)的嚴謹性,學(xué)習科學(xué)家們追求真理,不屈不撓的獻身精神;
。2)認識科學(xué)實(shí)驗的價(jià)值,養成科學(xué)猜測的習慣。
四、教學(xué)方法
這一節我采用的是探究式教學(xué)法,酶的本質(zhì)放手讓學(xué)生閱讀“資料分析”,小組討論歸納總結出酶的較完整定義,以此促進(jìn)學(xué)生在探究的過(guò)程中主動(dòng)建構知識。提供給學(xué)生實(shí)驗基本流程,分組探究分析“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗,并找出變量學(xué)會(huì )控制變量,同時(shí)引入活化能的概念,再通過(guò)對實(shí)驗現象的分析、探討,引導學(xué)生自己得出酶的作用及作用機理;在教學(xué)過(guò)程中,運用多媒體輔助教學(xué)。
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