《降低化学反应活化能的酶》教学设计.doc

《降低化学反应活化能的酶》（第1课时）教学设计
一、设计思路：
1、指导思想
新课程教学改革的核心理念是为了每一个学生的发展，关注学生的学习兴趣和经验，让学生形成积极主动的学习态度，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。教师改变传统的教学理念，树立“一切为了学生的发展，高度尊重学生，全面依靠学生”的生本教育理念，落实以生为本、以学定教、少教多学，以学评教，落实“三讲三不讲”，充分发挥学生的学习主体作用逐步转变课堂教学模式，要求课堂上能做好“三讲三不讲”，即讲重点、讲难点、讲易错点，学生已经学会了的不讲，学生通过自己学习能够学会的不讲，讲了也不会的不讲。改变学生传统的接受式学习方式，积极推行小组合作学习制，关注学生的学习过程，让自主学习、合作学习、探究学习成为学生的主要学习方式 。
2、设计特色
我校在新课程课堂教学改革中积极探索，建立了“341”高效课堂教学模式，即确立三维教学目标：知识与技能，过程和方法，情感态度价值观；实施四个教学环节：自主学习→展示、点评→合作探究（包括教师精讲点拨与引导学生总结反思）→检测与评价；为了一个教学理念：以生为本，一切为了学生的发展。本节课在学生课前自主学习的基础上，让学生进行有关的实验和合作探究，增强参与性，培养合作精神，并学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验；让学生在相关的问题讨论中，展示运用语言表达的能力；通过图表、动画、游戏等形式，充分理解酶作用的机理，突破难点，突出重点，并让学生感受学习的快乐和分享的喜悦。
二、 教学分析
1、教材分析
“降低化学反应活化能的酶”是在学习了有关细胞学知识的基础上来学习的，酶是生物体进行新陈代谢不可缺少的条件，为后面学习ATP、光合作用和呼吸作用等作了铺垫。学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。本节内容在高中课标中要求：说明酶在代谢中的作用，但对学生潜在的知识和能力要求比较高。学生对本节提出的有关实验的知识：自变量、因变量、无关变量、对照实验设计的方法和原则的理解和实验能力的提高，对学习整个高中生物学实验有着非常重要的作用。教师利用课本资源，加强学生实验能力的训练非常必要。
2、学情分析
学生已经掌握了化学中的双氧水的分解反应和有关无机催化剂的知识，可以用来进行有关实验和生物催化剂酶的教学，将化学知识与生物学教学进行渗透。学生掌握的数学上函数的知识可以用来进行变量的有关教学，将数学知识和生物学知识进行渗透。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。
我校在新课改中还推行小组互助学习制，根据学生的认知水平、个性差异、心理特点，采取“组内异质，组间同质”的方式把学生划分为若干个学习小组，每个学习小组由一名优秀的学生担任小组长，充分发挥优秀学生的“小老师”作用，达到合作提高的目的。经过一段时间的训练，学生都愿意参加小组学习活动，能发表自己的看法，倾听别人的意见，并掌握了一定的方法，能够积极地动手、动脑参与实际操作；并且乐意将自己的学习成果展示给大家，与大家分享，体会学习的快乐。这就使自主学习、合作探究成为学生的主要学习方式
3、教学条件分析
制作多媒体课件辅助教学，深化和扩展知识，呈现实验过程、表格、数据、问题等，帮助学生理解自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组，从而掌握实验设计的方法和原则；充分利用课本中的资料和插图以及多媒体课件呈现图表，动画让学生理解酶作用的机理，突破难点。
4、教学重点与难点教学重点和难点
教学重点：酶降低化学反应活化能的原理
教学难点：控制变量的科学方法；酶降低化学反应活化能的原理
三、确定学习目标
㈠　知识与技能
1．概述细胞代谢、活化能、自变量、因变量、无关变量等概念。
2、说明酶在细胞代谢中的作用。
㈡　过程与方法
1、通过自主学习与展示，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。
2．通过合作探究“比较过氧化氢酶在不同条件下的分解”实验，学会如何控制自变量，观察和分析因变量以及设置对照组和实验组。
3、通过图表比较、动画演示、动手游戏，以及教材上形象，直观的图解和文学说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
㈢　情感、态度与价值观
1、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。
2、通过图表、动画、游戏等形式，并感受学习的快乐和分享的喜悦。
四、教学策略和手段
1、“341”高效课堂教学模式：即确立三维教学目标：知识与技能，过程和方法，情感态度价值观；实施四个教学环节：自主学习→展示、点评→合作探究（包括教师精讲点拨与引导学生总结反思）→检测与评价；为了一个教学理念：以生为本，一切为了学生的发展。
2、教学方法：学案式导学法，实验探究法、小组讨论法、讲授法、比较法分析归纳法、直观教学法（FLASH动画），游戏法等
3、学习方法：自主学习、合作学习、实验探究、分组讨论、动手游戏
五、课前准备
1、实验材料用具的准备、课件制作。
2、课前发给学生导学案，布置学生通读教材P78-80，勾出重点、难点、疑点,完成知识梳理，并把预习中遇到的疑难问题写在导学案上相应的表格中。
3、教师课前检查批改导学案（见附件），根据学生提出的疑难问题修改课件。
六、教学过程
教学步骤
教师活动预设
学生活动预设
设计意图
导入新课
实物展示：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并请大家谈谈自己生活中接触过的酶还有哪些？
结合生活实际发表各自的见解
激发学生学习酶的兴趣。
酶在细胞代谢中的作用
课件展示学习目标

学生齐读学习目标
使学生进一步明确预习收获与目标的差距
课前自主学习展示与点评
投影展示学习小组导学案〖课前自主学习〗内容，师生共同纠错，小结本节课的难点、疑点。

培养学生的自主学习、合作学习能力
1、细胞代谢
课件展示细胞代谢概念
多媒体展示漫画：一小孩在家玩自行车时，不小心把膝盖擦伤了。妈妈说让他忍耐一下，用双氧水帮他消毒。
（讲述）双氧水即过氧化氢，能分解产生水和氧气。细胞代谢过程中也会产生过氧化氢，过氧化氢具有很强的氧化性，对细胞有伤害，幸而细胞中含有一种物质，能将过氧化氢及时分解，变成氧和水，这种物质就是过氧化氢酶。（过渡）过氧化氢酶的作用和意义如何呢？我们通过实验来探究一下。
学生背诵细胞代谢的概念
加深对细胞代谢的理解和记忆

联系生活，引出学生实验探究。
课堂合作探究与展示点评：

探究1，实验
（1）分组实验并记录现象

（2）讨论：酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处？

（3）分析实验中的相关变量，控制变量的科学方法，总结实验设计的基本方法。

引导学生齐读P79“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验方法步骤，完成自学检测。
教师巡回指导学生分组实验，并记录现象
教师课件展示的表格内容，小组代表报告实验现象，并填写在表格中
试管号
1
2
3
4
变量
组别
对照组

加入物质
2ml H2O2 溶液

实验处理
不处理
90℃水浴加热
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液

现象
气泡产生

卫生香燃烧

根据实验现象，引导学生小组讨论：酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处？
①2号管现象与1号管不同，说明了什么？
②3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？
③4号比3号气泡更多，说明什么？体现了酶的什么特点？
通过对实验结果的分析和讨论，你对于酶的作用形成了哪些认识？并了结论写下来。
本实验的结论是：
（过渡）我们刚才进行的实验，有些因素是可以变化的，如过氧化氢溶液的浓度可以变为5%，剂量可以为3mL。像这样在实验过程中可以变化的因素称为变量。

指导学生阅读课本P79控制变量内容，分析实验中的相关变量，填写课件展示的表格其余内容。

教师结合实验表格内容引导学生分析归纳自变量、因变量、无关变量的概念，及控制变量的方法。
引导学生积极思维画概念图：（见附件：导学案）

结合概念图，讲述：
实验设计的基本方法：控制自变量，无关变量保持一致，以形成对照或对比；观察分析因变量，以得出正确的实验结果或结论。

讲述：在整个实验步骤中，4组实验只有实验条件这一个因素是不同的，其余因素都一样。像这样除了一个因素不同，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。
对照组：不做处理，为常态。
实验组：人为添加或减少某种因素
问：刚才实验中对照组和实验组分别是什么？
最后，结合表格中各种变量分析对照实验设计的三大原则：等量原则、单一变量原则、设置对照原则。
齐读实验方法步骤，完成自学检测
学生分组实验，

并把实验现象记录在导学案的表格中

小组代表报告实验现象

学生分组讨论，小组代表回答问题，小组间相互评价

阅读课文相关内容，理解自变量、因变量、无关变量、对照实验等概念，分析实验中的相关变量，填写导学案。
小组代表填写课件展示的表格其余内容。

学案上画概念图，投影展示

笔记：实验设计的基本方法

回答：1号试管是对照组；
2、3、4号试管为实验组。

学生笔记：实验设计的三大原则
进一步熟悉实验方法步骤

增强学生的参与性。

培养小组合作与交流能力。

实验过程用表格的形式表达出来，条理清晰。学生通过实验来认识酶的作用和具有的高效性。

培养学生阅读、理解的能力。

学生第一次正式接触对照实验，又是难点，所以必须详讲、讲透。
。
探究2：酶的作用机理：

（1）展示表格，小组讨论

（2）动画演示

（3）动手做游戏
（过渡）通过刚才的实验，我们已经知道了酶的催化效率比无机催化剂更高，为什么呢？
（讲述）常温下反应速率较慢，这是因为反应物分子的能量较低，温度升高后，部分分子获得了能量，所以较易发生反应。2号管就是因为加热使H2O2分子获得了能量，所以容易分解产生氧气。
由此引出活化能的概念：分子从常态变为易发生化学反应的活跃状态所需的能量。
3号和4号并未加热，为什么反应速率也会提高呢？
课件展示表格：在20℃测得的H2O2分解的活化能
条 件
活化能/kJ·mol-
没有催化剂催化
75
用胶态铂催化
54
用过氧化氢酶催化
29
根据表中数据小组讨论：上面实验中的各条件使反应加快的本质是什么？得出什么结论？

师：下面我们用一个动画来进一步说明，
播放动画，引导学生配上解说词。

让学生将手伸出来，左手在下，右手在上，引导学生动手游戏。
师：左手相当于常态，右手相当于活跃状态，。那么两手之间的距离相当于什么？
生：活化能。
师：两手相碰就能发生反应，刚才实验中的加热能使过氧化氢分子得到能量，相当于将左手上抬。此外还能有什么方法使两手相碰呢？
生：右手下降。
师：很好。右手下降，缩短两手之间的距离，起实质是降低了什么？
生：活化能。
师：对。刚才的实验除了加热，还可以通过催化剂来提高反应速率，其本实质就是降低反应的活化能，而酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著。

小结：正是因为酶的催化作用，才使得细胞内反应能在温和条件下快速进行。
学生阅读P80第一自然段，结合实验理解活化能的概念。
小组讨论并得出结论：催化剂降低了化学反应的活化能，而酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著。

学生观看动画，并配解说词：
活化能是障碍物，小球跳不过去。加热以后小球能跳得更高，有一小部分小球能跳过去。Fe3+来了，把障碍物降低，有大约60%的小球可以完成任务。最后过氧化氢酶将障碍物降得更低，几乎所有的小球都跳过去了

教师引导下动手游戏
活化能的概念是本节课另一难点，所以教师讲述

使学生能够更容易掌握教材中的“酶降低活化能”这一难点。通过图表的分析，锻炼了学生转换图表信息的能力。

形象生动地再现本节课的难点，通过配解说词，让学生进一步理解、应用该知识点，并且训练了学生的语言表达能力。

动手游戏，手势简单易懂，化抽象为具体。巧妙地突破难点。

回顾反思

教师提问引导
1、酶在细胞代谢中的作用——降低化学反应活化能。同无机催化剂相比，催化效率更高。
2、实验设计方法：控制自变量，无关变量保持一致，以形成对照或对比，观察分析因变量，以得出实验结果或结论。
3、对照实验——除了一个因素以外，其余因素都保持不变实验。设计原则：设置对照原则；单一变量的原则；等量性原则
小组代表总结本节课的收获

回顾课堂知识，构建知识体系，使所学知识系统化，强化重点知识，实现情感与价值观
课后思考
1、“探究温度对酶活性的影响”，则自变量、因变量、无关变量分别为什么？
2、酶的化学本质是什么？

引导学生进一步理解本节课的知识，产生对酶的进一步探索的兴趣
课堂检测与评价
见后面
学生完成习题
培养学生应用知识解决实际问题的能力。
七、板书设计
第1节 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用和本质
（一）酶在细胞代谢中的作用：
1、细胞代谢
2、实验：
（1）实验设计方法：
（2）对照实验设计原则：
3、酶的作用机理：
（1）活化能──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
（2）酶的作用机理：酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率
（3）酶具有高效性的原因：酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著
八、作业设计
1．下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（  ）。
A．要设置对照组和实验组        B．要遵循单因子变量原则
C．无关变量要始终相同且适宜    D．自变量要始终保持相同

2．关于活化能，下列说法不正确的是（   ）。
A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量
B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能
C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率
D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行
3．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是( )。
A．降低反应的活化能的作用更显著 B. 能供给反应物能量
C．改变了反应的途径 D．能降低反应活化能
4．一种化学反应P＋Q＝R，图中所示的实线表示在没有酶
的时候此反应的进程，在t1时将催化此反应的酶加入反应
底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反应进程的曲线是（  ）。
A．a    B．b  C．c  D．d
5．对照实验一般要设置对照组和实验组。下图是验证酶的催化特性的几组对比实验，1～5号试管内装有等量的H2O2溶液，1～4号试管控制温度与加入不同的物质，请回答下面问题。
（1）1号和2号试管均能放出比3号试管更多的气泡，这说明了什么？ 
（2）2号放出的气泡比1号又多又快，说明了什么？这组对照实验中自变量是什么？  
（3）若2、3、4号试管是为了验证酶的某一项特性而设置的对照则      号试管设置得不科学，改进的方法是                  ，改进的这一条件在该组实验中属于      变量，在对照实验中对这种变量的控制要求是         。
（4）若要证明酶的活性是否受pH的影响，而再增设5号试管，请补充：
①5号试管应加入                        ；
②5号试管的温度应控制在            ℃；
③你设置的5号试管与      号试管可作为一组对照实验。用带有余烬的火柴去分别试探这两只试管口，根据出现的现象将得出相应的结论。
九、教学反思
本节课在学生课前自主学习的基础上，让学生进行有关的实验和合作探究，增强参与性，培养合作精神，并学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验；让学生在相关的问题讨论中，展示运用语言表达的能力；通过图表、动画、游戏等形式，充分理解酶作用的机理，突破难点，突出重点，并让学生感受学习的快乐和分享的喜悦。

附件：
第一节 降低化学反应活化能的酶（第一课时）导学案
一、酶在细胞代谢中的作用
【学习目标】
1．概述细胞代谢、活化能、自变量、因变量、无关变量等概念。
2．说明酶在细胞代谢中的作用。
3．探究“比较过氧化氢酶在不同条件下的分解”实验，学会如何控制自变量，观察和检测因变量以及设置对照组和实验组。
【学习过程】
〖课前自主学习〗
一、通读教材P78-80，勾出重点、难点、疑点,完成以下知识梳理：
（一）酶在细胞代谢中的作用：
场所：_________________ 内
1、细胞代谢： 实质：各种___________________总称
意义：_______________________基础
2、 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)原理：H2O2在高温、Fe3+、过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气;
每滴研磨液和FeCl3溶液中：H2O2酶分子数：Fe3+数=1：25万
(2)实验设计：

步骤
试管编号
说明
1
2
3
4
一

 H2O2浓度
 3%
 3% 
 3% 
 3% 

 剂量
 2ml
2ml 
 2ml
2ml 
二
 反应条件
 常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液

剂量

 2滴
 2滴
结果
气泡产生 

 卫生香燃烧

结论

（3） 实验中的相关变量：实验过程中_____________________的因素
自变量：该实验要研究的变量，即 的变量。
因变量：随着__________的变化而变化的变量

无关变量：除自变量外，实验中对_______________________________因素
(4)对照实验： 对照组：
实验组：
在对照实验中，除了要观察的变量外，其它条件均相同，即遵循____________原则。
以本实验为例分析： ________试管为对照组；________试管为实验组。
3、 酶的作用机理：
（1）活化能：分子从______转变为_______________状态所需要的能量。
（2）同无机催化剂相比，酶_____________________的作用更显著，因而催化效率更高。
二、通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容

三、自学检测：《名师伴我学学案》P71：5题

〖课堂探究〗
探究1：1、分组实验并记录现象，
2、讨论：酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处？
（1）、2号管现象与1号管不同，说明了什么？在细胞里能通过加热提高反应速度吗？
（2）、3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？
（3）、4号比3号气泡更多，说明什么？体现了酶的什么特点？为什么说酶对于细胞内的化学反应的顺利进行至关重要？
通过对实验结果的分析和讨论，你对于酶的作用形成了哪些认识？并了结论写下来。
本实验的结论是
3、分析实验中的相关变量，控制变量的科学方法，总结实验设计的基本方法。
自变量：
变量 因变量：
无关变量：

积极思维：画概念图
概念
分类
控制变量方法：：
变量

小结：1、实验设计的基本方法是：

2、实验设计的基本原则是：

探究2：酶的作用机理：
1、活化能：分子从______转变为_______________状态所需要的能量。
2、原理：
根据下表数据（是在20℃时测得的H2O2分解的活化能），讨论：上面实验中的各条件使反应加快的本质是什么？得出什么结论？
条 件
活化能/kJ·mol-
没有催化剂催化
75
用胶态铂催化
54
用过氧化氢酶催化
29

加热：
Fe3+：
酶：
结论：
3、意义：
【回顾反思】：

【巩固练习】：《名师伴我学学案》P70：2—4、6——8题