5.1 降低化学反应活化能的酶 教学设计 2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

《降低化学反应活化能的酶》教学设计 · 教材分析 《降低化学反应活化能的酶》是人教版必修一《分子与细胞》中第5章《细胞的能量供应和应用》第1节的内容。本节内容是本章的开篇课，本节知识既是高中生物学的重要内容，也是历年高考考查的重点知识。掌握本节内容为后面细胞呼吸和光合作用等细胞代谢的学习打下知识基础。以及《生物2 遗传与进化》和《生物3 稳态与环境》中相关章节的学习起到承前启后的作用。 · 学情分析 新课标要求：学生需要对酶的作用、本质和特性达到理解水平，即能够阐述并解释酶的概念、说明酶在细胞代谢中的作用。 知识基础：1、高一学生通过初三、高一阶段化学的学习，已具备一定的化学知识。但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识非常有限。2、学生在前面已经学习了生命的物质基础、细胞的基本结构和细胞物质的输入和输出，并进行了一些生物学实验。这为理解酶的作用本质并进行相关实验奠定了必要的知识和能力基础。 · 教学目标 1、通过对酶催化作用具体实例的讨论,说明酶在细胞代谢中的作，用及酶的本质和特性。 2、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断地探索和争论中前进的,伟大的科学家也会有认识上的局限性。 3、通过相关的实验和探究,尝试控制自变量、观察和检测因变量,设置对照组和实验组。 【教学重点】 1．酶的作用、本质和特性。 【教学难点】 1、酶能降低化学反应的活化能。 2、探究实验中控制变量的科学方法。 课时一：酶的作用和本质 · 教学过程 一、导入新课 [问题探讨]图示1783年，斯帕兰扎尼“鹰与笼子”的实验，探讨相关问题及实验的巧妙之处。 鸟类的胃不仅有物理性消化，还有化学性消化。 [提出课题]酶的作用和本质 二、讲授新课 （一）酶在细胞代谢中的作用 （1）细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 1、场所：细胞质基质 2、意义：细胞生命活动的基础 3、与酶的关系：细胞代谢离不开酶，代谢中产生的废物，如过氧化氢，也需要酶的分解。 （2）探究.实践 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1、实验目的： 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。 2、实验原理 3、材料用具 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含较多的H2O2酶） 质量分数为3.5%的FeCL3溶液 新配制的体积分数为3%的H2O2溶液 量筒、试管、滴管、试管架、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计、卫生香、火柴 4、实验步骤和结果 5、 实验结论 酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 思考讨论： ①与1号试管相比，2号试管出现了什么不同的现象？这一现象说明什么？ 2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进过氧化氢的分解，提高反应速率。 ②在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？ 不能。 ③3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ 说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 ④3号试管与4号试管相比，哪支试管中反应速率快？这说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢比Fe3+的催化效率高 实验分析： ①为什么加热可以促进H2O2的分解？ 加热可使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。 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。 ②Fe3+和过氧化氢酶促进分解，是否也提供能量？ 降低非活化分子转变为活化分子的门槛 （3）酶的作用机理 1、分析：各条件使反应加快的本质 加热：为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态 Fe3+：降低化学反应的活化能 酶：更显著地降低化学反应的活化能（作用机理） 2、酶的作用机理：酶能降低化学反应的活化能。 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 正是因为酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。 （二）酶的本质 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 三、课堂巩固 课本P80练习题 四、课堂小结 教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。 课时二 酶的特性 一、导入新课 1.什么是活化能？ 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.各条件使反应加快的本质： 加热：提高分子的能量。 Fe3+：降低化学反应的活化能 酶：同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。 3.酶的本质 二、讲授新课 （一）酶具有高效性 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 1、内容：酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。 2