5.1 降低化学反应活化能的酶第1课时教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

课题 5.1降低化学反应活化能的酶 第1课时 学科 生物 学段 高中 年级 高一 教材 人教版（2019） 必修1 分子与细胞 教学目标及教学重点、难点 【教学目标】 1.通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在代谢中的应用。 2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，阐明绝大多数酶的化学本质是蛋白质的事实，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。 3.通过“比较过氧化氢在不同条件的分解”实验，学会控制自变量，观察和检测因变量，以及尝试设置对照组和重复实验。 【教学重难点】 教学重点：酶的作用、本质 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 核心素养 1.通过对酶本质探索的讨论，归纳概括出酶是蛋白质或RNA的本质，并认同科学理论是一个不断发展的过程。(科学思维) 2.进行“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”，“影响酶活性的条件”的探究实验，掌握控制变量和设计对照试验的科学方法，并从结构与功能观的角度理解酶作用机理和特性。（生命观念、科学探究） 3.举例说明酶在现实生活中应用的实例，并能解释其作用机理，分析酶工程技术的重要意义。（社会责任） 教学方法和手段 1、从学生的认知水平出发，通过自主学习、小组讨论、问题引导、讲授法，引导学生通过思考、练习来解决疑问。 2、通过练习，巩固理论知识的学习，讲练结合，实现高效教学。 教学过程 教学 环节 主要教学活动 设置意图 问题探讨引入 新课 【教师活动】多媒体展示“问题探讨”中斯帕兰扎尼实验，让学生探讨以下问题： 1.为什么将肉块放入金属笼内？ 2.是什么物质使肉块消失了？ 3.怎样才能证明你的推测？ 导入新课“酶的作用和本质”。 新课 讲授 【问题探讨】 1、 斯帕兰扎尼所做的实验是想证明什么？ 一、酶的作用 师：我们知道化学反应无处不在，我们细胞中每时每刻都在发生着各种化学反应，我们将细胞中发生的化学反应称为什么呀？ 【提出概念】 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 提问： 在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？ 细胞代谢离不开酶。 师：细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 任务1：探究酶在细胞代谢中的作用 提出问题： 根据你学过的知识思考：如何将过氧化氢分解？分解速率如何？ 学生思考回答问题，教师展示过氧化氢的分解反应。 【追问】1.细胞内也能通过加热、使用无机催化剂的方式提高反应速率吗？ 2.细胞内由哪种物质充当催化剂提高反应速率？ 【布置任务】指导学生阅读课本77页，明确实验目的及原理，设计实验。让学生根据提供的实验材料用具，按照“探究·实践”中的方法步骤，小组成员分工协作完成“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，让学生把过氧化氢在不同条件下的分解实验结果记录在表格上，并交流讨论实验结果。 1. 学生分享实验设计，教师点评。 2. 教师讲解选择新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液的原因 3. 提问：要观察什么现象来比较分解速率的快慢？ 学生根据化学知识回答：观察单位时间内产生气泡的多少或观察带火星的卫生香的复燃情况。 4.学生进行实验，教师针对上述实验的结果和结论，设置问题，引导学生思考。 1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ 2.1号试管与3号试管对照，3号试管有什么现象？说明什么？ 3.1号试管与4号试管对照，4号试管有什么现象？说明什么？ 4.3号试管与4号试管未加热也有大量气泡说明什么？3号试管和4号试管对照说明什么？ 学生思考回答问题，总结结论： 教师讲解酶的高效性，提问：1号试管与4号试管对比，能说明酶具有高效性吗？学生加深对酶的高效性的理解。 【科学方法】结合结合“科学方法”的文字资料，引导学生获得自变量、因变量和无关变量的概念及什么是对照实验。基于实验事实，结合实验表格结果，进行提问：①本实验的对照组和实验组分别是？②本实验的自变量、因变量、无关变量有哪些？ 【展示动画，讲解新知】展示分子过桥的动画，讲解酶的作用原理，酶的作用原理——降低反应所需的活化能。 学生学习活化能概念，思考有关问题，归纳概括酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。 【难点突破】为了进一步巩固知识，展示曲线图及思考问题。提问学生图中各字母所代表的含义： 问题1.酶所降低的活化能是？那条曲线表示加入了酶？哪条曲线表示加入了无机催化剂？ 问题2.作用的本质是什么？ 酶催化作用实质：降低化学反应的活化能，使化学反应在较低能量水平上进行，从而加快化学反应速率。 结果：使细胞代谢在温和条件下快速进行。 二、酶的本质 【布置任务】让学生阅读课本79-80页，根据PPT内容讨论下列问题 问题1：对这一问题的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？ 问题2：他们争论的焦点是什么，出现争论的原因是什么？ 问题3：是哪位科学家通过怎样的实验结束了这场争论？得到了什么结论？ 问题4：是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他之前很难鉴定？ 以问题串的形式，引起学生思考，提高学生的思维能力 通过对一系列实验的合作探究，提高学生分析问题、解决问题的能力；体会科学实验的方法和实验设计的精妙之处；培养学生归纳总结的能力以及团队合作精神。 通过教师的讲解和图示，学生能够直观地判断出酶的作用即“降低化学反应”所需要的活化能，提高化学反应速率，并掌握活化能的定义 有利于培养学生的阅读能力和信息提取能力，学生通过阅读资料认真总结，得出酶的定义。 课堂 小结 当堂检测 1．H2O2酶能够催化H2O2水解。下表是在最适温度下研究H2O2酶和H2O2含量对H2O2分解反应速率影响的系列实验结果。下列有关该实验的说法，不正确的是( A   ) 实验组 实验一 实验二 编号 1 2 3 4 甲 乙 丙 丁 H2O2酶含量 0滴 1滴 2滴 4滴 2滴 2滴 2滴 2滴 H2O2含量 2ml 2ml 2ml 2ml 0ml 2ml 4ml 6ml 相对反应速率 0 13 25 25 0 25 50 50 A．实验一中，酶含量低于2滴时限制相对反应速率的因素是H2O2含量 B．实验二中，H2O2含量高于4ml后限制相对反应速率的因素是H2O2酶含量 C．两组实验的自变量不同，因变量相同 D．实验二的温度升高，相对反应速率可能不变 【答案】A 【解析】A、实验一中，酶含量低于2滴时，反应速率一直随酶浓度上升而上升，说明实验一中，酶含量低于2滴时限制反应速率的因素是H2O2酶浓度，A错误; B、实验二中，H2O2含量高于4ml后，反应速度不再随着H2O2含量上升而上升，此时限制反应速率的因素是酶含量，B正确; C、实验一的自变量是H2O2酶含量，无关变量是H2O2含量，因变量是相对反应速率;实验二的自变量是H2O2含量，无关变量是H2O2酶含量，因变量是相对反应速率，两组实验的自变量不同，无关变量有差异，因变量相同，C正确; D、实验二的温度升高，酶活性可能不变，相对反应速率可能不变，D正确。 故选A。 2．无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率，下列叙述正确的是（　　） A．反应前后，无机催化剂和酶自身会发生变化 B．和无机催化剂不同，酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能 C．与酶相比，无机催化剂降低活化能的效果更显著 D．加热也可以提高化学反应的速率，但原理与无机催化剂不同 【答案】D 【解析】A、无机催化剂和酶都是催化剂，反应前后无机催化剂和酶自身均不发生变化，A错误； B、无机催化剂和酶催化化学反应的机理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误； C、与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，所以酶具有高效性，C错误； D、加热提高化学反应速率的原理是为反应物提供能量，而无机催化剂是降低化学反应的活化能，D正确。 故选D。 3．核酶是一类具有催化功能的RNA。下列关于核酶的叙述，错误的是（ A   ） A．可以为化学反应提供活化能 B．基本单位是四种核糖核苷酸 C．需要在温和条件下发挥作用 D．与蛋白酶的元素组成不完全相同 【答案】A 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。 2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和。 【解析】A、核酶也是酶，作用机理是降低化学反应所需活化能，A错误； B、核酶是一类具有催化功能的小分子RNA，基本单位是核糖核苷酸，B正确； C、酶发挥作用需要在较为温和条件下进行，需要适宜的温度的pH，C正确； D、核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，组成元素是C、H、O、N、P，蛋白酶的化学本质是蛋白质，组成元素是C、H、O、N，因此核酶与蛋白酶有四种元素相同，D正确。 故选A。 板书设计 5.1降低化学反应活化能的酶 一、酶在细胞代谢中的作用 二、比较过氧化氢在不同条件下的分解 1. ①实验原理 ； ②实验材料； ③实验步骤与结果； ④实验讨论； ⑤科学方法：自变量、因变量、无关变量。 2. 酶的作用原理 ①活化能的概念。 ②酶的作用：降低化学反应的活化能。 教学设计反思 教师要对学生活动中所可能出现的问题进行预测以及制备方案，充分体现了生物核心素养之科学探究。本节课我充分利用了多媒体希沃教学，实现了学生和老师之间的真正互动，以提高教学效果。本节课也有不足的地方，给学生思考问题的时间还不够充分。 学科网（北京）股份有限公司 $