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1、第五章 细胞的能量供应和利用第 1 节 降低化学反应活化能的酶一、教学目标知识方面：说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。能力方面：进行有关的实验和探究，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。情感态度价值观：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。二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：酶的作用、本质和特性。解决方法：利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。通过实验、资料分析得出酶的本质和三大特性。2、教学难点：酶降低化学反应活化能的原理。控制变量的科学方法。解决方法：通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作
2、为催化剂特点，及控制变量的方法。利用教材上形象，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。三、课时安排：3 课时四、教学方法：直观教学、讲解、启发、实验法。五、教具准备：课件六、学生活动1、导学生阅读教材，找出需了解的知识点，细胞代谢的定义，酶的本质，酶的特性等。2、完成教材中的实验。七、教学程序第 1 课时问题探讨 介绍教材 P78 斯帕兰扎尼的实验，讨论下列问题：这个实验要解决什么问题？是什么物质使肉块消失了？对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。学生回忆：化学反应
3、中无机催化剂的概念？无机催化剂的作用、特点和条件是什么？学生思考：细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂酶。一、酶在细胞代谢中的作用。实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解。1、实验原理：2H 2O2 酶 2H2OO 2 2H2O2 3Fe2H2OO 22、实验步骤及现象控制变量试管号3%的过氧化氢溶液 实验处理 气泡多少点燃的卫生香检测1 2mL2 2 mL 90左右水浴加热 很少3 2 mL 滴加 3.5%FeCl3 溶液 2 滴 较多 燃烧但不猛烈4 2 mL滴加 20%肝脏研磨液 2滴很多 燃烧猛烈3、讨论见教材 P79。这个实
4、验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？4、实验结论5、实验过程的理论分析在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点高效。20%的新鲜肝脏研磨液 1滴3.5%的 FeCl3 溶液 1 滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe 3+Fe3+的相对数量：25 万控制变量：讲解教材 P79 相关内容，让学生了解实验设计的原则。进行实验：自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组2 号：90水浴加热3 号：加入 3.5% FeCl32 滴4 号：加入 20%肝脏研磨液 2滴H2O2 分解速度用产生气泡的数目多少表示
5、加入试剂的量；实验室的温度；FeCl 3 和肝脏研磨液的新鲜程度。1 号试管2、 3、4 号试管活化能 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称为活化能。用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。如 H2O2 的分解，20 无催化剂时需活化能 75kJ/mol ；用铂作催化剂时，只需活化能 54kJ/mol；用 H2O2 酶时，活化能下降到 29 kJ/mol 以下。 （结合教材 P80 图讲解）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。二、总结细胞代谢离不开酶的原因。三、作业布置预习下节课所讲内容。四、板书设计第 5 章 细胞的能量供应和利用
6、第 1 节 降低化学反应活化能的酶一、酶在细胞代谢中的作用1、细胞代谢：细胞内的全部化学反应。2、酶的作用：降低活化能更显著、催化效率更高。第 2 课时导言 酶到到底是什么物质呢？19 世纪以前，人们还不知道为何物。 19 世纪以后，随着对酿酒中发酵过程的深入研究，才逐渐揭开了酶的“面纱” 。一、酶的本质资料分析 教师设置下列问题，让学生带着问题去阅读教材 P8182 相关内容。1、巴斯德和李比希的观点分别是什么？2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？3、科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么
7、作用？4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了？5、简述毕希纳实验的过程？6、从毕希纳的实验可以得出什么结论？7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进？8、萨姆纳提取到了脲酶，他是如何证明它的化学成分的？9、萨姆纳历时 9 年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？10、请给酶下一个较完整的定义？11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点”这句话的理解。学生讨论回答：二、总结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
8、质。三、作业布置教材 P82 练习四、板书设计二、酶的本质1、酶本质的发现过程：巴斯德 李比希毕希纳萨姆纳切赫奥特曼2、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。第 3 课时导言：酶作为催化剂，与无机催化剂相比有什么不同呢？通过教材 P78 实验，我们已经知道加肝脏研磨液的 4 号试管放出的 O2 远多于加 FeCl3 溶液的 3 号试管。从而说明了酶具有高效性。一、酶具有高效性酶的催化效率大约是无机催化剂的 10171013 倍（思考：这对细胞有什么意义？）二、酶具有专一性补充“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验。1、实验原理a.淀粉麦芽糖（非还原性糖）蔗糖
9、葡萄糖果糖 还原性糖（非还原性糖）b.还原性糖斐林试剂砖红色氧化亚铜沉淀c.用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。2、实验步骤序号 实验操作内容 试管 1 试管 21 注入可溶性淀粉溶液 2ml2 注入蔗糖溶液 2ml3 注入淀粉酶溶液 2ml 2ml4 将试管放在 60水中 5 分钟 5 分钟5 加入斐林试剂 2ml 2ml6 放热水于大烧杯中加热煮沸 1 分钟 1 分钟7 观察实验现象3、实验结论4、酶的专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。二、酶的作用条件较温和探究 影响酶活性的条件。1、实验原理
10、淀粉麦芽糖和葡萄糖砖红色沉淀碘液 碘液紫蓝色复合物 不形成紫蓝色复合物2、步骤序号实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 试管 1 试管 2 试管 31 注入可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 2ml2 注入新鲜淀粉酶溶液 1ml 1ml 1ml3 放置温度 60 100 0 60 100 04 保温时间 5 分钟 5 分钟 5 分钟 5 分钟 5 分钟 5 分钟5 混合 试管 1 试管 2 试管 36 保温时间 5 分钟 5 分钟 5 分钟7 滴碘液 1 滴 1 滴 1 滴8 观察实验现象序号 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 31 注入等量的新鲜淀粉溶液 1mL 1 mL 1 mL2
11、 注入等量的不同 PH 的溶液 1 mL 蒸馏水 1 mL NaOH 1 mL HCl3 注入等量的可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL4 放 60热水中相等时间 5 分钟 5 分钟 5 分钟5 加等量斐林试剂并摇匀 2 mL 2 mL 2 mL6 放热水中用酒精灯加热煮沸 1 分钟 1 分钟 1 分钟7 观察实验现象3、实验结论4、分析教材组织学生讨论完成教材 P84 相关问题。教师结合教材 P85 相关图讲解。 在一定温度范围内，酶活性随温度升高而增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶的活性逐渐下降，甚至丧失。 （低温使酶的活性明显降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。 ） 每种酶只能在一定限度的 PH 范围内表现出活性，其中酶活性最强的 PH 即为该酶的最适PH。 （过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活）四、总结酶具有高效性、专一性，并且需要适宜的条件。五、作业布置教材 P86 练习六、板书设计酶具有高效性酶的特性 酶具有专一性酶的作用条件温和
