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降低化学反应活化能的酶(第1课时)教学设计

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一、设计理念

在新课程实施中,应注重培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。本节课按照课标要求,倡导探究性教学,鼓励学生主动参与、合作学习、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。教师通过图示引入、引导学生阅读教材、提出问题实现知识的呈现和情景创设等,激发学生的求知欲,进而引发学生对问题的自主协作式的探究学习,有利于学生科学素养、协作精神的培养,有利于培养学生的创新精神和实践能力,有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。教学过程中不仅重视知识的获取,而且更加重视学生获取知识的过程及方法,更加突出地培养学生的学习能力,体现了“教为主导,学为主体”的思想。

二、教材分析

新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用,因此,了解酶的作用和本质,为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如,选修模块中有关酶的应用等,都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。此外,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。对照实验规范、变量分析能力和生物学研究思想的领悟是本节关键。这些都是新课程中探究性学习必须具备的素质。教师利用课本资源,加强学生实验能力的训练非常必要。

三、学情分析

学生通过初三、高一阶段化学的学习,对于纯化学反应已比较熟悉,但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的,细胞内部却是常温常压的温和状态,而细胞代谢包括一系列的化学反应,这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与,才能使其高效有序的进行,由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。

四、资源分析

充分利用课本中的资料和插图,突破“酶降低活化能”的难点;制作多媒体课件辅助教学,深化和扩展知识,呈现动态变化、实验过程、数据、表格、问题等,帮助学生理解;充分调动学生的学习积极性,对实验内容、科学发现史进行预习,并收集相关资料。

五、教学目标

㈠知识目标

1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。2、阐述细胞代谢的概念

㈡能力目标

1、通过自主学习,培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。

2、通过有关的实验和探究,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。3、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中,提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。

㈢情感态度与价值观目标

1、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的,。认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。2、通过小组间的讨论、合作与交流,培养学生的合作互助精神。3、通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。

六、教学重点和难点

1、教学重点酶的作用、本质

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

七、教学用具多媒体课件、实验器具

八、教学方法实验演示法、讲授法、探究法、问题导学法、小组讨论法、比较法、归纳法等

九、课前准备实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容

十、教学过程

(一)导入新课多媒体展示图片:多酶片、粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等,并请同学谈谈自己生活中接触过的酶还有哪些,谈谈对酶的了解。

早在1783年,科学家就进行了有关酶的研究,多媒体展示意大利科学家斯帕兰札尼的实验。

提出问题:1、这个实验要解决什么问题?2、是什么物质使肉块消失了?3、怎样才能证明你的推测?4、该实验设计的巧妙之处在哪里?

在学生回答的基础上,引导学生概括出科学探究的一般方法:提出问题作出假设设计实验证明假设得出结论

(二)细胞代谢

在初中化学学习中,同学们都学过催化剂,那无机物催化剂和生物体内的催化剂的反应条件有什么不同呢?生物体的活细胞每时每刻都在进行各种化学反应,始终处于自我更新的状态,我们就把细胞内所有化学反应统称为细胞代谢。

酶在细胞代谢中起什么作用?其作用原理到底是怎么样的呢?

(三)酶在细胞代谢中的作用

教师进行演示实验:“比较过氧化氢在不同条件下的分解”,故意在操作步骤中设置几处错误(如3号和4号管中滴的FeCl3和肝脏研磨液不等量,共用一个吸管等),请同学们找错。

讨论问题:

1、2号管现象与1号管不同,说明了什么?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?

在学生回答的基础上,指导学生阅读课本P79相关内容,填写课件展示的表格内容:教师归纳自变量、因变量、无关变量、对照实验、对照组、实验组的概念,并介绍对照实验的三大原则:等量原则、单一变量原则、设置对照原则。提出问题:如实验改为“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?思考:本实验有没有严格遵循三大原则,有没有不严谨之处,怎么改?教师总结本实验注意点:

(四)酶降低活化能

通过刚才的实验中3号和4号管现象的比较,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?

解释: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。