1、教材 普通高中課程標準實驗教科書 生物 分子與細胞 人民教育出版社第四章 細胞的能量供應與利用 課時二 關于酶本質的探索（1課時）教學目標：一、知識目標：1.概述酶的本質。二、能力目標：1.通過分析酶本質的探究歷程，進行實驗設計的技能訓練；2.通過分析酶本質的探究歷程，進行歸納總結的思維訓練。三、情感態度價值觀目標：1.認同科學發展是在不斷地探索和爭論中進行的，養成自覺發現問題，討論問題的習慣；2.認同科學的發現需要質疑、創新、勇于實踐、合作的科學態度。教學重點：1.概述酶的本質；2.進行實驗設計和歸納總結的技能訓練。教學難點：1. 進行實驗設計和歸納總結的技能訓練。教學過程教學環節教師行為預

2、設學生行為教學意圖、教學策略和媒體一、復習舊知識，導入新課通過上一節課的學習，同學們已經知道酶是通過降低反應的活化能，讓反應快速高效的進行來實現它的催化作用的。提問：酶到底是什么物質呢？科學家是怎么知道的呢？學生回憶、傾聽、思考。以學生熟悉的知識點導入，引起注意，關注課堂。二、1.提出問題2. 作出假設3. 設計實驗4.實施實驗5.得出結論回到課本，引出酶的探索和釀葡萄酒有關：在19世紀，由于釀出的葡萄酒經常變酸，受這一問題困擾，科學界非常重視對發酵過程的研究。當時已經知道釀酒就是讓糖類變成酒精和二氧化碳，這個過程被稱為發酵。提問：發酵是怎樣產生的呢？條件是什么呢？早期許多化學家發酵是一個純化

3、學過程，與生命活動無關。真的是這樣嗎？請同學們閱讀課文第三段。法國著名微生物學家巴斯德提出質疑，并于1854年開始研究酒精工業。他將發酵中的液體帶回實驗室，進行實驗、觀察，并大膽將顯微技術觀察運用到發酵的研究中，進而發現了酒中含有酵母菌。因此，他提出了一個大膽的假設：發酵過程與酵母菌的生長和增殖有關。經過了三年實驗，巴斯德提出了他的觀點：釀酒中的發酵是由于酵母細胞的存在，沒有活細胞的參與，糖類是不可能變成酒精的。即發酵與細胞生命活動有關。但是，細胞生命活動又是如何影響發酵過程的呢？而同一時期的德國化學家李比希提出了自己的觀點：引起發酵的是酵母菌 中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解

4、后才能發揮作用。請同學們結合多媒體提供的表格比較這兩個科學家對發酵本質提出的觀點，四人為一組進行交流討論，四分鐘后請同學上臺分享討論結果。多媒體展示比較表格。教師巡視。巴斯德李比希主要觀點發酵與酵母菌活細胞生命活動有關發酵與死亡裂解的酵母細胞內的某些物質有關各有所長各有所短教師評價，對兩位科學家的觀點進行分析比較。從巴斯德的研究領域，他主要強調生物體或細胞的整體作用，著重發酵與細胞生命活動有關，但是未具體說明是酵母菌的哪種物質導致了發酵過程；從李比希的研究領域來看，他傾向于從化學的角度考慮問題，著重于發酵與某些物質有關，但是窄化了物質起作用的條件，否認了細胞生命活動的重要性。由此可見，兩位科學

5、家各有所見，他們所爭論的焦點在于發酵的過程是否與細胞生命活動有關。為此，德國化學家畢希納綜合了這兩位科學家觀點的可取之處，提出：引起發酵的是酵母細胞在生命活動過程中產生的某些物質。那么，應該如何設計一組實驗來驗證假設呢？教師問題引導（1）實驗該如何取材？（2）采用什么實驗方法？（3）反應變量如何設置？ 請同學四人為一組對畢希納提出的假說設計一組實驗來驗證假說的合理性。教師巡視，5min后請甲小組派代表展示討論結果。教師評價總結，（1）實驗材料：活酵母細胞 （2）實驗方法：對比實驗 （3）反應變量：不含活酵母細胞的提取液和活酵母細胞的提取液教師引導學生分析畢希納的研究過程：實驗：活酵母細胞加水攪

6、拌加壓過濾不含活酵母細胞的提取液加入葡萄糖此外，畢希納進行了對比實驗，在糖液中加入活酵母細胞，釀成了酒。現象：冒出氣泡結果：酵母細胞提取液和活酵母細胞的作用一樣。接著提出以下問題：（1） 畢希納把酵母細胞放在石英砂中用力研磨，是為了什么？（2） 為什么要加壓過濾，為什么他要得到不含酵母細胞的提取液？教師評價總結，對學生的回答進行補充說明。接著引導學生得出結論：引起發酵的是酵母細胞在生命活動過程中產生的某些物質。畢希納將酵母細胞中引起發酵的物質稱為釀酶，但是提取液中還含有許多其他物質，無法對釀酶直接鑒定。學生傾聽、思考。學生聯系課文，回答：當時的許多化學家認為這是一個純化學過程，與生命活動無關。

7、帶著問題閱讀課文。認真聽講，并思考科學家的實驗及其過程。學生疑惑思考學生回憶，歸納，探索問題答案。學生傾聽、思考學生傾聽、思考。學生四人為一組，思考并交流討論。甲小組代表表達討論結果：實驗材料采用活酵母細胞。將酵母細胞中的物質分離出來制成不含酵母細胞的提取液，加入葡萄糖溶液。還需要補充對比實驗：將活酵母細胞直接加入葡萄糖溶液，觀察兩組實驗結果是否一樣。學生思考并分析畢希納的實驗過程。學生思考并回答問題：（1） 將活酵母細胞的細胞結構破壞，將里面的 物質釋放出來。（2）加壓過濾是為了濾去殘余的細胞及其結構。要得到不含酵母細胞的提取液是要排除酵母細胞對發酵過程的影響，使實驗更為嚴謹。以科學史引起學

8、生的興趣，在積極思考的過程中體會科學探究的一般過程。指導讀書P81充分發揮學生自主學習的能力，訓練學生從材料中提煉有效信息的能力，培養學生主動思考的習慣。引導學生認同科學發展是在不斷探索、爭論中進行的，培養學生勇于質疑、敢于創新的科學態度。利用自制多媒體輔助教學課件展示表格，充分發揮學生自主學習的能力，培養學生比較歸納的能力，訓練學生從材料中提煉有效信息的能力。對學生進行實驗設計的技能訓練，從而認同科學的發展需要質疑、創新、合作，以此使學生養成發現問題、討論問題的習慣。利用教材所給資料，合理設置問題，引導學生體驗科學家科學研究的艱辛，培養學生敢于探索，勇于探究的科學精神。利用自制多媒體輔助教學

9、課件，展示實驗流程。合理設置問題，引導學生深入思考實驗，培養學生發現問題，解決問題的能力。三、1. 提出問題2. 作出假設3.設計實驗4.實施實驗5.得出結論雖然已經確定了酶在物質變化中的作用，但酶到底是什么物質仍是困擾大家的問題。要研究酶是什么物質，首先就要獲得純度較高的酶，然后才能作出鑒定。美國科學家薩姆納在研究酶究竟是什么過程中作出了杰出貢獻。美國科學家薩姆納以刀豆種子中的脲酶入手，著手研究脲酶是什么物質？與其他科學家相同，薩姆納推測脲酶是蛋白質。借助其他科學家的研究，薩姆納得知刀豆種子中脲酶含量相當高，并且這種酶能使尿素分解成氨和二氧化碳，便決定用刀豆種子為原料，提取純酶。從1917年

10、開始薩納姆嘗試了各種方法，歷經一次又一次的失敗。1926年驚喜發現用丙酮作溶劑的提取液中出現了結晶，說明提取物達到一定的純度。教師提問：脲酶提取出了，根據材料如何證明它就是脲酶，不是細胞中其他有機物呢？教師引導：那么根據你所學過的知識，如何證明脲酶就是蛋白質呢？教師總結：1926年薩姆納用丙酮作溶劑的提取液中出現了結晶，這種結晶溶于水后能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳，因而說明該結晶為脲酶。然后他又用多種方法證明了脲酶是蛋白質。學生傾聽、思考學生思考并回答：根據材料，脲酶能使尿素分解成氨和二氧化碳，來判定它是否為脲酶。學生回憶回答：可以利用雙縮脲試劑的顯色反應。學生傾聽。指導讀書P81利用自制多

11、媒體輔助教學課件展示設計原理。合理設置問題，引導學生深入思考實驗，培養學生發現問題，解決問題的能力，使同學體驗酶本質的探索。四、1. 進一步發展1926年薩姆納的重要研究成果讓人們知道脲酶就是蛋白質。從植物體（刀豆）中提取出的酶是蛋白質，從動物體提取的酶會是什么呢？后來的科學家又相繼獲得了胃蛋白酶、胰蛋白酶等許多酶的結晶，并且證明這些酶都是蛋白質。所以在以后一段較長的時間，人們都認為酶就是蛋白質。那么，科學家為什么會得出這樣的結論？教師引導：但是，這樣的結論到了20世紀80年代美國科學家的重要發現出現了變化：切赫和奧特曼發現少數RNA也具有生物催化作用。此外，1994年Breaker等利用體外

12、選擇技術首次發現了切割RNA的DNA分子，稱之為脫氧核酶。教師提問：根據后來的研究，酶都是蛋白質嗎？回歸課本，學生歸納：脲酶是蛋白質，胃蛋白酶是蛋白質，胰蛋白酶是蛋白質。學生總結：人們發現的酶都是蛋白質，所以酶是蛋白質。學生回答：不都是。酶絕大多數是蛋白質，少數是RNA、DNA。 指導讀書P82充分發揮學生自主學習的能力，訓練學生從材料中提煉有效信息的能力，培養學生主動思考的習慣。引導學生逐步分析科學家探究歷程，從個別特征到一般規律，旨在培養學生歸納總結的能力。五、歸納總結教師提問：1.通過本節課的學習，酶是由什么產生的呢？2.通過上節課的學習，酶的作用是什么？3.根據以往的知識，我們將RNA

13、和DNA稱為核酸，那么蛋白質、核酸這一類物質又可以稱為什么呢？教師引導：來為酶下一個較為完整的定義：酶是 的具有 的 ，其中絕大多數是蛋白質，少數是核酸。學生回答：活細胞學生回答：催化作用學生回答：有機物學生根據問題提示，補充空格得出完整的酶的定義：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數是蛋白質，少數是核酸。以談話法，一問一答，復習已有知識，進一步鞏固新知識。培養學生歸納總結的能力，使學生真正理解酶的本質。利用自制多媒體輔助教學課件展示酶的定義。板書設計：第一節 降低化學反應活化能的酶課時二 關于酶本質的探索一、發酵的本質1. 提出問題：發酵的本質是什么？2. 作出假設：畢希納推測引起發酵的是酵母細胞在生命活動過程中產生的某些物質。3. 設計實驗：（1）實驗材料：活酵母細胞 （2）實驗方法：對比實驗 （3）反應變量：不含酵母細胞的提取液和活酵母細胞的提取液4. 實施實驗：（1）活酵母細胞加水攪拌加壓過濾不含活酵母細胞的提取液加入葡萄糖（2）活酵母細胞的提取液加入葡萄糖5. 得出結論：發酵是酵母