酶的作用和本質

教學設計方案

課題名稱酶的作用和本質

姓名工作單位

年級學科高一生物教材版本人教版

一、教學內容分析

1、課題來源：《降低化學反應活化能的酶》是人教版必修1第五章第一節的內容，第

五章細胞的能量供應和利用主要是兩個重要過程：呼吸作用和光合作用。這兩個

生理過程都涉及到許多復雜的化學反應，這些復雜化學反應的進行都需要酶的催

化。

2、學習內容：酶在細胞代謝中的作用、作用機理和酶的本質；初步學會探究實驗的

過程，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組實驗。

3、知識結構圖：

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4、學習內容的重要性：學習“降低化學反應活化能的酶”一方面能為呼吸作用和光合

作用的講述作了最好的鋪墊，另一方面有助于學生理解為什么生物體內的化學反

應在常態下就能高效和有序的進行。

二、教學目標

【學習目標】

1.學生通過閱讀P78第一段話和第二段話，能夠總結出細胞代謝的實質是細胞中的

許多化學反應，細胞代謝是細胞生命活動的基礎。

2.學生通過閱讀P78-P79“過氧化氫在不同條件下的氧化分解”實驗內容，能夠根據實

驗步驟以及所給出的的結果，總結概括出過氧化氫在常溫、加熱、氯化鐵溶液及過氧化氫

酶的條件下都可以分解，推斷出在酶的作用下分解最快。

3.學生通過閱讀P80第一二段話，結合圖5-1、5-2,能夠深刻剖析活化能的概念，能

夠總結出酶降低活化能的作用效果比無機催化劑更顯著，從而概括出酶的作用機理是降低

化學反應的活化能。

4.學生通過閱讀P80-81酶本質的探索，能夠總結出巴斯德等人的實驗結論，最終得

出酶的本質是蛋白質或者RNAo

5.學生通過閱讀P83第一段話，能夠從酶的概念中總結出酶的產生部位是活細胞中，

作用是催化，實質是有機物。

【能力目標】

初步學會探究實驗的過程，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對

照組實驗。

【情感價值觀目標】

研究酶的作用和本質，激勵學生學習科學家實事求是的科學態度和勇于探索的科學精

神。

【重點難點】

重點：過氧化氫在不同條件下的分解實驗；酶的本質

難點：酶的作用機理、控制變量的科學方法。

三、學習者特征分析

1、課本在學生學習過初中生物學的基礎上，創設了“問題探討”的情境一200多年前

科學家斯帕蘭札尼有關探究鷹消化食物原理的著名實驗，讓學生預習，明確在這

個實驗過程中酶起了重要作用。

2、那么酶在細胞代謝中有何作用？教材安排了實驗來比較過氧化氫在不同條件下的

分解速率，讓學生自己預習實驗過程，初步了解和掌握自變量、因變量和無關變

量，掌握科學實驗方法。

四、教學過程

【情境創設】

【師】這些問題現在我們都知道答案了，但在二百多年前的人們并不知道，于是一些

科學家就開始了對這些問題的探索。

【介紹】1773年意大利科學家斯帕蘭札尼的實驗。

【背景知識】在斯帕蘭札尼做此實驗之前，人們認為鳥類的胃只能磨碎食物，不能分

解有機物，也就是說鳥類的胃只有物理性消化，沒有化學性消化。

【討論】

1、這個實驗要解決什么問題？（鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化）

2、是什么物質使肉塊消失了？（是胃內的化學物質將肉塊分解了）

3、怎樣才能證明你的推測？（收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能

將肉塊分解了。我們現在知道這種物質就是胃蛋白酶。）

酶的作用和本質

【回顧】葉綠體，線粒體，核糖體的功能（引入細胞代謝的概念）

1、細胞代謝：

【小結】對于一個生物體來說，要進行的生理活動非常多，這些生理活動的進行依賴

于細胞內發生的各種生物化學反應。對細胞來說，能量的獲得和利用也必須通過化學反應。

細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。

【過渡】現實中的化學反應我們知道很多情況下，反應的進行都需要一定的條件，比

如高溫、高壓、強酸、強堿等等

【問1】在化學反應中有沒有不通過高溫高壓等條件，來提高化學反應速率的方法呢？

（有，催化劑）

【問2】細胞生存的條件是很溫和的，那么細胞內數量如此巨大的生物化學反應如何

在常溫、常壓、pH接近中性的條件下，迅速高效地進行呢？（細胞也有類似于催化劑的物

質存在，如酶）

細胞代謝離不開酶。那么，細胞代謝為什么離不開酶呢？

那我們就要看看酶在細胞代謝中究竟起著什么樣的作用。

2、酶在細胞代謝中的作用

【介紹】細胞在代謝中產生的過氧化氫，對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶，能

將過氧化氫迅速分解成水和氧氣而排出。加熱也能使H2O2分解,鐵離子也可催化這一反應。

實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解

【問】如何獲得過氧化氫酶？（新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶，所以新鮮肝臟研磨液含

有較多的過氧化氫酶）

質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質量分數為3.5%的氯化鐵溶液1滴

有效成分：過氧化氫酶有效成分：Fe3+

所含酶的相對數量：1Fe3+的相對數量:25萬

按以下實驗步驟來進行實驗

試管編號1234

實驗原理H;O2在高溫、Fe3-、H;O;酶的作用下都可分解成水和氧氣

氏02濃度3%3%3%3%

第一步

劑量2mL2mL2mL2mL

反應條件常溫90rFeCb溶液肝臟研磨液

第二步

劑量2滴2滴

觀察觀察氣泡冒出和衛生香復燃的情況，卞二記錄

氣泡產生無少量較多大量

結果

衛生香燃燒變亮復燃

沒有生生成了少量生成了少量氧生成了大量氧

原因

成氧氣氧氣氣氣

過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣，酶的傕化效率比無機

結論

傕化劑的傕化作用更顯著

結論：

過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣，酶的催化效率比無機催化劑的催化作用更

顯著

【學生先預測實驗結果；然后完成實驗】【P79討論】

【問1】第一組與1號試管相比，2號試管出現什么不同的現象？這一現象說明什么？

（2號試管放出的氣泡多，說明加熱能提高反應速率）

①活化能的概念：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為

活化能。

【問2】在細胞內，能通過加熱來提高反應速率嗎？（不能，加熱會使蛋白質變性）

【問313號試管和4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明什么？（Fe3+和

H2O2酶也能提高反應速率）

【問】那么為什么Fe3+和H2O2酶都提高反應速率呢？對照活化能的圖，如果化學反

應的進行比成一種運動的話，像那一種運動？（跳高或跨欄）如果想通過的話，怎么辦呢？

②催化劑（酶）的作用原理是：降低化學反應的活化能

【問4】3號試管與4號試管相比，哪只試管中的反應速率快？這說明什么？（4號

管的更快，說明過氧化氫酶比鐵離子的催化速率高的多）為什么說高的多呢？（回憶含量）

【問5］為什么酶的催化效率會比無機催化劑更高呢？

（舉例說明，圖示）（與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效

率更高）

【問6】為什么說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要？（細胞代謝要在溫和

的條件下快速進行，只有酶能滿足這樣的要求，因此說酶對細胞內化學反應的順利進行至

關重要。）

五、教學策略選擇與信息技術融合的設計

教學策略選擇：選擇集體研討備課和合適的教學方法授課；如采用小組討論法、學生展

示發、教師引導法和實驗探究法教學，讓學生真正明確和掌握酶的作用及特性；同時也采

用多媒體課件教學，如講解酶的作用機理是降低化學反應的活化能，可以采用制作的多媒

體動畫，便于學生更直觀的理解。

教師活動預設學生活動設計意圖

1、斯帕蘭札尼做此實驗，這個實驗1、鳥類的胃是否只有物理性消化，通過有趣

要解決什么問題？2、是什么物質使沒有化學性消化的實驗故事引入

肉塊消失了？2、是胃內的化學物質將肉塊分解本節課的新知

3、怎樣才能證明你的推測？了識，提升學生學

3、收集胃內的化學物質，看看這習興趣

些物質在體外是否也能將肉塊分

解了。我們現在知道這種物質就是

胃蛋白酶。

1、在化學反應中有沒有不通過高溫

高壓等條件，來提高化學反應速率提出細胞代

的方法呢？1、有，催化劑謝為什么離不開

2、細胞生存的條件是很溫和的，那2、細胞也有類似于催化劑的物質酶的問題？展現

么細胞內數量如此巨大的生物化學存在，如酶出本節課的重點

反應如何在常溫、常壓、pH接近中

性的條件下，迅速高效地進行呢？

1、第一組與1號試管相比，2號試

管出現什么不同的現象？這一現象

說明什么？

①活化能的概念：分子從常態轉變1、2號試管放出的氣泡多，說明

為容易發生化學反應的活躍狀態所加熱能提高反應速率

需要的能量稱為活化能。2、不能，加熱會使蛋白質變性

2、在細胞內，能通過加熱來提高反3、Fe3+和H2O2酶也能提高反應速

通過簡單

應速率嗎？率

實驗分析，讓學

3、3號試管和4號試管未經加熱，

生掌握科學實驗

也有大量氣泡產生，這說明什么？

方法。

1、3號試管與4號試管相比，哪只1、4號管的更快，說明過氧化氫

試管中的反應速率快？這說明什酶比鐵離子的催化速率高的多，為

么？什么說高的多呢？（回憶含量）

2、為什么酶的催化效率會比無機催2、（舉例說明，圖示）（與無機

化劑更高呢？催化劑相比，酶降低活化能的作用

更顯著，因而催化效率更高）

六、教學評價設計

第一小組的同學根據提供的材料,認真閱讀教材，小組討論,提出設計探究“酶與無機催化劑

的催化效率”的實驗方案。

針對這一組的匯報,我采取了學生評價的方式。有的學生認為，此方案的設計,遵循實驗設計

原則一可重復性、可操作性、對照組原則、單一變量原則。而且根據單位時間內02的生

成量,用點燃但無火焰的衛生香進行檢測。還有的學生認為，可以用馬鈴薯塊莖小塊代替肝臟

研磨液進行實驗等等。

第二小組的同學，在進行實驗探究中發現,1號試管和2號試管衛生香的燃燒程度沒有明顯的

區別，因此認為酶與無機催化劑的催化效率相比沒有明顯的區別。

對這一組的匯報，我采取了教師評價的方式。在評價中我首先肯定了他們的實驗情況，同時指

出,實驗成功的關鍵是實驗材料（肝臟）的新鮮程度，肝臟必須進行研磨，使酶釋放，另外肝臟的

量是否足夠，也是實驗成功的關鍵。

第三小組的同學則在根據提供的信息材料，探究酶的活性受溫度和pH影響，利用圖像表達酶

的活性與溫度和ph的關系，組員同學在整個介紹中的語言流暢,并能結合日常生活實際問題

進行分析,很有吸引力。同時他還就教材中酶的活性受溫度和pH影響的曲線發生質疑，認為

教材中兩條曲線不應該是對稱的,并作出解釋。

我在評價這組的發言時說:“這組同學在探究酶的活性受溫度和pH影響時，能運用有關酶的

知識分析日常生活中的實際問題，并發現問題，敢于質疑，將所學的知識與生產、生活聯系起

來,學以致用。”

整個探究過程，各個環節間的銜接比較緊湊,學生探究熱烈，匯報結果結合生活實際,各具特

色,且敢于對教科書質疑，完全打消了我先前的憂慮，教學中師生、生生的互動較多，課堂氣氛

和諧活躍，達到了預期的教學效果。

讓學生參與到教學中來,倡導學生樂于動手、勤于動腦。在評價上必須解決三個維度的問題:

即評價的內容、方法及效果。

①反思評價的內容:由于評價的目的是為了促進學生能力的發展，那么評價的內容就應該是

對知識和能力及情感等多方面的評價，反思性評價倡導學生用不同的方法學習和理解認識,

使每一位學生都有機會施展才華。

因此在評價的內容上，主要關注以下幾點:學生能否合理分析實驗材料?是否找到實驗關鍵

點?實驗方案的設計是否符合科學性原則?設計的實驗方案是否正確控制