2013-2014第五章第一节(第一课时)酶的作用和本质 2
第五章 酶的作用和本质
第五章第1节降低化学反应活化能的酶●三维目标1.知识与技能（1）细胞代谢的概念。
（2）酶的作用和本质。
（3）酶的特性。
（4）提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。
2.过程与方法（1）通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，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。
（2）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；体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学价值。
（3）在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。
3.情感态度与价值观（1）通过学习生物学家研究酶的本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。
（2）通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。
●教学重点1.比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并引导学生得出结论——酶的高效催化作用（酶的作用）。
2.酶的本质。
3.酶的特性。
●教学难点1.酶的活化能降低的原理。
2.实验中控制变量的科学方法。
●教具准备酶活性受温度、pH影响的示意图。
●课时安排建议课时：3课时第一课时酶的作用●教学过程［课前准备］教师准备实验器材，并设计好观察记录表；学生预习实验，掌握实验的原理并设计好实验的过程。
［情境创设］人不吃饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变化？这些问题在现在来说都已经十分清楚了。
这些变化过程在其他生物中有没有呢？早在二百多年前科学家就对此进行了探索。
实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。
［师生互动］问：（1）为何要将肉块放在笼子中？答：排除了胃对肉块的物理性消化。
问：（2）对肉起消化作用的是什么物质？答：一定是某些物质进入到金属笼中，使肉分解。
“酶的作用和本质”教学设计
“酶的作用和本质”教学设计1 教材分析“酶的作用和本质”是人教版高中《生物》必修一第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的第一课时，酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开它。
另外，这部分内容与选修模块的相关内容有着内在联系，例如，选修1中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质的提取和分离、生物净化原理和方法等，都是以“酶与代谢”的相关内容为基础的。
所以，只有真正理解了酶的作用和本质，才能更好地理解后续章节“细胞呼吸”和“光合作用的原理和应用”中涉及到的一系列酶促反应，也才能为选修部分的学习打下良好的基础。
2 教学问题诊断在教材中，“酶的本质”的科学探究历程中，大段的文字有时让学生缺乏学习兴趣，因此，将这一部分内容编排成一则短剧，调动学生的积极性，就能起到很好的效果。
“酶的作用”是通过“比较过氧化氢在不同条件下分解”的探究实验来论证的，在学生亲自动手实验的过程中，对变量的控制和对照的设置往往顾此失彼。
但是，只要教师能够恰当的“诱”（如：事先制作好实验过程和现象记录的表格，清晰明了，就不容易出错了。
），学生积极地“思”，就能够运用所学知识和已有的实验技能，通过合作、交流等达到预期的学习目标。
3 教法特点及预期效果分析本节课采用“自主合作、探究”的教学方法和建构教学法，让学生小组合作学习完成实验，经历与科学家研究相似的再发现过程，充分感知知识的形成过程，内化知识，形成能力、情感和价值观。
4 教学目标4.1知识目标说明酶在细胞代谢中的作用、本质。
4.2能力目标学会实验探究基本方法；学会分析、设置实验自变量；观察和检测因变量以及对照设置方法等。
4.3情感态度与价值观目标通过回顾科学家对酶本质的探索历程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的。
5 教学重点与难点5.1教学重点1. 酶在细胞代谢中的作用、本质。
（酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用，因此引导学生掌握酶的作用和本质，理解酶在代谢中的作用就显得非常重要）2. 控制变量的科学方法。
降低化学反应活化能的酶 导学案
第五章 第一节 《降低化学反应活化能的酶》第一课时 酶的作用和本质 学案【学习目标】1.学生阅读教材P78，理解细胞代谢的场所、实质及意义。
2.学生阅读教材P78-79“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，通过课前预习明确实验原理、实验步骤，确保课中小组能够合作完成实验。
3.学生通过进行该实验，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，同时提高动手操作能力和小组合作能力。
4.学生通过对实验条件和现象的比较，理解酶在细胞代谢中的作用，同时体会酶对细胞内化学反应的顺利进行是至关重要的。
5.学生阅读教材P80的内容，通过对问题串的进一步探究，理解酶作用的机理。
6.学生阅读教材P81-82“关于酶本质的探索”的资料，通过总结各位科学家的观念，归纳和理解酶的定义及本质。
7.学生通过谈谈对科学发展过程的认识，体会科学是在不断的探索和争论中前进的。
【学习建议】本节课采用教师的过程式教学与学生的探究性学习相结合的方法。
课前学生在预习中通过思考，明确自己的疑惑，并记录在相应位置。
课堂中学生通过实验操作，采用观察—思考—分析—讨论—得出结论的方法，重点解决酶的作用机理和酶的本质。
教学中主要采用了实验探究法、观察法、讨论法、总结归纳法。
【重点和难点】重点：酶的作用、本质。
难点：（1）酶降低化学反应活化能的原理。
（2）控制变量的科学方法。
<课前预习区 35min>【问题探讨】斯帕兰札尼对鹰的消化作用的研究〖知识扩充〗1. 消化：在消化道内将食物分解成可以吸收的成分的过程。
2.物理消化：通过牙齿的咀嚼、舌的搅拌和胃的蠕动，将食物磨碎、搅拌并与消化液混合。
3.化学消化：通过各种消化液、消化酶的作用，使食物中各种成分分解为可吸收的营养物质。
阅读课本P78“问题探讨”，根据〖知识扩充〗的提示思考：<4min> 1.将肉块放在笼子里是为了排除________消化的干扰，进而探究鸟类的胃里除________消化外，是否有___________消化。
酶的作用和本质说课
第一节 降低化学反应活化能的酶
— 酶的作用和本质
一、说 教 材
★教材分析
“酶的作用和本质”是高中生物必修一第五章第一节 “降低化学反应活化能的酶”第一部分内容。细胞 代谢离不开酶的催化，“酶的作用和本质”将是理 解呼吸作用、光合作用等知识的基础。本节从细胞 代谢的概念人手，引出酶在细胞代谢中通过降低化 学反应的活化能发挥催化作用，并以此实验为依托， 进行控制变量的科学方法的学习。通过科学家对发 酵现象和酶研究的相关资料分析，探索酶的本质。
一、说 教 材
★教学目标
1.知识目标
概述细胞代谢的概念。 通过实验探究建立酶的概念，了解酶的作用和本质， 并能初步用酶的知识解释生活中的现象。
一、说 教 材
2.技能目标
进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检 测因变量变化，以及设置对照组和重复实验。 在问题探讨，有关实验设计，资料分析等问题讨论中， 培养运用语言表达的能力以及查阅资料、共享信息的 能力。
FeCl3溶液 肝脏研磨液
H2O2在不同条件下分解速率不同
酶的催化效率比无机催化剂效率高。
4. 图文解释作用原因
书中80页图
酶的作用：即通过降低反 应活化能，提高反应速率， 使细胞代谢在温和的条件 下快速进行。
5. 阅读教材，探索本质
书中81页资料
酶的定义： 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。
胃的消化
口腔咀嚼
细胞代谢： 细胞中的化学变化。
2. 引导学生回忆、分析、探索
2H2O2 → 2H2O+内 稳定 ？
反应条件 高温高压、 适当PH 催化剂 Fe3+
细胞内有生物催化剂。
酶的作用和本质
对二照步、实骤 酶验 的对实作照1组验用中可试2 管以编变实号3验化组的因4素
一 H2O2 浓度
3%
3%
3%
3%
剂量
2ml
2ml
2ml
2ml
反应条件
二
剂
量
常温
90℃
FeCl3溶液
新鲜肝脏 研磨液
2滴
2滴
气泡产生
结果
卫生香燃烧
变说量明
实验应遵循的原则： 等量性人原为则改变的因素 随自变量单的一变变化量而原变则化的因素
酶作用的原理
原理分析
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。
3号试管和4号试管没有加热，滴加了催化剂， 为什么滴加催化剂也能加快H2O2的分解呢？
20℃测得的过氧化氢分解的活化
能
条件
没有催化剂 FeCl3催化
过氧化氢酶催化
活化能/kJ·mol-1
75
44
29
酶作用的原理
实验中可能存在的一些可变因素
自变量 因变量 无关变量
有同学认为： 洗衣粉的洗涤效果是显而易见的。 平时用普通洗衣粉来洗衣服，衣领部分
的污渍总会有残留，但如果用加酶洗衣粉， 就能洗干净。
这说明加酶洗衣粉的洗涤效果更好。
从科学研究的角度 你同意这位同学的观点吗？请说明你的
理由。
课后探究
普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗 涤效果有什么不同？
巴斯德
毕希纳
切赫
李比希
萨姆纳
奥特曼
阅读课本P81-82“关于酶本质的探索”，并完善学案
一、酶的本质
通过分析酶本质探索的过程，你领 悟到科学发现有哪些特点？
酶的作用与本质
《分子与细胞》第五章第一节第一课时电子教案酶的作用与本质南开大学附属中学张海风二零零七年十月一、教学内容和教学对象分析1.教学内容处于生活状态下的细胞是一个开放的系统,时刻与周围的环境进行物质交换和能量交换，并利用这些物质和能量维持自身的各项生命活动，进行新陈代谢。
酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用。
因此引导学生掌握酶的概念和本质，理解酶在代谢中的作用就显得十分非常重要。
另外，学生已具备做科学的能力，在课堂中引导学生科学地思考，积极动手实验，对于培养学生的科学精神十分有益，因此本节课初步引入对照实验和控制变量。
2.教学对象分析学生通过初三、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催化剂下进行的，细胞内部却是常温常压温和状态，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，才能使细胞代谢高效有序的进行，因此引入对酶相关知识的学习。
二、教学目标1.学习目标（1）说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
（2）通过观察“比较过氧化氢在不同的条件下的分解”的实验现象，体验酶与无机催化剂的区别；同时在实验探究中学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，学会如何设置对照组和实验组。
（3）通过阅读分析《关于酶本质的探索》的资料，认同科学是在不断探索和争论中前进的。
（4）完成《影响酶活性的条件》的探究实验，通过观察实验现象，体验酶的特性和影响酶活性的条件及特点。
2．学习建议（1）要结合已有的对消化酶的了解和经验，从教材提供的问题探讨“斯帕兰札尼研究鹰的消化作用”进入学习情境，进而明确生命体随时发生着数量巨大的生物化学反应，同时又是一个稳定的、开放的系统。
对细胞来说，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称细胞代谢，它是细胞生命活动的基础。
（2）要通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，追忆几种已知的无机催化剂的特点和作用，来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的区别。
第一节 降低化学反应活化能的酶 一 酶的作用和本质(第二课时)
通过学习生物学家研究酶的本质过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。
重点
酶的本质
难点
酶的本质、探究实验设计
关键
资料分析过程、探究实验设计
教具
教材
教学环节
教学内容教师调控学生活动
时间分配
组织教学
导课
小结
作业
课前提问:1.细胞代谢的概念
2.酶的作用
资料分析：学生阅读分析讨论回答，教师提示。
3.反应变量的确定和控制
五、常见类型
类型一给出实验用具、材料、药品、实验的目的，要求根据所给器材设计实验方案。
类型二只给出实验目的，实验器材自选，实验方案自己设计。这种类型的设计题，最能反映学生的知识水平、实践能力的高低。
类型三分析己有的实验设计方案中不科学性
类型四对已有的实验设计进行补充和完善
类型五既有实验设计改错，又需进行补充完善的综合类设计题
5.用实际的实验对假说进行检验。
6.根据实验所得结果，接受、修改或放弃假说。
实验是验证假说和解决问题的最终途径，指在人为控制的条件下研究事物的变化的一种方法。这是科学方法的最大特色，也是科学方法中最困难的一步。如何求证假设可充分展现研究者的才华。在科学实验中，要掌握或贯彻以下几点：
(一)变量
变量，或称因子，是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：
课题
5-1酶的作用和本质
（第二课时）
课型
新授
授课时间
6.2
设计者
教
学
目
的
知识与技能目标：
1.酶的本质
2.探究实验的一般过程。
3.提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。
酶的作用和本质
-12-
• 2号试管为什么能产生气泡？
• 加热提供了使H2O2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，使H2O2分解为水和O2。
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。
-13-
·3号和4号试管相比，哪支试管中的反 应速率快？这说明什么？
结论：同无机催化剂相比，酶降低活
-7-
找一找
对照课本79页实验，找出下列问题的答案： 1、1~4号试管中__1__号试管是对照组，2_、_3_、_4_号试
管是实验组。 2、该实验中的自变量是：Fecl3溶液、 H2O2溶液
因变量是：H2O2分解速率
3、2H2O2 酶 2H2O+O2,该过程有气泡冒出。若 反应一段时间,不再有气泡冒出,说明___反_应__结_束_； 若在不增加H2O2量的前提下，使气泡的生成量增加, 可采取的措施是提高__H_2_O_2的__浓_度__。
试管编号 1
2
3
4
第一步
每支试管加2ml过氧化氢溶液
第二步
空白
90℃水 滴入2 滴 滴入2滴肝 浴 FeCl3溶液 脏研磨液
2-3min后，将点
检验方法
燃的卫生香分别 放入试管上方，
观察卫生香燃烧
情况。
1min分钟后，将点 燃的卫生香放在液面 的上方结果预测-11-Fra bibliotek实验步骤：
对照步骤实验 对照组 试管实编验号组
液新鲜程度等。
-6-
2.对照实验：除了 一个因素 以外,其余因素都 保持不变的实验叫做对照实验。它一般要设 置 对照 组和 实验 组。
3.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。
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1997
08:40
巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 李比希 发酵与活细胞有关，发酵 引起发酵的是细胞中的某些物质， 是整个细胞而不是细胞中 但这些物质只有在酵母细胞死亡并 某些物质起作用 裂解后才能发挥作用 毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起 催化作用，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳
对照实验
步骤 一 二
H2O2 浓度 对照组
1
3% 2ml
实验组 试管编号 2 3
3% 2ml 3% 2ml
4
3% 2ml
说明 变量
无关变量
剂量 反应条件 剂量
常温
3.5% 20%肝脏研 90℃ FeCl3 磨液 自变量 2滴
较多 变亮
2滴蒸馏水 2滴蒸馏水
2滴
大量 复燃
结 气泡产生 果 卫生香燃烧
不明显 少量 不复燃 不复燃
脲酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
酶的本质
切赫、奥特曼
少数RNA也有催化功能
萨姆纳
脲酶是蛋白质
毕希纳
无细胞发酵现象 巴斯德和李比希的争论 从发现酶到认识酶的本质，都离不开科学实验，可见实验对科学的 重要性。
酶的概念
来源 功能 化学成分
绝大多数为 蛋白质 少数为RNA
活细胞
催化作用
判一判
1.细胞代谢的场所是细胞，主要场所是细胞器。（ ） 2.酶起催化和调节作用。（ ）
3.酶是活细胞产生的有催化作用的蛋白质。（ ）
4.能产生激素的细胞都能产生酶。（ ）
5.能产生酶的细胞都能产生激素。（ ）
6.有的酶含有核糖。（ ）
7.酶能够提高反应的活化能，加快反应速度。（ ）
只有4、6正确
加热作用
能 量
催化剂的作用
能 量
加热
活 化 能
反应物
………………
E1 E2 ..………… 活 ..…………
酶 催化剂 ………………
无机 催化 剂
化 能
反应物 产物 产物 反应进程 反应进程
探究三、酶的本质
阅读教材P.81—82的资料分析“关于酶本质的探索”， 同时 思考： 1907
1929
1、巴斯德和李比希的观点各是什么？有什么 积极意义？各有什么局限性？ 1975 2、巴斯德和李比希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作用？ 3、从毕希纳的实验可以得 1978 出什么结论？ 1989
3、4号试管的反应速率比3号试管快的多，这说明什么？
说明过氧化氢酶比F3+的催化效率高得多，即酶具有高效性。
实验所用试剂
3.5%的 20%的新鲜肝 FeCl3溶液1 脏研磨液1滴 滴
所含酶的相 对数量：1
Fe3+的相对 数量：25万
归纳：酶在细胞代谢中有何作用？酶和无机的催化剂相比 有什么特殊之处？
08:40
探究二：酶的作用机理
3号和4号并未加热，为什么反应速率也会提高呢？ 分子从常态转变为容易发生化学反应的 下列表格数据是在20℃测得的 H2O2分解的活化能：
活跃状态所需要的能量。 条 件 活化能/kJ·mol没有催化剂催化
用胶态铂催化 用过氧化氢酶催化
75
54 29
问：1、从表格所示数据能否推测出催化剂的作用机理？
4
3%
说明 变量
剂量
2ml
3.5% 20%肝脏 90 ℃ 反应条件 常温 FeCl3 研磨液 2滴蒸馏水 2滴蒸馏水 2滴 剂量 2滴
不明显 少量 不复燃 不复燃 较多 大量 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速 率不一样
结 气泡产生 果 卫生香燃烧 结论
实验中变量的控制
自变量：在实验过程中 人为改变 的变量叫自变量。
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、细胞代谢
①场所: 细胞 内。
②实质：各种
③意义：细胞
化学反应 生命活动
的总称。
的基础。
1、酶在细胞代谢中的作用
实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶 的作用和意义。 实验原理：过氧化氢在加热、化学催化剂Fe3+,生物 催化剂酶的作用下，可以分解为水和氧气。
因变量:随 自变量 变化而变化的变量叫因变量。
无关变量:指除自变量外实验过程中还存在的一些对实验结
果造成影响的变量。
保持不变 的实验， 对照原则：除了 一个因素 外，其余因素都
对照实验要设 对照组 和 实验组 。
分析：该实验中自变量、因变量、无关变量、对照 组和实验组分别是什么？
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
因变量
结论
过氧化氢在不同条件下的分解速 率不一样
5 1
探究一：酶的作用
2 3 4
常温
90℃
FeCl3 溶液
肝脏研磨液
1、2号试管比1号试管放出的气泡多，这一现象说明什么？
加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
2、3号和4号试管未经加热也有大量气泡产生，说明什么？
说明F3+和过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
降低化学反应的活化能
2、为什么酶比无机催化剂催化效率更高？
无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能， 因而催化效率更高。
各条件使反应加快的本质：
加热： 提供能量 Fe3+： 降低化学反应的活化能 酶： 同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反 应的活化能，因而催化效率更高。
3、画出无机催化剂、酶条件下化学反应进程（下 图为无催化剂条件下的反应进程）
2 H 2O 2
高温 /Fe3＋ /过氧化氢酶
2 H2O + O2
加入试管直接观察 酒精灯加热 滴加FeCl3溶液 猪肝研磨液（过氧化氢酶）
1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
步骤 一 二
H2O2 浓度
1
3% 2ml
试管编号 2 3
3% 2ml 3% 2ml
08:40
课堂小结
1、酶的作用及作用机理 2、酶的概念：产生场所、作用、本质 3、相关曲线
08:40
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其 中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化吗？ 2、酶离开了活细胞还能发挥作用吗？ 3、在化学反应前后，酶本身的化学性质和数量 会发生变化吗？ 4、所有的酶都是蛋白质吗？酶的合成场所都是 核糖体吗？