第一篇:酶在代謝中的作用教學設計
《酶在代謝中的作用》教學設計
2014.11.23
一、教學目標
¤知識與技能:說出酶的概念,明確酶的化學本質;理解酶的特性和影響
酶活性的因素;闡明實驗設計的原則。
¤過程與方法:探究影響酶活性因素的過程中,初步訓練學生的邏輯思維
能力,分析實驗現象能力及設計實驗的能力。
¤情感態度與價值觀:在設計實驗過程中,培養質疑、求實、創新、合作的精神,感受生物體的和諧之美。
二、教學重點
1、酶的特性——高效性、專一性
2、影響酶活性的因素——溫度、PH值等因素
三、教學難點
1、設計實驗探究酶的高效性和單一性。
2、理解酶在新陳代謝中的作用
四.教學方法
多媒體演示法、小組合作討論法
五.教學過程
課前組織學生預習課本,完成預習學案。
(一)創設情境,導入新課
多媒體出示生物酶牙膏、多酶片、雕牌加酶洗衣粉、溶菌酶含片4幅圖片,教師簡單介紹四種物品的用途,提出問題:這四種物品都有什么共同特點? 學生:都含有酶
師:觀察得很仔細,酶在我們生活中應用很廣泛,酶為我們生活增添了不少色彩。
(二)小組合作,探究新知
1、介紹新陳代謝和酶的概念
過渡:不僅在生活中,酶在代謝中也起著非常重要的作用。我們第一節課講過,生物有兩大基本特征——新陳代謝和生長繁殖,那你可以解釋一下什么是新陳代謝嗎? 生:新陳代謝是活細胞全部有序的化學反應的總稱。其中大部分反應是在酶的催化反應下進行的。
師:定位很準確!我們的新陳代謝也離不開酶,那什么是酶呢?
生:酶是活細胞產生的一類具有催化功能的生物大分子。其中絕大多數的酶是蛋白質。
師:你預習的很充分!絕大多數是蛋白質,有少數的酶是RNA。例如一些核酶,本質是RNA,這是酶的化學本質,從這句話你還獲得了哪些信息? 生:酶是由活細胞產生的,具有催化作用。多媒體出示酶的來源、作用、化學本質
指名學生回答,加深學生的印象,落實酶的概念,教師給予學生積極地評價。
2、聯系舊知識,探究酶的特性——高效性和專一性
師:酶的功能是起催化作用,那以前化學上有學過具有催化功能的物質嗎? 生:用雙氧水制取氧氣的時候,MnO2是催化劑 教師板書 2 H2O2→2 H2O + O2 ↑
師:初中化學知識學的很扎實。那酶和無機催化劑有什么相同點? 生:都能提高反應速度,縮短反應的時間
生:本身不發生化學性質的改變,不改變反應的平衡。
師:那你想過沒有,為什么能縮短反應時間,本身的化學性質卻不發生改變? 師:它能起催化作用,主要是降低反應的活化能。那什么是活化能呢? 多媒體出示圖片,教師講述。
師:活化能是物質發生反應前要達到一種活潑的狀態吸收的能量。師:那這是相同點,酶和無機催化劑相比有什么不同點呢? 我們通過一個實驗來探究這個問題。
多媒體展示比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率。
師:參照課本P59探究活動,小組討論這個實驗用什么材料、以及怎樣完成這個實驗,限時5分鐘。
小組討論,教師巡視并進行指導。討論結束,小組匯報討論的結果。
生:實驗用的材料是新鮮的肝臟研磨液,體積分數為3.5%的過氧化氫溶液,質量分數為3.5%的Fecl3溶液。
師:底物是過氧化氫溶液,那為什么是新鮮的肝臟研磨液呢? 生:可能新鮮的肝臟里面含有較多的過氧化氫酶。
師:你想的很合理。過氧化氫酶在體外時間長了就很容易失活,多以要用新鮮的肝臟研磨液。材料我們都清楚了,你打算怎樣做這個實驗呢? 生:取兩支試管,標上A、B,分成兩組
師:分成兩組體現了生物實驗設計的那個原則? 生:對照原則
師:想法很嚴謹,繼續說下去。
生:向A、B試管中分別加入2ml的過氧化氫溶液,向A試管中滴加2滴新鮮的肝臟研磨液,向B試管中滴加2滴Fecl3溶液,振蕩搖勻。師:這里面變化的量是什么?
生:所添加的具有催化性質的物質。
師:那其他的量都不變,這體現了生物實驗設計的哪個原則? 生:單一變量原則。
師:那處理結束了,你可以預測一下A、B試管中可能出現的現象嗎?
生:A、B都會有氣泡冒出,不過我覺得A應該冒的比較快,B冒的比較慢。師:冒出的氣體是氧氣,該如何檢驗?
生:用點燃但無火焰的衛生香來檢驗這種氣體。可以看到A的火焰大,B的火焰小。
師:很好,那可以得出什么結論? 生:酶具有高效性
師:你們小組思路很清晰,分析合理到位,實驗設計很嚴謹。下面我們把這個實驗直觀呈現一下。
教師播放過實驗的動畫,實驗最后教師點撥實驗注意的事項:要用干凈的試管、肝臟要新鮮、不要用同一個膠頭滴管、衛生香不可插入氣泡中。
師:從這個實驗,我們可以看出酶具有高效性。我們口腔里有唾液淀粉酶,也具有高效性,那為什么塞進牙縫的肉絲兩天還沒有被消化? 生:肉絲的成分是蛋白質,唾液淀粉酶主要是對淀粉其作用。
師:你分析得很到位,按你所說,我們推測酶還具有專一性。那我們設計實驗來驗證一下,變化的量是什么?
生:底物相同的話,酶的種類不同;酶的種類相同的話,那底物不同,有兩種設計。
教師展示實驗原理、實驗材料及工具。
師:大家看一下實驗原理,思考該如何設計,先把思路想清楚。指名學生說出實驗設計的思路。生:取兩只試管,標號為A、B 師:這體現了什么原則?
生:對照原則。然后向A、B試管中加入2ml的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液,然后加入1ml新鮮的唾液,震蕩搖勻。在同一溫度下放置一段時間。師:能解釋一下這一步的操作意圖嗎? 生:淀粉酶發揮作用需要有一段時間。
師:如果淀粉酶發揮了作用,會出現什么結果? 生:那物質就會被分解為還原性的糖。
師:那這個實驗就變成了還原性糖的檢驗實驗。
生:處理完之后,向兩只試管中低價3-4滴班氏試劑。振蕩搖勻,然后放在大燒杯中水浴加熱。
師:操作很規范。那你可以預測一下實驗現象嗎?
生:如果A試管出現磚紅色的沉淀,B沒有,那說明沒具有專一性。如果A、B都沒有,或者A、B都有,那說明酶不具有專一性。
師:分析的很全面。我們看一下酶促反應的示意圖,一個是催化合成反應,另一個是對話的分解反應。從圖中我們可以形象的看出酶上面的接觸位點恰好能跟底物無權重合,就像是一把鑰匙開一把鎖一樣。這樣的結構決定了酶的專一性這一功能特性。
3、探究影響酶活性的因素
師:到這里我們了解了酶和無機催化劑的不同點,酶具有專一性和高效性,那么這兩個特性的發揮是不是在任何條件下都可以呢?當你感冒發燒的時候不想吃東西,看來體內酶的活性受到了影響,那么是哪個因素影響的? 生:溫度。
師:那要探究溫度對酶活性的影響,變量是什么? 生:溫度
師:也就是說在實驗條件控制的時候,只有溫度這個因素是變化的,其他因素都得相同。遵照對照的原則,你可以做兩組,也可以做很多組的對照。這個實驗中添加物質的順序是加酶,加底物,然后再放到設置的溫度下,可以嗎? 生:不可以,這樣在沒有到設置控制條件反應就已經發生了,實驗結果就會受到影響。
師:那正確的順序應該是?
生:加酶放到設置溫度的,然后加底物 師:很好,設計很合理。多媒體展示數據
師:這是一些列溫度處理淀粉酶分解淀粉的數據,還原性糖的含量代表了酶的活性。在學案上畫一下這個曲線,先描出關鍵點,然后再用平滑的曲線連起來。指名學生到黑板上作圖。作圖完成后,請學生評價一下,教師根據情況作出積極的評價。
師:從這個圖像我們可以看出,溫度對酶的活性有沒有影響? 生:有影響
師:圖中有個最高點,我們把此時的溫度稱為最適溫度,在這個溫度下酶的活性最高。在此溫度之前,隨溫度上升,酶的活性升高,這說明了低溫抑制了酶的活性,在最高點之后為什么不升高了呢? 生:溫度過高使酶失活、師:很好。如果我們把溫度降到最適的溫度,活性能不能恢復? 生:不能,高溫破壞了酶的空間結構。
師:看來這個過程是不可逆的。下面看一則資料,是加酶洗衣粉的用法說明,你從中悟到了什么? 學生閱讀材料。
生:酶起催化作用需要適宜的溫度。
師:以后要把這一點應用到生活中。那溫度是不是影響酶的唯一因素呢?口腔中的唾液淀粉酶進入胃后不再發生作用,溫度差不多的,那是什么因為影響了其作用的發揮呢?
多媒體展示 唾液的最適PH為6.2-7.4 胃液的最適PH為0.9-1.5 生:PH值會影響酶的活性
師:實驗設計的思路跟哪一個一樣?
生:很好,我們通過視頻來看這個過程。變量是PH值 動畫演示PH值影響的實驗過程。學生得出結論PH值影響的活性 PPT展示PH值與反應速率的圖像
師:酶的活性最高的PH值稱為最適PH值,過高過低都會使酶失活,而且是不可逆轉的。
教師總結酶和無機催化劑相比有高效性和專一性,但必須要有適宜的溫度和PH值。
(三)課堂小結
1、酶的定義
2、酶的特性
3、影響酶活性的因素
4、實驗設計的原則
(四)拓展提升,德育滲透
1、加酶洗衣粉
教師強調加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉在環保上的重要意義。2.凝乳酶
3、在釀酒工業中的應用
從中學生可以得出結論:酶具有專一性
4、酶在環保中的應用
圖片展示海上原油泄漏、垃圾成堆、校園中滿滿的垃圾桶
師:有一種從動植物體內中提取的脂肪酶通過發酵可以解決這些問題,在綠色環保方面上,酶發揮著重要的作用。我們可以通過科技使如今的環境變得越來好。與其污染后治理不如我們從根源上杜絕污染問題,從我們的身邊小事做起。
(五)習題精練
1.在“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”實驗中加入肝臟研磨液與加入氯化鐵的試管反應程度類似,都不劇烈,可能的原因是:()A.過氧化氫溶液配置時間過長 B.肝臟不新鮮 C.試管不潔凈 D.A、B都有可能
2.市場上有一種加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶,它的催化活性很強,衣物的汗漬、血漬及人體排放的蛋白質、油漬遇到它,皆能水解而除去,下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗滌的是:()
①棉織品 ②毛織品 ③腈綸織品 ④蠶絲織品⑤滌綸織品 A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤
3.下列有關酶的敘述中,正確的是:
()①具有分泌功能的細胞產生的
②有的從食物中獲得,有的由體內物質轉化而來 ③幾乎所有活細胞都能產生酶 ④絕大多數酶是蛋白質
⑤有的酶是蛋白質,有的酶是固醇 ⑥酶在代謝中有多種功能
⑦在新陳代謝和生殖發育中起調節作用 ⑧酶只起催化作用
A.①②⑤ B。②③⑦ C。③④⑧ D。④⑤⑥
4.將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一容器中,調整pH至2.0,保持在37℃的水浴鍋內,過一段時間后,容器內剩余的物質是()
A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B.唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
第二篇:高三生物教學設計之酶的作用
高三生物教學設計之酶的作用
以下是查字典大學網小編精心為大家分享的?高三生物教學設計之酶的作用,讓我們一起學習,一起進步吧!。降低化學反應活化能的酶——酶的作用
一、版本:人教版 高中生物必修1
二、設計內容:第5章 細胞的能量供應和利用 第1節降低化學反應活化能的酶(第1課時——酶的作用)
三、設計理念
在實施新課程中,需要構建與新課程理念相適應的教學策略。根據新課程理念,高中生物重在培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等生物科學素養。使學生由以前的“學會”到“想學”再到“會學”,“引導──探究” 發現式教學法就是在這種理念下應運而生的,該教學法以問題解決為中心的學習方式。本節課以“引導──探究”科學發現的過程來學習科學研究的方法為設計理念。符合《基礎教育課程改革綱要(試行)》的要求:“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀,倡導學生主動參與、合作學習、樂于探究、勤于動手,培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”。該理念的運用有利于學生科學素養、協作精神的培養,有利于培養學生的創新精神和實踐能力,有利于學生主動建構知識、發展能力、形成正確的情感態度與價值觀。它不僅重視知識的獲取,而且更加重視學生獲取知識的過程及方法,更加突出地培養學生的學習能力。在問題的推動下、在教師的引導下,學生學得主動,學得積極,真正體現了“教為主導,學為主體”的思想。
四、教材分析 1.地位和作用
“降低化學反應活化能的酶” 第1課時——酶的作用,主要探討酶在細胞代謝中的作用。該內容以第4章第3節物質的跨膜運輸方式中的主動運輸需要消耗能量以及初中生物學“消化”為基礎。學習本節利于“細胞代謝的學習”,利于選修模塊中有關酶的應用、微生物發酵、蛋白質提取和分離等知識的學習。2.教學目標
(1)知識目標:說明酶在代謝中的作用(ⅰ)。
(2)技能目標:進行有關的實驗和探索,按所設計的實驗方案和步驟,正確完成相關的實驗操作。學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實驗(ⅱ)。(3)情感目標:①評價自己的實驗結果,②參與交流,聽取別人的正確意見,維護或修改自己的方案和意見。3.過程與方法
通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗,感悟酶作為催化劑特點,及控制變量的方法。利用教材上形象、直觀的圖解和文字說明,讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。
4.確定教學重、難點及解決方法 教學重點:酶的作用。
[解決方法]利用學生對無機催化劑的知識基礎切入,引入酶的學習。通過實驗、資料分析得出酶的作用。自然界中的生命現象都與酶的活動有關,活細胞內全部的生物化學反應都是在酶的催化下完成的。在人體內,大約每分鐘要發生幾百萬次的化學反應,這么多的化學反應之所以能在常溫、常壓下進行,完全是因為酶的作用,酶是一種什么樣的物質?在化學反應中是怎樣起作用的?顯然應是本節課內容的重點。教學難點:①酶降低化學反應活化能的原理。②控制變量的科學方法。
[解決方法] ①利用教材上形象,直觀的圖解和文字說明,讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。②通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗,感悟酶作為催化劑特點,及控制變量的方法。活化能這個名詞在高中生物教材體系中是第一次出現,無論是學生還是教師對這個名詞都很陌生。化學反應之所以能進行,就是達到反應所需的活化能。在酶的作用下,原來不能進行反應的物質發生了反應,是增加了反應物的自由能,還是降低了反應所需的活化能?通過實驗和類比,必需要讓學生理解。在過去幾年的高考中,雖然出現了實驗設計,但在教材中沒有關于控制變量的內容,在本節教材介紹了控制變量的系列名詞,但對剛剛接觸高中生物實驗的學生而言,不能說不是一個難點。
五、設計思路
從物質跨膜運輸方式──主動運輸需要能量入手,引出第5章細胞的能量供應和利用。再從教材提供的問題探討──斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用進入學習情境,是有趣的,并能和學生已有經驗──對消化酶的了解結合起來。利用學生對無機催化劑的知識基礎切入,引導學生進入新課學習。既然學生們知道無機催化劑的作用,就讓學生通過比較實驗來認識酶的催化作用以及與無機催化劑的差別。教師在安排學生做實驗時要注意學生對實驗的理解,落實好本節課的目標。本節課的實驗需要設置實驗組和對照組,建議教師利用直觀的手段(繪圖或電子幻燈等)將實驗的裝置特別是實驗組和對照組的裝置分別向學生展示,以增加學生實驗操作和討論的效率,或者采取分組實驗進行實驗討論(此法效果很好)。在學生獲得感性知識的基礎上要求學生體會什么是自變量、因變量、無關變量以及什么是對照實驗,再通過對實驗中自變量改變訓練學生在實驗設計中如何控制變量。顯然,這種編排有助于引導學生學會確認和控制變量,有助于培養學生的科學探究能力。
學生通過親身感知酶的作用,順理成章引入酶在化學反應中能夠降低化學反應的活化能知識點。教材利用卡通式插圖、圖解和文字敘述,指出酶能夠顯著降低化學反應所需的活化能。通過形象、直觀的圖解和文字說明以及繪制“沒有催化劑、無機催化劑、酶的催化效率曲線”的比較,進一步讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能(酶催化作用更加顯著),利于學生理性認識。
六、教學用具:ppt幻燈片、實驗材料、器材
七、課前準備:分組實驗(“比較過氧化氫在不同條件下的分解”)材料用具的準備;ppt課件制作。
八、教學過程: 教學步驟 教師活動 學生活動 設計意圖(一)引入
復習:物質跨膜運輸中的主動運輸需要的條件?(細胞的主動運輸需要能量。細胞內有機物的合成需要能量。肌細胞的收縮需要能量……細胞作為一個基本的生命系統,只有不斷輸入能量,才能維持生命活動的有序性)。(太陽能是幾乎所有生命系統中能量的最終源頭。外界能量輸入細胞,并為細胞所利用,都要經過復雜的化學反應)。“幾乎”一詞留有余地,不絕對,應引起學生的注意。問題1:鳥類的消化系統的組成?消化分為幾類及其主要場所在哪里? 問題探討—ppt展示意大利科學家斯帕蘭札尼的實驗。提出問題:
問題2:這個實驗要解決什么問題? 問題3:是什么物質使肉塊消失了? 問題4:與外界的化學反應相比,生物體內的化學反應有什么特點?(條件溫和、效率高);問題5:在學習化學知識中,我們為了讓一些化學反應更容易地進行,會使用催化劑,那無機物催化劑和生物體內的催化劑在反應條件上,效率上有什么區別呢? 在化學課上,我們知道,有些化學反應容易進行,有些化學反應需要添加某種物質之后并且可能需要在特定的環境中才能進行。這種能夠促進化學反應進行的物質,叫催化劑。細胞中的化學反應比起同學們在化學課上所學的反應要復雜得多,而且有些反應在細胞外,單純用無機化學的手段是無法進行的,而在細胞內卻可以快速地順利地進行。這是為什么呢?(教師注意引導分析,答對的要肯定、鼓勵、贊揚;答錯的也要保護學生的積極性。)對于生物體來說要進行的生理活動非常之多,構成生物體的每一個細胞物質需要不斷的合成和分解,不斷地處于自我更新的狀態,這種自我更新完全依賴于細胞內的發生的生物化學反應,每一個化學反應都伴隨能量變化。閱讀、識圖
思考討論。理解細胞是一個生命系統,內部有分工合作的各種結構,這些結構是有序的,而這些結構的成分需要不斷地更新,這就需要不斷地從外界輸入能量,否則,細胞內部分工合作的有序結構將被破壞,最終導致細胞死亡。回憶初中知識,閱讀問題,探討內容,進行相關的討論 思考教師提出的問題。學生回答,學生評價。討論、歸納、總結
引導學生閱讀、識圖。注意把握對加點詞的理解和解釋。“生命活動的有序性”是一個深奧的道理,在這里不必做詳盡的解釋,否則將限入泥潭。只需簡要說明即可。目的是利用學生已有的知識去解答“問題探討”。以此激發學生強烈的求知欲。
思維熱身。引導學生分析說明。
通過學生已有的經驗(化學知識)引導學生構建新的知識。讓學生通過實例進行“細胞代謝”概念建構(二)細胞代謝
細胞內的環境是一個常溫常壓下的狀態,在這種環境下化學反應卻能高效有序地發生,即細胞代謝。而細胞代謝應該有適合的生物催化劑——酶。引導學生產生疑問:酶在細胞代謝中起了什么作用?究竟是怎樣起作用的呢?(三)酶在細胞代謝中的作用─“比較過氧化氫在不同條件下的分解”
通過細胞代謝中產生的有害物質過氧化氫在不同條件下的分解實驗來解決這些問題。
方案:指導學生閱讀,設計實驗觀察表格,分組完成實驗。討論問題:
問題1:2號管發生了什么現象,說明了什么? 問題2: 3、4號管中,fecl3和過氧化氫酶起了什么作用。(說明催化劑并沒有并沒有提高分子的能量,而是把發生反應所需要的活化能降低了)問題3: 3、4號管中,哪個反應速度快?說明什么問題?(說明酶具有高效性)問題4:這個實驗的結論? 通過實驗你還能提出什么問題? 學生可能提出以下的問題: ①該實驗的原理是什么? ②這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟? ③為什么要將肝臟制成研磨液? ④滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時,可否共用一個吸管?為什么? ⑤實驗的關鍵是什么?判斷依據是什么? 閱讀相關的課文內容,設計表格;學生進行分組實驗。
師生共同分析總結:表格的設計;記錄實驗結果。
展開討論,并回答問題。完成探究活動,并進行交流和表達.討論
采取同伴互助:一學生提出問題,由其他學生解答。培養學生閱讀、理解能力及對知識轉化能力。培養小組協作精神、交流與合作能力。培養學生發現問題、解決問題的能力。控制變量 自變量 因變量 無關 變量 對照組 實驗組
2號:90℃水浴加熱 3號:加入3.5% fecl32滴 4號:加入20%肝臟研磨液2滴
h2o2分解速度用產生氣泡的數目多少表示
加入試劑的量;實驗室的溫度;fecl3和肝臟研磨液的新鮮程度。1號試管 2、3、4號試管
控制變量:講解教材p79相關內容,讓學生了解實驗設計的原則。
討論:指出“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中自變量、因變量、無關變量、對照組、實驗組。
問題1: 自變量中fecl3如果改成滴加8滴則實驗結果如何?是否違背對照實驗設計原則? 問題2: 自變量,無關變量能否發生轉變? 小組合作討論 小組合作討論
知識難點采取小組合作學習方式,利于難點突破.對學生進行求異思維訓練.活化能 歸納小結
引導:試管2產生氣泡較多是因為加熱所致,加熱使h2o2分子得到了能量,從常態轉變為容易分解的活躍狀態。我們把這種轉變所需要的能量稱為活化能。ppt展示:h2o2分子由常態形成活躍狀態.思考分析:
問題1.汽油在常溫下會不會自發地起火?為什么?(在高溫下,少數汽油分子獲得了一定的能量而被活化,才能發生氧化反應.)問題2.為什么鐵和過氧化氫酶能提高過氧化氫的分解反應的速率呢? ppt展示教科書圖5-1.問題1:在20℃測得的過氧化氫分解的活化能,從圖中你能得出什么結論? 條? 件
沒在催化劑催化 用膠狀鉑催化 用過氧化氫酶催化 活化能/kj·mol-1 75 54 29 問題2:請將教科書圖5-2在坐標中繪制出來.問題3:請在同一個坐標中繪制”無催化劑、無機催化劑、有酶催化三種條件下分解等質量h2o2曲線圖”。閱讀教材,結合實驗,加深對活化能這一概念的理解。討論 學生歸納
難點通過動畫形象的多媒體演示讓學生在愉快中理解概念.注重與現實生活的聯系。培養學生圖形轉換能力.培養學生比較、歸納能力.構建系統知識 練習反饋
(教師按照ppt上試題難度排成第一關、第二關、第三關、第四關、第五關,讓學生自由闖關)。培養學生應用知識解決問題能力。
通過小編為大家分享的高三生物教學設計之酶的作用?,希望對大家有所幫助。
第三篇:酶教學設計
一、設計理念
在實施新課程中,需要構建與新課程理念相適應的教學策略。根據新課程理念,高中生物重在培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等生物科學素養。使學生由以前的“學會”到“想學”再到“會學”,“引導──探究” 發現式教學法就是在這種理念下應運而生的,該教學法以問題解決為中心。本節課以“引導──探究”科學發現的過程來學習科學研究的方法為設計理念。符合《基礎教育課程改革綱要(試行)》的要求:“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀,倡導學生主動參與、合作學習、樂于探究、勤于動手,培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”。該理念的運用有利于學生科學素養、協作精神的培養,有利于培養學生的創新精神和實踐能力,有利于學生主動建構知識、發展能力、形成正確的情感態度與價值觀。它不僅重視知識的獲取,而且更加重視學生獲取知識的過程及方法,更加突出地培養學生的學習能力。在問題的推動下、在教師的引導下,學生學得主動,學得積極,真正體現了“教為主導,學為主體”的思想。
二、教材分析
1.地位和作用
“降低化學反應活化能的酶”第1課時——酶的作用和本質,主要探討酶在細胞代謝中的作用。該內容以第4章第3節物質的跨膜運輸方式中的主動運輸需要消耗能量以及初中生物學“消化”為基礎。學習本節利于“細胞代謝”的學習,利于選修模塊中有關酶的應用、微生物發酵、蛋白質提取和分離等知識的學習。
2.教學目標
(1)知識目標:說明酶在細胞代謝中的作用。
(2)能力目標:進行有關的實驗和探索,按所設計的實驗方案和步驟,正確完成相關的實驗操作。學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實驗。
(3)情感目標:
①評價自己的實驗結果。
②參與交流,聽取別人的正確意見,維護或修改自己的方案和意見。
3.過程與方法
通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗,感悟酶作為催化劑的特點及控制變量的方法。利用教材上形象、直觀的圖解和文字說明,讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。
4.確定教學重、難點及解決方法
教學重點:酶的作用。
[解決方法]利用學生對無機催化劑的知識基礎切入,引入酶的學習。通過實驗、資料分析得出酶的作用。自然界中的生命現象都與酶的活動有關,活細胞內全部的生物化學反應都是在酶的催化下完成的。在人體內,大約每分鐘要發生幾百萬次的化學反應,這么多的化學反應之所以能在常溫、常壓下進行,完全是因為酶的作用,酶是一種什么樣的物質?在化學反應中是怎樣起作用的?顯然應是本節課內容的重點。
教學難點:酶降低化學反應活化能的原理。
[解決方法] ①利用教材上形象、直觀的圖解和文字說明,讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。②通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗,感悟酶作為催化劑的特點及控制變量的方法。活化能這個名詞在高中生物教材體系中是第一次出現,無論是學生還是教師對這個名詞都很陌生。化學反應之所以能進行,就是達到反應所需的活化能。在酶的作用下,原來不能進行反應的物質發生了反應,是增加了反應物的自由能,還是降低了反應所需的活化能?通過實驗和類比,必須要讓學生理解。在過去幾年的高考中,雖然出現了實驗設計,但在教材中沒有關于控制變量的內容,在本節教材介紹了控制變量的系列名詞,但對剛剛接觸高中生物實驗的學生而言,不能說不是一個難點。
三、設計思路
從物質跨膜運輸方式──主動運輸需要能量入手,引出第5章細胞的能量供應和利用。再從教材提供的問題探討──斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用進入學習情境,是有趣的,并能和學生已有經驗──對消化酶的了解結合起來。利用學生對無機催化劑的知識基礎切入,引導學生進入新課學習。既然學生們知道無機催化劑的作用,就讓學生通過比較實驗來認識酶的催化作用以及與無機催化劑的差別。在安排學生做實驗時要注意學生對實驗的理解,落實好本節課的目標。本節課的實驗需要設置實驗組和對照組,利用直觀的手段(繪圖或電子幻燈等)將實驗的裝置特別是實驗組和對照組的裝置分別向學生展示,以增加學生實驗操作和討論的效率,或者采取分組實驗進行實驗討論(此法效果很好)。
因為時間的限制,關于控制變量部分的內容準備安排在下一個課時進行。
學生通過親身感知酶的作用,順理成章引入酶在化學反應中能夠降低化學反應的活化能知識點。教材利用卡通式插圖、圖解和文字敘述,指出酶能夠顯著降低化學反應所需的活化能。通過形象、直觀的圖解和文字說明以及繪制“沒有催化劑、無機催化劑、酶的催化效率曲線”的比較,進一步讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能(酶催化作用更加顯著),利于學生理性認識。
四、教學用具:PPT課件、實驗材料、器材。
五、課前準備:分組實驗(“比較過氧化氫在不同條件下的分解”)材料用具的準備;PPT課件制作。
六、教學過程
(一)引入
復習:物質跨膜運輸中的主動運輸需要什么條件?
細胞的主動運輸需要能量。細胞內有機物的合成需要能量。肌細胞的收縮需要能量??細胞作為一個基本的生命系統,只有不斷輸入能量,才能維持生命活動的有序性。
太陽能是幾乎所有生命系統中能量的最終源頭。外界能量輸入細胞,并為細胞所利用,都要經過復雜的化學反應。
(“幾乎”一詞留有余地,不絕對,應引起學生的注意。)
(二)酶的作用
1.細胞代謝
由細胞的主動運輸需要能量,細胞內有機物的合成需要能量等引入細胞內能量的獲得和利用都必須通過化學反應,進而引入細胞代謝的概念:細胞中每時每刻都進行著許多化學反應,統稱為細胞代謝。
在化學課上,我們知道,有些化學反應容易進行,有些化學反應不容易進行,有的需要加溫加壓才能進行,有的需要添加某種物質之后并且可能需要在特定的環境中才能進行。這種能夠促進化學反應進行的物質,叫催化劑。
細胞中的化學反應比起同學們在化學課上所學的反應要復雜得多,而細胞內的環境是一個常溫常壓下的狀態,在這種環境下化學反應卻能高效有序地發生,這是為什么呢?
2.斯帕蘭札尼實驗
下面我們來看一個有趣的實驗。
PPT展示意大利科學家斯帕蘭札尼的實驗。
提出問題:
問題1:這個實驗要解決什么問題?
問題2:是什么物質使肉塊消失了?
學生閱讀、思考教師提出的問題,探討內容,進行相關的討論,然后學生回答,學生評價。
(教師注意引導分析,答對的要肯定、鼓勵、贊揚;答錯的也要保護學生的積極性。)
學生根據初中的知識,可能會答出酶的作用,教師加以引導,提出胃蛋白酶的名稱。
3.比較過氧化氫在不同條件下的分解
通過上面的實驗,說明胃蛋白酶能幫助我們順利完成食物的消化,那么,我們身體里細胞內是不是也有其他的酶和胃蛋白酶一樣幫助細胞中的化學反應能順利地進行呢?下面我們通過過氧化氫在不同條件下的分解實驗來解決這些問題。
過氧化氫是細胞代謝中產生的有害物質,只有及時將其分解,才能使細胞免受其害。在常溫常壓下,過氧化氫能迅速分解嗎?請同學們取一支試管,注入2mL的過氧化氫溶液,觀察其變化。
提出問題:
請同學們想想,有什么方法能使過氧化氫的分解速度加快呢?
方案:指導學生閱讀,設計實驗,觀察表格,分組完成實驗。
學生閱讀相關的課文內容,設計表格;進行分組實驗。
師生共同分析總結:表格的設計;記錄實驗結果。
討論問題:
問題1:2號管發生了什么現象,說明了什么?
問題2:
3、4號管中,FeCl3和過氧化氫酶起了什么作用?
問題3:
3、4號管中,哪個反應速度快?說明什么問題?
問題4:這個實驗的結論?
學生展開討論,并回答問題。完成探究活動,并進行交流和表達(討論可采取同伴互助:一學生提出問題,由其他學生解答)。
通過實驗你還能提出什么問題?
學生可能提出以下的問題:
①該實驗的原理是什么?
②這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟?
③為什么要將肝臟制成研磨液?
④滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時,可否共用一個吸管?為什么?
⑤實驗的關鍵是什么?判斷依據是什么?
教師要及時給予解答。
4.活化能
引導:試管2產生氣泡較多是因為加熱所致,加熱使H2O2分子得到了能量,從常態轉變為容易分解的活躍狀態。我們把這種轉變所需要的能量稱為活化能。
思考分析:
為什么鐵和過氧化氫酶并未供給過氧化氫能量,也能提高過氧化氫的分解反應的速率呢?
利用課本中的插圖,解釋催化劑催化反應的實質是降低了反應所需的活化能。如果把化學反應比作駕車翻越一座高山,加熱加壓相當于給汽車加大油門,用催化劑則相當于幫司機找到一條穿山隧道。通過前面的實驗,我們可以知道,同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高。再利用PPT中的動畫,讓學生更生動更直觀地理解催化劑催化反應的實質,從而更清楚地知道,正是由于酶的催化作用,細胞代謝才能在溫和條件下快速進行。
5.控制變量
通過分析前面的實驗,引出變量、自變量、因變量、無關變量的概念,進一步提出對照實驗要注意的事項——如何控制變量。
6.回到斯帕蘭札尼的實驗,提出第3個問題:已知胃液呈酸性,胃液中除了胃蛋白酶外,還含有酸和水,怎樣才能證明你的推測?
(引導學生根據前面關于變量的知識,設計實驗來驗證。教師注意引導分析,答對的要肯定、鼓勵、贊揚;答錯的也要保護學生的積極性。)
(四)布置作業
(五)板書設計
第5章 細胞的能量供應和利用 第1節 降低化學反應活化能的酶 第一課時 酶的作用
細胞代謝:細胞內全部的化學反應。
酶的作用:降低活化能更顯著,催化效率更高。
第四篇:藥物代謝在藥品開發的作用論文
藥物代謝動力學,是定量研究藥物在生物體內吸收、分布、代謝和排泄((ADME)隨時間變化的過程及規律的一門學科。新藥的開發、藥物的評價以及臨床藥物的治療都離不開藥物代謝動力學。縱觀國內國際的藥物研發歷史,剛初始的偶然性、經驗性的藥物研究已經發展到現今的系統性科學性研究。美國最近一項報告指出,藥物研究過程中只有10%的新藥候選物可進人市場,而大約40%的藥物是由于無體內活性或藥物代謝動力學參數不佳而遭淘汰。藥物代謝動力學越早的介人到藥品研發中,就能越早的排除藥物代謝動力學參數不理想的候選化合物,從而更好的控制藥物研發時間,降低藥物研發成本。另外,藥物代謝動力學新的研究進展也可以為藥物創新提供不一樣方法途徑。高通量篩選、藥物作用新靶標、信息技術等新的藥物篩選模型和技術加快了新藥研究速度。本文就藥物代謝研究在新藥設計和新藥開發及應用等方面的作用作一論述。
1藥物代謝動力學在新藥設計中的作用
藥物代謝動力學性質是除藥效外考察新藥的另一個重要篩選指標。低毒性、穩定的作用時間以及良好的生物利用度是理想藥物不可或缺的3個要素。然而很多藥物并不能滿足臨床要求,出現的問題可能為毒性太高、代謝太快、藥效強度不大、吸收不好生物利用度低等。因此根據藥物代謝試驗反映出來的問題需要對藥物的“hot-spot"進行該造。
1.1對藥物分子進行改造,使其在體內不經代謝對先導藥物進行結構改造可得到在體內不代謝或僅經水解酶代謝的候選物。在體內不經代謝,可以避免系統酶對藥物分子的生物轉化,從而減少甚至避免活性代謝產物或者毒性代謝產物的產生。由焦磷酸鹽改造而來的骨吸收抑制劑雙磷酸鹽(hisphosphonates)正是如此。在體外焦磷酸鹽可以通過與磷酸鈣的結合從而阻止磷酸鈣晶體的進一步變化,但焦磷酸在體內較易水解,無法實現與磷酸鈣的結合,但如果將焦磷酸中的P-O-P鍵用P-C-P鍵取代時,可以得到與焦磷酸鹽有相似活性的雙磷酸鹽,其在體內的代謝途徑只有腎排泄。因此,這類安全、低毒的藥物在藥物設計中常被應用。但是體內存在多種代謝酶,作用底物廣泛,因此機理開發藥物較難得到。
1.2對藥物分子進行改造,增強其代謝穩定性大部分藥物進人體內要經過P450酶系統的作用,經過酶的處理,藥物活性大多減弱或者消失,若對藥物進行分子改造,阻止其被酶處理快速失活,則可相應增強藥物效果。最早用于口服的頭抱菌素類藥物頭抱菌素111,在體內吸收后被代謝為去乙酞頭抱霉素111,其體外抑G一菌的作用減弱為母藥的1/4-1/8。若將藥物分子中的3CHOCOCH3改為3-CH3后,代謝穩定性增加。
1.3對藥物分子進行改造,增大其生物利用度,降低其毒性有些藥物在研發初期發現生物利用度較低,可以對原藥進行修飾,從而達到增大其生物利用度的目的。例如,氨節西林(ampicillin)親脂性較差,口服用藥只吸收30%-40%,將極性基團梭基醋化后生成匹氨西林,口服吸收好,在體內經水解后產生氨節青霉素而發揮作用。同樣道理,如果研發初期發現原藥毒性較大,努力找到原藥的關鍵化學部位,對其進行嘗試性的改造,從而進一步挖掘出毒性較小的修飾物。
2藥物代謝研究在篩選新藥方面的作用
對藥物代謝產物的分析和研究將會給新藥的開發提供很多思路和方法。現在廣泛采用的方法是利用多種高通量體外篩選模型對藥物的代謝特征進行篩選,以便在新藥開發早期就確定待篩選的繼續研究價值。部分藥物進人體內經過代謝,產生的代謝產物的相應藥效反而增強,高于原藥相應藥效,這時就可以合成此代謝產物作為新一代的替代藥物。例如:第二代抗過敏藥去梭氯雷他定的開發,在對氯雷他定藥物代謝研究中發現,氯雷他定在消化道被代謝掉乙氧碳基側鏈后,生成的去梭氯雷他定的活性反而增強。雖然這種情況發生的幾率較小,但藥物的代謝活化可以為尋找新藥提供直接的線索。
3藥物代謝研究在促進中藥現代化方面的作用
在歐美等西方國家,中醫藥理論尚未被廣泛理解和接受,而中醫藥要想有突破性的發展,必須打進西方醫藥市場。現在禁錮中醫藥的是活性成分不明,作用機理不能用化學藥物代謝動力學的方法診釋。藥物代謝研究是實現中藥現代化的一把重要鑰匙,部分中藥的體內體外活性差異巨大,可以在體外設計出與體內相似的生物環境來代謝中藥提取物,從而進一步分離發現新的有效物質。但是同時中藥提取物除了受胃腸道的代謝外,還會受到其他系統組織的影響,代謝產物繁多,因而分離鑒定難度較大。
單方及復方中藥,都是一個龐大的系統,其藥理活性的表現是多個單體化學物質共同作用的結果。辨證論治、君臣佐使等原則又是中醫用藥的精髓,整體觀思想又是中藥研究的一大特點,也是中藥藥動學研究應遵循的指導思想。然而近年來對中藥藥物代謝動力學研究分有限,中藥藥物代謝動力學發展阻力依然很大。中藥要實現現代化,①要突破現在流行的單組分藥物代謝動力學模型的方法,建立以中藥多個單體化學物質為基礎總量統計矩藥動學數學模型的方法;②一個良好的符合中醫藥特性的數學模型是必不可少的,在中藥藥物代謝動力學中的許多理論瓶頸問題都可以嘗試用總量統計矩數學模型解決;③中藥譜效學與中藥藥物代謝動力學的聯合使用,開拓了中藥現代化的新思路;最后,代謝組學的介人,將會極大的解決中藥及其復方的藥物代謝動力學問題。
4藥物代謝研究在促進合理用藥方面的作用
現代用藥的一個特點就是多藥并用,而其負面作用是不良事件的顯著增加。造成藥物不良反應增加的一個原因就是藥物之間易發生代謝性相互作用。鈣通道阻滯劑美貝地爾與其他藥物尤其是心血管類藥物合用時,會發生代謝性藥物相互作用不良反應,原因就是其為強的肝藥酶(CYP3A4)抑制劑。與美托洛爾合用后能使其血藥濃度增加4-5倍,從而導致嚴重心動過緩,有4例發生嚴重心源性休克,其中1例死亡;與環抱素合用后能使其血藥濃度增加2-3倍,進而產生嚴重的腎毒性和氮質血癥。
5研究前景與展望
藥物基因組學是近年來發展的一門新興學科,其中藥物應答是藥物基因組學的關鍵。由于藥物基因的差異影響了藥物代謝轉化和動力學,因此,在基因水平上對人體進行研究為藥物代謝動力學研究提供了一個新的思路,如由于分子生物學的發展使藥物代謝酶轉基因細胞系研究得以實現。
在新藥開發的任何階段都離不開藥物代謝動力學的參與,在每個階段藥物代謝動力學研究結果都起到左右候選化合物命運的作用。因此,運用藥物代謝動力學對化學物質進行ADME評價與分析,評估化學物質活性最強時的最佳化學結構,盡早排除無用候選化合物,篩選出潛力化合物。然而處于初始階段的中藥復方代謝產物研究仍然缺乏科學的系統研究以及適當具體方法的指導。因此,摸索出一個中藥復方代謝研究的通用方法,闡釋中藥復方的作用機理,分析中藥復方的具體活性物質成分是當前中藥新藥研發的癥結所在,這對中藥的國際化及現代化都有重要意義。
第五篇:“酶的特性”教學設計
“酶的特性”教學設計
一、教材分析
“酶的特性”是《普通高中課程標準生物教科書 分子與細胞(必修1)》(人教版)第五單元第一節《降低化學反應活化能的酶》第二課時的內容,在學習了第1課時“酶的作用和本質”,以及初中人體內消化酶知識的基礎上,結合探究“影響酶活性的條件”實驗,進一步理解酶的三大特性,不僅鞏固了第一節的探究實驗方案設計中變量的控制內容,也為后面學習ATP的合成與分解,光合作用,細胞呼吸等重要內容奠定了堅實的基礎。關于酶的催化特性的特點,教材中首先安排了有關實驗,讓學生通過實驗,切身體會到酶的催化作用具有高效性的特點。符合學生由感性到理性的認知規律。
二、教學目標
知識目標:概述酶的特性和影響酶活性條件的知識體系。
能力目標:進行酶的特性、影響酶活性的條件、控制變量的實驗探究活動。情感目標:養成勇于質疑、自主探究、合作學習的科學探究精神。
三、教學重點和難點
重點:建構酶的特性知識體系,探究影響酶活性的條件。難點:影響酶活性條件的實驗設計與實施。
四、教學過程
[教師引入]:酶是生物催化劑,它當然具有一般無機催化劑的特點。[學生回答]:酶和無機催化劑的相同點:
1、酶和無機催化劑在化學反應前后本身不發生化學性質和數量上的變化;
2、只能加快反應速率,縮短反應達到平衡所需要的時間而不能改變反應的平衡點。師:酶與無機催化劑相比,又有哪些不同之處?這是我們今天需要探討的問題。[新課]
1、酶的高效性
師:提問:通過Fe3+、H2O2酶催化H2O2分解速率比較的實驗探究,同學們已經建構出酶具有什么特性?
生:酶的催化作用具有高效性。
2、酶具有專一性
向學生提供分析材料:①單獨咀嚼米飯一段時間后,感覺有甜味,試分析是什么原因。(唾液中含有淀粉酶,淀粉在酶的作用下水解成麥芽糖,麥芽糖有甜味)
②早晨起床發現昨晚夾在牙縫中的瘦肉絲依然存在,又是什么原因?(瘦肉的主要成分是蛋白質,唾液中無消化蛋白質的酶,所以無法將其分解。)探究實驗:
[教師提問]:假如將H2O2酶催化H2O2分解的實驗作如下更改,實驗結果又將如何呢?①更換酶──將豬肝研磨液換成淀粉酶。②更換底物──將H2O2換成淀粉液。并請1、2兩大組的同學實驗探究①,3、4兩大組的同學實驗探究②。補充:實驗中要控制變量:
變量:實驗過程中可以變化的因素都可以稱為變量。如選擇催化劑的種類和加入的劑量、反應物的劑量;產生的氧氣量、環境的溫度、pH等
實驗變量:實驗中因實驗目的而確定,人為改變的變量稱作實驗變量。
教師指導學生分析本實驗中的實驗變量是什么?學生分析得出是催化劑的種類(過氧化氫酶和Fe3+)。
無關變量:指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件
教師指導學生分析本組實驗中無關變量有哪些?如何使無關變量在操作中要保持相同? 學生分析得出:無關變量有反應環境的溫度、pH;過氧化氫的劑量等、其各項應在分組實驗中保持相等、穩定、不變。
反應變量:隨著實驗變量的變化而變化的變量稱作反應變量。通常,實驗變量是原因,反應變量是結果,二者具有因果關系。[學生活動]分組實驗。
[教師活動]觀察學生實驗,若學生有關實驗操作不規范,如量取液體的方法不規范等,則予以糾正。同時啟發:加底物的量為多少?加淀粉酶或豬肝研磨液的量為多少?如何檢測淀粉是否分解?……用以指導學生的實驗操作。待學生實驗結束后,提問:探究的結果如何? [學生活動]
1、2組“換成淀粉酶后不產生氣泡”,3、4組“換成淀粉后變藍色”。[教師活動]提問:由此得出的結論是什么?
[學生活動]不同的酶不能催化同一底物反應,同一種酶不能催化不同底物反應。[教師活動]總結:即每一種酶只能催化一種或一類化學反應。這就是酶的專一性。[教師活動]提問:有關酶的催化作用,除剛剛探究的受底物的種類和酶的種類的影響外,同學們還有哪些需要進一步探究的問題呢?并提出要求:以小組為單位相互討論,將問題寫在紙上,然后大家一起交流。
[學生活動]相互討論,羅列問題,并推代表交流問題。如:“會不會受溫度的影響”?“會不會受pH的影響”?“會不會受底物濃度的影響”?“會不會受酶濃度的影響” ?…… 從學生提出的眾多問題中,選擇“酶的催化作用會不會受pH和溫度的影響”兩大問題作為進一步探究的問題。
3、酶的作用條件較溫和
[教師提供]:資料一:實驗證明:用加酶洗衣粉時,溫水的洗滌效果要比冷水好; 資料二:人患感冒發燒時,常常不思飲食,其原因是什么?
資料三:閱讀課文P83探究(影響酶活性的重要條件)第1到3段文字。[教師活動]提出假設:a.酶的催化效率可能受溫度的影響
b.酶的催化效率可能受PH值的影響。并且不同的酶需要不同的PH條件。示例:“溫度對酶活性的影響”實驗方案
[學生活動]完成有關PH值對酶活性影響的實驗設計。
1.布置學生動手實驗,各小組按確定的實驗方案進行實驗,仔細觀察、認真記錄實驗現象。2.師生互動交流實驗結果,培養學生主動獲取知識的能力;學會與人交流,提高語言表達能力。
①學生完成實驗后提問:
a.哪支試管中酶的活性最高?你是如何得出這一結論的?
b.實驗結果與你預期的結果是否一致?你作出的假設是否得到了確認?
c.通過這個探究,你們小組的結論是什么?請嘗試用酶的化學本質的知識解釋本小組的結論。
②各小組匯報實驗結果:
溫度、PH值變化會影響酶的活性,溫度和PH值偏高或偏低,酶的活性都會降低。③結論:酶的作用條件較溫和
教師分析、解釋:過酸、過堿或高溫,都會使酶分子的結構遭到破壞而失去活性。因為酶的化學本質是蛋白質或RNA,這些大分子物質都有其特定的空間結構,當環境中的溫度過高、PH值過高或過低時,這些有機物的空間結構就會發生改變,從而使酶的活性降低甚至失去活性。0℃左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低,沒有破壞酶的空間結構,在適宜的溫度下酶的活性可以恢復。
引導學生根據實驗結果繪出溫度和PH值變化與酶活性的關系大致變化曲線圖。用語言來描述溫度和PH值變化與酶活性的關系曲線的變化特征。訓練學生從函數圖像中提取信息、分析信息的能力和語言表達能力。
五、教師小結 板書設計
一、酶的特性
1、酶具有高效性
2、酶具有專一性
3、酶的作用條件較溫和(1)溫度影響酶的活性(2)PH影響酶的活性
二、探究實驗
六、教學感想
高中生物新課程提出了提高生物科學素養,面向全體學生,提倡探究式學習,注重與現實生活的聯系的基本理念,強調課堂教學要體現學生的“主體性”。這些理念最終都要通過教師的課堂教學行為得以實現,因此,教師是推進新課改最關鍵的因素。那么,我們一線的教師不僅要在新課改理念下創新自己的教學行為,也應該協調好課改后課堂教學與高考的關系。我認為,可以從以下幾方面加以改進:
一、學:學習新課程理念,學習新的教學方法
課改已經進行,但我們仍然看到一部分教師仍然按照老一套的授課方式從頭講到尾,結果整堂課下來,學生和老師都感覺身心疲憊。實施新課程,更新觀念是前提,這就要求我們一是要向書本學習,多讀心課標、優秀教案、教師用書、探究報告等,理解新課程理念。二是要多聽教改專家和特級教師的課。三可以借助網絡學習。四要相互學習。
二、研:加強新課程教學研究,提高教學質量。例如:可以實行集體備課的方式,集中集體智慧,可以通過不斷磨課的方式找出最好的教學方式等。
三、將新課改落到實處,提高學生科學素養的同時更要適應高考要求。如何檢測是否達到了提高學生科學素養的目的,考試仍然是一個重要的檢測手段。因此,我們在運用新的教學方式進行教學的同時,仍然要認真學習研究考綱和考試說明,明確考察重點,對于考試說明沒有而教材有的要大膽刪除,通過對近幾年考題的研究明確高考動向,重視書本,抓雙基,指導學生理清知識網絡,構建生物模型,全面復習,突出重點。
“酶的特性”教學設計
一、教材分析
“酶的特性”是《普通高中課程標準生物教科書 分子與細胞(必修1)》(人教版)第五單元第一節《降低化學反應活化能的酶》第二課時的內容,在學習了第1課時“酶的作用和本質”,以及初中人體內消化酶知識的基礎上,結合探究“影響酶活性的條件”實驗,進一步理解酶的三大特性,不僅鞏固了第一節的探究實驗方案設計中變量的控制內容,也為后面學習ATP的合成與分解,光合作用,細胞呼吸等重要內容奠定了堅實的基礎。關于酶的催化特性的特點,教材中首先安排了有關實驗,讓學生通過實驗,切身體會到酶的催化作用具有高效性的特點。符合學生由感性到理性的認知規律。
二、教學目標
知識目標:概述酶的特性和影響酶活性條件的知識體系。
能力目標:進行酶的特性、影響酶活性的條件、控制變量的實驗探究活動。情感目標:養成勇于質疑、自主探究、合作學習的科學探究精神。
三、教學重點和難點 重點:建構酶的特性知識體系,探究影響酶活性的條件。
難點:影響酶活性條件的實驗設計與實施。
四、教學過程
[教師引入]:酶是生物催化劑,它當然具有一般無機催化劑的特點。[學生回答]:酶和無機催化劑的相同點:
1、酶和無機催化劑在化學反應前后本身不發生化學性質和數量上的變化;
2、只能加快反應速率,縮短反應達到平衡所需要的時間而不能改變反應的平衡點。師:酶與無機催化劑相比,又有哪些不同之處?這是我們今天需要探討的問題。[新課]
1、酶的高效性
師:提問:通過Fe3+、H2O2酶催化H2O2分解速率比較的實驗探究,同學們已經建構出酶具有什么特性?
生:酶的催化作用具有高效性。
2、酶具有專一性
向學生提供分析材料:①單獨咀嚼米飯一段時間后,感覺有甜味,試分析是什么原因。(唾液中含有淀粉酶,淀粉在酶的作用下水解成麥芽糖,麥芽糖有甜味)
②早晨起床發現昨晚夾在牙縫中的瘦肉絲依然存在,又是什么原因?(瘦肉的主要成分是蛋白質,唾液中無消化蛋白質的酶,所以無法將其分解。)探究實驗:
[教師提問]:假如將H2O2酶催化H2O2分解的實驗作如下更改,實驗結果又將如何呢?①更換酶──將豬肝研磨液換成淀粉酶。②更換底物──將H2O2換成淀粉液。并請1、2兩大組的同學實驗探究①,3、4兩大組的同學實驗探究②。補充:實驗中要控制變量:
變量:實驗過程中可以變化的因素都可以稱為變量。如選擇催化劑的種類和加入的劑量、反應物的劑量;產生的氧氣量、環境的溫度、pH等
實驗變量:實驗中因實驗目的而確定,人為改變的變量稱作實驗變量。
教師指導學生分析本實驗中的實驗變量是什么?學生分析得出是催化劑的種類(過氧化氫酶和Fe3+)。
無關變量:指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件
教師指導學生分析本組實驗中無關變量有哪些?如何使無關變量在操作中要保持相同? 學生分析得出:無關變量有反應環境的溫度、pH;過氧化氫的劑量等、其各項應在分組實驗中保持相等、穩定、不變。
反應變量:隨著實驗變量的變化而變化的變量稱作反應變量。通常,實驗變量是原因,反應變量是結果,二者具有因果關系。
[學生活動]分組實驗。
[教師活動]觀察學生實驗,若學生有關實驗操作不規范,如量取液體的方法不規范等,則予以糾正。同時啟發:加底物的量為多少?加淀粉酶或豬肝研磨液的量為多少?如何檢測淀粉是否分解?……用以指導學生的實驗操作。待學生實驗結束后,提問:探究的結果如何? [學生活動]
1、2組“換成淀粉酶后不產生氣泡”,3、4組“換成淀粉后變藍色”。[教師活動]提問:由此得出的結論是什么?
[學生活動]不同的酶不能催化同一底物反應,同一種酶不能催化不同底物反應。
[教師活動]總結:即每一種酶只能催化一種或一類化學反應。這就是酶的專一性。
[教師活動]提問:有關酶的催化作用,除剛剛探究的受底物的種類和酶的種類的影響外,同學們還有哪些需要進一步探究的問題呢?并提出要求:以小組為單位相互討論,將問題寫在紙上,然后大家一起交流。
[學生活動]相互討論,羅列問題,并推代表交流問題。如:“會不會受溫度的影響”?“會不會受pH的影響”?“會不會受底物濃度的影響”?“會不會受酶濃度的影響” ?…… 從學生提出的眾多問題中,選擇“酶的催化作用會不會受pH和溫度的影響”兩大問題作為進一步探究的問題。
3、酶的作用條件較溫和
[教師提供]:資料一:實驗證明:用加酶洗衣粉時,溫水的洗滌效果要比冷水好; 資料二:人患感冒發燒時,常常不思飲食,其原因是什么?
資料三:閱讀課文P83探究(影響酶活性的重要條件)第1到3段文字。[教師活動]提出假設:a.酶的催化效率可能受溫度的影響
b.酶的催化效率可能受PH值的影響。并且不同的酶需要不同的PH條件。示例:“溫度對酶活性的影響”實驗方案
[學生活動]完成有關PH值對酶活性影響的實驗設計。
1.布置學生動手實驗,各小組按確定的實驗方案進行實驗,仔細觀察、認真記錄實驗現象。2.師生互動交流實驗結果,培養學生主動獲取知識的能力;學會與人交流,提高語言表達能力。
①學生完成實驗后提問:
a.哪支試管中酶的活性最高?你是如何得出這一結論的?
b.實驗結果與你預期的結果是否一致?你作出的假設是否得到了確認?
c.通過這個探究,你們小組的結論是什么?請嘗試用酶的化學本質的知識解釋本小組的結論。
②各小組匯報實驗結果:
溫度、PH值變化會影響酶的活性,溫度和PH值偏高或偏低,酶的活性都會降低。③結論:酶的作用條件較溫和
教師分析、解釋:過酸、過堿或高溫,都會使酶分子的結構遭到破壞而失去活性。因為酶的化學本質是蛋白質或RNA,這些大分子物質都有其特定的空間結構,當環境中的溫度過高、PH值過高或過低時,這些有機物的空間結構就會發生改變,從而使酶的活性降低甚至失去活性。0℃左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低,沒有破壞酶的空間結構,在適宜的溫度下酶的活性可以恢復。
引導學生根據實驗結果繪出溫度和PH值變化與酶活性的關系大致變化曲線圖。用語言來描述溫度和PH值變化與酶活性的關系曲線的變化特征。訓練學生從函數圖像中提取信息、分析信息的能力和語言表達能力。
五、教師小結 板書設計
一、酶的特性
1、酶具有高效性
2、酶具有專一性
3、酶的作用條件較溫和(1)溫度影響酶的活性(2)PH影響酶的活性
二、探究實驗
六、教學感想
高中生物新課程提出了提高生物科學素養,面向全體學生,提倡探究式學習,注重與現實生活的聯系的基本理念,強調課堂教學要體現學生的“主體性”。這些理念最終都要通過教師的課堂教學行為得以實現,因此,教師是推進新課改最關鍵的因素。那么,我們一線的教師不僅要在新課改理念下創新自己的教學行為,也應該協調好課改后課堂教學與高考的關系。我認為,可以從以下幾方面加以改進:
一、學:學習新課程理念,學習新的教學方法
課改已經進行,但我們仍然看到一部分教師仍然按照老一套的授課方式從頭講到尾,結果整堂課下來,學生和老師都感覺身心疲憊。實施新課程,更新觀念是前提,這就要求我們一是要向書本學習,多讀心課標、優秀教案、教師用書、探究報告等,理解新課程理念。二是要多聽教改專家和特級教師的課。三可以借助網絡學習。四要相互學習。
二、研:加強新課程教學研究,提高教學質量。例如:可以實行集體備課的方式,集中集體智慧,可以通過不斷磨課的方式找出最好的教學方式等。
三、將新課改落到實處,提高學生科學素養的同時更要適應高考要求。如何檢測是否達到了提高學生科學素養的目的,考試仍然是一個重要的檢測手段。因此,我們在運用新的教學方式進行教學的同時,仍然要認真學習研究考綱和考試說明,明確考察重點,對于考試說明沒有而教材有的要大膽刪除,通過對近幾年考題的研究明確高考動向,重視書本,抓雙基,指導學生理清知識網絡,構建生物模型,全面復習,突出重點。
“酶的特性”教學設計
一、教材分析
“酶的特性”是《普通高中課程標準生物教科書 分子與細胞(必修1)》(人教版)第五單元第一節《降低化學反應活化能的酶》第二課時的內容,在學習了第1課時“酶的作用和本質”,以及初中人體內消化酶知識的基礎上,結合探究“影響酶活性的條件”實驗,進一步理解酶的三大特性,不僅鞏固了第一節的探究實驗方案設計中變量的控制內容,也為后面學習ATP的合成與分解,光合作用,細胞呼吸等重要內容奠定了堅實的基礎。關于酶的催化特性的特點,教材中首先安排了有關實驗,讓學生通過實驗,切身體會到酶的催化作用具有高效性的特點。符合學生由感性到理性的認知規律。
二、教學目標
知識目標:概述酶的特性和影響酶活性條件的知識體系。
能力目標:進行酶的特性、影響酶活性的條件、控制變量的實驗探究活動。情感目標:養成勇于質疑、自主探究、合作學習的科學探究精神。
三、教學重點和難點
重點:建構酶的特性知識體系,探究影響酶活性的條件。難點:影響酶活性條件的實驗設計與實施。
四、教學過程
[教師引入]:酶是生物催化劑,它當然具有一般無機催化劑的特點。[學生回答]:酶和無機催化劑的相同點:
1、酶和無機催化劑在化學反應前后本身不發生化學性質和數量上的變化;
2、只能加快反應速率,縮短反應達到平衡所需要的時間而不能改變反應的平衡點。師:酶與無機催化劑相比,又有哪些不同之處?這是我們今天需要探討的問題。[新課]
1、酶的高效性
師:提問:通過Fe3+、H2O2酶催化H2O2分解速率比較的實驗探究,同學們已經建構出酶具有什么特性?
生:酶的催化作用具有高效性。
2、酶具有專一性 向學生提供分析材料:①單獨咀嚼米飯一段時間后,感覺有甜味,試分析是什么原因。(唾液中含有淀粉酶,淀粉在酶的作用下水解成麥芽糖,麥芽糖有甜味)
②早晨起床發現昨晚夾在牙縫中的瘦肉絲依然存在,又是什么原因?(瘦肉的主要成分是蛋白質,唾液中無消化蛋白質的酶,所以無法將其分解。)探究實驗:
[教師提問]:假如將H2O2酶催化H2O2分解的實驗作如下更改,實驗結果又將如何呢?①更換酶──將豬肝研磨液換成淀粉酶。②更換底物──將H2O2換成淀粉液。并請1、2兩大組的同學實驗探究①,3、4兩大組的同學實驗探究②。補充:實驗中要控制變量:
變量:實驗過程中可以變化的因素都可以稱為變量。如選擇催化劑的種類和加入的劑量、反應物的劑量;產生的氧氣量、環境的溫度、pH等
實驗變量:實驗中因實驗目的而確定,人為改變的變量稱作實驗變量。
教師指導學生分析本實驗中的實驗變量是什么?學生分析得出是催化劑的種類(過氧化氫酶和Fe3+)。無關變量:指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件
教師指導學生分析本組實驗中無關變量有哪些?如何使無關變量在操作中要保持相同? 學生分析得出:無關變量有反應環境的溫度、pH;過氧化氫的劑量等、其各項應在分組實驗中保持相等、穩定、不變。
反應變量:隨著實驗變量的變化而變化的變量稱作反應變量。通常,實驗變量是原因,反應變量是結果,二者具有因果關系。[學生活動]分組實驗。
[教師活動]觀察學生實驗,若學生有關實驗操作不規范,如量取液體的方法不規范等,則予以糾正。同時啟發:加底物的量為多少?加淀粉酶或豬肝研磨液的量為多少?如何檢測淀粉是否分解?……用以指導學生的實驗操作。待學生實驗結束后,提問:探究的結果如何? [學生活動]
1、2組“換成淀粉酶后不產生氣泡”,3、4組“換成淀粉后變藍色”。[教師活動]提問:由此得出的結論是什么?
[學生活動]不同的酶不能催化同一底物反應,同一種酶不能催化不同底物反應。
[教師活動]總結:即每一種酶只能催化一種或一類化學反應。這就是酶的專一性。
[教師活動]提問:有關酶的催化作用,除剛剛探究的受底物的種類和酶的種類的影響外,同學們還有哪些需要進一步探究的問題呢?并提出要求:以小組為單位相互討論,將問題寫在紙上,然后大家一起交流。
[學生活動]相互討論,羅列問題,并推代表交流問題。如:“會不會受溫度的影響”?“會不會受pH的影響”?“會不會受底物濃度的影響”?“會不會受酶濃度的影響” ?…… 從學生提出的眾多問題中,選擇“酶的催化作用會不會受pH和溫度的影響”兩大問題作為進一步探究的問題。
3、酶的作用條件較溫和
[教師提供]:資料一:實驗證明:用加酶洗衣粉時,溫水的洗滌效果要比冷水好; 資料二:人患感冒發燒時,常常不思飲食,其原因是什么?
資料三:閱讀課文P83探究(影響酶活性的重要條件)第1到3段文字。
[教師活動]提出假設:a.酶的催化效率可能受溫度的影響
b.酶的催化效率可能受PH值的影響。并且不同的酶需要不同的PH條件。示例:“溫度對酶活性的影響”實驗方案
[學生活動]完成有關PH值對酶活性影響的實驗設計。
1.布置學生動手實驗,各小組按確定的實驗方案進行實驗,仔細觀察、認真記錄實驗現象。2.師生互動交流實驗結果,培養學生主動獲取知識的能力;學會與人交流,提高語言表達能力。
①學生完成實驗后提問:
a.哪支試管中酶的活性最高?你是如何得出這一結論的?
b.實驗結果與你預期的結果是否一致?你作出的假設是否得到了確認?
c.通過這個探究,你們小組的結論是什么?請嘗試用酶的化學本質的知識解釋本小組的結論。
②各小組匯報實驗結果:
溫度、PH值變化會影響酶的活性,溫度和PH值偏高或偏低,酶的活性都會降低。③結論:酶的作用條件較溫和
教師分析、解釋:過酸、過堿或高溫,都會使酶分子的結構遭到破壞而失去活性。因為酶的化學本質是蛋白質或RNA,這些大分子物質都有其特定的空間結構,當環境中的溫度過高、PH值過高或過低時,這些有機物的空間結構就會發生改變,從而使酶的活性降低甚至失去活性。0℃左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低,沒有破壞酶的空間結構,在適宜的溫度下酶的活性可以恢復。
引導學生根據實驗結果繪出溫度和PH值變化與酶活性的關系大致變化曲線圖。用語言來描述溫度和PH值變化與酶活性的關系曲線的變化特征。訓練學生從函數圖像中提取信息、分析信息的能力和語言表達能力。
五、教師小結 板書設計
一、酶的特性
1、酶具有高效性
2、酶具有專一性
3、酶的作用條件較溫和(1)溫度影響酶的活性(2)PH影響酶的活性
二、探究實驗
六、教學感想
高中生物新課程提出了提高生物科學素養,面向全體學生,提倡探究式學習,注重與現實生活的聯系的基本理念,強調課堂教學要體現學生的“主體性”。這些理念最終都要通過教師的課堂教學行為得以實現,因此,教師是推進新課改最關鍵的因素。那么,我們一線的教師不僅要在新課改理念下創新自己的教學行為,也應該協調好課改后課堂教學與高考的關系。我認為,可以從以下幾方面加以改進:
一、學:學習新課程理念,學習新的教學方法
課改已經進行,但我們仍然看到一部分教師仍然按照老一套的授課方式從頭講到尾,結果整堂課下來,學生和老師都感覺身心疲憊。實施新課程,更新觀念是前提,這就要求我們一是要向書本學習,多讀心課標、優秀教案、教師用書、探究報告等,理解新課程理念。二是要多聽教改專家和特級教師的課。三可以借助網絡學習。四要相互學習。
二、研:加強新課程教學研究,提高教學質量。例如:可以實行集體備課的方式,集中集體智慧,可以通過不斷磨課的方式找出最好的教學方式等。
三、將新課改落到實處,提高學生科學素養的同時更要適應高考要求。如何檢測是否達到了提高學生科學素養的目的,考試仍然是一個重要的檢測手段。因此,我們在運用新的教學方式進行教學的同時,仍然要認真學習研究考綱和考試說明,明確考察重點,對于考試說明沒有而教材有的要大膽刪除,通過對近幾年考題的研究明確高考動向,重視書本,抓雙基,指導學生理清知識網絡,構建生物模型,全面復習,突出重點。