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高中生物《降低化學反應活化能的酶》教學設計

高中生物《降低化學反應活化能的酶》教學設計

篇一:高中生物《降低化學反應活化能的酶》教學設計

一、設計思路:

1、指導思想。

新課程教學改革的核心理念是為了每一個學生的發展,關注學生的學習興趣和經驗,讓學生形成積極主動的學習態度,倡導學生主動參與、樂於探究、勤於動手,培養學生蒐集和處理資訊的能力、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。教師改變傳統的教學理念,樹立“一切為了學生的發展,高度尊重學生,全面依靠學生”的生本教育理念,落實以生為本、以學定教、少教多學,以學評教,落實“三講三不講”,充分發揮學生的學習主體作用逐步轉變課堂教學模式,要求課堂上能做好“三講三不講”,即講重點、講難點、講易錯點,學生已經學會了的不講,學生透過自己學習能夠學會的不講,講了也不會的不講。改變學生傳統的接受式學習方式,積極推行小組合作學習制,關注學生的學習過程,讓自主學習、合作學習、探究學習成為學生的主要學習方式 。

2、設計特色。

我校在新課程課堂教學改革中積極探索,建立了“341”高效課堂教學模式,即確立三維教學目標:知識與技能,過程和方法,情感態度價值觀;實施四個教學環節:自主學習→展示、點評→合作探究(包括教師精講點撥與引導學生總結反思)→檢測與評價;為了一個教學理念:以生為本,一切為了學生的發展。本節課在學生課前自主學習的基礎上,讓學生進行有關的實驗和合作探究,增強參與性,培養合作精神,並學會控制自變數,觀察和檢測因變數的變化,以及設定對照組和重複實驗;讓學生在相關的問題討論中,展示運用語言表達的能力;透過圖表、動畫、遊戲等形式,充分理解酶作用的機理,突破難點,突出重點,並讓學生感受學習的快樂和分享的喜悅。

二、教學分析。

1、教材分析。

“降低化學反應活化能的酶”是在學習了有關細胞學知識的基礎上來學習的,酶是生物體進行新陳代謝不可缺少的條件,為後面學習ATP、光合作用和呼吸作用等作了鋪墊。學生透過有關酶的的探究性學習活動獲得的技能,對進一步學習生物技術實踐等知識起到保證作用。本節內容在高中課標中要求:說明酶在代謝中的作用,但對學生潛在的知識和能力要求比較高。學生對本節提出的有關實驗的知識:自變數、因變數、無關變數、對照實驗設計的方法和原則的理解和實驗能力的提高,對學習整個高中生物學實驗有著非常重要的作用。教師利用課本資源,加強學生實驗能力的訓練非常必要。

2、學情分析。

學生已經掌握了化學中的雙氧水的分解反應和有關無機催化劑的知識,可以用來進行有關實驗和生物催化劑酶的教學,將化學知識與生物學教學進行滲透。學生掌握的.數學上函式的知識可以用來進行變數的有關教學,將數學知識和生物學知識進行滲透。學生在平時的生活學習中已經接觸到了用雙氧水消毒等事實,迫切地想了解進一步的知識,想用專業的科學的知識來解決有關問題,可以此為切入點充分激發學生的求知慾,能取得較好的效果。

我校在新課改中還推行小組互助學習制,根據學生的認知水平、個性差異、心理特點,採取“組內異質,組間同質”的方式把學生劃分為若干個學習小組,每個學習小組由一名優秀的學生擔任小組長,充分發揮優秀學生的“小老師”作用,達到合作提高的目的。經過一段時間的訓練,學生都願意參加小組學習活動,能發表自己的看法,傾聽別人的意見,並掌握了一定的方法,能夠積極地動手、動腦參與實際操作;並且樂意將自己的學習成果展示給大家,與大家分享,體會學習的快樂。這就使自主學習、合作探究成為學生的主要學習方式

3、教學條件分析。

製作多媒體課件輔助教學,深化和擴充套件知識,呈現實驗過程、表格、資料、問題等,幫助學生理解自變數、因變數、無關變數、對照組、實驗組,從而掌握實驗設計的方法和原則;充分利用課本中的資料和插圖以及多媒體課件呈現圖表,動畫讓學生理解酶作用的機理,突破難點。

4、教學重點與難點教學重點和難點。

(1)教學重點:酶降低化學反應活化能的原理。

(2)教學難點:控制變數的科學方法;酶降低化學反應活化能的原理。

三、確定學習目標。

(一)知識與技能。

1、概述細胞代謝、活化能、自變數、因變數、無關變數等概念。

2、說明酶在細胞代謝中的作用。

(二)過程與方法。

1、透過自主學習與展示,培養學生推理、比較、分析、歸納總結的能力。

2.透過合作探究“比較過氧化氫酶在不同條件下的分解”實驗,學會如何控制自變數,觀察和分析因變數以及設定對照組和實驗組。

3、透過圖表比較、動畫演示、動手遊戲,以及教材上形象,直觀的圖解和文學說明,讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。

(三)情感、態度與價值觀。

1、透過小組間的討論、合作與交流,培養學生的合作互助精神。

2、透過圖表、動畫、遊戲等形式,並感受學習的快樂和分享的喜悅。

四、教學策略和手段。

1、“341”高效課堂教學模式:

即確立三維教學目標:知識與技能,過程和方法,情感態度價值觀;實施四個教學環節:自主學習→展示、點評→合作探究(包括教師精講點撥與引導學生總結反思)→檢測與評價;為了一個教學理念:以生為本,一切為了學生的發展。

2、教學方法:

學案式導學法,實驗探究法、小組討論法、講授法、比較法分析歸納法、直觀教學法(FLASH動畫),遊戲法等

3、學習方法:

自主學習、合作學習、實驗探究、分組討論、動手遊戲。

五、課前準備。

1、實驗材料用具的準備、課件製作。

2、課前發給學生導學案,佈置學生通讀教材P78—80,勾出重點、難點、疑點,完成知識梳理,並把預習中遇到的疑難問題寫在導學案上相應的表格中。

3、教師課前檢查批改導學案(見附件),根據學生提出的疑難問題修改課件。

篇二:高中生物《降低化學反應活化能的酶》教學設計

一、教學目標。

1、知識與技能目標。

(1)說出細胞代謝的概念。

(2)說明酶在細胞代謝中的作用。

2、過程與方法目標。

(1)透過有關的實驗和探索,學會控制自變數,觀察和檢測因變數的變化,及設定對照組和重複實驗

(2)提高學生觀察、分析、判斷的思維能力,提高學生的實驗操作能力。

3、情感態度與價值觀目標。

(1)透過有關的實驗和探索使學生體驗實驗成功的喜悅,並透過教師的引導使學生領悟科學實驗的基本方法。

(2)培養學生的探索精神和合作意識。

二、教學重點和難點。

1、教學重點。

(1)酶的作用。

(2)控制變數的科學方法。

2、教學難點。

(1)酶降低化學反應活化能的原理。

(2)控制變數的科學方法。

三、教學過程。

(一)匯入。

學習細胞器時,我們瞭解到在很多細胞器上都發生著化學反應。細胞產生能量、合成養料以及進行自我更新等等生理活動,都完全依賴細胞內發生的生物化學反應。細胞內全部的化學反應的總稱就是細胞代謝。細胞內每時每刻都在進行著化學反應,這些反應如何能夠高效地進行呢?那是因為有催化劑的存在。但是很多化學反應往往需要高溫高壓的條件,但生物體內是一個常溫常壓的狀態,如何解決這個矛盾呢?就需要一種特殊的催化劑。酶就是生物體內的催化劑。

讓我們結合資料看看科學家是如何發現酶的存在的。介紹教材P78斯帕蘭扎尼的實驗:1773年,義大利科學家斯帕蘭扎尼將肉塊放入小巧的金屬籠內,然後讓鷹把小籠子吞下。過一段時間後,把小籠子取出,發現肉快消失了。引導學生分組討論如下問題:(請學生討論並展示,教師予以解釋和評價)

1、為何要將肉塊放在籠子中?(排除了胃對肉塊的物理性消化。)

2、對肉起消化作用的是什麼物質?(一定是某種物質進入到籠子中,使肉分解。)

3、在實驗室中能否也讓肉分解?能的話需要怎樣的條件?(能。需要高溫、高壓、強酸或強鹼等劇烈條件。)

當時斯帕蘭扎尼做過這個實驗後他並不清楚起消化作用的物質是什麼,但他的研究卻為人們研究提供了方法和思路。1836年,德國科學家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質的物質,解開胃的消化之謎。這種物質就是酶。本節課我們先來學習酶的作用與本質,請大家注意思考本節聚焦的重點問題。

(二)展示。

分小組展示學案中[閱讀要求及檢測]部分,檢驗學生閱讀課本及預習的效果,教師給予評價。

(三)要點與典型例題精講。

1、酶在細胞代謝中的作用。

細胞中每時每刻都進行著許多化學反應,統稱為細胞代謝。我們書上舉了一個例子來說明酶的作用和作用特點。那就是對過氧化氫這種物質的分解。人體的新陳代謝除了生成人體需要的物質,也會有一些對人體有害的副產品產生,比如水系化合物在氧化時會產生過氧化氫。過氧化氫H2O2俗稱?(雙氧水)過氧化氫是一種強氧化劑,在人體內堆積的話會造成DNA損傷,並且加速人體的衰老程序。

(2)性質:過氧化氫可自發分解生成水和氧氣2H2O2→2 H2O+O2,這個反應在自然條件下反應的比較緩慢,但細胞中具有的物質卻可以加速這個反應。 請學生仔細閱讀78—79頁實驗內容(3min),思考以下問題並請學生回答。

①實驗中比較過氧化氫在不同條件下的分解,這裡的“不同條件”指哪些?

2號:90度水浴加熱。

3號:加入3%的氯化鐵。

4號:加入20%肝臟研磨液。

②自變數、因變數、無關變數各是什麼?

自變數:實驗過程中可以人為改變的變數。本實驗中氯化鐵溶液和肝臟研磨液。

因變數:隨著自變數的變化而變化的變數。本實驗中過氧化氫分解速率。

無關變數:除自變數外,其他可能對實驗結果造成影響的因素。

加入試劑的量;實驗室的溫度;氯化鐵和肝臟研磨液的新鮮程度等。無關變數是誤差的產生根源,我們要儘量減少無關變數對實驗的影響,因此儘量①所有用生物材料要相同②所用實驗器具要相同③所用實驗試劑要相同④所用處理方法要相同

2、為什麼要設計四組實驗,1號組有什麼作用?

除了一個因素以外,其餘因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。四組實驗符合對照實驗的要求,其中1號就是對照組,教師可在教室或實驗室進行實驗操作,學生注意觀察不同的條件下,過氧化氫的分解速率如何。記錄現象並進行討論:

(1)與1號試管相比,2號出現什麼不同的現象?這一現象說明什麼?

2號放出的氣泡多,說明加熱能促進過氧化氫的分解,提高反應速率。

(2)在細胞內能透過加熱提高反應速率嗎?

不能。

(3)3、3號和4號未經加熱,也有大量氣泡產生,這說明什麼?

說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。

(4)4、3號與4號相比,4號試管中的反應速率快?這說明什麼?為什麼說酶對於細胞內化學反應順利進行至關重要?

說明過氧化氫酶的催化速率比Fe3+高效得多。細胞內每時每刻都在進行著化學反應,這些化學反應需要在常溫、常壓下進行,只有酶能夠滿足這樣的要求進行催化,所以說酶對於細胞內化學反應的順利進行至關重要。

既然酶對於細胞內化學反應的順利進行至關重要,為什麼酶可以在常溫常壓下高效地催化化學反應進行呢?我們可以先了解加熱促進反應的原理,加熱促使過氧化氫分解是因為加熱使過氧化氫分子得到能量,從常態轉變為容易分解的活躍狀態。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。

過氧化氫酶促使過氧化氫分解並未供給過能量,而是降低了過氧化氫分解反應的活化能。推而廣之,酶促使反應進行,原因是酶能夠降低化學反應活化能。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。活化能越低,反應發生的速率越快。如果把發生化學反應比喻為駕駛汽車翻越一座高山,加溫加壓相當於加大油門,而催化劑則相當於幫司機找到一條穿山隧道。這就是催化劑所體現的優越性。而同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,效率更高。

3、酶的本質。

酶究竟是什麼物質呢?我們現在已經知道了大多數的酶是蛋白質。但是酶的本質是怎樣被揭示出來的呢?讓我們共同來回顧這一段科學發展史。請閱讀第81頁資料分析,填寫第82頁基礎題第一題。再嘗試回答討論中的5個問題。

(1)巴斯德和李比希的觀點各有什麼積極意義?各有什麼侷限性?

巴斯德認為發酵與活細胞有關是合理的,但是認為發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用是不正確的;李比希認為引起發酵的是細胞中的某些物質是合理的,但是認為這些物質只有在酵母細胞死亡並裂解後才能發揮作用是不正確的。

(2)科學發展過程中出現爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現爭論的原因是什麼,這一爭論對後人進一步研究酶的本質起到了什麼作用?

巴斯德是微生物學家,特別強調生物體或細胞的作用;李比希是化學家,傾向於從化學的角度考慮問題。他們的爭論促使後人把對酶的研究的目標集中在他們爭論的焦點上,使科學研究更加有的放矢。

(3)從畢希納德實驗可以得出什麼結論?

畢希納的實驗說明,酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎後繼續起催化作用,就像在活酵母細胞中一樣。

(4)薩姆納歷時9年才證明酶為蛋白質,你認為他成功的主要原因是什麼?

薩姆納歷時9年用正確的科學方法,堅持不懈、百折不撓的科學精神,將酶提純出來。成功屬於不畏艱苦的人。

(5)請給酶下一個完整的定義。

來源、功能、化學本質。酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數酶是蛋白質,少數是RNA等。

4、訓練。

請同學完成學案中[自主訓練]的前6道選擇題,並請每組派代表公佈答案並給予簡要解釋。

5、總結。

(1)酶在細胞代謝中的作用。

①作用:催化化學反應。

②實驗:比較過氧化氫在不同條件下的分解。

③控制變數:自變數 因變數 無關變數。

(2)原理:降低化學反應的活化能。

(3)酶的本質。

①對酶本質的探索歷程。

②酶的本質:酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數酶是蛋白質,少數是RNA等。

(四)作業。

完成習題本中本節中的選擇題必作題。