降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教案

1、第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（教案）教學(xué)目標(biāo)：1. 說明酶在細(xì)胞代謝中的作用；2. 說明酶的本質(zhì)；3. 通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭論中前進(jìn)的；4. 進(jìn)行“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1. 教學(xué)重點(diǎn)：(1) 酶的作用；(2) 酶的本質(zhì)。2. 教學(xué)難點(diǎn)：(1) 酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能；(2)控制變量的科學(xué)方法。教學(xué)方法：演示教學(xué)、演繹教學(xué)教學(xué)用具：相關(guān)實(shí)驗(yàn)用品、多媒體課時(shí)：1教學(xué)策略：一、 導(dǎo)入：同學(xué)們，喜歡吃肉嗎？我們在吃肉時(shí)，先在口里嚼碎，再吞咽至胃，經(jīng)

2、胃的初步消化后進(jìn)入腸，做進(jìn)一步的消化。消化終產(chǎn)物最終被小腸上皮細(xì)胞吸收。在這個(gè)過程中，我們的胃和小腸都有蠕動(dòng)現(xiàn)象。無疑，它們對(duì)食物都有物理性消化作用。但是，這是不是胃腸對(duì)食物消化的唯一方式呢？胃液和腸液中含有大量的化學(xué)物質(zhì)，難道這些物質(zhì)對(duì)食物的消化就沒有作用嗎？為了解決這一疑問，1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小金屬籠子吞下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。請(qǐng)同學(xué)們打開課本78頁，討論“問題探究”后的3個(gè)問題。1. 這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？學(xué)生：2. 是什么物質(zhì)使肉塊消失了？學(xué)生：3. 怎樣才能證明你的推測？學(xué)生

3、： 其實(shí)，經(jīng)科學(xué)研究表明，胃液中對(duì)消化起重要作用的物質(zhì)是一種酶，即胃蛋白酶。二、酶的作用在我們正常的生命活動(dòng)過程中，除了消化作用在進(jìn)行著復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)外，細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)是細(xì)胞能量的獲得和利用所必需的。我們把這些化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。請(qǐng)看投影，這些是我們細(xì)胞內(nèi)一些細(xì)胞器上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，請(qǐng)仔細(xì)觀察，這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需的共同條件是什么？（學(xué)生：酶。）酶在這些反應(yīng)中起什么作用呢？（學(xué)生：催化作用。）為什么能催化？（學(xué)生：？）要解決這個(gè)問題，我們先來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較過氧化氫在不同條件下的分解。細(xì)胞在代謝的過程中會(huì)產(chǎn)生過氧化氫，過氧化氫對(duì)細(xì)胞有害。幸而細(xì)胞中含有一種叫

4、做過氧化氫酶物質(zhì)，能將過氧化氫分解，變成氧和水。過氧化氫酶在新鮮的肝臟中較多。FeCl3是一種無機(jī)催化劑，能催化過氧化氫水解。那么在這兩者的作用下，過氧化氫的分解情況會(huì)一樣嗎？它們?yōu)槭裁茨艽龠M(jìn)過氧化氫的分解？請(qǐng)同學(xué)們帶著這兩個(gè)問題來閱讀一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，待會(huì)兒，請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)演示。（出示加入FeCl3中Fe3+的相對(duì)數(shù)量和加入肝臟研磨液中過氧化氫酶的相對(duì)數(shù)量，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)感悟酶作為催化劑突出的特點(diǎn)高效。）（出示實(shí)驗(yàn)的裝置，特別是實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的裝置，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和討論的效率）請(qǐng)4位同學(xué)上臺(tái)做演示實(shí)驗(yàn)。組織剩下的同學(xué)邊看邊思考，并討論課本上的討論題。請(qǐng)同學(xué)展示討論結(jié)果。1. 與1號(hào)試管相比，2

5、號(hào)試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？答：2號(hào)試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱可以促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。2. 在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？學(xué)生答：3. 3號(hào)試管和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？學(xué)生答： 4. 3號(hào)試管和4號(hào)試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率更快？這說明什么？為什么說酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？學(xué)生答：進(jìn)一步討論：酶為什么能在常溫、常壓下加快化學(xué)反應(yīng)呢？提示：剛才試驗(yàn)中的2號(hào)試管，加熱后過氧化氫分解了，這是因?yàn)榧訜崾惯^氧化氫的分子得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐装l(fā)生分解的活躍狀態(tài)。這個(gè)能量我們稱為活化能。即分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化

6、學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量。但是，F(xiàn)e3+和過氧化氫酶促使過氧化氫分解的過程中，并未供給過氧化氫能量。那它們是怎樣促進(jìn)過氧化氫分解的呢？（引導(dǎo)學(xué)生分析課本插圖5-1和圖5-2.）學(xué)生答：降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。進(jìn)一步加強(qiáng)：現(xiàn)在我們就可以解釋“為什么過氧化氫酶的催化效率比Fe3+的高了？”。也可以得出：酶在細(xì)胞代謝中的作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，促進(jìn)細(xì)胞代謝在溫和條件下快速的進(jìn)行。請(qǐng)同學(xué)閱讀P79最后兩段的內(nèi)容，教師分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程。實(shí)驗(yàn)的步驟一般為：1.分組編號(hào)；2.處理變量；3.實(shí)驗(yàn)觀察；4.分析結(jié)果，得出結(jié)論。其中，實(shí)驗(yàn)的變量可以分為自變量、因變量、無關(guān)變量。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，除了一個(gè)

7、因素以外，其余的因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，除了要觀察的變量外，其他的變量都應(yīng)該始終保持相同。也就是說，對(duì)照實(shí)驗(yàn)遵循對(duì)照原則和單一變量原則。當(dāng)然，作為實(shí)驗(yàn)，還要有可重復(fù)性。請(qǐng)同學(xué)找出剛做實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量、對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組以及單一變量。三、 酶的本質(zhì)酶對(duì)細(xì)胞代謝有那么大的作用，它到底是什么物質(zhì)呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本81頁“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”。討論：1.巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？學(xué)生：巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某

8、些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母菌細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。2.科學(xué)發(fā)展過程中出現(xiàn)爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭論的原因是什么，這一爭論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？提示：巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題，他們的爭論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加的有的放矢。3.從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？學(xué)生：畢希納的實(shí)驗(yàn)說明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。4.薩姆納歷時(shí)9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

9、你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？A用正確的科學(xué)方法；B。有堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神。5.請(qǐng)給酶下一個(gè)較完整的定義。學(xué)生：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機(jī)物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。課堂練習(xí)1.為什么說酶是細(xì)胞代謝所必需的？說出兩條理由。2.下列關(guān)于酶的表述，全面而準(zhǔn)確的是：A.酶不能脫離生物體起作用；B.酶是蛋白質(zhì)；C.酶與無機(jī)催化劑沒有本質(zhì)的區(qū)別；D.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物3.下列關(guān)于酶的敘述錯(cuò)誤的是：A.酶的作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而促進(jìn)生物體內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)能夠在溫和的條件下迅速的進(jìn)行。B.酶的本質(zhì)是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。C.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。D.酶只能在活細(xì)胞內(nèi)起作用。4.給你一份某種酶的結(jié)晶，您能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒定它是不是蛋白質(zhì)嗎？請(qǐng)簡略寫出實(shí)驗(yàn)步驟。想一想，在薩姆納之前，為什么很難鑒定酶的本質(zhì)？小結(jié)本節(jié)課我們重點(diǎn)共學(xué)習(xí)了兩個(gè)內(nèi)容：一、酶的作用：酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在溫和的條件下迅速的進(jìn)行。在這當(dāng)中，我們比較了過氧化氫酶和Fe3+對(duì)過氧化氫的催化效率，并從中獲得了對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)該遵守的原則：對(duì)照性原則、單一變量原則、和可重復(fù)性原則。為我們在以后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中打下基礎(chǔ)。二、酶的本質(zhì)酶是