酶和ATP專題復(fù)習(xí)-教學(xué)設(shè)計(jì)-2020年秋高中生物人教版(2019)必修一

“酶和ATP專題復(fù)習(xí)”教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：教師通過(guò)視頻課程教學(xué)設(shè)計(jì)，明確本節(jié)課所教授的知識(shí)體系或技能方法，并通過(guò)一定的教學(xué)環(huán)節(jié)提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)，體現(xiàn)教學(xué)評(píng)一致性。一、（教學(xué)目標(biāo)）學(xué)習(xí)目標(biāo)與重難點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)（教學(xué)目標(biāo)）（1）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步學(xué)會(huì)控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，并能將這些方法和技能應(yīng)用于其他探究活動(dòng)。（2）通過(guò)問(wèn)題探討，學(xué)習(xí)歸納與概括、模型與建模的科學(xué)思維。（3）通過(guò)復(fù)習(xí)ATP，建立生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀。2.學(xué)習(xí)重難點(diǎn)（教學(xué)重難點(diǎn)）（1）學(xué)習(xí)重點(diǎn)（教學(xué)重點(diǎn)）1、酶的作用、本質(zhì)及特性。2、ATP的結(jié)構(gòu)與功能。（2）學(xué)習(xí)難點(diǎn)（教學(xué)難點(diǎn)）1、探究實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法。2、影響酶促反應(yīng)的因素及有關(guān)的曲線分析。3、ATP在細(xì)胞代謝中的合成與利用。二、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課程導(dǎo)入問(wèn)題導(dǎo)入，酶在細(xì)胞代謝中的作用。（1）酶的作用是?（2）酶的作用原理是?引入酶和ATP專題復(fù)習(xí)一、概念建構(gòu)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一：酶在細(xì)胞代謝中的作用?？刂谱兞亢驮O(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。（1）自變量是實(shí)驗(yàn)中人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素。（2）因變量是因自變量改變而變化的變量。（3）無(wú)關(guān)變量是除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還存在一些會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素。（4）設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。復(fù)習(xí)探究實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解。本實(shí)驗(yàn)中的自變量為對(duì)過(guò)氧化氫溶液的不同處理。如1號(hào)試管：常溫未作處理；而2、3、4號(hào)試管中溫度和催化劑都屬于自變量，2號(hào)試管：放在90℃左右的水浴中加熱；3號(hào)試管：滴入2滴三氯化鐵溶液；4號(hào)試管：滴入2滴肝臟研磨液。其中1號(hào)試管未作任何處理為空白對(duì)照組，2、3、4號(hào)試管為實(shí)驗(yàn)組。本實(shí)驗(yàn)中的因變量為過(guò)氧化氫的分解速率。本實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量如反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)時(shí)間等。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1號(hào)試管：基本無(wú)氣泡產(chǎn)生；2號(hào)試管：氣泡很少；3號(hào)試管：氣泡較多，衛(wèi)生香可以發(fā)亮；4號(hào)試管：氣泡很多，衛(wèi)生香可以復(fù)燃。得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加熱、加FeCl3、加過(guò)氧化氫酶都能促進(jìn)過(guò)氧化氫分解，但是與無(wú)機(jī)催化劑FeCl3相比，過(guò)氧化氫酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)二：關(guān)于酶本質(zhì)的探索歷程及酶的概念。首先是探索歷程:法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德通過(guò)顯微鏡觀察提出，釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌細(xì)胞的存在所致，沒(méi)有活細(xì)胞的參與，糖類是不可能變成酒精的。德國(guó)化學(xué)家李比希卻堅(jiān)持認(rèn)為，引起發(fā)酵的是酵母菌細(xì)胞中的某些物質(zhì)。但這些物質(zhì)只有在酵母菌細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。結(jié)束巴斯德和李比希爭(zhēng)論的是德國(guó)科學(xué)家，畢希納。他從酵母菌細(xì)胞得到提取液，在這些汁液中加入葡萄糖一段時(shí)間后就冒出氣泡，糖液變成了酒，這一結(jié)果與糖液中含有活酵母菌細(xì)胞是一樣的，它將酵母菌細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。有些科學(xué)家推測(cè)酶是蛋白質(zhì)，并試圖得到純酶，但由于技術(shù)上的困難都未能成功。美國(guó)科學(xué)家薩姆納，從刀豆種子中提取了達(dá)到一定純度的脲酶，又用多種方法證明脲酶是蛋白質(zhì)。20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)，少數(shù)RNA也具有生物催化功能。那么復(fù)習(xí)完關(guān)于酶本質(zhì)的探索歷程，接下來(lái)我們一起復(fù)習(xí)酶的概念。（1）酶的概念：一般來(lái)說(shuō)，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。（2）結(jié)合酶的概念我們知道酶的產(chǎn)生部位是活細(xì)胞。酶的作用是催化。酶的本質(zhì)是絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少部分是RNA。對(duì)知識(shí)點(diǎn)一和知識(shí)點(diǎn)二進(jìn)行整合提升。酶的化學(xué)本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少部分是RNA。酶的合成原料：如果某種酶是蛋白質(zhì)，合成它的原料是氨基酸；如果某種酶是RNA，合成它的原料就是核糖核苷酸。酶的來(lái)源：一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶。酶的作用：催化。酶的作用原理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法，為后續(xù)的探究實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)梳理思路。復(fù)習(xí)酶本質(zhì)探索的歷程以及酶的概念。由探索歷程體會(huì)并感受科學(xué)發(fā)展的艱辛過(guò)程以及學(xué)習(xí)科學(xué)家勇于探索的精神。復(fù)習(xí)酶的概念以及其中的重點(diǎn)包括產(chǎn)生部位以及化學(xué)本質(zhì)。進(jìn)行整合提升。二、概念對(duì)比復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)三：酶的特性及相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)。酶的特性(1)高效性：催化效率約是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(3)作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會(huì)明顯降低。接下來(lái)我們依次按照“高效性、專一性以及作用條件較溫和”的順序來(lái)復(fù)習(xí)探究酶特性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。高效性的得出源于探究實(shí)踐：比較H2O2在不同條件下的分解。通過(guò)將3號(hào)試管與4號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與無(wú)機(jī)催化劑相比較，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。因此酶具有高效性。專一性的得出源于探究實(shí)踐：淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用。首先確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄康矸勖甘欠裰荒艽呋囟ǖ幕瘜W(xué)反應(yīng)。明確實(shí)驗(yàn)原理：淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用斐林試劑鑒定溶液中有無(wú)還原糖生成，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)步驟：取兩支潔凈的試管，在1號(hào)試管和2號(hào)試管中分別加入2ml的可溶性淀粉溶液和2ml的蔗糖溶液，然后在1號(hào)試管和2號(hào)試管中均加入2ml新鮮的淀粉酶溶液。輕輕振蕩這兩支試管，使試管內(nèi)的液體混合均勻，然后將試管的下半部浸到60攝氏度左右的熱水中，保溫5分鐘。取出試管，各加入2mL斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1號(hào)試管中出現(xiàn)了磚紅色沉淀，而2號(hào)試管中無(wú)磚紅色沉淀生成，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1、淀粉酶對(duì)淀粉有催化水解作用；淀粉酶對(duì)蔗糖沒(méi)有催化水解作用。2、酶的催化作用具有專一性。得出酶的作用條件較溫和的特性源于探究實(shí)踐：影響酶活性的條件。首先明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，就是探究溫度或者pH對(duì)酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)思路即為：在不同的溫度或者pH條件下，讓底物在酶的催化下進(jìn)行反應(yīng)，然后檢測(cè)底物的分解速率或者底物的剩余量。在探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，實(shí)驗(yàn)材料：淀粉溶液和淀粉酶溶液。自變量：溫度。自變量的設(shè)置方法：60℃的水、沸水、冰水。因變量：酶活性。因變量的觀測(cè)指標(biāo)：加碘液后觀察溶液顏色變化。無(wú)關(guān)變量：pH相同且適宜等。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步，我們要準(zhǔn)備六支試管，并且編號(hào)。其中在1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)三支試管中分別加入2mL淀粉溶液。2號(hào)、4號(hào)、6號(hào)三支試管中分別加入1mL淀粉酶溶液。第二步，將1號(hào)、2號(hào)試管進(jìn)行冰水浴保溫五分鐘，將3號(hào)、4號(hào)試管在60℃水浴保溫五分鐘，將5號(hào)、6號(hào)試管進(jìn)行沸水浴五分鐘。第三步，將2號(hào)試管中的溶液倒入1號(hào)試管進(jìn)行混合，將4號(hào)試管中的溶液倒入3號(hào)試管進(jìn)行混合，將6號(hào)試管中的溶液倒入5號(hào)試管進(jìn)行混合。第四步，混合之后將1號(hào)、3號(hào)以及5號(hào)試管分別在冰水浴、60℃水浴、沸水浴條件下保溫兩分鐘。第五步，加入兩滴碘液，觀察顏色變化。由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1號(hào)試管及5號(hào)試管溶液變?yōu)樯钏{(lán)色，3號(hào)試管溶液幾乎未變色。得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)降低淀粉酶的活性，60℃時(shí)其活性較高。在探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，實(shí)驗(yàn)材料：過(guò)氧化氫溶液和肝臟研磨液。自變量：pH。自變量的設(shè)置方法：緩沖液、HCl溶液、NaOH溶液。因變量：酶活性。因變量的觀測(cè)指標(biāo)：氣泡產(chǎn)生的速率或者衛(wèi)生香復(fù)燃的情況。無(wú)關(guān)變量：溫度相同且適宜等。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步，準(zhǔn)備三支試管，并且編號(hào)。在三支試管中，分別加入兩滴肝臟研磨液。第二步，在1號(hào)試管中加入1mlpH=7的緩沖液，在2號(hào)試管中加入1ml鹽酸溶液，在3號(hào)試管中加入1ml氫氧化鈉溶液。第三步，在三支試管中分別加入2ml過(guò)氧化氫溶液。第四步，觀察氣泡生成的速率，或者插入衛(wèi)生香，觀察復(fù)燃情況。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1號(hào)試管氣泡多、衛(wèi)生香復(fù)燃快。2、3號(hào)試管幾乎無(wú)氣泡產(chǎn)生且衛(wèi)生香不復(fù)燃。得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:pH過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)降低過(guò)氧化氫酶的活性，pH為7時(shí)其活性較高。通過(guò)對(duì)兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論進(jìn)行歸納整合，可以得出：1、溶液的溫度和pH均會(huì)影響酶活性。2、與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行。我們對(duì)與酶特性相關(guān)的實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)進(jìn)行整理：(1)在探究酶具有高效性的實(shí)驗(yàn)中：實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用新鮮的肝臟研磨液作實(shí)驗(yàn)材料。肝臟研磨液放置過(guò)久會(huì)使其中酶分子的數(shù)量減少且活性降低。(2)在探究酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)中：不能選用碘液檢測(cè)，因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被分解。(3)在探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中：①不選擇H2O2作反應(yīng)物。因?yàn)镠2O2在高溫下可以自身分解，會(huì)給實(shí)驗(yàn)引入額外的變量。②本實(shí)驗(yàn)不選用斐林試劑檢測(cè)，因?yàn)殪沉衷噭z測(cè)需要水浴加熱，而加熱會(huì)改變反應(yīng)體系的溫度，從而給實(shí)驗(yàn)又引入額外的變量。③在酶溶液和淀粉溶液混合之前，務(wù)必各自在設(shè)定的溫度先保溫。因?yàn)橐坏┗旌?，二者就?huì)快速完成反應(yīng)。(4)在探究pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中：①注意需要事先在肝臟研磨液中加入調(diào)節(jié)pH的溶液,之后再將酶溶液和底物進(jìn)行混合，否則尚未調(diào)節(jié)pH反應(yīng)就已經(jīng)結(jié)束。②本實(shí)驗(yàn)不宜選用淀粉酶催化淀粉水解，因?yàn)樗嵋部梢源呋矸鬯?。?fù)習(xí)酶的特性及相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)。復(fù)習(xí)酶具有高效性。復(fù)習(xí)酶具有專一性。復(fù)習(xí)酶的作用條件較溫和。對(duì)與酶特性相關(guān)的實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)進(jìn)行整理。三、概念遷移影響酶促反應(yīng)的因素。首先是溫度和pH，溫度和pH是通過(guò)影響酶的活性而影響酶促反應(yīng)速率的。那么酶濃度會(huì)怎樣影響酶促反應(yīng)速率呢？在底物量充足，其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。再看底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響。在酶量一定的條件下，P點(diǎn)之前，隨著底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快，但是P點(diǎn)之后，隨著底物濃度的增加，反應(yīng)速率不再加快。因?yàn)槊噶恳欢?，P點(diǎn)之后的限制因素已經(jīng)是酶濃度和酶活性了。復(fù)習(xí)ATP的結(jié)構(gòu)與功能。首先ATP的結(jié)構(gòu)，ATP是腺苷三磷酸的英文縮寫，含有兩個(gè)特殊的不穩(wěn)定的化學(xué)鍵，是一種高能磷酸化合物。其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成。ATP的功能：我們知道糖類是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)主要的能源物質(zhì)。脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)。而ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。復(fù)習(xí)ATP在細(xì)胞代謝中的合成與利用。首先ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。對(duì)細(xì)胞的正常生活來(lái)說(shuō)，這種相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。（2）ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。在ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過(guò)程中，所需要的能量從哪里來(lái)呢？對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，既可以來(lái)自光能，也可以來(lái)自呼吸作用所釋放的能量，對(duì)于動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō)，均來(lái)自細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用時(shí)有機(jī)物分解所釋放的能量。許多放能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。ATP水解是一個(gè)釋放能量的過(guò)程，細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供。比如說(shuō)大腦思考、電鰩發(fā)電、和物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)榷夹枰腁TP。許多吸能反應(yīng)與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。課堂小結(jié)：本節(jié)課我們復(fù)習(xí)了：1、酶在細(xì)胞代謝中的作用。2、關(guān)于酶本質(zhì)的探索歷程及酶的概念。3、酶的特性及相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)。4、影響酶促反應(yīng)的因素及有關(guān)的曲線分析。5、ATP的結(jié)構(gòu)與功能。6、ATP在細(xì)胞代謝中的合成與利用。復(fù)習(xí)影響酶促反應(yīng)的因素。復(fù)習(xí)ATP的結(jié)構(gòu)與功能。復(fù)習(xí)ATP在細(xì)胞代謝中的合成與利用。進(jìn)行課堂小結(jié)。四、評(píng)價(jià)與反饋下列關(guān)于酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確的是（）A.用過(guò)氧化氫溶液、肝臟研磨液作材料探究溫度對(duì)酶活性的影響B(tài).用淀粉和蔗糖溶液、淀粉酶，反應(yīng)后滴加碘液驗(yàn)證酶的專一性C.用蛋白酶、蛋白塊作實(shí)驗(yàn)材料，驗(yàn)證蛋白酶能夠催化蛋白質(zhì)分解D.設(shè)置pH為3、7、12的條件，探究pH對(duì)胃蛋白酶活性的影響下列有關(guān)酶的敘述，正確的是（）A.具有分泌功能的活細(xì)胞才能產(chǎn)生酶B.酶可被水解為氨基酸或核糖核苷酸C.巴斯德從刀豆種子中提取出了脲酶，并用多種方法證明脲酶是蛋白質(zhì)D.酶通過(guò)為化學(xué)反應(yīng)供能來(lái)提高反應(yīng)速率，并非降低反應(yīng)的活化能下表是探究溫度對(duì)纖維素酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果，以下說(shuō)法不正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)的自變量為