高中生物 第5章 第一节 降低化学反应活化能的酶教学案 新人教版必修1

第5章细胞的能量供应和利用

第一节降低化学反应活化能的酶

一．酶的作用和本质

【自我梳理】

通过对每一课时的核心知识和重要概念的整理，以简洁、条理化的填空的形式展示知识结构，引导学生自主建构，主动掌握。

（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重复实验。

（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。

【链接课堂】分两部分

1、针对每课时的重点和难点，通过问题的引领，解读重点，破疑难点，引导学生学习和理解课程内容。

2、针对每课时的重点难点，荟萃新题典题，通过对例题（1—2题）的精辟的剖析，引导学生逐步建立科学的解题思路，并能举一反三，不断提升解题能力。

（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。

例1：1783年，斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用时做了一个巧妙的实验，这个实验的巧妙之处在于（）。

A．排除了鸟的胃中物理性消化的干扰 B．证明了何种消化酶对食物起了消化作用C．证明了胃对于食物只有化学性消化 D．证明了细胞代谢离不开消化酶

分析：“实验的巧妙之处”是本题的关键词。对食物的消化的认识在斯帕兰札尼之前主要的观点是物理性消化。其化学性消化的观点还没有形成。而“将肉块放入小巧的金属笼内”是典型的知识的建全与完善范本，创新思维的具体体现。在承认食物在消化道中有物理性消化的基础上否认食物的消化物理性消化是唯一方式。因此斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用是全方位考虑食物的消化的同时排除物理性消化对实验的干扰，加深对食物消化过程中有化学性消化------消化酶的消化作用，了解消化酶就是化学性消化的基础，此外为进一步引导酶在生命系统中作用和地位起着非常重要的作用。

（2）要通过实验“比较过氧化氢在不同的条件下的分解”，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。在实验探究中要学会如何控制变量，掌握一般生物学实验的基本思路和原则，体会在对照实验中要遵循单因子变量原则的必要性；要通过对实验现象和结果的分析得出相关结论：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。

例2:下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是（）。

A．在没有催化剂时过氧化氢不会分解成水和氧气

B．过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害

C．Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解

D．从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应会进行得更彻底

分析：

（3）可以结合教科书中的“走隧道需要的能量少”的插图，对生化反应的“有酶途径”和“无酶途径”进行直观的类比，化抽象为形象，从而突破“同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著”这一难点；并由此进一步理解细胞中发生的各种化学反应要在常温、常压、水溶液环境下能快速、有序地进行的，就必需尽可能地降低化学反应的活化能，这正是新陈代谢离不开酶的原因。

关于活化能，下列说法不正确的是（）。

A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量

B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能

C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率

D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行

（4）可通过自学阅读“资料分析”，尝试进行“角色转换”，如果我就是当时的科学家，我该怎么办？让自己的思维沿着科学家关于酶本质的探索历程跳跃、共振、发散，体会科学发现的艰辛曲折，总结出酶的定义，从而在分子水平上理解酶的化学本质。

（5）酶的特性都是在实验中比较分析得出的结论，深刻理解酶的特性就要“从实验中来，到实验中去”。联系上一课时的实验，过氧化氢酶的催化效率比Fe3+的催化效率高得多，得出酶具有高效性的特性；也可尝试设计实验用唾液淀粉酶对淀粉、蔗糖等底物的水解催化效果，得出酶具有专一性的特性；从教材给的材料用具中选择实验材料，拟订实验方案，探究温度和酸碱度对酶活性的影响，进一步学会用什么方法控制自变量、怎样观察或检测因变量，同学之间可以比较谁的实验设计更有创意、更严谨，从对实验现象的解释中加深酶的活性受温度、pH等条件影响的特性。

（6）学习时，也可以从“一把钥匙开一把锁”的道理来形象地类推并理解酶的专一性。蛋白质分子具有特定的化学结构和空间结构，酶在其分子结构上有特定的活性部位，和底物之间具有“锁钥”关系，一种酶只能催化一种或一类化学反应；联系代谢反应过程的复杂性和蛋白质结构的多样性，就更能深刻地理解细胞代谢能互不干扰有条不紊的进行，与酶的多样性和专一性是分不开的。

（7）由于大多数酶是蛋白质，而蛋白质在高温、强酸、强碱、重金属、辐射等作用下蛋白质的空间结构会发生变化使蛋白质变性，所以酶在同样的条件下当然也会变性而失去生物活性。从蛋白质的特性来考虑酶的特性，相关的化学知识可为你理解酶的特性打开另一扇窗口。

（8）学习过程中还要密切联系生产和生活中的实例，如恒温库中保存种子、低温保存疫苗或精子、“发烧”时厌食、加酶洗衣粉在温水中洗涤效果好等，来进一步加深理解酶的活性与温度、pH的关系。

【自我评价】

针对每课时的学习目标，进行设计学生自我评价的平台。集中名题新题，重在突出基础，适度强化能力，注重联系实际，关注学习过程中的情感体验，使学生的自主学习延伸到课后，并能融会贯通、学以致用，利于学生良好学习习惯的养成和学科思维能力的提高。每组题的题量（8个选择题，2个非选择题）可在10～20分钟内完成，既达到减轻学生过多