酶的特性

第2節 一.教材版本及章節 普通高中課程標準實驗教科書《分子與細胞（必修1）》（人教版）第五章第一節第二部分。二.內容分析酶是生物新陳代謝過程中的重要物質，是多項生物化學反應的聯系紐帶。光合作用和細胞呼吸這兩個過程由許許多多的生物化學反應組成，這些反應都需要酶的參與。因此，本節內容即酶的三個特性是本章的基礎。即酶的高效性、酶的專一性及酶的作用條件較溫和。本節的“科學·技術·社會”，通過多個側面，體現出酶與人類社會生活的密切關系。課時安排： 一課時三.教學目標①知識目標理解酶的特性；理解酶特性的實質和意義；②能力目標通過多種方式的教學活動，對學生進行思維能力、語言表達能力、分析和實驗操作能力以及用學到的生物學知識解決某些實際問題能力的培養； ③情感、態度、價值觀目標 通過參與酶的特性的實踐，使學生體驗設計對照實驗的科學思想，促進質疑、求實、實踐的科學精神和科學態度的養成，通過探討、交流，促進探索、創新、合作精神的養成。四.教學重點酶的特性和實質及影響酶活性的條件的探究方法。五.教學難點 組織學生設計，實踐，主動探究酶的特性，分析實驗結果，準確描述影響酶活性的各種因素。六.多媒體及實驗器材電腦、投影儀、視頻展示儀、 powerpoint課件； 試管、滴管、試管架、火柴、衛生香、酒精燈、試管夾、小燒杯、大燒杯、三腳架、石棉網、溫度計、玻璃棒、ph試紙、新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液、稀釋200倍的新鮮唾液溶液、新配制的體積分數為 3%的過氧化氫溶液、質量分數為 3%的可溶性淀粉溶液、質量分數3%的蔗糖溶液、質量分數為 5%的鹽酸、質量分數為 5%的 naoh溶液、蒸餾水、熱水、冰快、碘液、斐林試劑。

各代表展示實驗結果

教師提問，適當補充

學生歸納總結，反饋練習

結束

開始

新課導入

酶的特性

分組設計實驗方案

回憶推理

教師指導

各代表組介紹實驗方案

分組實施實驗

教師指導答疑

七.教學流程八.教學過程 教學程序設計教師組織與引導學生活動設計意圖第三課時新課導入復習引入：先帶領學生一起回顧下上節課所學的內容。然后讓學生們思考回憶下。然后提問：酶的概念及化學本質是什么？運用化學知識與學生一起回顧歸納酶作為催化劑與無機催化劑的共同點有哪些？然后自然引出：有無不同點？點入新課：酶與無機催化劑的不同點，即點出本課主題——酶的特性。回憶思考：酶的概念及化學本質。回顧歸納：作為催化劑的相同點（師生一起）。學生思考：有無不同點。回顧前一堂課的知識——起溫故之效。且回顧酶的化學本質為后面內容打下伏筆。利用化學知識交叉滲入生物領域，培養學生打破學科束縛，互通所學。由酶與無機催化劑的相同特點自然引入不同特點的過渡符合自然邏輯思維的一般規律，學生容易接受。回憶所學歸納酶的第一個特性——高效性回憶舊知：比較過氧化氫酶和fe3+的催化效率的實驗，并以多媒體圖片再現該實驗及結果，主要是3號與4號試管的結果。提出問題：3號試管和4號試管對比得出什么結論？如有錯誤，請其他同學進行評價與判斷，最后由教師引導出正確結論。由個性引入共性：其實酶都普遍比無機催化劑的催化效率高許多，一般酶的催化效率是無機催化劑的107-1013倍。歸納特性：酶具有高效性提出問題：可否用其他酶材料來驗證此特性？單個回答：過氧化氫酶的催化效率比fe3+高。要學生明確這是在科學家們做了大量實驗的基礎上概括出的。要學生明確酶的特性是一個相對性質，是一個與無機催化劑相比較而得的性質。學生回答：可以從已知已做實驗中再度分析得出新的結論，培養學生從不同角度看問題，發現新知的能力。培養學生生物實驗的對照思想及由不同對照得出不同結論的能力。以數據的真實性形成最直觀的對比，讓學生自己歸納出酶的第一個特性——高效性。開闊學生的眼界，不局限于課本實驗。深度拓展引導學生思考：酶具有高效性的實質是什么？要理解這個問題，先要回到之前學過的酶催化性的實質是什么？催化性：降低反應的活化能。高效性：說明酶降低反應活化能的能力比無機催化劑更強。引導學生由表象深入到本質，訓練學生深度的思維的能力及不滿足于表層知識的素養。教學程序設計教師組織與引導學生活動設計意圖設計實驗探究酶的第二個特性——專一性由已知引入未知：無機催化劑催化的化學反應范圍很廣,如酸可以催化蛋白質的水解,也能催化脂肪水解,還能催化淀粉水解。酶呢，是否也是如此沒有明確的選擇性呢？引導思考：不急于下結論，要明確這個問題，該怎么辦？分組設計實驗：新鮮的質量分數為 20%的肝臟研磨液，稀釋200倍的新鮮唾液，新配制的體積分數為 3%的過氧化氫溶液，質量分數為 3%的可溶性淀粉溶液，質量分數為 3%的蔗糖溶液，碘液，斐林試劑。試管、滴管，試管架，火柴，酒精燈，試管夾，小燒杯，大燒杯，三腳架，石棉網，溫度計，玻璃棒，衛生香。教師在此過程中注重引導與答疑教師補充完善：如這個實驗探究選擇什么酶比較好？鑒定試劑有何要求？學生思考：會有各種猜想的結論出現。但教師在此質疑其說服力。要學生明確還是要通過實驗，才能有說服力的得出可靠的結論。小組討論：每4人一個小組，各小組自選材料與器材，設計合理的實驗步驟來探究各自的猜想。小組交流：接受其他組的質疑并作出解釋。各組間進行交流與合作，最后在教師的指引下完善實驗步驟。注重實驗設計的對照、可操作性、控制單一變量等原則。還是由已經自然引入未知領域，符合思維過程。允許學生的思維盡可能發散開來，激發學生的求知欲。充分利用學生的自主性，參與性，合作性自行選擇試劑材料初步設計一個實驗。之所以先給定一些材料除了是這些材料簡便易得之外，再就是也可以給學生一定的范圍與方向限制，避免過于開放而造成的盲目性。發揮集體智慧的作用，培養學生合作探究的精神及語言表達能力。實施實驗提醒學生們在操作時要注意操作的規范性、合理性及安全性。教師及時對小組進行評價與激勵。提示方法和材料有多種多樣，所以其他材料也應該可以。歸納特性：酶具有專一性提出問題：要水解蔗糖該用什么酶？開展實驗：以小組為單位，按本組的選材及完善后的步驟設計開展實驗，觀察實驗現象，得出結論。各小組交流與討論。集體回答：蔗糖酶培養學生動手能力、觀察實驗結果分析歸納得出結論的能力以及合作探究能力。及時的肯定與激勵有助于學生興趣的養成。培養學生將知識轉化運用的能力。深度拓展提出問題：如驗證酶的專一性時除了用一種酶兩種底物外，可否也用兩種酶一種底物？單個回答：也可以。培養學生用不同方法和途徑進行實驗探究的能力。教學程序設計教師組織與引導學生活動設計意圖設計實驗探究酶的第三個特性——作用條件較溫和由已知引入未知：無機催化劑催化的反應，往往在高溫、高壓、強酸或強堿條件下進行。酶起催化作用又需要怎么樣的條件呢？引導：如何探究影響酶活性的條件？分組設計實驗：在原有材料基礎上加蒸餾水，沸水，冰快，質量分數為 5%的鹽酸，質量分數為 5%的 naoh溶液及ph試紙。教師在此過程中注重引導與答疑。教師補充完善：設計實驗要合理嚴密，如溫度的控制。小組討論：如何設計實驗在已有材料及器材的基礎進行探究。小組發言：由代表發言，闡述本組設計的實驗課題、步驟及預期的結果與結論。小組交流：與其他小組進行交流，然后修改，優化各自的實驗設計。并且將知識建立在比較的基礎上，易于學生理解。先給定一些材料還是起一定的提示作用。節省課堂時間，提高效率。培養學生的實驗設計能力及語言表達能力。從理論的高度讓學生初步了解生物實驗設計的一般規律。實施實驗提示學生們在操作時要注意操作的規范性、合理性及安全性。教師及時進行評價與激勵。歸納特性：溫度和ph均會影響酶的活性。開展實驗：以小組為單位，按本組的選材及完善后的步驟設計開展實驗，觀察實驗現象，得出結論。各小組交流與評價。由學生自主探究，學會學習，提高學生探究未知知識的能力，也是終生學習養成教育的需要。深度拓展提出問題：①酶的化學本質絕大部分是什么？②蛋白質在高溫、強酸、強堿下會怎樣？③所以影響酶活性的因素應該還有哪些？①集體回答：蛋白質②單個回答：其空間結構會被破壞，從而發生不可逆變性失活③單個回答：重金屬鹽、紫外線等可使蛋白質變性的因素培養學生自己深入認識本質的能力，認清規律，起到舉一反三的效果。歸納總結歸納總結：酶發揮作用需溫和的條件。提出問題：如何探究某種酶的最適溫度和ph？最后圖片展示兩個曲線圖。特別強調：高溫與低溫下酶活性低的原理不同。需定量測定，課后可進圖書館或上網查找相關資料。明白不同的酶有差異性，并理解低溫保存酶制劑的原因。了解科學研究的一般過程，培養學生大膽質疑、不懈追求的科學精神。鼓勵學習仍有余力的同學課后探索。教學設計教師組織與引導學生活動設計意圖深入拓展引導學生思考：影響酶活性的因素還有哪些？教師指出還有激活劑、抑制劑等。可以引起蛋白質變性的物理和化學因素，還有酶的濃度、底物的濃度等。進一步打開學生的視野，不局限于課本。知識梳理引導學生進行小結本課主要知識。 提出問題：酶的特性各有何意義？教師引導，用假設法，如：若酶沒有高效性、專一性，生物體會怎樣？酶需要溫和的條件是什么的要求？單個回答：三個酶的特性。其他同學進行評價。讓同學們先進行思考，然后自然會理解酶特性存在的合理性及其意義。培養學生自主將所學知識解釋實際生活的能力，學以致用。酶與生活多媒體展示四張實際生活中的有關酶的圖片。引導學生思考：這個東西加酶各是利用了酶的什么特性。讓學生明白酶與人類生活的重要聯系。讓學生說出自己日常生活中所了解的酶。利用圖片的直觀性使學生明白科技革命的道理，從而激發學生對科學探索的興趣與激情。評價練習配以3道精選習題，檢測學生對本課的掌握情況。單個回答：達到教學評價的作用，并及時鞏固所學。如：1.關于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是（           ）a.唾液淀粉酶進入胃以后將變成多肽b.胃蛋白酶進出小腸后將最終變成氨基酸c.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響d.一旦離開活細胞，酶就失去催化能力2.某同學為驗證ph對酶活性的影響，設計如下表中的方法步驟。下列評價中不合理的是：序號項目試管1試管21新鮮唾液1ml1ml2可溶性淀粉2 ml2 ml337 ℃水浴5 min5 min41m 鹽酸1 ml/51m naoh/1 ml6結 果2滴2滴7碘 液均不變藍九.教學反思在教學中本人始終認為教會學生怎么學比學的知識本身更重要，所以旨在把科學知識作為培養學生科學精神和創新思維能力的載體，從課堂上的實驗設計到交流討論，再到實驗操作、發現探索，為學生搭設一個自主學習、發現探究的“平臺”。1.本課創新點分析 本課的創新點是處處體現著學生自主探究的理念。實驗改為教師先引導學生分析、設計實施探究實驗、體會實驗程序中蘊涵的實驗設計思想，然后再操作實施，避免了盲目性。而且教師在學生實施探究實驗的間隙，迅速完成后續實驗的分析、討論，引導學生分析后續實驗的設計。這樣處理后，統籌利用了時間。而且合理變教材為學材，改淀粉酶為唾液淀粉酶，學生更熟悉，現象也更明顯。還有一創新點就是啟發學生提出問題，設計實驗的材料既具體又蘊涵選擇性，可操作性強。整個教學設計特別注重貫徹落實《普通高中生物課程標準》的基本理念和可操作性。 2.本課的缺陷與不足在實際教學活動過程中，學生會表現出濃厚的學習興趣，積極參與討論和探究；但教學時間不容易控制，完成教學計劃所需要的時間往往比預計時間要長許多，實驗設計的思想體現得還遠不夠充分，所以并不能很好的照顧到每個小組和每位同學，對于一些沒有關注到的組，必然效果要大打折扣，這些只能在以后的課程中注意調試，盡可能面向所有學生。