二中实验校 邓文玉 降低化学反应活化能的酶教案

导入课题

降低化学反应活化能的酶

让学生回忆初中阶段食物消化的知识，思考食物的消化过程，然后说明在两百多年前人们认为食物只进行了物理消化，没有化学消化，接着呈现斯帕兰扎尼的实验，让学生完成问题探讨中的问题。

提问1：为什么要用金属笼子将肉包裹起来？

提问2：是什么让肉消失了？

提问3：如何证明？

过渡：那究竟是什么物质使肉块消失了呢？施旺发现，盐酸中加入胃腺的分泌物之后，能够快速分解肉块，而这种物质，就是我们本节课的主角——酶。

充满好奇，学习兴趣浓厚

排除物理因素

某种化学物质

将该物质提取出来研究

充满好奇，学习兴趣浓厚

创设情境

激发兴趣

通过设问导入课题

细胞代谢

讲解：细胞代谢的概念。

过渡：细胞代谢会有许多产物生成，一些产物对细胞是有害的，细胞就会将其排出，例如CO₂。

而某些对细胞有害的物质，细胞无法将其排出，就只能将其分解了，例如过氧化氢，要分解过氧化氢，就需要提到另外一种物质，叫做过氧化氢酶。

接下来，我们就通过一个实验来探究过氧化氢酶对过氧化氢分解的影响。

　勾画课本相关内容。

讲解细胞代谢的概念

酶的作用

播放：过氧化氢在不同条件下的分解探究实验视频。

请同学们观看视频后回答以下问题：

1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?

2.在细胞内能通过加热来提高反应速率吗?

3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么?

4、3号和4号试管相比，哪支试管中反应速率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行具有重要意义？ 

观看视频，思考问题

加热能够促进过氧化氢分解

不能

亚铁离子和酶都能够加速过氧化氢分解。

4号，说明酶的催化作用更加明显。

通过观看视频，让学生直观看到酶的催化效果，并初步了解酶的高效性。

控制变量法

自主学习：看书78页，找到：

什么是变量？

什么是自变量？

什么是因变量？

什么是无关变量？

过渡：既然理解了自变量、因变量和无关变量，那就来分析一下刚才实验中的自变量和因变量。

1.1号和2号的自变量是？

2.1号和3号的自变量是？

3.1号和4号的自变量是？

4.3号和4号的自变量是？

5.本实验的因变量是？

过渡：那我们接下来再来看看对照试验。

提问：

对照试验往往分为两组，未经过任何处理的一组称为?

那本次实验的对照组是哪一组呢?

像这样未经任何处理的组称为空白对照，那空白对照组有什么作用呢?

那经过处理的一组又称为什么呢?
‎对照实验的设置要遵守三个原则:即对照原则，单—变量原则和平行重复原则。单一变量原则是什么意思呢?
‎即只有一个自变量不同，而平行重复的目的则是清除什么? 

看书，找到问题答案。

变化的因素。

人为控制对实验对象进行处理的因素。

随自变量改变的变量。

除自变量外，对实验结果造成影响的可变因素。

温度。

是否加入Fe³⁺。

是否加入过氧化氢酶。

催化剂的种类不同。

过氧化氢的分解速率不同。

  对照组。

  1号试管。

  除去无关变量对实验的影响。

  实验组。

  偶然误差

　自主学习，知晓变量的概念。

通过引导学生分析该实验的自变量和因变量，巩固学生对自变量和因变量的认知，同时使学生能过够正确表达自变量和因变量。

通过分析实验，为学生讲解对照试验，并让学生理解对照试验的三大原则。

酶的作用及作用机理

过渡：刚才的实验能够说明，酶能够催化过氧化氢分解，那酶的作用机理是怎样的呢？看书P78思考以下两个问题：

1.加热为什么能够促进过氧化氢分解？

2.三价铁离子和过氧化氢酶为什么能够促进过氧化氢分解？

观察ATP与ADP转化示意图，完成导学案上第二部分第2题，尝试写出ATP水解和合成的反应式。

接下来，我们通过一个动图来看看加热、三价铁离子、过氧化氢酶的作用机理。

  看书思考问题答案。

加热为过氧化氢分解提供了能量。

催化剂能够降低过氧化氢分解的活化能。

观看动图，思考酶作用的机理。

通过提问，引导学生找到酶的作用机理，并给学生留下初步印象。

通过观看动图，进行巩固

酶的本质

阅读教材P79-80，

教师总结归纳科学史，并归纳酶的本质为：酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是RNA。

  思考归纳酶的本质。

通过科学史，帮助学生理解酶的本质。

酶具有高效性

过渡：之前的实验中，3号试管和4号试管相比，可见酶的催化效率更高，之前我们提到，1滴氯化铁中三价铁离子的数量是新鲜肝脏研磨液中酶数量的250000倍，这更能体现酶的高效性，那酶的高效性具有什么意义呢？

酶具有高效性是针对于无机催化剂而言的，相比之下，酶能更好地降低化学反应的活化能，看书P78并进行勾画，标注酶具有高效性。

而这一特性保证了生物体内细胞代谢快速顺利进行，书上P78最后一段进行勾画。

  思考，得出酶具有高效性的结论。

  思考并理解酶具有高效性的意义。

通过之前的实验结果，得出酶具有高效性的结论，并帮助学生理解其意义。

酶具有专一性

过渡：单独咀嚼米饭或馒头，很快就能出现甜味这是为什么?这又说明了酶具有什么特性?但当一根肉丝卡在牙缝中，一夜之后，肉丝没有分毫变化，这又说明酶具有什么特性呢?

唾液淀粉酶能分解淀粉而不能分解肉丝，这说明酶具有专一性，那什么是专一性呢?翻到书P82，专一性是指每种酶只能催化一类或一种化学反应，而酶这样的特性保证了细胞代谢有条不紊地进行。

过渡:与能够催化多种物质分解的强酸强碱不同，酶具有专一性，那怎样来验证这种特性呢?我们一起来看看接下来的实验。

1、实验原理讲解

本实验的原理非常简单、淀粉和蒸糖都是非还原糖，而它们分解的产物，麦芽糖和果糖、葡萄糖都是还原糖。所以我们只需要加入酶反应一段时间后，再用斐林试剂检测，就能得知酶是否水解淀粉和蔗糖的水解。

2、实验步骤讲解

3、相关提问

提问1：本实验的自变量是？

提问2：本实验的因变量是？ 

提问3：本实验的无关变量有？

提问4：本实验可否用碘液鉴定?

提问5：若将蔗糖改用表芽糖可否?

4、类似实验:方案二——同底不同酶，

过渡:我们刚刚说到的实验只是其中一种方案，使用了相同的酶，不同的底物。那有没有第二种方案来对酶的专一性进行进一步的验证呢?

1、实验步验讲解

提问1：本实验的自变量是？

提问2：本实验的因变量是？

提问3：本实验可用碘液验证吗?

 理解酶可能具有专一性及其意义，并思考如何进行验证。

  学习专注，认真听讲

底物的不同。

底物是否被水解。

反应温度、时间等

不能，碘液无法鉴定蒸糖。

不能，麦芽糖是还原糖。

酶的种类不同。

底物是否分解。

  可以。

通过情景引入到酶的专一性的学习

通过实验，验证酶具有专一性，同时，巩固对照试验的相关知识。

通过第二种方案，进一步巩固对照试验，同时对酶的专一性进行进一步验证

酶的反应条件温和

过渡：加酶洗衣粉情景。

提问1：酶含量很低，只有0.3％，但是效果非常好，能够看出酶具有什么特性?

提问2：本洗衣粉中加入了蛋白酶，因此对去除奶渍具有较好的效果，但是对油渍的效果却很差，这是为什么?

提问3：本洗衣粉的最佳使用水温是30—40℃超过60℃就失去效果，这说明酶具有怎样的特性?

  高效性。

  酶具有专一性。

  酶的反应条件温和。

通过情景，回顾酶的高效性和专一性，引出酶的反应条件温和

影响酶活性的因素

酶活性的概念及表示方法：

酶催化特定化学反应的能力称为酶活性(P82)

酶活性一般由单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。

过渡：影响酶活性的因素有哪些呢?我们这里要探究“温度”和“PH值”两个因素。

1、探究温度对酶活性的影响

提问1：本实验选用淀粉还是H₂O₂?

提问2：如何保证酶促反应发生在预定温度？

教师讲解：实验步骤

引导学生分析本实验的自变量、因变量、无关变量。

提问3：本实验可否使用斐林试剂进行检测?

2、探究PH值对酶活性的影响

提问1：本实验选用淀粉还是过氧化氢作为底物？

提问2：如何保证酶促反应发生在预定PH值?

教师讲解：实验步骤

提问3：分析本实验的自变量，因变量和无关变量

过渡:根据刚才两个实验我们可以得出以下结论:温度和PH值对酶活性都有影响，酶活性最高的温度和PH值分别是最适温度和最适PH值，接下来，我们一起学习酶活性——温度曲线和酶活性——PH值曲线。

教师讲解两条曲线。

  接受新概念：酶活性

淀粉、H₂O₂会被加热促进分解。

  先在特定温度下保温，再混合反应。

自变量:反应的温度不同

因变量:底物是否水解

无关变量:反应时间等

不能，斐林试剂要进行水浴加热才能起作用。

  过氧化氢。

先调好PH值，再混合反应。

自变量:反应PH值的不同

因变量:过氧化氢的反应分解情况不同

无关变量:反应时间等

　学生认真听讲并做好笔记。

引出酶活性概念及表示方法

通过实验探究温度对酶活性的影响

通过两条曲线，帮助学生进一步理解酶的反应条件温和。

总结

本节课学习了酶的相关知识，包括酶的作用、酶的本质和酶的特性三个部分，且学习了对照试验，理解了最适温度和最适PH值等概念。

　回顾知识，构建知识框架。

帮助学生梳理知识。