降低化学反应活化能的酶教学设计

教师活动

学生活动

设计意图

精心设问，步步深入（5分钟）

[新课导入]已近中午了，大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢？食物是怎样被消化的呢？

[问题探讨]图示1783年，斯帕兰扎尼“鹰与笼子”的实验，探讨相关问题及实验的巧妙之处。

[对比说明]工业制氨的条件是什么？

细胞内是否具备这些条件？但是细胞内的化学反应依然高效有序的进行，原因何在？

[提出课题]酶的作用和本质

激发学生兴趣，让大脑快速进入思考状态。

[小组讨论，得出结论]：

鸟类的胃不仅有物理性消化，还有化学性消化。

回答：

高温、高压、催化剂

推测：

细胞内有生物催化剂。

为引入新课作铺垫。

此实验是开创了酶研究先河。其问题的提出，实验方案，实验设想，结论与推论等过程及创新思维的意识对学生有学习与借鉴的意义。

[新课]探究研讨，引议释疑（30分钟）

一、酶在细胞代谢中的作用（20分钟）

引导思考，设计实验，验证酶的高效性

[实验原理及材料]我们知道过氧化氢可以在Fe3+催化下，分解成水和氧。新鲜的动物肝脏研磨液含有过氧化氢酶。如果给你新鲜的动物肝脏研磨液、过氧化氢溶液、氯化铁溶液，以及必需的实验用具，你能否设计实验？

[提示1]酶的高效性是相对谁而言？

[提示2]反应物怎么选择呢？

[提示3]因变量是什么？

[提示4]观察那些现象可以得出结论？

[提示5]实验预期和结果讨论。

提问：为什么酶具有高效性？

[此实验为特别补充内容]

设计实验，验证酶的专一性

[过渡]细胞代谢包括很多化学反应，不仅反应速度快，而且有条不紊地进行，这说明酶作为催化剂，不仅具有高效性，还具有专一性。

提示：怎样理解专一性？

我们知道木瓜果汁含有木瓜蛋白酶，嫩肉粉中也含有蛋白酶制剂，如果给你木瓜榨汁，嫩肉粉，牛奶、豆浆、淀粉溶液、碘液、斐林试剂、双缩脲试剂，请根椐需要选择合适的试剂和的实验用具，能否设计实验验证酶的专一性？

[小结]酶的高效性和专一性。

[学生实验一]

[小组讨论]

设计实验方案

设计表格记录实验现象及结果

回答：无机催化剂

思考：是让无机催化剂和酶各自催化一种呢？还是催化同一种物质呢？

回答：过氧化氢分解速度

回答：

气泡的多少及产生速度

点燃的卫生香复燃情况

结果：过氧化氢酶的催化效率比氯化铁的催化效率高，说明酶具有高效性。

回答：降低了活化能。

参考教材利用卡通式插图，结合文字叙述，形象描述。

[学生实验二]

[小组讨论]：应该体现在酶只能催化某种特定的反应，而对其它反应没有催化作用。

[小组讨论实验方案]

选取何种酶？选取何反应物？如何设计对照？如何鉴定结果？预测结果？

理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验

观察实验现象，感性认识过氧化氢酶的高效性。

培养语言表达能力，将感性知识上升到理性知识。

[实验一]是用两种不同的催化剂来催化同一种物质[实验二]是用同一种酶来催化两种不同的物质，让学生了解设计实验的思路是怎样的？怎样选材？怎样设计对照？从而加强实验技能的训练。

教师特意设置二个小陷阱，①是让学生自行选取择蛋白质的鉴定试剂，巩固其使用方法。②材料丰富，根据实验需要，懂得取舍，不可贪多。

二、酶的本质（10分钟）

1．从人物的角度来看

2．从研究结果的角度来看

从观察到到问题，从问题到猜测，从猜测到实验，从不完善到完善，这是做科学的必然步骤，也是科学发展的必然规律。

[补充]

（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。

3．引导与激励

结合酶本质的探索历程及萨姆特历时9年获得诺贝尔奖的过程，谈谈马克思的话的理解。

[小结]酶的本质

[资料阅读，探索酶的本质]

完成课本82页基础题一，体会几位科学家的观点之间的逻辑关系。

分析每位科学家的科学结论中可取之处与不足之处。

[小组讨论发言]

在酶的发现历程中，由胃的物理性消化→胃的化学性消化→从胃液中提出了消化蛋白质的物质→脲酶结晶的提取→证实脲酶是一种蛋白质→提取出多种酶的蛋白质结晶→指出酶是具催化作用的蛋白质→少数RNA也具有生物催化作用→进一步完善了酶的概念。

[小组感言]

科学无坦途。

科学的苦与甜。

[小组总结]

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数的酶是蛋白质，少数酶是RNA。

培养学生继承、创新、实事求是和大胆实践等科学精神和态度。

引导学生从两种不同角度分析这一过程，实际上就是提高学生分析与推理能力的过程。

激励性评价：科学知识都不是一承不变的，是一个不断发展的过程，唯有上下求索，才能做到科研无止境。你也可以未来科学史上一颗闪亮的星星。

促进学生积极改变学习方式，培养学生主动建构知识。

[课后进一步探究]（5分钟）

请根据下列材料设计一个证明酶是蛋白质的实验：

实验材料：5%的NaOH溶液、3%的CuSO4溶液、鸡蛋、水、唾液、小烧杯、玻璃棒、试管滴管、镊子、脱脂棉。

实验原理：

实验步骤：

实验结论：

理解酶的本质

训练实验思维。