“酶在細胞代謝中的作用”教學設計

1 教學內容及分析

“酶在細胞代謝中的作用”是人教版高中生物必修一“分子與細胞”第五章第一節“降低化學反應活化能的酶”中的內容。本節課主要講述酶在生物新陳代謝中的重要作用，是在前面學習了有關細胞學知識的基礎上展開的，同時又為后面學習ATP、光合作用和呼吸作用等作了鋪墊。并且，本節提出的有關實驗的知識對整個生物學實驗教學有著非常重要的作用。

2 教學目標

2.1 知識目標

說明酶在細胞代謝中的作用；進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化以及設置對照組和重復實驗。

2.2 能力目標

通過參與科學探究的實驗活動，掌握科學探究的程序和方法，形成創造性思維能力和動手實踐的能力；通過小組學習，學會與人交流和合作的能力。

2.3 情感、態度與價值觀目標

通過對酶的作用的探究性學習，形成科學的思維方法和研究精神。

3 教學方法

(1)探究式教學法：在教師的指導下，學生主動參與“酶的作用的”討論探究活動，親身體會科學發現過程，領悟科學研究方法。

(2)多媒體輔助教學法：利用多媒體技術，把酶的作用機理用動畫展示出來，幫助學生突破知識難點。

(3)分組實驗法：把學生進行分組，小組成員共同實驗，從而培養學生分工協作的團隊精神。

4 教學思路

由“加酶洗衣粉”廣告視頻導入課題(洗衣服是一項活動)_人每天都進行各種活動一活動需要能量一能量由細胞化學反應釋放一引出“細胞代謝”的概念(細胞中每時每刻都進行著許多化學反應)一提出問題：細胞每時每刻都進行如此多的化學反應，如何才能保證這些反應快速進行呢?→學生回憶化學課上學過的“可以改變化學反應速率的催化劑”一作出假設：細胞中存在催化劑一通過實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解速率”驗證假設→實驗結果：加新鮮肝臟研磨液的試管反應速率比常溫下的要快得多一結論：細胞中確實存在催化劑→引出對“酶”的初步認識：細胞中的生化反應催化劑是酶。

總結實驗過程中的方法_引出有關“控制變量”的學習。

通過實驗結果比較，得知存在催化劑時，反應速率快得多→引出對催化劑作用機理的探討(用動畫展示酶的作用機理出來)。

最后，對本節課進行小結。

5 教學過程

5.1 創設情景，引入課題

通過一則溫馨的加酶洗衣粉的廣告視頻(小男孩為了幫老奶奶拿水果，弄臟了衣服，回家后媽媽用加酶洗衣粉洗衣服)導入新課。

師：在這則廣告中，加酶洗衣粉在洗衣服這一活動中發揮了很重要的作用。我們人類每天都會進行各種各樣的活動，而活動是需要能量的。能量從哪里來呢?

生：細胞中的化學反應釋放。

由此引出細胞代謝的概念：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。

5.2 互動學習

(1)活動一：發現問題。根據細胞代謝的概念，學生會提出問題：細胞怎樣才能在有限的時間內完成許多化學反應呢?教師要引導學生分析細胞能快速進行化學反應的原因，并作出假設。

(2)活動二：提出假設：細胞中存在催化劑，因此細胞才能在有限的時間內完成許多化學反應。教師引導學生思考：在化學課上學過什么方法可以加快反應的速率呢?學生思考回答：加入催化劑。教師再進一步提問：那細胞怎樣才能在有限的時間內完成許多化學反應呢?學生回答：細胞中可能也存在催化劑。

(3)活動三：設計實驗來驗證假設。教師提供材料：過氧化氫是一種有毒的細胞代謝產物，細胞會將它分解。過氧化氫也可以在加熱或存在無機催化劑FeCl₃的情況下分解。然后確定實驗課題：比較過氧化氫在不同條件下的分解速率。教師提問：通過什么現象，觀測反應速率呢?學生回答：通過觀察氣泡的產生速率和衛生香的燃燒程度可以比較反應速率的快慢。若加新鮮肝臟研磨液的試管反應速率比常溫下的要快，則證明細胞中確實存在催化劑。

然后教師讓學生分組討論并設計實驗方案。建議學生用新鮮肝臟研磨液模擬細胞環境。學生設計好實驗方案后，綜合各小組方案并修正，再確定實驗方案(表1)。

教師提出一系列問題：1號試管和2號試管相比，有什么不同的現象?這說明什么?1號試管和3號試管相比，有什么不同的現象?這說明什么?1號試管和4號試管相比，有什么不同的現象?這說明什么?3號試管和4號試管相比，有什么不同的現象?這說明什么?然后讓學生分組進行實驗，并提醒學生邊做實驗邊記錄實驗現象，并思考這幾個問題。

(4)活動四：得出結論。學生通過實驗，知道4號試管反應速率比1號試管陜，說明細胞中確實存在催化劑。細胞中的催化劑被稱為酶。學生比較出4號試管反應速率比3號也快些，為后面分析酶的作用機理和下節課分析酶的高效性特點作鋪墊。

(5)活動五：有關控制變量的學習。教師指導學生閱讀教材79頁的相關內容，了解實驗設計的原則，并思考：什么是變量、自變量、因變量、無關變量?上述實驗中哪些是自變量?哪些是因變量?哪些是無關變量?什么是對照實驗?上述實驗中對照組和實驗組分別是哪些組?請學生完成表2。

(6)活動六：分析催化劑的作用機理。教師：通過剛才的實驗，我們知道催化劑可以改變化學反應的速率。那催化劑的作用機理是什么呢?教師展示用PPT做的動畫。動畫中把化學反應比作汽車翻越一座高山。催化劑相當于為汽車找到了一條穿山隧道，所以需要的能量少些，翻山就容易些。由翻山所需能量比作活化能，提出活化能的概念。學生總結：催化劑作用機理是降低了化學反應的活化能。然后用Flash動畫展示實驗中四種條件下反應速率不同的原因。把化學反應比作跳高，用動畫模擬常溫、加熱、加FeCl₃、加新鮮肝臟研磨液(酶)這四種條件下的反應過程，模擬出各條件(除常溫外)加快反應速率的機理。

學生根據Flash動畫的啟示作出總結：實驗中各條件加快化學反應速率的機理是：加熱提高了分子的能量；加FeCl₃降低了化學反應的活化能；加酶更顯著地降低了化學反應的活化能。

教師：正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。

小結酶與細胞代謝的關系圖(圖1)。

細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應

6 教學反思

本節課的關鍵是教師要組織好學生的分組實驗以及在探究活動中對學生的引導。課前最好先分好學生的學習小組。課堂上，要注意讓學生在教師的引導下思考問題和進行實驗，避免學生因試劑加入過多或衛生香使用不當而使試管中的反應過于劇烈。有的學生可能會把衛生香多次伸人試管中進行檢測，這種做法相當于給試管加熱，會使反應更劇烈。加新鮮肝臟研磨液的試管在用衛生香檢驗時，衛生香要快速伸人試管，否則會被氣泡熄滅。