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1、酶的特性教學(xué)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)理念
在次節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中主要采用探究式教學(xué)模式,充分利用學(xué)生已有知識,精心安排教學(xué)過程,讓學(xué)生通過探究活動(dòng)理解科學(xué)探究的過程、方法和技能,從而全面提高其科學(xué)素養(yǎng)以及交流合作能力。同時(shí),注意增強(qiáng)課程內(nèi)容與社會發(fā)展、科技進(jìn)步、現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,以及課程與學(xué)生自我發(fā)展的聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
教材地位分析?
酶的特性是《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)生物教科書 分子與細(xì)胞(必修1)》(人教版)第五單元第一節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》第二課時(shí)的內(nèi)容,在學(xué)習(xí)了第1課時(shí)“酶的作用和本質(zhì)”,以及初中人體內(nèi)消化酶知識的基礎(chǔ)上,結(jié)合探究“影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步理解酶的三大特性,不僅鞏固了第
2、一節(jié)的探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中變量的控制內(nèi)容,也為后面學(xué)習(xí)ATP的合成與分解,光合作用,細(xì)胞呼吸等重要內(nèi)容奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)說明酶在細(xì)胞代謝中的特性。
(2)通過學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)探究的虛擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng),使學(xué)生掌握科學(xué)探究的程序和方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和動(dòng)手實(shí)踐的能力。
(3)通過以小組為單位的學(xué)習(xí),使學(xué)生學(xué)會與人交流和合作的能力
2、過程與方法
(1)通過本節(jié)課教學(xué),讓學(xué)生進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索,鞏固自變量的控制,觀察和檢測因變量的變化,以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則,對照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置。
(2)通過討論酶在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,使學(xué)生認(rèn)識到生物科學(xué)
3、技術(shù)與社會生產(chǎn)生活的聯(lián)系,體會科學(xué)、技術(shù)、社會之間相互促進(jìn)的關(guān)系,進(jìn)而體會研究生命科學(xué)的價(jià)值。
(3)在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩幕A(chǔ)上,提高學(xué)生運(yùn)用語言表達(dá)的能力和分享信息分享實(shí)驗(yàn)成果的能力。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),使學(xué)生具有探索、創(chuàng)新、合作和勇于實(shí)踐的科學(xué)精神與態(tài)度。
(2)通過聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際,激發(fā)學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣,形成關(guān)心科技發(fā)展、關(guān)心社會生活的意識。
二、學(xué)情與教材分析
學(xué)生通過上一節(jié)課酶的作用和本質(zhì)的學(xué)習(xí),加上初中消化酶的知識,對酶有了初步的認(rèn)識;學(xué)生具備了一定的發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及進(jìn)行探究活動(dòng)的一般方法,具有利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜集
4、、處理及表達(dá)、展示信息的能力。
?
關(guān)于酶的三大特性,重點(diǎn)和難點(diǎn)在于酶的第三個(gè)特性,教材設(shè)計(jì)了一個(gè)探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在探究后得出結(jié)論,在此基礎(chǔ)上,再配合兩個(gè)曲線圖,概括出酶的作用條件較溫和的結(jié)論。本節(jié)的“科學(xué)·技術(shù)·社會”,通過多個(gè)側(cè)面,體現(xiàn)出酶與人類生活的密切關(guān)系,從而進(jìn)一步開闊學(xué)生的眼界。
三、教學(xué)準(zhǔn)備
1、教學(xué)用具:加酶洗衣粉、溶菌酶含片、生物酶牙膏、多酶片、果汁等
2、實(shí)驗(yàn)材料:可溶性淀粉、NaOH (5%)、Hcl (5%)、碘液、α-淀粉酶(最適溫度50℃—75℃)、斐林試劑(檢驗(yàn)還原性糖)、PH=5、6、7、8、9的緩沖液、試管、燒杯、酒精燈、溫度計(jì)等。
四、設(shè)計(jì)思路
5、
本節(jié)課是構(gòu)建在學(xué)生對于酶已有了一定認(rèn)識的基礎(chǔ)上實(shí)施的,根據(jù)教材的特點(diǎn),充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,采用啟發(fā)式、討論式和探究式教學(xué)方法,學(xué)習(xí)酶的三大特性,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程,激發(fā)他們的獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識,發(fā)展他們的興趣、愛好和特長。由于本節(jié)課的探究性實(shí)驗(yàn)的難度比較大,設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí),為了提高課堂效率,在課前安排學(xué)生在充分預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,分小組自選課題,預(yù)先先完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),再在課堂上對探究實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)提供了相關(guān)的材料和必要的說明,使學(xué)生通過修改和交流,形成較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案,并通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn),在此基礎(chǔ)上得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)能體現(xiàn)學(xué)生自主、探究、合作的學(xué)習(xí)方式,有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究方
6、法。提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。此外,還通過多個(gè)側(cè)面,體現(xiàn)酶與人類生活的密切關(guān)系,開闊了學(xué)生的眼界,滲透了STS思想。
五、教學(xué)過程
(一)課前準(zhǔn)備:網(wǎng)絡(luò)查找? 感性認(rèn)識
?收集有關(guān)酶研究的最新發(fā)展成果和應(yīng)用,了解酶在日常生活中的應(yīng)用。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材和相關(guān)背景知識,自主選擇一個(gè)課題,分小組討論要探究的課題,寫好實(shí)驗(yàn)方案。
(二)復(fù)習(xí)提問? 鞏固知識
上節(jié)課我們歸納出酶的定義,回憶酶的概念,其概念告訴我們,酶產(chǎn)生的場所在哪里?酶有什么作用?酶的化學(xué)本質(zhì)是什么?(學(xué)生回憶酶概念回答相關(guān)問題:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的;具有催化新陳代謝化學(xué)反應(yīng)的作用;其化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)為蛋白質(zhì),少數(shù)為RNA。)
(三)
7、貼近生活? 激趣導(dǎo)入
課前讓學(xué)生找尋生活中與酶有關(guān)的產(chǎn)品,各小組派代表將所找到的物品展示及介紹,有利于培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力、分享信息和合作交流能力。教師總結(jié)并導(dǎo)入新課:通過剛才的展示和介紹,我們可以看出,酶已悄悄融入到我們的日常生活中,它有哪些特性使它的應(yīng)用這么廣泛呢?今天這節(jié)課我們就一起來研究酶的特性。
(四)師生互動(dòng)? 探討新課
1、酶的高效性?
(1)引導(dǎo)學(xué)生回憶“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn),比較其中加入FeCL3溶液的3號試管和加入肝臟研磨液的4號試管在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?(學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn),能準(zhǔn)確答出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:加入FeCL3溶液的3號試管和加入肝臟研磨液的
8、4號試管中都有氣體放出,但后者氣泡產(chǎn)生速度快于前者,后者讓衛(wèi)生香復(fù)燃更旺)
(2)請學(xué)生回答本實(shí)驗(yàn)中自變量,因變量和無關(guān)變量。讓學(xué)生通過分析自變量和因變量的關(guān)系,從中找出科學(xué)結(jié)論推導(dǎo)方法。提高分析問題的能力。(本實(shí)驗(yàn)中自變量是酶和無機(jī)催化劑,因變量是過氧化氫的分解程度,無關(guān)變量是過氧化氫的濃度和劑量)
(3)從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)憧梢缘贸鍪裁唇Y(jié)論?怎么能得出這一結(jié)論的呢?通過得出結(jié)論提高分析問題,總結(jié)問題的能力。(①從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是:酶和無機(jī)催化劑都能催化化學(xué)反應(yīng),改變反應(yīng)速度。但酶對化學(xué)反應(yīng)速度的改變效率更顯著。說明過氧化氫酶具有高效性。②3號和4號試管只是反應(yīng)所用的催化劑(即自變量)不同
9、,其余的反應(yīng)條件均相同,導(dǎo)致出現(xiàn)了不同反應(yīng)結(jié)果或反應(yīng)現(xiàn)象(即因變量)。這種不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果是由不同的反應(yīng)條件(催化劑不同)所造成的。)
(4)教師總結(jié)并拓展:通過上節(jié)課的實(shí)驗(yàn),總結(jié)酶的一個(gè)特性:高效性。高效性的含義即極少量的酶也具有較強(qiáng)的催化作用,大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107~1013倍。這對細(xì)胞有什么意義呢?指導(dǎo)學(xué)生看書并思考。教師拓展:酶的這一特性保證了生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)快速進(jìn)行,也讓它在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,如:在洗衣粉中加入0.2%~0.5%的酶制成合成洗滌劑——加酶洗衣粉,其去污能力大大增強(qiáng)。
2、酶作用的專一性
(1)聯(lián)系生活,結(jié)合初中消化酶的知識,
10、導(dǎo)入酶的專一性的知識,訓(xùn)練學(xué)生的推理能力。
向?qū)W生提供分析材料:①單獨(dú)咀嚼米飯一段時(shí)間后,感覺有甜味,試分析是什么原因。(唾液中含有淀粉酶,淀粉在酶的作用下水解成麥芽糖,麥芽糖有甜味)
②早晨起床發(fā)現(xiàn)昨晚夾在牙縫中的瘦肉絲依然存在,又是什么原因?(瘦肉的主要成分是蛋白質(zhì),唾液中無消化蛋白質(zhì)的酶,所以無法將其分解。)
③指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本83頁第三段內(nèi)容:過氧化氫酶只能催化過氧化氫的分解,淀粉酶只能催化淀粉水解,脲酶只能催化尿素分解;目前已發(fā)現(xiàn)了4000多種酶,它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。
(2)引導(dǎo)學(xué)生思考總結(jié),提高學(xué)生的歸納能力,知識遷移和應(yīng)用能力。
①以上事例說明酶還具有哪個(gè)特性?
11、(專一性)②專一性的具體含義是什么?(每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。)③根據(jù)酶的專一性,在使用加酶洗衣粉時(shí)應(yīng)注意什么?請一位學(xué)生閱讀加酶洗衣粉的注意事項(xiàng)(適用于棉、麻、化纖及混紡等原料之衣服)其他同學(xué)思考其原因,(加酶洗衣粉中加入的主要是蛋白酶,根據(jù)酶的專一性,蛋白酶能催化蛋白質(zhì)水解,若用其洗滌蛋白質(zhì)類纖維織物會使纖維受到破壞。)④聯(lián)系生活,哪些衣物不能用加酶洗衣粉洗滌?(羊毛、兔毛、蠶絲等蛋白質(zhì)類纖維織物)
3、酶的作用條件較溫和
(1)提供資料,導(dǎo)入酶的作用條件的探究,學(xué)生經(jīng)過思考分析、小組討論,學(xué)會與人交流,逐步提高語言表達(dá)能力;使學(xué)生具有質(zhì)疑、創(chuàng)新和勇于實(shí)踐的科學(xué)精神與態(tài)度。
12、
展示資料:資料一:實(shí)驗(yàn)證明:用加酶洗衣粉時(shí),溫水的洗滌效果要比冷水好;
資料二:人患感冒發(fā)燒時(shí),常常不思飲食,其原因是什么?
資料三:閱讀課文第1到3段文字。
問:①閱讀了上述材料后,你能提出什么問題?
②請結(jié)合酶的化學(xué)本質(zhì)提出有關(guān)酶發(fā)揮催化作用所需條件的理論猜想。
(提出假設(shè):a.酶的催化效率可能受溫度的影響。
b、酶的催化效率可能受PH值的影響。并且不同的酶需要不同的PH條件。)
(2)教師精講實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)成要素及設(shè)計(jì)原則
教師精講并歸納總結(jié)出一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)方案的基本內(nèi)容應(yīng)包括:①提出問題②實(shí)驗(yàn)假設(shè)?? ③實(shí)驗(yàn)原理④實(shí)驗(yàn)材料用具⑤實(shí)驗(yàn)方法步驟⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)期??????
對
13、照性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則:等量原則、對照性原則、單因子變量原則
(3)修改、展示實(shí)驗(yàn)方案,培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)和與人交流合作的能力。
要求學(xué)生將課前設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則再進(jìn)行討論、修改、完善。各小組長展示實(shí)驗(yàn)方案,教師引導(dǎo)學(xué)生討論、質(zhì)疑,選擇其中有典型錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案分析,引導(dǎo)學(xué)生尋找錯(cuò)誤,最終完善本小組實(shí)驗(yàn)方案。
最終確定的“溫度對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)方案:
(4)布置學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),各小組按確定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),仔細(xì)觀察、認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(5)師生互動(dòng)交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識的能力;學(xué)會與人交流,提高語言表達(dá)能力。
①學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后提問:
a.哪支
14、試管中酶的活性最高?你是如何得出這一結(jié)論的?
b.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與你預(yù)期的結(jié)果是否一致?你作出的假設(shè)是否得到了確認(rèn)?
c.通過這個(gè)探究,你們小組的結(jié)論是什么?請嘗試用酶的化學(xué)本質(zhì)的知識解釋本小組的結(jié)論。
②各小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
溫度、PH值變化會影響酶的活性,溫度和PH值偏高或偏低,酶的活性都會降低。
③結(jié)論:酶的作用條件較溫和
教師分析、解釋:過酸、過堿或高溫,都會使酶分子的結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。因?yàn)槊傅幕瘜W(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,這些大分子物質(zhì)都有其特定的空間結(jié)構(gòu),當(dāng)環(huán)境中的溫度過高、PH值過高或過低時(shí),這些有機(jī)物的空間結(jié)構(gòu)就會發(fā)生改變,從而使酶的活性降低甚至失去活性。0℃左右的低溫
15、雖然使酶的活性明顯降低,沒有破壞酶的空間結(jié)構(gòu),在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)。
④曲線的繪制與交流:引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪出溫度和PH值變化與酶活性的關(guān)系大致變化曲線圖。用語言來描述溫度和PH值變化與酶活性的關(guān)系曲線的變化特征。訓(xùn)練學(xué)生從函數(shù)圖像中提取信息、分析信息的能力和語言表達(dá)能力。
⑤知識應(yīng)用,促使學(xué)生形成關(guān)心社會生活的意識。
六、板書設(shè)計(jì)
? 二、酶的特性
1、酶的特性
(1)酶具有高效性
(2)酶具有專一性???????????????????
(3)酶的作用條件較溫和?
?
2、對照性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則?
(1)單因子變量原則
(2)等量原則
(3)對照性原則