高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細胞》一 酶的作用和本質(zhì)教學設(shè)計

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必修一 分子與細胞第五章 細胞的能量供應和利用第一節(jié) 降低化學反應活化能的酶（一）酶的作用和本質(zhì)學習目標簡述酶在新陳代謝中的作用。理解新陳代謝的概念。闡釋酶的概念及本質(zhì)。課程導入問題探討：1773年，意大利科學家斯帕蘭札尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。討論：為什么要將肉塊放在金屬籠里？當時人們普遍認為胃只能磨碎食物，而不能分解食物中的有機物，所以該行為是為了解決鳥類的胃是否只有物理性消化，而沒有化學性消化的問題。是什么物質(zhì)使肉塊消失了？鳥類的胃里可能有某種化學物質(zhì)使肉塊消失了。怎樣才能證明你的推測？收集鳥類胃里的化學物質(zhì)，檢驗這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。一、細胞代謝胃蛋白酶的發(fā)現(xiàn)：細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。二、酶在細胞代謝中的作用探究實踐：比較過氧化氫在不同條件下的分解①　實驗目的：通多比較過氧化氫在不同條件下分解速度的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。②　實驗原理：水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鮮的肝臟研磨液中的過氧化氫酶均可影響H2O2的分解速度。③　實驗步驟：④　實驗結(jié)論：過氧化氫在不同條件下分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快實驗方法：控制變量法控制變量法：在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化，最終解決所研究的問題。自變量（因為）：人為改變的量?！粋€實驗中的自變量可能不唯一本實驗中的自變量為：反應條件因變量（所以）：隨著自變量的變化而變化的量。本實驗中的因變量為：過氧化氫的分解速度無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中可能還存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量，無關(guān)變量要適宜且統(tǒng)一。本實驗中無關(guān)變量：過氧化氫的量（要求相等）對照實驗：除一個因素外，其余因素都保持不變的實驗稱為對照試驗。對照試驗一般要設(shè)置對照組和實驗組，除了要觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同。考點直擊甲與丁對照能夠證明酶的高效性嗎？不能，只證明了酶具有催化作用；丙與丁對照才證明酶具有高效性，為了使實驗更具有說服力，最好加上甲組空白對照。三、酶的作用機理活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需的能量。酶能顯著降低化學反應所需的活化能。四、酶的本質(zhì)思考討論：關(guān)于酶本質(zhì)的探索在19世紀釀酒業(yè)在歐洲經(jīng)濟中占有重要的地位，但是釀出的葡萄酒經(jīng)常莫名其妙的變酸，受到這一問題困擾?？茖W界非常重視對發(fā)酵過程的研究。當時人們已經(jīng)知道釀酒就是讓糖類通過發(fā)酵變成酒精和二氧化碳，許多科學家都相信糖類變成酒精是一個純化學過程，與生命活動無關(guān)。①　1857年：巴斯德vs李比希法國微生物學家巴斯德通過顯微鏡觀察，提出釀酒中的發(fā)酵是由于酵母的存在，沒有活細胞參與，糖類不可能變成酒精。但德國化學家李比希卻堅持認為引發(fā)發(fā)酵的是酵母細胞的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。②　1897年：畢希納結(jié)束這一爭論的是1897年德國化學家畢希納，他把酵母細胞放在石英砂中用力研磨加水攪拌，再進行加壓過濾，得到不含酵母的提取液，在這些汁液中加入葡萄糖，一段時間后就冒出氣泡，糖液居然變成了酒，所以這驗證了李比希的觀點是正確的。之后畢希納便將酵母細胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。③　20世紀30年代20世紀30年代，科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)。④　20世紀80年代：切赫和奧特曼20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用，最終科學家們認為酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。總結(jié)歸納本質(zhì)多數(shù)蛋白質(zhì)少數(shù)RNA合成核糖體細胞核來源活細胞作用場所胞內(nèi)、外；體內(nèi)、外生理功能催化作用原理降低反應活化能