一、 学习者特征分析
1、 课本在学生学习过初中生物学的基础上,创设了"问题探讨"的情境--200多年前科学家斯帕兰札尼有关探究鹰消化食物原理的著名实验,让学生预习,明确在这个实验过程中酶起了重要作用。
2、 那么酶在细胞代谢中有何作用?教材安排了实验来比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,让学生自己预习实验过程,初步了解和掌握自变量、因变量和无关变量,掌握科学实验方法。 四、教学过程 【情境创设】
【师】这些问题现在我们都知道答案了,但在二百多年前的人们并不知道,于是一些科学家就开始了对这些问题的探索。
【介绍】1773年意大利科学家斯帕兰札尼的实验。
【背景知识】在斯帕兰札尼做此实验之前,人们认为鸟类的胃只能磨碎食物,不能分解有机物,也就是说鸟类的胃只有物理性消化,没有化学性消化。
【讨论】1、这个实验要解决什么问题?(鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化)
2、是什么物质使肉块消失了?(是胃内的化学物质将肉块分解了)
3、怎样才能证明你的推测?(收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了。我们现在知道这种物质就是胃蛋白酶。)
酶的作用和本质
【回顾】叶绿体,线粒体,核糖体的功能(引入细胞代谢的概念)
1、细胞代谢:
【小结】对于一个生物体来说,要进行的生理活动非常多,这些生理活动的进行依赖于细胞内发生的各种生物化学反应。对细胞来说,能量的获得和利用也必须通过化学反应。
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。
【过渡】现实中的化学反应我们知道很多情况下,反应的进行都需要一定的条件,比如高温、高压、强酸、强碱等等
【问1】在化学反应中有没有不通过高温高压等条件,来提高化学反应速率的方法呢?(有,催化剂)
【问2】细胞生存的条件是很温和的,那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、pH接近中性的条件下,迅速高效地进行呢?(细胞也有类似于催化剂的物质存在,如酶)
细胞代谢离不开酶。那么,细胞代谢为什么离不开酶呢?
那我们就要看看酶在细胞代谢中究竟起着什么样的作用。
2、酶在细胞代谢中的作用
【介绍】细胞在代谢中产生的过氧化氢,对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶,能将过氧化氢迅速分解成水和氧气而排出。加热也能使H2O2分解,铁离子也可催化这一反应。
结论:
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著
【学生先预测实验结果;然后完成实验】【P79讨论】
【问1】第一组与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号试管放出的气泡多,说明加热能提高反应速率)
①活化能的概念:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
【问2】在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗?(不能,加热会使蛋白质变性)
【问3】3号试管和4号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?(Fe3+和H2O2酶也能提高反应速率)
【问】那么为什么Fe3+和H2O2酶都提高反应速率呢?对照活化能的图,如果化学反应的进行比成一种运动的话,像那一种运动?(跳高或跨栏)如果想通过的话,怎么办呢?
②催化剂(酶)的作用原理是:降低化学反应的活化能
【问4】 3号试管与4号试管相比,哪只试管中的反应速率快?这说明什么?(4号管的更快,说明过氧化氢酶比铁离子的催化速率高的多)为什么说高的多呢?(回忆含量)
【问5】为什么酶的催化效率会比无机催化剂更高呢?
(举例说明,图示)(与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高)
【问6】为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要?(细胞代谢要在温和的条件下快速进行,只有酶能满足这样的要求,因此说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要。)