“酶在细胞代谢中的作用”教学设计

1　教学内容及分析

“酶在细胞代谢中的作用”是人教版高中生物必修一“分子与细胞”第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的内容。本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用，是在前面学习了有关细胞学知识的基础上展开的，同时又为后面学习ATP、光合作用和呼吸作用等作了铺垫。并且，本节提出的有关实验的知识对整个生物学实验教学有着非常重要的作用。

2　教学目标

2.1　知识目标

说明酶在细胞代谢中的作用；进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化以及设置对照组和重复实验。

2.2　能力目标

通过参与科学探究的实验活动，掌握科学探究的程序和方法，形成创造性思维能力和动手实践的能力；通过小组学习，学会与人交流和合作的能力。

2.3　情感、态度与价值观目标

通过对酶的作用的探究性学习，形成科学的思维方法和研究精神。

3　教学方法

(1)探究式教学法：在教师的指导下，学生主动参与“酶的作用的”讨论探究活动，亲身体会科学发现过程，领悟科学研究方法。

(2)多媒体辅助教学法：利用多媒体技术，把酶的作用机理用动画展示出来，帮助学生突破知识难点。

(3)分组实验法：把学生进行分组，小组成员共同实验，从而培养学生分工协作的团队精神。

4　教学思路

由“加酶洗衣粉”广告视频导入课题(洗衣服是一项活动)_人每天都进行各种活动一活动需要能量一能量由细胞化学反应释放一引出“细胞代谢”的概念(细胞中每时每刻都进行着许多化学反应)一提出问题：细胞每时每刻都进行如此多的化学反应，如何才能保证这些反应快速进行呢?学生回忆化学课上学过的“可以改变化学反应速率的催化剂”一作出假设：细胞中存在催化剂一通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解速率”验证假设实验结果：加新鲜肝脏研磨液的试管反应速率比常温下的要快得多一结论：细胞中确实存在催化剂引出对“酶”的初步认识：细胞中的生化反应催化剂是酶。

总结实验过程中的方法_引出有关“控制变量”的学习。

通过实验结果比较，得知存在催化剂时，反应速率快得多引出对催化剂作用机理的探讨(用动画展示酶的作用机理出来)。

最后，对本节课进行小结。

5　教学过程

5.1　创设情景，引入课题

通过一则温馨的加酶洗衣粉的广告视频(小男孩为了帮老奶奶拿水果，弄脏了衣服，回家后妈妈用加酶洗衣粉洗衣服)导入新课。

师：在这则广告中，加酶洗衣粉在洗衣服这一活动中发挥了很重要的作用。我们人类每天都会进行各种各样的活动，而活动是需要能量的。能量从哪里来呢?

生：细胞中的化学反应释放。

由此引出细胞代谢的概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

5.2　互动学习

(1)活动一：发现问题。根据细胞代谢的概念，学生会提出问题：细胞怎样才能在有限的时间内完成许多化学反应呢?教师要引导学生分析细胞能快速进行化学反应的原因，并作出假设。

(2)活动二：提出假设：细胞中存在催化剂，因此细胞才能在有限的时间内完成许多化学反应。教师引导学生思考：在化学课上学过什么方法可以加快反应的速率呢?学生思考回答：加入催化剂。教师再进一步提问：那细胞怎样才能在有限的时间内完成许多化学反应呢?学生回答：细胞中可能也存在催化剂。

(3)活动三：设计实验来验证假设。教师提供材料：过氧化氢是一种有毒的细胞代谢产物，细胞会将它分解。过氧化氢也可以在加热或存在无机催化剂FeCl3的情况下分解。然后确定实验课题：比较过氧化氢在不同条件下的分解速率。教师提问：通过什么现象，观测反应速率呢?学生回答：通过观察气泡的产生速率和卫生香的燃烧程度可以比较反应速率的快慢。若加新鲜肝脏研磨液的试管反应速率比常温下的要快，则证明细胞中确实存在催化剂。

然后教师让学生分组讨论并设计实验方案。建议学生用新鲜肝脏研磨液模拟细胞环境。学生设计好实验方案后，综合各小组方案并修正，再确定实验方案(表1)。

教师提出一系列问题：1号试管和2号试管相比，有什么不同的现象?这说明什么?1号试管和3号试管相比，有什么不同的现象?这说明什么?1号试管和4号试管相比，有什么不同的现象?这说明什么?3号试管和4号试管相比，有什么不同的现象?这说明什么?然后让学生分组进行实验，并提醒学生边做实验边记录实验现象，并思考这几个问题。

(4)活动四：得出结论。学生通过实验，知道4号试管反应速率比1号试管陕，说明细胞中确实存在催化剂。细胞中的催化剂被称为酶。学生比较出4号试管反应速率比3号也快些，为后面分析酶的作用机理和下节课分析酶的高效性特点作铺垫。

(5)活动五：有关控制变量的学习。教师指导学生阅读教材79页的相关内容，了解实验设计的原则，并思考：什么是变量、自变量、因变量、无关变量?上述实验中哪些是自变量?哪些是因变量?哪些是无关变量?什么是对照实验?上述实验中对照组和实验组分别是哪些组?请学生完成表2。

(6)活动六：分析催化剂的作用机理。教师：通过刚才的实验，我们知道催化剂可以改变化学反应的速率。那催化剂的作用机理是什么呢?教师展示用PPT做的动画。动画中把化学反应比作汽车翻越一座高山。催化剂相当于为汽车找到了一条穿山隧道，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。学生总结：催化剂作用机理是降低了化学反应的活化能。然后用Flas展示实验中四种条件下反应速率不同的原因。把化学反应比作跳高，用动画模拟常温、加热、加FeCl3、加新鲜肝脏研磨液(酶)这四种条件下的反应过程，模拟出各条件(除常温外)加快反应速率的机理。

学生根据Flas的启示作出总结：实验中各条件加快化学反应速率的机理是：加热提高了分子的能量；加FeCl3降低了化学反应的活化能；加酶更显著地降低了化学反应的活化能。

教师：正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。

小结酶与细胞代谢的关系图(图1)。

细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应

6　教学反思

本节课的关键是教师要组织好学生的分组实验以及在探究活动中对学生的引导。课前最好先分好学生的学习小组。课堂上，要注意让学生在教师的引导下思考问题和进行实验，避免学生因试剂加入过多或卫生香使用不当而使试管中的反应过于剧烈。有的学生可能会把卫生香多次伸人试管中进行检测，这种做法相当于给试管加热，会使反应更剧烈。加新鲜肝脏研磨液的试管在用卫生香检验时，卫生香要快速伸人试管，否则会被气泡熄灭。