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细胞能量的生产过程
细胞能量的生产依赖于氧化磷酸化过程，一分子葡萄糖经过酵解、三羧酸循环可以产生38个ATP分子。你可以看看生物化学，这方面有详细的介绍
细胞能量—细胞能量—细胞能量
第五章 细胞能量的供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
杨菲菲
一,教材分析:
能量是生命活动进行的必要条件,细胞需要通过代谢活动来获得能量.新陈代谢是生物体内全部化学反应的总称,是生物体进行一切生命活动的基础.生物化学反应之所以能在常温常压下进行,就是因为有了酶这种生物催化剂的作用.因此酶是新陈代谢必不可少的物质.了解酶的本质,特性,对理解细胞中复杂的代谢过程能井然有序地进行,理解细胞呼吸和光合作用等重要生理活动的正常进行有重要作用.故本节内容为第五章细胞的能量的供应和利用打下了知识基础,在《分子与细胞》模块知识体系中占有较重要的地位.
二,课标分析:
本节在高中生物课标中的要求是:说明酶在代谢中的作用. "说明"属于理解水平,即用生物术语解释明白有关的生命现象和生命活动规律.新课标强调实验探究是培养学生探究能力的重要途径之一,本节通过实验及相关讨论引领学生体验并总结生物实验设计的基本原则.
三,学情分析:
学生在前面已经学习了生命的物质基础,细胞的基本结构和细胞物质的输入和输出,并进行了一些生物学实验.这为理解生命活动需要能量的供应,酶的作用本质并进行相关实验奠定了必要的知识和能力基础.
四,确定教学目标:
知识目标:
1,说出细胞代谢的概念
2,比较酶和无机催化剂的异同,举例说明酶在细胞代谢中的作用
3,概述酶的化学本质
能力目标:
1,进行有关实验的探索,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照实验.
2,能对实验现象和结果进行解释,分析和处理.
情感态度价值观目标:
通过阅读分析"关于酶本质的探索"的资料,认同科学是在不断地探索和争论中前进的.
五,教学重难点:
1,教学重点:酶的作用.
2,教学难点:①酶降低化学反应活化能的原理.②控制变量的科学方法.
六,教法与学法:
1,酶的作用和本质是本节的核心内容.在教学时,酶的作用这部分主要通过与化学催化剂的比较及实验带来的现象指导学生讨论,分析,并辅以教师的点拨讲解进行归纳;酶的本质这部分内容,结合书本的资料分析,引导学生阅读,设置问题串,加强学生的思考和体验,最终得出正确结论,以及体验科学探索的精神.
2,酶降低化学反应活化能的原理较抽象,在教学时结合实验思考,利用多媒体动画形象地辅助学生理解这部分内容.
3,自变量,因变量和对照实验是比较抽象的概念.这部分内容教师在教学时引领学生分析教材中"比较过氧化氢在不同条件下的分解"实验,分阶段分层次的设置问题引导学生思考,通过自我知识建构最终明确自变量,因变量和对照实验的含义及在实验中的重要意义.
七,课时安排:
1课时
八,教学过程
引入:在我们地球上,因为有生物的存在而显得生机勃勃.生命活动离不开能量的供应,能量从何而来 这就是本章要和大家一起学习的内容,细胞能量的供应和利用.这节课我们先从身边一个简单的现象入手.
教师:我们每天都需要一定量的食物,食物进入我们体内之后发生了什么样的变化 两百多年前,科学家做了一个有趣的实验.
播放课件:斯巴兰扎尼的实验
教师:这个实验给大家最深刻的印象是什么 (学生:把肉放进笼子给鹰吞下)
这么做的目的 (学生:避免了肉被嚼碎)
这个实验想证明什么 (学生:肉是和某种化学物质发生反应后消失的)
教师:实验的巧妙之处就是用金属笼的作用排除了物理性消化;从实验中可知:胃液具有化学性消化的作用.然而体内不仅仅消化是化学反应,其实各种生命活动的进行,都离不开化学反应.(课件展示光合作用方程式,呼吸作用方程式,氨基酸的脱水缩合方程式)我们把细胞中每时每刻都进行的化学反应,统称为细胞代谢.
请大家思考细胞代谢的意义 (学生:细胞代谢是生命活动的基础.)
教师:再次观察上述方程式,找出共同点(这些反应都需要酶的帮助)酶的作用是什么呢 我们本节课来学习:酶的作用和本质.
展示事先准备好的过氧化氢溶液
教师:过氧化氢俗称双氧水,日常生活中用于伤口处理.大家见过过氧化氢接触到破溃的皮肤后发生的现象么 (有大量气泡产生)过氧化氢是体内的一种代谢废物,一旦产生,很快就会被细胞内的酶分解.
课件展示过氧化氢分解的化学方程式
教师:大家已经看到了,常温常压下,肉眼几乎看不到过氧化氢的分解.我们一起来想点办法,帮助这个化学反应的进行吧.
【学生活动】学生讨论促进该反应发生的方法
教师板书记录结果,并在适当时机引领学生讨论
【引领】1,我们在化学实验中通常采用什么手段提高化学反应速率 (加热,加催化剂)
2,在细胞内,可以通过加热来提高反应速率吗 往细胞内加入大量Fe3+呢 为什么 (不可以,细胞内的环境比较温和)那用什么方法 (酶)酶就是生物体内的一种催化剂.
3,综合上述方案,比较用那种方式的效果最好
【师生互动】分组完成"比较过氧化氢在不同条件下的分解"的实验
学生展示实验结果
教师分析
课件展示表格
对照组
实验组
说明
1
2
3
4
一
H2O2浓度
3%
3%
3%
3%
无关变量
剂量
2mL
2mL
2mL
2mL
二
温度
常温
90 ℃
常温
常温
自变量
试剂
2滴清水
2滴清水
2滴FeCl3
2滴新鲜肝脏研磨液
结果
单位时间气泡产生量
不明显
明显
多
很多
因变量
卫生香燃烧情况
不复燃
不复燃
明亮
十分明亮
结论
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,酶的催化效率最高
教师:课件展示实验现象的图片,说明不同方案会使实验出现不同效果,为使实验结果严谨,实验设计需要遵循一定的原则.
【师生互动】继续观察实验步骤表格,讨论:
1,在实验中,有哪些因素是可以改变的 (试管大小,过氧化氢的浓度和使用量,反应的温度,反应的时间长短,加入的试剂,过氧化氢的分解速率……)我们称这些在实验过程中可以改变的因素为变量.
2,在实验设计的四支试管中,有哪个因素是不一样的 (反应条件).我们改变了反应条件,而保持其他变量一样.在实验中我们人为改变的变量称作自变量,例如(氯化铁溶液和肝脏研磨液).
3,反应条件改变之后,会跟着改变的是什么 (现象)这个反应现象代表着过氧化氢分解的速率.随着自变量的变化而变化的变量为因变量.
4, 其他变量,例如过氧化氢溶液的浓度和使用量,它会不会影响过氧化氢的分解速率 (会)怎么排除这些影响 (把各支试管中这些变量都保持一致)像这样的变量,我们叫无关变量.
5,设计对照实验的好处.区分本实验中的对照组和实验组.
以问题形式带领学生从本实验实例中总结出实验设计的基本原则:单一变量原则和设计对照实验原则.
【过渡】教师:通过刚才的实验,大家已经看到了酶的神奇作用,那么酶为什么能做到这一点呢
【引领】为什么加热和加入无机催化剂可以提高过氧化氢的分解速率
(加热促进过氧化氢分解,是因为加热使过氧化氢分子得到能量.从常态转化为容易分解的活跃状态.分子从常态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.无机催化剂没有给过氧化氢供能,而是降低了反应的活化能)
课件展示:播放有关化学活化能的flash,帮助学生理解分子能否参加到化学反应,有两个方面的影响:分子自身能量高低和化学反应活化能的高低.
观看flash,积极思考,讨论,分析归纳出加热,化学催化剂,酶提高化学反应速率的本质.
【过渡】教师:酶作为生物体内的一种催化剂,它的化学本质是什么呢 能不能设计实验鉴定酶的本质 (可以通过试剂检测,看发生的相关颜色反应)
教师:在历史上,酶的本质的探索却没有这么一帆风顺,请同学们阅读资料分析,了解关于酶本质的探索历程.
【学生活动】阅读资料分析,给酶下一个大概的定义
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA.
思考相关问题
1,酶一定要在活细胞中才能发挥作用么 (不一定)
2,是不是所有的活细胞都能产生酶 (是)
3,结合资料阅读,举例说说酶的发现与科学技术发展之间的联系(略)
【课堂小结】带领学生小结本课知识:细胞代谢;实验设计的两个原则——单一变量和设计对照实验;活化能的概念,酶显著降低化学反应活化能,提高化学反应速率的作用.
【课后拓展】联系生活,结合本节课所学,布置学生课后对酶进行进一步探究
【布置作业】
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