比較過氧化氫酶在不同條件下的分解-教學(xué)設(shè)計(jì).doc

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《比較過氧化氫在不同條件下的分解》的教學(xué)設(shè)計(jì) ●教材分析及處理 “比較過氧化氫在不同條件下的分解”一節(jié)是新課標(biāo)教材人教版必修1第5章第1節(jié)的第一課時(shí)的內(nèi)容。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生認(rèn)識到在生物體的新陳代謝中酶是不可缺少的條件因此了解酶的本質(zhì)、特性，不僅有助于學(xué)生延伸對蛋白質(zhì)功能、性質(zhì)的理解，對理解細(xì)胞中復(fù)雜的代謝過程能井然有序地進(jìn)行、理解細(xì)胞呼吸和光合作用等重要生理活動的正常進(jìn)行有重要作用。 本節(jié)提出的有關(guān)實(shí)驗(yàn)的知識，對整個(gè)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著非常重要的作用。故本節(jié)內(nèi)容在《分子與細(xì)胞》模塊的知識體系中占有較重要的地位。 將教材中問題探討的斯巴蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)放到第二課時(shí)，作為“科學(xué)家對酶本質(zhì)探索”的材料之一。這樣可以讓學(xué)生更全面系統(tǒng)地認(rèn)識科學(xué)家的探究歷程。 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識與技能 1、說明酶在代謝中的作用 、理解酶的高效性這一特點(diǎn)。 2、進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組的基本方法 。 3、提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力。 二、過程與方法 1、通過學(xué)生的演示實(shí)驗(yàn)和環(huán)環(huán)相扣的實(shí)驗(yàn)分析讓學(xué)生理解酶的作用原理和酶具有高效性這一特點(diǎn)。 2、以這一實(shí)驗(yàn)為例讓學(xué)生理解各種變量以及各種變量之間的關(guān)系，并初步掌握控制實(shí)驗(yàn)變量的基本方法。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1、利用名言名句讓學(xué)生感受生命在于運(yùn)動并激發(fā)學(xué)生對生命的珍惜和愛護(hù)，對生命的尊重和欣賞。 2、通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究精神和合作精神。 3、通過課后閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料并完成P82第一題，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1、通過比較過氧化氫在不同條件下分解速率快慢的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識到酶的催化具有高效性。這是本節(jié)的核心內(nèi)容，也是學(xué)習(xí)后續(xù)知識的重要基礎(chǔ)。 2、控制變量和設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)。這是課標(biāo)中要求的重要實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，也是各級考試中考查的重點(diǎn)。 ●教學(xué)難點(diǎn) 1、酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。 2、實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法。 ●教學(xué)用具 ppt幻燈片、實(shí)驗(yàn)材料、器材 ●教學(xué)課時(shí) 一課時(shí) ●教學(xué)流程： 教學(xué) 環(huán)節(jié) 教 學(xué) 活 動 設(shè)計(jì)意圖 導(dǎo) 課 師：俗話說：“鐵不冶煉不成鋼，人不運(yùn)動不健康”可見運(yùn)動對于我們每個(gè)人都很重要?？墒桥紶枙行┬〔羵?，那我們應(yīng)該怎樣做緊急處理呢？有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)就會知道可以用雙氧水消毒。 師：當(dāng)皮膚上出現(xiàn)小傷口，用雙氧水消毒時(shí)，能觀察到什么現(xiàn)象？ 生：有氣泡產(chǎn)生。 師：對。有氣泡產(chǎn)生，一個(gè)、兩個(gè)還是很多？ 生：有大量氣泡產(chǎn)生。 師：你知道產(chǎn)生的是什么氣體嗎？你能解釋這一現(xiàn)象的原因嗎？ 生：雙氧水分解產(chǎn)生了氧氣。 師：對。雙氧水即過氧化氫，能分解產(chǎn)生水和氧氣。細(xì)胞代謝過程中也會產(chǎn)生過氧化氫，過氧化氫具有很強(qiáng)的氧化性，對細(xì)胞有傷害，幸而細(xì)胞中含有一種物質(zhì)，能將過氧化氫及時(shí)分解，變成氧和水，這種物質(zhì)就是過氧化氫酶。同時(shí) Fe3+ 是一種無機(jī)催化劑，也可以催化過氧化氫分解成水和氧。過氧化氫酶的作用和意義如何呢？我們通過實(shí)驗(yàn)來探究一下。 聯(lián)系生活引出新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。 請學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)（第1、2組） 師：請同學(xué)們閱讀78頁的實(shí)驗(yàn)，等會找同學(xué)們來幫老師演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)。（3分鐘閱讀時(shí)間） 師：同學(xué)們都看完了，那么如何獲得過氧化氫酶呢？ 生：新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶，所以可以從新鮮肝臟研磨液獲得較多的過氧化氫酶。 師：能否用煮熟的肝臟呢？為什么呢？（對蛋白質(zhì)知識的應(yīng)用） 生:不能，絕大數(shù)酶是蛋白質(zhì)，高溫變性失去其生理活性。 師：很好，看來大家對前面的知識掌握的很扎實(shí)，應(yīng)繼續(xù)保持。 師：那接下來兩位愿意毛遂自薦，給大家展示一下自己的動手能力，做第1、2組。下面的同學(xué)仔細(xì)觀察他們的操作步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 幻燈演示如下表格完成填空 步驟 試管編號 1 2 3 4 一 過氧化氫溶液濃度 3% 3% 3% 3% 劑量 2mL 2mL 2mL 2mL 二 反應(yīng)條件 常溫 90℃ 3.5%FeCl3溶液 20%肝臟研磨液 劑量 2滴 2滴 結(jié)果 氣泡產(chǎn)生情況 不明顯 少量 較多 大量 衛(wèi)生香復(fù)燃情況 復(fù)燃 迅速復(fù)燃 提高學(xué)生從閱讀到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化能力。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束并討論： 師：感謝這兩位心靈手巧且樂于助老師的同學(xué)，完成的非常好。 根據(jù)同學(xué)們的觀察請大家一塊來填一填這個(gè)表格。與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？ 生：2號試管加熱后有氣泡產(chǎn)生。說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。 師：（精講）加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，是因?yàn)榧訜崾惯^氧化氫分子得到了能量。也就是說物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化需要一定的能量，才能實(shí)現(xiàn)從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)，這個(gè)能量就是活化能。 師：既然加熱能提高反應(yīng)速率，那么在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？ 生：不能。 師：對，顯然不能。接下來我們來看一下另外2組實(shí)驗(yàn) 1號和2號試管的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受到物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化需要一定的能量，才能實(shí)現(xiàn)從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)，從而初步理解活化能的 概念。 請學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)（第3、4組） 同樣請兩位同學(xué)演示并填表 師：3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？ 生：Fe3+和過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。 師（補(bǔ)充）：與2比較說明催化劑并沒有提高分子的能量，而是把發(fā)生反應(yīng)所需要的活化能降低了。就像的跨欄運(yùn)動一樣，正常欄的高度我們要花很大力氣才能跨過，而只要把欄的高度降低，我們就能不費(fèi)吹灰之力的跨過。那3和4誰把欄的高度降低的更多呢?更容易跨過呢？ 師：3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？ 生：4號試管中的反應(yīng)速率快，說明過氧化氫酶的催化效率比Fe3+更高。 師：同時(shí)也說明酶降低活化能的作用更顯著。 為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)至關(guān)重要？ 生：酶催化化學(xué)反應(yīng)不需要加熱，催化效率高。 師：對。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng),這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。 師：通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論，你對于酶的作用形成了哪些認(rèn)識？請將結(jié)論寫下來。酶具有高效性。 同時(shí)展示出有酶催化和沒酶催化的曲線圖，要求學(xué)生在其中畫出無機(jī)催化劑的曲線。 再通過3號和4 號試管的對比，可以得到一個(gè)結(jié)論：那就是生物催化劑比無機(jī)催化劑更有效地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 高效性的生理意義 提高學(xué)生對知識的應(yīng)用能力和圖形轉(zhuǎn)換能力 老師演示實(shí)驗(yàn) 觀察實(shí)驗(yàn)步驟表格，以問題形式帶領(lǐng)學(xué)生從本實(shí)驗(yàn)實(shí)例中總結(jié)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則：單一變量原則和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)原則。 師： 在實(shí)驗(yàn)中，有哪些因素是可以改變的？ 生（討論回答）：過氧化氫的濃度和使用量、反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的時(shí)間長短、加入的試劑、過氧化氫的分解速率。（回答不完整，教師進(jìn)行補(bǔ)充） 師：我們稱這些在實(shí)驗(yàn)過程中可以改變的因素為變量。 師：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四支試管中，有哪一個(gè)因素是不一樣的？ 生：反應(yīng)條件。 師：對，我們改變了反應(yīng)條件，而其他變量卻保持一致。像這樣實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者人為控制或人為改變的變量稱作自變量。那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)中那些是自變量呢？（一起完成表格） 老師演示實(shí)驗(yàn)，3號試管中加入8滴氯化鐵溶液，4號試管中滴加兩滴豬肝研磨液。 師：出現(xiàn)這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到底是有哪個(gè)因素引起的呢？說不清楚 師：所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中只能保持一個(gè)自變量。這叫單一變量原則。 師：反應(yīng)條件（自變量）改變之后，什么會跟著改變？ 生：現(xiàn)象 師：這個(gè)反應(yīng)中的現(xiàn)象是什么？ 生：過氧化氫分解的速率。 師：完全正確，那么隨著自變量的變化而變化的變量稱之為因變量。 師：那自變量和因變量只有什么關(guān)系呢？ 生：因果關(guān)系 師：是的 ，例如數(shù)學(xué)方程式y(tǒng)=kx 如果k為定值誰代表自變量 生：x代表自變量 y因變量 師：那么如果k值發(fā)生改變y會不會跟著改變呢？ 生：會 師：實(shí)際上k代表其他變量，例如過氧化氫溶液的濃度和使用量的不同都會影響過氧化氫的分解速率。 師：怎么排除這些因素的影響呢？ 生：把各支試管中這些變量都保持一致 師：同學(xué)們太厲害了。像這樣的變量，我們叫無關(guān)變量。 這實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量又有那些(表格) 自變量 因變量 無關(guān) 變量 對照組 實(shí)驗(yàn)組 2號：90℃水浴加熱 3號：加入3.5% FeCl32滴 4號：加入20%肝臟研磨液2滴 H2O2分解速度用產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示 加入試劑的量；實(shí)驗(yàn)室的溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度。 1號試管 2、3、4號試管 師總結(jié)：除一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對照實(shí)驗(yàn)。 設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)時(shí)將自變量設(shè)計(jì)成不同水平，每一水平設(shè)置成一組實(shí)驗(yàn)，各組之間就是對照關(guān)系。對照的目的就是消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果只受自變量的影響。所以對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要堅(jiān)持單一變量原則即各組實(shí)驗(yàn)之間只有自變量這一因素不同。 對照實(shí)驗(yàn)一般都要設(shè)置對照組（1）和實(shí)驗(yàn)組（2、3、4）。如何設(shè)置呢？我們一般用加法原理和減法原理。研究某因素對研究對象的影響： 如果研究對象處于正常情況下時(shí)有該因素我們就用減法原理即去掉該因素的實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)組，有該因素正常情況的組為對照組。 如果研究對象處于正常情況下時(shí)沒有該因素我們就用加法原理即加上該因素的組為實(shí)驗(yàn)組，沒有有該因素正常情況的組為對照組。 析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，和第一種方案比較。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中只能保持一個(gè)自變量 通過數(shù)學(xué)方程式y(tǒng)=kx理解自變量、因變量和無關(guān)變量的關(guān)系。 說明對照實(shí)驗(yàn)的好處。 初步了解設(shè)計(jì)和判定實(shí)驗(yàn)組和對照組的原理 小結(jié) 和鞏固訓(xùn)練 例：請根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)一個(gè)證明唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)材料：5%NaOH溶液、3%的CuSO2溶液、雞蛋、人的唾液、蒸餾水、小燒杯、試管、玻璃棒、滴管、鑷子、脫脂棉。 實(shí)驗(yàn)原理： 。 自變量是： 實(shí)驗(yàn)步驟：（1）制備蛋清液：取雞蛋一個(gè)，打破蛋殼取少許蛋清注入小燒杯中，加入30mL蒸餾水，用玻棒調(diào)勻備用。 （2）取唾液：用清水將口漱凈，口含一塊脫脂棉，片刻后用鑷子取出脫脂棉，將其中的中唾液擠到小燒杯中備用。 （3） 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。 通過練習(xí)讓學(xué)生初步掌握判定和控制變量的方法。 ●教學(xué)反思： 本節(jié)課按照課標(biāo)要求，適合探究性教學(xué)。本節(jié)通過演示實(shí)驗(yàn)和有效提問進(jìn)行體驗(yàn)學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動參與知識構(gòu)建過程。既重視了活動的展現(xiàn)又重視了智慧的生成。知識方面利用體育活動、數(shù)學(xué)方程式等學(xué)生熟悉的知識進(jìn)行類比推理完成了難點(diǎn)的突破；同時(shí)通過分析事實(shí)潛移默化的使學(xué)生感受探究的方法并提高探究能力。需注意時(shí)間的把握，留給學(xué)生足夠思考的空間。 關(guān)于設(shè)計(jì)和判定實(shí)驗(yàn)組和對照組的原理在這里只能淺嘗輒止，在以后的實(shí)驗(yàn)中步步深入。