“酶在細胞代謝中的作用”教學設計

尹輝

【內容摘要】本課題是人教版高中生物必修I第五章第一節“降低化學反應活化能的酶”中的內容，本節教學需兩課時，第一課時學習酶在細胞代謝中的作用，第二課時學習酶的本質，本節課是第一課時“酶在細胞代謝中的作用”的教學設計。通過本節課的學習，能使學生基本掌握設計實驗的原則及實驗中如何控制變量，可以為后面學習“探究影響酶活性的條件”奠定良好的基礎。

【關鍵詞】酶 細胞代謝 活化能

一、學情分析

在第四章植物細胞的吸水和失水實驗中，學生已經基本了解了探究實驗的基本環節，所以學生在進行本次實驗之前就具有了探究實驗的基本素養，在此基礎上進一步培養學生進行探究實驗的能力是可行的，也很必要。

二、教學目標

1.知識目標：通過本節課的學習，能使學生掌握酶的作用本質及設計實驗的基本原則。

2.能力目標：通過探究不同條件下過氧化氫分解的速率，發展學生的科學探究能力；培養學生觀察、分析問題，解決問題的能力；培養學生實驗操作能力；提高學生收集資料和語言表達能力。

3.態度情感目標：通過探究不同條件下過氧化氫分解的速率，培養學生的探索精神和合作精神。

三、教學重點、教學難點

（1）重點：①酶的作用本質；②設計實驗的基本原則及控制變量。

（2）難點：酶的作用本質。

四、教學構思

教師引導學生利用已有的生活經驗“發現問題——提出假設——設計實驗”，然后有效地組織學生“實施實驗——結果分析并得出結論”，使學生在親歷實驗探究的過程中，感受自主、探究、合作的學習樂趣，掌握科學探究的基本方法，培養和發展科學探究的基本技能和獲取新知識的能力。

五、教前準備

新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液（含有過氧化氫酶），體積分數為3%的過氧化氫溶液，氯化鐵（3.5% FeCl3）溶液。

試管若干，量筒，大燒杯，滴管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網，溫度計，衛生香，火柴。

多煤體課件

課前錄制兩段視頻：一段是用雙氧水（過氧化氫溶液）給皮膚外表面傷口消毒的視頻，一段是等量的過氧化氫分別在Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）的條件下分解產生的氧氣量所用時間長短的視頻。

六、教學過程

師：生活中，如果我們不小心將皮膚弄傷，這時需要對傷口進行消毒處理，請同學們看下面一段視頻，根據現象判斷在對傷口進行消毒時用的是哪種消毒液？（播放視頻）

設計意圖：從生活入手，激發學生的學習興趣和學習熱情。

生：觀看視頻，思考問題。（根據已有的生活經驗，可判斷出消毒液為雙氧水，因為處理傷口時可見到大量氣泡）

活動1：提高溫度對過氧化氫分解的影響

師：多煤體課件展示一瓶醫用過氧化氫溶液，重點看貯藏說明：不超過20℃保存，為什么呢？

設計意圖：激發學生探究的欲望。

生：學生思考并回答（溫度升高會使過氧化氫溶液分解）

師：請同學們根據老師提供的材料用具設計實驗看提高溫度對過氧化氫分解是否有影響。

設計意圖：培養學生設計實驗、操作實驗的能力。

生：學生以小組為單位設計并進行實驗。

師：巡看各組實驗情況，用IPad現場錄制，（最好能找到只設計一只試管進行實驗的小組）現場播放。

生：學生討論方案是否可行，并提出修改意見。

教師小結：取兩只試管，各加入等量的過氧化氫溶液，一只放置在常溫下，一只水浴加熱至90℃攝氏度。

結論：過氧化氫在加熱情況下的分解速率較快

師：請學生閱讀課本P79有關內容，理解變量的概念和類型。嘗試確認本實驗中的自變量、因變量、無關變量及對照組、實驗組。

生：閱讀教材，思考并回答教師提出的有關變量的問題。

教師小結并板書實驗設計原則。

活動2：比較不同催化劑對H2O2分解速率的影響

師：多煤體呈現兩則資料

資料1：過氧化氫在儲運過程中有特殊的要求，嚴禁與Fe3+等金屬化合物混存混運。這是因為Fe3+等金屬化合物會促進過氧化氫的分解。

資料2：細胞代謝過程中會產生過氧化氫，對細胞有毒害作用。細胞中含有過氧化氫酶能夠將過氧化氫及時分解，起到解毒的作用，特別是新鮮的肝臟細胞含有較多的過氧化氫酶。

請學生思考資料給我們提供了哪些信息？你有什么想要研究的內容嗎？引導學生進行探究。

設計意圖：培養學生獲取信息的能力；進一步強化學生進行探究實驗的一般步驟。

生：學生思考并提出問題（比較過氧化氫酶和Fe3+誰的催化效率高）→作出假設→設計實驗→進行實驗→實驗結果。

教師小結：過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高。

將四組實驗放在一起同時進行比較，可得出：過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣。為什么加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解呢？

介紹活化能的概念

加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解，那么他們的作用原理相同嗎？請看動畫。

設計意圖：學生通過分析總結，能用準確的語言描述實驗結果和結論。培養學生語言表達能力。

生：觀看動畫，回答加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解的原理。

介紹細胞代謝概念，請學生思考為什么說酶是細胞代謝所必需的？（①酶使細胞內的化學反應高效率地進行；②酶使細胞內的化學反應在常溫、常壓等溫和條件下進行。）

由此可見，酶對細胞代謝所發揮的作用是巨大的。進一步強調酶的作用本質。

生：小組討論回答（可適當結合給傷口消毒的視頻內容）

活動3：建構過氧化氫分解產生的氧氣量與時間關系的數學模型

師：多煤體課件展示：

（一）提出問題：

如果一定量的過氧化氫在無催化劑的條件下分解產生的氧氣量與時間的關系如圖所示，那么等量的過氧化氫分別在Fe3+、過氧化氫酶的條件下分解產生的氧氣量與時間的關系又是怎樣？

設計意圖：拓展思維，激發學生繼續學習和探究的熱情。進一步明確酶所發揮的作用。生：學生進行下面活動：

（二）提出合理的假設；

（三）構建數學模型：在圖中畫出假設。

（投影儀展示學生畫圖結果）

正確與否通過實驗進行驗證。

（四）實驗檢驗：播放視頻（兩只相同的大錐形瓶，分別加入等量的過氧化氫溶液，為了使上升的水柱觀察得更清晰，在過氧化氫溶液中加了紅墨水，然后分別向兩個瓶中滴加等量的FeCl3溶液和過氧化氫酶（肝臟研磨液），觀察并記錄水柱上升的高度及達到最大高度時所用的時間。

生：觀察實驗現象，對自己所建立的模型進行檢驗或修正。

師：小結并布置作業。

七、教后反思

本節教學內容設計新穎，從生活實際情況入手，激發學生探究的欲望，收到了較好的效果。學生通過教師的引導，小組內相互討論，根據已學理論知識，分析完成探究問題，使實驗設計更加完善，給學生思考、創造的空間，培養學生多方面能力。設計實驗很費時間，教師不能著急，要允許學生出現錯誤，部分學生可能還不適應這種探究學習方式，顯得無所適從，不能積極認真地參與到探究的各環節中。

（作者單位：江蘇省南通市通州區石港中學）

【內容摘要】本課題是人教版高中生物必修I第五章第一節“降低化學反應活化能的酶”中的內容，本節教學需兩課時，第一課時學習酶在細胞代謝中的作用，第二課時學習酶的本質，本節課是第一課時“酶在細胞代謝中的作用”的教學設計。通過本節課的學習，能使學生基本掌握設計實驗的原則及實驗中如何控制變量，可以為后面學習“探究影響酶活性的條件”奠定良好的基礎。

【關鍵詞】酶 細胞代謝 活化能

一、學情分析

在第四章植物細胞的吸水和失水實驗中，學生已經基本了解了探究實驗的基本環節，所以學生在進行本次實驗之前就具有了探究實驗的基本素養，在此基礎上進一步培養學生進行探究實驗的能力是可行的，也很必要。

二、教學目標

1.知識目標：通過本節課的學習，能使學生掌握酶的作用本質及設計實驗的基本原則。

2.能力目標：通過探究不同條件下過氧化氫分解的速率，發展學生的科學探究能力；培養學生觀察、分析問題，解決問題的能力；培養學生實驗操作能力；提高學生收集資料和語言表達能力。

3.態度情感目標：通過探究不同條件下過氧化氫分解的速率，培養學生的探索精神和合作精神。

三、教學重點、教學難點

（1）重點：①酶的作用本質；②設計實驗的基本原則及控制變量。

（2）難點：酶的作用本質。

四、教學構思

教師引導學生利用已有的生活經驗“發現問題——提出假設——設計實驗”，然后有效地組織學生“實施實驗——結果分析并得出結論”，使學生在親歷實驗探究的過程中，感受自主、探究、合作的學習樂趣，掌握科學探究的基本方法，培養和發展科學探究的基本技能和獲取新知識的能力。

五、教前準備

新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液（含有過氧化氫酶），體積分數為3%的過氧化氫溶液，氯化鐵（3.5% FeCl3）溶液。

試管若干，量筒，大燒杯，滴管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網，溫度計，衛生香，火柴。

多煤體課件

課前錄制兩段視頻：一段是用雙氧水（過氧化氫溶液）給皮膚外表面傷口消毒的視頻，一段是等量的過氧化氫分別在Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）的條件下分解產生的氧氣量所用時間長短的視頻。

六、教學過程

師：生活中，如果我們不小心將皮膚弄傷，這時需要對傷口進行消毒處理，請同學們看下面一段視頻，根據現象判斷在對傷口進行消毒時用的是哪種消毒液？（播放視頻）

設計意圖：從生活入手，激發學生的學習興趣和學習熱情。

生：觀看視頻，思考問題。（根據已有的生活經驗，可判斷出消毒液為雙氧水，因為處理傷口時可見到大量氣泡）

活動1：提高溫度對過氧化氫分解的影響

師：多煤體課件展示一瓶醫用過氧化氫溶液，重點看貯藏說明：不超過20℃保存，為什么呢？

設計意圖：激發學生探究的欲望。

生：學生思考并回答（溫度升高會使過氧化氫溶液分解）

師：請同學們根據老師提供的材料用具設計實驗看提高溫度對過氧化氫分解是否有影響。

設計意圖：培養學生設計實驗、操作實驗的能力。

生：學生以小組為單位設計并進行實驗。

師：巡看各組實驗情況，用IPad現場錄制，（最好能找到只設計一只試管進行實驗的小組）現場播放。

生：學生討論方案是否可行，并提出修改意見。

教師小結：取兩只試管，各加入等量的過氧化氫溶液，一只放置在常溫下，一只水浴加熱至90℃攝氏度。

結論：過氧化氫在加熱情況下的分解速率較快

師：請學生閱讀課本P79有關內容，理解變量的概念和類型。嘗試確認本實驗中的自變量、因變量、無關變量及對照組、實驗組。

生：閱讀教材，思考并回答教師提出的有關變量的問題。

教師小結并板書實驗設計原則。

活動2：比較不同催化劑對H2O2分解速率的影響

師：多煤體呈現兩則資料

資料1：過氧化氫在儲運過程中有特殊的要求，嚴禁與Fe3+等金屬化合物混存混運。這是因為Fe3+等金屬化合物會促進過氧化氫的分解。

資料2：細胞代謝過程中會產生過氧化氫，對細胞有毒害作用。細胞中含有過氧化氫酶能夠將過氧化氫及時分解，起到解毒的作用，特別是新鮮的肝臟細胞含有較多的過氧化氫酶。

請學生思考資料給我們提供了哪些信息？你有什么想要研究的內容嗎？引導學生進行探究。

設計意圖：培養學生獲取信息的能力；進一步強化學生進行探究實驗的一般步驟。

生：學生思考并提出問題（比較過氧化氫酶和Fe3+誰的催化效率高）→作出假設→設計實驗→進行實驗→實驗結果。

教師小結：過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高。

將四組實驗放在一起同時進行比較，可得出：過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣。為什么加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解呢？

介紹活化能的概念

加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解，那么他們的作用原理相同嗎？請看動畫。

設計意圖：學生通過分析總結，能用準確的語言描述實驗結果和結論。培養學生語言表達能力。

生：觀看動畫，回答加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解的原理。

介紹細胞代謝概念，請學生思考為什么說酶是細胞代謝所必需的？（①酶使細胞內的化學反應高效率地進行；②酶使細胞內的化學反應在常溫、常壓等溫和條件下進行。）

由此可見，酶對細胞代謝所發揮的作用是巨大的。進一步強調酶的作用本質。

生：小組討論回答（可適當結合給傷口消毒的視頻內容）

活動3：建構過氧化氫分解產生的氧氣量與時間關系的數學模型

師：多煤體課件展示：

（一）提出問題：

如果一定量的過氧化氫在無催化劑的條件下分解產生的氧氣量與時間的關系如圖所示，那么等量的過氧化氫分別在Fe3+、過氧化氫酶的條件下分解產生的氧氣量與時間的關系又是怎樣？

設計意圖：拓展思維，激發學生繼續學習和探究的熱情。進一步明確酶所發揮的作用。生：學生進行下面活動：

（二）提出合理的假設；

（三）構建數學模型：在圖中畫出假設。

（投影儀展示學生畫圖結果）

正確與否通過實驗進行驗證。

（四）實驗檢驗：播放視頻（兩只相同的大錐形瓶，分別加入等量的過氧化氫溶液，為了使上升的水柱觀察得更清晰，在過氧化氫溶液中加了紅墨水，然后分別向兩個瓶中滴加等量的FeCl3溶液和過氧化氫酶（肝臟研磨液），觀察并記錄水柱上升的高度及達到最大高度時所用的時間。

生：觀察實驗現象，對自己所建立的模型進行檢驗或修正。

師：小結并布置作業。

七、教后反思

本節教學內容設計新穎，從生活實際情況入手，激發學生探究的欲望，收到了較好的效果。學生通過教師的引導，小組內相互討論，根據已學理論知識，分析完成探究問題，使實驗設計更加完善，給學生思考、創造的空間，培養學生多方面能力。設計實驗很費時間，教師不能著急，要允許學生出現錯誤，部分學生可能還不適應這種探究學習方式，顯得無所適從，不能積極認真地參與到探究的各環節中。

（作者單位：江蘇省南通市通州區石港中學）

【內容摘要】本課題是人教版高中生物必修I第五章第一節“降低化學反應活化能的酶”中的內容，本節教學需兩課時，第一課時學習酶在細胞代謝中的作用，第二課時學習酶的本質，本節課是第一課時“酶在細胞代謝中的作用”的教學設計。通過本節課的學習，能使學生基本掌握設計實驗的原則及實驗中如何控制變量，可以為后面學習“探究影響酶活性的條件”奠定良好的基礎。

【關鍵詞】酶 細胞代謝 活化能

一、學情分析

在第四章植物細胞的吸水和失水實驗中，學生已經基本了解了探究實驗的基本環節，所以學生在進行本次實驗之前就具有了探究實驗的基本素養，在此基礎上進一步培養學生進行探究實驗的能力是可行的，也很必要。

二、教學目標

1.知識目標：通過本節課的學習，能使學生掌握酶的作用本質及設計實驗的基本原則。

2.能力目標：通過探究不同條件下過氧化氫分解的速率，發展學生的科學探究能力；培養學生觀察、分析問題，解決問題的能力；培養學生實驗操作能力；提高學生收集資料和語言表達能力。

3.態度情感目標：通過探究不同條件下過氧化氫分解的速率，培養學生的探索精神和合作精神。

三、教學重點、教學難點

（1）重點：①酶的作用本質；②設計實驗的基本原則及控制變量。

（2）難點：酶的作用本質。

四、教學構思

教師引導學生利用已有的生活經驗“發現問題——提出假設——設計實驗”，然后有效地組織學生“實施實驗——結果分析并得出結論”，使學生在親歷實驗探究的過程中，感受自主、探究、合作的學習樂趣，掌握科學探究的基本方法，培養和發展科學探究的基本技能和獲取新知識的能力。

五、教前準備

新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液（含有過氧化氫酶），體積分數為3%的過氧化氫溶液，氯化鐵（3.5% FeCl3）溶液。

試管若干，量筒，大燒杯，滴管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網，溫度計，衛生香，火柴。

多煤體課件

課前錄制兩段視頻：一段是用雙氧水（過氧化氫溶液）給皮膚外表面傷口消毒的視頻，一段是等量的過氧化氫分別在Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）的條件下分解產生的氧氣量所用時間長短的視頻。

六、教學過程

師：生活中，如果我們不小心將皮膚弄傷，這時需要對傷口進行消毒處理，請同學們看下面一段視頻，根據現象判斷在對傷口進行消毒時用的是哪種消毒液？（播放視頻）

設計意圖：從生活入手，激發學生的學習興趣和學習熱情。

生：觀看視頻，思考問題。（根據已有的生活經驗，可判斷出消毒液為雙氧水，因為處理傷口時可見到大量氣泡）

活動1：提高溫度對過氧化氫分解的影響

師：多煤體課件展示一瓶醫用過氧化氫溶液，重點看貯藏說明：不超過20℃保存，為什么呢？

設計意圖：激發學生探究的欲望。

生：學生思考并回答（溫度升高會使過氧化氫溶液分解）

師：請同學們根據老師提供的材料用具設計實驗看提高溫度對過氧化氫分解是否有影響。

設計意圖：培養學生設計實驗、操作實驗的能力。

生：學生以小組為單位設計并進行實驗。

師：巡看各組實驗情況，用IPad現場錄制，（最好能找到只設計一只試管進行實驗的小組）現場播放。

生：學生討論方案是否可行，并提出修改意見。

教師小結：取兩只試管，各加入等量的過氧化氫溶液，一只放置在常溫下，一只水浴加熱至90℃攝氏度。

結論：過氧化氫在加熱情況下的分解速率較快

師：請學生閱讀課本P79有關內容，理解變量的概念和類型。嘗試確認本實驗中的自變量、因變量、無關變量及對照組、實驗組。

生：閱讀教材，思考并回答教師提出的有關變量的問題。

教師小結并板書實驗設計原則。

活動2：比較不同催化劑對H2O2分解速率的影響

師：多煤體呈現兩則資料

資料1：過氧化氫在儲運過程中有特殊的要求，嚴禁與Fe3+等金屬化合物混存混運。這是因為Fe3+等金屬化合物會促進過氧化氫的分解。

資料2：細胞代謝過程中會產生過氧化氫，對細胞有毒害作用。細胞中含有過氧化氫酶能夠將過氧化氫及時分解，起到解毒的作用，特別是新鮮的肝臟細胞含有較多的過氧化氫酶。

請學生思考資料給我們提供了哪些信息？你有什么想要研究的內容嗎？引導學生進行探究。

設計意圖：培養學生獲取信息的能力；進一步強化學生進行探究實驗的一般步驟。

生：學生思考并提出問題（比較過氧化氫酶和Fe3+誰的催化效率高）→作出假設→設計實驗→進行實驗→實驗結果。

教師小結：過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高。

將四組實驗放在一起同時進行比較，可得出：過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣。為什么加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解呢？

介紹活化能的概念

加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解，那么他們的作用原理相同嗎？請看動畫。

設計意圖：學生通過分析總結，能用準確的語言描述實驗結果和結論。培養學生語言表達能力。

生：觀看動畫，回答加熱、Fe3+、過氧化氫酶（肝臟研磨液）都能促進過氧化氫的分解的原理。

介紹細胞代謝概念，請學生思考為什么說酶是細胞代謝所必需的？（①酶使細胞內的化學反應高效率地進行；②酶使細胞內的化學反應在常溫、常壓等溫和條件下進行。）

由此可見，酶對細胞代謝所發揮的作用是巨大的。進一步強調酶的作用本質。

生：小組討論回答（可適當結合給傷口消毒的視頻內容）

活動3：建構過氧化氫分解產生的氧氣量與時間關系的數學模型

師：多煤體課件展示：

（一）提出問題：

如果一定量的過氧化氫在無催化劑的條件下分解產生的氧氣量與時間的關系如圖所示，那么等量的過氧化氫分別在Fe3+、過氧化氫酶的條件下分解產生的氧氣量與時間的關系又是怎樣？

設計意圖：拓展思維，激發學生繼續學習和探究的熱情。進一步明確酶所發揮的作用。生：學生進行下面活動：

（二）提出合理的假設；

（三）構建數學模型：在圖中畫出假設。

（投影儀展示學生畫圖結果）

正確與否通過實驗進行驗證。

（四）實驗檢驗：播放視頻（兩只相同的大錐形瓶，分別加入等量的過氧化氫溶液，為了使上升的水柱觀察得更清晰，在過氧化氫溶液中加了紅墨水，然后分別向兩個瓶中滴加等量的FeCl3溶液和過氧化氫酶（肝臟研磨液），觀察并記錄水柱上升的高度及達到最大高度時所用的時間。

生：觀察實驗現象，對自己所建立的模型進行檢驗或修正。

師：小結并布置作業。

七、教后反思

本節教學內容設計新穎，從生活實際情況入手，激發學生探究的欲望，收到了較好的效果。學生通過教師的引導，小組內相互討論，根據已學理論知識，分析完成探究問題，使實驗設計更加完善，給學生思考、創造的空間，培養學生多方面能力。設計實驗很費時間，教師不能著急，要允許學生出現錯誤，部分學生可能還不適應這種探究學習方式，顯得無所適從，不能積極認真地參與到探究的各環節中。

（作者單位：江蘇省南通市通州區石港中學）