“酶在细胞代谢中的作用”教学设计

尹辉

【内容摘要】本课题是人教版高中生物必修I第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的内容，本节教学需两课时，第一课时学习酶在细胞代谢中的作用，第二课时学习酶的本质，本节课是第一课时“酶在细胞代谢中的作用”的教学设计。通过本节课的学习，能使学生基本掌握设计实验的原则及实验中如何控制变量，可以为后面学习“探究影响酶活性的条件”奠定良好的基础。

【关键词】酶 细胞代谢 活化能

一、学情分析

在第四章植物细胞的吸水和失水实验中，学生已经基本了解了探究实验的基本环节，所以学生在进行本次实验之前就具有了探究实验的基本素养，在此基础上进一步培养学生进行探究实验的能力是可行的，也很必要。

二、教学目标

1.知识目标：通过本节课的学习，能使学生掌握酶的作用本质及设计实验的基本原则。

2.能力目标：通过探究不同条件下过氧化氢分解的速率，发展学生的科学探究能力；培养学生观察、分析问题，解决问题的能力；培养学生实验操作能力；提高学生收集资料和语言表达能力。

3.态度情感目标：通过探究不同条件下过氧化氢分解的速率，培养学生的探索精神和合作精神。

三、教学重点、教学难点

（1）重点：①酶的作用本质；②设计实验的基本原则及控制变量。

（2）难点：酶的作用本质。

四、教学构思

教师引导学生利用已有的生活经验“发现问题——提出假设——设计实验”，然后有效地组织学生“实施实验——结果分析并得出结论”，使学生在亲历实验探究的过程中，感受自主、探究、合作的学习乐趣，掌握科学探究的基本方法，培养和发展科学探究的基本技能和获取新知识的能力。

五、教前准备

新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含有过氧化氢酶），体积分数为3%的过氧化氢溶液，氯化铁（3.5% FeCl3）溶液。

试管若干，量筒，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，卫生香，火柴。

多煤体课件

课前录制两段视频：一段是用双氧水（过氧化氢溶液）给皮肤外表面伤口消毒的视频，一段是等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）的条件下分解产生的氧气量所用时间长短的视频。

六、教学过程

师：生活中，如果我们不小心将皮肤弄伤，这时需要对伤口进行消毒处理，请同学们看下面一段视频，根据现象判断在对伤口进行消毒时用的是哪种消毒液？（播放视频）

设计意图：从生活入手，激发学生的学习兴趣和学习热情。

生：观看视频，思考问题。（根据已有的生活经验，可判断出消毒液为双氧水，因为处理伤口时可见到大量气泡）

活动1：提高温度对过氧化氢分解的影响

师：多煤体课件展示一瓶医用过氧化氢溶液，重点看贮藏说明：不超过20℃保存，为什么呢？

设计意图：激发学生探究的欲望。

生：学生思考并回答（温度升高会使过氧化氢溶液分解）

师：请同学们根据老师提供的材料用具设计实验看提高温度对过氧化氢分解是否有影响。

设计意图：培养学生设计实验、操作实验的能力。

生：学生以小组为单位设计并进行实验。

师：巡看各组实验情况，用IPad现场录制，（最好能找到只设计一只试管进行实验的小组）现场播放。

生：学生讨论方案是否可行，并提出修改意见。

教师小结：取两只试管，各加入等量的过氧化氢溶液，一只放置在常温下，一只水浴加热至90℃摄氏度。

结论：过氧化氢在加热情况下的分解速率较快

师：请学生阅读课本P79有关内容，理解变量的概念和类型。尝试确认本实验中的自变量、因变量、无关变量及对照组、实验组。

生：阅读教材，思考并回答教师提出的有关变量的问题。

教师小结并板书实验设计原则。

活动2：比较不同催化剂对H2O2分解速率的影响

师：多煤体呈现两则资料

资料1：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与Fe3+等金属化合物混存混运。这是因为Fe3+等金属化合物会促进过氧化氢的分解。

资料2：细胞代谢过程中会产生过氧化氢，对细胞有毒害作用。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用，特别是新鲜的肝脏细胞含有较多的过氧化氢酶。

请学生思考资料给我们提供了哪些信息？你有什么想要研究的内容吗？引导学生进行探究。

设计意图：培养学生获取信息的能力；进一步强化学生进行探究实验的一般步骤。

生：学生思考并提出问题（比较过氧化氢酶和Fe3+谁的催化效率高）→作出假设→设计实验→进行实验→实验结果。

教师小结：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。

将四组实验放在一起同时进行比较，可得出：过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样。为什么加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解呢？

介绍活化能的概念

加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解，那么他们的作用原理相同吗？请看动画。

设计意图：学生通过分析总结，能用准确的语言描述实验结果和结论。培养学生语言表达能力。

生：观看动画，回答加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解的原理。

介绍细胞代谢概念，请学生思考为什么说酶是细胞代谢所必需的？（①酶使细胞内的化学反应高效率地进行；②酶使细胞内的化学反应在常温、常压等温和条件下进行。）

由此可见，酶对细胞代谢所发挥的作用是巨大的。进一步强调酶的作用本质。

生：小组讨论回答（可适当结合给伤口消毒的视频内容）

活动3：建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型

师：多煤体课件展示：

（一）提出问题：

如果一定量的过氧化氢在无催化剂的条件下分解产生的氧气量与时间的关系如图所示，那么等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶的条件下分解产生的氧气量与时间的关系又是怎样？

设计意图：拓展思维，激发学生继续学习和探究的热情。进一步明确酶所发挥的作用。生：学生进行下面活动：

（二）提出合理的假设；

（三）构建数学模型：在图中画出假设。

（投影仪展示学生画图结果）

正确与否通过实验进行验证。

（四）实验检验：播放视频（两只相同的大锥形瓶，分别加入等量的过氧化氢溶液，为了使上升的水柱观察得更清晰，在过氧化氢溶液中加了红墨水，然后分别向两个瓶中滴加等量的FeCl3溶液和过氧化氢酶（肝脏研磨液），观察并记录水柱上升的高度及达到最大高度时所用的时间。

生：观察实验现象，对自己所建立的模型进行检验或修正。

师：小结并布置作业。

七、教后反思

本节教学内容设计新颖，从生活实际情况入手，激发学生探究的欲望，收到了较好的效果。学生通过教师的引导，小组内相互讨论，根据已学理论知识，分析完成探究问题，使实验设计更加完善，给学生思考、创造的空间，培养学生多方面能力。设计实验很费时间，教师不能着急，要允许学生出现错误，部分学生可能还不适应这种探究学习方式，显得无所适从，不能积极认真地参与到探究的各环节中。

（作者单位：江苏省南通市通州区石港中学）

【内容摘要】本课题是人教版高中生物必修I第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的内容，本节教学需两课时，第一课时学习酶在细胞代谢中的作用，第二课时学习酶的本质，本节课是第一课时“酶在细胞代谢中的作用”的教学设计。通过本节课的学习，能使学生基本掌握设计实验的原则及实验中如何控制变量，可以为后面学习“探究影响酶活性的条件”奠定良好的基础。

【关键词】酶 细胞代谢 活化能

一、学情分析

在第四章植物细胞的吸水和失水实验中，学生已经基本了解了探究实验的基本环节，所以学生在进行本次实验之前就具有了探究实验的基本素养，在此基础上进一步培养学生进行探究实验的能力是可行的，也很必要。

二、教学目标

1.知识目标：通过本节课的学习，能使学生掌握酶的作用本质及设计实验的基本原则。

2.能力目标：通过探究不同条件下过氧化氢分解的速率，发展学生的科学探究能力；培养学生观察、分析问题，解决问题的能力；培养学生实验操作能力；提高学生收集资料和语言表达能力。

3.态度情感目标：通过探究不同条件下过氧化氢分解的速率，培养学生的探索精神和合作精神。

三、教学重点、教学难点

（1）重点：①酶的作用本质；②设计实验的基本原则及控制变量。

（2）难点：酶的作用本质。

四、教学构思

教师引导学生利用已有的生活经验“发现问题——提出假设——设计实验”，然后有效地组织学生“实施实验——结果分析并得出结论”，使学生在亲历实验探究的过程中，感受自主、探究、合作的学习乐趣，掌握科学探究的基本方法，培养和发展科学探究的基本技能和获取新知识的能力。

五、教前准备

新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含有过氧化氢酶），体积分数为3%的过氧化氢溶液，氯化铁（3.5% FeCl3）溶液。

试管若干，量筒，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，卫生香，火柴。

多煤体课件

课前录制两段视频：一段是用双氧水（过氧化氢溶液）给皮肤外表面伤口消毒的视频，一段是等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）的条件下分解产生的氧气量所用时间长短的视频。

六、教学过程

师：生活中，如果我们不小心将皮肤弄伤，这时需要对伤口进行消毒处理，请同学们看下面一段视频，根据现象判断在对伤口进行消毒时用的是哪种消毒液？（播放视频）

设计意图：从生活入手，激发学生的学习兴趣和学习热情。

生：观看视频，思考问题。（根据已有的生活经验，可判断出消毒液为双氧水，因为处理伤口时可见到大量气泡）

活动1：提高温度对过氧化氢分解的影响

师：多煤体课件展示一瓶医用过氧化氢溶液，重点看贮藏说明：不超过20℃保存，为什么呢？

设计意图：激发学生探究的欲望。

生：学生思考并回答（温度升高会使过氧化氢溶液分解）

师：请同学们根据老师提供的材料用具设计实验看提高温度对过氧化氢分解是否有影响。

设计意图：培养学生设计实验、操作实验的能力。

生：学生以小组为单位设计并进行实验。

师：巡看各组实验情况，用IPad现场录制，（最好能找到只设计一只试管进行实验的小组）现场播放。

生：学生讨论方案是否可行，并提出修改意见。

教师小结：取两只试管，各加入等量的过氧化氢溶液，一只放置在常温下，一只水浴加热至90℃摄氏度。

结论：过氧化氢在加热情况下的分解速率较快

师：请学生阅读课本P79有关内容，理解变量的概念和类型。尝试确认本实验中的自变量、因变量、无关变量及对照组、实验组。

生：阅读教材，思考并回答教师提出的有关变量的问题。

教师小结并板书实验设计原则。

活动2：比较不同催化剂对H2O2分解速率的影响

师：多煤体呈现两则资料

资料1：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与Fe3+等金属化合物混存混运。这是因为Fe3+等金属化合物会促进过氧化氢的分解。

资料2：细胞代谢过程中会产生过氧化氢，对细胞有毒害作用。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用，特别是新鲜的肝脏细胞含有较多的过氧化氢酶。

请学生思考资料给我们提供了哪些信息？你有什么想要研究的内容吗？引导学生进行探究。

设计意图：培养学生获取信息的能力；进一步强化学生进行探究实验的一般步骤。

生：学生思考并提出问题（比较过氧化氢酶和Fe3+谁的催化效率高）→作出假设→设计实验→进行实验→实验结果。

教师小结：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。

将四组实验放在一起同时进行比较，可得出：过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样。为什么加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解呢？

介绍活化能的概念

加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解，那么他们的作用原理相同吗？请看动画。

设计意图：学生通过分析总结，能用准确的语言描述实验结果和结论。培养学生语言表达能力。

生：观看动画，回答加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解的原理。

介绍细胞代谢概念，请学生思考为什么说酶是细胞代谢所必需的？（①酶使细胞内的化学反应高效率地进行；②酶使细胞内的化学反应在常温、常压等温和条件下进行。）

由此可见，酶对细胞代谢所发挥的作用是巨大的。进一步强调酶的作用本质。

生：小组讨论回答（可适当结合给伤口消毒的视频内容）

活动3：建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型

师：多煤体课件展示：

（一）提出问题：

如果一定量的过氧化氢在无催化剂的条件下分解产生的氧气量与时间的关系如图所示，那么等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶的条件下分解产生的氧气量与时间的关系又是怎样？

设计意图：拓展思维，激发学生继续学习和探究的热情。进一步明确酶所发挥的作用。生：学生进行下面活动：

（二）提出合理的假设；

（三）构建数学模型：在图中画出假设。

（投影仪展示学生画图结果）

正确与否通过实验进行验证。

（四）实验检验：播放视频（两只相同的大锥形瓶，分别加入等量的过氧化氢溶液，为了使上升的水柱观察得更清晰，在过氧化氢溶液中加了红墨水，然后分别向两个瓶中滴加等量的FeCl3溶液和过氧化氢酶（肝脏研磨液），观察并记录水柱上升的高度及达到最大高度时所用的时间。

生：观察实验现象，对自己所建立的模型进行检验或修正。

师：小结并布置作业。

七、教后反思

本节教学内容设计新颖，从生活实际情况入手，激发学生探究的欲望，收到了较好的效果。学生通过教师的引导，小组内相互讨论，根据已学理论知识，分析完成探究问题，使实验设计更加完善，给学生思考、创造的空间，培养学生多方面能力。设计实验很费时间，教师不能着急，要允许学生出现错误，部分学生可能还不适应这种探究学习方式，显得无所适从，不能积极认真地参与到探究的各环节中。

（作者单位：江苏省南通市通州区石港中学）

【内容摘要】本课题是人教版高中生物必修I第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的内容，本节教学需两课时，第一课时学习酶在细胞代谢中的作用，第二课时学习酶的本质，本节课是第一课时“酶在细胞代谢中的作用”的教学设计。通过本节课的学习，能使学生基本掌握设计实验的原则及实验中如何控制变量，可以为后面学习“探究影响酶活性的条件”奠定良好的基础。

【关键词】酶 细胞代谢 活化能

一、学情分析

在第四章植物细胞的吸水和失水实验中，学生已经基本了解了探究实验的基本环节，所以学生在进行本次实验之前就具有了探究实验的基本素养，在此基础上进一步培养学生进行探究实验的能力是可行的，也很必要。

二、教学目标

1.知识目标：通过本节课的学习，能使学生掌握酶的作用本质及设计实验的基本原则。

2.能力目标：通过探究不同条件下过氧化氢分解的速率，发展学生的科学探究能力；培养学生观察、分析问题，解决问题的能力；培养学生实验操作能力；提高学生收集资料和语言表达能力。

3.态度情感目标：通过探究不同条件下过氧化氢分解的速率，培养学生的探索精神和合作精神。

三、教学重点、教学难点

（1）重点：①酶的作用本质；②设计实验的基本原则及控制变量。

（2）难点：酶的作用本质。

四、教学构思

教师引导学生利用已有的生活经验“发现问题——提出假设——设计实验”，然后有效地组织学生“实施实验——结果分析并得出结论”，使学生在亲历实验探究的过程中，感受自主、探究、合作的学习乐趣，掌握科学探究的基本方法，培养和发展科学探究的基本技能和获取新知识的能力。

五、教前准备

新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（含有过氧化氢酶），体积分数为3%的过氧化氢溶液，氯化铁（3.5% FeCl3）溶液。

试管若干，量筒，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，卫生香，火柴。

多煤体课件

课前录制两段视频：一段是用双氧水（过氧化氢溶液）给皮肤外表面伤口消毒的视频，一段是等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）的条件下分解产生的氧气量所用时间长短的视频。

六、教学过程

师：生活中，如果我们不小心将皮肤弄伤，这时需要对伤口进行消毒处理，请同学们看下面一段视频，根据现象判断在对伤口进行消毒时用的是哪种消毒液？（播放视频）

设计意图：从生活入手，激发学生的学习兴趣和学习热情。

生：观看视频，思考问题。（根据已有的生活经验，可判断出消毒液为双氧水，因为处理伤口时可见到大量气泡）

活动1：提高温度对过氧化氢分解的影响

师：多煤体课件展示一瓶医用过氧化氢溶液，重点看贮藏说明：不超过20℃保存，为什么呢？

设计意图：激发学生探究的欲望。

生：学生思考并回答（温度升高会使过氧化氢溶液分解）

师：请同学们根据老师提供的材料用具设计实验看提高温度对过氧化氢分解是否有影响。

设计意图：培养学生设计实验、操作实验的能力。

生：学生以小组为单位设计并进行实验。

师：巡看各组实验情况，用IPad现场录制，（最好能找到只设计一只试管进行实验的小组）现场播放。

生：学生讨论方案是否可行，并提出修改意见。

教师小结：取两只试管，各加入等量的过氧化氢溶液，一只放置在常温下，一只水浴加热至90℃摄氏度。

结论：过氧化氢在加热情况下的分解速率较快

师：请学生阅读课本P79有关内容，理解变量的概念和类型。尝试确认本实验中的自变量、因变量、无关变量及对照组、实验组。

生：阅读教材，思考并回答教师提出的有关变量的问题。

教师小结并板书实验设计原则。

活动2：比较不同催化剂对H2O2分解速率的影响

师：多煤体呈现两则资料

资料1：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与Fe3+等金属化合物混存混运。这是因为Fe3+等金属化合物会促进过氧化氢的分解。

资料2：细胞代谢过程中会产生过氧化氢，对细胞有毒害作用。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用，特别是新鲜的肝脏细胞含有较多的过氧化氢酶。

请学生思考资料给我们提供了哪些信息？你有什么想要研究的内容吗？引导学生进行探究。

设计意图：培养学生获取信息的能力；进一步强化学生进行探究实验的一般步骤。

生：学生思考并提出问题（比较过氧化氢酶和Fe3+谁的催化效率高）→作出假设→设计实验→进行实验→实验结果。

教师小结：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。

将四组实验放在一起同时进行比较，可得出：过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样。为什么加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解呢？

介绍活化能的概念

加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解，那么他们的作用原理相同吗？请看动画。

设计意图：学生通过分析总结，能用准确的语言描述实验结果和结论。培养学生语言表达能力。

生：观看动画，回答加热、Fe3+、过氧化氢酶（肝脏研磨液）都能促进过氧化氢的分解的原理。

介绍细胞代谢概念，请学生思考为什么说酶是细胞代谢所必需的？（①酶使细胞内的化学反应高效率地进行；②酶使细胞内的化学反应在常温、常压等温和条件下进行。）

由此可见，酶对细胞代谢所发挥的作用是巨大的。进一步强调酶的作用本质。

生：小组讨论回答（可适当结合给伤口消毒的视频内容）

活动3：建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型

师：多煤体课件展示：

（一）提出问题：

如果一定量的过氧化氢在无催化剂的条件下分解产生的氧气量与时间的关系如图所示，那么等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶的条件下分解产生的氧气量与时间的关系又是怎样？

设计意图：拓展思维，激发学生继续学习和探究的热情。进一步明确酶所发挥的作用。生：学生进行下面活动：

（二）提出合理的假设；

（三）构建数学模型：在图中画出假设。

（投影仪展示学生画图结果）

正确与否通过实验进行验证。

（四）实验检验：播放视频（两只相同的大锥形瓶，分别加入等量的过氧化氢溶液，为了使上升的水柱观察得更清晰，在过氧化氢溶液中加了红墨水，然后分别向两个瓶中滴加等量的FeCl3溶液和过氧化氢酶（肝脏研磨液），观察并记录水柱上升的高度及达到最大高度时所用的时间。

生：观察实验现象，对自己所建立的模型进行检验或修正。

师：小结并布置作业。

七、教后反思

本节教学内容设计新颖，从生活实际情况入手，激发学生探究的欲望，收到了较好的效果。学生通过教师的引导，小组内相互讨论，根据已学理论知识，分析完成探究问题，使实验设计更加完善，给学生思考、创造的空间，培养学生多方面能力。设计实验很费时间，教师不能着急，要允许学生出现错误，部分学生可能还不适应这种探究学习方式，显得无所适从，不能积极认真地参与到探究的各环节中。

（作者单位：江苏省南通市通州区石港中学）