高中生物細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用的教案及教學(xué)反思
一、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象分析
1.教學(xué)內(nèi)容
處于生活狀態(tài)下的細(xì)胞是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng),時(shí)刻與周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量交換，并利用這些物質(zhì)和能量維持自身的各項(xiàng)生命活動(dòng)，進(jìn)行新陳代謝。酶作為生物催化劑，細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換都離不開(kāi)酶的催化作用。因此引導(dǎo)學(xué)生掌握酶的概念和本質(zhì)，理解酶在代謝中的作用就顯得十分非常重要。另外，學(xué)生已具備做科學(xué)的能力，在課堂中引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地思考，積極動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神十分有益，因此本節(jié)課初步引入對(duì)照實(shí)驗(yàn)和控制變量。
2.教學(xué)對(duì)象分析
學(xué)生通過(guò)初三、高一階段化學(xué)的學(xué)習(xí)，對(duì)于純化學(xué)反應(yīng)已熟悉，但是對(duì)于細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)及生物催化劑──酶的認(rèn)識(shí)有限。工業(yè)制氨的化學(xué)反應(yīng)是在高溫高壓催化劑下進(jìn)行的，細(xì)胞內(nèi)部卻是常溫常壓溫和狀態(tài)，而細(xì)胞代謝包括一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行應(yīng)該有生物催化劑──酶的參與，才能使高效有序的進(jìn)行，因此引入對(duì)酶相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)目標(biāo)
探討活細(xì)胞內(nèi)酶的本質(zhì)和作用、探究酶的高效性和專(zhuān)一性。
2.能力目標(biāo)
①進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
②在問(wèn)題探討，有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，資料分析等問(wèn)題討論中，培養(yǎng)運(yùn)用語(yǔ)言表達(dá)的能力以及查閱資料、共享信息的能力。
3.情感目標(biāo)
①通過(guò)回顧科學(xué)家對(duì)酶本質(zhì)的探索歷史，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的觀察、實(shí)驗(yàn)、探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。
②認(rèn)同科學(xué)家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于質(zhì)疑，創(chuàng)新，和勇于實(shí)踐的科學(xué)精神與態(tài)度。
三、教學(xué)方法和教學(xué)手段
1. 教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、小組討論法、鼓勵(lì)評(píng)價(jià)法、比較說(shuō)明法、卡通圖片法，
2．教學(xué)手段：借助多媒體、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格
四、教學(xué)流程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
精心設(shè)問(wèn)，步步深入（5分鐘）
[新課導(dǎo)入] 已近中午了，大家的肚子一定餓了。為什么肚子會(huì)餓呢？食物是怎樣被消化的呢？
[問(wèn)題探討]圖示1783年，斯帕蘭扎尼“鷹與籠子”的實(shí)驗(yàn)，探討相關(guān)問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)的巧妙之處。
[對(duì)比說(shuō)明]工業(yè)制氨的條件是什么？
細(xì)胞內(nèi)是否具備這些條件？但是細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)依然高效有序的進(jìn)行，原因何在？
[提出課題]酶的作用和本質(zhì)
激發(fā)學(xué)生興趣，讓大腦快速進(jìn)入思考狀態(tài)。
[小組討論，得出結(jié)論]：
鳥(niǎo)類(lèi)的胃不僅有物理性消化，還有化學(xué)性消化。
回答：
高溫、高壓、催化劑
推測(cè)：
細(xì)胞內(nèi)有生物催化劑。
為引入新課作鋪墊。
此實(shí)驗(yàn)是開(kāi)創(chuàng)了酶研究先河。其問(wèn)題的提出，實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)設(shè)想，結(jié)論與推論等過(guò)程及創(chuàng)新思維的意識(shí)對(duì)學(xué)生有學(xué)習(xí)與借鑒的意義。
[新課]探究研討，引議釋疑（30分鐘）
一、酶在細(xì)胞代謝中的作用（20分鐘）
引導(dǎo)思考，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證酶的高效性
[實(shí)驗(yàn)原理及材料]我們知道過(guò)氧化氫可以在fe3+催化下，分解成水和氧。新鮮的動(dòng)物肝臟研磨液含有過(guò)氧化氫酶。如果給你新鮮的動(dòng)物肝臟研磨液、過(guò)氧化氫溶液、氯化鐵溶液，以及必需的實(shí)驗(yàn)用具，你能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？
[提示1]酶的高效性是相對(duì)誰(shuí)而言？
[提示2]反應(yīng)物怎么選擇呢？
[提示3] 因變量是什么？
[提示4] 觀察那些現(xiàn)象可以得出結(jié)論？
[提示5]實(shí)驗(yàn)預(yù)期和結(jié)果討論。
提問(wèn)：為什么酶具有高效性？
[此實(shí)驗(yàn)為特別補(bǔ)充內(nèi)容]
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性
[過(guò)渡]細(xì)胞代謝包括很多化學(xué)反應(yīng)，不僅反應(yīng)速度快，而且有條不紊地進(jìn)行，這說(shuō)明酶作為催化劑，不僅具有高效性，還具有專(zhuān)一性。
提示：怎樣理解專(zhuān)一性？
我們知道木瓜果汁含有木瓜蛋白酶，嫩肉粉中也含有蛋白酶制劑，如果給你木瓜榨汁，嫩肉粉，牛奶、豆?jié){、淀粉溶液、碘液、斐林試劑、雙縮脲試劑，請(qǐng)根椐需要選擇合適的試劑和的實(shí)驗(yàn)用具，能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性？
[小結(jié)]酶的高效性和專(zhuān)一性。
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)一]
[小組討論]
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
設(shè)計(jì)表格記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果
回答：無(wú)機(jī)催化劑
思考：是讓無(wú)機(jī)催化劑和酶各自催化一種呢？還是催化同一種物質(zhì)呢？
回答：過(guò)氧化氫分解速度
回答：
氣泡的多少及產(chǎn)生速度
點(diǎn)燃的衛(wèi)生香復(fù)燃情況
結(jié)果：過(guò)氧化氫酶的催化效率比氯化鐵的催化效率高，說(shuō)明酶具有高效性。
回答：降低了活化能。
參考教材利用卡通式插圖，結(jié)合文字?jǐn)⑹觯蜗竺枋觥?/p>
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)二]
[小組討論]：應(yīng)該體現(xiàn)在酶只能催化某種特定的反應(yīng)，而對(duì)其它反應(yīng)沒(méi)有催化作用。
[小組討論實(shí)驗(yàn)方案]
選取何種酶？選取何反應(yīng)物物？如何設(shè)計(jì)對(duì)照？如何鑒定結(jié)果？預(yù)測(cè)結(jié)果？
理解關(guān)于變量、自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量、對(duì)照實(shí)驗(yàn)
觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感性認(rèn)識(shí)過(guò)氧化氫酶的高效性。
培養(yǎng)語(yǔ)言表達(dá)能力，將感性知識(shí)上升到理性知識(shí)。
[實(shí)驗(yàn)一]是用兩種不同的催化劑來(lái)催化同一種物質(zhì)[實(shí)驗(yàn)二]是用同一種酶來(lái)催化兩種不同的物質(zhì)，讓學(xué)生了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路是怎樣的？怎樣選材？怎樣設(shè)計(jì)對(duì)照？從而加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。
教師特意設(shè)置二個(gè)小陷阱，①是讓學(xué)生自行選取擇蛋白質(zhì)的鑒定試劑，鞏固其使用方法。②材料豐富，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，懂得取舍，不可貪多。
二、酶的本質(zhì)（10分鐘）
1.從人物的角度來(lái)看
2.從研究結(jié)果的角度來(lái)看
從觀察到到問(wèn)題，從問(wèn)題到猜測(cè)，從猜測(cè)到實(shí)驗(yàn)，從不完善到完善，這是做科學(xué)的必然步驟，也是科學(xué)發(fā)展的必然規(guī)律。
[補(bǔ)充]
（1）如四膜蟲(chóng)的rrna前體具有催化活性。（2）目前已有發(fā)現(xiàn)具催化活性的dna的報(bào)道。
3.引導(dǎo)與激勵(lì)
結(jié)合酶本質(zhì)的探索歷程及薩姆特歷時(shí)9年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的過(guò)程，談?wù)勸R克思的話的理解。
[小結(jié)]酶的本質(zhì)
[資料閱讀，探索酶的本質(zhì)]
完成課本82頁(yè)基礎(chǔ)題一，體會(huì)幾位科學(xué)家的觀點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。
分析每位科學(xué)家的科學(xué)結(jié)論中可取之處與不足之處。
[小組討論發(fā)言]
在酶的發(fā)現(xiàn)歷程中，由胃的物理性消化→胃的化學(xué)性消化 →從胃液中提出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)→脲酶結(jié)晶的提取→證實(shí)脲酶是一種蛋白質(zhì)→提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶→指出酶是具催化作用的蛋白質(zhì)→少數(shù)rna也具有生物催化作用→進(jìn)一步完善了酶的概念。
[小組感言]
科學(xué)無(wú)坦途。
科學(xué)的苦與甜。
[小組總結(jié)]
酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是rna。
培養(yǎng)學(xué)生繼承、創(chuàng)新、實(shí)事求是和大膽實(shí)踐等科學(xué)精神和態(tài)度。
引導(dǎo)學(xué)生從兩種不同角度分析這一過(guò)程，實(shí)際上就是提高學(xué)生分析與推理能力的過(guò)程。
激勵(lì)性評(píng)價(jià)：科學(xué)知識(shí)都不是一承不變的，是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，唯有上下求索，才能做到科研無(wú)止境。你也可以未來(lái)科學(xué)史上一顆閃亮的星星。
促進(jìn)學(xué)生積極改變學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。
[課后進(jìn)一步探究] （5分鐘）
請(qǐng)根據(jù)下列材料設(shè)計(jì)一個(gè)證明酶是蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)材料：5%的naoh溶液、3%的cuso4溶液、雞蛋、水、唾液、小燒杯、玻璃棒、試管滴管、鑷子、脫脂棉。
實(shí)驗(yàn)原理：
實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
理解酶的本質(zhì)
訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)思維。
五、教學(xué)小結(jié)
細(xì)胞作為開(kāi)放性的生命系統(tǒng)，不斷地與周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量交換，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新陳代謝。酶作為生物催化劑，對(duì)于細(xì)胞高效有序地完成各種生理作用起著非常重要的作用。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，有關(guān)酶的本質(zhì)的探索也處于不斷不斷完善中。近年來(lái)，酶工程的發(fā)展為生產(chǎn)和生活帶來(lái)巨大的活力，而這點(diǎn)點(diǎn)滴滴的進(jìn)步既歸功于大膽的猜想，又歸功于科學(xué)而巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，因此，同學(xué)們?cè)谌粘Ｉ钪幸獙W(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，然后通過(guò)推理和實(shí)驗(yàn)去解決問(wèn)題，那么你會(huì)有意想不到的驚喜，無(wú)形中發(fā)現(xiàn)你解決問(wèn)題的能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力大大提高了，希望明天的科學(xué)之星就是你。
六、教學(xué)反思
本節(jié)課按照課標(biāo)要求，倡導(dǎo)探究性教學(xué)，以小組互助的方式組織教學(xué)，能引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)構(gòu)建過(guò)程。本節(jié)課不僅較好地利用了教材上的實(shí)驗(yàn)，而且善于從現(xiàn)實(shí)生活中尋找更加靈活的典型例子，巧妙地引導(dǎo)學(xué)生從不同角度考慮問(wèn)題，一正一反，相互輝映，使學(xué)生充分體會(huì)什么是自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量以及什么是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，有利于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)確認(rèn)和控制變量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。本節(jié)課大量采用鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)機(jī)制，發(fā)揮學(xué)生潛能，注意培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新，大膽猜想的科學(xué)精神和態(tài)度價(jià)值觀。不足之處是：時(shí)間較緊，使得一部分實(shí)驗(yàn)留待課后操作。
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