一、核心素养侧重点

1.生命观念

有利于学生认识细胞的生活不但需要物质基础，更需要能量驱动，从而建立“细胞的生存需要能量”这一重要概念。教材在阐述有关概念的过程中，注意体现细胞的能量供应和利用与物质变化的伴随关系，意在让学生认识到生命活动不仅具有物质基础，还需要能量驱动，而能量的供应和利用，都离不开物质的变化。物质是能量的载体，能量是物质变化的动力，从而初步建立生物学的物质与能量观。学完本章，学生应该能“从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用的基本过程，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化”。

本章的教育价值，还包括深化结构与功能观，渗透进化观。教材在介绍有氧呼吸、光合作用过程时，图文结合，将代谢具体过程与线粒体、叶绿体的结构相对应，直观地表达了结构与功能相适应。细胞呼吸内在机制基本相同，细胞都以ATP作为能量“货币”，可以帮助学生从细胞代谢的角度，进一步认识生物界的统一性，为深入认识生命有共同起源打基础；教材结合线粒体起源、有氧呼吸与无氧呼吸的关系等内容，利用思维训练、复习与提高的拓展题，渗透进化思想观念。

2.科学思维

本章教材注意引导学生运用证据和逻辑来评价论点，安排了有关的“思维训练”。教材还介绍了关于探究酶的本质、探索光合作用过程的科学史中众多的事实证据，以及科学家所采用的科学方法，以证据、逻辑为基础来建构概念，从而帮助学生在概念学习过程中，训练提升科学思维品质。

3.科学探究

本章安排了6个“探究·实践”活动，在必修各章教材里，像本章这样安排这么多探究活动的情况是很少见的。设计这些“探究.实践”活动，意在让学生体验科学探究的过程，学习控制变量、观察和检测因变量，能设置对照实验、认识对比实验，并能运用所掌握的科学方法和探究技能，开展全过程、开放性的探究——探究环境因素对光合作用强度的影响。这些探究实践活动，有助于学生提升“科学探究”方面的素养。

4.社会责任

如何利用物质跨膜运输的原理，在日常生产生活实践中服务于人类，章首页中的治疗某高血压的药物说明书，以及对物质跨膜运输的方式和原理的学习，都渗透了人类研究物质跨膜运输方式的社会意义；教材中的一些蔬菜腌制、合理施肥等实践问题的分析与解决，渗透了学习物质跨膜运输的实践意义。在这些内容的教学过程中，引导学生学以致用，分析和解决现实生活中的有关问题，可以提升社会责任

二、课标要求

概念2细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖。

2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域

2.2.1说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响

2.2.2解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质

2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能

2.2.4说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量

在课程标准“模块1分子与细胞"的“教学提示”中提出，应开展的学生活动有：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素；提取和分离叶绿体色素；探究不同环境因素对光合作用的影响；探究酵母菌的呼吸方式。

在课程标准“模块1分子与细胞”的“学业要求”中提出，“从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化（生命观念、科学思维、科学探究）”。

授课章节

第五章 第1节 降低化学反应活化能的酶

教学目标

1.通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。

2.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，伟大的科学家也会有认识上的局限性。

3.通过相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组

教学重点

酶的作用、本质和特性。

教学难点

1.酶能降低化学反应的活化能。

2.探究实验中控制变量的科学方法

教学方法

任务引领，问题驱动与学生活动结合法

课时安排

3课时

教 学 过 程

教学实例

补充与更新

第2节:降低化学反应活化能的酶

提问引入：由细胞的“结构与功能”观，引入具体生命活动。那么什么是生命活动同学们有没有一个概念？（没有）那么老师的举手投足这是生命活动吗？（是）那么细胞为我的运动提供了什么？（能量）引入第5章能量的供应和利用。

教师：渗透单元教学理念，围绕“能量”结合章首页彩图引出“物质和能量”观。

学生活动：阅读P76课本正文中的细胞代谢概念。

问题：细胞代谢概念中的核心词是什么？（化学反应）

教师：引导学生理解细胞代谢的本质，学生阅读本章目录中包括的四节的标题，单元整体角度了解本章的主要内容。

问题：根据本章的四节的标题，找出哪些内容具体学习化学反应？哪些没有？（第1、2节没有，3、4节学习具体化学反应）

教师：副板书（物质代谢→酶，能量代谢→ATP）引入第1节学习。板书（第1节 降低化学反应活化能的酶）

任务1：酶的作用

学生活动：阅读P76“问题探讨”，认识斯帕兰扎尼的实验过程。

学生活动：

问题1：

1.比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验过程、结果及结论

(2)对照实验:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验。分为对照组和实验组。

2.酶本质的探索历程

(1)巴斯德:酿酒中的发酵是由酵母细胞引起的。

(2)李比希:引起发酵的是酵母细胞中的某些物质。

(3)毕希纳:将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。

(4)萨姆纳:提取到了第一种酶——脲酶,并证明其是蛋白质。

(5)切赫和奥特曼:发现少数RNA也具有生物催化功能。

3.酶的作用及本质

4.解读酶作用机理图解

(1)如图曲线表示在无酶催化和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。

①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是ca段;有酶催化时反应进行所需要的活化能是cb段;ba段的含义是酶降低的活化能。

②若将酶变为无机催化剂,则b点在纵轴上应向上移动。

③酶能降低化学反应的活化能,即参加化学反应所需的活化能从a状态变为b(填字母)状态,而不是使底物分子更容易从c状态转变为a状态。

(2)酶不提供活化能,不增加产物的量,不影响反应的方向,而是降低化学反应的活化能,且降低分子活化能比无机催化剂高,因而酶的催化效率更高。

(3)酶在反应前后理论上是不被消耗的,因此酶在化学反应中通常可反复利用。

任务2：酶的本质

学生活动：

1.酶的特性

(1)高效性

①含义:与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高,是无机催化剂的107～1013倍。

②曲线模型

(2)酶的“专一性”

①含义:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

②物理模型及解读

(3)酶的作用条件“较温和”

①含义:酶所催化的化学反应一般在温和(或适宜的范围)条件进行的。

②在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低。

2.影响酶促反应速率的因素及曲线解读

(1)酶的活性受温度影响曲线

(2)酶的活性受pH影响曲线

(3)酶促反应速率受酶浓度的影响

(4)酶促反应速率受反应物浓度的影响

(5)酶促反应速率受多种因素的综合影响

问题2.1：

教师：板书（）

问题2.2：

学生活动：

教师：问题驱动，培养学生科学思维。

问题2.2.1：

问题2.2.2：

教师：板书

问题2.2.3：？

教师：

问题2.3：

问题2.4：

任务3：酶的特性

学生活动：

教师：

1.实验原理

(1)探究温度对酶活性的影响

①反应原理

淀粉

麦芽糖

蓝色 不出现蓝色

②鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。

(2)探究pH对酶活性的影响

①反应原理:2H2O2

2H2O+O2。

②鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用带火星的卫生香燃烧情况来检验O2产生量的多少。

2.实验方案设计与预期结果

3.实验注意事项及要点归纳

(1)在探究温度对酶活性的影响实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。

(2)在探究pH对酶活性的影响实验中,不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料,因为在酸性条件下淀粉分解也会加快,从而影响实验结果。

(3)在探究温度对酶活性的影响实验中,底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合,保证反应从一开始就是预设的温度。

(4)在探究pH对酶活性的影响实验中,宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。

(5)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,不宜选用斐林试剂检测的原因是用斐林试剂鉴定时需要水浴加热,而该实验中需严格控制温度。

实验设计的基本原则和变量分析

1.实验设计的基本原则

(1)设置对照原则:在实验设计中,为了排除无关变量的干扰,常常要设立对照实验。在一个对照实验中,包括实验组和对照组,实验组是施加自变量处理的组,对照组通常是不施加自变量处理的组。常见的对照方法主要有空白对照、自身对照、相互对照、条件对照。

(2)单一变量原则:除自变量(实验变量)以外,应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜,以确保实验变量的唯一性。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。如探索温度对酶活性的影响时,只能改变反应的温度,其他如pH、酶浓度等因素就要完全相同且适宜。

(3)平行重复原则:对所做的实验在同样条件下,进行足够次数的重复,不能只进行1～2次便轻易得出结论。选择的实验材料的样本数(如植株的数目、种子的粒数、实验动物的个体数等)不能太少,否则实验的结果可能存在偶然性。任何一项生物学实验,要有科学性,都必须能够重复,都必须经得起重复。

(4)科学性原则:是指实验的原理要符合科学原理,实验结果的预期有科学依据,实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原则,以及其他科学领域的基本原则。科学性原则具有两个方面的含义:首先,必须保证实验的设计不出现科学性错误;其次,实验设计要具有科学思想和科学方法的因素。具体地说,科学性原则体现在以下几个方面:实验原理的科学性、实验方法的科学性、实验材料选择的科学性、实验结果处理的科学性及实验结果分析的科学性等。

2.实验设计中的变量分析

(1)三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析

(2)实验变量控制原则:①自变量的控制原则——单一变量原则(操作方法主要有施加、改变、去除)。②无关变量控制原则——等量适宜原则(控制方法:排除、设置对照)。③因变量的检测原则——可观测性原则(可直接或间接观察、检测,有时要借助指示剂或特殊工具如显微镜实现)。

(3)教材中探究类实验的变量分析

任务4：实验探究的一般过程

学生活动：阅读P

问题4.1：？

问题4.2：？

问题4.3：？

问题4.4：？

教师活动：

任务5：学习学生活动：。

问题5.1：

问题5.2：

学生活动：

问题6：

小结：回顾结束

【板书设计】

第5章 细胞的能量供应和利用（新陈代谢）

细胞代谢：细胞中全部有序化学反应的统称

第1节 降低化学反应活化能的酶

一、酶的作用:催化

显著降低化学反应的活化能

二、酶的本质