第一节新陈代谢与酶教学案例.docx

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第一节新陈代谢与酶教学案例

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第一节新陈代谢与酶教学案例（A）

一、素质教育目标

（一）知识教学点

1．理解新陈代谢、同化作用、异化作用的概念及其相互关系。

2．理解酶在新陈代谢中的作用，掌握酶的作用特性。

3．理解ATP在新陈代谢中的作用以及ATP的分子结构简式，初步掌握ATP与ADP之间的相互转变关系。

（二）能力训练点

1．通过同化作用与异化作用及物质代谢与能量代谢相互关系的学习，培养学生的辩证思维能力。

2．通过教材中的实验演示，培养学生的观察分析能力。

3．通过课后练习温度等对酶催化作用的影响的实验设计，培养学生的创新思维能力。

4．本节教材的学习主要采用自学辅导法，培养学生的自学能力。

（三）德育渗透点

结合对新陈代谢概念的学习，加深对生命本质的科学认识，从而对学生进行辩证唯物主义思想的教育。

（四）学科方法训练点

1．通过对酶的催化演示实验的学习，教会学生掌握对比实验法。

2．通过酶与化学催化剂，ATP、ADP转变与化学上的可逆反应的比较分析，教会学生使用比较分析的学习方法。

二、教学重点、难点、疑点及解决办法

1．重点

（1）理解新陈代谢是生命物体特有的运动形式，是生物的基本特征。

（2）理解并初步掌握酶、ATP与新陈代谢的重要关系。

2．难点

（1）同化作用与异化作用之间的相互转变。

（2）ATP与ADP之间的相互转变。

3．疑点

（1）新陈代谢有别于其它的物理、化学等运动形式。

（2）ATP与ADP相互转变的“可逆性”

4．解决办法

（1）由于学生在初中阶段已经学习过新陈代谢的概念，但是就理解而言，并不深入，因此，在组织本节内容的学习时，应把生物体所特有的运动形式与非生物体的运动形式进行对比思考，重点理解“新”与“陈”的代谢是生物体的自我更新；对代谢的概念还应由宏观性代谢过程的描述转向微观化学反应的认识上。

（2）通过ATP与ADP的“可逆性”转变与化学上可逆性反应的比较分析，促进学生发现这两个“可逆性”的差异。

三、课时安排 1课时。

四、教学方法 自学辅导法。

五、教具准备

小麦淀粉催化作用的演示实验。

六、学生活动设计

1．由于高中学生已有一定的学习能力，又由于新陈代谢概念、酶这两个知识点在初中学习过，所以引入后首先让学生结合提问进行自学。

2．由于知识的学习是一个新旧知识的双向建构过程，故在各知识点教学中要求学生列举以前学习过的知识来学习和建构新内容。

3．由于在初中生理卫生学习中学生已做过唾液淀粉酶的实验，要求学生运用已有知识设计温度对酶催化活性影响的实验。

4．结合本节内容的课堂练习再进行反馈性校正。

七、教学步骤

（一）明确目标

导言与激励：

通过高中生物绪论的学习，我们已经知道生物区别于非生物最本质的特征是新陈代谢，它是生物体进行一切生命活动的基础。

从本节内容开始，我们将学习关于新陈代谢的有关知识。

由于新陈代谢过程比较复杂，在学习具体的代谢过程之前，我们首先要学习与新陈代谢过程紧密相关的几个问题，这就是我们本节课要学习的内容。

导入学习目标：

通过本节内容的学习，我们要达到的学习目标是：

（板书在黑板右侧）

1．理解新陈代谢的概念及其基本类型；

2．理解酶的概念并掌握酶的作用特性；

3．识记ATP的分子简式，理解ATP与新陈代谢间的重要关系。

导学与提问：

本节内容主要讲述了三个问题：

一是新陈代谢的概念，二是新陈代谢与酶，三是新陈代谢与ATP，一共三个知识点。

下面请同学们首先看书，找找关键语句，看看它们之间有何内在联系？

（二）重点、难点的学习与目标完成过程

学生自学与讨论：

10分钟。

师生互作：

针对上述提问进行抽查，了解学生自学与讨论的结果。

对学生回答的结论经简短评价后将本节的知识框架边讲述边板书：

新陈代谢包括生物体内的全部化学反应，而众多化学反应能顺利而迅速地进行，一是因为有酶的催化，二是因为有源源不断的能量供应。

1．新陈代谢的概念及分类

复述：

什么是新陈代谢？

新陈代谢是指生物体在生命活动过程中不断地与外界环境进行物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转化过程。

设问：

名之曰新陈代谢，何谓“新”何谓“陈”？

讲述：

生物体在新陈代谢的过程中，从外界环境摄取营养物质，合成自身的组成物质、贮存能量；同时，生物体分解自身组成物质、释放能量，将代谢终产物排出体外、散失能量。

其中，合成自身的“组成物质、贮存能量”，谓之“新”；分解自身“组成物质、释放能量”，谓之“陈”。

生命运动的本质就是生物体的自我更新。

据估计，人体内的组成物质平均每80天就有一半被分解，其中组成肺、骨骼和大部分肌肉的蛋白质的寿命约为185天，而组成肝脏、血浆的蛋白质的寿命更短，只有10天左右。

生物体只有不断地与周围环境进行物质和能量交换，不断地进行新物质的合成和能量的贮存，不断地进行旧物质的分解和能量的释放，才能延续生命。

科学家们应用示踪元素测知，人体内约有98％的物质每年被新的物质所代替，一年之内，几乎全部更新。

由此可见，生命运动区别于非生命运动最本质的特征就是生物体的自我更新。

也正是自我更新，生物获得了维持生命活动所需要的物质和能量。

提问？

新陈代谢都有哪些分类？

它们是怎样划分的？

学生回答：

略。

评价总结：

（板书图示）

由图中可见：

难点分析：

（1）同化作用与异化作用

从上述图中可以发现，同化作用与异化作用看似矛盾的两个过程，实际上它们之间并不是物质与能量的简单进与出，而是在相互联系又同时进行的过程中，不断地进行着的生物“新”与“旧”的循环更新，是生命特有的运动形式。

（2）物质代谢与能量代谢

物质代谢和能量代谢是新陈代谢过程中的不可分割的两个内容，物质代谢总是伴随有能量代谢，这是因为物质分子中贮存有化学能，物质在发生化学变化时，总有能量的变化。

所以没有孤立的物质代谢，更没有孤立的能量代谢。

知识点间衔接：

我们已学习了新陈代谢的宏观过程，然而，如果着眼于新陈代谢的微观环节，代谢过程实际上是由许许多多的化学反应组成的，新陈代谢则是生物体内所有化学反应的总称。

这么多的化学反应之所以能在常温常压下顺利而迅速地进行，是因为生物体内有酶的催化。

2．新陈代谢与酶

（1）酶是生物催化剂

提问：

什么是酶？

复述：

酶是活细胞产生的具催化能力的一类特殊蛋白质。

将酶的概念进行分析可得：

酶的来源（活细胞产生）、酶的功能（催化作用）、酶的化学本质（一种特殊蛋白质）。

演示实验：

演示完后再将结果填写

　结果：

变蓝色

乙试管：

浆糊3ml、2ml清水结果：

变蓝色

提问与分析：

a．实验中甲试管实验结果证明：

酶有催化作用。

b．实验中设计乙试管的作用是：

对照作用。

c．实验中恒温的原因是：

酶催化需要适宜的温度。

酶的催化活性除了受温度的影响外，还受到酸碱度等条件的影响。

（2）酶的特性

提问：

在化学上同学们也学习过催化剂，那么一般的催化剂都有哪些性质呢？

学生回答：

用量少而催化效率高，反应前后不发生变化，促进化学反应迅速进行等。

讲述：

酶作为生物催化剂，除了具有上述一般催化剂的性质外，还具有以下重要特性：

a．具有高效性：

催化反应的速度比一般的无机催化剂高106-107倍，有的酶催化反应速度极快，如碳酸酐酶催化二氧化碳与水合成碳酸的反应是已知最快的酶催化反应之一。

每一个酶分子在1秒钟内可以使105个二氧化碳分子发生水合反应。

b．具有专一性：

一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质使其发生反应。

如麦芽糖酶只能催化麦芽糖分解成葡萄糖，胃蛋白酶只能催化食物中蛋白质的分解。

c．酶的种类具有多样性：

酶的种类繁多，目前已知的约有2千多种。

正是由于酶对反应的专一性，成千上万的化学反应就需要许多的酶分别在各自代谢途径的特定位置上发挥作用，保证新陈代谢有条不紊地进行。

归纳总结：

每一种酶都具有高效性和专一性，从酶的家族整体上看呈现出多样性。

3．新陈代谢与ATP。

导入知识点：

新陈代谢顺利进行除了需要酶的催化外，还需要能量源源不断的供应。

如肌肉收缩、腺体分泌等都需要消耗能量。

那么消耗的能量从哪里来？

提问：

现在我们回忆一下，到目前为止，我们都学习过与能源相关的哪些内容？

学生列举：

糖类是生命活动的主要能源物质，脂肪是生物体内储存能量的物质等。

将列举的内容写在黑板的适当位置上。

提问：

我们现在要学习的ATP也是能源物质，与上述能源有何关系呢？

下面我们先学习关于ATP的有关知识，然后再来回答这个问题。

（1）ATP的分子简式

全称叫三磷酸腺苷，由于其分子较大，为便于书写，人们根据其结构进行简写，用A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基，简称ATP。

ATP中大量的化学能就贮存在两个高能磷酸键中。

（2）ATP与ADP的相互转变：

讲述：

复述ATP分解为ADP的过程，先用分子结构简式形象表示为：

其中释放出的能量直接经各种生命活动供能。

反过来，在酶的作用下，ADP也可以吸收能量后与一个磷酸结合，合成ATP。

其中吸收的能量来自呼吸作用即糖类、脂肪等有机物的氧化分解，对绿色植物来说，还来自光合作用即光能的吸收和转换。

二者间的相互转变可表示为：

回答前面的提问：

ATP与其它能源物质间的能量传递关系可用下图表示：

难点辨析：

ATP与ADP之间的相互转变是有别于化学的可逆反应。

这是因为，在化学上讲到的可逆反应的特点是：

正逆反应都能在同一条件同一场所下同时进行，如NO2与N2O4在烧瓶内的可逆反应。

而ATP与ADP的相互转变，有以下几点不同：

（1）正逆反应需要的酶不同：

合成反应需要的是ATP合成酶，而分解反应需要的是ATP水解酶。

（2）正逆反应的场所不同：

ATP的合成场所比较固定，如细胞质基质、线粒体、叶绿体等，而分解场所却是不稳定的，因为ATP在细胞内就象货币一样是流动的，分解的场所较多。

（3）从能量代谢的角度上，ATP分解释放出的能量绝不是合成ATP时的能量，这两种能量无论从用途还是从来源上看都有很大的差别。

所以，ATP与ADP的相互转变看起来像可逆反应，而实际上却不是，二者的转变只能表明在细胞中ATP与ADP是不断循环的，保证了生命活动的正常进行。

（三）总结、扩展

新陈代谢包括同化作用和异化作用两个方面，两个看似矛盾的过程中实际完成的是生物体的自我更新。

新陈代谢从微观上讲是所有化学反应的总和，它的顺利进行需要酶的催化和ATP等能源物质的参与。

（四）布置作业

1．下列有关酶的叙述错误的是[ ]

A．酶在活细胞的核糖体上合成 B．每种酶都具有高效性、专一性，不具多样性

C．酶的基本组成单位是氨基酸 D．酶都具有消化功能

2．下列关于新陈代谢的叙述，不正确的是[ ]

A．能量代谢是伴随物质代谢而进行的  B．有机物合成时贮存能量，分解时释放能量

C．同化作用贮存ATP，异化作用释放ATPD．同化作用、异化作用是不分先后，同时进行的

3．肌肉收缩时需要的能量直接来自[ ]

A．ATP B．糖类 C．光能 D．ADP

4．比照教材中小麦淀粉酶的催化实验，设计一个说明温度对酶的催化速度影响的实验。

5．对照板书，梳理本节内容的知识结构。

答案：

1．（D）；2．（C）；3．（A）。

4．在教材实验设计的基础上增加与甲试管内容相同的丙、丁两支试管，将丙、丁分别放进冰水浴和沸水浴，然后再用碘液进行检验，观察呈现的颜色和深度即可。

板书设计

一、新陈代谢的概念

1．概念

2．同化作用与异化作用的相互关系：

相互依存，同时进行，组成了生物的自我循环更新

3．物质代谢与能量代谢的相互关系：

物质的变化总是伴随能量的变化

二、新陈代谢与酶

1．酶的概念

三、新陈代谢与ATP

3．ATP与其它能源物质间的能量传递关系

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