酶的作用和本质 学历案
——高一 · 人教版必修1《分子与细胞》第5章第1节（第1课时）｜新授课｜1课时，40分钟
【学习主题】
酶的作用和本质：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会分析自变量、因变量、无关变量和对照；用活化能的概念解释酶的催化作用；阅读酶本质的探索史，归纳酶的概念，并设计实验验证某种酶的化学本质。（第1课时，40分钟）
【课标与学业质量要求】
1. 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶的活性受到环境因素的影响（生命观念）。
2. 能设计并实施对照实验，控制变量，对实验结果进行分析（科学探究）。
3. 能基于科学史资料进行归纳与概括，认识科学结论是在不断质疑和实证中形成的（科学思维）。
学业质量：对应水平二，能在给定的实验情境中识别变量和对照，基于证据解释生命现象。
【学习目标】
G1 能说出“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的自变量、因变量、无关变量和对照组，并解释为什么4支试管要加入等量、同浓度的过氧化氢溶液。（L2）
G2 能根据4支试管的现象，用“活化能”解释加热、 和过氧化氢酶加快反应的不同原理，指出“加热并不降低活化能”。（L3）
G3 能从4则科学史资料中，按时间顺序写出每位科学家的观点和证据，并概括出酶的概念。（L3—L4）
G4 能设计一个对照实验验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，写出实验组、对照组、检测试剂和预期结果。（L4—L5）
【评价任务】
| 编码 | 评价任务 | 对应目标 | 完成标准 |
|---|---|---|---|
| T1 | 填写实验记录表与“变量分析表” | G1 | 四类变量全部说对；能说出“控制无关变量相同”的理由 |
| T2 | 读活化能示意图，解释三种条件的作用；当堂检测第1、2题 | G2 | 能区分“提供能量”与“降低活化能”；两题全对 |
| T3 | 科学史资料梳理表与酶的概念 | G3 | 4则资料的观点与证据都对应；概念包含“活细胞产生”“催化作用”“有机物”“绝大多数是蛋白质” |
| T4 | 当堂设计验证实验 | G4 | 有实验组和对照组；试剂选对；预期结果与结论对应 |
【学法建议】
① 找变量三问：人为改变的是什么（自变量）？观察测量的是什么（因变量）？还有哪些因素也会影响结果、必须保持相同（无关变量）？
② 读曲线先读坐标：横轴是反应进程，纵轴是能量，看“峰”有多高。
③ 读科学史，抓“观点—证据—局限”：每个人提出了什么？凭什么？还有什么没解决？
【学习过程】
一、课前准备（约10分钟）
1. 生活中的酶：加酶洗衣粉、嫩肉粉、多酶片……你还知道哪些？写出两种：
2. 先猜一猜：新鲜的猪肝研磨液滴进过氧化氢溶液，会发生什么？
二、课中学习（40分钟）
活动一 情境导入〔3分钟〕
细胞每时每刻都在进行大量化学反应，而这些反应在常温、常压、近中性的条件下就能迅速完成。在实验室里，很多反应却需要高温、高压或强酸强碱。细胞是怎么做到的？
活动二 比较过氧化氢在不同条件下的分解〔T1｜15分钟〕
1. 实验步骤（教师演示或分组完成）：取4支试管，各加入2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液。
1号：常温，不作处理；2号：放入90 ℃左右的水浴中；3号：滴入2滴质量分数为3.5%的 溶液；4号：滴入2滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液。
观察气泡产生的情况，再把点燃后无火焰的卫生香分别放到3号、4号试管口。
安全提示：戴护目镜；热水浴防烫；过氧化氢溶液沾到皮肤立即用水冲洗。
2. 记录现象：
| 试管 | 处理 | 气泡多少 | 卫生香复燃情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | 常温 | — | |
| 2 | 90 ℃水浴 | — | |
| 3 | 溶液 | ||
| 4 | 肝脏研磨液 |
3. 变量分析：
| 变量 | 本实验中是什么 |
|---|---|
| 自变量 | |
| 因变量 | （用什么现象反映？） |
| 无关变量（至少写3个） | |
| 对照组 | 号试管 |
4. 为什么4支试管都要加2 mL、3%的过氧化氢溶液，3号和4号都只滴2滴？
5. 写出过氧化氢分解的化学方程式：
活动三 酶为什么能加快反应〔T2｜7分钟〕
资料 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量，叫作活化能。
〔此处插图：能量随反应进程变化的曲线示意图，画出无催化剂、有无机催化剂、有酶三条曲线，峰高依次降低〕
1. 【先猜后证】2号试管加热后也产生了较多气泡。加热和加 加快反应的原理一样吗？
我的猜想： 读图后的结论：
2. 用一句话说出3号、4号试管现象不同的原因：同无机催化剂相比，酶的作用更显著。
3. 补充资料：每滴质量分数为3.5%的 溶液中的 数，大约是每滴质量分数为20%的肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。这说明了什么？
活动四 酶的本质是什么〔T3｜8分钟〕
阅读资料，完成梳理表。
资料一 19世纪，巴斯德认为发酵与活的酵母细胞有关；李比希则认为引起发酵的是酵母细胞死亡并裂解后释放出的某种物质。两人争论不休。
资料二 1897年，毕希纳把酵母细胞中的物质提取出来，发现不含酵母细胞的提取液也能使糖发酵。
资料三 1926年，萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并证明脲酶是蛋白质。
资料四 20世纪80年代，切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。
| 资料 | 科学家的观点 | 证据 | 解决了什么？还留下什么问题？ |
|---|---|---|---|
| 一 | |||
| 二 | |||
| 三 | |||
| 四 |
归纳：酶是产生的具有作用的，其中绝大多数是。
活动五 当堂检测与实验设计〔T2、T4｜7分钟〕
1. 完成“作业与检测”中的当堂检测第1、2题（2分钟）。
2. 设计实验（5分钟）：验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。可选材料：稀释的唾液、稀释的鸡蛋清、清水、双缩脲试剂、斐林试剂、碘液、试管。
| 组别 | 加入的材料 | 加入的试剂 | 预期结果 |
|---|---|---|---|
| 实验组 | |||
| 对照组 |
结论：
【作业与检测】
当堂检测（2分钟）
1.（G2）下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A. 酶都是蛋白质 B. 酶只能在细胞内起作用 C. 酶通过降低化学反应的活化能提高反应速率 D. 酶能为化学反应提供能量
2.（G2）在过氧化氢分解实验中，2号试管（90 ℃水浴）也产生了较多气泡，原因是（ ）
A. 高温降低了过氧化氢分解的活化能 B. 加热使过氧化氢分子得到了能量 C. 高温使过氧化氢酶活性增强 D. 高温使过氧化氢溶液浓度增大
课后分层作业
A 基础巩固（全体完成）
1.（G1）用自己的话写出自变量、因变量、无关变量的含义，各举本实验中的一个例子。
2.（G3）画一条时间轴，标出酶本质探索史上的4个关键人物和发现。
B 能力提升（中等及以上完成）
3.（G1、G2）某同学用同一份肝脏研磨液做实验，发现4号试管几乎不产生气泡。请写出两种可能的原因，并说明如何改进。
C 拔尖挑战（选做）
4.（G4）有人说：“既然少数RNA也有催化功能，那么‘酶是蛋白质’的说法就是错的。”你同意吗？用本课所学写一段100字的回应。
【学后反思】
| 维度 | 自我追问 | 我的回答 |
|---|---|---|
| 学会了什么 | 不看书，我能说出本实验的四类变量和对照组吗？ | |
| 怎么学会的 | “先猜后证”中，我原来以为加热和催化剂的原理一样吗？是什么让我改变了看法？ | |
| 还差什么 | 我设计的验证实验，对照组设置得合理吗？ | |
| 能用在哪 | 下一课学“酶的特性”，我会用今天的哪一种方法去设计实验？ |