影響酶活性的因素教學設(shè)計

影響酶活性的因素教學設(shè)計編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:實驗：影響酶活性的條件教學設(shè)計班級：2011級生物科學3班組別：第五小組組長：匡林林組員：袁月影武寶貴許秋菊孫玲

一、教材分析《影響酶活性的條件》這一實驗是高中生物必修1第五章第2節(jié)《酶的特性》中的相關(guān)實驗內(nèi)容，由高一學生進行學習。

本實驗中包含的實驗方案設(shè)計、實驗操作過程及實驗結(jié)果分析，既是對剛學過的“酶的作用與本質(zhì)”知識的延續(xù)和進一步理解，也是學生學習后面影響光合作用和呼吸作用因素知識與技能的基礎(chǔ)，同時又是培養(yǎng)學生生物科學研究素養(yǎng)極好的素材，對學生學習與研究生命科學的興趣將產(chǎn)生較大的影響。

本節(jié)前一部分所教授的知識為這次實驗奠定了基礎(chǔ)，同時本次實驗通過探究溫度和PH對酶的活性的影響，有助于以后的教學的過程，通過親身體驗，讓學生獲得感性經(jīng)驗，對知識有更深入的理解。同時也可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，自主學習能力和動手實踐能力等。二、教學目標

1.知識目標:（1）能夠說出酶的概念和本質(zhì)；

（2）能夠說明酶的特性，并且舉例說出影響酶活性的條件；

（3）能夠舉例說出酶在生活中的應(yīng)用和有關(guān)酶的最新發(fā)展。

2.能力目標：（1）嘗試探究實驗的基本步驟；

（2）討論日常生物現(xiàn)象，培養(yǎng)主動發(fā)現(xiàn)問題、作出假設(shè)的能力；（3）交流和評價設(shè)計方案，發(fā)展思考、交流和評價能力；

(4)小組獨立完成探究實驗的操作，并嘗試改進，發(fā)展解決問題的能力。

3.情感目標：（1）體驗科學研究過程，培養(yǎng)科學情感和科學態(tài)度；

（2）在探究過程中形成探索精神、創(chuàng)新精神和團體合作精神；

（3）討論科學探究的成功與失敗，形成客觀良好的自我認知和自我評價。三、教學重難點1.教學重點：（1）引導學生設(shè)計影響酶活性因素的實驗，主要從溫度和pH兩方面設(shè)計。（2）控制單一變量的方法。2.教學難點：（1）控制自變量、觀察和檢測因變量的變化，以及進行對照實驗和重復(fù)實驗。（2）探究實驗的設(shè)計思路和科學探究的步驟。四、學習者分析1.學生的知識結(jié)構(gòu)：本節(jié)實驗課對象是高一學生，學生具備了一定的生物細胞知識，了解細胞的結(jié)構(gòu)與功能；對催化劑也有感性認識，而且還具備有發(fā)現(xiàn)問題，提出假設(shè)，設(shè)計實驗以及進行探究活動所需要的基本方法；具有利用網(wǎng)絡(luò)進行搜集，處理和表達，展示信息的能力，但在實驗中對變量的控制能力較弱。2.學生年齡特征：高一的學生邏輯思維能力已經(jīng)增強，具備了推理、判斷及創(chuàng)造性思維能力，并且對事物充滿好奇心、對實驗操作課興趣濃厚。五、教法與學法分析1.教法分析：本節(jié)課通過學生熟知的生活常識引入課題，在引導討論的過程中，讓學生自己選擇需要的實驗器材，根據(jù)所選的實驗器材設(shè)計自己的實驗方案，并說出理由。在過程中培養(yǎng)學生的知識應(yīng)用能力與創(chuàng)新精神，初步進入到探究實驗的環(huán)節(jié)中去。當形成各組的實驗方案后，進行小組之間的交流，評價本組與其他組的實驗方案，分析各組方案的優(yōu)點與不足，使學生學會對自己的實驗方案進行分析與評價，并在分析評價的過程中形成相對完善的實驗方案，最后進行實驗。通過實踐來驗證自己的假設(shè)，培養(yǎng)學生一定的設(shè)計能力。（科學探究的步驟：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計實驗→方案評價→方案完善→實驗探究→闡述和交流實驗結(jié)果與結(jié)論）2，學法分析本節(jié)課是探究型實驗，主要提倡：合作學習、主動探究。具體用到自主學習法、觀察法、動手操作法、經(jīng)驗總結(jié)法等學法。合作探究離不開討論，沒有討論就沒有創(chuàng)新，所以要求老師做好引導，合理分組。探究有利于培養(yǎng)學生的合作意識，創(chuàng)新意識，在合作中學生的思維得到啟發(fā)，往往能化難為易。在合作時，教師要注意指導和參與，及時發(fā)現(xiàn)問題，引導交流，做出正確的引導，提高教學效率。六、教學流程1、創(chuàng)設(shè)情境導入前幾節(jié)課我們一起學習了酶的作用和本質(zhì)，酶的特性等知識，我們了解到酶的活性（即酶的催化效率）會受到一些因素的影響。那么，哪些因素可以影響酶的活性呢？我們一起來看下面兩個問題：加酶洗衣粉的包裝袋上，為什么會注明這種洗衣粉的適用溫度范圍呢？

唾液淀粉酶，胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中作用的，唾液的pH為6.2~7.4.胃液的pH為0.9~1.5.小腸液的pH為7.6.為什么不同部位的消化液的PH不一樣呢?胃液與小腸液的pH差別這么大，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后，還會發(fā)揮消化作用嗎?pH不同，對酶活性有什么影響？2、作出假設(shè)提示：酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。引導：回憶有關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的知識?？偨Y(jié)：過高或過低的酸堿度和溫度會影響酶的活性。提出假設(shè):酶的活性受溫度和pH的影響3、設(shè)計并進行實驗【實驗一】探究溫度對淀粉酶活性的影響（1）探究原理酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化效應(yīng)的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。淀粉酶在適宜的條件下可以使淀粉水解成麥芽糖，淀粉遇碘變藍色，麥芽糖遇碘不變藍。此外，還原糖和斐林試劑在水浴條件下生成磚紅色沉淀，麥芽糖屬于還原糖，麥芽糖遇斐林試劑產(chǎn)生磚紅色沉淀。（2）材料用具試劑：質(zhì)量分數(shù)為2％的新配制的淀粉酶溶液、質(zhì)量分數(shù)為3％的可溶性淀粉溶液(適宜溫度600C左右)、斐林試劑、熱水、蒸餾水、碘液器材：大燒杯、試管、量筒、滴管、試管夾、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計、火柴。（3）設(shè)計實驗①什么叫對照實驗什么叫做變量什么叫做自變量什么叫做因變量②本實驗中自變量是什么因變量是什么

③本實驗中用什么方法控制自變量怎樣觀察或檢測因變量

④本實驗中你將設(shè)定哪幾個溫度怎樣將不同溶液的溫度分別調(diào)到設(shè)定的數(shù)值

⑤經(jīng)思考、討論，列出實驗方案。學生可能的設(shè)計方案：方案一步驟順序試管1試管2試管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml溫度條件0℃60℃100℃恒溫時間5分鐘5分鐘5分鐘加碘1滴1滴1滴預(yù)期現(xiàn)象藍色不變藍藍色實際現(xiàn)象

方案二步驟順序試管1試管1’試管2試管2’試管3試管3’3%淀粉液2ml

2ml

2ml

2%淀粉酶液

2ml

2ml

2ml溫度預(yù)處理0℃60℃100℃反應(yīng)混合混合混合恒溫時間5分鐘5分鐘5分鐘加斐林試劑1ml1ml1ml60℃水浴加熱2分鐘2分鐘2分鐘預(yù)期現(xiàn)象無磚紅色沉淀磚紅色沉淀無磚紅色沉淀實際現(xiàn)象

方案三步驟順序試管1試管1’試管2試管2’試管3試管3’3%淀粉液2ml

2ml

2ml

2%淀粉酶液

2ml

2ml

2ml溫度預(yù)處理0℃60℃100℃反應(yīng)混合混合混合恒溫時間5分鐘5分鐘5分鐘加碘1滴1滴1滴預(yù)期現(xiàn)象

藍色不變藍藍色實際現(xiàn)象

步驟順序試管1試管1’試管2試管2’試管3試管3’⑥方案評價a、方案一才是較科學的實驗方案。但不足之處是：溫度跨度過大。應(yīng)適當設(shè)置階梯性溫度。（如0℃，室溫，37℃，60℃，100℃）b、方案二，該實驗用斐林試劑檢驗不妥。因為用斐林試劑檢驗是否有還原糖的產(chǎn)生需要加熱，這樣就改變了反應(yīng)溫度，實驗結(jié)果也就不能說是預(yù)設(shè)溫度下的實驗結(jié)果。c、方案三，3%淀粉液和2%淀粉酶液混合前沒有按設(shè)定的溫度預(yù)處理，兩者混合后還未達到預(yù)先設(shè)定的溫度前已發(fā)生酶促反應(yīng)，實驗結(jié)果就不是預(yù)設(shè)的實驗結(jié)果。（4）參考實驗步驟①取4支潔凈的試管，編上1、2、3、4號，并且分別注入1ml新鮮的淀粉酶溶液；②將4支試管分別放入室溫水、600C左右的熱水、沸水和冰水中，維持各自的溫度5分鐘；③向4支試管中各注入2ml可溶性淀粉溶液，振蕩搖勻后，維持各自的溫度5分鐘；④向4支試管中各滴入2滴碘液，然后振蕩搖勻；⑤觀察并記錄這4支試管中溶液顏色的變化情況。（5）進行實驗（6）分析與討論①哪支試管中酶的活性最高，你是怎樣得出這樣的結(jié)論的？

②實驗結(jié)果與你預(yù)期的結(jié)果一致嗎，你做出的假設(shè)是否得到了確認？

③通過這個探究，你們小組的結(jié)論是？用酶的化學本質(zhì)的知識解釋本小組的結(jié)論。

④全班學生并進行討論和交流，分析實驗中出現(xiàn)的問題和差異的原因（7）注意事項①水浴加熱時溫度計不要碰到大燒杯底部②注意酒精燈的使用安全③溫度的控制上應(yīng)該等水浴溫度達到預(yù)設(shè)溫度時再加入淀粉液【實驗二】探究pH對過氧化氫酶活性的影響（1）探究原理①新鮮的豬肝中含有過氧化氫酶，可以催化過氧化氫溶液產(chǎn)生水和氧氣。②豬肝細胞內(nèi)的環(huán)境pH為7~7.3。（2）材料用具試劑：新鮮豬肝研磨液，實驗前教師配制pH分別是2、5、7、9、11、13的緩沖溶液。器材：新鮮的質(zhì)量分數(shù)為2％的肝臟研磨液、試管、量筒、大燒杯、膠頭滴管、試管夾、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、溫度計、火柴。(3)設(shè)計實驗本次實驗提供的材料是豬肝研磨液、過氧化氫和不同pH溶液。教師引導小組推測過氧化氫酶的最適pH(為7)，再以小組為單位，設(shè)計實驗方案。在設(shè)計實驗過程中，需要解決的幾個問題是：a.自變量和因變量是哪些無關(guān)變量是哪些

b.對于pH對酶活性的影響，應(yīng)設(shè)定哪幾個pH？c.怎樣排除其他因素對實驗結(jié)果的干擾？d.怎樣設(shè)計實驗方案并繪制數(shù)據(jù)記錄表？在繪制表格和對控制其他干擾因素的兩個問題上,同學們根據(jù)小組討論，可以得到結(jié)果。在pH的選擇上，會出現(xiàn)選擇的問題。以下表格是最終決定的實驗方案：探究酶的活性與pH的關(guān)系編號1234pH25711H2O2溶液2mL2mL2mL2mL豬肝研磨液4滴4滴4滴4滴預(yù)期結(jié)果（氣泡數(shù)目多少）實驗結(jié)果分析在設(shè)計方案，過程中，有些學生會把pH為9、13的兩組增加在內(nèi)，有的學生提出方案中pH應(yīng)為2、5、6、7、8、9、11、13。教師適當?shù)刂赋鲞@些方案的不足。當討論實驗預(yù)期結(jié)果時，由于學生還不太熟悉科學探究中的這一步驟，所以在預(yù)期實驗結(jié)果過程中可能會遇到不太活躍的教學場景，教師可以引導學生寫出實驗預(yù)期結(jié)果。通過討后，各小組完善各自的實驗方案。（4）參考實驗步驟學生分組進行實驗，實驗步驟如下：1、取4支潔凈的試管，編上1、2、3、4號，用膠頭滴管分別注入4滴新鮮的肝臟研磨液；2、向1號試管注入2mLpH為2的溶液，2號試管注入2mLpH為5溶液，3號試管注入2mLpH為7的溶液，3號試管注2mLpH為11的溶液，然后將4支試管放入37~400Ｃ左右的溫水中，保溫5分鐘；3、向4支試管中分別注入2ml

H2O2溶液，振蕩搖勻，維持各自的溫度2分鐘；4.觀察、記錄冒出的起泡數(shù)目多少。（5）進行實驗（6）分析與討論①哪支試管中酶的活性最高，你是怎樣得出這樣的結(jié)論的？

②實驗結(jié)果與你預(yù)期的結(jié)果一致嗎，你做出的假設(shè)是否得到了確認？

③通過這個探究，你們小組的結(jié)論是？用酶的化學本質(zhì)的知識解釋本小組的結(jié)論。

④你認為在酶制品的貯藏、運輸和使用過程中應(yīng)該注意什么問題，為什么？

⑤全班學生并進行討論和交流，分析實驗中出現(xiàn)的問題和差異的原因（7）注意事項①對不同pH的實驗組進行編號；②嚴格控制變量法，每組所