溫度對(duì)酶活性影響的創(chuàng)新拓展探究課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

溫度對(duì)酶活性影響的創(chuàng)新拓展探究高中生物學(xué)三.實(shí)驗(yàn)原理CONTENTS目錄一.選題背景二.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)四.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新五.教學(xué)過(guò)程六.實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)一、選題背景課標(biāo)分析教材分析學(xué)情分析基于STEM教學(xué)理念，通過(guò)跨學(xué)科整合，有效利用工程、技術(shù)推進(jìn)科學(xué)性探究。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題展開(kāi)探索，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、發(fā)散思維和探究欲。在探索中提升學(xué)生實(shí)踐操作能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，做到學(xué)思用結(jié)合，知信行合一一、選題背景課標(biāo)分析教材分析學(xué)情分析課標(biāo)要求(必修一課程)概念2細(xì)胞的生存需要能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并通過(guò)分裂實(shí)現(xiàn)增殖2.2.1說(shuō)明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度等）的影響教學(xué)建議加強(qiáng)和完善生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該多樣化”“在重視定性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也應(yīng)重視定量實(shí)驗(yàn)”“組織以探究為特點(diǎn)的主動(dòng)學(xué)習(xí)是落實(shí)生物學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵"一、選題背景課標(biāo)分析教材分析學(xué)情分析為解答學(xué)生針對(duì)教材提出的這些質(zhì)疑，對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展探究十分必要！問(wèn)題1：如何進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)探究？問(wèn)題2：在最適溫度條件下保存時(shí)間不同會(huì)影響酶活性嗎？一、選題背景課標(biāo)分析教材分析學(xué)情分析已具備待提高能力基礎(chǔ)：已完成”探究溫度影響酶活性“的定性實(shí)驗(yàn)知識(shí)基礎(chǔ)：已經(jīng)具有酶的化學(xué)本質(zhì)和催化特性等知識(shí)儲(chǔ)備規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作科學(xué)探究能力創(chuàng)新思維能力對(duì)實(shí)驗(yàn)探究有濃厚的興趣，思維活躍，敢于質(zhì)疑，接受能力強(qiáng)，具備一定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力。優(yōu)勢(shì)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)科學(xué)思維社會(huì)責(zé)任科學(xué)探究核心素養(yǎng)生命觀念通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，比較不同保溫時(shí)間條件下糖化淀粉酶的催化效率，在理解酶的本質(zhì)、酶的作用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深化結(jié)構(gòu)與功能觀。通過(guò)開(kāi)展拓展探究實(shí)驗(yàn)，鞏固科學(xué)探究的一般過(guò)程，深化控制變量的思維，提高動(dòng)手操作能力和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)化改進(jìn)、多變量實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)字化建模，提升創(chuàng)新思維能力。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，提升歸納總結(jié)、邏輯推理等能力能運(yùn)用對(duì)酶相關(guān)性質(zhì)的了解，舉例說(shuō)出酶與生活的聯(lián)系，為生活生產(chǎn)提出建議。三、實(shí)驗(yàn)原理淀粉

葡萄糖糖化淀粉酶減少量增加量酶活性酶活性具有時(shí)間依賴性和溫度依賴性四、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)思路創(chuàng)新設(shè)計(jì)定量分析實(shí)驗(yàn)探究保溫時(shí)間對(duì)糖化淀粉酶活性的影響規(guī)律、探究保溫時(shí)間對(duì)糖化淀粉酶最適溫度的影響。利用金屬浴恒溫器精確控制溫度，運(yùn)用技術(shù)與工程原理，利用三通道注射泵、電機(jī)控制器、移液器等巧妙組裝數(shù)字化設(shè)備，精準(zhǔn)控制實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，同時(shí)進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)高效、準(zhǔn)確。運(yùn)用編程技術(shù)構(gòu)建溫度、保溫時(shí)間對(duì)糖化淀粉酶活性影響的三維立體模型，直觀具體的體現(xiàn)出其影響規(guī)律，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新血糖檢測(cè)儀金屬浴恒溫器三通道注射泵Python編程軟件0102030405基于問(wèn)題解答的STEM教學(xué)流程圖明確問(wèn)題討論教材與生活實(shí)踐現(xiàn)象，提出問(wèn)題，明確探究課題評(píng)估方案通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整底物和酶的濃度、用量，保溫時(shí)間的梯度、范圍修正實(shí)驗(yàn)方案分析數(shù)據(jù)運(yùn)用編程技術(shù)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維立體模型，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀化，通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)酶活性的時(shí)間依賴性規(guī)律設(shè)計(jì)方案精選實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)探究保溫時(shí)間對(duì)酶活性和酶的最適溫度影響的多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案正式實(shí)驗(yàn)操作，科技賦能的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置確保實(shí)驗(yàn)高效、有序、可控，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確五、教學(xué)過(guò)程五、教學(xué)過(guò)程如何進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)探究？在最適溫度條件下保存時(shí)間會(huì)影響酶活性嗎？不同保溫時(shí)間條件下，酶的最適溫度會(huì)改變嗎？討論現(xiàn)象

提出問(wèn)題

聚焦問(wèn)題明確探究明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析探究1：定量分析在相同溫度條件下保溫時(shí)間對(duì)酶活性的影響探究2：定量分析不同保溫時(shí)間對(duì)酶最適溫度的影響五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析對(duì)酶溶液和底物在相同溫度條件下分別進(jìn)行相應(yīng)時(shí)間的保溫處理

實(shí)驗(yàn)思路討論具體實(shí)驗(yàn)方案設(shè)置多組不同保溫時(shí)間

將保溫時(shí)間相同的酶溶液和底物混合后反應(yīng)一定時(shí)間

檢測(cè)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量

選擇何種酶和底物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？底物和酶使用濃度和使用量？保溫時(shí)間范圍和保溫時(shí)間梯度？底物和酶混合后的反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)？如何檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果？五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析開(kāi)展預(yù)實(shí)驗(yàn)查閱文獻(xiàn)確定具體實(shí)驗(yàn)方案在60℃條件下開(kāi)展探究1的實(shí)驗(yàn)分別在20℃、40℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、80℃條件下開(kāi)展探究2的實(shí)驗(yàn)修正視頻1五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)的不足正式實(shí)驗(yàn)水浴鍋難以達(dá)到預(yù)設(shè)溫度水浴鍋中試管難直立，試管夾占用空間保溫時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間難以控制第一次改進(jìn)使用金屬浴恒溫器控制溫度和時(shí)間試管更換為5mL離心管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生難以將反應(yīng)液準(zhǔn)確滴加到試紙條的滴樣端，且不能很好的控制滴樣量。因?qū)W生個(gè)體差異，底物和酶的混合操作時(shí)間、產(chǎn)物葡萄糖檢測(cè)操作時(shí)間難以同步，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大；不能多組實(shí)驗(yàn)同時(shí)同步進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)。新發(fā)現(xiàn)的不足視頻2五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析改進(jìn)優(yōu)化檢測(cè)裝置五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析改進(jìn)優(yōu)化底物和酶混合、反應(yīng)液取樣實(shí)驗(yàn)裝置三通道注射泵1mL規(guī)格的移液器電機(jī)控制器自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)可同時(shí)操作三組重復(fù)實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，使實(shí)驗(yàn)操作高效有序進(jìn)行。準(zhǔn)確控制底物與酶的混合操作時(shí)間，產(chǎn)物葡萄糖的檢測(cè)操作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)保溫時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間的精準(zhǔn)控制，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)裝置介紹第二次改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作視頻3視頻4五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析探究1實(shí)驗(yàn)結(jié)果探究2實(shí)驗(yàn)結(jié)果Excel數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析視頻5視頻6五、教學(xué)過(guò)程明確問(wèn)題設(shè)計(jì)方案評(píng)估方案實(shí)施方案數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三維模型構(gòu)建及介紹視頻7提出研究問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案修正實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案六、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)排除無(wú)關(guān)變量