课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数国家优质课一等奖

《果胶酶在果汁生产中的作用》

教学设计

一、教材分析

《果胶酶在果汁生产中的作用》是人教版普通高中教科书选修一《生物技术实践》专题四“酶的研究与应用”中的课题一。本课题除了要求学生掌握基础知识外，能自主设计实验“探究温度和pH对果胶酶活性的影响”

以及“探究果胶酶的最适用量”。关于酶活性的问题，由于高一课本涉及过，学生理解起来并不困难。本课题中设计实验方案的训练，可为下一节“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”打下基础。

二、学情分析

高二时期学生的思维水平、学习能力已经发展到了较高阶段。由于我们高一讲过温度和PH对酶活性的影响，所以此内容对于大多数学生来说并不困难。通过小组合作的形式设计实验方案，通过同学之间的讨论交流，得出最优方案。在设计实验时，需要考虑的变量相对较多，要分清楚自变量和无关变量，关于自变量的梯度设计是否合理，关于无关变量是否保持一致等问题。因此。要想获得理想的结果，必须进行反复多次对实验方案进行改进。最后通过动手操作，使学生深入理解工业生产中果胶酶的作用。，

三、教学目标

1、简述果胶酶的作用；

2、理解影响果胶酶活性的因素；

3、设计实验：探究温度和PH对果胶酶活性的影响；

4、设计实验：探究果胶酶的最适用量；

5、搜集有关果胶酶应用的资料。

四、教学重点与难点

1、重点：设计实验方案：温度和PH对果胶酶活性的影响，探究果胶酶的最适用量。

2、难点：设计实验时，各种变量的处理。

五、教学策略与手段

第一课时：关于果胶酶的作用和酶活性的定义的教学，教师可以通过先由学生预习，然后课堂上回答，教师总结，说明植物细胞壁的成分、它们的理化性质，以及这些成分对果汁制作的影响，从而引出果胶酶在果汁生产过程中的作用。

关于温度和PH对果胶酶活性的影响，可要求学生参考教材的提示设计实验步骤。如何设计温度或PH的梯度，无关变量该如何控制，反应底物和酶混合之前还要注意哪些注意事项等等。同学们在设计实验时分组展开讨论，最后共同总结完善设计步骤。

关于探究果胶酶的用量的问题，是建立在探究最适温度和PH对果胶酶活性影响的基础上进行的。此时也可以引导并组织同学们讨论：果胶酶的用量梯度如何设置？是配置不同浓度的果胶酶溶液，加入相同的体积呢？还是配置同一浓度的果胶酶溶液，加入不用的体积？结果出来后，哪一个梯度对应的用量是果胶酶的最适用量？最后通过讨论确定实验最终方案。

第二课时：根据上一课时确定的实验方案，在实验室动手操作，得出果胶酶的最适温度和PH，以及果泥质量一定时，果胶酶的最适用量。最后填表，画曲线图。

六、教学实施程序

1、情境导入：

教师：在必修一中我们已经学过了有关酶的内容，那么，请同学们回忆：酶是什么？酶的特性有哪些？影响酶活性的因素有哪些？（多媒体出示此三个问题）

学生积极举手发言：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物；酶具有高效性、专一性以及酶的作用条件比较温和；影响酶活性的因素有温度、PH和酶的抑制剂等。

教师:大家回答得很好。当影响酶活性的因素都处于适宜状态时，酶反应的速率就会很快。那么，我们如何来表示酶反应的速率呢？

多媒体出示：酶反应速率一般用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。

教师:了解了以上内容，这节课我们就来了解一下果胶酶在果汁生产中的作用。

2、果胶酶的作用：

教师多媒体出示图片：大家观察这幅图片，我们可以看出，果胶酶在果汁生产中主要是为了提高水果的出汁率，并使果汁变的澄清。那么，果胶酶是如何起作用的？果胶酶分解的是果胶，果胶是什么？存在于什么地方？果胶酶是一种酶吗？

学生阅读课本后回答：果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分，它是半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。果胶酶能够分解果胶，得到可溶性的半乳糖醛酸，使果汁变的澄清。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。

3、实验设计

教师组织学生讨论：实验设计应该遵循哪些原则呢？

学生讨论后回答：设置对照原则，单一变量原则，无关变量一致等原则。

（1）探究温度对果胶酶活性的影响：

学生分组设计实验方案，各组推选代表发言。

小组1……、小组2……、小组3……；

其它小组讨论发言：学生1……、学生2……、学生3……

师生共同进行分析总结，最后确定实验方案如下：

①苹果泥等量装入9支试管，分别编号为1-9号；

②果胶酶溶液等量装入9支试管，分别编号为1’- 9’号；

③将1号和1’号，2号和2’号……9号和9’号分别放入30℃、

35℃ 、40℃ 、45℃、

50℃、

55℃、60℃、65℃ 、70℃的水浴锅中保温5分钟；

④待试管内温度稳定后，将每组的果胶酶加入相同温度的苹果泥内，继续保温20min，过滤后用量筒测果汁量，填表。

实验温度

30℃

35℃

40℃

45℃

50℃

55℃

60℃

65℃

70℃

果汁体积

观察得出，果汁体积最大的组对应的温度，即为适宜温度。

（2）探究PH对果胶酶活性的影响：

学生分组设计实验方案，各组推选代表发言。

小组1……；

小组1的同学发言后，大家对他们组的方案非常认同。

由于有“探究温度对果胶酶活性的影响”的经验，上一次的错误不会再犯。同时只需注意的是，探究PH对果胶酶活性的影响时，温度应保持适宜，可用上一个实验的探究结果作为适宜温度。

①苹果泥等量装入5支试管，分别编号为1-5号；

②果胶酶溶液等量装入5支试管，分别编号为1’- 5’号；

③将1号和1’号，2号和2’号……5号和5’号分别放入适宜温度的水浴锅中保温，并将1号和1’号，2号和2’号……5号和5’号的PH分别调至5、6、7、8、9；

④调节完PH，待试管内温度稳定后，将每组的果胶酶加入相同PH的苹果泥内，继续保温20min，过滤后，用量筒测果汁量，填表。

实验PH 果汁体积

5

6

7

8

9

观察得出，果汁体积最大的组对应的PH，即为适宜PH。

（3）探究果胶酶的用量：

学生分组设计实验方案（教师巡查过程中，发现有些组无所适从，可适当引导：我们可以配置不同浓度的酶溶液，采用相同的体积；也可以配置一种浓度的酶溶液，采用相同的体积）

各组推选代表发言：小组1……、小组2……；

其它小组讨论发言：学生1……、学生2……

师生共同进行分析总结，最后确定实验方案如下：

①取苹果泥45g，均匀装入9支试管，每支试管装5g，分别编号为1-9号；

②准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg、配制成相等体积的酶溶液，取等量放入9支试管中，分别编号为1’- 9’号；

③将上述所有试管放入适宜温度的水浴锅中保温5分钟；

④待试管内温度稳定后，将每组的果胶酶加入相同温度的苹果泥内，继续保温20min，过滤后，用量筒测果汁量，填表。

果胶酶用量

1mg

2mg

3mg

果汁体积

4mg

5mg

6mg

7mg

8mg

9mg

观察得出，当果汁体积不再增多时，所对应的最小果胶酶用量，即为适宜的酶用量。

教师总结：我们这节课学习了果胶和果胶酶的一些内容，同时学会了如何进行实验设计。根据本节讨论汇总的实验方案，下一个课时我们将在实验室，分组进行实验操作。

课后任务：各小组提前设计坐标图，以便下一课时实验结果出来后，在坐标图中绘制曲线图。

七、教后反思

本节课从理论中设计了“温度和PH对果胶酶活性的影响”以及“探究果胶酶最适用量”的实验步骤。在下一课时，我们将组织学生亲自动手操作，最后学生根据实验数据将本节课设计的表格填写完成，并绘制出温度和PH对果胶酶活性影响的曲线图；不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图；最终得到果胶酶的最适温度、PH和最适用量。整个过程分配两个课时的比较合理，一节理论设计，一节动手操作，培养学生动脑动手以及小组合作探究的能力。不足之处是在小组讨论时教师的整体把控能力有待加强。