科学·技术·社会　酶为生活添姿彩获奖说课稿

实验：影响酶活性的条件

教

学

设

计

周应平

一、教材分析

《影响酶活性的条件》这一实验是高中生物必修1第五章第2节《酶的特性》中的相关实验内容，由高一学生进行学习。

本实验中包含的实验方案设计、实验操作过程及实验结果分析，既是对刚学过的“酶的作用与本质”知识的延续和进一步理解，也是学生学习后面影响光合作用和呼吸作用因素知识与技能的基础，同时又是培养学生生物科学研究素养极好的素材，对学生学习与研究生命科学的兴趣将产生较大的影响。

本节前一部分所教授的知识为这次实验奠定了基础，同时本次实验通过探究温度和PH对酶的活性的影响，有助于以后的教学的过程，通过亲身体验，让学生获得感性经验，对知识有更深入的理解。同时也可以培养学生的创新能力，自主学习能力和动手实践能力等。

二、教学目标

1.知识目标: （1）能够说出酶的概念和本质；

（2）能够说明酶的特性，并且举例说出影响酶活性的条件；

（3）能够举例说出酶在生活中的应用和有关酶的最新发展。

2.能力目标：

（1）尝试探究实验的基本步骤；

（2）讨论日常生物现象，培养主动发现问题、作出假设的能力；

（3）交流和评价设计方案，发展思考、交流和评价能力；

(4) 小组独立完成探究实验的操作，并尝试改进，发展解决问题的能力。

3.情感目标：

（1）体验科学研究过程，培养科学情感和科学态度；

（2）在探究过程中形成探索精神、创新精神和团体合作精神；

（3）讨论科学探究的成功与失败，形成客观良好的自我认知和自我评价。

三、教学重难点

1.教学重点：

（1）引导学生设计影响酶活性因素的实验，主要从温度和pH两方面设计。

（2）控制单一变量的方法。

2.教学难点：

（1）控制自变量、观察和检测因变量的变化，以及进行对照实验和重复实验。

（2）探究实验的设计思路和科学探究的步骤。

四、学习者分析

1.学生的知识结构：

本节实验课对象是高一学生，学生具备了一定的生物细胞知识，了解细胞的结构与功能；对催化剂也有感性认识，而且还具备有发现问题，提出假设，设计实验以及进行探究活动所需要的基本方法；具有利用网络进行搜集，处理和表达，展示信息的能力，但在实验中对变量的控制能力较弱。

2.学生年龄特征：

高一的学生逻辑思维能力已经增强，具备了推理、判断及创造性思维能力，并且对事物充满好奇心、对实验操作课兴趣浓厚。

五、教法与学法分析

1.教法分析：

本节课通过学生熟知的生活常识引入课题，在引导讨论的过程中，让学生自己选择需要的实验器材，根据所选的实验器材设计自己的实验方案，并说出理由。在过程中培养学生的知识应用能力与创新精神，初步进入到探究实验的环节中去。

当形成各组的实验方案后，进行小组之间的交流，评价本组与其他组的实验方案，分析各组方案的优点与不足，使学生学会对自己的实验方案进行分析与评价，并在分析评价的过程中形成相对完善的实验方案，最后进行实验。通过实践来验证自己的假设，培养学生一定的设计能力。（科学探究的步骤：提出问题→作出假设→设计实验→方案评价→方案完善→实验探究→阐述和交流实验结果与结论）

2，学法分析

本节课是探究型实验，主要提倡：合作学习、主动探究。具体用到自主学习法、观察法、动手操作法、经验总结法等学法。合作探究离不开讨论，没有讨论就没有创新，所以要求老师做好引导，合理分组。

探究有利于培养学生的合作意识，创新意识，在合作中学生的思维得到启发，往往能化难为易。在合作时，教师要注意指导和参与，及时发现问题，引导交流，做出正确的引导，提高教学效率。

六、教学流程

1、创设情境导入

前几节课我们一起学习了酶的作用和本质，酶的特性等知识，我们了解到酶的活性（即酶的催化效率）会受到一些因素的影响。那么，哪些因素可以影响酶的活性呢？我们一起来看下面两个问题：

加酶洗衣粉的包装袋上，为什么会注明这种洗衣粉的适用温度范围呢？

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为6.2~7.4.胃液的pH为0.9~1.5.小肠液的pH为7.6. 为什么不同部位的消化

液的PH不一样呢?胃液与小肠液的pH差别这么大，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，还会发挥消化作用吗?pH不同，对酶活性有什么影响？

2、作出假设

提示：酶的化学本质是蛋白质。 引导：回忆有关蛋白质的结构和性质的知识。

总结：过高或过低的酸碱度和温度会影响酶的活性。

提出假设:酶的活性受温度和pH的影响

3、设计并进行实验

【实验一】探究温度对淀粉酶活性的影响

（1）探究原理

酶是活细胞产生的具有催化效应的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。淀粉酶在适宜的条件下可以使淀粉水解成麦芽糖，淀粉遇碘变蓝色，麦芽糖遇碘不变蓝。此外，还原糖和斐林试剂在水浴条件下生成砖红色沉淀，麦芽糖属于还原糖，麦芽糖遇斐林试剂产生砖红色沉淀。

（2）材料用具 试剂：质量分数为2％的新配制的淀粉酶溶液、质量分数为3％的可溶性淀粉溶液(适宜温度60 0C左右)、斐林试剂、热水、蒸馏水、碘液

器材：大烧杯、

试管、量筒、滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴。

（3）设计实验

①什么叫对照实验？什么叫做变量？什么叫做自变量？什么叫做因变量？

②本实验中自变量是什么？因变量是什么？

③本实验中用什么方法控制自变量？怎样观察或检测因变量？

④本实验中你将设定哪几个温度？怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值？

⑤经思考、讨论，列出实验方案。

学生可能的设计方案：

方案一

步骤顺序

3%淀粉液

2%淀粉酶液

温度条件

恒温时间

加碘

试管1 2ml 2ml 0℃

5分钟

1滴

试管2 2ml 2ml 60℃

5分钟

1滴

试管3 2ml 2ml 100℃

5分钟

1滴

预期现象

实际现象

方案二

步骤顺序

3%淀粉液

2%淀粉酶液

蓝色

不变蓝

蓝色

试管1

2ml

试管1’

试管2

2ml

试管2’

试管3

2ml

试管3’

2ml

60℃

混合

5分钟

1ml

2分钟

2ml

2ml

温度预处理

0℃

反应

恒温时间

混合

5分钟

100℃

混合

5分钟

1ml

2分钟

无砖红色沉淀

加斐林试剂

1ml

60℃水浴加热

预期现象

实际现象

方案三

步骤顺序

3%淀粉液

2%淀粉酶液

温度预处理

0℃

反应

恒温时间

加碘

预期现象

实际现象

步骤顺序

混合

5分钟

1滴

蓝色

试管1

2分钟

无砖红色沉淀

砖红色沉淀

试管1

2ml

试管1’

试管2

2ml

60℃

混合

试管2’

2ml

试管3

2ml

试管3’

2ml

2ml

100℃

混合

5分钟

1滴

蓝色

试管2’

试管3

试管3’

5分钟

1滴

不变蓝

试管1’

试管2

⑥方案评价

a、方案一才是较科学的实验方案。但不足之处是：温度跨度过大。应适当设置阶梯性温度。（如0℃，室温，37℃，60℃，100℃）

b、方案二，该实验用斐林试剂检验不妥。因为用斐林试剂检验是否有还原糖的产生需要加热，这样就改变了反应温度，实验结果也就不能说是预设温度下的实验结果。

c、方案三，3%淀粉液和2%淀粉酶液混合前没有按设定的温度预处理，两者混合后还未达到预先设定的温度前已发生酶促反应，实验结果就不是预设的实验结果。

（4）参考实验步骤

①取4支洁净的试管，编上1、2、3、4号，并且分别注入1ml 新鲜的淀粉酶溶液；

0

②将4支试管分别放入室温水、60 C左右的热水、沸水和冰水中，维持各自的温度5分钟；

③向4支试管中各注入2ml可溶性淀粉溶液，振荡摇匀后，维持各自的温度5分钟；

④向4支试管中各滴入2滴碘液，然后振荡摇匀；

⑤观察并记录这4支试管中溶液颜色的变化情况。

（5）进行实验

（6）分析与讨论

①哪支试管中酶的活性最高，你是怎样得出这样的结论的？

②实验结果与你预期的结果一致吗，你做出的假设是否得到了确认？

③通过这个探究，你们小组的结论是？用酶的化学本质的知识解释本小组的结论。

④全班学生并进行讨论和交流，分析实验中出现的问题和差异的原因

（7）注意事项

①水浴加热时温度计不要碰到大烧杯底部

②注意酒精灯的使用安全

③温度的控制上应该等水浴温度达到预设温度时再加入淀粉液

【实验二】探究pH对过氧化氢酶活性的影响

（1）探究原理

①新鲜的猪肝中含有过氧化氢酶，可以催化过氧化氢溶液产生水和氧气。

②猪肝细胞内的环境pH为7~7.3。

（2）材料用具

试剂：新鲜猪肝研磨液，实验前教师配制pH分别是2、5、7、9、11、13的缓冲溶液。 器材：新鲜的质量分数为2％的肝脏研磨液、试管、量筒、大烧杯、胶头

滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴。

(3)设计实验

本次实验提供的材料是猪肝研磨液、过氧化氢和不同pH溶液。

教师引导小组推测过氧化氢酶的最适pH(为7)，再以小组为单位，设计实验方案。在设计实验过程中，需要解决的几个问题是：

a.自变量和因变量是哪些？无关变量是哪些？

b.对于pH对酶活性的影响，应设定哪几个pH？

c.怎样排除其他因素对实验结果的干扰？

d.怎样设计实验方案并绘制数据记录表？

在绘制表格和对控制其他干扰因素的两个问题上,同学们根据小组讨论，可以得到结果。在pH的选择上，会出现选择的问题。以下表格是最终决定的实验方案：

探究酶的活性与pH的关系

编号

1 2 3 4 pH 2 5 7 11 H2O2溶液

2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 猪肝研磨4滴

4滴

4滴

4滴

液

预期结果（气泡数

目多少）

实验结果

分析

在设计方案，过程中，有些学生会把pH为9、13的两组增加在内，有的学生提出方案中pH应为2、5、6、7、8、9、11、13。教师适当地指出这些方案的不足。

当讨论实验预期结果时，由于学生还不太熟悉科学探究中的这一步骤，所以在预期实验结果过程中可能会遇到不太活跃的教学场景，教师可以引导学生写出实验预期结果。

通过讨后，各小组完善各自的实验方案。

（4）参考实验步骤

学生分组进行实验，实验步骤如下：

1、取4支洁净的试管，编上1、2、3、4号，用胶头滴管分别注入4滴新鲜的肝脏研磨液；

2、向1号试管注入2mL pH为2的溶液，2号试管注入2mL pH为5溶液，3号试管注入2mL pH为7的溶液

，3号试管注2mL pH为11的溶液，然后将4支试管放入37~400Ｃ左右的温水中，保温5分钟；

3、向4支试管中分别注入2ml H2O2溶液，振荡摇匀，维持各自的温度2分钟；

4.观察、记录冒出的起泡数目多少。

（5）进行实验

（6）分析与讨论

①哪支试管中酶的活性最高，你是怎样得出这样的结论的？

②实验结果与你预期的结果一致吗，你做出的假设是否得到了确认？

③通过这个探究，你们小组的结论是？用酶的化学本质的知识解释本小组的结论。

④你认为在酶制品的贮藏、运输和使用过程中应该注意什么问题，为什么？

⑤全班学生并进行讨论和交流，分析实验中出现的问题和差异的原因

（7）注意事项

①对不同pH的实验组进行编号；

②严格控制变量法，每组所加入的物质量必须相同，以减小实验误差；

③及时将实验结果记录。

④实验过程注意不要将试管口对准他人的脸。

（8）分析与讨论实验结果

①在pH为7的条件下，产生的气泡大，数量最多，说明过氧化氢酶的最适pH为7

②pH过低或过高都会影响酶活性。

4、实验结论

温度和PH对酶的活性有影响.温度过高或过低,PH过酸或过碱，酶的活性都会受到影响。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。

5、实验室整理 各组成员在小组长的安排下清洗使用过的器材，摆放好使用过的试剂，整理好试验台并做好登记工作。