课题1　果胶酶在果汁生产中的作用PPT配套教学设计内容

人教版生物

选修一

《课题1 果胶酶在果汁生产中的作用》教学设计

一、设计思想：

高中生物课程是在义务教育的基础上，进一步提高学生的生物科学素养，尤其是发展学生的科学探究能力。实验设计是将生物学理论与实践相结合最为有效的途径，是培养学生创新能力和实践能力的主阵地。本节课以果胶酶在果汁生产中解决果汁浑浊，出汁率低的实际问题着手，重点培养学生在合作中探究实验，在探究中独立设计实验的能力。通过得到的实验结果和结论能很好地指导实际生产，使生物教学有效地贯穿STS教学理念。

二、教材分析：

《果胶酶在果汁生产中的作用》是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物技术实践》（选修一）专题四“酶的研究与应用”中的课题一。通过本课题的开展，可以使同学们发现果汁浑浊出汁率低的问题从而进行实际的实验探究，在探究中提高自己能力。本课题在课程标准中属于应用水平，要求同学们能探究利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件（即探究果胶酶的最适温度和最适PH从而发挥果胶酶的最大作用）。

三、学情分析：

课题要求学生能设计实验，探究果胶酶的最适温度和最适PH，此内容与学生的日常生活联系紧密，学生的学习兴趣浓厚。虽然有必修一教材“探究影响酶活性的条件”作基础，但是该课题更偏重对实验方案的设计，考虑的变量相对较多，还涉及到实验变量的梯度设计，有一定的难度。

四、教学目标：

（一）知识目标：

1.通过演示实验，学生能明确简述果胶酶的作用；

2.通过实验分析，学生能够检测果胶酶的活性

（二）技能目标：

1.通过探究果胶酶的最适温度和最适PH，学生能锻炼其合作探究的能力和独立思考的能力。

2.通过搜集有关果胶酶应用的资料，学生能够强化其搜索和整合材料的能力。

（三）情感态度价值观目标：

1.通过对整个实验的探究过程，能够培养学生科学严谨的探究态度和合作创新的实验精神。

2.通过对滞销水果榨取果汁的认识，学生能够认识到资源要合理利用。

五、教学重难点：

（一）教学重点：

1.果胶酶在果汁生产中的作用原理

2.设计实验探究果胶酶的最适温度和最适PH （二）教学难点：

1.探究果胶酶的最适温度和最适PH中确定实验设计的自变量、因变量和无关变量

2.探究果胶酶的最适温度和最适PH中通过设置一系列梯度改变变量以及无关变量的控制

3.实验设计中语言表述的科学性规范性

1

六、教学策略与手段：

多媒体课件展示精美的图片，形象直观地提高了学生浓厚的学习兴趣。整堂课采用讲授-演示-讨论分析-动手设计的四步教学策略：先通过讲授的方式让学生理解果胶酶催化分解果胶从而解决果汁浑浊、出汁率低的问题。再以演示实验展示出加入果胶酶前后不同的实验现象，让学生进一步理解果胶酶在果汁生产中的作用；趁机抛出第二个问题：如何发挥果胶酶的最大作用？教师提供缺少重要步骤的实验方案（见《课堂学习资料》的实验一），引导学生相互探讨分析该实验方案如何控制变量以及每一步骤设计的原因。在此基础上，学生能很好地探究果胶酶的最适PH，随即教师提供有错误步骤的完整的实验方案（见《课堂学习资料》的实验二），其中的错误步骤暴露出学生容易犯错和忽略的问题，让学生独立地完成，从而检验对本堂课的掌握情况。

七、教学过程：

教学内容

创设情境

引入课题

教师活动

咱们四川被誉为“天府之国”，盛产的水果多种多样享誉全国：有龙泉的水蜜桃攀枝花的芒果，更有安岳的柠檬苍溪的梨。但是新鲜水果收获的季节性很强，在销售运输的过程中又容易腐烂变质。不过勤劳聪明的人们想到了将新鲜水果加工的办法。这不仅解决了水果的产、销难题，还满足了人们不同层次的需求，更是提高了水果的附加值。请同学们回忆下生活中有哪些商品是以新鲜水果为原料加工而成的？

不过刚榨出来的苹果可不是苹果汁，而是这样的苹果泥。黏度高很浑浊，出汁率低，即使离心过滤也很难达到理想的效果。那是因为植物细胞间存在大量的果胶。同学们想一想：怎样才能去除果胶呢？

这就是我们今天要学习的2 学生活动

学生七嘴八舌地说出生活中涉及到的以新鲜水果为原料加工而成的商品。

汇总：新鲜水果可以加工成果干，比如葡萄干；可以加工成果酱；可以加工成水果罐头；可以加工成我们这学期学习的果酒和果醋；还可以加工成同学们非常喜欢的果汁饮品，比如橙汁、苹果汁。

教学意图

利用精美图片呈现四川当地著名的水果特产。一方面，增加学生的家乡热爱感和荣誉感。另一方面积极鼓励学生关注生活中的生物

教师展示装有苹果泥的烧杯，直观地让学生感受到苹果泥和苹果汁的差距，顺

课题“果胶酶在果汁生产中的作用”。

其自然地引出了本节课的课题

带着疑惑

进入课堂

果胶酶的作用是什么呢？

果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。但是在果胶酶的催化作用下，果胶能够分解成可溶于水的小分子物质——半乳糖醛酸。

因为小分子能够通过滤纸，所以加入果胶酶后过滤得到的果汁体积会增加，提高了水果的出汁率；因为溶于水，所以果汁由浑浊变得澄清。

同学们请看，两支试管分别加入了等量的苹果泥，1号试管再加入了2ml的蒸馏水仍然浑浊，2号试管加入了等量的果胶酶溶液，现象明显不同。这说明什么问题？ 众口回答简单问题：分解果胶

通过理论

知识的简

单讲解，并

现场展示

分别加酶

和不加酶

反应后的

两支试管，

让学生更

直观地感

受到果胶

酶解决了

果汁浑浊，

出汁率低学生相互议论并感叹果胶酶的难题。很分解了果胶，使果汁变得澄清，好地将理提高了出汁率。 论和实际有机地结合在一起。

巧妙地设计问题，一方面让学生复习与之相关的必修一内容，另一方面从实验的角度进一步深入该知识点。

描述坐标曲线图旨在锻炼学生的识图能力和语言表达能力。

分组讨论

设计实验

（“探究果胶酶的最适温度”）

那么在果汁生产中如何才

能发挥果胶酶的最大作用呢？

这是我们今天重点探讨的内容。

通过必修一教材的学习我高效性、专一性、作用条件们知道酶有三个特性。大家还记较温和。

得是哪三个吗？

酶活性的高低会受到温度、在最适温度下，酶活性最高；PH的影响。同学们请看屏幕，低于最适温度时，随着温度升高，哪位同学尝试着描述一下坐标酶活性逐渐升高；高于最适温度曲线图中温度与酶活性的关系。

后，随着温度升高，酶活性逐渐通过对曲线图的定性分析，下降；温度过高，酶失活。PH与我们知道温度和PH都会影响酶酶活性的关系也是类似的。

的活性，果胶酶活性的高低将直

接影响到果汁的产量和质量。只

有确定了果胶酶的最适温度和

最适PH，才能在果汁生产中发

挥最大作用。

怎样设计实验探究果胶酶见《课堂学习资料》的实验的最适温度和最适PH呢？请同一之“1. 思考与讨论”

学们分组讨论，完成课堂学习资

3

料上有关实验一的三个思考与讨论。

教师在同学们充分阐述后提供参考答案。

通过这三个问题我们分析出了三个变量：自变量、因变量和无关变量。自变量是温度，因变量是苹果汁的体积或者澄清度。其余影响实验结果的因素都是无关变量。

实验设计时我们如何排除无关变量对实验结果的影响呢？

分析了实验的三个变量，实验怎么设计具体呢？请同学们相互讨论并补充实验步骤。

教师在同学们充分阐述后提供参考答案。

学生在同学间的相互讨论和补充中，在老师给与的点评中更深入地理解该实验提出的问题：

①温度。设置一系列温度梯度。混合前底物与酶分别在设定的温度下恒温处理。

不同的温度梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。比如学习菊花的组织培养时，探究细胞分裂素与生长素的比值大小对植物的影响，我们设计了比值大于1、小于1以及等于1，这三个实验组之间就形成了相互对照。

②测定苹果汁体积；比较果汁的澄清度。

③控制果胶酶的浓度和用量、苹果泥的用量、反应时间、过滤时间，混合物的pH等其他条件应该保持不变。

培养条件应该相同且适宜。

见《课堂学习资料》的实验一之“2．请补充实验步骤”

学生在同学间的相互讨论和补充中，在老师给与的点评中更深入地理解“探究最适温度”的整个设计思路和实验流程：

①取等量且适量的苹果泥分别注入编号为1至6试管中；取等量且适量质量浓度为2%的果胶4 培养学生自主互助的能力

分组讨论结束后投影展示，请学生阐述实验方案，其他同学对其评价改进。教师点评

通过课堂学习资料上设计的层层递进问题，让学生更好地体会实验的三个变量，无形中强化了如何排除无关变量对实验影响的设计原则。

分组讨论结束后投影展示，请学生阐述实验方案，其他同学对其评价

酶溶液分别注入编号1’至6’试管中。

②将试管1和1’、2和2’、3和3’、4和4’、5和5’、6000和6’依次放入10C、20C、30C、00040C、50C、60C恒温水浴锅加热一段时间。

③一段时间后将同一温度下的苹果泥与果胶酶溶液混合，振荡摇匀，在对应温度下恒温水浴相同时间。

④过滤混合液，测量苹果汁体积，记录实验结果。

独立思考

改进实验

（“探究果胶酶的最适PH”）

探究果胶酶的最适PH与探究最适温度在实验步骤上大致相同，只是自变量发生了改变。现在请同学们在实验一的基础上独立完成实验二果胶酶最适PH的探究。

教师在同学们独立思考，充分阐述后提供参考答案。

当我们设计的实验实施后，通过现象会记录实验结果，请以探究果胶酶最适PH为例，设计记录实验数据的表格。

如何直观地将数据表达出来呢？

见《课堂学习资料》的实验二

学生在独立思考改进实验方案后，在老师的引导下更深入地理解自我在实验设计中易忽略和易犯错的地方：

②步骤错误，应分别调节PH后再混合，保证酶和底物在混合时在设定的PH反应。

③步骤错误，温度为无关变量，应将混合物置于最适温度下。

④步骤错误，最适PH在6左右。如果想进一步探究最适PH，需要适当缩小PH范围，如设定PH为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0重复上述实验。

PH 4 5 6 7 8 9

果

汁体积/ml 改进。教师点评

转化为坐标曲线图。

学生在分组探讨的环节掌握了如何控制变量、如何设计实验等。在此基础上，学生能很好地探究果胶酶的最适PH，教师提供了学生易忽略易犯错的实验方案让学生独立修正，从而检验对本堂课的掌握情况。

加强学生处理实验结果的能力

加强学生分析实验数据的能力

5

课尾小结

又设新问

这节课我们解决了果汁榨取的过程中果汁浑浊、出汁率低的问题。在此基础上，同学们合作探究了果胶酶的最适温度，也独立探究了果胶酶的最适PH。

确定了果胶酶的最适温度和最适PH，才能更好地指导人们在果汁生产中发挥果胶酶的最大作用。

同学们想一想，在底物一定的情况下，是不是果胶酶越多催化速率就越快呢？那么在提供了最适温度和最适PH的条件下，最少需要多少果胶酶就能达到最大催化从而节约生产成本呢？请同学们课下查阅资料并设计实验：探究果胶酶在果汁生产中的最适用量。

新课以设问引入，课堂上层层抽丝剥茧解决相关问题；课堂结束时，又顺势利导延伸出新的研究课题，留下探讨和悬念

八、板书设计：

果胶酶在果汁生产中的作用

一、作用： 分解

果胶

→

小分子：出汁率高

（溶于水）：澄清

△二、如何发挥 探究最适温度

最大作用 探究最适PH 自变量

实验变量 因变量

无关变量

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