课题1　果胶酶在果汁生产中的作用教案推荐

“果胶酶在果汁生产中的作用”的教学案例

一、教学指导思想

1．指导思想：《普通高中生物课程标准（实验）》在课程基本理念中阐释（1）倡导探究性学习。引导学生主动参与探究过程、逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等……（2）注重与现实生活的联系。注重使学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念。本节设计努力在课堂教学中实践上述理念，在探究“利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件”的过程中，实现学生生物科学素养的提高。

2．理论依据：本实验课在探究实验的基本框架下，采用POE教学策略。通过预测实验结果（P）、观察实验现象（O）、分析解释实验现象（E）的教学过程，促使学生在从现象到本质、从定性到定量的探究过程中，实现对“影响酶活性的因素”的深入理解，寻找到果胶酶在果汁生产中的最适宜酶温度、pH和用量等。

3．教学特色——定量实验教学的初步探索

《新课程标准》实施建议中提到，在重视定性实验的同时，也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质。教师应向学生提供机会学习量的测定，实事求是地记录、整理和分析实验资料、定量表述实验结果等。但是在必修教学中几乎没有定量实验的机会，故在本节中对定量实验进行初步探索。教学中定量探索体现在以下几个方面：

（1）预实验：本节教材中并没有给出具体的实验参考条件，预实验定量的摸索了反应所需酶的用量、混合反应的时间、酶的最适宜温度等，为课堂教学提供了有力的保障。（具体见四、实验准备）

（2）实验设计：变量的控制体现了定量实验的严谨。(具体见下表）

例如：温度定量（恒温水浴）、pH定量（磷酸盐缓冲液配制）、浓度定量（酶浓度梯度的配制）、结果定量（过滤后体积的测量）等。

原方案

准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水；

问题：在实验过程中温度会发生变化；

新方案

恒温水浴锅

图片

温度的控制

A

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准备一组试管，将每个试管中的反应混合物调节至不同的pH；方法是用NaOH和HCl调节。

pH的控制

问题：pH在接近中性时很难用NaOH和HCl准确配置，且用pH试纸检测调整结果误差很大；

精确配置一系列不同pH的缓冲液，然后用缓冲液直接配置果胶酶溶液；（下图：精密pH计及用不同pH溶液配制的酶溶液）。

通常用量筒量取苹果泥若干毫升，再转移至反应的试管中；

实验器材的创新

改为：用20ml的具塞刻度试管（1）试管具有塞子，使果胶与果泥混合起来更问题：（1）果泥非常粘稠，方便；

很容易粘在容器壁上，无法从量筒中完全准确倒入试管；（2）酶与果泥混合很困难；

（2）试管具有刻度，减少了因为从量筒向试管转移造成的误差。

（3）实验结果分析：突出了定量实验中，实验记录的真实性、数据整理的科学性、实验结果分析的逻辑性和严谨性。

二、实验教学分析

1．教学重点及策略

（1）概括影响酶活性的因素

（2）探究利用苹果匀浆制成果汁的最适宜温度、pH以及果胶酶的最适用量

①实验设计策略：创设情境，从影响酶活性的因素入手，引向深入，设计如何寻找果胶酶作用的最适宜条件的定量实验。

②实验操作策略：采用“小老师”的教学方法；将课堂教学与课外预实验等结合起来，小组长参与预实验摸索实验条件、了解实验流程。然后各组组长对组员进行培训和示范，使组员在短时间内了解实验流程和操作的注意事项；

2．教学难点及策略

（1）控制变量的科学方法

①采用小组学习、讨论设计实验方案；通过动手操作体会变量控制等方法。学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

②通过实验数据分析，得到无关变量的控制方法。

（2）实验数据的收集、处理和结果分析

①分组进行平行实验，每项实验至少三组，收集实验数据以减小实验误差；

②分组分析讨论、查阅资料、布置任务课外进一步探究等对实验结果进行分析。

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三、教学目标

1．知识目标

（1）能概括影响酶活性的因素；

（2）简述果胶酶的作用，收集果胶酶其他方面利用的资料。

2．能力目标

（1）进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验；

（2）探究利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件，包括最适温度和最适pH以及果胶酶的最适用量；

（3）培养学生实验数据的收集、处理和结果分析的能力。

3．情感态度价值观目标

（1）认识到科学性知识在实际生产中的作用；

（2）培养并增强小组成员间合作交流的意识。

四、教学准备

1．预实验实验器材与试剂

具塞刻度试管（20ml），量筒（10ml），漏斗，滤纸，烧杯，恒温水浴锅，台式pH计，计时器，记录表。

2%的果胶酶溶液，蒸馏水，pH=1 ~ 12各种（缓冲）溶液。

2．预实验过程



预实验一 探究相同体积的果汁（10ml）所需的果胶酶的量

结论：在上述反应条件下（温度为室温、反应较长时间，过滤10min），分解10ml果汁所需的果胶酶（2%）的量均为2ml左右，大于此数值，效果不再明显增加。



预实验二

探究相同体积的果汁（10ml）与果胶酶反应所需的时间

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结论：在上述反应条件下（温度为室温，过滤10min，2%酶液2ml），分解10ml果汁所需的的反应时间为5min左右（橙汁为10min），大于此数值，效果不再明显增加。



预实验三、探究果汁生产中果胶酶的最适宜温度；

综上所述：

（1）水果种类选取：由于橙子（尤其是橙子皮）含有较高的果胶，所需反应时间较长，考虑到课堂的效率问题，不予采用。苹果和梨均可。

（2）反应条件确定：酶的浓度采用2%，酶的用量为2ml，果汁准备为200g果肉加200ml水，反应时间为混合后5min，过滤时间为10min，反应温度为50摄氏度。通过以上预实验获得上述条件，实验现象较为明显，适合课堂操作。

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五、教学过程

教学内容

教师组织和引导

（1）创设情境1：

①教师提供2种果汁，指导学生进行观察比较。A：果汁匀浆；B：成品果汁饮料

②引导学生思考如何解决上述问题？教师I、创设情境

提出问题

讲解果胶和果胶酶的有关知识。

（2）创设情境2：

如果你是果汁生产厂家的负责人，你想增加果汁产量，同时降低成本！从酶的角度进行考虑，技术人员该从哪些方面提出有价值的探究问题？

学生活动

（1）情境1

①学生进行观察比较

得出结论：果汁浑浊度高，影响出汁率。

②学生查阅资料并听讲；

（2）情境2 ①学生思考并回答

②提出自己感兴趣的且有价值的问题

例如：探究果汁生产中果胶酶的最适宜温度？pH？酶的最适宜用量？

（1）提出问题并指导学生设计实验探究方案。

①本实验的自变量是什么？用什么方法控制？

②本实验的因变量是什么？怎样观察和检测？

③预期设计的实验会出现什么结果？

（2）指导不同小组展示他们各自的实验设II、设计实验—探究利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件

（1）小组选择感兴趣的问题，小组成员间讨论设计方案；

（2）展示方案，各个小组之间进行交流，达成共识；

发挥集体的力量，小组成员讨论、小组之间讨论交流制定实验方案，培养合作交流的意识。

通过交流讨论学会控制变量的方法更有效。

教师提供开放的平台，学生才有参与设计的积极性，思维的碰撞创造性才能被激发。

教学意图

从生活中发现问题并尝试通过查阅资料解决问题。

创设情境，激发探索的热情与兴趣。

复习有关酶的知识，为设计实验方案做好铺垫。

因变量的控制方法

反应相同的时间，过滤相同的时间，得到的苹果汁的体积。（即果胶酶催化果胶分解的化学反应速率）

计方案。（ppt展示提供的实验试剂和材料）

（3）教师指导形成共同认同的实验规则。自变量的控制方法

温度组：

①自变量温度，用恒温水浴锅控制；

②果胶酶和果泥分别控制到相同的温度再混合；

pH组：

①果胶酶和果泥分别控制相同的pH，再进行混合；

②使用不同pH的缓冲液直接配制酶溶液；

酶的用量组：

①加入相同浓度但是体积不用的酶，注意用蒸馏水补齐到相同的反应体积；

②或者加入相同体积但是浓度不用的酶，用

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母液进行梯度稀释；

（1）分组指导

提醒：平行重复的原则需要至少三组实验数（1）实验操作过程

在组长的安排下，合作完成学生的参与和体验，教师的指导，培养锻炼动手实验能力。

小组合作的实验方法，培养了学生组织能力和合作的意识。

据，所以每个实验最好不要少于三个小组。

实验；

（2）实验指导及注意事项

①试剂的使用量：10ml果泥需要加入2ml2%的果胶酶溶液（根据预实验1）

②反应时间5min（根据预实验2）

③混合反应的适宜温度50摄氏度（根据预实验3）

④实验器材的改进：具塞刻度试管的使用。

III、学生分组实验

（3）指导学生将实验数据填入表格并绘制曲线

不同pH的果胶酶溶液配制

课前完成：

称量→榨汁

课堂完成：

配制酶液→混合反应→过滤果汁

不同浓度的果胶酶溶液配制

（2）将实验数据填入表格并绘制曲线；

（1）实验数据分析

①

有无存在明显误差的数据？该如何处理？A、保留，继续求平均值

IV、分析结果、得出结论

B、舍弃，另外两组求平均值

C、重新实验得到实验数据

D、取中位数

②若仅一组实验组，该如何得到更准确的数据呢？

③实验数据可以进行比较的前提是什么？

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（1）学生交流讨论、思考、通过引导与讨学会数据处理的方法；

（2）根据实验结果与预期的差异分析可能的原因；

（3）通过实验结果得出相应的结论；

论培养了学生欠缺的定量实验中数据处理能力；

科学实验中遇到的难以解释

（无关变量控制的问题）

（2）实验结果分析

实验结果与预期结果是否一致？若不同请分析可能的原因。

（3）实验结论

①果胶酶的最适宜pH值为

（3-7范围内）

；

②果胶酶的最适宜的量为

大于20mg/ml范围内。

引导思考

V、课堂小结

（1）实验中需要控制的变量有哪些？

（2）控制变量应遵循的原则有哪些？

学生思考回答；

自变量：控制单一变量；

的现象，为学生分析问题，解决问题能力的培养提供了机会；

通过实验、讨论交流和实验数无关变量：保持相同且适宜；

据分析，总结变因变量：（定量或者定性）检测。

量遵循的原则。

六、反思总结

1、重视预实验。本节课通过预实验实现了以下几个目的：

①摸索实验条件：本节课教材内容中，并没有给出具体的实验参考条件，预实验摸索了反应所需酶的用量、混合反应的时间、酶的最适宜温度等，为课堂教学提供了有力的保障。

②培训小组长：小组长参与预实验摸索实验条件、了解实验流程。然后组长对组员进行培训和示范，提高了课堂效率。

③解决实验中的困难：实验中准确的pH溶液如何配制、果胶酶与果泥的混合困难等现实困难都是通过预实验发现，并寻找解决方案的。

2、实验中发现果胶酶最适宜pH范围较广（pH=3—7）。其原因分析及进一步探究的结果如下：

可能的原因：①果胶酶不是单一的一种酶，它是分解果胶的一类酶的总称，因此果胶酶的最适pH 是多种酶综合的适宜pH。

②果汁本身具有一定的缓冲作用。增加检测生物组织（各种果汁匀浆）维持pH能力的实验

（参照“生物3：稳态与环境”实验《生物体维持pH稳定的机制》）。

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