《探究影响酶活性的因素》实验教学设计

《探究影响酶活性的因素》

实验教学设计

1 教材分析

本实验教学设计内容是中图版高中《生物》（必修1分子与细胞）第三单元《细胞的新陈代谢》第2章《细胞能量的来源与转变》第二节《酶在代谢中的作用》一节的内容，以实验和和探究活动为核心展开对新知识的学习。高中课程标准对本节内容的要求是：说明酶在代谢中的作用。探究性学习是新课程对教学提出基本要求和实现基础，是新时代学生应具备的基本素质。生物学是一门以实验为基础的自然科学，而实验课理所应当成为生物教学的重要内容，是培养学生形成科学思维方式、掌握科学研究方法的重要途径，因此本节课对学生潜在的知识和能力要求比较高。变量分析、单一变量的控制、对照实验规范的能力及对生物学研究思想的领悟是本节教学的关键。教师应利用课本和实验室资源，加强学生实验能力的训练，培养学生的探究能力和创新精神，进一步强化学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。

本实验教学在高中生物教学中占据举足轻重的低位。新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复

杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。 2 学情分析

通过本单元第一章第二节细胞膜的物质运输功能的学习中植物细胞的吸水和失水实验以及植物细胞质壁分离和质壁分离复原实验的学习，学生已经基本了解了探究实验的基本环节，并在老师引导下按照探究实验的环节进行了简单的实验，所以学生在进行本次实验之前就具有了探究实验的基本素养，在此基础上可以进一步培养学生进行探究实验的能力；而通过本节课第一课时的学习了，学生已经对酶在细胞代谢中的作用、酶的化学本质及酶的高效性和专一性对酶有一定的感性认识，学生对酶在生活中的应用也有一些生活经验，在此基础上发挥联想开展探究，能充分调动学生的积极性，锻炼实验探究的能力。 3 教学目标 3.1知识目标

概述温度和pH影响酶的活性。 3.2能力目标

（1）通过对日常生物现象的讨论发展学生主动发现问题作出假设的能力；

（2）通过设计方案的讨论交流和评价发展学生思辨、交流和评价能力；

（3）通过小组独立完成探究实验操作并尝试改进发展学生解决问题的能力。

3.3情感态度与价值观目标

（1）通过探究实验体验科学研究过程，培养学生的科学情感和科学态度；

（2）培养学生乐于观察生命现象并主动发现问题寻求答案探究未知事物的精神；

（3）在探究过程中培养探索精神创新精神和团体合作精神； （4）体验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。

4 教学重点、难点： 教学重点：

酶的活性受温度和Ph等环境条件的影响。 教学难点

控制变量的科学方法、实验设计方案的制定。

【突破方法】在教学中学生会遇到许多问题，出现许多实验设计的错误，教师在引导的基础上进行纠正，或者可以将错就错，最后进行组间对比，让实验不成功的小组分析失败原因，然后调整实验方案在进行验证，这样既锻炼了学生的探究能力和实际操作能力，同时能诶学生留下较深刻的印象，在以后的实验设计中

就不会再犯第二次错误。 5 教学准备

实验材料：淀粉溶液（质量分数3%），淀粉酶溶液（质量分数2%），新鲜肝脏研磨液（含有过氧化氢酶），过氧化氢溶液（体积分数3%），碘液，婓林试剂，5%的盐酸溶液，5%的NaOH溶液，蒸馏水，冰水。

实验仪器：试管若干，量筒，大、小烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，石棉网，三脚架，火柴，温度计，pH试纸等。 6 教学方法

讲授法、探究法、问题导学法、小组讨论法、比较法、归纳法等。 7 教学过程

涤说明，并引导学生展开讨论：为什么洗 涤衣物时需要控制温度在 60℃左右？温 度过高或者过低为什么会对洗涤效果有 影响？ 联系实际生 活， 思考并渴望一

回顾知识：科学探究的一般方法(投 探究竟。 影): “提出问题→作出假设→设计实验→进 行实验→分析结果，得出结论→表达和交 流 → 进一步探究 ” 指导学生对该问题展开 探究。 利用 提 课本 出 提出问题： 针对以上的现象，鼓励学生提出想要 温 度 过 高 或 者 过 低为什么会影响 展思维。 验室 题 资 做 提出假设： 源， 出 以探究问题的基本原则，让学生做 活性。 学生 设 探 究设 影 响计 酶 活 实 (1) 本实验设计的目的是什么？ 引导学生对实验展开设计： 根据老师的 的过程

。 引 导 假 出假设。 酶的作用效果？

培养学生 和 实 问 探究的问题。

提出问题，拓

体会科学

温 度 会 影 响 酶 的 探究提出假设

通过分析

引导展开探究： 和讨论，培养

(1)探究温度对 学生科学探究

性的验 因素： 温度对酶活性的影响

酶活性到底有没的精神，和严有影响。

谨的科学素

（2）根据实验目的，你选择什么材料来 完成实验？

养，进一步掌

（2）淀粉酶和淀握控制变量的粉溶液。

方法和对照实

验的设置方

（3） 本实验的自变量是什么？因变量是（3）通过分析，法，明白单一什么？

总结：

变量的重要

自变量：温度； 性。 因变量：酶的催化效率。

（4）控制变量的

（4）用什么方法控制自变量？怎样排除方法：坚持等量原无关变量对实验结果的干扰？

则，控制温度为唯一的变量。 排除碘液对实验的干扰：设置空白对照组（不加碘液而加等量的清水）。

至少三组组， 三组 温度不同，分别 为： 100℃、 60℃、 0℃,都加等量碘 液、淀粉溶液、淀 粉酶溶液， (5)要完成该实验，你设置几组实验？ 根据自己作出的假设，怎样观察或检测实 (5)实验观察指 验结果？可以使用斐林试剂来检测？ 标： 可以通过相同 时间内碘液变色 的程度推测反应 速率。 因斐林试剂 需要 60℃以上的 水浴加热， 而本实 验以温度作为自 变量， 故不能使用 (6)该实验的对照实验应该怎么设计？ 斐 林 试 剂 来 检 测 实验结果。

(6)对照组：只

加清水和碘液， 三 (7)针对实验需要，应该选择那些实验 个 温 度 各 设 置 一 实验仪器？ 组空白对照。

(7)试管 6 只、 量筒、烧杯、酒精 (8)实验预期。 灯、石棉网、三脚 架、火柴等。 (8)最适温度 (60℃) 蓝色色最 浅，反应最快，温 度过高(100℃) 或者过低(0℃) 蓝色都较深， 反应 速率降低， 对照组 都显蓝色切不变 化。 实 在学生讨论、互评的基础上，总结出 学生通过分

通过实验

验 比较合理完善的实验设计，并进行展示， 组讨论， 设计出方 实施，培养学

实 教师应该对学生材料和仪器使用详细指 案， 并进行实验实 生实验操作能 施 导，解决学生在实验过程中部分困惑。

施， 最后展示结果 力，观察和记

1、实验原理 淀粉 → 沉淀 ↓碘液 碘液 紫蓝色复合物 色复合物 2、实验用具和材料 3、实验过程 不形成紫蓝 ↓ 麦芽糖和葡萄糖 →

并 尝 试 进 行 结 果 录实验现象的 砖红色 分析。

能力，以及数

据处理和分析

能力，提高其

语言表达的准

确性和严谨 性。

4、实验结果及分析

得

温度会影响

培养学学

引导学生通过对实验

结果进行分析， 出 酶的活性， 进而影 生归纳和总结 结合实验假设，得出结论。 结 响酶的作用效率。 的能力。

论 设疑：如何知道一种酶的最适温度？ 应该如何设计实验？ 引导学生进一步完善实验设计。 根据所学习

拓展思

过得统计学原理， 维，进一步激

设计方案： 应该在 发学生对生物

其 反 应 速 率 最 快 学的兴趣，提

的 温 度 左 右 多 设 高其探究问题

几 组 梯 度 更 小 的 的基本技能和 实验组， 进一步缩 素养。 其他 进 因素 一 对酶 步 活性 探 的影 究 响 小最是温度的范 问题：高温和低温对酶活性的影响相 围。 同吗？(引导学生继续探究)

培养学生

学生思考， 进 理论联系实际 行实验探究：

的能力，在学

设置三组实 习 知 识 的 同

验 ： 温 度 都 在 时，锻炼其解

60℃, 三组都加入 决实际问题的 等 量 的 淀 粉 溶 液 能力。 和碘液， 然后分别 引导学生通过分析结果得出结论： 加 入 等 量 100 ℃ 高温会使酶失活，而低温只是抑 制酶的活性，一旦温度恢复，酶的活性也 溶液、0℃处理过 处理过的淀粉酶

可恢复。 设疑：除了温度会影响酶的活性，还 会有什么因素影响酶的活性呢？

的淀粉酶溶液， 60 ℃ 处 理过 的 淀 粉酶溶液， 观察结 果。

培养学生

对所学知识进

学 生 通 过 对 行综合应用的

对 化 学 上 所 学 习 能力，进一步

的 蛋 白 质 的 性 质 让学生形成严 让学生分组进行实验设计， 并进行实 验验证。教师巡回观察学生实验, ,并对 部分有困难的学生进行指导。 (以 Ph 影响酶活性为例) 物浓度等。

相关内容， 很容易 谨的科学态度

就 想 到 影 响 酶 活 和认识。同时

性 的 其 他 因 素 ： 培养学生相互

Ph、 酶的浓度、 底 配合和交流的

能力，促进其

集体观念的强 学生选择不 化。 同的影响因素分 组进行实验设计， 在条件允许的情 通过学生实验设计和实验验证，得 出结论： 进行分析和总结， 作， 并对实验结果 况下进行实验操

8 板书设计

9 教学反思

本节课注重与现实生活的联系，如以加酶洗衣粉与普通洗衣粉的比较为导入，使学生在现实生活的背景中学习生物学； 整节课贯穿科学探究的一般过程，引导学生通过分组讨论确定各自探究课题，设计探究方案，锻炼学生获取信息、分析处理信息的能力以及交流与合作的能力；通过对其他组同学设计方案的评价，锻炼学生的批判性思维。 但本节课堂内容偏多，课堂时间不好把握，所以在以后的设计中可以把设计放在课前进行，课上进行实验设计展示、互评、补充改进、实验操作、结果结论交流和应用与进一步探究，应多做些课前、

课后作业，如根据实验记录结果绘制酶活性随温度、pH变化曲线。

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