探究“酶的特性”实验设计

1、探究“酶的特性”实验设计 （附表一）小组成员：（注意：实验设计要遵循四条原则：1.科学性 2.可行性 3.简便性 4.严谨性，时间限制在20分钟内。）一、探究主题：二、提出问题：三、作出假设：四、实验设计：1.实验原理：2.材料用具：3.实验步骤：（用表格设计，应具体写出实验预想，可参考实验手册）五、表达和交流：是 否六、实验设计改进：第五章第一节 降低化学反应活化能的酶教学目标知识与技能细胞代谢的概念酶的作用和本质酶的特性提高学生观察、分析、判断的思维能力，提高学生的实验操作能力。过程与方法通过苯节课教学，让学生进行有关的实验和探索，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

2、复实验。通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系；体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学价值。在实验能力提高的基础上，提高学生运用预言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。情感态度与价值观通过学习生物学家研究酶的本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。教学重点与难点教学重点比较过氧化氢酶在不同条件下分解速率快慢的实验，并 引导学生得出结论酶的高效催化作用（酶的作用

3、）。酶的本质。酶的特性。教学难点酶的活化能降低的原理。实验中控制变量的科学方法。教学准备多媒体课件课时安排3课时教学过程教学内容教师活动学生活动教学策略酶的作用课前准备准备实验材料和器材，设计观察记录表预习实验，掌握实验的原理并设计号实验的过程。课前的准备节省课堂时间，使课堂时间得到充分的利用。情景创设人不吃饭行吗？食物进入人体内发生了怎样的变化？这些问题在现在来说都已经十分清楚了。这些变化过程在其他生物中有没有呢？早在二百多年前科学家就对此进行了探索。实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼子中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。提出问题：为什么要将

4、肉块放在笼子中？对肉起消化作用的是什么物质？进行肉类消化的过程的条件是怎样的？在实验室中能否也能让肉分解？能的话学要怎样的条件？认真思考，并积极回答问题。防止胃部对肉的研磨运动。胃液，胃液里有酶。如果是人，肉的消化在温度是37度左右的体内。能。强酸、强碱等剧烈条件能使肉分解。利用问题切入，引起学生的思考。用故事情景能引起学生的学习兴趣。并能和学生已有经验对消化酶的了解结合起来。细胞代谢的概念对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的

5、变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。理解细胞代谢的概念，并在书本上找出该概念，并标号记号。细胞代谢的概念是课标明确提出的一级主题，学生必须记忆。酶在细胞代谢中的作用设计问题：细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、PH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢？生物体内也有类似无机催化剂的物质酶，那么酶与无机催化剂有什么区别呢？按照课前的安排和准备，进行演示实验。并将实验材料、步骤用课件放出。步骤及实验结果见附表1。提出问题，用问题的方式让学生更加理解实验设计的巧妙之处：上述实验分成了1、2、3、

6、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？两两比较不同的条件有几个？1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？2号和4号试管现象基本相同，能否在生物体中页利用2号的方法解毒？能否用同一滴管给3号和4号试管加Fecl3溶液和肝脏研磨液？ 联系初中学习的化学知识，提出自己的见解。认真观察老师的实验，阅读课本P78页，比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。并思考老师提出的问题。学生对酶的认识有限但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以利用学生对无机催化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入新课学习控制变量用各试管的特征引出因变量、自变量、对照组、对照实验的概念阅读课本P79页，了解因变量、自变量、对照实验、对

7、照组的概念。将抽象的概念与实验联系上，使学生能从现实中了解课本的概念，减少了学习上的枯燥。实验小结小结：进行该实验的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响。如果结果不同，那么影响该结果的就是这个不同的因素。提出问题：在上述实验，3号试管和4号只有加入的催化剂不同，实验的结果3号放出的氧气少，4号放出氧气多，这是为什么？为何酶的催化效率会比无机催化剂高呢？根据实验的材料和步骤思考老师的问题1.因为4号试管放进的催化剂的催化效率比3号的高。让学生从实验的结果中得出酶的催化效率比无机催化剂高的事实。使学生更易理解酶的知识。酶能降低化学反应活化能引导学生思考酶的催化效率比无机催化

8、剂高的原因。酶能降低化学反应的活化能，所有催化效率高。提出问题：什么叫做化学反应的活化能？活化能与化学反应发生的难易程度的关系是怎样的？充分利用课本P80页的图51和52，让学生理解为什么酶降低了活化能使酶的催化效率高。或可打个比喻：活化能好比高山，山越高，代表活化能越高，要爬过山所用的力气就越多。酶的所用好比在山里挖个隧道，不用爬山就能通过隧道轻易地去到山的另一边。因此酶降低活化能，是催化效率比无机催化剂更高。阅读课本，得出酶的催化效率比无机催化剂高的原因。1.阅读课本P80页图51和52，理解酶降低活化能的意义。训练学生的阅读和总结能力。恰当地运用比喻，能更生动地解释本节的难点，是学生更容

9、易接受知识。本节总结酶在细胞内的物质变化过程中起着重要作用，这个作用是其他物质无法代替的。它降低了化学反应中的活化能，而自身却没有发生变化，所有是一种催化剂。它是细胞内产生的，所有它也是细胞中具有高效催化效率的生物催化剂。它的作用就是降低活化能。贯穿全节课的内容，理解重点、难点。让学生明确催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性。酶的本质课前准备收集有关酶研究的资料，比如酶工程、酶的分类等。整理酶本质探索的基本过程，了解这些科学家所作的重要贡献和基本观点。为将要开展的课程做好铺路。导入通过我们上一节课的学习，大家已经知道酶在细胞代谢中的作用是降低化学反

10、应的活化能，加速化学反应的过程，但是在19世纪以前，人们对这些所知甚少，人们对酶的认识是科学家不懈努力的结果。回忆上节课的内容。用上节课的知识点带出本节的内容，使知识间有一个连接过程。酶本质的发现过程设计问题，引导学生通过阅读课本的资料，认识酶本质的发现过程。提出问题：巴斯德与李比希在关于发酵产生的原因各自的观点是什么？巴斯德和李比希的争论被哪位科学家的研究成果平息了？请分析毕希纳研究的过程？你认为毕希纳只凭酿酶的实验能说明胶木细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样吗？你觉得毕希纳的实验能在什么地方改进呢？萨姆纳研究哪种酶？是如何确定的？根据你所学的知识，如何确定它就是脲酶，而不是细胞中其他的有机

11、物呢？你能说出当时概括得出脲酶就是蛋白质这个结论的基本思路吗？所有的酶都是蛋白质吗？用以上的问题一步步引导学生得出绝大多数酶是蛋白质的发现过程。小结：酶作为生物催化剂，人们对它的认识经历了较长的时间，从酶究竟是在活细胞中能起作用还是释放出来起作用一致争论到到底是什么物质，每次争论的结果都让人们对酶的认识更深入一步，更加准确，所有可以说酶的本质的发现过程也正是人们认识自然的一个真是写照。根据老师提出的问题，阅读课本P81页的资料，了解科学家探索酶本质的过程。让学生自己阅读资料，并建立在教师精心设置的问题之后，尽量避免了在课堂教学中学生漫无目的、无针对性地阅读。总结通过对酶本质的发现过程的学习，我

12、们知道酶的本质就是具有催化作用的有机物，酶的本质的发现过程也说明了一个问题，这个科学结论的得出是科学家不断探索、不断进行实验，最终揭示出来的。它是许多科学家共同努力的结果。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数的酶是蛋白质。体会实验在生物学研究中的作用地位。体会科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。培养学生科学的态度并体会科学的发展过程是曲折的但前进的。酶的特性导入酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。那么酶的催化功能与无机催化剂有什么不同呢？回忆上节课的内容为将要开展的课程做好铺路。酶具有高效性列出一个表格，将生物催化剂和无机催化剂的催化效率做一个比较

13、：质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25万并提出问题：请根据表格的数据，比较生物催化剂和无机催化剂的催化效率哪个高？由大量的数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍，酶的高效性对于生物的活动有什么意义呢？根据表格的数据，比较生物催化剂和无机催化剂的催化效率。并回答老师的问题。用直观的表格方式让学生理解酶的高效性。酶具有专一性 用课件放出下表，说明酶除了高效性外还有专一性。根据表格的内容，详细与学生解释实验原理和步骤。并得出实验结果。管号1234561%淀粉溶液（

14、滴）4442%蔗糖溶液（滴）444唾液稀释唾液（ml）11煮沸过的稀释唾液（ml）11蒸馏水（ml）1137恒温水浴中保温5分钟Benedict氏试剂（ml）111111沸水浴23分钟通过上诉实验的讲解，进一步使学生理解酶具有专一性的事实，并在一定程度上与学生解释酶产生专一性的原因。用恰当的比喻讲述酶专一性的原因是好比一条钥匙配一把锁的原理一样。根据老师提供的表格，认真体会每一种酶只能催化一种或一类化学反应的知识。对于实验有任何不明白的地方要及时反映给老师。利用直观的表格数据方法，使学生从实验的角度上理解酶具有专一性的知识点。探究影响酶活性的条件导入：在细胞代谢中，酶起着重要的作用。细胞生活在

15、一定的环境中，环境条件的改变会不会影响细胞内酶的活性呢？收集课前发给学生的探究表（附表一），对不符合四条原则：1.科学性 2.可行性 3.简便性 4.严谨性的实验组提出修改意见，并根据各组实验所需的实验材料进行准备。在学生进行实验的过程中要对个别学生进行辅导，并在黑板上写出示范性的实验步骤，使一些不能得到自己实验设计的学生也能进行实验。根据课前老师发下的探究酶活性的表格，提出自己组探究影响酶活性的条件，并写出自己组的一个实验步骤。根据本组的设计，上讲台找寻适合的材料和器材，并按照自己的设计进行实验，做好记录。课前让学生根据课本的内容得出本组的实验假设，使学生有一个思考的过程并将实验设想付诸实践

16、的机会。培养学生思考及动手的能力。实验结果交流让学生分组说出自己组设计实验进行的情况并说出实验结果与实验设想做一个比较，得出不同的原因在什么地方。积极发言，将本组的实验结果与其他同学交流培养学生交流信息的能力，培养学生积极发言的能力。实验总结酶的反应条件一般是温和的，每种酶都有自己的最适温度和pH。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。将自己的实验结果和老师的总结联系上，如果出现差异，与同组的同学讨论出现差异的原因。引导学生对自己的实验设计进一步完善，使学生了解到实验的过程是需要不断的完善的。总结酶是活细胞产生的具有催化效率的有机物，绝大多数酶是蛋白质，酶具有高效性、专一性，它的作用条件是较温和的。根据老师的总结，做好笔记。能更好地为学生整理该节的重点和难点。教学反思1.可取之处：处理好教学过程中的放与收。如在讲解实验原理时由教师讲解；在探究问题上则鼓励学生自己提出问题，并在实验操作过程中找答案。设计好问题，让他们带着问题去阅读资料，提高阅读和分析的效率对部分学生实验操作失败的现象不回避，积极进行原因分析，加深对实验操作技能的全面理解。能很好地利用课本中丰富的彩图和资料，使学生能用直观的方法理解课本的重点和难点。探究影响酶活性的条件探究实验，能放手给学生设计和操作，能训练学生的思考能力和动手能力，并要求学生具有一定的小组沟通能力，增强了班内的合作性。2.不