温度对酶活性影响的创新拓展探究课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

温度对酶活性影响的创新拓展探究高中生物学三.实验原理CONTENTS目录一.选题背景二.实验目标四.实验创新五.教学过程六.实验效果评价一、选题背景课标分析教材分析学情分析基于STEM教学理念，通过跨学科整合，有效利用工程、技术推进科学性探究。从实践中发现的问题展开探索，激发学生创新思维、发散思维和探究欲。在探索中提升学生实践操作能力，团结协作精神，做到学思用结合，知信行合一一、选题背景课标分析教材分析学情分析课标要求(必修一课程)概念2细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖2.2.1说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响教学建议加强和完善生物学实验教学“实验设计应该多样化”“在重视定性实验的同时，也应重视定量实验”“组织以探究为特点的主动学习是落实生物学核心素养的关键"一、选题背景课标分析教材分析学情分析为解答学生针对教材提出的这些质疑，对本实验进行拓展探究十分必要！问题1：如何进行定量实验探究？问题2：在最适温度条件下保存时间不同会影响酶活性吗？一、选题背景课标分析教材分析学情分析已具备待提高能力基础：已完成”探究温度影响酶活性“的定性实验知识基础：已经具有酶的化学本质和催化特性等知识储备规范实验操作科学探究能力创新思维能力对实验探究有浓厚的兴趣，思维活跃，敢于质疑，接受能力强，具备一定实验设计、数据分析、实验数据处理能力。优势二、实验目标科学思维社会责任科学探究核心素养生命观念通过实验操作，比较不同保温时间条件下糖化淀粉酶的催化效率，在理解酶的本质、酶的作用特点的基础上，深化结构与功能观。通过开展拓展探究实验，巩固科学探究的一般过程，深化控制变量的思维，提高动手操作能力和设计实验的能力。通过对实验装置的优化改进、多变量实验结果数字化建模，提升创新思维能力。通过分析实验数据得出实验结论，提升归纳总结、逻辑推理等能力能运用对酶相关性质的了解，举例说出酶与生活的联系，为生活生产提出建议。三、实验原理淀粉

葡萄糖糖化淀粉酶减少量增加量酶活性酶活性具有时间依赖性和温度依赖性四、实验创新实验思路创新设计定量分析实验探究保温时间对糖化淀粉酶活性的影响规律、探究保温时间对糖化淀粉酶最适温度的影响。利用金属浴恒温器精确控制温度，运用技术与工程原理，利用三通道注射泵、电机控制器、移液器等巧妙组装数字化设备，精准控制实验操作时间，同时进行多组实验，确保实验高效、准确。运用编程技术构建温度、保温时间对糖化淀粉酶活性影响的三维立体模型，直观具体的体现出其影响规律，得出实验结论。实验装置创新数据处理创新血糖检测仪金属浴恒温器三通道注射泵Python编程软件0102030405基于问题解答的STEM教学流程图明确问题讨论教材与生活实践现象，提出问题，明确探究课题评估方案通过预实验结果调整底物和酶的浓度、用量，保温时间的梯度、范围修正实验方案分析数据运用编程技术将实验数据转化为三维立体模型，使实验结果直观化，通过对比分析发现酶活性的时间依赖性规律设计方案精选实验材料，设计探究保温时间对酶活性和酶的最适温度影响的多组对照实验实施方案正式实验操作，科技赋能的优化实验装置确保实验高效、有序、可控，检测结果准确五、教学过程五、教学过程如何进行定量实验探究？在最适温度条件下保存时间会影响酶活性吗？不同保温时间条件下，酶的最适温度会改变吗？讨论现象

提出问题

聚焦问题明确探究明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析探究1：定量分析在相同温度条件下保温时间对酶活性的影响探究2：定量分析不同保温时间对酶最适温度的影响五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析对酶溶液和底物在相同温度条件下分别进行相应时间的保温处理

实验思路讨论具体实验方案设置多组不同保温时间

将保温时间相同的酶溶液和底物混合后反应一定时间

检测底物的减少量或产物的增加量

选择何种酶和底物进行实验？底物和酶使用浓度和使用量？保温时间范围和保温时间梯度？底物和酶混合后的反应时长？如何检测实验结果？五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析开展预实验查阅文献确定具体实验方案在60℃条件下开展探究1的实验分别在20℃、40℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、80℃条件下开展探究2的实验修正视频1五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析发现的不足正式实验水浴锅难以达到预设温度水浴锅中试管难直立，试管夹占用空间保温时间、反应时间难以控制第一次改进使用金属浴恒温器控制温度和时间试管更换为5mL离心管进行实验改进后的实验操作学生难以将反应液准确滴加到试纸条的滴样端，且不能很好的控制滴样量。因学生个体差异，底物和酶的混合操作时间、产物葡萄糖检测操作时间难以同步，导致实验误差较大；不能多组实验同时同步进行，实验耗时长。新发现的不足视频2五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析改进优化检测装置五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析改进优化底物和酶混合、反应液取样实验装置三通道注射泵1mL规格的移液器电机控制器自动化实验装置的优点可同时操作三组重复实验同步进行，使实验操作高效有序进行。准确控制底物与酶的混合操作时间，产物葡萄糖的检测操作时间，实现保温时间和反应时间的精准控制，确保实验数据准确可靠。五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析实验装置介绍第二次改进后的实验操作视频3视频4五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析探究1实验结果探究2实验结果Excel数据转化五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析实验数据分析视频5视频6五、教学过程明确问题设计方案评估方案实施方案数据分析实验数据三维模型构建及介绍视频7提出研究问题设计实验方案修正实验方案实施实验方案六、实验效果评价生命观念、科学思维、科学探究、社会责任学生设计创新实验排除无关变量