“酶活性的條件”探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1、酶活性的條件”探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)教育技術(shù)學(xué)論文酶活性的條件探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)毛喜生鄭恒1探究性實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)探究的一般過程生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生認(rèn)識(shí)生物現(xiàn) 象、理解生物概念和規(guī)律的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和能力有著不可替代的 作用，是深受學(xué)生喜愛的課堂教學(xué)形式。傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)是一種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但驗(yàn) 證性實(shí)驗(yàn)束縛了學(xué)生的創(chuàng)新性思維，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，難以全面培養(yǎng)學(xué)生的 科學(xué)素養(yǎng)。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在學(xué)生不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，要求學(xué)生主動(dòng)參 與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過自己實(shí)驗(yàn)、探究分析、研究得出結(jié)論，從而達(dá)到形成、鞏固并 擴(kuò)充科學(xué)概念和理論的目的。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不是雜亂無章的，而是一

2、種精心編排的教學(xué)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)探 究是學(xué)生在課堂上進(jìn)行的一系列的科學(xué)探究活動(dòng)。其基本程序如圖1所示。實(shí)驗(yàn)探究基本程序2應(yīng)用舉例影響酶活性的條件實(shí)驗(yàn)探究模式:學(xué)生自己提出探究的問題-> 自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案t進(jìn)行實(shí)驗(yàn)-> 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象t得出結(jié)論一交流并反思。2.1提岀問題本實(shí)驗(yàn)是探究影響酶活性的條件,學(xué)生已經(jīng)預(yù)習(xí)了酶的發(fā)現(xiàn)和酶的概念以及 酶的特性，知道其化學(xué)本質(zhì)一般是蛋白質(zhì)。影響蛋白質(zhì)活性的因素有很多，比如: ph值、溫度、輻射、重金屬離子濃度等。在此基礎(chǔ)上教師引導(dǎo)學(xué)生提出預(yù)期， 讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究z觀察思考并進(jìn)行討論z由學(xué)生自己總結(jié)并得出結(jié)論， 即影響酶活性的因素、酶最適宜的溫度

3、和ph值。如果教學(xué)過程中學(xué)生提及其他 方面不可操作的影響因素如輻射，應(yīng)讓學(xué)生自己學(xué)會(huì)否定并排除。這樣的教學(xué)設(shè) 計(jì)能體現(xiàn)學(xué)生自主、探究、合作的學(xué)習(xí)方式,有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和 研究方法，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2.2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案2.2.1材料用具實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 的新鮮肝臟（豬肝、雞肝）研磨液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液，體積分 數(shù)為3%的過氧化氫溶液z質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的naoh溶 液，熱水，蒸催水，冰塊，碘液，斐林試劑，試管，量筒，小燒杯，大燒杯，滴 管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網(wǎng)，溫度計(jì)，ph試紙，火柴等。2

4、.2.2確定實(shí)驗(yàn)原理最新人教版生物教材p84建議學(xué)生用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響，用過 氧化氫酶探究ph值對(duì)酶活性的影響。在做溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，使用的 是淀粉酶和可溶性淀粉溶液進(jìn)行反應(yīng),而根據(jù)以前所學(xué)知識(shí),知道淀粉遇碘后, 形成藍(lán)色的復(fù)合物。因此教師可以就此提岀問題，讓學(xué)生來設(shè)計(jì)鑒定的方法與操 作步驟。需要注意的是，鑒走過程一走要嚴(yán)格控制無關(guān)變量，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?思維習(xí)慣。同時(shí)還要讓學(xué)生知道：淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麥芽糖和葡萄糖（淀粉水解過程中，不同階段的中間產(chǎn)物遇碘后，會(huì)呈現(xiàn)紫色或紅棕色）,麥芽 糖和葡萄糖遇碘后不顯色,市售a淀粉酶的最適溫度約60 °c。在做ph值

5、對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用的材料是新鮮的肝臟硏磨液與過氧 化氫溶液調(diào)節(jié)ph值的試劑是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的naoh 溶液。過氧化氫酶與過氧化氫溶液反應(yīng)會(huì)有氣泡產(chǎn)生,所以可以直接讓學(xué)生來設(shè) 計(jì)探究實(shí)驗(yàn)。2.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)開始探究介紹科學(xué)探究的方法，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案。由于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力不強(qiáng)，平時(shí)課上又很少進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，所以教師明確地把科學(xué)探究的步驟告訴 學(xué)生：提岀問題-作出假設(shè)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)探究-闡述和交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣 有利于學(xué)生按照正確的硏究思路去分析和解決問題,使學(xué)生能更好地利用科學(xué)方 法進(jìn)行探究。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課題進(jìn)行思考,對(duì)于溫度影響酶的活性的課題, 應(yīng)設(shè)定哪

6、幾個(gè)溫度?對(duì)于ph值對(duì)酶活性的影響的課題z應(yīng)設(shè)定哪幾個(gè)ph值? 怎樣排除ph值和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并繪制數(shù)據(jù)記錄 表。在教學(xué)過程中教師應(yīng)該介紹對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法，即硏究某一因素（如溫度）對(duì)某t寺定反應(yīng)（或事物）的影響時(shí)，要在其他因素相同的條件下進(jìn)行，觀察該因素的 不同情況（如不同的溫度）對(duì)特定反應(yīng)（或事物）的影響,以便對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué) 的分析。然后學(xué)生分組討論，學(xué)生在討論時(shí)，教師要進(jìn)行指導(dǎo)。各小組完成設(shè)計(jì) 方案后，教師組織全班進(jìn)行交流。學(xué)生在教師的幫助下設(shè)計(jì)了表1的實(shí)驗(yàn)方案來探究酶的活性與溫度的關(guān)系，設(shè)計(jì)了表2的實(shí)驗(yàn)方案來探究ph值對(duì)酶活性的影響。表1溫度對(duì)酶活性的影響序號(hào)加

7、入試劑或處 理方法a13試管cabc1可溶性淀粉溶液2 ml2 ml2 ml/新鮮淀粉酶溶液/1 ml1 ml1 ml2保溫5 min60 x：100 x:0 x： 60 rtoo r0 x3將a液加入到 a試管b液加 入到b試管c 液加入到c試 管中搖勻4保溫5 min6o r100 to r5滴入碘液搖勻2滴2滴2滴6觀察現(xiàn)象并記錄表2 ph值對(duì)酶活性的影響序號(hào)加入試劑或處理方法1注入新鮮的肝臟研磨液1 ml1 ml1 ml2注入蒸8水0. 5 nil/3注人質(zhì)址分?jǐn)?shù)5%的氫氧化鈉溶液/0. 5 ml/4注入質(zhì)址分?jǐn)?shù)5%的鹽酸/0. 5 ml5注入過幀化©溶液2 ml2 nil2 nil637工水浴保溫7觀察3支試管中產(chǎn)生氣泡程度并記錄2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果的交流分析得岀探究結(jié)論在表1中可以觀察到a與a混合試管溶液呈淡黃色，b與b混合試管溶 液顏色呈藍(lán)色，c與c混合試管溶液呈紫色。實(shí)驗(yàn)分析：0 °c時(shí)淀粉被部分水解，使溶液呈現(xiàn)紫色，酶的活性較低；60 °c 時(shí)，淀粉完全被水解，溶液呈現(xiàn)碘液的顏色，酶的活性最高；100 °c時(shí)z溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，淀粉未被水解，酶已失活。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:淀粉酶作用的最適溫度為60 °c ,高于或低于60 °c會(huì)使酶的活性 降低。(2 )在表2中1號(hào)試管產(chǎn)生氣泡量最多，2號(hào)和3號(hào)試管產(chǎn)生氣泡