探究“酶的特性”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、探究“酶的特性”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （附表一）小組成員：（注意：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循四條原則：1.科學(xué)性 2.可行性 3.簡(jiǎn)便性 4.嚴(yán)謹(jǐn)性，時(shí)間限制在20分鐘內(nèi)。）一、探究主題：二、提出問(wèn)題：三、作出假設(shè)：四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：1.實(shí)驗(yàn)原理：2.材料用具：3.實(shí)驗(yàn)步驟：（用表格設(shè)計(jì)，應(yīng)具體寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)想，可參考實(shí)驗(yàn)手冊(cè)）五、表達(dá)和交流：是 否六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)：第五章第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能細(xì)胞代謝的概念酶的作用和本質(zhì)酶的特性提高學(xué)生觀察、分析、判斷的思維能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。過(guò)程與方法通過(guò)苯節(jié)課教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探索，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重

2、復(fù)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用和地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系；體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值。在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩幕A(chǔ)上，提高學(xué)生運(yùn)用預(yù)言表達(dá)的能力和分享信息、分享實(shí)驗(yàn)成果的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)學(xué)習(xí)生物學(xué)家研究酶的本質(zhì)的過(guò)程，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究影響酶活性的條件，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)比較過(guò)氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實(shí)驗(yàn)，并 引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論酶的高效催化作用（酶的作用

3、）。酶的本質(zhì)。酶的特性。教學(xué)難點(diǎn)酶的活化能降低的原理。實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件課時(shí)安排3課時(shí)教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)策略酶的作用課前準(zhǔn)備準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和器材，設(shè)計(jì)觀察記錄表預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)的原理并設(shè)計(jì)號(hào)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。課前的準(zhǔn)備節(jié)省課堂時(shí)間，使課堂時(shí)間得到充分的利用。情景創(chuàng)設(shè)人不吃飯行嗎？食物進(jìn)入人體內(nèi)發(fā)生了怎樣的變化？這些問(wèn)題在現(xiàn)在來(lái)說(shuō)都已經(jīng)十分清楚了。這些變化過(guò)程在其他生物中有沒(méi)有呢？早在二百多年前科學(xué)家就對(duì)此進(jìn)行了探索。實(shí)驗(yàn)介紹：1783年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼將肉塊放在小巧的金屬籠子中，然后讓鷹吞下，過(guò)了一段時(shí)間，將籠子取出，肉塊不見(jiàn)了。提出問(wèn)題：為什么要將

4、肉塊放在籠子中？對(duì)肉起消化作用的是什么物質(zhì)？進(jìn)行肉類消化的過(guò)程的條件是怎樣的？在實(shí)驗(yàn)室中能否也能讓肉分解？能的話學(xué)要怎樣的條件？認(rèn)真思考，并積極回答問(wèn)題。防止胃部對(duì)肉的研磨運(yùn)動(dòng)。胃液，胃液里有酶。如果是人，肉的消化在溫度是37度左右的體內(nèi)。能。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈條件能使肉分解。利用問(wèn)題切入，引起學(xué)生的思考。用故事情景能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。并能和學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)對(duì)消化酶的了解結(jié)合起來(lái)。細(xì)胞代謝的概念對(duì)于一個(gè)生物體來(lái)說(shuō)要進(jìn)行的生理活動(dòng)非常之多，構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的

5、變化。細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱就叫細(xì)胞代謝。理解細(xì)胞代謝的概念，并在書(shū)本上找出該概念，并標(biāo)號(hào)記號(hào)。細(xì)胞代謝的概念是課標(biāo)明確提出的一級(jí)主題，學(xué)生必須記憶。酶在細(xì)胞代謝中的作用設(shè)計(jì)問(wèn)題：細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、PH接近中性的條件下，迅速高效地進(jìn)行呢？在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢？生物體內(nèi)也有類似無(wú)機(jī)催化劑的物質(zhì)酶，那么酶與無(wú)機(jī)催化劑有什么區(qū)別呢？按照課前的安排和準(zhǔn)備，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。并將實(shí)驗(yàn)材料、步驟用課件放出。步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)附表1。提出問(wèn)題，用問(wèn)題的方式讓學(xué)生更加理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處：上述實(shí)驗(yàn)分成了1、2、3、

6、4號(hào)四支試管，哪些是四支試管共同的條件？?jī)蓛杀容^不同的條件有幾個(gè)？1號(hào)試管沒(méi)有加任何試劑，它起的作用是什么？2號(hào)和4號(hào)試管現(xiàn)象基本相同，能否在生物體中頁(yè)利用2號(hào)的方法解毒？能否用同一滴管給3號(hào)和4號(hào)試管加Fecl3溶液和肝臟研磨液？ 聯(lián)系初中學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)，提出自己的見(jiàn)解。認(rèn)真觀察老師的實(shí)驗(yàn)，閱讀課本P78頁(yè)，比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)。并思考老師提出的問(wèn)題。學(xué)生對(duì)酶的認(rèn)識(shí)有限但對(duì)催化劑的作用比較熟悉，教學(xué)中可以利用學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)催化劑的知識(shí)基礎(chǔ)作為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入新課學(xué)習(xí)控制變量用各試管的特征引出因變量、自變量、對(duì)照組、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的概念閱讀課本P79頁(yè)，了解因變量、自變量、對(duì)照實(shí)驗(yàn)、對(duì)

7、照組的概念。將抽象的概念與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系上，使學(xué)生能從現(xiàn)實(shí)中了解課本的概念，減少了學(xué)習(xí)上的枯燥。實(shí)驗(yàn)小結(jié)小結(jié)：進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。如果結(jié)果不同，那么影響該結(jié)果的就是這個(gè)不同的因素。提出問(wèn)題：在上述實(shí)驗(yàn)，3號(hào)試管和4號(hào)只有加入的催化劑不同，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果3號(hào)放出的氧氣少，4號(hào)放出氧氣多，這是為什么？為何酶的催化效率會(huì)比無(wú)機(jī)催化劑高呢？根據(jù)實(shí)驗(yàn)的材料和步驟思考老師的問(wèn)題1.因?yàn)?號(hào)試管放進(jìn)的催化劑的催化效率比3號(hào)的高。讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中得出酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高的事實(shí)。使學(xué)生更易理解酶的知識(shí)。酶能降低化學(xué)反應(yīng)活化能引導(dǎo)學(xué)生思考酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化

8、劑高的原因。酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，所有催化效率高。提出問(wèn)題：什么叫做化學(xué)反應(yīng)的活化能？活化能與化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的難易程度的關(guān)系是怎樣的？充分利用課本P80頁(yè)的圖51和52，讓學(xué)生理解為什么酶降低了活化能使酶的催化效率高。或可打個(gè)比喻：活化能好比高山，山越高，代表活化能越高，要爬過(guò)山所用的力氣就越多。酶的所用好比在山里挖個(gè)隧道，不用爬山就能通過(guò)隧道輕易地去到山的另一邊。因此酶降低活化能，是催化效率比無(wú)機(jī)催化劑更高。閱讀課本，得出酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高的原因。1.閱讀課本P80頁(yè)圖51和52，理解酶降低活化能的意義。訓(xùn)練學(xué)生的閱讀和總結(jié)能力。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用比喻，能更生動(dòng)地解釋本節(jié)的難點(diǎn)，是學(xué)生更容

9、易接受知識(shí)。本節(jié)總結(jié)酶在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化過(guò)程中起著重要作用，這個(gè)作用是其他物質(zhì)無(wú)法代替的。它降低了化學(xué)反應(yīng)中的活化能，而自身卻沒(méi)有發(fā)生變化，所有是一種催化劑。它是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的，所有它也是細(xì)胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。貫穿全節(jié)課的內(nèi)容，理解重點(diǎn)、難點(diǎn)。讓學(xué)生明確催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而且與無(wú)機(jī)催化劑相比較，生物催化劑酶有突出的優(yōu)越性。酶的本質(zhì)課前準(zhǔn)備收集有關(guān)酶研究的資料，比如酶工程、酶的分類等。整理酶本質(zhì)探索的基本過(guò)程，了解這些科學(xué)家所作的重要貢獻(xiàn)和基本觀點(diǎn)。為將要開(kāi)展的課程做好鋪路。導(dǎo)入通過(guò)我們上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家已經(jīng)知道酶在細(xì)胞代謝中的作用是降低化學(xué)反

10、應(yīng)的活化能，加速化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，但是在19世紀(jì)以前，人們對(duì)這些所知甚少，人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)是科學(xué)家不懈努力的結(jié)果?；貞浬瞎?jié)課的內(nèi)容。用上節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)帶出本節(jié)的內(nèi)容，使知識(shí)間有一個(gè)連接過(guò)程。酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程設(shè)計(jì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)閱讀課本的資料，認(rèn)識(shí)酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。提出問(wèn)題：巴斯德與李比希在關(guān)于發(fā)酵產(chǎn)生的原因各自的觀點(diǎn)是什么？巴斯德和李比希的爭(zhēng)論被哪位科學(xué)家的研究成果平息了？請(qǐng)分析畢希納研究的過(guò)程？你認(rèn)為畢希納只憑釀酶的實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明膠木細(xì)胞的提取液和活酵母細(xì)胞的作用一樣嗎？你覺(jué)得畢希納的實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谑裁吹胤礁倪M(jìn)呢？薩姆納研究哪種酶？是如何確定的？根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)，如何確定它就是脲酶，而不是細(xì)胞中其他的有機(jī)

11、物呢？你能說(shuō)出當(dāng)時(shí)概括得出脲酶就是蛋白質(zhì)這個(gè)結(jié)論的基本思路嗎？所有的酶都是蛋白質(zhì)嗎？用以上的問(wèn)題一步步引導(dǎo)學(xué)生得出絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。小結(jié)：酶作為生物催化劑，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了較長(zhǎng)的時(shí)間，從酶究竟是在活細(xì)胞中能起作用還是釋放出來(lái)起作用一致?tīng)?zhēng)論到到底是什么物質(zhì)，每次爭(zhēng)論的結(jié)果都讓人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)更深入一步，更加準(zhǔn)確，所有可以說(shuō)酶的本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程也正是人們認(rèn)識(shí)自然的一個(gè)真是寫照。根據(jù)老師提出的問(wèn)題，閱讀課本P81頁(yè)的資料，了解科學(xué)家探索酶本質(zhì)的過(guò)程。讓學(xué)生自己閱讀資料，并建立在教師精心設(shè)置的問(wèn)題之后，盡量避免了在課堂教學(xué)中學(xué)生漫無(wú)目的、無(wú)針對(duì)性地閱讀?？偨Y(jié)通過(guò)對(duì)酶本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程的學(xué)習(xí)，我

12、們知道酶的本質(zhì)就是具有催化作用的有機(jī)物，酶的本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程也說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)科學(xué)結(jié)論的得出是科學(xué)家不斷探索、不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終揭示出來(lái)的。它是許多科學(xué)家共同努力的結(jié)果。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)。體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位。體會(huì)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度并體會(huì)科學(xué)的發(fā)展過(guò)程是曲折的但前進(jìn)的。酶的特性導(dǎo)入酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。那么酶的催化功能與無(wú)機(jī)催化劑有什么不同呢？回憶上節(jié)課的內(nèi)容為將要開(kāi)展的課程做好鋪路。酶具有高效性列出一個(gè)表格，將生物催化劑和無(wú)機(jī)催化劑的催化效率做一個(gè)比較

13、：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴生物催化劑：過(guò)氧化氫酶所含酶的相對(duì)數(shù)量：1無(wú)機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+的相對(duì)數(shù)量：25萬(wàn)并提出問(wèn)題：請(qǐng)根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，比較生物催化劑和無(wú)機(jī)催化劑的催化效率哪個(gè)高？由大量的數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的1071013倍，酶的高效性對(duì)于生物的活動(dòng)有什么意義呢？根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，比較生物催化劑和無(wú)機(jī)催化劑的催化效率。并回答老師的問(wèn)題。用直觀的表格方式讓學(xué)生理解酶的高效性。酶具有專一性 用課件放出下表，說(shuō)明酶除了高效性外還有專一性。根據(jù)表格的內(nèi)容，詳細(xì)與學(xué)生解釋實(shí)驗(yàn)原理和步驟。并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。管號(hào)1234561%淀粉溶液（

14、滴）4442%蔗糖溶液（滴）444唾液稀釋唾液（ml）11煮沸過(guò)的稀釋唾液（ml）11蒸餾水（ml）1137恒溫水浴中保溫5分鐘Benedict氏試劑（ml）111111沸水浴23分鐘通過(guò)上訴實(shí)驗(yàn)的講解，進(jìn)一步使學(xué)生理解酶具有專一性的事實(shí)，并在一定程度上與學(xué)生解釋酶產(chǎn)生專一性的原因。用恰當(dāng)?shù)谋扔髦v述酶專一性的原因是好比一條鑰匙配一把鎖的原理一樣。根據(jù)老師提供的表格，認(rèn)真體會(huì)每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)的知識(shí)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)有任何不明白的地方要及時(shí)反映給老師。利用直觀的表格數(shù)據(jù)方法，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的角度上理解酶具有專一性的知識(shí)點(diǎn)。探究影響酶活性的條件導(dǎo)入：在細(xì)胞代謝中，酶起著重要的作用。細(xì)胞生活在

15、一定的環(huán)境中，環(huán)境條件的改變會(huì)不會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)酶的活性呢？收集課前發(fā)給學(xué)生的探究表（附表一），對(duì)不符合四條原則：1.科學(xué)性 2.可行性 3.簡(jiǎn)便性 4.嚴(yán)謹(jǐn)性的實(shí)驗(yàn)組提出修改意見(jiàn)，并根據(jù)各組實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行準(zhǔn)備。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要對(duì)個(gè)別學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，并在黑板上寫出示范性的實(shí)驗(yàn)步驟，使一些不能得到自己實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的學(xué)生也能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)課前老師發(fā)下的探究酶活性的表格，提出自己組探究影響酶活性的條件，并寫出自己組的一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。根據(jù)本組的設(shè)計(jì)，上講臺(tái)找尋適合的材料和器材，并按照自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，做好記錄。課前讓學(xué)生根據(jù)課本的內(nèi)容得出本組的實(shí)驗(yàn)假設(shè)，使學(xué)生有一個(gè)思考的過(guò)程并將實(shí)驗(yàn)設(shè)想付諸實(shí)踐

16、的機(jī)會(huì)。培養(yǎng)學(xué)生思考及動(dòng)手的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流讓學(xué)生分組說(shuō)出自己組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的情況并說(shuō)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)設(shè)想做一個(gè)比較，得出不同的原因在什么地方。積極發(fā)言，將本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他同學(xué)交流培養(yǎng)學(xué)生交流信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生積極發(fā)言的能力。實(shí)驗(yàn)總結(jié)酶的反應(yīng)條件一般是溫和的，每種酶都有自己的最適溫度和pH。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和老師的總結(jié)聯(lián)系上，如果出現(xiàn)差異，與同組的同學(xué)討論出現(xiàn)差異的原因。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善，使學(xué)生了解到實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是需要不斷的完善的?？偨Y(jié)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化效率的有機(jī)物，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，酶具有高效性、專一性，它的作用條件是較溫和的。根據(jù)老師的總結(jié)，做好筆記。能更好地為學(xué)生整理該節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教學(xué)反思1.可取之處：處理好教學(xué)過(guò)程中的放與收。如在講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)由教師講解；在探究問(wèn)題上則鼓勵(lì)學(xué)生自己提出問(wèn)題，并在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中找答案。設(shè)計(jì)好問(wèn)題，讓他們帶著問(wèn)題去閱讀資料，提高閱讀和分析的效率對(duì)部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作失敗的現(xiàn)象不回避，積極進(jìn)行原因分析，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技能的全面理解。能很好地利用課本中豐富的彩圖和資料，使學(xué)生能用直觀的方法理解課本的重點(diǎn)和難點(diǎn)。探究影響酶活性的條件探究實(shí)驗(yàn)，能放手給學(xué)生設(shè)計(jì)和操作，能訓(xùn)練學(xué)生的思考能力和動(dòng)手能力，并要求學(xué)生具有一定的小組溝通能力，增強(qiáng)了班內(nèi)的合作性。2.不