探究影響酶活性的因素溫度和pH

1、探究影響酶活性的因素（溫度和pH ）安徽省淮南一中劉萍一、教學(xué)目標(biāo)：1、學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化及設(shè)置對照組和實驗組。、學(xué)會用準(zhǔn)確的語言闡明實驗探究的結(jié)果。3、概述溫度和pH影響酶的活性。4、體驗科學(xué)探究過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究方法，體現(xiàn)團(tuán)隊合作精神。二、教學(xué)重點：1、學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化及設(shè)置對照組和實驗組。2、學(xué)會用準(zhǔn)確的語言闡明實驗探究的結(jié)果。三、教學(xué)難點：確定和控制對照實驗中的自變量和無關(guān)變量，觀察和檢測因變量的變化。四、教學(xué)方法：實驗探究法五、實驗原理：六、材料用具：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的a淀粉酶溶液，新鮮的質(zhì)量分 數(shù)為20%的肝臟

2、研磨液，體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液，碘液,5%的鹽酸溶液，5%的NaOH 溶液，蒸餾水，冰塊。試管若干，量筒，大、小燒杯，滴管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網(wǎng)，溫度計，pH試紙，火柴。七、教學(xué)過程：教學(xué)內(nèi)容教師組織與指導(dǎo)學(xué)生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入拿出加酶洗衣粉一袋，請位同學(xué)閱讀它使用的注意 事項。引導(dǎo)學(xué)生推測:溫度對于洗衣粉里酶發(fā)揮它的作用 是有影響的。提問：唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)時，就小冉發(fā)揮 作用，如果它沒有馬上被胃蛋白酶分解掉，可能是什么 條件變化導(dǎo)致它的活性降低？舉例解釋酶的活性就是酶的催化效率的高低。溫度和pH對酶的活性究竟有何影峋呢？今天我們 就通過實驗來探究一下。一同學(xué)閱讀之后

3、提出加酶 洗衣粉的使用要控制好溫 度。學(xué)生應(yīng)答。學(xué)生思考回答。學(xué)生認(rèn)真傾聽并理解。從學(xué)生熟悉的生 活情境入手，引 導(dǎo)學(xué)生思考可能 影響酶活性的條 件，激發(fā)學(xué)生進(jìn) 行探究的興趣。探究過程實驗分 組和實驗 材料的選 擇將學(xué)生分組，兩小組探究溫度對酶活性的影響，另 兩組探究pH對酶活性的影響。引導(dǎo)學(xué)生對酶材料進(jìn)行選擇。向?qū)W生展示a淀粉 酶(工業(yè)用酶，適宜溫度60C),還有新鮮的肝臟研磨 液，提問：肝臟研磨液里主要包含那種酶？問：如果選用過氧化氫酶來探究溫度對酶的影響， 合適不合適？教師補(bǔ)充：如果我們在實驗中設(shè)置高溫條件，溫度 不僅會對酶的活性產(chǎn)生影響，還會對化學(xué)反應(yīng)本身的速 率產(chǎn)生影響。這樣的實驗設(shè)

4、計就不夠嚴(yán)密。建議用a- 淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶來探 究PH對酶活性的影響。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所選材料對要探究的問題做出假設(shè)。請學(xué)生從實驗報告單上，選擇實驗試劑和用具，勾 示出來。了解自己所在小組的探究 內(nèi)容。學(xué)生根據(jù)刖面所學(xué)答出： 過氧化氫酶。學(xué)生回答：不合適。因為 高溫會加速H2O2的分解。領(lǐng)會：在實驗設(shè)計中自變 量和因變量是 對成的 關(guān)系。學(xué)生討論，溫度過高或者 過低，pH過酸或是過堿可 能會對酶的活性有何影 響，做出假設(shè)。簡單討論并做好材料選 擇。通過對實驗材料 的選擇了解確定 和控制好變量對 于設(shè)計實驗的重 要意義。指出：控制好變量對于設(shè)計一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、可行性?qiáng) 的實驗

5、來說尤為重要。在大屏幕上列出思考問題：你所設(shè)計實驗的自變量是什么？如何控制？實驗的因變量是什么？反映因變量的指標(biāo)是？如 何對其指標(biāo)進(jìn)行檢測？無關(guān)變量有哪些？如何進(jìn)行控制？請學(xué)生在認(rèn)真思考和完成上述問題后，再設(shè)計實驗 的具體步驟。給學(xué)生5分鐘，各組討論，設(shè)計實驗步驟。教師走進(jìn)學(xué)生，詢問，提示。請兩個組的同學(xué)展示實驗方案，教師在每個小組 介紹完實驗步驟時，詢問各組設(shè)計中的自變量及其控制 方法，因變量指標(biāo)的觀察和檢測方法。其他同學(xué)認(rèn)真傾 聽，聽完后，討論。注視大屏幕，了解要思考 的問題。積極思考，小組討論，為 實驗步驟的設(shè)計做好準(zhǔn) 備。學(xué)生討論，交流。第個小組介紹，全體討 論；第二小組介紹，全體 討

6、論。研究相同問題的兩組互相 評價，補(bǔ)充。通過思考題的方 式將實驗中自變 量的確定和控 制、因變量指標(biāo) 的觀察和檢測重 點提出，幫助學(xué) 生理清實驗設(shè)計 思路，把握對照 實驗設(shè)計的基本 方法。實驗方案的設(shè)計和討論在學(xué)生介紹時對把握的好的地方給予肯定和鼓勵， 及時把可能出現(xiàn)的問題指出并且糾正，如：缺少對照 實驗組（尤其是pH組設(shè)計時），沒有對比實驗，我們 將不能準(zhǔn)確的判斷自己的實驗結(jié)果是否正確。單一 （自）變量的確定，如探究溫度對酶活性的影響時，實 驗組和對照組酶所處的pH條件均應(yīng)相同。要嚴(yán)格控 制無關(guān)變量，遵循等量原則。牢牢把握因變量與自變 量的對應(yīng)關(guān)系。如：是對底物控制溫度還是對酶控制溫 度？不

7、同溫度溶液混臺會改變原有溶液的溫度嗎？ 因變量指標(biāo)的檢驗方法是否簡便可行。最后指出，因為 酶的量和底物的量會影響酶促反應(yīng)的速率，所以統(tǒng)一規(guī) 定好實驗中每種酶和反應(yīng)物的加入量。通過上述討論強(qiáng)調(diào)實驗設(shè)計的基本原則。在學(xué)生討論、互評的基礎(chǔ)上，總結(jié)出比較合理完善 的實驗設(shè)計，將方案展示如下：溫度組：取六支潔凈的試管，分別標(biāo)號1,2, 3, 4,5和6。向1一3號試管中各加入Imla淀粉酶溶 液，向4一6號試管中各加入2ml淀粉溶液。將1號和4號試管放入0。冰水浴中，2號和5 號試管放入6 0C水浴中，3號和6號試管放入10 0C沸水浴中，均保溫5分鐘。分別將置于相同溫度下的兩支試管中的溶液混 合均勻，

8、仍然分別在0C、6 0C、10 0C條件下保 溫，讓混合液反應(yīng)5分鐘。將反應(yīng)后的三支試管取出，分別加入等量碘液， 震蕩搖勻，觀祭溶液顏色變化，是否變藍(lán)及變藍(lán)程度， 記錄下來。pH組：取六支潔凈的試管，分別標(biāo)號1,2, 3, 4,5和6。向1一3號試管中各加入2ml肝臟研磨液，向 4一6號試管中各加入2ml H2O2溶液。向1號和4號試管中各加入2滴5%的NaOH溶 液，向2號和5號試管中各加入2滴蒸餾水，向3號和 6號試管中各加入2滴5%的鹽酸溶液，靜置2分鐘。分別將1號和4號、2號和5號、3號和6號試 管中的溶液混合，震蕩，觀察混合后的三支試管中氣泡 產(chǎn)生的劇烈程度和氣泡生成量的多少，記錄。

9、學(xué)生加深對實驗設(shè)計基本 原則的理解。學(xué)生經(jīng)過討論，及時發(fā)現(xiàn) 本小組設(shè)計方案的不足之 處，加以修改完善。通過匯報、不同 組之間的比較和 辯論、相互的評 價和補(bǔ)充，充分 發(fā)揮學(xué)生進(jìn)行探 究的主動性，學(xué) 生通過探究過程 深刻體會實驗設(shè) 計中對照原則、 單一變量原則、 等量原則的意 義。請學(xué)生根據(jù)自己的實驗方案，開始實驗。每組學(xué)生分工協(xié)作，開始 實驗（5 10分鐘）。實施實 驗實驗結(jié) 果的分析 和討論實驗 結(jié)論教師巡視、指導(dǎo)，提醒學(xué)生實驗操作的規(guī)范性和安 全性。完成實驗操作，將觀察到 的實驗現(xiàn)象記錄在實驗報 告單上，與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行 比較，得出結(jié)論。通過實驗學(xué)生展 示動手操作能 力，加強(qiáng)規(guī)范操 作意識，

10、并且體 現(xiàn)出團(tuán)隊分工合 作的精神。請幾個學(xué)生代表敘述并分析自己的實驗現(xiàn)象。如果實驗現(xiàn)象不明顯，引導(dǎo)學(xué)生共同討論分析、總 結(jié)原因。如：試劑量取、混合等實驗步驟操作是否規(guī) 范;在先后取不同試劑時，量筒有無清洗干凈；在 酶與底物混合后，有無在與混合前相同的條件下給予充 分的反應(yīng)時間。等等。探究溫度和pH的小組代 表描述自己組的實驗現(xiàn) 象，與預(yù)期結(jié)果加以比較， 并作出自我評價。經(jīng)過討論，總結(jié)實驗過程 中的成功和不足。通過對實驗結(jié)果 的分析討論，發(fā) 展了學(xué)生分析處 理問題的能力。根據(jù)探究的結(jié)果，請學(xué)生得出探究的結(jié)論。指出：如果要用坐標(biāo)曲線圖的形式表示溫度和pH 值對酶活性影響的規(guī)律，需要做比較精確的定量實驗， 用具體的數(shù)據(jù)來反應(yīng)酶的活性高低，我們通過今天的定 性實驗無法做出，但我們可以了解科學(xué)家已經(jīng)通過定量 實驗做出的曲線的形態(tài)。展示課本上的曲線圖，并指導(dǎo)學(xué)生了解曲線的含 義。學(xué)生得出：每種酶都有發(fā) 揮自己活性的最適溫度和 最適pH，當(dāng)溫度過高或者 是過低，酶的活性都會下 降，且高溫可以使酶永久 失活，pH過酸或者是過堿， 酶的活性也都會下降。學(xué)生了解曲線并且理解曲 線的含義。學(xué)生通過分析總 結(jié)，能用準(zhǔn)確的 語言描述實驗結(jié) 果，闡明實驗結(jié) 論。拓展延伸如果給一個未知的酶