探究溫度PH對(duì)酶活性影響的探究教學(xué)設(shè)計(jì)

1、探究溫度（ PH）對(duì)酶活性影響的探究教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)背景分析【教材分析】“探究溫度 (PH) 對(duì)酶活性的影響” 是高中生物學(xué)教材必修一第 5 章第 1 節(jié)“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶” 的教學(xué)內(nèi)容。 教師采用探究式教學(xué)模式， 通過設(shè)計(jì)問題情境和提出問題， 引導(dǎo)學(xué)生自主合作地對(duì)問題進(jìn)行探究， 由學(xué)生自己通過實(shí)踐獲得對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)。 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)的思維方法和研究方法， 提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。【學(xué)情分析】“探究影響酶活性的因素 ”是在學(xué)生已經(jīng)對(duì)酶的作用、 化學(xué)本質(zhì)及高效性和專一性有了一定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上， 進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)來驗(yàn)證環(huán)境因素對(duì)酶

2、活性的影響， 并加深對(duì)酶作用及特性的理解。影響酶活性的因素較多，如溫度、pH、激活劑與抑制劑等。 基于高中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的實(shí)際， 本探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要是探究溫度和 pH 對(duì)酶活性的影響。 通過本探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與具體實(shí)施， 使學(xué)生熟悉“發(fā)現(xiàn)問題；提出假設(shè)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并預(yù)測結(jié)果；實(shí)施實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)；結(jié)果分析得出結(jié)論” 等科學(xué)探究的一般過程和方法； 在對(duì)探究的問題作出假設(shè)進(jìn)行合理解釋、 演繹實(shí)驗(yàn)原理； 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案過程中通過確認(rèn)相關(guān)的變量關(guān)系及如何操作與控制， 初步理解單一因子變量的原則； 在具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)、 收集證據(jù)的過程中培養(yǎng)學(xué)生正確使用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器具， 合理采集和處理實(shí)驗(yàn)材料、客觀觀察和描述實(shí)驗(yàn)

3、現(xiàn)象等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的基本技能； 在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論的過程中理解科學(xué)的本質(zhì)之一是實(shí)證， 深入理解對(duì)照、單一因子變量等實(shí)驗(yàn)原則，體現(xiàn)實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度； 在各實(shí)驗(yàn)組統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)團(tuán)結(jié)合作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)與精神。二、教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】1、 概述溫度、pH 的變化對(duì)酶活性的影響；進(jìn)一步說明酶與新陳代謝的關(guān)系； 、2 明確探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟并能恰當(dāng)評(píng)價(jià)和完善實(shí)驗(yàn)方案。 3、【能力目標(biāo)】1 通過探究影響酶活性的因素，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力；、2 、 培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題，解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力； 、3 、 4 提高學(xué)生收集資料和語言表達(dá)能力。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)】 1、

4、通過探究影響酶活性的因素，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度； 2、激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)的興趣和熱愛，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。、 3 三、教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】1、學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測因變量的變化及設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組2、學(xué)會(huì)用準(zhǔn)確的語言闡明實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1、確定和控制對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的自變量和無關(guān)變量，觀察和檢測因變量的變化。四、實(shí)驗(yàn)實(shí)施準(zhǔn)備【教師準(zhǔn)備】1、 分組。學(xué)生按學(xué)科能力的強(qiáng)中弱平均分為 8 組，各組盡量平衡，各組自行分工，并由實(shí)驗(yàn)員統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)過程。2、 試劑：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3%的可溶性淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%的淀粉酶溶液，新鮮的質(zhì)量分

5、數(shù)為 20%的肝臟研磨液， 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。3、儀器：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(jì)， pH試紙，火柴。【學(xué)生準(zhǔn)備】1、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)“探究溫度（PH）對(duì)酶活性的影響” ，了解酶的相關(guān)信息。2、進(jìn)行分組。3、以組為單位展開交流學(xué)習(xí)，找出影響酶活性的因素、提出實(shí)驗(yàn)方案設(shè)想。4、通過課前準(zhǔn)備，學(xué)生進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣，再次激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究的熱情；較大程度上節(jié)省了課堂時(shí)間；為探究實(shí)驗(yàn)的成功打基礎(chǔ)。五、教學(xué)方法【教法】分析評(píng)價(jià)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、直觀演示法【學(xué)法】自主學(xué)習(xí)法、合作交流法六、教學(xué)媒體黑

6、板、多媒體計(jì)算機(jī)七、課時(shí)安排本次探究實(shí)驗(yàn)安排 2 課時(shí)， 第 1 課時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與討論， 重點(diǎn)解決課 2 第制定實(shí)驗(yàn)方案與計(jì)劃；實(shí)驗(yàn)中的變量關(guān)系，證明假設(shè)過程中的實(shí)驗(yàn)原理、 時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與討論， 重點(diǎn)解決實(shí)驗(yàn)操作與收集證據(jù)， 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，最終得出結(jié)論并提升對(duì)酶作用特性的認(rèn)識(shí)。1、設(shè)置探究情景，提出探究課題 教師設(shè)置探究情景：提出問題，把新鮮豬肝研磨液煮熟，過氧化氫酶是否還有活性 ?演示實(shí)驗(yàn)：把豬肝研磨液滴入過氧化氫溶液中，結(jié)果沒有氣泡的產(chǎn)生，說明把鮮肝液煮熟后即不能催化過氧化氫的分解。據(jù)此可知高溫使過氧化氫酶失去活性， 從而聯(lián)想低溫是否影響酶的活性， 提出探究課題：設(shè)計(jì)一個(gè)探

7、究溫度影響過氧化氫酶活性的實(shí)驗(yàn)。 從溫度這一因素， 進(jìn)一步提出另一外探究課題： pH對(duì)酶活性的影響。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3、提出問題和作出假設(shè)?？赏ㄟ^聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際中的一些典型實(shí)例來提出問題。例如：加酶的洗衣粉的使用說明中為什么強(qiáng)調(diào)對(duì)溫度的要求？為什么我們在發(fā)燒時(shí)會(huì)出現(xiàn)呼吸急促、 渾身乏力等癥狀？當(dāng)有人誤食有機(jī)農(nóng)藥或重金屬后，急救措施之一趕緊給病人喂牛奶或豆?jié){，這是為什么？學(xué)生結(jié)合對(duì)酶化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)不難提出溫 度 、 pH、重金屬等因素會(huì)影響酶的活性的假設(shè)。 在明確重點(diǎn)討論溫度、 pH 對(duì)酶活性的影響后進(jìn)一步提出問題： 你認(rèn)為溫度和 pH 的變化與酶的催化效率之間應(yīng)具有什么樣的關(guān)系？ 你能用坐標(biāo)圖的

8、形式表示出來嗎？學(xué)生思考討論可能形成多種具體的假設(shè)與預(yù)測。4、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 。 科學(xué)需要證據(jù) ，通過什么樣的實(shí)驗(yàn)來證明你的假設(shè)正確呢？針對(duì)要完成溫度和 pH 這 2 個(gè)因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)， 將學(xué)生分為 3 個(gè)大組分別討論，先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的整體思路再設(shè)計(jì)具體的實(shí)施方案。 首先要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思路的整體設(shè)計(jì)，要思考以下的問題： 選擇哪一種酶作實(shí)驗(yàn)材料？為什么要選擇這種酶？根據(jù)自己做出的假設(shè)， 你預(yù)期會(huì)看到怎樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？比如酶活性升高或降低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？將預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫下來。 本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？因變量是什么？用什么方法控制自變量？怎樣觀察或檢測因變量？對(duì)照組怎樣設(shè)置？是否需要進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)？

9、想要探究pH 對(duì)酶活性的影響，你將設(shè)定哪幾個(gè) pH值？怎樣將不同溶液的pH分別調(diào)到設(shè)定的數(shù)值？怎樣排除溫度和其他因素對(duì)四眼結(jié)果的干擾？探究溫度對(duì)酶活性的影響，你講設(shè)定哪幾個(gè)溫度？怎樣將不同溶液的溫度分別調(diào)到設(shè)定的數(shù)值？怎樣排除 pH 和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？重點(diǎn)解決實(shí)驗(yàn)中的自變量與因變量的關(guān)系。在學(xué)生匯報(bào)交流后小結(jié)：實(shí)驗(yàn)的自變量分別是溫度和 pH，因變量是反應(yīng)速率， 可通過測定單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分解或存在的量，或單位時(shí)間內(nèi)生成物的產(chǎn)生量來反映。八、教學(xué)過程教學(xué)教師組織與指導(dǎo)設(shè)計(jì)意圖學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容拿出加酶洗衣粉一袋，請位同學(xué)閱讀它使用一同學(xué)閱讀之后提出加酶洗衣粉的使用要 的注意事項(xiàng)。從學(xué)生熟引導(dǎo)

10、學(xué)生推測：溫度對(duì)于洗衣粉里酶發(fā)揮它控制好溫度。 悉的生活情學(xué)生應(yīng)答的作用是有影響的入手，引導(dǎo)就提問唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)時(shí)新生思考可能再發(fā)揮作用， 如果它沒有馬上被胃蛋白酶分響酶活性的導(dǎo)學(xué)生思考回答掉， 可能是什么條件變化導(dǎo)致它的活性降低件， 激發(fā)學(xué)學(xué)生認(rèn)真傾聽并舉例解釋酶的活性就是酶的催化效率的進(jìn)行探究的低解趣對(duì)酶的活性究竟有何影響呢？溫度 p 天我們就通過實(shí)驗(yàn)來探究一下了解自己所在小兩小組探究溫度對(duì)酶活性的將學(xué)生分組的探究內(nèi)容響，另兩組探p 對(duì)酶活性的影響探引導(dǎo)學(xué)生對(duì)酶材料進(jìn)行選擇。向?qū)W生展 6淀粉酶（工業(yè)用酶，適宜溫，還過學(xué)生根據(jù)前面所肝臟研磨液里主要提問新鮮的肝臟研磨液答出： 過氧化

11、氫酶含那種酶學(xué)生回答不合適問如果選用過氧化氫酶來探究溫度對(duì)酶因?yàn)楦邷貢?huì)加影響， 合適不合適通過對(duì)分解驗(yàn)材料的選了解確定和領(lǐng)會(huì)： 在實(shí)驗(yàn)設(shè)教師補(bǔ)充： 如果我們在實(shí)驗(yàn)中設(shè)置高溫制好變量對(duì)溫度不僅會(huì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生影響還會(huì)對(duì)中自變量和因變量是件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一對(duì)應(yīng)的關(guān)系學(xué)反應(yīng)本身的速率產(chǎn)生影響實(shí)驗(yàn)要意義不夠嚴(yán)密。建議淀粉酶來探究溫度對(duì)組和 P 對(duì)酶活活性的影響，用過氧化氫酶來探驗(yàn)材的影響的選學(xué)生討論，溫度引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所選材料對(duì)要探究的問題高或者過低 p 過酸是過堿可能會(huì)對(duì)酶的出假設(shè)性有何影響做出假設(shè)請學(xué)生從實(shí)驗(yàn)報(bào)告單上，選擇實(shí)驗(yàn)試劑和用具，勾示出來。簡單討論并做好材料選擇。通過思考控制好變量

12、對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、可指出：注視大屏幕，了解題的方式將實(shí)行性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)來說尤為重要。在大屏幕上列出思驗(yàn)中自變量的 要思考的問題?？紗栴}：確定和控制、（1）你所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何積極思考，小組討因變量指標(biāo)的 控制？（ 2）實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？反映因變量的論，為實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)觀察和檢測重點(diǎn)提出，幫助 做好準(zhǔn)備。指標(biāo)是？如何對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行檢測？學(xué)生理清實(shí)驗(yàn)3 （）無關(guān)變量有哪些？如何進(jìn)行控制？設(shè)計(jì)思路，把請學(xué)生在認(rèn)真思考和完成上述問題后， 再設(shè)學(xué)生討論，交流。 計(jì)實(shí)驗(yàn)的具體步驟。 握對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法。給學(xué)生 5 分鐘，各組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。教師走進(jìn)學(xué)生，詢問，提示。第一個(gè)小組介紹，全體

13、討論；第二小組介請兩個(gè)組的同學(xué)展示實(shí)驗(yàn)方案，教師在每個(gè)紹，全體討論。詢問各組設(shè)計(jì)中的自變小組介紹完實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，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。研究相同問題的兩組互相評(píng)價(jià)，補(bǔ)充。方實(shí)驗(yàn)在學(xué)生介紹時(shí)對(duì)把握的好的地方給予肯定設(shè)的案和鼓勵(lì)，及時(shí)把可能出現(xiàn)的問題指出并且糾正， 討和計(jì) ，pH 如：缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn)組（尤其是組設(shè)計(jì)時(shí)） 論 沒有對(duì)比實(shí)驗(yàn)，我們將不能準(zhǔn)確的判斷自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確。單一（自）變量的確定，如實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組酶探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)， 條件均應(yīng)相同。要嚴(yán)格控制無關(guān)變所處的 pH牢牢把握因變量與自變量遵循等量原則。量，通過匯是對(duì)底物控制溫度

14、還是對(duì)酶控如：的對(duì)應(yīng)關(guān)系。制溫度？不同溫度溶液混合會(huì)改變原有溶液的溫度嗎？因變量指標(biāo)的檢驗(yàn)方法是否簡便可行。最后指出，因?yàn)槊傅牧亢偷孜锏牧繒?huì)影響酶促反應(yīng)的速率，所以統(tǒng)一規(guī)定好實(shí)驗(yàn)中每種酶和反應(yīng)物的加入量。 通過上述討論強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。 總結(jié)出比較合在學(xué)生討論、互評(píng)的基礎(chǔ)上，理完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將方案展示如下： 溫度組：學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè) 報(bào)、不同組之計(jì)基本原則的理解。 間的比較和辯論、相互的評(píng)價(jià)和補(bǔ)充，充分發(fā)揮學(xué)生進(jìn)行探究的主動(dòng)性，學(xué)生通過探究過程深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對(duì)照原則、單一變量原，取六支潔凈的試管，分別標(biāo)號(hào)1,23 。 和學(xué)生經(jīng)過實(shí)4,56 向 1號(hào)試管中各加入淀討論，及時(shí)發(fā)現(xiàn)本小施

15、 實(shí)粉酶溶液，向號(hào)試管中各加入淀組設(shè)計(jì)方案的不足之驗(yàn)粉 溶液。將號(hào)和號(hào)試管放入冰處，加以修改完善。實(shí)水浴中，號(hào)和號(hào)試管放入水浴中，驗(yàn)結(jié)號(hào)和號(hào)試管放入沸水浴中，均保溫果的分鐘。 分別將置于相同溫度下的兩支試管中的、溶液混合均勻，仍然分別在、 條件下保溫，讓混合液反應(yīng)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，觀察溶液顏色變化，是否變藍(lán)及變藍(lán)程度，記錄下來。組： pH，分別標(biāo)號(hào) 1,2 ，3取六支潔凈的試管， 6 。和 4,5 號(hào)試管中各加入肝臟研 1向磨液，向 溶液。 OH號(hào)試管中各加入 22 的向號(hào)和號(hào)試管中各加入滴 5% 溶液，向號(hào)和號(hào)試管中各加入滴蒸NaOH分析餾水，向號(hào)和號(hào)

16、試管中各加入滴5%的鹽和討酸溶液，靜置分鐘。論分別將號(hào)和號(hào)、號(hào)和號(hào)、號(hào)和實(shí)驗(yàn) 結(jié)論則、等量原則的意義。號(hào)試管中的溶液混合，震蕩，觀察混合后的每組學(xué)生分工協(xié) 10通過實(shí)驗(yàn)三支試管中氣泡產(chǎn)生的劇烈程度和氣泡生成作，開始實(shí)驗(yàn)（ 5。學(xué)生展示動(dòng)量的多少，記錄。請學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)分鐘） 完成實(shí)驗(yàn)操手操作能力，方案，開始實(shí)驗(yàn)。提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范作，將觀察到的實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)規(guī)范操教師巡視、指導(dǎo)，性和安全性。 請幾個(gè)學(xué)生現(xiàn)象記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告作意識(shí)，并且代表敘述并分析自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。單上，與預(yù)期結(jié)果進(jìn)體現(xiàn)出團(tuán)隊(duì)引導(dǎo)學(xué)生共同討論分如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，行比較，得出結(jié)論。分工合作的析、總結(jié)原因。如：試劑量取、混合等實(shí)驗(yàn)

17、探究溫度和 pH的小組精神。 通過步在先后取不同試劑時(shí)，量筒驟操作是否規(guī)代表描述自己組的實(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果范 ; 有無在與在酶與底物混合后，有無清洗驗(yàn)現(xiàn)象，與預(yù)期結(jié)果的分析討論，干凈；混合前相同的條件下給予充分的反應(yīng)時(shí)加以比較，并作出自發(fā)展了學(xué)生間。等等。我 評(píng)價(jià)。 經(jīng)過討分析處理問論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中題的能力。根據(jù)探究的結(jié)果，請學(xué)生得出探究的結(jié)論。的成功和不足。學(xué)生得出：每種酶都有發(fā)揮自己活性的最拓展如果要用坐標(biāo)曲線圖的形式表示溫度指延伸出：和 pH 值對(duì)酶活性影響的規(guī)律，需要做比較精確的定量實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)無法做出，但我們可以了解科學(xué)家已經(jīng)通過定量實(shí)驗(yàn)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。如果給一個(gè)未知的酶，如何測定它發(fā)揮活性的最適溫度和最適 pH？ 檢測 反應(yīng)物分解的速度或存在的量，產(chǎn)生生成物的速度或生成物的產(chǎn)生量檢測適溫度和最適 pH，當(dāng)溫度過高或者是過低，酶的活性都會(huì)下降，且高溫可以使酶永久失活，酶 pH 過酸或者是過堿， 的活性也都會(huì)下降。 學(xué)生了解曲線并且 理解曲線的含義。思考后做出回答：那需要設(shè)置一系列的溫度梯度或者是 pH 梯度，定量測出酶在各種溫度或 pH 條件下的活性，將酶活性最強(qiáng)時(shí)的溫