探究不同pH條件下對(duì)酶活性實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1、    探究不同ph條件下對(duì)酶活性實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)    武杰摘  要：探究不同ph條件下對(duì)酶活性的影響是生物必修課程的第二個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，在高考生物考試大綱中的一個(gè)重要考點(diǎn)，在整個(gè)高中生物教材中占有重要地位。旨在倡導(dǎo)探究性實(shí)驗(yàn)過(guò)程，熟練掌握實(shí)驗(yàn)步驟、培養(yǎng)學(xué)生探究精神，為今后的探究性學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。本文在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做出了進(jìn)一步的改進(jìn)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引發(fā)思考，提出問(wèn)題，做出假設(shè)，演繹推理，得出結(jié)論等，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并做實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力。關(guān)鍵詞：酶的活性;ph;實(shí)驗(yàn)一、引言探究不同ph條件下對(duì)酶活性的影響是人教版高中生物必修

2、一第五章第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶中的內(nèi)容。是高中生物課程的關(guān)鍵性探究實(shí)驗(yàn)，也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一。旨在倡導(dǎo)探究性實(shí)驗(yàn)過(guò)程，熟練掌握實(shí)驗(yàn)的控制變量、培養(yǎng)學(xué)生探究精神，為今后的探究性學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。但學(xué)生按照人教版教材提供的材料用具進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致，影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。為了更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，嚴(yán)謹(jǐn)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和探究能力，本文在原教材的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的改進(jìn)和創(chuàng)新。二、實(shí)驗(yàn)原理肝臟碾磨液中含有過(guò)氧化氫酶，在一定條件下，過(guò)氧化氫酶可以催化過(guò)氧化氫溶液分解。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?nèi)芤旱膒h，探究ph對(duì)酶活性的影響。過(guò)氧化氫酶的最適ph為7.0左右。三、實(shí)驗(yàn)改

3、進(jìn)人教版教材中“探究影響酶活性的條件”這一探究性實(shí)驗(yàn)中，因所給的材料用具限制了學(xué)生的發(fā)散性思維，導(dǎo)致學(xué)生僅會(huì)想到設(shè)計(jì)出過(guò)酸、過(guò)堿和中性三組實(shí)驗(yàn)，且因變量的檢驗(yàn)方法單一，對(duì)新學(xué)習(xí)的探究性知識(shí)運(yùn)用還不能熟練掌握的學(xué)生而言，且認(rèn)識(shí)影響酶的活性需要學(xué)生通過(guò)定量實(shí)驗(yàn)從而對(duì)酶定性分析，教材實(shí)驗(yàn)沒(méi)有能真正發(fā)揮出探究性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)。因此需對(duì)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)（一）實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)原教材實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有能對(duì)因變量進(jìn)行定量的裝置。因此，在原教材的材料用具基礎(chǔ)上添加錐形瓶、u型管壓力計(jì)、雙孔膠塞、橡膠管、膠頭滴管等，要求學(xué)生定量實(shí)驗(yàn)。（二）定量檢測(cè)氧方法的改進(jìn)要探究過(guò)氧化氫酶的最適 ph，如果以課本實(shí)驗(yàn)中觀察氣泡的多少以及衛(wèi)生香的

4、復(fù)燃程度來(lái)表示酶的活性，帶有主觀性，不夠準(zhǔn)確1。因此需要對(duì)單位時(shí)間內(nèi)氧氣的產(chǎn)生量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。學(xué)生根據(jù)初中學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)很容易想到利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的排水對(duì)氧氣體積進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)查閱資料，發(fā)現(xiàn)測(cè)量氣體產(chǎn)生的體積，可用圖1裝置進(jìn)行測(cè)量，裝置設(shè)置簡(jiǎn)單，且器材常見(jiàn)，適合學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。四、教學(xué)過(guò)程按照探究實(shí)驗(yàn)的方法，將本實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)情境提出問(wèn)題、作出假設(shè)設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果、得出結(jié)論表達(dá)與交流。（一）提出問(wèn)題、做出假設(shè)1.創(chuàng)設(shè)情境播放啤酒釀造過(guò)程的視頻。并給出在啤酒釀造過(guò)程中使用的兩種酶制劑。并要求學(xué)生仔細(xì)閱讀酶制劑的使用說(shuō)明。在這兩種酶的使用說(shuō)明中，明確規(guī)定了它們的有效

5、ph范圍和最適ph值，并創(chuàng)設(shè)情境：假設(shè)學(xué)生是酶制劑的生產(chǎn)科研人員，要求確定過(guò)氧化氫酶的有效ph范圍和最適ph值，應(yīng)如何進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)？引發(fā)學(xué)生思考并提出問(wèn)題，為什么酶制劑需要在一定ph范圍內(nèi)使用才有效？學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)作出假設(shè)：酶在不同ph條件下活性不同。（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案1.以問(wèn)題由淺入深的形式引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題一：根據(jù)提出的問(wèn)題和做出的假設(shè)能擬出怎樣的探究?jī)?nèi)容或課題？引導(dǎo)學(xué)生選擇確定探究方向。問(wèn)題二：根據(jù)各小組的探究課題，自變量是什么？因變量是什么？無(wú)關(guān)變量是什么？問(wèn)題三：因變量的指標(biāo)如何確定？教材中給出的觀測(cè)指標(biāo)能否準(zhǔn)確的獲得具體數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量？如果要對(duì)實(shí)驗(yàn)定量，應(yīng)如何實(shí)施實(shí)驗(yàn)？提

6、示學(xué)生：用肉眼觀察，不好確定氧氣產(chǎn)生的量，對(duì)氣體的準(zhǔn)備測(cè)量可以通過(guò)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的量。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的討論分析，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量已經(jīng)明確，需要學(xué)生由原實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)定量實(shí)驗(yàn)從而定性分析。2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)生根據(jù)小組討論以上問(wèn)題，初步制定實(shí)驗(yàn)方案，確定研究方法及步驟，并以表格的形式體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案。3.小組交流完善實(shí)驗(yàn)小組展示實(shí)驗(yàn)方案，各小組間進(jìn)行交流，評(píng)價(jià)各小組方案的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)評(píng)價(jià)，完善本組的實(shí)驗(yàn)方案。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)根據(jù)完善后的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。（三）分析結(jié)果、得出結(jié)論小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繪制曲線，得出結(jié)論，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行誤差分析。其中一個(gè)小組的結(jié)果及實(shí)驗(yàn)分析如圖2。（四）表達(dá)與交流小組間交流，分析各小組的實(shí)驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)成敗的原因，同時(shí)鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力及培養(yǎng)合作共贏的精神。進(jìn)一步探究：課后作業(yè)：探究溫度對(duì)酶活性的影響，小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。五、教學(xué)反思本節(jié)課將教材原有實(shí)驗(yàn)改變?yōu)椴煌琾h條件對(duì)酶活性的影響，將實(shí)驗(yàn)從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，從用肉眼觀察到定量實(shí)驗(yàn)，從定量實(shí)驗(yàn)到定性分析，開(kāi)闊了學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題作出假設(shè)到實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)結(jié)論的探究