《影響酶活性的條件》說課稿(省級獲獎實驗說課案例)

1、 影響酶活性的條件說課稿一、使用教材本課題源于人教版高中生物必修一第五章第1節(jié)的實驗，是教材在介紹了“控制變量”后的第一個探究實驗，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。二、實驗原理/實驗設(shè)計思路三、實驗器材試劑：淀粉、瓊脂、HCl溶液、NaOH溶液、蒸餾水、淀粉酶溶液、碘液等；器械：培養(yǎng)皿、濾紙、剪刀、直尺、酒精燈、鐵架臺、石棉網(wǎng)、玻璃棒、電子天平等。四、實驗教學(xué)目標(biāo)知識與技能（1）說出影響酶活性的條件；（2）學(xué)會確認(rèn)和控制對照實驗的單一變量和無關(guān)變量。過程與方法（1）能設(shè)計影響酶活性條件的探究實驗方案；（2）嘗試構(gòu)建與生物學(xué)相關(guān)的曲線模型；（3）能對簡單的實驗方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂。情感態(tài)度與價

2、值觀（1）養(yǎng)成科學(xué)探究的思維。五、實驗教學(xué)內(nèi)容本節(jié)實驗課由生活中的問題“使用加酶洗衣粉為什么要用溫水浸泡”引出，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)蛋白質(zhì)性質(zhì)等知識從理論層面分析溫度影響酶活性的原因。進而以學(xué)生為主體，通過“提出問題，作出假設(shè)一一分析變量，設(shè)計方案小組合作，實施方案數(shù)據(jù)處理，構(gòu)建模型表達交流，總結(jié)升華”等環(huán)節(jié)對理論分析進行了實驗驗證。在這些過程當(dāng)中，學(xué)生學(xué)會了設(shè)計和評價實驗方案，學(xué)會運用數(shù)學(xué)模型的方法定量的對實驗結(jié)果進行分析，并將探究pH所掌握的科學(xué)方法遷移到探究溫度對酶活性的影響，解決了生活中的實際問題：溫度對洗衣粉中酶的影響。六、實驗教學(xué)過程表達交流總結(jié)升華數(shù)據(jù)處理構(gòu)建模型小組合作實施方案分析

3、變量設(shè)計方案提出問題作出假設(shè)創(chuàng)設(shè)情境揭示課題（一）創(chuàng)設(shè)情境，揭示課題教師展示加酶洗衣粉包裝上的使用說明，提問：“為什么加酶的洗衣粉用溫水浸泡效果更好？難道酶也怕冷嗎”引出課題“影響酶活性的條件”。導(dǎo)課案例源于生活，既能引起學(xué)生興趣，又能提醒生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的社會責(zé)任。（二）提出問題，作出假設(shè)導(dǎo)入新課后，我將提問以下幾個問題：（1）使用加酶洗衣粉時，水的溫度越高越好嗎？（溫度過高或過低都不好）（2）你還能提出哪些可能影響酶的條件？（pH、重金屬等）（3）根據(jù)所學(xué)知識，說出你的依據(jù)？（大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，上述因素可能使酶失活）（4）如何驗證你的假設(shè)是否正確？這樣，即復(fù)習(xí)了酶的化學(xué)本質(zhì)和蛋白質(zhì)變性等

4、知識，師生又共同歸納出了本實驗的原理，即酶的作用需要適宜的條件。（三）分析變量，設(shè)計方案這樣學(xué)生根據(jù)可能影響酶活性因素的假設(shè)，從中確定自己要探究問題，如：溫度H/重金屬對酶活性的影響。為了幫助學(xué)生設(shè)計實驗方案，我要求學(xué)生展開小組討論，填寫學(xué)案（如下圖），解決了以下問題:廉攥克謐對肆活蝮的彩嗔匪撈;_&.控IW方握驢IK指標(biāo)自燮*無羌變胡一圖1學(xué)案截圖（1）如果探究pH對酶活性的影響，實驗的自變量是什么？如何控制？（2）如果探究pH對酶活性的影響，應(yīng)選擇什么物質(zhì)作為底物和酶，為什么?答案A：有的小組使用淀粉和淀粉酶做實驗；答案B：有的小組則提出應(yīng)選用過氧化氫和過氧化氫酶，因為酸能催化淀粉直接水解

5、，無法確定酸對淀粉酶的活性是否有影響。學(xué)生意見出現(xiàn)了分歧，這時我鼓勵他們用實驗室電腦或手機上網(wǎng)查閱資料進行論證，收集到了以下兩則有用的資料：資料一過氧化氫在受熱和日光照射的條件下就能發(fā)生分解反應(yīng)此外，溶液的酸堿性對過氧化氫的自身分解率也有較大影響，尤其當(dāng)反應(yīng)體系的pH6時，其自身分解率均大于50%。資料二HCl處理會導(dǎo)致淀粉的水解，但唾液淀粉酶（37C）和0-淀粉酶（60C）在最適溫度下，用5%的HC1溶液處理10min并不會引起淀粉的明顯水解?？梢姷矸鬯馐莻€緩慢的過程，而酶促反應(yīng)非常迅速，如果在反應(yīng)體系中大大減少鹽酸的用量，則淀粉的水解完全可以忽略不計?；谝陨腺Y料，只要適當(dāng)減小鹽酸濃度就

6、可以避免pH對淀粉的直接影響。最終各小組達成共識，探究pH對酶活性的影響可用淀粉和淀粉酶。（3）實驗的因變量是什么？（4）酶的活性無法直接測量，應(yīng)檢測的具體指標(biāo)是什么？如何檢測？（5）影響酶的條件很多，哪些是無關(guān)變量，實驗時要注意什么？通過以上問題，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量，讓學(xué)生懂得在實驗分析過程中控制變量的重要性。（6）畫出實驗方案流程圖。我選擇了兩類典型方案，請學(xué)生借助實物投影展示。（實驗方知W【觀方案】衛(wèi)憶機制圖2學(xué)生“探究pH對酶活性影響”的實驗方案學(xué)生展示完方案后，我首先肯定了兩類方案都能通過顏色變化來判斷強酸或強堿時酶是否有活性。同時提出以下問題：如果想進一步探

7、究弱酸或弱堿時酶的活性呢？第一種方法只能觀察顏色，而顏色的深淺差異并不明顯。而第二種方法，在固體介質(zhì)上，不僅能夠觀察顏色，還可以通過分解圈直徑的大小來衡量酶活性大小。最后我們可以建立一個數(shù)學(xué)模型一一坐標(biāo)系，表示出不同ph條件下淀粉分解圈的直徑即淀粉酶的活性大小。通過上述師生共同討論分析，既比較了兩種方案的優(yōu)劣，又很好的落實了高考考綱中“能對簡單的實驗方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂”的能力要求。（四）小組合作，實施方案提供第二種方法（淀粉瓊脂培養(yǎng)基法）具體實驗步驟，學(xué)生分組進行“探究pH對酶活性影響”的實驗，教師巡堂指導(dǎo)。具體步驟如下：（1）實驗員課前制備好淀粉-瓊脂固體培養(yǎng)基；（2）取5個培養(yǎng)皿，分

8、別編號1-5，按表1向相應(yīng)編號的培養(yǎng)皿中添加等量的溶液；表1編號所加溶液狀況10.01mol/L鹽酸溶液pH=220.0001mol/L鹽酸溶液pH=43蒸餾水pH=740.0001mol/L氫氧化鈉溶液pH=1050.01mol/L氫氧化鈉溶液pH=12（3）取5塊大小相同的濾紙片，分別編號為1-5，分別浸潤在相應(yīng)編號培養(yǎng)皿的溶液中。用鑷子將浸潤了各種溶液的濾紙片轉(zhuǎn)移到淀粉瓊脂培養(yǎng)基中央，室溫下孵育約lOmin；（4）用鑷子移去培養(yǎng)基上的濾紙片，將碘液倒入培養(yǎng)皿內(nèi)，旋轉(zhuǎn)10秒，倒去多余的碘液；（5）觀察培養(yǎng)基表面是否有分解圈，并測量和記錄分解圈的直徑，將數(shù)據(jù)輸入上傳教師電腦。（五）數(shù)據(jù)處理，

9、構(gòu)建模型教師利用電腦將各小組數(shù)據(jù)匯總算出平均值，生成分解圈直徑隨pH變化曲線（如圖3）,師生共同歸納pH與淀粉酶活性大小的關(guān)系，使學(xué)生對下一節(jié)理論學(xué)習(xí)酶需要適宜的條件有了感性的認(rèn)識，也提高了學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力和建模能力。pH對酶活性的影響654322直直圈解分10O-12PH圖3分解圈直徑隨pH變化曲線圖（六）表達交流，總結(jié)升華通過前面的環(huán)節(jié)，我教會了學(xué)生使用淀粉瓊脂培養(yǎng)基法探究pH對酶活性的影響，并利用數(shù)學(xué)模型的方法對實驗結(jié)果進行處理。我緊接著提出問題：同學(xué)們還想探究哪些環(huán)境因素對酶活性的影響呢？如果要探究其他因素對酶活性的影響，能不能采用類似的方法呢？引導(dǎo)學(xué)生提出“探究溫度對洗衣服中酶活性的

10、影響”這一問題，要求各小組請繼續(xù)在導(dǎo)學(xué)案上用文字和箭頭完成實驗流程圖，并進行方案展示。以下為學(xué)生的典型方案（圖4）。圖4學(xué)生“探究溫度對洗衣粉中（脂肪）酶活性影響”的實驗方案這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的語言表達能力，又使學(xué)生能夠?qū)σ褜W(xué)方法進行靈活運用和遷移，并最終解決了本節(jié)課一開始提出的生活問題“為什么加酶洗衣粉要在溫水中使用效果會更好?！逼?、實驗創(chuàng)新要點/改進要點（1）實驗裝置改進：嘗試使用了淀粉瓊脂培養(yǎng)基法，該方法可通過測量分解圈直徑定量的比較不同pH條件下淀粉酶的活性；且使學(xué)生認(rèn)識到探究實驗和材料選擇具有多樣性，這也是創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)。（2）實驗試劑改進：運用濃度為O.Olmol/L稀鹽酸，很好的

11、解決了酸對淀粉水解的直接影響。（3）實驗內(nèi)容改進：常規(guī)方法只設(shè)置pH過低、最適和過高3組。而此實驗中增加了弱酸、弱堿介質(zhì)，使實驗形成pH梯度，引導(dǎo)學(xué)生由定性觀察顏色轉(zhuǎn)向定量的探究pH與酶活性的關(guān)系，構(gòu)建出數(shù)學(xué)模型。這提高了學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力和建模能力。八、實驗教學(xué)效果評價本節(jié)實驗課的教學(xué)設(shè)計充分體現(xiàn)了生物學(xué)科核心素養(yǎng)的理念，側(cè)重于以下任務(wù)的落實：生命觀念引導(dǎo)學(xué)生在已理解的酶的概念（絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)）的基礎(chǔ)上，設(shè)計實驗探究酶活性受到環(huán)境因素的影響?？茖W(xué)思維在設(shè)計實驗方案時，教師通過問題引導(dǎo)、小組合作、組間質(zhì)疑、查閱論證、討論升華等環(huán)節(jié)，訓(xùn)練了學(xué)生基于實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，運用歸納與概括、模型與建模、批判性思維等方法，探討多種因素對酶活性的影響。引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實