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探究影响酶催化速率的因素(第1课时)


2014-07-08 14:11:25   来源:   撰稿:杨帆   摄影摄像:    ;  评论:0 点击:

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教学设计

  
  1.知识目标
  通过进行有关的实验设计讨论,巩固对自变量的控制、观察和检测因变量变化的方法,以及对实验设计的单一变量原则、对照原则和重复原则的理解。
  2.能力目标
  (1)通过学生参与科学探究过程,尝试设计对照实验,分析实验现象。
  (2)通过以小组为单位的学习,培养学生运用语言表达的能力、分享信息的能力。
  3.情感态度价值观目标
  (1)通过设计实验方案、进行初步实验探究活动,使学生具有探索、合作的科学态度。
  (2)通过联系生活、生产实际,激发学习生物学的兴趣,培养关心社会生活的意识。

  
  酶的特性是《普通高中课程标准生物教科书 分子与细胞(必修1)》(人教版)第五单元第一节《降低化学反应活化能的酶》第2课时的内容,在学习了第1课时酶的作用和本质基础上,结合探究影响酶活性的因素实验,进一步理解酶的三大特性,巩固了第一节的探究实验方案设计中变量的控制内容。通过本节课的学习,让学生进行有关实验设计,学习控制自变量,观察和检测因变量的方法,以及设置对照组和重复实验,加深对酶的特性的认识。

  
  学生通过上节课的学习,已经了解了酶在细胞代谢中的作用、酶的化学本质及酶的高效性和专一性,加上初中消化酶的知识,对酶有了初步的认识;学生通过探究植物细胞的吸水和失水的学习,也具备了一定的发现问题、提出研究题目、做出假设和设计实验的探究能力,了解了科学探究的基本步骤。

  
  本节课是在学生对于酶有了一定认识的基础上实施的,采用启发式、讨论式和探究式教学方法,充分利用学生已有知识,探究影响酶活性的因素,引导学生主动参与教学过程,激发学生独立思考的意识。由于本节课的探究性实验的难度比较大,学生分小组选择一个课题研究,教师提供相关材料和必要的说明给以辅助,学生讨论完成实验设计,并进行小组间交流,形成较严谨实验方案,将实验方案的验证留待第2 课时完成。

  
  探究影响酶活性的因素的实验设计

  
  1. 教学用具
   加酶洗衣粉照片(或实物)
  2.实验材料用具
  质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液,新鲜的质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液,质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,体积分数为3%的过氧化氢溶液,质量分数为5%的盐酸,质量分数为5%的氢氧化钠溶液,沸水,蒸馏水,冰块,碘液,斐林试剂;试管,量筒,小烧杯,大烧杯,滴管,试管夹,酒精灯,三脚架,石棉网,(前3个可用恒温水浴锅替代)温度计,pH试纸,火柴,标签纸。

  

 

教师活动

学生活动

设计意图

情景导入

在超市选中一款洗衣粉,看中它的原因不是因为成龙大哥,而是因为有能说服我的地方——包装背面新加酶,为什么速效、去顽渍?酶是什么?酶有什么作用?
继续看包装,你能告诉我在使用这个洗衣粉时要注意什么吗?

酶是生物催化剂,酶有高效性、专一性

 

不宜用60℃以上的热水溶解

情景创设,把学生的思维引入课堂内容,并激发学生学习新知识的欲望。

引导学生提出问题

为什么加酶洗衣粉要注明适用温度范围?
由此想到初中做消化酶实验时,需要将温度控制在37℃左右,为什么?
在消化道中除了有唾液淀粉酶,还有胃蛋白酶、胰蛋白酶,但是不同部位消化液的pH不一样:唾液的pH为6.2~7.4,胃液的pH为0.9~1.5,小肠液的pH7.6,为什么?
你能将这些疑问转化成可以研究的问题吗?两个同学简单讨论一下。
我们今天讨论影响酶的催化效率的因素,尝试找到影响因素与酶的催化速率之间的因果关系。

 

 

 

 

 

学生讨论提出问题
(1)温度的改变是否可以影响酶的活性,如何影响?(2)pH的改变是否可以影响酶的活性,如何影响?

相关资料的使用能培养学生对资料的分析和处理能力,提高学生提出问题的能力。

 

 

由学生通过交流和讨论提出问题,体验提出问题的乐趣,激发学生学习的兴趣。

材料用具

我们将探究的方向锁定在温度pH这两个因素。
首先要看看我们有哪些材料用具:
(1)质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液,新鲜的质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液,还有一种我们随身携带、便于获取的酶——唾液淀粉酶。
a淀粉酶温度适用范围较广,15℃70℃都有活性;新鲜肝脏研磨液有什么用途?有过氧化氢酶。
(2)质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,体积分数为3%的过氧化氢溶液
酶可以专一性催化水解的底物。
(3)质量分数为5%的盐酸,质量分数为5%的氢氧化钠溶液
用于调节溶液的pH。
(4)沸水,蒸馏水,冰块
用于控制温度
(5)碘液,斐林试剂
用于检测淀粉,还原糖,注意什么?
(6)试管,量筒,小烧杯,大烧杯,滴管,试管夹,酒精灯,三脚架,石棉网,(前3个可用恒温水浴锅替代)温度计,pH试纸,火柴
(7)标签纸
用来做什么?给试管编号。

 

回答相应问题
肝脏研磨液中有过氧化氢酶;碘液不能在高温下使用;斐林试剂用于检测还原糖,要求水浴加热条件。

 

增加实验设计的导向性,关注学生实验的基本技能

学生自主设计实验

要找到“温度pH这两个因素对酶催化效率的影响还要设计比较严谨的实验方案。
在这个实验方案中,我们要明确几个问题:
你要研究的是哪个因素对酶的影响?
针对这个问题你的假设是什么?
你要用哪些实验材料?
你选定的那个影响因素(自变量)怎样设置?可操作性如何?
实验中除了你要研究的因素,其他条件(无关变量)需要怎样处理?
酶的催化效率是否改变(因变量)怎么测量?
你是否设置了对照实验?
小组同学讨论并将研究问题、提出的假设、材料用具、实验步骤、预期结果记录在实验报告
(见附件1)上。(步骤可用简图表示)设计表格记录实验现象。
请小组代表上讲台介绍自己的实验方案,其他同学帮助分析方案是否合理,如有不合理的地方,可以提出质疑。

学生简单交流讨论的问题

 

 

 

 

 

 




学生讨论并完成实验设计(填写在实验报告单上)

将小组的实验方案与同学、教师交流,并做出评价。

培养学生设计实验能力、语言表达能力,尝试批判性思维。

根据学生设计,师生共同整理出实验方案

(见附件2)

 

 

实际应用

我们讨论了影响酶催化速率因素的实验设计,那么了解酶的特性对我们的生产和生活有什么启示?(回答有什么用的问题)

洗衣粉加酶去污效果好,要在适宜温度下使用;
酶的作用条件温和,运输、储存和使用要考虑适宜的温度和pH。

与生活实际相联系



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