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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date探究影响酶活性的因素实验教学设计“探究影响酶活性的因素”的实验教学设计马文升2012/7/28 10:04:24石嘴山市第一中学1330探究影响酶活性的因素实验教学设计1教材分析 本实验教学设计内容是中图版高中生物（必修1分子与细胞）第三单元细胞的新陈代谢第2章细胞能量的来源与转变第二节酶在代谢中的作用一节的内容，以实验和和探究活动为核心展开对新知识的学习。高中课程标
2、准对本节内容的要求是：说明酶在代谢中的作用。探究性学习是新课程对教学提出基本要求和实现基础，是新时代学生应具备的基本素质。生物学是一门以实验为基础的自然科学，而实验课理所应当成为生物教学的重要内容，是培养学生形成科学思维方式、掌握科学研究方法的重要途径，因此本节课对学生潜在的知识和能力要求比较高。变量分析、单一变量的控制、对照实验规范的能力及对生物学研究思想的领悟是本节教学的关键。教师应利用课本和实验室资源，加强学生实验能力的训练，培养学生的探究能力和创新精神，进一步强化学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。 本实验教学在高中生物教学中占据举足轻重的低位。新陈代谢是生物体进行一切生
3、命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。2学情分析 通过本单元第一章第二节细胞膜的物质运输功能的学习中植物细胞的吸水和失水实验以及植物细胞质壁分离和质壁分离复原实验的学习，学生已经基本了解了探究实验的基本环节，并在老师引导下按照探究实验的环节进行了简单的实验，所以学生在进行本次实验之前就具有了探究实验
4、的基本素养，在此基础上可以进一步培养学生进行探究实验的能力；而通过本节课第一课时的学习了，学生已经对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对酶有一定的感性认识，学生对酶在生活中的应用也有一些生活经验，在此基础上发挥联想开展探究，能充分调动学生的积极性，锻炼实验探究的能力。3教学目标3.1知识目标 概述温度和pH影响酶的活性。3.2能力目标（1）通过对日常生物现象的讨论发展学生主动发现问题作出假设的能力；（2）通过设计方案的讨论交流和评价发展学生思辨、交流和评价能力；（3）通过小组独立完成探究实验操作并尝试改进发展学生解决问题的能力。3.3情感态度与价值观目标（1）通过探究实验体
5、验科学研究过程，培养学生的科学情感和科学态度；（2）培养学生乐于观察生命现象并主动发现问题寻求答案探究未知事物的精神；（3）在探究过程中培养探索精神创新精神和团体合作精神；（4）体验科学探究的成功与失败形成客观良好的自我认知和自我评价。4教学重点、难点： 教学重点： 酶的活性受温度和Ph等环境条件的影响。教学难点 控制变量的科学方法、实验设计方案的制定。 【突破方法】在教学中学生会遇到许多问题，出现许多实验设计的错误，教师在引导的基础上进行纠正，或者可以将错就错，最后进行组间对比，让实验不成功的小组分析失败原因，然后调整实验方案在进行验证，这样既锻炼了学生的探究能力和实际操作能力，同时能诶学生
6、留下较深刻的印象，在以后的实验设计中就不会再犯第二次错误。5教学准备 实验材料：淀粉溶液（质量分数3%），淀粉酶溶液（质量分数2%），新鲜肝脏研磨液（含有过氧化氢酶），过氧化氢溶液（体积分数3%），碘液，婓林试剂，5%的盐酸溶液，5%的NaOH溶液，蒸馏水，冰水。 实验仪器：试管若干，量筒，大、小烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，石棉网，三脚架，火柴，温度计，pH试纸等。6教学方法 讲授法、探究法、问题导学法、小组讨论法、比较法、归纳法等。7教学过程学习阶段教师活动学生活动教学意图创设情境导入新课回顾知识，提出问题：酶是具有催化作用的生物大分子，其中绝大多数酶是蛋白质，而蛋白质的作用条件都比较温和，
7、那么酶的活性是不是也会受到环境的影响呢？多媒体展示加酶洗衣粉包装袋上的洗涤说明，并引导学生展开讨论：为什么洗涤衣物时需要控制温度在60左右？温度过高或者过低为什么会对洗涤效果有影响？回顾知识：科学探究的一般方法（投影）：“提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达和交流进一步探究”指导学生对该问题展开探究。学生对蛋白质的性质进行回顾，并产生对酶活性的兴趣。联系实际生活，思考并渴望一探究竟。引起学生的注意，激发对知识的求知欲。利用课本和实验室资源，引导学生探究影响酶活性的因素：温度对酶活性的影响提出问题针对以上的现象，鼓励学生提出想要探究的问题。 提出问题：温度过高或者过低为什么会影
8、响酶的作用效果？ 培养学生提出问题，拓展思维。做出假设 以探究问题的基本原则，让学生做出假设。 提出假设：温度会影响酶的活性。 体会科学探究提出假设的过程。设计实验 引导学生对实验展开设计：（1）本实验设计的目的是什么？（2）根据实验目的，你选择什么材料来完成实验？（3）本实验的自变量是什么？因变量是什么？（4）用什么方法控制自变量？怎样排除无关变量对实验结果的干扰？（5）要完成该实验，你设置几组实验？根据自己作出的假设，怎样观察或检测实验结果？可以使用斐林试剂来检测？（6）该实验的对照实验应该怎么设计？（7）针对实验需要，应该选择那些实验实验仪器？（8）实验预期。根据老师的引导展开探究：（1
9、）探究温度对酶活性到底有没有影响。（2）淀粉酶和淀粉溶液。（3）通过分析，总结：自变量：温度；因变量：酶的催化效率。（4）控制变量的方法：坚持等量原则，控制温度为唯一的变量。 排除碘液对实验的干扰：设置空白对照组（不加碘液而加等量的清水）。至少三组组，三组温度不同，分别为：100、60、0，都加等量碘液、淀粉溶液、淀粉酶溶液，（5）实验观察指标：可以通过相同时间内碘液变色的程度推测反应速率。 因斐林试剂需要60以上的水浴加热，而本实验以温度作为自变量，故不能使用斐林试剂来检测实验结果。（6）对照组：只加清水和碘液，三个温度各设置一组空白对照。（7）试管6只、量筒、烧杯、酒精灯、石棉网、三脚架、
10、火柴等。（8）最适温度（60）蓝色色最浅，反应最快，温度过高（100）或者过低（0）蓝色都较深，反应速率降低，对照组都显蓝色切不变化。 通过分析和讨论，培养学生科学探究的精神，和严谨的科学素养，进一步掌握控制变量的方法和对照实验的设置方法，明白单一变量的重要性。实验实施 在学生讨论、互评的基础上，总结出比较合理完善的实验设计，并进行展示，教师应该对学生材料和仪器使用详细指导，解决学生在实验过程中部分困惑。1、实验原理淀粉 麦芽糖和葡萄糖 砖红色沉淀 碘液碘液 紫蓝色复合物 不形成紫蓝色复合物2、实验用具和材料3、实验过程4、实验结果及分析 学生通过分组讨论，设计出方案，并进行实验实施，最后展示
11、结果并尝试进行结果分析。 通过实验实施，培养学生实验操作能力，观察和记录实验现象的能力，以及数据处理和分析能力，提高其语言表达的准确性和严谨性。得出结论 引导学生通过对实验结果进行分析，结合实验假设，得出结论。 温度会影响酶的活性，进而影响酶的作用效率。 培养学学生归纳和总结的能力。其他因素对酶活性的影响进一步探究设疑：如何知道一种酶的最适温度？应该如何设计实验？ 引导学生进一步完善实验设计。问题：高温和低温对酶活性的影响相同吗？（引导学生继续探究） 引导学生通过分析结果得出结论： 高温会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，一旦温度恢复，酶的活性也可恢复。 设疑：除了温度会影响酶的活性，还会有什
12、么因素影响酶的活性呢？ 让学生分组进行实验设计，并进行实验验证。教师巡回观察学生实验, ，并对部分有困难的学生进行指导。 （以Ph影响酶活性为例） 通过学生实验设计和实验验证，得出结论：酶的作用环境是温和的，都有最适条件，超过最是条件（如温度、Ph）酶的活性都会下降，而酶的数量或者底物的浓度是通过影响反应速率而影响催化速率的，与酶的活性没有关系。 根据所学习过得统计学原理，设计方案：应该在其反应速率最快的温度左右多设几组梯度更小的实验组，进一步缩小最是温度的范围。学生思考，进行实验探究： 设置三组实验：温度都在60，三组都加入等量的淀粉溶液和碘液，然后分别加入等量100处理过的淀粉酶溶液、0处
13、理过的淀粉酶溶液，60处理过的淀粉酶溶液，观察结果。学生通过对对化学上所学习的蛋白质的性质相关内容，很容易就想到影响酶活性的其他因素：Ph、酶的浓度、底物浓度等。 学生选择不同的影响因素分组进行实验设计，在条件允许的情况下进行实验操作，并对实验结果进行分析和总结，然后, 进行组间交流。 拓展思维，进一步激发学生对生物学的兴趣，提高其探究问题的基本技能和素养。 培养学生理论联系实际的能力，在学习知识的同时，锻炼其解决实际问题的能力。 培养学生对所学知识进行综合应用的能力，进一步让学生形成严谨的科学态度和认识。同时培养学生相互配合和交流的能力，促进其集体观念的强化。 总结 回顾一节课的学习，引导学
14、生对知识点进行总结归纳：温度和Ph都会影响到酶的活性，在适宜的温度和Ph下，酶的活性最高，温度、Ph过高或者过低，都会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。学生对知识点进行归纳和总结。 让学生对知识点进行归纳和总结，形成知识网络。课后练习1、思考：咀嚼刚采摘的玉米，会感觉到甜味，放置一段时间，甜味就会消失。采取什么措施，可以使玉米的甜味保持更长时间？ 2、完成本实验课的实验报告。 学生尝试用所学知识解决问题，有条件的同学还可以通过实验验证。 整理实验数据，完成实验报告。 激发学生对生物学的兴趣，培养学生理论联系实际的能力。 培养学生实验探究有始有终的好习惯。8板书设计第二节酶在代谢中的作用二、影响
15、酶活性的因素（一）实验探究的基本步骤提出问题做出假设设计实验实验实施分析实验，得出结论进行组间交流进一步探究（二）探究影响酶活性的因素1、温度对酶活性的影响最适温度，酶活性最大，高于或者低于最适温度，酶活性都会下降，甚至失活。（低温抑制活性，温度恢复，酶活性可恢复）2、Ph对酶活性的影响在最适Ph，酶活性最大，高于或者低于最适ph，酶活性都会下降，甚至失活。9教学反思本节课注重与现实生活的联系，如以加酶洗衣粉与普通洗衣粉的比较为导入，使学生在现实生活的背景中学习生物学；整节课贯穿科学探究的一般过程，引导学生通过分组讨论确定各自探究课题，设计探究方案，锻炼学生获取信息、分析处理信息的能力以及交流与合作的能力；通过对其他组同学设计方案的评价，锻炼学生的批判性思维。但本节课堂内容偏多，课堂时间不好把握，所以在以后的设计中可以把设计放在课前进行，课上进行实验设计展示、互评、补充改进、实验操作、结果结论交流和应用与进一步探究，应多做些课前、课后作业，如根据实验记录结果绘制酶活性随温度、pH变化曲线。-