人教版高中生物必修一第5章第1節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》說(shuō)課稿

通過定性定量法對(duì)酶高效性的探究說(shuō)課稿 陵水黎族自治縣民族中學(xué) 張例 一、使用教材 人教版高中生物第5章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 二、實(shí)驗(yàn)器材 自制教具：水槽、軟管、量筒、針管、試管、試管塞 3%過氧化氫溶液、3.5%FeCl3、馬鈴薯、蘋果、胡蘿卜、芝麻油、玉米油、消泡劑、藍(lán)墨水。 三、實(shí)驗(yàn)原理/設(shè)計(jì)思路 我們采取小組合同探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以學(xué)生為主提出問題，給出設(shè)計(jì)方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后交流評(píng)價(jià)的方式完成整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。 四、教學(xué)目標(biāo) 為了落實(shí)國(guó)家對(duì)中小學(xué)提出的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新素養(yǎng)，我確立了本實(shí)驗(yàn)的三維教學(xué)目標(biāo)。 （一）知識(shí)目標(biāo)：定性、定量結(jié)合，多角度探究酶的高效性 （二）能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手、理性思維、解決問題的能力 （三）情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：通過探究性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生帶著批評(píng)質(zhì)疑精神，探究創(chuàng)新。 教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究和設(shè)計(jì) 教學(xué)難點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生從定性研究到定性定量結(jié)合研究的科學(xué)方法和科學(xué)的思維轉(zhuǎn)變。 五、教學(xué)內(nèi)容 （一）小組合作探究，設(shè)計(jì)方案，選取更為簡(jiǎn)便、安全、成功率更高的替代材料 （二）定性定量結(jié)合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，探究酶的高效性 六、教學(xué)過程 （一）替代材料的篩選 我們采取小組合同探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以學(xué)生為主提出問題，給出設(shè)計(jì)方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后交流評(píng)價(jià)。對(duì)于學(xué)生提出的問題，我們首先需要解決的是是否能找到一種材料來(lái)替代豬肝，學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱了解到，過氧化氫酶在動(dòng)植物組織內(nèi)都含有，且植物組織相對(duì)豬肝更易于保存，替代材料的實(shí)驗(yàn)就這樣開始了，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前 1 周就在當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買日常生活中常見且易保存的食物作為備選材料，用榨汁機(jī)制備 90%（g/m L）馬鈴薯勻漿液、90%（g/m L）胡蘿卜勻漿液及 90%（g/m L）蘋果果肉勻漿液， 再分別與裝有3mL 3% H2O2溶液的3根試管中滴加20滴不同植物組織勻漿液，稍等片刻，將帶火星的衛(wèi)生香分別放入3支試管內(nèi)液面上方，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 表1 3種植物組織勻漿對(duì)過氧化氫的分解情況 材料 現(xiàn)象 氣泡情況 復(fù)燃情況 死記硬背是一種傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在我國(guó)有悠久的歷史。但隨著素質(zhì)教育的開展,死記硬背被作為一種僵化的、阻礙學(xué)生能力發(fā)展的教學(xué)方式,漸漸為人們所摒棄;而另一方面,老師們又為提高學(xué)生的語(yǔ)文素養(yǎng)煞費(fèi)苦心。其實(shí),只要應(yīng)用得當(dāng),“死記硬背”與提高學(xué)生素質(zhì)并不矛盾。相反,它恰是提高學(xué)生語(yǔ)文水平的重要前提和基礎(chǔ)。馬鈴薯勻漿 大量小氣泡 不復(fù)燃 胡蘿卜勻漿 少量小氣泡 不復(fù)燃 蘋果勻漿 唐宋或更早之前，針對(duì)“經(jīng)學(xué)”“律學(xué)”“算學(xué)”和“書學(xué)”各科目，其相應(yīng)傳授者稱為“博士”，這與當(dāng)今“博士”含義已經(jīng)相去甚遠(yuǎn)。而對(duì)那些特別講授“武事”或講解“經(jīng)籍”者，又稱“講師”?！敖淌凇焙汀爸獭本瓰閷W(xué)官稱謂。前者始于宋，乃“宗學(xué)”“律學(xué)”“醫(yī)學(xué)”“武學(xué)”等科目的講授者；而后者則于西晉武帝時(shí)代即已設(shè)立了，主要協(xié)助國(guó)子、博士培養(yǎng)生徒?！爸獭痹诠糯粌H要作入流的學(xué)問，其教書育人的職責(zé)也十分明晰。唐代國(guó)子學(xué)、太學(xué)等所設(shè)之“助教”一席，也是當(dāng)朝打眼的學(xué)官。至明清兩代，只設(shè)國(guó)子監(jiān)（國(guó)子學(xué)）一科的“助教”，其身價(jià)不謂顯赫，也稱得上朝廷要員。至此，無(wú)論是“博士”“講師”，還是“教授”“助教”，其今日教師應(yīng)具有的基本概念都具有了。幾乎無(wú)氣泡 不復(fù)燃 宋以后，京師所設(shè)小學(xué)館和武學(xué)堂中的教師稱謂皆稱之為“教諭”。至元明清之縣學(xué)一律循之不變。明朝入選翰林院的進(jìn)士之師稱“教習(xí)”。到清末，學(xué)堂興起，各科教師仍沿用“教習(xí)”一稱。其實(shí)“教諭”在明清時(shí)還有學(xué)官一意，即主管縣一級(jí)的教育生員。而相應(yīng)府和州掌管教育生員者則謂“教授”和“學(xué)正”?！敖淌凇薄皩W(xué)正”和“教諭”的副手一律稱“訓(xùn)導(dǎo)”。于民間，特別是漢代以后，對(duì)于在“?！被颉皩W(xué)”中傳授經(jīng)學(xué)者也稱為“經(jīng)師”。在一些特定的講學(xué)場(chǎng)合，比如書院、皇室，也稱教師為“院長(zhǎng)、西席、講席”等。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，問題來(lái)了，三種植物組織勻漿液雖然都有氣泡的產(chǎn)生，卻無(wú)復(fù)燃情況，是因?yàn)橹参锝M織內(nèi)的過氧化氫酶活性太低，還是因?yàn)闅怏w量不足呢？對(duì)此學(xué)生并沒有放棄，而是開展積極的討論交流并查閱資料，學(xué)生得出結(jié)論，會(huì)不會(huì)是因?yàn)橹参锝M織勻漿液中的可溶性糖，增加了溶液的表面張力致使氣泡較小，破滅慢，影響了氣體的釋放， 從而不足以使衛(wèi)生香火星變明亮或復(fù)燃。為了排除此種因素影響，學(xué)生開始嘗試在實(shí)驗(yàn)過程中加入消泡劑，使小泡變大泡，集中氣泡中的氣體釋放。消泡劑的種類很多，使用哪種消泡劑效果更佳，學(xué)生又開始進(jìn)行了對(duì)比探究性實(shí)驗(yàn)。常用的消泡劑有天然油脂類和可食用消泡劑，學(xué)生選取芝麻油、玉米油、30%消泡劑溶液作為備選材料，向H2O2溶液中滴入馬鈴薯勻漿液產(chǎn)生細(xì)小氣泡后， 分別向各試管滴加12滴不同食用油及消泡劑， 立即觀察衛(wèi)生香的復(fù)燃情況，學(xué)生所記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2。 表2 3種消泡劑的消泡效果 唐宋或更早之前，針對(duì)“經(jīng)學(xué)”“律學(xué)”“算學(xué)”和“書學(xué)”各科目，其相應(yīng)傳授者稱為“博士”，這與當(dāng)今“博士”含義已經(jīng)相去甚遠(yuǎn)。而對(duì)那些特別講授“武事”或講解“經(jīng)籍”者，又稱“講師”。“教授”和“助教”均原為學(xué)官稱謂。前者始于宋，乃“宗學(xué)”“律學(xué)”“醫(yī)學(xué)”“武學(xué)”等科目的講授者；而后者則于西晉武帝時(shí)代即已設(shè)立了，主要協(xié)助國(guó)子、博士培養(yǎng)生徒?！爸獭痹诠糯粌H要作入流的學(xué)問，其教書育人的職責(zé)也十分明晰。唐代國(guó)子學(xué)、太學(xué)等所設(shè)之“助教”一席，也是當(dāng)朝打眼的學(xué)官。至明清兩代，只設(shè)國(guó)子監(jiān)（國(guó)子學(xué)）一科的“助教”，其身價(jià)不謂顯赫，也稱得上朝廷要員。至此，無(wú)論是“博士”“講師”，還是“教授”“助教”，其今日教師應(yīng)具有的基本概念都具有了。材料 現(xiàn)象 氣泡情況 復(fù)燃情況 芝麻油 小氣泡少量變?yōu)榇髿馀?不復(fù)燃 玉米油 小氣泡少量變?yōu)榇髿馀?不復(fù)燃 消泡劑 小氣泡變?yōu)榇髿馀?復(fù)燃 由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，消泡劑的消泡效果較好，且衛(wèi)生香復(fù)燃，這下我們可以有圖有證據(jù)的說(shuō)明我們的假設(shè)是正確，植物組織勻漿液中的可溶性糖，增加了溶液的表面張力致使氣泡較小，破滅慢，影響了氣體的釋放，導(dǎo)致衛(wèi)生香復(fù)燃失敗，由表1和表2的結(jié)論，我們可以有理有據(jù)的說(shuō)馬鈴薯組織中含有大量過氧化氫酶，可以替代動(dòng)物肝臟進(jìn)行“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)。 接著學(xué)生又對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的第3和第4個(gè)問題，即實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，不易捕獲和對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)揮頭腦風(fēng)暴大討論，由此開始了本節(jié)課的第二個(gè)教學(xué)內(nèi)容：定性定量結(jié)合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，探究酶的高效性，用數(shù)據(jù)說(shuō)明問題，使結(jié)論更具有說(shuō)服力。 （二）實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn) 圖1 實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)化 這個(gè)裝置的制作比較簡(jiǎn)單快捷，所用的儀器有量筒、試管、水槽、軟管、試管塞和針管，通過實(shí)驗(yàn)裝置的在優(yōu)化可以使無(wú)機(jī)催化劑和過氧化氫酶對(duì)過氧化氫的分解同時(shí)進(jìn)行，對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，密閉的試管通過軟管與量筒相連，可以定量的知道氧氣的排放量。 （三）定性定量探究酶高效性 接下來(lái)我們通過這個(gè)裝置，選擇馬鈴薯勻漿來(lái)代替豬肝，通過定性定量的方法來(lái)探究酶的高效性。步驟如下：取改進(jìn)的裝置 2 個(gè)，分別命名為裝置C和裝置D（如圖2）。 圖2 裝置C和裝置D組合 向裝置C試管中滴入2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液和向裝置D試管中滴入20滴的馬鈴薯勻漿和12滴消泡劑，在裝置C和D的針管中都加入3毫升3%H2O2溶液，實(shí)驗(yàn)開始后同時(shí)注入H2O2溶液。瞬時(shí)學(xué)生觀察到裝置C產(chǎn)生的氣泡量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足裝置D多，且在30s的時(shí)間內(nèi)在氯化鐵產(chǎn)生氧氣的量是0.3毫升，加過馬鈴薯勻漿液產(chǎn)生氧氣的量是2毫升，因此學(xué)生得出結(jié)論，與無(wú)機(jī)催化劑氯化鐵相比，酶具有高效性。 通過實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，即解決了氧氣泄露的問題，又可以同時(shí)定性的觀察添加FeCl3和過氧化氫酶兩個(gè)試管氣泡的產(chǎn)生量，使得對(duì)比結(jié)果減少誤差，以及可以定量的觀察氧氣的產(chǎn)生量，用數(shù)據(jù)說(shuō)明問題，使結(jié)論更具有說(shuō)服力。 七、創(chuàng)新與評(píng)價(jià) 在本