探究溫度PH對酶活性影響的探究教學(xué)設(shè)計(jì)

1、WORD格式探究溫度( PH)對酶活性影響的探究教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)背景分析【教材分析】“探究溫度 (PH) 對酶活性的影響”是高中生物學(xué)教材必修一第 5 章第 1 節(jié)“降低化學(xué) 反應(yīng)活化能的酶”的教學(xué)內(nèi)容。 教師采用探究式教學(xué)模式， 通過設(shè)計(jì)問題情境和提出問題， 引導(dǎo)學(xué)生自主合作地對問題進(jìn)行探究， 由學(xué)生自己通過實(shí)踐獲得對科學(xué)概念的認(rèn)識。 這樣的 教學(xué)設(shè)計(jì)能體現(xiàn)學(xué)生自主、 探究、合作的學(xué)習(xí)方式，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究方 法，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?！緦W(xué)情分析】“探究影響酶活性的因素 ”是在學(xué)生已經(jīng)對酶的作用、 化學(xué)本質(zhì)及高效性 和專一性有了一定認(rèn)識的基礎(chǔ)上， 進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)探究活動來驗(yàn)證

2、環(huán)境因素對酶 活性的影響， 并加深對酶作用及特性的理解。 影響酶活性的因素較多， 如溫度、 pH、激活劑與抑制劑等。 基于高中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的實(shí)際， 本探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要 是探究溫度和 pH 對酶活性的影響。 通過本探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與具體實(shí)施， 使學(xué)生 熟悉“發(fā)現(xiàn)問題； 提出假設(shè)； 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并預(yù)測結(jié)果； 實(shí)施實(shí)驗(yàn)收集 證據(jù)；結(jié)果分析得出結(jié)論”等科學(xué)探究的一般過程和方法； 在對探究的問題作 出假設(shè)進(jìn)行合理解釋、 演繹實(shí)驗(yàn)原理； 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案過程中通過確認(rèn)相關(guān)的變 量關(guān)系及如何操作與控制， 初步理解單一因子變量的原則；在具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)的過程中培養(yǎng)學(xué)生正確使用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器具，合理采集和處理

3、實(shí)驗(yàn)材料、客觀觀察和描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的基本技能；在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論的過程中理解科學(xué)的本質(zhì)之一是實(shí)證， 深入理解對照、單一因子變量等實(shí)驗(yàn)原則， 體現(xiàn)實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度； 在各實(shí)驗(yàn)組統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)團(tuán)結(jié)合作 的團(tuán)隊(duì)意識與精神。二、教學(xué)目標(biāo) 【知識目標(biāo)】1、概述溫度 、pH 的變化對酶活性的影響；2、進(jìn)一步說明酶與新陳代謝的關(guān)系；3、明確探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟并能恰當(dāng)評價(jià)和完善實(shí)驗(yàn)方案。【能力目標(biāo)】1、通過探究影響酶活性的因素，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力；2、培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題，解決問題的能力；3、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力；4、提高學(xué)生收集資料和語言表達(dá)能力?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

4、】1、通過探究影響酶活性的因素，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神和合作精神；2、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；3、激發(fā)學(xué)生對生物科學(xué)的興趣和熱愛，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。三、教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】1、學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化及設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組2、學(xué)會用準(zhǔn)確的語言闡明實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1、確定和控制對照實(shí)驗(yàn)中的自變量和無關(guān)變量，觀察和檢測因變量的變化四、實(shí)驗(yàn)實(shí)施準(zhǔn)備【教師準(zhǔn)備】1、分組。學(xué)生按學(xué)科能力的強(qiáng)中弱平均分為 8 組，各組盡量平衡，各組 自行分工，并由實(shí)驗(yàn)員統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)過程。2、試劑：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3%的可溶性淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%的 淀粉酶溶液，新鮮 的質(zhì)量分

5、數(shù)為 20%的肝臟研磨液，體積分?jǐn)?shù)為 3%的過氧化氫溶液，碘液， 5%的鹽酸溶液， 5% 的 NaOH 溶液，蒸餾水，冰塊。3、儀器：試管若干，量筒，大、小燒杯，滴管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網(wǎng)， 溫度計(jì)， pH 試紙，火柴?！緦W(xué)生準(zhǔn)備】1、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)“探究溫度（ PH）對酶活性的影響” ，了解酶的相關(guān)信息。2、進(jìn)行分組。3、以組為單位展開交流學(xué)習(xí)， 找出影響酶活性的因素、 提出實(shí)驗(yàn)方案設(shè)想。4、通過課前準(zhǔn)備，學(xué)生進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣，再次激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究的熱情； 較大程度上節(jié)省了課堂時(shí)間；為探究實(shí)驗(yàn)的成功打基礎(chǔ)。五、教學(xué)方法【教法】 分析評價(jià)法、任務(wù)驅(qū)動法、直觀演示法【學(xué)法】 自主學(xué)習(xí)法、合作交

6、流法六、教學(xué)媒體 黑板、多媒體計(jì)算機(jī)七、課時(shí)安排本次探究實(shí)驗(yàn)安排 2 課時(shí)， 第 1 課時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與討論， 重點(diǎn)解決 證明假設(shè)過程中的實(shí)驗(yàn)原理、 實(shí)驗(yàn)中的變量關(guān)系， 制定實(shí)驗(yàn)方案與計(jì)劃； 第 2 課專業(yè)資料整理組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與討論， 重點(diǎn)解決實(shí)驗(yàn)操作與收集證據(jù)， 結(jié)論并提升對酶作用特性的認(rèn)識。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，最終得1、設(shè)置探究情景，提出探究課題教師設(shè)置探究情景：提出問題，把新鮮肝研磨液煮熟，過氧化氫酶是否還有活性?演示實(shí)驗(yàn)：把豬肝研磨液滴入過氧氫溶液中，結(jié)果沒有氣泡的產(chǎn)生，說明把鮮肝液煮熟后即不能催化過氧化氫的步提出另一外探究課題：pH對酶活性的影響。分解。據(jù)此可知高溫使過氧化氫酶

7、失去活性，從而聯(lián)想低溫是否影響酶的活性，從溫度這一因素，出探究課題：設(shè)計(jì)一個(gè)探究溫度影響過氧化氫酶活性的實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一些典型實(shí)例來提出問題。3、提出問題和作出假設(shè) ?？赏ㄟ^聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際中的如：加酶的洗衣粉的使用說明中為什么強(qiáng)調(diào)對溫度的要求？為什么我們在發(fā)燒時(shí)會出現(xiàn)呼急促、渾身乏力等癥狀？當(dāng)有人誤食有機(jī)農(nóng)藥或重金屬，急救措施之一趕緊給病人喂牛奶或豆?jié){，這是為什么？學(xué)生結(jié)合對酶化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識不難出 溫 度 、 pH 、重金屬等因素會影響酶的活性的假設(shè)在明確重點(diǎn)討論溫度、 pH 對酶性的影響后進(jìn)一步提出問題：你認(rèn)為溫度和 pH 的變化與酶的催化效率之間應(yīng)具有什么樣的關(guān)系？ 你能用坐標(biāo)圖的形

8、式表示出來嗎？ 學(xué)生思考討論可能形成多種具體的假設(shè)與預(yù)測。4、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 ?？茖W(xué)需要證據(jù) ，通過什么樣的實(shí)驗(yàn)來證明你的假設(shè)正確呢？針對完成溫度和 pH 這 2 個(gè)因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)， 將學(xué)生分為 3個(gè)大組分別討論，先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的整思路再設(shè)計(jì)具體的實(shí)施方案。首先要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思路的整體設(shè)計(jì)，要思考以下的問題：選擇哪一種酶作實(shí)驗(yàn)材料？為什么要選擇這種酶？根據(jù)自己做出的假設(shè)，你預(yù)期會看到怎的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？比如酶活性升高或降低時(shí)，會出現(xiàn)什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？將預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫下來。本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？因變量是什么？用什么方法控制自變量？怎樣觀察或檢測因變？對照組怎樣設(shè)置？是否需要進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)？想要探究哪幾個(gè) pH

9、 值？怎樣將不同溶液的 pH 分別調(diào)到設(shè)定的數(shù)值？結(jié)果的干擾？探究溫度對酶活性的影響，你講設(shè)定哪幾pH 對酶活性的影響，你將設(shè)定怎樣排除溫度和其他因素對四眼個(gè)溫度？怎樣將不同溶液的溫度分別調(diào)到設(shè)定的數(shù)值？怎樣排除pH 和其他因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？重點(diǎn)解決實(shí)驗(yàn)中的自變量與因變量的關(guān)系。在學(xué)生匯報(bào)交流后小結(jié)：實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度和 pH ，因變量是反應(yīng)速率， 可通過測定單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分解或存在的量，或單時(shí)間內(nèi)生成物的產(chǎn)生量來反映。八、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師組織與指導(dǎo)學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖WORD格式新課導(dǎo)入探究實(shí)驗(yàn)分組和實(shí)驗(yàn)材料的選擇拿出加酶洗衣粉一袋，請位同學(xué)閱讀它使用 的注意事項(xiàng)。引導(dǎo)學(xué)生推測：溫度對

10、于洗衣粉里酶發(fā)揮它的作用是有影響的。提問：唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)時(shí)，再發(fā)揮作用，如果它沒有馬上被胃蛋白酶分解掉，可能是什么條件變化導(dǎo)致它的活性降低？舉例解釋酶的活性就是酶的催化效率的高低。溫度和 pH 對酶的活性究竟有何影響呢？今天我們就通過實(shí)驗(yàn)來探究一下。將學(xué)生分組，兩小組探究溫度對酶活性的影響，另兩組探究 pH 對酶活性的影響。引導(dǎo)學(xué)生對酶材料進(jìn)行選擇。向?qū)W生展示就不淀粉酶（工業(yè)用酶，適宜溫度 60 ），還有新鮮的肝臟研磨液， 提問：肝臟研磨液里主要包含那種酶？問：如果選用過氧化氫酶來探究溫度對酶的影響，合適不合適？教師補(bǔ)充：如果我們在實(shí)驗(yàn)中設(shè)置高溫條溫度不僅會對酶的活性產(chǎn)生影響，還會對

11、化中自變量反應(yīng)本身的速率產(chǎn)生影響。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就一對應(yīng)的不夠嚴(yán)密。建議用 淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶來探究 PH 對酶活性影響。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所選材料對要探究的問題做出假設(shè)。一同學(xué)閱讀之后提 出加酶洗衣粉的使用要從學(xué)生熟控制好溫度。悉的生活情境解。學(xué)生應(yīng)答。學(xué)生思考回答學(xué)生認(rèn)真傾聽并理了解自己所在小組的探究內(nèi)容。學(xué)生根據(jù)前面所學(xué)答出：過氧化氫酶。學(xué)生回答：不合適。因?yàn)楦邷貢铀貶2O2 的分解。領(lǐng)會：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和因變量是一關(guān)系。學(xué)生討論，溫度過高或者過低， pH 過酸或是過堿可能會對酶的活性有何影響，做出假設(shè)。入手，引導(dǎo)學(xué)生思考可能影響酶活性的條件，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究的興通過對

12、實(shí)驗(yàn)材料的選擇了解確定和控制好變量對于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的重要意義。簡單討論并做好材請學(xué)生從實(shí)驗(yàn)報(bào)告單上， 選擇實(shí)驗(yàn)試劑和用料選擇。具，勾示出來。通過思考指出：控制好變量對于設(shè)計(jì)一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、行性?qiáng)的實(shí)驗(yàn)來說尤為重要。 在大屏幕上列出思考問題：注視大屏幕，了解要思考的問題。題的方式將實(shí)驗(yàn)中自變量的確定和控制、控制？2）實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？反映因變量的指標(biāo)是？如何對其指標(biāo)進(jìn)行檢測？積極思考，小組討論，為實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。因變量指標(biāo)的觀察和檢測重點(diǎn)提出，幫助1）你所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何學(xué)生理清實(shí)驗(yàn)請學(xué)生在認(rèn)真思考和完成上述問題后，再設(shè)設(shè)計(jì)思路，把計(jì)實(shí)驗(yàn)的具體步驟。學(xué)生討論，交流握對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基

13、本方給學(xué)生 5 分鐘，各組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。法。教師走進(jìn)學(xué)生，詢問，提示。第一個(gè)小組介紹，全體討論；第二小組介請兩個(gè)組的同學(xué)展示實(shí)驗(yàn)方案， 教師在每個(gè)紹，全體討論。3）無關(guān)變量有哪些？如何進(jìn)行控制？小組介紹完實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)， 詢問各組設(shè)計(jì)中的自變量及其控制方法，因變量指標(biāo)的觀察和檢測方法。其他同學(xué)認(rèn)真傾聽，聽完后，討論。研究相同問題的兩組互相評價(jià)，補(bǔ)充。在學(xué)生介紹時(shí)對把握的好的地方給予肯定討和鼓勵，及時(shí)把可能出現(xiàn)的問題指出并且糾正，如：缺少對照實(shí)驗(yàn)組（尤其是pH 組設(shè)計(jì)時(shí)），沒有對比實(shí)驗(yàn)，我們將不能準(zhǔn)確的判斷自己的實(shí) 驗(yàn)結(jié)果是否正確。單一（自）變量的確定，如 探究溫度對酶活性的影響時(shí)， 實(shí)驗(yàn)組和

14、對照組酶 所處的 pH 條件均應(yīng)相同。要嚴(yán)格控制無關(guān)變通過匯量，遵循等量原則。 牢牢把握因變量與自變量 的對應(yīng)關(guān)系。如：是對底物控制溫度還是對酶控WORD格式制溫度？不同溫度溶液混合會改變原有溶液的溫度嗎？因變量指標(biāo)的檢驗(yàn)方法是否簡便可學(xué)生加深對實(shí)驗(yàn)設(shè)報(bào)、不同組之間的比較和辯行。最后指出，因?yàn)槊傅牧亢偷孜锏牧繒绊懨赣?jì)基本原則的理解。論、相互的評促反應(yīng)的速率，所以統(tǒng)一規(guī)定好實(shí)驗(yàn)中每種酶和價(jià)和補(bǔ)充，充反應(yīng)物的加入量。分發(fā)揮學(xué)生進(jìn)行探究的主動通過上述討論強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。性，學(xué)生通過探究過程深刻在學(xué)生討論、互評的基礎(chǔ)上， 總結(jié)出比較合體會實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將方案展示如下：中對照原則、

15、溫度組：單一變量原取六支潔凈的試管， 分別標(biāo)號 1,2 ， 3，則、等量原則4,5 和 6 。的意義。向 1 號試管中各加入 淀粉酶溶液，向號試管中各加入淀粉溶液。將號和號試管放入冰水浴中， 號和號試管放入水浴中， 號和號試管放入沸水浴中，均保溫分鐘。分別將置于相同溫度下的兩支試管中的溶液混合均勻， 仍然分別在、 、學(xué)生經(jīng)過討論，及條件下保溫，讓混合液反應(yīng)分鐘。時(shí)發(fā)現(xiàn)本小組設(shè)計(jì)方案將反應(yīng)后的三支試管取出， 分別加入等量 的不足之處，加以修改碘液，實(shí)施震蕩搖勻，觀察溶液顏色變化， 是否變藍(lán) 完善。實(shí)驗(yàn)及變藍(lán)程度，記錄下來。pH組：取六支潔凈的試管， 分別標(biāo)號 1,2 ， 3，4,5 和 6 。向

16、 1 號試管中各加入肝臟研磨液，向?qū)嶒?yàn)結(jié)果的號試管中各加入 H2O2 溶液。向號和號試管中各加入滴5%的NaOH溶液，向號和號試管中各加入滴蒸專業(yè)資料整理分析和討論餾水，向號和號試管中各加入滴酸溶液，靜置分鐘。5%的鹽分別將號和號、 號和號、號和號試管中的溶液混合， 震蕩，觀察混合后的三支試管中氣泡產(chǎn)生的劇烈程度和氣泡生成量的多少，記錄。每組學(xué)生分工協(xié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論作，開始實(shí)驗(yàn)（ 5 10 分鐘）。通過實(shí)驗(yàn)請學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)方案，開始實(shí)驗(yàn)。教師巡視、指導(dǎo)，提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和安全性。完成實(shí)驗(yàn)操作，將觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告單上，與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較，得出結(jié)論。象。學(xué)生展示動手操作能力，加

17、強(qiáng)規(guī)范操作意識，并且體現(xiàn)出團(tuán)隊(duì)分工合作的精神。請幾個(gè)學(xué)生代表敘述并分析自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)探究溫度和 pH 的小組代表描述自己組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，與預(yù)期結(jié)果加以比較，并作出自我評價(jià)。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論，發(fā)展了學(xué)生分析處如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，引導(dǎo)學(xué)生共同討論分析、總結(jié)原因。如：試劑量取、混合等實(shí)驗(yàn)步驟操作是否規(guī)范 ; 在先后取不同試劑時(shí)，量筒有無清洗干凈；理問題的能力。在酶與底物混合后， 有無在與混合前相同的條件下給予經(jīng)過討論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中的成功和不足。充分的反應(yīng)時(shí)間。等等。根據(jù)探究的結(jié)果，請學(xué)生得出探究的結(jié)論。學(xué)生得出：每種酶都有發(fā)揮自己活性的最指出：如果要用坐標(biāo)曲線圖的形式表示溫度和 pH 值對酶活性影響的規(guī)律，需要做比較精確的定量 實(shí)驗(yàn)，用具體的數(shù)據(jù)來反應(yīng)酶的活性高低，我們通過今 天的定性實(shí)驗(yàn)無法做出， 但我們可以了解科學(xué)家已經(jīng)通 過定量實(shí)驗(yàn)做出的曲線的形態(tài)。展示課本上的曲線圖，并指導(dǎo)學(xué)生了解曲線的含 義。適溫度和最適 pH ，當(dāng)溫 度過高或者是過低，酶 的活性都會下降，且高 溫可以使酶永久失活， pH 過酸或者是過堿， 酶 的活性也都會下降。拓學(xué)生了解曲線并且理解曲線的含義。思考后做出回答： 那需要設(shè)置一系列的溫 度梯度或者是 pH 梯度， 定量測出酶在各種溫度展延伸如果給一個(gè)