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    探究影響酶催化速率的因素(第1課時)


    2014-07-08 14:11:25   來源:   撰稿:楊帆   攝影攝像:    ;  評論:0 點擊:

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    教學設計

      
      1.知識目標
      通過進行有關的實驗設計討論,鞏固對自變量的控制、觀察和檢測因變量變化的方法,以及對實驗設計的單一變量原則、對照原則和重復原則的理解。
      2.能力目標
      (1)通過學生參與科學探究過程,嘗試設計對照實驗,分析實驗現象。
      (2)通過以小組為單位的學習,培養學生運用語言表達的能力、分享信息的能力。
      3.情感態度價值觀目標
      (1)通過設計實驗方案、進行初步實驗探究活動,使學生具有探索、合作的科學態度。
      (2)通過聯系生活、生產實際,激發學習生物學的興趣,培養關心社會生活的意識。

      
      酶的特性是《普通高中課程標準生物教科書 分子與細胞(必修1)》(人教版)第五單元第一節《降低化學反應活化能的酶》第2課時的內容,在學習了第1課時酶的作用和本質基礎上,結合探究影響酶活性的因素實驗,進一步理解酶的三大特性,鞏固了第一節的探究實驗方案設計中變量的控制內容。通過本節課的學習,讓學生進行有關實驗設計,學習控制自變量,觀察和檢測因變量的方法,以及設置對照組和重復實驗,加深對酶的特性的認識。

      
      學生通過上節課的學習,已經了解了酶在細胞代謝中的作用、酶的化學本質及酶的高效性和專一性,加上初中消化酶的知識,對酶有了初步的認識;學生通過探究植物細胞的吸水和失水的學習,也具備了一定的發現問題、提出研究題目、做出假設和設計實驗的探究能力,了解了科學探究的基本步驟。

      
      本節課是在學生對于酶有了一定認識的基礎上實施的,采用啟發式、討論式和探究式教學方法,充分利用學生已有知識,探究影響酶活性的因素,引導學生主動參與教學過程,激發學生獨立思考的意識。由于本節課的探究性實驗的難度比較大,學生分小組選擇一個課題研究,教師提供相關材料和必要的說明給以輔助,學生討論完成實驗設計,并進行小組間交流,形成較嚴謹實驗方案,將實驗方案的驗證留待第2 課時完成。

      
      探究影響酶活性的因素的實驗設計

      
      1. 教學用具
       加酶洗衣粉照片(或實物)
      2.實驗材料用具
      質量分數為2%的新配制的淀粉酶溶液,新鮮的質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液,質量分數為3%的可溶性淀粉溶液,體積分數為3%的過氧化氫溶液,質量分數為5%的鹽酸,質量分數為5%的氫氧化鈉溶液,沸水,蒸餾水,冰塊,碘液,斐林試劑;試管,量筒,小燒杯,大燒杯,滴管,試管夾,酒精燈,三腳架,石棉網,(前3個可用恒溫水浴鍋替代)溫度計,pH試紙,火柴,標簽紙。

      

     

    教師活動

    學生活動

    設計意圖

    情景導入

    在超市選中一款洗衣粉,看中它的原因不是因為成龍大哥,而是因為有能說服我的地方——包裝背面新加酶,為什么速效、去頑漬?酶是什么?酶有什么作用?
    繼續看包裝,你能告訴我在使用這個洗衣粉時要注意什么嗎?

    酶是生物催化劑,酶有高效性、專一性

     

    不宜用60℃以上的熱水溶解

    情景創設,把學生的思維引入課堂內容,并激發學生學習新知識的欲望。

    引導學生提出問題

    為什么加酶洗衣粉要注明適用溫度范圍?
    由此想到初中做消化酶實驗時,需要將溫度控制在37℃左右,為什么?
    在消化道中除了有唾液淀粉酶,還有胃蛋白酶、胰蛋白酶,但是不同部位消化液的pH不一樣:唾液的pH為6.2~7.4,胃液的pH為0.9~1.5,小腸液的pH7.6,為什么?
    你能將這些疑問轉化成可以研究的問題嗎?兩個同學簡單討論一下。
    我們今天討論影響酶的催化效率的因素,嘗試找到影響因素與酶的催化速率之間的因果關系。

     

     

     

     

     

    學生討論提出問題
    (1)溫度的改變是否可以影響酶的活性,如何影響?(2)pH的改變是否可以影響酶的活性,如何影響?

    相關資料的使用能培養學生對資料的分析和處理能力,提高學生提出問題的能力。

     

     

    由學生通過交流和討論提出問題,體驗提出問題的樂趣,激發學生學習的興趣。

    材料用具

    我們將探究的方向鎖定在溫度pH這兩個因素。
    首先要看看我們有哪些材料用具:
    (1)質量分數為2%的新配制的淀粉酶溶液,新鮮的質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液,還有一種我們隨身攜帶、便于獲取的酶——唾液淀粉酶。
    a淀粉酶溫度適用范圍較廣,15℃70℃都有活性;新鮮肝臟研磨液有什么用途?有過氧化氫酶。
    (2)質量分數為3%的可溶性淀粉溶液,體積分數為3%的過氧化氫溶液
    酶可以專一性催化水解的底物。
    (3)質量分數為5%的鹽酸,質量分數為5%的氫氧化鈉溶液
    用于調節溶液的pH。
    (4)沸水,蒸餾水,冰塊
    用于控制溫度
    (5)碘液,斐林試劑
    用于檢測淀粉,還原糖,注意什么?
    (6)試管,量筒,小燒杯,大燒杯,滴管,試管夾,酒精燈,三腳架,石棉網,(前3個可用恒溫水浴鍋替代)溫度計,pH試紙,火柴
    (7)標簽紙
    用來做什么?給試管編號。

     

    回答相應問題
    肝臟研磨液中有過氧化氫酶;碘液不能在高溫下使用;斐林試劑用于檢測還原糖,要求水浴加熱條件。

     

    增加實驗設計的導向性,關注學生實驗的基本技能

    學生自主設計實驗

    要找到“溫度pH這兩個因素對酶催化效率的影響還要設計比較嚴謹的實驗方案。
    在這個實驗方案中,我們要明確幾個問題:
    你要研究的是哪個因素對酶的影響?
    針對這個問題你的假設是什么?
    你要用哪些實驗材料?
    你選定的那個影響因素(自變量)怎樣設置?可操作性如何?
    實驗中除了你要研究的因素,其他條件(無關變量)需要怎樣處理?
    酶的催化效率是否改變(因變量)怎么測量?
    你是否設置了對照實驗?
    小組同學討論并將研究問題、提出的假設、材料用具、實驗步驟、預期結果記錄在實驗報告
    (見附件1)上。(步驟可用簡圖表示)設計表格記錄實驗現象。
    請小組代表上講臺介紹自己的實驗方案,其他同學幫助分析方案是否合理,如有不合理的地方,可以提出質疑。

    學生簡單交流討論的問題

     

     

     

     

     

     




    學生討論并完成實驗設計(填寫在實驗報告單上)

    將小組的實驗方案與同學、教師交流,并做出評價。

    培養學生設計實驗能力、語言表達能力,嘗試批判性思維。

    根據學生設計,師生共同整理出實驗方案

    (見附件2)

     

     

    實際應用

    我們討論了影響酶催化速率因素的實驗設計,那么了解酶的特性對我們的生產和生活有什么啟示?(回答有什么用的問題)

    洗衣粉加酶去污效果好,要在適宜溫度下使用;
    酶的作用條件溫和,運輸、儲存和使用要考慮適宜的溫度和pH。

    與生活實際相聯系



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