高一生物教案探究影响酶活性的因素

高一生物教案探究影响酶活性的因素
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高一生物教案探究影响酶活性的因素
探究影响酶活性的因素(温度和pH)
一、教学目标：
1、学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。

2、学会用准确的语言阐明实验探究的结果。

3、概述温度和pH影响酶的活性。

4、体验科学探究过程,领悟科学探究方法，体现团队合作精神。

二、教学重点：
1、学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。

2、学会用准确的语言阐明实验探究的结果。

三、教学难点：
确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。

四、教学方法：实验探究法
五、实验原理：
六、材料用具：
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为2%的α—淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，体积分数为3%的过氧化氢溶液，碘液，5%的盐酸溶液，5%的NaOH溶液，蒸馏水，冰块。

试管若干，量筒，大、小烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，pH试纸，火柴。

七、教学过程：
教学内容教师组织与指导学生活动设计意图
新课导入拿出加酶洗衣粉一袋，请位同学阅读它使用的注意事项。

引导学生推测：温度对于洗衣粉里酶发挥它的作用是有影响的。

提问：唾液淀粉酶随食物进入胃内时，就不再发挥作用，如果它没有马上被胃蛋白酶分解掉，可能是什么条件变化导致它的活性降低?
举例解释酶的活性就是酶的催化效率的高低。

温度和pH对酶的活性究竟有何影响呢?今天我们就通过实验来探究一下。

一同学阅读之后提出加酶洗衣粉的使用要控制好温度。

学生应答。

学生思考回答。

学生认真倾听并理解。

从学生熟悉的生活情境入手，引导学生思考可能影响酶活性的条件，激发学生进行探究的兴趣。

探究过程
①实验分组和实验材料的选择
②实验方案的设计和讨论
③实施实验
④实验结果的分析和讨论
⑤实验
结论
将学生分组，两小组探究温度对酶活性的影响，另两组探究pH对酶活性的影响。

引导学生对酶材料进行选择。

向学生展示α—淀粉酶(工业用酶，适宜温度60℃)，还有新鲜的肝脏研磨液，提问：肝脏研磨液里主要包含那种酶?
问：如果选用过氧化氢酶来探究温度对酶的影响，合适不合适?
教师补充：如果我们在实验中设置高温条件，温度不仅会对酶的活性产生影响，还会对化学反应本身的速率产生影响。

这样的实验设计就不够严密。

建议用α—淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶来探究PH对酶活性的影响。

引导学生根据所选材料对要探究的问题做出假设。

请学生从实验报告单上，选择实验试剂和用具，勾示出来。

了解自己所在小组的探究内容。

学生根据前面所学答出：过氧化氢酶。

学生回答：不合适。

因为高温会加速H2O2的分解。

领会：在实验设计中自变量和因变量是一一对应的关系。

学生讨论，温度过高或者过低，pH过酸或是过碱可能会对酶的活性有何影响，做出假设。

简单讨论并做好材料选择。

通过对实验材料的选择了解确定和控制好变量对于设计实验的重要意义。

指出：控制好变量对于设计一个严谨的、可行性强的实验来说尤为重要。

在大屏幕上列出思考问题：
(1)你所设计实验的自变量是什么?如何控制?
(2)实验的因变量是什么?反映因变量的指标是?如何对其指标进行检测?
(3)无关变量有哪些?如何进行控制?
请学生在认真思考和完成上述问题后，再设计实验的具体步骤。

给学生5分钟，各组讨论，设计实验步骤。

教师走进学生，询问，提示。

请两个组的同学展示实验方案，教师在每个小组介绍完实验步骤时，询问各组设计中的自变量及其控制方法，因变量指标的观察和检测方法。

其他同学认真倾听，听完后，讨论。

在学生介绍时对把握的好的地方给予肯定和鼓励，及时把可能出现的问题指出并且纠正，如：①缺少对照实验组(尤其是pH组设计时)，没有对比实验，我们将不能准确的判断自己的实验结果是否正确。

②单一(自)变量的确定，如探究温度对酶活性的影响时，实验组和对照组酶所处的pH条件均应相同。

③要严格控制无关变量，遵循等量原则。

④牢牢把握因变量与自变量的对应关系。

如：是对底物控制温度还是对酶控制温度?不同温度溶液混合会改变原有溶液的温度吗?⑤因变量指标的检验方法是否简便可行。

最后指出，因为酶的量和底物的量会影响酶促反应的速率，所以统一规定好实验中每种酶和反应物的加入量。

通过上述讨论强调实验设计的基本原则。

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，将方案展示如下：温度组：
⑴取六支洁净的试管，分别标号1,2，3，4,5和6。

⑵向1～3号试管中各加入1mlα—淀粉酶溶液，向4～6号试管中各加入2ml淀粉溶液。

⑶将1号和4号试管放入0℃冰水浴中，2号和5号试管放入60℃水浴中，3号和6号试管放入100℃沸水浴中，均保温5分钟。

⑷分别将置于相同温度下的两支试管中的溶液混合均匀，仍然分别在0℃、60℃、100℃条件下保温，让混合液反应5分钟。

⑸将反应后的三支试管取出，分别加入等量碘液，震荡摇匀，观察溶液颜色变化，是否变蓝及变蓝程度，记录下来。

pH组：
⑴取六支洁净的试管，分别标号1,2，3，4,5和6。

⑵向1～3号试管中各加入2ml肝脏研磨液，向
4～6号试管中各加入2mlH2O2溶液。

⑶向1号和4号试管中各加入2滴5%的NaOH溶液，向2号和5号试管中各加入2滴蒸馏水，向3号和6号试管中各加入2滴5%的盐酸溶液，静置2分钟。

⑷分别将1号和4号、2号和5号、3号和6号试管中的溶液混合，震荡，观察混合后的三支试管中气泡产生的剧烈程度和气泡生成量的多少，记录。

注视大屏幕，了解要思考的问题。

积极思考，小组讨论，为实验步骤的设计做好准备。

学生讨论，交流。

第一个小组介绍，全体讨论;第二小组介绍，全体讨论。

研究相同问题的两组互相评价，补充。

学生加深对实验设计基本原则的理解。

学生经过讨论，及时发现本小组设计方案的不足之处，加以修改完善。

通过思考题的方式将实验中自变量的确定和控制、因变量指标的观察和检测重点提出，帮助学生理清实验设计思路，把握对照实验设计的基本方法。

通过汇报、不同组之间的比较和辩论、相互的评价和补充，充分发挥学生进行探究的主动性，学生通过探究过程深刻体会实验设计中对照原则、单一变量原则、等量原则的意义。

请学生根据自己的实验方案，开始实验。

教师巡视、指导，提醒学生实验操作的规范性和安全性。

每组学生分工协作，开始实验(5—10分钟)。

完成实验操作，将观察到的实验现象记录在实验报告单上，与预期结果进行比较，得出结论。

通过实验学生展示动手操作能力，加强规范操作意识，并且体现出团队分工合作的精神。

请几个学生代表叙述并分析自己的实验现象。

如果实验现象不明显，引导学生共同讨论分析、总结原因。

如：①试剂量取、混合等实验步骤操作是否规范;②在先后取不同试剂时，量筒有无清洗干净;③在酶与底物混合后，有无在与混合前相同的条件下给予充分的反应时间。

等等。

探究温度和pH的小组代表描述自己组的实验现象，与预期结果加以比较，并作出自我评价。

经过讨论，总结实验过程中的成功和不足。

通过对实验结果的分析讨论，发展了学生分析处理问题的能力。

根据探究的结果，请学生得出探究的结论。

指出：如果要用坐标曲线图的形式表示温度和pH值对酶活性影响的规律，需要做比较精确的定量实验，用具体的数据来反应酶的活性高低，我们通过今天的定性实验无法做出，但我们可以了解科学家已经通过定量实验做出的曲线的形态。

展示课本上的曲线图，并指导学生了解曲线的含义。

学生得出：每种酶都有发挥
自己活性的最适温度和最适pH，当温度过高或者是过低，酶的活性都会下降，且高温可以使酶永久失活，pH过酸或者是过碱，酶的活性也都会下降。

学生了解曲线并且理解曲线的含义。

学生通过分析总结，能用准确的语言描述实验结果，阐明实验结论。

拓展延伸
如果给一个未知的酶，如何测定它发挥活性的最适温度和最适pH?
思考后做出回答：那需要设置一系列的温度梯度或者是pH梯度，定量测出酶在各种温度或pH条件下的活性，将酶活性最强时的温度和pH确定下来。

用已经探究出的实验结论引发学生对新的问题的思考，学生可以用已经掌握的实验设计的方法和原则来处理分析新的问题，进一步发展实验探究能力。