高考理综酶的特性的教学设计Word格式文档下载.docx

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如何检测实验的结果呢？

讨论（实验的结果的分析）：

如果出现了我们预期的实验结果，那么可以得出什么结论呢？

（过氧化氢酶的催化效率比氯化铁的催化效率高。

从一个方面说明酶具有高效性。

实验预期和结果讨论。

2．酶是否具有专一性？

提出讨论题1：

我们又如何证明酶是否具有专一性呢？

我们设计实验的思路应该是怎样的呢？

怎样选材？

怎样设计对照？

提示：

专一性应该体现在酶只能催化某种特定的反应，而对其它反应没有催化作用。

考虑我们应该怎样选择酶？

怎样选择反应物？

讨论题2：

如果给你淀粉酶、淀粉、蔗糖以及其它必须的材料用具，你能设计出实验步骤吗？

提问：

如果假设成立，结果应是怎样的？

（淀粉被分解了，蔗糖不会被分解）

怎样来检验实验的结果呢？

可以用碘液来检验吗？

（不能，碘液只检验淀粉是否被分解，蔗糖是被分解则无法检验。

淀粉分解后的产生是麦芽糖和葡萄糖，都属于还原性糖；

蔗糖分解后的产物也是还原性糖。

对鉴定的结果作出预期和分析。

归纳：

实验设计的关键：

一是材料的选择，这是实验成功的重要方面；

二是设计对照，控制无关的变量。

以上2例再作说明。

3．环境条件是否会影响酶的催化活性？

提出问题：

生物体内的反应是非常平和的条件下进行的。

那么环境条件会不会影响酶的活性呢？

比如温度是否会影响酶的活性？

现给你淀粉溶液、淀粉酶，以及其它必要的材料，请你设计一个实验证明酶的催化受到温度的影响。

这个实验中，研究的因子（或变量）是什么呢？

（温度）

思考题：

酶的催化还受到PH的影响，我们也可以设计实验加以证明。

请同学们设计好实验。

讲述：

酶是否确实具有高效性和专一性？

温度和PH怎样影响酶的活性？

我们将在下节课通过具体的实验来探究。

请大家结合今天的分析，并预习课本实验五到实验七，为实验作好准备。

案例1：

酶的特性

师：

（教师展示一袋加酶洗衣粉）我这儿有一袋洗衣粉，请一位同学看一下，有哪些使用的注意事项。

生：

（阅读洗衣粉上的使用说明。

为什么这种洗衣粉要在60度以下的温水中使用呢？

这是加酶洗衣粉。

温度过高会破坏酶的活性。

为什么温度过高就会破坏酶的活性。

酶主要是蛋白质，蛋白质在高温下会失去活性。

你多次说到酶的活性，那你如何理解酶的活性？

我的理解是，酶对反应的催化效率。

那么，你觉得还有哪些条件会影响酶的活性呢？

你的依据是什么？

小组间可作简要讨论。

（学生讨论）

生1：

酶的活性还受酸碱性的影响。

我记得唾液、胃液等不同的消化液的酸碱性是不同的，那么里面的酶的催化所需的PH也就是不同的，所以PH应该是会影响酶的活性的。

生2（生1小组成员补充）：

过强的酸或碱会使蛋白质失活，因此酸碱性也就会影响酶的活性。

生3：

离子会影响酶的活性，其依据也是因为酶是蛋白质，而某些离子会使蛋白质变性。

同学们的分析很有道理，依据也十分充分。

但是有道理的是否就一定是科学的事实呢？

不一定。

这只是一种推理和猜想。

同一现象往往可以有不同的解释，其理论上都是成立的，但实际情况如何必须通过实验来证明。

说的真好。

今天我们就要通过实验来探究，温度、PH值等是否是影响酶活性的条件。

由于我们只有一节课的时间，而且我们给大家提供的条件也有限，我们不可能让大家探讨所有的问题，每个小组只能探讨一个问题。

现在我们给大家介绍一下给大家提供的实验材料和用具。

（教师介绍实验桌上的材料用具：

质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，质量分数为20%的新鲜鸡肝研磨液；

质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为5%的盐酸，质量分数为5%的氢氧化钠溶液，氯化铁，碘液，斐林试剂。

热水，蒸馏水，冰块。

试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，PH试纸，火柴。

在介绍过程中要求学生回顾：

新鲜鸡肝有什么用途？

裴林试剂有什么作用？

如何使用？

同时告诉学生，因市售的α-淀粉酶具有较广的温度活性范围，因此为节省时间，事先已给大家准备了一些放在沸水和冰水中的α-淀粉酶，如果用得到可以直接取用。

除了这些材料外，每个同学也带来了实验材料——唾液，如果用到唾液，那么我们也准备了相应的装置，在实验桌上。

根据给定的条件小组商量一下，准备探讨什么问题？

为什么？

（小组交流后，学生回答。

我们准备讨论PH值对酶活性的影响，因为刚才老师已说了温度会影响酶的活性，而且α-淀粉酶的活性范围比较广，所以我们觉得继续探究就没有太多的意思了。

想讨究自己不了解的内容，想法非常好。

不过，老师说了温度会影响酶的活性，α-淀粉酶的活性温度范围比较广，你就一定相信，没有一点怀疑吗？

（生：

笑）所以如果想探究一下，也没有什么不可以对吧？

生2：

我们探究温度对酶活性的影响。

我们准备用唾液来做实验，唾液的活性范围应该比较小些，我们想实验效果会明显些。

我们想做离子对酶活性的影响。

因为实验桌上有碘、氯化铁还有硫酸铜，所以我们想做一下这些离子对酶的活性有没有影响。

大家的想法都不错，其他组肯定还会有其他的想法。

下面请你们讨论形成你们的实验方案。

等会儿我们实验的时候是两人一组，但讨论的时候你们可以在小组内进行，也可以在小组间进行。

不过，在大家形成具体实验方案前，希望大家先回顾一下，实验设计中要注意哪些问题？

师生共同讨论：

[

（1）实验材料的选择是否合理；

（2）自变量的设置及可操作性；

（3）因变量的预期及测量方法；

（4）无关变量的控制；

（5）对照实验的设置。

]

明白了实验设计的要素后，大家可以讨论形成自己小组的实验方案。

在每个小组的实验桌里面，我都给大家准备了一张实验报告，请大家把小组要探讨的问题，你们的假设，实验的步骤及预期的实验结果写在实验报告纸上。

此外，实验现象要记录，请你们再设计一张表来记录实验的现象。

（学生讨论形成方案）

各组都设计好了。

哪个组先发言？

（学生举手）这样吧，咱们为了公平起见，我这儿有九张分别是红桃１－９的扑克牌，每个小组抽取一张，我们选择抽到红桃７、８、９的小组来介绍。

（学生抽签）

好，哪几个组抽到了红桃７、８、９？

（学生举手，并示意）请这三个小组上讲台向其他同学介绍你们的实验方案。

其他同学想一想，他们的方案有没有不合理的地方，如果有，可以提出质疑。

生（红桃７组）：

（学生边板画边介绍他们的方案，他们的方案是探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，实验过程介绍条理清晰，细节考虑十分周全。

大家觉得这组的实验设计有没有什么问题？

我觉得没有什么问题，我们组是准备用α-淀粉酶做的，其它的设计步骤都是一样的。

非常好。

下面请红桃8组介绍。

生（红桃8小组）：

（类似的边板画边介绍。

他们介绍的是探究PH值对α-淀粉酶活性的影响实验。

但他们觉得方案有问题，化学中学过，淀粉在盐酸的作用下是会水解的，盐酸到底是影响了酶的活性还是使淀粉分解了，就说不清了，所以他们觉得先要设计实验来说明盐酸是否会对实验中的淀粉产生影响）

我觉得实验中还有问题，碘与氢氧化钠是会反应的，所以最后会碘来检验加氢氧化钠后酶是否失活，也是不妥当的。

大家的意见呢？

如果这些分析是有道理的，那么应该对实验的方案作哪些调整呢？

我们考虑用过氧化氢和鸡肝研磨液作实验材料，这样就可以避免上述的问题了。

还有问题吗？

如果没有请红桃9小组的同学介绍。

生（红桃9小组）：

（介绍离子对酶活性的影响的实验步骤。

限于时间，我们不能让所有组同学，都上来交流。

根据刚才的分析，如果你觉得你的方案有修改必要的，可以继续修改，如果认为合理了，请安照设计好的步骤进行操作。

注意观察记录实验的现象。

（学生实验，教师巡视，与学生讨论并解决实验中的一些具体问题。

下面请交流汇报各自的实验。

说明你做的是哪个实验？

实验出现的了什么现象？

这个现象与你们的预期一致吗？

如果一致，说明什么问题？

如何不一致，可能的原因是什么？

（三组同学上讲台交流，其余同学略作补充。

根据这节课我们做的实验，我们能得出什么结论？

酶的活性受温度、PH值以及某些离子的影响。

由此可以看出酶的作用条件有什么共同点？

比较温和。

（板书：

二、酶的特性1、酶的作用条件比较温和）

如果我们要用曲线来表示温度、PH值对酶活性的影响，你能表示吗？

（上黑板画出曲线）

请你解释一下曲线的含义。

（解释说明）

在温度对酶影响的坐标图中，如果温度是从较低升到最适温度，酶活性如何变化？

如果是从高温降到适宜的温度又会发生什么变化？

从低温到最适温度，酶活性升高，因为低温不会破坏酶的结构；

如果从高温降到适宜温度，酶仍然没有活性，因为高温会使蛋白质的结构发生不可逆的变化。

如果是PH值呢？

过酸过碱都会使蛋白质结构变性，并不可恢复。

所以过酸或过碱后恢复到适宜PH值，酶的活性不会恢复。

如果我们要用实验来证明你的分析，可以吗？

当然可以）相信大家能够设计相关的实验来证明，今天我们就不再设计。

这两条曲线是定性表示的温度和PH值对酶活性的影响，如果我们要让曲线画得更精确些，那么应该怎么做？

多做几组实验，然后将实验的数据画成曲线。

那你怎么知道哪组实验中酶的催化效率高呢？

测定单位时间内反应物的生物或原料的消耗。

你怎么测？

我们强调因变量应该是可测的，如果没有必要的设备，这个因变量是很难测的吧？

（迷惑）

如果我们测定不了反应物或原料的量的变化，能否转换一下思路，通过其它方式来反映这种变化呢？

测达到相同实验效果时所需要的时间来表示。

时间是可测的，相同的实验效果是可以观察的。

这个实验就留给大家课后再作思考了。

我们探究了酶作用的一个特性，你认为酶的作用还有什么特性吗？

你判断的依据是什么？

高效性。

因为我们以前做过过氧化氢酶与氯化铁对过氧化氢的催化实验，实验表明，酶的催化效率比无机催化剂高得多。

生物体每时每刻都在完成着许许多多的反应，这些反应能在短时间内完成，必须要求酶具有高效性。

酶作用应该具有特异性。

这样才能保证不同的反应有条不紊地进行。

（归纳总结，并板书：

2、酶的作用具有高效性3、酶的作用具有专一性）我们知道了酶的这些特性，对于我们的生产和生活有什么启示呢？

酶有高效性，所以可以在一些产品，比如洗衣粉和牙膏等产品中加入酶，做成酶制品。

这样可以提高酶洗衣粉和牙膏的去污效果。

酶的作用条件比较温和，因此在酶制品的运输、贮存和使用过程中要考虑适宜的温度和PH值。

酶的作用条件比较温和，对于酶制品来说并不理想，所以再好能够加以改良。

……

大家分析得很有道理。

知识的价值在于运用，只有把所学的知识运用到实际问题的解决中去才能更好地体现出知识的价值。

如果我有一袋加酶洗衣粉，大家能否为它设计一句广告词？

这个任务请同学们课后完成，下节课我们交流。

做广告要注意什么？

也请你们先作思考。

调整与修改——在过程中完善方案

北京师范大学附属实验中学林祖荣

研究的方案也就是研究过程的一个计划。

这个计划包括了研究课题的题目、研究的目的、研究方法、人员的分工与安排、研究的进展、成果的形式等诸方面。

研究者应根据这个方案去实施研究。

对于学生的研究性学习来说，他们设计的第一份研究计划往往是显得比较稚嫩的，带有较多的理想化、想当然的成分，他们缺少实践，还不知道怎样的方案才是科学合理和具有可操作性的，他们所具有的这方面的知识仅来自于教师的指导和查阅相关的书籍资料。

所以期望在开题时就把学生的方案完善化的想法是不切合实际的，也不利用于学生获得研究过程的体验。

所以尽管经过选题、开题的过程，已经过了同学间的相互讨论与交流，也得到了教师的具体指导，但大多数课题或多或少仍存在着一定的问题。

这些问题有些是师生都可能没有意识到的，有些则希望能通过实践来检验其合理性的。

对于学生来说，他们缺少探究的经验，但也正因此，束缚他们思路的条条框框也少，有些在教师看来是“问题”，对学生来说未必是问题，也有可能这些问题恰恰激发学生创新的基点。

因此，没有经过学生的实践尝试，简单地否定学生的方案的做法是不可取的。

对于大多数课题来说，他们都需要有一个在实践中不断调整和修改方案，在研究过程中完善方案的过程。

有些课题可能最后根本就得不到预期的结果，也有些课题中途就无法进行下去，但研究性学习并不以学生获得研究成果为主要目的，培养现代人才是我们的要旨。

流产的方案

高一（12）班的郭岩研究的课题是《噪声对小白鼠的影响》，她坚持自己一个人研究一个课题。

我家旁边有个大型工地。

我觉得施工噪声不仅影响着我的学习与休息，也影响了我的身体健康。

噪声会对健康产生多大程度上的影响呢？

我想通过这个实验得到答案。

我设计的实验是两组对照实验：

一组是每天给小白鼠一定时间的不同分贝的噪声，看噪声强度对小白鼠的影响；

另一组是每天给小白鼠不同时间的高分贝噪声，看不同时间长度噪声对小白鼠的影响。

要研究这个课题，首先需要有小白鼠。

指导教师刘老师已请示过学校领导，可以由学校购买。

噪声可以通过收录机来制造。

我找过物理老师，物理老师可以为我提供测声音强度的设备。

——选自郭岩的开题陈述

郭岩选择了一个与自己生活密切相关的课题，而且希望通过实验的方案来证实她的猜想，这无疑是值得肯定的。

而且运用了对照实验的方案，其设计思路也是合理的，既遵循了对照的原则，也对变量进行了控制。

她也进行不少先期的准备，考虑到实验材料的获取等问题。

当这些问题得以解决后，她觉得实验的开展就具备了条件。

然而，晚上，她与刘老师的网络交流，很快就使她陷入了困境。

郭岩：

老师，我明天想去买小白鼠，哪儿有小白鼠买呢？

老师：

你对你的实验方案考虑周全了吗？

比如，噪声对小白鼠的影响你想通过什么来说明呢？

我想通过观察小白鼠的睡眠及饮食来体现。

你觉得可以吗？

你如何观察小白鼠的睡眠？

你能整天守着它吗？

那观察小白鼠的体重变化及饮食变化应该可以吧？

体重的变化和饮食的变化是否可度量？

你觉得这两项指标可以反映噪声对它的影响吗？

我觉得可以。

那就行。

实验你准备在家做还是在学校做？

学校实验室可以吗？

学校实验室可以为你提供方便，你想过怎么控制实验条件吗？

你每天什么时候来播放噪声？

如果是白天上课期间噪声会不会对上课及教师的办公造成影响？

（迟疑）我还真没有想那么多。

那家中可以做吗？

你觉得呢？

看来也不成啊。

白天不成，我得上课，晚上也会影响家人和邻居的休息，再说家里也很难分隔不同的场所来进行实验条件的控制。

——刘老师与郭岩的网络交流

这个方案刚开始就流产了，直接的原因是缺少可操作性。

但如果郭岩不是一个人闷头设计，而是有一个小组进行相互间的讨论与交流，那可能在选题阶段就会作调整了。

应该说，指导教师也是预见到该实验难以操作的，也曾给过郭岩一些提示，但郭岩始终认为这是一个很合理的实验方案。

指导教师没有简单肯定或否定，而且希望郭岩通过自己的思考与实践来回答。

如果能找到解决问题的办法，那当然是可喜的事，如果做不下去，那至少获得了一种失败的体验，这份体验依然是十分宝贵的。

成功是一种体验，失败也是一种体验。

社会中的每一个人，都会经历成功与失败。

实验中学的学生是从全市选拨来的优秀学生，对于他们来说，一直是同龄人中的佼佼者，更多的体验是成功。

所以从某种程度上说，一定的挫折体验，学会面对失败和挫折，对于他们的成长显得尤为重要。

从《上课犯困的原因调查》到《实验中学师生睡眠状况的调查》

《上课犯困原因的调查》是由张超老师指导的一个小组，研究小组有五位成员，它们是高一（13）班的刘之岳、杨天、朱宸、王爽、刘钊。

上课犯困是一个长期困绕学生与教师的一个问题，有的同学早上第一节课就犯困，下午的课犯困的同学就更是多了。

张老师觉得学生选择了一个很不错的课题，如果学生能够找到上课犯困的原因，那就为对症下药提供基础，是很有现实意义的一个课题。

但张老师也非常清楚，这个调查能否取得成果，还要看学生选取什么样的角度，确立怎样的具体方案。

开题后，张老师与学生进行了一次交流，但这次交流并未解决问题。

到底从什么角度进行调查与研究？

怎样进行？

张老师给学生留下了问题，也给自己留下了问题。

他觉得不应该简单告诉学生该做什么和该怎么做，简单的告诉，不符合研究性学习的原则，有违研究性学习开展的目的。

对于学生的研究来说，重要的不是结果，而是过程，在过程中获得知识、方法以及体验才是开展研究性学习的要旨。

学生到底该选择什么角度进行调查与研究？

应该是没有固定答案的。

他觉得面对这个课题，自己也有点底气不足，学生研究的问题，作为指导教师也应该有一定的认识与了解。

于是，他从图书室借来了几本与睡眠有关的书籍，作了一番浏览；

又在网上搜索了几个晚上，觉得自己对睡眠的问题有了一定的了解，心里略踏实了些。

一周很快去过了，又到了周五研究性学习集中活动的时间。

小组成员如约来到了生物组办公室。

张老师：

“上次回去之后，你们有没有新的思考？

”

“老师，我们觉得上课犯困原因很多，比如有身体的原因，有老师上课的原因，有睡眠的原因等等。

可我们觉得这个题目有些大，我们能不能就犯困的原因――精神状态不好作为切入点进行研究呢？

”刘之岳说。

“那什么样的精神状态是好的，什么样的精神状态是不好的呢？

”张老师微笑着问。

朱宸很聪明，立刻明白了，“对啊，有时我觉得自己精神不错，可刘之岳说我看上去好像在梦游。

“如果只靠感觉，不同的人的感觉都是不同的，没有统一标准啊。

”王爽补充道。

“还有，你们认为上课精神状态不好的原因可能是什么呢？

“我觉得我们没精神是因为对所上的课没兴趣”刘钊说。

“不一定吧，我最喜欢英语课了，可有的时候也听不进去，想睡觉”刘之岳立刻反驳。

“一想到没完没了的作业考试，我就提不起精神。

”杨天皱着眉头说。

“老师可不用写作业也不用考试，可也有精神不好的时候的。

”不知谁插了一句。

“我晚上总是睡不好，每天早上起床都特痛苦，一上课就困”

“我也总是睡不醒”

“我就没在12点之前睡过”

“我觉得我们精神状态不好，主要是因为睡眠不好”

大家七嘴八舌，议论纷纷。

“对了，咱们可否对全校同学的睡眠时间作一个调查呢？

老师您觉得如何？

”刘之岳突然兴奋地说。

“你们觉得呢？

”张老师笑着反问。

“应该可以吧。

”大家获得了一致的看法。

“那咱们的调查方案就确定为《实验中学高中学生睡眠状况的调查》。

”刘之岳作为组长拍板道，“大家还有没有意见？

”。

“一致通过！

”大家齐声道。

——摘自《实验中学高中学生与教师睡眠状况的调查》研究小组札记

调查的初步方案在讨论更清晰、更具体了。

但在以后的一周中，张老师又在研究性学习网络平台上，见到了研究小组的帖子：

我看到网上的一则消息：

“中华医学学会精神病学分会于2002年9月13日公布了首次全球睡眠调查中国地区的结果，调查发现，有42.5%的中国人存在着各种原因带来的失眠问题，其中只有近25%的中国人去看医生。

调查的结果令专业人事感到震惊，大家普遍感到中国人的睡眠质量令人堪忧……”那么多的人有睡眠的问题，可是我们对睡眠知识有多少了解呢？

我们能否同时调查一下老师和同学们对睡眠知识的了解呢？

睡眠除了长度还有一个重要的指标是睡眠的质量，我们在调查睡眠长度的同时，是否还应该调查睡眠的质量呢？

不过，睡眠的质量如何度量呢？

影响睡眠的因素有哪些？

睡眠质量对学习会产生什么样的影响？

这些问题可以调查吗？

看到这些消息，张老师感到，学生制订实施计划的过程中，不断查阅资料，丰富着自己的知识，不断互相讨论，产生新的想法。

学生的学习主动性和学习潜能正在得到激发。

学生想尽量丰富研究的内容是可取的，但要避免因研究内容过多导致问卷设计、统计困难，以及主题不突出的问题。

于是，他电脑上敲下了：

友情提醒：

试着把你的想法转化为可操作的步骤，在调查的开始时，你就得想着调查的全过程，包括问卷设计、统计、数据处理以及结论。

又到了周五。

经过再次的讨论与交流，调查方案敲定。

次日，在研究性学习网络平台，张老师看到了研究小组的修改方案，摘录片断：

课题：

实验中学高中学生和教师睡眠状况的调查

研究目的：

了解实验中学高中学生对睡眠的认识，了解实验中学高中学生和教师的睡眠状态以及导致现状的原因，寻找解决办法，学会合理安排、分配睡眠时间。

课题的意义：

为同学们和教师提供一分较为科学的调查报告，对自己的睡眠状况及影响因素有较客观的认识，提出可行的建设性的意见，为学校制订作息时间提供参考意见，同时发展个人能力，提高综合素质。

这个方案还远不会是最后的方案，学生对于课题意义的认识也只是初步的，随着研究的深入，同学们肯定会遇到更多的问题和困难，还将会对现有的方案作出修订，其过程必然会有成功的欣喜，也会有不足的遗憾。

但经受过酸甜苦辣锻炼的学生肯定会在这一过程中有所得有所获。

案例实录:

生物学研究的基本方法（请勿将案例用于出版物,如引用请征得同意）

通过上节课的学习，我们知道生命科学是一门探究性的科学。

那么探究的过程一般是从什么开始的呢？

我认为是从观察开始的。

对。

那今天我们也请大家先进行观察。

这是一段录像。

（观察视频：

示三种蛇捕食鼠的场景。

教师对画面作适当的介绍。

根据刚才的观察，你们有什么自己感兴趣的问题要提出来呢？

我想问的是，蛇是靠什么来捕足老鼠的？

蛇的嘴那么小，可鼠是那么大，我想知道蛇怎么把鼠吞下去的？

老鼠有四条腿，蛇没有，蛇怎么会追到老鼠的？

生4：

我看到，蛇是在黑暗的环境中捕捉老鼠的，蛇怎么会感到老鼠的存在的呢？

生5：

我看蛇游动的时候是S形，它怎么会是这样运动的呢？

这样运动时它的行程还远了，怎么还会快得起来呢？

生6：

蛇怎么把老鼠消化的？

生7：

不同的蛇捕捉老鼠的方法是否一样？

大家提出了许多自己感