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1、酶的特性的教学设计一导言：已近中午了，大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢？还记得食物是怎么被消化的吗？什么是酶呢？酶是生物体内有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，现在知道有些RNA也可以是酶。还记得什么是催化剂吗？催化剂有什么特点？酶是生物催化剂，他当然具有一般化学催化剂的特点。那么酶还有不同于无机催化剂的特点吗？你们的早餐吃了些什么？这些食物里含有哪些成分呢？这些反响都需要在酶的催化下完成。在短短的几个小时内，酶就把食物分解了。有些细菌在条件适宜的情况下，只需要经过20多分钟就能繁殖一代，在这二十多分种的时间内要合成新细胞的全部物质。这些反响如果在试管借助一般催化剂来完成，那简直是不可
2、能的。但在生物体内却可以在常温常压下快速完成。如果这些反映都是在酶的催化下完成的话，那么我们可以猜测，酶的催化效率一定是很高的。生物体内的反响是很温和的，同样是氧化有机物，在体外燃烧，直接就分解成了二氧化碳和水，而在体内要的十几步几十步的反响来完成。这些反响都依赖于酶的进行。这些反响能够有条不紊地进行，我们可以猜测，酶的催化需要有专一性。如果没有专一性，体内的反响就会发生紊乱。推测：酶具有高效性和专一性。二新课1酶是否具有高效性？讨论：我们先讨论如何来设计实验证明酶具有高效性。提示1酶的高效性是相对谁而言？无机催化剂而言酶的高效是相对于化学催化剂，所以我们在设计实验时就要想方法让酶与无机的催化
3、剂作比拟，看它们谁的催化效率更高。反响物怎么选择呢？是让无机催化剂和酶各自催化一种呢？还是催化同一种物质呢？提示2我们知道过氧化氢可以在Fe3+催化下，分解成水和氧。新鲜的动物肝脏含有过氧化氢酶。如果给你新鲜的动物肝脏、过氧化氢溶液、氯化铁溶液，以及必需的实验用具，你能否设计实验？讨论实验的预期和结果检验：如果假设成立，结果将是如何？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
4、实验的思路应该是怎样的呢？怎样选材？怎样设计对照？提示：专一性应该表达在酶只能催化某种特定的反响，而对其它反响没有催化作用。考虑我们应该怎样选择酶？怎样选择反响物？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，蔗糖不会被分解讨论：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，蔗糖是被分解那么无法检验。提示：淀粉分解后的产生是麦芽糖和葡萄糖，都属于复原性糖；蔗糖分解后的产物也是复原性糖。讨论：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；
5、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：生物体内的反响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？比方温度是否会影响酶的活性？讨论：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。提示：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
6、：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，有哪些使用的考前须知。生：阅读洗衣粉上的使用说明。师：为什么这种洗衣粉要在60度以下的温水中使用呢？生：这是加酶洗衣粉。温度过高会破坏酶的活性。师：为什么温度过高就会破坏酶的活性。生：酶主要是蛋白质，蛋白质在高温下会失去活性。师：你屡次说到酶的活性，那你如何理解酶的活性？生：我的理解是，酶对反响的催化效率。师：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
7、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。师：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？生：不一定。这只是一种推理和猜测。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。师：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
8、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忆：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-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-淀粉酶，如果用得到可以直接取用。除了这些材料外，每
9、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，学生答复。生1：我们准备讨论PH值对酶活性的影响，因为刚刚老师已说了温度会影响酶的活性，而且-淀粉酶的活性范围比拟广，所以我们觉得继续探究就没有太多的意思了。师：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，-淀粉酶的活性温度范围比拟广，你就一定相信，没有一点疑心吗？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拟小些，我们想实验效果会明显些。生
10、3：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。师：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，希望大家先回忆一下，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。师：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
11、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。学生讨论形成方案师：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的扑克牌，每个小组抽取一张，我们选择抽到红桃、的小组来介绍。学生抽签师：好，哪几个组抽到了红桃、？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
12、周全。师：大家觉得这组的实验设计有没有什么问题？生：我觉得没有什么问题，我们组是准备用-淀粉酶做的，其它的设计步骤都是一样的。师：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-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生1：我觉得实验中还有问题，碘与氢氧化钠是会反响的，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。师：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
13、呢？生：我们考虑用过氧化氢和鸡肝研磨液作实验材料，这样就可以防止上述的问题了。 师：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。师：限于时间，我们不能让所有组同学，都上来交流。根据刚刚的分析，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。师：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
14、补充。师：根据这节课我们做的实验，我们能得出什么结论？生：酶的活性受温度、PH值以及某些离子的影响。师：由此可以看出酶的作用条件有什么共同点？生：比拟温和。师：板书：二、酶的特性 1、酶的作用条件比拟温和师：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？生：上黑板画出曲线师：请你解释一下曲线的含义。生：解释说明师：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？生：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。师：如果是
15、PH值呢？生：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。师：如果我们要用实验来证明你的分析，可以吗？生：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。师：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？生：多做几组实验，然后将实验的数据画成曲线。师：那你怎么知道哪组实验中酶的催化效率高呢？生：测定单位时间内反响物的生物或原料的消耗。师：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？生：迷惑师：如果我们测定不了反响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？生：测到达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。师：非常好。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？生1：高效性。因为我们以前做过过氧化氢酶与氯化铁
