《探究影响酶活性的因素》实验教学设计

探究影响酶活性的因素 实验教学设计 1 教材分析教材分析 本实验教学设计内容是中图版高中 生物 必修 1 分子与 细胞 第三单元 细胞的新陈代谢 第 2 章 细胞能量的来源与 转变 第二节 酶在代谢中的作用 一节的内容 以实验和和探 究活动为核心展开对新知识的学习 高中课程标准对本节内容的 要求是 说明酶在代谢中的作用 探究性学习是新课程对教学提 出基本要求和实现基础 是新时代学生应具备的基本素质 生物 学是一门以实验为基础的自然科学 而实验课理所应当成为生物 教学的重要内容 是培养学生形成科学思维方式 掌握科学研究 方法的重要途径 因此本节课对学生潜在的知识和能力要求比较 高 变量分析 单一变量的控制 对照实验规范的能力及对生物 学研究思想的领悟是本节教学的关键 教师应利用课本和实验室 资源 加强学生实验能力的训练 培养学生的探究能力和创新精 神 进一步强化学生的科学思维 科学方法 科学精神等生物科 学素养 本实验教学在高中生物教学中占据举足轻重的低位 新陈 代谢是生物体进行一切生命活动的基础 而新陈代谢的进行又离 不开酶的催化作用 因此 了解酶的作用和本质 为理解细胞中 复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础 本节内容还与选修模块 的相关内容有着内在联系 例如 选修模块中有关酶的应用等 都是以 酶与代谢 部分的相关内容为基础的 此外 学生通过有 关酶的的探究性学习活动获得的技能 对进一步学习生物技术实 践等知识起到保证作用 2 学情分析学情分析 通过本单元第一章第二节细胞膜的物质运输功能的学习中 植物细胞的吸水和失水实验以及植物细胞质壁分离和质壁分离复 原实验的学习 学生已经基本了解了探究实验的基本环节 并在 老师引导下按照探究实验的环节进行了简单的实验 所以学生在 进行本次实验之前就具有了探究实验的基本素养 在此基础上可 以进一步培养学生进行探究实验的能力 而通过本节课第一课时 的学习了 学生已经对酶在细胞代谢中的作用 酶的化学本质及 酶的高效性和专一性对酶有一定的感性认识 学生对酶在生活中 的应用也有一些生活经验 在此基础上发挥联想开展探究 能充 分调动学生的积极性 锻炼实验探究的能力 3 教学目标教学目标 3 1 知识目标 概述温度和 pH 影响酶的活性 3 2 能力目标 1 通过对日常生物现象的讨论发展学生主动发现问题作出假 设的能力 2 通过设计方案的讨论交流和评价发展学生思辨 交流和评 价能力 3 通过小组独立完成探究实验操作并尝试改进发展学生解决 问题的能力 3 3 情感态度与价值观目标 1 通过探究实验体验科学研究过程 培养学生的科学情感和 科学态度 2 培养学生乐于观察生命现象并主动发现问题寻求答案探究 未知事物的精神 3 在探究过程中培养探索精神创新精神和团体合作精神 4 体验科学探究的成功与失败形成客观良好的自我认知和自 我评价 4 教学重点 难点 教学重点 难点 教学重点 教学重点 酶的活性受温度和 Ph 等环境条件的影响 教学难点教学难点 控制变量的科学方法 实验设计方案的制定 突破方法 在教学中学生会遇到许多问题 出现许多实验 设计的错误 教师在引导的基础上进行纠正 或者可以将错就错 最后进行组间对比 让实验不成功的小组分析失败原因 然后调 整实验方案在进行验证 这样既锻炼了学生的探究能力和实际操 作能力 同时能诶学生留下较深刻的印象 在以后的实验设计中 就不会再犯第二次错误 5 教学准备教学准备 实验材料 淀粉溶液 质量分数 3 淀粉酶溶液 质量 分数 2 新鲜肝脏研磨液 含有过氧化氢酶 过氧化氢溶 液 体积分数 3 碘液 婓林试剂 5 的盐酸溶液 5 的 NaOH 溶液 蒸馏水 冰水 实验仪器 试管若干 量筒 大 小烧杯 滴管 试管夹 酒精灯 石棉网 三脚架 火柴 温度计 pH 试纸等 6 教学方法教学方法 讲授法 探究法 问题导学法 小组讨论法 比较法 归 纳法等 7 教学过程教学过程 学习阶学习阶 段段 教师活动教师活动学生活动学生活动教学意图教学意图 创设情 境 导入新 课 回顾知识 提出问题 酶是具有催化 作用的生物大分子 其中绝大多数酶是 蛋白质 而蛋白质的作用条件都比较温 和 那么酶的活性是不是也会受到环境 的影响呢 多媒体展示加酶洗衣粉包装袋上的洗 学生对蛋白质 的性质进行回顾 并产生对酶活性 的兴趣 引起学生 的注意 激发 对知识的求知 欲 涤说明 并引导学生展开讨论 为什么 洗涤衣物时需要控制温度在 60 左右 温度过高或者过低为什么会对洗涤效果 有影响 回顾知识 科学探究的一般方法 投 影 提出问题 作出假设 设计实验 进 行实验 分析结果 得出结论 表达和交 流 进一步探究 指导学生对该问题展开 探究 联系实际生活 思考并渴望一探 究竟 提 出 问 题 针对以上的现象 鼓励学生提出想 要探究的问题 提出问题 温度过高或者过 低为什么会影响 酶的作用效果 培养学生 提出问题 拓 展思维 做 出 假 设 以探究问题的基本原则 让学生做 出假设 提出假设 温度会影响酶的 活性 体会科学 探究提出假设 的过程 利用 课本 和实 验室 资源 引导 学生 探究 影响 酶活 性的 设 计 实 引导学生对实验展开设计 1 本实验设计的目的是什么 根据老师的 引导展开探究 1 探究温度对 通过分析 和讨论 培养 学生科学探究 因素 温度 对酶 活性 的影 响 验 2 根据实验目的 你选择什么材料来 完成实验 3 本实验的自变量是什么 因变量是 什么 4 用什么方法控制自变量 怎样排除 无关变量对实验结果的干扰 酶活性到底有没 有影响 2 淀粉酶和淀 粉溶液 3 通过分析 总结 自变量 温度 因变量 酶的催 化效率 4 控制变量的 方法 坚持等量 原则 控制温度 为唯一的变量 排除碘液对 实验的干扰 设 置空白对照组 不加碘液而加 等量的清水 至少三组组 三 的精神 和严 谨的科学素养 进一步掌握控 制变量的方法 和对照实验的 设置方法 明 白单一变量的 重要性 5 要完成该实验 你设置几组实验 根据自己作出的假设 怎样观察或检测 实验结果 可以使用斐林试剂来检测 6 该实验的对照实验应该怎么设计 7 针对实验需要 应该选择那些实验 组温度不同 分 别为 100 60 0 都加 等量碘液 淀粉 溶液 淀粉酶溶 液 5 实验观察指 标 可以通过相 同时间内碘液变 色的程度推测反 应速率 因斐林试剂 需要 60 以上的 水浴加热 而本 实验以温度作为 自变量 故不能 使用斐林试剂来 检测实验结果 6 对照组 只 加清水和碘液 实验仪器 8 实验预期 三个温度各设置 一组空白对照 7 试管 6 只 量筒 烧杯 酒 精灯 石棉网 三脚架 火柴等 8 最适温度 60 蓝色色 最浅 反应最快 温度过高 100 或者过低 0 蓝色都较深 反 应速率降低 对 照组都显蓝色切 不变化 实 验 实 施 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 并进行展 示 教师应该对学生材料和仪器使用详 细指导 解决学生在实验过程中部分困 惑 学生通过分 组讨论 设计出 方案 并进行实 验实施 最后展 示结果并尝试进 通过实验 实施 培养学 生实验操作能 力 观察和记 录实验现象的 1 实验原理 实验原理 淀粉 麦芽糖和葡萄糖 砖红色沉 淀 碘液 碘 液 紫蓝色复合物 不形成紫蓝色 复合物 2 实验用具和材料 实验用具和材料 3 实验过程 实验过程 4 实验结果及分析 实验结果及分析 行结果分析 能力 以及数 据处理和分析 能力 提高其 语言表达的准 确性和严谨性 得 出 结 引导学生通过对实验结果进行分析 结合实验假设 得出结论 温度会影响 酶的活性 进而 影响酶的作用效 培养学学 生归纳和总结 的能力 论率 其他 因素 对酶 活性 的影 响 进 一 步 探 究 设疑 如何知道一种酶的最适温度 应该如何设计实验 引导学生进一步完善实验设计 问题 高温和低温对酶活性的影响 相同吗 引导学生继续探究 引导学生通过分析结果得出结论 高温会使酶失活 而低温只是抑制 酶的活性 一旦温度恢复 酶的活性也 根据所学习 过得统计学原理 设计方案 应该 在其反应速率最 快的温度左右多 设几组梯度更小 的实验组 进一 步缩小最是温度 的范围 学生思考 进行实验探究 设置三组实 验 温度都在 60 三组都加 入等量的淀粉溶 液和碘液 然后 分别加入等量 100 处理过的淀 粉酶溶液 0 处 理过的淀粉酶溶 拓展思维 进一步激发学 生对生物学的 兴趣 提高其 探究问题的基 本技能和素养 培养学生 理论联系实际 的能力 在学 习知识的同时 锻炼其解决实 际问题的能力 可恢复 设疑 除了温度会影响酶的活性 还会有什么因素影响酶的活性呢 让学生分组进行实验设计 并进行 实验验证 教师巡回观察学生实验 并 对部分有困难的学生进行指导 以 Ph 影响酶活性为例 通过学生实验设计和实验验证 得 出结论 液 60 处理过 的淀粉酶溶液 观察结果 学生通过对 对化学上所学习 的蛋白质的性质 相关内容 很容 易就想到影响酶 活性的其他因素 Ph 酶的浓度 底物浓度等 学生选择不 同的影响因素分 组进行实验设计 在条件允许的情 况下进行实验操 作 并对实验结 果进行分析和总 结 然后 进行 培养学生 对所学知识进 行综合应用的 能力 进一步 让学生形成严 谨的科学态度 和认识 同时 培养学生相互 配合和交流的 能力 促进其 集体观念的强 化 酶的作用环境是温和的 都有最适条件 超过最是条件 如温度 Ph 酶的活性 都会下降 而酶的数量或者底物的浓度 是通过影响反应速率而影响催化速率的 与酶的活性没有关系 组间交流 总 结 回顾一节课的学习 引导学生对知 识点进行总结归纳 温度和 Ph 都会影响 到酶的活性 在适宜的温度和 Ph 下 酶 的活性最高 温度 Ph 过高或者过低 都会使酶的分子结构遭到破坏而失去活 性 学生对知识 点进行归纳和总 结 让学生对 知识点进行归 纳和总结 形 成知识网络 课后练 习 1 思考 咀嚼刚采摘的玉米 会感 觉到甜味 放置一段时间 甜味就会消 失 采取什么措施 可以使玉米的甜味 保持更长时间 2 完成本实验课的实验报告 学生尝试用 所学知识解决问 题 有条件的同 学还可以通过实 验验证 整理实验数 据 完成实验报 告 激发学生 对生物学的兴 趣 培养学生 理论联系实际 的能力 培养学 生实验探究有 始有终的好习 惯 8 板书设计板书设计 第二节第二节 酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 二 影响酶活性的因素二 影响酶活性的因素 一 实验探究的基本步骤 一 实验探究的基本步骤 提出问题 做出假设 设计实验 实验实施 分析实验 得出结论 进行组间 交流 进一步探究 二 探究影响酶活性的因素 二 探究影响酶活性的因素 1 温度对酶活性的影响 温度对酶活性的影响 最适温度 酶活性最大 高于或者低于最适温度 酶活性都会下降 甚至失 活 低温抑制活性 温度恢复 酶活性可恢复 2 Ph 对酶活性的影响对酶活性的影响 在最适 Ph 酶活性最大 高于或者低于最适 ph 酶活性都会下降 甚至失活 9 教学反思教学反思 本节课注重与现实生活的联系 如以加酶洗衣粉与普通洗衣粉