分子与细胞实验活动案例.doc

分子与细胞中的实验探究活动例谈高中新课程中的实验或探究活动不同于旧课程，即使看起来与旧教材 “好像相同”的实验或探究活动，其要求也是大不相同的。下面通过举例，就如何按照课程标准的要求，灵活处理实验内容、开展探究活动这一问题，结合人教版实验教材谈谈我的做法。 一、探究影响酶活性的因素人教版教材安排了“影响酶活性的条件”这一探究活动。与旧教材“比较过氧化氢酶与Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”相比，新课标人教版实验教材真正体现了“探究”。探究活动主要在“设计实验方案”这一步。这一步骤我着重解决学生容易违反科学性的两个问题：1、想探究温度对酶活性的影响，怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值？2、想探究pH值对酶活性的影响，怎样将不同溶液的pH值分别调到设定的数值？在引导学生讨论的基础上，以小组为单位，用表格的形式表达本组的实验方案。其中“探究温度对酶活性的影响”，学生做出的典型方案有：方案一 步骤顺序试管1试管2试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml温度条件（水浴或冰块处理）060100恒温时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象方案二步骤顺序试管1试管2试管320%肝脏研磨液1滴1滴1滴2% H2O2液2ml2ml2ml温度条件060100恒温时间5分钟5分钟5分钟预期现象少量气泡大量气泡无气泡实际现象方案三步骤顺序试管1试管2试管32%淀粉酶液2ml2ml2ml温度条件060100恒温时间5分钟5分钟5分钟3%淀粉液2ml2ml2ml预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象方案四 步骤顺序试管1试管1试管2试管2试管3试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml温度预处理060100反应混合混合混合恒温时间5分钟5分钟5分钟加斐林试剂1ml1ml1ml60水浴加热2分钟2分钟2分钟预期现象无砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀实际现象方案五步骤顺序试管1试管1试管2试管2试管3试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml温度预处理060100反应混合混合混合恒温时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象引导学生对以上方案进行分析，找出不足之处：方案一和方案二，3%淀粉液和2%淀粉酶液（20%肝脏研磨液和2% H2O2液）混合前没有按设定的温度预处理，两者混合后还未达到预先设定的温度前已发生酶促反应，实验结果就不是预设温度下的实验结果。方案三，2%淀粉酶液虽然按所设定的温度进行预处理，但3%淀粉液没有按所设定的温度进行预处理，混合后溶液温度也发生较大幅度变化，实验结果也不是预设温度下的实验结果。方案四，该实验用斐林试剂检验不妥。因为用斐林试剂检验是否有还原糖的产生需要加热，这样就改变了反应温度，实验结果也就不能说是预设温度下的实验结果。方案五才是较科学的实验方案。“探究pH对酶活性的影响”，学生做出的典型方案有：方案一步骤顺序试管1试管2试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml调节pH5%HCl 2ml蒸馏水2ml5%NaOH 2ml时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象方案二步骤顺序试管1试管2试管32%淀粉酶液2ml2ml2ml调节pH5%HCl 2ml蒸馏水2ml5%NaOH 2ml3%淀粉液2ml2ml2ml时间5分钟5分钟5分钟加斐林试剂1ml1ml1ml60水浴加热2分钟2分钟2分钟预期现象无砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀实际现象方案三步骤顺序试管1试管2试管33%淀粉液2ml2ml2ml 高中新课程中的实验或探究活动不同于旧课程，即使看起来与旧教材 “好像相同”的实验或探究活动，其要求也是大不相同的。下面通过举例，就如何按照课程标准的要求，灵活处理实验内容、开展探究活动这一问题，结合人教版实验教材谈谈我的做法。 一、探究影响酶活性的因素人教版教材安排了“影响酶活性的条件”这一探究活动。与旧教材“比较过氧化氢酶与Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”相比，新课标人教版实验教材真正体现了“探究”。探究活动主要在“设计实验方案”这一步。这一步骤我着重解决学生容易违反科学性的两个问题：1、想探究温度对酶活性的影响，怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值？2、想探究pH值对酶活性的影响，怎样将不同溶液的pH值分别调到设定的数值？在引导学生讨论的基础上，以小组为单位，用表格的形式表达本组的实验方案。其中“探究温度对酶活性的影响”，学生做出的典型方案有：方案一 步骤顺序试管1试管2试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml温度条件（水浴或冰块处理）060100恒温时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象方案二步骤顺序试管1试管2试管320%肝脏研磨液1滴1滴1滴2% H2O2液2ml2ml2ml温度条件060100恒温时间5分钟5分钟5分钟预期现象少量气泡大量气泡无气泡实际现象方案三步骤顺序试管1试管2试管32%淀粉酶液2ml2ml2ml温度条件060100恒温时间5分钟5分钟5分钟3%淀粉液2ml2ml2ml预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象 方案四 步骤顺序试管1试管1试管2试管2试管3试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml温度预处理060100反应混合混合混合恒温时间5分钟5分钟5分钟加斐林试剂1ml1ml1ml60水浴加热2分钟2分钟2分钟预期现象无砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀实际现象方案五步骤顺序试管1试管1试管2试管2试管3试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml温度预处理060100反应混合混合混合恒温时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象引导学生对以上方案进行分析，找出不足之处：方案一和方案二，3%淀粉液和2%淀粉酶液（20%肝脏研磨液和2% H2O2液）混合前没有按设定的温度预处理，两者混合后还未达到预先设定的温度前已发生酶促反应，实验结果就不是预设温度下的实验结果。方案三，2%淀粉酶液虽然按所设定的温度进行预处理，但3%淀粉液没有按所设定的温度进行预处理，混合后溶液温度也发生较大幅度变化，实验结果也不是预设温度下的实验结果。方案四，该实验用斐林试剂检验不妥。因为用斐林试剂检验是否有还原糖的产生需要加热，这样就改变了反应温度，实验结果也就不能说是预设温度下的实验结果。方案五才是较科学的实验方案。“探究pH对酶活性的影响”，学生做出的典型方案有：方案一步骤顺序试管1试管2试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml调节pH5%HCl 2ml蒸馏水2ml5%NaOH 2ml时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象方案二步骤顺序试管1试管2试管32%淀粉酶液2ml2ml2ml调节pH5%HCl 2ml蒸馏水2ml5%NaOH 2ml3%淀粉液2ml2ml2ml时间5分钟5分钟5分钟加斐林试剂1ml1ml1ml60水浴加热2分钟2分钟2分钟预期现象无砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀实际现象方案三步骤顺序试管1试管2试管33%淀粉液2ml2ml2ml调节pH5%HCl 2ml蒸馏水2ml5%NaOH 2ml2%淀粉酶液2ml2ml2ml时间5分钟5分钟5分钟加斐林试剂1ml1ml1ml60水浴加热2分钟2分钟2分钟预期现象无砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀实际现象 方案四步骤顺序试管1试管2试管32%淀粉酶液2ml2ml2ml调节pH5%HCl 2ml蒸馏水2ml5%NaOH 2ml3%淀粉液2ml2ml2ml时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色实际现象方案五步骤顺序试管1试管2试管320%肝脏研磨液1滴1滴1滴调节pH5%HCl 2ml蒸馏水2ml5%NaOH 2ml2% H2O2液2ml2ml2ml预期现象无气泡大量气泡无气泡实际现象引导学生对以上方案进行分析，找出不足之处：方案一，酶和反应物在调到预设的pH前就混合，在没有达到预设的pH时就可能发生酶促反应；淀粉酶作用的最适温度为60，该方案的温度条件不适宜。方案二，由于斐林试剂呈碱性，所以用斐林试剂检验时直接影响溶液的pH，反应条件不再是预设的pH。方案三，除了存在方案二的不足外，将酸、碱直接加入3%淀粉液中，再与2%淀粉酶液混合，溶液量变大，酸碱被稀释，不能达到预设的pH。方案四，该方案的反应温度不适宜。方案五是较合理的实验方案。这样，通过引导学生对各实验方案的比较分析，得出最佳方案，把“课程标准”中 “领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用”的要求落实到教学活动中。二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质旧教材也安排类似的实验，但安排的是“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”，是单纯的“实验”。而新课程则要求“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”， “鉴定”与“检测”只两个字之差，但要求是不同的，“检测”除了要懂得“鉴定”的方法、鉴定过程产生的现象外，还要将这些方法和实验现象应用到“检测”过程中。所以，“检测”是进一步认识生命的物质基础，进一步贴近生活与科学的技能要求。教学过程可参照“课程标准”中的“案例1”进行，这里不再赘述。三、观察植物细胞的质壁分离和复原人教版教材中安排了“植物细胞的吸水和失水”这一探究活动。我认为“细胞的吸水和失水原理”通过前面有关知识的学习，这是较容易理解的问题，而该探究活动弄得太复杂了，除了让学生进一步训练初中学过的“提出问题-做出假设-设计实验-进行实验-观察收集数据-分析得出结论-表达交流” 的探究活动步骤外，并没有新内容。因此，我把该实验设计为“洋葱表皮细胞汁液浓度的简易测定”，做法是：先让学生观察质壁分离现象，然后提出问题让学生思考：你知道洋葱表皮细胞汁液的大致浓度吗？如何利用细胞的吸水和失水原理进行简易测定？通过引导学生讨论，各组形成方案，经过交流、分析，最后确定检测方案：配制一系列连续浓度（如0.20g/ml, 0.21g/ml, 0.22g/ml）的蔗糖溶液，分别用这些溶液直接制作一系列洋葱表皮细胞临时装片，用显微镜观察，根据是否发生质壁分离来判断所测洋葱表皮细胞汁液的大致浓度。这样，使学生在实践中学会科学探究，在实