STEM理念下酶的高效性实验的创新与改进 说课课件

STEM理念下酶的高效性实验的创新与改进姓名：王涛单位：安徽省定远县第三中学课题背景34教学目标改进与创新结论及反思拓展与延伸教材分析本实验选自新人教版高中生物必修一第5章第1节《比较过氧化氢在不同条件下的分解》。学情分析学生对验证性实验操作较多，对酶的认识有限但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以此为切入点。无机催化剂三氯化铁可催化强氧化剂过氧化氢分解成无害的水和氧气，但此法不适用于细胞，而细胞中的过氧化氢酶具备这一功能。课题背景实验原理过氧化氢酶

过氧化氢酶，又叫触酶（CAT），于1811年被过氧化氢的发现者泰纳尔首次发现，它普遍存在于所有能呼吸的生物体内，为机体提供了抗氧化防御机理。CAT在pH＝7左右、温度为30～40℃时活性最强，它是以现代发酵工艺生产的高浓度液体酶，被广泛用于医药、食品、纺织、造纸等领域，前景广阔。过氧化氢酶分子结构示意图理解酶在细胞代谢中发挥的作用，认识酶对自然界生物的重要性。生命观念科学探究科学思维社会责任教学目标通过分析小组合作设计实验方案、实施实验，构建数学模型，培养理性思维。学生在探究过程中，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力。通过普及酶存在的普遍性和重要性及相关环保知识，渗透社会责任感二、设计思路教学目标教材实验教材实验过程示意图创新与改进实验材料猪肝研磨液的缺点：

（1）难获取、成本高、腥味重、清洗困难。

（2）易变质、难储存（冷冻会导致酶活性下降）。

（3）反应速率过快，不便观察（25万倍数量差）。（4）部分同学出于宗教信仰，拒绝使用猪肝。改进：创新与改进苹果、葡萄、橘子、西红柿、胡萝卜、土豆、紫荆、酢浆草均可用于该实验。材料易得，也易保存人人可用，便于推广酶量适中，速率适宜认识CAT分布的普遍性本地材料增强自豪感降低了科研的神秘感实验材料的改进橘子胡萝卜苹果猪肝土豆西红柿葡萄酢浆草紫荆实验方案教材实验方案的缺点：

（1）加热产生水汽误判为氧气气泡。

（2）实验现象不稳定（气泡带出水汽导致卫生香熄灭，开放试管使气体逃逸导致助燃失败）。

（3）判断指标存在主观因素影响。

（4）燃烧验证方式存在安全隐患，不够环保。创新与改进实验方案改进----定性分析原理改进：

“滤纸上浮法”

将被CAT溶液浸泡过的滤纸圆片置于过氧化氢溶液中，观察记录下沉滤纸片上浮至液面所用时间。CAT浸泡过的滤纸圆片创新与改进用打孔器制备滤纸片研磨，用双层纱布过滤，去除残渣加水，配成浓度为20%的研磨液将滤纸片放入研磨液中浸泡一段时间将浸浴过的滤纸片放入过氧化氢中，观察现象实验方案改进----定性分析过程创新与改进实验视频实验方案改进----定性分析实验结果图1滤纸上浮法实验数据汇总创新与改进实验方案改进----定量分析原理改进：

利用学校新建的数字化实验室中的氧气传感器，结合电脑软件，直观显示氧气含量的数据，即可定量地证明酶的催化效率的高低。

创新与改进氧气传感器实验方案改进——定量分析过程创新与改进实验视频实验方案改进——定量分析的实验结果传感器测得的实验数据汇总结论及反思实验反思有待思考解决的问题：20%猪肝研磨液组滤纸片未下沉是CAT量过高所致？将猪肝研磨液稀释为10%进行实验，观察记录实验现象。结论及反思图3滤纸上浮法实验数据（补充）结论及反思实验反思结论1酶具有催化作用。结论2与无机催化剂相比，酶具有高效性。结论3CAT分布具有普遍性，在肝脏中较多，土豆块茎中较少。结论及反思实验结论实验反思有待思考解决的问题：20%猪肝研磨液组滤纸片未下沉确是CAT量过高所致？CAT普遍分布于真核细胞中，那么原核细胞中呢？反应速率只受CAT含量的影响吗？与CAT活性等因素无关吗？结论及反思实验反思结论及反思实验反思学生查阅资料，结果显示：CAT在动物、植物、真菌等真核细胞和枯草杆菌等原核细胞中都有分布。CAT包含一大类酶，目前已发现且序列已知的有300多种。不同生物细胞、同一生物不同细胞、同一细胞在不同发育时期CAT的种类、含量、活性等均有差异。结论及反思课程内拓展课堂外延伸课程外拓展该实验方法除用于酶的高效性的探究，还可用于酶的专一性、PH对酶活性的影响等实验的研究，可据此让学生展开探索，对装置做进一步研究。调查酶在生活中的应用，如