“酶活性的条件”探究性实验教学

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1、“酶活性的条件”探究性实验教学毛喜生郑恒1探究性实验与实验探究的一般过程生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物学实验作为学生认识生物现象、理解生物概念和规律的基础，对培养学生的科学素质和能力有着不可替代的作用，是深受学生喜爱的课堂教学形式。传统生物实验是一种验证性实验，但验证性实验束缚了学生的创新性思维，使学生学习兴趣下降，难以全面培养学生的科学素养。探究性实验教学是在学生不知晓实验结果的前提下，要求学生主动参与实验设计，通过自己实验、探究分析、研究得出结论，从而达到形成、巩固并扩充科学概念和理论的目的。探究性实验教学并不是杂乱无章的，而是一种精心编排的教学活动。实验探究

2、是学生在课堂上进行的一系列的科学探究活动。其基本程序如图1所示。2应用举例影响酶活性的条件实验探究模式：学生自己提出探究的问题→自行设计实验方案→进行实验→分析实验数据和现象→得出结论→交流并反思。2.1提出问题本实验是探究影响酶活性的条件，学生已经预习了酶的发现和酶的概念以及酶的特性，知道其化学本质一般是蛋白质。影响蛋白质活性的因素有很多，比如：pH值、温度、辐射、重金属离子浓度等。在此基础上教师引导学生提出预期，让学生分组进行实验探究，观察思考并进行讨论，由学生自己总结并得出结论，即影响酶活性的因素、酶最适宜的温度和pH值。如果教学过程中学生提及其他方面不可操作的影响因

3、素如辐射，应让学生自己学会否定并排除。这样的教学设计能体现学生自主、探究、合作的学习方式，有利于培养学生科学的思维方式和研究方法，提高学生的科学素养。2.2设计实验方案2.2.1材料用具实验材料的准备：质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，质量分数为20%的新鲜肝脏（猪肝、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NaOH溶液，热水，蒸馏水，冰块，碘液，斐林试剂，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，火柴等。2.2.2确定实验原理最新人教版生物教材P84建议学

4、生用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH值对酶活性的影响。在做温度对酶活性影响的实验中，使用的是淀粉酶和可溶性淀粉溶液进行反应，而根据以前所学知识，知道淀粉遇碘后，形成蓝色的复合物。因此教师可以就此提出问题，让学生来设计鉴定的方法与操作步骤。需要注意的是，鉴定过程一定要严格控制无关变量，让学生养成严谨的思维习惯。同时还要让学生知道：淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖（淀粉水解过程中，不同阶段的中间产物遇碘后，会呈现紫色或红棕色），麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色，市售α-淀粉酶的最适温度约60℃。在做pH值对酶活性的影响实验时，使用的材料是新鲜的肝脏研磨液与过

5、氧化氢溶液，调节pH值的试剂是质量分数为5%的盐酸和质量分数为5%的NaOH溶液。过氧化氢酶与过氧化氢溶液反应会有气泡产生，所以可以直接让学生来设计探究实验。2.3进行实验开始探究介绍科学探究的方法，引导学生设计探究实验方案。由于学生的实验动手能力不强，平时课上又很少进行探究实验，所以教师明确地把科学探究的步骤告诉学生：提出问题→作出假设→设计实验→实验探究→阐述和交流实验结果。这样有利于学生按照正确的研究思路去分析和解决问题，使学生能更好地利用科学方法进行探究。教师引导学生根据课题进行思考，对于温度影响酶的活性的课题，应设定哪几个温度？对于pH值对酶活性的影响的课题，应设

6、定哪几个pH值?怎样排除pH值和其他因素对实验结果的干扰?设计实验方案并绘制数据记录表。在教学过程中教师应该介绍对照实验的方法，即研究某一因素(如温度)对某一特定反应(或事物)的影响时，要在其他因素相同的条件下进行，观察该因素的不同情况(如不同的温度)对特定反应(或事物)的影响，以便对实验结果进行科学的分析。然后学生分组讨论，学生在讨论时，教师要进行指导。各小组完成设计方案后，教师组织全班进行交流。学生在教师的帮助下设计了表1的实验方案来探究酶的活性与温度的关系，设计了表2的实验方案来探究pH值对酶活性的影响。2.4实验结果的交流分析得出探究结论(1)在表1中可以观察到A与

7、a混合试管溶液呈淡黄色，B与b混合试管溶液颜色呈蓝色，C与c混合试管溶液呈紫色。实验分析：0℃时淀粉被部分水解，使溶液呈现紫色，酶的活性较低；60℃时，淀粉完全被水解，溶液呈现碘液的颜色，酶的活性最高；100℃时，溶液呈现蓝色，淀粉未被水解，酶已失活。实验结论：淀粉酶作用的最适温度为60℃，高于或低于60℃会使酶的活性降低。（2）在表2中1号试管产生气泡量最多，2号和3号试管产生气泡量较少。实验分析：过氧化氢酶在pH值为7时，过氧化氢分解最快，过氧化氢酶的活性最高；在pH大于或小于7时，过氧化氢分解较慢，过氧化氢酶