1、1 酶 的 特 性 教学设计衡阳市田家炳实验中学 秦丽林一、课前分析1. 教材分析本节教材内容包括“酶具有高效性” 、 “酶具有专一性” 、 “影响酶活性条件的探究与分析”三大内容。其中“酶具有高效性”的内容，在前一课的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中学生已自我构建。有关“酶具有专一性”的内容，隐含着同一种酶对不同底物的作用和不同的酶对同一种底物的作用的内容，对于这一内容，只要引导学生对前一节所学实验就底物和酶进行改变，通过亲自实验及分析，很容易突破。因此， “影响酶活性的条件”的探究实验是本节课的重心所在，而这一内容所包含的实验方案设计、实验操作过程及实验结果分析，既是前面所学的“酶
2、的作用与本质”知识的延续和进一步理解，又是学生以后学习影响光合作用和呼吸作用因素知识与技能的基础，同时又是培养学生生物科学研究素养非常好的内容，对学生学习与研究生命科学的兴趣将产生较大的影响。2. 学情分析本节课之前，学生已具备了以下与本节学习相关的知识和技能：科学探究的一般程序“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” 。探究 H2O2酶对 H2O2分解的实验技能，即对照实验的设计与操作方法、自变量和无关变量的分析与控制方法。然而，有关影响酶条件的实验方案设计，对学生而言，要求较高，存在相当大的困难，为此采取后述的教学设计思路来突破这一困难。3课时分配：1课时
3、。二、教学目标知识目标：概述酶的特性和影响酶活性条件的知识体系。能力目标：进行酶的特性、影响酶活性的条件、控制变量的实验探究 活动。情感目标：养成勇于质疑、自主探究、合作学习的科学探究精神。三、教学重点和难点重点：建构酶的特性知识体系，探究影响酶活性的条件。难点：影响酶活性条件的实验设计与实施。2四、教学方法和手段1. 探究式教学法：在教师的指导下,学生主动参与酶的特性的讨论探究活动,亲身体会科学发现过程,领悟科学研究方法。2. 多媒体辅助教学法：利用多媒体技术，把酶的特性探究实验演示出来，帮助学生形成正确、系统的知识结构。3. 实验操作法：学生分组实验，教师演示实验，并通过大家一起评价实验来
4、达到探究的目的，帮组学生熟悉实验的操作，以及实验设计的思路，锻炼学生的动手能力和思维能力。五、课前准备学生分组实验材料用具：质量分数为 2%的新配制的淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为 20%的猪肝研磨液，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，体积分数为 5%的盐酸溶液，体积分数为 5%的氢氧化钠溶液，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，火柴。实验小问题、知识应用题及教学流程的演示文稿（PPT） 。六、教学过程（一） 、复习导入，巩固旧知，提出新问题，并制作了一级导学，如下：1.酶是活细胞产生的具有
5、_的有机物，其中绝大多数酶是_。2.实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为_，随自变量的变化而变化的变量称为_。3.酶的催化效率大约是无机催化剂的 107-1013倍，这体现了酶的_性。4.一种酶只能催化一种或一类化学反应，说明酶具有 性。5.酶所催化的化学反应一般是在_的条件进行的。由此引出了本节新课题，酶的特性的探究。（二） 、酶的特性的探究活动1.酶的高效性观看实验动画，回忆实验内容：比较过氧化氢酶和 Fe3+的催化效率（2 min）教师活动提问：通过 Fe3+、H 2O2酶催化 H2O2分解速率比较的实验探究，同学们已经建构出酶具有什么特性？3学生活动酶的催化作用具有
6、高效性。2.探究活动一：酶的专一性【供选材料用具】体积分数 3%的 H2O2溶液，质量分数 3%的淀粉溶液，新鲜的肝脏研磨液（含 H2O2酶） ，质量分数为 2%的淀粉酶溶液，质量分数为 5%的HCl，质量分数为 5%的 NaOH，碘液，试管。学生活动分组实验。教师活动观察学生实验，若学生有关实验操作不规范，如量取液体的方法不规范等，则予以纠正。同时启发：加底物的量为多少？加淀粉酶或猪肝研磨液的量为多少？如何检测淀粉是否分解 ？用以指导学生的实验操作。待学生实验结束后，抽一组学生到讲台上展示实验设计的方案和操作过程。学生实验一组学生展示方案和实验操作过程。【学生评价】其他组学生评价改组学生的实
7、验是否正确，如果不好，给予纠正。教师评价对学生的方案给予肯定和表扬，错了给予纠正，选出最佳方案应该是：A组：2mLH 2O2 + 2滴肝脏研磨液B组：2mLH 2O2 + 2滴淀粉酶溶液观察哪组放出气泡又快又多，A 组放出很多气泡，B 组几乎没有，说明酶具有专一性。学生活动不同的酶不能催化同一底物反应，同一种酶不能催化不同底物反应。教师活动总结：即每一种酶只能催化一种或一类化学反应。这就是酶的专一性。教师活动提问：有关酶的催化作用，除刚刚探究的受底物的种类和酶的种类的影响外，同学们还有哪些需要进一步探究的问题呢？并提出要求：以小组为单位相互讨论，将问题写在纸上，然后大家一起交流。学生活动相互讨
8、论，罗列问题，并推代表交流问题。如：“会不会受温度的影响”？“会不会受 pH的影响”？“会不会受底物浓度的影响”？“会不会受酶浓度的影响” ？ 教师活动从学生提出的众多问题中，选择“酶的催化作用会不会受 pH和温度的影响”两大问题作为进一步探究的问题。43.探究活动二: 探究 pH对酶活性的影响【供选材料用具】体积分数 3%的 H2O2溶液，质量分数 3%的淀粉溶液，新鲜的肝脏研磨液（含 H2O2酶） ，质量分数为 2%的淀粉酶溶液，质量分数为 5%的HCl，质量分数为 5%的 NaOH，碘液，蒸馏水，试管。教师提出让学生设计方案，并展示评价方案。学生活动分组实验。教师活动巡视指导，并通过如下
9、问题引导学生：“本实验的自变量是什么”？“将要控制哪几种 pH”？“应选择几支试管”？并即时交待“为了使酶处于过酸、过碱的环境下，建议 HCl、NaOH 的使用量为 1mL”。 “一支试管加 HCl，一支试管加 NaOH，那么还有一支试管如何处理，才能既为中性，又符合对照实验的等量原则”？“能否在没有控制 pH之前将猪肝研磨液滴入 H2O2中” ？待学生设计基本完成后，让一组学生主动上前将设计方案展示并加以说明。【学生展示】一组学生上前展示实验方案和操作过程。【学生评价】其他组学生评价改组学生的实验是否正确，如果不好，给予纠正。教师评价对学生的方案给予肯定和表扬，错了给予纠正，选出最佳方案应该
10、是：编号 试管 1 试管 2 试管 3加 H2O2溶液 2mL 2mL 2mL调整 pH HCl(1mL) 蒸馏水 (1mL) NaOH(1mL)加猪肝研磨液 2滴 2滴 2滴观察实验现象教师活动由此得出的结论是什么？学生活动酶的催化作用受 pH的影响。进一步探究活动：pH 由过酸、过碱恢复到中性，酶的活性是否恢复？教师活动提出问题：处于过酸、过碱环境中的酶，在恢复到中性时，酶的活性是否能恢复呢？ 学生活动讨论回答：过酸或过碱环境下的酶恢复到中性，酶的活性能够恢复。教师活动提问：验证实验方案如何？5学生活动讨论并回答。学生回答的方案可能有如下两种： 将 1试管与 3试管混合。往 2试管中加 1
11、mLNaOH，往 3号试管中加1mLHCl。教师活动通过“这两种方案是否都可行呢？” 的提问，引起学生展开热烈的讨论。若学生能达成共识最好，若学生争执不休，教师则用如下问题加以启发：方案如能恢复，能否说明是过酸下恢复，还是过碱下恢复，还是两者都恢复？这样学生很自然地得出最佳方案。学生活动进行实验。教师活动提问：结果如何？学生活动没有气泡产生。教师活动由此探究可得出什么结论？学生活动处于过酸或过碱环境下的酶恢复到中性，酶的活性不能恢复。教师活动出示 pH对酶影响的主体知识体系：酶的催化活性受 pH的影响。过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去催化活性，且不能恢复。4.探究活动三：探究温度
12、对酶活性的影响。【教师活动】拿出一包加酶洗衣粉叫学生观察洗衣粉上的注意事项，要求在温水下洗更好，可见温度影响着酶的活性。【资料分析】某小组探究“温度是否会影响酶的活性” 。通过测单位时间内底物的消耗量来测定酶促反应速率，先将酶由低到高预热成系列温度梯度，并与之相对应地加入过氧化氢，用排水法记录酶促反应速率，实验装置如右图所示。用系列温度梯度进行实验，得出不同温度下的酶促反应的平均速率，结果见下表： 温度（ ）0 10 20 30 40 50 60 70 80速率（mL/s）0.38 0.42 0.45 0.5 0.7 1 0.55 0.25 0【学生活动】通过对上面的资料分析画出温度影响酶活性
13、的坐标曲线，并由学生做出总结，当环境中的温度过高、PH 值过高或过低时，这些有机物的空间结构就会发生改变，从而使酶的活性降低甚至失去活性。0左右的低温虽然使酶的活性明显降低，没有破坏酶的空6间结构，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。引导学生根据实验结果绘出温度和 PH值变化与酶活性的关系大致变化曲线图。用语言来描述温度和 PH值变化与酶活性的关系曲线的变化特征。训练学生从函数图像中提取信息、分析信息的能力和语言表达能力。七、教师小结板书设计一、酶的特性1、酶具有高效性2、酶具有专一性3、酶的作用条件较温和（1）温度影响酶的活性（2）PH 影响酶的活性二、探究实验八、教学反思1. 这节课是根据新课
14、程标准“培养学生科学素养，倡导探究性学习”而设计的。本节课中设计了不同方式、不同程度的探究实验，在进一步的思考与讨论中开展,目的是做到既关注知识结论，更关注知识的发生和发展过程，突出学生学习的主体地位。2. 酶的专一性和酶所需的作用条件实验的设计比较灵活，需要和物质鉴定实验相结合，难度较大，宜以课题小组的形式进行讨论。另外，由于受仪器设备的限制，对于酶的催化作用的原理不宜探究过深。3. 新课标的理念，在于突出发现的过程，学习的过程，发挥学生的主观能动性，调动学生的思维能力。在本节课中，通过实验操作实验验证过程，把抽象复杂的生命现象，转化为直观具体、肉眼可见的过程，既有利于学生理解掌握，同时也培养了学生的动手实践能力和与人合作交流的能力。7
