优质课酶的特性教学设计.doc

《酶的特性》教学设计
宗健康 山东省福山第一中学
一、 教材分析
“酶的特性”是《普通高中课程标准生物教科书 分子与细胞（必修1）》（人教版）第五单元第一节《降低化学反应活化能的酶》第二课时的内容。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。
二、 学情分析
本节课之前，学生学习了第1课时“酶的作用和本质”，结合初中学习的人体内消化酶知识，学生已具备了以下与本节学习相关的知识和技能基础，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，对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”还缺乏理论性的指导，有关影响酶条件的实验方案设计，特别是细节问题：如底物的选择、指示剂的运用等，对学生而言，要求较高，存在相当大的困难，为此采取学生讨论和教师引导结合的教学设计思路来突破这一困难。
三、教学设计思路
酶的特性这一节的教学，是在对酶的作用和本质有了初步认识的基础上，通过实验，对酶的催化作用做进一步的认识。由于本节课内容与生活贴近，实验性强，所以本节课内容适宜进行探究性学习。 探究性学习是学生自主获取知识的学习方式，其突出特点是强调学生“亲历”。通过钻研教材，我挖掘了较多的探究内容，对于酶的专一性，课本是以呈现的方式给出，为了使学生从“听和背”中解脱出来，我设计了专一性探究实验。
我的设计思想就是尽可能为学生提供亲身体验“做科学”的机会，使学生通过探究形成自己的观点，而不是全盘接受他人的结论，真正从“听和背”中解脱出来，实现“做中学” 我的设计目的就是通过实验探究，在探究中学习科学解决问题的方法步骤，体会设计对照实验的原则，学习由“特殊到一般”的思想方法。
由于探究的内容多，而要在有限的时间完成诸多的探究内容，就必须做到：
1、将推理性探究与实验式探究相结合。
2、将探究性实验与验证性实验结合。
3、探究实验简单易做、现象明显。
4、合作。通过探究，使学生成为学习的主体，并体会合作的快乐。
四、教学目标
知识目标：描述酶的特性，阐明影响酶活性的因素
能力目标：参照有关的实验和探究，学会控制变量以及分析相关问题
情感目标：通过对酶的特性的探究，培养严谨的科学精神
五、教学重点和难点
重点：描述酶的特性，阐明影响酶活性的因素。
难点：影响酶活性条件的实验设计与实施。
六、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，新鲜的唾液淀粉酶稀释液，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。
七、教学流程
1、建构：酶具高效性
[教师活动]提问：通过Fe3+、H2O2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？
[学生活动]酶的催化作用具有高效性。
2、探究活动：
[教师活动]由生活中的酶1和2，引导学生分析推测：酶可能还具有什么特性。
[学生活动]分析推测：酶可能具有专一性，活性可能受温度、PH的影响。
[师]以上只是推测，想要看看事实到底是不是这样，需要干什么？
[生]实验探究
[师生]是的，讲授科学探究的一般流程，说明科学探究关键在于设计实验，设计实验时需要遵循四个原则：对照性原则、单一变量性原则、等量性原则 、科学性原则。
[生]思考、体会。
[师]引导学生进行底物、指示剂的选择，引导学生分析变量的控制。
[生]思考、分析、选择、回答。
[师]提出要求，让学生分组实验，要求：
1、请完成“温度和PH影响酶活性”的探究；并设计实验探究“酶是否具有专一性
2、有能力的小组可以根据提供的实验材料尝试探究（1）“高温、低温处理使酶的活性降低后再恢复适宜条件，酶的活性是否恢复”。（2）过酸、过碱处理使酶的活性降低后再恢复适宜条件，酶的活性是否恢复（提示：另有两支过氧化氢酶溶液供使用）
[生]分组实验。
[师]观察学生实验，若学生有关实验操作不规范，则予以纠正。同时启发：加底物的量为多少？加淀粉酶的量为多少？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，提问：探究的结果如何？
[学生交流1]
序号
加入物质
试管号
1
2
1
淀粉溶液
2ml
\
2
蔗糖溶液
\
2ml
3
加唾液
2-3
2-3
4
37℃水浴加热
4min
4min
5
加斐林试剂（NaOH和CuSO4混合后加入）
2ml
2ml
6
100℃水浴加热
2min
2min
6
结果
产生砖红色沉淀
不产生

结论：淀粉酶能催化淀粉反应，不能催化蔗糖水解，说明酶具有专一性。
[学生交流2]
序号
操作
试管1
试管2
试管3
1
可溶性淀粉溶液
2ml
2ml
2ml
2
淀粉酶溶液
2
2
2
3
温度
37 ℃
100 ℃
0 ℃
4
时间
3min
3min
3min
5
混合
试管4
试管5
试管6
6
时间
3min
3min
3min
7
碘液
两滴
1ml
1ml
8
观察现象
 不变蓝
 变蓝
 变蓝

结论：酶的活性受温度的影响

[学生交流3]
序号
操作
试管1
试管2
试管3
1
土豆粒
等质量
等质量
等质量的
2
调PH
1ml氢氧化钠
1ml盐酸
1ml蒸馏水
3
过氧化氢溶液
3ml
3ml
3ml
4
正常温度
5min
5min
5min
5
观察现象
 无气泡
 无气泡
大量气泡

结论：酶的活性受PH的影响。
[师] 出示温度、PH对酶影响的主体知识体系，说明酶的特性的第三点“酶作用条件较温和”，并引导学生绘出坐标曲线图
酶活性受温度、pH影响示意图：

拓展探究活动1：低温、高温下的酶恢复到正常温度，酶的活性是否能够恢复？
[学生交流] 假设：将处于低温、高温环境下的酶恢复到正常温度，酶的活性不能够恢复。
学生设计实验方案：将处于0℃、100℃环境下的试管在37℃下保温5min。”同时进行实验。
结果：1号试管蓝色褪去， 3号试管蓝色不变。
结论：将处于低温环境下的酶恢复到正常温度，酶的催化活性会恢复，将处于高温环境下的酶恢复到正常温度，酶的活性不能恢复。
拓展探究2：过酸或过碱环境下的酶恢复到中性，酶的活性是否能恢复？
[学生交流]都不能恢复
[教师活动]总结：高温、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。低温会使酶的催化活性显著降低，但不会失活，温度恢复，酶的催化活性会恢复。
[教师活动]引导学生分析影响酶促反应速率的因素。
[学生活动]分析回答：温度、PH、酶的浓度、底物浓度。
[教师活动]引导学生课堂小结。
[学生活动]小结后独立练习。
[教师活动]点评学生练习。
八、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、影响酶促反应速率的因素
温度、PH、酶的浓度、底物浓度

八、教后反思
上好一节实验探究课，对许多教师来讲是非常头痛的一件事，其原因是多方面的，其一是，学生一进实验室就完全不听教师的指挥，我行我素；其二是，实验进行的时间难以按预设的方案完成，这一点关系到教学任务的完成。然而，实验探究是新课程的一项非常重要的活动，需要教师在平时的教学实践中大胆而不断地进行探索。本课教学探究给我多方面的启迪，现总结如下：
1、实验教学需要全组教师的通力合作。本次所进行的《酶的特性》实验探究，涉及到的试剂与器材很多，其配制与排放的工作量非常大，仅仅依靠上课教师一人是无法完成的。为了顺利完成本次的实验探究，我组有四位教师课前参与了实验的准备工作，且花了很长的时间。
2、教学设计需要全组教师的共同策划。由于实验课学生的活动及所需的时间非常难以控制，为了有效控制学生的活动和准确控制活动的时间，对教师的教学设计要求极高，要能充分预计到学生活动的各种可能方面，而仅仅凭上课教师一人的经验，往往是不能全面的，需要集全组教师的集体经验，方能周全。
3、课前对所有学生实验要亲自做，本人做了两遍。学生实验过程，可能会由于各种原因，导致实验结果与预期的有所不同，而针对这些不同的结果，教师要做到心中有数，方可在课堂上随机应变，要做到这一点，上课教师课前一定要对所要探究的实验一一亲自做一遍，甚至做几遍，对所有可能出现的现象思考出应对措施。
4、周密设计教学程序以有效调控教学过程。这一点，对于完成实验课教学任务至关重要。为此，我们集全组教师的智慧，从导课的选择，至教学方法的应用，在教学设计中都作了极为详细的思考。再如，本课的难点之一是实验方案的设计，通过课前设计好的许多小问题，极为有效地引导了学生的这一活动。再如，酶受温度的影响实验设计，难度非常大，若让学生独立设计，可能不能完成教学任务，为此，我将本活动改为由教师直接提供设计方案，而在学生实验操作的第一段保温时段，则通过预设一系列小问题来帮助学生理解设计方案，为有效完成教学任务节省了时间。
5、要在平时的教学中训练学生的实验操作技能。本课教学中，由于学生的操作技能没有达到熟练的程度，在一定程度上影响了实验探究的进程。这给我们一个极为重要的启迪是，在平时的实验教学中，需要努力规范学生的实验操作技能，使学生养成良好的实验操作能力。
当堂练习
1、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有
A、专一性 B、多样性
C、高效性 D、多变性
2、能水解脂肪酶的酶是
A、淀粉酶 B、蛋白酶
C、脂肪酶 D、麦芽糖酶

检测题：
1、下图示某酶促反应，若B为麦芽糖，则A是 ，C是 。

2、在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质可用于去除细胞壁？
A、蛋白酶 B、纤维素酶 C、盐酸 D、淀粉酶
3、用坐标图建构“pH对酶活性影响的数学模型”。并回答：
（1）BA段的含义是：
BC段的含义是：
（2）A点与C点时酶的相同点是：

4、下面是探索H2O2分解的系列对照实验，请回答有关问题。
序号
反应物
加入物质
温度
结果
1
过氧化氢
无

几乎无气泡
2
过氧化氢
氯化铁

3
过氧化氢
土豆浸出液

产生大量气泡
4
过氧化氢
新鲜唾液

（1）将实验2、3、4的有关内容填写在表中相应位置。
（2）在实验3的土豆浸出液中，对此实验起作用的物质名称叫 ，与实验2的现象相比，此物质的作用具有 。
（3）与实验3相比，实验4的现象可说明 。
（4）变量类型：加入物质 、温度 、结果 。
5、用坐标图建构“温度对酶活性影响的数学模型”。并回答：
（1）AB段的含义是：
BC段的含义是：
（2）A点与C点时酶的区别是：
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