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《酶的高效性和专一性》实验教学设计覃流静200811000075林冰洁200811000072卢珊珊200811000073祝进贵200811000074一、教材、学情分析教材内容分析：《酶的高效性和专一性》是人教版高中《生物》第一册第三章第一节的一个必修实验内容。通过此实验使学生能够加深对酶的特性的理解，而酶的特性是“新陈代谢与酶”一节中非常重要的知识点，要求的层次比较高，属“应用”层次，但酶的特性这个知识点，学生理解起来较困难，而且在生产实践上也有广泛的应用，因此在教材中占有重要位置。教学需1课时，由于在理论课时学生已经学习了酶的发现和概念以及酶的特性，在此基础上，教师引导学生设计实验，提出预期，让学生分组进行实验探究，观察思考，进行讨论，由学生自己总结出结论：酶具有高效性和专一性。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探究精神，提高学生的科学素养。学生学情分析：在酶的高效性和专一性实验之前，学生已经学习了有关酶特性的知识，知道酶特性包括专一性和高效性，已有一定的理论基础。且学生已做过了《生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定》，学会了简单的实验操作技能，但由于本次实验，包含了两个小实验，所用原料和试剂都要按量按时间精确进行，所以指导好思维活跃的高二学生群体，保证其能够按照实验步骤进行是关键。通过本实验教学，培养学生合作交流和协同交流的意识。二、课程目标：1.知识与技能（1）初步学会探索酶催化特定化学反应的方法。（2）探索酶是否具有专一性和高效性。（3）通过学生参与发现问题、提出假设、设计并实施实验方案、对实验结果进行交流、表达等活动，训练学生的观察能力、描述能力、实验能力、发散性思维能力、独立完成探究的能力。2.过程和方法（1）通过小组成员相互配合，培养协调合理分工的能力；（2）尝试完成生物酶特性探究实验，增强实验问题分析能力。3.情感态度与价值观（1）通过小组成员相互配合实验，培养学生的合作精神；（2）通过学生如实记录、分析实验结论，培养他们认真、求实的科学态度及一定的探索精神和创新意识。形成严谨的实验作风，养成规范的科学素养。三、重点难点1．科学实验方法的训练。2．实验各步骤的作用与原理。突破策略1．板书和使用PPT展示探究过程中的重要环节。2．引导学生理解各种溶液的作用,以及关键步骤的做法和原因。四、教学方法讲授法实验法五、教学工具多媒体黑板六、实验实施的准备1.教师准备（1）精读课本，解读实验的具体原理、步骤、细节，分析理论教材和实验方案，掌握该实验中的酶反应的理论特征与化学特性，同时了解酶相关的理论知识；（2）收集资料，查阅有关文献，增加一些新的想法，使其转化为自己的实验步骤，熟记于心，并能解析每一步的原理与现象，最终确定切实可行的实验教学方案。（3）初步撰写实验设计方案，小组讨论，进行答辩，再根据预实验结果，确定教学方案，制作教学PPT，进行试讲，并预测可能出现的现象和问题，同时提出解决方案。（4）实验材料、器材的准备：通过预实验按照实验设计和方案，确定本次实验所需的药品及实验器材，配置相关的试剂并分装，同时联系好相关人员和实验室，实验材料：质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液；质量分数为2%的新鲜的淀粉酶溶液仪器用具：量筒，试管，滴管，卫生香，火柴，试管架，棉花；试管，大烧杯，量筒，滴管，温度计，试管夹，三脚架，石棉网，酒精灯，火柴，水浴锅（标明所用的数量）实验试剂：体积分数为3％的过氧化氢溶液，质量分数为3.5％的氯化铁的溶液；质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，斐林试剂，热水（水浴锅）。准备当天实验所用肝脏研磨液（可用猪肝、鸡肝、鱼肝胰脏），并进行预处理，即将从市场上取回的肝脏处理过（8ml水+2ml肝脏研磨液）？？？，并放入冰箱保存？，以待实验取用。配制各种实验试剂：①3.5%Fecl3:100ml水+3.5克Fecl3②3%的过氧化氢：97ml水+3ml过氧化氢（稀释）③质量分数为2%的新鲜的淀粉酶溶液④质量分数为3%的可溶性淀粉溶液⑤质量分数为3%的蔗糖溶液（根据实际情况配制）准备各种实验仪器，课前将肝脏研磨液，试剂和实验仪器分发到每组实验桌上。（5）由于本次实验要下到二附进行执教，所以，联系二附相关的指导老师及实验研究员，并进行沟通，熟悉教学环境（包括实验仪器、实验试剂、实验材料的提供和准备），了解教学对象的情况。在此，并根据该校的实验室条件，将学生分组，采用小组合作式开展实验，初定为每2个学生一组。（6）小组成员分工合作，由于本次实验容量比较大，任务较为繁重，所以谁进行板书、谁进行讲课，谁主要负责药品器材等，我们小组都进行严格的分工，保证实验的有序进行。日期2010-11-2010-11-2010-11-2010-11-板书覃流静授课林冰洁药品器材卢珊珊肝脏研磨液祝进贵七、教学过程教学环节教师活动学生活动方法手段设计意图课前准备1.分发实验材料——实验仪器、试剂、材料到每个实验桌。2.做好板书和播放课件。预习教学过程1.导入：上节课，我们学习了酶的特性，从教材中，我们从理论上明确了酶具有哪两个特性？高效性和专一性。同学们认真想想日常生活中，我们经常接触的是那些酶?唾液淀粉酶？它们有什么作用？本节课我们将通过实验来证明其特性。2.实验讲解：2.1实验目的：今天我们的实验有两个目的，第一充分认识酶的高效性和专一性，第二、初步学会探索酶的特性的方法。本实验原理主要有两个，首先新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶（主要存在于细胞中？），三价铁离子是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧，分别用一定数量的过氧化氢酶和铁离子催化过氧化氢分解成水和氧，可以比较两者的催化效率；其次，淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。（实验结果会出现其他的意外结果，比如不是砖红色，其他的颜色，怎么解释？？？）用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖的水解反应，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应，也就是证明酶的什么特回想相关旧知识并产生兴趣2.1明确实验的目的和实验的原理2.2跟着老师的讲解进一步熟悉实验板书课件结合板书1.联系就理论知识使学生了解实验内容，提出的问题引起学生的兴趣。2.1初步落实教学知识目标，使让学生形成原理指导实验的科学思想习惯。2.21.讲解实验步骤，理清实验思路，2.强调本次实验一性呢？（1分钟）2.2步骤讲解：那么现在我们来了解酶特性探究实验的流程。我们今天用一节课的时间做两个小实验，内容量有点大，但是还是可以按时按量完成的。首先是第一个小实验：《比较过氧化氢酶和Fe+的催化效率》，实验需要用到的肝脏研磨液的制取，几位老师已经在课前帮我们准备好了，它是用8ml水+2ml肝脏（？）制备。因为肝脏研磨液的用量比较少，所以大家需要用到的时候，到？？老师处获取。今天我们从加入试剂这步开始，第一步，取两支洁净的试管，编上号，即1号、2号，并各注入2ml过氧化氢溶液。第二步，向1号试管内滴入2滴肝脏研磨液。2号试管作为对照，滴入2滴氯化铁溶液。第三步，用？？堵住试管口，轻轻的振荡这两支试管，使试管内的物质混合均匀。仔细观察并记录哪支试管产生的气泡多。第四步，将点燃但无火焰的卫生香分别放入1、2好试管内液面的上方，观察并记录哪支卫生香燃烧猛烈。（3分钟）强调注意事项：把肝脏研磨的目的是彻底释放细胞内的的步骤，并思考老师提出的问题，明确每一步的原理。板书强调和课件辅助些与课本不一样的步骤、试剂用量、重点操作等。3.提出问题让学生明确各步骤中的原理，培养学生的现象分析能力4.分工合作培养学生的合作精神。5．形成科学实验精神。过氧化氢酶？？，让酶与底物充分接触；1、2号试管中加入的过氧化氢溶液必须适量且等量，保证单一变量；观察的指标：气泡的数量，卫生香燃烧的现象；滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，不可共用一个吸管；（教师保存：因为肝脏研磨液中含有酶，为了防止被微生物分解破坏，应该放在冰箱中低温保存，不过还是要尽量现配现用。为保证酶的活性和酶的量，必须选用新鲜的肝脏。）下面我们讲解第二个小实验：《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用》第一步，取两支洁净的试管，编上号，然后向1号注入2mL可溶性淀粉溶液和2mL新鲜淀粉酶溶液。向2号注入2mL蔗糖溶液和2mL新鲜淀粉酶溶液。第二步，轻轻振荡这两支试管，使试管内的液体混合均匀，然后将试管的下半部浸到60℃左右的热水中，保温5min。大家想想为什么要放到60℃中，而不是37℃？因为淀粉酶的最适温度为60℃，在此温度下此酶达到最高的活力。如果换成是唾液淀粉酶，要放在哪个温度下？为什么？第三步，取出试管，各加入2mL斐林试剂（边加入斐林试剂，边轻轻振荡这两支试管，以便使试管内的物质混合均匀）。斐林试剂的作用是什么？第四步，将两支试管的下半部放进盛有热水6.让学生形成规范实验的习惯，培养其动手能力。的大烧杯中,用酒精灯加热,煮沸并保持1min。煮沸这一条件的作用是什么？促使反应速度加快。第五步，观察并记录两支试管内的变化。变成其他颜色或无颜色的变化？？（3分钟）强调注意事项：（？）1．试管一定要编号，因为当我们把试管放在大烧杯中水浴保温会混淆。2.把试管洗干净，避免上一班级未洗干净，而造成最后两只试管都出现了砖红色沉淀。3.实验操作学生2人一小组，要求学生分工合作，共同完成实验，充分利用时间，指导老师在实验过程中指出学生操作不规范的地方，并适时的对学生提问、解释一些实验现象。实验完成时候进行实验结果展示与分析。4.提问和总结（针对难点进行提问）1.为什么要选用新鲜的肝脏？2．为什么要将肝脏研制成研磨液？3．滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管，为什么？4．肝脏研磨液如果没有及时用到，为什么要放到冰箱中低温保存？5．为什么要将试管的下半部进到60℃左右的热水中？6.在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况3.学生进行实验操作。下，本实验设置1号试管还有没有必要？7．将酶煮沸10min之后再做实验，会有什么结果？5.思考题的解答.？？？比较过氧化氢酶和Fe+的催化效率实验步骤1试管编号122滴加3%过氧化氢溶液2mL2mL3滴加催化剂20%新鲜肝脏磨液2滴3.5%FeCl3溶液2滴4堵住试管口,轻轻振荡————5观察产生的气泡早、快、多晚、慢、少卫生香复燃猛烈几乎无变化反应时间短长6结论过氧化氢酶的催化效率比无机催化剂Fe3+的要高许多,即过氧化氢酶具有高效性探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用序号项目试管1号2号1注入可溶性淀粉溶液2mL－2注入蔗糖溶液－2mL3注入新鲜的淀粉酶2mL2mL4保温5分钟60℃60℃5加斐林试剂2mL2mL6水浴加热煮沸并保持1min7记录实验结果实验结果的记录表格???八、板书设计：比较过氧化氢酶与Fe+的催化效率一、实验原理（反应方程式：H2O2H2↑+O2↑）二、实验目的三、实验过程四、实验结果催化效率：过氧化氢酶＞铁离子探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用一、实验原理：还原糖+斐林试剂→氧化亚铜↓（砖红色）二、实验目的三、实验过程2滴3.5%的Fe3+溶液处理2滴肝脏研磨液处理带火星的卫生香带火星的卫生香编号2编号1加入2mlH2O2加入2mlH2O2②①①②四、实验结果：1号试管出现砖红色沉淀；2号试管不出现砖红色沉淀九、自我评价与教学反思1.覃流静200811000075自我评价：准备上的反思：(实验材料与仪器准备方面)教学反思：(教学内容和方法上的反思)备课上的反思：上课的反思：(教师和学生上的反思)《比较过氧化氢酶和Fe+的催化效率》一、实验原理：新鲜的肝脏内中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，他们都可以催化过氧化氢分解成水和氧。分别用一定数量的过氧化氢酶和Fe3+催化过氧化氢分解成水和氧。可以比较两者的催化效率。经计算，用质量分数为3.5℅的氯化铁溶液和质量分数为20℅的肝脏内研磨液做实验，每滴氯化铁溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液液中过氧化氢酶分子数的2