探究温度对酶活性的影响实验教学设计 文档

©寸以抬各2■"实验教学2021年第2期（x )“温度对酶活性的影响”创新实验设计安徽省亳州市利辛县第一中学（236702) 马强摘要对人教版普通高中《生物.必修1 .分子与细胞》和美国高中生物学教材//a // 中关于影响酶活性的因素探究实验进行对比，分析两国教材编排以及实验设计的异同，以“温度对酶活性 的影响”为例进行优化设计，为我国生物学教材的编制与修订提供参考，同时也为生物学教学提供更丰富 的素材。

关键词酶活性；影响因素；温度；美国生物学教材；人教版文章编号 1005 -2259(2021 )2x -0050 -02无论是中国还是美国，“影响酶活性的因素探究”都是高中生物学教材中重点要求的实验内容。

从形式上看，这一实验有多种设计方式，如演示性实验、验证性实验或者是探究性实验等。

该实验能够引导学生掌握科学的实验方法，即依据实验目的，合理控制或改变自变量，控制无关变量，科学观测因变量，最终分析讨论实验结果。

本文选取“温度对酶活性的影响”实验设计为例，通过分析中美高中生物学教材在实验设计方面的不同，对本实验进行优化创新。

1传统实验设计1.1实验材料及器具质量分数为2%的唾液淀粉酶溶液；质量分数为3%的可溶性淀粉溶液;热水（100丈）、温水（37 T )、了板书而板书以及因板书而影响教学的连贯性。

微 格教学因为时间短，且有明确的训练目标，无形中使 受训者忽视了板书的设计。

而当板书缺乏了计划性， 则不能发挥其应有的作用，使得板书处于一个尴尬的 地位。

有计划的板书则很好地体现了教师对教学内 在逻辑的掌握以及对课堂的控制能力，因此，板书不 应该被忽视。

参考文献[1] 高源，李佳涛，崔鸿.微格教学:促进教师专业发展的重要 手段[J ]•科教导刊,2013(26) :70 -71.[2] 俞如旺.生物微格教学[M ]•厦门：厦门大学出版社， 2012:182.[3] 吴方领.微格训练高师生板书技能的实践与探索[J ].湖北 师范学院学报（哲学社会科学版），2〇16,36(1) :73 - 75.A冷水(0 t )、碘液、菲林试剂、水浴锅;试管（6支，编 号分别为A 、a 、B 、b 、C 、c )、量筒、大小烧杯、滴管、试管 架、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴。

实验能力训练期末实验（实验设计方案）课题：温度对酶活性腐乳影响探究温度对酶活性影响（一）．背景资料高中生物实验分两种类型,验证性实验和探究性实验（包括研究性课题）,由于后者更能体现探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析和解决实际问题能力;更能体现科学态度、科学精神和创新意识，是高考中为高校选拔人才的较好材料，近年来一直被沿用。

由于缺乏实验设计的有关理论知识，平时的练习也偏少，因此,遇到这类题型，就会感到茫然。

为解决这一问题,现将有关实验设计的基本理论、实验设计的思路方法和常见的类型作一介绍，以期增加理论知识,提高分析问题和解决问题的能力之目的。

“温度对酶活性的影响”是高中生物新教材人教版《分子与细胞》的第五章《细胞的能量供应与利用》第一节降低化学反应活化能的酶第三课时酶的特性中的探究实验《影响酶活性的条件》其中的一个。

本实验是一个探索性实验,通过淀粉酶在不同的温度条件下催化淀粉的水解情况.加深对控制实验变量的了解.探究性实验一般包括：课题、假设、设计实验、预期、完成实验、观察并记录结果（有时需收集数据）、分析结果(数据)并推导结论七个基本内容.一．探究性实验的基本内容（一）提出课题人们对事物作缜密观察以后,常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题，虽然任何人都能提出问题，但只有意义的问题才值得探讨，课题即为实验的题目，是实验要达到的具体目标，例如“蚯蚓如何借肌肉的收缩和舒张而移动身体？”（二）假设科学方法的第三步是假设。

假设，也称假说或猜测,指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出的问题所做出的参考答案。

假设一般分为两个步骤:第一步，提出假设，即依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过创造性思维,提出初步假定；第二步,做出预期(推断）,即依据提出的假设，进行推理,得出假定性的结论；例如，新编高中生物的“动物激素饲喂小动物的实验”，其假设是：“甲状腺激素对动物的生长发育有影响”;其预期结果是：“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪，将促使蝌蚪的生长发育加速”。

《探究温度对酶活性影响实验》教学设计一．设计思路：1、指导思想高中生物新课程标准提出以提高学生的生物科学素养为主要目的，教师在教学中要组织好各种探究性学习，使学生领悟科学研究的方法并学会相关的操作技能。

2、理论依据绝大多数酶是蛋白质，凡是能破坏蛋白质结构的因素都能影响酶的活性。

如温度、PH等。

3、教学特色（1）本节课立足于引导学生尝试设计探究性的实验,通过生活中的小常识引入课题，引发学生的思考，让探究的问题贴近学生的生活，激发学生思考、探究问题的兴趣。

（2）采用学生先尝试再补充的实验的设计与操作的教学法，帮助学生主动参与探究式的实验教学，构建以体验科学探究过程,领悟科学探究方法，体现团队合作精神和因材施教的教学原则。

这样的教学对培养学生的发散思维及应变能力很有意义。

最后通过拓展加深学生对生物科学技术知识的理解，使学生领悟科学技术与社会应用的相互关系。

二．实验教学分析：（1）内容分析：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中大多酶是蛋白质，凡是能破坏蛋白质结构的因素都能影响酶的活性。

如温度、PH等。

（2）学情分析：学生已经学习了酶在细胞代谢中的作用,酶的化学本质及酶的高效性和专一性,对酶有一定的感性认识。

但学生自主探究能力还较低，教师需进行有效的指导和帮助。

（3）教学条件分析:相应的实验器材等学校基本都有。

三．教学重点及解决的具体策略：教学重点：尝试探究温度对酶活性的影响。

具体策略：我将这一探究性的试验改为限定因素的定量试验，给定探究的因素(温度)。

因为探究性实验学生自己决定和判断的因素很多，我将引导学生重点尝试探究温度对酶活性的影响。

四、教学难点及突破的具体办法：教学难点：如何进行探究温度影响酶活性的实验设计与分析。

突破的具体办法：（1）设计实验是本教学的难点，但对如何进行材料选择，如何设计实验方案，并简要写出基本的实验步骤。

这都需要老师的引导和帮助。

（2）通过设置一系列的疑问，并一一加以引导，通过在回答问题的过程中，学生经过反复思考，心中就会对实验设计有了大致的框架。

“探究温度对酶活性的影响”实验教学设计高中生物必修一《分子与细胞》模块第五章第一节《酶的特性》中设计了一个学生探究性实验，即“探究温度对酶活性的影响”。

该实验原理是淀粉遇碘液呈蓝色。

适宜条件下a-淀粉酶使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖。

（a-淀粉酶的最适温度是60℃左右）麦芽糖和葡萄糖遇碘液不显色，但二者都是还原糖，加入斐林试剂后在55～60℃水浴加热会产生砖红色沉淀。

教学目标是学会设置对照；学会控制自变量，观察和检测因变量的变化；概述温度对酶的活性的影响；体验探究过程，领悟科学探究方法，学会用准确的语言阐明实验探究的结果。

实验结论为：酶促反应需要适宜的温度，高温会使酶变性失活；低温降低酶的活性。

真正的实验能否得出这样的结论呢？在认真阅读了课本和教学参考书的相关内容，并进行了仔细的思考和分析之后，我形成了自己的授课思路。

[新课引入]让学生思考加酶洗衣粉的包装袋上注明的适用温度范围含义，引导学生理解“不同的温度对酶的活性是有影响的”的含义。

那么，如何证明自己的观点是正确的呢？（接下来引导学生探究）[分组情况]将学生分成四人一个小组，让学生小组合作探究温度对酶活性的影响，每组确定一个主发言人。

[实验材料]教师参照高中生物必修一《实验探究报告册》第38页提供的实验材料、器具提供多种实验材料供学生选择。

探究一：探究实验所用的酶材料。

]探究过程[教师：展示a-淀粉酶，新鲜的肝脏研磨液，提问：肝脏研磨液里主要包含哪种酶？学生：过氧化氢酶。

教师：如果选用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响，合适吗？学生：不合适。

教师：为什么？学生：因为高温会加速H2O2的分解，影响实验结果。

教师总结：对，如果我们在实验中设置高温条件，温度不仅会对酶的活性产生影响，还会对化学反应本身的速率产生影响。

这样的实验设计不够严密。

建议用淀粉酶来探究温度对酶活性的影响。

探究二：探究如何控制实验变量教师：控制变量对于设计一个严谨的、可行性高的实验来说尤为重要。

探究温度对酶活性影响的实验设计之老阳三干创作遵义县团溪中学黄定梅“新陈代谢与酶”是高中生物学的一个重要内容, 学生必需通过实验探究酶的活性及其特征, 为此, 我先后检验考试用唾液淀粉酶催化淀粉水解, 过氧化氢酶催化H2O2分解来研究温度和PH 值对酶活性的影响, 但实验效果欠安, 于是我对此实验作了改进, 取得了良好的实验效果, 其具体实验方案如下：一、实验目的1、学会探索影响酶活性因素的方法.2、探索a—淀粉酶分歧温度下催化淀粉水解的情况.二、实验原理淀粉遇碘后, 形成蓝紫色复合物, a—淀粉酶可以催化淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖, 麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色.三、实验资料和用具试管12支, 试管刷1把, 试管架1个, 刻度吸管2支, 恒温水浴箱2台（水温分别坚持在60℃、100℃）、塑料烧杯1个（冻冰）, 铅笔1支, 1%淀粉溶液, 0.1%a—淀粉酶溶液, 卢戈氏碘液, 蒸馏水.四、实验准备1、实验前教师应配制好1%淀粉溶液和0.1%的a—淀粉酶溶液, 卢戈氏碘液.2、课前90min, 翻开2个温水浴箱, 并调好温度.五、实验步伐和实验记录六、实验结论：在分歧温度下, a-淀粉酶的活性分歧, 低于最适温度, a-淀粉酶的活性没有全部释放, 高于最适温度a-淀粉酶的活性随着温度的升高而消失.从以上实验表格可知, 在2℃时, a-淀粉酶的活性最低, 几乎没有活性, 在60℃时, a-淀粉酶的活性最高, 即60℃为最适温度, 在96℃时, a-淀粉酶活性完全丧失.七、说明：1）对比组均为深蓝色, 实验组中冰水组颜色为深棕色, 60℃时为黄色, 100℃时为深蓝色.2）水浴箱水温100℃时, 关闭盖后只能维持96℃.所以测定的是96℃下酶的活性, 但也可以观察到明显现象.3）水浴锅要坚持水温60℃时, 应设定在61℃, 关闭盖时的实际温度为60.1℃左右.。

探究温度对淀粉酶酶活性的影响教学设计附件1. 学案：探究实验影响酶活性的条件激发联想：唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中起作用的，不同部位消化液的pH值不一样，唾液的pH为6.2－7.4，胃液的pH为0.9－1.5；发烧病人往往会出现食欲不振，消化不良的症状；加酶洗衣粉的使用说明中一般都要求“用温水浸泡”；紫外线杀菌，高温消毒，红药水（含重金属离子汞）处理伤口等，其原理都是使细菌的蛋白质“变性”失活，从而导致细菌死亡。

一、我想要探究的问题：――――――――――――――――――――――――――――――――二、我对问题作出的假设：――――――――――――――――――――――――――――――――三、验证我的假设——设计实验方案：1、材料用具：（用下划线标示出选用的实验器具）质量分数为2％的α－淀粉酶溶液，质量分数为3％的可溶性淀粉溶液，新鲜的肝脏研磨液（蛙肝），质量分数为3％的H2O2溶液，质量分数为5％的盐酸，质量分数为5％的NaOH溶液，蒸馏水，热水，冰块，斐林试剂（甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05g/ml 的CuSO4溶液），碘液，pH试纸，温度计，试管，试管架，量筒，滴管，小烧杯，大烧杯，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴。

2、实验步骤：（文字分点表述，绘制表格，画示意图等均可）3、我预测的实验结果：四、进行实验：（按实验方案进行操作，明确分工，仔细观察，认真记录。

）1、实验结果记录：2、实验中我观察到的“意外”现象：3、对实验现象的解释和结论：五、表达和交流六、我想要进一步探究的问题是：附件2.学生实验探究能力的评价量表班级――――――――――――――――――姓名――――――――――――――――――。

For personal use only in study and research; notfor commercial use探究温度对酶活性影响的实验设计龙岩长汀一中曾宪琰1 实验设计理念由于在第一课时学生已经学习了酶的发现和酶的概念以及酶的特性，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。

这样的实验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法和研究方法，提高学生的实验设计探究能力和科学素养。

2 实验目标2.1 知识目标理解温度对酶影响的实质。

2.2 能力目标①通过探究温度对酶活性影响的因素，发展学生的科学探究能力；②培养学生观察、分析问题，解决问题的能力；③培养学生实验操作能力；④提高学生收集资料和语言表达能力。

2.3 情感目标①通过探究温度对酶活性影响的因素，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神；②培养学生实事求是和严谨的科学态度；③激发学生对生物科学的兴趣和热爱，培养学生理论联系实际。

3 课前准备3.1 实验材料用具的准备①质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液；②质量分数为3%的可容性淀粉溶液；③热水，蒸馏水，冰块，碘液，菲林试剂。

④试管，量筒，大烧杯，小烧杯，滴管，试管架，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，火柴。

3.2 寻找资料请同学上网或上图书馆找资料，内容为：除温度外还有哪些条件影响酶的活性？酶与社会的联系，酶与人类生活的关系，酶的活性与动物体内环境的相对稳定有什么关系。

4 实验过程4.1 设置探究情景，提出探究课题教师设置探究情景：生活中的加酶洗衣粉的包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用温度范围，从而联想温度是否影响酶的活性，提出探究课题：设计一个探究温度影响淀粉酶活性的实验。

4.2 介绍科学探究的方法，引导学生设计探究实验方案因为我校学生的实验动手能力差，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与结论。

探究温度对酶活性影响的实验设计与实施
一般来讲,每种酶的酶活性有最适温度,在此温度下,其活性最高,偏离此最适温度时,温度越低,或者温度越高,其活性越小，而且，温度过高会导致酶失活以及变性。

温度对酶活性的影响实验:取三支洁净的试管，编上号1，2，3，并分别注入2ml可溶性淀粉液。

分别向1，2，3号三支试管中各注入1ml新鲜的淀粉酶溶液，摇匀，依次放入沸水，37℃左右的热水，冰水中，维持各自的温度5分钟。

分别向1，2，3号三支试管中各滴入一滴碘液，然后摇匀。

观察并记录这三只试管中，溶液颜色的变化情况。

实验原理：1.温度影响酶活性，影响淀粉水解，几滴加碘液，根据与否变蓝及蓝色厚薄推论酶的活性；2.淀粉能够被淀粉酶水解成麦芽糖。

实验器材：试管，烧杯，量筒，胶头滴管，恒温箱，碘液，淀粉。

实验过程：1.挑若干试管，重新加入等量淀粉，标号为1,2,3,4,5，……放进适当恒温箱；
2.取若干试管，加入等量淀粉酶，标号为1,2,3,4,5，……放入相应恒温箱；
3.将对应的淀粉酶重新加入淀粉中放进适当恒温箱保温一段时间；
4.滴加碘液，观察颜色变化。

探究温度 (PH) 对酶活性影响的探究教学设计探究温度（ PH）对酶活性影响的探究教学设计一、教学背景分析【教材分析】“探究温度 (PH)对酶活性的影响”是高中生物学教材必修一第 5 章第 1 节“降低化学反应活化能的酶”的教学内容。

教师采用探究式教学模式，通过设计问题情境和提出问题，引导学生自主合作地对问题进行探究，由学生自己通过实践获得对科学概念的认识。

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法和研究方法，提高学生的科学素养。

【学情分析】“探究影响酶活性的因素”是在学生已经对酶的作用、化学本质及高效性和专一性有了一定认识的基础上，进一步通过实验探究活动来验证环境因素对酶活性的影响，并加深对酶作用及特性的理解。

影响酶活性的因素较多，如温度、 pH、激活剂与抑制剂等。

基于高中学生学习能力的实际，本探究实验的内容主要是探究温度和 pH 对酶活性的影响。

通过本探究实验的设计与具体实施，使学生熟悉“①发现问题；②提出假设；③设计实验方案并预测结果；④实施实验收集证据；⑤结果分析得出结论”等科学探究的一般过程和方法；在对探究的问题作出假设进行合理解释、演绎实验原理；在设计实验方案过程中通过确认相关的变量关系及如何操作与控制，初步理解单一因子变量的原则；在具体实施实验、收集证据的过程中培养学生正确使用相关的实验器具，合理采集和处理实验材料、客观观察和描述实验现象等进行实验操作的基本技能；在分析实验结果得出结论的过程中理解科学的本质之一是实证，深入理解对照、单一因子变量等实验原则，体现实事求是和严谨的科学态度；在各实验组统筹安排实验过程中体现团结合作的团队意识与精神。

二、教学目标【知识目标】1、概述温度、pH的变化对酶活性的影响；2、进一步说明酶与新陈代谢的关系；3、明确探究实验的一般步骤并能恰当评价和完善实验方案。

【能力目标】1、通过探究影响酶活性的因素，发展学生的科学探究能力；2、培养学生观察、分析问题，解决问题的能力；3、培养学生实验操作能力；4、提高学生收集资料和语言表达能力。

酶的特性探究温度对酶活性的影响姓名： 班级：【学习目标】1、尝试探讨温度对酶活性的影响，理解酶的特性，掌握实验设计方法。

2、主动参与科学探究活动，掌握科学探究的步骤和方法，培养创造思维及动手实践能力。

3、以小组为单位的学习，学会与人交流和合作。

【资料分析】大多数酶是具有催化功能的蛋白质，能催化物质的水解。

比如，淀粉酶能催化淀粉分解，脂肪酶能催化脂肪分解等等。

一般来说，酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。

根据酶的这种特性，人们把酶运用到生产当中。

比如加酶洗衣粉中就添加了多种生物酶，目前在加酶洗衣粉中使用的生物酶有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等等，这种加酶洗衣粉可以催化水解衣物上沾染的油渍，奶渍，面条等污垢，由于它们对污垢有着的特殊的去污能力，而且对人体没有毒害作用，所以加酶洗衣粉受到了人们的青睐。

需要注意的是这种加酶洗衣粉使用时要用温水溶液浸泡。

思考： 加酶洗衣粉为什么要特别强调水温呢？由此你能得出什么猜想？ 你的猜想： 。

【探究活动】探究温度对酶活性的影响1、实验材料质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，质量为3%的可溶性淀粉溶液，热水，冰块，碘液；试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，火柴 。

2、实验原理：淀粉酶能将淀粉催化水解，最终生成葡萄糖。

3、实验设计思考：1、自变量是什么？如何设置？2、因变量是什么？如何检测？（1）实验总体思路： 。

（2）实验步骤：5、实验结论：温度过高会使酶的 被破坏，使酶 。

而0°C 时，酶的 降低，但是酶的 稳定，适宜的温度下酶的活性可以升高。

6、实验心得： 。

【巩固提高】1、为使加酶洗衣粉的去污渍效果更好，处理的方法应该是（）A.先用冷水浸泡，在用温水搓洗B.先用开水浸泡，再在温水搓洗C.先用温水浸泡，再用温水搓洗D.先用温水浸泡，再在冷水搓洗2、酶在经0℃和100℃温度处理后，都没有活性，因为（）A．经过0℃处理的酶的活性不能恢复B．经过100℃处理的酶的活性不能恢复C．经过0℃处理的酶其空间的结构被破坏D．经过100℃处理的酶被氧化分解3．酶是生物体内催化各种化学反应的生物催化剂。