研究性学习设计影响酶活性的因素

中小学教育资源站（)，百万免费教育资源当下来，无须注册！中小学教育资源站课时+课外活动【学习目标】（或概述）1、简述酶在细胞代谢中的特性及影响酶活性的因素。2、掌握控制变量法，设计实验验证pH值和温度对酶活性的影响。3、利用数学知识，根据实验数据绘制坐标曲线。4、认同科学史在不断的探索和争论中前进的。【情境】虽然学生对酶的认识有限，但是酶与我们的生活息息相关，我们在日常生活中经常会见到加酶洗衣粉，加酶洗洁剂，加酶助消化片等。而且学生对催化剂的作用比较熟悉，可以利用学生对无机催化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入对酶活性的探究。可以介绍几种无机催化剂的作用，让学生说出无机催化剂催化的特点和条件，然后让学生思考生命活动是一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？学生比较容易想到细胞内的环境是一个常温常压的状态，在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂──酶，由此引入对酶活性的学习。既然学生们知道无机催化剂的作用，就让学生通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别，通过实验验证自己对酶的认识。【任务与预期成果】本次研究性学习的主要目的是探究影响酶活性的因素，各小组收首先利用教材、图书馆和网络资源搜集有关酶活性的资料，在对酶的活性有一个前期认识之后，利用控制变量法设计实验，验证影响酶活性的因素，掌握控制变量设计实验的一般步骤，并且最终成书面形式的实验探究报告。【过程】（过程要体现研究性学习的主要环节）课前把班级成员分成8人一组的探究小组，选出组长，并分配工作任务。学习小组课前中小学教育资源站（)，百万免费教育资源当下来，无须注册！中小学教育资源站利用网络或图书馆搜集的生物膜的相关资料，小组长代表本组学生展示本小组资料的查询结果以及实验成果。活动一：调查酶的特性酶是产生的具有的有机物，其中绝大多数酶是少部分酶是。1、酶具有高效性：酶的催化效率大约是的107—1013倍，从而保证了的快速进行。2、酶具有专一性：一种酶只能催化化学反应，从而保证有条不紊的进行。活动二：实验探究影响酶活性的条件细胞中几乎所有的化学反应都是由来催化的。酶对化学反应的催化效率称为。读下述文字，请提出探究的问题①细胞都生活在一定的环境中。②做消化酶实验时，需要控制温度等实验条件。③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。④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不一样。唾液的pH为6.2～7.4，胃液的pH为0.9～1.5，小肠液的pH为7.6。唾液淀粉酶会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。▲提出问题：一、二、________________________▲作出假设：一、二、________________________探究一、探究pH对酶活性的影响（探究目的：pH的改变是否影响细胞内酶的活性）▲设计实验1、本实验的自变量是_____________，怎样控制自变量？（设定几个PH值？如何调定不同PH值？）2、本实验应选择_________酶，为什么？3、本实验的因变量是_____________，预期：酶活性升高时___________，酶活性降低时____________。怎样观察或检测因变量？4、怎样排除温度等其它因素（无关变量）对实验结果的干扰？5、本实验的对照组是_______________，实验组是________________。6、需要哪些材料用具：新鲜的质量分数为20％的_________研磨液；体积分数为3％的过氧化氢溶液；清水、质量分数为5％的盐酸、质量分数为5％的_________溶液；试管、量筒、滴管、试管架、彩笔等。▲实验步骤1、取3支试管，依次编号1、2、3号。2、用量筒分别量取2ml的H2O2，并分别加入1、2、3号3支试管中。3、另取3支试管，依次编号1＇、2＇、3＇号。4、向1＇、2＇、3＇试管分别入清水、盐酸、氢氧化钠溶液各2滴。5、用滴管向1＇、2＇、3＇号3支试管中分别加入等量的肝脏研磨液并摇匀。6、将1＇试管的溶液加入1号试管，将2＇试管的溶液加入2号试管，将3＇试管的溶液加入3号试管。并观察现象（产生气泡速率）。中小学教育资源站（)，百万免费教育资源当下来，无须注册！中小学教育资源站▲实验结果实验分组实验步骤1号试管2号试管3号试管加H2O22mLH2O2溶液________H2O2溶液2mL_________溶液pH处理研磨液水、酸、碱加入2ml清水加入_______HCl加入2ml________研磨液2滴并摇匀______滴并摇匀2滴并_________加入pH处理过的肝脏研磨液观察实验现象实验结论探究二探究不同温度对酶活性的影响（探究目的：研究不同温度对淀粉酶活性的影响）▲设计实验1、本实验的自变量是___________，怎样控制自变量？（设定几个温度值？如何调定不同温度值？）2、本实验应选择_________酶，为什么？3、本实验的因变量是_____________，预期：酶活性升高时___________，酶活性降低时____________。怎样观察或检测因变量？4、怎样排除PH等其它因素（无关变量）对实验结果的干扰？5、本实验的对照组是_______________，实验组是________________。6、需要哪些材料用具：质量分数为2％的新配制的________溶液；质量分数为3％的可溶性_______溶液；质量分数为1％的碘液或____________试剂；试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，试管夹，________，三脚架，石棉网，_________，火柴，冰块，彩笔等。▲实验步骤1、取6支洁净的试管，其中3支编号1、2、3号，另3支编号1＇、2＇、3＇号。2、用量筒分别量取质量分数3%的可溶性淀粉溶液2ml，分别注入1、2、3号试管。3、用量筒分别量取质量分数2％的新配制的淀粉酶溶液2ml，分别注入1＇、2＇3＇号试管。4、将1、2、3号三烧杯分别加入适量清水，用冰块或加热的方法、使温度分别保持在0℃、60℃、100℃。5、将1、1＇，2、2＇，3、3＇分别放入1、2、3号三只烧杯中维持各自温度。6、数分钟后取出试管，将1＇、2＇、3＇三试管中淀粉酶溶液分别加入1、2、3号三试管。7、将1、2、3号三支试管分别放入原来的1、2、3号三只烧杯中继续维持各自温度数分钟。8、取出3支试管，分别向3支试管中加入2滴质量分数为1%的碘溶液，进行观察。▲实验结果实验分组1号试管2号试管3号试管中小学教育资源站（)，百万免费教育资源当下来，无须注册！中小学教育资源站℃约5min60℃约5min100℃约5min加淀粉酶各2l滴(加入前需进行对应温度处理)，振荡，反应约5min加碘液_________液并振荡2滴碘液并__________实验现象加斐林试剂实验现象实验结论【思考讨论】1、根据实验结果和教材内容，绘制酶活性受温度影响的示意图和酶活性受pH值影响的示意图。2、一般来说，在________温度或________pH时，酶的催化效率___________；在最适温度或最适pH之前，随温度或pH的逐步增加，酶的催化效率也___________________，在最适温度或最适pH之后，随温度或pH的不断增加，酶的催化效率__________________________。____________________________，会使酶的___________遭到破坏，使酶____________。0℃左右时，酶的________，但酶的空间结构____________，在适宜的温度下酶的活性可以______。因此，酶制剂适于在_______(0～4℃)下保存。【评价设计】可评价的学习要素：1、能够完成对酶活性的综述以及酶特性的概括。2、实验探究酶的特性时，实验原理是否正确，实验过程是否具有科学性，实验数据处理是否恰当，实验结论能否科学反映实验数据。评价方法：完成实验探究和实验报告（小组内+小组间+教师点评）评价指标：1、各小组资料收集是否完善。pH酶促反应速率温度酶促反应速率中小学教育资源站（)，百万免费教育资源当下来，无须注册！中小学教育资源站、实验报告写的科学性。3、实验方案的可操作性和科学性。4、探索出酶的特性以及影响酶活性的因素。5、对科学探究活动充满兴趣、态度积极；活动过程规范有序、效果明显6、活动中相互交流配合，有效体现小组合作精神【资源列表】1、教科书及参考教参2、学校图书馆3、百度百科、生物谷：、华南师大附中研究性学习专题网站