張 呂

(浙江省嵊州愛德外國語學(xué)校 312400)

1 教材分析

浙科版高中生物學(xué)教材《分子與細胞》第3章“酶”一節(jié)中并沒有明確地提出酶的概念，它需要師生進行歸納總結(jié)。本節(jié)的教學(xué)重點是酶的作用，教學(xué)難點是酶的化學(xué)本質(zhì)。由于酶與生活貼近，實驗性強，而實驗對于學(xué)生構(gòu)建重要的概念具有重要的支撐作用，為了突破重難點，酶的概念教學(xué)可借助實驗進行學(xué)習(xí)，可嘗試從“酶是什么物質(zhì)？酶有什么作用？酶在哪里產(chǎn)生？”三方面進行酶概念的教學(xué)。其中，對于“酶的化學(xué)本質(zhì)”這部分內(nèi)容，教材是通過展示科學(xué)家的探究過程資料使學(xué)生產(chǎn)生認識；“酶有催化作用”這一概念的學(xué)習(xí)，可通過引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)探究的基本方法進行實驗探究來構(gòu)建這一概念[1]。為了加深學(xué)生對酶本質(zhì)的認識，利于學(xué)生構(gòu)建酶的概念，筆者結(jié)合必修一已學(xué)部分的相關(guān)背景知識，設(shè)計了讓學(xué)生探究唾液淀粉酶、過氧化氫酶、蛋白酶等是否是蛋白質(zhì)的實驗。

2 教學(xué)目標

2.1 知識目標 掌握酶本質(zhì)的概念，理解其內(nèi)涵和外延。

2.2 能力目標 通過實驗探究，熟悉科學(xué)探索的方法，培養(yǎng)觀察分析、合作交流、動手操作的能力。

2.3 情感態(tài)度與價值觀目標 養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、交流合作等學(xué)習(xí)品質(zhì)，培養(yǎng)積極、樂觀的學(xué)習(xí)態(tài)度，體驗學(xué)習(xí)生物學(xué)的快樂。

3 教學(xué)過程

3.1 實驗導(dǎo)入 感知概念 播放課前實驗視頻：把蘋果洗凈后用小刀切開兩半，拿其中的一半放在白紙上，記錄此時的時間和蘋果果肉的顏色，過一段時間再進行觀察記錄。實驗結(jié)果顯示，蘋果果肉從一開始的乳白色變成了淺咖啡色，最后變成了褐色。由于該實驗與生活聯(lián)系密切，自然會吸引學(xué)生的注意力，學(xué)生會不斷地浮現(xiàn)出問號：為什么蘋果果肉會變色？究竟是什么導(dǎo)致果肉顏色發(fā)生變化的呢？接著，教師進行原因分析，讓學(xué)生了解蘋果果肉變色的“幕后主使”——酶，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，順此導(dǎo)入酶的概念教學(xué)。

設(shè)計意圖：從現(xiàn)實生活實驗出發(fā)，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生感知酶本質(zhì)的相關(guān)內(nèi)涵要素。

3.2 實驗探究 生成概念 過渡：酶究竟是一種什么物質(zhì)？可通過以下探究來認識它的廬山真面目。

3.2.1 探究1:酶的化學(xué)本質(zhì)是什么 教師通過媒體展示酶的科學(xué)發(fā)現(xiàn)史部分材料，要求學(xué)生思考、討論下列資料分別說明什么問題？

資料1：美國科學(xué)家薩姆納爾獲得脲酶的結(jié)晶，并用多種方法證明脲酶是蛋白質(zhì)，榮獲1946年諾貝爾化學(xué)獎。

資料2：科學(xué)家又相繼獲得胃蛋白酶，胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶都是蛋白質(zhì)。

資料3：美國科學(xué)家奧特曼通過實驗提出少數(shù)RNA也可以是酶的論斷。這一發(fā)現(xiàn)使他和切赫共同獲得1989年諾貝爾化學(xué)獎。

展示問題：現(xiàn)有如下材料唾液淀粉酶、過氧化氫酶、蛋白酶等多種酶，如何通過實驗來檢驗它們的化學(xué)本質(zhì)？

學(xué)生討論：確定實驗材料和試劑，完成實驗操作。

學(xué)生交流，得出結(jié)論：酶是有機物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。

過渡：蘋果果肉變色的幕后主使是酶，它真的有這么神奇作用嗎？酶究竟具有什么作用？可通過實驗來揭開酶的神秘面紗。

3.2.2 探究2：酶具有什么作用 教師應(yīng)用課件展示如下信息材料。

材料1：H2O2在體外可被無機催化劑Fe3+分解為

H2O和O2；在體內(nèi)可被 H2O2酶分解為H2O和O2。

材料2：H2O2酶可從動植物體內(nèi)獲得——新鮮動物的肝臟或新鮮的馬鈴薯中。

材料3：每滴FeCl3溶液中Fe3+數(shù)，大約是肝臟研磨液中H2O2酶分子數(shù)的25萬倍。

教師提供實驗材料用具(2%H2O2溶液、動物肝臟研磨液、FeCl3溶液、蒸餾水、衛(wèi)生香、試管、試管架、恒溫水浴鍋等)，設(shè)置一系列實驗情景,要求學(xué)生通過小組合作完成實驗操作，讓學(xué)生在實驗中體驗概念的生成。

學(xué)生完成實驗操作，并將實驗結(jié)果記錄于表1。

表1 比較H2O2在不同條件下的分解

教師提出問題，讓學(xué)生討論分析：與1號試管相比,2號試管有什么不同的現(xiàn)象？在細胞內(nèi)能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？ 3號和4號試管未經(jīng)加熱,也有大量氣泡產(chǎn)生,這說明什么？比較3號和4號試管,你得出什么結(jié)論？4號試管產(chǎn)生的氣體總量會大于1、2、3號試管嗎？若增加4號試管肝臟研磨液的量,或增加H2O2液的量,產(chǎn)生氣泡量會增多嗎？催化結(jié)束后酶本身是否改變？

學(xué)生討論交流，得出結(jié)論：酶具有催化作用，與無機催化劑相比，具有高效性。

過渡：通過以上實驗，我們知道酶在化學(xué)反應(yīng)中大顯身手，“酶”力無限。那它究竟在哪里產(chǎn)生的呢？

3.2.3 探究3：產(chǎn)生酶的場所在哪里 教師提示：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，RNA是在細胞核中由DNA指導(dǎo)合成。

學(xué)生思考討論，得出結(jié)論：蛋白質(zhì)類酶在核糖體上合成，RNA類酶在細胞核中合成，酶由活細胞產(chǎn)生。

3.2.4 交流評價 形成概念 師生共同討論、歸納總結(jié)得出酶的概念：活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物。

設(shè)計意圖：在感知的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生在實驗探究中構(gòu)建酶的概念，從而體驗科學(xué)探究的一般過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察分析、合作交流與語言表達等能力。

3.3 實驗分析 完善概念 教師引導(dǎo)學(xué)生歸納出酶本質(zhì)的概念圖(圖1)。

圖1 酶的本質(zhì)概念圖

提出問題：所有的酶都來自活細胞？酶一定在細胞內(nèi)起催化作用？學(xué)生小組討論。

課件展示畢希納實驗，引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論：有的酶可以人工合成或改造，比如加酶洗衣粉。酶作用場所可以在細胞外。

設(shè)計意圖：聯(lián)系生活，結(jié)合經(jīng)典實驗，對酶本質(zhì)的概念進行有效的外延補充。

3.4 實驗設(shè)計 運用概念 設(shè)問：現(xiàn)有淀粉、葡萄糖、唾液淀粉酶、稀釋的雞蛋清4瓶溶液，但沒有做標簽記錄，現(xiàn)提供碘液、本尼迪特試劑、雙縮脲試劑，如何把唾液淀粉酶溶液鑒定出來？學(xué)生分組討論，設(shè)計實驗方案。

設(shè)計意圖：結(jié)合酶本質(zhì)的概念，通過設(shè)計實驗，聯(lián)系生活，學(xué)會鑒別什么物質(zhì)是酶，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課以學(xué)生為主體，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動，通過酶的概念的構(gòu)建及其實驗探究，經(jīng)由觀察、分析、歸納、總結(jié)的教學(xué)過程。通過實驗來構(gòu)建一個科學(xué)概念，是一種新的教學(xué)嘗試。實驗設(shè)計中，將推理性探究與實驗式探究相結(jié)合，將探究性實驗與驗證性實驗相結(jié)合，借助簡單易做的實驗對酶的概念進行由表及里，從宏觀到微觀的分析，讓學(xué)生經(jīng)歷初步感知概念、生成概念、完善概念、拓展概念、應(yīng)用概念等過程，實現(xiàn)概念的自主構(gòu)建和深度理解，鍛煉能力，提高生物學(xué)素養(yǎng)。以實驗為載體進行概念教學(xué)，讓學(xué)生直觀地感知概念、透徹地理解概念和靈活地運用概念。在教學(xué)中為學(xué)生提供親身體驗“做科學(xué)”的機會，使學(xué)生通過實驗探究形成自己的觀點，而不是全盤接受他人的結(jié)論，從“聽和背”中解脫出來，實現(xiàn)“做中學(xué)”。