周彩琴

[摘要]“探究溫度對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)是高中生物必修一教材中的一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生不斷思考、探究，從而提高學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

[關(guān)鍵詞]溫度對(duì)酶活性的影響 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高中生物必修一《分子與細(xì)胞》模塊第五章第一節(jié)《酶的特性》中設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)，即“探究溫度對(duì)酶活性的影響”。該實(shí)驗(yàn)原理是淀粉遇碘液呈藍(lán)色。適宜條件下a-淀粉酶使淀粉逐步水解成麥芽糖和葡萄糖。（a-淀粉酶的最適溫度是60℃左右）麥芽糖和葡萄糖遇碘液不顯色，但二者都是還原糖，加入斐林試劑后在55～60℃水浴加熱會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀。教學(xué)目標(biāo)是學(xué)會(huì)設(shè)置對(duì)照；學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測因變量的變化；概述溫度對(duì)酶的活性的影響；體驗(yàn)探究過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究方法，學(xué)會(huì)用準(zhǔn)確的語言闡明實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：酶促反應(yīng)需要適宜的溫度，高溫會(huì)使酶變性失活；低溫降低酶的活性。真正的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸鲞@樣的結(jié)論呢？

在認(rèn)真閱讀了課本和教學(xué)參考書的相關(guān)內(nèi)容，并進(jìn)行了仔細(xì)的思考和分析之后，我形成了自己的授課思路。

[新課引入]讓學(xué)生思考加酶洗衣粉的包裝袋上注明的適用溫度范圍含義，引導(dǎo)學(xué)生理解“不同的溫度對(duì)酶的活性是有影響的”的含義。那么，如何證明自己的觀點(diǎn)是正確的呢？（接下來引導(dǎo)學(xué)生探究）

[分組情況]將學(xué)生分成四人一個(gè)小組，讓學(xué)生小組合作探究溫度對(duì)酶活性的影響，每組確定一個(gè)主發(fā)言人。

[實(shí)驗(yàn)材料]教師參照高中生物必修一《實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告冊》第38頁提供的實(shí)驗(yàn)材料、器具提供多種實(shí)驗(yàn)材料供學(xué)生選擇。

[探究過程]探究一：探究實(shí)驗(yàn)所用的酶材料。

教師：展示a-淀粉酶，新鮮的肝臟研磨液，提問：肝臟研磨液里主要包含哪種酶？

學(xué)生：過氧化氫酶。

教師：如果選用過氧化氫酶來探究溫度對(duì)酶活性的影響，合適嗎？

學(xué)生：不合適。

教師：為什么？

學(xué)生：因?yàn)楦邷貢?huì)加速H2O2的分解，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

教師總結(jié)：對(duì)，如果我們在實(shí)驗(yàn)中設(shè)置高溫條件，溫度不僅會(huì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)本身的速率產(chǎn)生影響。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)密。建議用淀粉酶來探究溫度對(duì)酶活性的影響。

探究二：探究如何控制實(shí)驗(yàn)變量

教師：控制變量對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、可行性高的?shí)驗(yàn)來說尤為重要。請大家思考大屏幕上所列出的問題。

（1）你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？怎么控制自變量？

（2）因變量是什么？衡量因變量大小的指標(biāo)是什么？如何檢測該指標(biāo)？

（3）該實(shí)驗(yàn)有哪些無關(guān)變量？怎么控制？

學(xué)生：認(rèn)真思考、討論、完成上述問題后，選擇實(shí)驗(yàn)試劑、用具，根據(jù)所選材料對(duì)要探究的問題作出假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。

教師：設(shè)計(jì)思考題，列出實(shí)驗(yàn)中控制的自變量，觀察和檢測因變量指標(biāo)以及控制無關(guān)變量中容易出現(xiàn)的問題，指導(dǎo)學(xué)生按照探究實(shí)驗(yàn)的基本步驟設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生解決問題。

（由設(shè)計(jì)較好的幾組進(jìn)行交流、展示。）

教師：在每個(gè)小組介紹完實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，詢問各組設(shè)計(jì)中的自變量及其控制方法，因變量指標(biāo)的觀察和檢測方法。

（其他同學(xué)認(rèn)真傾聽，聽完后討論。）

教師對(duì)設(shè)計(jì)較好的地方給予肯定和鼓勵(lì)，及時(shí)糾正出現(xiàn)的問題，和學(xué)生一起對(duì)探究時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸納與總結(jié)：（1）沒有對(duì)照，我們無法判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確。（2）實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組只有一個(gè)變量。（3）要嚴(yán)格控制無關(guān)變量，遵循無關(guān)變量相同且適宜原則。（4）因變量指標(biāo)的檢驗(yàn)方法一定要簡便可行。

（5）酶的量和底物的量會(huì)影響酶促反應(yīng)的速率，所以實(shí)驗(yàn)中每種酶和反應(yīng)物的加入量必須相同且適宜。

探究三：探究實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意的一些問題

教師：請同學(xué)們思考、討論以下問題。

問題1：因變量指標(biāo)的檢驗(yàn)用碘液好還是用斐林試劑好？

提示：探究“溫度對(duì)酶活性的影響”是要觀察不同溫度對(duì)酶活性的影響，如果選碘液作為指示劑，可通過溶液中藍(lán)色的深淺，直觀地顯示出不同溫度條件下淀粉的分解情況。特別是當(dāng)溫度設(shè)置較密時(shí)，如溫度分別為0℃，10℃，20℃，…，60℃，…，100℃時(shí)，選用碘液可以看到隨淀粉分解反應(yīng)的進(jìn)行，藍(lán)色逐漸消失的過程，而不能選擇斐林試劑，因?yàn)槠渌麥囟葪l件下也可能生成磚紅色沉淀，但是如果實(shí)驗(yàn)中只設(shè)置了三個(gè)溫度條件，如O℃（冰水中）、60℃和100℃（沸水中），加入斐林試劑只有60℃條件下處理的淀粉溶液才有磚紅色沉淀生成，即反應(yīng)在60℃時(shí)能夠進(jìn)行，其他兩個(gè)溫度條件下無磚紅色沉淀生成，反應(yīng)不能進(jìn)行。這時(shí)可以選用斐林試劑作為指示劑。兩相比較，選擇碘液更好。

問題2：控制底物溫度還是控制酶溫度？不同溫度溶液混合會(huì)改變原有溶液的溫度嗎？

提示：既要控制底物溫度又要控制酶溫度，而且二者混合前溫度必須相同。原因是酶具有高效性，如不先進(jìn)行同溫處理，而是先混合后調(diào)溫，可能出現(xiàn)溫度還未調(diào)好反應(yīng)就已經(jīng)進(jìn)行，以至于影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不同溫度溶液混合會(huì)改變原有溶液的溫度。

學(xué)生：討論后及時(shí)找出本組設(shè)計(jì)方案的不足，進(jìn)一步修改完善。

教師：師生共同討論歸納，總結(jié)出比較合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，展示如下：

（1）取六支潔凈的試管，分別標(biāo)號(hào)1，2，3，4，5，6。

（2）向1～3號(hào)試管中各加人lmL a一淀粉酶溶液，向4～6號(hào)試管中各加入2mL淀粉溶液。

（3）將1號(hào)和4號(hào)試管放入0℃冰水浴中，2號(hào)和5號(hào)試管放人60℃水浴中，3號(hào)和6號(hào)試管放入100%沸水浴中，均保溫5分鐘。

（4）分別將置于相同溫度下的兩支試管中的溶液混合均勻，仍然分別在0℃、60℃、100℃條件下保溫，讓混合液反應(yīng)5分鐘。

（5）將反應(yīng)后的三支試管取出，分別加入等量碘液，震蕩搖勻，觀察溶液顏色變化，是否變藍(lán)及變藍(lán)程度，記錄結(jié)果。

[教學(xué)反思]人們總說，實(shí)驗(yàn)教學(xué)特別簡單，教師教起來既容易，又省心。而實(shí)行新課改后，探究實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生們通過探究去開拓自身的創(chuàng)造性思維，讓學(xué)生在解決問題的過程中去發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)一步探究。新課程的探究實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生改變學(xué)習(xí)方式、提高解決實(shí)際問題的能力，也要求教師不斷學(xué)習(xí)、拓寬自己的知識(shí)面，改變教學(xué)觀念，勤奮探索，從而更好地駕馭新教材，做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)和高中生物教學(xué)工作。新課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革給學(xué)生和教師的共同成長提供了契機(jī)，使學(xué)生和教師在共同探索問題、解決問題中交流溝通，在共同查找資料、攝取信息中增加互動(dòng)，增進(jìn)了解。

這節(jié)探究實(shí)驗(yàn)課，使我認(rèn)識(shí)到思考是打開知識(shí)大門的金鑰匙。每當(dāng)人們思考著如何去解決問題時(shí)，就會(huì)在不知不覺中獲得許多知識(shí)；同時(shí)在解決問題的過程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)自己存在的不足，從而激發(fā)自身學(xué)習(xí)和探究的欲望，在不斷解決問題的過程中豐富知識(shí)，增長才干，提高自身的學(xué)習(xí)能力。

（責(zé)任編輯 黃春香）