張彩明

【關鍵詞】 生物教學；酶；專一性；方案設計

【中圖分類號】 G633.9 【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1004—0463（2015）14—0123—01

“酶的特性”是人教版生物學必修1“分子與細胞”模塊中第五章第一節(jié)中的內容。關于“酶具有專一性”這一特性，課本只是通過概念和舉例進行了簡要說明，而《普通高中生物課程標準（實驗）》中對本節(jié)內容的要求是：通過相關實驗體驗酶與普通催化劑的區(qū)別，驗證酶的特性的實驗應結合實驗設計對所遵循的原理、原則及要求加以掌握。筆者在教學過程中發(fā)現，學生在實驗設計時，針對實驗的原理，生搬硬套實驗原則，設計的實驗方案看似正確、合理，然而卻不能得出與實驗目的相符的結論。

情境設計及要求：現有符合實驗要求的淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、淀粉溶液、蔗糖溶液、斐林試劑、溫度計及水浴鍋等。各學習小組選擇實驗試劑、實驗材料，并設計出能夠驗證“酶具有專一性”的實驗方案，說出設計方案時應遵循的原則和預期的結果。最后在全班內表達交流，現將交流結果歸納如下。

1. 實驗原理：

①淀粉和蔗糖都是非還原性糖，它們在相應酶的催化下都可以水解成還原性糖（麥芽糖、果糖和葡萄糖）。

②還原性糖能夠與斐林試劑在水浴加熱的條件下生成磚紅色沉淀。

2. 實驗方案及預期的結果，整合起來有三種。

3. 實驗方案的評價及拓展。三組實驗方案都對自變量進行了嚴格控制，也對因變量進行了科學檢測，同時也排除了無關變量對實驗的干擾，更遵循了對照性原則，完全符合生物實驗設計的原則和本實驗的原理。為了培養(yǎng)學生分析實驗的能力，并確定每組方案與實驗目的是否相符，筆者進一步要求每組學生針對本組實驗方案及預期結果，分析出三組方案分別驗證了哪種酶具有專一性。

4. 對比分析結果：對方案1分析發(fā)現，A組出現了磚紅色沉淀，說明淀粉酶可以催化淀粉的水解。B組不出現磚紅色沉淀，說明淀粉酶不能催化蔗糖的水解，故證明了淀粉酶具有專一性。對方案2分析發(fā)現，A組出現了磚紅色沉淀，說明淀粉酶可以催化淀粉的水解。B組不出現磚紅色沉淀，說明蔗糖酶不能催化淀粉的水解。只可證明淀粉酶可以水解淀粉，蔗糖酶不能水解淀粉，并不可證明那種酶具有專一性。對方案3分析發(fā)現，A組不出現磚紅色沉淀，說明蔗糖酶不能催化淀粉的水解。B組出現了磚紅色沉淀，說明蔗糖酶只能催化蔗糖的水解，故證明了蔗糖酶具有專一性。三組看似嚴密合理的實驗方案，卻得出了不同的結論。顯然，方案二設計的實驗目的沒有達到。

5. 結合本節(jié)課的教學實際，筆者就生物實驗方案的設計進行了如下的反思。

①在進行實驗方案設計時，應按照科學探究的步驟進行。先提出問題，再進行假設，依據如何證明假設成立于否，進行方案的設計。如在實驗中，提出問題：淀粉（蔗糖）酶具有專一性嗎？進行假設：淀粉（蔗糖）酶可以把淀粉（蔗糖）水解成還原性糖，不可將蔗糖（淀粉）水解成還原性糖，淀粉（蔗糖）酶具有還原性。以此假設作為驗證目的，就會很容易設計出與實驗目的相符的方案。

②方案設計出來之后，對實驗結果進行預期分析，確定能否得出與實驗目的相符的結論，明確設計的方案是否合理、嚴密，進一步對方案進行修正。

③進行實驗設計時，必須遵循生物實驗的科學性原則、對照性原則、單一變量原則。但在具體的實驗方案設計中，不可生搬硬套，應綜合考慮具體的實驗原理、實驗目的、實驗條件。

方案1：

方案2：

方案3：

編輯：謝穎麗