石丹花

一、教材分析

“酶的特性”是人教版高中生物（必修1）《分子與細胞》第五單元第一節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》第二課時的內(nèi)容。本節(jié)教材內(nèi)容包括“酶具有高效性”“酶具有專一性”“影響酶活性條件的探究”三大內(nèi)容。其中“酶具有高效性”的內(nèi)容，已在前一課“比較過氧化氫在不同條件下的分解”中學(xué)習(xí)。對于酶的專一性和影響酶活性的條件，可以通過情境設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生開展探究實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)和理性思維。酶的特性的學(xué)習(xí)為學(xué)生接下來學(xué)習(xí)ATP、細胞呼吸和光合作用過程奠定了基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析

本節(jié)課之前，學(xué)生學(xué)習(xí)了第一課時“酶的作用和本質(zhì)”，已經(jīng)了解科學(xué)探究的一般方法，即“提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計實驗—進行實驗—分析結(jié)果，得出結(jié)論—表達和交流”；對對照實驗的設(shè)計與操作方法、自變量和無關(guān)變量的分析與控制方法已有初步認識。這為本節(jié)課開展探究實驗打下基礎(chǔ)。然而，學(xué)生理性思維能力還有待提高，需要教師設(shè)置層層遞進的問題，引起學(xué)生思考。

三、教學(xué)目標

描述酶的特性，舉例說明影響酶活性的條件；

開展實驗探究影響酶活性的因素；

通過探究實驗，培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)，提高理性思維能力，進而提高生物核心素養(yǎng)。

四、重點與難點

重點：描述酶的特性，舉例說明影響酶活性的條件。

難點：影響酶活性條件的實驗設(shè)計與實施。

五、教學(xué)方法

講授法、問題引導(dǎo)法、探究學(xué)習(xí)法、討論法。

六、課前準備

學(xué)生分組實驗材料用具：質(zhì)量分數(shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液，新鮮的唾液淀粉酶稀釋液，質(zhì)量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液，體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液，體積分數(shù)為5%的鹽酸溶液，體積分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液，熱水，蒸餾水，冰塊，碘液，斐林試劑，試管，量筒，小燒杯，大燒杯，滴管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網(wǎng)，溫度計，打火機等。

七、教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)環(huán)節(jié)一：酶具有高效性

【教師活動】設(shè)置問題情境，引起學(xué)生思考：

1.通過比較H2O2在不同條件下的分解的實驗探究，說明酶具有什么特性？

2.實驗過程中自變量、因變量、無關(guān)變量分別是什么？

3.對照實驗設(shè)計過程中應(yīng)注意哪些原則？

【學(xué)生活動】小組討論，思考問題。

設(shè)計意圖：通過設(shè)置問題情境，學(xué)生在思考問題的過程中，復(fù)習(xí)探究實驗實施過程中應(yīng)注意的問題，溫故而知新，為本節(jié)課設(shè)計實驗探究影響酶活性的因素奠定基礎(chǔ)。

教學(xué)環(huán)節(jié)二：酶具有專一性

【教師活動】設(shè)置生活情境，讓學(xué)生閱讀加酶洗衣粉的使用說明“加入蛋白酶的洗衣粉切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料”，引導(dǎo)學(xué)生思考：

1.為什么加入蛋白酶的洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料，可以用于棉麻類衣物？

2.說明酶具有什么特性？

3.如何利用所給實驗材料證明酶具有專一性？

【學(xué)生活動】小組討論，思考問題，設(shè)計實驗方案，并實施實驗：①更換酶─將豬肝研磨液換成淀粉酶；②更換底物─將H2O2換成淀粉液。請1、2兩組的同學(xué)實驗探究①，3、4兩組的同學(xué)實驗探究②，并請兩大組同學(xué)派代表和大家分享實驗結(jié)果。

【教師活動】觀察學(xué)生實驗，及時進行糾正、指導(dǎo)，并總結(jié)：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，即酶具有專一性。

設(shè)計意圖：利用加酶洗衣粉的使用說明設(shè)置生活情境，讓學(xué)生置身生活情境中解決問題，加強生物學(xué)與社會生活的聯(lián)系，提高社會責(zé)任感。學(xué)生小組討論、設(shè)計實驗方案，并進行實驗，教師予以糾正引導(dǎo)。學(xué)生在探究實驗過程中提高科學(xué)探究素養(yǎng)。

教學(xué)環(huán)節(jié)三：酶的作用條件溫和

【教師活動】設(shè)置生活情境，讓學(xué)生閱讀加酶洗衣粉的使用說明“洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水，用溫水效果最佳，切勿用60℃以上的熱水”，閱讀藥品說明書“服用健胃消食片，一般要用溫水送服”，引導(dǎo)學(xué)生思考：

1.根據(jù)加酶洗衣粉的使用方法和健胃消食片的食用方法，說明酶催化反應(yīng)受到什么因素影響？

2.推測酶活性還受到什么因素影響？

【學(xué)生活動】小組合作討論、設(shè)計實驗方案，并實施實驗。1、2兩組設(shè)計實驗探究溫度對酶活性的影響，3、4兩組設(shè)計實驗探究pH對酶活性的影響。

【教師活動】巡視并引導(dǎo)學(xué)生思考如下問題：

1.探究溫度對酶活性的影響。

能不能用H2O2作為底物？將控制幾種溫度？其中一組溫度控制為60℃，其他兩組溫度應(yīng)控制為多少℃？是在控制溫度前將酶與底物混合，還是在控制溫度后將酶與底物混合？為確保酶與底物混合后所控制的溫度不發(fā)生變化，應(yīng)如何控制溫度？由此，應(yīng)取的試管數(shù)和編號方法是什么？混合以后要不要保溫？用什么檢測反應(yīng)有沒有進行？

2.探究pH對酶活性的影響。

本實驗的自變量是什么？將要控制哪幾種pH？應(yīng)選擇幾支試管？（并即時交待：為了使酶處于過酸、過堿的環(huán)境下，建議HCl、NaOH的使用量為1mL）一支試管加HCl，一支試管加NaOH，那么還有一支試管如何處理，才能既為中性，又符合對照實驗的等量原則？能否在沒有控制pH之前將豬肝研磨液滴入H2O2？

【學(xué)生活動】在教師的引導(dǎo)下完善實驗方案：

1.探究溫度對酶活性的影響。

2.探究pH對酶活性的影響。

【學(xué)生活動】表達與交流，每組實驗方案請學(xué)生分享實驗結(jié)果，其余小組評價指正。

【教師活動】總結(jié)說明酶的作用條件比較溫和，受到溫度、pH等條件的影響，并引導(dǎo)學(xué)生繪制坐標圖，分析A、B、C三個點的特殊含義。高溫、強酸、強堿的環(huán)境下，酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，酶失去活性，失去催化功能。

八、設(shè)計說明

2014年，教育部研制印發(fā)《教育部關(guān)于全面深化課程改革、落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，提出“教育部將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)在學(xué)科中的具體化。生物核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)探究、理性思維和社會責(zé)任四個方面。課堂教學(xué)是發(fā)展學(xué)生生物核心素養(yǎng)的重要途徑。本節(jié)是實驗探究課，是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要素材。因此，本節(jié)教學(xué)以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為理論基礎(chǔ)，以培養(yǎng)以下核心素養(yǎng)為目標：

形成生命觀念。例如，通過探究高溫、強酸和強堿環(huán)境下酶的活性，認識到酶發(fā)揮生物活性與酶結(jié)構(gòu)的完整密切相關(guān)，從而形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

提高理性思維。創(chuàng)設(shè)問題情境，通過層層遞進的問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，并根據(jù)實驗結(jié)果，基于事實構(gòu)建坐標圖，運用數(shù)學(xué)模型分析生物學(xué)問題，進而提高理性思維能力。

培養(yǎng)科學(xué)探究能力。運用探究實驗的一般步驟，在小組合作學(xué)習(xí)中設(shè)計實驗方案、實施實驗、如實記錄和分析實驗結(jié)果，并開展交流。

提高社會責(zé)任感。通過加酶洗衣粉和健胃消食片的使用說明，創(chuàng)設(shè)生活情境，讓學(xué)生體會到生物學(xué)與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，利用生物學(xué)知識解決生活中的問題，從而提高學(xué)生的社會責(zé)任感。