武杰

摘? 要：《探究不同pH條件下對酶活性的影響》是生物必修課程的第二個探究實驗，在高考生物考試大綱中的一個重要考點，在整個高中生物教材中占有重要地位。旨在倡導(dǎo)探究性實驗過程，熟練掌握實驗步驟、培養(yǎng)學生探究精神，為今后的探究性學習奠定基礎(chǔ)。本文在教材實驗的基礎(chǔ)上做出了進一步的改進，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)思考，提出問題，做出假設(shè)，演繹推理，得出結(jié)論等，讓學生設(shè)計實驗方案并做實驗探究，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和探究能力。

關(guān)鍵詞：酶的活性;pH;實驗

一、引言

《探究不同pH條件下對酶活性的影響》是人教版高中生物必修一第五章第一節(jié)降低化學反應(yīng)活化能的酶中的內(nèi)容。是高中生物課程的關(guān)鍵性探究實驗，也是高考考查的重點內(nèi)容之一。旨在倡導(dǎo)探究性實驗過程，熟練掌握實驗的控制變量、培養(yǎng)學生探究精神，為今后的探究性學習奠定基礎(chǔ)。

但學生按照人教版教材提供的材料用具進行探究實驗時，實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致，影響學生對知識的理解。

為了更好地激發(fā)學生的學習熱情，嚴謹探究實驗，培養(yǎng)學生的探究精神和探究能力，本文在原教材的基礎(chǔ)上做了進一步的改進和創(chuàng)新。

二、實驗原理

肝臟碾磨液中含有過氧化氫酶，在一定條件下，過氧化氫酶可以催化過氧化氫溶液分解。本實驗通過改變?nèi)芤旱膒H，探究pH對酶活性的影響。過氧化氫酶的最適pH為7.0左右。

三、實驗改進

人教版教材中“探究影響酶活性的條件”這一探究性實驗中，因所給的材料用具限制了學生的發(fā)散性思維，導(dǎo)致學生僅會想到設(shè)計出過酸、過堿和中性三組實驗，且因變量的檢驗方法單一，對新學習的探究性知識運用還不能熟練掌握的學生而言，且認識影響酶的活性需要學生通過定量實驗從而對酶定性分析，教材實驗沒有能真正發(fā)揮出探究性實驗的優(yōu)勢。因此需對實驗加以改進

（一）實驗材料的改進

原教材實驗中沒有能對因變量進行定量的裝置。因此，在原教材的材料用具基礎(chǔ)上添加錐形瓶、U型管壓力計、雙孔膠塞、橡膠管、膠頭滴管等，要求學生定量實驗。

（二）定量檢測氧方法的改進

要探究過氧化氫酶的最適 pH，如果以課本實驗中觀察氣泡的多少以及衛(wèi)生香的復(fù)燃程度來表示酶的活性，帶有主觀性，不夠準確^[1]。因此需要對單位時間內(nèi)氧氣的產(chǎn)生量進行準確的測量。學生根據(jù)初中學習的化學知識很容易想到利用化學實驗中的排水對氧氣體積進行測量。通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)測量氣體產(chǎn)生的體積，可用圖1裝置進行測量，裝置設(shè)置簡單，且器材常見，適合學生進行實驗室實驗。

四、教學過程

按照探究實驗的方法，將本實驗教學過程設(shè)計為以下幾個環(huán)節(jié)：

創(chuàng)設(shè)情境——提出問題、作出假設(shè)——設(shè)計并實施實驗——分析結(jié)果、得出結(jié)論——表達與交流。

（一）提出問題、做出假設(shè)

1.創(chuàng)設(shè)情境

播放啤酒釀造過程的視頻。并給出在啤酒釀造過程中使用的兩種酶制劑。并要求學生仔細閱讀酶制劑的使用說明。

在這兩種酶的使用說明中，明確規(guī)定了它們的有效pH范圍和最適pH值，并創(chuàng)設(shè)情境：假設(shè)學生是酶制劑的生產(chǎn)科研人員，要求確定過氧化氫酶的有效pH范圍和最適pH值，應(yīng)如何進行探究實驗？

引發(fā)學生思考并提出問題，為什么酶制劑需要在一定pH范圍內(nèi)使用才有效？

學生根據(jù)已有的知識作出假設(shè)：酶在不同pH條件下活性不同。

（二）設(shè)計實驗方案

1.以問題由淺入深的形式引導(dǎo)學生設(shè)計實驗

問題一：根據(jù)提出的問題和做出的假設(shè)能擬出怎樣的探究內(nèi)容或課題？

引導(dǎo)學生選擇確定探究方向。

問題二：根據(jù)各小組的探究課題，自變量是什么？因變量是什么？無關(guān)變量是什么？

問題三：因變量的指標如何確定？教材中給出的觀測指標能否準確的獲得具體數(shù)據(jù)對實驗進行定量？如果要對實驗定量，應(yīng)如何實施實驗？

提示學生：用肉眼觀察，不好確定氧氣產(chǎn)生的量，對氣體的準備測量可以通過測量單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的量。

通過對這些問題的討論分析，學生對于實驗中的自變量、因變量和無關(guān)變量已經(jīng)明確，需要學生由原實驗的感性認識轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J識，學會定量實驗從而定性分析。

2.進行實驗設(shè)計

學生根據(jù)小組討論以上問題，初步制定實驗方案，確定研究方法及步驟，并以表格的形式體現(xiàn)實驗方案。

3.小組交流完善實驗

小組展示實驗方案，各小組間進行交流，評價各小組方案的優(yōu)缺點，根據(jù)評價，完善本組的實驗方案。

4.進行實驗

根據(jù)完善后的實驗方案進行實驗，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。

（三）分析結(jié)果、得出結(jié)論

小組根據(jù)實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，繪制曲線，得出結(jié)論，并對實驗中出現(xiàn)的誤差進行誤差分析。其中一個小組的結(jié)果及實驗分析如圖2。

（四）表達與交流

小組間交流，分析各小組的實驗優(yōu)缺點，總結(jié)成敗的原因，同時鍛煉學生的語言表達能力及培養(yǎng)合作共贏的精神。

進一步探究：課后作業(yè)：探究溫度對酶活性的影響，小組合作設(shè)計實驗方案。

五、教學反思

本節(jié)課將教材原有實驗改變?yōu)椴煌琾H條件對酶活性的影響，將實驗從感性認識到理性認識，從用肉眼觀察到定量實驗，從定量實驗到定性分析，開闊了學生從發(fā)現(xiàn)問題作出假設(shè)到實驗探究總結(jié)結(jié)論的探究性學習思維，同時培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，并提高了學生的生物學科素養(yǎng)。

參考文獻：

[1] 李菲菲. pH對酶活性的影響實驗的探索與改進[J].《教學儀器與實驗》.2014（7）：30.