《酶》的有效性教学策略

《酶》是高中生物第一册(苏教版)第四章《光合作用与细胞呼吸》的第一节，内容主要包括酶的发现、酶的概念、酶的特性和酶活性的影响因素。酶的发现过程蕴含着丰富的生物科学发现史，是对学生进行科学史教育的好素材；酶的概念，多年来一直讲述酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。本章教材指出绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA，从酶的概念反映出科学研究的新成果，得出“酶”是一个动态的概念，进一步激发学生以后从事科学研究的动机。酶的特性（高效性与专一性）以及酶活性的影响因素，都需要实验来证明和探究，是培养学生实验探究能力的一条重要途径。酶的知识与日常生活又密切联系，如人体血液中转氨酶与健康密切关系，加酶洗衣粉与日常生活也密切相关。我从以上这些内容挖掘，大大提高课堂教学的有效性。

一、生活导入、激发兴趣

上课导入时，引导学生联系酶在日常生活中的作用。例如：吃饭时慢慢咬嚼，为什么会有一种淡淡的甜味？例如：为什么“加酶”洗衣粉能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？使用加酶洗衣粉时为什么不能用烫水洗衣服？例如：为什么胃消化不好时，医生会给病人开些“多酶片”？多酶片如何制作？例如：为什么体检肝功能时，要检测血液中的“转氨酶”？人的正常体温是37 ℃，体温升高到39℃人就不想吃饭，这是为什么呢？这些问题可以激发学生的学习兴趣，然后在学习过程中，让学生利用所学的生物学知识解释这些现象。

二、史实再现、感知概念

利用多媒体展示酶的科学发现史部分材料，要求学生思考、讨论下列材料分别说明什么问题，从中受到哪些启示？

通过酶科学史的分析最后得出结论：酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。也让学生理解“酶的概念”是个不断发展、不断完善的动态概念；而“酶的发现”离不开科学实验，实验促进科学发展；科学发展道路是曲折的、坎坷的，但科学发展的前景总是美好的，从而激发学生以后从事科学研究的动机。

三、实验探究、体验过程

为了提高学生的实验能力和探究能力，要求学生通过实验探究酶的特性和酶活性的影响因素。尽量让学生亲身体验知识的生成过程，同时也提高学生探究意识和能力。

（一）酶的高效性

酶作为催化剂，有什么特点？通过多媒体展示信息材料和实验材料，要求学生设计实验，探究酶与无机催化剂的催化效率，哪个更高？

材料1：H2O2在体外可被无机催化剂Fe3+分解为H2O和O2；在体内可被H2O2 酶分解为H2O和O2。

材料2：H2O2酶可从动植物体内获得──新鲜动物的肝脏或新鲜的马铃薯。

材料3：每滴质量分数为3.5%FeCl3溶液中Fe3+数，大约是质量分数20%新鲜肝脏研磨液中H2O2酶分子数的25万倍。

实验材料：H2O2溶液、动物肝脏研磨液（马铃薯块茎汁）、FeCl3溶液、卫生香等。

学生分析实验素材，小组讨论，提出实验方案：

教师引导学生对实验设计方案进行评价；提醒学生注意实验设计原则──控制单一变量原则、对照性原则、等量性原则等；引导学生利用不同的实验材料进行实验探究。

学生小组合作，实验探究，观察实验现象，分析实验结果，得出实验结论：

1、H2O2酶的催化效率远高于Fe3+，即酶具有高效性。

2、动物肝脏中的H2O2酶的活性比植物马铃薯中的强。

最后教师再补充：1、酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍2、酶具有高效性的原因：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。催化剂的作用就是降低化学反应的活化能，从而加快反应速度。酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著，因而催化效率更高。

（二）酶的专一性

酶作为催化剂，还有什么特点？通过多媒体展示信息材料和实验材料，要求学生设计实验，验证新鲜淀粉酶能催化水解可溶性淀粉溶液，但不能催化水解蔗糖溶液。

材料1：新鲜淀粉酶能催化水解可溶性淀粉溶液，产生还原糖，而不能催化水解蔗糖溶液。

材料2：斐林试剂在水浴加热的情况下，能与还原糖发生特定的颜色反应显砖红色。

材料3：碘液与淀粉发生特定的颜色反应显蓝色。

实验材料：新鲜淀粉酶溶液、3%可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、斐林试剂、碘液、酒精灯等。

教师引导学生对实验设计方案进行评价，并提出问题能否用碘液鉴定？不能，原因是：1号试管先加2mL 3%可溶性淀粉溶液，再加碘液显蓝色，然后加2mL新鲜淀粉酶溶液，蓝色会逐渐退去；2号试管先加2mL 3%的蔗糖溶液，再加碘液不显蓝色，然后加2mL新鲜淀粉酶溶液，无变化。

学生小组合作，实验探究，观察实验现象，分析实验结果，得出实验结论：

结论：酶具有专一性（注：一种酶只能催化一种或一类化学反应）

教师补充酶具有专一性的原因：酶具有一定的空间结构，酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。如合成反应或分解反应。

四、继续探究、学生画图

通过刚才的探究实验和验证实验，我们知道酶具有高效性和专一性，那么，酶作为生物催化剂，酶催化反应时受哪些因素影响呢？请同学们利用实验一提供的实验材料（再增加10%NaOH、10%HCl和酒精灯等），设计实验方案，并通过实验验证自己的假设。

学生假设：酶的催化受温度和溶液pH影响。

实验方案、实验过程和结论：

（1）在最适宜的温度和PH下，酶的活性最高。

（2）若温度和PH偏高或偏低，酶的活性都会降低。

教师可以进一步引导，若想探究过氧化氢酶的最适PH值，怎样设计实验？

教师对学生的思维导图进行修正和完善。学习是为了应用，最后请学生利用所学知识解决与我们生活、健康密切相关的一些问题。

本节课恰当的联系生活，激发了学生的学习兴趣；充分利用了酶的发现史，让学生理解了科学的不易；通过实验探究，让学生体验了实验过程；通过学生画图，提高了学生的识图能力，并帮助学生构建完整的知识体系，可以说提高了生物课堂教学的有效性。

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