周彩琴

[摘要]“探究温度对酶活性的影响”实验是高中生物必修一教材中的一个探究性实验。本实验的教学设计重点在于设计问题，引导学生不断思考、探究，从而提高学生的探究能力，培养学生的创新意识。

[关键词]温度对酶活性的影响 实验教学

高中生物必修一《分子与细胞》模块第五章第一节《酶的特性》中设计了一个学生探究性实验，即“探究温度对酶活性的影响”。该实验原理是淀粉遇碘液呈蓝色。适宜条件下a-淀粉酶使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖。（a-淀粉酶的最适温度是60℃左右）麦芽糖和葡萄糖遇碘液不显色，但二者都是还原糖，加入斐林试剂后在55～60℃水浴加热会产生砖红色沉淀。教学目标是学会设置对照；学会控制自变量，观察和检测因变量的变化；概述温度对酶的活性的影响；体验探究过程，领悟科学探究方法，学会用准确的语言阐明实验探究的结果。实验结论为：酶促反应需要适宜的温度，高温会使酶变性失活；低温降低酶的活性。真正的实验能否得出这样的结论呢？

在认真阅读了课本和教学参考书的相关内容，并进行了仔细的思考和分析之后，我形成了自己的授课思路。

[新课引入]让学生思考加酶洗衣粉的包装袋上注明的适用温度范围含义，引导学生理解“不同的温度对酶的活性是有影响的”的含义。那么，如何证明自己的观点是正确的呢？（接下来引导学生探究）

[分组情况]将学生分成四人一个小组，让学生小组合作探究温度对酶活性的影响，每组确定一个主发言人。

[实验材料]教师参照高中生物必修一《实验探究报告册》第38页提供的实验材料、器具提供多种实验材料供学生选择。

[探究过程]探究一：探究实验所用的酶材料。

教师：展示a-淀粉酶，新鲜的肝脏研磨液，提问：肝脏研磨液里主要包含哪种酶？

学生：过氧化氢酶。

教师：如果选用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响，合适吗？

学生：不合适。

教师：为什么？

学生：因为高温会加速H2O2的分解，影响实验结果。

教师总结：对，如果我们在实验中设置高温条件，温度不仅会对酶的活性产生影响，还会对化学反应本身的速率产生影响。这样的实验设计不够严密。建议用淀粉酶来探究温度对酶活性的影响。

探究二：探究如何控制实验变量

教师：控制变量对于设计一个严谨的、可行性高的实验来说尤为重要。请大家思考大屏幕上所列出的问题。

（1）你设计实验的自变量是什么？怎么控制自变量？

（2）因变量是什么？衡量因变量大小的指标是什么？如何检测该指标？

（3）该实验有哪些无关变量？怎么控制？

学生：认真思考、讨论、完成上述問题后，选择实验试剂、用具，根据所选材料对要探究的问题作出假设，并设计实验步骤。

教师：设计思考题，列出实验中控制的自变量，观察和检测因变量指标以及控制无关变量中容易出现的问题，指导学生按照探究实验的基本步骤设计好实验，帮助学生解决问题。

（由设计较好的几组进行交流、展示。）

教师：在每个小组介绍完实验步骤时，询问各组设计中的自变量及其控制方法，因变量指标的观察和检测方法。

（其他同学认真倾听，听完后讨论。）

教师对设计较好的地方给予肯定和鼓励，及时纠正出现的问题，和学生一起对探究时出现的问题进行归纳与总结：（1）没有对照，我们无法判断实验结果是否正确。（2）实验组和对照组只有一个变量。（3）要严格控制无关变量，遵循无关变量相同且适宜原则。（4）因变量指标的检验方法一定要简便可行。

（5）酶的量和底物的量会影响酶促反应的速率，所以实验中每种酶和反应物的加入量必须相同且适宜。

探究三：探究实验时要注意的一些问题

教师：请同学们思考、讨论以下问题。

问题1：因变量指标的检验用碘液好还是用斐林试剂好？

提示：探究“温度对酶活性的影响”是要观察不同温度对酶活性的影响，如果选碘液作为指示剂，可通过溶液中蓝色的深浅，直观地显示出不同温度条件下淀粉的分解情况。特别是当温度设置较密时，如温度分别为0℃，10℃，20℃，…，60℃，…，100℃时，选用碘液可以看到随淀粉分解反应的进行，蓝色逐渐消失的过程，而不能选择斐林试剂，因为其他温度条件下也可能生成砖红色沉淀，但是如果实验中只设置了三个温度条件，如O℃（冰水中）、60℃和100℃（沸水中），加入斐林试剂只有60℃条件下处理的淀粉溶液才有砖红色沉淀生成，即反应在60℃时能够进行，其他两个温度条件下无砖红色沉淀生成，反应不能进行。这时可以选用斐林试剂作为指示剂。两相比较，选择碘液更好。

问题2：控制底物温度还是控制酶温度？不同温度溶液混合会改变原有溶液的温度吗？

提示：既要控制底物温度又要控制酶温度，而且二者混合前温度必须相同。原因是酶具有高效性，如不先进行同温处理，而是先混合后调温，可能出现温度还未调好反应就已经进行，以至于影响到实验结果。不同温度溶液混合会改变原有溶液的温度。

学生：讨论后及时找出本组设计方案的不足，进一步修改完善。

教师：师生共同讨论归纳，总结出比较合理的实验设计，展示如下：

（1）取六支洁净的试管，分别标号1，2，3，4，5，6。

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

（3）将1号和4号试管放入0℃冰水浴中，2号和5号试管放人60℃水浴中，3号和6号试管放入100%沸水浴中，均保温5分钟。

（4）分别将置于相同温度下的两支试管中的溶液混合均匀，仍然分别在0℃、60℃、100℃条件下保温，让混合液反应5分钟。

（5）将反应后的三支试管取出，分别加入等量碘液，震荡摇匀，观察溶液颜色变化，是否变蓝及变蓝程度，记录结果。

[教学反思]人们总说，实验教学特别简单，教师教起来既容易，又省心。而实行新课改后，探究实验要求学生们通过探究去开拓自身的创造性思维，让学生在解决问题的过程中去发现问题，进一步探究。新课程的探究实验要求学生改变学习方式、提高解决实际问题的能力，也要求教师不断学习、拓宽自己的知识面，改变教学观念，勤奋探索，从而更好地驾驭新教材，做好实验教学和高中生物教学工作。新课程的实验教学改革给学生和教师的共同成长提供了契机，使学生和教师在共同探索问题、解决问题中交流沟通，在共同查找资料、摄取信息中增加互动，增进了解。

这节探究实验课，使我认识到思考是打开知识大门的金钥匙。每当人们思考着如何去解决问题时，就会在不知不觉中获得许多知识；同时在解决问题的过程中，会发现自己存在的不足，从而激发自身学习和探究的欲望，在不断解决问题的过程中丰富知识，增长才干，提高自身的学习能力。

（责任编辑 黄春香）