探究影響酶活性因素的實驗設(shè)計改進(jìn)初探

摘 要：高中生物探究性實驗教學(xué)是一種有效激發(fā)學(xué)生思維，突出學(xué)生主體地位，調(diào)動學(xué)生主觀能動性和不斷提升學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)手段，而生物探究實驗本身其實關(guān)系到學(xué)生基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)、理解、鞏固和應(yīng)用?；诖?，教師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)在探究性實驗教學(xué)中的引領(lǐng)和指導(dǎo)作用，不斷優(yōu)化探究性實驗教學(xué)，以提高探究實驗教學(xué)的效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：探究；改進(jìn)；討論；交流

一、實驗改進(jìn)目的

突出學(xué)生主體地位，加強(qiáng)教師在探究性實驗教學(xué)中的引領(lǐng)和指導(dǎo)作用，不斷優(yōu)化探究性實驗教學(xué)，提高實驗教學(xué)的效率和質(zhì)量。

二、改進(jìn)體現(xiàn)在兩個方面

（1）在“探究影響酶活性的因素”實驗中，為了讓學(xué)生更好的掌握影響酶活性的因素，同時懂得“影響酶促反應(yīng)速率的因素”并不一定都是“影響酶活性的因素”，所以將“探究影響酶活性的因素”實驗改為“探究影響酶促反應(yīng)速率的因素”，探究因素為pH、溫度、底物濃度、酶濃度。

（2）為了提高本實驗的效率，我改變以往每個小組pH、溫度、底物濃度、酶濃度四個因素都探究的傳統(tǒng)做法，將每個因素的探究設(shè)3個平行，由3個小組來做，這樣4個因素的探究就由12個小組同時來完成。

三、課前準(zhǔn)備

（1）實驗材料的準(zhǔn)備。制作新鮮豬肝研磨液、配制pH為2、7、13的緩沖溶液、可溶性淀粉溶液、不同濃度H2O2溶液、碘液、冰塊、衛(wèi)生香、溫度計等。

（2）科學(xué)分組。按照互補(bǔ)互助的原則，將全班學(xué)生合理搭配分成12個小組，每組5人。

（3）學(xué)生設(shè)計探究實驗方案。依據(jù)科學(xué)探究的一般規(guī)律以及實驗設(shè)計的基本原則，各組同學(xué)共同設(shè)計出本組的探究實驗方案，這樣就形成12份實驗方案，經(jīng)由老師批閱，各組同學(xué)共同修改，最終形成實驗操作方案。

四、實驗過程

（一）任務(wù)分配

1、2、3組探究溫度對酶促反應(yīng)速率的影響，4、5、6組探究pH對酶促反應(yīng)速率的影響，7、8、9組探究底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響，10、11、12組探究酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響。

（二）實驗操作步驟

（1）溫度對酶促反應(yīng)速率的影響（1、2、3組做）。取3份2ml可溶性淀粉溶液，分別置于0℃、37℃、100℃保溫5min，各滴加2滴唾液淀粉酶溶液和1滴碘液，觀察溶液的顏色變化。

（2）pH對酶促反應(yīng)速率的影響（4、5、6組做）。

（3）底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響（7、8、9組做）。分別取濃度為3%、5%、10%的H2O2溶液2ml各一份，37℃保溫5min，各加1滴肝臟研磨液，做3組對照實驗。實驗中注意試管中氣泡產(chǎn)生的速度、多少，并在實驗結(jié)束時用帶火星的香頭進(jìn)行檢測。

（4）酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響（10、11、12組做）。取濃度為5%的H2O2溶液3份，37℃保溫5min，分別滴加1滴、2滴、3滴肝臟研磨液，做3組對照實驗，觀察實驗中氣泡產(chǎn)生的速度并在實驗結(jié)束時用帶火星的香頭進(jìn)行檢測。

（三）實驗結(jié)果的交流、分析

各小組對自己小組的實驗進(jìn)行觀察記錄，并對結(jié)果進(jìn)行討論分析，得出相應(yīng)結(jié)論：①在37℃的條件下，溶液不變藍(lán)；0℃和100℃條件下的溶液都變藍(lán)，并且將0℃條件逐漸升溫溶液藍(lán)色會逐漸變淺直至消失，而100℃條件下的溶液隨著溫度的降低藍(lán)色并未發(fā)生改變。從而得出：37℃是唾液淀粉酶的最適宜溫度，低溫抑制了酶的活性，高溫使酶失活。②在pH為7的條件下，產(chǎn)生的氣泡大，數(shù)量最多，用帶火星的香頭檢驗時，明顯變亮甚而燃燒，說明過氧化氫酶的最適pH為7，pH為2和13時反應(yīng)不明顯，火星檢驗無變化，過酸或過堿會使酶失活。③底物濃度較小時，氣泡產(chǎn)生較小、較少、較慢，反應(yīng)速度較小。隨著底物濃度升高，氣泡產(chǎn)生逐漸增多、變快，反應(yīng)速度逐漸增大，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，反應(yīng)速度變化不再顯著，甚而不變。④實驗中隨酶量的增大，反應(yīng)速度顯著加快。

五、實驗總結(jié)與評價

（一）總結(jié)

1.實驗設(shè)計方面

首先，在探究溫度對酶促反應(yīng)速率的影響實驗中，不能選H2O2酶作為研究對象，因為H2O2的分解容易受溫度條件的影響；其次，在探究pH對酶促反應(yīng)速率的影響實驗中，不能選淀粉酶作為研究對象，因為淀粉的分解會受H+的影響；再就是，在探究溫度和pH對酶促反應(yīng)速率影響的實驗操作中，先讓反應(yīng)物具備為酶設(shè)定的溫度、pH，然后再加酶；在探究底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率影響的實驗操作中，整個要保持在37℃的恒溫水浴條件下進(jìn)行。

2.實驗結(jié)論方面

①37℃是唾液淀粉酶的最適溫度；pH=7是H2O2酶的最適pH。低溫會使酶的活性受到抑制，高溫、過酸、過堿都會使酶失活；②在探究影響酶促反應(yīng)速率的4個因素中，溫度和pH會影響酶的活性，而底物濃度和酶濃度并不影響酶的活性。

（二）評價

①省時省力。在實驗設(shè)計過程中，把所有組將4個因素都探究一遍改為3個組探究1個因素，這樣共形成12份實驗設(shè)計方案，有效減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)，提高了學(xué)生的積極性和參與度，減輕了老師的工作量，可以給學(xué)生充分的指導(dǎo)，省時省力，使得實驗更加高效；②省材料。實驗改進(jìn)以后，避免了不必要的重復(fù)，減少了材料的浪費(fèi)；③交流、討論更充分。實驗改進(jìn)后，有效地保障了實驗的順利完成，學(xué)生有了較充足的時間進(jìn)行交流討論，從而大大提高了實驗的效果和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳金花.提高高中生物學(xué)實驗教學(xué)的有效性.福建基礎(chǔ)教育研究，福建：2012第11期.

[2]楊培俊，瑪依拉.對“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的改進(jìn).中學(xué)生物學(xué)，南京：南京師范大學(xué)出版社，2007第23卷第1期.

作者簡介：

王國智，甘肅省隴南市文縣第一中學(xué)，研究方向：高中生物。