資源簡介

教學(xué)設(shè)計—實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解
【課標(biāo)分析】
【教材分析】
本節(jié)課是人教2019版高中生物學(xué)教材必修1第五章第1節(jié)的內(nèi)容，不僅讓學(xué)生認(rèn)識到酶是細(xì)胞代謝的重要載體，而且讓學(xué)生理解酶的催化作用。
教材中實驗按照“目的要求-材料用具-方法步驟-討論-結(jié)論”程序進(jìn)行，在學(xué)生的討論與交流后得到實驗結(jié)果，教師在教學(xué)時創(chuàng)造讓學(xué)生運用“比較、分析、歸納、概括”等科學(xué)方法解決實際問題，有效地進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生地科學(xué)思維。
教材中編排了“科學(xué)方法”欄目“控制變量和設(shè)計對照實驗”，詳細(xì)介紹了變量、自變量、因變量、無關(guān)變量、對照試驗的概念以及設(shè)計對照實驗的原則，為學(xué)生在學(xué)習(xí)中掌握自主設(shè)計對照實驗打下理論基礎(chǔ)。
【學(xué)情分析】
已有知識：在初中對無機催化劑的作用、制取氧氣有一定的知識儲備。
本節(jié)課獲得的知識：理解酶在細(xì)胞代謝中發(fā)揮的作用，能初步掌握控制變量和設(shè)計對照實驗的方法。
已有能力：在初中化學(xué)有量筒的使用、氧氣的鑒定的實驗操作基礎(chǔ)，而且在本學(xué)期也有實驗的基礎(chǔ)，具備一定的觀察能力。
本節(jié)課獲得的能力：進(jìn)一步提高學(xué)生觀察能力、描述能力、實驗操作能力。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1. 通過閱讀資料以及實驗探究結(jié)論，學(xué)生理解酶在細(xì)胞代謝中發(fā)揮的作用以及酶普遍存在，滲透生命觀念。
2. 通過參與提出問題、設(shè)計并交流實驗方案、實施實驗，學(xué)生學(xué)會控制自變量、無關(guān)變量，觀察和檢測因變量，初步掌握設(shè)置對照實驗的基本方法，訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、描述能力、實驗操作能力，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞黠L(fēng)，養(yǎng)成規(guī)范的科學(xué)思維。
3. 通過如實記錄并分析實驗結(jié)果，得出合理結(jié)論，規(guī)范撰寫實驗報告,與他人交流所得結(jié)果和存在問題等，培養(yǎng)學(xué)生分析結(jié)果的能力、崇尚科學(xué)的態(tài)度和實事求是的精神。
4. 結(jié)合生物、物理、化學(xué)知識以及生活經(jīng)驗，通過小組共同改進(jìn)實驗裝置，培養(yǎng)學(xué)生初步形成發(fā)散性思維、創(chuàng)新思維、解決問題的能力，增強學(xué)生合作探究意識，體會合作研究的樂趣。
5. 通過傳感器演示實驗，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，培養(yǎng)理性思維，學(xué)生對比傳統(tǒng)實驗，感受各自的優(yōu)缺點，加深對科學(xué)、技術(shù)、社會相互關(guān)系的認(rèn)識。
【學(xué)習(xí)重難點】
學(xué)習(xí)重點：
1.學(xué)生理解酶在細(xì)胞代謝過程中的作用。
2.學(xué)生掌握實驗設(shè)計的一般流程，學(xué)會控制自變量、無關(guān)變量，觀察和檢測因變量，對照實驗的設(shè)置。
學(xué)習(xí)難點：
引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實驗裝置，優(yōu)化實驗操作。
突破策略：
利用學(xué)歷案，學(xué)生在合作、探究中設(shè)計出實驗方案，并在實驗設(shè)計和實驗過程中進(jìn)一步體會實驗設(shè)計的步驟、原則。學(xué)生結(jié)合教師提供的實驗思路、實驗材料，應(yīng)用物理中浮力、壓強和化學(xué)實驗中氣體排水、裝置連接等跨學(xué)科知識以及生活經(jīng)驗，小組合作改進(jìn)實驗裝置。實驗后充分利用實驗結(jié)果，自主分析得出酶的特性，實現(xiàn)重難點突破。
【教學(xué)過程】
總體設(shè)計思路：
導(dǎo)入——觀看科學(xué)小魔術(shù)，思考并回答問題。
實驗中，讓濾紙片上浮的原因（提示：回憶初中化學(xué)《制取氧氣》中與本實驗有關(guān)的內(nèi)容）？
學(xué)習(xí)活動一：提出本實驗的目的、原理并設(shè)計實驗方案。
（完成學(xué)習(xí)目標(biāo)1.2）
任務(wù)1.閱讀資料，回答問題。
資料1：藥用過氧化氫溶液的說明書上關(guān)于過氧化氫的貯藏說明為“密閉、在蔭涼處（溫度不超過20℃）保存”。
資料2：過氧化氫在儲運過程中有特殊的要求，嚴(yán)禁與FeCl3等金屬化合物混存混運。
資料3：細(xì)胞體內(nèi)過氧化氫過多會導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)變白 ，會加速人體衰老。細(xì)胞中含有過氧化氫酶能夠?qū)⑦^氧化氫及時分解，起到解毒的作用。
根據(jù)以上資料推測：哪些因素能影響H2O2的分解？
任務(wù)2：完成實驗?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下的 ，了解過氧化氫酶的作用。
任務(wù)3：寫出實驗原理（反應(yīng)式）：
任務(wù)4：學(xué)習(xí)對照試驗，完成填空。
（1）自變量：在實驗過程中人為改變的變量。如本實驗中
（2）因變量：隨自變量變化而變化的變量。如本實驗中
（3）無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中還存在的一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素，如本實驗中
（4）設(shè)計實驗需要遵循的原則 、 、
任務(wù)5：閱讀資料，了解過氧化氫酶。
1.過氧化氫酶，是催化過氧化氫分解成氧氣和水的酶。
過氧化氫酶存在于所有已知的動物的各個組織中，特別在肝臟中以高濃度存在。過氧化氫酶也存在于土豆、酵母菌等各類食物中。
2.研究表明，每滴FeCl3 中的Fe3+量 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 酵母菌研磨液中過氧化氫酶的量。
任務(wù)6：根據(jù)實驗?zāi)康暮驮恚靡韵聦嶒灢牧虾陀镁撸〗M討論，設(shè)計試驗方案，在圖中標(biāo)注你們要添加的試劑、用量、溫度。
（1）實驗材料： 3％的過氧化氫溶液、3.5％的氯化鐵的溶液、20%的酵母菌研磨液、蒸餾水
儀器用具：量筒、試管、滴管、衛(wèi)生香、火柴、試管架、溫度計、標(biāo)簽紙、小燒杯、水浴加熱鍋
（2）方案設(shè)計圖：
觀察現(xiàn)象 1號 2號 3號 4號
氣泡產(chǎn)生
帶火星的衛(wèi)生香
學(xué)習(xí)活動二：實驗操作與分析（完成學(xué)習(xí)目標(biāo)3）
任務(wù)1： 根據(jù)設(shè)計方案，參考實驗步驟（如下圖），小組合作完成實驗，將觀察到的現(xiàn)象如實記錄到表格。
任務(wù)2：完成實驗后，回答實驗結(jié)果分析
（1）與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？
（2）在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？
（3） 3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？
（4）3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？為什么說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？
任務(wù)3：綜上分析，得出結(jié)論，完成填空。
（1）加熱、FeCl3、H2O2酶都可以
（2）酶催化效率 ，具有 性
任務(wù)4：思考：“神奇魔法藥水”最有可能是 能夠快速分解過氧化氫的
任務(wù)5：實驗異常現(xiàn)象分析：
復(fù)燃的衛(wèi)生香會出現(xiàn)熄滅的現(xiàn)象，是什么原因?qū)е碌哪兀?br/>學(xué)習(xí)活動三：定量分析—實驗裝置改進(jìn)（完成學(xué)習(xí)目標(biāo)4）
任務(wù)1： 同學(xué)們可以嘗試運用物理學(xué)中的浮力、壓強等知識以及生活經(jīng)驗，各小組可以選擇合適實驗材料，合作設(shè)計實驗，連接裝置，并說出簡單的實驗思路及觀察指標(biāo)。
裝置圖繪制：
實驗思路：
任務(wù)2：其他小組的設(shè)計思路以及裝置有什么優(yōu)點？
學(xué)習(xí)活動四：壓強傳感器演示實驗（完成學(xué)習(xí)目標(biāo)5）
任務(wù)1：傳感器演示實驗
任務(wù)2：寫出你的感想
任務(wù)3：總結(jié)對照實驗方案設(shè)計思路
①分組：取材、分組、編號
②處理：進(jìn)行 處理，其他條件 。
③觀察（檢測）：一段時間后，觀察/檢測 ，并記錄實驗結(jié)果。
任務(wù)4：談?wù)劚竟?jié)課你的收獲
【課后作業(yè)】
完成上述實驗報告。
結(jié)合各個小組的優(yōu)點，修改裝置設(shè)計圖和實驗思路，小組統(tǒng)計所需器材，在酶的作用條件實驗中使用自己設(shè)計的裝置。
設(shè)計酶的專一性實驗方案。
實驗：酶的專一性
一、實驗?zāi)康模?br/>二、材料用具：
材料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液和蔗糖酶溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液，斐林試劑，碘液等。
用具：試管，大燒杯，量筒，滴管，溫度計，試管夾，三腳架，酒精燈，火柴等。
三、實驗方案
（1）請根據(jù)你的設(shè)計思路，在下表中勾選你所需材料，并寫上用量，預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論。(溫馨提示：淀粉酶適宜溫度在60℃左右，蔗糖酶適宜溫度45℃左右)
加入物質(zhì)（mL) 試管1 試管2
淀粉溶液
蔗糖溶液
淀粉酶溶液
溫度
斐林試劑
碘液
預(yù)期實驗結(jié)果
預(yù)期實驗結(jié)論
（2）寫出你的設(shè)計方案中的幾種實驗變量。
自變量：
因變量：
無關(guān)變量：
（3）用文字具體表述你的實驗設(shè)計思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。
【學(xué)后反思】
在日常生活中，酶都用在哪些方面呢？
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