“影響酶活性的條件”的教學反思與再探究

（湖南省永州市寧遠縣第三中學 湖南永州 425600）

現階段國家對學生的培養要求越來越高，不僅要讓學生有較高的科學素養、自主探究的能力，還要培養學生汲取新知識和獨立解決問題的能力等。在生物教學方面，教師要著重培養學生運用專業的科學研究方法解決生物問題。人教版生物教材中“影響酶活性的條件”是一個培養學生學習科學方法和善于發現問題的重要課題。這個實驗要求學生們要根據教材給出的試劑和實驗條件，單獨設計實驗，研究溫度和PH對酶活性的影響。但是通過多年的實驗課教學，筆者發現該實驗中存在一些問題，比如學生設計的實驗不能考慮多種影響因素，基礎知識缺乏，所以在實驗過程中會得出錯誤的實驗結論。筆者就幾種常見的實驗結論與實驗方法進行分析，并對這些實驗進行教學反思與再探究。

一、實驗舉例與觀點解析

課本中給出的有關于過氧化氫酶在堿性條件下活性比在酸性條件下的活性高，這一觀點與實驗結果有出入。學生設計的實驗過程沒有考慮單一變量原則，存在一些無關變量，比如說在H202中同時加入了HCl溶液和過氧化氫酶，利用產生氣泡的多少來推斷活性的大小，此時無法確定氣泡的產生完全是由自變量（不同PH值條件下）過氧化氫酶導致的，這個過程中存在許多干擾因素。但是H202在堿性條件下會加速分解，因為堿能加速幫助H202快速分解。由于在實驗過程中直接將氣泡量的大小視為酶活性的高低，使整個實驗有缺陷。要改變這一缺陷，就要增加對照組，在不同PH條件下增加試劑對照，比如在中性條件中增加空白（蒸餾水）對照，在酸性和堿性條件下增加各條件相對應的酸性對照和堿性對照，分別進行組內和組間的比較，得出的實驗結果為中性環境中的過氧化氫酶的活性最高，在酸堿條件下酶失去活性。這個實驗說明要學會單一變量原則，并設計對照組，不能單一的以一種條件去判定實驗結果。

教材中關于淀粉酶在不同PH條件下的活性探究，認為淀粉酶在堿性條件下有活性，在酸性條件下失去活性。在這個實驗過程中，也同樣不遵循單一變量原則，缺乏相關對照組。比如沒有仔細觀察鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水分別于碘液反應的情況，就直接根據最終的實驗現象推測實驗結果。但實際上，氫氧化鈉可以與碘液發生反應生成次碘酸鈉，這個反應要消耗碘，最終無法與淀粉反應，因此堿液處理的溶液不變藍，并不能說明沒有淀粉的存在。

二、對生物教學的思考

教師在教學過程中，要將一些模糊不清的問題經與其他老師討論后，給予學生肯定的答案。探究淀粉酶活性的實驗，不能只依賴于淀粉酶催化淀粉水解的實驗，這其中指示劑的選擇也存在問題。比如說，在探究溫度對酶活性的影響時，試劑只能選擇碘液，不能用斐林試劑，因為斐林試劑在使用前要加熱，這會對實驗中的溫度產生影響，加熱時溫度上升，酶活性得到恢復，使得溫度低的一組中淀粉被分解，結果要和溫度高的一組對比，使得實驗結果有誤差。在探究PH對酶活性的影響時，因為斐林試劑只能在堿性條件下起作用，在酸性環境中，斐林試劑中的氫氧化鈉會與鹽酸發生反應，使得斐林試劑失去原有的作用，在一定的酸性條件下碘與淀粉的反應會受到影響，因為氫氧化鈉與碘反應，之后就不能與淀粉反應成藍色，導致的結果就是堿性組與中性組的產生相同的實驗結果。所以在研究淀粉酶活性時，淀粉酶雖然在酸性環境中有活性，促進淀粉水解，但是也要用碘液，而不能用斐林試劑去鑒定。

淀粉酶催化淀粉的實驗存在諸多爭議，就是因為溫度梯度不好設計。教材中關于“影響酶活性條件”的溫度設有0℃、常溫和高溫三種，這就極大的限制了學生的想象空間，不能提出更多的問題，只能判斷溫度對酶活性有沒有影響，而不能判斷有什么影響。但是如果試驗中設立了溫度梯度，就能很容易地觀察溫度對酶活性有什么影響，自然而然的得出實驗結論，與正確的結果更貼近。

結語

通過分析我們可以看到，對于生物、化學實驗的分析探究，要以科學理論為實驗基礎，就是要以實驗原理、實驗方案是否合理；實驗步驟是否正確；實驗儀器的使用是否規范；得出的實驗結論是否真實。要根據相對應實驗選擇合適的實驗方案，要選用簡單明了的實驗方案、并且操作簡便，各變量容易得到。不應選方案復雜，實驗過程繁瑣、難度大，且各個因素不容易被測量。從另一方面來講，選擇的實驗方案要真實可靠，不會對人身造成傷害，所需要的實驗器材不能過于奢侈，價格要易于接受。不同的實驗設計，所需要的實驗設備，使用的實驗原理都是不同的，這樣就會造成相對誤差，在選用實驗方案時，應考慮這些誤差。具備了以上的實驗設計思路，才能給學生提供要求相對較高的實驗設計背景，這樣才能夠讓學生們在一個具備科學理論又配套有成熟的實驗環境中進行探究實驗，這不僅能培養學生們的科學探究精神，鍛煉學生們獨立思考、解決問題的能力，而且還能讓教師不飽受爭議，專心教研，結合書本的理論知識，最大限度的發揮自己的才能提高自己的教學水平和實驗技能，進而幫助學生們提升他們的實驗能力，教師只有吃透教材，結合自身的教學能力，才能最大可能的發揮出實驗教學的能力。在“影響酶活性的條件”實驗中，可以探索的知識還有很多，這樣不僅可以讓學生對整個實驗有較好的把控設計相應的實驗方案，也對教師的教學能力是個挑戰。