“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”教材探究實驗資源挖掘

摘 要：本文對教材隱含的實驗資源進行挖掘，引導(dǎo)學(xué)生進行探究實驗的設(shè)計，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗探究能力。

關(guān)鍵詞：酶；實驗設(shè)計；探究

“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”一節(jié)，教材隱含的實驗資源豐富，適時引導(dǎo)學(xué)生進行探究實驗的設(shè)計，不僅有利于學(xué)生更好地理解實驗過程的自變量、因變量、無關(guān)變量，對照實驗的對照組和實驗組設(shè)置，更有利于學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成和探究學(xué)習(xí)能力的提高。

探究實驗1 比較過氧化氫在不同條件下的分解。教材設(shè)計了四支試管，其中1號為對照組不作處理，實驗組：2號90℃水浴加熱，3號滴加3.5%FeCl32滴，4號滴加肝臟研磨液2滴。

在此基礎(chǔ)上增加兩個實驗組，5號滴加3.5%FeCl32滴同時加熱（高溫），6號滴加加熱處理的肝臟研磨液2滴。學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)，1號基本無氣泡，2，3，4均有氣泡產(chǎn)生，點燃的衛(wèi)生香檢測，為了使現(xiàn)象明顯，3號和4號實驗開始時用拇指堵住試管口，將衛(wèi)生香伸入試管深處，4號燃燒猛烈，而5號氣泡明顯增多，即使不堵試管口，衛(wèi)生香在試管口也能猛烈燃燒，6號基本無氣泡。引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論：2號與1號對比說明加熱可促進過氧化氫分解；3號與1號對比說明FeCl3中Fe3+的催化作用；4號與1號對比說明過氧化氫酶的催化作用；3號與4號對比說明酶的高效性；3號與5號對比說明高溫可以加速無機催化劑催化的反應(yīng)；4號與6號對比初步說明酶作用條件較溫和。從而更好地了解酶對細胞代謝的意義，使之可以在溫和條件快速進行。

探究實驗2 畢希納的實驗。畢希納的實驗結(jié)束了巴斯德和李比希關(guān)于發(fā)酵與活細胞還是細胞裂解后釋放的物質(zhì)有關(guān)的爭論。為了更能說明問題應(yīng)該如何設(shè)計更完善？學(xué)生一般能想到設(shè)計兩組分別加入等量的糖液后，一個加酵母細胞提取液，一個不加，適當(dāng)引導(dǎo)后多數(shù)學(xué)生能夠提出增加一組同時加等量的糖液，但加入含酵母活細胞的培養(yǎng)液。三組對比更好地說明加酵母細胞提取液的結(jié)果和“糖液中含活酵母細胞”一樣。

探究實驗3 酶本質(zhì)的證明實驗。若已經(jīng)獲得酶的結(jié)晶，如何設(shè)計證明是否為蛋白質(zhì)？學(xué)生都能想到用雙縮脲試劑，引導(dǎo)歸納即實驗組為：待測酶液加雙縮脲試劑，但對照實驗如何設(shè)計，不少學(xué)生的設(shè)計是蒸餾水加雙縮脲試劑，通過“是不是蛋白質(zhì)要和已知蛋白質(zhì)比”來加以引導(dǎo)。即對照組為已知蛋白質(zhì)加雙縮脲試劑。

頗感驚喜的是，有的學(xué)生是這樣設(shè)計實驗的：待測酶均分兩組放入1，2兩個試管，其中一個加入蛋白酶，另一個不加，一段時間后加入該酶作用的底物，檢測反應(yīng)物是否減少（或產(chǎn)物是否增加）。即“是不是蛋白質(zhì)可以看是否被蛋白酶水解，是否被水解可以看處理后是否還能發(fā)揮原有作用”，例如淀粉酶用蛋白酶處理后檢測是否還能催化淀粉水解。

探究實驗4 酶的專一性（學(xué)案給出供選材料包括淀粉、蔗糖、淀粉酶和蔗糖酶、碘液和斐林試劑）一個學(xué)生的設(shè)計是：兩組，一組加淀粉液、淀粉酶；另一組加蔗糖和蔗糖酶。首先引導(dǎo)學(xué)生分析自變量，學(xué)生馬上意識到這個設(shè)計違背了單一變量原則，進而補充了兩組實驗，第三組加淀粉和蔗糖酶；第四組加蔗糖和淀粉酶。進一步分析第一，四組說明淀粉酶對淀粉水解具有專一性；第二三組蔗糖酶對蔗糖水解具有專一性，設(shè)計思路為不同底物加相同酶。該實驗也可設(shè)計為相同底物加不同酶，第一三組對比或二四組對比。

探究實驗5 影響酶活性的條件。學(xué)生設(shè)計的題目包括：溫度對酶活性的影響；pH對酶活性的影響；重金屬對酶活性的影響；酶活性隨時間的變化。溫度對酶活性影響實驗中，引導(dǎo)學(xué)生分析不選擇過氧化氫的原因，檢測結(jié)果選擇碘液為何比斐林試劑效果明顯。pH對酶活性的影響，學(xué)生有選擇淀粉和淀粉酶作為實驗材料的，有的組選擇碘液檢測后加氫氧化鈉的一組無色，進一步分析原因為碘液與氫氧化鈉反應(yīng)，并及時改為斐林試劑檢測。

總之，在認真完成課程所安排的教材實驗的基礎(chǔ)上，我們可以適時的將一些教材中所涉及的、學(xué)生感到存在疑惑，或?qū)W生感興趣的知識點拓展為相應(yīng)的探究活動。通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生的設(shè)計與動手操作，使學(xué)生加深對相應(yīng)知識點的理解與掌握，開拓了學(xué)生視野，提高了實驗探究的能力。

作者簡介：

張榮霞，河北省張家口市，河北省張家口宣化第一中學(xué)。