“降低化学反应活化能的酶”教材探究实验资源挖掘

摘 要：本文对教材隐含的实验资源进行挖掘，引导学生进行探究实验的设计，培养和提高学生的实验探究能力。

关键词：酶；实验设计；探究

“降低化学反应活化能的酶”一节，教材隐含的实验资源丰富，适时引导学生进行探究实验的设计，不仅有利于学生更好地理解实验过程的自变量、因变量、无关变量，对照实验的对照组和实验组设置，更有利于学生科学思维的养成和探究学习能力的提高。

探究实验1 比较过氧化氢在不同条件下的分解。教材设计了四支试管，其中1号为对照组不作处理，实验组：2号90℃水浴加热，3号滴加3.5%FeCl32滴，4号滴加肝脏研磨液2滴。

在此基础上增加两个实验组，5号滴加3.5%FeCl32滴同时加热（高温），6号滴加加热处理的肝脏研磨液2滴。学生通过观察发现，1号基本无气泡，2，3，4均有气泡产生，点燃的卫生香检测，为了使现象明显，3号和4号实验开始时用拇指堵住试管口，将卫生香伸入试管深处，4号燃烧猛烈，而5号气泡明显增多，即使不堵试管口，卫生香在试管口也能猛烈燃烧，6号基本无气泡。引导学生分析得出结论：2号与1号对比说明加热可促进过氧化氢分解；3号与1号对比说明FeCl3中Fe3+的催化作用；4号与1号对比说明过氧化氢酶的催化作用；3号与4号对比说明酶的高效性；3号与5号对比说明高温可以加速无机催化剂催化的反应；4号与6号对比初步说明酶作用条件较温和。从而更好地了解酶对细胞代谢的意义，使之可以在温和条件快速进行。

探究实验2 毕希纳的实验。毕希纳的实验结束了巴斯德和李比希关于发酵与活细胞还是细胞裂解后释放的物质有关的争论。为了更能说明问题应该如何设计更完善？学生一般能想到设计两组分别加入等量的糖液后，一个加酵母细胞提取液，一个不加，适当引导后多数学生能够提出增加一组同时加等量的糖液，但加入含酵母活细胞的培养液。三组对比更好地说明加酵母细胞提取液的结果和“糖液中含活酵母细胞”一样。

探究实验3 酶本质的证明实验。若已经获得酶的结晶，如何设计证明是否为蛋白质？学生都能想到用双缩脲试剂，引导归纳即实验组为：待测酶液加双缩脲试剂，但对照实验如何设计，不少学生的设计是蒸馏水加双缩脲试剂，通过“是不是蛋白质要和已知蛋白质比”来加以引导。即对照组为已知蛋白质加双缩脲试剂。

颇感惊喜的是，有的学生是这样设计实验的：待测酶均分两组放入1，2两个试管，其中一个加入蛋白酶，另一个不加，一段时间后加入该酶作用的底物，检测反应物是否减少（或产物是否增加）。即“是不是蛋白质可以看是否被蛋白酶水解，是否被水解可以看处理后是否还能发挥原有作用”，例如淀粉酶用蛋白酶处理后检测是否还能催化淀粉水解。

探究实验4 酶的专一性（学案给出供选材料包括淀粉、蔗糖、淀粉酶和蔗糖酶、碘液和斐林试剂）一个学生的设计是：两组，一组加淀粉液、淀粉酶；另一组加蔗糖和蔗糖酶。首先引导学生分析自变量，学生马上意识到这个设计违背了单一变量原则，进而补充了两组实验，第三组加淀粉和蔗糖酶；第四组加蔗糖和淀粉酶。进一步分析第一，四组说明淀粉酶对淀粉水解具有专一性；第二三组蔗糖酶对蔗糖水解具有专一性，设计思路为不同底物加相同酶。该实验也可设计为相同底物加不同酶，第一三组对比或二四组对比。

探究实验5 影响酶活性的条件。学生设计的题目包括：温度对酶活性的影响；pH对酶活性的影响；重金属对酶活性的影响；酶活性随时间的变化。温度对酶活性影响实验中，引导学生分析不选择过氧化氢的原因，检测结果选择碘液为何比斐林试剂效果明显。pH对酶活性的影响，学生有选择淀粉和淀粉酶作为实验材料的，有的组选择碘液检测后加氢氧化钠的一组无色，进一步分析原因为碘液与氢氧化钠反应，并及时改为斐林试剂检测。

总之，在认真完成课程所安排的教材实验的基础上，我们可以适时的将一些教材中所涉及的、学生感到存在疑惑，或学生感兴趣的知识点拓展为相应的探究活动。通过教师的引导，学生的设计与动手操作，使学生加深对相应知识点的理解与掌握，开拓了学生视野，提高了实验探究的能力。

作者简介：

张荣霞，河北省张家口市，河北省张家口宣化第一中學。