5.1.2《数字化实验——利用气体压强传感器探究过氧化氢酶活性》的教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

5.1.2《数字化实验——利用气体压强传感器探究过氧化氢酶活性》的教学设计 一、教材分析 “探究过氧化氢酶活性”是高中生物人教统编版必修一“分子与细胞”第五章第一节第二课时的内容。既是前面所学的“酶的本质和作用”知识的延续，又是理解影响光合作用和呼吸作用因素的基础，同时还可以训练学生的探究能力，并学会科学方法。 二、学情分析 我校学生大多来自城区，大多数具备基本的计算机、实验操作技能，与“酶”相关的生活体验丰富；本节课教学对象是高一年级的学生，经过初中及必修一前四章的学习，已经具备了“影响化学反应速率的因素”、“催化剂”、“新陈代谢”、“对照实验、自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组”等基础知识。从学生心理角度分析，这个年龄段的学生正由形象思维向逻辑思维发展的关键时期，探究实验利于激发学生的学习热情，通过实验操作、曲线图表分析，助于培养逻辑思维能力，另外尝试构建曲线模型，也利于提高学生的归纳总结能力。 三、教学目标与核心素养 生命观念： 明确自变量、因变量、无关变量、实验组、对照组等基本概念。科学思维：通过实验设计、数据曲线分析，训练模型构建的科学思维。 科学探究： 通过合作探究“不同 PH对过氧化氢酶活性影响”、“比较不同生物材料中过氧化氢酶活性”实验，学会如何控制自变量，分析因变量，以及实验的对照方式。 社会责任： 1、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。 2、通过分析实验过程中出现的各种问题，锻炼分析解决问题的能力，并学会对知识的运用。 3、通过比较不同实验材料中过氧化氢酶活性，认同酶在生产实践上应用具有高效、环保、节能等特点。 四、教学重点、难点 重点： 1、不同 PH对酶活性的影响 2、控制变量的科学方法 难点： 控制变量的科学方法 五、教学策略与手段 实验探究、启发式提问、小组合作、归纳总结 六、课前准备 1、课件制作 2、实验材料用具： ①新配制的体积分数为 6%的过氧化氢溶液，过氧化氢酶溶液，1mol/L HCL，PH6.86缓冲液，1mol/L NaOH，质量分数为 30%的组织样液（肝脏、胡萝卜、马铃薯） ②密闭玻璃瓶，气体压强传感器，采集器，爱迪生计算机软件，10mL量筒，滴管，试管，试管架、烧杯。 七、教学过程 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 【新课导入】当皮肤出现小伤口，用双氧水消毒时，能观察到什么现象？你能解释这一现象的原因吗？提问：消毒后观察到什么现象？提问：反应进行的原因？引入课题：过氧化氢酶活性会影响反应的进行。先进行探究不同 PH对过氧化氢酶活性的影响【出示活动一】 思考问题，在教师的引导下展开讨论答：有气泡产生答：过氧化氢酶催化 创设情景，激发学生学习兴趣，激发学生思维。 活动一探究不同PH对过氧化氢酶活性的影响 【活动一】探究不同 PH对过氧化氢酶活性的影响 （一）引导学生设计实验思路材料用具： ①新配制的体积分数为 6%的过氧化氢溶液，过氧化氢酶溶液，1mol/L HCL，PH6.86缓冲液，1mol/L NaOH。 ②密闭玻璃瓶，气体压强传感器，10mL量筒，试管，试管架，滴管等。以小组为单位，根据提供的试剂用具讨论以下 2个问题：1、该实验可设置哪几个不同的 PH值？2、如何检测过氧化氢的分解速率？教师补充：气体压强传感器可以检测密闭容器中气压变化，而反应产物氧气会引起气压变化，从而反映反应速率。视频播放气体压强传感器的使用、密闭性玻璃瓶的密闭性检测（二）展示实验步骤，引导学生分步进行。巡视实验并适当指导教师提醒：画曲线的注意事项，横纵坐标的含义，并引导思考曲线的哪些特点能反映过氧化氢氢酶活性？ （三）汇报结果有请各小组代表展示实验结果（曲线图） （四）思考与讨论1、哪一个 PH下曲线峰值最高？其次？最后？ 2、有 1组实验结果与其他 3组不同，原因？ 3、反应后期气体压强值下降，原因？提醒：利用物理化学知识解释压强下降 （五）构建模型根据实验结果，绘制不同 PH对酶促反应速率影响的曲线图模型讲解：PH过低、过高会破坏酶的空间结构，使酶永久性失活。提问：根据实验结果，过氧化氢酶保存条件？教师提醒：略碱性过渡：实验桌上的大烧杯中有 3份组织样液，为什么置于冰水混合物中？ 观察、分析、讨论、回答。学生分组讨论并回答：1、设置 3个不同 PH：低 PH、适宜 PH、高 PH。2、利用气体压强传感器检测密闭容器中气压变化学生按照视频操作，确保实验用具可行。按照实验步骤，分步操作答：峰值，以及达到峰值的用时答：PH6.86、1mol/L NaOH、1mol/L HCL 答：加入试剂后很长时间再反应；曲线图像未放大答：反应前期：放热使温度升高增大气压、氧气增多； 反应后期：气压促进氧气溶于水学生