生物：专题4《酶的研究与应用》教案（1）（新人教版选修1）

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1、专题4酶的研究与应用 “酶的应用”包括“研究酶的存在和简单制作方法”、“尝试利用酶活力测定的一般原理和方法”、“探讨酶在食品制造中的应用”、“探讨酶在洗涤等方面的应用”、“尝试制备和应用固相化酶”等五项具体内容标准。在人教版高中生物教科书中，这些具体内容标准体现在“果胶酶在果汁生产中的作用”、“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”和“酵母细胞的固定化”三个课题内容及具体要求方面。下面谈谈对“酶的应用”专题的教学组织。 1.探讨果胶酶在果汁生产中的作用 1.1探究课题的确定  果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等一系列酶的总称，其作用

2、是分解细胞壁及胞间层的半糖醛酸高分子聚合物，将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质，使浑浊的果汁变得澄清，增加果汁的稳定性，提高果汁的品质。影响果胶酶活性的常见因素是温度和pH，因此，实验程序应起始于引导学生提出一个适于他们探究的问题。一般情况下，可将学生分成两大组，一组学生探究温度对果胶酶活性的影响，别一组探究pH对果胶酶活性的影响。在此基础上，可继续探究在适宜的温度和pH条件下，果胶酶的适宜用量，最后计算将水果通过果胶酶的作用形成果汁饮料的价值。 1.2 学生分组设计实验方案 在必修模块的学习过程中，学生曾参与“影响酶活性的条

3、件”一组探究实验。本实验的原理和操作基本步骤相对容易些，可让学生在阅读教材的基础上，确定下列实验流程及操作： 在此基础上，要求学生根据具体课题讨论实验设计中的变量，并提出相应问题供学生思考和讨论：（1）本实验的自变量是什么？因变量是什么？有哪些无关变量？（2）自变量如何进行定量控制？（3）因变量如何进行有效的检测？（4）怎样严格控制无关变量？ 下表是以不同温度对果胶酶活性探讨的分析，可通过表中的部分内容引导学生讨论。 试管编号1号2号3号4号无关变量  50mL苹果汁无关变量 5mL质量分数为2％的果胶酶自变量20℃恒温水浴40℃恒温

4、水浴60℃恒温水浴80℃恒温水浴无关变量分开保温及保温时间等因变量检测生果汁产量（果胶酶活性检测） 1.3 操作注意事项 果胶酶的催化效果远不如过氧化氢酶明显，教师最好提前配制果胶酶溶液，适当增加果胶酶浓度，以缩短实验时间。果胶酶价格较贵，酶液浓度过高会增加实验成本。果胶酶是利用微生物发酵生产的，适宜温度比较宽泛，实验设置的温度梯度可相应间隔大一些，可采取20℃、30℃、50℃、60℃、70℃等温度梯度。设置pH梯度时，可参考下述中的右图。    测定酶活力的方法很多，除用单位时间内的果汁产量来反映酶活性外，比较科学的方法是用分光光度

5、法测定，上图就是依据测定单位时间内果汁（橘子）的透光率而获得的酶活力数据，分光光度法不仅可以获得准确的数据，而且还可以减少实验的时间。  2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果  加酶洗衣粉中一般添加了蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等酶制剂，可以有效地清除奶渍、油渍、血渍和果汁渍等不易清洗的污渍。该实验可分成几个小的探讨课题：一是探讨普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果，二是探讨温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，三是探讨加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果。三个课题可分组进行。  进行实验设计时要解决好控制变量的问题，可以启发学生讨论下列思考性问题：⑴检验洗涤效果

6、最好采用机洗、手洗，还是人工模拟洗衣机洗？为什么（人工模拟洗衣机洗。这是因为洗衣机太大，而污染太小，无法控制水量等无关变量；手洗时无法控制手的搓洗的力度和次数等）？⑵用人工模拟洗衣机洗时需要考虑哪些因素（搅拌的方式、力度和时间需要保持一致等）？⑶水温如何控制（水浴）？⑷选择衣服还是布料为实验材料？对实验材料的质地有何要求？为什么（布料；布料应大小一致，相对较小，而且为白色的棉布类；白色的棉布易吸附污渍，显色明显，洗后容易判断效果）？⑸水的用量和洗衣粉的用量怎样确定（一般采用500mL的水，洗衣粉的用量为1g或1.5g）？⑹如何判断洗涤

7、效果（比较污渍的大小和深浅）？等等。 探究温度对加酶洗衣粉的影响时，学生往往会不加思索地设计从0℃开始到100℃的温度梯度，这时应提醒学生思考确定温度范围应考虑季节性变温，采用5℃、10℃（相当于冬季，下同）、15℃、20℃、25℃（春季和秋季）、30℃、35℃（夏季），这7个水温值比较符合实际。一般来说，北方学生可探讨冬季（低温）时使用加酶洗衣粉的效果，南方学生探讨夏季（高温）时使用加酶洗衣粉的效果。 3 酵母细胞的固定化 3.1 重视实验中的认知成分 在生物技术实践活动中，经常涉及技术原理和实践意义等内容，实验教学中要重视这些认知

8、成分。自1969年世界上首次成功地将氨基酰化酶固定化用于拆分氨基酶以来，固定化酶和固定化细胞技术得到迅猛地发展，已广泛应用于氨基酸的拆分和提纯、葡萄糖和果糖的生产、诊断和分析试剂的制造、消除环境污染、特定的化学反应等等。