实验教学法在《粮食生物化学》教学中的应用案例

吴刚

（安徽科技贸易学校 粮食工程系 安徽蚌埠 233000）

实验教学法在《粮食生物化学》教学中的应用案例

吴刚

（安徽科技贸易学校 粮食工程系 安徽蚌埠 233000）

"温度和pH影响唾液淀粉酶的活性吗？"这一问题涉及《粮食生物化学》中影响酶促反应速度的因素相关知识点。笔者尝试在教学中运用实验教学法引导学生动手操作、亲身体验、团队合作等方式解决问题、获取知识。

实验教学法 粮食生物化学 应用

案例：温度和pH影响唾液淀粉酶的活性吗？

第一部分 教学设计

【学情分析】部分学生已具备通过网络、书籍等媒介获取信息的能力；学生已完成酶的化学组成与结构等内容的学习，具备一定的理论基础；学生已掌握基本实验仪器的使用方法，能顺利进行实验操作。

【教学目标】通过上网、查阅书籍等途径收集资料，发展借助媒介独立自主地获取信息的能力；以小组的形式进行分工合作、解决问题，养成团队协作精神、与人交流的能力、分析和解决问题的能力。配制实验试剂、操作实验，锻炼动手操作能力。

【教学内容】温度和pH对唾液淀粉酶活性的影响。

【教学方法】实验法、讨论法等。

【教学过程】

表1 教学过程

第二部分 实施过程

一、创设实验情境

师：同学们，你们吃馒头时有没有感到有甜味？

生（部分）：有。

师：馒头的主要营养成分是淀粉，它没有甜味，为什么在口腔里与唾液充分混合后便有甜味呢？

当学生答出唾液中的淀粉酶把淀粉分解成麦芽糖等有甜味的物质时，教师及时引出探究性问题：唾液淀粉酶在发挥其作用的过程中，会受到哪些因素的影响呢？

二、提出实验假设

师生共同讨论并形成以下假设：

假设1：温度影响唾液淀粉酶的活性。

假设2：pH影响唾液淀粉酶的活性。

师：现在我们进行分组，各小组制订实验方案。同时，老师还想问大家两个问题。

问题1：唾液淀粉酶能不能催化淀粉进行分解？

生（齐声）：能。

问题2：淀粉遇碘呈什么颜色？

生（齐声）：深蓝色。

……

三、制订实验计划

（学生讨论，教师巡查，了解情况提供帮助）

师：各小组已经初步设计好自己的方案，现在请每组派一名代表谈谈你们小组的方案。

生1：（温度影响唾液淀粉酶的活性）根据淀粉遇碘变蓝色的原理，观察不同温度下的实验现象。如果出现蓝色，说明淀粉未被分解，温度不利于唾液淀粉酶活性的发挥；如果没出现蓝色，说明淀粉被分解，温度有利于唾液淀粉酶活性的发挥。

生2：（pH影响唾液淀粉酶的活性）根据淀粉遇碘变蓝色的原理，观察不同pH值下的实验现象。如果出现蓝色，说明淀粉未被分解，pH不利于唾液淀粉酶活性的发挥；如果没出现蓝色，说明淀粉被分解，pH有利唾液淀粉酶活性的发挥。

师：温度、pH值是否影响唾液淀粉酶的活性，各组已经设计出验证方案，但是这些方案过于简单，请各小组于课下通过上网、查阅书籍等途径收集资料，进一步细化实验方案。

师生再次对各组实验方案进行点评、完善，并最终形成本次实验方案。

四、完成实验

（一）温度对唾液淀粉酶活性的影响

表2 实验处理

（二）pH对唾液淀粉酶活性的影响

表3 实验处理

五、验证与归纳

（一）验证假设

1.温度对唾液淀粉酶活性的影响。

（1）实验现象：1号试管出现深蓝色，说明1号试管中的淀粉没有被唾液淀粉酶分解；2号试管出现棕红色，说明2号试管中的淀粉被唾液淀粉酶分解；3号试管出现深蓝色，说明3号试管中的淀粉没有被唾液淀粉酶分解。

（2）实验表明温度影响唾液淀粉酶的活性。

2.pH对唾液淀粉酶活性的影响。

（1）实验现象：1号试管出现深蓝色，说明1号试管中的淀粉没有被唾液淀粉酶分解；2号试管没有出现深蓝色而是棕红色，说明2号试管中的淀粉被唾液淀粉酶分解；3号试管出现深蓝色，说明3号试管中的淀粉没有被唾液淀粉酶分解。

（2）实验表明pH影响唾液淀粉酶的活性。

（二）归纳理论

1.唾液淀粉酶只有在一定的温度范围内才具有活性，温度过高或过低，唾液淀粉酶都没有活性。

2.唾液淀粉酶只有在一定的pH值范围内才具有活性，pH值过高或过低，唾液淀粉酶都没有活性。

六、评价与总结

（一）知识拓展

师：在温度影响唾液淀粉酶活性的实验中，如果把处理后的1号和3号试管分别放入 37℃水浴中保温15min，再加入碘试剂会出现什么现象呢？

生：两支试管均变为蓝色

生：两支试管均变为棕红色

生：1号试管变为蓝色，2号试管变为棕红色

生：1号试管变为棕红色，2号试管变为蓝色

……

师：到底是哪一种情况呢，这需要我们进一步做实验进行验证。

（各小组进行组内讨论制订实验方案并根据方案动手做实验。）

……

师：各小组已经做完实验，请说出实验现象。

生：4号试管出现棕红色，5号试管出现深蓝色。

师：这说明了什么？

生：1号试管中唾液淀粉酶的活性又恢复了，3号试管中唾液淀粉酶的活性没有恢复。

师：为什么会产生这种情况呢？

生：0℃不适于唾液淀粉酶活性的发挥，37℃适于唾液淀粉酶活性的发挥，4号试管出现棕红色；3号试管中的唾液淀粉酶在100℃水浴中发生了变性，其活性丧失而不能再恢复，故5号试管出现深蓝色。

师：温度和酶活性之间的关系如何？

生：温度太高或者太低，唾液淀粉酶都没有活性，唾液淀粉酶只有在一定的温度范围内才有活性，当温度比较低时，升高温度，反应速度加快，当温度升高至一定程度，温度继续升高反应速度反而下降。

师：什么是酶的最适温度？动、植物体内酶的最适温度是多少？

生：在一定条件下，使酶活性最大时的温度，称为最适温度。一般来说，动物细胞内的酶最适温度通常在37℃～50℃，而植物细胞中的酶最适温度通常在50℃～60℃。

师：为什么温度对酶的作用具有双重影响？

生：一方面酶促反应像一般化学反应一样，温度升高，活化分子数增加，酶的活性也升高。另一方面，由于酶是蛋白质，随着温度升高，酶会变性失活。

师：pH和酶活性之间的关系如何？

生：pH值太大或者太小，唾液淀粉酶都没有活性，唾液淀粉酶只有在一定的pH范围内才有活性，当pH值比较小时，增加pH值，酶的活性也加快，当pH值增加至一定程度，pH值继续增加酶活性反而下降。

师：什么是酶的最适pH？动、植物体内酶的最适pH是多少？

生：在一定条件下，使酶活性最大时的温度，称为最适pH。一般来说，动物细胞内的酶最适pH通常在6.5～8.0之间，而植物细胞中的酶最适pH通常在4.5～6.5之间。

师：为什么pH对酶的作用具有双重影响？

生：环境过酸、过碱都会使酶蛋白的构象发生改变，甚至使酶变性而失活。

生：pH的改变能影响酶分子活性部位上有关基团的解离。在最适pH时，酶分子上活性基团的解离状态最适合与底物结合，高于或低于最适pH时，活性基团的解离状态发生改变，酶和底物的结合力降低，因而酶促反应速度下降。

生：pH影响底物分子的解离状态，底物分子上某些基团只有在一定的解离状态，才适合于与酶结合发生反应。

（二）评价与总结

为了客观评价学生表现，笔者制订了教师评价表、组员互评打分表以及学生自评表，从三个方面对学生进行评价，同时教师进行总结。

第三部分 教学感受

温度和pH对酶活性的影响是粮食生物化学教材中的一个验证性实验。在以往的验证性实验教学中，实验前，我向学生反复讲解实验实验原理、实验步骤、实验结果以及注意事项，然而学生的学习积极性却不高，消极应付。其结果，在做实验时，出现学生不知道实验步骤，边做实验边聊天、玩手机等现象，甚至个别学生不仅自己不认真做实验，还扰乱别人做实验。他们不去动脑筋思考实验过程中出现的问题，对自己的实验结果不能作出合理的解释，只做不思，实验效果很不理想。其主要原因有两个方面：第一，学生基础薄弱，对学习不感兴趣，个别同学甚至有厌学倾向。第二，实验本身没有吸引力，以前做的都是验证性实验，在实验之前学生就知道了实验结果，对于学生来说都是老一套，没有新鲜感，难以激发学生的学习兴趣。在本次实验中，我把原来的验证性实验改成了探究性实验，没有像以前那样给出实验结果，而是巧设疑问，让学生自己猜测，提出假设、设计实验计划并完成实验。这样反而激发了学生的学习兴趣，提高了他们的积极性与主动性，增加了他们的参与程度，教学效果较之以往有很大的提高。