淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

摘 要：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用这一实验是2019年出版的人教版高中生物教材中添加的实验之一，学生通过对实验的设计和操作，能更好的理解酶的专一性，并获得设计实验的能力，掌握生物实验操作的基本技巧。

关键词：实验设计;酶;专一性

在新版高中生物教材中探究·实践这一栏目为落实科学探究这一核心素养提供了明确的方法，为生物教学中实验的进行即探究和实践提供了可行之路。探究·实践则明确该模块为实验内容，目的是培养学生的实验操作能力。

1.教材分析

本节内容位于2019年出版的人教版高中生物教材必修一《分子与细胞》的第五章第一节《降低化学反应活化能的酶》第二课时酶的特性中探究·实践这一模块中的内容。《淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验》为新教材中添加的实验之一。通过这一实验学生能够更好的理解酶的专一性。本节课的内容即对之前所學的酶的本质及蛋白质相关内容加以巩固又对接下来要学习的多个对照实验的设计和操作打下基础，因此本节内容起着承上启下的重要作用。

2.学情分析

此前学生已经接触过探究性实验，并具备设计对照实验的能力。对该实验的显色反应的相关原理已经掌握，掌握了酶的作用和本质，但是在进行实验设计时可能存在漏洞，进行实验操作时存在失误。学生在前面的学习中已经可以通过进行实验进而观察实验现象得出结论。此时学生的思维虽然具备逻辑性，但是不够严谨且缺乏主动学习的能力。

3.教学目标

生命观念：通过实验结论，淀粉酶水解淀粉不能水解蔗糖，举例说明酶具有专一性，即一种酶只能催化一类或一种反应。

科学思维：通过观察实验现象，推理出淀粉酶只能水解淀粉。

科学探究：通过进行淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验，进行实验设计时能够设计对照实验，说出探究实验的步骤并能进行实验操作[1]。

社会责任：通过实例介绍酶的专一性，通过STS能将所学内容应用于实际生活中，面对生产生活中的问题时，能够提出有利的建议。

4.教学重难点

重点：学会探究实验的方法并获得探究性思维。

难点：尝试设计对照实验探究酶的专一性。

5.教学过程

5.1强调安全

在进入实验室之后，首先要对学生进行实验室安全教育[2]。由于本实验操作过程中需使用酒精灯进行水浴加热，提醒学生注意安全操作。同时要明确实验操作虽然存在安全隐患，但是只要遵循安全规范就可避免。以保证学生小心谨慎进行实验操作的同时不会失去对实验本身的兴趣。

5.2回顾旧知，导入新课

教师行为：首先带领学生回忆前面学过的酶的特性中的高效性，即酶的催化效率较无机催化剂高很多。由此引出酶除了具有高效性还具有另一种对生物生存发展十分重要的特性，从而导入新课，设计实验探究酶的另一特性。在进行实验之前提出以下问题：

无机催化剂的作用范围广，酶能像无机催化剂一样催化多种化学反应吗？

举例熟知酶的名字，例如唾液淀粉酶、脂肪酶、过氧化氢酶等等。通过观察可以发现，所有酶都是一种物质加上酶来命名，那么我们为什么要以这样的方式给酶命名？

预设学生行为：对老师提出的问题进行思考并结合以及已有的知识储备学生能大胆提出猜想酶只能催化特定的化学反应。

设计意图：使学生明确本节课要学习的内容，由此产生认知冲突，对接下来实验要探究的问题产生兴趣。

5.3明确实验原理及目的要求

教师行为：将实验原理介绍给学生，即淀粉和蔗糖皆为非还原糖，在相应酶的催化下水解为还原糖，还原糖与斐林试剂水浴加热后产生颜色反应，即颜色由蓝色变为砖红色沉淀。

明确实验目的要求为探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应

预设学生行为：学生明确该实验的原理及目的要求

设计意图：学生在进行实验之前明确原理及目的要求可使接下来的实验设计及操作有序进行。

5.4小组合作，设计并操作

教师行为：将学生6-7人分为一个小组，并将实验材料提供给学生，让学生进行小组讨论，设计可行的实验方案并选择需要的实验材料及试剂。并帮助学生将各小组实验方案的不合理之处进行修改。

预设学生行为：学生分组合作，设计可行实验方案。接着小组间进行讨论交流，指出其他小组实验方案中的问题，接着教师对各个小组经过改进的实验方案进行分析，指出方案的不合理之处，并提出合理的改进方案，学生根据教师改进完善的实验方案。选择相应的实验材料及器具，进行实验操作。在操作过程中注意操作规范及实验安全。

设计意图：让学生进行小组合作设计实验，并选择实验材料。让学生体会设计实验方案的过程，由此学生能够获得设计实验的能力。将课堂交到学生手中改变以往讲实验的授课方法。

5.5分析结果，表达交流

各小组观察实验现象，请小组代表对观察到的实验现象以及如何通过实验现象推理出实验结论进行介绍。

5.6得出结论

通过总结以上全部内容及各个小组得出的结论，得出酶具有专一性的特性。并举出多种实际生活中常见的酶的应用进行实例介绍，由此与教材中STS科学·技术·社会进行结合，从而联系生活实际，培育学生的社会责任，在面对实际生产生活中的问题时，可以提出有利的建议。

5.7习题巩固

通过有关酶的专一性的实验类习题，对本节课的内容进行巩固。

6.教学反思

学生小组合作设计实验方案，可培养学生科学探究能力，即对照实验的设计、动手操作能力以及合作交流的能力。在进行实验时学生会失误，从而导致实验现象不明显等结果，通过教师帮助学生完善实验方案的设计，并在学生操作过程中悉心指导，降低学生实验的失误，尽量做到完善。通过与实际相联系使学生更加容易理解酶的特性，并对生物实验产生浓厚的兴趣。

参考文献

[1]万雨政，尹利军.有关酶性质实验的疑难问题两则[J].实验教学与仪器，2009，26（06）：31.

[2]郁聪.高校实验室管理的问题及对策研究[D].天津大学，2012.

作者简介：刘丽（1997-），女，汉，籍贯：安徽省涡阳县，哈尔滨师范大学在读研究生，研究方向：中学生物。