探究胃蛋白酶最适PH和最适温度天津市第二十一中学李婧

实验教学设计说课内容登记表

一、实验内容创新

本实验“探究胃蛋白酶的最适pH和最适温度”是人教版高中生物教材必修一第五章第一节《降低化学反应活化能的酶》中“二、酶的特性”中“探究影响酶活性的条件”的实验拓展和延伸。

教材中设置了定性的探究实验，建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，引导学生设置了冰水、沸水和60℃三组，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，引导学生设置了5%氢氧化钠、5%盐酸、蒸馏水三组，这两个实验的结论是pH或温度对酶活性有影响，这只是定性的实验分析。本实验设计是定量的探究实验，是对教材实验的创新。用胃蛋白酶和蛋白块作实验材料，自变量设置一系列pH梯度组或一系列温度梯度组进行对照，检测的因变量是蛋白块消失的时间。

本实验的方法与必修三“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验方法类似，学生亲身体验提出问题，选择材料，实验设计，实验实施，实验结果分析，得出结论等实验探究的各个环节，掌握探究“最适……”的实验方法，并初步理解必修三“预实验”的概念。

二、实验方法创新

（一）、实验材料仪器

1、实验材料：胃蛋白酶、边长为3毫米的煮熟的正方体蛋白块。

2、实验仪器：恒温水浴锅5个，用于设置一系列的温度梯度，试管若干。

3、实验试剂：用浓盐酸配置pH为1、2、3、

4、5的一系列pH 梯度的溶液。

这些材料仪器教材中没有，是对教材内容的创新。

（二）、实验操作设计

具体的实验步骤设计如下：

1、探究胃蛋白酶的最适pH：

1）、取5支试管分别标号。

2）、分别向5支试管中加入pH为1、2、3、4、5的溶液，各15ml，放在同一室温下。

3）、分别向5支试管中加入10g胃蛋白酶制剂，摇匀。

4）、分别向5支试管中加入2块煮熟的蛋白块。加2块蛋白块的目的是进行重复实验。

5）、观察蛋白块体积的变化，记录不同试管中每个蛋白块消失的时间。

2、探究胃蛋白酶的最适温度：

1）、取5支试管分别标号。

2）、分别向5支试管中加入15ml胃蛋白酶溶液。

3）、将5个恒温水浴锅温度分别设置为31℃、33℃、35℃、37℃、39℃，将5支试管分别放入水浴锅加热5分钟。

4）、分别向5支试管中加入2块煮熟的蛋白块。

5）、观察蛋白块的变化情况，记录不同试管中每块蛋白块消失

的时间。

三、实验教学过程创新

教学中以设置的问题为线索，采用小组合作学习法，全班分成若干小组，每小组4名同学，对探究实验的各个环节进行合作学习；实施实验时，每2名同学作为一个小组实施实验。采用实验探究学习法，在教材定性实验的基础上，学生再一次亲身体验实验探究的各个环节。这些方法都体现新课标倡导的“主动、合作、探究”的理念。

环节一：课前准备

课前实验小组的同学针对“探究胃蛋白酶的最适温度”进行了预实验。分别设置了25℃、30℃、35℃、40℃、45℃,5个组别进行对照，结果温度在30℃到40℃之间蛋白块消失时间较短，确定在这一

范围，缩小温度梯度进行正式实验。

环节二：提出问题，选择材料

全班分成若干小组，每小组4名同学，对探究实验的各个环节进行合作学习。

设置情境，提出问题：

我们每个人的体温都是37℃左右，我们体内的酶是不是在37℃

左右活性最高呢?不同温度下酶的活性有什么变化呢？

我们体内的酶在不同PH条件下酶的活性又如何变化呢？酶有没有最适合的PH呢？

实验材料如何选择？

小组讨论分析，选择的材料既要经济易得，又要现象明显。体内有许多消化酶可以作为实验材料，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰脂肪酶等等。而其中胃蛋白酶处于胃部，胃部是强酸的环境，用胃蛋白酶作为实验材料，比较典型。此外，胃蛋白酶容易购买，价格不贵。

反应的底物就是蛋白质，进而提出问题：用什么形态的蛋白质能达到实验目的呢？

通过分析一道练习，做出解答。

【练习】猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在35℃水浴中保温一段时间后，试管1、2中加入适量的双缩脲试剂，试管3、4不加任何试剂,下列实验能达到目的的是( )。

A.实验①

B.实验②

C.实验①、实验②都能

D.实验①、实验

②都不能

由此选择蛋白块作为实验材料，易于观测。

环节三：设计实验步骤

设置如下问题线索：

1、如何检测实验的因变量？

2、选择多大的蛋白块能够在课堂上完成实验？提供课前实验小

组同学进行实验的数据：1块边长为1 cm的正方体蛋白块于25 ℃室温条件下，与实验用5g胃蛋白酶制剂放在15ml，PH=1溶液中，蛋白块消失的时间大约为1小时，提示该时间在课上完成过长。

提出问题：应如何缩短时间？引导学生分析应适当减小蛋白块的体积或者增加胃蛋白酶的量。所以实验用的是边长为3毫米的正方体蛋白块。胃蛋白酶制剂增加到10g。

3、选择人体的胃蛋白酶做实验材料，如何设置一系列pH梯度？注意强调胃部是强酸性的，设置的pH梯度在酸性范围较适宜。

4、学生观看课前实验小组同学进行预实验的结果，确定正式实

验温度在30℃到40℃之间。

提出问题：如何缩小温度梯度，进行实验？这里强调预实验的概念，为必修三打基础。

小组合作学习，沿着问题线索讨论，设计实验步骤。强调：

应先将各实验组的胃蛋白酶溶液分别调至相应pH或温度,再与蛋白块混合,以保证反应一开始便达到预设pH或温度。

小组代表介绍本小组实验步骤的设计，其他同学进行修正和补充，教师总结得出完善的实验步骤。

环节四：实施实验，记录数据，得出结论

每2名同学作为一个小组，实施实验。第一个实验实施后，由于观察结果的时间较长，这样在等待第一个实验结果的同时，实施第二