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1、探究影响酶活性的条件实验改进与拓展摘要：对探究影响随活性的条件1实验进行改进与拓展,用土豆片设计定量实验,通过控制实验条件，用来探究温度、PH,底物浓度、酷浓度对的促反应速率的影响.培养学生的创新性、批判性思维品质，提诲学生的科学探究能力。关键词：高中生物实验，改进,拓展引古：人教版高中生物学必强1第5章第1节探究影响的活性的条件实验中，教材建议用淀粉的探究温度时的活性的影响，用过氧化氢的探究PH时酣活性的影响。在探究PH对HO的活性的影响实5金中,传统方法通过气泡产生的数量*海&PH对HO柄活性的影响.现象不帏直观，很难定量检测气泡的数量：而在探究温度对淀粉而活性的影响实5金中,传统方法用碘
2、液检测淀粉.也很限定吊松测淀粉的剩余量：因而学生难以构建和理解温度、PH对的促反应速率影响的坐标曲线。此外，底物浓度、醵浓段时陶促反应速率影响的坐标曲线也是学生玳以理解的JR难点，对本实验进行改进与拓展，用土豆片设计定M实验，通过控制实验条件，探究温度、PH、底物浓度、阳浓度对仰促反应速率的影响，带助学生构建和理解不同条件对的促反应速率的影响曲线图,培养学生的创新性、批判性思维品质,提高学生的科学探究能力.一、实验原理新鲜上豆片中含有的过氧化氧徜能催化过氧化氢分解为氧气和水，土豆片在氧气泡浮力的作用卜上浮。测量在不同条件卜.土豆片上浮所需要的时间t,把上浮距离看作单位1，则上浮速度（1/t）可
3、衡员的促反应速率。二、实验材料与方法1、实验材料新鲜土豆，体积分数为3%的HO溶液（后文中所提到的HO溶液的体积分2222数均为3%）,不同PH的缓冲液，蒸憎水，清水.阚房切片罂，不同孔径的圆形压花器，恒温水浴锅，10Oml小烧杯，量筒，胶头滴管，计时器，小型榨汁机。2 .预实物：比较不同厚度、不同直径土豆圆片的实验效果1）用周房切片器将土豆切成厚度分别为Imm,2mm.3mm的土豆片,再用圆（形压花器将不同厚度的上豆片切成直径分别为ICm,1.5cm,2cm的土豆圆片。（2）取9个洁净的体积为100ml的小烧杯，烧杯内分别加入60mlHO溶液。（3）向9个烧杯中分别放入3片陞度Imm直径1c
4、m,厚度Imm直径1.5cm.厚度Imm直径2cm,厚度2mm直径1cm.厚度2mm直径1.5cm.厚度2mm良径2cm.厚度mm直径ICm,厚度3mm直径1.5cm,厚度3mm直径2cm的土豆片。4）用计时器记录每个烧杯内土豆片上浮至液面所需要的时间，计算仔个烧杯内3土豆圆片上浮的平均速度.3 .探究温度、PH、底物浓度、的浓度对能促反应速率的影响（1）探究温度对两促反应速率的影响取6个洁净烧杯编号为AO、Al.A2、A3、A4.A5,分别向烧杯内加入60mlHQ1溶液.另取6个洁净烧杯编号为BO、Bl、B2、B3、B4、B5.分别向烧杯中加入60ml蒸储水和3片土豆片。将A组与B组相同编号
5、的烧杯分别置于OC、10,C,20C、30C、40“C、50C的恒温水浴锅中保湿Smin后，再将B组烧杯中的土豆片分别加入对应温度的A组烧杯中。用计时器记录每个烧杯内土豆片上浮至液面所需要的时间，计算每个烧杯内3个土豆片上浮的平均速度。（2）探究PH对醐促反应速率的影响向PH为3、5、7、9、11的缓冲液中分别放入3片土豆片浸泡5分钟。取5个洁净烧杯编号为A、B、C、D,E,分别向其中加入60mlHO溶液。取出土豆片，用蒸储水冲洗后分别置上述5个烧杯中。用计时器记录每个烧杯内土豆片上浮至液面所需耍的时间，计算每个烧杯内3个土豆片上浮的平均速度。（3）探究底物浓度对和促反应速率的影响取5个洁净烧
6、杯编号为A.B、C、D.E,分别向其中加入60mlHO溶液、50mlHQ,溶液和IOmI蒸锚水、40mlHO溶液和20ml蒸储水、30mlHO溶液和30ml蒸幅水、20mlH。溶液和40ml蒸储水。向上述5个烧杯内分别放入3片土豆片。用计时涔记录每个烧杯内土豆片上浮至液面所需要的时间，计算每个烧杯内3个土豆片上浮的平均速度。（4）探究的浓度对的促反应速率的影响用小型榨汁机将土豆榨汁备用。取5个洁净试管编号为A、B、C、D,E,用胶头滴管分别向其中加入1滴、2滴、3滴、4滴,5滴土豆汁。上述5个烧杯中分别放入3片土豆片。分别向烧杯中加入60mlHO溶液。用计时器记录每个烧杯内土豆片上浮至液面所需
7、要的时间，计算每个烧杯内3个土豆片上浮的平均速度.三、实验结果与讨论1 .预实验：比较不同厚度、不同直径土豆片的实验效果在比较不同厚度、不同直径土豆片的实验效果中发现：厚度太大土豆片因重量过大而难以上浮，直径太大的土豆片在上浮的过程中相互遮挡,不方便计时；厚度太小或直径太小的土豆片上浮的速度过快，在实验中也不便于区分上浮的速度。实脸结果表明：厚度2mm直径1.5cm的土豆片较适合作本实验的材料，2 .探究温度对酶促反应速率的影响传统实验认为HO溶液的分解受温度影响，不建议用来探究温度对前促反应速率的影响。将H。溶液在不同温度下保温，发现60C及以下HO溶液中儿乎没有气泡产生，说明60C及以下H
8、。溶液的自分解并不会膨响实验结果。因此，22以IoC为间隔，在OC-60间设置温度梯度来探究温度对解促反应速率的影晌是可行的。3 .探究PH对前促反应速率的影响在探究PH对酶促反应速率的影响的实验中，用PH分别为3、5、7、9、11的援冲溶液分别处理土豆片和Ho溶液，然后再将两者混合。多次实验结果都是碱性条件下，土豆片上浮的速度最快。这与HO曲的最适PH约为7.0的事实构22成广矛盾.将土豆片煮沸后再放置到上述PH的HO溶液中，结果发现，碱性条件卜H。溶液中产生很多气泡，且土豆片有上浮的趋势，由此说明碱性条件下22HO加速分解会影响实验结果,因此将实验方案调整为：用不同PH的缓冲溶液只处理土豆
9、片不处理HO溶液，以减少实验误差。4 .探究底物浓度对酶促反应速率的影晌在探究底物浓度对的促反应速率的影响实验中发现：土豆片在体枳分数大于3%的溶液中上浮速度过快，JIJt浮速度没有明显的梯度，而在体积分数小于1%的溶液中十豆片上浮的速度过慢，随着反应时间的延长，实验误差会加大。因此，在实险中没有配置不同体积分数的HO溶液进行实验，而是通过改变体枳分数为3%的HO溶液中的兑水量进行梯度稀择（注意控制每个烧杯中兑水后的H。溶2222液总量相同）来进行实验，效果很好.探究的浓度对的促反应速率的影响在探究的浓度对施促发应速率的影响实验中，向HO溶液中分别加入不同数522目的土豆片来设置剂浓度的梯度，
10、发现当烧杯内土豆片数目超过3片时，土豆片会相比遮挡增加了上浮的雄度，延长/上浮的时间，加大/实验误差。因此将十豆片煮沸后作为上浮的材料，通过向烧杯中滴加不同剂量的上豆汁改变HO醐量，实验效果明显，误差显著减小。四、结论土豆取材方便，制备简单，而动物肝脏采购麻烦、研磨费时费力，且腥味儿较大，保存起来也相对不便。用土豆片做实验材料有明显的的优势.以上豆片上浮的平均速率作为观测指标，比传统实验以气泡产生数目作为观测指标现象更加直观，使定址检测，也有利学生构建数学模型.整个实5佥简单易行，实验器具简单易得，便于操作也易于推广。数据处理有些繁琐，而且手动绘图不太准确，可引入Excel软件，通过插入函数轻松处理数据并可自动生成曲线。这个实验的改进与拓展，能够册助学生构建和理解温度、PH、底物浓度与陶浓度对能促反应速率的影响。从实险材料的制备，到预实验的探究，再到实验方案的确定，完整的探究流程为科学探究创设条件，能够充分的培养学生的科学探究能力。实验表明，只要温度设置合理，HO可以用来探究温度对醉促反应速率的影响：也证实了碱性条件下HO会加速分解，所以在探究PH对利促反应速率的影响实验中需要控制实验条件。以实证教仔学生尊IR事实，不偏听偏信，培养学生的创新性，批判性思维品质。参考文献m朱正威，赵占良.普通高中教科书生物学必修1分子与细胞M),北京：人民教育出版社,2019：82-83.
