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视频标签：过氧化氢酶,催化作用
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视频课题：苏教版高中化学选修实验化学专题4过氧化氢酶的催化作用-浙江省 - 台州
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过氧化氢酶的催化作用教学设计目录
一、 教学背景 .................................... 1 二、 教材分析 .................................... 1 三、 教学目标 .................................... 1 四、 教学重难点 .................................. 1 五、 教学过程 .................................... 1 第一篇章：酶的认知（从生活中来） ............... 1 第二篇章：探究过程（在化学中走） ............... 2 第三篇章：演示扩展 ............................. 6 第四篇章：生活应用（回到生活中） ............... 7 六、 板书设计 .................................... 7 七、 课后反思 .................................... 8 八、 素材链接 .................................... 8
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过氧化氢酶的催化作用教学设计
一、教学背景
围绕学生全面发展和提高化学学科素养为目标，选取过氧化氢酶为素材，组织学生学前查询资料做成课件《过氧化氢酶的身世之谜》，促发学生对酶和无机催化剂的催化作用的异同点的认识，不断查阅资料改进实验装置，采用注射器和开关连通器实现实验探究，以反应速率快慢的定性观察和定量测量为载体，应用数字化实验（压强传感器）使数据、图像分析可视化，应用模型（提出课题---分析变量---设计方案---动手实验---观察记录---得出结论）对酶具有高效性、专一性、作用条件温和的催化特性进行探究。 二、教材分析
过氧化氢酶的催化作用是苏教版选修实验化学专题4化学反应条件的控制课题2的拓展课题。课题2的内容是催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响，在该课题学习中学生已接触到方案设计，也初步体验了一般探究过程，这些为拓展课题的后续学习奠定了基础。在拓展课题4-2过氧化氢酶的催化作用涉及的内容有：检索咨询中的酶催化的特性，还有提示与建议中的实验方案，实验具体内容是：酶催化的高效性，pH和温度对酶活性的影响。 三、教学目标
宏观辨识微观探析：认知酶的概念和本质，探析酶的催化作用。 证据推理模型认知：1、探究模型：提出课题---分析变量---设计方案---动手实验---观察记录---得出结论。2、进行有关实验的探究，学会控制自变量，观察和检测因变量，设置对照组。
科学探究创新意识：认识设计实验方案，实验条件控制，实验现象的分析和实验数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。 科学态度社会责任：养成勇于大胆猜想质疑并进行自主探究或合作学习的良好学科素养，能运用化学知识分析解决生活问题。 四、教学重难点
教学重点：1.过氧化氢酶催化作用的特性。2.掌握过氧化氢酶的催化作用的定性观察和定量测定。
教学难点：1.掌握科学探究的一般过程和实验方案设计的思维。
2. 学生设计并完成酶需要适宜的条件的实验这一教学过程。3.实验条件的控制。 五、教学过程
组织学生课前查资料做成课件《过氧化氢酶的身世之谜》 第一篇章：酶的认知（从生活中来）
师：最近本人耳朵发炎，医生开了过氧化氢溶液，本人仔细阅读了说明书，说明书上注明本品遇光、热易分解变质。除了遇光、加热还有什么方法加快双氧水的分解？
生：加入催化剂
师：常用于H2O2分解的催化剂有哪些？ 生：二氧化锰、金属氧化物、氯化铁溶液等
师：动植物代谢中也会产生过氧化氢，过氧化氢对机体是有毒的，过氧化氢会加速细胞的老化等。动植物细胞中含有过氧化氢酶。新鲜的动物肝脏、动物血，土豆等都含有过氧化氢酶，均能催化双氧水的分解反应。
师：过氧化氢酶是酶的一种，酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大
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多数是蛋白质。(板书)
意图：点明酶的定义和本质，为后面酶活性的发挥做好铺垫。 师：展示生活中的酶产品，介绍酶在生产生活的应用。酶已悄然融入我们的生活，并为我们的生活带来很多的“酶好”。酶究竟有什么特性，使其应用如此广泛。 问题1：就一种酶是不是就可以催化所有的化学反应了呢？ 点明酶催化作用的专一性。(板书)
问题2：过氧化氢酶相比无机催化剂催化效果如何？
问题3：酶是不是就是万能的了？过氧化氢酶在任何条件下都可以发挥活性吗？ 意图：引出实验课题，通过实验探究过氧化氢酶催化的高效性和在不同条件下过氧化氢酶对双氧水分解的催化效果。 第二篇章：探究过程（在化学中走） A探究模型
提出课题---分析变量---控制变量---设计方案---动手实验---观察记录---得出结论。 B方案设计
每7人为一小组，一人组长共六小组，每2个小组设计同一个实验课题，讨论各自的实验设计方案，并进行汇报。（各小组课堂上讨论结果展示）
实验课题：过氧化氢酶与氯化铁溶液对双氧水分解的催化效果比较
实验变量：过氧化氢酶、氯化铁溶液、蒸馏水
因变量：相同时间内产生的气体体积
观察指标：（注射器刻度的移动）
实验方案：用三支20mL注射器取H2O2溶液的体积为2mL，再用5mL注射器取催化剂用量（土豆研磨液、氯化铁溶液、蒸馏水）1mL。控制其他条件相同，分别接上“开关连通器”，将相应试剂注入H2O2溶液后，关闭开关连通器，开始计时。观察相同时间内气体产生的快慢（多少）。
实验课题：探究pH对过氧化氢酶的催化作用的影响
实验变量：pH
因变量：相同时间内产生的气体体积
观察指标：（注射器刻度的移动）
实验方案：用三支20mL注射器取H2O2溶液的体积为2mL，再用5mL注射器分别取预先用酸、用碱、没处理的土豆研磨液1mL。控制其他条件相同分别接上“开关连通器”，将相应试剂注入H2O2溶液后，关闭开关连通器，开始计时。观察相同时间内气体产生的快慢（多少）。
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实验课题：探究pH对过氧化氢酶的催化作用的影响
实验变量：pH
因变量：相同时间内产生的气体体积
观察指标：（注射器刻度的移动）
实验方案：取三个烧杯并编号1、2、3，1号中加入5滴盐酸，2号加入5滴氢氧化钠，三号加入等量蒸馏水，往三个烧杯中介入等量的双氧水，用三支20mL注射器取H2O2溶液的体积为2mL，再用5mL注射器取土豆研磨液1mL。控制其他条件相同分别接上“开关连通器”，将相应试剂注入H2O2溶液后，关闭开关连通器，开始计时。观察相同时间内气体产生的快慢（多少）。
实验课题：探究温度对过氧化氢酶的催化作用的影响
实验变量：温度
因变量：相同时间内产生的气体体积
观察指标：（注射器刻度的移动）
实验方案：用三支20mL注射器取H2O2溶液的体积为2mL，再用5mL注射器取土豆研磨液1mL。将两支装有土豆研磨液的小注射器密封分别放入40℃和80℃的水浴中加热，控制其他条件相同分别接上“开关连通器”，将相应试剂注入H2O2溶液后，关闭开关连通器，开始计时。观察相同时间内气体产生的快慢（多少）。
实验课题：探究温度对过氧化氢酶的催化作用的影响
实验变量：温度
因变量：相同时间内产生的气体体积
观察指标：（注射器刻度的移动）
实验方案：经资料查证，过氧化氢酶活性最高的温度大概是35-40℃，故我们组选择常温，40℃和80℃这三组温度。用三支20mL注射器取H2O2溶液的体积为2mL，再用5mL注射器取土豆研磨液1mL。将两支装有双氧水的大注射器密封分别放入40℃和80℃的水浴中加热，控制其他条件相同分别接上“开关连通器”，将相应试剂注入H2O2溶液后，关闭开关连通器，开始计时。观察相同时间内气体产生的快慢（多少）。
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说明：分组设计的方案中，探究pH对过氧化氢酶的催化作用的影响中，一组采取的是对酶进行PH调控，另一组则是对双氧水进行PH调控。探究温度对过氧化氢酶的催化作用的影响中，一组是将酶放入水浴中，另一组则是将双氧水溶液放入水浴中。方案设计不同，合理与否再汇报评价时加以讨论和点评。
C活动探究
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D结果汇报
实验课题：过氧化氢酶与氯化铁溶液对双氧水分解的催化效果比较 实验现象：
相同时间内过氧化氢酶产生气体体积最多，氯化铁溶液其次，加入蒸馏水的几乎没移动。
实验结论：过氧化氢酶和氯化铁均有催化作用，过氧化氢酶催化作用更强，体现高效性，过氧化氢酶的催化作用具有高效性。
实验课题：探究pH对过氧化氢酶的催化作用的影响
实验现象：
没加酸碱的针筒被推出的刻度更长，其次是碱，最后为酸（对酶进行pH调控（左）） 加酸加碱的针筒几乎没有现象，没有加酸碱的产生大量气体（对双氧水进行pH调控（右））
实验结论：pH对过氧化氢酶的催化作用有影响，溶液为中性时活性最强
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实验课题：探究温度对过氧化氢酶的催化作用的影响
实验现象：
40℃水浴加热的产生气体最快，80℃水浴加热的几乎没产生气体（对酶进行温度调控（左）
40℃水浴加热的产生气体最快，常温的次之，80℃水浴加热有气泡产生。（对双氧水进行温度调控（右）
实验结论：温度对过氧化氢酶的催化作用有影响，适宜温度为40℃左右。
师：在小组汇报后，对方案和结论稍作点评。课题2探究pH对过氧化氢酶的催化作用
的影响，对pH的调控后加酶，还有就是在双氧水中调控pH，这两个操作中，后者容易出现加酸加碱后实验现象一样，从而导致结论得出有一定偏差。课题3探究温度对过氧化氢酶的催化作用的影响，对酶进行温度调节和对双氧水进行温度调节中，后者其实是多变量，温度不一样，温度升高对过氧化氢的分解有加速作用，底物易分解，对于多变量需要加以控制和改进方案。引出数字化实验（压强传感器和氧气传感器）
第三篇章：演示扩展
利用压强传感器探究过氧化氢酶的高效性
（1）组装实验装置，用数据线连接计算机，数据采集器，压强传感器
（2）打开dislab8.0实验软件系统,点击“通用软件”，系统自动识别所接入的传感器，并显示当前压强值。
（3）点击工具栏表格记录图标，点击自动记录按钮，设定收集样本（60个，时间间隔1s)。
（4）迅速注入4mL6%H2O2溶液，并抵按住注射器活塞，观察实验现象，立即 点击开始，观察60内实验过程中气压的变化情况，后点击停止，得到p-t图线。
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加酶的相同时间压强更大，酶的催化效率高。
问题4：酶具有高效性的实质是什么？
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 问题5： 高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。 第四篇章：生活应用（回到生活中）
为什么加酶洗衣粉用量少，去污效率效果好？
使用加酶洗衣粉，用哪种水（冷水，温水，沸水）浸泡好呢？ 为什么不适宜使用于丝毛织品？ 漂洗溶液的pH值（酸碱性）中性 课后作业：1、课后小实验
探究温度对加酶洗衣粉酶活性的影响
注意问题：相同的无关变量（布料的质地、大小、污染程度、污物种类、洗衣粉用量) 2、通过今天的学习后，为加酶洗衣粉设计广告语。 六、板书设计
过氧化氢酶的催化作用
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七、课后反思
本课时的教学设计基于核心素养理念，将探索知识、科学研究方法、方案设计、培养能力、树立良好学习习惯和科研精神有机融为一体，充分发挥了学生的主体性。课前学生讨论查询资料，采用袁晓娟、禹萍发表在中学生物教学2018年第9期的《巧用注射器优化“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验》一文中的实验装置，对三个实验课题的实验探究进行优化，正如文中所说，改进后的实验装置非常适合学生在课堂上进行实验对比探究、定性观察和定量分析，大大提高了实验教学的成功率，更有利于学生对实验结论的得出，整个教学过程中充分体现了学生的主体性和实验设计的开放性。让学生亲自参与实验装置的改进、实验方案的设计、交流讨论及进一步探究，使学生在动眼观察、动手操作、动口交流的同时更在动脑思考。完成一步步实验，不仅使学生的探究能力得到有效提升，更使学生感受到科学研究并不是深部可测的，他们同样可以做到。
在课堂上引入数字化实验，传感器的使用让学生感受到科技在进步，实验手段也在不断发展进步。传感器已在医疗、工农业生产、环保、人工智能等领域有了很成熟的应用。传感器的引入使得化学实验更加高效，并且数据比较精确，得到的曲线也更形象科学。本课时使用的压强传感器可以完成酶的高效性实验和探究pH对过氧化氢酶的催化作用的影响实验，压强传感器有一个传统实验教学无法比拟的优点：用目测的方法难以观察在酸或碱及控制实验中所产生的氧气的量的差异，而压强传感器能灵敏的测量出由于氧气量不同而产生的压强差异，使实验更为具体化和理性化、图像化。传感器的使用也要合理，不能一味代替传统实验，要有机结合又合理搭配，使实验教学更有时代感更有理性化更有科学性更有多样性。
本课时的教学设计围绕从生活中来（酶的认知）到从化学中走（探究过程）直到回到生活中去（生活应用）思想，学生感受到生活中的化学也感受到化学中的生活，无论是实验材料还是实验装置都是生活中常见的，材料生活化。探索的化学知识----过氧化氢酶的催化作用，作为酶的一个代表，酶已经悄然融入生活，为生活创造了很多“酶好”，素材情景也是生活化。最后的课后作业设计也是极具生活气息。本课时设计的愿景是：用探索的脚步丈量生活，自主或更有兴趣地设计方案，创造性使用装置探究更多酶的课题及其他课题，感受实验条件控制对生产生活以及科研探究的重要作用。 八、素材链接
由学生课前收集资料，做成课件《过氧化氢酶的身世之谜》！
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
