張彩明

【關(guān)鍵詞】 生物教學(xué)；酶；專一性；方案設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】 G633.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 1004—0463（2015）14—0123—01

“酶的特性”是人教版生物學(xué)必修1“分子與細(xì)胞”模塊中第五章第一節(jié)中的內(nèi)容。關(guān)于“酶具有專一性”這一特性，課本只是通過概念和舉例進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，而《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求是：通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)酶與普通催化劑的區(qū)別，驗(yàn)證酶的特性的實(shí)驗(yàn)應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)所遵循的原理、原則及要求加以掌握。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理，生搬硬套實(shí)驗(yàn)原則，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案看似正確、合理，然而卻不能得出與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南喾慕Y(jié)論。

情境設(shè)計(jì)及要求：現(xiàn)有符合實(shí)驗(yàn)要求的淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、淀粉溶液、蔗糖溶液、斐林試劑、溫度計(jì)及水浴鍋等。各學(xué)習(xí)小組選擇實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)材料，并設(shè)計(jì)出能夠驗(yàn)證“酶具有專一性”的實(shí)驗(yàn)方案，說(shuō)出設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)遵循的原則和預(yù)期的結(jié)果。最后在全班內(nèi)表達(dá)交流，現(xiàn)將交流結(jié)果歸納如下。

1. 實(shí)驗(yàn)原理：

①淀粉和蔗糖都是非還原性糖，它們?cè)谙鄳?yīng)酶的催化下都可以水解成還原性糖（麥芽糖、果糖和葡萄糖）。

②還原性糖能夠與斐林試劑在水浴加熱的條件下生成磚紅色沉淀。

2. 實(shí)驗(yàn)方案及預(yù)期的結(jié)果，整合起來(lái)有三種。

3. 實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)及拓展。三組實(shí)驗(yàn)方案都對(duì)自變量進(jìn)行了嚴(yán)格控制，也對(duì)因變量進(jìn)行了科學(xué)檢測(cè)，同時(shí)也排除了無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，更遵循了對(duì)照性原則，完全符合生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則和本實(shí)驗(yàn)的原理。為了培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的能力，并確定每組方案與實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠裣喾?，筆者進(jìn)一步要求每組學(xué)生針對(duì)本組實(shí)驗(yàn)方案及預(yù)期結(jié)果，分析出三組方案分別驗(yàn)證了哪種酶具有專一性。

4. 對(duì)比分析結(jié)果：對(duì)方案1分析發(fā)現(xiàn)，A組出現(xiàn)了磚紅色沉淀，說(shuō)明淀粉酶可以催化淀粉的水解。B組不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說(shuō)明淀粉酶不能催化蔗糖的水解，故證明了淀粉酶具有專一性。對(duì)方案2分析發(fā)現(xiàn)，A組出現(xiàn)了磚紅色沉淀，說(shuō)明淀粉酶可以催化淀粉的水解。B組不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說(shuō)明蔗糖酶不能催化淀粉的水解。只可證明淀粉酶可以水解淀粉，蔗糖酶不能水解淀粉，并不可證明那種酶具有專一性。對(duì)方案3分析發(fā)現(xiàn)，A組不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說(shuō)明蔗糖酶不能催化淀粉的水解。B組出現(xiàn)了磚紅色沉淀，說(shuō)明蔗糖酶只能催化蔗糖的水解，故證明了蔗糖酶具有專一性。三組看似嚴(yán)密合理的實(shí)驗(yàn)方案，卻得出了不同的結(jié)論。顯然，方案二設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臎]有達(dá)到。

5. 結(jié)合本節(jié)課的教學(xué)實(shí)際，筆者就生物實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下的反思。

①在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按照科學(xué)探究的步驟進(jìn)行。先提出問題，再進(jìn)行假設(shè)，依據(jù)如何證明假設(shè)成立于否，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)。如在實(shí)驗(yàn)中，提出問題：淀粉（蔗糖）酶具有專一性嗎？進(jìn)行假設(shè)：淀粉（蔗糖）酶可以把淀粉（蔗糖）水解成還原性糖，不可將蔗糖（淀粉）水解成還原性糖，淀粉（蔗糖）酶具有還原性。以此假設(shè)作為驗(yàn)證目的，就會(huì)很容易設(shè)計(jì)出與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南喾姆桨浮?/p>

②方案設(shè)計(jì)出來(lái)之后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)期分析，確定能否得出與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南喾慕Y(jié)論，明確設(shè)計(jì)的方案是否合理、嚴(yán)密，進(jìn)一步對(duì)方案進(jìn)行修正。

③進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循生物實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性原則、對(duì)照性原則、單一變量原則。但在具體的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，不可生搬硬套，應(yīng)綜合考慮具體的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)條件。

方案1：

方案2：

方案3：

編輯：謝穎麗