人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一研究溫度對果膠酶活性的影響人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一研究溫度對果膠酶活性的影響人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一研究溫度對果膠酶活性的影響人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一研究溫度對果膠酶活性的影響《<研究溫度對果膠酶活性的影響>的實驗改進》授課稿尊敬的各位評委老師：大家好！今天我授課的內容是《研究溫度對果膠酶活性的影響》的實驗改進，我將從以下三方面向您介紹：一、教材、學情、目標：本節內容選自人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一，是建立在必修模塊“研究影響酶活性的條件”基礎之上，旨在指導學生研究果膠酶在果汁生產實踐上的合適溫度。結合教材中重實踐重技術的授課思想，我設計了課前充分研究，課堂優秀顯現相結合的授課模式，希望學生在實驗改進、交流談論、參觀學習中培養研究能力、科學思想和社會責任，最后實現科學涵養的培養。二、問題、原因、改進：本實驗的實驗原理是：果膠酶能提升果汁的出汁率和澄清度，而溫度會影響果膠酶的活性，在最適溫度條件下酶活性最高。依照實驗原理同學們在課前進了自主研究，結合資料設計了該實驗流程，并按該實驗流程試一試進行了多次重復實驗（2%果膠酶量為2mL，反應30min），可是發現實驗現象其實不明顯（如圖1）：①各溫度組獲取的果汁含量和澄清度都較低；②各組差異較小。并且整個實驗時間耗時較長，很難在有限的課堂時間內完成實驗，得出實驗結論。圖1：各溫度組果汁的澄清度和出汁量差異不明顯對此同學們試一試進行了實驗改進，經過改進總結現象不明顯的原因主要有：1.酶量不足；2.果泥均分不當3.缺乏有效的檢測果膠的方法等。下面我將重點談談我們的實驗改進過程吧。第一為了縮短反應時間，加強實驗收效，同學們試一試經過增加酶量進行了實驗。實驗思路是：設置較短反應時間（如15min），以酶量為自變量研究更佳的酶量。實驗是這樣的操作的：分別向等量的6組蘋果泥中加入2%的果膠酶溶液0至5mL，攪拌反應15min后進行過濾收集濾液，獲取果汁（表1）。表1：實驗操作步驟（50℃條件下進行）1組2組3組4組5組6組蘋果泥/mL3030303030302%果膠酶/mL012345蒸餾水/mL543210攪拌15分鐘后，過濾收集濾液，獲取果汁。以下圖2是同學們的實驗結果，實驗結果表示果汁的澄清度隨著果膠酶的含量增加而提升，當酶量達到4mL時再增加酶量提升收效不再明顯，所以我們確定酶量為4mL，預計能在較短時間內完成對溫度的實驗研究。可是有的組的同學發現酶量較少時果汁量反而更多，如這里的酶量為2mL組的果汁含量反而比4mL和5mL的組更多，還有其他組的同學的實驗也出現了1/4人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一研究溫度對果膠酶活性的影響近似的現象。圖2：不同樣酶量的果汁的澄清度和果汁含量這是什么原因呢？經過回顧和解析實驗過程，同學們找出了原因：是因為在實驗過程中均分果泥的方法不當，先后倒的果泥的固液比不均等（圖3）。圖3：各溫度組果泥固液比不均等對此進行了改進：先稱量180g果泥，用單層尼龍布快速過濾，將果泥分成濾渣和濾液，爾后再用量筒和天均分別均分濾液和濾渣，再將各組濾液和濾渣混雜（請看視頻），這樣就保證了各組果泥固液比均等，使實驗操作更加科學（圖為改進后的均分的各組果泥）。圖4：各溫度組果泥固液比均等結合前面兩點的改進，我引導同學們再次完成了溫度對果膠酶活性的影響的實驗，請看視頻。經過比較改進前后的實驗結果，我們可以發現改進后各溫度組的果汁出汁量和澄清度差異更加明顯，更易得出實驗結論，最令我們感覺成功的是將反應時間縮短到了15min（圖5）。圖5：改進后各溫度組的果汁的澄清度和出汁量差異明顯在實驗過程中還有同學提出：怎么才能證明澄清度低的果汁果膠含量高呢？有沒有什么好的檢測方法呢？2/4人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一研究溫度對果膠酶活性的影響同學們經過查閱資料，認識到：果膠在加熱條件下易凝集積淀，還有乙醇可將果膠析出。依照這兩個原理我們分別進行了實驗，我們發現無論是經過加熱還是經過酒精析出的檢測方法，獲取的結果都與直接經過觀察澄清度相切合，這進一步說了然我們的改進實驗是成功的。圖6和圖7分別是加熱和乙醇析出果膠的情況。圖6：各溫度組加熱析出果膠結果圖7：各溫度組乙醇析出果膠結果三、顯現、再探、反思：從實驗室回歸課堂，各小組進行了優秀的實驗顯現（圖8），同學們收獲滿滿。圖8：學生在課堂上顯現實驗成就到此，研究還未停止，除了上述改進，同學們還試一試了多種不同樣的水果：如桃、梨、李子，西瓜皮等進行了研究，經過實驗發現西瓜皮是比較理想的實驗資料，圖9實驗結果。相對于蘋果，用西瓜皮作為實驗資料除了收效好，還實現了變廢為寶，利于環保。自然也有它的限制性，比方西瓜季節性強，本源有地域差異。圖9：用西瓜皮作為資料研究溫度對果膠酶活性的實驗結果為什么西瓜皮會是比較好的實驗資料？同學們推測可能是是因為其果膠含量較高，此后經過查閱資料發現確實這樣，還認識到工業上常用西瓜皮來制作果3/4人教版選修一《生物技術與實踐》專題四課題一研究溫度對果膠酶活性的影響膠，拓寬了同學們的知識面。除了上述實驗改進，為了認識實驗室制備果汁和工廠化生產果汁有什么不同樣，我們還走進了工廠進行參觀學習（圖10）。圖10：工廠參觀學習回顧整節課，我們在實驗資料、技術方法和授課手段進步行了改進創新。我們的改進使實驗現象更加明顯，實驗方法更加科學，實驗