生物实验设计有哪些原则

生物(英语：Biology，又称生命体、有机体)是有生命的个体。生物最重要和基本的特征在于生物进行新陈代谢(又称分泌物)及遗传。生物具备合成代谢以及分解代谢，这是互相相反的两个过程，并且可以繁殖下去, 这是生命现象的基础。自然界是由生物和非生物的物质和能量组成的，无生命的(包括物质和能量)叫做非生物，(新陈代谢是生物与非生物最本质的区别)。接下来是我为大家整理的高中生物教案设计，希望大家喜欢!

　 　高中生物教案设计一

基因的表达

一、教材分析

1.地位和作用

遗传是生物界普遍存在的生命现象，是生物体的基本特征之一，它是在生物体的最基本特征──新陈代谢的基础上，通过生殖和发育的过程完成的，保持了生物界物种的相对稳定。《基因的本质》和《基因的表达》是在初中生物课和高中生物(必修)教材分子与细胞部分的基础上，从分子水平进一步详尽阐述遗传的物质基础和作用原理。它是高中必修本中“遗传和变异”一章中的重要基础知识，是本章的重点、难点之一。该内容在高考中占重要的位置，其中dna分子的结构和复制功能、基因的表达功能是历来统考、高考必考的内容。同时，该部分涉及的实验和分子学知识较多，还含有学生容易混淆的概念，在复习课中对dna是遗传物质、dna分子的结构和复制功能、基因的表达功能等知识点不同角度，不同层次的重复和对比，使学生对染色体、dna和基因的有关结构和功能以及它们之间的关系有更深入、全面的理解和认识。

2.课时安排两课时

3.学情分析

高二学生已经具有了思维能力和 总结 、推理能力，本人所教班学生总体素质较好，思维比较活跃，在复习阶段，如能给予适当的引导，将所学的知识进行归类、变通，让学生通过对题目的归纳、整理，亲历思考、总结的过程，使已学知识升华，是符合学生的认知水平的。

4.教学策略的选择

在复习课中，老师满堂灌的现象极为普遍，学生要在短短的一两节课中回忆并熟练掌握大量的知识是枯燥的学习过程。新课改理念要求在教学过程中应该发挥学生的主观能动性。本节复习课，选取相同，相似的知识点进行归类，并举出相应的例题，通过老师对例题的讲解，及学生对拓展题的讨论，加深学生对知识的掌握程度从而达到复习、巩固知识的目的。达到以知识点帮助解题，以解题帮助巩固知识点的目的。

二、 教育 目标

1.知识目标

通过对相应知识点及题目的复习，使学生掌握：

(1)证实dna为主要遗传物质的过程

(2)dna指导蛋白质合成的过程及其中的数量关系。

2.能力目标

通过对科学家研究、实验过程的回忆，使学生进一步领会科学研究思路、遵循实验的设计原则和采用一些科学 方法 通过对知识点的归类、分析，培养学生勤于思考、自觉对所学知识进行总结、归纳的习惯和能力。

3.情感目标

培养学生积极科学的思维方法，严谨的 学习态度 ，勤于思考，善于对所学知识进行及时、准确的归纳、应用的能力。

三、教学的重点和难点

1.教学重点

(1)验证dna是主要遗传物质的几个主要实验

(2)dna指导蛋白质的合成过程

2.教学难点

(1)几种与遗传有关的物质之间的相互关系

(2)在dna指导蛋白质合成过程中rna所处的位置

(3)在dna指导蛋白质合成过程中出现的计算问题。

四、教学流程

教学流程(见图1)

图1

教学过程

(一)导入

遗传物质是遗传和变异的基础，在整个过程中起着重要的作用。

目的：激发学生主动回忆的_通过物质间关系图，明确各种遗传物质的相互间联系。引出复习课题：遗传物质的基础。

提出问题：在本章所学的内容中提及的与遗传有关的物质是哪些?它们之间的关系又是怎样的?

学生活动：结合所学的知识，进行讨论，并回答所学遗传相关物质的种类，作出它们之间的关系图。

(二)复习

对基因的本质和基因的表达内容进行简要的重温

目的：让学生在填表、看图的过程中，对大纲要求的识记、理解的内容作进一步的回忆。

复习内容：(1)证明dna是主要遗传物质的两个经典实验过程

(2)dna、rna的分子结构

(3)dna的复制、转录和翻译过程。

学生活动：根据投影内容，填写图表并回答。

(1)肺炎双球菌转化实验

实验过程和结果

结论(根据实验现象填写)

(a)r型肺炎双球菌感染，小鼠不死亡

r型菌无毒性

(b)s型肺炎双球菌感染，小鼠死亡

s型菌有毒性

(c)灭活s型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠不死亡

灭活的s型菌无毒性

(d)r型活细菌+灭活s型细菌感染小鼠，小鼠死亡

灭活的s型菌含有“转化因子”，使r型活细菌转化成s型菌

(e)r型活细菌+s型细菌dna→有s型细菌

dna是使r型菌产生稳定性遗传变化的物质，所以dna是遗传物质

(f)r型活细菌+s型细菌蛋白质→只有r型细菌

(g)r型活细菌+s型细菌荚膜多糖→只有r型细菌

　 　高中生物教案设计二

第5节生态系统的稳定性

教学内容 教师活动 学生活动 设计意图

情境创设复习引入

新课学习

第一环节：生态系统稳定性

第二环节：

1.生态系统自我调节能力

2.探究：草原生态系统是如何维持稳定的?

第三环节：知识迁移应用

巩固复习

组织学生观察并且指导观察方法，找出生态瓶中的食物链。质疑：为什么有的生态瓶中的生物存活时间较长，有的生态瓶中生物就很快死亡了?

1.组织学生自主阅读，引导学生找出凯巴森林中存在的食物链和食物网。并参与寻找活动。

2.提问：1906年以前的凯巴森林是什么状态?(PPT展示)

(对学生进行发展性评价、多元评价 教师参与学生小组讨论并且引导学生分析)

3、解释生态系统稳定性的具体内容。

4、1906年以前的凯巴森林为什么能维持稳定?

5、分析为什么有的同学制作的生态瓶中的生物能生存较长时间?

6、归纳概念 并板书。

问题串设计(PPT展示)

1.图中哪种生物数量最早达到第一个高峰?你对此怎么理解的?

2.哪种生物数量最后达到高峰?能不能改变它的先后顺序?说明你的理由。

3.你从图上还能看出什么规律?能解释这种规律吗?

4.与你小组同学交流一下这种规律对生态系统有什么作用?

对学生的回答进行评价

引导学生提出问题，作出假设。

制定活动规则及过程并且组织好教学。

规则如下

a.每人准备草、鼠和狐狸的三种头饰。

2 b.出场顺序按草→ 鼠→狐狸，数量有少到多表示生物数量变化。

c.扮演草的同学被扮演鼠的同学抓住就表示吃掉了，这个同学则换成鼠的头饰表示草减少鼠增多，以此类推。

d.当后一种生物多于前种生物1比2时捕食停止，并有部分学生换成另一种头饰表示这种生物部分死亡。

e.被捕食的‘鼠’中约有3份换成‘草’1份换成‘狐狸’。游戏进行到大致恢复到原来的比例时结束。

教师引导学生归纳

1、通过上面的游戏你能说出为什么草原生态系统具有一定的自我调节能力吗?

2、指导学生阅读课本84页，有关生态系统具有一定自我调节能力的内容。并板书。

1、引导学生结合所学知识对所做的生态瓶成功与失败的原因进行分析。

2、下面生态系统能保持稳定吗?(PPT展示生态系统图片)

1、我们这节课学习了什么?

2、你有什么感悟?

作业：学案练习

【板书设计】

第五节 生态系统的稳定性

一、生态系统的稳定性概念

生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，

二、生态系统稳定性的原因——自我调节能力

1、负反馈调节——生态系统自我调节能力的基础

2、自我调节能力的限度

三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性

四、提高生态系统稳定性的 措施

五、设计制作生态缸，观察其稳定性

小组讨论与交流。观察课前制作的生态瓶，交流制作过程，找出有关的食物链(各小组交换生态瓶)。

阅读课本82页活动“分析凯巴森林被破坏的原因”资料的第1自然段，并写出凯巴森林中存在的食物链和食物网。

1、阅读书本84页有关草原生态系统维持稳定的内容，分析写出其中存在的食物链，

2、对图 “生态系统的自动调节曲线”的进行解读。

学生讨论后回答

3、阅读课本85页[小资料] ‘远渡重洋的屎壳螂’

提出问题：草原上的各种生物数量应该有什么样的关系时， 该生态系统才能维持稳定?

作出假设：草原上的各种生物的数量达到一定比例时，草原生态系统才能维持稳定。

学生回忆再现本课核心内容。

学生回答自己的收获进而形成热爱大自然的情感，提高环境保护意识 1.了解学生课外实验情况进行评价。

2.让学生了解生态系统的结构，功能，更好的引入新课题。

通过学生对生态瓶和书本“活动”资料的分析，提供充分的背景材料有利于学生对重点概念的建构。

促使学生积极的参与到学习上来，关注学习过程。这样形成的概念将具有鲜明的个性特征而不是空壳概念。

“生态系统具有自我调节能力”的本质内涵比较抽象，通过资料的阅读讨论，问题窜的设计有助于学生对知识的理解和建构，同时也提升了学生技能。

体现了探究学习的理念

通过形象的活动使学生对生态系统的自我调节能力有更深的理解。培养学生合作能力、创新能力。也活跃了课堂氛围。

归纳提升形成能力

通过学生回忆议论加深对本课内 容的理解识记 ，认同人与自然和谐发展保护环境的意义。

教学 反思

1.上课前组织学生自制生态瓶活动，有利于锻炼学生的实验操作能力。也使合作精神和创新意识等方面得到了提高。

2.上课时通过对自制生态瓶的观察质疑，激发了学生的求知欲，从而创设了良好的学习氛围。从一开始就紧紧的抓住了学生，课堂上可以看到学生跃跃欲试的情景。

3.新课教学中将学生这种情绪引导到对教材活动资料的分析上来，凯巴森林中大多数肉食动物被捕杀而黑尾鹿数量先增后降的现象再次引发学生思维冲突，情绪再次被提升。

4.课堂中一系列的问题将学生思维引向深入，实现了从感性向理性、从具体到抽象的飞跃。学生思维处于积极的状态，实现了课堂的高效性。

5.角色扮演的活动将课堂推向了高潮。学生经历了知识建构的洗礼，较好的情感体验从而有一种心身愉乐的感觉。

　 　高中生物教案设计三

高三生物 教案 减数分裂复习

知识精华：

掌握减数分裂概念和有性生殖细胞形成，减数分裂过程中染色体行为变化，染色体、DNA、染色单体数目理解同源染色体，联会，四分体等相关概念掌握减数第一次和第二次分裂的主要区别以及减数分裂和有丝分裂区别。

写出下表中染色体，染色单体，DNA分子，同源染体对数(2N=4)

精原细胞 初级精母细胞 次组精母细胞 精细胞

染色体(条)

染色单体(条)

DNA(个)

同源染色体(对)

题例领悟：

例1、下图是雌蛙一个卵原细胞在生殖过程中DNA含量变化图，为研究方便，在细胞分裂成两个以后，只对其中一个进行测定，请分析回答：

(1)b时发生的现象是_______c时的细胞叫_______细胞。

(2)c→d→e进行的是______，e时的细胞叫________。

(3)由e→f→g进行的是________，g时的细胞叫_______。

(4)h→i表示发生了________作用，i时的细胞叫________。

(5)i以后进行 ___________分裂，进入_________阶段。

解析： 减数分裂与受精作用的结合，对学生理解减数分裂的实质和意义起重要作用。本题的解决主要是依赖扎实的基础知识。

答案(1)染色体复制 初级卵母细胞 (2)减数是第一次分裂 次级卵母细胞或极体 (3)减数第二次分裂 卵细胞或极体 (4)受精 受精卵 (5)有丝 胚的发育

例2、右下图是某二倍体生物细胞分裂模式图。据图判断下列说法正确的是

①该细胞中可能是次级精母或是次级卵母细胞或是极体

②该细胞中1与2，3与4为同源染色体

③该细胞中有2个染色体组，1与2为一组，3与4为一组

④该细胞中，如果1是Y染色体，那么2也是Y染色体，

3和4为常染色体

A、只有1种说法正确 B、只有2种说法正确

C、只有3种说法正确 D、四种说法均正确

解析：加强对减数分裂过程的理解，抓住细胞分裂的特点：该图为减数第二次分裂后期，且细胞质为均等分裂，故只有④说法正确，答案选A

自我评价

1、观察四分体时期效果的材料( )

A、生发层 B、幼嫩的柱头 C、幼嫩的花药 D、成熟的花药

2、基因型为YyRr的个体的某一精原细胞，它经减数分裂后，形成的四个精子，其种类有( )A、1种 B、2种 C、3种 D、4种

3、如图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图象，下列说法正确的是

A、具有同源染色体的细胞只有②和③

B、动物睾丸中不可能同时出现以上细胞

C、③所示的细胞中不可能有基因重组

D、上述细胞中有8个染色体单体的是①②③

4、下列叙述中错误的是

①受精卵中全部遗传物质的一半来自精子 ②果蝇的精原细胞含有4对染色体，减数分裂形成的精子中含有2对染色体 ③男性两侧输精管被结扎后，睾丸仍能产生精子，第二性征不会改变 ④在精子细胞形成精子的过程中，细胞核全部在精子的头部，细胞质全部在精子的尾部

A、①③④ B、①②③ C、②③④ D、①②④

5、根据科学家研究证实，由精子细胞变为精子的过程中，细胞核变为精子的头部部分细胞质变成精子的颈部和尾部大部分细胞质及多数细胞器被丢弃但全部线粒体保留下来，并集中在颈部。对这一现象的解释是：

(1)细胞核内含有______________，以便传给下一代。

(2)丢弃大部分细胞质和细胞器，可使精子体积______，运动_______。

(3)精子快速运动主要靠___________ 的摆动，其运动动力主要产生于____________。

(4)保留全部线粒体的意义在于：线粒体是___________场所，通过线粒体的生理活动，形成精子运动所需的____________。

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教案包括教材简析和学生分析、教学目的、重难点、教学准备、教学过程及练习设计等。接下来是我为大家整理的高中生物教案教学设计，希望大家喜欢!

高中生物教案教学设计一

生物膜的流动镶嵌模型

一、 教学目标

知识与技能

简述生物膜的结构

过程与 方法

以细胞膜分子结构的探究历程为主线，动脑分析实验现象得出实验结论并构建模型，体验科学的实验思想和实验方法。尝试提出问题做出假设。

情感态度方面

探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点

二.教材分析

本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了两个思考与讨论，让学生在认识细胞膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善，并归纳 总结 出生物膜模型建构的基本方法。此外，还应重点理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型，学会运用该模型解释相应的生理现象。

三.学情分析

高中学生具备了一定的观察和认知能力，但是对问题探索的动力主要来自对相关问题的好奇与有趣水平，目的性不十分明确。所以教师的思维导向就显得十分重要。 本节课利用科学史实验资料，设计学生要探究的问题。让学生在问题引导下进行基于资料和问题的课堂探究活动。问题的设计层层深入.按照学生的思维水平和能力达到一定深度,使学生顺利由感性认识向理性认识过渡。

四、教学重难点：

重点：生物膜的流动镶嵌模型

难点：建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点

五、教学过程

教学内容

1、引入新课

2.讲述膜的磷脂排布

3.演示电镜照片

4.演示实验过程

5.引导构建模型

6.总结内容

教师活动

介绍19世纪末，欧文顿的实验，“细胞膜对不同物质的通透性不一样，溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。” 并提出问题：“细胞膜的组成成分

中有什么物质?你作出推论的依据是什么”引导学生分析回答。

“磷脂是一种由甘油 、脂肪酸和磷酸所组成的分子，头部是亲水的，尾部是疏水的。并逐步提出问题：磷脂分子在水表面(空气-水界面)上将怎样排布?磷脂分子在水中"呈球状"又是怎样排布的呢? 引导学生讨论分析哪一种最可能是生物膜的磷脂分子的排布方式。

1925年荷兰科学家用有机溶剂提取了人类红细胞细胞膜的脂类成分，“将其铺展在水面”，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。这是为什么?让学生分析，得到答案。

“若将资料中的红细胞改为口腔上皮细胞进行实验，测得单分子层的面积仍然恰为口腔上皮细胞表面积的2倍吗 ?若将资料中的人红细胞改为鸡或去壁的原核细胞，进行实验，结果又将怎样呢?为什么?

投影了罗伯特森电镜下的发现及其提出的假说(见教材),然后启发:根据不同生物之间的差异,以及结构与功能相适应的观点,你能对这一模型提出质疑吗?

随后的一些实验技术显示了双层膜脂中存在蛋白质颗粒。为此,是否验证了你刚才的质疑?真棒!你还能推想出膜中蛋白质分子还可能有哪种分布状态?能否将你所想的图示出来?

播放“荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验”课件,然后追问:这一实验显示了膜中的蛋白质分子处于一定的运动状态,那么,是不是所有的蛋白质分子都处于运动状态?脂质分子呢?据此,人们将膜的结构特点并没有概括为“运动性”,而是“流动性”,你能探知其中的缘由吗?能否举些实例证明膜具有流动性?设计意图:培养学生善于联想和周密思维的好习惯,激发深入探究,帮助理解“膜的流动性”。

桑格和尼克森通过对已有的模型进行修正,于1972年提出了流动镶嵌模型,这一模型为大多数人所接受。至此,同学们也能想象出这一模型的“相貌”了,先自主想象一下,再掀起它的神秘面纱。

总结归纳，随堂练习。

学生活动

探究膜的主要成分

体验实验过程

思考实验结果

观看动画

体验发现过程

自主构建模型

六、板书设计

4.2 生物膜的流动镶嵌模型

一、探究历程

1、现象：脂溶性物质易进入细胞膜

结论：成分是脂质、蛋白质

2、现象：单分子层面积是膜面积的2倍 结论：磷脂双分子层

3、现象：暗亮暗结构

结论：三层结构，静态统一

4、现象：杂交细胞膜蛋白流动

结论：膜上分子有流动性

二.流动镶嵌模型(图)

　 　高中生物教案教学设计二

从生物圈到细胞

一、教学目标：

1、举例说出生命活动建立在细胞的基础上

2、说出生命系统的结构层次

3、认同细胞是基本的生命系统

二、教学重难点：

1、细胞是基本的生命系统是重点

2、说出生命系统的结构层次是难点

三、教学用具：

多媒体课件

四、课时安排：

1课时

五、 教学方法 ：

启发式教学、求同存异讨论教学、自学指导法

六、教学过程：

(一)、组织教学，稳定学生的情绪

(二)、引入新课：

问题：1、病毒是不是生物?

2、病毒在细胞外不具备很多生命的基本特征，它是怎么复制的呢?

3、冠状病毒在哪些细胞里面复制?

(三)、问题讨论：

1、浏览PPT上病毒的图片以及相关资料：

2、组织学生进行思考讨论并回答老师提出的问题。

3、总结：小结上的内容，没有细胞结构的病毒在细胞外表现不出生命特征，说明细胞是生命的基本特征。细胞的任何一部分脱离了细胞就不具有独立生存的能力，大分子物质也不具有生命的特征。所以细胞是生命活动的基本单位。

问题：细胞能表现出哪些生命活动呢?指导学生阅读资料并进行小组讨论活动。

(四)、分析细胞是生命活动的基本特征。学生自学资料并思考讨论

实例一：草履虫除了分裂和运动，还能摄食、排泄、生长、应激

实例二：精子和卵细胞作为桥梁，胚胎发育与细胞的生长、分裂、分化有关系

实例三：缩手反应的结构基础，强调多重分化细胞之间的协调合作

小结：细胞是生命结构和功能的基本单位。一个细胞能完成各种生命活动多细胞生物是在细胞生命活动的基础上实现各种的生命功能一切生命活动都离不开细胞。

(五)、生命系统的结构层次

1、 快速阅读 并速记生命系统的结构层次，找学生上黑板板书这九个层次：

2、依次讲解生命系统的几个层次，尤其是种群、群落和生态系统的概念

3、强调单细胞生物，高等植物的生命系统结构层次与动物的区别

小结：生命系统的宏观结构层次为生物圈，微观层次为细胞，各层次都可以独立完成生命活动，但彼此又相互依赖，相互制约，各层次之间紧密联系互相配合成为一个整体。

七、本节小结：

一切生物的生命活动都离不开细胞，细胞是生物体结构和功能的基本单位

生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统→个体→种群和群落→生态系统→生物圈

八、教学 反思 ：

1、内容熟悉，能抓住重难点，条理清晰

2、能充分调动学生的积极性

高中生物教案教学设计三

细胞的能量供应和利用

一、教学内容和教学对象分析

1.教学内容

处于生活状态下的细胞是一个开放的系统,时刻与周围的环境进行物质交换和能量交换，并利用这些物质和能量维持自身的各项生命活动，进行新陈代谢。酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用。因此引导学生掌握酶的概念和本质，理解酶在代谢中的作用就显得十分非常重要。另外，学生已具备做科学的能力，在课堂中引导学生科学地思考，积极动手实验，对于培养学生的科学精神十分有益，因此本节课初步引入对照实验和控制变量。

2.教学对象分析

学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压催化剂下进行的，细胞内部却是常温常压温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使高效有序的进行，因此引入对酶相关知识的学习。

二、教学目标

1.知识目标

探讨活细胞内酶的本质和作用、探究酶的高效性和专一性。

2.能力目标

①进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

②在问题探讨，有关实验设计，资料分析等问题讨论中，培养运用语言表达的能力以及查阅资料、共享信息的能力。

3.情感目标

①通过回顾科学家对酶本质的探索历史，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。

②认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于质疑，创新，和勇于实践的科学精神与态度。

三、教学方法和教学手段

1. 教学方法：实验法、小组讨论法、鼓励评价法、比较说明法、卡通图片法，

2.教学手段：借助多媒体、设计实验表格

四、教学流程

五、教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

精心设问，步步深入(5分钟)

[新课导入] 已近中午了，大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢?食物是怎样被消化的呢?

[问题探讨]图示1783年，斯帕兰扎尼“鹰与笼子”的实验，探讨相关问题及实验的巧妙之处。

[对比说明]工业制氨的条件是什么?

细胞内是否具备这些条件?但是细胞内的化学反应依然高效有序的进行，原因何在?

[提出课题]酶的作用和本质

激发学生兴趣，让大脑快速进入思考状态。

[小组讨论，得出结论]：

鸟类的胃不仅有物理性消化，还有化学性消化。

回答：

高温、高压、催化剂

推测：

细胞内有生物催化剂。

为引入新课作铺垫。

此实验是开创了酶研究先河。其问题的提出，实验方案，实验设想，结论与推论等过程及 创新思维 的意识对学生有学习与借鉴的意义。

[新课]探究研讨，引议释疑(30分钟)

一、酶在细胞代谢中的作用(20分钟)

引导思考，设计实验，验证酶的高效性

[实验原理及材料]我们知道过氧化氢可以在fe3+催化下，分解成水和氧。新鲜的动物肝脏研磨液含有过氧化氢酶。如果给你新鲜的动物肝脏研磨液、过氧化氢溶液、氯化铁溶液，以及必需的实验用具，你能否设计实验?

[提示1]酶的高效性是相对谁而言?

[提示2]反应物怎么选择呢?

[提示3] 因变量是什么?

[提示4] 观察那些现象可以得出结论?

[提示5]实验预期和结果讨论。

提问：为什么酶具有高效性?

[此实验为特别补充内容]

设计实验，验证酶的专一性

[过渡]细胞代谢包括很多化学反应，不仅反应速度快，而且有条不紊地进行，这说明酶作为催化剂，不仅具有高效性，还具有专一性。

提示：怎样理解专一性?

我们知道木瓜果汁含有木瓜蛋白酶，嫩肉粉中也含有蛋白酶制剂，如果给你木瓜榨汁，嫩肉粉，牛奶、豆浆、淀粉溶液、碘液、斐林试剂、双缩脲试剂，请根椐需要选择合适的试剂和的实验用具，能否设计实验验证酶的专一性?

[小结]酶的高效性和专一性。

[学生实验一]

[小组讨论]

设计实验方案

设计表格记录实验现象及结果

回答：无机催化剂

思考：是让无机催化剂和酶各自催化一种呢?还是催化同一种物质呢?

回答：过氧化氢分解速度

回答：

气泡的多少及产生速度

点燃的卫生香复燃情况

结果：过氧化氢酶的催化效率比氯化铁的催化效率高，说明酶具有高效性。

回答：降低了活化能。

参考教材利用卡通式插图，结合文字叙述，形象描述。

[学生实验二]

[小组讨论]：应该体现在酶只能催化某种特定的反应，而对 其它 反应没有催化作用。

[小组讨论实验方案]

选取何种酶?选取何反应物?如何设计对照?如何鉴定结果?预测结果?

理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验

观察实验现象，感性认识过氧化氢酶的高效性。

培养语言表达能力，将感性知识上升到理性知识。

[实验一]是用两种不同的催化剂来催化同一种物质[实验二]是用同一种酶来催化两种不同的物质，让学生了解设计实验的思路是怎样的?怎样选材?怎样设计对照?从而加强实验技能的训练。

教师特意设置二个小陷阱，①是让学生自行选取择蛋白质的鉴定试剂，巩固其使用方法。②材料丰富，根据实验需要，懂得取舍，不可贪多。

二、酶的本质(10分钟)

1.从人物的角度来看

2.从研究结果的角度来看

从观察到到问题，从问题到猜测，从猜测到实验，从不完善到完善，这是做科学的必然步骤，也是科学发展的必然规律。

[补充]

(1)如四膜虫的rrna前体具有催化活性。(2)目前已有发现具催化活性的dna的报道。

3.引导与激励

结合酶本质的探索历程及萨姆特历时9年获得诺贝尔奖的过程，谈谈马克思的话的理解。

[小结]酶的本质

[资料阅读，探索酶的本质]

完成课本82页基础题一，体会几位科学家的观点之间的逻辑关系。

分析每位科学家的科学结论中可取之处与不足之处。

[小组讨论发言]

在酶的发现历程中，由胃的物理性消化→胃的化学性消化 →从胃液中提出了消化蛋白质的物质→脲酶结晶的提取→证实脲酶是一种蛋白质→提取出多种酶的蛋白质结晶→指出酶是具催化作用的蛋白质→少数rna也具有生物催化作用→进一步完善了酶的概念。

[小组感言]

科学无坦途。

科学的苦与甜。

[小组总结]

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数的酶是蛋白质，少数酶是rna。

培养学生继承、创新、实事求是和大胆实践等科学精神和态度。

引导学生从两种不同角度分析这一过程，实际上就是提高学生分析与推理能力的过程。

激励性评价：科学知识都不是一承不变的，是一个不断发展的过程，唯有上下求索，才能做到科研无止境。你也可以未来科学一颗闪亮的星星。

促进学生积极改变学习方式，培养学生主动建构知识。

[课后进一步探究] (5分钟)

请根据下列材料设计一个证明酶是蛋白质的实验：

实验材料：5%的naoh溶液、3%的cuso4溶液、鸡蛋、水、唾液、小烧杯、玻璃棒、试管滴管、镊子、脱脂棉。

实验原理：

实验步骤：

实验结论：

理解酶的本质

训练实验思维。

五、教学小结

细胞作为开放性的生命系统，不断地与周围的环境进行物质交换和能量交换，并在此基础上实现新陈代谢。酶作为生物催化剂，对于细胞高效有序地完成各种生理作用起着非常重要的作用。随着科学的不断发展，有关酶的本质的探索也处于不断不断完善中。近年来，酶工程的发展为生产和生活带来巨大的活力，而这点点滴滴的进步既归功于大胆的猜想，又归功于科学而巧妙的实验设计，因此，同学们在日常生活中要学会发现问题，提出问题，然后通过推理和实验去解决问题，那么你会有意想不到的惊喜，无形中发现你解决问题的能力和科学实验的能力大大提高了，希望明天的科学之星就是你。

六、教学反思

本节课按照课标要求，倡导探究性教学，以小组互助的方式组织教学，能引导学生主动参与知识构建过程。本节课不仅较好地利用了教材上的实验，而且善于从现实生活中寻找更加灵活的典型例子，巧妙地引导学生从不同角度考虑问题，一正一反，相互辉映，使学生充分体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，有利于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。本节课大量采用鼓励性评价机制，发挥学生潜能，注意培养学生敢于质疑，敢于创新，大胆猜想的科学精神和态度价值观。不足之处是：时间较紧，使得一部分实验留待课后操作。

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1 对照性原则——科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。“实验组”与“对照组”确认一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如 2005年春季高考 3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（即来接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。按照对照方式的不同可分为4种：①空白对照：即不作任何实验处理的对照组。例如，在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。②相互对照：即不设控制组，只在几个实验组之间相互对比。例如，在植物激素与向性的设计实验中，5个实验组的相互比较。在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行实验。③条件对照：即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。④自身对照：即实验与对照在同一对象上进行。例如，将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解，即自身对照，处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为条件对照。清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中，清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。2 等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。3 单因子变量的原则。实验变量剖析在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件，具体分析如下①实验变量与反应变量：a．实验变量是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。b．反应变量（又称因变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。c.二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。②无关变量（控制变量）是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。【案例剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：实验变量是低温（冰），适温(60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量

实验设计的原则如下：

1、科学可行性原则

所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识基本知识和基本原理以及其它学科领域的基本原则。选题必须有依据，要符合客观规律，科研设计必须科学，符合逻辑性。

2、对照与均衡性原则

实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。由于同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起，因此如果没有严格的对照实验，即使出现了某种预想的实验结果，也很难保证该实验结果是由某因素所引起的，这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。

3、随机性原则

随机是指分配于实验各组对象（样本）是由实验对象的总体中任意抽取的，即在将实验对象分配致各实验组或对照组时，它们的机会是均等的。如果在同一实验中存在数个处理因素（如先后观察数种药物的作用），则各处理因素施加顺序的机会也是均等的。通过随机化，一是尽量使抽取的样本能够代表总体，减少抽样误差；二是使各组样本的条件尽量一致，消除或减少组间人为的误差，从而使处理因素产生的效应更加客观，便于得出正确的实验结果。

4、可重复性原则

同一处理在试验中出现的次数称为重复。重复的作用有二，一是降低试验误差，扩大试验的代表性；二是估计试验误差的大小，判断试验可靠程度。重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性，设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。

要进行实验设计可以选择文华氏，文华氏的学术领头人为博士后，有独立负责/参与国家级省级课题多项，研究方向为免疫学、药理学、分子生物技术、药物分析等，曾于香港中文大学中医学院进行研修，具有极强的实验设计、标书撰写、团队统筹能力。