酵母細(xì)胞的固定化教學(xué)設(shè)計(jì)【教材與學(xué)情分析】本課題的課題背景簡單地從酶在生產(chǎn)生活實(shí)踐中遇到的一些實(shí)際問題提出了一些設(shè)想，從而引出“固定化酶”技術(shù)，又從酶的專一性出發(fā)，考慮酶促反應(yīng)往往是一系列的反應(yīng)，由此又引出“固定化細(xì)胞技術(shù)”。這樣從“酶到固定化酶、再到固定化細(xì)胞”的發(fā)展過程，現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是不斷地提出問題和解決問題的動(dòng)態(tài)過程，也非常符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。高二的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)知識(shí)，比如有關(guān)酶的概念、特性；又掌握了用酵母菌釀酒的原理，并掌握有一定的生物學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作技能，但要將原有的知識(shí)用到新知識(shí)中，以及遷移到實(shí)際應(yīng)用中還有所欠缺。本課題能夠通過學(xué)生了解固定化細(xì)胞技術(shù)在社會(huì)生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)學(xué)生進(jìn)行STS教育，重在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新思維等，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)和生活實(shí)際的密切聯(lián)系。但“酵母細(xì)胞的固定化”實(shí)驗(yàn)對(duì)教師和學(xué)生而言都是全新的。 【教學(xué)策略】本課題計(jì)劃用2課時(shí)進(jìn)行教學(xué)，第1課時(shí)完成課題背景和基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。第2課時(shí)進(jìn)行酵母細(xì)胞的固定化操作。為了使學(xué)生達(dá)到本課題的教學(xué)目標(biāo)，我采用啟發(fā)式教學(xué)法以“從酶到固定化酶、再到固定化細(xì)胞”這一發(fā)展過程為主線設(shè)計(jì)相關(guān)問題，啟發(fā)學(xué)生積極思考，從常識(shí)走向科學(xué)，從感性認(rèn)識(shí)提升到理性認(rèn)識(shí)。對(duì)學(xué)生則進(jìn)行：1、指導(dǎo)學(xué)生課前積極認(rèn)真閱讀課本及學(xué)案，對(duì)本課題的內(nèi)容有初步的認(rèn)識(shí)。2、課堂上跟隨老師的問題，積極的思考，將原有知識(shí)應(yīng)用到新知識(shí)中來，完成知識(shí)的遷移?！菊n時(shí)計(jì)劃】2課時(shí)【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識(shí)與技能 1、說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理2、嘗試制作固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵（二）過程與方法通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和探究實(shí)驗(yàn)的能力（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 讓學(xué)生體驗(yàn)生物科學(xué)、生物技術(shù)與生活實(shí)際的聯(lián)系【教學(xué)重點(diǎn)】：制備固定化酵母細(xì)胞【教學(xué)難點(diǎn)】：制備固定化酵母細(xì)胞【教學(xué)方法】：啟發(fā)式教學(xué)【教學(xué)工具】：多媒體課件【教學(xué)過程】：第1課時(shí)創(chuàng)設(shè)情境，引入新課首先，課件向?qū)W生展示一組圖片“多種水果和各種果汁”組合圖， 向?qū)W生提問：1、要想果汁出汁率高，可以怎么做？學(xué)生答：加果膠酶。2、追問：再生產(chǎn)中加入酶后，對(duì)生產(chǎn)和產(chǎn)品有什么影響呢？學(xué)生積極思考，老師引導(dǎo)學(xué)生分析：酶在實(shí)際生活中所遇到的問題（課件展示）酶通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本。 反應(yīng)后酶混在產(chǎn)物中，影響產(chǎn)品質(zhì)量。讓學(xué)生設(shè)想解決問題的方法。新知學(xué)習(xí)，達(dá)成目標(biāo)一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例首先向?qū)W生介紹“固定化酶的應(yīng)用實(shí)例-高果糖漿的生產(chǎn)”，讓學(xué)生對(duì)酶催化反應(yīng)有初步的認(rèn)識(shí)，并寫出。再結(jié)合教材P49圖4-5“固定化酶的反應(yīng)柱示意圖”提問：1、若不將葡萄糖異構(gòu)酶固定化，而是直接使用葡萄糖異構(gòu)酶，會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生哪些影響？答：會(huì)造成酶溶解于葡萄糖溶液后，一方面無法從糖漿中收回，造成很大的浪費(fèi)，另一方面會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)。2、使用固定化酶技術(shù)后有何優(yōu)越性？答：可以連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。讓學(xué)生思考討論（屬容易題）。3、繼續(xù)設(shè)凝：固定化酶固定的是一種酶還是一系列酶？固定化酶能催化一系列的化學(xué)反應(yīng)嗎？答：是一種酶；固定化酶不能催化一系列反應(yīng)。根據(jù)學(xué)生的回答，自然過渡到固定化細(xì)胞技術(shù)。二、固定化細(xì)胞（酶）技術(shù)這部分知識(shí)是新知識(shí)，是要求學(xué)生識(shí)記的內(nèi)容，比較簡單，采用問題串的形式（課件展示問題）呈現(xiàn)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)供學(xué)生合作學(xué)習(xí)。1、什么是固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)？2、固定化酶和固定化細(xì)胞的方法有哪些？3、固定化酶更宜采用什么方法？固定化細(xì)胞更宜采用什么方法？為什么？4、固定化技術(shù)常用的載體有哪些？由學(xué)生看書后做出回答。在學(xué)生對(duì)“固定化細(xì)胞技術(shù)”有了一定了解后，過度到“制備固定化酵母細(xì)胞和用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵”的操作。三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞這部分內(nèi)容可以由學(xué)生自主學(xué)習(xí)歸納，老師強(qiáng)調(diào)各環(huán)節(jié)的操作注意事項(xiàng)，比如為何用蒸餾水溶解？ CaCl2的作用？配制海藻酸鈉溶液注意加熱，海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合前要冷卻，固定化酵母細(xì)胞時(shí)滴加要緩慢。課件展示（步驟）：1、酵母細(xì)胞的活化 休眠狀態(tài) 正常狀態(tài)2、配制CaCl2溶液 用于海藻酸鈉的聚沉3、配制海藻酸鈉的溶液 小火或間斷加熱， 反復(fù)幾次 4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合 冷卻5、固定化酵母細(xì)胞緩慢注射（二）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵學(xué)生看書很容易歸納：1、沖洗：2、發(fā)酵：【反饋練習(xí)】 知識(shí)內(nèi)容結(jié)束后，輔以例題對(duì)本課題知識(shí)加以應(yīng)用檢測(cè)。1、下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，不正確的是 A. 固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯 B. 固定化酶制作方法中，最好用包埋法 C. 利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，無需提供適宜的營養(yǎng)條件 D. 利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，優(yōu)點(diǎn)是成本低和操作更容易2、常用的包埋法固定化細(xì)胞，需用到不溶于水的多孔性載體，下列不能作載體的是（ ） A瓊脂糖 B蔗糖 C海藻酸鈉 D明膠3、下列固定化酵母細(xì)胞的制備步驟中不恰當(dāng)?shù)氖?A應(yīng)使干酵母與蒸餾水混合并攪拌，以利于酵母菌活化 B配制海藻酸鈉溶液時(shí)要用小火或間斷加熱的方法 C向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母菌細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆?D將與酵母菌混勻的海藻酸鈉溶液緩慢注入CaCl2溶液中，會(huì)觀察到CaCl2溶液中有球形或橢球形的凝膠珠形成【小結(jié)】：用課件以網(wǎng)絡(luò)框架圖形式展示本課題知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生自主整理，將知識(shí)系統(tǒng)化?！景鍟O(shè)計(jì)】 這樣的設(shè)計(jì)比較直觀系統(tǒng)、一目了然，簡要體現(xiàn)了教材中的知識(shí)點(diǎn)，便于學(xué)生將知識(shí)整體化，系統(tǒng)化。43 酵母細(xì)胞的固定化一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例-高果糖漿的生產(chǎn)葡萄糖異構(gòu)酶 葡萄糖 果糖二、固定化細(xì)胞（酶）技術(shù)1、概念：2、方法：3、固定化細(xì)胞和固定化酶的優(yōu)缺點(diǎn)：4、材料：三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞1、步驟：2、注意事項(xiàng)：（二）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵1、沖洗：2、發(fā)酵：