《酵母细胞的固定化》教学设计

《酵母细胞的固定化》教学设计

【教材与学情分析】本课题的课题背景简单地从酶在生产生活实践中遇到的一些实际问题提出了一些设想，从而引出“固定化酶”技术，又从酶的专一性出发，考虑酶促反应往往是一系列的反应，由此又引出“固定化细胞技术”。这样从“酶到固定化酶、再到固定化细胞”的发展过程，现了科学技术的发展是不断地提出问题和解决问题的动态过程，也非常符合学生的认知规律。高二的学生已经具备了一定的生物学知识，比如有关酶的概念、特性；又掌握了用酵母菌酿酒的原理，并掌握有一定的生物学常规实验操作技能，但要将原有的知识用到新知识中，以及迁移到实际应用中还有所欠缺。本课题能够通过学生了解固定化细胞技术在社会生活生产中的应用，对学生进行STS教育，重在培养学生动手操作能力和创新思维等，使学生体验科学技术和生活实际的密切联系。但“酵母细胞的固定化”实验对教师和学生而言都是全新的。

【教学策略】

本课题计划用2课时进行教学，第1 课时完成课题背景和基础知识的学习。第 2 课时进行酵母细胞的固定化操作。为了使学生达到本课题的教学目标，我采用启发式教学法以“从酶到固定化酶、再到固定化细胞”这一发展过程为主线设计相关问题，启发学生积极思考，从常识走向科学，从感性认识提升到理性认识。对学生则进行：

1、指导学生课前积极认真阅读课本及学案，对本课题的内容有初步的认识。

2、课堂上跟随老师的问题，积极的思考，将原有知识应用到新知识中来，完成知识的迁移。【课时计划】2 课时

【教学目标】

（一）知识与技能

1、说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理

2、尝试制作固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵

（二）过程与方法

通过实验，培养学生的动手操作能力以及对实验结果进行评价，培养学生的批判性思维和探究实验的能力

（三）情感、态度与价值观让学生体验生物科学、生物技术与生活实际的联系

【教学重点】：制备固定化酵母细胞【教学难点】：制备固定化酵母细胞【教学方法】：启发式教学【教学工具】：多媒体课件

【教学过程】：

第 1 课时

创设情境，引入新课首先，课件向学生展示一组图片“多种水果和各种果汁”组合图，向学生提问：

1、要想果汁出汁率高，可以怎么做？

学生答：加果胶酶。

2、追问：再生产中加入酶后，对生产和产品有什么影响呢？学生积极思考，老师引导学

生分析：酶在实际生活中所遇到的问题（课件展示）

①酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；

②溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。

③反应后酶混在产物中，影响产品质量。让学生设想解决问题的方法。

新知学习，达成目标

一、固定化酶的应用实例

首先向学生介绍“固定化酶的应用实例--- 高果糖浆的生产”，让学生对酶催化反应有初步的认识，并写出。再结合教材P49图4-5 “固定化酶的反应柱示意图”提问：

1、若不将葡萄糖异构酶固定化，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产过程产生哪些影响？

答：会造成酶溶解于葡萄糖溶液后，一方面无法从糖浆中收回，造成很大的浪费，另一方面会影响产品的品质。

2、使用固定化酶技术后有何优越性？答：可以连续使用半年，大大降低了生产成本，

提高了果糖的产量和质量。让学生思考讨论（属容易题）。

3、继续设凝：固定化酶固定的是一种酶还是一系列酶？固定化酶能催化一系列的化学反应吗？

答：是一种酶；固定化酶不能催化一系列反应。根据

学生的回答，自然过渡到固定化细胞技术。

二、固定化细胞（酶）技术

这部分知识是新知识，是要求学生识记的内容，比较简单，采用问题串的形式（课件展示问题）呈现有关知识点供学生合作学习。

1、什么是固定化酶和固定化细胞技术？

2、固定化酶和固定化细胞的方法有哪些？

3、固定化酶更宜采用什么方法？固定化细胞更宜采用什么方法？为什么？

4、固定化技术常用的载体有哪些？

由学生看书后做出回答。在学生对“固定化细胞技术”有了一定了解后，过度到“制备固定化酵母细胞和用固定化酵母细胞发酵”的操作。

三、实验操作

（一）制备固定化酵母细胞

这部分内容可以由学生自主学习归纳，老师强调各环节的操作注意事项，比如为何用蒸馏水溶解？CaCl2的作用？配制海藻酸钠溶液注意加热，海藻酸钠溶液与酵母

细胞混合前要冷却，固定化酵母细胞时滴加要缓慢。

课件展示（步骤）：

休眠状态—正常状态

用于海藻酸钠的聚沉

小火或间断加热，反复几次

冷却

缓慢注射

（二）用固定化酵母细胞发酵学生看书很容易归纳：

1、冲洗：

2、发酵：

【反馈练习】知识内容结束后，辅以例题对本课题知识加以应用检测。

1、下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，不正确的是

A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显

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体中有机磷农药，无需提供适宜的营养条件

D.利用固定化酵母细胞进行发酵，优点是成本低和操作更容易

2、常用的包埋法固定化细胞，需用到不溶于水的多孔性载体，下列不能作载体的是

（）

A •琼脂糖

B •蔗糖

C •海藻酸钠

D •明胶

3、下列固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是

A •应使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，以利于酵母菌活化

B .配制海澡酸钠溶液时要用小火或间断加热的万法

C .向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母菌细胞，充分搅拌并混合均匀

D .将与酵母菌混匀的海藻酸钠溶液缓慢注入CaC2溶液中，会观察到CaC2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成

【小结】：

用课件以网络框架图形式展示本课题知识点，学生自主整理，将知识系统化。

【板书设计】

这样的设计比较直观系统、一目了然，简要体现了教材中的知识点，便于学生将知识整体化，系统化。

4—3 酵母细胞的固定化

一、固定化酶的应用实例

-----高果糖浆的生产

葡萄糖异构酶

葡萄糖---------------

二、固定化细胞（酶）技术

1、概念：

2、方法：

3、固定化细胞和固定化酶的优缺点：

4、材料：

三、实验操作

（一）制备固定化酵母细胞

1、步骤：

2、注意事项：

（二）用固定化酵母细胞发酵

1、冲洗：

2、发酵：