《酵母細(xì)胞的固定化》教學(xué)設(shè)計(jì)6頁

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1、《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，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，但要將原有的知識用到新知識中，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)

2、在社會生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，對學(xué)生進(jìn)行STS教育，重在培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和創(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課時進(jìn)行教學(xué)，第1課時完成課題背景和基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。第2課時進(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，從常識走向科學(xué)，從感性認(rèn)識提升到理性認(rèn)識。對學(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，對本課題的內(nèi)容有初步的認(rèn)識。2、課堂上跟隨老師的問題，積極的思考，

3、將原有知識應(yīng)用到新知識中來，完成知識的遷移。 【課時計(jì)劃】2課時 【教學(xué)目標(biāo)】 （一）知識與技能 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)生的動手操作能力以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價，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 創(chuàng)設(shè)情境，引入新課 首先

4、，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） ①酶通常對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活； ②溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本。 ③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)生對酶催化反應(yīng)有

5、初步的認(rèn)識，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，會對生產(chǎn)過程 產(chǎn)生哪些影響？ 答：會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

6、化細(xì)胞（酶）技術(shù) 這部分知識是新知識，是要求學(xué)生識記的內(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“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

7、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

8、 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)】 知識內(nèi)容結(jié)束后，輔以例題對本課題知識加以應(yīng)用檢測。 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

9、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點(diǎn)，學(xué)生自主整理，將知識系統(tǒng)化。 【板書設(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)了教材中的知識點(diǎn)，便于學(xué)生將知識整體化，系統(tǒng)化。 4—3 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：