2024-2025學(xué)年高中生物 專題4 課題3 酵母細胞的固定化教學(xué)實錄 新人教版選修1

2024-2025學(xué)年高中生物專題4課題3酵母細胞的固定化教學(xué)實錄新人教版選修1科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中生物專題4課題3酵母細胞的固定化教學(xué)實錄新人教版選修1教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是酵母細胞的固定化，涉及新人教版選修1教材中“細胞的固定化”章節(jié)。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生已掌握細胞的結(jié)構(gòu)和功能，本節(jié)課將在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生了解固定化酶和固定化細胞的原理和應(yīng)用，加深對細胞工程的認識。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生運用生物學(xué)知識解決實際問題的能力。

2.提升學(xué)生科學(xué)探究的意識和能力，包括實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論得出。

3.強化學(xué)生的科學(xué)思維，提高對生物工程技術(shù)的理解和應(yīng)用。學(xué)情分析本節(jié)課面對的是高中生物選修課程的學(xué)生，他們已具備一定的生物學(xué)基礎(chǔ)，對細胞結(jié)構(gòu)和功能有一定的了解。在知識層面，學(xué)生能夠描述酵母細胞的基本結(jié)構(gòu)，理解酵母細胞代謝過程的基本原理。在能力方面，學(xué)生具備基本的實驗操作技能，能夠獨立完成簡單的生物學(xué)實驗。然而，他們在固定化技術(shù)這一較為高級的概念上可能存在理解困難。

學(xué)生的素質(zhì)方面，他們對新知識的接受能力較強，但對抽象概念的理解可能需要更多的引導(dǎo)。在行為習(xí)慣上，學(xué)生通常能夠認真聽講，但參與課堂討論的積極性有待提高。這些特點對課程學(xué)習(xí)有以下影響：

1.在酵母細胞的固定化教學(xué)中，需要教師通過直觀的實驗演示和具體的案例來幫助學(xué)生理解抽象的固定化技術(shù)。

2.教師應(yīng)設(shè)計互動性強的教學(xué)活動，鼓勵學(xué)生積極參與討論，以提高他們的參與度和學(xué)習(xí)興趣。

3.考慮到學(xué)生的實驗操作能力，教學(xué)中應(yīng)包含實驗安全和操作規(guī)范的教育，確保實驗過程的安全性和正確性。

4.由于學(xué)生對新技術(shù)的興趣可能較高，教師可以利用這一點激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過項目式學(xué)習(xí)等方式，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用固定化技術(shù)。教學(xué)資源1.軟硬件資源：光學(xué)顯微鏡、數(shù)碼相機、電腦、投影儀、實驗臺、試管、燒杯、移液器、酵母細胞培養(yǎng)液、固定化酶等。

2.課程平臺：學(xué)校生物實驗室預(yù)約系統(tǒng)、多媒體教學(xué)平臺。

3.信息化資源：酵母細胞固定化相關(guān)教學(xué)視頻、在線實驗操作指南、固定化技術(shù)相關(guān)的科學(xué)文獻數(shù)據(jù)庫。

4.教學(xué)手段：多媒體課件、實驗指導(dǎo)書、課堂討論提綱。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

1.教師角色：親切地問候?qū)W生，營造輕松的學(xué)習(xí)氛圍。

學(xué)生角色：認真聽講，積極參與。

2.教師提問：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了酵母細胞的結(jié)構(gòu)和功能，今天我們來探討一下酵母細胞的固定化技術(shù)。

3.教師引導(dǎo)學(xué)生回顧：酵母細胞在發(fā)酵過程中發(fā)揮了重要作用，那么，如何將酵母細胞固定在固體載體上，使其持續(xù)發(fā)揮作用呢？

二、新課講授

1.教師角色：講解固定化酶和固定化細胞的原理，引導(dǎo)學(xué)生理解固定化技術(shù)的優(yōu)勢。

學(xué)生角色：認真聽講，做好筆記。

2.教師講解固定化酶的原理：

a.固定化酶是一種將酶固定在固體載體上的技術(shù)，可以提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。

b.固定化酶的應(yīng)用廣泛，如工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥領(lǐng)域等。

3.教師講解固定化細胞的原理：

a.固定化細胞是將酵母細胞固定在固體載體上，使其在反應(yīng)過程中保持活性。

b.固定化細胞具有生物催化效率高、反應(yīng)條件溫和、易于分離等優(yōu)點。

4.教師引導(dǎo)學(xué)生分析固定化技術(shù)的優(yōu)勢：

a.提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。

b.降低反應(yīng)成本，提高經(jīng)濟效益。

c.減少對環(huán)境的污染。

三、實驗演示

1.教師角色：演示固定化酶和固定化細胞的實驗過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。

學(xué)生角色：認真觀察實驗過程，思考實驗原理。

2.實驗一：固定化酶的制備

a.教師演示固定化酶的制備過程，包括酶的提取、固定化載體選擇、固定化方法等。

b.學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，了解固定化酶的制備過程。

3.實驗二：固定化細胞的制備

a.教師演示固定化細胞的制備過程，包括酵母細胞的培養(yǎng)、固定化載體選擇、固定化方法等。

b.學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，了解固定化細胞的制備過程。

四、課堂討論

1.教師角色：引導(dǎo)學(xué)生討論固定化技術(shù)的應(yīng)用，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

學(xué)生角色：積極參與討論，分享自己的觀點。

2.教師提出問題：固定化技術(shù)在哪些領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用？

3.學(xué)生討論并回答：

a.工業(yè)生產(chǎn)：如酶催化反應(yīng)、生物轉(zhuǎn)化等。

b.醫(yī)藥領(lǐng)域：如藥物合成、生物治療等。

c.環(huán)保領(lǐng)域：如廢水處理、廢氣凈化等。

五、課堂小結(jié)

1.教師角色：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助學(xué)生梳理知識體系。

學(xué)生角色：認真聽講，回顧所學(xué)知識。

2.教師總結(jié)：

a.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了酵母細胞的固定化技術(shù)，包括固定化酶和固定化細胞的原理、優(yōu)勢及應(yīng)用。

b.固定化技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

六、作業(yè)布置

1.教師角色：布置課后作業(yè)，鞏固學(xué)生對固定化技術(shù)的理解。

學(xué)生角色：認真完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識。

2.作業(yè)內(nèi)容：

a.查閱資料，了解固定化技術(shù)在某一方面（如工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥領(lǐng)域等）的具體應(yīng)用案例。

b.分析固定化技術(shù)在某一方面應(yīng)用的優(yōu)缺點，并提出改進建議。

七、教學(xué)反思

1.教師角色：對教學(xué)過程進行反思，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

學(xué)生角色：積極參與教學(xué)反思，提出自己的看法。

2.教師反思：

a.本節(jié)課通過實驗演示和課堂討論，使學(xué)生更好地理解固定化技術(shù)的原理和應(yīng)用。

b.在今后的教學(xué)中，應(yīng)進一步加強對學(xué)生實驗操作技能的培養(yǎng)，提高他們的實踐能力。

c.注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的綜合素質(zhì)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-酵母細胞固定化技術(shù)的應(yīng)用案例：介紹固定化技術(shù)在食品工業(yè)、釀酒、生物制藥等領(lǐng)域的具體應(yīng)用，如固定化酶在奶酪制作中的應(yīng)用，固定化細胞在生物催化反應(yīng)中的使用等。

-固定化技術(shù)的最新研究進展：探討固定化技術(shù)在不同載體、不同固定化方法以及固定化酶和細胞的性能優(yōu)化等方面的最新研究成果。

-固定化技術(shù)的環(huán)保應(yīng)用：分析固定化技術(shù)在廢水處理、廢氣凈化等環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，如固定化酶在生物降解污染物中的作用。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過圖書館或在線數(shù)據(jù)庫查閱相關(guān)書籍和學(xué)術(shù)論文，深入了解固定化技術(shù)的原理和應(yīng)用。

-組織學(xué)生進行小組討論，讓他們分享各自找到的固定化技術(shù)案例，并討論其優(yōu)缺點。

-安排學(xué)生參觀相關(guān)企業(yè)或?qū)嶒炇?，實地了解固定化技術(shù)的應(yīng)用情況。

-鼓勵學(xué)生參與學(xué)校的科學(xué)競賽或創(chuàng)新項目，將固定化技術(shù)應(yīng)用于實際問題解決中。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注固定化技術(shù)相關(guān)的新聞報道，了解該技術(shù)在工業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域的最新動態(tài)。

-建議學(xué)生閱讀有關(guān)生物工程和生物技術(shù)的科普書籍，拓寬對固定化技術(shù)背景知識的理解。

-提供在線課程或工作坊，讓學(xué)生學(xué)習(xí)固定化技術(shù)的實驗操作技能。

-鼓勵學(xué)生設(shè)計簡單的固定化實驗，通過實踐加深對固定化技術(shù)的理解。內(nèi)容邏輯關(guān)系①酵母細胞的結(jié)構(gòu)與功能

-知識點：酵母細胞的組成結(jié)構(gòu)，包括細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核等。

-詞句：細胞壁由幾丁質(zhì)和葡聚糖構(gòu)成，細胞膜具有選擇性透過性。

②固定化酶的原理與制備

-知識點：固定化酶的定義、固定化方法（如吸附法、交聯(lián)法、包埋法）。

-詞句：固定化酶可以提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性，常用的固定化方法有吸附法、交聯(lián)法、包埋法。

③固定化細胞的原理與制備

-知識點：固定化細胞的定義、固定化方法（如包埋法、吸附法、交聯(lián)法）。

-詞句：固定化細胞可以保持細胞的生物催化活性，常用的固定化方法有包埋法、吸附法、交聯(lián)法。

④固定化技術(shù)的應(yīng)用

-知識點：固定化技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

-詞句：固定化技術(shù)在食品工業(yè)中用于奶酪制作，在醫(yī)藥領(lǐng)域用于藥物合成。

⑤固定化技術(shù)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

-知識點：固定化技術(shù)的優(yōu)勢（如提高穩(wěn)定性、降低成本、減少污染）和面臨的挑戰(zhàn)（如載體選擇、固定化效率等）。

-詞句：固定化技術(shù)的優(yōu)勢在于提高酶和細胞的穩(wěn)定性，挑戰(zhàn)在于選擇合適的載體和優(yōu)化固定化條件。

⑥固定化技術(shù)的未來發(fā)展

-知識點：固定化技術(shù)的研究方向和未來發(fā)展趨勢。

-詞句：固定化技術(shù)的研究方向包括新型載體的開發(fā)、固定化方法的改進、固定化酶和細胞的性能優(yōu)化。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.閱讀教材中關(guān)于酵母細胞固定化技術(shù)的相關(guān)章節(jié)，總結(jié)固定化酶和固定化細胞的基本原理，并完成以下問題：

-固定化酶和固定化細胞的主要區(qū)別是什么？

-固定化技術(shù)的優(yōu)勢有哪些？

-固定化技術(shù)在哪些領(lǐng)域有應(yīng)用？

2.設(shè)計一個簡單的實驗方案，用于評估固定化酶的催化效率。包括實驗?zāi)康摹⒉牧?、方法、預(yù)期結(jié)果等。

3.選擇一個固定化技術(shù)的應(yīng)用案例，分析其優(yōu)缺點，并討論如何改進該技術(shù)以提高其效率。

作業(yè)反饋：

1.對學(xué)生的作業(yè)進行及時批改，確保作業(yè)的完成質(zhì)量。

2.對每個學(xué)生的作業(yè)進行個別反饋，針對每個問題給出具體的評價。

-對于總結(jié)問題，檢查學(xué)生對固定化酶和固定化細胞原理的理解是否準確，是否能夠區(qū)分兩者的區(qū)別和優(yōu)勢。

-對于實驗方案設(shè)計，評估實驗設(shè)計的合理性、實驗步驟的完整性以及預(yù)期結(jié)果的可行性。

-對于應(yīng)用案例分析，檢查學(xué)生對案例的理解是否深入，是否能夠識別出技術(shù)的優(yōu)缺點，并提出合理的改進建議。

3.提供書面反饋，包括以下內(nèi)容：

-正確回答的問題給予肯定，并鼓勵學(xué)生繼續(xù)保持。

-對于回答不準確或理解有誤的問題，指出錯誤并提供正確的答案或解釋。

-對于實驗方案設(shè)計，指出可能存在的問題，如實驗步驟的遺漏、實驗條件的不足等，并給出改進建議。

-對于應(yīng)用案例分析，評價學(xué)生的分析深度和廣度，指出分析中的亮點和不足，并建議如何進一步深入分析。

4.安排課堂時間，讓學(xué)生展示自己的作業(yè)，并邀請其他同學(xué)進行評價和討論。

5.針對學(xué)生在作業(yè)中普遍存在的問題，組織復(fù)習(xí)課或輔導(dǎo)課，幫助學(xué)生克服困難，提高學(xué)習(xí)效果。

6.對于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，給予表揚和獎勵，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

7.對于學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，提供個別輔導(dǎo)，幫助他們理解和掌握固定化技術(shù)的相關(guān)知識。重點題型整理1.題型：固定化酶與固定化細胞的比較

答案：固定化酶是將酶固定在固體載體上，而固定化細胞是將整個細胞固定化。固定化酶主要利用酶的催化活性，固定化細胞則利用細胞的整體功能。

2.題型：固定化酶的優(yōu)點

答案：固定化酶的優(yōu)點包括提高酶的穩(wěn)定性、重復(fù)使用性、降低反應(yīng)成本、減少對環(huán)境的污染等。

3.題型：固定化細胞的制備方法

答案：固定化細胞的制備方法主要有包埋法、吸附法、交聯(lián)法等。包埋法是將細胞包裹在聚合物中；吸附法是將細胞吸附在固體載體上；交聯(lián)法是通過交聯(lián)劑使細胞與載體結(jié)合。

4.題型：固定化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

答案：固定化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用包括生物催化反應(yīng)、生物轉(zhuǎn)化、生物傳感等。例如，固定化酶在奶酪制作中的應(yīng)用，固定化細胞在生物制藥中的應(yīng)用。

5.題型：固定化技術(shù)的挑戰(zhàn)

答案：固定化技術(shù)的挑戰(zhàn)主要包括選擇合適的載體、優(yōu)化固定化條件、提高固定化效率等。例如，如何選擇具有良好生物相容性和穩(wěn)定性的載體，如何優(yōu)化固定化條件以提高固定化效率。

補充說明：

1.對于第一題，可以舉例說明固定化酶和固定化細胞在實際應(yīng)用中的區(qū)別。例如，固定化酶在奶酪制作中用于催化乳糖分