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1、的教学设计及学案授课老师：张欣桐 地区：株洲市 学校：九方中学邮编：412001 电子邮件：学科生物教材名称：选修1教材出版社：人民教育出版社课题名称酵母细胞的固定化年级：高二学期：第二学期教学目标知识目标：说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理；尝试制备固定化酵母细胞并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵；能力目标：通过实验，培养学生动手操作能力；培养学生科学探究能力及合作交流能力等；情感态度与价值观：让学生体验生物科学、生物技术与社会生活的联系；体验实验操作与合作学习的快乐，砥砺学生科学探究精神，增强社会责任感。指导思想教材与学情：酵母细胞的固定化是选修1专题4酶的研究与应用的第三个课题，是我省统
2、一选择的七个课题之一。本课题重在体现该模块的以下要求：使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，使学生体验了科学技术和生活实际的密切联系。高二的学生具备了一定的生物学知识，理解了酿酒的原理，并掌握了一定生物学常规实验技能。但酵母细胞的固定化这个实验对学生而言是全新的。教学理论指导： 1、尝试教学理论与人本主义理论；2、“发现学习”理论与建构主义理论等。重难点制备固定化酵母细胞教学思路第一节课教学策略：学案导学，自主学习；聚焦讨论，合作学习等；第二节课教学策略：流程图策略，分组操作，试误反思等。教学手段展示台、多媒体课件、视频等；
3、通过学案导学、实验操作试误等方式，引导学生自主探究、分组合作探究等。主要资源酵母细胞固定化实验操作视频教学过程： 第一课时环节教师活动（教学内容的呈现）学生活动（学习活动的设计）设计意图情境引入激发兴趣手拿澄清的“鲜之每日C”，与对比鲜橙多，生产商如何减少果胶及其他较大的果肉颗粒呢？加入酶后对生产及产品对生产有哪些影响呢？提出问题：、酶通容易失活；、溶液中的酶很难回收，提高了生产成本，也可能影响产品质量。寻找方法避免以上不足。学生自由回答。（盐析、渗透、沉淀、包埋等）激发学习的动机学案导学自主学习组织学生阅读教材，完成学案并巡视，发现问题以调整教学环节。独立阅读教材，自主完成学案任务一和任务二
4、（具体任务见附件1，8分钟左右）。通过自主学习，对固定化技术形成初步的认识。展示答案，互动评价利用展示台直接展示答案（任务一、任务二的第一、二题），点出学生的普遍问题。根据学生掌握情况，对任务二进行变式。说出以下分别属于哪种固定化技术？哪种方法对酶的影响更大？更正答案，提出疑惑。完成变式练习，及时巩固。任务一和二的要求较低，且教材描述翔实易懂，故不需要大量讲解，以促使学生自发的产生疑惑。聚焦讨论合作学习组织学生交流和讨论，并适时予以指导。组内交流，形成问题焦点；组间质疑，辩论答疑；达成共识。任务二的第三题为开放性试题，是学生争论的焦点，可以通过讨论交流达成一致认识且印象深刻。直观视频，激疑铺垫
5、播放视频，巡视指导学生完成任务三。组织学生解答疑问，组织形式为：组内讨论 -组间及教师互助-点评。（可视具体情况进行调整；遇到学生提不出价值大的问题时，可以将预设问题直接抛给学生；对学生的问题不要面面俱到，可以设悬，可在第二课时为学生留白。）预设问题有：1、什么是活化？2、CaCl2的作用？1、思考任务三，学生观看“酵母细胞固定化”的操作视频；2、完成任务三，并展示交流任务三的答案；3、对操作方法，试剂的作用等提出新的疑问。这既是对任务一、二的补充也为下节课的实验操作作铺垫。实施流程：学习反馈巡视指导完成学习反馈了解学生对本课题的掌握情况。教学过程： 第二课时环节教师活动（教学内容的呈现）学生
6、活动（学习活动的设计）设计意图温书激疑，流程图化说明实验原理，交待注意事项回顾教材，形成实验流程图，针对实验方法提问。实验流程图化，再动手之前解决心中的疑惑。分组操作，试误反思教师巡视指导，留心学生操作中出现的问题。分组实验操作，并提出操作中产生的疑惑（由组员将问题写在黑板指定的地方）。在操作掌握固定化术，并对操作中出现的问题能有意注意，培养学生的问题意识。结果评价，规范操作组织学生对凝胶珠进行评价。预设情况：凝胶珠拖尾；凝胶珠易破，挤压有液体流出；颜色偏白等。学生担当质检员，对凝胶珠的形状和颜色等进行评价及解释实验结果。（说明：因凝胶需要30分钟以上，故采用本班检验上一个班的凝胶珠质量的方法
7、进行教学）对合格的凝胶珠及时认知，结合实际操作，分析不合格的产品出现的原因，规范实验操作。聚焦讨论，合作学习组织学生解决各组产生的问题，实时点拨和解答。（也可预设问题）聚焦各组提出的问题，组间互助，对各组提出的问题予以解答。通过解答各组提出的问题，进一步掌握固定化技术的方法，规范实验操作。拓展延伸，深化课题实验小结，对学生的操作予以评价。课题延伸：发酵的锥形瓶为什么要密封？用反应式表达瓶中的主要反应。若是利用固定化酶或细胞进行生产，必需要什么操作？能否利用其发酵制果酒和果醋。课 后：可进行研究性学习，开设与酵母细胞固定化相关的课题。完成课题延伸部分的问题。课后自愿参加与酵母细胞固定化相关的课题
8、研究。及时进行知识链接，达到学以致用的目的。适当开设与酵母细胞固定化相关的课题研究，满足部分学生深入探究的欲望，体现选修一“为培养日后从事科学研究的人才”的设计理念。自我反思主要特色与创新体现了新课程的教学理念和选修一的设计思路，很好的达成了教学的预设目标，教学环节可操作性强，特别是在学案和实验试误中留出空间让学生提出疑惑并及时解决，发展了学生的思维，形成了有针对性的教学和有效的学习。存在的问题与不足面对学生的开放性提问，需要较强的课堂驾驭能力及应变能力；面对部分学生提出的技术成果应用性问题在解答上可能有些困难。说明：以上涉及的学习任务及教学环节，具体体现在学案、教学课件及说课课件中。酵母细胞
9、固定化 学案【学习目标】：1了解固定化酶和固定化细胞的联系和区别；2、知道固定化酶应用实例及识记固定化技术的方法，能说出固定化酶或细胞的作用和原理；3、掌握制备固定化酵母细胞的流程；能反思实验对实验方法进行改进。科【学习重点】：制备固定化酵母细胞的流程。【学习过程】:任务一：阅读教材“课题背景”完成填空（学习目标1）酶：优 点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。 实际问题：对环境条件 ，易 ；很难 ，不能 ，提高了 ；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响 。设想：将酶固定在 。固定化酶：优 点：酶既能与 ，又能与 ，还可以 。 实际问题：一种酶只能催化 化学
10、反应，生产实践中，很多产物的形成都是通过 的酶促反应才能得到的。设想：将合成酶的 直接固定。固定化细胞：优 点：成本更 ，操作更 。 任务二：阅读教材“基础知识”完成下列问题（学习目标1、2）1、固定化酶应用的实例-固定 酶思考：分析P49固定化酶的反应柱示意图，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。2、固定化细胞技术是利用 方法将酶与 固定在 内的技术。包括 、 、 。细胞多采用 。3、固定化酶和固定化细胞比较 从操作角度来考虑，哪一种方法更容易？ 哪一种方法对酶活性的影响更小？ 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？ 如果想将微生物的发酵过程变成连续
11、的酶反应，应选哪一种方法？ 如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？任务三：提炼教材“实验操作” 的关键词，完善实验流程；对不理解或有疑问的地方做出标记或记录下来。（学习目标3）1、完善试验流程：制备 酵母细胞 用固定化酵母细胞 （发酵液是: ；温度： ）酵母细胞 配制载体和凝胶溶液 混合 酵母（ 溶液和 溶液） （Cacl2溶液的作用： ）2、记录你的疑问：【学习反馈】1酶的固定化常用的方式不包括A吸附 B包埋 C连接 D将酶加工成固体2将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是ACO2的释放 B丙酮酸的氧化C葡萄糖的利用 DATP的形成3固定化酶的优点是A有利于增加酶的活
12、性 B有利于产物的纯化C有利于提高反应速度 D有利于酶发挥作用4下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是A琼脂糖 B醋酸纤维素C聚丙烯酰胺 D聚乙烯树脂5研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的A温度 B酸碱度 C水分 D营养酵母细胞固定化 学案【学习目标】：1了解固定化酶和固定化细胞的联系和区别；2、知道固定化酶应用实例及识记固定化技术的方法，能说出固定化酶或细胞的作用和原理；3、掌握制备固定化酵母细胞的流程；能反思实验对实验方法进行改进。科【学习重点】：制备固定化
13、酵母细胞的流程。【学习过程】:任务一：阅读教材“课题背景”完成填空（学习目标1）酶：优 点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。 实际问题：对环境条件 ，易 ；很难 ，不能 ，提高了 ；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响 。设想：将酶固定在 。固定化酶：优 点：酶既能与 ，又能与 ，还可以 。 实际问题：一种酶只能催化 化学反应，生产实践中，很多产物的形成都是通过 的酶促反应才能得到的。设想：将合成酶的 直接固定。固定化细胞：优 点：成本更 ，操作更 。 任务二：阅读教材“基础知识”完成下列问题（学习目标1、2）1、固定化酶应用的实例-固定 酶思考：分析P4
14、9固定化酶的反应柱示意图，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。2、固定化细胞技术是利用 方法将酶与 固定在 内的技术。包括 、 、 。细胞多采用 。3、固定化酶和固定化细胞比较 从操作角度来考虑，哪一种方法更容易？ 哪一种方法对酶活性的影响更小？ 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？ 如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选哪一种方法？ 如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？任务三：提炼教材“实验操作” 的关键词，完善实验流程；对不理解或有疑问的地方做出标记或记录下来。（学习目标3）1、完善试验流程：制备 酵母细胞 用固定化酵母细胞 （发
15、酵液是: ；温度： ）酵母细胞 配制载体和凝胶溶液 混合 酵母（ 溶液和 溶液） （Cacl2溶液的作用： ）2、记录你的疑问：【学习反馈】1酶的固定化常用的方式不包括A吸附 B包埋 C连接 D将酶加工成固体2将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是ACO2的释放 B丙酮酸的氧化C葡萄糖的利用 DATP的形成3固定化酶的优点是A有利于增加酶的活性 B有利于产物的纯化C有利于提高反应速度 D有利于酶发挥作用4下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是A琼脂糖 B醋酸纤维素C聚丙烯酰胺 D聚乙烯树脂5研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的A温度 B酸碱度 C水分 D营养