2024-2025學(xué)年高中生物 專題4 課題3 酵母細(xì)胞的固定化說課稿 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(xì)胞的固定化說課稿新人教版選修1課題：科目：班級：課時：計劃3課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學(xué)年高中生物專題4課題3酵母細(xì)胞的固定化

2.教學(xué)年級和班級：高一年級

3.授課時間：2024年10月15日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下生物學(xué)科核心素養(yǎng)：1）科學(xué)思維，通過分析酵母細(xì)胞固定化的原理，提高學(xué)生運(yùn)用邏輯思維解決問題的能力；2）科學(xué)探究，通過實(shí)驗操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗設(shè)計和實(shí)施能力；3）生命觀念，加深學(xué)生對細(xì)胞固定化技術(shù)及其在生物工程中的應(yīng)用的理解，形成正確的生命科學(xué)觀念；4）社會責(zé)任，認(rèn)識到生物技術(shù)在解決實(shí)際問題中的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和創(chuàng)新意識。三、學(xué)情分析高一年級學(xué)生在生物學(xué)學(xué)習(xí)上，剛剛從初中階段的系統(tǒng)學(xué)習(xí)過渡到高中階段的選修課程，他們對生物學(xué)的興趣和基礎(chǔ)知識掌握程度參差不齊。在知識層面，學(xué)生已經(jīng)具備一定的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，但對于細(xì)胞固定化這一較為高級的生物技術(shù)概念，許多學(xué)生可能還比較陌生。在能力方面，學(xué)生的實(shí)驗操作技能正在逐步提高，但獨(dú)立設(shè)計實(shí)驗和解決復(fù)雜問題的能力仍需加強(qiáng)。

從素質(zhì)來看，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)意識正在形成，但部分學(xué)生可能存在依賴性強(qiáng)、缺乏主動探究精神的問題。在行為習(xí)慣上，學(xué)生的課堂紀(jì)律普遍較好，但個別學(xué)生可能在課堂上容易分心，影響學(xué)習(xí)效果。

這些學(xué)情特點(diǎn)對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生以下影響：首先，教學(xué)過程中需要注重引導(dǎo)學(xué)生從基礎(chǔ)知識出發(fā)，逐步深入到細(xì)胞固定化技術(shù)的應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，通過實(shí)驗設(shè)計和操作，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和問題解決能力。此外，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生主動探究，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力。最后，針對學(xué)生行為習(xí)慣的差異，教師需采取差異化的教學(xué)策略，確保每個學(xué)生都能在課堂上獲得充分的學(xué)習(xí)體驗。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（電腦、投影儀）、實(shí)驗室儀器（顯微鏡、培養(yǎng)皿、移液器、酒精燈等）、實(shí)驗藥品（酵母菌、葡萄糖、瓊脂等）。

2.課程平臺：學(xué)校生物教學(xué)平臺，用于發(fā)布教學(xué)資料和學(xué)生作業(yè)。

3.信息化資源：酵母細(xì)胞固定化技術(shù)的相關(guān)視頻、實(shí)驗操作步驟的動畫演示、科學(xué)文獻(xiàn)摘要。

4.教學(xué)手段：課堂講授、小組討論、實(shí)驗操作演示、實(shí)驗報告撰寫。五、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課

1.教師提問：同學(xué)們，我們之前學(xué)習(xí)了酵母菌的基本結(jié)構(gòu)和功能，今天我們來探討一個新的話題——酵母細(xì)胞的固定化。請同學(xué)們思考一下，固定化技術(shù)有什么作用？

2.學(xué)生回答：固定化技術(shù)可以將酵母細(xì)胞固定在固體載體上，使其在反應(yīng)過程中保持活性，便于重復(fù)使用。

3.教師總結(jié)：很好，固定化技術(shù)確實(shí)具有很多優(yōu)勢。接下來，我們將一起探究酵母細(xì)胞固定化的原理、方法和應(yīng)用。

（二）新課講授

1.酵母細(xì)胞固定化的原理

（1）教師講解：酵母細(xì)胞固定化是指將酵母細(xì)胞固定在固體載體上，使其保持活性，便于反應(yīng)過程中重復(fù)使用。

（2）學(xué)生跟隨教師學(xué)習(xí)酵母細(xì)胞固定化的原理，理解其基本概念。

2.酵母細(xì)胞固定化的方法

（1）教師演示：將酵母細(xì)胞固定在瓊脂糖、海藻酸鈉等固體載體上。

（2）學(xué)生觀察并思考：固定化方法有哪些？如何選擇合適的固體載體？

（3）教師總結(jié)：固定化方法包括包埋法、吸附法、交聯(lián)法等，選擇合適的固體載體需考慮酵母細(xì)胞的種類、固定化方法等因素。

3.酵母細(xì)胞固定化的應(yīng)用

（1）教師展示：固定化酵母細(xì)胞在生物催化、生物傳感器、生物反應(yīng)器等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

（2）學(xué)生思考：固定化技術(shù)在哪些領(lǐng)域具有重要作用？

（3）教師總結(jié)：固定化技術(shù)在生物催化、生物傳感器、生物反應(yīng)器等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，能夠提高反應(yīng)效率、降低成本、簡化工藝。

（三）課堂討論

1.教師提出問題：固定化酵母細(xì)胞有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？

2.學(xué)生分組討論，各小組代表分享討論成果。

3.教師點(diǎn)評并總結(jié)：固定化酵母細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)包括提高反應(yīng)效率、降低成本、簡化工藝等；缺點(diǎn)包括固定化效率、細(xì)胞活性保持等。

（四）實(shí)驗演示

1.教師演示酵母細(xì)胞固定化實(shí)驗操作過程，包括酵母細(xì)胞培養(yǎng)、固定化、洗滌、活化等步驟。

2.學(xué)生觀察并記錄實(shí)驗現(xiàn)象，思考實(shí)驗原理。

（五）實(shí)驗報告撰寫

1.教師布置實(shí)驗報告撰寫任務(wù)，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗過程和觀察結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗原理、方法、結(jié)果和結(jié)論。

2.學(xué)生分組討論，共同完成實(shí)驗報告。

（六）課堂小結(jié)

1.教師回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)酵母細(xì)胞固定化的原理、方法、應(yīng)用和優(yōu)缺點(diǎn)。

2.學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)知識，提出疑問。

（七）課后作業(yè)

1.教師布置課后作業(yè)，要求學(xué)生查閱資料，了解固定化技術(shù)在其他生物領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.學(xué)生根據(jù)作業(yè)要求，完成課后學(xué)習(xí)。六、拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《生物工程中的固定化酶技術(shù)》：介紹固定化酶技術(shù)的原理、方法和應(yīng)用，以及其在生物催化領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

-《固定化酵母細(xì)胞在生物反應(yīng)器中的應(yīng)用》：探討固定化酵母細(xì)胞在生物反應(yīng)器中的操作和應(yīng)用，包括發(fā)酵工藝的優(yōu)化和生物反應(yīng)器的選擇。

-《酵母細(xì)胞固定化技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用》：分析固定化酵母細(xì)胞在食品工業(yè)中的應(yīng)用，如酵母發(fā)酵劑的生產(chǎn)、生物傳感器和生物催化劑的開發(fā)。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以閱讀上述拓展閱讀材料，深入了解固定化技術(shù)在生物工程中的應(yīng)用。

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計簡單的固定化實(shí)驗，如固定化酶的制備和活性測定，以加深對固定化原理的理解。

-學(xué)生可以探討固定化技術(shù)在環(huán)境生物處理、醫(yī)藥工業(yè)、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，并撰寫小論文進(jìn)行展示。

-學(xué)生可以關(guān)注固定化技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，如新型固定化材料的研發(fā)、固定化技術(shù)的優(yōu)化等，并分享相關(guān)研究進(jìn)展。

3.知識點(diǎn)拓展：

-固定化酶與固定化細(xì)胞的比較：分析固定化酶和固定化細(xì)胞的優(yōu)缺點(diǎn)，以及在特定應(yīng)用場景下的選擇。

-固定化技術(shù)在不同生物領(lǐng)域的應(yīng)用：研究固定化技術(shù)在生物催化、生物傳感器、生物反應(yīng)器、食品工業(yè)、環(huán)境生物處理等領(lǐng)域的具體應(yīng)用案例。

-固定化技術(shù)的未來發(fā)展：探討固定化技術(shù)的研究方向，如新型固定化材料的開發(fā)、固定化技術(shù)的自動化和智能化等。

4.實(shí)用性練習(xí)：

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計一個固定化酶的實(shí)驗方案，包括實(shí)驗?zāi)康摹⒉牧?、方法、步驟和預(yù)期結(jié)果。

-學(xué)生可以分析一個實(shí)際應(yīng)用案例，如固定化酵母細(xì)胞在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用，探討其工藝流程和影響因素。

-學(xué)生可以調(diào)查固定化技術(shù)在某一特定領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，如食品工業(yè)，并撰寫調(diào)查報告。七、反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合：在講解酵母細(xì)胞固定化技術(shù)時，注重實(shí)驗操作與理論知識的結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐中理解抽象的概念。

2.案例教學(xué)法的應(yīng)用：通過實(shí)際應(yīng)用案例的引入，讓學(xué)生了解固定化技術(shù)在生物工程中的具體應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.教學(xué)深度不夠：在講解固定化技術(shù)的原理和應(yīng)用時，可能過于注重基礎(chǔ)知識的傳授，而忽略了更深層次的理論探討。

2.學(xué)生參與度不足：在課堂討論和實(shí)驗操作中，部分學(xué)生可能因為對固定化技術(shù)不感興趣或者實(shí)驗操作能力不足，導(dǎo)致參與度不高。

3.評價方式單一：主要依靠學(xué)生的實(shí)驗報告和課堂表現(xiàn)進(jìn)行評價，缺乏多元化的評價方式，可能無法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

反思改進(jìn)措施（三）

1.深化教學(xué)內(nèi)容：在講解固定化技術(shù)時，適當(dāng)增加深層次的理論探討，如固定化材料的優(yōu)化、固定化工藝的改進(jìn)等，以拓寬學(xué)生的知識面。

2.提高學(xué)生參與度：通過設(shè)計更具挑戰(zhàn)性的實(shí)驗項目，鼓勵學(xué)生積極參與實(shí)驗操作和討論，提高學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊協(xié)作精神。

3.豐富評價方式：結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗報告、課堂表現(xiàn)、小組討論參與度等多方面因素，采用多元化的評價方式，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

4.加強(qiáng)與企業(yè)的合作：與生物工程相關(guān)企業(yè)合作，為學(xué)生提供實(shí)習(xí)和參觀的機(jī)會，讓學(xué)生了解固定化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

5.利用信息技術(shù)：在教學(xué)中融入多媒體技術(shù)，如視頻、動畫等，使抽象的概念更加形象化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率。八、板書設(shè)計①酵母細(xì)胞固定化技術(shù)概述

-固定化酶

-固定化細(xì)胞

-固定化微生物

②固定化技術(shù)的原理

-固定化酶的原理：酶的活性與空間結(jié)構(gòu)

-固定化細(xì)胞的原理：細(xì)胞膜與固定化載體的結(jié)合

③固定化方法

-包埋法

-吸附法

-交聯(lián)法