2024-2025学年高中生物 专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化教案1 新人教版选修1

2024-2025学年高中生物专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化教案1新人教版选修1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：高中生物——酶的研究与应用

2.教学年级和班级：高中一年级1班

3.授课时间：2024年10月10日

4.教学时数：45分钟

二、教学目标

1.了解酶的基本概念和特性。

2.掌握酵母细胞的固定化方法及其应用。

3.培养学生的实验操作能力和科学思维。

三、教学内容

1.酶的基本概念和特性。

2.酵母细胞的固定化方法。

3.固定化酵母细胞的应用。

四、教学过程

1.导入：通过提问方式引导学生回顾酶的基本概念和特性。

2.新课：讲解酵母细胞的固定化方法及其应用。

3.实验操作：学生分组进行固定化酵母细胞的实验操作。

4.总结：引导学生总结本节课所学内容。

五、课后作业

1.复习本节课所学内容，整理实验操作步骤。

2.思考固定化酵母细胞在实际应用中的优势和局限性。

六、教学评价

1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况。

2.实验报告：评估学生在实验操作过程中的表现及实验报告的质量。

七、教学资源

1.实验材料：酵母细胞、固定化试剂等。

2.教学课件：展示酶的基本概念、酵母细胞固定化方法及应用。

八、教学注意事项

1.确保实验材料的安全性和可靠性。

2.引导学生正确操作实验设备，注意实验安全。

3.在课堂上鼓励学生提问和参与讨论，提高学生的学习兴趣和积极性。二、核心素养目标1.科学思维：通过探究酵母细胞固定化过程，培养学生的实验设计和问题解决能力，提高科学思维的逻辑性和创新性。

2.科学探究：引导学生运用观察、实验、分析等方法，探究固定化酵母细胞的特性及应用，增强学生的实践操作能力和探究精神。

3.生命观念：通过学习酶的研究与应用，使学生建立生物体内酶的重要性和生物技术与生活、生产的联系，形成系统性的生命观念。

4.社会责任：培养学生关注生物技术在环境保护、资源利用等方面的应用，认识生物技术的社会责任和对可持续发展的贡献。三、教学难点与重点1.教学重点：

（1）酶的基本概念和特性：学生需要理解酶是一种生物催化剂，由活细胞产生，具有高效性、专一性和作用条件温和等特点。

（2）酵母细胞的固定化方法：学生需要掌握包埋法、化学结合法和物理吸附法等固定化酵母细胞的方法。

（3）固定化酵母细胞的应用：学生需要了解固定化酵母细胞在发酵、饮料制作、生物制药等领域的实际应用。

2.教学难点：

（1）酶的特性的理解：学生难以理解酶的高效性、专一性和作用条件温和等特性，需要通过实例和实验进行讲解和验证。

（2）固定化酵母细胞的制备方法：学生难以掌握包埋法、化学结合法和物理吸附法等固定化酵母细胞的方法，需要通过实验操作和讲解进行澄清。

（3）固定化酵母细胞的应用实例：学生难以理解固定化酵母细胞在发酵、饮料制作、生物制药等领域的实际应用，需要通过案例分析和实验操作进行说明。

针对以上重点和难点，教师应采用多种教学手段，如PPT讲解、实验操作、实例分析等，以帮助学生理解和掌握知识。同时，教师应注重启发式教学，引导学生主动思考和探究，提高学生的学习兴趣和积极性。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中生物——酶的研究与应用》教材或相关学习资料，以便于学生跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如酶的模型图、酵母细胞固定化过程的动画演示、实际应用案例的介绍视频等，以丰富教学手段，提高学生的学习兴趣和理解程度。

3.实验器材：准备固定化酵母细胞的实验所需的器材，包括酵母细胞、固定化试剂、实验仪器（如试管、烧杯、搅拌器等）、防护用品（如实验室外套、手套等）等，确保实验器材的完整性和安全性，同时为学生提供安全、可靠的实验环境。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如设置分组讨论区，配备实验操作台、显微镜等设备，以便于学生进行实验操作和小组讨论。同时，确保教室内的通风和卫生条件良好，为学生创造一个舒适、整洁的学习环境。

5.教学课件：制作详细、清晰的的教学课件，涵盖酶的基本概念、酵母细胞固定化方法及应用等内容，以便于学生跟随教学进度，强化知识点。

6.学习任务单：设计学习任务单，引导学生通过自主学习、合作探究等方式，完成对酶的研究与应用的相关知识的学习，提高学生的自主学习能力和合作意识。

7.评价量表：制定学生实验操作和小组讨论的评价量表，以便于对学生在课堂上的表现进行客观、全面的评价，了解学生的学习情况，为教学反馈提供依据。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对酶的研究与应用的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是酶吗？它在我们生活中有什么作用？”

展示一些关于酶的图片或视频片段，让学生初步感受酶的重要性。

简短介绍酶的基本概念和特性，为接下来的学习打下基础。

2.酶的基本概念讲解（10分钟）

目标：让学生了解酶的基本概念、特性及应用。

过程：

讲解酶的定义，包括其主要组成元素和功能。

详细介绍酶的特性，如高效性、专一性和作用条件温和等，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.酵母细胞固定化方法讲解（10分钟）

目标：让学生掌握酵母细胞的固定化方法及其应用。

过程：

讲解包埋法、化学结合法和物理吸附法等固定化酵母细胞的方法。

强调固定化酵母细胞在实际应用中的优势和局限性。

4.实验操作（15分钟）

目标：培养学生的实验操作能力和科学思维。

过程：

学生分组进行固定化酵母细胞的实验操作。

在实验过程中，引导学生观察和记录实验现象，培养学生的观察力和实验操作能力。

教师巡回指导，解答学生实验过程中遇到的问题。

5.学生小组讨论（15分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与固定化酵母细胞应用相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

6.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对固定化酵母细胞应用的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

7.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调酶的研究与应用的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括酶的基本概念、特性、固定化方法及应用等。

强调酶的研究与应用在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用酶的知识。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于酶的应用的短文或报告，以巩固学习效果。六、知识点梳理1.酶的基本概念：酶是一种生物催化剂，由活细胞产生，具有高效性、专一性和作用条件温和等特点。

2.酶的特性：酶的催化效率是无机催化剂的千万倍，每一种酶只能催化一种或一类化学反应，酶的作用条件较温和。

3.酵母细胞的固定化：固定化酵母细胞是将酵母细胞固定在一定空间内，使其在发酵过程中保持稳定的活性和形态。固定化酵母细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。

4.固定化酵母细胞的优点：固定化酵母细胞可以重复使用，降低生产成本，提高产品质量。

5.固定化酵母细胞的应用：固定化酵母细胞在发酵、饮料制作、生物制药等领域有广泛的应用。

6.酶的研究与应用：酶在医药、食品、环保等领域有广泛的应用，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等。

7.酶的制备与提纯：酶的制备方法包括动植物提取、微生物发酵等，酶的提纯方法包括盐析、凝胶色谱法等。

8.酶的保存与运输：酶的稳定性受温度、pH、离子强度等因素影响，保存酶时应注意这些因素的选择，酶的运输应注意保温、防潮等措施。

9.酶的活性测定：酶的活性可以通过测定酶催化反应的速率来表示，常用的测定方法包括光度法、电化学法等。

10.酶的定向进化：通过基因突变、基因重组等技术，可以改变酶的结构和活性，从而适应不同的工业生产和科研需求。

11.酶工程：酶工程是指通过基因工程技术，将酶基因导入非宿主细胞，使其表达酶蛋白，用于生产酶或者表达其他蛋白质。

12.酶在生物技术中的应用：酶在基因工程、细胞工程、蛋白质工程等领域有广泛的应用，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等。

13.酶在环境保护中的应用：酶可以用于处理工业废水、废气等污染物，如脂肪酶处理油脂废水、蛋白酶处理蛋白质废水等。

14.酶在医药领域的应用：酶可以用于治疗疾病、诊断疾病、研究生命过程等，如胰岛素治疗糖尿病、酶联免疫吸附试验诊断疾病等。七、教学评价与反馈2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括讨论的深度、广度以及创新性思维的运用。

3.随堂测试：通过随堂测试，检验学生对课堂知识的掌握程度，包括对酶的基本概念、特性的理解，酵母细胞的固定化方法及其应用等。

4.实验报告：评估学生在实验操作过程中的表现及实验报告的质量，包括实验操作的规范性、实验结果的准确性以及对实验现象的分析能力。

5.课后作业：检查学生对课后作业的完成情况，评估学生对课堂知识的巩固程度以及运用知识解决问题的能力。

6.教师评价与反馈：针对学生在课堂表现、小组讨论、随堂测试、实验报告和课后作业等方面的表现，教师给予评价与反馈，指出学生的优点和不足，提出进一步改进的建议。

7.学生自评与反思：鼓励学生进行自我评价和反思，让学生认识到自己的学习成果和需要改进的地方，提高学生的自我认知和学习动力。

8.家长反馈：通过与家长的沟通，了解学生在课堂外的学习情况和表现，获取家长对教学的建议和反馈，促进家校合作，共同促进学生的全面发展。

9.教学反思：教师根据学生的学习情况和教学效果，进行教学反思，调整教学策略和方法，提高教学质量。八、板书设计①酶的基本概念和特性

-酶的定义：活细胞产生的生物催化剂

-酶的特性：高效性、专一性、作用条件温和

②酵母细胞的固定化方法

-包埋法：将酵母细胞包裹在凝胶等载体中

-化学结合法：通过化学反应将酵母细胞固定在载体上

-物理吸附法：利用载体表面的物理性质吸附酵母细胞

③固定化酵母细胞的应用

-发酵：提高发酵