2024-2025学年高中生物 第三章 酶的应用技术实践 第二节 制备和应用固定化酶教案 苏教版选修1

2024-2025学年高中生物第三章酶的应用技术实践第二节制备和应用固定化酶教案苏教版选修1课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容为苏教版高中生物选修1第三章“酶的应用技术实践”第二节“制备和应用固定化酶”。教学内容主要包括固定化酶的原理、制备方法、影响固定化酶活性的因素以及固定化酶的应用。此部分内容与学生已有知识——酶的基本概念、特性及催化作用原理紧密联系。在此基础上，学生将通过本节课的学习，深入了解固定化酶技术及其在生物技术领域的实际应用，如提高酶的稳定性和重复使用次数，降低生产成本等，使理论知识与实践应用相结合，加深对酶重要性的认识。二、核心素养目标本节课旨在培养学生以下学科核心素养：科学探究、理性思维、生命观念。通过学习固定化酶的制备和应用技术，学生将能运用科学探究方法，设计实验方案，观察和分析实验现象，培养实证意识。在理性思维方面，学生将学会运用已有知识，分析固定化酶技术的原理和影响因素，提高逻辑推理和批判性思维能力。同时，强化生命观念，理解生物技术在生产生活中的应用，认识到酶作为生物催化剂在生物技术中的重要作用，培养对生物科学的热爱和责任感。三、学情分析本节课面向的是高中年级的学生，他们在知识、能力、素质方面具备以下特点：

1.知识层面：学生已经掌握了酶的基本概念、特性及催化作用原理，具备一定的生物学基础。然而，对于固定化酶技术及其在生物技术领域的应用，学生的了解尚浅，需要通过本节课的学习来拓展知识面。

2.能力层面：学生在前期的学习中，已经具备了一定的实验操作能力、观察和分析实验现象的能力。但在设计实验方案、独立思考解决问题方面，部分学生仍存在一定困难。此外，学生在团队合作、沟通交流方面能力参差不齐，对课程学习有一定影响。

3.素质层面：学生在学科素养方面，具备一定的科学探究意识和生命观念，但对理性思维的培养仍有待加强。此外，学生的自主学习能力、批判性思维能力、创新能力等素质方面存在一定差距，对课程学习效果产生影响。

4.行为习惯：学生在课堂上的学习态度总体积极，但仍有个别学生存在注意力不集中、课堂参与度不高的问题。此外，学生在实验操作过程中，存在操作不规范、实验记录不详细等不良习惯，影响实验结果的准确性和学习效果。

针对以上学情，以下措施有利于提高本节课的教学效果：

1.加强课堂互动，引导学生积极参与讨论，提高课堂注意力。

2.在实验教学中，注重培养学生规范的实验操作习惯，提高实验结果的准确性。

3.组织小组合作学习，培养学生团队合作精神，提高沟通交流能力。

4.注重启发式教学，引导学生运用已有知识，培养理性思维和批判性思维能力。

5.结合生活实际，强调固定化酶技术在生物技术领域的应用，激发学生学习兴趣，提高自主学习能力。

6.针对不同能力层次的学生，设计不同难度的教学活动，使全体学生都能在课堂上得到有效的提升。四、教学方法与手段1.教学方法：

(1)讲授法：针对固定化酶的基本原理、制备方法等理论知识点，采用讲授法进行系统讲解，使学生掌握基本概念和关键知识。

(2)讨论法：在讲解固定化酶的影响因素和应用时，组织学生进行小组讨论，鼓励发表见解，培养学生的批判性思维和沟通交流能力。

(3)实验法：通过设计固定化酶实验，让学生亲自动手操作，观察实验现象，提高实验操作能力和科学探究能力。

2.教学手段：

(1)多媒体设备：利用多媒体设备展示固定化酶的原理、制备过程和应用案例，增强学生的直观感受，提高学习兴趣。

(2)教学软件：运用生物学教学软件，模拟固定化酶实验过程，帮助学生更好地理解实验原理和操作步骤，提高教学效果。

(3)网络资源：引导学生利用网络资源查阅相关资料，拓展知识面，培养学生的自主学习能力。

结合教学内容和学生特点，本节课采用以下教学策略：

1.情境创设：通过引入生活实例，创设情境，激发学生对固定化酶技术的好奇心和求知欲。

2.逐步引导：在教学过程中，教师逐步引导学生从理论知识过渡到实验操作，培养学生的实践能力。

3.分层教学：针对不同能力层次的学生，设计不同难度的教学活动，使全体学生都能在课堂上得到有效的提升。五、教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：教师提前发布预习任务，提供相关资料和视频链接，指导学生预习固定化酶的原理和制备方法。

-学生活动：学生通过阅读教材、观看视频，自主学习固定化酶的相关知识，记录疑问。

-教学方法：自主学习法。

-教学手段：网络资源、教学视频。

-作用和目的：培养学生自主学习能力，为课堂学习打下基础，明确学习重难点。

2.课中强化技能

-环节一：基础知识讲解

-教师活动：通过多媒体展示，讲解固定化酶的原理、制备方法及其影响活性的因素。

-学生活动：认真听讲，记录关键信息。

-教学方法：讲授法。

-教学手段：多媒体、PPT。

-作用和目的：帮助学生系统地掌握固定化酶的基础知识。

-环节二：实验操作

-教师活动：演示固定化酶实验操作，强调注意事项。

-学生活动：分组进行实验，观察记录实验现象。

-教学方法：实验法。

-教学手段：实验器材、实验指导书。

-作用和目的：培养学生的实验操作技能，理解固定化酶的应用。

-环节三：讨论与分析

-教师活动：引导小组讨论实验结果，分析影响固定化酶活性的因素。

-学生活动：分享实验结果，讨论分析问题。

-教学方法：讨论法。

-教学手段：小组合作、白板。

-作用和目的：提高学生的分析问题和解决问题的能力，加强团队合作。

3.课后拓展应用

-教师活动：布置作业，要求学生结合生活实际，设计一个固定化酶的应用案例。

-学生活动：完成作业，通过查阅资料，设计应用案例。

-教学方法：探究学习法。

-教学手段：网络资源、图书馆资料。

-作用和目的：激发学生的创新思维，将所学知识应用于实际，提高知识运用能力。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《生物技术概论》：该书详细介绍了生物技术的各个方面，包括固定化酶技术的原理、方法及应用案例，有助于学生更深入地理解固定化酶技术的背景和前景。

-《酶工程》：专业书籍，涵盖了酶的制备、改造和应用等方面的知识，特别是固定化酶技术在工业上的应用，为学生提供了丰富的实例和前沿技术。

-《现代生物技术》：书中涉及生物技术在农业、医药、环境保护等领域的应用，包括固定化酶在内的多种生物技术实践，有助于学生了解固定化酶技术在实际生产中的应用。

2.课后自主学习和探究：

-鼓励学生通过图书馆、学术期刊、专业数据库等资源，进一步研究固定化酶的制备方法及其在生物技术中的应用研究进展。

-学生可以探究固定化酶在不同领域的具体应用，例如在食品工业中如何提高食品安全和品质，在环境保护中如何处理有害物质等。

-学生可以尝试设计小型的固定化酶实验，如在家中利用简单的材料进行固定化酶的制备，观察其催化效果，从而加深对固定化酶技术的理解。

-鼓励学生参加科学竞赛、研究性学习等活动，将固定化酶技术作为研究主题，通过与实际结合的课题，提升解决实际问题的能力。

-组织学生进行实地考察，如参观相关的生物技术企业或研究机构，了解固定化酶技术在实际生产中的运作情况和产业发展趋势。七、教学反思与总结在本节课的教学过程中，我尝试了多种教学方法和策略，取得了一定的效果，但也发现了一些问题。在教学方法上，我采用了讲授、讨论和实验相结合的方式，旨在让学生在掌握固定化酶知识的同时，提高实践操作能力和团队合作精神。从课堂反馈来看，学生们对实验环节表现出浓厚的兴趣，课堂参与度较高。

然而，在课堂管理方面，我发现部分学生在小组讨论时，容易出现话题偏离现象。为此，我将在今后的教学中加强引导，确保讨论紧扣主题。此外，在实验操作过程中，部分学生操作不规范，这也是我需要在今后的教学中加强指导的地方。

在教学总结方面，本节课学生在知识、技能和情感态度方面取得了以下收获：

1.知识方面：学生掌握了固定化酶的原理、制备方法及其在生物技术领域的应用，拓展了知识面。

2.技能方面：通过实验操作，学生提高了实验技能和观察分析能力，学会了团队合作和沟通交流。

3.情感态度方面：学生对生物技术产生了更浓厚的兴趣，认识到生物科学在现实生活中的重要性。

针对教学中存在的问题和不足，我提出以下改进措施和建议：

1.在课堂教学中，加强课堂管理，确保教学活动有序进行。

2.在实验教学中，加强指导，规范学生操作，提高实验效果。

3.注重培养学生的自主学习能力，引导学生课下查阅相关资料，拓宽知识视野。

4.定期进行教学反思，了解学生的学习需求，调整教学策略，以提高教学效果。八、内容逻辑关系①重点知识点：

-固定化酶的原理

-固定化酶的制备方法

-影响固定化酶活性的因素

-固定化酶的应用案例

②关键词：

-固定化

-酶活性

-制备

-应用

③重点句：

-固定化酶技术通过将酶固定在载体上，提高了酶的稳定性和重复使用次数。

-制备固定化酶的方法有物理吸附法、化学键合法和包埋法等。

-固定化酶的活性受载体材料、固定化条件及环境因素等多方面影响。

-固定化酶在食品工业、环境保护和医药领域有着广泛的应用。

板书设计：

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固定化酶技术实践

一、原理

1.提高酶稳定性

2.增加重复使用次数

二、制备方法

1.物理吸附法

2.化学键合法

3.包埋法

三、影响活性因素

1.载体材料

2.固定化条件

3.环境因素

四、应用案例

1.食品工业

2.环境保护

3.医药领域

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板书设计简洁明了，条理清晰，便于学生抓住重点，理解和记忆固定化酶技术的核心知识。典型例题讲解例题1：

问题：简述固定化酶的原理及其优点。

解答：固定化酶的原理是通过将酶固定在载体上，使酶的活性部位暴露在外，而其余部分与载体结合。这样既提高了酶的稳定性，又便于酶的回收和重复使用。固定化酶的优点包括提高酶的稳定性和重复使用次数，降低生产成本，简化生产工艺等。

例题2：

问题：列举三种固定化酶的制备方法。

解答：固定化酶的制备方法主要有物理吸附法、化学键合法和包埋法。物理吸附法是通过物理吸附将酶固定在载体表面；化学键合法是通过共价键将酶与载体连接；包埋法是将酶包裹在载体内部。

例题3：

问题：简述影响固定化酶活性的因素。

解答：影响固定化酶活性的因素包括载体材料、固定化条件及环境因素。载体材料应具有良好的化学稳定性和生物相容性；固定化条