人教版高中生物选修一教案：4.3《酵母菌细胞的固定化》

《酵母细胞的固定化》教学设计
人教版·普通高中课程标准实验教科书·生物·选修1
【教学目标】
1.说出固定化酶和固定化细胞的作业和原理。
2.尝试制备固定化酵母细胞,并利用固定化细胞进行酒精发酵。
【学情分析】
本课题是人教版选修一《生物技术实践》中专题4酶的研究与应用中的内容，学生在必修一里已经学习了有关酶和细胞呼吸的知识,而本课题涉及的固定化细胞技术是这两个知识在生产中的应用。课标中要求尝试制备固定化酶应用,但由于技术要求高,固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用,主要是通过高果糖浆的生产实例来了解。固定化细胞技术难度较低,由于实验条件限制,我也只是通过视频让学生了解固定化酵母细胞技术的操作,然后让学生了解利用固定化细胞技术酿酒。
【教学重点】
制备固定化酵母细胞
【教学难点】
制备固定化酵母细胞
【教学过程】
自主学习与合作探究
知识点一 : 基础知识
（一）课题背景
酶： 优点：催化效率 ，低耗能、低污染,广泛应用各个领域。
问题：对环境条件 ，易失活；很难 ，不能再次利用,提高了生产成本;反应后混合在产物中,如不除去,会影响产品质量。
设想：将酶固定在 的载体上。
固定化酶： 优点：既能 ，也能 ，同时还可以被 利用。
问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中,很多产物的形成都是通过一系列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 。
（二）固定化酶的应用实例
合作探究：
1.在高果糖浆的生产中，未加固定化酶存在哪些问题？
2.结合教材49页图示，说明其工作原理 。
（三）固定化细胞技术
1．概念：固定化酶和固定化细胞是利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。
2．方法： 、 和 法。
合作探究：
1. 概述固定化酶更适合哪种方法？为什么？那么固定化细胞呢？
2. 三种方法从操作角度看，哪种方法更容易？哪种方法对酶活性影响更小？
3. 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？如将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选哪种？反应物为大分子又应选哪种？
4. 包埋法常用的载体是哪些？
知识点二 : 实验设计
制备固定化酵母细胞及发酵流程：
配制 溶液 配制 溶液 混合
冲洗 发酵
合作探究：
1. 如何理解活化？
2. 加热溶化海藻酸钠时注意什么？为什么？
3. 为什么海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞并不断搅拌？
4. 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合液注入CaCl2溶液时应注意什么？
5. 发酵时冲洗2-3次目的是什么？以及发酵的温度，时间各为多少？
知识点三 : 操作提示
合作探究：
回顾酵母细胞固定化及发酵过程，试总结特别要注意哪些问题？
知识点四 : 结果分析与评价
（一）观察凝胶珠的颜色和形状
合格的凝胶珠是淡黄色，形状是圆形或椭圆形；如果制作的凝胶珠 ，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；
如果形成的凝胶珠 ，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
（二）观察发酵的葡萄糖溶液
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。
【达标检测】
1.使用固定化细胞的优点是 ( )
A.能催化大分子物质的水解 　 B．可催化一系列化学反应
C.与反应物易接近 　 D.有利于酶在细胞外发挥作用
2.酶的固定方法不包括 ( )
A. 将酶吸附在固体表面上 B．将酶相互连接起来
C．将酶包埋在细微网格里 D．将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶
3.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制 ( )
A．直接使用酶 B．使用化学方法结合的酶
C．使用固定化细胞 D．使用物理吸附法固定的酶
4.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是 ( )。
A．酶分子很小，易采用包埋法
B．酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶
C．细胞个大，难被吸附或结合
D．细胞易采用包埋法固定
5. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。
A．既能与反应物接触，又能与反应物分离
B．固定在载体上的酶可被反复利用
C．可催化一系列反应
D．酶的活性和稳定性受到限制
6.固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是 ( )。
A．避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
B．固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用
C．促化反应结束后，能被吸收和重复利用
D．细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用
7.关于酵母细胞活化的说法，不正确的是 ( )。
A．酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸
B．酵母细胞活化所需要的时间较短
C．活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态
D．酵母细胞活化后体积增大
8.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是 ( )。
A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量
C．海藻酸钠的浓度过高易形成凝胶珠
D.海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少
9.目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自（ ）
A．化学合成 B动物体内 C植物体内 D微生物体内
10.右图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：
(1)请请在横线上填出各标号名称.①________ ②_________ ③_________。
(2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是___________ _____________,固定化细胞的优点是 。
(3)③的作用是
(4)制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有__________ 或_______________。
11.下图是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：
酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1) 在_______________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物恢复_________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_________。
(2) 影响实验成败的关键步骤是 _______ 。
(3) 观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明 。
如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。
(4) 制备固定化酶不宜用包埋法，原因是 。
【教学反思】
本课题背景中简单介绍了从酶到固定化酶，再到固定化酵母细胞的发展过程，利用自主学习对本知识点做了总结，这一过程体现了科学技术 是不断提出问题和解决问题的过程。其余的知识点都是边自主学习边合作探究，更多的是学生自学的过程。本节的学习自己感触很深：1、为自己的坚持鼓掌，能坚持学生在课堂上表达自己对知识点的理解，达到了培养学生自学的目的。2、通过（2）班的录播课，自己再回头反思自己这节课，心里的想法种种，要不要继续坚持？处于迷惘期的我也急于需要“高人”的指点，可“高人”在哪呢？是谁呢？这就需要自己不断的学习，不断的摸索，寻找高效的、适和学生掌握的学习方法。




①

②

③