2024-2025學(xué)年高中生物第三章酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐第二節(jié)制備和應(yīng)用固定化酶教學(xué)設(shè)計(jì)蘇教版選修1學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學(xué)年高中生物第三章酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐第二節(jié)制備和應(yīng)用固定化酶教學(xué)設(shè)計(jì)

2.教學(xué)年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時間：2024年10月15日星期二上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時

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親愛的高一（1）班的同學(xué)們，今天我們要一起走進(jìn)生物的奇妙世界，探索酶的奧秘。讓我們一起揭開固定化酶的神秘面紗，看看它是如何改變我們的生活的！????????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。

2.增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，學(xué)習(xí)固定化酶的制備技術(shù)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，通過分析酶的特性，引導(dǎo)學(xué)生對生物科學(xué)問題進(jìn)行深入思考。

4.提高學(xué)生的社會責(zé)任感，認(rèn)識到酶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生為社會發(fā)展貢獻(xiàn)科學(xué)力量的熱情。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了酶的基本概念、酶的特性和作用，以及酶在生物體內(nèi)的功能。此外，對于酶促反應(yīng)的原理和影響酶活性的因素也有一定的了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

高一學(xué)生對生物學(xué)科充滿好奇心，對實(shí)驗(yàn)操作有較高的興趣。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠快速吸收新知識。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)操作來學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更傾向于理論學(xué)習(xí)和邏輯推理。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在制備和應(yīng)用固定化酶的過程中，學(xué)生可能會遇到實(shí)驗(yàn)操作不熟練、數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符等問題。此外，對于酶的特性以及固定化酶技術(shù)的原理，部分學(xué)生可能存在理解上的困難，需要教師耐心引導(dǎo)和解釋。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《蘇教版高中生物選修1》教材，以便查閱相關(guān)理論知識。

2.輔助材料：準(zhǔn)備酶的分子結(jié)構(gòu)圖、固定化酶的制備過程視頻、相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作步驟圖等多媒體資源，以輔助教學(xué)。

3.實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)操作臺、酶反應(yīng)混合液、固定化酶載體、試管、移液器等實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

4.教室布置：布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)，確保實(shí)驗(yàn)操作臺整潔，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)氛圍。教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-**活動**：播放一段關(guān)于生物技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用的視頻，如酶制劑在食品加工、醫(yī)藥制造中的應(yīng)用。

-**提問**：“同學(xué)們，視頻中提到了哪些生物技術(shù)的應(yīng)用？你們認(rèn)為這些技術(shù)在我們的生活中起到了什么作用？”

-**目的**：激發(fā)學(xué)生對酶應(yīng)用技術(shù)的興趣，引出本節(jié)課的主題。

二、講授新課（20分鐘）

1.**酶的應(yīng)用概述（5分鐘）**

-**講解**：介紹酶的概念、特性以及在生物體中的作用。

-**提問**：“什么是酶？酶有哪些特性？請舉例說明酶在生物體中的作用。”

-**目的**：幫助學(xué)生復(fù)習(xí)酶的基本知識。

2.**固定化酶的制備原理（10分鐘）**

-**講解**：介紹固定化酶的制備原理、方法和步驟。

-**演示**：展示固定化酶的制備過程視頻。

-**討論**：“固定化酶有哪些優(yōu)點(diǎn)？如何制備固定化酶？”

-**目的**：讓學(xué)生理解固定化酶的制備原理，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作做準(zhǔn)備。

3.**固定化酶的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（5分鐘）**

-**講解**：介紹固定化酶在特定實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，如催化反應(yīng)。

-**提問**：“固定化酶在催化反應(yīng)中有什么優(yōu)勢？”

-**目的**：讓學(xué)生了解固定化酶在實(shí)際應(yīng)用中的價值。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.**實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)（5分鐘）**

-**活動**：學(xué)生分組進(jìn)行固定化酶的制備實(shí)驗(yàn)。

-**指導(dǎo)**：教師巡回指導(dǎo)，確保學(xué)生操作規(guī)范。

-**目的**：通過實(shí)驗(yàn)操作鞏固學(xué)生對固定化酶制備的理解。

2.**討論與提問（5分鐘）**

-**討論**：“固定化酶在工業(yè)生產(chǎn)中有哪些具體應(yīng)用？”

-**提問**：“如何提高固定化酶的催化效率？”

-**目的**：培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和問題解決能力。

四、課堂提問（5分鐘）

-**提問**：“今天我們學(xué)習(xí)了固定化酶的制備和應(yīng)用，你們認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)對我們的生活有哪些影響？”

-**討論**：學(xué)生分組討論，分享自己的觀點(diǎn)。

-**目的**：培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和表達(dá)能力。

五、師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘）

-**活動**：教師提問，學(xué)生回答，并邀請學(xué)生上臺演示實(shí)驗(yàn)操作。

-**目的**：加強(qiáng)師生之間的互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

六、總結(jié)與拓展（5分鐘）

-**總結(jié)**：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)固定化酶的重要性和應(yīng)用價值。

-**拓展**：介紹固定化酶在未來的發(fā)展趨勢和潛在應(yīng)用。

-**目的**：激發(fā)學(xué)生對生物科學(xué)的興趣，拓展學(xué)生的知識面。

總用時：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.**知識掌握程度**：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述酶的概念、特性和作用，以及酶在生物體中的重要性。

-學(xué)生理解并掌握了固定化酶的制備原理、方法和步驟，能夠區(qū)分固定化酶與傳統(tǒng)酶的區(qū)別。

-學(xué)生熟悉了固定化酶在催化反應(yīng)中的應(yīng)用，能夠舉例說明固定化酶在工業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。

2.**實(shí)驗(yàn)操作技能**：

-學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，提高了實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，學(xué)會了固定化酶的制備方法。

-學(xué)生能夠熟練使用實(shí)驗(yàn)器材，如試管、移液器等，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)操作技能。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)了細(xì)致觀察、認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

3.**科學(xué)探究能力**：

-學(xué)生通過參與實(shí)驗(yàn)，學(xué)會了科學(xué)探究的方法，能夠運(yùn)用科學(xué)思維解決問題。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)了獨(dú)立思考、合作交流的能力，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

-學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果與理論知識相結(jié)合，提出自己的觀點(diǎn)和假設(shè)。

4.**批判性思維能力**：

-學(xué)生在討論和提問環(huán)節(jié)中，能夠提出有針對性的問題，并對問題進(jìn)行深入思考。

-學(xué)生能夠?qū)潭ɑ讣夹g(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，形成自己的觀點(diǎn)。

-學(xué)生在解決問題的過程中，培養(yǎng)了批判性思維和創(chuàng)新能力。

5.**社會責(zé)任感**：

-學(xué)生認(rèn)識到固定化酶技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，增強(qiáng)了為社會發(fā)展貢獻(xiàn)科學(xué)力量的意識。

-學(xué)生關(guān)注生物科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，激發(fā)了探索未知、追求科學(xué)真理的熱情。

-學(xué)生在了解固定化酶技術(shù)的應(yīng)用過程中，培養(yǎng)了節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的意識。

6.**核心素養(yǎng)提升**：

-學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中，提升了生物科學(xué)素養(yǎng)，為將來從事相關(guān)領(lǐng)域的工作奠定了基礎(chǔ)。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和討論環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)了科學(xué)探究、團(tuán)隊(duì)合作、批判性思維等核心素養(yǎng)。

-學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的能力，為未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.**情境化教學(xué)**：在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我嘗試通過播放與生活密切相關(guān)的視頻，讓學(xué)生感受到生物技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，這樣的情境化教學(xué)能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.**互動式教學(xué)**：在課堂提問和討論環(huán)節(jié)，我鼓勵學(xué)生積極參與，提出自己的觀點(diǎn)，這種互動式教學(xué)不僅提高了學(xué)生的參與度，也鍛煉了他們的表達(dá)能力和批判性思維。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.**實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)**：在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)步驟的理解不夠深入，操作不夠熟練。這可能是由于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)不夠細(xì)致，或者學(xué)生個體差異導(dǎo)致的。

2.**課堂管理**：在課堂討論環(huán)節(jié)，有時會出現(xiàn)討論過于熱烈，導(dǎo)致課堂秩序難以維持的情況。這表明我在課堂管理方面還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

3.**評價方式單一**：目前的評價方式主要依賴于實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課堂表現(xiàn)，缺乏對學(xué)生個體差異的充分考慮，這可能會影響評價的公正性和有效性。

反思改進(jìn)措施（三）

1.**細(xì)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)**：在實(shí)驗(yàn)操作前，我將提供更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，確保每位學(xué)生都能清楚理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒僮鞣椒āＭ瑫r，對于操作難度較高的部分，我將進(jìn)行示范操作，并耐心解答學(xué)生的疑問。

2.**優(yōu)化課堂管理**：為了更好地管理課堂，我計(jì)劃在討論環(huán)節(jié)設(shè)置明確的規(guī)則，如輪流發(fā)言、尊重他人意見等，以保持課堂秩序。此外，我會加強(qiáng)對課堂紀(jì)律的監(jiān)控，確保每位學(xué)生都能專注于學(xué)習(xí)。

3.**多元化評價方式**：為了更全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，我將引入多元化的評價方式，如課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論參與度等，同時也會考慮學(xué)生的個體差異，給予個性化的評價和建議。

4.**加強(qiáng)校企合作**：為了讓學(xué)生更好地了解固定化酶技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，我計(jì)劃與相關(guān)企業(yè)合作，邀請專業(yè)人士來校進(jìn)行講座或指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，提高他們的職業(yè)技能。課堂課堂評價是確保教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，以下是我對課堂評價的詳細(xì)規(guī)劃：

1.**提問評價**：

-在講授新課的過程中，我將通過提問來檢驗(yàn)學(xué)生對知識的理解和掌握程度。例如，在講解固定化酶的制備原理時，我會提出如“固定化酶與游離酶相比有哪些優(yōu)勢？”等問題，觀察學(xué)生的回答是否能準(zhǔn)確反映出他們對知識點(diǎn)的理解。

-**實(shí)施方式**：我將記錄學(xué)生的回答，并給予即時的反饋，對于回答正確的學(xué)生給予表揚(yáng)，對于回答不準(zhǔn)確的學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)。

2.**觀察評價**：

-在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，我將通過觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程來評估他們的實(shí)驗(yàn)技能和安全性意識。

-**實(shí)施方式**：我會逐一檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄，確保他們按照操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時注意實(shí)驗(yàn)過程中的安全規(guī)范。

3.**小組討論評價**：

-在小組討論環(huán)節(jié)，我將評估學(xué)生之間的合作能力、溝通能力和問題解決能力。

-**實(shí)施方式**：我會觀察學(xué)生在討論中的表現(xiàn)，包括是否能夠積極參與、是否能夠提出建設(shè)性意見、是否能夠尊重他人觀點(diǎn)等。

4.**實(shí)驗(yàn)報(bào)告評價**：

-學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，需要提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，我將通過報(bào)告的內(nèi)容和格式來評價他們的實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)分析能力。

-**實(shí)施方式**：我會詳細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉襟E、結(jié)果和討論等部分，確保報(bào)告的完整性和準(zhǔn)確性。

5.**課堂表現(xiàn)評價**：

-課堂表現(xiàn)包括學(xué)生的出勤情況、課堂參與度、遵守紀(jì)律等方面。

-**實(shí)施方式**：我會記錄學(xué)生的課堂表現(xiàn)，包括積極參與討論、認(rèn)真聽講、按時完成作業(yè)等。

6.**形成性評價**：

-我將定期進(jìn)行形成性評價，通過小測驗(yàn)、作業(yè)和課堂表現(xiàn)來評估學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。

-**實(shí)施方式**：我會設(shè)計(jì)一些針對性的小測驗(yàn)，以評估學(xué)生對關(guān)鍵知識點(diǎn)的掌握情況。

7.**總結(jié)性評價**：

-在課程結(jié)束時，我將通過期末考試或項(xiàng)目展示來評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

-**實(shí)施方式**：期末考試將包括選擇題、簡答題和實(shí)驗(yàn)操作題，以全面評估學(xué)生的知識應(yīng)用能力。課后作業(yè)1.**實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題**：

設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案，用于比較游離酶和固定化酶在催化同一化學(xué)反應(yīng)時的效率差異。

-**答案**：實(shí)驗(yàn)方案如下：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^游離酶和固定化酶在催化同一化學(xué)反應(yīng)（如酯水解反應(yīng)）時的效率。

-實(shí)驗(yàn)材料：游離酶、固定化酶、底物（酯類化合物）、反應(yīng)容器、溫度計(jì)、計(jì)時器等。

-實(shí)驗(yàn)步驟：

1.分別將游離酶和固定化酶加入等量的底物中。

2.控制反應(yīng)條件（如溫度、pH值）相同。

3.同時開始計(jì)時，記錄反應(yīng)完成所需時間。

4.比較游離酶和固定化酶催化反應(yīng)的效率。

2.**案例分析題**：

分析固定化酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用案例，討論其優(yōu)勢和局限性。

-**答案**：案例：固定化酶在牛奶發(fā)酵中的應(yīng)用。

-優(yōu)勢：

-提高酶的穩(wěn)定性，延長酶的使用壽命。

-方便酶的回收和再利用，降低生產(chǎn)成本。

-減少酶對環(huán)境的污染。

-局限性：

-固定化酶的制備成本較高。

-固定化酶的催化效率可能低于游離酶。

3.**計(jì)算題**：

假設(shè)某固定化酶的比活性為200U/mg，若制備1000U的固定化酶，需要多少mg的酶原？

-**答案**：比活性是指每單位質(zhì)量酶所具有的酶活性單位數(shù)。計(jì)算公式為：酶活性（U）=比活性（U/mg）×酶原質(zhì)量（mg）。

-酶活性=1000U

-比活性=200U/mg

-酶原質(zhì)量=酶活性/比活性=1000U/200U/mg=5mg

-因此，需要5mg的酶原。

4.**簡答題**：

解釋固定化酶的制備過程中，如何提高酶的穩(wěn)定性？

-**答案**：提高固定化酶穩(wěn)定性的方法包括：

-選擇合適的固定化材料，如交聯(lián)聚合物、纖維素等，這些材料具有良好的生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度。

-控制固定化條件，如pH值、溫度、固定化時間等，以減少酶的變性。

-選擇合適的酶和底物，確保酶與底物之間的相互作用穩(wěn)定。

5.**討論題**：

固定化酶技術(shù)在未來的發(fā)展中可能面臨哪些挑戰(zhàn)？如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)？

-**答案**：固定化酶技術(shù)在未來的發(fā)展中可能面臨的挑戰(zhàn)包括：

-提高固定化酶的催化效率和穩(wěn)定性。

-降低固定化酶的制備成本。

-開發(fā)新型固定化材料，以適應(yīng)不同酶的特性。

-應(yīng)對挑戰(zhàn)的措施包括：

-研究和開發(fā)新型固定化材料，提高固定化酶的性能。

-優(yōu)化固定化酶的制備工藝，降低成本。

-加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，為固定化酶技術(shù)的發(fā)