1、人教版高中生物选修一专题人教版高中生物选修一专题4 4教学目标通过对原有实验的改进培养创造性思维和批判性思维培养科学探究精神；领悟“设计实验、交流讨论”等科学探究方法认同酶是由活细胞产生的；理解细胞固定化原理；致力于改善工业生产体系，设计工业生产装置预实验找问题，学生小组合作，实验探究改进小组展示成果，自评与互评，提出最终方案教学设计突破教材限制，完善实验体系 酶酶课题背景固定化酶固定化酶固定化细胞固定化细胞多孔性载体多孔性载体凝胶珠凝胶珠海藻酸钠海藻酸钠Ca2+海藻酸钙海藻酸钙（溶于水）（溶于水）（不溶于水）（不溶于水）活化活化酵母细胞酵母细胞制备制备凝胶珠凝胶珠酒精酒精发酵发酵产物产物检测
2、检测间断加热间断加热蒸馏水活化蒸馏水活化注射器制备注射器制备观察气泡、观察气泡、闻酒味闻酒味锥形瓶装置锥形瓶装置2525，24h24h问题一问题一 海藻酸钠溶解易焦糊海藻酸钠溶解易焦糊间歇加热：时间长，水分散失较多，易焦糊间歇加热：时间长，水分散失较多，易焦糊教材教材P P5151焦糊焦糊溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测问题二问题二 酵母细胞活化效果差酵母细胞活化效果差教材教材P P5050溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测问题三问题三 凝胶珠制备困难凝胶珠制备困难教材教材P P5151拖尾严重，大小不一拖尾严重，大小不一注射器的推进速度难以把控注射器的推进速
3、度难以把控溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测教材教材P P5151问题四问题四 酒精发酵时间长酒精发酵时间长25，发酵，发酵24h产生气泡、凝胶珠上浮产生气泡、凝胶珠上浮发酵起始发酵起始溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测问题五问题五 缺乏有效方法检测发酵产物缺乏有效方法检测发酵产物教材教材P P5151溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测小组探究小组探究 课堂展示课堂展示简易水浴加热装置简易水浴加热装置改进一改进一 简易水浴加热装置促溶海藻酸钠简易水浴加热装置促溶海藻酸钠温控水浴加热装置温控水浴加热装置溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物
4、检测改进二改进二 使用葡萄糖溶液活化酵母细胞使用葡萄糖溶液活化酵母细胞01%3%5%10%012345活化液高度活化液高度（cm）葡萄糖葡萄糖质量分数质量分数溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测改进三改进三 自动化装置制备凝胶珠自动化装置制备凝胶珠自动化，但速度慢自动化，但速度慢溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测出样端出样端进样端进样端蠕动泵装置蠕动泵装置溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测注射器注射器 输液器输液器 蠕动泵蠕动泵改进改进改进改进25，发酵，发酵24h凝胶珠凝胶珠+葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡
5、萄糖优点：优点：装置简单，易操作；装置简单，易操作；观察气体更为直观观察气体更为直观缺点：缺点：密封性差；密封性差；无法保证无氧环境；无法保证无氧环境；发酵时间长；发酵时间长；收集、检测气体困难收集、检测气体困难改进四改进四 酒精发酵装置酒精发酵装置溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测起点起点终点终点发酵时长：发酵时长：15 min优点：优点：发酵体系发酵体系:150ml :150ml 30ml30ml发酵时间发酵时间:24h :24h 15min15min便于收集、检测气体便于收集、检测气体定量监测发酵速度定量监测发酵速度锥形瓶锥形瓶 塑料袋塑料袋 注射器注射器+输液器输液器改
6、进改进改进改进溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测改进五改进五 颜色反应检测发酵产物颜色反应检测发酵产物酒精检测酒精检测 CO2检测检测 观察法观察法 颜色反颜色反应应改进改进溶解海藻酸钠活化酵母细胞制备凝胶珠酒精发酵产物检测第一步第一步5%5%葡萄糖葡萄糖溶液溶液活化酵母细胞活化酵母细胞第二步第二步水浴促溶水浴促溶海藻酸钠海藻酸钠第三步第三步 蠕动泵蠕动泵制备凝胶珠制备凝胶珠第四步第四步第五步第五步注射器注射器+输液器输液器作发酵装置作发酵装置颜色反应颜色反应检测检测COCO2 2和酒精和酒精提出最终方案提出最终方案课后延伸能否使用其他包埋剂能否使用其他包埋剂替代海藻酸钠呢？替
7、代海藻酸钠呢？固定化酵母和未固定酵固定化酵母和未固定酵母哪个发酵效率更高呢？母哪个发酵效率更高呢？固定化固定化未固定未固定拖尾状的凝胶珠是否拖尾状的凝胶珠是否会影响发酵效率呢？会影响发酵效率呢？圆形圆形异形异形延伸一延伸一 比较未固定酵母与固定化酵母的发酵效果比较未固定酵母与固定化酵母的发酵效果未固定酵母未固定酵母固定化酵母固定化酵母气泡多气泡多气泡少气泡少未固定酵母未固定酵母固定化酵母固定化酵母固定化酵母不易与反应物接触，导致发固定化酵母不易与反应物接触，导致发酵效率下降；酵效率下降；固定化酵母发酵后溶液澄清，且固定固定化酵母发酵后溶液澄清，且固定化酵母细胞便于回收利用；化酵母细胞便于回收利
8、用；浑浊浑浊 澄清澄清使学生辩证的认识固定化细胞技术优劣使学生辩证的认识固定化细胞技术优劣性性延伸二延伸二 探究凝胶珠形状是否影响发酵效率探究凝胶珠形状是否影响发酵效率发酵发酵20min后后 异形异形 圆形圆形圆形凝胶珠发酵效率更高圆形凝胶珠发酵效率更高 异形（注射器制作）异形（注射器制作）圆形（蠕动泵制作）圆形（蠕动泵制作）延伸三延伸三 使用琼脂糖固定酵母细胞使用琼脂糖固定酵母细胞302520151050到达反应终点所到达反应终点所需时间（需时间（min）3%4%5%6%琼脂糖琼脂糖浓度浓度5%5%琼脂糖凝胶块发酵效率最高琼脂糖凝胶块发酵效率最高5%琼脂糖琼脂糖1.1.蠕动泵实现了凝胶珠制备的自动化、标准化蠕动泵实现了凝胶珠制备的自动化、标准化2.2.新型发酵装置缩短发酵时间新型发酵装置缩短发酵时间(24h15min)(24h15min)3.3.辩证的认识了固定化细胞技术的优劣性辩证的认识了固定化细胞技术的优劣性教学反思
