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【教学目标】
1.应用“酵母细胞的固定化”实验中获得的技能在新的情境中解决问题;
2.发展学生的科学探究能力。
【教学重点】
1.尝试设计科学可行的实验方案;
2.原生质体的制备、分离的原理和方法。
【教学难点】
原生质体的制备和分离。
【教学准备】
1.材料用具：袋装干酵母、蜗牛酶（或β-葡聚糖酶）、葡萄糖、海藻酸钠、CaCl2、NaCl等;
2.分组：教师将全班56人分成14个小组，对学生进行合作学习技能的培训。
【教学进程】
一、提供信息——分析资料
1.固定化原生质体由于解除了细胞壁的扩散障碍，可增加细胞膜的通透性，有利于细胞内物质的分泌，是胞内酶等细胞内物质的优化生产技术。酵母细胞壁的主要成分是β-葡聚糖。
2.β-葡聚糖酶（β- 1，3 - 1，4 葡聚糖酶）：市售β-葡聚糖酶为淡黄色粉末或棕色液体，专一作用于β-葡聚糖的 1，3 及 1，4 糖苷键，产生 3～5 个葡萄糖单位的低聚糖及葡萄糖;适用温度范围为30～60℃ ，最适温度范围为50～55℃;适用PH范围4.8～7.5 ，最适 PH 范围 6.0～6.5。
3.蜗牛酶：从蜗牛的嗦囊和消化道中制备的混合酶，含纤维素酶、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶等20多种酶，酵母细胞经巯基化合物处理后， 悬浮于PH5.8-7.2等山梨醇溶液中， 每克细胞经30-40mg酶在37℃保温1小时即可溶解细胞壁， 破壁率90%以上;4℃保存。
4.海藻酸鈉凝胶是从海藻中提取获得的藻酸盐，为D-甘露糖醛酸和古洛糖醛酸的线性共聚物，多价阳离子如Ca2 可诱导凝胶形成。
5.在原生质体制备中，宜选用对数期的菌体作为材料。
二、小组讨论——设计方案
1.如何获得酵母细胞的原生质体？
2.获得的原生质体如何保存才能保持活性？能直接置于蒸馏水中吗？
3.如何配制含渗透压稳定剂的高渗缓冲液？能否用磷酸盐配制缓冲液？
4.固定化原生质体的制备与固定化细胞的制备相比，操作程序有何不同？
三、表达交流——完善方案
四、实验操作——实施方案（略）
五、问题探讨——活跃思维
1.固定化原生质体凝胶珠中能否观察到出芽生殖现象？
2.原生质体失去增殖能力，但仍能进行新陈代谢。请根据以上特点，设计实验检测酶解后是否得到了原生质体？
3.能否通过延长酶解时间来提高原生质体的形成率？
六、成果评价
1.一“看”——观察凝胶珠的颜色和形状。
2.二“测”——检测凝胶珠的质量是否合格。
3.三“试”——葡萄糖溶液发酵试验：利用固定化原生质体发酵。
讨论：本实验可通过哪些手段检测发酵结果？
七、实验误差分析及校正
1.制作的凝胶珠成蝌蚪状。
可能的原因一：海藻酸钠溶液浓度过高。
解决方案：虽然严格按教材配方配制，但加热过程中有不少水分挥发使海藻酸钠溶液浓度升高，所以必须加蒸馏水定容至10ml。
可能的原因二：注射器中的溶液推进速度过快，或针筒口离CaCl2液面距离过近，高度不够。
解决方案：反复试验发现：注射器针筒口与CaCl2溶液液面的距离在20-30cm左右，凝胶珠容易成圆形;注射器中的溶液要以恒定速度缓慢地滴加。
2.酒精灯加热溶化海藻酸钠的过程中出现了焦糊。
可能原因：加热太快。
解决方案：加热的火候控制要适宜，应小火或间断加热。实践证明：90℃水浴加热或用高压蒸汽锅加热，能有效地避免焦糊。
3.制作的凝胶珠有部分漂浮在CaCl2溶液表面，经检查发现凝胶珠轻，有气泡。
可能原因：海藻酸钠溶液和酵母细胞混合的过程中速度过快，混合不均匀，使溶液中混有空气。
解决方案：搅拌过程中要匀速、轻柔，如出现气泡就用玻璃棒搅破，就不会出现漂浮的凝胶珠。
4.将制备良好的凝胶珠和40%的葡萄糖溶液混合后，适宜条件下培养，2天后发现无酒味。
可能原因：40%的葡萄糖溶液浓度过大，导致酵母细胞失水过多死亡。
解决方案：将制备好的凝胶珠和10%的葡萄糖溶液混合放入恒温箱培养，2天后出现了酒味。
八、分析与讨论
1.如何获得酵母细胞的原生质体？
2.获得的原生质体如何保存才能保持活性？能直接置于蒸馏水中吗？
3.如何配制含渗透压稳定剂的高渗缓冲液？能否用磷酸盐配制缓冲液？
4.固定化原生质体的制备与固定化细胞的制备相比，操作程序有何不同？
【基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划重点资助2018年度课题“高中生物探究性学习中培养学生的关键能力研究”，No.B-a/2018/02/29。泰州市教育科学“十三五”规划2018年度课题“基于探究性学习的高中生物校本课程开发的研究”，2018jksyiblx008】
1.应用“酵母细胞的固定化”实验中获得的技能在新的情境中解决问题;
2.发展学生的科学探究能力。
【教学重点】
1.尝试设计科学可行的实验方案;
2.原生质体的制备、分离的原理和方法。
【教学难点】
原生质体的制备和分离。
【教学准备】
1.材料用具：袋装干酵母、蜗牛酶（或β-葡聚糖酶）、葡萄糖、海藻酸钠、CaCl2、NaCl等;
2.分组：教师将全班56人分成14个小组，对学生进行合作学习技能的培训。
【教学进程】
一、提供信息——分析资料
1.固定化原生质体由于解除了细胞壁的扩散障碍，可增加细胞膜的通透性，有利于细胞内物质的分泌，是胞内酶等细胞内物质的优化生产技术。酵母细胞壁的主要成分是β-葡聚糖。
2.β-葡聚糖酶（β- 1，3 - 1，4 葡聚糖酶）：市售β-葡聚糖酶为淡黄色粉末或棕色液体，专一作用于β-葡聚糖的 1，3 及 1，4 糖苷键，产生 3～5 个葡萄糖单位的低聚糖及葡萄糖;适用温度范围为30～60℃ ，最适温度范围为50～55℃;适用PH范围4.8～7.5 ，最适 PH 范围 6.0～6.5。
3.蜗牛酶：从蜗牛的嗦囊和消化道中制备的混合酶，含纤维素酶、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶等20多种酶，酵母细胞经巯基化合物处理后， 悬浮于PH5.8-7.2等山梨醇溶液中， 每克细胞经30-40mg酶在37℃保温1小时即可溶解细胞壁， 破壁率90%以上;4℃保存。
4.海藻酸鈉凝胶是从海藻中提取获得的藻酸盐，为D-甘露糖醛酸和古洛糖醛酸的线性共聚物，多价阳离子如Ca2 可诱导凝胶形成。
5.在原生质体制备中，宜选用对数期的菌体作为材料。
二、小组讨论——设计方案
1.如何获得酵母细胞的原生质体？
2.获得的原生质体如何保存才能保持活性？能直接置于蒸馏水中吗？
3.如何配制含渗透压稳定剂的高渗缓冲液？能否用磷酸盐配制缓冲液？
4.固定化原生质体的制备与固定化细胞的制备相比，操作程序有何不同？
三、表达交流——完善方案
四、实验操作——实施方案（略）
五、问题探讨——活跃思维
1.固定化原生质体凝胶珠中能否观察到出芽生殖现象？
2.原生质体失去增殖能力，但仍能进行新陈代谢。请根据以上特点，设计实验检测酶解后是否得到了原生质体？
3.能否通过延长酶解时间来提高原生质体的形成率？
六、成果评价
1.一“看”——观察凝胶珠的颜色和形状。
2.二“测”——检测凝胶珠的质量是否合格。
3.三“试”——葡萄糖溶液发酵试验：利用固定化原生质体发酵。
讨论：本实验可通过哪些手段检测发酵结果？
七、实验误差分析及校正
1.制作的凝胶珠成蝌蚪状。
可能的原因一：海藻酸钠溶液浓度过高。
解决方案：虽然严格按教材配方配制，但加热过程中有不少水分挥发使海藻酸钠溶液浓度升高，所以必须加蒸馏水定容至10ml。
可能的原因二：注射器中的溶液推进速度过快，或针筒口离CaCl2液面距离过近，高度不够。
解决方案：反复试验发现：注射器针筒口与CaCl2溶液液面的距离在20-30cm左右，凝胶珠容易成圆形;注射器中的溶液要以恒定速度缓慢地滴加。
2.酒精灯加热溶化海藻酸钠的过程中出现了焦糊。
可能原因：加热太快。
解决方案：加热的火候控制要适宜，应小火或间断加热。实践证明：90℃水浴加热或用高压蒸汽锅加热，能有效地避免焦糊。
3.制作的凝胶珠有部分漂浮在CaCl2溶液表面，经检查发现凝胶珠轻，有气泡。
可能原因：海藻酸钠溶液和酵母细胞混合的过程中速度过快，混合不均匀，使溶液中混有空气。
解决方案：搅拌过程中要匀速、轻柔，如出现气泡就用玻璃棒搅破，就不会出现漂浮的凝胶珠。
4.将制备良好的凝胶珠和40%的葡萄糖溶液混合后，适宜条件下培养，2天后发现无酒味。
可能原因：40%的葡萄糖溶液浓度过大，导致酵母细胞失水过多死亡。
解决方案：将制备好的凝胶珠和10%的葡萄糖溶液混合放入恒温箱培养，2天后出现了酒味。
八、分析与讨论
1.如何获得酵母细胞的原生质体？
2.获得的原生质体如何保存才能保持活性？能直接置于蒸馏水中吗？
3.如何配制含渗透压稳定剂的高渗缓冲液？能否用磷酸盐配制缓冲液？
4.固定化原生质体的制备与固定化细胞的制备相比，操作程序有何不同？
【基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划重点资助2018年度课题“高中生物探究性学习中培养学生的关键能力研究”，No.B-a/2018/02/29。泰州市教育科学“十三五”规划2018年度课题“基于探究性学习的高中生物校本课程开发的研究”，2018jksyiblx008】