探究酵母菌的呼吸方式教案

1、探究醉母菌的呼吸方式孫暉、張蓿蓿、陳小婕、陳徐羽心一、教材分析：在新課程人教版高中必修一分子與細(xì)胞教材中，有一個很重要的探究實驗：探究酵母菌的呼吸方式。教材對該實驗僅提供實驗原理、參考案例和相關(guān)的參考資料。二、學(xué)情分析：學(xué)生一般都有親身經(jīng)歷過或看到做泡菜、做酸奶等與發(fā)酵有關(guān)的活動，但是不清楚其反映的過程。三、教學(xué)目標(biāo)：.知識與技能(1)知道酵母菌有氧呼吸與無氧呼吸的不同條件和產(chǎn)物；(2)描述酵母菌細(xì)胞呼吸的過程，說出細(xì)胞呼吸的本質(zhì)(3)能夠運用酵母菌呼吸對比裝置的搭建技巧.過程與方法(1)能正確搭建酵母菌細(xì)胞呼吸實驗的裝置(2)用表格方式記錄觀察到的現(xiàn)象.情感態(tài)度與價值觀(1)學(xué)會小組合作、共

2、享實驗方案(2)形成探究實驗思路，養(yǎng)成尊重實驗事實的習(xí)慣四、重難點：【重點】：掌握酵母菌細(xì)胞呼吸的方式與差別【難點】：設(shè)計、進(jìn)行實驗，對實驗結(jié)果做出分析與判斷。五、器材準(zhǔn)備：酵母菌培養(yǎng)液、錐形瓶五個、橡皮球、玻璃導(dǎo)管數(shù)根、澄清石灰水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%勺氫氧化鈉溶液、重銘酸鉀溶液、濃硫酸(95%-97%六、教學(xué)過程:教學(xué)內(nèi)容教師行為學(xué)生活動一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入張：提出生活中的問題引導(dǎo)學(xué) 生描述：家庭如何蒸饅頭？如何 釀酒？蒸熟的饅頭為什么比較松 軟？酒的主要成分是酒精，它是 酵母菌在什么條件下產(chǎn)生的？酒 精和一氧化碳是酵母菌在有氧條學(xué)生甲、乙分別闡述 家庭蒸饅頭和釀酒的 過程。學(xué)生根據(jù)初中生物 學(xué)知識和

3、生活經(jīng)驗，嘗 試作出各種假設(shè)：二、新課講解活動一：設(shè)計實驗方案件下還是無氧條件下產(chǎn)生的？讓學(xué)生做出假設(shè)，教師對其 進(jìn)行歸納。剛才同學(xué)們提出了很多的疑問， 在這些問題中，我們選擇一兩個 問題來進(jìn)行探究。1、酵母菌能使糖類發(fā)酵產(chǎn)生酒 精，但是不清楚是在有氧條件下 還是在無氧條件下進(jìn)行，那我們 可以提出問題，酒精是酵母菌什 么條件下產(chǎn)生的？2、酵母菌的呼吸會產(chǎn)生二氧化 碳，但不同條件下產(chǎn)生的二氧化 碳是否一樣多呢？在提出問題之后，我們要根據(jù)問 題做出假設(shè)，我們應(yīng)該作什么樣 的假設(shè)呢？（學(xué)生回答）孫：假設(shè)：酵母菌在有氧呼吸時 產(chǎn)生CO2在無氧呼吸時產(chǎn)生 CO2 和酒精。接下來，我們要通過實驗來驗證 假

4、設(shè)。我們可將上面的兩個假設(shè) 合成一個假設(shè)，即酵母菌在有氧 和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼 吸。因為只有這個假設(shè)成立，其 呼吸產(chǎn)物有差別的假設(shè)成立。那 如何設(shè)計實驗?zāi)?？首先我們?yīng)該明確實驗的目的， 是驗證有氧和無氧下能否進(jìn)行呼 吸的問題。因此應(yīng)該設(shè)計兩個實 驗組：有氧條件和無氧條件。思考討論：1、本實驗的自變量、 因變量、無關(guān)變量是什么？學(xué)生甲：CO2是酵母菌 在有氧條件下產(chǎn)生的， 酒精是酵母菌在無氧 條件下產(chǎn)生的；學(xué)生 乙：CO2是酵母菌在無 氧條件下產(chǎn)生的，酒精 是酵母菌在有氧條件 下產(chǎn)生的；學(xué)生丙：CO2 和酒精都是酵母菌在 有氧條件下產(chǎn)生的；學(xué) 生丁： CO開口酒精都是 酵母菌在無氧條件下

5、產(chǎn)生的。自變量：是否有氧氣因變量：CO2酒精2、如何控制有氧和無氧的條件？無關(guān)：密閉；持續(xù)通氣活動二：實施方案，做實驗3、怎樣鑒定后無酒精產(chǎn)生？怎樣 鑒定后尢二氧化碳廠生？如何比 較一氧化碳產(chǎn)生的多少？分別向兩支試管滴加 0.5ml的酸性重需酸鉀 溶液并輕輕振蕩，混合 均勻，觀察試管中溶液 顏色的變化。觀察澄清石灰水是否 變渾濁；渾濁程度。小婕：明確以上問題后，開始設(shè) 計實驗，進(jìn)行實驗。由于條件的 限制，我們就以某小組的實驗方 案為例來進(jìn)行學(xué)習(xí)。材料用具：活性酵母菌、5%勺葡 萄糖溶液，澄清的石灰水、酸性 重銘酸鉀溶液、澳麝香草酚監(jiān)水 溶液、橡皮球、錐形瓶、彎頭玻 璃管、試管、滴管等實驗步驟：

6、1、用A、B兩個錐形瓶裝入配 制好的等量酵母菌培養(yǎng)液；2、為檢驗兩瓶是否有氣體產(chǎn)生， 橡皮塞上均插入一玻璃管，A瓶另加一只玻璃管，并用橡皮球通 過玻璃管向錐形瓶內(nèi)吹氣，以保 證A瓶有氧氣存在，B瓶無氧；3、將A、B瓶分別與裝有澄清 的石灰水的錐形瓶相連，觀察澄 清石灰水是否父渾濁。請問有氧呼吸裝置中氫氧化鈉 溶液的作用是什么？ 一段時間以 后。觀察兩個裝置中的澄清石灰根據(jù)課堂所學(xué)，思考回 答問題，及時發(fā)現(xiàn)不足 之處水的渾濁程度，并做好記錄。4、檢測A、B錐形瓶中是否有 酒精生成：取兩支潔凈試管，做 好標(biāo)記，分別從兩個錐形瓶中取 出2ml酵母菌培養(yǎng)液，分別向兩 支試管滴加 0.5ml的酸性重銘酸

7、 鉀溶液并輕輕振蕩，混合均勻， 觀察試管中溶液顏色的變化。結(jié) 果是：取自A瓶的培養(yǎng)液沒有變 色，取自B瓶的培養(yǎng)液變成了灰 綠色，說明有酒精生成。活動三：分析實驗結(jié)果，得出結(jié) 論。羽心：分析結(jié)果得到結(jié)論：通過 對以上實驗結(jié)果的分析，可得到以下結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下均能 進(jìn)行細(xì)胞呼吸，均能產(chǎn)生二氧化在有氧的條件下，酵母菌通過細(xì) 胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳； 在無氧的條件下，酵母菌通過細(xì) 胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的二氧化到此我們的實驗結(jié)論就得到了， 但是同學(xué)們你們在該實驗過程中 是否發(fā)現(xiàn)了問題?；蛘邔υ搶嶒?是否有什么疑問呢？（提示：實 驗設(shè)計原則：對照組實驗）該實 驗缺少對照，繼續(xù)探究：有人認(rèn)為

8、：實驗裝置 中酒精和二氧化碳的產(chǎn)生是葡萄 糖水溶液的純化學(xué)反應(yīng)，與酵母 菌無關(guān)，你如何看待這種觀點？ 進(jìn)一步補充實驗裝置，增加對照 組實驗。教師總結(jié)：在該實驗中我們設(shè)置 了兩個實驗組，像這樣設(shè)置兩個 或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)三、本課總結(jié)1.酵母菌的呼吸方式（有氧呼吸 和無氧呼吸）果的比較分析，來探究某種因素 與實驗對象的關(guān)系，這樣的實驗 叫做對比實驗。對比實驗也是科 學(xué)探究中常用的方法之一。 另外, 該實驗的無關(guān)變量很多，必須嚴(yán) 格控制，要平衡和消除無關(guān)變量 對實驗的影響，對照試驗是最好 的方法。張：通過以上的探究實驗，我們 得知酵母菌有兩種呼吸方式，實 際上這也是自然界的生物的呼吸 方式

9、。CbHizOb+ZADP + 2Pi2.有氧，無氧呼吸的對比四、整理實驗臺罵 2c2H5OHSCO2 + 2ATPCsHuQb 書 8ADP+6O2+附0+3EPi6CO2+12H2O+38ATP自三爐嗚-無三戶明呼物S所W于塞在掙粒用內(nèi)布利醫(yī)串幣念有莒工不當(dāng)費分解一枷C02?已注隅海瘠.小芾在校和枝m試驗結(jié)束后，收拾實驗臺面，把 實驗器具放回原來的位置七、板書設(shè)計:探究酵母菌的呼吸方式無市中愁1甲眄笛主妻在找國體內(nèi)罪用后緊的把L篇窄j苧許不需基薛產(chǎn)四+002.由 M03當(dāng) 32H&CJH-猿版闔詈+情如豐眇*-八、教學(xué)反思:探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式教材分析探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式選自新課程

10、人教版高中生物必修1分子與細(xì)胞中的第5 章第 3 節(jié) ATP 的主要來源細(xì)胞呼吸。探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式是本節(jié)教學(xué)的難點，是在學(xué)習(xí)第二節(jié)”細(xì)胞的能量通貨一一ATP的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)“ ATP-主要來源一一細(xì)胞呼吸”，結(jié)合探究“酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”進(jìn)一步理解細(xì)胞呼吸的條件、 產(chǎn)物和類型， 通過酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究， 學(xué)生認(rèn)識到有氧呼吸和無氧呼吸的條件和生成的產(chǎn)物， 為后面學(xué)習(xí)“細(xì)胞呼吸的過程”知識作以必要的知識鋪墊。本節(jié)教材在簡要介紹細(xì)胞呼吸概念之后， 設(shè)計實驗探究, 幫助學(xué)生體驗探究過程, 學(xué)習(xí)實驗方法， 主動建構(gòu)知識和概念。有利于培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、思維能力和實驗?zāi)芰?，充分體現(xiàn)了新課

11、標(biāo)的要求。本章節(jié)的教材知識與日常生產(chǎn)生活有較多聯(lián)系，有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用的能力。二、教學(xué)思路酵母菌是一種單細(xì)胞真菌， 在有氧和無氧的條件下都能生存， 屬于兼性厭氧菌， 因此便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式。 本節(jié)教學(xué)運用了探究性實驗的一般步驟，包括：提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計實驗，實驗操作以及得出結(jié)論，交流討論等。 引導(dǎo)學(xué)生從生活情境中提出問題并作出假設(shè)， 通過同桌討論， 師生合作共同設(shè)計實驗方案，明確實驗變量，讓學(xué)生親手進(jìn)行實驗操作。產(chǎn)物C2H5OH 的檢測需要排除由C6H12。6造成的干擾，這需要較長時間，所以在本節(jié)課教學(xué)中舍棄對 C2H5OH 的檢測。 另外， 采用朗威數(shù)字化

12、信息采集系統(tǒng)中的二氧化碳傳感器檢測 CO2 的含量，讓學(xué)生感受到實驗室內(nèi)數(shù)字化設(shè)備帶來的便捷。 實驗結(jié)束后學(xué)生交流實驗結(jié)果。在整個實驗教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于思考，使課堂呈現(xiàn)出自主、探究和合作的學(xué)習(xí)方式，激發(fā)了他們探究實驗的興趣，并領(lǐng)悟了探究實驗的方法、 步驟。 通過探究， 學(xué)生認(rèn)識到有氧呼吸和無氧呼吸的條件和生成產(chǎn)物， 為后面學(xué)習(xí)有氧呼吸和無氧呼吸打下基礎(chǔ)， 另外培養(yǎng)了他們交流與合作的能力、動手操作的能力、創(chuàng)造性思維的能力和探究實驗的能力， 達(dá)到 了有效教學(xué)的目的。三.學(xué)情分析高一學(xué)生在初中學(xué)習(xí)過相關(guān)內(nèi)容，對細(xì)胞呼吸知識有一定的淺層次的了解，經(jīng) 過高中前階段生物課程的學(xué)習(xí)

13、，學(xué)生已經(jīng)掌握線粒體的結(jié)構(gòu)和功能、糖類的功能 等知識，對細(xì)胞呼吸有了進(jìn)一步的了解，但對細(xì)胞怎樣利用糖類還不清楚。另一方 面，部分學(xué)生思維靈活，探究意識強，欲望高，但也有部分學(xué)生習(xí)慣被動地接受知識， 還不具備進(jìn)行獨立探究能力。因此在教學(xué)中探究能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上， 一定要注意 面向全體學(xué)生，積極調(diào)動學(xué)生的全員參與意識。四、教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：1.知道酵母菌在在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生，并且在有氧條件 下產(chǎn)生的多；2.掌握對比實驗的設(shè)計方法。能力目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生探究能力，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展；提高學(xué)生合作、交流 以及自主學(xué)習(xí)的能力；2.嘗試自行設(shè)計實驗，提高知識遷移能力。情感、態(tài)度與價值觀：1.體驗生物科

14、學(xué)的價值，關(guān)注生產(chǎn)生活實踐；2.樂于學(xué) 習(xí)生物學(xué)，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。五、教學(xué)重難點教學(xué)重點：關(guān)于酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”探究實驗教學(xué)難點：酵母菌細(xì)胞呼吸的實驗設(shè)計與分析對比性實驗設(shè)計的方法。教學(xué)活動的組織六、實驗器材及試劑朗威數(shù)據(jù)采集器、CO2傳感器、支口試管、單孔橡皮塞、5ml注射器、大小 燒杯、酵母粉、5% C6H12。6、植物油、計算機等。七、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師行為學(xué)生活動設(shè)計意圖提問：我在講課、你們在聽課的過程 中需要消耗能量，細(xì)胞內(nèi)提供能量 的細(xì)胞器是什么？線粒體為什么可以提供能量？提出：細(xì)胞內(nèi)有機物的氧化分解過程 叫做細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸作用一定 需

15、要O2嗎？在無氧條件下能不能 發(fā)生，大家可能都提過這樣的問題, 今天，就讓我們通過實驗來解開心 中的疑惑，一起來探究細(xì)胞呼吸的 方式。實驗材料的選擇是實驗成功與 否的關(guān)鍵，細(xì)胞呼吸是生物所共有 的生命活動。我們需要選擇容易獲 得，容易培養(yǎng)，在有氧和無氧條件 下都能生存的生物作為實驗材料。在考慮該問題之前，大家先看 ppt （展示葡萄酒和面包的圖片）， 這是生活中常見的兩種食品，這兩 種食品看似無關(guān)聯(lián)，但在制作過程 中都加入了同一種生物，大家知道 是什么嗎？集體回答：線粒體2.線粒體是有氧呼吸的主 要場所，有氧呼吸過程中 通過分解有機物提供能 量。集體回答：酵母菌提問：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過酵母菌，誰來

16、 給咱回憶一下酵母菌的特點？學(xué)生回答：酵母菌是單細(xì)胞真菌，是 兼性厭氧性微生物，在有 氧和無氧條件下都能生 存。引導(dǎo)學(xué)生從生活 走向生物，認(rèn)識 生物科學(xué)與生產(chǎn) 生活的密切聯(lián) 系，激發(fā)興趣與 學(xué)習(xí)熱情。提出：根據(jù)酵母菌兼性厭氧的特點， 在本實驗中就選擇酵母菌作為實驗 材料（ppt展示實驗題目）。探究實驗步驟包括提出問題、 作出假設(shè)、設(shè)計實驗、實驗操作、 得出結(jié)論，交流討論等幾個過程。 因此，我們就圍繞這5個環(huán)節(jié)展開學(xué)生閱讀材料，思考并討 論2.提出問題，做 出假設(shè)對酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。在提出問題之前，大家先閱讀 ppt展示的資料拓展，能幫助你們 提出什么問題呢？同學(xué)們的討論可歸納為：酵母

17、菌呼吸作用會產(chǎn)生CQ和C2H5OH, 但不知是在什么條件下？在正式確 定問題之前，請同學(xué)們看看課本上 介紹檢測C2H5OH的方法是什么？提出：用酸性重銘酸鉀檢測C2H5OH 是因為C2H50H具有還原性，而 C6H12。6也具有還原性，能將重銘 酸鉀還原。因此，檢測有無C2H50H 產(chǎn)生時，最好將培養(yǎng)液中的 C6H1206消耗掉，但這需要較長時 問，考慮到時間的關(guān)系和實驗室提 供的設(shè)備，我們將該探究實驗的問 題確定為：酵母菌在有氧條件還是無氧條件下產(chǎn)生C02?提問：針對該問題，你會做出什么樣 的假設(shè)呢？提出：我們就假設(shè)C02是酵母菌在有 氧條件下產(chǎn)牛的。假設(shè)是否正確, 需要通過實驗驗證，在做實

18、驗之前, 我們需要設(shè)計實驗，使實驗結(jié)果更 準(zhǔn)確。學(xué)生提出問題：.啤酒制作中需要酵母菌，說明酵母菌呼吸作用 可以產(chǎn)生C2H5OH,但不知 是在什么條件下？.膨大的面團有許多空隙，說明有CO2產(chǎn)生，但 不知是在什么條件下？學(xué)生閱讀并回答：與酸性的重銘酸鉀反應(yīng), 由橙色變成灰綠色。學(xué)生思考回答：資料顯示發(fā)面過程中產(chǎn)生 C02,發(fā)面應(yīng)該會與02接 觸，因此，就假設(shè)C02是 酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生 的。利用已有知識和 生活實際延展問 題，為探究酵母 菌的呼吸奠定基 礎(chǔ)。通過相關(guān)的 知識背景，面向 全體學(xué)生，溫故 而知新，幫助學(xué) 生更快融入新的 場景。從生活走向教 學(xué)，再從教學(xué)走 向生活，這也正 體現(xiàn)了實

19、踐與理 論的關(guān)系：理論 來自實踐，受實 踐檢驗同時又指 導(dǎo)實踐。提問：.在本實驗中，我們要設(shè)置對 比實驗，請同學(xué)們閱讀課本，并思 考如何設(shè)置對比實驗。.該實驗中的自變量、因變量 和無關(guān)變量分別是什么？體驗探究過程， 體驗科學(xué)樂趣。在實驗設(shè)計的完 善過程中，逐步 減小實驗的盲目 性和隨意性，增 強實驗的科學(xué)性 和真實性。學(xué)生閱讀并回答：.有氧條件下酵母菌培養(yǎng) 液與無氧條件酵母菌培養(yǎng) 液即為對比實驗。.自變量：是否有。2?因變量：是否有CO2產(chǎn)生 無關(guān)變量：溫度，反應(yīng)時 問，培養(yǎng)液中的量，酵母 菌的量。.實驗操作提問：在確定對照試驗和實驗變量 后，我們需要理清實驗步驟有哪 些？.如何配制酵母菌培養(yǎng)

20、液？.如何控制無氧環(huán)境？.如何檢測因變量？提出：在本實驗中我們采用朗威數(shù)字 化信息采用朗威數(shù)字化信息采集系 統(tǒng)中的二氧化碳傳感器檢測CO2的含量。這種方式通過采用傳感器和數(shù)據(jù)采 集器將產(chǎn)生的CO2的含量以數(shù)字的 形式展現(xiàn)出來，結(jié)果更準(zhǔn)確，直觀。在本實驗中還應(yīng)遵循單一變量 原則，以確定實驗中因變量的不同 是由自變量不同導(dǎo)致的。學(xué)生討論，回答：1.5%的葡萄糖溶液；.在發(fā)酵液中滴加適量的 植物油，創(chuàng)造無氧環(huán)境；. CO2的檢測：CO2可使澄 清的石灰水變混濁；也可 使澳麝香草酚藍(lán)水溶液由 藍(lán)變綠再變黃.）（根據(jù)澄 清石灰水變渾濁程度或澳 麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃 色的時間長短，可以鑒定 酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn) 生情況。在進(jìn)行實驗之前，我們要先了 解實驗器材，大家觀察實驗臺，可 以看到有兩個小燒杯內(nèi)裝有已經(jīng)稱 好的0.2g的酵母菌粉，兩個試劑 瓶，分別裝有5%的葡萄糖和植物 油，一個大燒杯，2個支口試管， 鐵架臺上夾有兩個傳感