資源簡(jiǎn)介

《細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
課程信息
本節(jié)課程旨在理論結(jié)合實(shí)踐，因此設(shè)計(jì)連續(xù)的2課時(shí)完成理論講授、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)。但在實(shí)際的授課中，可以適當(dāng)調(diào)整上課時(shí)間和教學(xué)順序以達(dá)到最好的授課效果。
課時(shí)名稱(chēng) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（1） 課時(shí)安排 2課時(shí)（90min）
課程類(lèi)型 新授課（理論+實(shí)驗(yàn)） 授課對(duì)象 高一
教材分析
本節(jié)是必修一第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用中的第三節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用。細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用涉及對(duì)細(xì)胞呼吸原理的理解，在學(xué)生學(xué)習(xí)掌握細(xì)胞呼吸過(guò)程、理解呼吸原理的基礎(chǔ)上展示細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。教材中通過(guò)“探究·實(shí)踐”環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出酵母菌呼吸的方式。通過(guò)圖文并茂的方式描繪細(xì)胞呼吸的分類(lèi)和具體過(guò)程。通過(guò)“放眼社會(huì)——細(xì)胞呼吸和發(fā)酵技術(shù)”,將細(xì)胞呼吸和現(xiàn)代生物技術(shù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)中一些生產(chǎn)實(shí)踐措施的學(xué)習(xí),使學(xué)生懂得細(xì)胞呼吸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的重要性，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的有機(jī)統(tǒng)一。
學(xué)情分析
學(xué)生在前期學(xué)習(xí)中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到生物生理反應(yīng)需要酶和ATP，為細(xì)胞呼吸的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。學(xué)生在前期學(xué)習(xí)細(xì)胞器時(shí)已經(jīng)知道線粒體的結(jié)構(gòu)和功能，為本節(jié)學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所做鋪墊。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞呼吸的分類(lèi)。
教學(xué)難點(diǎn)：細(xì)胞呼吸的反應(yīng)情況、分析酵母菌細(xì)胞呼吸過(guò)程、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)生活實(shí)例資料、實(shí)驗(yàn)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式等，掌握細(xì)胞呼吸的概念，理解細(xì)胞呼吸的類(lèi)型、特點(diǎn)、對(duì)比試驗(yàn)的概念等。在分析、解決生活實(shí)例的過(guò)程中構(gòu)建生物學(xué)概念，形成物質(zhì)與能量等生命觀念；
通過(guò)實(shí)驗(yàn)材料選擇、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生收集信息、處理信息的能力, 培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)已有信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、對(duì)結(jié)果進(jìn)行推理分析的科學(xué)思維；
通過(guò)小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，深入了解生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程、通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解酵母菌細(xì)胞呼吸的方式并拓展得到細(xì)胞呼吸的類(lèi)型，由此培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究能力。在實(shí)踐中培育學(xué)生溝通表達(dá)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力；
通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng), 讓學(xué)生去體驗(yàn)、培養(yǎng), 激發(fā) 興趣, 引起他們對(duì)社會(huì)、科學(xué)、環(huán)境、生活等問(wèn)題的關(guān)注。
教學(xué)過(guò)程
時(shí)間 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
5min 【導(dǎo)入】 1、教師展示圖片，引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)酵現(xiàn)象、發(fā)酵條件、物質(zhì)變化等角度探討分析生活中發(fā)面、釀酒的特點(diǎn)。進(jìn)而引出酵母菌的作用。 2、通過(guò)資料，介紹酵母菌的作用： 酵母菌是一種單細(xì)胞的真菌（真核生物），在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。發(fā)面過(guò)程中需要酵母菌的參與，酵母菌在敞開(kāi)的有氧環(huán)境中產(chǎn)生氣體使面團(tuán)膨脹，并且面團(tuán)上有水珠出現(xiàn)。家里制作果酒時(shí)，需要密封瓶蓋，但一段時(shí)間后又需要不時(shí)擰松瓶蓋。 3、設(shè)疑：可能有同學(xué)在生活中會(huì)接觸到這樣的現(xiàn)象，其都與酵母菌的細(xì)胞呼吸有關(guān)。那么酵母菌在有氧情況和無(wú)氧條件下究竟會(huì)如何進(jìn)行反應(yīng)呢？ 觀察圖片，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生在互動(dòng)討論中猜測(cè)發(fā)面是因?yàn)榻湍妇谟醒鯕獾那闆r下會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和水。釀酒是由于酵母菌在沒(méi)有氧氣的情況下會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和酒精。發(fā)面時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)因?yàn)槿毖醵x產(chǎn)生酒精。 部分學(xué)生結(jié)合初中知識(shí)，猜測(cè)這與細(xì)胞呼吸有關(guān)。 通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活中的現(xiàn)象導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生興趣，以生活實(shí)例為載體，幫助學(xué)生進(jìn)入生物科學(xué)世界，在分析解決生活實(shí)例的過(guò)程中構(gòu)建生物學(xué)概念，形成生命觀念。通過(guò)問(wèn)題啟發(fā)，設(shè)疑細(xì)胞呼吸在有氧和無(wú)氧下的情況，為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)做鋪墊。
15min 【小組合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】 應(yīng)用生物的視角解決問(wèn)題，就需要我們運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方式。在教師的引導(dǎo)下逐漸完善實(shí)驗(yàn)方案。 1、提出假設(shè) 2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) （1）自變量是什么？如何控制自變量？ （2）因變量是什么呢？ （3）如何檢測(cè)產(chǎn)物？ 教師補(bǔ)充： 溴麝香草酚藍(lán)試劑，在正常情況下是藍(lán)色的，當(dāng)通入二氧化碳后其顏色會(huì)由藍(lán)邊綠再變黃（取決于二氧化碳含量）。 酸性的重鉻酸鉀溶液來(lái)檢測(cè)。酒精可以使其由橙色變?yōu)榛揖G色。 確定實(shí)驗(yàn)的方式后，就可以進(jìn)行裝置的設(shè)計(jì)。老師給學(xué)生提供以下幾個(gè)裝置，學(xué)生分析如何去組裝這些裝置。（小組討論） 在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)、完善實(shí)驗(yàn)方案。 推出假設(shè)：有氧呼吸產(chǎn)物是水和二氧化碳，無(wú)氧呼吸是酒精和二氧化碳。 自變量是有氧條件和無(wú)氧條件（有無(wú)空氣），設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)：A組持續(xù)通入空氣，B組密閉容器。 因變量是有無(wú)酒精和二氧化碳的產(chǎn)生。 二氧化碳使澄清石灰水，根據(jù)其渾濁成都確定產(chǎn)量。 根據(jù)教師的講解，記錄認(rèn)識(shí)新的檢測(cè)方式。 學(xué)生根據(jù)教師提供的材料，小組討論得到裝置并解釋原因。 有氧呼吸裝置：E－C－A－D 無(wú)氧呼吸裝置：B-D 小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)之前實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟的回顧，加深對(duì)自變量、因變量等概念的理解與應(yīng)用。認(rèn)識(shí)物質(zhì)檢測(cè)的方法，由此展開(kāi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中培育學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)探究能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。鍛煉學(xué)生小組合作、溝通交流等能力。
60min 【小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 引導(dǎo)學(xué)生小組合作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)果并填寫(xiě)完成導(dǎo)學(xué)案。（導(dǎo)學(xué)案見(jiàn)附錄） 實(shí)驗(yàn)后，指導(dǎo)學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)總結(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中常出現(xiàn)的問(wèn)題，帶領(lǐng)學(xué)生嘗試解釋原因。（見(jiàn)導(dǎo)學(xué)案） . 根據(jù)學(xué)生回答進(jìn)行補(bǔ)充完善，得出結(jié)論。 學(xué)生小組合作，在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：裝置A中澄清石灰水變渾濁（溴麝香草粉藍(lán)水變黃色），橙色的重鉻酸鉀不變色。裝置B中澄清石灰水變渾濁（但渾濁度低于A組），橙色的重鉻酸鉀變?yōu)榛揖G色。 得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生大量二氧化碳，不產(chǎn)生酒精。在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生少量二氧化碳，同時(shí)產(chǎn)生酒精。 此環(huán)節(jié)是小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，在相互幫助、討論、配合等過(guò)程中找到問(wèn)題的答案，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。培育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的科學(xué)探究能力。并由此加深對(duì)細(xì)胞在有氧和無(wú)氧情況下的化學(xué)反應(yīng)有所認(rèn)識(shí)。
5min 【介紹對(duì)比實(shí)驗(yàn)】 設(shè)疑：根據(jù)之前所學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論，每一次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都需要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，那么在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中哪組是對(duì)照組，哪組是實(shí)驗(yàn)組？ 教師介紹：之前的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對(duì)照組通常是我們已知的組，作為一個(gè)參照組。但是這兩組實(shí)驗(yàn)均是未知的，因此都屬于實(shí)驗(yàn)組。 我們將設(shè)置兩組或兩組以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)結(jié)果比較分析，來(lái)探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生有所疑惑，根據(jù)教師的講解逐漸了解本次實(shí)驗(yàn)的兩組均為實(shí)驗(yàn)組，如是進(jìn)行比較分析的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 同時(shí)，學(xué)生進(jìn)一步總結(jié)最找實(shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)的區(qū)別。 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解，了解對(duì)比實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及與對(duì)照試驗(yàn)的區(qū)別。進(jìn)一步加深對(duì)實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。
5min 【總結(jié)】 1、實(shí)驗(yàn)探究的一般流程：提出問(wèn)題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、得出結(jié)論、反思。 2、酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水。在無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量二氧化碳。 科學(xué)家根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：細(xì)胞呼吸可以分為有氧和無(wú)氧兩種。 那么細(xì)胞呼吸在哪里進(jìn)行呢？其過(guò)程有何特點(diǎn)？將在下節(jié)課進(jìn)行介紹。 學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)結(jié)論，根據(jù)教師講解理解實(shí)驗(yàn)探究的一般流程、細(xì)胞呼吸的分類(lèi)，完善認(rèn)知系統(tǒng)。同時(shí)，思考并預(yù)習(xí)下節(jié)課的內(nèi)容。 在教師的帶領(lǐng)下一同總結(jié)回顧，形成完善的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)到細(xì)胞呼吸可以分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種情況。為下節(jié)課學(xué)習(xí)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的具體過(guò)程做鋪墊。
附錄：導(dǎo)學(xué)案
姓名： 班級(jí)：
導(dǎo)學(xué)案·細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用 活動(dòng)一：根據(jù)背景資料提出問(wèn)題并嘗試作出假設(shè)。 活動(dòng)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何在實(shí)驗(yàn)操作中控制自變量？ 實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？ 如何鑒定實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物？ 實(shí)驗(yàn)裝置搭建 實(shí)驗(yàn)流程 活動(dòng)三：實(shí)驗(yàn)結(jié)果 裝置A： 裝置B： 得出結(jié)論： 活動(dòng)四、問(wèn)題探究 對(duì)照試驗(yàn)與對(duì)比實(shí)驗(yàn)的區(qū)別 有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中10%的氫氧化鈉溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？ 為控制無(wú)氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中的氧氣，對(duì)酵母菌培養(yǎng)瓶采用T形夾夾住橡皮管進(jìn)行密封處理，結(jié)果發(fā)下了錐形瓶爆裂或橡皮塞被頂脫的現(xiàn)象，這是為什么呢？由此說(shuō)明什么問(wèn)題？ 在某一次對(duì)有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中的操作中，將酵母菌培養(yǎng)液取樣鑒定，鑒定出也含有酒精成分，這是為什么？要如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作？ 有人認(rèn)為實(shí)驗(yàn)裝置中酒精和二氧化碳的產(chǎn)生是葡萄糖溶液之間的純化學(xué)反應(yīng)，你要如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明？

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