資源簡介

課題 第3節細胞呼吸的原理和應用 ——探究酵母菌細胞呼吸的方式
課型 新授課 課時計劃 1課時
學習 目標 學會在真實情境下提出問題、設計實驗、分組 實施及結果分析等步驟，掌握科學探究的思路和方法， 發展科學思維。 通過檢測酵母菌細胞呼吸產物，能夠準確說出有氧呼吸與無氧呼吸的條件和產物。 通過對酵母菌細胞呼吸方式的探究，探討生產生活中細胞呼吸原理的應用，形成社會責任感。
課標 要求 說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動可以利用的能量。
學習 重點 酵母菌的細胞呼吸方式以及因變量的檢測指標
教學 難點 探究酵母菌細胞呼吸方式的探究。 2.實驗設計的過程
學情 分析 學生在初中階段學習了人體的呼吸，人體與外界如何進行氣體交換，學生已經知道氧氣是如何進入到人體的；在經過對第二章糖類是主要的能源物質及第四章物質運輸方式的學習，學生知道了氧氣、葡萄糖等如何進入細胞。另外，聯系細胞質基質、線粒體、酶、ATP 等內容，對有機物氧化分解的學習顯得水到渠成。將前后知識進行整合，可以更深刻地理解細胞生命活動中物質和能最變化的內在聯系，更深刻地理解細胞是最基本的生命系統。通過學習本節內容的學習使學生更容易理解各種生命活動及規律，還可以為后續學習光合作用等其他細胞代謝奠定基礎。因此本節內容在全書中具有極為重要的作用。
核心 知識 探究酵母菌的細胞呼吸方式
教學內容及教師活動設計 學生活動設計 二次備課
新課導入：中國飛人蘇炳添，蘇炳添突破身體和年齡的極限，超越自己，創造了亞洲百米紀錄，在他運動的過程中，直接能源物質是什么？ 什么過程可以產生ATP呢？ 呼吸作用是什么？ 呼吸作用的實質是細胞內的有機物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細胞呼吸。注意呼吸作用不等與呼吸，呼吸指的是生物體從環境中吸入空氣，利用其中的O2，呼出CO2的氣體交換過程。 【注意】呼吸≠呼吸作用 認識酵母菌：①酵母菌：一種單細胞的 ，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于___________。 問：酵母菌有什么用途？ 展示情境：在通風情況下，酵母菌發酵面團，可以制成松軟多孔的饅頭、面包，發酵過程中會出現蜂窩狀的小孔。但在密閉的情況下，發面會有酒精味。除此之外，酵母菌還可以用來釀酒，將葡萄洗凈榨汁，置于密封的玻璃瓶中發酵，由于酵母菌的活動，發酵液中出現氣泡，發酵液逐漸有了酒味。 大家猜測一下這些氣泡可能是什么氣體？CO2，說明酵母菌既可以產生CO2，又可以產生酒精。 那酵母菌什么條件下產生CO2,什么條件下產生酒精？ 想一想，剛剛酵母菌發面和釀酒的過程？并做出你的假設。 有同學說在有氧的條件下產生CO2，在無氧的情況下產生CO2和酒精，同學們是如何作出的假設呢？ 可以根據自己已有的知識和經驗，如果已有知識和經驗較少怎么辦？我們還可以通過查閱資料來做出假設。那這個假設對不對呢？生物學是一門自然科學，我們要通過實驗來驗證自己的假設，如何設計實驗，展示實驗設計的步驟。 明確自變量和因變量，確定因變量檢測指標，展示圖片，講解變色原理。 除了用酸性重鉻酸鉀檢測酒精外，還可以用酒精檢測儀，講解酒駕內容。 搭建實驗裝置，思考問題哦問題：1.無關變量有哪些？如何控制？ 2.NaOH溶液的目的是什么？ 3.如何給酵母菌提供一個良好的生存環境？ 4.如何避免酵母菌受雜菌污染？ 討論結束，請同學上黑板搭建實驗裝置并說說你為什么這樣搭建？ 講解有氧呼吸裝置： 氣泵通入的空氣里面只有O2嗎？ 無關變量：空氣中的CO2. 如何給酵母菌提供一個良好的生存環境？ 無關變量：營養物質：可以給酵母菌提供適量的葡萄糖，配置酵母菌培養液。溫度、PH：都置于相同且適宜溫度下培養。除此之外還有沒有了？一個培養十個小時，一個培養兩個小時行不行？不行，所以無關變量還有培養時間 時間：培養時間相同且適宜 總之，我們要控制無關變量，無關變量要遵循相同且適宜原則，這里的CO2有沒有體現相同且適宜呢？有，都就是相同，沒有就是適宜，都沒有就是相同且適宜。 3.如何避免酵母菌受雜菌污染？ 在配置酵母菌培養液的時候，不可避免的會有一些雜菌，如何除去這些雜菌呢？ 煮沸，煮沸后，雜菌被消滅了，那我們是不是可以煮沸后直接加入酵母菌呢？不可以，為什么不可以？因為會把酵母菌殺死。因此培養瓶中加入煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，目的是： 煮沸：排除雜菌及溶解氧對實驗結果的干擾。冷卻：避免因溫度過高殺死酵母菌。 對于無氧呼吸裝置來說，B瓶應封口放置一段時間后，再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶。為什么？ 因為錐形瓶中本來就會有一些O2，會讓酵母菌進行有氧呼吸，對產物造成干擾所以我們要等酵母菌消耗完B瓶中的O2，確保通入澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產生的。 請同學們繼續思考一個問題：在檢測酒精的過程中，我們用到的試劑是酸性重鉻酸鉀，但是葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發生顏色反應，在此實驗中要如何排除此物質對實驗結果的干擾？ 接下來我們一起總結實驗步驟：1.稱取等量的兩份食用酵母菌（10g）；2.配制質量分數為5%葡萄糖溶液作為酵母菌的培養液；3.搭建如圖的有氧呼吸（左）和無氧呼吸（右）裝置；4.培養、觀察、檢測、記錄。 按照大家搭建的實驗裝置，看看產物的情況。 CO2的檢測及結論 150倍速下的有氧和無氧呼吸裝置，看一下，最后澄清石灰水的錐形瓶有什么變化，首先，是否變渾濁，有氧無氧都變渾濁了，誰變渾濁后的程度更大？所以現象是，澄清石灰水都變渾濁，且有氧呼吸裝置比無氧呼吸的更渾濁。 說明什么呢：有氧呼吸與無氧呼吸都產生CO2，且有氧呼吸產生的更多。 酒精的檢測及結論 A: 有氧條件下酵母菌培養液B: 無氧條件下酵母菌培養液 這是剛加入重鉻酸鉀時的樣子，這是一段時間以后的樣子，你有什么發現？有氧裝置不變灰綠色，無氧裝置橙色→灰綠色 因此可以得出結論：有氧呼吸產生酒精，無氧呼吸不產生酒精 總結現象： 得出結論： 酵母菌在有氧和無氧條件下都進行細胞呼吸。 在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量CO2 在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精和少量CO2 問:在探究酵母菌呼吸方式的實驗中，哪一組屬于對照組？哪一組屬于實驗組？ 兩組都屬于實驗組，像這樣設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫對比實驗，也叫相互對照實驗。 大家已經學過的對比試驗還有哪些：探究酶作用的實驗中，在過氧化氫中加入等量的FeCl3和肝臟研磨液，兩組實驗就是對比實驗。 在上課之前，老師提前做了這個實驗，發現實驗存在一些問題，請各位同學想一想怎么解決這些問題？ 1.實驗耗時長：讓酵母菌提前活化，適當提高反應溫度，同時可以用注射器代替錐形瓶進行小體系反應。 2.氧氣供應困難，無氧條件難控制：用Fecl3和過氧化氫制備純氧，無氧組酵母菌溶液中加入石蠟油或者植物油密封，以提供嚴格的無氧環境 3.酒精檢測現象不明顯：聞一下是否有酒精味，用酒精測試儀檢測 課堂小結： 作業： 課題：如何改進實驗裝置？并設計實驗定量比較有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2。 觀看蘇炳添比賽視頻，認同他的愛國精神和超越自我的精神 酵母菌主要用于釀酒，發面、做饅頭。 學生根據生活經驗和情境做出假設，學會做出假設 明確設計實驗的具體步驟，加強學生設計實驗的能力 學生根據預習情況說出自變量和因變量 了解酒駕相關規定，提升社會責任 討論如何搭建實驗裝置，為什么這樣搭建，并思考問題。小組動手搭建實驗裝置 培養學生的合作能力和表達能力 不是的，還可能有一些CO2，如果將氣泵直接鏈接酵母菌培養液，空氣中的CO2可能會干擾實驗結果。所以，我們必須要控制空氣中的CO2這個無關變量。 理解相同且適宜的無關變量原則 將酵母菌的培養時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。 嘗試書寫實驗步驟，提高科學寫作能力 觀看視頻，描述現象，得出結論 培養學生科學思維 聯系所學知識和生活實際，改進實驗裝置，提高科學探究能力。 拓展延伸——實驗再探究，提高科學探究能力
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作業設計 課后練習 《優化方案》相應習題 學案練習
教學 反思

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