探究酵母菌细胞呼吸的方式教案.doc

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探究酵母菌细胞呼吸的方式
一、 教材分析
《探究酵母菌细胞呼吸的方式》选自新课程人教版高中生物必修1《分子与细胞》中的第5章第3节《ATP的主要来源—细胞呼吸》。探究酵母菌细胞呼吸的方式是本节教学的难点，是在学习第二节“细胞的能量通货——ATP”的基础上，进一步学习“ATP的主要来源——细胞呼吸”，结合探究“酵母菌细胞呼吸的方式”进一步理解细胞呼吸的条件、产物和类型，通过酵母菌细胞呼吸方式的探究，学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成的产物，为后面学习“细胞呼吸的过程”知识作以必要的知识铺垫。本节教材在简要介绍细胞呼吸概念之后，设计实验探究,帮助学生体验探究过程,学习实验方法，主动建构知识和概念。有利于培养学生的表达能力、思维能力和实验能力，充分体现了新课标的要求。本章节的教材知识与日常生产生活有较多联系，有利于培养学生理论联系实际、学以致用的能力。
二、教学思路
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。本节教学运用了探究性实验的一般步骤，包括：提出问题，作出假设，设计实验，实验操作以及得出结论，交流讨论等。引导学生从生活情境中提出问题并作出假设，通过同桌讨论，师生合作共同设计实验方案，明确实验变量，让学生亲手进行实验操作。产物C2H5OH的检测需要排除由C6H12O6造成的干扰，这需要较长时间，所以在本节课教学中舍弃对C2H5OH的检测。另外，采用朗威数字化信息采集系统中的二氧化碳传感器检测CO2的含量，让学生感受到实验室内数字化设备带来的便捷。实验结束后学生交流实验结果。在整个实验教学过程中，引导学生主动参与、乐于探究、勤于思考，使课堂呈现出自主、探究和合作的学习方式，激发了他们探究实验的兴趣，并领悟了探究实验的方法、步骤。通过探究，学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成产物，为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸打下基础，另外培养了他们交流与合作的能力、动手操作的能力、创造性思维的能力和探究实验的能力，达到了有效教学的目的。
三．学情分析
高一学生在初中学习过相关内容,对细胞呼吸知识有一定的浅层次的了解,经过高中前阶段生物课程的学习，学生已经掌握线粒体的结构和功能、糖类的功能等知识,对细胞呼吸有了进一步的了解,但对细胞怎样利用糖类还不清楚。另一方面,部分学生思维灵活,探究意识强,欲望高,但也有部分学生习惯被动地接受知识,还不具备进行独立探究能力。因此在教学中探究能力培养的基础上，一定要注意面向全体学生，积极调动学生的全员参与意识。
四、教学目标
知识目标：1.知道酵母菌在在有氧和无氧条件下都能产生，并且在有氧条件下产生的多；2.掌握对比实验的设计方法。
能力目标：1.培养学生探究能力，促进学生思维发展；提高学生合作、交流以及自主学习的能力；2.尝试自行设计实验，提高知识迁移能力。
情感、态度与价值观:1.体验生物科学的价值，关注生产生活实践；2.乐于学习生物学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
五、教学重难点
教学重点：①关于“酵母菌细胞呼吸的方式”探究实验
教学难点：①酵母菌细胞呼吸的实验设计与分析 ②对比性实验设计的方法。③教学活动的组织
六、实验器材及试剂
朗威数据采集器、CO2传感器、支口试管、单孔橡皮塞、5ml注射器、大小烧杯、酵母粉、5﹪C6H12O6、植物油、计算机等。
七、教学过程
教学内容
教师行为
学生活动
设计意图
1． 课题引入
提问：
我在讲课、你们在听课的过程中需要消耗能量，细胞内提供能量的细胞器是什么？
线粒体为什么可以提供能量？
提出：
细胞内有机物的氧化分解过程叫做细胞呼吸。细胞呼吸作用一定需要O2吗？在无氧条件下能不能发生，大家可能都提过这样的问题，今天，就让我们通过实验来解开心中的疑惑，一起来探究细胞呼吸的方式。
实验材料的选择是实验成功与否的关键，细胞呼吸是生物所共有的生命活动。我们需要选择容易获得，容易培养，在有氧和无氧条件下都能生存的生物作为实验材料。
在考虑该问题之前，大家先看ppt（展示葡萄酒和面包的图片），这是生活中常见的两种食品，这两种食品看似无关联，但在制作过程中都加入了同一种生物，大家知道是什么吗？

提问：
我们已经学习过酵母菌，谁来给咱回忆一下酵母菌的特点？

提出：
根据酵母菌兼性厌氧的特点，在本实验中就选择酵母菌作为实验材料（ppt展示实验题目）。
探究实验步骤包括提出问题、
作出假设、设计实验、实验操作、得出结论，交流讨论等几个过程。因此，我们就围绕这5个环节展开对酵母菌细胞呼吸方式的探究。
在提出问题之前，大家先阅读ppt展示的资料拓展，能帮助你们提出什么问题呢？

集体回答：线粒体
2.线粒体是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸过程中通过分解有机物提供能量。

集体回答：酵母菌

学生回答：
 酵母菌是单细胞真菌，是兼性厌氧性微生物，在有氧和无氧条件下都能生存。

学生阅读材料，思考并讨论
学生提出问题：
1. 啤酒制作中需要酵母菌，说明酵母菌呼吸作用可以产生C2H5OH，但不知是在什么条件下？
2. 膨大的面团有许多空隙，说明有CO2产生，但不知是在什么条件下？

引导学生从生活走向生物，认识生物科学与生产生活的密切联系，激发兴趣与学习热情。

2．提出问题，做出假设

同学们的讨论可归纳为：酵母菌呼吸作用会产生CO2和C2H5OH，但不知是在什么条件下？在正式确定问题之前，请同学们看看课本上介绍检测C2H5OH的方法是什么？

提出：
用酸性重铬酸钾检测C2H5OH是因为C2H5OH具有还原性，而C6H12O6也具有还原性，能将重铬酸钾还原。因此，检测有无C2H5OH产生时，最好将培养液中的C6H12O6消耗掉，但这需要较长时间，考虑到时间的关系和实验室提供的设备，我们将该探究实验的问题确定为：酵母菌在有氧条件还是无氧条件下产生CO2？
提问：
针对该问题，你会做出什么样的假设呢？

提出：
我们就假设CO2是酵母菌在有氧条件下产生的。假设是否正确，需要通过实验验证，在做实验之前，我们需要设计实验，使实验结果更准确。

学生阅读并回答：
与酸性的重铬酸钾反应，由橙色变成灰绿色。

学生思考回答：
资料显示发面过程中产生CO2，发面应该会与O2接触，因此，就假设CO2是酵母菌在有氧条件下产生的。

利用已有知识和生活实际延展问题，为探究酵母菌的呼吸奠定基础。通过相关的知识背景，面向全体学生，温故而知新，帮助学生更快融入新的场景。

从生活走向教学，再从教学走向生活，这也正体现了实践与理论的关系：理论来自实践，受实践检验同时又指导实践。

3.设计实验

提问：
1.在本实验中，我们要设置对比实验，请同学们阅读课本，并思考如何设置对比实验。
2.该实验中的自变量、因变量和无关变量分别是什么？

提问：
在确定对照试验和实验变量后，我们需要理清实验步骤有哪些？
1.如何配制酵母菌培养液？
2.如何控制无氧环境？
3.如何检测因变量？
提出：
在本实验中我们采用朗威数字化信息采用朗威数字化信息采集系统中的二氧化碳传感器检测CO2的含量。
这种方式通过采用传感器和数据采集器将产生的CO2的含量以数字的形式展现出来，结果更准确，直观。
在本实验中还应遵循单一变量原则，以确定实验中因变量的不同是由自变量不同导致的。
学生阅读并回答：
1. 有氧条件下酵母菌培养液与无氧条件酵母菌培养液即为对比实验。
2. 自变量：是否有O2？
因变量：是否有CO2产生。
无关变量：温度，反应时间，培养液中的量，酵母菌的量。

学生讨论，回答：
1.5%的葡萄糖溶液；
2.在发酵液中滴加适量的植物油，创造无氧环境；
3. CO2的检测: CO2可使澄清的石灰水变混浊；也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄.）（根据澄清石灰水变浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以鉴定酵母菌培养液中CO2的产生情况。
体验探究过程，体验科学乐趣。在实验设计的完善过程中，逐步减小实验的盲目性和随意性，增强实验的科学性和真实性。

4.实验操作
在进行实验之前，我们要先了解实验器材，大家观察实验台，可以看到有两个小烧杯内装有已经称好的0.2g的酵母菌粉，两个试剂瓶，分别装有5%的葡萄糖和植物油，一个大烧杯，2个支口试管，铁架台上夹有两个传感器和数据采集器，等会我们将采用这些器材观察有氧和无氧条件下CO2的产生情况。
教师ppt播放实验过程，并演示，学生跟着教师逐步操作。

生活实验能充分调动学生的兴趣，提高学生的感性认识，也能帮助学生体会生物学知识的生活价值。

5.观察实验结果、交流讨论，得出结论
根据电脑上显示的实验数据提出：
1. 显示屏两个窗口都出现数据，说明什么问题？
2. 通过实验过程可得出什么结论？
学生组成小组讨论观察实验结果，得出实验结论：
1. 有氧条件和无氧条件下都能产生CO2。
2. 有氧条件下CO2的产生量多于无氧条件下的产生量。

八、教学反思
《探究酵母菌细胞呼吸的方式》选自新课程人教版高中生物必修1《分子与细胞》中的第5章第3节《ATP的主要来源—细胞呼吸》。该实验教学为后面学习细胞呼吸的方式打下基础。在教学设计中，考虑到时间的关系，舍弃了对产物的检测，同时，本节实验教学采用探究式教学的方式，体现了新课改理念，采用朗威数字化信息采用朗威数字化信息采集系统中的二氧化碳传感器检测CO2的含量，是本实验的一个亮点，但是教学过程仍然存在一些不足：
1.学生探究活动展开力度不够，如在提出问题的教学环节，在学生讨论结束后，我只提问一名学生后便说出答案，没有给其余学生提供机会展示讨论结果，应该多提问几名同学，让他们畅所欲言，我再进行归纳总结。这样，学生充分参与到课堂教学中，学习热情会更高。
2.由于传感器敏感度的原因，我自己的实验结果并不明显，但是有一组学生的实验结果较好，应该在空间允许的情况下，让学生都集中到学生电脑前，看到不同条件下CO2产量不同，加深学生印象。

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