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《探究酵母菌细胞呼吸的方式》教学设计

一.设计理念
探究是学生认识生命世界、学习生物课程的方法之一。以实验为基础的生物学科，通过实施探究性实验教学，有利于促进学生学习方式的转变，促进科学素养的全面发展，使学生具有适应社会的能力，培养学生获得知识的主动性和创造性。
二.设计思路
本节采用提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析现象→得出结论的探究思路进行教学，合理引导学生积极思考，主动参与，实现从实践→理论→实践的升华。
三．实验教学分析
（一）内容分析
《探究酵母菌细胞呼吸的方式》是人教版高中生物必修1《分子与细胞》模块中的第5章第3节《ATP的主要来源——细胞呼吸》的内容。通过采用探究实验的教学方法，引导学生主动参与、乐于探究、勤于思考，培养学生科学实验能力。并且通过本次探究，使学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的区别，为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸的过程打下基础。
（二）学情分析
本节的授课对象是高二的学生，虽然对细胞微观结构有所了解，但细胞呼吸是一个抽象的化学反应，学生理解起来还是有一定的困难，现在通过对酵母菌细胞呼吸方式的探究可以让学生从中获得直接经验，加深对细胞呼吸的理解。
（三）教学条件分析
日常生活中发酵实例等生活情景可以很好的激发学生学习的热情，此外通过前面的学习初步了解探究实验的流程和对照实验设计原则，为本节课的实验设计顺利开展作好了铺垫。
四、教学重、难点：
（—）教学重点及措施：
设计实验是本节的重点。可以结合教材的特点和学生实际，采用探究实验法，引导学生设计并开展实验，从而了解酵母菌细胞呼吸方式及其细胞呼吸的产物。以问题引发兴趣，以实验说明结论。
（二）教学难点及突破：
合理控制实验时间是本节的难点。由于教材提供的案例实验装置不够完善且实验时间的设定不够合理影响实验的进行，本人通过对原探究实验的改进，避免了以上困难。
五.实验目标
知识目标 1.简述细胞呼吸的概念；
2.说出酵母菌细胞呼吸的方式和产物。
能力目标 1..学会对实验条件的控制和对实验结果的检测；
2.对实验结果做出合理的分析与判断。
情感目标  通过探究活动，培养科学的学习方法，养成科学态度，建立科学价值观。
六. 实验准备
教师准备：教师准备多媒体课件，设计好导学案，有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的装置。
学生准备：课前预习探究酵母菌细胞呼吸的方式。
七、教学流程图：
细胞呼吸的概念
展示
提出问题
学生实验操作

分析实验现象，得出结论

开始
复习ATP分子主要形成途径
联系生活实践作出假设
学生分组设计实验

讨论完善实验

结束
质疑再探
拓展应用

八、教学过程：
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
设计意图

复习引入
提问：细胞生命活动所需的直接能源物质是什么？
ATP分子高能磷酸键中的能量主要来源于什么？

展示：细胞呼吸概念。
复习以前的学习内容，建构新知识
激发兴趣，导入新课。

实验探究
(一)提出问题
提问：细胞呼吸是否需要氧气？产物只能是二氧化碳吗？
(二)作出假设
引导学生描述：家庭如何蒸馒头？如何酿酒？
介绍：酵母菌
提问：(1)蒸熟的馒头为什么比较松软？
(2)酒精是酵母菌在什么条件下产生的？
(3)由此推断酵母菌在不同条件下细胞呼吸产物。
酶
酶
展示：有氧条件 ：葡萄糖＋O2 CO2+酒精？
无氧条件：葡萄糖 酒精+ CO2？
讲述：要想解答以上内容，必须进行实验探究。
活动：请同学介绍探究实验的一般流程。
提问：依据探究实验的流程我们已经作了探究实验的前两步。接下来该如何设计实验呢？
(三)设计实验
分析：自变量、因变量，无关变量。
强调：要遵循单一变量原则、平行重复原则。
教师通过设置自探提纲，引导学生分组讨论并设计实验
展示自探提纲：
(1)如何培养酵母菌？
(2)怎样控制有氧和无氧条件？绘出有氧条件和无氧条件下实验装置图。
(3)怎样鉴定有无CO2？如何比较CO2的多少？有无其他办法？
(4)怎样鉴定有无酒精？如何操作？
(5)如何保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
讨论、交流结束后，提出并展示学生绘的有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的装置图。
预期结果：
普通方法：通过接橡皮球（或气泵）使酵母菌处于有氧环境，装置二应封口放置一段时间，酵母菌消耗掉了锥形瓶中的氧气后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
初步确定装置如下图所示：
NaOH
溶液
澄清的
石灰水
酵母菌
培养液
澄清的
石灰水

装置一（有氧装置）
酵母菌
培养液
澄清的
石灰水

装置二（无氧装置）
提问：(1)质量分数为10%的NaOH溶液、澄清的石灰水各有什么作用？装置一中两只锥形瓶中的澄清的石灰水的作用相同吗？
(2)装置一中盛有酵母菌培养液的锥形瓶能直接连通盛有澄清石灰水的锥形瓶吗？
(3)装置二中的酵母菌培养液为何不装满整个锥形瓶？放置一段时间后，为什么要用注射器抽去锥形瓶中的气体后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？
提问：利用你们所学的化学知识，想一想能不能将上述装
置加以改进来缩短实验时间？
最终确定改进装置：
①装置一连接装有适量MnO2的锥形瓶，上面用装有过氧化氢分液漏斗连接制造O2，来替换含有质量分数为10%的NaOH溶液锥形瓶，其余装置不变。

有氧呼吸改进方法
②无氧条件下酵母菌细胞的呼吸更好的方法是：在装置二中加一层油膜或石蜡膜，能确保进入石灰水中的CO2是无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生的。

无氧呼吸改进方法。
(四)进行实验
提问:按照刚才的思路，具体应如何如何操作实验？
a.展示实验步骤
b.进行实验
分四大组进行实验,各组同学分工按照刚才共同讨论的实验方案进行实验。记录结果,并记录实验现象。
(五)分析实验现象，得出结果
演示完后，让学生叙述并分析实验现象.
共同完成表格:
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
澄清的石灰水

能否产生CO2

酸性重铬酸钾溶液

能否产生酒精

(六)交流表达得出结论
结论：在有氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生较多的二氧化碳；在无氧条件下，细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。因此，其细胞呼吸的方式分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
酶
展示：　　　　　　　　　
有氧呼吸：葡萄糖＋O2 CO2+H2O+能量酶

无氧呼吸：葡萄糖 CO2+酒精+能量

提出探究问题

借助生活经验作出合理假设

引入课题

复习探究实验的流程，

分组讨论设计实验

小组形式板图交流，并分析

其他学生评价

总结归纳

分析讨论

学生归纳总结口述操作步骤

学生作好分工分组实验

分析现象共同完成表格,比较有氧呼吸和无氧呼吸。

交流、讨论

让学生体验探究过程，领悟科学探究方法，养成尊重事实科学态度。

经过学生的讨论与修正，最终确定最严密的一组为初步确定装置

渗透科学方法和科学精神教育

培养学生的合作学习精神

质疑再探

1.配制培养液时高温煮沸加热的原因是什么?加热后能否
立即加入酵母菌,为什么?
2.在某次对有氧呼吸实验装置的操作中，将酵母菌培养液
取样鉴定，鉴定出也含有酒精，这是为什么呢？
3.有人认为：实验装置中酒精和CO2的产生是葡萄糖水溶
液的纯化学反应，与酵母无关，你如何看待这种观点？
进一步补充实验装置，增加对照组实验。

知识升华,加深理解

培养学生的发散思维能力

应用拓展
1．对酵母菌细胞呼吸方式的叙述，不正确的是（ ）
A.在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
B.在有氧条件下能产生 CO2，在无氧条件下不能产生 CO2
C.在有氧条件下不能产生酒精
D.工业上酿酒利用酵母菌在无氧条件下产生酒精的原理

2. 检测司机是否酒后驾车的原理是什么？

变式训练
评价教学目标达成情 况
九．活动反思
1．本堂课是一节探究实验课，为了保证探究活动的效果，课前必须作充分的准备。包括装置的改进，课堂时间的合理分配，实验过程的控制等。
2．课堂中要留给学生充足的时间进行讨论和表达，充分发挥学生的主体作用，这样可以达到事半功倍的效果。
3．注重课堂的动态生成。课堂是动态的课堂，课堂教学中需要预设，但决不能完全依靠预设，要随时审时度势，预设根据课堂的变化而变化。本堂课学生实验中发生的意外，成为进一步探究的新问题，这是本堂课的一个亮点。

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