科学·技术·社会　酶为生活添姿彩课件配套优秀公开课教案设计

“

探究酵母菌细胞呼吸的方式”的教学设计

武汉经济技术开发区第一中学 王姗欢

一．教学指导思想：

《普通高中生物课程标准（实验稿）》对细胞呼吸的具体内容标准是：说明细胞呼吸，探究其原理的应用；活动建议是：探究酵母菌的呼吸方式。即通过探究酵母菌细胞的呼吸方式，说明细胞呼吸的原理及应用。

生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。其中科学探究的内容是：能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论。在工作中，乐于并善于团队合作。

而“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验能很好的通过生活中利用酵母菌酿酒等现象，开展实验探究，了解有关有氧呼吸和酒精无氧呼吸的相关知识，真正从生活中获取生物学知识，并应用于生活，是发展学生生物学核心素养的好素材。

二．教学目标：

1.阐明酵母菌细胞的不同呼吸方式，认同生物与环境相适应的观点；（生命观念）

2.学习用对比实验的思维方法解决实际问题；

（科学思维）

3.尝试进行对比实验方案设计，学会对细胞呼吸产物进行检测；（科学探究）

4.认同微生物发酵在生产生活中的应用价值，能为发酵产品的制作提出合理化建议。（社会责任）

三．教学重难点：

重点：通过联系果酒制作的原理，进行探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，学生能主动构建与有氧呼吸和无氧呼吸相关的知识。

难点：引导学生进行科学探究，设计并分组操作实验。

四．教学准备： 实验材料：若干串葡萄

配制实验需要的各种试剂：

质量分数为5%的葡萄糖溶液、溴麝香草酚蓝水溶液（配制方法：0.2g溴麝香酚蓝粉剂溶于200ml蒸馏水中，再逐滴滴加质量分数为5%的NaHCO3，颜色由黄变蓝停止，pH经试纸测定约在7～8间即可）、酸性重铬酸钾溶液（配制方法：20g重铬酸钾溶于100ml质量分数为95%～97%的浓硫酸中）。

活化酵母菌：

20g高活性干酵母溶于200ml蒸馏水中，并置于35℃水浴保温1h后即可使用。

实验装置：纱布、烧杯、试管、每组两个100ml注射器、手套等。

五．教学过程： 1

教学步骤

教师的组织和引导

引导学生阅读必修1教材92页“参考案例”，紧扣学生活动

提出问题：酵母菌是在有氧还是无氧条件下产生酒精的？酵母菌在有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？

设计

意图

引导学生从生活现象入手思考，理论与实践结合。

导入：

分析案例，

提出问题

“不清楚”、“不知道”后面的文字，明确所要探究的实验目的，提出要探究的问题。

1.引导学生根据所提问题作出相应假设。

2.引导学生阅读教材92页1.假设示例：酵母菌是在无氧条件下产生酒精的，酵母菌在有氧鼓励学生科学和无氧条件下产生的CO2量不同。

合理做2.本实验的自变量为氧气的有无，因变量为酒精的产生与否、CO2产生的多少，其观测指标为酸性重铬酸钾是否变为灰绿色、澄清石灰水变浑浊的程度以及溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短。

出假设。

预习提问

作出假设

“参考资料”，分析本实验的自变量、因变量分别是什么，并思考如何控制。

1.分析教材的“参考资料”，1.小组讨论，分析教材实验设计引导学生分析讨论教材实验装置及设计方案的缺点。

2.如何利用已有实验材料设计实验来验证你的假设呢？要解决哪些问题？

设计实验

①如何处理现有的葡萄？

②如何控制有氧和无氧的条件？

③如何处理实验中的无关变量？

请同学们结合以上问题，结合眼前已有的材料和工具，设计科学可行的实验方案存在存在安全隐患、耗时过长等缺点。

2.小组讨论，设计实验方案：

（1）处理葡萄，收集葡萄汁：

挑选葡萄→冲洗→榨汁（或用手捏碎）→过滤→收集葡萄汁滤液

（2）分组：

取两支洁净的100ml的注射器，分别编号为A、B；

A组（有氧呼吸组）：

注入约15ml的葡萄汁滤液后，再注入5ml活化后的酵母菌溶液，预留10ml的气体空间，并将注射端用橡胶管和止水夹密封；

B组（无氧呼吸组）：

2

引导学生进行问题思考，并尝试解决。

鼓励学生在提出问题的基础上，结合眼前的材料用具，设计科学可行的实

方案。并请两组同学进行方案展示，其他组同学可结合自己的方案提出质疑，一起思考解决。

注入约15ml的葡萄汁滤液后，再注入5ml活化后的酵母菌溶液，直接将注射端用橡胶管和止水夹密封。

（3）倒置、观察：

将两组的注射器上下倒位几次，震荡摇匀，然后将两支注射器倒置5min，静止观察实验现象。

（3）检测两组的实验产物

验方案。

请同学们结合自己的实验方案，组内分工合作，高效有序、科学合理的开展实验。因为有腐蚀性的酸性重铬酸钾溶液，请同学们注意操作实验

安全，酒精检测滴加酸性重铬酸钾溶液时请带橡胶手套防护。

提醒学生：待A组中注射器活塞位置略有移动，立即停止实验，进行结果检测。

在实验原理部分引导学生采用适量的滤液和检测试剂。

检测结果，

观察分析，

展示结果，

得出结论。

请同学们结合观察到的开展实验过程：

①A有氧呼吸组和B无氧呼吸组均吸入20ml葡萄汁滤液；

②A组中再吸入10ml的空气；

③A、B两组分别吸入活化后的酵母菌溶液2ml，密封后震荡摇匀且平置；

④放在相同且适宜的条件下进行实验，并观察记录。

提醒学生注意安全，并注意实验过程中出现问题的积累。 学生操作：

①酒精检测：

取两支刻度试管，分别加入2ml有氧呼吸和无氧呼吸酵母菌培养液滤液，再向试管中分别滴加酸性重铬酸钾溶液0.5ml，轻轻震荡摇匀，观察颜色变化。

引导学生根据实验原理，开展实验结果检测，并尝试分析得出结论。

现象，分析结果，得出结论。

②CO2检测：

实验小结：

大部分同学，通过科学合理方法一：通过注射器软管分别将A、B组气体缓缓通入澄清石灰水的探究，验证了自己的假设：

中，观察现象。

1、酵母菌在有氧呼吸条件下，通过细胞呼吸产生大量CO2； 方法二：取两支刻度试管，分别加入2ml溴麝香草酚蓝水溶液，再依次向试管中分别加入2ml有3

2、酵母菌在无氧条件下，通过细胞呼吸产生了酒精和少量CO2。

氧呼吸酵母和无氧呼吸酵母菌培养液，轻轻震荡摇匀，观察颜色反应。

学生展示结果。

大家来找茬：

请同学们对比相邻组实验结讨论分析，

交流反思

果，分析自己实验过程中存在问题，并思考讨论，找出解决的方法。

讨论、分析、交流

依据结果及结论，反向分析并发现问题

通过以上实验探究，同学们得出了什么结论？（用反应方程式进行说明）

总结提升

拓展提升：酵母菌除了可以用来制作葡萄酒以外，还有哪些应用呢？

酵母菌在有氧条件下生成了较多的CO2，在无氧条件下生成了较少的CO2及酒精。（写出相应的反应方程式）

思考并讨论酵母菌在生产实践中的其它应用。

引导学生归纳总结，说明细胞呼吸的原理及应用。

六．教学设计反思：

1、该实验将选修1中果酒的制作与必修1中探究酵母菌细胞呼吸的方式进行了整合，既能深化学生对果酒制作原理的认识，也能强化酵母菌是兼性厌氧菌这一事实的认识；同时也体验到微生物发酵的应用的实践价值。

2、该实验在教材实验方案基础上进行了改进，简化了实验工具、减少实验材料，大大缩短了实验时间，切实提高了学生课堂操作的可能性。但有氧呼吸组中所用氧气来自空气，空气中本身所含有的少量CO2会对实验结果有干扰，故如何得到纯净的氧气需要笔者做进一步探究。

4