酵母菌的呼吸方式教学设计

第四章

生命的物质变化和能量转换

§4.3《细胞呼吸》教学设计

上海市鲁迅中学 郭坤

一、教材分析

《细胞呼吸》是高中《生命科学》教材第一册第四章第三节的内容，其中有氧呼吸和无氧呼吸的学***为B级，无氧呼吸的应用学***为A级。本节内容分为2课时，第一课时为“酵母菌呼吸方式”的探究实验和无氧呼吸及应用于生活和生产实践的实例，第二课时学习细胞的有氧呼吸及应用实例，并对比有氧呼吸和无氧呼吸、细胞呼吸和光合作用。作为生命物质和能量转换的一种重要方式，细胞呼吸在细胞代谢中起着至关重要的承接作用。本节课的内容与前面所学的线粒体结构和功能、光合作用等内容有密切的联系，也为今后学习其他生命活动及规律奠定基础。

二、学情分析

本课教学对象为高中一年级学生，经过初中及高中前半学期的学习，已具备了一定的逻辑思维能力，同时也形成了一定的自学能力和总结归纳能力。由于细胞呼吸涉及到生物微观的学习，与实际生活情境相差较大，学生在理解上会有些困难，学习兴趣也不大，需要通过探究实验充分调动起学生的兴趣引发思考，理解和掌握无氧呼吸过程中的物质变化和能量转换。

三、教学目标

1、知识与技能：

（1）通过探究实验，知道细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

（2）能够知道无氧呼吸的过程，并认识其中的物质变化与能量转换过程。

（3）举例说出无氧呼吸在实际生产和生活中的应用。

2、过程与方法：

经历实验观察、分析、讨论、思考、探究等过程，知道细胞无氧呼吸的过程与实质。

3、情感态度与价值观：

（1）通过细胞呼吸过程的学习，加深对新陈代谢的认识，理解物质与能量的关系。

（2）进一步了解科学与生产、科学与生活的关系，激发学习兴趣，关注身边发生的事。

四、重点与难点

1、重点：

细胞无氧呼吸的过程及原理。

2、难点：（1）探究酵母菌的呼吸方式。

（2）细胞无氧呼吸的过程。

五、教学设计思路

由于细胞呼吸涉及到生物微观的学习，与实际生活情境相差较大，学生在理解上会有些困难，学习兴趣也不大，可通过探究实验引导学生积极参与实验设计，充分调动学生学习的积极性和主动性，培养学生综合分析能力及合作精神。实验结束后通过比较法、讨论法、讲述法等教学方法，引导学生讨论无氧呼吸中的物质变化和能量变化，从而理解无氧呼吸的实质，认识无氧呼吸及应用于生活和生产实践的实例。

六、教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

创设情境，以学习、骑车等运动都会消耗能量学生根据已有的知识基引入新课

为例，提问：生命活动所需的直接础，说出ATP的作用、能源物质是什么呢？引导学生回ATP与ADP相互转化过忆ATP的中文名称、结构简式，以程和其中涉及的能量来及ATP与ADP的相互转化过程和源和去路。

其中涉及的能量来源和去路，并展

示教材图4-7。

初步介绍细胞呼吸，并提问：细胞学生深呼吸体会呼吸现呼吸和呼吸一样吗？图片示意肺象，观察、思考后理解细的位置，请同学深呼吸体会呼吸现胞呼吸与呼吸的概念。

象，阐述细胞呼吸概念。进一步提问：以上我们的研究对象是人体，那么是不是所有生物体的细胞呼吸都需要O2呢？都会产生CO2吗？这节课我们就通过实验来探究一下细胞呼吸（的方式）。

教学意图

以生活实例引导学生复习旧知识，引出要学习的内容。

旨在让学生体会呼吸现象，充分理解细胞呼吸的概念。

引入主题：

引导学生思考：使用小白鼠作为实学生思考、讨论后认识到细胞呼吸

验材料合适吗？为什么呢？阐述应选用单细胞生物更便小白鼠和人类一样，是由许多细胞于研究细胞呼吸。

构成的多细胞动物，不容易研究细胞呼吸，启发学生思考：该选用怎样的实验材料呢？

简单介绍典型的单细胞生物--酵母菌。

探究酵母菌的呼吸方式

提问：生命科学探究的基本步骤是什么？引导学生复习回顾生命科学探究的基本步骤，并对该实验提出问题，启发学生作出假设。

设计实验前，帮助学生明确实验目的：探究酵母菌的呼吸需要（不需要）O2 ，产生（不产生）CO2。顺势提问：探究酵母菌的呼吸是否需要O2，实验方法是什么呢？（板书一部分装置区域--考虑的是是否为酵母菌的呼吸提供O2。）进一步提问：怎样检测有没有CO2产生呢？根据学生回答的石灰水检测法，分析利弊后并补充介绍BTB学生思考、回忆后说出生命科学探究的7个基本步骤，及该实验作出的假设。

学生思考、讨论后尝试回答可行的探究方法，并根据现象充分认识到BTB试剂的优点。

引导学生关注实验材料的选择。

及时复习生命科学探究的基本步骤，为接下来的设计实验作铺垫。

引导学生思考并大胆提出想法，现场检测BTB试剂可加深学生的理解和印象。

试剂，强调该试剂的特点—遇酸性气体会变黄。（同时板书第二部分装置区域--检测酵母菌的呼吸是否产生CO2。）

提问：实验探究需要遵循哪些原则呢？

展示提供的实验试剂和仪器，进一步提问：实验中除了酵母干粉，还需要葡萄糖，葡萄糖的作用是什么呢？

BTB试剂有什么用呢？阐述提供水浴可增强酶的活性，加快酵母菌呼吸过程，请学生考虑石蜡油是否有用。实物展示洗耳球，介绍它可以吸进和吹出气体。

学生思考、回忆后说出实验探究的4个原则、异养生物酵母菌需要葡萄糖为其呼吸供能及BTB的作用，观察后知道洗耳球及其用途。

以问题串的形式引导学生思考实验试剂和仪器的作用，为设计实验装置埋下伏笔。

请同学根据提供的实验试剂和仪学生分组思考、讨论后绘器，分组设计实验装置（2组设计出实验装置图。

有氧装置、3组设计无氧装置），明确提出设计装置的要求：一部分装置考虑是否为酵母菌的呼吸提供O2，另一部分装置是检测酵母菌的呼吸是否产生CO2，在设计中思考如何应用实验探究的4个原则，给学生5分钟时间画出设计的装置草图。

请同学分享一下自己设计的实验学生积极介绍设计的装装置，引导其他同学分析点评设计置或思考其他同学设计方案的亮点及缺点，并同步展示相装置的优缺点。

关实验装置的实物，介绍：玻璃瓶是用来装酵母干粉和葡萄糖溶液，玻璃瓶除了加上有弯玻璃导管的橡皮塞，还需要一个漏斗，问：这个漏斗的作用是什么呢？为什么设置2个装有BTB溶液的试管呢？这两个试管中加入BTB的体积有什么要求吗？要遵循什么原则呢？

将有氧、无氧装置同时通入BTB溶液中，引导学生观察最初BTB溶液的颜色。

反应期间，穿插提问：有氧和无氧装置中加入的酵母干粉和葡萄糖溶液的质量或体积有什么要求吗？为什么呢？石蜡油的用途是什么呢？加入的石蜡油是分布在表面还是在底部呢？阐述该玻璃瓶中已有部分空气，加入石蜡油后，石蜡油会浮于液面，形成油膜，阻断了氧气进入培养液，使培养液

学生思考、讨论后回答实验试剂的用途及实验设计需要注意的原则。

培养学生自主探究能力及小团体讨论分析的能力，强化他们的实验设计能力。

锻炼学生自主分析能力，体会在设计实验时应注意的实验原则，并启发他们寻找更简便的实验设计。

旨在让学生体会实验设计中要遵循的实验原则。

中的酵母菌处于无氧环境。

图片展示教材图4-24，请同学说出课本装置与实施实验装置的差异。

学生观察、思考后说出装置的差异。

锻炼学生观察分析能力。

培养学生的综合分析能力。

请学生观察实验现象，提问：有气学生观察、分析、思考后泡产生吗？BTB溶液的颜色有变能够说出实验现象及结化吗？

图片展示反应30分钟后论。

BTB溶液的颜色变化图。进一步说明用pH试纸检测后发现，都为酸性且有氧组的pH值更小，可见都有CO2产生，且有氧组产生的更多。

请一位同学拔掉无氧组瓶口的塞子，闻一闻，进一步提问：有什么气味？说明产生了什么物质？

根据实验结果得出结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，氧化分解糖产生大量的CO2和H2O，这种就是有氧呼吸；在无氧条件下，氧化分解糖产生乙醇和少量的CO2，这种就是无氧呼吸。

糖的无氧分解（无氧呼吸）

根据实验引导学生写出酵母菌无氧呼吸的反应式，阐述该过程是将糖类等氧化分解形成酒精、CO2，并释放少量的能量。提问：生活中有没有酵母菌无氧呼吸产生酒精的例子呢？介绍葡萄酒、啤酒等都是利用酵母菌的无氧呼吸酿制而成。

进一步提问：水涝后植物为什么容易烂根呢？阐述植物在缺氧条件下，部分组织的细胞会进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。

总结：大多数植物及酵母菌等在无氧条件下可以无氧呼吸产生酒精。

学生思考、分析后写出无氧呼吸产生酒精的反应式，并知道该过程应用于生产、生活的实例。

结合生活实例帮助学生理解产生酒精的无氧呼吸，激发学生的学习兴趣。

介绍无氧呼吸的另一种方式--产学生思考、分析后知道产生乳酸的无氧呼吸。联系常喝的酸生乳酸的无氧呼吸。

奶，简要介绍乳酸发酵及乳酸菌。进一步提问：在百米冲刺、800米或1000米赛跑等剧烈运动后，第二天腿会酸胀，为什么呢？

总结：动物骨骼肌细胞、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）等在无氧条件下可以无氧呼吸产生乳酸。

课堂小结

预留内容

强调：酵母菌产生酒精的无氧呼吸称为酒精发酵，乳酸菌产生乳酸的无氧呼吸称为乳酸发酵。酵母菌、乳酸菌这些微生物在无氧条件下的呼吸称为发酵。

引导学生从发生条件、物质变化和能量变化等方面归纳出无氧呼吸的定义，总结出细胞呼吸的方式，并及时练习检测学习效果。

无氧呼吸在生活中的应用有很多，引导学生根据无氧呼吸原理，思考：怎样用纯牛奶制作酸奶呢？泡菜是怎么制作的呢？介绍酸奶、泡菜的制作方法和原理。

以酵母粉、葡萄糖、塑料瓶及气球作为材料，请学生课后动手做一做，观察气球的变化。

学生认真听讲，知道发酵的描述对象是微生物。

引起学生对发酵的关注。

学生思考、讨论后得出无氧呼吸的概念，并知道细胞呼吸的方式。

学生思考、讨论后尝试说出酸奶、泡菜的制作方法，掌握其制作原理。

培养学生归纳总结能力。

联系生活实例，激发学生学习兴趣。

学生课后动手做一做。

利用身边材料，加深学生对知识的理解，增强学生的学科兴趣。