第5章 细胞的能量供应与利用 探究·实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式（教学设计）---宁波北仑中学2024-2025学年《生物学》高中·必修1 分子与细胞（人教版）

教学设计 课程基本信息 学科 高中生物学 年级 高一 学期 秋季 课题 探究酵母菌细胞呼吸的方式 教科书 生物学必修1———分子与细胞 教学目标 1.科学探究：探究酵母菌细胞呼吸的方式，设计并实施实验方案，进一步学会控制自变量、观察和检测因变量。 2.科学思维：在设计实验方案、分析实验结果过程中，培养学生科学思维和科学探究能力。 3.生命观念：了解细胞呼吸中的物质转换和能量变化。 4.社会责任：通过分析酵母菌发酵在生产、生活中的应用，养成关注社会的责任意识。 教学内容 教学重点： 1.区分有氧、无氧呼吸的条件、产物，并能说明酵母菌细胞呼吸的特点。 教学难点： 1.细胞的有氧呼吸和无氧呼吸、实验的设计。 教学过程 本节课教学设计主要采用了论证探究法，教学过程中根据生活经验、实验结果等对酵母菌细胞呼吸的方式及其产物进行论证，最终得到结果。论证过程如下图： 具体教学过程如下： 情境引入，提出核心问题 生活中制作馒头，必需经过一个发面的步骤，发面过程中将面团放在碗中盖上保鲜膜，一段时间之后会发现面团的体积在不断增大，且面团表面还会出现蜂窝状的气孔。分析原因。 学生A：酵母菌在呼吸过程中产生了氧气。但不知道为何种呼吸方式。 学生B：酵母菌在无氧呼吸过程中产生了氧气。 师：酵母菌是一种单细胞真菌，在显微镜下如图所示，形状呈圆形、椭圆形，比普通细菌大得多。酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生产，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 根据以上情境提出本节课核心问题：酵母菌不同呼吸方式的产物有什么？ 作出实验假设 学生A：酵母菌有氧呼吸的产物也有二氧化碳，但不清楚有氧和无氧条件下产生的二氧化碳是否一样多。 学生B：酵母菌还可用于酿酒，酒精也是酵母菌呼吸的产物。 根据学生回答，得到对酵母菌呼吸方式及其产物的预测表如下： 酵母菌呼吸方式预计产物有氧呼吸CO2无氧呼吸CO2、酒精 三、确定实验思路 根据假设先确定实验大致思路。学生思考以下三个问题： 1.如何保证酵母菌在实验过程中能正常生活？ 提供营养物质及适宜的温度等环境条件 2.怎样控制有氧和无氧的条件？ 有氧：使用打气筒、气泵等工具通入氧气 无氧：密封瓶口并耗尽原有氧气或用油液封 3.怎样鉴定有无酒精的产生？ 怎样鉴定有无CO2的产生？ CO2的检测：（1）CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 （2）CO2可使澄清石灰水变浑浊 酒精的检测：橙色的重铬酸钾在酸性条件下与酒精发生化学反应，使之变成灰绿色 根据以上思考，设计实验记录表： 自变量因变量无关变量结果检测现象结论澄清石灰水浑浊情况溴麝香草酚蓝溶液变化酸性重铬酸钾变化 学生思考得到：实验自变量为氧气有无，因变量为呼吸的产物，无关变量有温度、酵母菌数量等。 四、分析实验材料 教师介绍实验器具有电子秤、打气筒、试管、锥形瓶、烧杯等，需要用到的实验试剂有质量分数为5%的葡萄糖溶液、重铬酸钾溶液、溴麝香草酚蓝溶液和澄清石灰水、NaOH溶液等。 提问：NaOH溶液在实验中提到什么作用？ 学生：酵母菌有氧呼吸需要提供空气，但空气中的二氧化碳可能会影响产物的检测，因此还需要用到NaOH溶液吸收空气中的二氧化碳，排除其影响。 提问：思考有氧及无氧装置中一下锥形瓶的组装顺序。 细化实验步骤 通过实验视频进行实验步骤的讲解，具体如下： 1.酵母菌培养液的配置 取20g干酵母，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液，摇匀后配制成酵母菌培养液。 2.有氧和无氧装置的组装 有氧：将氢氧化钠溶液、A瓶与澄清的石灰水用玻璃管和胶管依次连接（20秒）。最后连接打气筒，组装成有氧装置。让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶，大约50分钟。然后将实验装置放到 ... ...