2018-2019学年人教版必修一 5.3.1 探究酵母菌细胞呼吸的方式 学案

探究酵母菌细胞呼吸的方式一、教学目标：知道生物进行有氧呼吸与无氧呼吸的条件和产物；掌握对比实验的设计方法。

二、教学重难点：教学重点：实验方案的设计及分析。

教学难点：组织学生进行活动，使学生经历完整的探究过程。

三、课的类型：实验探究课。

四、教学过程：候课：提醒学生不要乱动，注意安全；提醒学生分组；提醒学生看实验原理；跟学生交流世界杯。

[导入]：好！上课！环节一：创设情境，引入探究。

[引言]这熟悉的音乐把我们又带回到了NBA赛场上，今天我们就从NBA说起（大屏幕），在NBA赛场上出现了很多非常出色的球员，比如（大屏幕）姚明，姚明的成功一方面跟他的天赋和训练分不开，同时也跟他的食量大有密切关系，他可是个不折不扣的大胃王（大屏幕），他每天吃掉的食物相当于同学们3天所吃食物的总和。

同学们要来分析一下了：为什么姚明的饭量会这么大呢？学生回答：他消耗得多，需要及时补充能量。

我们知道：食物里的糖类、脂肪等有机物中都储存有能量，可是这些有机物中的能量又如是何释放出来的呢？铺垫：回忆一下初中学过的内容：燃烧有机物释放能量，这个叫做？学生回答：呼吸作用。

因为呼吸作用是在细胞内进行的，因此也叫做细胞呼吸。

那么什么叫做细胞呼吸呢？请同学们翻开课本，找找细胞呼吸的概念。

咱们来齐读这一概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

（大屏幕）概念里提到的有机物的氧化分解，一定需要氧气的参与吗？细胞在无氧条件下能不能分解有机物呢？今天我们就来探究：细胞呼吸的方式（大屏幕）。

环节二：师生互动，进行探究。

第一步：材料选取。

铺垫：我们要探究一个问题，往往得通过进行实验。

而材料选取是实验成败与否的关键之一[问题一]屏幕上方有四种不同的细胞（大屏幕），同学们观察一下，你会选择哪一种细胞作为实验材料，说出你选择这种材料的理由？学生观察后回答（大屏幕）：酵母菌。

学生回答（大屏幕）：酵母菌是单细胞生物，便于操作；酵母菌在有氧与无氧的条件下都能生存。

5.3 细胞呼吸的原理和应用（教学设计）【教学内容分析】一、课标分析在《普通》在《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》中，与本节内容有关的分析如下:1. “内容要求”与本节内容相关的概念层次是:概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域2.2.4说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量2.“学业要求”从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化(生命观念、科学思维、科学探究)；3. “学业质量水平4”“生命观念”:能运用结构与功能观、物质与能量观，阐释生物体组成结构和功能的关系；在新的问题情境中，能以生命观念为指导，解释生命现象，探究生命活动的规律；基于上述观念，能综合运用科学、技术、工程学和数学(STEM)知识和能力，综合运用在实践活动中，解决生活中的实际问题。

“科学思维”:能基于给定的事实和证据，采用归纳与概括等方法，以以恰当的形式，阐释分子与细胞相关概念的内涵:面对有争议的社会议题时，能利用生物学重要概念或原理，通过逻辑推理阐明个人立场，作出决策并解决问题:“科学探究”:能够针对日常生活和生产中的真实情境，提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题，查阅相关资料，设计并实施怡当可行的方案，运用多种方法如实记录和创造性地运用数学方法分析实验结果:能论证人类活动对环境产生的影响。

“社会责任”:形成珍爱生命、遵纪守法的观念。

二、教材分析本节教材作为细胞的能量供应和利用这个大单元中的一个重要的小单元，主要内容包括探究酵母细胞的呼吸方式、有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用。

生物体利用有机物分子中的能量，必须将其转化为ATP中的能量才能被直接利用，而这一转化过程要靠细胞呼吸来完成，后面一节光合作用合成的有机物正好可以作为细胞呼吸的原料。

第3节ATP的主要——细胞呼吸第1课时探究酵母菌细胞呼吸的方式学习目标1．理解细胞呼吸的概念(重点)；2.探究酵母菌细胞呼吸的方式，学会控制和检测实验变量(重难点)|基础知识|一、细胞呼吸的概念1．场所：细胞内。

2．物质变化：有机物氧化分解，生成二氧化碳或其他产物。

3．能量变化：释放出能量并生成ATP。

二、探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理(1)酵母菌的代谢类型：在有氧和无氧的条件下都能生存，是兼性厌氧菌。

(2)细胞呼吸方式的判断：在有氧和无氧条件下细胞呼吸的不同，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。

(3)CO2的检测①CO2能使澄清的石灰水变混浊。

②CO2能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

根据石灰水变混浊或溴麝香草酚蓝水溶液变色的时间长短，可以检测CO2的产生情况。

(4)酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成灰绿色。

2．实验装置(1) CO2的检测装置：①有氧条件下的装置：如图甲②无氧条件下的装置：如图乙(2)酒精的检测装置：答案(1)①NaOH溶液澄清的石灰水②澄清的石灰水(2)重铬酸钾3．实验现象及结论(1)实验现象①甲、乙装置中的石灰水都变混浊，但甲中混浊程度高且速度快。

②试管1中溶液颜色无变化，试管2中溶液颜色由橙色变成灰绿色。

(2)实验结论①有氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生CO2②无氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生酒精和少量CO2。

|自查自纠|1．细胞呼吸只能产生CO2( )2．细胞呼吸只能在细胞进行( )3．细胞呼吸产生的ATP可用于主动运输( )4．酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2( )5．只检测有无CO2产生即可确定酵母菌的呼吸方式( )6．根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生的量的多少( )7．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色( )答案 1.× 2.√ 3.√ 4.√ 5.× 6.√7.×|图解图说|★溴麝香草酚蓝水溶液通入CO2的颜色变化：蓝→绿→黄。

第20课时探究酵母菌细胞呼吸的方式目标导航 1.简述细胞呼吸的概念及理解。

2.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。

一、细胞呼吸的概念细胞呼吸是指有机物在________内经过一系列的________________生成________或其他产物，释放出________并生成________的过程。

二、探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理(1)酵母菌代谢特点酵母菌是____________菌，在有氧和无氧条件下都能生存，可通过测定酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定酵母菌细胞呼吸的方式。

(2)产物检测①检测CO2的产生CO2可使____________变混浊，也可使__________________由蓝变绿再变黄。

②检测酒精的产生橙色的重铬酸钾溶液，在________条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成__________。

2．实验流程(1)配制酵母菌培养液：取20 g新鲜的____________，分成两等份，分别放入等体积的锥形瓶A(500 mL)和锥形瓶B(500 mL)中。

再分别向瓶中注入240 mL质量分数为5%的______________。

(2)实验装置的组装①有氧条件装置：如图甲。

②无氧条件装置：如图乙。

(3)实验现象及分析①甲、乙两装置石灰水都变浑浊，说明__________________________________。

②甲装置的浑浊程度比乙装置的强，且浑浊快，说明___________________________。

③取A、B两瓶中的酵母菌培养液的滤液等量，分别滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液发现A 瓶中滤液不变色，B瓶中所取滤液变成灰绿色。

说明__________________________ ________________________________________________________________________。

3．实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行____________。

探究酵母菌细胞呼吸的方式实验改进与探究一、使用教材：人民教育出版社高中生物必修一《分子与细胞》第五章第3节《探究酵母菌细胞呼吸的方式》二、实验器材：FLUKE Ti100红外热像仪、平板显微镜、一次性注射器、一次性输液器、电子天平、试管、烧杯、胶头滴管、试剂瓶、标签纸、皮尺三、实验创新要点：缩短原有实验所需时间，对细胞呼吸产物的检测更加完善，实验现象更加明显，实验结果更具有说服力。

用FLUKE Ti100红外热像仪验证反应放出能量，对比有氧呼吸与无氧呼吸放出能量的多少；用一次性输液管作为检测CO2的场所，对比有氧呼吸与无氧呼吸放出气体量的多少。

四、实验原理：酵母菌的有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+大量能量酵母菌的无氧呼吸C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量五、实验教学目标：知识目标：了解酵母菌有氧和无氧条件下的细胞呼吸产物；掌握CO2与酒精的检测方法。

能力目标：学会运用对比实验进行科学探究。

情感、态度与价值观：通过对教材实验的改进，认同实验流程是在不断的思考、探索和争论中完善的。

六、实验教学内容：实验改进：1．使用一次性注射器+一次性输液器。

2．增加氧气的发生装置。

3．使用安琪高活性干酵母。

4．流速调节器、滴壶的巧妙利用。

5．用FLUKE Ti100红外热像仪验证反应放出能量，并比较有氧呼吸与无氧呼吸放出能量的多少。

实验探究：1．使用石油醚液封溴麝香草酚蓝水溶液，以排除空气中的CO2的干扰；2．采用一次性输液管作为检测CO2的场所，能够比较出有氧呼吸与无氧呼吸放出气体量的多少。

3．引入了亚甲基蓝，检测酵母菌是否进行了细胞呼吸。

七、实验教学过程：共分为三个环节：课前准备、课堂环节、课后延伸。

课前准备主要是让学生认真观察了原有实验的操作视频，总结出原有实验的操作步骤，并发现了不足之处，同时也激发了学生想要改进实验的决心。

通过查阅大量资料及多次的实验操作，发现采用一次性注射器与一次性输液器代替原有装置效果最为理想。

《探究酵母菌细胞呼吸的方式》教学设计一、教材分析：《探究酵母菌细胞呼吸的方式》是人教版高中生物必修一第五章第三节《ATP 的主要来源--细胞呼吸》中的一个探究实验。

新课标对于实验与探究能力的要求是（1）要学生理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关操作技能，并能将实验涉及的方法和技能进行综合运用；（2）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与统计分析等科学研究方法，（3）能对简单的实验方案做出恰当的评价与修订。

本着以学生为主导，倡导探究的理念，结合学生对实验的自变量、因变量及无关变量有一定了解的实际情况，可以创设情境引导学生提出问题、做出假设、设计实验，进行试验、得出结论、交流应用，以使学生顺利完成对酵母菌细胞呼吸方式的探究。

通过整个探究过程培养他们交流与合作的能力、动手操作的能力、创造思维的能力和探究实验的能力，达到有效教学的目的。

二、三维目标的确定：（一）知识与技能目标：通过实验证明酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，学会对比实验的设置方法。

（二）过程与方法目标：进一步加强学生探究能力，掌握检测二氧化碳和酒精的方法，提高学生动手和合作交流的能力。

（三）情感态度与价值观目标：联系生活现象，激发学生探究实验的兴趣，培养科学严谨的实验态度；通过改进实验方法的可操作性，增强学生乐于创新，敢于质疑的自信心。

三、教学重、难点：引导学生设计实验步骤并分析实验结果，学会对比实验的设置方法。

四、教学方法设计本节课采用“探究—发现”教学模式，通过列举实例，引导学生模拟科学发现，进行分析、讨论、归纳和总结。

“探究—发现”教学模式基本程序如下：设疑引入学生自学→小组合作归纳小结→学生展示师生讨论→评价反馈师生总结。

五、课时安排 1课时学生按改进后的实验方案进行分组操作，并做好记录。

（1）学生分析现象，并将小组的实验结果与老师的演示结果作对比。

如果有不同的现象分析找出原因。

第3节细胞呼吸的原理和应用（第1课时）教学设计一、教学目标1.通过观看酿酒视频，提出问题，作出假说，并设计实验验证假说。

（科学探究）2.通过改进教材实验探究酵母菌细胞呼吸方式，归纳在有氧和无氧条件下的物质变化。

（科学思维）3.通过分析酵母菌细胞呼吸过程的物质变化伴随着能量释放，渗透物质与能量观。

(生命观念)4.通过分析酵母菌细胞呼吸在酿酒中的应用，培养学生关心科学技术发展，传承传统文化的精神。

（社会责任）二、教学重难点教学重点：1.酵母菌进行有氧呼吸的产物与进行无氧呼吸的产物分别有何特点。

2.探究酵母菌细胞呼吸的方式的创新实验方案设计及结果分析教学难点：实施创新“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验、对实验结果进行分析三、教法:讲授法、讨论法四、学法：自主学习法、合作学习法、探究学习法五、工具：多媒体、酵母菌、葡萄糖、注射器针筒、软管、溴麝香草酚蓝溶液等六、课时：1七、教学过程教学内容教师活动学生活动教学意图创设情境、导入新课1.中国酿酒的历史2.播放酿酒视频，观察现象，提出问题观看视频，仔细观察现象，提出问题引导学生找出问题，从而分析问题一、根据问题，作根据已有知从物质角度分析问题出假设二、设计实验出示问题，引导学生思考：自变量、因变量、无关变量分别是哪些，并如何控制变量。

根据所给材料，引导学生设计实验装置识和经验作出假设小组讨论，分析变量根据所给材料设计实验装置通过分析变量以及控制变量的方法，培养学生严谨的科学态度三、进行实验分析实验提示：(1).配制酵母菌葡萄糖混合培养液。

(2).制备无CO₂空气:用注射器吸入质量分数为10%的氢氧化钠5毫升，再吸15毫升空气,密封。

(3).有氧组：用注射器吸5毫升酵母菌葡萄糖混合培养溶液，再推入10毫升O₂。

(4).无氧组：用注射器吸5毫升酵母菌葡萄糖混合培养溶液，密封培养。

（5）.检测产物提醒学生注意操作安全引导学生分析创新实验中有氧和无氧条件的设置以及检测方法分析教材实验，找出改进实验装置的原因小组合作，进行实验通过小组合作进行实验，培养学生动手能力。

第3节细胞呼吸的原理和应用知识点一细胞呼吸[新知导学]1．概念(1)物质变化：有机物氧化分解，生成二氧化碳或其他产物。

(2)能量变化：释放出能量并生成ATP。

2．类型根据是否需要氧气，可分为两种类型：有氧呼吸和无氧呼吸。

3．探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)酵母菌作为实验材料的原因：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。

(2)呼吸产物的检测(连线)①CO2检测a．石灰水变混浊b．重铬酸钾溶液变为灰绿色②酒精检测 c．溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄答案：①—a、c ②—b(3)实验结论①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

②产物⎩⎪⎨⎪⎧ 有氧：大量的二氧化碳和水无氧：产生酒精，还产生少量的二氧化碳1．分析教材P91的实验装置，思考：(1)A 装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？(2)质量分数为10%的NaOH 溶液的作用是什么？(3)B 装置中，为什么要将B 瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？ 提示：(1)保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。

(2)NaOH 溶液的作用是除去空气中的CO 2，以保证第三个锥形瓶中，澄清石灰水变混浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO 2所致。

(3)B 瓶刚封口后，锥形瓶中有氧，酵母菌进行有氧呼吸，两瓶产生CO 2的速度和量基本相等，所以需将开始产生的CO 2排掉，一段时间后，B 瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO 2通入澄清的石灰水，否则会出现两组澄清石灰水混浊程度差不多的情况。

2．我们常说的“呼吸”与细胞呼吸有什么区别？提示：呼吸是通过呼吸运动吸入氧气，排出二氧化碳的过程。

细胞呼吸是分解有机物，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并合成ATP 的过程。

[重难探究]探究酵母菌细胞呼吸方式的实验分析1．实验原理(1)实验材料：酵母菌、葡萄糖溶液。

(2)反应过程。

①有氧条件：葡萄糖――→酶CO 2＋H 2O ＋能量②无氧条件：葡萄糖――→酶酒精＋CO 2＋能量(3)产物验证。