《探究酵母菌细胞呼吸的方式》教学设计

《探究酵母菌细胞呼吸的方式》的教学设计
设计思想：
通过学生的探究活动，让学生亲自获得细胞呼吸的两种方式的知识。同时加强学生对探究实验的设计和对比实验方法的掌握。
本设计遵循新课程“倡导探究性学习”和“注重与现实生活的联系”的基本理念，引导学生从生活走进生物，从探究走进科学，充分发挥探究活动中学生的主体作用和教师的主导作用，让学生在思索、质疑、探究、实践中领悟科学研究的方法，发展科学探究能力。
教学分析：
教材分析：通过酵母菌细胞呼吸方式的探究，学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成的产物，为后面学习有氧和无氧呼吸的过程及原理应用奠定基础。
学情分析：本实验为学生自主的开放式探究，对学生的探究能力要求较高。即从探究的课题的选择、方案的制定、到结果的分析处理，结论的展示、交流，学生都有很大的自主性，完成探究需要的时间较长。
教学重点：（1）酵母菌细胞在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物；
（2）设计与实施实验方案。
教学难点：设计并实施实验方案。
教学目标：
知识与技能： 1．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究，掌握物质鉴定的一般方法。
2．说出酵母菌细胞呼吸的方式。
过程与方法：通过探究细胞呼吸的方式，使学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成的产物。
情感态度与价值观：在进行实验的过程中，提醒学生养成尊重事实的习惯，学习科学方法，培养科学态度和价值观。
教学策略与手段：
教学模式：问题导学、小组合作探究
核心问题：（1）如何控制酵母菌细胞呼吸的条件？
（2）如何检测生成的产物？
教学策略和教学手段：在教师给定导学问题的基础上，课本让学生看，实验让学生做，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生析，并且多给学生提供独立设计实验的训练机会，最大限度地发挥学生的探索潜能。同时应注意实验设计的多样化。
教学过程：
教学步骤 教 师 活 动 学 生 活 动 预 设 教学意图
引课 【提出问题】1.你对酵母菌有何了解？请将你课前搜集到的资料展示交流。2.家庭如何蒸馒头？蒸熟的馒头为什么比较松软？3.酒的主要成分是酒精，它是酵母菌在什么条件下产生的？【过渡】细胞呼吸是否需要氧？生物在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸吗？ 【展示交流要点】1.酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。生长周期短，增殖速度快。2.CO23.在无氧条件下。 围绕学生对酵母菌的了解，创设情境，提出生活中的问题引导学生描述，为实验教学的展开做铺垫。
探究酵母菌细胞呼吸的方式 【提出问题】1.探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验原理是什么？2.为什么选用酵母菌作为实验材料，而不选用小白鼠等？3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？ 【阅读讨论】 通过阅读教材，小组讨论归纳如下：1.在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，可以将葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水，并释放能量。在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，能将葡萄糖转变成酒精和二氧化碳。2.酵母菌取材方便，培养简单，是做细胞呼吸研究的好材料。（检测酵母菌细胞呼吸产物的方法简单易行。）3.提供适宜的温度、PH、营养等。 通过阅读教材与课前搜集到的资料结合，解决该组问题，为后面学生进行实验探究，提供探究方向，减少探究的盲目性。
学生分组提出问题、作出假设 要求学生分组提出问题、作出假设。 对学生提出问题、作出假设的可行性、可探究性、表述的正确性做出指导和评价。从学生提出的假设中选择探究课题。如：1.酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸；2.酵母菌在有氧和无氧条件下产生的CO2（能量）一样多； 分组提出问题、作出假设【预设问题】1. 酵母菌的呼吸方式是什么？2.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么？3.酵母菌在有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？4.酵母菌能使葡萄糖发酵产生酒精，是在有氧还是无氧的条件下进行的？5.酵母菌有氧呼吸产生的能量多还是无氧呼吸产生的能量多？【预设假设】1.酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸；2.酵母菌只在有氧条件下产生CO2，只在无氧条件下产生酒精；3. 酵母菌在有氧和无氧条件下产生的CO2（能量）一样多；…… 训练学生提出问题、作出假设的能力
设计实验自变量和因变量的确认变量的控制与平衡因变量的观测分析实验结果，得出实验结论 【课题】酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2，且有氧条件下产生的更多。酒精是在无氧条件下产生的。重点在引导学生思考以下问题。【问题1】该实验的自变量和因变量有哪些？【问题2】如何控制实验中的有氧条件和无氧条件？可以利用教材实验装置分析。(装置图见教材)(1)A装置、B装置分别为探究酵母菌在什么条件下的呼吸方式？ 【问题目标】利用A装置探究以下问题（2）A装置上接橡皮球或气泵的作用是什么 （3）装置A中质量分数10%的NaOH溶液起什么作用？（4）如何确认已完全排除空气中的二氧化碳的影响？【问题目标】利用B装置探究以下问题（1）B瓶应封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？（2）如何排除锥形瓶上部的部分氧气的影响？有没有其它更有效的装置和方法？（3）此时你能否确定B瓶中一点O2都没有？如何解决？【问题3】怎样鉴定有无CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？【问题4】怎样鉴定有无酒精的产生 如何比较酒精产生的多少？【问题5】有上述实验分析，你能得出什么实验结论？ 学生分组活动，完成探究问题。【学生回答】1.该实验的自变量为含氧量的变化，一组有氧，一组无氧；因变量是酵母菌在有氧或无氧条件下的产物。【学生回答】（1）A装置为有氧条件；B装置为无氧条件；（2）让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶；（3）除去空气中的CO2，保证第三个锥型瓶中澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致；（4）在反应装置前，增加一检验装置——澄清石灰水；【出示装置】酵母菌有氧呼吸改进装置 （略）【学生回答】（1）防止瓶中O2的干扰，确保通入石灰水中的CO2来自酵母菌的无氧呼吸；【预设学生回答】（2）油封、将锥形瓶装满液体、反应一段时间再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶；……（3）溶液中还有少量的溶解氧。将培养液加热煮沸、冷却后再接种酵母菌；将装置密封；……【学生回答】 ①使用石灰水检测CO2的生成实验现象：比较单位时间内两种装置中石灰水混浊的程度 【预测实验结果】 可观察到甲、乙装置石灰水都变浑浊说明都有CO2产生；且装置甲浑浊快且程度高，说明有氧条件下产生的CO2多；②使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成【预测实验结果】甲、乙装置溴麝香草酚蓝颜色有变化，说明都有CO2产生；装置甲变色时间更短，说明有氧条件下产生的CO2多；【学生回答】分别取等量的甲、乙装置的酵母菌滤液，分别加入适量溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液【预测实验结果】甲试管不变色，乙试管变成灰绿色，说明乙乙在无氧条件下会产生酒精；【实验结论】酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳　在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。　在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。 培养根据实验目的确认变量的能力分析实验装置，学会变量的控制，以及无关变量的平衡方法。同时培养实验的严谨性思维。问题（2）（3）激发学生的发散思维，以及训练学生学科间知识联系的能力。学会定性和定量研究的不同观察指标的表述。训练学生得出结论的能力。
继续探究 【问题】酵母菌有氧呼吸产生的能量多还是无氧呼吸产生的能量多？你将如何设计？ 【预设学生回答】在甲、乙反应装置中各插入一温度计，测量相同时间内温度的变化。……
总结实验要点 根据实验需要，理清实验步骤1.配制培养液2.控制好有氧、无氧环境3.科学检测因变量4.限制好无关变量 规范实验思维，为实验操作做铺垫。
作业设计 1.下图是探究酵母菌呼吸作用方式的实验装置。以下说法正确的是（ ）A.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收CO2 B.装置乙在C处可检测到有酒精生成C.装置乙应让B先反应一会再连接 D.两个装置均需要在黑暗条件下进行2.下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析回答：（1）该装置实验用来验证 ；（2）A瓶的作用是 ；B瓶的作用是 ； D瓶的作用是 ；（3）如果将Ｃ瓶中的植物换成酵母菌培养液，则Ｄ瓶中的石灰水将 ，用化学方程式表示Ｃ瓶中的生理变化 ；（4）如果在Ａ瓶前加上吸收氧的装置，则Ｄ瓶中的石灰水将 , 写出Ｃ瓶中有关的化学反应式 ；(5) 如果将Ｃ瓶中的植物换成乳酸菌培养液且在Ａ瓶前加上吸收氧的装置，则Ｄ瓶中的石灰水将 , 写出Ｃ瓶中有关的化学反应式 ；
　　
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