5.3ATP的主要来源-细胞呼吸

ATP的主要来源——细胞呼吸（第1课时）
教学设计
1、教材分析
本节与前面所学的线粒体的结构和功能、主动运输、新陈代谢与ATP、光合作用、植物对矿质离子的吸收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了基础。
教材在这节内容的编排上改变了以往直接传授理论知识的做法，而设计在此之前进行探究实验。通过对酵母菌细胞呼吸方式的探究让学生亲身感受有氧和无氧条件下的细胞呼吸，并从中获得直接经验，不仅在于发展探究能力，而且可以为学生学习“细胞呼吸的过程”作好铺垫。
由于教材在对本实验探究实验的安排上有“让空气间歇性的依次通过锥形瓶（约50min），然后将实验装置放到25-35 C的环境中培养8-10h”的要求，因而在课堂上时间不够用，温度难以控制以及通气时间长等方面的困难，影响探究的进行，本人对原探究实验的改进，避免了以上困难，收到了较好的教学效果。
2、学情分析（教学目标的确定）
根据建构主义教学理论和多元智能理论，学生不再是知识的被动接受者，而是知识的主动构建者和课堂的主体。在探索过程中，获得从真实生活情景中发现问题、解决问题的能力；在与他人的合作过程中发生思维的碰撞，达到能力的互补和提高。对于学生，通过初中阶段的学习，学生已经知道呼吸作用的本质是细胞内的有机物氧化分解释放能量。但是，有机物是怎样氧化分解并释放能量的？这一过程必须要有氧的参与吗？等等，这些问题学生并不清楚，可利用学生已有的知识和经验，创设新的问题情境，激发学生的探究欲望。因此本节教学目标确定为：
2.1知识目标： 知道生物进行有氧呼吸与无氧呼吸的条件和产物;理解细胞呼吸的本质;
掌握对比实验的设计方法。
2.2技能目标： 培养学生探究能力，促进学生思维发展;提高学生合作、交流以及自主学
习的能力。
2.3情感、态度与价值观： 培养敢于质疑、勇于创新的科学精神和实事求是的科学态
度；引导学生认识酒精对生物细胞的伤害，确立积极的生活态
度和形成健康的生活方式。
3、重点和难点的确定
由于酵母菌细胞呼吸反应需要较长的时间，因此本探究实验的教学重点放在实验设计与分析。组织学生进行活动，使学生经历完整的探究过程，是教学的难点。
4、设计思路
“探究酵母菌细胞呼吸的方式”是新教材增设的一个探究活动。本案例设计遵循新课程“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、探究和实践中领悟科学研究的方法，发展科学探究能力。结合“问题—探究—发展”的教学模式，教学基本过程是:创设情景→提出问题并引入探究→进行探究→提出结论→迁移拓展。
5、教学准备
教师准备多媒体课件，有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的装置，学案。
布置学生课前预习探究酵母菌细胞呼吸的方式
6、教学过程
6.1 创设情境，导入新课　
展示多媒体课件：酵母菌的图片、面包、啤酒、红酒等。
师问：酵母菌是一种什么样的生物？其代谢类型如何？在日常生活中有哪些用途？
生答：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，常用于酿酒和发面。
师问：馒头和面包松软的原因是什么？
生答：是酵母菌产生了CO2。
师问：那么酒精是酵母菌在什么条件下产生的呢？
结果，有的学生回答是有氧产生的，有的学生回答是无氧产生的。
通过教师提出问题“CO2、酒精是酵母菌在有氧产生的，还是在无氧产生的呢？”引入课题：探究酵母菌细胞呼吸的方式（课件展示课题）
6.2 以问题、讨论等形式，进行实验方法、步骤的探究
师问：探究实验的一般操作步骤有哪些？
生答：提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析现象，得出结论→表达与交流
6.2.1 提出问题 学生根据情境资料中有关酵母菌的知识及参考案例，科学的提出问题。
酒精和CO2是酵母菌在有氧条件下还是在无氧条件下产生的？
6.2.2 作出假设 让学生结合已有的知识和生活经验，针对问题作出合理的假设。如：讨论后确定的作出假设是：酵母菌在有氧呼吸时产生CO2、在无氧呼吸时产生CO2和酒精。
6.2.3 设计实验 教师强调要遵循单一变量原则、对照原则，并介绍对比实验。
教师讲解并用多媒体课件演示对比实验：A瓶酵母菌培养液（有氧条件下）与B瓶酵母菌培养液（无氧条件下）属于对比实验。
教师通过设计问题，进一步引导学生设计实验（学生结合学案带着以下几个问题分组讨论）
（1）本实验的自变量、因变量、无关变量是什么？
（2）怎样控制有氧和无氧的条件？有没有更好的方法？并绘出酵母菌在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的装置图。
（3）怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
（4）怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
重点讨论：怎样控制有氧和无氧的条件？有没有更好的方法？
讨论、交流结束后，对有氧条件下酵母菌细胞呼吸提出了3个方案，对无氧条件下酵母菌细胞呼吸提出了2个方案，并展示学生绘的有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的装置图。
方案一：
有氧呼吸装置1　　　　　　　　　　无氧呼吸装置1
方案二：较好方法：在装有质量分数为10%的NaOH溶液锥形瓶与装有酵母菌培养液的A瓶之间增加一个澄清的石灰水瓶，用来检验是否还有CO2。
方案三：（更好的方法），A瓶连接装有适量MnO2的锥形瓶，上面用装有过氧化氢分液漏斗连接制造O2，来替换含有质量分数为10%的NaOH溶液锥形瓶，其余装置不变。
　　
　　　　有氧呼吸装置图3　　　　　　　　　　　　　　无氧呼吸装置图2
师生共同总结，有氧呼吸装置图3；无氧呼吸装置图2，在B瓶中加一层油膜或石蜡膜，能确保进入石灰水中的CO2是无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生的。
利用学案，概括实验原理
6.2.4 进行实验
（1）实验步骤：
①酵母菌培养液的配制
②连接有氧呼吸和无氧呼吸装置，检查气密性。（见有氧呼吸装置图3和无氧呼吸装置图2）
观察实验现象，记录实验数据。
a.检测有无CO2产生，观察现象并记录（注：以“＋”个数表示澄清石灰水的浑浊程度）
组别时间（min） A瓶 B瓶
澄清的石灰水 溴麝香草酚蓝 澄清的石灰水 溴麝香草酚蓝
0 澄清 蓝色 澄清 蓝色
5
10
15
…
b.鉴定有无酒精产生，观察现象并记录,
组别　　　　项目 A瓶 B瓶
试管 1号 2号 3号 4号
酵母菌培养液 2ml 2ml
酒精 2ml
清水 2ml
酸性重铬酸钾 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml
溶液颜色变化
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　检测酒精的装置图
（2）实验操作：找3名学生演示有氧条件下酵母菌细胞呼吸和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的实验过程，并检测有无CO2的产生。实验结束后再找2名学生检测有无酒精的产生（见检测酒精的装置图）。　
6.2.5 分析实验现象，得出结论
6.3 与生活联系 重铬酸钾可以检测有无酒精存在。想一想，这一原理在日常生活中有什么用处？
6.4 再探究
1.在某一次对有氧呼吸实验装置的操作中，将酵母菌培养液取样鉴定，鉴定出也含有酒精，这是为什么呢？
2.在实验中，有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此，他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2。你如何看待这个问题？
7、作业（扩展）
阅读下面关于甜米酒的酿制过程，回答问题：
步骤（1）：将糯米煮熟；
步骤（2）：用开水浇烫小口容器罐的内部后，留作酿制容器；
步骤（3）：将煮熟的糯米和适量的酒粬（酵母菌）混匀后，放入酿制容器；
步骤（4）：密封容器。
问题：
（1）为什么要将糯米煮熟？
（2）为什么要用开水浇烫容器？
（3）为什么要在糯米的中间留出一个空间？
（4）为什么要密封容器？
（5）在酿酒的过程中总是“先来水”，“后来酒”，为什么？
8、教学反思
8.1指导思想明确
强调学生的自主学习，充分发挥学生的主体作用。
8.2课前准备充分，对教材、学生、教法和学法的分析客观实际
这一点是保证课堂教学得以顺利、高效实施的前提。
8.3合理的教学模式和教学策略
本节课使用的教学模式是“目标教学”“问题—探究—发展”教学以及“自主性学习”相结合的教学模式，是对多种模式的取长补短，优势在于课堂活动的连续性和递进性。
学生进行自主性学习是课堂结构的主要部分，它主要是充分体现学生的主体地位和培养学生的自学能力、获取信息和理解归纳的能力。学生的自主性学习最好能分段实施，避免枯燥乏味，否则容易降低学生学习的热情。
8.4恰当合理的知识拓展，课堂、课外知识互补
在本节课的教学中后布置了一个作业，是关于酿制甜米酒的，这样一来不仅能够极大地引起他们探讨的兴趣，而且能够使得他们的知识学以致用，真正地为科学素养的培养服务。
8.5赏识性的评价
一个恰当的评价，可以促进学生知识、情感与能力三维的和谐发展。赏识性评价不是对学生进行简单的赞扬或肯定，而是对学生活动的总结和升华。使学生在评价过程中，既看到自己的成功，又能认识到自己的不足，有所思，有所得，促进学生知识与能力的良好发展。
附：“探究酵母菌细胞呼吸的方式”学案
1.酵母菌是一种_________（单细胞或多细胞）_________（真核或原核）微生物。
2.代谢类型：同化作用：____________ 异化作用：_____________
3.主要生殖方式：____________生殖
4.酵母菌在生活中的应用：
（1）面包酵母可用于_________，此过程中所发生的化学反应式_____________。
（2）啤酒酵母可用于_________，此过程中所生的化学反应式_______________。
一、提出问题：关于酵母菌细胞呼吸的方式，你还有哪些不清楚的地方，提出你 们组要探究的问题
二、作出假设：根据自己已有的知识和生活经验，针对所提出的问题作出假设
三、设计实验：设计实验应遵循的原则有__________、________、_________等
（一）确定总体思路
实验组 对照组
自变量（实验变量）
无关变量
因变量（反应变量）
（二）细化方案——控制变量
1.怎样控制有氧和无氧的条件？
2.怎样鉴定有无酒精的生成？
3.怎样鉴定有无二氧化碳的生成？如何比较二氧化碳产生的多少？
4.怎样保证酵母菌在整个实验过程中都能正常生活？
四、实验设计： 实验名称：
实验原理：
材料用具：
实验步骤：
实验结果预测及相应结论：
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