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1、生物必修一第五章第三节 ATP的主要来源细胞呼吸山东省枣庄市第一中学 孙中永第1课时课型：新授课授课时间： 2012年 12月 11日，星期 二，第 5节课教学目标知识目标1、 理解探究酵母菌的呼吸方式的实验原理，了解实验材料、实验步骤，分析实验结果2、 能比较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能力目标1、通过探究酵母菌细胞的呼吸方式，让学生学会实验探究的方法，学会检测酒精、二氧化碳等细胞呼吸产物，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化2、提高学生合作、交流以及自主学习的能力情感态度和价值观目标通过联系生产、生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，增强学生理论联系实际
2、的意识，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重点探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验设计与分析难点探究酵母菌细胞呼吸的方式知识点1.酵母菌细胞呼吸是否需要氧气？有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸吗？2.细胞呼吸的产物有哪些？他们在什么条件下产生？考试点酵母菌在有氧、无氧条件下细胞呼吸的产物能力点设计实验方案拓展点由酵母菌的无氧呼吸联想到发酵，并对无氧呼吸与发酵进行比较教 法 与 学 法自主、合作探究实验；引导学生分析、讨论教 学 模 式自主、合作、探究教 具课件、实验材料、用具教学流程教学环节教师组织和引导学生活动设计意图问题探究课件展示：1.呼吸作用与物质燃烧有什么共同点？2.两者不
3、一样的地方呢？3.什么是细胞呼吸？4.在无氧条件下，细胞还能通过呼吸作用释放能量吗？学生思考、讨论、回答问题学生阅读教材，概括细胞呼吸概念启发学生对比燃烧有机物释放能量和细胞内利用有机物中的能量之间的异同，产生认知冲突，提高思维兴奋性，继续学习。创设问题情景，引导学生思考以酵母菌为例探究酵母菌细胞呼吸的方式。课件展示小资料：酵母菌的细胞结构及生活实践中的应用。提出问题：新鲜的面包为什么松软？酿酒是酵母菌利用葡萄糖进行细胞呼吸产生酒精的过程。酒精和二氧化碳是酵母菌在有氧还是无氧条件下产生的？学生思考回答问题：新鲜的面包比较松软是因为蒸馒头过程中CO2气体的作用。 教师引导学生确定要探究的课题。联
4、系生活实际，激发学生学习生物的热情。问题的引导培养学生的质疑能力，使质疑和探究成为学生学习的内在需要。教师引导学生构建探究思路：提出问题 作出假设 教师继续提出问题：1.酵母菌细胞呼吸是否需要氧气？有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸吗？2.细胞呼吸的产物有哪些？他们在什么条件下产生？教师引导学生对所提问题作出假设。尝试作出各种假设。1.酵母菌只能在有氧条件下进行细胞呼吸。2.酵母菌只能在无氧条件下进行细胞呼吸。3. 酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸。4.细胞呼吸的产物有CO2，酒精是无氧呼吸的产物。培养学生的逻辑思维能力和推理能力。小组合作设计实验方案实施实验根据假设，学生在具体设计探究
5、实验方案时，往往感到束手无策。教师此时组织学生以小组合作的形式讨论交流，并提出一些细化问题引导学生思考的方向。1怎样保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？2如何控制有氧和无氧条件?3怎样对产物CO2进行检测?除了课本提出的方法，还可以用什么方法？4.如何比较两种条件下产物CO2量的多少?5怎样鉴定产物中有无酒精产生？6.试验装置设计中需要注意什么问题?为什么一般不把锥形瓶放满？7有氧呼吸的实验要不间断地持续充气50mim，如何解决?在学生充分讨论的基础上，教师进行适当点评，有关酒精的检测。教师进一步点明对比实验的设计方法，实验设计应遵循的原则:单一变量，可操作性和可重复性。 教师巡回查看，及时指
6、导。通过小组内讨论交流的方式使设计方案逐步完善，通过绘图来表达实验意图和实验方法的选择。小组代表陈述设计方案，同学点评提出意见。按实验方案进行操作，仔细观察，认真记录。实验结果记录表实验项目A装置B装置葡萄糖新鲜酵母菌液反应条件检测CO2检测酒精由于学生以前没有设计探究实验经验，同时对实验仪器的认识和控制能力较差，因此，学生难以完成一个比较完整合理的实验设计方案。小组讨论与合作的过程使学生的探究能力和协作能力都得到提高，有助于发展学生的自主性，促使课堂教育的动态生成。通过交流评价，不仅完善了设计方案，更主要的是提高了相关的探究技能。检测演示形成结论 学生进行试验装置组装并开始实验，由于反应时间
7、较长，在学生等待的时间，教师进行检测演示(教师先准备好一套实验装置)，演示CO2和酒精检测的方法。验证假设 学生观察实验现象并记录,分析结果学生形成结论。 1. 酵母菌在有氧无氧条件下都能进行细胞呼吸。2.有氧呼吸产生的CO2比较多。3.酒精是酵母菌细胞无氧呼吸的产物。 学生对实验进一行观察，并把实验结果与教师的演示结果对比。出现不同的现象要求找出原因，做好实验报告。学生观察CO2和酒精检测的方法，加深对新知识的感性认识根据教学内容，该实验将被安排在12月初，室温在10度左右，一般10小时才会出现明显实验现象，学生可以在放学前或第二天进实验室观察实验现象，进行相关检测。回顾探究思路继续探究 教
8、师在学生实验的基础上，引导学生继续思考： 1.有同学认为，在有氧呼吸实验中10%的NaOH若不能完全吸收，有可能对实验结果产生干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生？以保证实验更严谨？ 2.如何更好地保证无氧呼吸的条件更严谨？如密封多少时间不确定？学生思考、讨论、回答。进一步激活学生思维。实验的探究思维是无止境的，为学生生成创造性的思维能力奠定基础。实验方法小结,对比试验教师进行适当点评，并进一步点明对比实验的设计方法，实验设计应遵循的原则:单一变量，可操作性和可重复性。教师小结对照试验与对比试验的区别。学生小结巩固实验设计方法，掌握对比实验与对照实验的区别。学生深刻理解和掌握探究实验要求
9、，促进学生自主性发展。达标检测学生做课堂练习题、教师检查评讲：1.在探究实验的设计过程中，往往要进行对比实验，下列有关叙述中正确的是A.只能设置两个实验组，互为对比实验B.在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，没有对比实验C.进行对比实验是为了探究某种因素与实验对象的关系D.只要实验现象明显，有没有对比实验对实验结论都没有影响2.在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，乙醇浓度逐渐上升，泡沫不断增多。当糖浓度下降到
10、一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。根据上述过程，回答以下问题：（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是_。（2）初期，酵母菌呼吸方式是_。（3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了乙醇和其他发酵产物，其余1.5%则是用于_。达标检测题学生要当堂定时独立完成后，教师公布答案，同位互批、互助，最后提出同位没有解决的问题。由其他同学或教师解答。参考答案：1.C 2.（1）兼性厌氧呼吸 （2）有氧呼吸 （3）酵母菌本身的生命活动需要消耗掉了通过练习加强学生对所学知识的理解，同时培养学生的答题速度和规范，将学 习延伸到课下。归纳总结对本节内容归纳总结，布置作业：写好实验报告。课后
11、延伸板书设计：1.实验目的：探究酵母菌细胞呼吸的方式2.实验原理：（1）CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝色变绿色再变黄色。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2情况。（2）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。3.实验步骤：取2支试管，分别编号1、2，各注入质量分数为0.1的溴麝香草酚蓝水溶液3 mL。另取1支试管，注入鲜酵母菌培养液，注入量约为试管容量的23，试管口加塞。用弯成U形的玻璃管按图所示将盛有鲜酵母菌培养液的试管与2号管相通，并固定于铁架台上，1号试管设为对照。向装有酵母菌培养液的试管
12、滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液（体积分数为9597）并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。4.实验现象：2号试管中可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝色变绿色再变黄色。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。5.实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都可产生CO2气体，在无氧条件下产生CO2同时产生了酒精。课后拓展：.发酵无氧呼吸如果不用于高等动植物和人体，而用于微生物则叫做发酵。发酵与无氧呼吸的共同点是：H和e的最终受体都不是氧，并且呼吸底物只是部分地被氧化，所以最终形成的产物有酒精、乳酸等。需要指出的是，发酵工业上所说的发酵，并非完全是无氧的，
13、如醋酸发酵就是需要氧的。图531 酒精发酵过程与乳酸发酵过程简图酒精发酵 酵母菌和其他一些微生物，在缺氧的情况下，以酒精发酵的形式进行无氧呼吸，这是因为它们的细胞内含有乙醇脱氢酶。酒精发酵的第一个阶段，与糖酵解的步骤完全相同。然后在缺氧的情况下，丙酮酸就在丙酮酸羧化酶的作用下，脱羧形成乙醛，乙醛则在乙醇脱氢酶的作用下，被糖酵解产物NADH还原为酒精（乙醇）。酒精发酵的总反应式是：C6H12O62ADP2Pi2C2H5OH2CO22ATP概括地说，1分子葡萄糖经过酒精发酵后所提供的可利用的能量，只是糖酵解过程中净得的2分子ATP，该葡萄糖分子中原有的大部分能量则存留在酵母菌不能利用的酒精中。所以
14、说，酒精发酵是产生ATP的一条低效途径。乳酸发酵 乳酸发酵也不需要氧的参与，1分子葡萄糖经乳酸发酵后，形成2分子乳酸，所提供的可利用的能量，同样只是糖酵解过程中净得的2分子ATP。葡萄糖分解成丙酮酸的情况与上述酒精发酵相同，只是丙酮酸是在乳酸脱氢酶的作用下还原成乳酸，同时还原型辅酶I（NADH）被氧化成氧化型辅酶I（NAD），从而保证了乳酸发酵的持续进行。乳酸发酵的总反应式是：C6H12O62ADP2Pi2C3H6O32ATP乳酸菌可以使牛奶发酵而成酸牛奶或奶酪。此外，泡菜、酸菜、青贮饲料能够较长时间地保存，也都是利用乳酸发酵积累的乳酸抑制了其他微生物活动的缘故。教学反思：德国大教育家第斯多惠认为：如果学生习惯于简单地接受式或被动式学习，任何方法都是坏的，如果能启发学生的主动性，任何方法都是好的。酵母菌细胞呼吸方式的探究实验落实了新课程标准倡导的“自主、合作、探究”教学理念。在整个教学过程中，我坚持以学生的自主探究、自主演示为主，调动学生的积极性，培养学生的
