课题

第五章第三节第一课时：探究酵母菌细胞的呼吸方式

教材分析

本节课位于高中生物必修一“分子与细胞”的第五章第三节。本节为必修1教学重点难点之一，是首次直接描述“物质与能量”转化过程的教学内容。“细胞呼吸”概念围绕着“细胞代谢”进一步细化分解，侧重从物质与能量观认识细胞呼吸作用的实质，认识能量转化的过程和意义。为更好地铺垫和理解细胞呼吸，本节在第一课时设置了探究实验“探究酵母菌细胞呼吸地方式”概念地构建将前面学习地细胞结构、能量物质等内容充分联系和调动，不仅从物质与能量角度阐述了细胞呼吸作用地过程和意义，更体现了重要概念中“这些反应发生在细胞地特定区域”的结构与功能观。

学情分析

知识基础：初中时学生对呼吸有过一定的了解，知道它的基本过程，本节之前已经学过细胞中的有机物，线粒体，酶，ATP等知识性内容，结合探究实验的设计原理和基本步骤，为本节内容做好了知识储备。

思维方式：探究实验的设计和原理应用，对实验结果进行分析和归纳。不断加强抽象概念的学习能力，使其对概念本身进行加工、分类、归纳、联系，以获得生物学概念与知识网络建构的能力。

教学目标

1、在给出的条件下，设计并实施对比实验的方案，探究酵母菌细胞呼吸的方式。通过实验现象和结果进行分析、推理、概括，得出实验结论，并对实验的设计和结论进行分析和评价。在此过程中，锻炼科学探究及科学思维能力。

2、利用学科综合能力，将有氧呼吸多步化学反应进行抽象化，构建有氧呼吸过程的模型。

3、与有氧呼吸过程进行比较，明确无氧呼吸的过程和应用情境。

4、阐明细胞呼吸过程中物质与能量的变化，并认识到这一过程所需要的物质基础和结构基础

5、运用细胞呼吸的原理解决实践中的现象和问题，指导健康生活。

教学重、难点

教学重点：

1. 探究实验的设计、分析与评价；

2. 有氧呼吸过程；

3. 无氧呼吸过程及有氧呼吸过程的异同；

4. 细胞呼吸原理的应用

教学难点：

1. 无氧呼吸过程及有氧呼吸过程的异同

2. 有氧呼吸过程模型建立。

教学内容

教师活动

设计意图

新课引入  

视频展示啤酒的酿造过程，酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌酿酒时，却需要密封发酵。

提问：1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？

2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？

通过问题串的方式提问，有利于吸引学生的学习兴趣，让学生思考。

一、酵母菌的介绍

阅读课本90页，把书本上关于酵母菌的介绍画出来。

酵母菌是一种单细胞真菌，因此酵母菌是真核生物。

根据引入部分，学生可以推出酵母菌可以在有氧气的条件下生存，也可以在五氧气的条件下生存，因此酵母菌是一种兼性厌氧型菌。

在自然界中，只能在有氧气的条件下生存的生物，被称为好氧型，常见的有醋酸杆菌，动物，植物等。

只能在无氧环境下生存的生物，被称为厌氧型，常见的有破伤风杆菌等。

酵母菌与人类生活息息相关，做馒头、面包、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用来完成的，呼吸作用是细胞最普遍的生化反应。但是呼吸作用与我们生活中理解意义中的呼吸并不是一回事。

呼吸是机体通过呼吸器官吸入氧气吐出二氧化碳的现象，而呼吸作用则是细胞内有机物氧化分解，并释放能量的过程。

这样的设计有助于学生掌握科学探究的基本思路和方法，提高演绎推理的科学思维和实验设计的科学探究能力。

二、探究酵母菌细胞呼吸的方式

问题引导：

通过对酵母菌的分析，发现酵母菌可以在有氧和无氧的条件下生存，并且所产生的呼吸产物似乎也是不同的。那么细胞呼吸是否都需要氧？

生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？

设计实验探究酵母菌细胞呼吸的方式。

提出问题

（酵母菌细胞呼吸的方式）

做出假设

（有氧—产生—二氧化碳              无氧—产生—酒精）

设计实验

进行实验

观察结果，得出结论

如何设计实验？

先确定实验的总体思路，学会分析先分析出实验中的自变量、因变量、无关变量。

自变量：细胞呼吸的方式（有氧、无氧）

因变量：细胞呼吸的产物（二氧化碳、酒精）

无关变量：温度、PH、酵母菌活性等

根据自变量和因变量，整理出设计实验的思路：

分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳。

关注以下问题，小组讨论：

1. 怎么控制有氧和无氧条件？

2. 如何检测有无酒精的产生？有无二氧化碳的产生？

3. 怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？

小组讨论后共同解答相应问题：

1. 取一个密闭的容器，其中一个通入氧气，即为有氧环境。一个保持密闭，即为无氧环境。

2. 二氧化碳的检测：

           澄清石灰水：澄清——浑浊

           溴麝香草酚蓝：蓝——绿——黄

   酒精的检测：

           酸性重铬酸钾：橙色——灰绿色

3.酵母菌培养液的制备：取20g新鲜的食用酵母菌，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。

培养自主学习能力；尤其是自主动手能力。

培养小组学生的探究能力，增强小组合作交流，体会如何设计实验。

二．探究酵母菌细胞呼吸的方式

实验步骤：

1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶;

2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 ℃、环境下培养8-9小时;

3、检测CO2的产生;

4、检测酒精的产生;

取2支试管编号,各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管,分别滴加0.5毫升重酪酸钾-浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀，Ａ试管密封，Ｂ试管不密封。

            有氧装置                   无氧装置

（1）质量分数为10%的NaOH溶液的作用

有氧装置的左边通入空气，空气中有氧气和二氧化碳，而本次是实验要检测二氧化碳，空气中的二氧化碳会对实验造成干扰。

因此，10%的NaOH溶液作用是吸收空气中的二氧化碳。

（2）为什么锥形瓶B必须密封一段时间后，才能通入澄清石灰水？

锥形瓶中有留存的空气，密封一段时间是为了保证瓶中的氧气全部被消耗殆尽，确保后续澄清石灰水变浑浊是由于无氧呼吸所产生的。

（3）如何判断二氧化碳产生的多少。

根据澄清石灰水的浑浊程度以及浑浊速度的快慢。

实验现象

实验结果：

酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生了少量的二氧化碳。

总结：科学家根据大量的实验结果得出结论，细胞呼吸可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型

培养学生自主学习能力、知识迁移能力。

学会根据实验现象，分析实验结果，并学会组织语言的能力。

四、对比实验

设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫做对比实验，也叫相互实验。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。

与普通的对照实验相比，对比实验最大的区别在于没有空白对照组，全部都是实验组。

与过去知识做对比，学会比较新旧知识点。

板书设计

探究酵母菌细胞呼吸的方式

一、酵母菌

单细胞真核生物，兼性厌氧型菌

二、探究酵母菌细胞呼吸的方式

提出问题：酵母菌细胞呼吸的方式

                   有氧——二氧化碳

作出假设：酵母菌

                   无氧——酒精

设计实验：分别给酵母菌有氧和无氧环境，检测酒精和二氧化碳的生成

进行实验：制作有氧条件和无氧条件装置

验证假设

观察现象，得出结论。        

三、总结

    细胞呼吸的方式有两种：有氧呼吸、无氧呼吸

作业布置

必修一创新设计第五章第三节第一课时

教学反思

本章节是细胞呼吸的开篇，目前难度还不高，主要的学习重点集中在如何设计实验探究酵母菌的呼吸方式，整个实验中有很多琐碎的知识点，以及需要补充的相关知识，与化学密切联系。在教学过程中，发现一部分化学底子不好的同学，在听讲时感到迷茫。因此在讲课过程中，需要适当补充一点基础知识，帮助学生理解，与此同时抓住主要的关键点，让学生勤做笔记，以便能更好地掌握。

分层练习

分层练习

分层练习

分层练习

(一)    基础题

1.葡萄糖充足且无氢条件下，酵母菌进行无氧呼吸，此时再向培养液中通入氧,气会导致酒精产生停止，这种现象称为巴斯德效应。下列说法错误的是（   ）

A.酵母菌细胞将丙酮酸转化为酒精的过程中不生成ATP

B.鉴定酒精时，可以用碱性重铬酸钾溶液，溶液会变成灰绿色

C.巴斯德效应导致葡萄糖进入酵母菌线粒体的量增多

D.酵母菌无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量主要以热能形式散失

2.下列关于生物学教材中相关实验的叙述，错误的是(  )

A.在水浴加热条件下，麦芽糖与悲林试剂反应产生砖红色沉淀

B.探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，无氧组的培养时间要适当缩短

C.分离绿叶中的色素时，滤纸条上离滤液细线最近的色素带呈黄绿色

D.低温诱导细胞染色体数目变化的实验中，卡诺氏液有固定细胞形态的作用

3.关于“探究酵母菌细胞的呼吸方式”的实验，下列说法正确的是(  )

A.实验要在黑暗条件下进行，防止产生氧气对呼吸作用产生影响

B.因醇母菌是异养兼性厌氧菌，所以才能成功完成两个对比实验

C.为了使酵母菌有充足的氧气，需要向酵母菌培养液中直接通入空气

D.如果产生的气体使澄清石灰水变混浊，则酵母菌只进行有氧呼吸

4.生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列叙述错误的是(  )

A.在新鲜梨汁中加入苏丹Ⅲ染液，混匀后加热条件下溶液由无色变成砖红色

B.在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混勺后溶液由橙色变成灰绿

C.在鉴定动物的死细胞和活细胞的实验中，死细胞会被台盼蓝染液染成蓝色

D.在蛋白块和蛋白酶的混合液中加入双缩脲试剂，混匀后溶液仍会呈现紫色

5.学生进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式“实验时，用溴麝香草酚蓝溶液检测发现溶液变黄的速度很快。对溶液变黄时间短的合理解释是(   )

A.有氧呼吸在线粒体基质产生C0,

B.有氧呼吸在线粒体基质产生酒精

C.无氧呼吸在细胞质基质产生CO,

D.无氧呼吸在细胞质基质产生酒精

6.生物学是一门以实验为基础的自然科学。下列有关生物学实验的叙述，错误的是( )

A.高倍显微镜下可观察到被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色的脂肪颗粒

B.将煮熟鸡蛋的蛋白研磨，加入双缩脲试剂后可观察到变为紫色

C.葡萄汁中富含的糖类与裴林试剂在常温时可生成砖红色沉淀

D.酵母菌的无氧呼吸产物可使酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色

7.下列关于实验原理及实验操作的叙述，错误的是(    )

A.鉴定样液中的蛋白质时，先加双缩脲试剂A液以营造碱性环境

B.观察黑藻细胞质流动时，先将黑藻置于光下培养，合成更多淀粉有利于观察

C.检测酵母菌无氧呼吸是否产生酒精，需适当延长培养时间后用重铬酸钾检测

D.将洋葱鳞片叶内表皮细胞放入0.3g/ml 的蔗糖溶液中会发生质壁分离

8.为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。正确的是(    )

A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量

B.实验过程中，对实验结果没有影响的变量，叫作无关变量

C.可选用酒精和CO,生成量作为因变量的检测指标

D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等

9.为提局牡丹抗涝害能力，科研人员研究了淹水助迫下外源钙对牡丹呼吸代谢的影响，并测定了根细胞代谢产生的酒精含量，相关实验处理和部分结果如图所示。下列分析合理的是(   )

A.若要检测酒精，可在酸性条件下加入溴麝香草酚蓝溶液

B.图中淹水时间越长，牡丹根细胞产生的酒精越多，对牡丹的毒害作用越大

C.外源钙一定程度上可以适当缓解淹水胁迫对牡丹的胁迫作用

D.根细胞中丙酮酸转化为酒精时所生成的ATP较少，此时根细胞中供能不足

10.下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置图据图分析错误的是(    )

A.该实验可以证明酵母菌是兼性厌气菌

B.B和D中的滤液可使酸性的重铬酸钾溶液呈现灰绿色

C.在相同时间内C、E瓶中混浊程度不同

D.A瓶中加入 NaOH 是为了吸收空气中的CO,

（二）拔高题

1. 为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某同学将实验材料和用具按下图所示安装好，以下关于该实验的说法，错误的是(   )

A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸

B.瓶中加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO,

C.甲、乙两组中澄清的石灰水若换成溴香草酚蓝水溶液，则C中先变为黄色

D.检测酒精可用橙色的重铬酸钾在碱性条件下与乙醇发生化学反应变成灰绿色

2.下图为人和酵母菌细胞呼吸的示意简图。下列叙述正确的是(   )

A. X、Y分别为有氧和无氧，两种条件下均能产生丙酮酸和[H]

B. 物质a为细胞中含量最高的化合物，可参与人体内物质的运输

C. 一定条件下，物质b和c可在骨骼肌细胞质基质中大量生成

D. 物质d会导致蛋白质变性，酸性条件下能使重铬酸钾变为橙色

3.下列关于生物学实验的说法中，正确的是(   )

A.将叶肉细胞置于0.3gml 的蔗糖溶液中，会观察到绿色的原生质层逐渐缩小

B.选择菠菜稍带些叶肉的下表皮制片后，在光学显微镜下可观察到叶绿体的基粒

C.鉴定奶粉成分时若将Na0H 与Cus0,的顺序加反，则由鉴定蛋白质变为鉴定还原糖

D.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酵母菌用量和葡萄溶液浓度是实验的自变量

4.某小组探究酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸释放热量的多少。实验装置如下图，锥形瓶外有保温装置。

回答下列问题:

（1）甲、乙装置中醇母菌进行有氧呼吸的是       进行无氧呼吸的是  

（2）实验通过测量温度的高低比较热量的多少，应将温度计插入      锥形瓶中;并且应将温度计插入            (选填“液面以上"或“液面以下”)

（3）有氧呼吸与无氧呼吸释放热量的差异原因:从发生场所看，有氧呼吸除了发生在细胞溶胶以外，第二、三阶段都发生在         ;从有氧呼吸阶段来看，释放能量最多的是第    阶段，而释放的能量中大部分去向是   

（4）根据以上分析，相同时间后甲的温度       乙的温度，说明有氧呼吸释放热量更多。

5.用如图实验装置探究酵母菌的细胞呼吸方式。回答问题:

（1）装置1中加入 NaOH溶液的目的是          ，根据有色液滴移动的距离可测出有氧呼吸消耗的氧气的体积，酵母菌消耗氧气的场所是      。

（2）醇母菌无氧呼吸的产物是        ，酸性重铬酸钾能检测其中     。

（3）细胞呼吸是释放能量的过程，有氧呼吸过程中能释放大量能量的阶段是       ，无氧呼吸释放能量的阶段是         。

（4）呼吸作用的底物一般是葡萄糖，有氧呼吸第一阶段葡萄糖被分解成          ，若装置1和装置2有色液滴向左、右移动距离均为3个单位，那么酵母菌的呼吸方式是              ，两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖              (填“大于”“等于”或“小于”) 2个单位,

（三）拓展题

1. 如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置图，请据图分析:

（1）A瓶加入的试剂是      ，其目的是           。

（2）乙装置的醇母菌产生CO,部位是          。如果把¹⁸O₂充入甲装置，则醇母菌内最先出现标记的化合物是        。

（3）D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是D瓶封口放置一段时间后                

(4)分别写出B瓶和D瓶中的反应式               和            。

2.下图是某同学验证细胞呼吸产生二氧化碳的实验装置在透明的容器B中倒入酵母-蔗糖溶液。据图回答以下问题:

(1)设置装置A的目的是              

(2)C瓶中也可换用溴麝香草酚蓝水溶液检测二氧化碳，现象是由     

变绿再变         

(3)若通入A装置的空气改为N₂，B瓶中可能进行             。此时C瓶中          (能,不能)检验到C0₂,可以用酸性溶液对B瓶中产物进行检验

现象是橙色变成             。

(4)若将C瓶改为一个气体含量检测装置，对比计算发现B瓶中酵母消耗0,与产生C0,的物质的星的比值是1:3，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄

糖的比例为          。

重点学生

学科思考

本次重点培优学生：商浚哲

   商浚哲同学的理科思维比较敏捷，在课程讲解过程中，很多问题商浚哲同学都能及时回答出来，比其他同学的速度要快得多。有一定的化学知识基础，在课堂上本节内容的学习明显要比其他同学快很多。但是商浚哲同学的学习态度不够积极，也不够认真，本次作业写的不好，并不是正确率太低，而是有好几题没有写。因此需要对商浚哲同学进行沟通，首先表扬其在课堂上的优秀表现，对商浚哲同学在学习过程中的敏捷思维进行鼓励。同时也要严厉批评在做题上的懈怠，理科需要练习，只在课堂上听懂是没有用的，还需要有一定的练习量。