探究酵母菌的呼吸方式
一、 教学分析
课标要求
探究酵母菌的呼吸方式是人教版《必修1·分子与细胞》第3章“细胞的代谢”第3节的一个探究活动。课程标准对本节内容要求是：说明细胞呼吸：探讨其原，理的应用；建议活动：探究酵母菌的呼吸方式。
教材分析
细胞呼吸是细胞内物质转变和能量转换的枢纽，是细胞代谢的核心，也是整个“分子与细胞” 的重点内容。教材简要概括地介绍了细胞呼吸的概念，重点讲述了有氧呼吸、无氧呼吸的过程，最后以资料分析的形式说明细胞呼吸原理在生活和生产中的应用。本节与前面所学的线粒体结构与功能、酶与ATP、物质跨膜运输等内容有密切的联系，也为今后学习其他生命活动及生命规律奠定了基础，是本章的重点内容之一。
为体现新课程理念，教材中以大量的篇幅，从提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、结果分析等方面详细描述了“探究酵母菌的呼吸方式”的探究活动，意在激发学生的探究欲望，从而让学生能够在做中学到更多的知识，例如设计实验的一般步骤，如何检验所设计实验的科学性和可行性以及如何检测分析实验结果并由此得出怎样的结论等。
学情分析
酿酒和馒头的制作，作为传统的工艺对学生并不陌生。其所选用的菌种酵母菌既可以在有氧的条件下生存，也可以在无氧的条件下生存，学生可以通过很多渠道获取，例如询问教师，查找网络等。那么酿酒和馒头的制作到底是利用了酵母菌的哪种呼吸方式，作为有理性思维的高中生是完全可以提出来的。那么要解决这个问题，根本的途径是要知道酵母菌在有氧和无氧的条件下的产物是什么？这体现出高中生的逻辑推理思维，也让学生有了探究的欲望。
教学重点、难点
教学重点：1、探究酵母菌的呼吸方式的实验方案设计
2、探究酵母菌的呼吸方式的实验过程
教学难点：探究酵母菌的呼吸方式的实验方案设计
教学策略
教材中设计“探究活动”重在让学生参与、体验，并从体验中不断纠错、改进，以达到一个合理的探究方案，在方案的设计和实施都离不开学生的不同分工与合作，例如负责资料的查找，负责装置的设计、负责组员的联络等。因此，本次探究活动宜采用探究式教学和小组合作学习的策略，让学生以问题为中心，调动全组成员的合作。
教学目标
知识目标：能简单描述酵母菌的特点； 能知道设计实验的一般步骤
能力目标：在小组合作进行实验探究中，提高与他人合作、实验设计及实验实施的能力。
情感态度与价值观：在进行分组实验探究中，体验参与交流、合作学习的乐趣并养成实事求是的科学态度。
二、教学过程
教学环节
教学目的
教师行为
学生行为
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探究方案设计（课外自主完成）
1、让学生清楚探究活动的一般步骤
2、让学生体验设计实验过程
3、让学生学会查找利用文献
1、给出探究活动的参考步骤：提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、结果分析
2、给出实验设计方案的原则：科学性、可操作性、简单性
1、提出要探究的问题
2、查找相关文献资料
3、设计实验方案
4、讨论实验方案的可行性
5、预期实验结果
探究方案筛选（课外时间完成）
1、让学生学会表达自己的观点
2、让学生学会对别人方案的评判
1、组织学生开展对探究方案的筛选
2、评判各方案的可行性
3、确定最终探究方案：
一、无氧呼吸组
实验试剂：酵母菌活化液（6g/50mlH2O），质量分数10%的葡萄糖溶液，澄清石灰水，溴麝香草酚蓝水溶液，酸性重铬酸钾，体积分数15%的酒精。
实验器材：100ml注射器，晨光牛奶吸管，温度计，烧杯，夹子，量筒，酒精灯，玻璃棒，三角架。
实验装置：
实验步骤：
1、量取10ml的酵母菌活化液和30ml的葡糖糖溶液，在烧杯中混合均匀。
2、用100ml的注射器吸取20-25ml的酵母菌培养液。
3、排空注射器里面的空气（保证排空后酵母菌培养液20ml）。
4、装上晨光牛奶吸管，用夹子夹住吸管，保证无氧环境。
5、放在40℃水浴中加热，观察注射器推杆移动的方向。（注意水浴过程中要隔一定的时间摇匀酵母菌培养液）。
1、展现各小组的探究方案
2、讨论各小组探究方案的不足与改进
3、投票确定班级最终探究方案并进行各小组分工
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6、用溴麝香草酚蓝水溶液、澄清石灰水、酸性重铬酸钾分别检测无氧呼吸。
预期实验结果：产生的气体使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝色变成黄色，澄清石灰水变浑浊，酵母菌培养液滴加酸性重铬酸钾变成灰绿色。
二、有氧呼吸组
实验试剂：酵母菌活化液（2g/50mlH2O），质量分数10%的葡糖糖溶液，质量分数10%NaOH溶液，蒸馏水，蓝墨水。
实验器材：100ml注射器，20ml注射器，5ml注射器，标有刻度晨光牛奶吸管，长胶头滴管，滤纸条、烧杯，量筒，酒精灯，玻璃棒，三角架。
实验设计：
NaOH滤纸条+20ml蒸馏水（对照组）
NaOH滤纸条+20ml酵母菌培养液（实验组）
实验装置：
实验步骤：
1、量取10ml的酵母菌活化液和30ml的葡糖糖溶液，在烧杯中混合均匀。
2、将酵母菌培养液在40℃水浴中加热4分钟。
3、将滤纸条放入100ml注射器中，并在对照组和实验组的滤纸条上滴加等量的NaOH溶液
4、将注射器推杆推至85ml，并用20ml的注射器注入20ml的相应溶液（对照组蒸馏水，实验组酵母菌培养液）
5、装上标有刻度的晨光牛奶吸管，并用5ml的注射器向刻度吸管中注入蓝色液滴。
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6、观察并记录对照组与实验组液滴开始移动的时间，移动的方向，相同时间内移动的距离。
预期实验结果：
对照组：液滴不移动或是微小左移。原因是：由于NaOH滤纸条会吸收CO２，但空气中CO２量很少，所以液滴不移动或是微小左移。
实验组：液滴左移明显。原因是：酵母菌进行有氧呼吸消耗了空气中的氧气，但生成的CO２被NaOH滤纸条吸收，导致注射器中的体积减小，液滴左移。
三、实验拓展组
实验试剂：酵母菌活化液（2g/50mlH2O），质量分数10%的葡糖糖溶液，蒸馏水，蓝墨水。
实验器材：100ml注射器，20ml注射器，5ml注射器，标有刻度晨光牛奶吸管，长胶头滴管，滤纸条、烧杯，量筒，酒精灯，玻璃棒，三角架。
实验设计：
蒸馏水滤纸条+20ml酵母菌培养液
实验装置：
同探究有氧呼吸装置。
实验步骤：
1、量取10ml的酵母菌活化液和30ml的葡糖糖溶液，在烧杯中混合均匀。
2、将酵母菌培养液在40℃水浴中加热4分钟。
3、将滤纸条放入100ml注射器中，向滤纸条上滴加一定量的蒸馏水（与有氧呼吸组NaOH的用量相等）。
4、将注射器推杆推至85ml，并用20ml的注射器注入20ml的相酵母菌培养液。
5、装上标有刻度的晨光牛奶吸管，并用5ml的注射器向刻度吸管中注入蓝色液滴。
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6、观察并记录液滴开始移动的时间，移动的方向，与有氧呼吸组相同时间内移动的距离。
预期实验结果：
液滴开始不移动，一定时间后右移。原因是：酵母菌开始进行的是有氧呼吸，消耗的氧气与释放的二氧化碳是等体积的，而蒸馏水的滤纸条不吸收任何气体成分，所以液滴不移动；一段时间后，酵母菌开始进行了无氧呼吸，不消耗氧气，反而产生二氧化碳，所以气体体积增加，液滴右移。
探究方案实施（实验室）
1、增强学生的实验操作技能
2、学会观察实验现象与记录数据
实验过程中，教师巡查，并解决相应的突发事件。
对学生的实验结果分析进行点评。
总结本次探究活动。
学生分组进行实验，并进行实验结果的记录、展示、分析等，并由此得出相应的结论。
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