5.3探究酵母菌细胞呼吸的方式 说课课件 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

探究酵母菌细胞呼吸的方式 探究酵母菌细胞呼吸的方式 ——以“果酒制作预留一定空间的原因分析”为例 探究酵母菌细胞呼吸的方式 一、教材分析 “探究酵母菌细胞呼吸的方式”新教材高中生物学必修一《分子与细胞》第五章第3节《细胞呼吸的原理和应用》中的重要探究实验。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 一、教材分析 不仅能帮助学生掌握科学探究实验的一般思路和方法，提高实践能力，还可以帮助学生达成对生物学大概念“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”的深入理解。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 一、教材分析 本实验位于《细胞的能量“货币”ATP》之后，“有氧呼吸和无氧呼吸物质与能量变化”之前，起到非常重要的承上启下作用，让学生从物质和能量的视角分析细胞呼吸的方式，明白细胞呼吸的意义。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 一、教材分析 《普通高中生物学课程标准（2020年修订）》指出，学校应开展“探究酵母菌细胞呼吸的方式”教学活动，但是教材提供的参考方案中锥形瓶装置体积大且组建困难，试剂用量多，橡皮球或气泵间歇式通气（约50min）过程繁琐。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 一、教材分析 引导学生设计复现性极强的简易装置进行实验，通过“设计实验装置→分析实验装置→完成实验探究→分析实验数据→构建概念图解”等教学环节，在探究酵母菌细胞呼吸方式的过程中，挖掘“预留一定空间”的真实原因。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、学情分析 本节的授课对象是高一学生。学生在初中已经学习过细胞呼吸的相关内容,对细胞呼吸知识有初步了解,经过高中阶段学习，已经掌握线粒体的结构和功能、糖类的功能等知识,通过预习初步了解酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物，但对细胞怎样利用糖类还不清楚。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、学情分析 细胞呼吸是一个非常微观抽象的生物反应过程，学生理解起来比较困难。本课程采用“双线”教学法，“明线”为探究酵母菌细胞呼吸方式的系列实验，“暗线”为果酒制作过程中预留一定空间的原因分析，将理论与实际相结合、科研与生产相结合、现象与原因相结合，巩固基础知识，提升科学素养。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 三、教学目标 1.通过显微观察，让学生发现“酒精发酵过程中酵母菌具有出芽的形态变化”，引导开展“果酒制作预留一定空间”的原因预分析，激发其探究学习的兴趣。同时，鼓励学生在真实生产、生活和劳动情景中，善于观察生命现象、发现生命规律、揭示生命本质，建立“结构与功能”、“物质与能量”等生命观念。（生命观念） 2.通过动手实验，验证酵母菌细胞呼吸有二氧化碳、酒精等产物产生、有能量产生，并对现有佐证数据进行分析，证实有氧呼吸释放的大量能量有利于菌体繁殖。在“提问”、“实证”、“分析”的过程中培养学生的科学探究能力和探索精神。（科学思维、科学探究） 我们提出以下教学目标 探究酵母菌细胞呼吸的方式 三、教学目标 3.通过建模指导，让学生绘制“细胞呼吸概念图”，厘清有氧呼吸和无氧呼吸过程中物质形式和能量大小的异同，提升学生科学思维能力。（科学思维） 4.利用概念图，完善“果酒制作预留一定空间”的预分析，并作出科学合理的解释，将理论知识与实践活动相联系，促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 探究酵母菌细胞呼吸的方式 四、教学重难点 教学重点： 探究酵母菌细胞呼吸的方式，比较细胞呼吸过程中物质与能量的变化。 教学难点： 挖掘果酒制作过程中预留一定空间的原因。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 五、教学基本思路和策略 学生活动一：观察果酒中酵母菌形态变化 学生活动二：探究酵母菌的细胞呼吸方式 学生活动三：构建酵母菌细胞呼吸概念图 将理论与实际相结合 将科研与生产相结合 将现象与原因相结合 来获得实验数据支撑。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 六、教学试剂和用具 实验器材 ①注射器（2只）②气球（2个）③100ml烧杯（2个）④1000ml烧杯（1个）⑤一次性滴管（3个） ⑥白瓷盘（1个） 实验试剂 a.质量分数为20%的酵母菌液 b.质量分数为20%的葡萄糖溶液 c.溴麝香草酚蓝水溶液 d.热水 ① ② ⑤ ③ ④ ⑥ a b c d 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动一：观察果酒制作过程中酵母菌形态变化 四川豆瓣酱 新疆格瓦斯 安徽毛豆腐 学生参加“劳动教育”系列活动 我们不仅为学生介绍了常见的传统发酵美食，还播放了学生在劳动活动时制作果酒、腐乳等传统发酵美食的视频，让学生明白传统发酵美食就在我们身边，我们通过劳动可以轻松获得，加强学生的参与感，激发学生对于学习本课程的极大兴趣。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动一：观察果酒制作过程中酵母菌形态变化 我们不仅为学生介绍了常见的传统发酵美食，还播放了学生在劳动活动时制作果酒、腐乳等传统发酵美食的视频，让学生明白传统发酵美食就在我们身边，我们通过劳动可以轻松获得，加强学生的参与感，激发学生对于学习本课程的极大兴趣。 教师拿出提前制好的果酒 （接种前橘子已经过高温高压处理） 酵母菌（质量分数10%）镜下（160x40）活菌视频（细胞透亮，活性好） 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动一：观察果酒制作过程中酵母菌形态变化 我们不仅为学生介绍了常见的传统发酵美食，还播放了学生在劳动活动时制作果酒、腐乳等传统发酵美食的视频，让学生明白传统发酵美食就在我们身边，我们通过劳动可以轻松获得，加强学生的参与感，激发学生对于学习本课程的极大兴趣。 酵母菌（质量分数10%）镜下（160x40）活菌视频（细胞透亮，活性好） 果酒中镜下酵母菌图片（细胞透亮，出芽细胞增多） 学生通过光学显微镜观察果酒制作过程中 酵母菌形态变化 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动一：观察果酒制作过程中酵母菌形态变化 学生通过光学显微镜观察果酒制作过程中 酵母菌形态变化 预留空间 菌体繁殖 ＋ 缓冲气压 （没有证据支撑） 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 学生通过预习已经知道酵母菌能进行有氧呼吸和无氧呼吸，但是没通过实验进行验证。 酵母菌的电镜照片 酵母菌细胞呼吸的方式 有氧 无氧 CO2 CO2 （气压不变） （气压变大） H2O 酒精 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 设计无氧实验组 设计有氧实验组 质量分数20%的酵母菌液10ml 再加入6ml空气 质量分数20%的葡萄糖液10ml 质量分数20%的酵母菌液10ml 质量分数20%的葡萄糖液10ml 设计“无氧”和“有氧”对比实验组 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 无氧实验组 有氧实验组 少氧实验组 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 × √ 如果反应时间足够长，少氧组中会发生无氧呼吸 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 能否利用少氧实验组验证“酵母菌有氧呼吸产生CO2”这一科学事实？ 少氧实验组 二氧化碳含量 酒精含量 请同学们在学案上完成对少氧实验组中氧气、二氧化碳和酒精浓度含量变化趋势的推测。 氧气含量 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 少氧实验组 二氧化碳含量变化 酒精含量变化 氧气含量变化 文献资料： 能利用少氧实验组验证“酵母菌有氧呼吸产生CO2”这一科学事实！ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 少氧组：有二氧化碳产生 无氧组：有二氧化碳产生 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 检测酒精的方法 各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（质量分数为95%~97%）并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。 由于葡萄糖（还原糖）也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 ① ② ③ ④ 菌+葡萄糖+菲林 20%葡萄糖+菲林 无氧菌上清+菲林 无氧菌上清+菲林 蒸馏水+浓+重 50%酒精+浓+重 20%葡萄糖+浓+重 菌+葡萄糖+浓+重 发酵菌液 发酵菌液+重 发酵菌液+浓+重 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 导管口无气泡释放 导管口气泡释放慢 导管口有气泡释放 5%的酵母菌液+5%的葡萄糖液（实验组） 10%的已灭活酵母菌液（对照组） 10%的葡萄糖溶液（对照组） 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 少量能量 ［H］ 酒精 C2H5OH CO2 葡萄糖 C6H12O6 丙酮酸 C3H4O3 + 酵母菌进行有氧呼吸释放大量能量的主要意义？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动二：探究酵母菌细胞呼吸的方式 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 刚活化的酵母菌镜下形态 有氧环境培养20h后酵母菌镜下形态 血球计数板镜下效果 血球计数板计数结果 稀释涂布平板法结果 探究酵母菌细胞呼吸的方式 培养前 培养后 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动三：构建酵母菌细胞呼吸概念图 通过对实验现象的预分析，在进行实验前思考实验装置的可行性。 通过挖掘装置中可能存在的问题，引发学生深度思考，在预测“少氧组”物质变化的过程中，明晰装置特点。 通过对科学家测得数据和自己预测数据的对比分析，得出“少氧组”实际是可以测量“酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳”这个科学事实的。 细胞质基质 无氧呼吸 葡萄糖 H2O 酵母菌细胞 有氧呼吸 CO2 CO2 酒精 少量能量 大量能量 探究酵母菌细胞呼吸的方式 七、教学过程 学生活动三：构建酵母菌细胞呼吸概念图 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 探究酵母菌细胞呼吸的方式 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 八、板书设计 主板书 副板书 以图示形式呈现，便于知识体系的构建和完善；装置设计清晰，便于学生理解。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 九、教学反思 1.实验证据完善，紧扣生物学大概念 本课程中通过引导学生动手完成实验和对真实证据的层层剖析，帮助学生达成对生物学大概念“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”的深入理解。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 九、教学反思 1.实验证据完善，紧扣生物学大概念 本课程中通过引导学生动手完成实验和对真实证据的层层剖析，帮助学生达成对生物学大概念“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”的深入理解。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 九、教学反思 2.装置设计巧妙，优化物质检测过程 “少氧组”前期仅为有氧呼吸，所以用“少氧组”就可以检测出“酵母菌有氧呼吸确实产生二氧化碳”这一科学事实，简单易行，效果明显。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 九、教学反思 2.装置设计巧妙，优化物质检测过程 “少氧组”前期仅为有氧呼吸，所以用“少氧组”就可以检测出“酵母菌有氧呼吸确实产生二氧化碳”这一科学事实，简单易行，效果明显。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 九、教学反思 3.实践活动充分，培养学生科学素养 利用生物兴趣小组，完成“酵母菌细胞呼吸温度曲线”、“血球计数板计数”、“稀释涂布平板法计数”等实验。耗时长，难度大，在此过程中不仅能提高实验操作能力，还让学生明白科学研究实属不易，养成严谨的科研态度。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 促使学生感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并服务于社会。（社会责任） 九、教学反思 4.解决真实问题，彰显青年社会责任 将理论知识与实践活动相联系，对源于真实生活的“果酒制作过程中预留一定空间”基于科学事实作出合理解释，促使学生在活动过程中感悟到科学知识能应用于生产、生活和劳动，并最终会服务于社会。 感谢您的聆听！ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 Sheet2 Sheet2 1 1.1 1.6 1.8 Sheet1 系列 1 系列 2 系列 3 5 4.3 2.4 1 10 2.5 4.4 1.1 15 3.5 1.8 1.6 20 4.5 2.8 1.8 $$