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视频标签：酵母菌细胞,呼吸的方式
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视频课题：高中生物人教版必修一5.3《“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验及拓展》广西 - 桂林
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高中生物人教版必修一5.3《“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验及拓展》广西 - 桂林
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第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 “探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验及拓展
一、教材分析和学情分析
“探究酵母菌细胞呼吸的方式”为高中必修一《分子与细胞》人教版第一册第五章第三节的探究实验内容。本内容学科交叉明显、对学生分析解决问题的要求较高。通过初中的学习，学生对呼吸作用的产物和能量有一定了解，对于未知的内容：酵母菌产生CO2和酒精的条件及多少，心理上存在有渴求。 二、教学目标和学法指导 （一）教学目标 1.知识与技能：
（1）探究酵母菌产生CO2和酒精的条件及多少； （2）掌握相关物质鉴定的一般方法； 2.过程与方法：
（1）学生能够理解并应用试验设计的基本原则；
（2）学会假设、控制变量、记录实验数据解释数据等一般科学探究方法； （3）提高小组合作学习和表达交流的能力； 3.情感态度与价值观：
（1）通过对实验的不断深入探究，养成求实的科学态度，体会科学是不断
探索的过程；
（2）体验科学与生活的相互关系，认同“科学本质上是一种解决问题的活
动”。
（二）学法指导及课时安排
1．综合以上及现实的课时限制，确定学法为：合作学习法、探究学习法。
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2．课时安排：1课时。 三、重难点
1.重点：酵母菌在有氧和无氧条件下，通过实验，定性及定量探究细胞呼吸的产物；
2.难点：酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产物的定量实验探究过程。 四、实验教学内容设计 1.设计理念（如图一所示）
图一
2.设计思路（如图二所示）
图二
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五、实验教学方法设计 （一）原课本实验
课本中对于该装置操作的具体叙述为：“用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置（图三），并连通橡皮球（或汽泵）。让空气间歇地依次通过3个锥形瓶（约50min）。然后将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。”实验中药品和器材准备复杂、实验耗时长，对实验产物仅进行定性分析。
图三 原实验装置图
（二）实验的改进
1.用真空泵得到含氧低的水溶液，减少无关变量干扰，缩短实验时间
将实验的溶剂煮沸冷却后、再用真空泵得到低含氧量的水溶液，减少无关变量的干扰，缩短装置中无氧呼吸开始实验的时间，如图四所示；
图四
2.简化实验装置，便于实验操作
用乳胶管、止水夹和100ml的注射器组装成如图五所示的酵母菌培养及集气
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装置。乳胶管可直接连接注射器如图五所示，也可通过针栓使两者相连接如图六所示。
图五 图六
此装置的优点在于： （1）有氧呼吸实验组：
○
1制备无CO2的空气、气液态产物的收集和定性鉴定更简洁，缩短实验过程耗时；
○
2通过针筒活塞的移动与否可以准确控制酵母菌反应的呼吸类型，避免无氧呼吸产物的干扰；
○
3利用活塞的移动可以定量测量的有氧呼吸中O2和CO2比值关系。 （2）无氧呼吸实验组：
○
1无氧呼吸中无O2的密封、气液态产物的收集和定性鉴定更简洁，缩短实验过程耗时；
○
2利用活塞的移动可以定量测量消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸与无氧呼吸中CO2产量的比值关系。
3.简化实验步骤、器材，课本实验内容可在一个课时内完成
通过简化实验步骤、器材，加快无氧呼吸开始反应的速度，使得酵母菌呼吸作用的反应和产物的定性分析即课本实验内容可在一个课时内完成。
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六、实验教学内容
（一）环节一：日常生活导入 [趣味实验]
实验组一：面粉与酵母菌混合发面；
实验组二：面粉、酵母菌和白砂糖混合发面； 现象：两组都可以使面团膨大，后者速度更快； 问题：面粉膨大的原因是什么？ [发酵演示]
知识背景：葡萄表面的白霜是野生酵母菌，将葡萄洗净挤破密封一定时间并定时放气，即可酿制美味的葡萄酒。观察葡萄酒发酵过程的视频可以知道，面粉膨大的原因是酵母菌呼吸作用产生气体，但是气体是什么方式产生的？气体的化学实质又是什么？
[目的]●通过导入，从学生熟悉的生活现象联系实验，激发学生的探究兴趣。 （二）环节二：验证酵母菌的细胞呼吸有几种方式？产物有什么 ？ 1.试剂配置：
[演示实验——排除溶剂中的气体物质]
用真空泵（如图七所示）抽取实验溶剂中的气体，使得溶解氧和二氧化碳浓度尽可能低至，避免水中的气体干扰实验结果。
图七 真空泵
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2.实验内容 （1）有氧呼吸 ○
1实验分组 [实验组1]
装置介绍：装置连接如图八所示，上侧针筒中为适宜体积的除二氧化碳的
空气和酵母菌培养液，下侧针筒内为适宜浓度体积的澄清石灰水，中间有止水夹；
目的：鉴定有氧呼吸的气液态产物；
气态产物的鉴定：将图八的装置进行竖直放置，澄清石灰石在上、呼吸作用的针筒在下，缓慢推动活塞，使实验组1产生的气体经过澄清石灰水进入上部针筒，即可观察到明显的实验现象：澄清石灰水变浑浊。
图八 有氧呼吸实验组1
[实验组2}
装置介绍：装置连接如图九所示，上侧针筒中为适宜体积的除二氧化碳的
空气和酵母菌培养液，下侧针筒内为适宜浓度体积的NaOH溶液，中间无止水夹；
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图九 有氧呼吸实验组2
目的：定量测量有氧呼吸过程中O2的消耗体积V1，该装置中有氧呼吸CO2
的生成体积V2和无氧呼吸CO2的生成体积V3，为与消耗同质量葡萄糖的无氧呼吸CO2生成体积的比较做数据收集；
除二氧化碳空气的制备： 配置适宜浓度的氢氧化钠置于针筒中，针筒竖直
放置且注射器的乳头朝下，缓慢吸收空气，得到的气体即为无二氧化碳的空气。
[空白对照组3]
装置介绍：装置连接如图十所示，上侧针筒中为适宜体积的除二氧化碳的
空气和无酵母菌的培养液（另一组空白对照组为适宜体积的除二氧化碳的空气和无葡萄糖溶液），下侧针筒内为适宜浓度体积的澄清石灰水，中间有止水夹。
图十 有氧呼吸空白对照组
目的：排除环境因素对体积测量的干扰V0和V0’。
○
2结果分析：通过实验组1活塞的移动情况即可判断针筒内的呼吸类型，从而进行相应的实验。有氧呼吸中可用酸性重铬酸钾与澄清石灰水对有氧呼吸的液
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气态产物进行鉴定，消耗O2和生成CO2的体积比V1：V2； ○
3注意事项： 为克服气体微量增加不能推动活塞移动的困难，在反应开始时向左侧拉动上方针筒的活塞，至其可依靠气压的反向推动力停止为止；在有氧呼吸即将结束时重复上述操作，使划分酵母菌培养液的呼吸类型变得更为及时。 （2）无氧呼吸实验组4
○
1装置连接：如图十一所示，上侧针筒为含氧量较低的酵母菌培养液，下侧针筒内为适宜浓度体积的NaOH溶液，中间有止水夹；
图十一 无氧呼吸
○
2目的：鉴定无氧呼吸的气液态产物，测量该装置中无氧呼吸CO2的生成体积V4，定量测量消耗等量的葡萄糖时有氧呼吸与无氧呼吸中CO2产量的比值关系；
○
3结果分析：无氧呼吸中可用酸性重铬酸钾与澄清石灰水对无氧呼吸的液气态产物进行鉴定，消耗等量的葡萄糖时有氧呼吸与无氧呼吸中CO2产量的比值关系为V2：（V4—V3）；
○
4说明：在拓展的定量实验过程中，得到的结果为：V2：（V4—V3）=2～5。3.目的：通过教师引导，使学生观察现象，提出问题→作出假设→设计实验→实验验证。规范实验思路，为自主探究积累经验，完成拓展实验。
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七、自我评价
1.简化实验仪器、操作，一个课时完成 ； 2.激发学生自主设计兴趣； 3.定量测定呼吸产物，科学严谨； 4.实验改进部分，体现理综的综合思想。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
