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視頻標簽：酵母菌細胞,呼吸的方式
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物人教版必修一5.3《“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗及拓展》廣西 - 桂林
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高中生物人教版必修一5.3《“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗及拓展》廣西 - 桂林
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第5章 細胞的能量供應和利用
第3節 “探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗及拓展
一、教材分析和學情分析
“探究酵母菌細胞呼吸的方式”為高中必修一《分子與細胞》人教版第一冊第五章第三節的探究實驗內容。本內容學科交叉明顯、對學生分析解決問題的要求較高。通過初中的學習，學生對呼吸作用的產物和能量有一定了解，對于未知的內容：酵母菌產生CO2和酒精的條件及多少，心理上存在有渴求。 二、教學目標和學法指導 （一）教學目標 1.知識與技能：
（1）探究酵母菌產生CO2和酒精的條件及多少； （2）掌握相關物質鑒定的一般方法； 2.過程與方法：
（1）學生能夠理解并應用試驗設計的基本原則；
（2）學會假設、控制變量、記錄實驗數據解釋數據等一般科學探究方法； （3）提高小組合作學習和表達交流的能力； 3.情感態度與價值觀：
（1）通過對實驗的不斷深入探究，養成求實的科學態度，體會科學是不斷
探索的過程；
（2）體驗科學與生活的相互關系，認同“科學本質上是一種解決問題的活
動”。
（二）學法指導及課時安排
1．綜合以上及現實的課時限制，確定學法為：合作學習法、探究學習法。
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2．課時安排：1課時。 三、重難點
1.重點：酵母菌在有氧和無氧條件下，通過實驗，定性及定量探究細胞呼吸的產物；
2.難點：酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸產物的定量實驗探究過程。 四、實驗教學內容設計 1.設計理念（如圖一所示）
圖一
2.設計思路（如圖二所示）
圖二
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五、實驗教學方法設計 （一）原課本實驗
課本中對于該裝置操作的具體敘述為：“用錐形瓶和其他材料用具組裝好實驗裝置（圖三），并連通橡皮球（或汽泵）。讓空氣間歇地依次通過3個錐形瓶（約50min）。然后將實驗裝置放到25-35℃的環境中培養8-10h。”實驗中藥品和器材準備復雜、實驗耗時長，對實驗產物僅進行定性分析。
圖三 原實驗裝置圖
（二）實驗的改進
1.用真空泵得到含氧低的水溶液，減少無關變量干擾，縮短實驗時間
將實驗的溶劑煮沸冷卻后、再用真空泵得到低含氧量的水溶液，減少無關變量的干擾，縮短裝置中無氧呼吸開始實驗的時間，如圖四所示；
圖四
2.簡化實驗裝置，便于實驗操作
用乳膠管、止水夾和100ml的注射器組裝成如圖五所示的酵母菌培養及集氣
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裝置。乳膠管可直接連接注射器如圖五所示，也可通過針栓使兩者相連接如圖六所示。
圖五 圖六
此裝置的優點在于： （1）有氧呼吸實驗組：
○
1制備無CO2的空氣、氣液態產物的收集和定性鑒定更簡潔，縮短實驗過程耗時；
○
2通過針筒活塞的移動與否可以準確控制酵母菌反應的呼吸類型，避免無氧呼吸產物的干擾；
○
3利用活塞的移動可以定量測量的有氧呼吸中O2和CO2比值關系。 （2）無氧呼吸實驗組：
○
1無氧呼吸中無O2的密封、氣液態產物的收集和定性鑒定更簡潔，縮短實驗過程耗時；
○
2利用活塞的移動可以定量測量消耗等量的葡萄糖時，有氧呼吸與無氧呼吸中CO2產量的比值關系。
3.簡化實驗步驟、器材，課本實驗內容可在一個課時內完成
通過簡化實驗步驟、器材，加快無氧呼吸開始反應的速度，使得酵母菌呼吸作用的反應和產物的定性分析即課本實驗內容可在一個課時內完成。
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六、實驗教學內容
（一）環節一：日常生活導入 [趣味實驗]
實驗組一：面粉與酵母菌混合發面；
實驗組二：面粉、酵母菌和白砂糖混合發面； 現象：兩組都可以使面團膨大，后者速度更快； 問題：面粉膨大的原因是什么？ [發酵演示]
知識背景：葡萄表面的白霜是野生酵母菌，將葡萄洗凈擠破密封一定時間并定時放氣，即可釀制美味的葡萄酒。觀察葡萄酒發酵過程的視頻可以知道，面粉膨大的原因是酵母菌呼吸作用產生氣體，但是氣體是什么方式產生的？氣體的化學實質又是什么？
[目的]●通過導入，從學生熟悉的生活現象聯系實驗，激發學生的探究興趣。 （二）環節二：驗證酵母菌的細胞呼吸有幾種方式？產物有什么 ？ 1.試劑配置：
[演示實驗——排除溶劑中的氣體物質]
用真空泵（如圖七所示）抽取實驗溶劑中的氣體，使得溶解氧和二氧化碳濃度盡可能低至，避免水中的氣體干擾實驗結果。
圖七 真空泵
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2.實驗內容 （1）有氧呼吸 ○
1實驗分組 [實驗組1]
裝置介紹：裝置連接如圖八所示，上側針筒中為適宜體積的除二氧化碳的
空氣和酵母菌培養液，下側針筒內為適宜濃度體積的澄清石灰水，中間有止水夾；
目的：鑒定有氧呼吸的氣液態產物；
氣態產物的鑒定：將圖八的裝置進行豎直放置，澄清石灰石在上、呼吸作用的針筒在下，緩慢推動活塞，使實驗組1產生的氣體經過澄清石灰水進入上部針筒，即可觀察到明顯的實驗現象：澄清石灰水變渾濁。
圖八 有氧呼吸實驗組1
[實驗組2}
裝置介紹：裝置連接如圖九所示，上側針筒中為適宜體積的除二氧化碳的
空氣和酵母菌培養液，下側針筒內為適宜濃度體積的NaOH溶液，中間無止水夾；
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圖九 有氧呼吸實驗組2
目的：定量測量有氧呼吸過程中O2的消耗體積V1，該裝置中有氧呼吸CO2
的生成體積V2和無氧呼吸CO2的生成體積V3，為與消耗同質量葡萄糖的無氧呼吸CO2生成體積的比較做數據收集；
除二氧化碳空氣的制備： 配置適宜濃度的氫氧化鈉置于針筒中，針筒豎直
放置且注射器的乳頭朝下，緩慢吸收空氣，得到的氣體即為無二氧化碳的空氣。
[空白對照組3]
裝置介紹：裝置連接如圖十所示，上側針筒中為適宜體積的除二氧化碳的
空氣和無酵母菌的培養液（另一組空白對照組為適宜體積的除二氧化碳的空氣和無葡萄糖溶液），下側針筒內為適宜濃度體積的澄清石灰水，中間有止水夾。
圖十 有氧呼吸空白對照組
目的：排除環境因素對體積測量的干擾V0和V0’。
○
2結果分析：通過實驗組1活塞的移動情況即可判斷針筒內的呼吸類型，從而進行相應的實驗。有氧呼吸中可用酸性重鉻酸鉀與澄清石灰水對有氧呼吸的液
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氣態產物進行鑒定，消耗O2和生成CO2的體積比V1：V2； ○
3注意事項： 為克服氣體微量增加不能推動活塞移動的困難，在反應開始時向左側拉動上方針筒的活塞，至其可依靠氣壓的反向推動力停止為止；在有氧呼吸即將結束時重復上述操作，使劃分酵母菌培養液的呼吸類型變得更為及時。 （2）無氧呼吸實驗組4
○
1裝置連接：如圖十一所示，上側針筒為含氧量較低的酵母菌培養液，下側針筒內為適宜濃度體積的NaOH溶液，中間有止水夾；
圖十一 無氧呼吸
○
2目的：鑒定無氧呼吸的氣液態產物，測量該裝置中無氧呼吸CO2的生成體積V4，定量測量消耗等量的葡萄糖時有氧呼吸與無氧呼吸中CO2產量的比值關系；
○
3結果分析：無氧呼吸中可用酸性重鉻酸鉀與澄清石灰水對無氧呼吸的液氣態產物進行鑒定，消耗等量的葡萄糖時有氧呼吸與無氧呼吸中CO2產量的比值關系為V2：（V4—V3）；
○
4說明：在拓展的定量實驗過程中，得到的結果為：V2：（V4—V3）=2～5。3.目的：通過教師引導，使學生觀察現象，提出問題→作出假設→設計實驗→實驗驗證。規范實驗思路，為自主探究積累經驗，完成拓展實驗。
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七、自我評價
1.簡化實驗儀器、操作，一個課時完成 ； 2.激發學生自主設計興趣； 3.定量測定呼吸產物，科學嚴謹； 4.實驗改進部分，體現理綜的綜合思想。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
