高中生物_细胞呼吸第一课时教学设计学情分析教材分析课后反思

《细胞呼吸第一课时》教学设计
一、教学目标确立的依据
（一）课程标准要求和解读
1．课程标准要求
说明细胞呼吸（理解），探讨其原理的应用（经历）
活动建议：探究酵母菌的呼吸方式（经历）
2．课程标准解读
课程标准要求是“说明细胞呼吸，探讨其原理的应用”。

其中知识技能水平要求为“理解”，是指初步把握学习内容的由来、意义和主要特征，是对知识的一般认识，并对要“理解”的知识，要求能明了知识的确切含义，并能运用、分析、解决简单的实际问题。

对于本节内容来说，就是要求学生明确细胞呼吸的定义，理解细胞呼吸产物的由来，把握细胞呼吸的过程。

能力方面能运用所学的细胞呼吸内容，去分析、解决生活中的一些问题，比如酿酒、稻田排水等。

“探究酵母菌的呼吸方式”为活动建议，属于体验要求中的“经历”水平，是指独立从事或合作参与相关活动，建立感性认识等，在本节课中应指学生通过个人活动或小组合作，设计并进行相关的实验，通过对现象的分析，明确细胞呼吸的产物。

本节内容的教学安排为2课时，第1课时为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，但不能把本课时的课标理解成只是单纯探究酵母菌细胞呼吸的方式，因为本探究活动与细胞呼吸过程、原理及应用原本就密不可分，探究实验的结果为学习细胞呼吸奠定科学的基础，探究实现的过程本身就体现出细胞呼吸原理的实际应用。

因此，第1节课的教学应当体现出整节内容的课程标准。

（二）教材分析
1．内容分析
本节课是必修1第5章第3节的内容，在此之前，学生学习了“降低化学反应活化
能的酶”以及“细胞的能量通货——ATP”，这为学习本节内容奠定的基础。

在此之前，
学生已经学习了葡萄糖是细胞呼吸的主要能源物质，而细胞的直接能源物质是ATP，那
么葡萄糖中的能量是怎样转变成ATP中的能量呢？这就自然引出本节内容——细胞呼吸。

本节内容安排为2课时，我讲授内容为第1课时——探究酵母菌细胞呼吸的方式，通过
本课时的学习，学生亲自设计、完成实验，明确细胞有氧呼吸和无氧呼吸的产物，为下
节课学习奠定科学的基础。

实验间隙可穿插讲解米酒的制作过程，既充实了本节课的内
容，也加深了学生对细胞产物的理解（有氧呼吸产生水，无氧呼吸产生酒精），同时也是
细胞呼吸原理在生活中应用的一部分。

2．不同版本教材比较及本实验的创新设计
人教版与中图版都有“探究酵母菌细胞呼吸的方式”这一实验，人教版用锥形瓶，
中图版用保温瓶，相比之下，中国版在实验设计上更合理、巧妙。

生物学是一门以实验为基础的学科，实验操作除了遵循严谨的科学态度，还应有创
新的科学精神，虽然这两个版本的实验都能达到教学目的，但在实验设计上，都存在着
很大的不足：一是实验时间长，人教版的实验要求是8—10小时，中图版的要求是24
小时，不利于学生在课堂上操作；二是学生参与性较差，无法保证每个学生都有动手的
机会；三是学生体验性较差，不能直观的观察酵母菌细胞呼吸的过程，很难形成良好的
感性认识。

本实验的创新之处在于用注射器替代锥形瓶或保温瓶，与前两者相比，注射器的优
点很多，一是体积小巧，节约材料，每只注射器最多吸取10mL培养液就能保证实验顺利
进行，所需的氧气量、检测用的试剂所需量极少，只用只支试管就可完成；二是透明性好，观察方便，酵母菌细胞呼吸产生的气泡很容易观察到；三是自带刻度，控制精准，
吸取酵母菌的量以及氧气的量可以精准控制；四是开关阀门，控制条件，如果注射器吸
取酵母菌后立刻关闭控制阀（一次输液器的部分软管及控制阀），即是无氧条件，如果
吸取酵母菌后再吸入氧气，最后关闭控制阀，就是有氧条件；五是时间短暂，效果明显，
如果温度合适，最多十分钟就能取得明显的效果，具体表现在气泡产生量明显，无氧呼
吸产生的CO2的量可通过气体推动活塞的刻度反映出来。

3．重难点分析
教学重点：酵母菌细胞呼吸不同条件的创设、细胞产物的检测及无关变量的控制。

教学难点：细胞产物的检测及实验结果的分析
（三）学情分析
学生在学习本节内容之前，刚刚学习完了酶和ATP，对细胞代谢有了初步的认识，
知道了细胞中复杂的化学反应离不开酶的催化，细胞所需能量的直接来源是ATP，这为
本节内容的学习打下了基础。

从学生的知识储备分析，学生虽然对实验材料——酵母菌了解不多，但学生对酵母
菌在日常生活中应用比较熟悉，具备了进一步学习的知识基础，保障了本节实验教学的
顺利进行。

从心理接受角度分析，学生之前学习了细胞能量的主要来源是葡萄糖，细胞所需能
量的直接来源是A TP，那么葡萄糖转化为ATP的过程之一就是本节课所要解决的问题，学生在心理上接受起来比较容易，不会产生突兀感。

从能力要求上看，学生通过酶的学习，已经掌握了实验设计的相关原则及设计思路，
本节课的实验设计也主要考查学生的实验设计思路及设计方案、结果分析，学生已经具
备了相应的能力。

二、教学目标
1.举例说明酵母菌在日常生活中的应用，并分析酵母菌呼吸作用的产物有酒精和CO2。

2.小组分析“探究酵母菌呼吸作用的方式”的实验，找出各种变量并进行分析，掌握生物实验设计的基本原则。

3.观看米酒制作视频，回答相关的4个问题，用所学知识解决生活中的具体问题。

4. 本照实事求是的科学态度，分析小组的实验结果并进行评价，明确有氧呼吸及无氧呼吸的产物，加深对细胞呼吸定义的理解。

三、评价设计
目标1评价：通过提问酵母菌在日常生活中有哪些应用，馒头松软多孔的原因，各种酒的酿造等问题，检测学生对酵母菌细胞呼吸产物种类的认识。

目标2评价：通过小组讨论、回答自变量、因变量、无关变量的分析及控制等相关设计问题，检测学生对实验设计原则的掌握情况。

目标3评价：通过小组讨论、回答视频中涉及到的相关问题，检测学生对不同条件下细胞呼吸产物的理解，同时检测学生理论联系实际的能力。

目标4评价：通过对实验结果的展示、分析，结合自评与他评，检测学生对待实验的态度及分析实验问题的能力。

四、教学方法
通过问题引导、实例分析，通过学生回答，完成酵母菌细胞呼吸产物的学习；
通过问题引导、小组合作探究及教师适当引导，完成探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设计、进行环节；
通过问题引导、视频展示，结合小组讨论，完成细胞呼吸在生活中的具体应用。

通过小组讨论、展示、交流、评价，完成酵母菌在不同条件下呼吸产物的学习。

五、教学流程设计
《细胞呼吸第一课时》学情分析学生在学习本节内容之前，刚刚学习完了酶和ATP，对细胞代谢有了初步的认识，知道了细胞中复杂的化学反应离不开酶的催化，细胞所需能量的直接来源是ATP，这为本节内容的学习打下了基础。

从学生的知识储备分析，学生虽然对实验材料——酵母菌了解不多，但是学生对酵
母菌在日常生活中的应用比较熟悉，具备了进一步学习的知识基础，保障了本节实验教
学的顺利进行。

从心理接受角度分析，学生之前学习了细胞能量的主要来源是葡萄糖，细胞所需能
量的直接来源是A TP，那么葡萄糖转化为ATP的过程之一就是本节课所要解决的问题，学生在心理上接受起来比较容易，不会产生突兀感。

从能力要求上看，学生通过酶的学习，已经掌握了实验设计的相关原则及设计思路，
本节课的实验设计也主要考查学生的实验设计思路及设计方案、结果分析，学生已经具
备了相应的能力。

《细胞呼吸第一课时》效果分析
一、各环节的具体效果：
第一环节通过提问酵母菌在日常生活中有哪些应用，馒头松软多孔的原因，各种酒酿造等问题，检测学生对酵母菌细胞呼吸产物种类的认识。

第二环节通过小组讨论、回答自变量、因变量、无关变量的分析及控制等相关设计问题，检测学生对实验设计原则的掌握情况。

第三环节通过小组讨论、回答视频中涉及到的相关问题，检测学生对不同条件下细胞呼吸产物的理解，同时检测学生理论联系实际的能力。

第四环节通过对实验结果的展示、分析，结合自评与他评，检测学生对待实验的态度及分析实验问题的能力。

二、总体课堂效果分析
1、较好完成学习目标
通过本节课的学习，学生能够明确酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸的产物及多少的对比，从而为下节课的学习奠定基础。

2、课堂气氛生动活跃
纵观本节课，学生的参与热情非常高，不管是回答问题，还是小组合作与交流，以及对实验结果的分析与评价，都是积极踊跃的，课堂目标的达成度非常好。

3、较好体现素质教育
“探究酵母菌细胞呼吸的方式”是一个非常重要的实验，但由于教材中提供的装置比较繁琐，操作麻烦，观察时间长，一节课无法完成，甚至无法开展，学生体验性较差，于是我
就有了对此实验进行改进的想法。

事实上，用注射器做这个实验，时间比较短，也就10分钟左右，气泡观察直观，效果非常明显，中间还可以通过观看视频来加深对细胞呼吸原理应用的理解，课堂紧凑，安排合理，体现了素质教育的精神。

《细胞呼吸第一课时》教材分析
1．内容分析
本节课是必修1第5章第3节的内容，在此之前，学生学习了“降低化学反应活化
能的酶”以及“细胞的能量通货——ATP”，这为学习本节内容奠定的基础。

在此之前，
学生已经学习了葡萄糖是细胞呼吸的主要能源物质，而细胞的直接能源物质是ATP，那
么葡萄糖中的能量是怎样转变成ATP中的能量呢？这就自然引出本节内容——细胞呼吸。

本节内容安排为2课时，我讲授内容为第1课时——探究酵母菌细胞呼吸的方式，通过
本课时的学习，学生亲自设计、完成实验，明确细胞有氧呼吸和无氧呼吸的产物，为下
节课的学习奠定科学的基础。

实验间隙可穿插讲解米酒的制作过程，既充实了本节课的
内容，也加深了学生对细胞产物的理解（有氧呼吸产生水，无氧呼吸产生酒精），同时也
是细胞呼吸原理在生活中应用的一部分。

2．不同版本教材比较及本实验的创新设计
人教版与中图版都有“探究酵母菌细胞呼吸的方式”这一实验，人教版用锥形瓶，
中图版用保温瓶，相比之下，中国版在实验设计上更合理、巧妙。

生物学是一门以实验为基础的学科，实验操作除了遵循严谨的科学态度，还应有创
新的科学精神，虽然这两个版本的实验都能达到教学目的，但在实验设计上，都存在着
很大的不足：一是实验时间长，人教版的实验要求是8—10小时，中图版的要求是24
小时，不利于学生在课堂上操作；二是学生参与性较差，无法保证每个学生都有动手的
机会；三是学生体验性较差，不能直观的观察酵母菌细胞呼吸的过程，很难形成良好的
感性认识。

本实验的创新之处在于用注射器替代锥形瓶或保温瓶，与前两者相比，注射器的优
点很多，一是体积小巧，节约材料，每只注射器最多吸取10mL培养液就能保证实验顺利
进行，所需的氧气量、检测用的试剂所需量极少，只用只支试管就可完成；二是透明性好，观察方便，酵母菌细胞呼吸产生的气泡很容易观察到；三是自带刻度，控制精准，
吸取酵母菌的量以及氧气的量可以精准控制；四是开关阀门，控制条件，如果注射器吸
取酵母菌后立刻关闭控制阀（一次输液器的部分软管及控制阀），即是无氧条件，如果
吸取酵母菌后再吸入氧气，最后关闭控制阀，就是有氧条件；五是时间短暂，效果明显，
如果温度合适，最多十分钟就能取得明显的效果，具体表现在气泡产生量明显，无氧呼
吸产生的CO2的量可通过气体推动活塞的刻度反映出来。

3．重难点分析
教学重点：酵母菌细胞呼吸不同条件的创设、细胞产物的检测及无关变量的控制。

教学难点：细胞产物的检测及实验结果的分析
本节课的重点就是让学生讨论并设计有氧及无氧的条件，这是培养学生创新思维的重要途径，对于二氧化碳的鉴定，学生应该比较熟悉，但是对于酒精的鉴定，学生可能知道的不多，因此通过交警查酒驾的例子帮助学生理解。

有氧呼吸与无氧呼吸都能产生二氧化碳，但是如何让学生直观观察出来也是这节课的重点内容之一，注射器的优点在此得到了充分的展示。

《细胞呼吸第一课时》习题
1、下列关于呼吸作用原理的应用正确的是（）
A．提倡慢跑等有氧运动是不致于因剧烈运动产生大量的酒精对细胞造成伤害
B．对于植物来说，土壤板结应及时进行松土透气，防止植物发酵产生乳酸
C．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以产生各种酒D．包扎伤口时，需选用松软的创可贴，否则破伤风杆菌容易感染伤口表面并大量繁殖
2、为了探究酵母菌的呼吸方式，某同学做了如下课题研究：
(1)假设：在其他条件(如温度、pH)都相同的情况下，影响酵母菌的呼吸方式的因素是氧气。

(2)设计与实验：设计的实验装置如下图中甲、乙所示。

可重复实验以确保结果的准确性。

(3)得出结论：如果甲、乙两装置中的石灰水都变混浊，
说明酵母菌既能进行__________________，又能进
行____________________________。

(4)实验分析：
甲装置中的油脂层的作用是___________，甲、乙两
装置中产生的气泡量较多的是______装置；产生能量
较少的是_________装置，原因是
___________________________________。

3、两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。

请据题分析作答：
(1)请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。

有氧条件下的装置序号：_______；无氧条件下的装置序号：_______。

(2)装置中c瓶的作用是：_________。

(3)乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。

①．想得到实验结论还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为Ⅲ)如何设计？_________________________________________。

②．请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
答案：
1、C
2、(3)有氧呼吸无氧呼吸
(4)隔绝空气(或氧气) 乙甲甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳，在酒精中还含有大量的化学能没有释放出来
3、(1)c→a→b(或c→b→a→b) d→b
(2)吸收空气中CO2，排除其对实验结果的干扰(其他合理答案亦可)
(3)①．装置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。

②．a：向左移d：向右移e：向左移
《细胞呼吸第一课时》课后反思
一、为什么要选择这节实验课？
生物学是一门以实验为基础的学科，学生通过亲自做实验，不仅获得明确的感性认识，加深对知识的理解，更能培养学生实事求是的科学态度以及勇于创新的科学思维。

在近几年的实验教学中，我指导学生成功开展了“可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”、“植物细胞质壁分离及其复原的实验”、“叶绿体中色素的提取与分离”、“探究影响光合作用的因素”、“自制洋葱根尖装片并观察有丝分裂”等实验，其中，对“叶绿体中色素的提取与分离”的实验进行了大胆的创新并取得了不错的效果。

“探究酵母菌细胞呼吸的方式”是一个非常重要的实验，但由于教材中提供的装置比较繁琐，操作麻烦，观察时间长，一节课无法完成，甚至无法开展，学生体验性较差，于是我就有了对此实验进行改进的想法。

之前，孙静老师用注射器完成了“探究影响光合作用的因
素”的实验，效果非常好，我当时就想到了能不能用注射器也完成这个实验。

恰好上学期去听省实验优质课，有位老师用注射器做了类似的实验，这就更坚定了我的想法。

事实上，用注射器做这个实验，时间比较短，也就10分钟左右，气泡观察直观，效果非常明显，中间还可以通过观看视频来加深对细胞呼吸原理应用的理解，课堂紧凑，安排合理，体现了素质教育的精神。

二、这节实验课我收获了什么？
1、不同学科的相互支持。

本节实验课所需的材料主要有酵母菌培养液、氧气、澄清石灰水、重铬酸钾等，酵母菌培养液容易配制，用超市买的干酵母加入温水活化再加入葡萄糖即可。

但氧气、澄清石灰水怎么配制？总不能去买吧？也不知道应该去哪儿买。

实在没办法，我请教了教化学的谭丽华老师，她笑着说：这是化学上最基本的实验，包在她身上——问题就这样轻松解决了。

在制备氧气时，化学上一般要求用集气瓶，但我感觉用不了那么多，会造成资源上的浪费，于是改用试管，既节约，又方便。

2、实践是检验真理的唯一标准。

在配制重铬酸钾溶液时，生物教材上要求加入浓硫酸，而化学老师认为加浓硫酸太危险，加稀硫酸就可以了。

于是我先加入浓硫酸，效果非常明显，再改加稀硫酸，发现效果与浓硫酸一样，由于本实验只是一个定性实验，从安全角度出发，我换成了稀硫酸。

3、要相信学生的能力。

在分析馒头为什么松软多孔时，我预料到学生应该会回答出CO2，但我没有想到学生会结合小苏打从化学角度进行专业的分析，然后再类比推测出CO2。

在检测酒精环节中，正常情况下进行有氧呼吸实验的注射器中不应有酒精出现，但有个小组有氧呼吸的产物中也存在酒精，该小组并没有因为实验的失败而沮丧，而是积极分析相关原因，另一小组成员也帮忙分析可能存在的原因，分享自己成功的做法。

课下，有不少学生围住我，问为什么自己酿的米酒发酸？为什么自己做的葡萄糖酒发涩？我顿时有一种感悟——不是学生的能力不行，而是我们为学生提供的机会太少！
4、创新不是口号，而是行动。

之前，我曾经对“叶绿体中色素的提取与分离”的实验进行改进，学生操作简单，效果明显。

这节课结束后也有学生很羡慕的问我：这又是你独创的吗？我笑着说不是，中间也借鉴了别人的一些做法，只要你平日多观察、多思考，你也会找到更简单有效的方案去解决问题。

三、这节课我有哪些不足？
1、教学环节不够完整。

按照我之前的预期，我在学生观察环节中应强调一下“呼吸”、“呼吸作用”、“细胞呼吸”三者之间的区别与联系，结果由于学生讨论时间过长而没有进行。

在课堂小结环节中，我原来打算让学生分析一下为什么酵母菌产生的热量并没有使注射器变热，从而引出细胞呼吸与体外燃烧的区别，最后再通过分析两个生活实例——“稻田定期排水”、“剧烈运动会使人身体酸痛”，一是让学生用所学知识解释生活中问题，二是引出人无氧呼吸产物是乳酸，为下节课的讲解做好准备，结果因为时间关系未能进行。

2、实验未达到预期效果。

虽然最终大部分小组的实验是成功的，但仍未达到我预期的效果，上午我提前做了这个实验，不到10分钟的时间，无氧呼吸产生的CO2能将活塞推出很远，甚至推出注射器，效果非常明显。

下午学生做实验时只有两个小组的活塞有明显的移动，原因主要是下午温度比较低，酵母菌呼吸作用弱。

今后再指导学生做这个实验时一定要注意把握好环境温度。

《细胞呼吸第一课时》课标分析
1．课程标准要求
说明细胞呼吸（理解），探讨其原理的应用（经历）
活动建议：探究酵母菌的呼吸方式（经历）
2．课程标准解读
课程标准要求是“说明细胞呼吸，探讨其原理的应用”。

其中知识技能水平要求为“理解”，是指初步把握学习内容的由来、意义和主要特征，是对知识的一般认识，并对要“理解”的知识，要求能明了知识的确切含义，并能运用、分析、解决简单的实际问题。

对于本节内容来说，就是要求学生明确细胞呼吸的定义，理解细胞呼吸产物的由来，把握细胞呼吸的过程。

能力方面能运用所学的细胞呼吸内容，去分析、解决生活中的一些问题，比如酿酒、稻田排水等。

“探究酵母菌的呼吸方式”为活动建议，属于体验要求中的“经历”水平，是指独立从事或合作参与相关活动，建立感性认识等，在本节课中应指学生通过个人活动或小组合作，设计并进行相关的实验，通过对现象的分析，明确细胞呼吸的产物。

本节内容的教学安排为2课时，第1课时为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，但不能把本课时的课标理解成只是单纯探究酵母菌细胞呼吸的方式，因为本探究活动与细胞呼吸过程、原理及应用原本就密不可分，探究实验的结果为学习细胞呼吸奠定科学的基础，探究实现的
过程本身就体现出细胞呼吸原理的实际应用。

因此，第1节课的教学应当体现出整节内容的课程标准。