《第三节 细胞呼吸》示范公开课教学设计第1课时【北师大版高中生物必修1】

第三节《细胞呼吸》教学设计（第1课时）

◆教学目标

1．利用细胞呼吸的模式图或概念图等，阐明细胞呼吸过程中贯穿着物质和能量的变化，以及这些变化发生的条件和场所；在理解有氧呼吸和无氧呼吸异同点的基础上，从进化和适应的角度比较两者的进化地位。

2．基于实验证据，归纳概括出细胞呼吸的概念，运用类比、推理的方法比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同；根据科学史的系列实验构建细胞呼吸过程的模式图。

3．设计探究酵母菌呼吸方式的实验方案，做出假设并进行结果预期；分析科学史中的经典实验，得出正确结果和结论。

4．运用细胞呼吸的相关知识，参与社会问题的讨论并创造性地提出社会生产或生活实践中问题的解决方法，为农业生产和健康生活提出可行性措施或合理建议。

◆教学重难点

【教学重点】

有氧呼吸的过程及原理。

【教学难点】

1．细胞呼吸的原理和本质。

2．探究酵母菌细胞的呼吸方式。

◆教学过程

一、导入新课

葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回？把葡萄酿成美酒的过程中，要归功于酵母菌。在利用酵母菌生产葡萄酒时，需要密封发酵。但是在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养基通气。

都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封呢？

二、讲授新课

（一）细胞呼吸的概念

呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。（二）细胞呼吸的方式

细胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？我们一

起设计实验来探究吧。

1．探究酵母菌细胞呼吸的方式

【课前准备】

（1）材料：酵母菌细胞

（2）探究的基本步骤一般包括：

提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—得出结果—推知结论

背景资料：

酵母菌：单细胞真菌，真核生物，有细胞壁和液泡。营养条件好时可进行出芽生殖（无性生殖）；营养条件不好时可通过减数分裂进行有性生殖，故在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。

酵母菌电镜照片酵母菌结构模式图

NaOH溶液能够吸收CO2。

葡萄糖能够与本尼迪特试剂发生反应，生成砖红色沉淀。

酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：橙色→灰绿色。

有氧组实验装置无氧组实验装置

【具体实施过程】

（1）提出问题

酵母菌在有氧条件下产生的气体是CO2吗？

酒精和CO2是酵母菌在什么条件下产生的？

（2）作出假设

酵母菌在有氧条件下产生CO2。

酵母菌在无氧条件下产生酒精和CO2。

（3）设计实验

➢明确实验目的，科学设计实验

自变量、因变量、无关变量，设置对照实验。

➢根据实验需要，理清实验步骤

①怎样控制有氧和无氧条件？

②怎样鉴定酒精的产生？如何比较CO2产生的多少？

③怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活？

（4）检测反应物的消耗和产物的生成

①在装置连接刚完成时记录U形管中液面的位置。观察液面的移动，当液面停止移动时，再次记录两组U形管中液面的位置，计算两组烧瓶中气体体积的变化量。

②在安装实验装置时，取2 mL 剩余的酵母菌液，用本尼迪特试剂检测菌液中有无葡萄糖。在两组装置中液面停止移动后，打开装置，分别取出2 mL酵母菌液，再次用本尼迪特试剂检测菌液中有无葡萄糖。

③在两组装置液面停止移动后，打开装置，分别取出2 mL 酵母菌液置于试管中。向试管中分别加入0.5 mL 溶有0.1 g 重铬酸钾的浓硫酸，振荡混匀，观察溶液颜色的变化。

（5）分析结果得出结论

酵母菌：有氧条件下产生大量CO2，无氧条件下产生酒精和少量CO2。

呼吸作用的类型：有氧呼吸、无氧呼吸

思考讨论：

阅读教材P102页资料，根据实验获得的信息，思考下列问题：

①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸吗？判断依据是什么？

（酵母菌在有氧和无氧条件下都能消耗葡萄糖，进行细胞呼吸。有氧组烧瓶内消耗O2，生成的CO2被NaOH溶液吸收，因此气体体积减小，而无氧组烧瓶内在不消耗O2的情况下生成CO2，导致气体体积增加。）

②酵母菌在有氧和无氧条件下是否都生成酒精呢？

（有氧组酵母菌液中没有产生酒精，而无氧组酵母菌液中产生了酒精。）

③酵母菌在有氧和无氧条件下消耗等量葡萄糖生成的CO2量相同吗？

（不相同。）

④尝试写出酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的总反应式。

有氧呼吸条件下：

无氧呼吸条件下：

每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评，展示相应问题的答案。

2．细胞呼吸的类型

酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。细胞呼吸的方式包括有氧呼吸和无氧呼吸。

有氧呼吸：细胞消耗氧气，将有机物彻底氧化分解为H2O和CO2，并释放出能量的过程。

化学反应式：

无氧呼吸：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。

化学反应式：

微生物细胞内有机物不彻底氧化分解的过程常被称为发酵。酒精发酵和乳酸发酵是最常见的微生物发酵形式。

（三）细胞呼吸原理的应用

三、课堂反馈

某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化（忽略其他原因引起的容积变化）。下列有关说法不正确的是（ A ）

A．甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵

B．乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸CO2的释放量和O2消耗量之间的差值C．甲组右管液面升高，乙不变，说明微生物只进行有氧呼吸

D．甲组右管液面变化，表示的是微生物呼吸氧气的消耗量

四、课堂小结

教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。

酵母菌：有氧条件下产生大量CO2，无氧条件下产生酒精和少量CO2。

呼吸作用的类型：有氧呼吸（概念、反应式）、无氧呼吸（概念、反应式）