“單細(xì)胞生物體——認(rèn)識酵母菌”教學(xué)設(shè)計

【教材分析】

本章學(xué)習(xí)的是“生物體有相似的結(jié)構(gòu)層次”。本節(jié)內(nèi)容前學(xué)生學(xué)習(xí)了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，研究了多細(xì)胞生物體的構(gòu)成。通過前幾章的學(xué)習(xí)，學(xué)生還掌握了生物體相應(yīng)的生理特征。而本節(jié)內(nèi)容是聯(lián)系細(xì)胞的知識及多細(xì)胞生物體的特征，探究單細(xì)胞的生物體具有生命的特點。第一課時主要集中在對酵母菌的研究學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容通常包括酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖方式、類型和應(yīng)用等方面。通過對酵母菌的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠了解酵母菌在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用，還能夠認(rèn)識到酵母菌在廢水治理中的潛力。第二課時觀察水中以草履蟲為代表的小生物，了解其形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動。

【學(xué)情分析】

學(xué)生已經(jīng)具有一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識，但對于單細(xì)胞生物的深入了解比較有限。因此，教學(xué)時需要從學(xué)生的已有知識出發(fā)，逐步引導(dǎo)他們探索酵母菌的復(fù)雜生命活動，例如，如何在一個細(xì)胞內(nèi)完成營養(yǎng)攝取、廢物排出、繁殖等生命過程。在實驗技能方面，學(xué)生已經(jīng)掌握了光學(xué)顯微鏡的使用及臨時裝片的制作，能夠通過顯微鏡觀察動、植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。但學(xué)生剛接觸微觀世界，還需要進一步培養(yǎng)對科學(xué)探究的深度和嚴(yán)謹(jǐn)性，需要通過觀察酵母菌等單細(xì)胞生物鍛煉觀察力，準(zhǔn)確描述實驗現(xiàn)象的能力也有待提高，需要教師加強引導(dǎo)。同時，學(xué)生對于生物體的基本特征僅停留于知識記憶，需要更多生活實例來深入了解如“細(xì)胞為基本單位”“需要進行呼吸”等概念。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.以探究酵母菌符合生物的基本特征為主線，通過顯微鏡觀察酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)，驗證實驗中呼吸所產(chǎn)生氣體種類，說出酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)、能呼吸作用、有生殖過程等多個方面基本認(rèn)同酵母菌是單細(xì)胞生物，理解每一結(jié)構(gòu)如何支持酵母菌完成對應(yīng)的生命活動。

2.分析顯微鏡下酵母菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，并在顯微鏡下觀察到一種生殖方式（出芽生殖），通過演示實驗結(jié)果明確兩種呼吸方式（有氧呼吸和無氧呼吸），掌握酵母菌在有氧和無氧條件下的代謝過程及其產(chǎn)物，進一步概述酵母菌符合生物的基本特征。

3.課后運用發(fā)酵技術(shù)的操作程序，結(jié)合課后自主探究和查找資料，了解酵母菌在食品制作（如面包、啤酒）、生物技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及在自然界中的作用，同時認(rèn)識到合理利用和控制微生物的重要性。并嘗試獨立制作饅頭或面包，體驗勞動的不易，形成科學(xué)的生活和生產(chǎn)態(tài)度。

【教學(xué)重難點】

教學(xué)重點：酵母菌的基本結(jié)構(gòu)、呼吸方式、生殖方式。

教學(xué)難點：通過實驗分析得出酵母菌的兩種呼吸方式以及無氧呼吸產(chǎn)物。

【教學(xué)策略】

本節(jié)課通過顯微鏡觀察和演示實驗分析相結(jié)合的方式，從生物體的基本特征，明確酵母菌的基本結(jié)構(gòu)、呼吸方式和生殖方式，最終回歸酵母菌是單細(xì)胞生物體這一基本概念。

【教學(xué)準(zhǔn)備】

1.實驗材料：有氧條件下酵母菌培養(yǎng)液，無氧條件下酵母菌培養(yǎng)液，干酵母粉，蒸熟的饅頭兩個（加酵母的，沒加酵母的）。

2.實驗器材：廣口瓶、培養(yǎng)皿、滴管、燒杯、澄清石灰水、顯微鏡。

【教學(xué)過程】

一、情景導(dǎo)入：寒假實踐活動展示

［教師活動］

上學(xué)期期末時，我給大家布置了一個假期活動叫作“制作中華面點”。現(xiàn)在讓我們來看一下大家記錄下來的精彩瞬間。

（播放PPT：和面，發(fā)面，捏制成型，和自己的作品合影留念。）

有的學(xué)生記錄下自己大力出奇跡的瞬間，有的學(xué)生記錄下自己做造型時認(rèn)真的樣子，做出來的饅頭多種多樣、造型美觀、口感宜人。這里我們采訪了一位吳同學(xué)，讓她給我們分享一下她在活動中的難忘瞬間吧。（播放視頻）

回顧制作面點的過程，大部分學(xué)生都添加了酵母粉。在和面過程中加入水，面團中含有糖類，再加入酵母粉，就會產(chǎn)生氣體，出現(xiàn)許多孔洞。我將酵母粉放在適合濃度的葡萄糖溶液中，是否也會發(fā)生這些反應(yīng)呢？酵母菌到底發(fā)生了什么？

（展示導(dǎo)入問題界面）這里我就要向大家提問了，為什么酵母菌是生物？生物應(yīng)該滿足幾個條件？比如，是否具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)？能否進行呼吸作用？是否具有繁殖現(xiàn)象？這節(jié)課我們就要一一解開這些問題，從而證明酵母菌是生物。

［學(xué)生活動］

思考將生活勞動與實驗設(shè)計相結(jié)合。

（設(shè)計意圖：通過學(xué)生假期活動展示激發(fā)學(xué)生對生活中面點制作的興趣，再借由學(xué)生所錄視頻揭示活動中蘊藏的發(fā)酵發(fā)面技術(shù)，引出酵母菌的存在。面點制作不僅涉及生物學(xué)知識，還涉及化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識，這種跨學(xué)科的聯(lián)系有助于學(xué)生全面發(fā)展。結(jié)合七年級上冊生物學(xué)的基本特征，從而引出酵母菌的基本結(jié)構(gòu)、呼吸方式和生殖方式。）

二、觀察酵母菌

［教師活動］

觀察是生物學(xué)研究的基本方法之一。現(xiàn)在，大家可以四人一組，拿出滴瓶，里面裝了我事先準(zhǔn)備的酵母菌，先嘗試用肉眼觀察酵母菌并說出它的結(jié)構(gòu)。很多學(xué)生發(fā)現(xiàn)，這是不可能的。當(dāng)肉眼無法滿足時，我們就需要借助工具——顯微鏡。

首先，讓我們簡單復(fù)習(xí)一下顯微鏡的基本操作。請學(xué)生來回答。

接下來，我們要明確觀察酵母菌的基本步驟和要求。

（1）震蕩酵母菌培養(yǎng)液，使其均勻分布。

（2）取一滴酵母菌培養(yǎng)液，制成臨時裝片。

（3）將臨時裝片放在顯微鏡下觀察并在學(xué)案指定區(qū)域畫圖。

（活動基本結(jié)束）很多學(xué)生都在顯微鏡下看到了清晰的物像，我們將看到的酵母菌畫下來。（各個結(jié)構(gòu)畫好）在我們分析并借助結(jié)構(gòu)圖后發(fā)現(xiàn)，酵母菌具有細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，并且一個細(xì)胞就是一個酵母菌個體。它是一種單細(xì)胞生物。

與動物細(xì)胞相比，它多了液泡和細(xì)胞壁。與綠色植物細(xì)胞相比，它缺少了什么結(jié)構(gòu)？

［學(xué)生活動］

使用顯微鏡觀察酵母菌，結(jié)合動植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，分析光學(xué)顯微鏡下能觀察到的酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)。結(jié)合數(shù)碼液晶顯微鏡下的液泡圖片，從而總結(jié)歸納出酵母菌的基本細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

（設(shè)計意圖：學(xué)生使用光學(xué)顯微鏡觀察酵母菌培養(yǎng)液是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。這能夠直接展示酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生對酵母菌的單細(xì)胞特性有一個直觀的認(rèn)識，從而加深對單細(xì)胞生物生命活動的理解。通過顯微鏡，學(xué)生能夠觀察到酵母菌的部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)，以及它們在培養(yǎng)液中的生長和繁殖過程，包括出芽、生殖等現(xiàn)象。結(jié)合之前所學(xué)的動植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生有方向地分析顯微鏡下酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，進一步將動植物兩種細(xì)胞對比擴充到動物、植物、微生物三種細(xì)胞中，加強知識的遷移和應(yīng)用。）

三、酵母菌的營養(yǎng)方式

［教師活動］

從剛才所學(xué)的結(jié)構(gòu)來看，酵母菌能否自己制造有機物？（不能）為什么？（缺少葉綠體無法進行光合作用）說明酵母菌只能從外界獲取營養(yǎng)物質(zhì)。酵母菌獲取營養(yǎng)物質(zhì)的目的是給酵母菌的生命活動提供能量，那在酵母菌小小的身體里，發(fā)生了什么生命活動呢？讓我們繼續(xù)學(xué)習(xí)。

［學(xué)生活動］

得出酵母菌需要從外界獲取有機物，是異養(yǎng)生物。

（設(shè)計意圖：從細(xì)胞結(jié)構(gòu)的功能出發(fā)，能快速引導(dǎo)學(xué)生明確酵母菌依賴外界有機物的生活，幫助學(xué)生建立“酵母菌是異養(yǎng)生物”的知識基礎(chǔ)，即它們需要依賴外界的有機物質(zhì)來獲取能量和生長所需的物質(zhì)，這與能夠通過光合作用或化學(xué)合成作用自養(yǎng)的生物形成對比。此外，了解酵母菌的營養(yǎng)方式還能幫助學(xué)生把握酵母菌在食品制作、發(fā)酵工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用原理，將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，增強學(xué)習(xí)的實踐性和應(yīng)用性。）

四、酵母菌的呼吸方式

［教師活動］

酵母菌從外界獲取營養(yǎng)物質(zhì)，在體內(nèi)分解獲得能量的過程，我們稱其為“呼吸作用”。請同學(xué)們說出呼吸作用反應(yīng)式。產(chǎn)物中的二氧化碳和能量如何檢驗？請同學(xué)們跟著我的實驗來逐一明確。

1．做一做

我們通過實驗檢驗和感受呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳和能量。

當(dāng)我們把面團掰開，內(nèi)部出現(xiàn)了許多孔洞，明明面團內(nèi)部是與外界空氣隔絕的，為什么還能產(chǎn)生氣體？難道酵母菌在無氧環(huán)境下也能分解有機物獲得能量？我們來看接下來的實驗。

2．聞一聞

請同學(xué)們將目光放在面前的廣口瓶和燒杯內(nèi)的酵母菌培養(yǎng)液上，我將在有氧和無氧兩個條件下培養(yǎng)的酵母菌分別裝在了廣口瓶和燒杯內(nèi)，并貼上標(biāo)簽。①用招氣入鼻法聞一下有氧環(huán)境下酵母菌培養(yǎng)液的味道并記錄在學(xué)案上；②用招氣入鼻法聞一下無氧環(huán)境下酵母菌培養(yǎng)液的味道并記錄在學(xué)案上；③將所獲結(jié)論填寫在學(xué)案上。

很多學(xué)生發(fā)現(xiàn)了酵母菌在無氧條件下可以分解葡萄糖，產(chǎn)生酒精。這樣的過程我們稱為無氧呼吸。釀酒的過程就是依靠了酵母菌的這種呼吸方式。

3．測一測

除酒精之外，無氧呼吸還有一個重要產(chǎn)物。這也是要通過實驗證明的。這是一個套著塑料袋的錐形瓶，整個結(jié)構(gòu)是密封的，下面是酵母菌培養(yǎng)液。神奇的是塑料袋是鼓起的，說明其中有氣體。

我先小心翼翼地把裝有氣體的袋子拿開，請同學(xué)們聞一聞錐形瓶內(nèi)的味道。對了，是酒味，說明里面進行了哪一種呼吸作用？無氧呼吸。接下來，我將袋子內(nèi)的氣體通入澄清石灰水。看，有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？澄清石灰水變渾濁了，說明在無氧條件下，酵母菌能將葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。

這就是酵母菌在有氧和無氧條件下進行的呼吸作用，使得酵母菌在兩種環(huán)境中都能存活。

［學(xué)生活動］

從實際生活出發(fā)，左側(cè)面團內(nèi)產(chǎn)生氣孔，是酵母菌通過呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳。

在無氧條件下，通過聞來發(fā)現(xiàn)酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生了酒精。

實驗證明二氧化碳存在，故得出酵母菌在無氧呼吸下產(chǎn)生二氧化碳的結(jié)論。

（設(shè)計意圖：從動手觸摸體會到二氧化碳在發(fā)面時的重要性，用鼻聞味來真實直觀地了解酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精，再結(jié)合眼觀實驗結(jié)果明確酵母菌無氧呼吸也能產(chǎn)生二氧化碳，多感官刺激，相比于常見的知識講述或資料歸納總結(jié)，這樣結(jié)合實物的探究過程更能引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強烈的探究欲望。）

五、酵母菌的生殖方式

［教師活動］

在顯微鏡下觀察，往往能看見酵母菌有向外生出的突起，這個突起叫作芽體，這是酵母菌的一種生殖方式，本質(zhì)上屬于一種不均等的分裂。

而在環(huán)境惡劣時，酵母菌會合成多個孢子進行生殖，成為孢子生殖。

從這兒我們也得出，酵母菌符合生物的基本特點——有繁殖現(xiàn)象。

［學(xué)生活動］

結(jié)合顯微鏡，從另一個角度觀察發(fā)現(xiàn)酵母菌的生殖方式。

（設(shè)計意圖：繁殖不單指多細(xì)胞生物中生殖細(xì)胞的產(chǎn)生和受精卵的形成，在很多單細(xì)胞生物中，細(xì)胞的分裂就等同于繁殖。同時介紹酵母菌主要有出芽生殖和孢子生殖。）

六、歸納總結(jié)

［教師活動］

本節(jié)課我們一起從三個方面證明酵母菌是一種生物和一種單細(xì)胞真菌。

我們一起完成黑板上的思維導(dǎo)圖。

雖然本節(jié)課我們從細(xì)胞結(jié)構(gòu)、呼吸方式和生殖方式三個方面證明了酵母菌是一種單細(xì)胞生物，但生物的基本特征不止于此，期待同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)生活中，從更多方面發(fā)現(xiàn)酵母菌的奇妙。

［學(xué)生活動］

從頭分析酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、呼吸方式和生殖方式。

（設(shè)計意圖：從總結(jié)歸納再出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生課后思考和行動，擴展教學(xué)范圍。）

［教學(xué)評價］

學(xué)生通過操作顯微鏡以及學(xué)案上的繪圖結(jié)果，進行自我評價。

課堂上通過觸摸饅頭、聞酒味等操作，鍛煉學(xué)生和團隊合作和分析能力。

學(xué)案的填寫速度以及完成度，可以進一步發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的困難度并加以引導(dǎo)。

［板書設(shè)計］

【教學(xué)反思】

本節(jié)課將常態(tài)課中酵母菌的占比增加到一個完整課時，能成為連接微觀世界與宏觀生命現(xiàn)象的橋梁。相比于草履蟲，酵母菌能從日常生活如做饅頭、酒釀等勞動活動中引起學(xué)生的興趣和探索欲。

通過學(xué)習(xí)酵母菌，學(xué)生不僅能直觀地理解單細(xì)胞生物的結(jié)構(gòu)與功能，還能掌握微生物的基本特征，如繁殖方式（出芽生殖）、營養(yǎng)類型（異養(yǎng)）等。此外，酵母菌在日常生活中的應(yīng)用廣泛，如面包發(fā)酵、釀酒工業(yè)，這有助于學(xué)生理解生物技術(shù)與生活的緊密聯(lián)系。同時，本節(jié)課兩次結(jié)合顯微鏡的操作和觀察，將微觀狀態(tài)下單細(xì)胞生物的結(jié)構(gòu)和生殖方式，以客觀事實讓學(xué)生主動總結(jié)歸納，從而避免教師簡單講解所帶來的枯燥和無趣。

此課還為后續(xù)學(xué)習(xí)更復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)、微生物學(xué)原理及生物技術(shù)應(yīng)用等知識打下基礎(chǔ)，是不可缺少的一環(huán)，因為它培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、實驗設(shè)計及科學(xué)思維能力。活動和實驗設(shè)計可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的各種潛能，使學(xué)生記憶深刻。教師在此過程中是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的參與者，與學(xué)生一起享受主動學(xué)習(xí)的樂趣。課后活動不僅能讓學(xué)生回家嘗試制作饅頭、面包，還可以布置酵母菌生長競賽、探究酵母菌生活環(huán)境、酵母菌與人類文明展覽等跨學(xué)科活動。

在本節(jié)課的基礎(chǔ)上，我們還可以設(shè)計一系列跨學(xué)科的教學(xué)活動。通過化學(xué)實驗，學(xué)生可以探究酵母菌在不同氧氣條件下的發(fā)酵過程。這不僅能夠幫助學(xué)生理解酵母菌在食品工業(yè)中的作用，還能夠加深他們對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識。同時，學(xué)生將利用數(shù)學(xué)知識來模擬酵母菌的生長曲線，通過收集實驗數(shù)據(jù)來驗證模型，這樣的活動能夠讓學(xué)生將數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于實際的生物學(xué)問題中。

（作者單位：蘇州市滄浪中學(xué)校）

編輯：溫雪蓮

作者簡介：凌語衡（1996—），男，漢族，江蘇蘇州人，本科，二級教師，研究方向：教材教法的試驗性研究。