高中生物课教学设计模板
生物是指具有动能的生命体，也是一个物体的集合。生物具有共同的物质基础和结构基础、新陈代谢、生长繁殖、遗传变异、应激性、适应性等基本特征。下面是小编为大家整理的关于高中生物课教学设计模板，希望对您有所帮助!
高中生物课教学设计模板1
第一节一、细胞膜的结构和功能(B)
板 书
教学过程
(二)细胞膜的主要生理功能
1.物质出入细胞膜的几种方式:
(1)自由扩散:
特点:从高浓度一侧运输到低浓度一侧;不消耗能量。例如:O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。
(2)主动运输:
①特点:从低浓度一侧运输到高浓度一侧;需要载体;需要消耗能量。
②意义:(略)
2.细胞膜的生理特点:选择透过性
(第二课时)
引言:上节课我们学习了细胞膜的结构,细胞膜的结构是与它的功能密切相关的,那么,细胞膜有哪些重要功能呢?
讲述:科学家经研究发现,细胞膜有多种生理功能。比如说,物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫,等等。其中,与周围环境进行物质交换是细胞膜的重要生理功能。
活细胞不停地进行新陈代谢活动,就必须不断地与周围环境进行物质交换,而物质交换必须通过细胞的“门户”——细胞膜来完成。离子和小分子物质是通过自由扩散和主动运输等方式进入细胞的,而大分子和颗粒性物质主要是通过内吞作用进入细胞的。首先,我们学习一种比较简单的运输方式。
(教师展示事先制作好的自由扩散活动图板,对照活动图板作简要说明:图中黄色表示细胞膜,红色球状物表示某物质。红色球状物多的部分为膜外,少的部分为膜内。接着教师演示红色球状物不断由膜外通过膜进入到膜内的情况。)
提问:如果红色球状物的多少代表某种物质浓度大小的话,那么,这物质进入细胞是由浓度高的一侧向浓度低的一侧运输,还是由浓度低的一侧向浓度高的一侧运输?
(回答:略。)
讲述:对了,是从浓度高的一侧向浓度低的一侧运输,而且在运输过程中,不需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。上边这种运输方式叫做自由扩散。自由扩散相对于主动运输来说,又叫做被动运输。符合这种方式运输的物质仅限于小分子物质。
另外,还有一些物质在进入细胞时,不同于自由扩散方式,例如:轮藻细胞中的K+浓度比它所生存的环境中K+ 多63倍,海带细胞中的I- 比海水高出40倍,人的红细胞中的K+比血浆高30偌,而红细胞中的Na+ 浓度却是血浆中Na+ 的浓度的1/6。由此可见,以上细胞具有不断积累K+、I-的能力和运出Na+的能力,以致不使膜内外的Na+、K+、I-达到平衡。上述这些物质是怎样进行运输的呢?(教师展示事先制作好的主动运输活动图板,在做简要说明后演示物质由膜外进入到膜内的过程,同时启发学生进行观察和思考。)
提问:上述这种运输方式具有哪些特点?
(回答:略。)
讲述:当物质通过细胞膜由低浓度一侧向高浓度一侧移动时,就像物体沿斜坡上移一样,必须由外部提供能量,在对上述Na+、K+、I-等物质的运输中,所需要的能量是由细胞来供给的。通过上面的学习,我们可以总结出主动运输主要有以下两个特点:①是从浓度低的一侧运输到浓度高的一侧;②需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。
提问:物质的主动运输方式在生物学上有什么意义呢?
(请同学们阅读课文并讨论,最后请一位同学回答,略。)
讲述:由物质通过细胞膜的两种运输方式可以看出,细胞膜可以让O2、CO2、水分子等小分子自由通过,细胞要选择吸收的离子或小分子也可以通过,而另一些离子,小分子和大分子则不能通过。这一现象说明细胞膜在生理功能上有什么特点呢?
回答:具有选择性
讲述:对,细胞膜是一种选择透过性膜。关于细胞的内吞作用和外排作用,请同学们阅读课本中小字部分。
小结:今天我们学习了细胞膜的生理功能,了解到细胞结构与它的生理作用是相统一的,尤其是物质出入细胞膜时具有选择透过性的特点,对于细胞完成正常生命活动具有十分重要的意义。下面,请同学们根据今天所学的内容,填写下表。
出入细胞物质举例
物质出入细胞的方式
细胞膜内外物质浓度高、低
是否需载体蛋白质
是否消耗细胞内的能量
甘油
进入红细胞的K+
高中生物课教学设计模板2
一、教学目标
1、知识目标：了解相关的生物学知识，把握作者观点。
2、能力目标：休会本文幽默风趣的语言风格，品味优秀科普作家的文字魅力。
3、情感目标：激发学生对大自然、对生物的热爱情。
二、教学重点：了解相关的生物学知识，把握作者观点。
三、教学难点：休会本文幽默风趣的语言风格，品味优秀科普作家的文字魅力。
四、课时安排：1课时
五、教学步骤
(一)情景导入
同学们，每天我们都行色匆匆，你是否低头注意过你脚下的蚂蚁窝?也许在你家的附近就有很多。你有没有发现，蚂蚁经常成群结队地忙忙碌碌?若是你扔一粒饭到它们的洞口，只要有一只蚂蚁发现，在短短的时间内就会聚集一大群，一下就能把饭粒搬回家。哪怕是一块大面包，它们也能很快解决。它们就像一个大家庭，团结一致，努力工作。同学们，你觉得神奇吗?它们与我们多像，但它们能和我们一样吗?今天我们学习的这篇文章探讨的就是这个问题。
(二)作家作品简介
刘易斯•托马斯，1943年生于美国纽约，就读于普林斯顿大学和哈佛医学院，历任明尼苏达大学儿科研究所教授、纽约大学贝尔维尤医疗中心病理学系和内科学系主任、耶鲁医学院病理学系主任、纽约市癌症纪念中心斯隆一凯特林癌症研究所所长，并任美国科学院院士。
(三)整体感知，明确本文写作思路
明确：
第一部分(第1至3段)：从一个事例切入，即医学家举行年会，把其与生物界联系起来，从而得出自己的论点，人类社会与生物社会有共通之处。
第二部分(第4至10段)：指出动物过着两种生活，即是个体的存在，又是集体的存在，也就是说，动物过着个体的和社会的两种生活。
第三部分(第11至13段)：指出人类与生物界的相通之处——人类也要有社会的生活。
(四)合作探究
1.第一段作者开篇是怎样描绘医学家举行年会的?为什么这样描绘呢?
明确：他们“急匆匆来回乱窜”，“碰碰触角，交换一点信息”，“像抛出钓鳟鱼的钓线一样，准确无误地向恰尔德饭店抛出一个长长的单列纵队”。
这不无讽刺与幽默的叙述，看似闲笔，却给全篇定下了一个基调。
2.第二段作者说到生物学界对“人与动物相似”的观点是什么?
明确：“暗示说昆虫群居的活动跟人类事务总有点联系，那在生物学界将是相当糟糕的态度，关于昆虫行为的书籍作者，通常要在序言里苦口婆心地提醒人们，昆虫好像是来自外星的生物，它们的行为绝对是有异于人的，完全是非人性、非世俗，几乎还是非生物的。”也就是说，传统生物学界认为人类社会与生物是毫不相干、甚至是水火不相容的。
3.但是，作者摆了一个怎样的事实与观点?
作者提出了一个不争的事实：说人类像蚂蚁可以，反过来说蚂蚁像人类，就会遭到非议，因为这是对人类至高无上的地位的挑战。所以描述昆虫行为的人，唯恐被指斥为“违反科学”，都不遗余力地从“有异于人类的”方面来理解生物的社会行为，说它们“完全是非人性、非世俗，几乎还是非生物的。”而作者却不从众从俗，敢于向传统观念发起冲击，他指出“蚂蚁的确太像人了，这真够让人为难”。然后以幽默的语言，列举了一系列蚂蚁的社会行为，从“培养真菌，喂养蚜虫”，到“迷惑敌人，捕捉奴隶”，到“使用童工”“交换信息”，简直和人类毫无二致。“它们什么都干，就差看电视了。”在这里，作者有意用描述人类社会行为的语言来描述蚂蚁，和文章开头的一段用描述昆虫的语言来描绘人类恰成对比，表达了一个鲜明的观点，那就是：人类的社会行为与生物的社会行为有极大的共性，并非水火不容，而是可以互为比照的。
4.请同学们快速浏览第二部分，找出作者举出了哪些动物来证明自己的观点。
明确：蜜蜂、白蚁、群居性黄蜂、鲱鱼和成群的飞鸟。
作者论述昆虫、鱼类、鸟类等生物的社会行为，说明它们也有集体协作精神，而且随着群体数量的增加，智慧也随之增长，这些都来自他对自然界中社会性生物细心的观察和思考。把这些生物的群全看成是一个庞大的生物体，更是作者的创见。
5.接下来我们再来具体地看第二部分的内容，第四段为什么作者一开始就来了这样两句“最让我们不安的是”“即使有这样的东西，它们也决不可能跟我们相关”?
明确：作者这样说，是模仿传统生物学家的语气，妆他们的逻辑来说的。传统生物学家们不愿意承认人类的社会行为与生物的社会行为有极大的共性这一事实，作者这样的叙述充满了调侃与讽刺。
6.作者在谈到动物与人类的行为时，为什么多从个体与群体两个方面作比较分析?试结合作者的论述加以说明。
明确：作者在谈到动物与为类的行为时，多从个体与群体两个方面作比较分析，这是因为社会与个体是相辅相成的，社会不能没有个体的参与，而对于社会性生物而言，个体也难以离开社会而生存。所以，无论是谈论人的社会性，还是谈论动物的社会性，都离不开对个体与群体的分析。没有形成群体的蚂蚁，就没有太多的社会性，因而所表现出来的智慧是有限的;对于人类，没有融入社会的科研成果，不能被公众利用，也就丧失了它存在的意义。相比较而言，有着一定组织的社会性生物，如蚂蚁和蜜蜂，对社会组织的依赖性更强;人类的个体具有相对的独立性，可以短时间关闭和组织联系的“电路”，但不能从根本上脱离社会而存在。
7、大家觉得课文所描述的一些生物的社会组织与人类相比有哪些相似之处?
明确：本文所描述的一些生物的社会组织与人类相比有很多相似之处，比如步调一致的行动，集体协作式的劳动，有目的的行为，互相交换信息等。
8、第三部分第十一段作者指出了人类其实比动物更具有社会性，但是我们人类却出现什么样的状况?
明确：“虽然我们无论如何也是所有群居性动物中社会性的——比蜜蜂更互相依赖，联系更密切，行为上更不可分，我们却并不经常感到我们的联合智慧。”“电路好像还在，即使并不总是通着电。”也就是说，我们人类虽然比动物更具社会性，但是我们并没有真正做到联合起来，充分发挥我们的智慧与才能。
9、最后，作者对科研提出了什么希望?
明确：“科学上的探索是一种孤独是、静思的事。是的，在最初几个阶段是这样。但后来，或迟或早，在工作行将完成晨，我们总要一边探索，一边互相呼唤，交流信息，发表文章，给编缉写信，提交论文，一有发现就大叫起来。”作者希望科学研究能够多一点交流，表现出深厚的人文关怀精神。
(五)能力提升
整篇课文作者探讨了生物的社会性，但是作者真正的目的是什么呢?
明确：作者谈论生物的社会性，焦点还是在反思人类行为，意在批判传统生物学人类中心主义甚至人类沙文主义的观念，强调人类要有自我反省的意识，不然就会陷入因为盲目的自我崇拜而带来的种种困境之中。无可否认，作者的论述有其幽默调侃的成分，观点有其牵强偏激之处，但他的视角是独特的，见解是独到的，议论是深刻的，读之给人以理性的启迪和美感的享受。
(六)规律总结
本文采用了哪些论证方法?
明确：这篇科普文章具有散文化的倾向，可以看做是一篇科学随笔。本文虽然不算严格意义上的论文，没有罗列森严的论点论据，但还是具有独特的论证方法的。首先，作者始终是在与人类行为的对比中谈论生物的社会行为，始终认为人类行为与生物的社会行为有着共同性;其次，作者在论述中，无论是对人还是对欺也生物，多从个体与群体两个方面做比较分析，肯定群体的智慧，强调社会化的重要性;再次，对生物的社会行为的描述，有详有略，先详后略，以详带略(详昆虫类，略菌类，鱼类、鸟类)，这样既抓住了典型事例细致剖析，又丰富了例证，也体现了由现象层面到理论探讨逐步深化的过程。
(七)学与练：结合具体的语境，说说下列语句的幽默效果。
1、它们倒更像一些制作精巧、却魔魔道道的小机器。
明确：讽刺怕遭到非难的作者极端保守的心态，他们恨不得把昆虫看做是天外来客，完全有异于人类，甚至是“非生物的”，像“魔魔道道的小机器”一样。
2、蚂蚁的确太像人了，这真够让人为难。
明确：讽刺人类的自大心理，渺小的蚂蚁的很多行为与我们相似，我们却不愿意或不敢承认这一事实，真是有些为难。
3、它们什么都干，就差看电视了。
明确：用夸张的语言说明蚂蚁的社会行为太接近人类了——恐怕离看电视也不远了吧!
4、它不过是一段长着脚的神经节而已。
以“轻蔑”的口气评论一只“独行的蚂蚁”，强调它们个体智慧的微不足道。
5、我们总要一边探索，一边互相呼唤，交流信息，发表文章，给编缉写信，提交论文，一有发现就大叫起来。
明确：以夸张的笔法，将人类的行为“原始化”，暗中与动物行为混同，意在说明两者之间的某些相似性。
(八)课堂小结
同学们，原来生物界还有这么多我们不曾了解的内涵，人类千万不能盲目自大，要充分认识自身生存危机。我们为在既要强调个体的智慧，也要重视群体的智慧，因为发明创造必须融入群体的智慧中才能发挥作用，才有意义。所以，同学们学习也不能够闭门造车，一定要多多交流才能取得更大的进步。
(九)板书设计
蚂蚁 能思考 科学发展
密蜂 有智慧 人类社会
生物社会 黏菌 靠集体 探索新解
鲱鱼
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教学目标
知识方面
1、使学生理解新陈代谢的概念及其本质
2、使学生了解酶的发现过程;初步理解酶的概念、酶的特性、影响酶活性的因素
3、使学生理解酶在生物新陈代谢中的作用
能力方面
在引导学生分析生物新陈代谢概念,探究酶的特性,探究影响酶活性因素的过程中,初步训练学生的逻辑思维能力,分析实验现象能力及设计实验的能力,。
情感、态度、价值观方面
通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系;体会科学、技术、社会之间相互促进的关系,进而体会研究生命科学价值的教育。
教学建议
教材分析
1、酶的发现
教材简单介绍酶的发现历史,从1783年意大利科学家斯巴兰让尼设计的巧妙实验到20世纪80年代科学家发现少数的酶是RNA,使学生对酶的研究历史中的一些重大发现有了一个大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通过安排了有关的学生实验,让学生通过实验,发现酶的三个特性,这样的编排方式符合学生由感性到理性的认知规律,有利于引导学生主动参与教学过程,并且有利于培养学生的多种能力。酶的高效性特点,是通过比较《实验五、肝脏内的过氧化氢酶比无机催化剂的催化效率》切入;酶的专一性的特点,是通过比较《实验六、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用》切入;
3、影响酶活性的因素
本节教材主要讲述酶的催化作用需要适宜的条件,通过《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件(选做)》切入。
本节内容的最后,安排了课外读“造福人类的酶工程”,以开阔学生的视野,同时又有助于加强学生对本节基础知识的理解,使学生体会科学、技术在改变人类生活质量中的作用。
教法建议
1、使学生在理解细胞水平上的新陈代谢概念及其本质是本节的重点与难点
新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称,这是在细胞水平上对新陈代谢的描述。其实学生已不是第一次接触新陈代谢的概念,在初中生物课和高中生物课绪论中,学习已接触到诸如同化作用、异化作用及其关系等与新陈代谢有关的知识,但那是在生物个体水平对新陈代谢下的定义。本章的新陈代谢内容是对以往知识的深化和展开,教学教师要有意识地从细胞和分子水平引导学生分析出生物体是如何自我更新的,合成与分解是如何进行的,及其二者的关系,从而使学生更深刻地理解什么是生命。
例如,为使学生理解"新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称"这句话,教师可结合前一章细胞的物质基础与结构基础的相关知识,引导学生分析活细胞中发生的各种化学反应,如发生在线粒体内的糖的氧化放能的化学过程;发生在叶绿体中的水和二氧化碳合成为有机物的化学过程;发生在核糖体上的氨基酸缩合成多肽链的化学过程等,使学生对"新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称"这句话有一个感性认识。
2、使学生理解酶的概念是本节的重点。在本节教学中如何组织学生完成酶具有专一性的实验并实施有效的讨论是本节的难点。
生命体随时随刻发生着数量巨大的生物化学反应,同时又是一个稳定的,开放的系统。细胞中发生的各种化学反应不可能在高温、高压、强酸、强碱等条件下进行,而必须在常温、常压、水溶液环境下能快速、有序地进行的,这就要尽可能地降低化学反应能阈,这是新陈代谢为什么离不开生物催化剂,即酶的原因。
酶的概念和酶的发现可结合一起在让学生讨论,这样可让学生充分体会生产实践和科学实验对科学发展的促进作用。酶的特性这部分内容,可先组织学生依次完成实验,然后再由学生来讨论和总结。
在引导学生分析酶的特性时,引导学生与蛋白质的多样性联系起来,可使学生易于理解酶的催化作用的专一注必定意味着酶的多样性,而且蛋白质分子空间结构的多样性和酶的专一性催化关系密切。
3、使学生理解酶具有高效性、专一性和需要适宜条件是本节的重点,如何组织学生完成影响酶活性因素的选做实验并分析、讨论实验是本节教学的难点。
在组织学生操作、分析、讨论《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件(选做)》基础上,引导学生分析两个坐标曲线图,让学生概括酶的催化作用需要适宜的温度和pH。
教学设计示例
【课题】 第一节 新陈代谢与酶
【教学重点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶的特性、影响酶活性的因素、酶在生物新陈代谢中的作用
【教学难点】新陈代谢的概念及其本质的概念、酶在生物新陈代谢中的作用
【课时安排】1课时
【教学手段】板图、多媒体课件、实验
【教学过程】
1、引入新陈代谢的概念及本质
(1)学生在初中生物学课本、高中绪论课的学习或通过各种媒体的介绍,对新陈代谢已经有了一定的认识,首先,教师应了解学生对新陈代谢是如何理解的。为此教师可设计一些问题,引导学生以自身为例,剖析生命是如何维持的,以此引入本节的学习,如:
①人体的脑细胞是通过什么途径获得营养?脑细胞中产生的代谢废物又是通过什么途径排出体外的?
②进入脑细胞的营养物质是如何被利用的?
③学生如何理解同化作用、异化作用,物质代谢、能量代谢,它们之间有何关系?
④想一想,人体的身体有哪些系统参与了新陈代谢过程,各是如何参与的等等?
(2)学生一般只能从生物个体、器官或系统水平上,说明生物体与外界环境之间进行物质和能量的交换,在此基础上,教师应把讨论引向微观水平,即细胞和分子水平的代谢过程。如可以设问:
①你吃下的肉类蛋白质,通过什么途径转化成为你自身的蛋白质?
②你吃下的淀粉类食物,通过什么途径为你提供能量?等等
通过分析、讨论,使学生理解:细胞的结构和生命活动的维持,需要不断地合成与分解,不断地处于自我更新的状态,而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应,从而在细胞水平理解新陈代谢的本质,即“新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在学生理解新陈代谢的本质后,可以利用学生已有的化学知识,分析出无机化学反应过程中所需的条件一般是很激烈的,再让学生分析出生物体细胞生存的条件是很温和的,可以提问,如:
(1)细胞生存的条件是很温和的,那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下,迅速高效的进行呢?
(2)在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢?
这样可顺利地引出活细胞产生的生物催化剂,即酶。
3、酶的发现史
这部分的教学,教师可让学生自己阅读,也可发给学生相应的补充资料,尤其是某种酶的研究过程方面的资料,目的是让学生对酶的研究过程、方法有一个较为全面的了解,让学生切身体会到生物学的实验研究对生物学发现的重要作用。
学生阅读后,可提问:酶都是蛋白质吗?并做一定的说明。
酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。酶是细胞中促进化学反应速度的催化剂。现已发现的酶约有3000种以上。它们分别存在于各种细胞中,催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应,使生物化学反应在常温、常压、水溶液等温和的条件下就可顺利进行。
很多年来,人们一直认为所有的酶都是蛋白质。然而生物学家的实验证明:RNA也可以是高活性的酶。早在1982年,T.Ceeh发现原生动物四膜虫的26S rRNA前体在没有蛋白质的情况下进行内含子的自我拼接,最终形成L19RNA。当时因为只是了解它有这种自我催化的活性,没有把它与酶等同看待。
1983年Atman和Pace分别报导了在RNA前体加工过程起催化作用的酶是由20%蛋白质和80%RNA组成的。如果除去蛋白质部分,并提高镁离子的浓度,则留下的RNA具有与全酶相同的催化活性,这是说明RNA具有酶活性的第一例证。
“酶不都是蛋白质”,这一科学事实再一次有力地证明了实验在科学发展中所起到的举足轻重的作用,同时也让我们看到,科学是发展的,探索是无止境的,而真理是相对的,现在的科学事实可能在今后会被修正,甚至_。
另外,酶、激素、维生素之间的区别值得一提,学生在以后的学习中容易把这些物质和它们的作用搞混。可就高中生物学水平做一简单比较:
酶
激素
维生素
从化学本质上看
蛋白质
蛋白质(如生长素、胰岛素等)、固醇类脂类物质(如性激素)
多种多样,一般为小分子有机物。 如维生素D是固醇类物质;维生素A是脂类物质(萜类);维生素C是抗坏血酸(葡萄糖的衍生物)等等。
从生理功能看
可提高生物体生物化学反应的速度,是一种生物催化剂。
激素又称“化学信使”,是特定细胞合成的,能使生物体发生一定反应的有机分子。它的作用力很强,很低的浓度就能引起很强的反应,但在细胞中不能积累,很快就会被破坏。
维生素常常与酶结合,是较复杂酶的组成成分之一。天然食物中含量极少,但这些极微小的量对人体的生长和健康是必需的,人体一般不能合成它们或合成量不足,必须从食物中摄取。
可把酶的发现史与酶的特性这两部分教学内容结合起来,这样可使学生用实验方法探索酶的特性顺理成章。
高中生物课教学设计模板4
教学目标
一、知识方面
1、使学生了解光合作用的发现过程。
2、使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱;初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
3、掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
4、应用所学的光合作用的知识,了解植物栽培与合理利用光能的关系。
二、能力方面
1、通过叶绿体色素的提取与分离实验,初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
2、通过探讨光合作用的氧来源,初步训练学生的实验设计能力。
3、通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程,培养学生良好的思维品质。
三、情感、态度、价值观方面
1、通过学生对绿色植物的光合作用意义的理解,增强学生保护生态环境的意识。
2、通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题,加强对科学、技术、社会(STS)的关注。
教学建议
教材分析
因为光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中,具有十分重要的意义,所以本节是本章的重点内容之一。教材这一节主要讲述了光合作用的发现过程、叶绿体和其中的色素(并且安排了叶绿体中色素的提取和分离的学生实验)、光合作用的过程、光合作用的重要意义以及植物栽培与光能的合理利用。义务教育初中生物教材已经讲述了光合作用的基础知识,安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。本节在此基础上,更加深入地从产物和场所等方面讲述了光合作用发现过程中的几个着名的实验;讲述叶绿体和其中的色素、让学生学会提取和分离叶绿体色素。
一、教材首先向学生展示了人类研究光合作用这种地球上最重要的生理过程的艰苦历程,同时介绍了在研究光合作用过程中的几个着名实验,如:1771年,英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气实验;1864年,德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验;1880年,德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所,并从叶绿体放氧的实验;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。介绍这些实验的目的是使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法,从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神。
二、叶绿体中的色素是本节的重点,实验是本节的难点。
学生必须在搞清楚叶绿体中色素的种类及其吸收光谱,基粒片层结构的垛叠形式、色素在片层上的分布、基粒和基质的关系基础上,才有可能深刻理解光合作用的光反应和暗反应及其相互关系。
教材在介绍叶绿体中的色素时,设计了一个学生实验,即《叶绿体中色素的提取和分离》,使学生易于对叶绿体色素有一个感性认识。本实验可以在讲授完叶绿体色素后作为验证实验处理,也可用于叶绿体色素的探究实验;另外教材中叶绿体中各色素的吸收光谱也可作为课上学生讨论叶绿体色素生理作用的探究课题处理。
三、教材中光合作用的过程是本节的重点内容,也是本节的难点。
1、其中光合作用的总反应式,即 概括出了光合作用的场所、条件、原料、产物及氧气的来源,但是,该反应式不足以表示光合作用的具体过程。因此,教材以图解的形式简明扼要地介绍了光合作用的两个重要过程,即光反应和暗反应。
2、光反应阶段
教材中光反应阶段可概括为光反应场所和光反应过程两个方面。
(1)光反应场所:叶绿体基粒片层结构的薄膜(类囊体)上进行。
(2)光反应过程:光反应的本质是由可见光引起的光化学反应,可分为两方面内容:
①水的光解反应:通过光合色素对光能的吸收、传递,在其中部分光能作用下把水分解为氢和氧,氧原子结合形成氧气释放出去,氢与NADP结合形成NADPH,用[H]表示,叫做还原性氢,作为还原剂参与暗反应。
②ATP的合成反应:另一部分光能由光合色素吸收、传递的光能转移给ADP,结合一个磷酸形成ATP,也就将光能转变成活跃的化学能储存在高能磷酸键上。
3、暗反应阶段
教材中暗反应阶段也可概括为暗反应场所和暗合应过程两个方面。
(1)暗反应场所:叶绿体基质中进行。
(2)暗反应过程:暗反应实际上是一个由多种酶的催化才能完成的酶促反应,光对暗反应没有影响。主要包括三个步骤:
①二氧化碳的固定:一个二氧化碳分子与一个五碳化合物分子结合形成两个三碳化合物分子,这个反应的作用在于使反应活性不高的二氧化碳分子活化。
②三碳化合物的还原:在有关酶的催化下,一些三碳化合物接受光反应产生的ATP分解时释放的能量并被光反应产生的[H]还原,经一系列复杂的变化,形成糖类,一部分氨基酸和脂肪也是由光合作用直接产生的。
③五碳化合物的再生:另一些三碳化合物则经复杂的变化,又重新生成五碳化合物,从而使暗反应阶段的化学反应不断地进行下去。
4、教材中光合作用的意义可从以下几个方面归纳:光合作用是生物界有机物的来源; 光合作用是生物生命活动所需要能量的来源;光合作用可调节大气中氧气和二氧化碳的含量;光合作用在生物的进化具有重要作用,即:使无氧呼吸进化为有氧呼吸成为可能,同时为水生生物进化到陆生生物创造了条件。
教材在最后总结道:“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”,充分概括光合作用在生态系统中的地位。
5、植物栽培与光能的合理利用是教材的选学内容,其目的是使学生意识到科学、技术、社会(STS)的理念,这部分内容易于调动起学生的讨论热情。
教法建议
1、引言
因为与光合作用相关的问题涉及面非常广泛,尤其是一些广为人们关注的话题,所以本节可引入的话题很多,如可从全世界面临的一些生态危机,如粮食、化石能源、环境污染等,或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施;或从一些自然灾害,蝗灾、沙尘暴等入手;或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用的。这样的引入方式,可有意识地培养学生的社会责任感,也可较好地体现科学、技术、社会的教育的精神。
2、光合作用的发现
这部分的教学要特别重视,这不仅仅是进行科学史的教育,学生可从科学家二百多年的研究历程体会到科学发现的艰难;同时还能感受到科学研究方法的重要;实验设计的巧妙,如1880年德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所,并从叶绿体放氧的实验;以及新技术、新理论的发现和综合应用在科学发现中的重要作用,再一次体验科学、技术、社会的理念。例如,没有核科学的进展,就不会有放射性同位素示技术,也就不会有美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。
3、引导学生讨论叶绿体中的光合色素及其生理功能时,《实验八 叶绿体中色素的提取和分离》可以在讲授完光合色素后作为验证实验处理,也可用于光合色素的探究实验,这样做不但可使学生学会有关方法,激发学生学习生物学的兴趣,还可加深对这部分知识的认识,同时训练其实验探究能力;在引导学生讨论叶绿体中各色素的吸收光谱时,教材上的光合色素吸收光谱曲线可作为课本探究的素材,以训练学生分析曲线的能力。
4、光合作用过程的的教学是本节的核心内容。教学时可从光合作用的总反应式入手,或从与初中阶段的光合作用总反应式的比较入手,可采用老师讲授,或学生讨论,或学生根据总反应式提出光合作用氧来源假设,即水中的氧是来源于水还是二氧化碳,还是共同来源于二者,条件好的班还可让学生想办法证明这些假设,以训练学生的实验设计能力。通过总反应式的分析,应使学生明确光合作用氧来源这一关键问题。
在学生理解了光合作用总反应式的基础上,使学生明确另一个重要观点,即光合作用是非常复杂的多步反应,总反应式不能表示光合作用具体的进行历程,这样很自然地就引入了光合作用的光反应和暗反应的过程的学习。
光合作用光反应与暗反应教学时,因为都是较为枯燥的化学反应过程,且又无法在实验中让学生看到这些变化,可采取图解、表解或多媒体动画的方式展示给学生,这样学生一是乐于接受,二是学生能“亲眼看到”物质的微观化学变化,也降低了理解这部分知识内容的难度。还应引导学生讨论光合作用的光反应与暗反应之间的区别和联系,尤其是二者的联系应多加注意。
时间允许的话,还可引导学生讨论影响光合作用的因素,进而讨论“如何提高光合效率的途径”,“采取哪些措施提高农业产量?”等问题,使学生体会到学习生物学理论的实际价值,强化学生学以致用、理论联系的理念。
5、进行光合作用的意义的教学时,可以在课前自己收集或让学生收集诸如当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料,课上选择几个典型的事例,围绕光合作用的生态意义这个中心,引发学生的思考和讨论,使学生切实体会到“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”。
6、植物栽培与光能的合理利用的教学,可以综合性讨论题的形式,比如:学生能利用光合作用原理,提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗?这样的问题容量使学生有更大的想象和思维的空间,也易于在高中学生中展开讨论。
教学设计方案
【课题】 第三节 光合作用
【教学重点】光合作用的发现过程;叶绿体中色素的种类;颜色及其吸收的光谱;光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义;植物栽培与合理利用光能的关系。
【教学难点】光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义
【课时安排】2课时
【教学手段】板图、挂图、多媒体课件、实验
【教学过程】
第一课时
1、引言
本节可引入的话题很多,如:
①可从全世界面临的一些生态危机,如粮食、化石能源、环境污染等入手;
②或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施入手;
③或从一些自然灾害,蝗灾、沙尘暴等入手;
④或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用;
⑤还可通过教材提供的光合作用的发现所列举的几个着名实验为切入点进入光合作用的学习,其中较易作为切入点的实验有:德国科学家萨克斯成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验(学生在初中就做过);德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用场所,且氧由叶绿体释放出来的实验;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。
教师应特别重视光合作用发现这部分内容的教学,因为通过分析科学家对光合作用的研究历程,学生可以不仅了解到放射性元素示踪技术在生物学研究中的重要作用,从中也可以深切体会到技术的发现和应用,特别是物理、化学技术的使用对生物学起到的推动作用,因此有人说“技术是人类延长了的手臂”。
2、叶绿体及其光合色素
用板图或挂图显示出叶绿体结构模式图,提问复习叶绿体的亚显微结构,教师应适时指出,光合作用所以能在叶绿体中进行一是由于其中含有催化光合作用的酶系,这些酶分布在叶绿体的基质中和片层的薄膜上;二是在基粒片层的薄膜上,有吸收转化光能的色素,这样就引出了叶绿体上的光合色素这一教学内容。
(1)学生做《实验八 叶绿体中色素的提取和分离》
可作为探究实验,也可作为验证实验,但实验过程都应让学生自己看书总结,之后引导学生讨论下面的问题:
①“想要做好《叶绿体中色素的提取和分离》实验,学生应注意哪些问题?
这个实验是高中生物学实验难度较大的一个,涉及的药品多,实验原理复杂,实验操作也较烦琐,而且实验现象也不是很明显。如何才能顺利地完成这个实验呢?下面就这个实验要注意的问题做一些说明。
提取光合色素过程中,关键是速度。提取光合色素过程中,因为光合色素都是脂溶性的,因此用丙酮这种有机溶剂作为提取液,因为丙酮易挥发且有一定毒性,因此提取过程要速度要快,同时提取液要用胶塞塞好,以防止其挥发;利用二氧化硅硬度极大的特点,其粉末可增加研磨时磨擦力,加快研磨的速度;又因为叶绿素容易破坏,因此需要保护,而碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏;把绿叶剪碎的目的也是为了加快研磨速度。
高中生物课教学设计模板5
1、学习目标
阐明群落的演替过程。
说明人类活动对群落演替的影响。
关注我国实行退耕还林、还草、还湖,退牧还草的政策。
2、重点:
群落的演替过程。
“看”—知识经纬
演替的类型
人类活动对群落演替的影响
退耕还林、还草、还湖
“导”—自主预习
1.生物的群落是一个 系统群落的结构会随着时间的推移,外
界条件的剧烈改变,仍类活动的干扰和破坏,原有生物群落会被破坏和干扰,一个群落会
逐渐被 所替代,这样的过程称之为生物群落的演替。
2.生物群落的演替可分为两种类型 和 演替。初生演替
是指一个从来没有被植物覆盖的地面或原来存在过植被后被彻底消灭了植被的地方发生
了演替。如 、 、 或 的生物群落的演替。
3.经过漫长而艰难的演替过程,_岩地面上的演替过程一般可分为以下几个阶段:
_岩阶段→ 阶段→ 阶段→ 阶段→灌木阶
段→ 阶段,从而使物种进一步多样化,生物与环境的关系变得进一步丰
富多样,会使群落系统达到一个相对稳定的阶段,以上为初生阶段。
4.群落的次生演替是原来群落结构受到严重干扰和破坏,一些生物种群被
了,又有一些种群占据原有种群的空间,使另一些生物种群 了,经过一段
时间,最后使群落达到一个 的阶段。例如在弃耕的农田上的群落演替就是
次生演替。在适宜的自然条件下,其大致过程是:弃耕的农田→草木植物阶段→ 阶段→森林阶段。但在干旱荒漠地区,也可能演替为 或 阶
段,而不能最后演替为森林阶段。
5.人类活动对生物群落的演替有着重大的影响,常常会改变生物群落的自然演替的 和 ,破坏阻止或逆转生物群落的自然演替。
6.为了促进生物群落的自然演替,保持好自然环境,处理好经济发展
和 、 、 的关系,走可持续发展的道路,我
国政府在一些破坏严重的地区,提出了 伟大生态工程,
保持好生态环境。
【自我校对】
1.动态 另一个群落 2.初生演替 次生演替 沙丘 火山岩 冰
川泥 光_岩地 3.地衣 苔藓 草本植物 森林 4.消灭 兴起
相对稳定 草本植物阶段 灌木植物 草本植物阶段 灌木植物5.速度 方向 6.人口 资源 环境 退耕还林还草还湖 退牧还草
“学”—互动探究
探究:群落的演替 1.演替的概念是什么?群落演替过程是怎样的?
提示:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫做演替。群落演替过程是外界环境与群落内部环境不断变化、相互作用的结果,群落演替总是向着群落恢复相对稳定状态的方向进行。
2.群落演替的原因有哪些?
①环境不断变化,为群落中某些物种提供有利的繁殖条件,而对另一些物种生存产生不利影响。
②生物本身不断进行繁殖、迁徙。
③群落内部由于生命活动造成内部环境改变。
④种内和种间关系不断发生变化。
⑤人类活动的干扰。
3.演替的类型有哪些?他们之间有什么联系与区别?
提示:群落演替主要有初生演替和次生演替两种类型。
(1)初生演替:指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。例如,_岩上进行的演替,其过程为:_岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。又如,沙丘、火山岩、冰川泥上的演替
(2)次生演替:指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。如弃耕的农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林上进行的演替。
初生演替和次生演替的区别在于本来有没有植被或植被被破坏后土壤条件是否保留。一般来说,初生演替比次生演替要经历更长的时间,因为初生演替没有土壤条件,环境极为贫瘠和严酷,而次生演替有土壤条件,环境一般比较肥沃,原有的群落被破坏后留下了大量的有机质和植物的种子或繁殖体等。
4.群落演替的结果是什么?
5.人类活动对群落演替有何影响?
提示:(1)人类活动往往是有目的、有意识进行的,可以对生物之间、人类与其他生物之间以及生物与环境之间的相互关系加以控制,甚至可以改造或重建起新的关系。
(2)人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【经典回眸】
1.(20_·海南单科,24)关于群落演替的叙述,错误的是( )。
A.围湖造田活动对群落演替有影响
B.演替过程中群落的物种组成不断变化
C.次生演替的速度比初生演替的速度快
D.弃耕农田上发生的群落演替是初生演替
【解析】 弃耕农田上发生的群落演替是次生演替,演替过程中,优势种在不断变化,故群落的物种组成不断变化;次生演替的速度较初生演替的快;包括围湖造田在内的人类活动均影响群落的演替过程。
答案 D
2.(20_·重庆模拟)近年来我省某地较多的耕地缺少劳力无人耕种,长久以往,这些耕地将会发生一系列的生态演替;随着气候变迁,沙丘、火山岩、冰川泥地上也会发生一系列的生态演替。下列有关说法不正确的是( )
A.弃耕耕地上发生的演替是次生演替,沙丘、火山岩、冰川泥地上发生的演替是初生演替
B.初生演替形成的群落内不存在竞争现象,次生演替形成的群落内竞争现象明显
C.两种演替过程形成的群落结构都将逐渐复杂,营养级的数目都将会增加
D.与沙丘、火山岩、冰川泥上的演替相比,弃耕耕地形成森林所需的时间较短
【解析】 弃耕农田上原有的植被虽不存在,但原有土壤条件基本保留,属于次生演替;沙丘、火山岩、冰川泥上没有土壤条件,属于初生演替。随时间的推移,两种演替过程形成的群落中的物种种类都将逐渐增加,营养结构都将逐渐复杂化,营养级的数目都将增加,所以群落内都存在竞争现象,只是初生演替的竞争现象不明显。次生演替已有土壤条件,所以形成森林更容易、所需的时间短。
答案 B
【变式训练】
1.(20_·安徽卷)某岛屿有海底火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被茂盛,风景优美。下列叙述不正确的是( )。
A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现
B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行
D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程
2.在群落演替过程中,群落中物种的丰富度取决于各类生物的生态位。
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