高中生物教案大全
生物学是研究分子层次的生命过程的学科。它的任务在于从分子的结构与功能以及分子之间的相互作用去揭示各种生命过程的物质基础。下面是小编为大家带来的高中生物教案大全七篇,希望大家能够喜欢!
高中生物教案大全精选篇1
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。
4、酶的特性
在进行酶的特性教学时,教师可提问:
酶作为生物催化剂,与无机催化剂相比,有何特点?
为解决这个问题,教师可演示有关实验,也可安排相应的学生实验,引导学生通过对实验现象的观察,分析得出结论,即酶的高效性、专一性与多样性特性。
(1)酶的高效特性实验,实验前有必要简单介绍两项内容:
一是过氧化氢这种物质,它是动植物在代谢中产生的,对机体有毒害作用。生物体可通过过氧化氢酶,催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。无机催化剂三价铁离子也可催化这一反应;二是本实验的实验步骤。
实验后,让学生讨论得出过氧化氢酶的催化效率高于铁离子的结论,在此基础上,教师可列举其他实例,概括酶的高效性。教师还应强调正是由于酶的存在及其高效性,所以许多代谢反应在体外很难发生,在体内却可迅速进行。
(2)酶的专一性特性
实验前可提问:“食物中的淀粉和蔗糖同属糖类,唾液淀粉酶能否消化水解这两种物质?”
本实验所涉及的颜色反应要在实验前跟学生说明清楚。淀粉水解成的麦芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的条件下,与斐林试剂反应会有砖红色沉淀物质产生,淀粉和蔗糖与斐林试剂无此反应。因此,斐林试剂可以用来鉴定淀粉和蔗糖溶液中是否有麦芽糖和葡萄糖及果糖,进而推测淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基础上,教师通过进一步实例说明酶的专一性是酶普遍具有的特性;
(3)酶的多样性原理,可在学生理解酶的专一性原理基础上,结合蛋白质的多样性让学生分析得出。
5、影响酶活性的因素
有条件的学校,应尽量让学生做《实验七、探索影响淀粉酶活性的条件》,这对于训练学生分析实验能力,理解对照实验的设计方法等都是很帮助的。
在学生通过实验分析得出影响酶活性的因素后,可适当结合学生的生活实际,引导学生分析、讨论一些与之相关的生活常识。如可提问:“持续高烧不退或严重腹泻有时甚至会危及人的生命,学生知道其中的原因吗?”
人的正常体温是37℃,体温升高到38℃,虽然体温只是升高了1℃,但人已感觉非常没有精神,如果升高到39℃甚至40℃以上,而且持续高烧,就会出现一系列严重的反应,如昏睡、昏迷、惊厥、甚至危及生命,这是为什么呢?原来,酶作为生物催化剂,其催化活性受到很多因素的影响,如温度、pH值、有机溶剂、重金属离子、酶浓度、酶的激活剂、抑制剂等等,而酶的活性受上述因素的影响是非常敏感的,影响因素发生很小的变化的,酶活性就会发生很大的改变。人体中酶的最适温度一般为37℃,当人体体温高于或低于这个温度时,机体中酶活性就会大大降低,细胞内的各种生物化学反应不能正常进行了。
霍乱是一种烈性传染病,为霍乱弧菌所致,曾在世界上引起多次大流行,死亡率甚高。霍乱弧菌通过人的肠粘膜并大量繁殖,同时产生肠毒素引起剧烈腹泻造成迅速而严重的脱水,血容量明显减少,因而出现微循环衰竭,使细胞得不到钾、钠、钙、氯离子,导致肌肉痉挛;细胞得不到碳酸氢根离子而导致细胞内pH值发生较大的改变,酶活性即相应大大降低,严重的会出现代谢性酸中毒,最终病人肾功能衰竭,休克、死亡。人体大量出汗、腹泻都要相应地补充水就是这个道理;婴幼儿自身调节能力差,婴幼儿腹泻常常引起严重后果,就是这个道理。
或者问:“当人误食了含有重金属的食物或农药后,有一种应急措施,就是赶紧给病人大量喝牛奶或豆浆,学生知道这是为什么吗?”
酶活性除了与温度、pH有关外,还受有机溶剂、重金属离子等的影响。有机溶剂与重金属离子影响酶活性的主要原因是有机溶剂和重金属离子与酶蛋白上的某些化学基团结合,使酶的活性完全丧失,这也是人误食了有机磷农药、有机氯农药或含重金属离子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆浆中含有大量的蛋白质,这些蛋白质可以和重金属或有机物结合,而使这些金属离子和有机物发生沉淀。当人误食了含重金属的食品或农药后,大量饮用牛奶或豆浆可使这些有毒物质沉淀下来不被消化道吸收,从而也就避免了这些有毒物质与人体中正常的酶接触的机会,而保护了这些酶的活性。当然,这只是应急措施,还要去医院洗胃并进行进一步的治疗。
扩展资料
淀粉液遇碘变蓝的原因
淀粉是白色无定形的粉末,由10%~30%的直链淀粉和70%~90%的支链淀粉组成。直链淀粉具有遇碘变蓝的特性,因为溶于水的直链淀粉借助分子内的氢键卷曲成螺旋状,第一个螺距有六个葡萄糖残基组成。如果在淀粉液中加入碘液,碘分子便嵌人到螺旋结钩的空隙处,并且借助范德华力与直链淀粉联系在一起,形成了一种络合物,这种络合物能够比较均匀地吸收波长范围为400~750nm可见光,而反射的光是蓝光,所以使淀粉溶液呈现出蓝色来。
绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA
生物体内存在三千多种具有不同功能的酶,一切生命现象都与酶有关,因为活细胞内的生物化学反应,都是在酶的催化作用下进行的,没有酶,新陈代谢就不能进行,生命也就会随之停止。酶的化学本质是蛋白质,这一认识直到20世纪80年代后才被科学修正过来。科学研究表明,一些RNA分子也具有酶的催化功能,如一种叫RNaseP的酶,它是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。科学家将这种酶的蛋白质除去,同时提高镁离子的浓度,留下来的RNA仍具有与该酶相同的催化活性。后来的科学实验进一步证实其它某些RNA分子与那些构成酶的蛋白质分子一样,也都是效率非常高的生物催化剂。
酶工程
细菌细胞直径不足2µm,每时每刻却发生着1500一2000个化学反应,由1000多种酶对这些反应进行催化和调制,生产着3000多种蛋白质,1000多种核酸;而且细菌合成效率惊人,它合成每个肽链只需百分之三秒,而现代最先进的蛋白质自动合成机器只能合成小肽,而且速度也慢,合成每个肽链需要7分钟,两者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是远远超过了人工合成;另外细胞中能量转换效率也很高,这一切都有赖于生物催化剂,这就是酶。现已发现的酶约有几千种以上。它们定位于各种细胞的不同细胞器中,催化细胞生长代谢过程中各种不同的化学反应,使这些反应在正常温度等条件下就可顺利进行。
酶是细胞产物,但不一定非要在细胞内发挥作用,在细胞外,即在非细胞条件下也能发挥作用。19世纪,人们已认识到酵母可以使葡萄糖发酵,产生酒精和二氧化碳,但是对于这一过程是如何进行的,当时主要有两种观点,而且一直未能达成一致。1857年,法国的细菌学家巴斯德认为酒精发酵需要有完整的细胞结构才能实现;德国化学家李比西则认为酒精发酵要求的只是细胞中的某些物质,而不要求完整的细胞参与。直到1897年,毕西纳不用完整的酵母细胞,而用酵母汁进行酒精发酵获得成功,从而证明生物体内的催化反应也可能在体外进行。
正是基于这点,人们可以利用细胞中的酶能催化体外的生化反应,这就是酶工程得以发现的前提。
我们都用过加酶洗衣粉,同一般的洗衣粉相比,加酶洗衣粉中含有蛋白质和脂肪酶等多种通过微生物生产出来的酶,因此,去除汗渍和油污的能力比较强。我们知道,酶作为一类具有生物催化作用的有机物,是在活细胞内产生的。那么,人们是怎样通过活细胞获得这种酶并且在生产和生活中使用这些酶的呢?这些都是通过酶工程来实现的。
所谓酶工程,就是在一定的生物反应器中,利用酶的催化作用,将相应的原料转化成有用物质的技术,而且酶工程是生物工程的核心,没有酶的作用,任何生物工程技术都不能实现。概括地说,酶工程是由酶制剂的生产和应用两个方面组成的。
(一)酶制剂的生产
已知酶的种类大约有几千种,实际已被运用于工业生产的仅10余种,如已能够实现工业化大量生产的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶等,其中碱性蛋白酶用于加酶洗涤剂,占国际上酶销售额的首位,青霉素固化酶用于医疗,占世界用量第二位。
早期酶制剂主要来源于动植物材料,而今酶的主要来源是微生物。酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化。
1、酶的生产、提取和分离纯化
(1)酶的生产
酶普遍存在于动物、植物和微生物体内。人们最早是从植物的器官和组织中提取酶的。例如,从胰脏中提取蛋白酶,从麦芽中提取淀粉酶;现在,生产酶制剂所需要的酶大都来自微生物,这是因为同植物和动物相比,微生物具有容易培养、繁殖速度快和便于大规模生产等优点。人们提供必要的条件,利用微生物发酵来生产酶。
(2)酶的提取和纯化
从微生物、动植物细胞中得到含有多种酶的提取液后,为了从提取液中获得所需要的某一种酶,必须将提取液中的其他物质分离,这就是酶的分离纯化。经过分离纯化后的得到的酶,活性不能降低,因此,分离纯化必须在适宜的条件下进行。人们多选择不同种类和浓度的有机溶剂,以沉淀不同的酶蛋白,达到分离纯化酶的目的。
2、酶的固定化
将分离纯化的酶制成酶制剂进行干燥处理,再适量加入相应的稳定剂和填充剂,制成粉状制剂,用它们来催化生化反应。但其结果是酶制剂和产物混在一起,不能得到高纯度的产品;也很难让酶制剂进行重复使用。怎么办呢?科学家们想到了酶的固定化。
先将纯化的酶连接到一定的载体上(使酶固定化),使用时将被固定的酶投放到反应溶液中,催化反应结束后又能将被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜状、颗粒状或粉状的酶制剂,它在一定的空间范围内使用,产品的纯度高,没有酶的而且酶制剂可反复使用,这种技术是1969年日本首先研制成功,现已方法应用到生产中的。固定化酶同自由酶相比,具有以下优点:其一是稳定性高;其二是酶可反复使用;其三是产物纯度高;其四是生产可连续化和自动化;其五是设备小型化以及可节约能源等。
我们知道,蔗糖几乎全部来源于甘蔗或甜菜,但是甘蔗和甜菜的种植范围都比较有限,因此,蔗糖的产量也就受到了影咱。能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的甜味剂呢?科学家通过α-淀粉酶、糖化酶和将葡萄糖异构酶连接到离子交换树脂上,或者包埋在明胶中,制成的固定化葡萄糖异构酶,这种固定化酶可以用于使葡萄糖转化成甜度更高的高果糖浆。一些发达国家高果糖浆的年产量现已达到几百万吨,高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐替代了蔗糖。
3、固定化细胞
利用胞内酶制作固定化酶时,先要把细胞打碎,才能将里面的酶提取出来,这就增加了工序和成本。人们设想直接固定那些含有所需胞内酶的细胞,并且就用这样的细胞来催化化学反应。20世纪70年代,科学家研制成固定化细胞,并且用于生产。例如,将酵母细胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在琼脂中,制成的固定化酵母菌细胞,可以用于酒类的发酵生产。
(二)酶制剂的应用
1、治疗疾病
胰岛素是治疗糖尿病的常用药品,这种蛋白质是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素,是由两条肽链组成,一条由21个氨基酸组成,称为A链;另一条由30个氨基酸组成,称为B链。胰岛素是治疗糖尿病的。由于糠尿病患者很多,胰岛素的需要量很大,所以许多糖尿病患者使用的曾是猪的胰岛素。但是,猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别:猪胰岛素B链上最后一个氨基酸是丙氨酸,人胰岛素B链上最后一个氨基酸是苏氨酸。因此,用猪胰岛素治疗人的糖尿病,容易使一些患者产生免疫反应。现在,科学家可利用酶,切下并移去猪胰岛素B链上的那个丙氨酸,然后接上一个苏氨酸。这样,猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了;
尿激酶可以用来活化人体内的溶纤维蛋白酶原,使溶纤维蛋白酶原转化为溶纤维蛋白酶,是治疗脑溢血、心肌梗塞、肺动脉阻塞等疾病引起的血栓所需要的药物,它是能利用培养哺乳动物细胞得到的可以商业化的治疗剂。但由尿或组织培养的产物中提取价格较高,1980年4月,科学家已经通过质粒DNA诱发大肠杆菌生产出尿激酶,为在工业上利用酶工程方法生产酶开辟了道路;
青霉素是人们经常使用的一种抗生素。但是,多年的使用使得不少病原菌对青霉素产生了抗药性,为此,科学家一方面研制新的抗生素以替代青霉素,另一方面设法通过有关的酶制剂来改造青霉素的分子结构,进而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一个母核和一个侧链组成的。科学家利用青霉素酰化酶,将母核和侧链水解开,然后,利用化学合成的方法,使青毒素的母核与其他的侧链连接,从而研制出氨苄青霉素等新型的青霉素。现在,制药厂已经能够利用固定化青霉素酰化酶反应器,成批地生产用于合成氨苄青霉素等新型青霉素的母核了;
再如,溶菌酶可分解病原菌的细胞壁,具有明显的抗菌和消炎作用;溶纤维蛋白酶具有溶解患者血管内纤维蛋白凝块的作用,可以用来治疗血栓病。
2、产品加工
利用酶制剂生产一些产品,这一过程是在酶反器中进行的,酶反应器是指供酶制剂催化化学反应容器。酶反应器分成多种,如具有固定化酶(或固定化细胞)的反应器叫做柱式酶反应器,柱式酶反应器是将含有底物的液体,以一定的速度连续不断地从一端注入装有固定化酶(或固定化细胞)的容器,在液体流经固定化酶(或固定化细胞)时,容器内就发生催化反应并且生成产物、含有产物的液体则连续不断地从容器的另一端流出。同一般的化工容器一样,需要对酶反应器温度和pH等条件进行严格控制;不同的是,酶反应器必须进行无菌操作。
食品加工业方面。酿酒厂和饮料厂利用果胶酶来澄清果酒和果汁,效果十分明显;又如,葡萄糖氧化酶可以除去密封饮料和罐头中的氧气、从而有效地防止饮料和食品氧化变质;再如,用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉,可以使肉丝、肉片等烹调后吃起来嫩滑可口;例如,支链淀粉酶是分解多糖类支链淀粉的酶,它能把胚芽转变为色泽较好的麦芽糖糖浆。麦芽糖的甜味没有葡萄糖浓,但很适口,且容易发酵、粘度大、溶解度大,用其制作糖果可以防止遇热变色,用于冰激凌可以防止产生砂糖结晶。
日常生活方面。照相业由于采用了酶技术使照相材料发生了很大变革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶,它能够分解某些蛋白质等物质,使衣服上的血迹、汗渍等容易洗掉。但是,由于这些酶比较脆弱,在漂白剂一同起作用下很容易被破坏,然而酶工程可以解决这一技术难题。目前,市场上己经出现了能够和漂白剂一同起作用的去污酶洗衣粉。科学家通过对去污酶结构上的两个氨基酸进行修改,提高了这种酶的抵抗力。
化学工业方面酶制剂也得到了广泛应用,在塑料工业与合成纤维工业中,已经可以用酶制剂催化氢化链烯的生产;
其他方面,一些纺织原料也可以利用酶制剂进行加工。例如,天然蚕丝(指家蚕吐出的蚕丝)的外表有一层丝胶,丝胶直接影响天然蚕丝的使用。过去,人们只能在高温条件下用碱性物质脱去天然蚕丝上的丝胶。现在,人们可以在温和的条件下,利用蛋白酶对天然蚕丝进行脱胶,脱胶后的蚕丝具有鲜亮的色泽和柔滑的手感。
3、化验诊断和水质监测
根据葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和过氧化氢,过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和原子氧,而氧原子可以将某种无色的化合物氧化成有色的化合物,人们根据这个原理,将上述两种酶和无色的化合物固定在纸条上,制成测试尿糖含量的酶试纸,当它与尿液相遇时,依据尿液中葡萄糖含量由少到多而呈现出浅蓝、浅绿、棕或深棕色,这样糖尿病人就可以方便地为自己化验尿糖的情况了。科学家根据同一原理,还研制出能够化验血糖数值的血糖快速测试仪,具有灵敏度高和速度快等优点。
酚是一类对人体有害的化合物,经常通过炼油和炼焦等工厂的废水排放到河流和湖泊中,科学家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶传感器,可快速测定出水中质量分数仅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支领域
基因工程离不开内切酶和连接酶;植物体细胞杂交制备原生质体时,需要纤维素酶,人们把它们称为生物工程的工具酶,而这些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化剂,只需微量就可以使所催化的反应加速进行,而其本身的质和量都不发生变化,此外酶是生物催化剂,它有着不同于化学催化剂的特性。
(1)酶具有高效性
酶的催化能力远远超过化学催化剂。例如,碳酸酐酶能够催化下面的反应:
碳酸酐酶是目前已经知道的催化反应速度最快的酶之一。每个碳酸酐酶分子每秒能够催化 个 ,使它们与相同数量的 结合,形成相同数量的 。碳酸酐酶催化上述反应的速度比非酶催化的上述反应速度快上 倍。酶为什么会具有这样强大的催化能力呢?酶的中间产物学说认为:酶在催化某一底物时,先与底物结合成一种不稳定的中间产物。这种中间产物极为活泼,很容易发生化学反应而变成反应物,并且放出酶。按照中间产物学说,酶的催化反应可以写成下式:
S(底物)十E(酶)=SE(中间产物)=E十P(反应产物)
(2)酶具有高度的专一性
这就是说,一种酶只能作用于一种底物,或一类分子结构相似的底物,促使底物进行一定的化学反应,产生一定的反应产物。酶为什么具有这样高度的专一性呢?这可以用“诱导契合学说”来解释。
所谓“诱导契合学说”是指底物一旦与酶结合,酶分子上的某些基团常常发生明显的变化,从而使酶蛋白的构象发生相应的变化,使酶的活性中心的空间结构和底物的空间结构十分吻合,最终契合形成酶—底物络合物,这种变化的结果,使酶只能与对应的化合物契合,从而排斥了那些形状、大小不适合的化合物。科学家们对羧肽酶等进行了X射线衍射研究,研究的结果有力地支持了这个假说。
(3)酶很容易失活
同一般的催化剂相比,酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白质的空间结构发生改变造成的。
酶的催化作用,受到温度、pH和某些化合物等因素的影响。
温度的影响:在一定的温度范围(0—40℃)内,酶的催化作用速度随着温度的升高而加快。一般地说,温度每升高10℃,反应速度就相应提高一倍。但超过60℃,绝大多数的酶就会失去活性。
pH的影响:酶对环境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范围内才能表现出活性,超过这个范围,酶就失活了。即使在这个有限的pH范围内,酶的活性也要随着环境中pH的变动而有所不同。一般来说,酶的最适pH在4~8之间。但是,各种酶的最适pH是不一样的。
某些化合物的影响:有些化合物可引起酶失活,如酒精、有机磷农药、有机氯农药等有机小分子物质;重金属离子等;有些离子或简单的有机化合物,能够增强酶的活性,这些物质叫做酶的激活剂。例如,经过透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的 ,这种酶的活性就会大大增强,因为 中的 起到了激活唾液淀粉酶的作用;还有些物质能够抑制酶的活性,这类物质叫做酶的抑制剂,例如,氰化物可以抑制细胞色素氧化酶的活性。
高中生物教案大全精选篇2
【学习目标】
1.知道酶的发现过程。
2.理解酶的性质(主要是高效性、专一性、酶需要适宜条件的特性)。
3.用实验探究酶的高效性、酶的专一性。
【学习障碍】
1.理解障碍(1)如何理解酶与新陈代谢的关系?(2)如何理解酶的高效性、专一性等特性?
(3)如何理解影响酶催化作用的因素?
2.解题障碍(1)用酶的作用特性去解释和说明一些生物学现象。(2)解影响酶的催化作用因素的图表题。
(3)解有关的实验设计题。
【学习策略】 1.理解障碍的突破(1)用“结构与功能相统一”等观点理解新陈代谢与酶的关系。生命系统既是一个需要维持稳态的系统,又是一个瞬时就会发生一系列合成、分解的运动着的系统,这是一个矛盾的统一体。新陈代谢中的各种化学反应是在温度、酸碱度等相对稳定的条件下进行的,这些化学反应不能在高温、高压、强酸、强碱等条件下进行,可是又要迅速、高效地进行反应,怎样实现生命系统的这种功能?因此就必须有一种结构或物质存在,来行使其功能。这就是生物催化剂——酶。生物体内的物质代谢过程是极其复杂的,如人体从外界摄取的营养物质经过变化成为人体自身的组成物质,组成物质又经过氧化分解成为代谢的最终产物而排出体外,这些过程中包含着许许多多的生物化学反应。据估计,人体细胞内发生化学反应的频率约为几百万次/min。这么多的化学反应之所以能够在平常的温度、压力下迅速顺利地完成,完全是依靠酶的催化作用。正因为这样,生物体自我更新的速度是很快的。拿人体来说,体内血液中的红细胞更新的速度通常为200万/s以上,大约60 d左右全部红细胞要更新一半;肝脏和血浆中的蛋白质,大约10 d左右要更新一半;皮肤、肌肉等组织中的蛋白质,大约150 d左右要更新一半。人在一生(按60年计算)中与外界环境交换各种物质的数量,大约水为50000 kg,糖类为10000 kg,脂质为1000 kg,蛋白质为1600 kg。物质交换的总重量大约相当于人体重量的1200倍,而实际上现在人类的寿命已经大大超过60岁了。所有这些复杂的代谢活动,只有在酶的参与下才能在常温、常压的条件下迅速有序地进行。因此生物体的新陈代谢过程,实际上是由一系列酶所催化的化学反应所组成的反应网络,这就是功能与结构的和谐统一。
(2)用“迁移法”来帮助理解酶的特性。酶是生物催化剂,因而它既有与一般催化剂相同的性质,也有与一般催化剂不同的特点。酶和一般催化剂的共同点是:第一,酶在催化反应加快进行时,在反应前后酶本身没有数量和性质上的改变,因而很少量的酶就可催化大量的物质发生反应。第二,酶只能催化热力学上允许进行的反应,而不能使本来不能进行的反应发生。第三,酶只能使反应加快达到平衡,而不能改变达到平衡时,反应物和产物的浓度。因此,酶既能加快正反应进行,也能加快逆反应进行。酶促反应究竟朝哪个方向进行,取决于反应物和产物的浓度。酶与一般的催化剂相比又有其特点,最突出的是它的高效性和专一性。 生物化学理论的迁移
A.用“酶的中间产物学说”来理解酶的高效性
酶具有强大的催化能力,酶的催化能力远远超过化学催化剂。例如,碳酸酐酶能够催化下面的反应:
碳酸酐酶是目前已经知道的催化反应速度最快的酶之一。每个碳酸酐酶分子催化CO2水合作用形成相同数量的H2CO3的速度通常为6×10个/s。碳酸酐酶催化上述反应的速度比非酶催化的上述反应速度快10倍。如果没有这种酶,CO2从组织到血液,然后再通过肺泡呼出体外的过程只能以极其缓慢的速度进行,远远不能满足生物体生存的需要。酶具有这样强大的催化能力,可以用酶的中间产物学说来解释:酶在催化某一底物(被酶催化的物质)时,先与底物结合成一种不稳定的中间产物,这种中间产物极为活泼,很容易发生化学反应而变成反应物,并且放出酶。按照中间产物学说,酶促反应(需酶催化的反应)可以写成下式:
57 B.用“酶的诱导契合学说”来理解酶的专一性:酶具有高度的专一性,这就是说,一种酶只能作用于一种底物,或一类分子结构相似的底物,促使底物进行一定的化学反应,产生一定的反应产物。酶的这种高度的专一性,可以用“诱导契合学说”来解释:酶对于它所作用的底物有着严格的选择,酶和底物结合时,酶并不是事先就以一种与底物互补的形状存在,而是在受到诱导之后才形成互补的形状。这种方式如同一只手伸进手套之后才诱导手套的形状发生变化一样。底物一旦结合上去,就能诱导酶蛋白的空间结构发生相应的变化,从而使酶和底物契合而形成酶—底物络合物,这就是科学家们普遍支持的“诱导契合学说”(见下图)。
底物的结构和酶的活动中心的结构的这种互补形状,使酶只能与对应的化合物契合,从而排斥了那些形状、大小不适合的化合物,这就是酶作用的专一性。 用来说明酶专一性催化作用的基本原理的学说还有“锁和钥匙学说”,见本节教材复习题二图示,在此不再赘述。
(3)用“内外因法”来理解酶的催化作用受温度、pH影响的机理。唯物辩证法认为外因是变化的条件,内因是变化的根据,外因通过内因而起作用。用此方法可以找出事物变化的根本原因。酶起催化作用所需条件虽然不象一般催化剂那样苛刻,如要求高温、高压,但它还是需要一些特定的环境条件的。这些条件就是影响酶催化作用的外因,主要是温度与pH;影响酶催化作用的内因是由酶本身的性质——蛋白质所决定的。我们主要研究其外因。①温度:酶的催化效率又称酶的活性或活力。酶促反应与普通的化学反应一样,一般说来,环境温度升高,酶的活性随之提高,但不是无止境的。随着温度升高,酶的稳定性也越来越低,表现为酶的活性急速丧失。某种酶在某一温度下能表现出最大的活性,这个温度称为该种酶的最适温度。就大多数酶来讲,最适温度在40℃左右,温度继续升高,酶的活性会显著下降,以致完全丧失催化能力。这是因为酶是一种蛋白质,蛋白质加温到70℃~90℃就会变性沉淀,如鸡蛋清在开水里一煮就凝固成白色固体一样。各种酶能忍受高温的限度不同,绝大多数酶在60℃~70℃的溶液中即受到很大破坏。酶的活性随温度变化的示意图如下图。
② 酸碱度(pH):酸碱度对酶的催化作用有很大影响,主要体现在两个方面:一是同一种酶在不同的pH下活性不同,如上图。二是各种酶的最适pH不同,过酸或过碱都会降低酶的活性。例如胃蛋白酶在酸性(pH1.5)环境下活性最高,胰蛋白酶在微碱性(pH8)环境下活性最高,大部分酶在中性环境下活性最高。
[例1]在酶法生产葡萄糖时,pH先调到6,后调到4.5。这是因为最初以一种淀粉酶溶液为原料时,该酶的____________,继后以糖化酶继续作用,该酶的____________之故。
解析:用“内外因法”解。各种酶的最适pH不同,据题意,催化淀粉最终水解成葡萄糖最先需要淀粉酶后需要糖化酶, pH先调到6,后调到4.5,可见这分别是两种酶的最适pH。
答案:最适pH为6 最适pH为4.5 2.解题障碍的突破
(1)用“系统化”和“具体化(对号入座)法”来解有关酶的特性的问题。
按系统化方法将酶的知识形成知识网络如下图。
具体化(对号入座)是把理论知识用于具体、个别场合的思维方法。在生物学学习中,适用具体化的方式主要有两种:一是用所学知识应用于生活和生产实践,分析和解释一些生命现象;二是用一些生活中的具体事例来说明生物学理论知识。
[例2]能够促使唾液淀粉酶水解的酶是
A.淀粉酶 B.分解酶 C.水解酶 D.蛋白酶
解析:用“系统化”和“具体化(对号入座)法”解。题目告诉我们这主要是考查酶的功能特性,根据我们已建立的上述知识网络将问题对号入座,很明显题目具体是考查酶的专一性的特点,淀粉酶只能使淀粉水解成麦芽糖;分解酶是具有分解作用的所有酶的总称;水解酶是催化有机物与水作用形成各类分解产物的酶,包括淀粉酶、蛋白酶等;蛋白酶是只能水解蛋白质的酶。唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质,由于酶的催化作用具有专一性的特点。因此,促使其水解的酶只有蛋白酶。 答案:D [例3]新采摘的玉米果穗具有甜味,但放一段时间后甜味便降低,如果采摘后放在沸水中浸泡一段时间后再保存,甜味会保留较长一段时间,请回答:
(1)放一段时间后甜味降低的原因是___________________________。 (2)沸水浸泡一段时间后再保存,甜味可保留较长时间的原因是_________________。
(3)通过
上
述
实
验
可
以
证
明_______________________________________。
解析:用“系统化”和“具体化(对号入座)法”解。玉米的甜味是由某些单糖引起的,放一段时间后甜味便降低,显然是单糖减少的缘故;如果采摘后放在沸水中浸泡一段时间后再保存,甜味会保留较长一段时间,即单糖减少的速度明显减慢,单糖这种变化与温度有关,综合分析,不难看出这是酶的作用。
答案:(1)在酶的作用下,单糖分解或转变成淀粉 (2)高温使酶失活,抑制了单糖的分解或淀粉的合成 (3)酶的催化作用受到温度的影响,高温可使酶失活
(2)先用“图文转换法”,再用“层析综合法”来解图表类问题。
在解图表类问题时,先进行图文信息转换,再对其分析。具体分析时,用“层析法”来找出变量间的因果关系。
高中生物教案大全精选篇3
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
高中生物教案大全精选篇4
一、说教材
本节课选自人教版生物必修1第4章第2节,主要内容包括科学家对细胞膜结构的探索历程,以及生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。第四章共有3节内容,第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜,为什么具有选择透过性?功能与结构相适应,于是进入第二节内容膜结构的探索。而第二节内容又是第三节内容“物质跨膜运输的方式”的学习基础。因此本节课在第四章起着承上启下的作用。通过科学史的渗透,认同科学研究是一个不断探索、不断完善的漫长过程。
二、说学情
本课所面对的学生为高一年级的学生,通过前面章节的学习,对“化合物”、“细胞膜”、“生物膜系统”等内容已经有了一定认识,在这一前提下学习本课内容可以做到深入浅出,层层深入。在初中阶段已经学习相关的生物学科的知识,初步掌握生物学科学习的方法,认同生物结构决定功能的生物学观点。
基于以上分析,结合新课程标准对于教学目标多元化的要求,我将确定如下教学目标:
三、教学目标
【知识目标】
1.阐述科学发现的一般规律。
2.简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
【能力目标】
1.培养分析、质疑、探究、合作交流的能力。
2.增强动手操作能力,提升科学探究能力。
【情感态度与价值观目标】
1.认同科学研究是一个不断探索,不断完善的漫长过程。
2.树立生物结构与功能相适应的生物学观点。
四、教学重难点
【重点】
理解生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
【难点】
在建立生物膜模型的过程中渗透结构与功能相适应的观点。
五、说教学方法
1.教法
通过讲授、讨论、问答等多种教学手段,建立诱导探究的课堂模式,使发现过程中的几个的实验变成一种探究式的实验,引导学生体验科学家发现真理、探索真理的全过程,进而更好的掌握其中的科学方法,理解科学内容。
2.学法
在本课学习中,学生利用课本和课件提供的资源进行思考,在此基础上,综合了探究性学习、自主探究、小组合作学习等方法完成模型的构建。
接下来,我重点讲解我的教学过程。
六、说教学过程
环节一:导入新课
首先是利用生活示例导入,多媒体展示:小龙虾—横纹肌溶解症—肌红蛋白—肌红蛋白尿。随后提出问题,有没有注意到自己尿液的颜色和患者尿液颜色的区别,为什么有这样的区别?随后补充,正常人的细胞膜没有破坏,具有选择透过性,引导学生生物膜具有选择透过性的功能与生物膜的成分和结构有关,从而引入本节的内容《生物膜的流动镶嵌模型》。
食源性横纹肌溶解症是生活中常见的示例,能够引起学生的注意,使其产生强烈的求知欲。回顾旧知,引入新知,目的是学生联系已有知识和生活经验,激发学生学习兴趣,顺利引入新课,并且渗透健康饮食习惯。
环节二:新课教学
(一)科学家对细胞膜结构的探索历程
对这一知识点的教授,我打算采用:教师提供资料→提出问题(要求)→学生做出假设(构建模型)→教师提供实验验证,通过这种思路,可以将课本中的结论转变为学生主动探究的一个验证实验,充分体现了学生的主体性。
1.组成细胞膜成分的探索(多媒体课件展示实验一和实验二)
鼓励学生观察实验现象,循序渐进、层层诱导。并顺势引导学生提出何种假设?又如何来证实你的假说?学生根据实验一、二,能够得出组成细胞膜的成分主要是脂质(磷脂)和蛋白质。通过引导学生自己根据实验现象提出假说,引出科学探究的一般方法。锻炼学生观察、分析、总结的能力。随后称热打铁,继续提出问题,脂质和蛋白质又是如何组成细胞膜呢?
2.磷脂分子的排布形式(多媒体课件展示磷脂分子资料和实验三)
多媒体课件展示介绍磷脂的性质和细胞生存的条件,要求学生自主进行小组讨论磷脂分子在空气—水界面以及假设组织细胞膜中磷脂的分布情况,并派代表在黑板上演示。教师评价,给出意见。最终得出细胞膜是一种磷脂双分子层结构,其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部相对朝向内侧,只有这种结构才可能稳定于细胞内外均为水的环境中。通过小组讨论的方式,培养了团结协作的能力和动手能力。
3.蛋白质分子的排布(多媒体展示资料4和冰冻蚀刻显微技术)
通过角色扮演的方法,引导学生根据实验现象,如果把自己当作科学家,会得到怎么样的假设?同时表述模型。学生根据扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术的实验结果,描述细胞膜结构中的蛋白颗粒的存在状态。培养学生认识到技术进步对科学发展的重要性。
4.细胞膜是静止的吗?(多媒体展示变形虫视频和实验五)
视频展示变形虫运动,动画展示荧光标记技术,启发诱导,提出问题,引导学生根据实验现象归纳相应结论,并设计新的验证性实验证实细胞膜具有流动性。通过视频和动画的辅助,增加学生对微观知识的感性认识,培养质疑、创新、探索的科学观点。强化结构与功能相适应的观点,认同技术进步对科学发展的重要性。
(二)生物膜流动镶嵌模型的主要内容(多媒体展示模型)
多媒体展示1972年桑格和尼克森提出的细胞膜流动镶嵌模型,引导学生结合之前的实验探究上进行回顾,用自己的话说出基本要点。教师纠正、展示完整内容并进行详细讲解并补充糖蛋白等相关知识。
让学生进行回顾,增强口语表达和概括归纳的能力,并检验教学效果。
环节三:总结提升
引导学生思考:总结知识、形成概念图。为巩固学生所学内容,教师布置课外思考题,之前所学习的知识中,哪些体现了细胞膜的流动性这一结构特点?哪些又体现了选择透过性这一功能特点?
通过学生总结知识,形成概念图,有助于对知识的吸收和理解,能够形成完整的知识网络。课后以思考题的形式,既能消化知识,应用新知,又能激起学习生物的兴趣。
以上就是本节课的教学过程设计,下面阐述本节课的板书设计。
七、说板书设计
板书可以清晰直观的展示本节课的教学重点,解决教学难点,加深学生对重要知识掌握和理解的程度。
高中生物教案大全精选篇5
生态系统的能量流动
各位评委:
大家好!今天我说课的题目是《生态系统的能量流动》。本节课内容是人教版高中生物必修模块三《稳态与环境》中第五章《生态系统及其稳定性》第二节的内容。我将从教材分析,学情分析、教学策略、学法指导、教学过程、板书设计、习题设计等七个方面来简要谈一下我对这节内容的构思和设计,敬请各位老师批评指正。
一、教材分析
(一)教材地位和作用
《生态系统的能量流动》一节课主要包括生态系统的能量流动的概念、过程、特点及研究意义四部分内容,在教材内容的设计上首先由能量流动的概念引入分析能量流动的方法:由个体→群体→系统的分析方法,定性分析与定量分析结合的分析方法,旨在培养学生运用科学方法进行研究分析,发现科学规律的能力。在学生揭示能量流动规律的基础上,通过桑基鱼塘、草原放牧两个实例分析,使学生切身体验生态学规律与现实生活及生产实践的密切联系,自觉树立生态学观点,遵循生态学规律,为人与自然和谐相处,走可持续发展之路而努力。
生态系统的能量流动是生态系统功能的一个重要体现,在整个高中生物学习中起着承上启下的作用,它以生物的新陈代谢、生态系统的营养结构等知识为基础,同时又是学生巩固生态系统结构,理解生态系统的物质循环,以及生态系统等知识的基础,它在高中生物学习中是重点和难点。
(二)课程标准内容
分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用
(三)考纲要求
生态系统中能量流动的基本规律及其应用(Ⅱ)
(四)教学目标
为落实课程标准内容,结合本节教材内容设计及高中二年级学生学习基础和学习心理水平,确定本节课教学目标如下:
知识目标:
1.结合具体实例分析生态系统能量流动的过程及特点
2.在运用能量流动规律进行实例分析的基础上,归纳并概述研究能量流动的实践意义。
能力目标:
1.能从整体水平对生态系统进行定性和定量的系统分析,培养学生分析综合和推理判断的思维能力。
2.应用能量流动的规律进行具体问题的分析和解释,并能提出解决问题的可行性措施。
情感态度与价值观
1.关注农业的发展和生态农业的建设,注重生态学观点的培养。
2.认同可持续发展的生态学观点,养成勇于实践的科学精神和科学态度。
(五)重难点及其突破
1.重点
生态系统能量流动的过程和特点
(1)能量是一切生命活动的动力,也是生态系统存在和发展的基础。生物圈中每一完整的生态系统都是一个能量输入、传递、转化和散失的系统,这是生态系统功能的一个重要体现。
(2)指导学生分析生态系统能量流动过程和特点的过程,也是培养学生分析综合、推理的思维能力以及学习用准确语言表达自己观点的能力的过程。
(3)研究能量流动的过程和特点,一方面可以巩固前面学习的食物链、食物网的知识,另一方面也为研究生态系统的目的——更好地服务于人类自身(调节能量流向对人类最有益的部分)打好基础,教育学生树立生态学观点,自觉坚持生态系统可持续发展的原理。
基于对学生知识、能力、情感态度价值观的培养和现实生活的需要,确定了以上教学的重点。
2.难点及其突破策略
难点:生态系统能量流动的过程和特点
难在能量流动比较抽象和学生缺少揭示规律的方法。针对这一难点主要采取了以下突破措施:
1.采用由局部到整体,由个别到一般,先定性再定量的分析方法,逐步引导学生理解能量流动过程,归纳能量流动的特点。
在分析生态系统的能量流动过程时,先由一个个体的能量输入、储存、转化和散失途径分析,逐步种群、第一营养级、第二营养级,最终归纳出生态系统的能量流动过程。在能量流动的特点的教学中,先由生态系统能量流动过程的定性分析作出推测,然后以赛达泊格湖能量为例定量分析,最终得出能量流动的单向流动,逐级递减的特点。
2.设计合理问题引导学生自主学习,通过小组的合作进行推理探究,发挥学生自主学习的积极性,同时师生互动,共同探究规律。
在学生完成能量流动概念学习之后,教师提出问题:一个个体的能量如何输入储存和散失?一个种群呢?引导学生进行教材的学习和思考;接着提出能量在生态系统中是如何流动的?引导学生学习教材,小组探究:第一营养级的能量从哪里来,到哪里去?第二营养级呢?在小组探究的基础上师生合作归纳出,生态系统的能量流动过程。然后进一步引导学生探究归纳:①生态系统的能量来源是什么?②如何输入?③流经生态系统的总能量?④能量在各个营养级的来源和去路?⑤能量流动的起点和渠道?通过探究和师生互动准确掌握生态系统的能量流动过程?
在解决生态系统能量流动过程的基础上由学生以小组为单位定量分析赛达泊格湖能量流动。教师提出问题引导学生“你能总结出什么规律?”通过小组合作,最终归纳出能能量流动的规律。
3.重视联系实际,巩固规律,激发学习兴趣。
在学生归纳规律的基础上提出“为什么一山不容二虎?”“食物链长度一般只有4-5级?”“鲁宾逊荒岛生存策略”等实例分析,既巩固了知识,又使学生在分析实例的同时,体验了生活实际中的科学规律,大大激发学生学习发现规律、运用规律、揭示事物本质的科学探究_,提升了学生分析问题的能力。
二、学情分析:
本节课授课对象为高二年级学生,从学生的认知水平来看,已经有很强的自主学习能力,而且通过高一年级的学习已经养成合作探究的良好学习习惯,且学生已具有一定的分析问题、逻辑推理能力;从学生的知识水平来看,学生通过初、高中学习已逐步建立了能量,能量传递,能量守恒等一些基本概念;在生物学学习中,已学习了储存能量的物质、光合作用、细胞呼吸等内容,这些都是理解本节内容的基础。
三、教学策略
以“自主、探究、合作”作为学习的基本形式,充分利用教材、媒体等资料引导学生自主学习、分析问题、加工信息、推理判断、合作探究、归纳总结。在教学过程中学生学习、思考、合作、探究、归纳,教师启发引导、归纳、拓展延伸,师生互动,生生互动,落实课堂教学目标。在乐学氛围中提升分析问题、解决问题的能力。充分发挥多媒体在教学中的直观性,条理性、动态性、高效性等优点,设计多媒体课件演示,帮助学生理解和分析。
四、学法指导
本节课的教学重在培养学生由现象发现规律、掌握规律,并运用规律分析实际问题的能力,如何去分析问题、揭示问题,方法很重要。本节内容教学中教师重在指导学生掌握由个别→一般,由局部→系统的分析问题的方法以及研究规律常用的定量分析、定性分析的方法,同时教师要重视指导学生联系生产、生活实际,进行规律的理解和应用,在教学过程中不断提升学生自主学习能力是重要途径之一。
五、教学过程
(一)教学流程
1.问题探讨、设疑激趣
2.理解概念、问题引导,学生由个体→种群→营养级→生态系统逐步进行能量流动分析。
3.小组探讨交流,师生共同归纲总结生态系统能量流动的过程。
4.定量分析赛达泊格湖能量流动,小组合作交流,师生共同归纳能量流动特点并探究其表示形式。
5.实例分析,运用能量流动的规律。
6.小组探讨实例、归纳研究能量流动的实践意义。
7.课堂小结
(二)本节课教学的设计思路
重视学生的主体地位,发挥学生自主学习的潜能。在教学中教师通过导诱,使学生乐学、会学、学有所获是本节课突出重点,突破难点的关键。
本节课一开始通过问题探讨,使学生置身其中;与生存挑战相联系,激发学生求知_。自觉主动投入本节课的学习。
接着通过教师问题引导,指导学生进行能量流动的分析,在学生学习活动中,学会由个体→群体→系统的分析方法。然后通过问题引导学生小组交流探究,师生共同总结出能量流动的过程,在此基础上做出定性推测:能量有逐级递减的趋势。
教师进一步提出这一推测的准确性有待验证,进而激发学生进一步探究的_。教师因势利导转入定量分析赛达泊格湖的能量流动,通过定量分析和小组的交流探究归纳出能量流动的规律。
学生沉浸在发现规律的快乐中,教师趁热打铁引入实例分析,使学生在分析实例中体验规律应用的快乐进而加深对规律的理解,在此基础上教师通过引导学生比较农田生态系统与桑基鱼塘,以及小组变流如何更好的进行草原放牧,尝试将所学知识运用于新情景中,解决实际问题、理解研究能量流动的实践意义。
在本节课的教学中突出学生由现象进行定性定量分析,发现规律的教学思路,容易激发学生进行科学探究的学习积极性。
在教学中的几个注意点
1.注意区分摄入量和同化量
2.在讲能量金字塔时要避免学生在理解不透或知识巩固不牢时,引入其他的金字塔造成干扰,暂不拓展其他生物金字塔。
3.区分提高能量利用率与提高能量传递效率不同。
六、板书设计
为突出重点,帮助学生构建完善知识体系。板书设计如下:
生态系统的能量流动
一、能量流动的概念三、能量流动的特点
输入传递、转化、散失1.特点
二、能量流动的过程单向流动
1.来源逐级递减
2.起点2.表现形式
3.渠道能量金字塔
4.流经生态系统的总能量四、研究能量流动的意义
5.各个营养级能量来源1.效利用
6.各个营养级能量的去路2.持续高效流向对人有益的部分
7.能量转化过程
七、习题设计
1.课堂巩固练习
旨在巩固本节课的重点,区分易混点
2.课后探究
设计课后探究的目的,在于进一步调动学生结合生活实际进行科学研究的积及性;同时通过开放性试题,拓宽学生思维。
高中生物教案大全精选篇6
《生物膜的流动镶嵌模型》
一、说教材
本节课选自人教版生物必修1第4章第2节,主要内容包括科学家对细胞膜结构的探索历程,以及生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。第四章共有3节内容,第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜,为什么具有选择透过性?功能与结构相适应,于是进入第二节内容膜结构的探索。而第二节内容又是第三节内容“物质跨膜运输的方式”的学习基础。因此本节课在第四章起着承上启下的作用。通过科学史的渗透,认同科学研究是一个不断探索、不断完善的漫长过程。
二、说学情
本课所面对的学生为高一年级的学生,通过前面章节的学习,对“化合物”、“细胞膜”、“生物膜系统”等内容已经有了一定认识,在这一前提下学习本课内容可以做到深入浅出,层层深入。在初中阶段已经学习相关的生物学科的知识,初步掌握生物学科学习的方法,认同生物结构决定功能的生物学观点。
基于以上分析,结合新课程标准对于教学目标多元化的要求,我将确定如下教学目标:
三、教学目标
【知识目标】
1.阐述科学发现的一般规律。
2.简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
【能力目标】
1.培养分析、质疑、探究、合作交流的能力。
2.增强动手操作能力,提升科学探究能力。
【情感态度与价值观目标】
1.认同科学研究是一个不断探索,不断完善的漫长过程。
2.树立生物结构与功能相适应的生物学观点。
四、教学重难点
【重点】
理解生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
【难点】
在建立生物膜模型的过程中渗透结构与功能相适应的观点。
五、说教学方法
1.教法
通过讲授、讨论、问答等多种教学手段,建立诱导探究的课堂模式,使发现过程中的几个的实验变成一种探究式的实验,引导学生体验科学家发现真理、探索真理的全过程,进而更好的掌握其中的科学方法,理解科学内容。
2.学法
在本课学习中,学生利用课本和课件提供的资源进行思考,在此基础上,综合了探究性学习、自主探究、小组合作学习等方法完成模型的构建。
接下来,我重点讲解我的教学过程。
六、说教学过程
环节一:导入新课
首先是利用生活示例导入,多媒体展示:小龙虾—横纹肌溶解症—肌红蛋白—肌红蛋白尿。随后提出问题,有没有注意到自己尿液的颜色和患者尿液颜色的区别,为什么有这样的区别?随后补充,正常人的细胞膜没有破坏,具有选择透过性,引导学生生物膜具有选择透过性的功能与生物膜的成分和结构有关,从而引入本节的内容《生物膜的流动镶嵌模型》。
食源性横纹肌溶解症是生活中常见的示例,能够引起学生的注意,使其产生强烈的求知欲。回顾旧知,引入新知,目的是学生联系已有知识和生活经验,激发学生学习兴趣,顺利引入新课,并且渗透健康饮食习惯。
环节二:新课教学
(一)科学家对细胞膜结构的探索历程
对这一知识点的教授,我打算采用:教师提供资料→提出问题(要求)→学生做出假设(构建模型)→教师提供实验验证,通过这种思路,可以将课本中的结论转变为学生主动探究的一个验证实验,充分体现了学生的主体性。
1.组成细胞膜成分的探索(多媒体课件展示实验一和实验二)
鼓励学生观察实验现象,循序渐进、层层诱导。并顺势引导学生提出何种假设?又如何来证实你的假说?学生根据实验一、二,能够得出组成细胞膜的成分主要是脂质(磷脂)和蛋白质。通过引导学生自己根据实验现象提出假说,引出科学探究的一般方法。锻炼学生观察、分析、总结的能力。随后称热打铁,继续提出问题,脂质和蛋白质又是如何组成细胞膜呢?
2.磷脂分子的排布形式(多媒体课件展示磷脂分子资料和实验三)
多媒体课件展示介绍磷脂的性质和细胞生存的条件,要求学生自主进行小组讨论磷脂分子在空气—水界面以及假设组织细胞膜中磷脂的分布情况,并派代表在黑板上演示。教师评价,给出意见。最终得出细胞膜是一种磷脂双分子层结构,其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部相对朝向内侧,只有这种结构才可能稳定于细胞内外均为水的环境中。通过小组讨论的方式,培养了团结协作的能力和动手能力。
3.蛋白质分子的排布(多媒体展示资料4和冰冻蚀刻显微技术)
通过角色扮演的方法,引导学生根据实验现象,如果把自己当作科学家,会得到怎么样的假设?同时表述模型。学生根据扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术的实验结果,描述细胞膜结构中的蛋白颗粒的存在状态。培养学生认识到技术进步对科学发展的重要性。
4.细胞膜是静止的吗?(多媒体展示变形虫视频和实验五)
视频展示变形虫运动,动画展示荧光标记技术,启发诱导,提出问题,引导学生根据实验现象归纳相应结论,并设计新的验证性实验证实细胞膜具有流动性。通过视频和动画的辅助,增加学生对微观知识的感性认识,培养质疑、创新、探索的科学观点。强化结构与功能相适应的观点,认同技术进步对科学发展的重要性。
(二)生物膜流动镶嵌模型的主要内容(多媒体展示模型)
多媒体展示1972年桑格和尼克森提出的细胞膜流动镶嵌模型,引导学生结合之前的实验探究上进行回顾,用自己的话说出基本要点。教师纠正、展示完整内容并进行详细讲解并补充糖蛋白等相关知识。
让学生进行回顾,增强口语表达和概括归纳的能力,并检验教学效果。
环节三:总结提升
引导学生思考:总结知识、形成概念图。为巩固学生所学内容,教师布置课外思考题,之前所学习的知识中,哪些体现了细胞膜的流动性这一结构特点?哪些又体现了选择透过性这一功能特点?
通过学生总结知识,形成概念图,有助于对知识的吸收和理解,能够形成完整的知识网络。课后以思考题的形式,既能消化知识,应用新知,又能激起学习生物的兴趣。
高中生物教案大全精选篇7
各位评委:
大家好!今天我说课的题目是《生态系统的能量流动》。本节课内容是人教版高中生物必修模块三《稳态与环境》中第五章《生态系统及其稳定性》第二节的内容。我将从教材分析,学情分析、教学策略、学法指导、教学过程、板书设计、习题设计等七个方面来简要谈一下我对这节内容的构思和设计,敬请各位老师批评指正。
一、教材分析
(一)教材地位和作用
《生态系统的能量流动》一节课主要包括生态系统的能量流动的概念、过程、特点及研究意义四部分内容,在教材内容的设计上首先由能量流动的概念引入分析能量流动的方法:由个体→群体→系统的分析方法,定性分析与定量分析结合的分析方法,旨在培养学生运用科学方法进行研究分析,发现科学规律的能力。在学生揭示能量流动规律的基础上,通过桑基鱼塘、草原放牧两个实例分析,使学生切身体验生态学规律与现实生活及生产实践的密切联系,自觉树立生态学观点,遵循生态学规律,为人与自然和谐相处,走可持续发展之路而努力。
生态系统的能量流动是生态系统功能的一个重要体现,在整个高中生物学习中起着承上启下的作用,它以生物的新陈代谢、生态系统的营养结构等知识为基础,同时又是学生巩固生态系统结构,理解生态系统的物质循环,以及生态系统等知识的基础,它在高中生物学习中是重点和难点。
(二)课程标准内容
分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用
(三)考纲要求
生态系统中能量流动的基本规律及其应用(Ⅱ)
(四)教学目标
为落实课程标准内容,结合本节教材内容设计及高中二年级学生学习基础和学习心理水平,确定本节课教学目标如下:
知识目标:
1.结合具体实例分析生态系统能量流动的过程及特点
2.在运用能量流动规律进行实例分析的基础上,归纳并概述研究能量流动的实践意义。
能力目标:
1.能从整体水平对生态系统进行定性和定量的系统分析,培养学生分析综合和推理判断的思维能力。
2.应用能量流动的规律进行具体问题的分析和解释,并能提出解决问题的可行性措施。
情感态度与价值观
1.关注农业的发展和生态农业的建设,注重生态学观点的培养。
2.认同可持续发展的生态学观点,养成勇于实践的科学精神和科学态度。
(五)重难点及其突破
1.重点
生态系统能量流动的过程和特点
(1)能量是一切生命活动的动力,也是生态系统存在和发展的基础。生物圈中每一完整的生态系统都是一个能量输入、传递、转化和散失的系统,这是生态系统功能的一个重要体现。
(2)指导学生分析生态系统能量流动过程和特点的过程,也是培养学生分析综合、推理的思维能力以及学习用准确语言表达自己观点的能力的过程。
(3)研究能量流动的过程和特点,一方面可以巩固前面学习的食物链、食物网的知识,另一方面也为研究生态系统的目的——更好地服务于人类自身(调节能量流向对人类最有益的部分)打好基础,教育学生树立生态学观点,自觉坚持生态系统可持续发展的原理。
基于对学生知识、能力、情感态度价值观的培养和现实生活的需要,确定了以上教学的重点。
2.难点及其突破策略
难点:生态系统能量流动的过程和特点
难在能量流动比较抽象和学生缺少揭示规律的方法。针对这一难点主要采取了以下突破措施:
1.采用由局部到整体,由个别到一般,先定性再定量的分析方法,逐步引导学生理解能量流动过程,归纳能量流动的特点。
在分析生态系统的能量流动过程时,先由一个个体的能量输入、储存、转化和散失途径分析,逐步种群、第一营养级、第二营养级,最终归纳出生态系统的能量流动过程。在能量流动的特点的教学中,先由生态系统能量流动过程的定性分析作出推测,然后以赛达泊格湖能量为例定量分析,最终得出能量流动的单向流动,逐级递减的特点。
2.设计合理问题引导学生自主学习,通过小组的合作进行推理探究,发挥学生自主学习的积极性,同时师生互动,共同探究规律。
在学生完成能量流动概念学习之后,教师提出问题:一个个体的能量如何输入储存和散失?一个种群呢?引导学生进行教材的学习和思考;接着提出能量在生态系统中是如何流动的?引导学生学习教材,小组探究:第一营养级的能量从哪里来,到哪里去?第二营养级呢?在小组探究的基础上师生合作归纳出,生态系统的能量流动过程。然后进一步引导学生探究归纳:①生态系统的能量来源是什么?②如何输入?③流经生态系统的总能量?④能量在各个营养级的来源和去路?⑤能量流动的起点和渠道?通过探究和师生互动准确掌握生态系统的能量流动过程?
在解决生态系统能量流动过程的基础上由学生以小组为单位定量分析赛达泊格湖能量流动。教师提出问题引导学生“你能总结出什么规律?”通过小组合作,最终归纳出能能量流动的规律。
3.重视联系实际,巩固规律,激发学习兴趣。
在学生归纳规律的基础上提出“为什么一山不容二虎?”“食物链长度一般只有4-5级?”“鲁宾逊荒岛生存策略”等实例分析,既巩固了知识,又使学生在分析实例的同时,体验了生活实际中的科学规律,大大激发学生学习发现规律、运用规律、揭示事物本质的科学探究_,提升了学生分析问题的能力。
二、学情分析:
本节课授课对象为高二年级学生,从学生的认知水平来看,已经有很强的自主学习能力,而且通过高一年级的学习已经养成合作探究的良好学习习惯,且学生已具有一定的分析问题、逻辑推理能力;从学生的知识水平来看,学生通过初、高中学习已逐步建立了能量,能量传递,能量守恒等一些基本概念;在生物学学习中,已学习了储存能量的物质、光合作用、细胞呼吸等内容,这些都是理解本节内容的基础。
三、教学策略
以“自主、探究、合作”作为学习的基本形式,充分利用教材、媒体等资料引导学生自主学习、分析问题、加工信息、推理判断、合作探究、归纳总结。在教学过程中学生学习、思考、合作、探究、归纳,教师启发引导、归纳、拓展延伸,师生互动,生生互动,落实课堂教学目标。在乐学氛围中提升分析问题、解决问题的能力。充分发挥多媒体在教学中的直观性,条理性、动态性、高效性等优点,设计多媒体课件演示,帮助学生理解和分析。
四、学法指导
本节课的教学重在培养学生由现象发现规律、掌握规律,并运用规律分析实际问题的能力,如何去分析问题、揭示问题,方法很重要。本节内容教学中教师重在指导学生掌握由个别→一般,由局部→系统的分析问题的方法以及研究规律常用的定量分析、定性分析的方法,同时教师要重视指导学生联系生产、生活实际,进行规律的理解和应用,在教学过程中不断提升学生自主学习能力是重要途径之一。
五、教学过程
(一)教学流程
1.问题探讨、设疑激趣
2.理解概念、问题引导,学生由个体→种群→营养级→生态系统逐步进行能量流动分析。
3.小组探讨交流,师生共同归纲总结生态系统能量流动的过程。
4.定量分析赛达泊格湖能量流动,小组合作交流,师生共同归纳能量流动特点并探究其表示形式。
5.实例分析,运用能量流动的规律。
6.小组探讨实例、归纳研究能量流动的实践意义。
7.课堂小结
(二)本节课教学的设计思路
重视学生的主体地位,发挥学生自主学习的潜能。在教学中教师通过导诱,使学生乐学、会学、学有所获是本节课突出重点,突破难点的关键。
本节课一开始通过问题探讨,使学生置身其中;与生存挑战相联系,激发学生求知_。自觉主动投入本节课的学习。
接着通过教师问题引导,指导学生进行能量流动的分析,在学生学习活动中,学会由个体→群体→系统的分析方法。然后通过问题引导学生小组交流探究,师生共同总结出能量流动的过程,在此基础上做出定性推测:能量有逐级递减的趋势。
教师进一步提出这一推测的准确性有待验证,进而激发学生进一步探究的_。教师因势利导转入定量分析赛达泊格湖的能量流动,通过定量分析和小组的交流探究归纳出能量流动的规律。
学生沉浸在发现规律的快乐中,教师趁热打铁引入实例分析,使学生在分析实例中体验规律应用的快乐进而加深对规律的理解,在此基础上教师通过引导学生比较农田生态系统与桑基鱼塘,以及小组变流如何更好的进行草原放牧,尝试将所学知识运用于新情景中,解决实际问题、理解研究能量流动的实践意义。
在本节课的教学中突出学生由现象进行定性定量分析,发现规律的教学思路,容易激发学生进行科学探究的学习积极性。
在教学中的几个注意点
1.注意区分摄入量和同化量
2.在讲能量金字塔时要避免学生在理解不透或知识巩固不牢时,引入其他的金字塔造成干扰,暂不拓展其他生物金字塔。
3.区分提高能量利用率与提高能量传递效率不同。
六、板书设计
为突出重点,帮助学生构建完善知识体系。板书设计如下:
生态系统的能量流动
一、能量流动的概念三、能量流动的特点
输入传递、转化、散失1.特点
二、能量流动的过程单向流动
1.来源逐级递减
2.起点2.表现形式
3.渠道能量金字塔
4.流经生态系统的总能量四、研究能量流动的意义
5.各个营养级能量来源1.效利用
6.各个营养级能量的去路2.持续高效流向对人有益的部分
7.能量转化过程
七、习题设计
1.课堂巩固练习
旨在巩固本节课的重点,区分易混点
2.课后探究
设计课后探究的目的,在于进一步调动学生结合生活实际进行科学研究的积及性;同时通过开放性试题,拓宽学生思维。