更新时间:2025-08-12 11:32:15
1--理念
本教学内容需2课时完成,第一课时学习酶的发现和酶的概念以及酶的特性;第二课时学生进行探究实验活动:探究影响酶活性的因素。本文主要介绍“探究影响酶活性的因素”的--与实践。
由于在第一课时学生已经学习了酶的发现和酶的概念以及酶的特性,在此基础上,教师引导学生设计实验,提出预期,让学生分组进行实验探究,观察思考,进行讨论,由学生自己总结出结论影响酶活性的因素:酶最适宜的温度和ph值。这样的--能体现学生自主、探究、合作的学习方式,有利于培养学生科学的思维方法和研究方法,提高学生的科学素养。
2教学目标
2.1知识目标 理解酶的特性。
2.2能力目标①通过探究影响酶活性的因素,发展学生的科学探究能力;②培养学生观察、分析问题,解决问题的能力;③培养学生实验操作能力;④提高学生收集资料和语言表达能力。
2.3情感目标①通过探究影响酶活性的因素,培养学生的探索精神、创新精神和合作精神;②培养学生实事求是和严谨的科学态度;③激发学生对生物科学的兴趣和热爱,培养学生理论联系实际。
3课前准备
3.1实验材料的准备①制作两种猪肝研磨液:新鲜猪肝研磨液和煮熟的新鲜猪肝研磨液;②实验前教师配制ph分别是2、5、7、9、13的缓冲溶液。
3.2寻找资料请同学上网或上图书馆找资料,内容为:酶与社会的联系,酶与人类生活的关系,酶的活性与动物体内环境的相对稳定有什么关系。
4教学过程
4.1设置探究情景,提出探究课题教师设置探究情景:提出问题,把新鲜猪肝研磨液煮熟,过氧化氢酶是否还有活性?演示实验:把猪肝研磨液滴入过氧化氢溶液中,结果没有气泡的产生,说明把鲜肝液煮熟后即不能催化过氧化氢的分解。据此可知高温使过氧化氢酶失去活性,从而联想低温是否影响酶的活性,提出探究课题:设计一个探究温度影响过氧化氢酶活性的实验。从温度这一因素,进一步提出另一外探究课题:ph对酶活性的影响。
4.2介绍科学探究的方法,引导学生设计探究实验方案因为我校学生的实验动手能力差,平时课上又很少进行探究实验,所以教师明确地把科学探究的步骤告诉学生:提出问题→作出假设→设计实验→实验探究→阐述和交流实验结果与结论。有利于学生按照正确的研究的思路去分析和解决问题,使学生更好地学习科学方法。教师引导学生根据课题进行思考,对于温度影响酶的活性的课题,应设定哪几个温度?怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值?对于ph对酶活性的影响的课题,应设定哪几个ph?怎样排除ph和其他因素对实验结果的干扰?设计实验方案并绘制数据记录表。
教师应该介绍对照实验的方法,即研究某一因素(如温度)对某一特定反应(或事物)的影响时,要在其他因素相同的条件下进行,观察该因素的不同情况(如不同的温度)对特定反应(或事物)的影响,以便对实验结果进行科学的分析。
4.3学生分组讨论、设计实验方案 学生在讨论、设计实验方案时,教师要进行指导。各小组完成设计方案后,教师组织全班进行交流。学生设计了表1、表2、表3的实验方案来探究酶的活性与温度的关系:
表1探究酶的活性与温度的关系
编号
1
2
3
4
5
温度
0℃
室温
37℃
60℃
100℃
h2o2溶液
2ml
2ml
2ml
2ml
2ml
猪肝研磨液
两滴
两滴
两滴
两滴
两滴
预期结果(气泡数目多少)
实验结果
表2探究酶的活性与温度的关系
编号
1
2
3
温度
0℃
37℃
100℃
h2o2溶液
2ml
2ml
2ml
猪肝研磨液
两滴
两滴
两滴
预期结果(气泡数目多少)
实验结果
表3探究酶的活性与温度的关系
编号
1
2
3
温度
0℃
室温
100℃
h2o2溶液
2ml
2ml
2ml
猪肝研磨液
两滴
两滴
两滴
预期结果(气泡数目多少)
实验结果
编者按:探究酶的活性与温度的关系时,使用过氧化氢溶液和猪肝研磨液做实验,不宜使用太高的温度,否则反应过于猛烈,易发生危险。
设计表1的学生他们的设计思路是室温为20℃,需要设计在37℃和60℃的条件下,观察过氧化氢酶的催化效果,已知高温使过氧化氢酶失去活性,设计100℃是使设计方案完整;设计表2、3两个方案的学生的设计思路是低温、常温和高温三种温度对酶活性的影响。学生讨论以上三种设计方案,相互进行评价,37℃可以得出酶最适宜的温度,实验方案三应补充37℃实验组。对于60℃,有的学生觉得不需要,有的学生觉得多这一组更能说明问题。其中有一组学生提出“探究ph影响酶的活性”的实验方案(表4):
表4探究酶的活性与ph的关系
编号
1
2
3
ph
2
7
13
h2o2溶液
2ml
2ml
2ml
猪肝研磨液
两滴
两滴
两滴
预期结果(气泡数目多少)
实验结果
全班学生讨论表4的设计方案,有些学生提出增加ph为5、9的实验组,有的学生提出方案中ph应为3、5、6、7、8、9、11、13。教师适当地指出这几种方案的不足和可行性。
当讨论实验预期结果时,由于学生们习惯于写实验结果,不明白实验结果可以预期,教师引导学生写出实验预期结果。通过讨后,各小组完善各自的实验方案。
4.4实施实验方案,记录观察结果学生分组进行实验,在学生进行实验操作过程中教师要求学生注意:①对不同温度、不同ph的实验组进行编号;②每组所加入的物质量必须相同,以减小实验误差;③及时将实验结果记录。
4.5实验结果的交流、分析,得出本探究课题的结论 各小组对自己组的实验结果进行分析,得出相应结论:①在37℃的条件下,产生的气泡大,数量最多,说明过氧化氢酶的最适宜温度为37℃。②在ph为7的条件下,产生的气泡大,数量最多,说明过氧化氢酶的最适ph为7。③过酸、过碱、低温时,酶的活性受影响,低温使酶的活性降低,高温使酶失去活性;不同ph影响酶的活性。
全班学生并进行讨论和交流,分析实验中出现的问题和差异的原因:①有的小组发现当过氧化氢溶液处于90℃~100℃时(没有加入猪肝研磨液),试管内有极少量的气泡。这是因为加热促使过氧化氢分解。实验时应该把猪肝研磨液加热到90℃~100℃,过五分钟后加入过氧化氢溶液中。②有组学生的实验现象是在ph为9时产生的气泡数量最多,而且气泡多到溢出试管。通过分析,是他们滴加猪肝研磨液太多所致。没有按照每实验组所加入的物质量必须相同的方法。③比较实验结果和实验预期结果的差异,虽然之前有教材的引导,还有个别的学生写预期结果时全部都写有气泡的产生,或者干脆不写,等做好实验后才写上。所以教师要强调写预期结果是生物学实验设计程序之一。
4.6交流信息上网或到图书馆找资料的学生,与其他同学分享他们的资源。
如加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力,酶的催化作用需要适宜的温度,温水使加酶洗衣粉发挥最大作用。含酶牙膏可以分解细菌,使我们牙齿亮洁。0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低,但能使酶的空间结构保持稳定,在适宜的温度下酶的活性可以恢复。因此,酶制剂适于低温(0~4℃)下保存。
1.教学内容
《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物第一册《分子与细胞》第5章第4节《能量之源──光与光合作用》的第1节课教学内容,主要学习叶绿体的结构和色素的种类,掌握提取、分离色素的实验技巧,学习科学家探索光合作用原理的科学思维和科学方法。
2.学生分析
学生在初中生物已经学过光合作用的有关知识;在高中生物第一册第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能,以及第4章的《细胞的能量“通货”──atp》一节知道光合作用是合成atp重要途径之一,至此,学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。
在实验操作方面,学生已经能进行研磨、过滤等操作,但纸层析法是首次进行,需老师仔细指导。
由于学生缺乏对基粒(类囊体)微观结构的直观认识,本节课又涉及到物理(光学)、化学知识,对于理解色素吸收色光,掌握有关化学试剂的使用方法与技巧,可能存在一定的难度。
3.设计思想
(1)以问题引发兴趣。整个教学过程要设置好问题,层层展开,层层递进,让新知识与旧知识融为一个整体,让学生在步步上升中攀登到知识的顶峰。
(2)以实验说明结论。生物学的教学就是实验的教学过程,实验的展示形式有学生分组实验、老师示范实验、动画和图片演示实验等,让实验现象说明问题,而不是直接让学生记住结论。
(3)科学探究的思想贯彻始终。用科学家的经典实验来学习科学的实验方法和思维,在学生分组实验中学习设计实验的基本原则,学会分析实验,改进实验,学会科学地评价自己。
4.教学方法
学生自主、探究、合作学习与师生共同探究相结合(含自学、实验、谈话、讨论、讲授等)。
5.教学目标
知识与技能
掌握绿叶中色素的提取和分离的方法及操作技巧。
概述绿叶中色素的种类和作用。
概述叶绿体的结构和功能。
过程与方法
通过实验(含设计)及相关科学方法的学习,培养学生基础的实验操作能力、初步的研究能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力。
通过恩格尔曼的水绵实验的学习,尝试运用科学家的科学思维和科学方法。
通过影响色素的环境因素的学习,加强理论联系实际的能力。
情感态度与价值观
通过恩格尔曼的水绵实验的学习及实验设计与实施,形成科学态度及创新、合作的科学精神。
借助叶绿体的结构与功能的联系分析,形成普遍联系的辨证唯物主义观点和结构与功能相统一的观点。
借助影响色素的环境因素的学习,形成生态学观点,从而学会理论联系实际。
借助实验的自我评价,形成生命科学的价值观,能正确认识自我,评价自我。
6.教学的重点和难点
绿叶中色素的提取和分离的操作技巧。
对实验进行自我评价,总结成功与失败之处。
绿叶中色素的种类和作用。
学习科学家的科学思维和科学方法和探索精神。
7.教学过程
教学
内容
教学
环节
活动
时间
教学活动
设计
意图
教师活动
学生活动
1.引入新课
1)提出问题:
自然界中的植物叶片多为绿色,是因为叶肉细胞中含有哪一结构呢?这一结构是不是有什么特殊结构或物质存在?
(答:细胞含有叶绿体)
2)示范实验:
光学显微镜观察金鱼藻叶肉细胞及细胞内的叶绿体。引发问题:“叶绿体为什么是绿色的?”
(答:叶绿体中有绿色的色素)
复习旧课,引入新课。
3min
引导学生观察,提出问题。
示范实验,引导观察。
回忆旧知识,思考、回答问题。
直观认识到叶绿体是绿色的,思考、讨论问题。
通过桌面上的绿色叶片和显微镜下看到的叶肉细胞及叶绿体,结合已有知识,引发学生探究叶绿体中色素种类的兴趣。
2.新课学习
1)实验《绿叶中色素的提取和分离》的原理。
今天我们就来做一个实验,探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法。
问题:我们已经推测色素在叶绿体中,而叶绿体又在叶片中,那怎么把色素提取出来呢?(答:磨碎叶片,再过滤,色素在滤液中)
问题:怎么能保证色素一定存在于滤液中?(答:用能溶解色素的溶剂,也就是有机溶剂)
问题:常用的有机溶剂是什么?(答:无水乙醇)
其实,还有其他有机溶剂也可以,例如丙酮、石油醚、苯、汽油等都可以。我们今天是用无水乙醇。
问题:得到色素的滤液后,如何让各种色素分离开来呢?(答:因为色素在层析液中的溶解度不同,而且由于溶解度不同而导致随层析液在滤纸上扩散的速度不同,这样,一段时间后,色素就会在滤纸上分离开来)
这就是实验的原理。今天我们用的材料是绿叶,大红花(朱槿)叶;药品有无水乙醇、层析液、还有二氧化硅和碳酸钙。后两种药品有什么作用呢?(答:二氧化硅可以加快研磨,而碳酸钙的作用是保护色素)
在研磨过程中,细胞的结构如何变化了?(答:破碎了)所以,液泡里面的有机酸也就出来了,而叶绿素在酸性环境下很容易被破坏,所以碳酸钙的作用是——(答:中和酸性),也就可以保护色素了。
新课教学──“实验原理和药品、材料等”
5min
引导学生了解实验的原理及有关药品的作用。
检查预习情况。
思考、回答有关问题。
通过问答,学习实验原理、药品的作用,这样既可以检查学生预习的情况,也可以激发学生的兴趣。
2)实验步骤:
现在就来学习实验的步骤了。第一步,提取色素。刚才已经了解了提取的主要步骤是研磨和过滤。但还有什么细节需要注意的?提取主要分为这几步:碎叶,加入药品,研磨,过滤,得滤液。加入哪些药品?(学生回答)是不是加得越多越好?研磨的速度应该快还是慢?得到的滤液对着光观察是什么颜色?带着这些问题大家开始第一部分的实验吧!
(学生开始“色素的提取”实验,老师随堂指导)
实验讨论:色素提取液的颜色应该是绿色;研磨过程应该较快;药品应加得适量。
实验的第二阶段是分离色素,怎么分离呢?我们刚才学习了,应该是让色素随层析液在滤纸上进行扩散。所以我们应该在滤纸上划一条滤液细线,再放入层析液中进行层析分离。现在有一个问题希望大家能想办法解决,就是怎样在滤纸上划一条又细又直,色素含量又多的滤液细线?
(学生讨论)
现在提供给大家的用具有毛细吸管和盖玻片。想到办法了吗?(答:用毛细吸管吸取滤液,再划到滤纸上或是用盖玻片蘸取少量滤液,再印到滤纸上,划或印都要重复多次)
好,同一组两位同学相互比较一下,看哪一种方法效果更好。
划好滤液细线后,就可以将滤纸条放入层析管中,等待层析。有两点要特别注意的:一是试管口要塞好棉花,二是层析液的液面与滤液细线的关系如何?层析液的液面不能超过滤液细线。
好,现在我们就开始做色素的分离。
(学生进行实验,老师随堂指导)
好,在等待层析结果的过程中,我们来分析一下步骤中的某些要点,第一,为什么要塞好试管口的棉塞?(答:防止层析液挥发,层析液还有一定的毒性)
第二,为什么层析液的液面不能超过滤液细线?(答:如果超过,色素会溶解在层析液中,就不会在滤纸上扩散开来,实验就会失败。)
实验最后的结果并不是最重要的,重要的是大家在实验的过程中,是不是真的学到了应该学到的知识和应该得到锻炼的能力。现在大家把实验的评价表中有关实验过程的部分给自己做个比较中肯的评价。如果成功了,要知道自己成功在哪里才是真正的成功。如果失败了,只要知道了自己失败在哪里,也是成功。后面实验结果及进一步探究部分请大家课后完成。再收回,我也会给大家一个评价。
现在我们来看看大家的结果,滤纸条上出现了几种颜色的色带?排序如何?
(答:四种,从上到下依次为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色)
色带的宽窄如何?(答:蓝绿色的最宽,橙黄色的最窄)
排序体现什么?(答:色素扩散的速度)宽窄体现了什么?(答:色素的含量)
新课教学──实验“色素的提取和分离”
15min
引导学生掌握实验的操作方法,提出问题,激发学生探究问题的兴趣。
指导学生进行实验。
对实验过程及结果进行评价。
对学生不熟悉的操作,仔细分析、强调要点,用同组比较的方法让学生在实践中得出结论。
指导学生进行实验。
对实验过程及结果进行评价。
引导学生进行正确的自我评价。强调评价应该是多方面的,体现多种能力的,而不仅仅是一个最标准的实验结果。
总结实验结果。
学习步骤,完成实验,思考问题。
进行实验。
对实验过程及结果进行自我评价。
学习步骤,思考问题。
进行实验。
对实验过程进行自我评价。正确地从知识的掌握、能力的锻炼、思维的练习等多方面评价自己。
随着老师的引导,观察结果,思考、回答问题。
先学后实践,学生独立完成实验的第一阶段,锻炼学生的动手操作能力。
学生对第二阶段的实验操作要点不熟悉,需要老师仔细指导。第二阶段实验重在学习层析的方法和正确的进行实验评价。
3)绿叶中色素的种类和作用
从刚才的实验结果我们可知,绿叶中的色素主要有四种,它们的名称分别应该是什么呢?(答:橙黄色的是胡萝卜素,黄色的为叶黄素,蓝绿色的为叶绿素a,黄绿色的为叶绿素b)由于结构上的相似性,它们可以被分为两大类,即胡萝卜素和叶黄素共归为类胡萝卜素,叶绿素a和叶绿素b共归为叶绿素。类胡萝卜素总体上呈黄色,叶绿素总体上呈绿色,使叶片呈现许多美丽的颜色。那为什么叶片多数为绿色的呢?(答:叶绿素的含量比类胡萝卜素多)
那为什么许多植物到了秋天叶子就变黄了?(答:秋天气温低,叶绿素不稳定,容易分解,这样黄色就呈现出来了。)
你知道还有哪些因素可能影响叶绿素的结构?
(提示:碳酸钙的作用——ph值,无机盐(mg2+)的作用等)
枫叶为什么是红色的呢?
(枫叶的颜色不是由于叶绿体中的色素,而是由于液泡中的花青素的作用)
这些就是绿叶中的色素的种类,它们都能捕获光能,那么它们倒底吸收哪些颜色的光呢?我们给大家介绍一个实验。
介绍实验装置……
将色素的提取液放于光源与三棱镜之间,观察光屏上颜色的变化。为什么这样能够确定色素吸收哪些光呢?我们给大家介绍一下原理。
所有的可见光(答:即白光)通过三棱镜会发生什么变化?(答:形成七色光的一个连续光谱)如果我在各种色光前进的途中放入色素溶液,又假设色素能吸收黄色光,那么光屏上原来黄光的位置会发生什么变化?(答:没有光了,即表现为暗带)所以我们只需观察光屏上哪一位置出现暗带,即意味着什么?(答:意味着那种色光被吸收了)
现在我们回过头去看看实验情况。当把色素提取液放于光源与三棱镜之间,光屏上发生了什么现象?(答:红光区和蓝紫光区出现了暗带)说明什么?(答:叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。)
如果想知道各种色素吸收色光的不同,可以用不同色素的溶液分别做这个实验就行了。
但这种方法只能大概测定色光,具体的吸收量就不能测定了。现在有更好的仪器可以用来测定,就是分光仪。它的原理与刚才的装置非常相似。介绍分光仪。
通过分光仪及相关仪器的检测,我们可以得到各种色素的吸收光谱。如:叶绿素a,从图中可以看出叶绿素a主要吸收的光是哪些光?(答:红光和蓝紫光)吸收最少的是?(答:绿光)与此类似,其他色素的吸收光谱是这样的,我们请同学来分别归纳一下各种色素吸收光的情况。(答:叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光)
这就是色素吸收光能的情况。
根据你刚刚学习的内容,判断一下,温室的顶棚用红色玻璃还是绿色玻璃好?
(答:红色玻璃好。因为太阳光或者说白光通过红色玻璃后只剩下红光,植物吸收红光能进行较强的光合作用;如果用绿色玻璃只剩下绿光,而植物吸收绿光很少,几乎得不到光能,不能正常进行光合作用)
新课学习——绿叶中色素的种类和作用(吸收光能)
13min
归纳色素的种类及颜色。
分析色素与叶片颜色的关系以及影响叶绿素的环境因素。
展示实验:色素的吸收光谱的测定方法。
分析实验原理,介绍实验装置,如三棱镜、分光仪等。
分析色素吸收光能的吸收光谱,总结其差异性和相似性。
联系实际,引导学生运用知识。
回忆实验结果,归纳色素种类。
思考、回答问题。
思考、讨论、回答问题。
应用物理学科的知识,了解连续光谱和吸收光谱的知识。
思考、回答问题。
看吸收光谱图,归纳各色素吸收色光的差异性。
系实际,思考、讨论、运用知识。
从实验的结果,归纳色素的种类比较容易,通过联系生活中的常见实例,更好地掌握色素的性质以及与叶片的颜色关系。激发学习的兴趣。
色素的作用部分涉及一些物理的光学知识,需做一定的铺垫再讲述,学生较易接受。通过学习三棱镜的色散作用、分光仪的原理以及色素的吸收光谱,让学生学习看图、并能从实验现象得出推论的能力。
联系实际,增强学生学习知识的兴趣,更好地理解、运用知识。
4)叶绿体的结构和作用
色素存在于细胞中的哪一结构呢?(答:叶绿体,这是由萨克斯通过光学显微镜发现的)那么把叶绿体放到电子显微镜下又会观察到什么样的结构呢?
展示图片:叶绿体的亚显微结构
所谓亚显微结构就是指在电子显微镜下看到的结构。可以看到叶绿体大概分为四个部分,你能说出它们的名称吗?(答:1是内膜,2是外膜,3是基质,4是基粒)对。哪里是绿色的呢?(答:基粒)基粒又是怎样的结构呢?(展示图片:基粒的结构)可以看到基粒是由一个个小圆饼堆叠而成。每一个小圆饼其实是一个囊状结构,我们称之为类囊体。基粒是绿色是因为类囊体是绿色的,类囊体是绿色又是由于什么物质的存在呢?(答:色素就存在于类囊体的膜上)现在我们学到的叶绿体比前面在第三章学的更微观。
正是由于叶绿体中含有色素,所以叶绿体能够吸收光能。那么叶绿体就只能吸收光能了吗?有没有其他功能呢?
有很多科学家也对此产生了疑问,并且通过自己的思考、实验得出一些结论。我们来学习一下他们的成果。
资料一,恩格尔曼的水绵实验。展示水绵结构图,介绍其叶绿体。恩格尔曼设计了一个非常巧妙的实验。大家阅读一下资料一,思考两个问题,一是从实验中可以得出什么结论?二是这个实验的巧妙之处在哪里?
学生阅读教材,思考并回答问题,老师评价、总结。结论:氧气是由叶绿体产生的,叶绿体是进行光合作用的场所。巧妙之处有:一是实验材料选择好。水绵有带状的叶绿体,方便观察;用好氧细菌标记氧气产生较多的部位。二是实验条件控制好。放在没有空气的黑暗环境中,排除了氧气和光的干扰;用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对比实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果,等等。
我们知道,一项科学研究的成功,离不开一定的技术手段,但在科技水平有限时,如果有科学、巧妙的方法,也能达到同样的效果。
恩格尔曼的成功当然也离不开前人的经验,在下一节课我们会和大家一起来学习光合作用探索的历史。这节课后大家可以先预习一下这一部分,着重学习科学家是如何设计实验,如何得出恰当的结论的。
还有第二个资料,叶绿体的基质和基粒上都含有进行光合作用必需的酶。说明什么?(答:叶绿体是进行光合作用的场所)
现在我们来总结一下,叶绿体有哪些功能?(答:吸收光能,进行光合作用)具有这些功能的结构基础是什么?(叶绿体的基粒的类囊体的膜上有色素,基粒和基质中都含有光合作用所必需的酶)叶绿体有什么适于分布酶和色素的结构?(答:基粒及其类囊体形成巨大的膜结构,为色素和酶的分布提供了附着位点)
新课学习──叶绿体的结构和作用
7min
引导学生复习叶绿体的显微结构。
用图片展示叶绿体的亚显微结构,重点是类囊体。
用两个资料学习叶绿体具有进行光合作用这一功能。重点介绍水绵实验,引导学生思考、讨论、学习水绵实验设计的巧妙之处。学习科学家的科学思维和科学方法。
布置预习作业,激发学生科学探究的意愿。
总结叶绿体的功能,及其相应的结构基础。
复习旧知识,回答问题。
学习叶绿体的亚显微结构。
阅读资料一,思考、讨论、回答有关问题。
学习科学家科学的思维和科学的方法。
跟随老师总结。
从旧知识“叶绿体的显微结构”到学习新知识“叶绿体的亚显微结构”,遵循学习知识的规律,能够较易掌握。
从资料分析叶绿体的其他功能,有实验现象作支持,较易接受。
通过让学生阅读学习资料,培养学生阅读资料、从资料中获取信息的能力。
从经典实验的介绍,学习实验设计的科学性、巧妙性。
5)小结和练习
2min
引导学生完成小结和练习
进行小结。完成练习。
巩固知识,建构知识网络。
附:中山二中生物实验评价表
注:本文选自“人教版普通高中生物课程标准实验教材教学经验交流会(.9.青岛)会议交流材料”。
一、教材地位和作用
本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程,培养学生建立科学的思维方法和研究精神。
二、教学目标
1.知识目标
(1)说明酶在细胞代谢中的特性。
(2)进行有关实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量变化以及设置对照组和重复实验。
2.能力目标
(1)通过学生主动参与科学探究的虚拟实验活动,使学生掌握科学探究的程序和方法,培养学生创造性思维能力和动手实践的能力。
(2)通过以小组为单位的学习,使学生学会与人交流和合作的能力
3.情感态度价值观
通过对酶的生物活性及其特性的探究性学习,培养学生崇尚科学的态度和实事求是的精神。培养学生知难而进、锲而不舍的顽强的意志品质和勇于探索未知世界、勇于创新的精神。
三、教学重点、难点
1.教学重点
酶的作用、本质和特性
2.教学难点
酶的特性探究、控制变量的科学方法
四、媒体运用
本课使用的媒体主要为电脑投影和实验室仪器。本课的重难点都在于如何使学生掌握实验的原理,实验的操作过程。由于人的认知规律是由感性到理性的,所以本课插入了大量的图片,图表和实验过程的动画软件。酶的第一个特性使用动画直观的显示实验过程,引导学生解决实验中的问题。而第二个特性则应用了模拟实验过程的方法,放手让学生在第一个实验的理论基础上自己设计实验过程和进行实验软件操作。通过小组讨论,全班参与实验操作的评价等方法,让学生加深对实验过程的了解,学以致用。第三个特性则让学生在第一、第二个实验的基础上自行在实验室进行实验的设计和操作,并得出相应的实验结果和实验结论。
五、教学方法和手段
(1)探究式教学法:在教师的指导下,学生主动参与酶的特性的讨论探究活动,亲身体会科学发现过程,领悟科学研究方法。
(2)多媒体辅助教学法:利用多媒体技术,把酶的特性探究实验演示出来,帮助学生形成正确、系统的知识结构。
(3)模拟实验操作法:学生利用计算机,进行模拟的实验操作过程,把本小组设计的实验方案通过计算机呈现,并对结果进行分析。
六、具体的教学过程
(1)引导探究:酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处?(2min)
(2)观看实验动画,回忆实验内容:比较过氧化氢酶和fe3+的催化效率(2min)
(3)学生分组讨论
a.为什么实验中要选用新鲜的肝脏?
b.为什么要把肝脏研磨碎?
c.实验中加入对比组会否更好?如果会,应如何设置对比组?(8min)
教师注意引导学生想到“酶具有生物活性”这一概念,并鼓励学生积极思考、尝试设计对比实验组,让学生在学习的过程中理解实验的方法及设计过程是多样的。
(4)提出问题:既然实验的方法可以是多种多样的,请同学们思考:如何运用以下的实验材料及器材验证酶的专一性?(组织学生进行小组讨论)(3min)
(5)小组对实验设计方案的讨论包括以下几个方面:(25min)
a.研究目的
b.作出假设
c.实验过程:实验器材选取、实验步骤、现象的观察与分析、结论
d.表达与交流(讨论组的小组长上台发言,接受其他小组同学的提问;进行实验方案的修改,选出代表进行模拟实验操作。)
教师对小组的探究讨论活动给予鼓励评价,接着引导学生继续深入探讨:小组代表的操作使我们对酶的专一性有了较深的理解,但是我们还需要进一步学习探讨酶的一些其他的特性。
(6)在前一实验的基础上,布置学生利用课余时间小组制定检测酶的作用条件的实验方案。在开展实验前各小组进行实验设计方案的汇报。最后让学生运用实验仪器和药品,设计实验探索酶的作用条件,并用图表表示相应的实验结果。(30min)
(7)多媒体展示酶需要适宜的条件:为弥补学生自主学习的不足,教师要使用多媒体课件帮助学生对知识进行归纳整理,使学生对知识有一个全面、系统、准确的了解,在头脑中形成系统的知识结构。(10min)
七、教学反思
1.这节课是根据新课程标准“培养学生科学素养,倡导探究性学习”而设计的。笔者在本节课中设计了三个不同方式、不同程度的探究实验,一个是实验录像的观察,另一个是利用课件模拟酶的专一性实验,第三个是实际的实验探究。第二、第三个实验是在学生已掌握的实验一的方法后,在进一步的思考与讨论中开展的。目的是做到既关注知识结论,更关注知识的发生和发展过程,突出学生学习的主体地位。
2.酶的专一性和酶所需的作用条件实验的设计比较灵活,需要和物质鉴定实验相结合,难度较大,宜以课题小组的形式进行讨论。另外,由于受仪器设备的限制,对于酶的催化作用的原理不宜探究过深。
3.新课标的理念,在于突出发现的过程,学习的过程,发挥学生的主观能动性,调动学生的思维能力。而通过重现和虚拟手段模拟生命现象,是生物科学的一种重要研究方法。在本节课中,通过虚拟实验操作模拟酶的专一性实验验证过程,把抽象复杂的生命现象,转化为直观具体、肉眼可见的过程,既有利于学生理解掌握,同时也培养了学生的动手实践能力和与人合作交流的能力。
[设计思想]
对教材内容作适当的调整,让学生在了解有关光合作用探究经典实验基础上,通过思考、讨论、交流、修正,体会科学探究的基本方法,学会构建模型的基本过程,培养学生的科学研究理念。
[教学目标]
1.知道:有关光合作用研究的科学家及其经典实验。
2.分析:光合作用探究实验的过程及其设计思路。
3.陈述:光合作用经典探究实验的基本结论,并构建光合作用过程模型。
[教学重点]实验的过程及其设计思想
[教学难点]实验设计思想
[教学方法]诱导思考、合作探究、分析讲述
[教学设计]
〖温故知新〗
1.叶绿体中的光合作用色素有哪些种类?分别是什么颜色?分别吸收哪些光?
2.在色素分离实验中,某同学共做了4个滤纸条,其中3个滤纸条得到了清晰的色素带。试描述在滤纸条上,从上到下的色素带名称。试解释另外1个滤纸条没有得到清晰的色素带可能的原因有哪一些?
〖教学导入〗
植物的光合作用是一个极其复杂的生物化学反应过程。人们对光合作用过程的认识经历了一个漫长的探索历程。该探索历程不仅充分展示了人类的聪明才智,而且人类对光合作用的深层探索仍在进行。
〖过程设计〗
光合作用的探究历程(板书)
1.光合作用的概念
让学生通过阅读教材,初步理解光合作用的概念(场所?条件?原料?产物?能量转换?),并通过完成【思考1】了解光合作用发生的特例。
【思考1】没有叶绿体,能否进行光合作用吗?
(能,例如蓝藻。)
2.光合作用的探究历程
(1)普利斯特利实验(1771年):(多媒体展示其示意图)
实验过程:学生阅读教材,了解普利斯特利实验的过程和现象。
实验分析:①实验自变量是植物的有无。
②由于植物的存在,使得蜡烛燃烧(小鼠存活呼吸)时间延长。
实验结论:(学生讨论交流)植物具有更新空气的能力。
构建模型:用简式形式表示植物更新空气的作用。
污浊空气→绿色植物→新鲜空气
【思考2】普利斯特利实验存在哪些问题?
实验有时是失败的,没有发现光照在实验中的作用等。
(2)英格豪斯实验(1779年):
实验过程:重复进行普利斯特利实验500多次。
(培养学生学习英格豪斯坚忍不拔的科研精神!)
实验结论:(学生讨论交流)证明普利斯特利实验只有在光照条件下才能成立。
材料补充:1785年科学家证实植物体更新空气是因为吸收co2,放出o2。
构建模型:(学生对所得模型进行具体化修正)
光照
↓
co2→绿色植物→o2+淀粉
(3)萨克斯实验(1864年):(结合初中所学知识,多媒体展示其示意图)
实验步骤:(多媒体展示,要求学生学会鉴定叶片中淀粉的技术方法)
将绿色植物(天竺葵)在黑暗中放置24小时。选择一片叶,用遮光板从两面夹住部分叶片。将植物在光照条件下放置一段时间。将该叶片取下,放在酒精中通过沸水浴处理一段时间。取出叶片,用清水漂洗后,用碘蒸气熏蒸或滴加碘液。
(通过完成以下实验分析,加深对实验的理解。)
【思考3】实验中的自变量是什么?如何控制的?
自变量是有无光照。用遮光板遮光,达到控制无光。
【思考4】为什么将绿色植物在黑暗中放置24小时?
放在黑暗中的目的是通过叶片的呼吸作用把原来的淀粉消耗掉
【思考5】叶片放到酒精中沸水浴的目的是什么?
溶解光合作用色素,使叶片脱色,有利于碘液染色后观察叶片颜色变化。
实验现象:光照部分叶片呈现深蓝色,遮光部分叶片无颜色变化。
实验结论:植物在光照条件下合成了淀粉。
构建模型:(学生对所得模型作进一步具体化修正)
光照
↓
co2→绿色植物→o2+淀粉
(4)恩格尔曼实验(1880年):(多媒体展示其示意图)
实验步骤:学生阅读教材,了解恩格尔曼实验的过程和结果。
实验分析:(学生讨论交流)恩格尔曼实验的设计有哪些巧妙之处?(意思到位即可)
①水绵的叶绿体大型带状,便于操作和观察。②利用好氧菌检测氧气释放分布部位。
③没有空气和光的环境,排除空气中氧气和光干扰。④用极细光束照射,以形成对照。
实验结论:叶绿体是植物进行光合作用的场所。
构建模型:(学生对所得模型作进一步具体化修正)
光照
↓
co2→叶绿体→o2+淀粉
(结合上一节课后习题,进一步体现恩格尔曼实验的设计巧妙之处——选择材料的重要性)
(5)鲁宾-卡门实验(1939年):(多媒体展示其示意图)
实验方法:同位素示踪法(学生阅读教材,了解什么是同位素标记法,并能够举出其他例子,如用3h-亮氨酸研究分泌蛋白的合成、运输和分泌过程等)。
实验步骤:学生阅读教材,了解鲁宾-卡门实验的过程和结果。
实验分析:鲁宾-卡门实验中是否利用了对照实验方法?若是,则自变量是什么?若不是,那为什么?
是,自变量是co2和h2o中的o是否为18o。
实验现象:甲组释放出16o2,乙组释放出18o2。
实验结论:光合作用释放出的o2来自水。
构建模型:(学生对所得模型作进一步具体化修正)
光照
↓
h2o+co2→叶绿体→o2+淀粉
(6)卡尔文实验(40年代)
实验方法:同位素示踪法。
实验过程:(多媒体展示,学生了解实验的过程和结果)利用14c标记co2,供小球藻进行光合作用,每隔一定时间,检测小球藻内的含14c的化合物,从而探清了co2在光合作用中的转化过程。
构建模型:(学生对所得模型作进一步修正,写出光合作用的反应式模型,合理即可)
光照
h2o+co2———→o2+有机物
叶绿体
[巩固总结]
1.光合作用探究历程中经典实验的过程、结果、结论。
2.光合作用过程中的底物、条件、产物
3.光合作用过程的反应式模型的建立。
[作业布置] 完成课后习题。
学习是学生的主要任务,这一点毋庸置疑,但是关键是以什么形式学,怎么学。如果在学习的过程中学生没有经过一定的思考、实验、质疑、表达以及修正自己看法的机会,那么他的学习是被动的。要想建立完整、牢固的知识体系,就必须让学生自己体验探究的过程,去主动地参与活动,在知识的形成、联系、运用过程中,也会养成他们科学的态度,获得科学的学习方法,这是课程标准所要求的。也正是这些,决定了作为教师,在课程标准的指导下不能再是“授之以鱼”,而要扮演“授之以渔”的角色了。教师要根据课程标准的要求,充分挖掘教材的内涵和外延,改变以往陈旧的教学习惯,用新的模式与之相适应;要利用一切可以利用的因素,以学生的全面发展为本,以发展创新能力为目标,以学生探究活动为手段,以发挥学生主动性为途径,让学生把知识掌握得更好。
本次课通过对光合作用的发现历程的回顾,让学生“化身为科学家”,去亲身探究、理解科学家是如何发现前人观点的,实验设计存在缺陷时,又是如何思考出解决之道,设计出更加完善的实验,再通过观察实验现象,得出科学的结论的。以此来引导学生进行探究学习的尝试。
一、教材分析
1.地位。
光合作用的发现史,是建立在初中生物教材讲述了光合作用的基础知识上的。考虑到学生对光合作用似懂非懂的实际情况,本次课以几个著名实验为基础,引导他们更加深入地从产物、条件和场所等方面进行探究,从而构建出完整的光合作用概念,为进一步深入学习光合作用打基础。
2.教学重点。
光合作用的发现过程中的各实验步骤、结论、缺点。
3.教学难点。
光合作用的各实验如何巧妙地连接起来,如何过渡,如何引导学生进行思考探究从而得出正确结论。
二、教学目标
1.知识目标。
了解光合作用的发现过程,并能简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。
2.能力目标。
学习各位科学家的发现过程,帮助学生学会运用探究的手段发现问题、解决问题。
3.情感目标。
(1)通过光合作用发现过程的学习,使学生认识到科学发现的艰辛、科学研究方法的重要性,进而说明学习方法的重要性。
(2)学生通过体验科学探究一般过程,了解科学研究的一般方法、养成勇于实践的科学精神和实事求是的科学态度。
三、探究过程
(一)设置情境,导入主体
多媒体播放外星人进攻地球的影片(3分钟),质疑:为什么外星人要进攻地球?在学生仔细看影片的基础上,可以知道:为了夺取地球上丰富的能源物质。教师进一步质疑:这些能源物质从哪儿来?(太阳能转化。)那么又是什么作用才能将太阳能转化为各种有机物中储存的丰富能量呢?学生思考(绿色植物的光合作用),由此一环扣一环地引出光合作用。
(二)回顾复习,引出主题
在初中学过一些关于光合作用知识的基础上,要求学生写出光合作用的反应式,作为本次课的线索。我们写出这个反应式只花了几分钟,可科学家们发现它却用了一段非常漫长的岁月。
(三)引历史资料,讲解历史,探究光合作用的反应物
(四)探究光合作用的生成物
(五)探究光合作用的反应场所和其他
(六)完善知识结构,激发继续探究欲望
(七)总结内化
学生把完成了的方程式细心体会,相互交流,体验探究的成果,并做一些练习进行巩固。
四、教学反思
1.通过对光合作用发现史的探究,有助于学生学会如何正确地思考、解决问题,并领悟科学是一个不断探索的过程,正确的科学结论的得出是建立在大量的实验基础上的,随着人们认识水平的不断提高,前人得出的结论会被后人完善。对光合作用的探索还在继续,还有很多未知的领域和广阔的研究空间。
2.基于科学发现史的探究式学习,关键在于教师对内容的组织、过渡和衔接,因此,对教师的准备工作、应变能力要求比较高。
教师要注重教案的设计,做好准备工作,想好如何引导学生探究,当一个问题提出之后,学生会有什么样的反应,由学生的回答如何引导过渡到下一个问题。在设计时要遵循以学生为中心的原则,而教师只是在方向上引导学生。当然,在探究的方法上,也要加以适当点拨,始终以实验设计的几大原则作为判断实验设计是否正确、如何设计正确实验的标准,养成良好的探究习惯。
3.时间的分配上要注意,光合作用各实验之间的时间分配要注意应该是“头轻脚重”,因为越到后来,实验的设计难度越大,发现问题的难度也就越大,合理地控制时间是完成探究过程的保障。
4.由于整节课是以对各实验的探究为单位的,看似零散,所以应有一条线索将前后关联起来,使各内容之间形散而神不散,这样各实验之间的过渡也会非常自然,而且整个探究活动结束之后,按照线索把内容整理一遍,可以帮助学生非常有逻辑地把内容牢牢记住。
第五章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶(2课时)
一、教学目标:
【知识】:说明酶在代谢中的作用、本质和特性
【情感】:通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断的探索和争论中前进的。
【技能】:进行有关的实验和探究,学会控制变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。
二、教学重难点:酶的作用、本质和特性(重点);酶降低化学反应活化能的原理、控制变量的科学方法(难点)
三、教学用具:ppt幻灯片、实验器材
四、课前准备
五、教学过程:
教学活动 教师活动 学生活动
(一)引入 问题探讨
提出问题:与外界的化学反应相比,生物体内的化学反应有什么特点(条件温和、效率高);在学习化学知识中,我们为了让一些化学反应更容易地进行,会使用催化剂,那无机物催化剂和生物体内的催化剂在反应条件上,效率上有什么区别呢? 阅读问题探讨内容,进行相关的讨论
思考教师提出的问题
(二)实验 幻灯片展示:酶的本质 学生阅读《资料分析》部分,完成讨论,并进行交流。
(三)酶的本质 方案一:指导学生完成实验
方案二:指导学生阅读实验实验,提出问题:
1.2号管发生了什么现象,说明了什么(引出活化能的概念)
2.3、4号管中,fecl3和过氧化氢酶起了什么作用。(说明催化剂并没有并没有提高分子的能量,而是把发生反应所需要的活化能降低了)
3.3、4号管中,哪个反应速度快?说明什么问题(说明酶具有高效性) 方案一:学生进行实验
方案二:阅读相关的课文内容,展开讨论,并回答问题。
(四)酶的特性 1.复习实验,指出酶的高效性,也可以给出一些数据加以证明
2.用例题说明酶的专一性。可以简单介绍“钥匙-锁“学说
(五)探究活动:影响酶活性的条件 指导学生完成探究活动的设计和操作
揭示酶促反应的条件:最适温度和最适ph 完成探究活动,并进行交流和表达
(六)小节 让学生画概念图
练习略
第2节 细胞的能量“通货”——atp
一、教学目标:
【知识】:简述atp的化学组成和特点
写出atp的分子简式
解释atp在能量代谢中的作用
二、教学重难点:atp化学组成的特点及其在能量代谢中的作用;atp和adp的相互转化。
三、教学用具:ppt幻灯片
四、课前准备:让学生到药店了解atp药品的性状、功效。
五、教学过程:
教学内容 教师活动 学生活动
(一)引入、问题探讨 提出问题:前面学习过的能源物质有那些?这些能源物质被细胞分解后,以什么形式提供为细胞提供能量呢?
问题探讨:萤火虫发光的生物学意义是什么?萤火虫为什么能发光?一个关于atp让萤火虫尾部重新发光的例子。引出atp是直接能量物质。 回答问题(如糖类、葡萄糖、脂肪)
(二)atp分子简介以及atp和adp的转化 展示atp的分子结构式,讲授atp的分子简式的写法和含义。磷酸键水解放出的能量水平。
由atp脱去最远离a的磷酸放出能量引入,讲述adp可以和pi结合,吸收能量,形成atp的过程。,用幻灯片或板书辅助。
adp转化为atp所需要的能量的来源:动物、人、真菌、大多数细菌通过呼吸作用、绿色植物通过呼吸作用和光合作用(图表辅助)
学生随教师的讲授作出回应,特别是atp和adp相互转化过程中,能量的变化。
(三)atp的利用 理解:吸能反应与atp合成想联系;放能反应与atp水解相联系。
简介图5-7,细胞中能量的利用途径。
(四)小结及例题 什么是atp
atp与adp的转化,及其能量的变化
例题略
第3章atp的主要来源——细胞呼吸(2课时)
一、 教学目标:
【知识】:说出线粒体的结构和功能
说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。(理解)
说明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用。(理解)
【技能】:设计实验,探究酵母菌细胞呼吸方式的探究。
二、教学重难点:有氧呼吸的过程及原理(重点);
细胞呼吸的原理和本质,探究酵母菌的呼吸方式(难点)
三、课前准备:知道两个小组学生分工完成探究酵母菌细胞的呼吸方式。
四、教学用具:ppt幻灯片
五、教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
(一)引入 回顾atp的生理功能,糖类、脂肪被细胞分解后把能量储存在atp的高能磷酸键中。提出问题:有机物进入细胞后以什么方式分解的呢?在体外,有机物与氧气发生燃烧反应,放出大量能量。而生物学家发现,有机物在细胞内也是通过复杂的氧化反映产生能量的。
引出细胞呼吸的概念 回顾旧知识,受教师的问题所引导,进入新课。
(二)探究酵母菌细胞呼吸的方式 对引导其他学生对参加实验的学生进行提问,并进行归纳。(问题如:为什么选用酵母菌作为实验材料,而不选用小白鼠等;naoh溶液的作用是什么)
总结出结论:细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。引导学生说出酵母菌的有氧呼吸产生co2;无氧呼吸产生酒精和co2 对实验的设计、结果进行交流和表达,并回答老师和其他学生提出的问题
(三)有氧呼吸 提出问题:在学习细胞器的内容中,和细胞有氧呼吸有关的细胞器是什么?阐明有氧呼吸的主要场所是线粒体。用幻灯片展示线粒体的结构,指导学生进行观察和表述,以问题作为引导:1.线粒体是由多少层膜组成;2外膜和内膜在形态上有什么区别,内膜的特点如何与线粒体的功能相适应;3.内膜和基质上有什么物质。
以幻灯片为辅助,讲授有氧呼吸的三个阶段。注意整理三个阶段发生的场所、能量的变化、产物。
提出问题:有氧呼吸与有机物在体外燃烧放能过程比较,有什么区别呢?
简单介绍有氧呼吸能量的转化效率,可以让学生来计算。一般内燃机的效率为25%左右,而生物有氧呼吸的能量效率为40%左右,其余60%左右转变为热能。 回答问题(线粒体)
观察线粒体的结构,并回答相关问题,并把多个问题的答案进行整合,得出线粒体适应有氧呼吸功能的结构。
学生阅读相关内容,填写表格,并进行分组讨论后,分别讲述有氧呼吸三个阶段。
比较两者的区别
分析有机物产伤的热能的生理意义。
教学活动 教师活动 学生活动
(四)第一课时小结及练习 用幻灯片展示半成品的概念图,指导学生完成
练习略 小组讨论,完成概念图
(五)无氧呼吸 提出问题:人体所有的细胞任何时候都在进行有氧呼吸吗?师生共同列举一些无氧呼吸的例子(如马铃薯块茎,水稻的根、蛔虫、骨骼肌细胞在缺氧的情况下等
无氧呼吸的场所、过程、产物、能量的变化
以乳酸、酒为例子,讲授发酵的概念。
通过用图表比较有氧呼吸和无氧呼吸两者的区别,指导学生概括无氧呼吸的概念 举出生活中遇到的无氧呼吸的例子
填写相关的表格
以有氧呼吸概念为例子,尝试总结出无氧呼吸的概念。
通过小组讨论,尝试找出有氧呼吸与无氧呼吸之间的相同、相异之处。
(六)细胞呼吸原理的应用 指导学生进行资料分析和讨论。 进行讨论,或者自由发言,利用无氧呼吸的知识,解释教材中相关的实例
(七)小结及练习
第4节 能量之源——光与光合作用(3课时)
一、 教学目标:
【知识】:说出绿叶中色素的种类和作用(了解)
说出叶绿体的结构和功能(了解)
说明光合作用以及它的认识过程(理解)
研究影响光合作用强度的因素
【情感态度】:通过了解光合作用的探索过程,认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,还要具有质疑、创新和用于实践的科学精神与态度。
【能力、技能】:进行有关的探究和实验,学会提取、分离绿叶中的色素,在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中,运用语言表达的能力以及分享信息的能力。
二、教学重难点:
重点:绿叶中色素的种类和作用;光合作用的发现和研究历史;光合作用的光反映、暗反应过程以及相互关系;影响光合作用强度的环境因素。
难点:光反映和暗反应的过程;探究影响光合作用强度的环境因素。
三、教学用具:实验材料;ppt课件
四、课前准备:
五、教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
(一)引入 光合作用对自然界的意义:生成氧气,进而紧接形成地球的臭氧层;直接或间接为其他生物提供能源;促进碳的循环。
(二)光合色素 实验:探究光合色素的的种类
讲述光合色素的种类、吸收光谱
(三)叶绿体的结构 通过图片和问题的引导,讲述叶绿体的结构及其适应光合作用的特点。 对恩格尔曼的两个实验进行讨论,并进行表达交流
(四)光合作用的探究历程 利用学生初中学过的关于光合作用的反应式,利用填空的方式,展示光合作用的定义。
引导学生对几个主要的探索历程资料进行阅读,并找出相关阶段的研究成果或观点。特别讲述用同位素追踪氧元素走向和碳元素走向的实验
(五)光合作用的过程 光反应:以光合色素捕获的光能的用处入手,并辅以板话,能量的是水脱氢,并放出氧气和产生[h];并且使adp生成atp。强调了光反应需要的条件是光、光合色素、酶。
暗反应:目的是二氧化碳获得h,被还原成为葡萄糖。二氧化碳与c5化合物结合(二氧化碳的固定),成城2分子c3;一部分c3获得了[h]被还原为葡萄糖;一部分c3形成c5继续参与循环。
归纳光合作用的本质:把利用光能,产生[h],把二氧化碳还原为葡萄糖,并把光能储存在更加稳定的糖类中。
以表格的形式再次巩固光合作用两个阶段的各种变化。以及两个阶段之间的关系。
教学活动 教师活动 学生活动
(六)影响光合作用强度的因素以及呼吸作用与光合作用的关系 设计情景,引导学生了解二氧化碳浓度、光照强度、温度对植物光合作用强度的影响。利用哈密瓜之类的例子,分析呼吸作用和光合作用的关系。
(七)化能作用 自养生物;异氧呼吸的概念,并且通过例子来讲述叶绿体的苦恼。
一、教学设计
(一)教学思想
本节课的设计紧贴课程标准强调的宗旨:培养学生的科学素养;结合探究实验,使得学生对知识的认识从感性过渡到理性;充分发挥学生的自主性学习,通过自主学习完成对知识的初步认识和理解,充分体现了学生在课堂中的主体地位;充分发挥教师的主导作用,通过教师的重点指引和难点突破,帮助学生完成从对知识的初步认识和理解升华到对知识的综合理解和应用,从而真正转化为能力和素养。
由于本节课的知识侧重在理解水平,所以在课堂练习的选择上也应侧重于知识的应用,另外结合“问题—探究—发展”教学模式,在选题上应同时侧重知识的发展和学生的发展。
(二)学情分析
虽然这一届高二的学生在初中使用的是人教版的旧教材,初三和高一又没有接触到生物学,在本节课的生物学知识支撑上比较薄弱,不过对于生物学也有一定的了解,加上我所教的这个班的学生对学习生物学有着浓厚的兴趣,所以能够组织学生在学习过程中开展自主探究。
广州市番禺区禺山高级中学在前年就开始推行“问题—探究—发展”的教学模式,高二的学生对于这种模式十分熟悉,具备施行“问题—探究—发展”教学模式的基础。该模式在本节课的教学上具备很强的可操作性。
本节课主要从一个探究实验入手,通过分析探究实验,了解细胞呼吸的类型和产物,让学生有一个初步的感性认识,然后上升到一个理性认识,符合学生的认知规律。
本课时强调对于知识的理解和应用,由于我校学生大多是农村孩子,对于农业生产的田间管理有着一定的感性认识,所以本节课的知识点能紧密结合学生的自身体验和熟知的社会生活(诸如人体高强度运动后的肌肉酸痛、甜酒的酿制等),从而能够通过创设学生熟悉的情景来激发学生学习的积极性和探究问题的主动性。
(三)教材分析
本节课的知识具有一定的独立性。本节课的重点有4个:
1.关于酵母菌细胞呼吸方式的探究实验。
2.细胞有氧呼吸和无氧呼吸的过程。
3.细胞有氧呼吸和无氧呼吸的联系和区别。
4.细胞呼吸原理的应用。
其中对酵母菌细胞呼吸方式的探究,要学生感性了解不同呼吸类型的条件和产物,并熟知对比实验在科学探究中的作用和设置条件。
知识结构:
(四)教学目标
1.知识目标。
①通过自主学习理解细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程。
②通过比较和讨论理解细胞有氧呼吸和无氧呼吸的异同和联系。
③通过综合分析,学会应用细胞呼吸的原理。
2.能力目标。
①通过自主学习,培养学生的自学能力和分析、归纳、总结的能力。
②通过合作探究培养学生对信息的获取、判断和利用能力。
③通过评价,培养学生的语言表述能力和评价能力。
④通过课堂练习,培养学生对于知识的应用能力、发散能力和迁移能力。
3.情感目标。
①通过对知识的学习,调动学生学习生物学的主动性。
②通过对知识的学习,增强学生对于自身的了解和对社会问题的关注。
(五)教学方法
目标教学;自主性学习;合作探究;评价学习。
(六)课前准备
两组探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置(其中一组为演示组,另一组为实验课上的学生的装置)。
(七)教学流程
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