2021高二生物教案1
一、教材分析
新课标对光合作用的认识过程从原来的“了解”水平提高到了“说明”水平，教材中本部分内容从回顾科学家对光合作用的探究历程开始，让学生感知他们探索的科学精神和实事求是的科学态度，学习科学探究的一般方法和实验设计的原则，并且得出光合作用的反应式。教材中详细描述了各探究实验的关键环节，对学生的探究思维具有很好的启发性。
二、教学目标
1.知识目标：
1.知道光合作用被发现的基本过程
2.简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。
2.能力目标：
1.重新走进科学家发现光合作用的有关实验，学会运用科学探究的手段发现问题、解决问题，发展科学探究能力;
2.在实验探究中掌握科学探究的一般原则，重点是对照实验原则和单因子变量原则
3.过读书和师生的讨论活动，培养学生[此文转于斐斐课件园 FFKJ.Net]自学和主动探索新知识的技能、技巧。
3.情感、态度和价值观目标：
1.体验科学探究历程，体会科学概念是在不断观察、实验、探索和争论中形成;
2.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学科中的有关知识，还要具有质疑、创新及勇于实践的科学精神和科学态度;
3.学会参与、合作和交流探究的内容和结果;
4.认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
三、教学重点难点
重点：光合作用的发现及研究历史过程中的各实验设计、优缺点和结论。
难点：光合作用的发现过程中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。
四、学情分析
学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，而且生活实践中也对光合作用有所了解。但是，对于光合作用的发现历史却很陌生，关键对于我们这节课要达到的目标“科学探究的一般方法”知之甚少。高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。在教学过程(本文来自优秀教育资源网斐.斐.课.件.园)中，教师要尽量创设学生活动的机会，让学生成为学习活动的主体，教师只是为学生的学习提供必要的指导和知识铺垫。
五、教学方法
探究式教学，结合问题、讨论、比较、归纳多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生再现科学发现过程，并进行分析、讨论、归纳和总结。新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1. 学生的学习准备
学生收集了解关于光合作用研究历史。兴趣小组做关于光合作用的探究实践
2021高二生物教案2
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+
2021高二生物教案3
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。
2021高二生物教案4
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。
2021高二生物教案5
一、教学内容和教学对象分析
1.教学内容
处于生活状态下的细胞是一个开放的系统,时刻与周围的环境进行物质交换和能量交换，并利用这些物质和能量维持自身的各项生命活动，进行新陈代谢。酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用。因此引导学生掌握酶的概念和本质，理解酶在代谢中的作用就显得十分非常重要。另外，学生已具备做科学的能力，在课堂中引导学生科学地思考，积极动手实验，对于培养学生的科学精神十分有益，因此本节课初步引入对照实验和控制变量。
2.教学对象分析
学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压催化剂下进行的，细胞内部却是常温常压温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使高效有序的进行，因此引入对酶相关知识的学习。
二、教学目标
1.知识目标
探讨活细胞内酶的本质和作用、探究酶的高效性和专一性。
2.能力目标
①进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
②在问题探讨，有关实验设计，资料分析等问题讨论中，培养运用语言表达的能力以及查阅资料、共享信息的能力。
3.情感目标
①通过回顾科学家对酶本质的探索历史，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。
②认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于质疑，创新，和勇于实践的科学精神与态度。
三、教学方法和教学手段
1. 教学方法：实验法、小组讨论法、鼓励评价法、比较说明法、卡通图片法，
2.教学手段：借助多媒体、设计实验表格
四、教学流程
五、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
精心设问，步步深入(5分钟)
[新课导入] 已近中午了，大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢?食物是怎样被消化的呢?
[问题探讨]图示1783年，斯帕兰扎尼“鹰与笼子”的实验，探讨相关问题及实验的巧妙之处。
[对比说明]工业制氨的条件是什么?
细胞内是否具备这些条件?但是细胞内的化学反应依然高效有序的进行，原因何在?
[提出课题]酶的作用和本质
激发学生兴趣，让大脑快速进入思考状态。
[小组讨论，得出结论]：
鸟类的胃不仅有物理性消化，还有化学性消化。
回答：
高温、高压、催化剂
推测：
细胞内有生物催化剂。
为引入新课作铺垫。
此实验是开创了酶研究先河。其问题的提出，实验方案，实验设想，结论与推论等过程及创新思维的意识对学生有学习与借鉴的意义。
[新课]探究研讨，引议释疑(30分钟)
一、酶在细胞代谢中的作用(20分钟)
引导思考，设计实验，验证酶的高效性
[实验原理及材料]我们知道过氧化氢可以在fe3+催化下，分解成水和氧。新鲜的动物肝脏研磨液含有过氧化氢酶。如果给你新鲜的动物肝脏研磨液、过氧化氢溶液、氯化铁溶液，以及必需的实验用具，你能否设计实验?
[提示1]酶的高效性是相对谁而言?
[提示2]反应物怎么选择呢?
[提示3] 因变量是什么?
[提示4] 观察那些现象可以得出结论?
[提示5]实验预期和结果讨论。
提问：为什么酶具有高效性?
[此实验为特别补充内容]
设计实验，验证酶的专一性
[过渡]细胞代谢包括很多化学反应，不仅反应速度快，而且有条不紊地进行，这说明酶作为催化剂，不仅具有高效性，还具有专一性。
提示：怎样理解专一性?
我们知道木瓜果汁含有木瓜蛋白酶，嫩肉粉中也含有蛋白酶制剂，如果给你木瓜榨汁，嫩肉粉，牛奶、豆浆、淀粉溶液、碘液、斐林试剂、双缩脲试剂，请根椐需要选择合适的试剂和的实验用具，能否设计实验验证酶的专一性?
[小结]酶的高效性和专一性。
[学生实验一]
[小组讨论]
设计实验方案
设计表格记录实验现象及结果
回答：无机催化剂
思考：是让无机催化剂和酶各自催化一种呢?还是催化同一种物质呢?
回答：过氧化氢分解速度
回答：
气泡的多少及产生速度
点燃的卫生香复燃情况
结果：过氧化氢酶的催化效率比氯化铁的催化效率高，说明酶具有高效性。
回答：降低了活化能。
参考教材利用卡通式插图，结合文字叙述，形象描述。
[学生实验二]
[小组讨论]：应该体现在酶只能催化某种特定的反应，而对其它反应没有催化作用。
[小组讨论实验方案]
选取何种酶?选取何反应物?如何设计对照?如何鉴定结果?预测结果?
理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验
观察实验现象，感性认识过氧化氢酶的高效性。
培养语言表达能力，将感性知识上升到理性知识。
[实验一]是用两种不同的催化剂来催化同一种物质[实验二]是用同一种酶来催化两种不同的物质，让学生了解设计实验的思路是怎样的?怎样选材?怎样设计对照?从而加强实验技能的训练。
教师特意设置二个小陷阱，①是让学生自行选取择蛋白质的鉴定试剂，巩固其使用方法。②材料丰富，根据实验需要，懂得取舍，不可贪多。
二、酶的本质(10分钟)
1.从人物的角度来看
2.从研究结果的角度来看
从观察到到问题，从问题到猜测，从猜测到实验，从不完善到完善，这是做科学的必然步骤，也是科学发展的必然规律。
[补充]
(1)如四膜虫的rrna前体具有催化活性。(2)目前已有发现具催化活性的dna的报道。
3.引导与激励
结合酶本质的探索历程及萨姆特历时9年获得诺贝尔奖的过程，谈谈马克思的话的理解。
[小结]酶的本质
[资料阅读，探索酶的本质]
完成课本82页基础题一，体会几位科学家的观点之间的逻辑关系。
分析每位科学家的科学结论中可取之处与不足之处。
[小组讨论发言]
在酶的发现历程中，由胃的物理性消化→胃的化学性消化 →从胃液中提出了消化蛋白质的物质→脲酶结晶的提取→证实脲酶是一种蛋白质→提取出多种酶的蛋白质结晶→指出酶是具催化作用的蛋白质→少数rna也具有生物催化作用→进一步完善了酶的概念。
[小组感言]
科学无坦途。
科学的苦与甜。
[小组总结]
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数的酶是蛋白质，少数酶是rna。
培养学生继承、创新、实事求是和大胆实践等科学精神和态度。
引导学生从两种不同角度分析这一过程，实际上就是提高学生分析与推理能力的过程。
激励性评价：科学知识都不是一承不变的，是一个不断发展的过程，唯有上下求索，才能做到科研无止境。你也可以未来科学一颗闪亮的星星。
促进学生积极改变学习方式，培养学生主动建构知识。
[课后进一步探究] (5分钟)
请根据下列材料设计一个证明酶是蛋白质的实验：
实验材料：5%的naoh溶液、3%的cuso4溶液、鸡蛋、水、唾液、小烧杯、玻璃棒、试管滴管、镊子、脱脂棉。
实验原理：
实验步骤：
实验结论：
理解酶的本质
训练实验思维。
五、教学小结
细胞作为开放性的生命系统，不断地与周围的环境进行物质交换和能量交换，并在此基础上实现新陈代谢。酶作为生物催化剂，对于细胞高效有序地完成各种生理作用起着非常重要的作用。随着科学的不断发展，有关酶的本质的探索也处于不断不断完善中。近年来，酶工程的发展为生产和生活带来巨大的活力，而这点点滴滴的进步既归功于大胆的猜想，又归功于科学而巧妙的实验设计，因此，同学们在日常生活中要学会发现问题，提出问题，然后通过推理和实验去解决问题，那么你会有意想不到的惊喜，无形中发现你解决问题的能力和科学实验的能力大大提高了，希望明天的科学之星就是你。
六、教学反思
本节课按照课标要求，倡导探究性教学，以小组互助的方式组织教学，能引导学生主动参与知识构建过程。本节课不仅较好地利用了教材上的实验，而且善于从现实生活中寻找更加灵活的典型例子，巧妙地引导学生从不同角度考虑问题，一正一反，相互辉映，使学生充分体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，有利于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。本节课大量采用鼓励性评价机制，发挥学生潜能，注意培养学生敢于质疑，敢于创新，大胆猜想的科学精神和态度价值观。不足之处是：时间较紧，使得一部分实验留待课后操作。