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生物进化的历史辅导教案 导学诱思 一、化石展示生物进化历程 1.生物的进化由水生到陆生。2.生物的进化由单细胞生物进化为多细胞生物。 3.生物的进化由低等到高等，由简单到复杂。 二、寒武纪爆发 寒武纪动物大爆发：大部分动物门类都是在这个时期出现。 三、灭绝 集群性灭绝使许多物种，特别是原先占统治地位的物种走下历史舞台，同时它们又为其他物种走向繁盛提供了机会。在每一次大的集群性灭绝之后，接踵而至的是生物多样性的又一次新的激增。 四、适应辐射 1.散布 所有生物种群都具有从一个地方向其他地方扩散的倾向就叫做散布。 2.适应辐射 每个新的种群或者逐渐适应新的环境，或者死亡，逐代进化下去，从一个共同祖先进化出不同的物种。这种散布、适应及其后的物种形成，称为适应辐射。 五、物种形成的速率 1.渐变式模型 物种形成开始于从祖先物种分出一个小的种群，由于自然选择等因素的作用，微小变异逐渐积累，经过若干中间类型，最后形成新的物种。 2.点断平衡式模型 物种形成开始于从祖先物种分出一个小的种群，新种的变化主要发生在从母体分出独立种群的短暂时期，这时迅速地形成新的物种。 思考：三倍体无子西瓜是利用二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交产生的，四倍体西瓜、二倍体西瓜和三倍体无子西瓜是一个物种吗？为什么？ 提示：不是，因为这三个品种之间存在生殖隔离。 六、趋同进化与平行进化 1.趋异进化 自同一祖先的生物，它们在不同环境中，向不同方向适应进化，彼此变得很不相同。这种现象称为趋异进化。 2.同器官 由于趋异进化而形成的基本结构相似而功能不同的器官称为同器官。 3.趋同进化 自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整体或部分形态结构向着同一方向改变，就属于趋同进化。 4.同功器官 不同类群的生物由于趋同进化而形成的同样功能的器官称为同功器官。 5.平行进化 自共同祖先的互有亲缘关系的两个或多个种系，由于同向的适应进化，分别独立地进化出相似的特征，称为平行进化。 思考：鸟的翼和马的前肢的骨骼结构基本一致，形态、功能不同属于什么器官？鸟的翼与昆虫都有适应于飞翔的翅，它们属于什么器官？ 提示：同器官；同功器官。 七、种间相互作用与协同进化 1.协同进化 物种之间相互作用、依存的关系，对于某一物种说，是除了物理环境条之外最主要的外环境。物种之间的这种关系形成驱动进化的因素，使生态上密切相关的物种发生相互关联的进化，即协同进化。 2.协同进化的结果 造就生物之间精巧的相互适应。 思考：物种间的“军备竞赛”和生态系统中“精明的捕食者”策略，都说明了在生物进化过程中的什么特征？ 提示：生物种群相互选择，共同进化。 名师解惑 探究1：同器官和同功器官 同器官是指起相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。同器官的存在，证明了凡是具有同器官的生物，都是由共同的祖先发展进化的，只是在进化过程中，由于它们的生活环境不同，同器官适应于不同的生活环境，逐渐出现了形态和功能上的差异。 同功器官是指外形相似、功能相同而内部结构和起不同的器官。例如鸟的翼和昆虫的翅，葡萄的茎卷须和豌豆的叶卷须。同功器官的存在不能说明进化的同性，但是说明具有同功器官的生物适应相同的生活环境。某些器官由于用于同一功能，因而在发展中趋于一致，形成了相似的形态。 探究2：渐变式物种形成与爆发式物种形成 渐变式物种形成是要经过漫长时间和许多世代的逐渐演变才能形成新物种的过程。其中最普遍的方式是一个分布区很广的物种通过地理隔离先形成亚种，然后发展为生殖隔离，形成两个或多个新物种。 爆发式物种形成主要是指由异多倍体和染色体变异的方式形成新物种，一经出现可以很快达到生殖隔离。 探究3：生物进化的历程 （1）生物进化的大致过程 时间生物种类的出现 35亿年前古细菌、蓝藻、细菌 15亿年前真核生物出现 5.7亿5.0亿年前（寒武纪）海洋中大量的无脊椎动物 4亿年前原始的陆生植物（蕨类植物）、原始的两栖类 2亿年前裸子植物、被子植物、鸟类、哺乳类 （2）生物进化历程中的几个关键点 真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。 寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极，对植物的进化产生重要影响。 原始两栖类的出现：生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条。 （3）生物进化的顺序 简单复杂水生陆生低等高等 异养自养厌氧需氧无性有性单细胞多细胞 题例领悟 【例题1】真核生物的出现大大提高了生物进化的速度，你认为最重要的因素是（） A.相对于原核生物而言，真核生物的结构复杂，适应环境的能力强 B.真核生物的出现奠定了有性生殖的基础，有性生殖提高了生物的变异性，为进化提供了更多的原材料 C.真核生物出现了染色体的结构，由染色体异常所导致生物的变异量大大增加 D.以上都不是 解析：从A、B、C三个选项的内容看，A和C分别只是说明真核细胞结构复杂与染色体的结构，与变异的多样性无关，B说明变异的，为自然选择提供可选择的原材料，是正确的。 答案：B 领悟 真核生物可遗传变异的是基因突变、基因重组和染色体变异，定向的自然选择决定进化的方向，推动了生物的进化。 【例题2】达尔在加拉帕戈斯群岛发现有许多种的地雀，后被统称为达尔地雀。经研究表明，各个岛上的地雀原先属于同一个物种，经过逐渐演变才形成现在这样的许多不同物种。这种物种形成的方式称为什么方式物种形成（） A.渐变式物种形成B.继续式物种形成 C.异域物种形成D.同域物种形成 解析：本题是关于物种形成方式的问题，同时也是经典的事例。由题意知是经过逐渐演变才形成现在这样的许多不同物种，很容易判断出这里所指的物种关系为渐变式物种形成方式。 答案：A 领悟 物种形成的方式有两种：渐变式物种形成和爆发式物种形成，其标志都是出现生殖隔离。 堂反馈 1.生物进化的不正确顺序是（） A.由简单到复杂B.由矮小到高大 C.由低等到高等D.由水生到陆生 答案：B 2.下列属于同器官的是（） A.脊椎动物的肺和鱼的鳃B.鸟的翼和昆虫的翅 C.葡萄的卷须和豌豆的卷须D.鸡的翅和蝙蝠的翼手 答案：D 3.造成同器官形态、功能差异的原因是（） A.进化水平不同B.祖先不同 C.生活环境不同D.变异方式不同 答案：C 4.高等动物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的，从进化的观点看，这说明（） A.生物都是由细胞构成 B.受精卵是胚胎发育的起点 C.高等生物起于古老的单细胞生物 D.动植物的发育形式相同 答案：C 生态系统的能量流动 【课前预习】 1.生态系统的能量流动是指生态系统中能量的_、_、_和_的过程。 2.地球上几乎所有的生态系统所需要的能量来自_，流经一个生态系统的总能量为_。第一营养级获得的能量一部分通过_以_形式散失；一部分被_分解；还有一部分_，其余的流入_。 3.能量流动的特点是_、_。能量在相邻两个营养级间传递效率大约是_。生态系统中的能量流动一般不会超过_个营养级。 【课堂训练】 4.从生态学角度分析，生态系统中流动的能量最初来源于 A光合作用B高能化学键C绿色植物D太阳光能 5.某食物链abc中，a肯定比b具有 A更大的个体体积B更多的能量 C更广阔的生存区域D更多的个体数 6.在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是 A光能化学能热能B热能光能化学能 C化学能光能热能D光能热能化学能 7.一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如图所示，下列选项能正确表示树、昆虫、食虫之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的大小） 8.流经一个生态系统的总能量 A等于生产者固定的能量B大于生产者固定的能量C小于生产者固定的能量D无法估计 9.假设一个生态系统的总能量为100%，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为 A4%和0.8%B0.8%和0.8%C4%和4%D20%和4% 10.在南极生态系统中，一条食物链为：浮游植物小鱼海豹虎鲸。按能量传递规律，若虎鲸靠吃海豹来增加1公斤体重，至少消耗浮游植物的量为 A1kgB10kgC125kgD1000kg 11.若牛的摄入量为100%，粪便量为36%，呼吸量为48%，则牛的同化量为 A16%B52%C64%D84% 12.在下列食物链中，假设初级消费者从生产者获得的能量数值相同，提供给猫头鹰的能量最多的是 A绿色植物蚱蜢蜘蛛蜥蜴蛇猫头鹰 B绿色植物蚱蜢青蛙蛇猫头鹰 C绿色植物鼠蛇猫头鹰 D绿色植物鼠猫头鹰 【课后测试】 13.下列叙述，正确的是 A当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔的全部能量 B当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级 C生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落 D生态系统的能量流动是往复循环的 14.下列叙述中，处于能量“金字塔”塔顶的生物是 A第一营养级、生产者B第四营养级、次级消费者 C第四营养级、三级消费者D第四营养级、四级消费者 15.某一生态系统中，已知一只鹰增重2kg要吃10kg小鸟，小鸟增重0.25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重100kg要吃1000kg绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为 A0.05%B0.5%C0.25%D0.025% 16.运用生态系统能量流动规律分析下列选项，能量不利于流向对人类最有益的部分的是 A在森林中，使能量多储存在木材里 B在草原牧场，使能量多流向牛和羊 C能量流经初级消费者次级消费者三级消费者（人的食物） D在养鱼池，让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食 17.下图是食物网简图。分析并简要回答： （1）该食物网含有_条食物链，写出能量损失最少的一条食物链_，该食物网的主要成分是_。 （2）图中的初级消费者是_，蛇是_消费者，鹰占有的营养级分别有_营养级。 （3）图中的兔和蚱蜢两者是_关系。图中所列生物是生态系统的一个部分，再与_一起，就构成了一个群落。 细胞生活的环境 第一章人体的内环境与稳态 第1节细胞生活的环境 一、目标 1.描述内环境的组成和理化性质。 2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 3.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。 二、重点和难点 1.教学重点 （1）内环境的组成和理化性质。 （2）内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 2.教学难点 （1）内环境的理化性质。 （2）内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 三、课时安排 2课时 四、教学过程 章引入让学生阅读章引言并体会内环境的重要性。 板书第1节细胞生活的环境 节引入以“问题探讨”引入，学生思考并回答。 生答师提示1.图1中是人体血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等；图2中是单细胞动物草履虫。 2.血细胞生活在血浆中。草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相似之处是：都是液体环境；不同之处是：血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫直接生活在外界环境中；与外界环境相比，血浆的理化性质更为稳定，如温度基本恒定等。 问题以“本节聚焦”再次引起学生的思考。 板书一、体细胞生在细胞外液 体液不论男性还是女性，体内都含大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。 细胞内液 （存在于细胞内，约占2/3） 1.体液血浆 细胞外液组织液 （存在于细胞外，约占1/3）淋巴等 思考与讨论学生讨论后回答，师提示。 1.细胞外液是指存在于细胞外的体液，包括血浆、组织液和淋巴等。血细胞直接生活在血浆中，体内绝大多数细胞直接生活在组织液中，大量淋巴细胞直接生活在淋巴液中。由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的环境。 2.相同点：它们都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本化学组成相同。 不同点：（1）在人体内存在的部位不同：血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴分布于淋巴管中；（2）生活于其中的细胞种类不同：存在于组织液中的是体内各组织细胞，存在于血浆中的是各种血细胞，存在于淋巴中的是淋巴细胞等；（3）所含的化学成分有差异，如血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。 3.提示：当血浆流经毛细血管时，水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出，进入组织细胞间隙而成为组织液，绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管，形成淋巴，淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。它们之间的关系如图1-2所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。 板书2. 内环境有细胞外液构成的液体环境叫做内环境。 三、细胞外液的成分 资料分析有学生分析并回答，老师提示。 1.提示：表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子（如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-）等，有机物包括糖类（如葡萄糖）、蛋白质（如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等）、脂质（如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇）、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。 2.还含有气体分子（主要是氧气和二氧化碳）、调节生命活动的各种激素、其他有机物（如维生素）等。 3.Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。 4.维持血浆的酸碱平衡。 5.提示：如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后，分解为葡萄糖，经小肠绒毛吸收后进入血液，通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，最终生成二氧化碳和水，并排入内环境中。二氧化碳通过血液循环被运输到肺，通过呼吸系统排出体外，而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。（其他合理答案也可）。 板书三、细胞外液的渗透压和酸碱度 旁栏思考题 提示：哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同，所以是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水。 板书四、内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介 思考与讨论学生讨论后回答，师提示。 1提示：Na+和Cl-等直接来自于食物，不需要经过消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质，必须经过消化系统的消化，分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中，经血液循环运输到全身各处的毛细血管中，再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。 2提示：细胞代谢产生的CO2与H2O结合，在碳酸酐酶作用下，发生下列反应： CO2+H2OH2CO3H+HCO3-。 HCO3-通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中。主要与呼吸系统有关。 3提示：人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。 4提示：体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。例如，血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管，由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压，CO2就从血液中向肺泡扩散，再通过呼气运动将其排出体外。 小结略。 作业课后习题一二题。 提示1C。2B。3B。 4毛细血管壁细胞的直接生活环境是血浆和组织液，毛细淋巴管壁细胞的直接生活环境是淋巴和组织液。 拓展题 （1）肺泡壁、毛细血管壁。（2）食物的消化和营养物质的吸收。（3）肾小管的重吸收。（4）皮肤。 植物病虫害的防治原理和方法 第3节植物病虫害的防治原理和方法 【目标】 知识与能力方面： 1.简述植物病虫害的防止原理和方法。 2.认同“以防为主，防治结合”的策略。 3.调查当地主要农作物某种病虫害的防治措施和效果，并作出评价和提出建议。 过程与方法方面： 本节课主要采取学生通过小组合作探究的方法，以及深入农村调查调查当地主要农作物某种病虫害的防治措施和效果。在小组合作探究中理解科学、技术、社会三者的关系。培养学生的合作探究精神，和自我学习、搜集信息和处理信息的能力。 情感态度、价值观方面： 培养学生关爱社会,关爱农业发展、热爱农业的情感，培养他们社会责任感. 【重点】 1.植物病虫害预防原理和方法。 2.新型农药的使用。 【教学难点】 新型农药的使用 【教学方法】 讲授法和学生合作学习相结合 【教学课时】 1课时。 【教学过程】 学生：分组探讨、交流-调查当地主要农作物某种病虫害的防治措施和效果。针对某种作物，提出自己的方法。 一、植物病虫害的预测预报 1.定义：是指人类根据植物病虫害流行规律，推测未来一段时间内的病、虫的分布、扩散和危害趋势。 2.流程： 二、新型农药 1.概念：是指具备环境和谐或生物合理的特征，具有安全、广谱、低毒、无公害、易分解、与环境相容和免除有害副作用特性的农药。 2.学生讨论农业生产中有哪些新型农药的使用。 三、生物防治 1.定义：利用病虫害的天敌生物来防治病虫害的方法或途径，就是生物防治。 2.学生合作探讨在一个农田中，如何利用生物防治。 3.生物防治的基本策略。 四、昆虫信息激素的应用 1.信息激素：是指由成虫释放于体外，能够吸引同种异性昆虫前交尾的一类激素。 2.应用：学生探讨吸引素是如何用来防治害虫的？ 课下调查探究当地主要农作物一种病虫害的防治措施。 四、板书设计 【随堂练习】 1.在农业生产中，常用一些化学农药。其危害是： A造成植物发生突变个体 B使动物食用后，发生基因突变。 C污染环境。 D没有危害。 2.生物防治的原理是： A生物的进化。 B自然选择的原理。 C生态系统的结构。 D生态学原理，利用天敌防治。 【布置作业】 1.做学案上的练习题。 2.做社会调查 【教学反思】 遗传和基因工程 选修本 第12时遗传和基因工程基因工程简介 知识精华 1、基因工程的概念：又叫_技术或DNA重组技术。它是按照人们意愿，把一种生物的基因导入到另一种生物的细胞中，定向的改变生物性状。 2、基因操作的工具 （1）基因的_?限制性内切酶。 （2）基因的_?DNA连接酶。 （3）基因的_?运载体。 3、基因操作的基本步骤 （1）提取_?直接分离基因和人工合成基因。 （2）目的基因与_结合?使目的基因载入到运载体中，形成重组DNA。 （3）将目的基因导入_细胞?常采用显微注射技术和感染法 （4）目的基因的_与表达?据运载体上的标记基因判断导入与否，据受体细胞表现出特定的性状，判断目的基因表达与否。 4、基因工程的成果与发展前景 （1）医药卫生：生产基因工程药品；基因诊断（DNA探针）；基因治疗。 （2）农牧业及食品工业：农业上获得具抗性能力的新品种；畜牧养殖业培养优良品种的转基因动物；食品业为人类开辟新的食物。 （3）环境保护：环境监测；环境的净化 例题领悟 例1、下列关于质粒的叙述，正确的是（） A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子 C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的 解析：从两个方面分析，（1）质粒是一个小型环状DNA分子，它可以进入细菌细胞，存在于细胞内，但它不是宿主细胞的细胞器；（2）质粒是一个重要的运载体，通常利用质粒与目的基因结合，形成重组质粒。答案：B 例2、下列不属于获得目的基因的方法是（） A、“鸟枪法”B、转录法 C、反转录法D、根据已知氨基酸序列合成法 解析：从两个方面分析，（1）获取目的基因的途径有两条：一条是直接分离基因；另一条是人工合成基因。直接合成基因也就是“鸟枪法”；人工合成基因又有两条途径，一条是“逆转录法”，另一条是根据已知的氨基酸序列合成基因；（2）所谓转录是指以DNA的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成RNA的过程，此过程不能获得DNA（基因）。答案：B 自我评价 一、选择题 1、从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因的方法有（） 从供体细胞的DNA中直接分离基因从受体细胞的DNA中直接分离基因人工合成基因复制 A、B、C、D、 2、下列说法正确的是（） A、质粒是基因工程中唯一的运载工具 B、人工合成基因可以以RNA为模板 C、检测到标记基因所表达出的性状，则说明受体细胞中的目的基因已成功表达 D、重组的DNA分子必须含有抗药性基因，即标记基因。 3、下列说法正确的是（） A、基因治疗主要是对缺陷的细胞进行修复 B、基因工程的产品是获得大量的目的基因 C、用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出镰刀型细胞贫血症 D、用DNA探针检测饮水中病毒的含量，可精确到10个病毒每吨水 4、下列说法不正确的是（） A、基因的运载体从本质上看是一种分子量较小的DNA分子 B、苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因可以通过基因工程在棉花细胞中表达 C、基因工程的产品往往是一些蛋白质类物质 D、“工程菌”是从自然界分离出，可作为基因工程中的受体细胞 5、基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞的原因是 A、结构简单，操作方便B、繁殖速度快（） C、遗传物质含量少，易操作D、性状稳定，变异少 二、简答题 6、中国科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因植入烟草的细胞中并“嫁接”到其DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答： （1）人的抗病毒干扰素的化学本质是。 （2）在该实验操作过程用到的工具酶有和。 （3）人的抗病毒干扰素基因之所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是因为。 （4）烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了。这个事实说明，人和植物共同有一套，蛋白质的合成方式。 （5）这个事实也说明，现代地球上的生物是由共同的原始祖先经过漫长的地质年代进化而,它们之间有着或远或近的关系。 自我评价答案 一、1、B2、B3、D4、D5、B 二、6、（1）蛋白质 （2）限制性内切酶DNA连接酶 （3）人和植物的DNA分子，具有相同的结构（双螺旋结构）和化学组成（基本组成单位） （4）人的干扰素基因遗传密码转录和翻译 （5）亲缘 微生物发酵及其应用 微生物发酵及其应用设计与案例 目标的确定 与本节对应的课程标准具体内容是“举例说出发酵与食品生产”，而本节标题定为微生物发酵及其应用。事实上，微生物发酵在现实生活中远远超出了食品工业的范畴。因此，本节内容一开始时并没有局限于食品生产，而是从比较大的视角发酵工程史话引入，然后探秘发酵过程，再举例说出发酵与食品生产的关系。为此，本节主要目标确定为：通过了解发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的关系；说出微生物发酵生产的基本过程；举例说出微生物发酵与食品生产的关系；关注与微生物发酵有关的社会问题等。教学设计思路 教学实施的程序 教学 内容教学活动教学手段和方法预期目标 1.复习提问，引入新课。师：同学们在初中时学习过微生物发酵与食品，我们的日常生活中也接触到许多发酵食品，请同学们思考这样一个问题：哪些食品是由微生物发酵生产的？相应的发酵种类是什么？ 生：酸奶、泡菜，它们都是乳酸发酵。 师：很好！还有其他食品吗？想一想，我们每天吃的主食有通过发酵制作的吗？ 生：馒头、面包。 师：对，实际上，我们经常食用的许多食品，以及使用的一些药品，它们的生产过程都离不开微生物发酵。那么，微生物发酵是如何发展起来的？其生产过程怎样？它还可应用在哪些方面？现在我们就一起来解答这些问题。学生很可能回答不全，教师可提示。 投影或板书：第一节微生物发酵及其应用联系日常生活的实例，在回忆旧知识的基础上，引入新课，以激发学生的学习兴趣，强化从社会中来的意识。 2.新课发酵工程史话的学习。师：现在人们能够利用微生物发酵来大规模地生产食品、药品等许多产品，那么，人们今天的成绩是如何一步步取得的呢？下面我们先来学习第一个问题：发酵工程史话。 首先，请大家阅读教材发酵工程史话标题下的第一自然段。 从这段文字的叙述中，能够看出，人类的祖先很早就会在不知微生物发酵原理的情况下，利用微生物发酵技术来生产多种产品，这个方面还有我们中华民族的贡献。由此可见，发酵技术是从生产实践中一步步产生的。 师：下面请同学们继续阅读第二自然段。 第二自然段的核心内容是，随着两位科学家研究出发酵现象的本质和人们对微生物的认识不断深入后，诞生了传统的发酵工业。这充分说明了发酵技术需要基础科学研究的指导，即科学研究促进了技术的发展。 师：好，请大家继续阅读后四个自然段的内容。从中能够看出，发酵技术随着时代的发展而不断向前发展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且和基因工程技术的结合使它如虎添翼。由此看来，生物技术产业的核心是技术，同时科学技术又是一个不断发展的过程。投影或板书： 一、发酵工程史话 学生先阅读教材相应的段落，教师就此段落提炼出有关科学价值观的教育素材自然过渡到发酵工程史话。 让学生体验科学技术是从生产实践中产生的。 让学生体验技术需要以基础科学研究作指导，科学、技术间存在相互作用。 让学生认同生物技术产业的核心是技术，以及科学技术是一个不断发展的过程。 3.新课发酵生产过程探秘。师：在很多家庭的日常生活中，味精是不可缺少的调味品，那么，你知道它的化学成分是什么吗？ 生：谷氨酸钠。 师：对！有人认为食用味精对人体有毒害作用，从生物学的角度，你如何看待这个问题？ 生：味精是谷氨酸的一种钠盐，食用后在体内能分解成谷氨酸，而谷氨酸是人体的一种必需氨基酸，所以食用味精对人体不会有毒害作用。 师：非常好！适当添加味精对人体无害，且能增添菜肴的鲜味。我国已成为国际上味精生产大国，年产约6.5105t。你想知道味精是怎样在现代化的工厂中生产出来的吗？请大家翻到教科书P7677。现代发酵工业的生产过程非常复杂，为避繁就简，突出主干，教科书用流程图来展示发酵的基本过程。为便于同学们的理解，我们以味精生产为例，来探秘它的发酵生产过程。 味精生产的第一步是选育出能产生谷氨酸的细菌菌种，如谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等。这些细菌先是从自然界中分离出来的，再用诱变、基因工程等现代生物技术处理，便可得到高产的菌种。 由于谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌是细菌，其同化作用类型是异养型的，所以要大量培养这些细菌，就需根据细菌的代谢特点配制相应的培养基。培养基如何配制可参看教科书中关于配制培养基的解释。 由于生产中要采用单一菌种发酵，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以生产味精的培养基和发酵设备必须经过严格的灭菌，并进行无菌操作。 在味精生产过程中，由于发酵罐的体积很大，需要的菌种（种子）量就多。为提高发酵罐中的发酵效率，缩短生产时间，要把谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种，经过培养，达到一定数量后，才能接入到发酵罐中，即要先经过扩大培养后再接种。 当谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种接入发酵罐后，这些细菌就会利用罐内培养基中的营养物质大量繁殖，同时产生大量的谷氨酸。为使发酵过程处于最佳状态，现代化的味精生产企业，其发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的各种条件严格控制，以大幅度地提高生产率。需要说明的是，谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌均是好氧菌，因此，发酵过程中要不断地通入无菌空气，以满足它们生长繁殖的需要。 在温度为3037、pH为78的条件下，经2832h，发酵罐内的培养液中就会生成大量的谷氨酸，随后，将谷氨酸从培养液中分离出来，用适量的Na2CO3溶液中和（形成谷氨酸钠结晶）后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤，便成了味精。这便是味精生产的最后一步，即分离、提纯产物，获得产品。投影或板书： 二、发酵生产过程探秘以味精生产为例 由于这部分内容学生较陌生，因此以教师讲解为主。 板书：1.菌种的选育：如谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等 板书：2.培养基的配制：水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等 板书：3.灭菌：去掉杂菌 板书：4.扩大培养和接种：先大量培养谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种，再将菌种接入发酵罐 板书：5.发酵罐内发酵：由计算机控制系统控制条件 板书：6.分离、提纯产物 产品：谷氨酸谷氨酸钠让学生了解发酵生产的基本过程。 4.新课发酵与食品生产。 师：正因为人们对微生物发酵生产的过程研究得非常透彻，所以现在我们能利用微生物发酵技术来生产多种产品。请大家翻到教科书P77，看讨论专栏，4个同学一组来完成这个讨论。 师：哪个小组愿意把自己讨论的结果和大家交流？ 生：馒头、面包、泡菜等是直接由微生物发酵生产的。味精、醋、酱油等是经发酵生产的食品添加剂。 师：很好！实际上发酵与食品生产的关系最为密切，其产品远远超过同学们现在所知的。如想进一步了解，请阅读教科书P78的内容。投影或板书： 三、发酵与食品生产 先给学生5min完成讨论，再让23个组的学生发言。让学生感到要学习的内容离自己很近，激发起学生的学习兴趣。 让学生体验科学、技术、社会三者间的关系。 5.小结及布置调查活动。师：今天这节课我们学习了有关微生物发酵及其应用的内容，大家应了解微生物发酵生产的基本过程，同时能举例说出微生物发酵与食品生产的关系。我们应该利用所学的知识去关注微生物发酵在社会中的应用，为此，请大家利用课余时间完成一个调查活动，调查活动的内容和要求见教科书P78“到社会中去”栏目，大家可根据自己的兴趣和条件任选一个题目去调查，调查完成后，写一份调查报告，供大家交流。 感兴趣的学生可以个人或小组合作，选择一个内容去调查。最终完成的调查报告，经教师评价后，张贴出来，办一个专栏供大家参观。 为学生构建一个学以致用的平台，同时唤起学生关注社会的意识。 生态系统的物质循环同步教案（新人教版必修3） 5.3生态系统的物质循环同步教案（新人教版必修3） 课题第3节生态系统的物质循环 教学 目标1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。 2.尝试探究土壤微生物的分解作用。 3.说明能量流动和物质循环的关系。 4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。教方学法讲述与学生练习、讨论相结合 教 材 分 析重点分析生态系统中的物质循环 难点说明能量流动和物质循环的关系。 教具多媒体、实物投影仪 教学过程引入以“问题探讨”引入，学生思考回答师提示。 提示循环利用。 问题以“本节聚焦”再次引起学生的思考。 板书一、碳循环 1概念：指组成生物体的C、H、O、N等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间形成的反复运动。 （1）循环形式：CO2 （2）循环途径： （3）温室效应 学生活动阅读P100第二段到P101完 思考与讨论学生阅读思考回答师提示。 提示 1.单质与化合物；有机物与无机物。 2.略。 板书生态系统的物质循环：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。（生物地球化学循环） 旁栏思考题学生阅读思考回答师提示。 提示大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头温室气体的排放。 探究有条件学生回家探究。 二、能量流动和物质循环的关系 区 别 能量流动物质循环 形式含碳有机物CO2 范围生物群落的各营养级之间生物群落与无机环境之间 特点单向流动、逐级递减全球性、循环流动 联 系物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行，相互依存，不可分割，在生物群落中都是以食物链为流动渠道。 小结略。 典型例题 例1我国北方处于稳定状态的某森林 生态系统，其碳循环如右图，箭头和字母分别表 示碳元素的传递方向和转移量。下列选项正确的是abd A.夏季,a?b?c?eB.秋季,e?f?gg C.春季,g?b?e?fD.冬季,d?c?fc ef c 解析：我国北方的夏季昼长夜短，气温较高，生产 者同化作用占优势，生长较快，因此a?b?c?e；在秋季，植物的遗体、残枝、败叶相对增多，动物粪便增多，而土壤中的微生物数量相对稳定，由于气温变低，土壤中的微生物代谢变缓、繁殖变慢，因而e?f?g；在冬季，动物呼吸作用加强以维持体温，即d值增大，而动物可摄入的有机物相对减少，即c值减少，可能的关系是d?fc。 答案：A 例2右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，C 请据图回答问题 （1）此生态系统的能量流动是从固D 定太阳能开始的。 （2）碳元素在大气中与A、B、C、之间的流动是以AB 形式进行的，在生态系统的各成分中，A为，B为。 （3）图中DC过程是通过作用实现的，CD过程是通过作用实现的，BD过程是通过作用实现的。 （4）生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以形式储存在地层中，碳在生物群落与无机环境之间主要以的形式循环。 （5）碳循环的同时一定伴随着。 解析：在生态系统中，碳元素主要以二氧化碳的形式在生物