高二生物基礎知識教案
高二生物基礎知識教案都有哪些?生物(簡稱生物或生命科學)是探索生命活動現象和規律的科學,是自然科學中的一門基礎學科。下面是小編為大家帶來的高二生物基礎知識教案七篇,希望大家能夠喜歡!
高二生物基礎知識教案(篇1)
教學目標
一、知識方面
1、使學生了解新陳代謝的基本類型
2、使學生理解化能合成作用與光合作用的區別與聯系
二、能力方面
1、通過學生對新陳代謝基本類型的學習,培養學生對概念進行科學分類的能力
2、通過學生分析、比較光合作用和化能合成作用的異同,培養學生科學的思維品質。
3、通過學生分析某個生物的新陳代謝類型,培養學生利用概念進行科學判斷的能力。
三、情感、態度、價值觀方面
通過學生生物體新陳代謝類型的了解,使學生能較全面的、辯證的觀察紛繁復雜的生命自界。
教學建議
教材分析
本節可看成對第三章內容的總結,包括新陳代謝的概念和新陳代謝的基本類型兩部分內容。
1、新陳代謝的概念
教材先定義了新陳代謝的概念:新陳代謝是活細胞中全部有序的化學反應的總稱,它包括物質代謝和能量代謝兩個方面;然后著重講述了新陳代謝中物質代謝、能量代謝、同化作用、異化作用這四個概念這含義,并用表解的形式概括了它們之間的關系。
2、新陳代謝的基本類型
教材講述了同化作用的兩種類型,即自養型、異養型,并在自養型中講述了化能合成作用;教材還講述了異化作用的兩種類型,即需氧型、厭氧型。
教法建議
本節的知識內容除了化能合成作用以外,其余的都是學生在生物課中學習過的相關內容,可以說本節是是對全章學習的總結,因此教師可在學生自學并討論相關問題基礎上,加以適當概括總結即可。
1、引言
由于本節所涉及的大部分知識點都是學生學過的,因此引入本節內容時,可選擇的方式就比較自由,凡與新陳代謝有關的,學生感興趣的話題都可作用為切入點。比如通過如下的問題引入本節課題:綠色植物的光合作用是生物界與非生物界建立聯系的關鍵,其本質是把無機物合成了有機物,把光能轉化為貯存在有機物中的化學能。其實,自然界有些生物雖然不是綠色植物,也可把無機物轉化為有機物,那些生物合成的有機物中的能量來源于哪里呢?
以此直接引入化能合成作用的學習。
2、化能合成作用
在本節中,只有化能合成作用對學生而言是新知識點,學生只有在清楚了這個生理過程之后,教師才能較為順利地引導學生通過自學或討論完成新陳代謝的概念和新陳代謝的基本類型的總結和歸納。
在引導學生討論化能合成作用的機理時,教師可讓學生寫出綠化植物的光合作用總反應式,以此作為與化能合成作用的進行比較的參照。
然后教師可以先硝化細菌為例,向學生介紹化能合成作用的機理。
教師可先讓學生比較硝化細菌、硫細菌、鐵細菌由無機物(二氧化碳和水)合成有機物(葡萄糖)的過程中從物質變化和能量變化上的相同之處。
之后,比較硝化細菌合成有機物與光合作用有機物的生理過程,比較兩者在物質變化和能量轉化之間的異同。
3、新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型
在學生理解清楚化能合成作用這一知識難點后,本節的其它內容對學生而言應該是全都學過的,教師在處理新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型這兩部分教學時,更多地應讓學生自己有時間來梳理所學的知識內容,所以采用自學或問題討論的方式可能適于這部分的教學。教師可在學生自學的基礎上提出一些相關問題供學生分析、討論。
教師可把學生討論的結果表解的形式總結新陳代謝的基本類型。
4、為加強學生對新陳代謝的基本類型的理解,教師設計一些學生感興趣的問題供學生分析、討論。
教學設計方案
【課題】 第八節 新陳代謝的基本類型
【教學重點】 新陳代謝的基本類型
【教學難點】 化能合成作用與光合作用的區別與聯系
【課時安排】1課時
【教學手段】 板圖
【教學過程】本節的知識內容除了化能合成作用以外,其余的都是學生在生物課中學習過的相關內容,可以說本節是對全章學習的總結,因此教師可在學生自學并討論相關問題基礎上,加以適當概括總結即可。
1、引言
由于本節所涉及的大部分知識點都是學生學過的,因此引入本節內容時,可選擇的方式就比較自由,凡與新陳代謝有關的,學生感興趣的話題都可作用為切入點。比如,教師可從下面的問題之一引入本節課的學習。
①我們總說新陳代謝是生物最基本的特征,而且我們也學習了不少與生物的新陳代謝有關的原理,你能否舉例說明你是怎么理解“一旦生物的新陳代謝停止,生命也就終止了”這句話的?
②請舉例說明什么樣是同化作用?什么樣是異化作用?
③在某一個生物個體中,同化作用和異化作用之間是什么關系?
④動物和植物在同化作用方面(或攝取營養物質方面),最顯著的差異是什么?
⑤你能否列舉盡可能多的生物種類,它們可進行無氧呼吸嗎?
⑥你能否理清楚同化作用、異化作用、能量代謝、物質代謝之間的相互關系?
⑦綠色植物的光合作用是生物界與非生物界建立聯系的關鍵,其本質是把無機物合成了有機物,把光能轉化為貯存在有機物中的化學能。其實,自然界有些生物雖然不是綠色植物,也可把無機物轉化為有機物,那些生物合成的有機物中的能量來源于哪里呢?以此直接引入化能合成作用的學習。
2、化能合成作用
在本節中,只有化能合成作用對學生而言是新知識點,學生只有在清楚了這個生理過程之后,教師才能較為順利地引導學生通過自學或討論完成新陳代謝的概念和新陳代謝的基本類型的總結和歸納。
在引導學生討論化能合成作用的機理時,教師可讓學生寫出綠化植物的光合作用總反應式,以此作為與化能合成作用的進行比較的參照。
然后教師可以先硝化細菌為例,向學生介紹化能合成作用的機理。由于學生對硝化細菌根本不知道,而且生物化學又很抽象,因此這部分內容學生有畏難情緒,教師應先簡要介紹一些有關硝化細菌的感性知識,以消除學生的這種陌生感。在此基礎上,教師寫出亞硝化細菌氧化氨、硝化細菌氧化亞硝酸的化學反應式,最后再寫出二氧化碳和水產生葡萄糖的反應式;
如果條件允許,教師還可以硫細菌、鐵細菌為例,寫出硫細菌把硫單質氧化成+6價硫,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反應式;鐵細菌把+2價鐵氧化為+3價鐵的化應式,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反應式。
教師可先讓學生比較硝化細菌、硫細菌、鐵細菌由無機物(二氧化碳和水)合成有機物(葡萄糖)的過程中從物質變化和能量變化上的相同之處,從而引導學生總結出:這些細菌是利用氧化無機物時釋放出的化學能,將無機物合成有機物,并把氧化無機物時所釋放出的化學能儲存在合成的有機物中。
之后,比較硝化細菌合成有機物與光合作用有機物的生理過程,比較兩者在物質變化和能量轉化之間的異同,從而引導學生總結出:化能合成作用與光合作用相同之處在于二者都可把無機物合成有機物,因此光合作用與硝化細菌都為自養生物;二者的不同點在于能量來源不同,即光合作用儲存在合成的有機物中的化學能來源于光能,而化能合成作用儲存在合成的有機物中的化學能來源于細菌是利用氧化無機物時釋放出的化學能。
3、新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型
在學生掃清了化能合成作用這一知識難點后,本節的其它內容對學生而言應該是全都學過的,教師在處理新陳代謝的概念與新陳代謝的基本類型這兩部分教學時,更多地應讓學生自己有時間來梳理所學的知識內容,所以采用自學或問題討論的方式可能適于這部分的教學。教師可在學生自學的基礎上提出一些相關問題供學生分析、討論,如:
①在某一個生物個體中,同化作用和異化作用之間是什么關系?物質代謝和能量代謝之間也是什么關系?
引導學生分析同化作用和異化作用的下面幾層含義:
A、同化作用和異化作用都存在著物質變化,即異化作用分解有機物,同化作用合成有機物;
B、同化作用和異化作用都存在著能量轉變,同化作用儲存能量,異化作用釋放能量;
C、同化作用和異化作用都存在著與外界環境的關,同化作用從外界環境攝取物質和能量,異化作用向外界環境排放物質和能量。
前兩點綜合起來理解就可得出新陳代謝是“體內物質和能量的變化”,而第三點則體現了新陳代謝的另一觀點,即“生物體外界環境的物質和能量的交換”。
最終使學生建立新陳代謝準確的概念,即準確的新陳代謝是生物體與外界環境之間物質和能量的交換,以及生物體內物質和能量的轉變過程,生物體的這種不斷的自我更新,是新陳代謝的實質。
②你能否理清楚同化作用、異化作用、能量代謝、物質代謝之間的相互關系?
③劃分生物新陳代謝類型的標準是什么?
④化能合成自養型與光能合成自養型有什么區別?
⑤自養型代謝與異養型代謝根本的區別是什么?
⑥需氧型代謝與厭氧型代謝的根本區別是什么?
⑦酵母菌與乳酸菌相比,其代謝類型有何特點?
⑧你如何說出腐生與寄生之間的區別?
4、為加強學生對新陳代謝的基本類型的理解,教師設計一些學生感興趣的問題供學生分析、討論,比如:
①你能說出下面所列出的生物的新陳代謝類型嗎?
綠色植物、人、靈芝、乳酸菌、蛔蟲、豬肉絳蟲、酵母菌、硝化細菌、蘑菇、霉菌等。
②有人認為寄生植物、食蟲植物是自養型和異養型之間的過渡類型,這種觀點對嗎?為什么?
③你能舉例說明自然界存在兼自養、異養于一身的生物種類嗎?(寄生植物、食蟲植物、綠眼蟲等)
④你能舉例說明自然界是否存在兼需氧、厭氧于一身的生物嗎?(酵母菌等兼性厭氧的生物)
⑤你認為原始生命的新陳代謝類型應該是什么?
⑥“硝化細胞的代謝類型屬自養型”,這一說法準確嗎?
自然界除了綠色植物可進行光合作用外,還有沒有自養生物呢?答案是肯定的,有。這類生物就是可進行化能合成作用的細菌。如硝化細胞、鐵細菌、硫細菌等。
通俗地說,光合自養和化能自養的共同之處都在于可自己養活自己,即不用吃東西,自己可利用二氧化碳和水這些無機物合成葡萄糖等有機物。
而光合自養與化能自養的區別在于光合作用合成的葡萄糖中的化學能來源于太陽能,而化能合成作用合成的葡萄糖中的化學能來源于氧化無機物所釋放出來的化學能。
還要注意下面四個概念,即同化作用、異化作用、自養型、異養型(為同化作用的一種類型)同化作用類型包括自養型和異養型(通俗地說是別的生物養活自己);異養型包括腐生型(生活在無生命的有機質中)和寄生型(生活在活的生命體內或表面)。
其實這部分內容并不難,但有一個地方學生要特別注意,這就是三種問法的區別,以硝化細菌為例:
(1)硝化細菌的代謝類型是什么? 答案是:自養需氧型
(2)硝化細菌的同化作用類型是什么? 答案是:自養型
(3)硝化細菌的異化作用類型是什么? 答案是:需氧型
這三種問法的答案是不一樣的,要細心,注意不要答非所問。
高二生物基礎知識教案(篇2)
《生命活動的主要承擔者──蛋白質》說課稿
一、教學設計
(一)教學目標的確定
在課程標準的具體內容標準中,與本節內容相對應的條目是“概述蛋白質的結構和功能”,“概述”屬于理解水平,首先要理解蛋白質的基本組成單位──氨基酸的結構特點,以及由氨基酸形成蛋白質的過程,要達成新課標的要求,確定本節的知識目標為:“說明氨基酸的結構特點,以及氨基酸形成蛋白質的過程”、“概述蛋白質的結構和功能”。
能力目標:教材中并沒有直接給出氨基酸的結構通式,而是讓學生觀察4種氨基酸的結構,通過思考與討論,找出氨基酸的共同特點,加深對氨基酸結構的理解。這種讓學生通過主動探究得出結論的處理方式,是新教材的特點之一,是落實探究性學習課程理念的具體體現。關于蛋白質結構和功能的多樣性,教材采用圖文并茂的形式,讓學生在獲取形象、豐富的信息內容的同時,培養分析和處理信息的能力。
考慮到認同生命的物質性對于樹立唯物主義觀點具有重要意義,而本節內容恰好說明了生命活動的物質基礎的重要方面──許多生命活動是靠蛋白質來完成的,因此,在情感態度與價值觀方面,就確定了“認同蛋白質是生命活動的主要承擔者”。世界上第一個人工合成蛋白質的誕生,是我國科學家在生物學創造的奇跡。國際人類蛋白質組計劃,是繼人類基因組計劃之后的又一項大規模的國際性科技工程,是我國科學家第一次領銜國際重大科研協作計劃。科學史話和科學前沿分別介紹了這兩項重大科研成果,讓學生在了解蛋白質研究有關的科學史和前沿進展的同時,培養愛國主義精神,增強民族自信心和自豪感。
(二)教學內容
1.教材內容的地位、作用與意義
對細胞結構和功能的了解,應建立在了解細胞的物質組成的基礎之上。本節關于組成細胞的重要物質蛋白質的內容,是學習本書其他章節的基礎,也是學習高中生物課程其他模塊的基礎。
2.教材的編排特點、重點和難點
特點:
(1)教材中并沒有直接給出氨基酸的結構通式,而是讓學生觀察4種氨基酸的結構,通過思考與討論,找出氨基酸的共同特點,加深對氨基酸結構的理解。這種讓學生通過主動探究得出結論的處理方式,是新教材的特點之一,是落實探究性學習課程理念的具體體現。
(2)關于蛋白質結構和功能的多樣性,教材采用圖文并茂的形式,讓學生在獲取形象、豐富的信息內容的同時,培養分析和處理信息的能力。
(3)教材考慮到分子水平的內容比較抽象,為了加強學習內容與生活的聯系,提高學生的學習興趣,本節教材編入了一些聯系生活的內容。
重點:
(1)氨基酸的結構特點,以及氨基酸形成蛋白質的過程。
(2)蛋白質的結構和功能。
難點:
(1)氨基酸形成蛋白質的過程。
(2)蛋白質的結構多樣性的原因。
(三)教學對象
1.學生已有知識和經驗
高一學生還沒有學習有機化學,缺乏有關氨基酸和蛋白質的化學知識,而細胞的分子組成是微觀、抽象的內容。教材考慮到分子水平的內容比較抽象,為了加強學習內容與生活的聯系,提高學生的學習興趣,本節教材編入了聯系生活的內容。如:為什么食物中應添加必需氨基酸?為什么吃熟雞蛋比吃生雞蛋容易消化?有關這些內容學生都有一定的經驗基礎,如果利用學生的生活經驗展開教學,有助于增加教學內容的親和力。
2.學生學習方法和技巧:探究性學習、合作性學習。蛋白質的知識既是重點,又是難點,內容比較多。在學習時按照一條主線來進行,即組成元素(C、H、O、N)→基本單位(氨基酸)→肽鏈→蛋白質分子,再由結構到功能循序漸進,從而逐步理解掌握。
3.學生個性發展和群體提高
(四)教學策略
1、教學設計思路
由于學生缺乏有關氨基酸和蛋白質的化學知識,細胞的分子組成又是微觀的內容,比較抽象,所以在教學時,應注意聯系學生的生活經驗,利用圖解、課件和游戲等加強教學的直觀性,加強學生對微觀內容的感性認識,使學生在主動獲取知識的過程中完成重點、難點知識的學習,提高思維能力,形成相應的觀點。
2.教學方法:引導學生探究性學習;利用圖解、多媒體課件和游戲等直觀教學法。
3.教學媒體的選擇與運用:利用圖解、多媒體課件和游戲等。
4.教學流程
在本節教學中,我們通過組織學生進行一個個有趣的游戲,模擬氨基酸的結構和肽鏈的形成過程,讓學生在愉快的學習環境中輕松地學習抽象、微觀的化學分子結構和化學反應等科學知識。通過游戲模擬活動去突破本節課“蛋白質的結構”的教學難點的。這次說課主要說說這方面的問題,其他內容略。
1.課前預習與準備
盡管學生聽說過蛋白質這一名詞,但并不知道其化學結構和功能。因此,課前布置預習是非常必要的,通過預習學生能對將要學習的知識有一個大致的了解,同時會遇到一些問題,促使他們產生進一步認識蛋白質的興趣,為進行有效的課堂教學打下良好的基礎。
(1)讓學生閱讀課本第一頁的關于鄒承魯等人第一個人工合成蛋白質,及本節的科學史話和科學前沿。
(2)讓學生通過閱讀課本初步了解氨基酸的結構,并制作氨基酸的結構模型。這樣可增強學生的積極性。
2.利用問題探討引入課題
給出問題探討旁邊的圖片,然后提問:
(1)除此之外,同學們知道還有哪些食品中富含蛋白質?
(2)氨基酸與蛋白質有何關系?為什么有些食品中要添加某些氨基酸?
評價學生回答,引入研究主題:生命活動的主要承擔者──蛋白質。
3.在愉快的游戲中學習氨基酸和蛋白質的結構
高一學生抽象思維能力不是太強,以形象思維為主,所以在課堂上教師能以形象具體的方式進行教學,學生的學習效果比較好。所以在這部分的教學中采用了這種方式進行。
(1)氨基酸的結構特點
先給兩分鐘時間讓學生完成書中P20頁的思考與討論。四人小組進行討論后各組代表回答下列問題:
A.這些氨基酸的結構具有什么共同特點?
B.“氨基酸”這一名詞與其分子結構有對應關系嗎?
學生自己通過探究總結出氨基酸的結構通式。
檢查學生所做模型,給予恰當的評價。然后請一位學生上講臺,伸開雙手,兩腳并攏,面向同學。問:為什么讓他做這個姿勢?
學生與他們所做模型或書中的通式進行比較可說出:“他的兩只手相當于氨基和羧基,他的腳相當于氫基,頭相當于R基,軀干就相當于連接這四個基團的碳原子。”
我給出課件中的圖形,讓學生填入相應結構,對照剛才同學的姿勢。
最后讓學生把思考與討論中的四種氨基酸按通式的形式把各部分用方框畫出來。標出各種氨基酸的R來。(1分鐘)
問:什么的不同會導致氨基酸的不同?學生很容易就明白了。
通過這種預習加課堂上的模擬形式,學生很容易就可理解和掌握氨基酸結構通式這一重點內容。
(2)氨基酸形成蛋白質的過程
氨基酸的脫水縮合反應及有關計算,是教學的一個難點。同樣利用學生的動作模擬及動態課件來幫助學生進行學習。
請同桌的兩位同學注意,問:“假設你們就是兩個氨基酸分子,要形成一種物質應該怎樣連接起來呢?”
學生思考后都手拉手。
問:兩只手分別代表什么?學生答:一個是氨基,另一個是羧基。
這兩個基團怎樣連接起來的?答:通過脫水縮合反應結合的。
握住的手的位置相當于什么?肽鍵。
對于學生正確的回答,要及時地給予充分的肯定,并要求學生閱讀教材中有關氨基酸脫水縮合反應的內容,加深理解。
后提問:什么是二肽、多肽、肽鏈?
為了進一步加深學生對氨基酸形成肽鏈過程的理解,對此過程中氨基酸通過脫水縮合反應脫去的水分子數目和形成肽鍵的數目的計算,做如下游戲:
請一列七個學生起立,先兩個同學握手,問:兩個氨基酸結合脫去多少分子水?形成的肽鍵有多少個?(都是1個。)如果是三個、四個、……七個呢?(2個、3個……六個。)肽鍵數和失去的水分子數有什么關系?(相等。)同時讓學生一個接一個握手,學生可形象地進行觀察,并容易得出結論。
要求學生用歸納法總結出如果是n個氨基酸連成一條肽鏈要脫去多少分子水和形成多少個肽鍵?學生很快說出:(n-1)個。
問:剛才幾個同學連成的這個隊伍叫什么?老師做手勢劃一條線。學生很容易就明白了是一條多肽鏈。
強調這是多個氨基酸形成一條肽鏈的情況,如果是幾條肽鏈又會是怎樣的情況呢?
再請出另兩列共十四個學生,分別讓他們自由地排列成兩排、三排、四排(每排至少兩人),分別握手。用m代表肽鏈的數目,讓學生仔細觀察并總結出計算水分子數與肽鍵數的公式。(n-m)個。
通過形象直觀的模擬,學生們非常容易地掌握了計算的方法和規律,最后給出練習,給予及時的鞏固。
結論:蛋白質是細胞和生物體中重要的有機化合物,是一切生命活動的主要承擔者。蛋白質的多樣性是形形色色生物和絢麗多彩生命活動的物質基礎。
(五)教學評價
由于只有一節課時間,課堂上對重點、難點知識的解析還不能做到舉一反三的深度,因此盡管學生課堂反應熱烈,對知識點的接受程度也達到了預期的要求,但在做課后練習時,也會出現一些問題。所以傳統的講練結合還是要結合起來運用才能取得更好的效果。為此本節內容需要2課時來完成。
二、教學反思
新課程提倡學生自主學習、合作學習和實驗探究,要求教師為學生提供自主學習的氛圍和機會。學生自主學習的過程可以是實驗探究、課外調查、閱讀教材、看電影或錄像、游戲、制作模型或者小組討論等形式。我在新課程的教學過程中,非常注重這一教學理念,并且強調教師為學生提供的學習環境應該符合他們的知識結構、認知特點和學習興趣,應該讓學生感到心情愉快,這樣思維才能活躍,就能輕松地接受新知識,即讓他們進行“愉快學習”。
本節課的教學設計就是在這種教學理念的指導下進行的。針對本節課內容比較微觀、抽象,知識理解較為困難的特點,相應的教學方法也以“形象教學”為主幫助學生理解抽象的知識。但教學過程中還要重視用抽象的方式再現和解釋知識,培養學生抽象思維的能力,引導學生進入到“抽象——具體——抽象”的學習方法。對于蛋白質結構和功能的多樣性的教學,要多與日常生活、現代相關科學相聯系,了解蛋白質的應用價值,提高教與學的質量
高二生物基礎知識教案(篇3)
各位領導,各位評委:
我說課的內容是《基因的結構》,采用的教材是由人民教育出版社編著的生物教科書選修第三章第二節《基因的結構》。本次說課包括四個部分:教材分析,教法分析,學法指導和教學程序.
第一部分:教材分析
一、教材地位
《全日制普通高級中學生物教學大綱》指出:“高中生物選修課是在必修課的基礎上開設的,是理科學生的必選課,要為理科學生的升學和就業打下良好的生物學基礎。選修課課程內容的安排側重于生物科學與人類的生存和發展的密切關系的基礎知識,……以上選修課教學內容,與必修課內容既不重復,又有密切的內存聯系,而且是必要的延伸和提高,力求做到從理科學生升學的實際需要出發,著重選取反映現代生物科學新進展的內容,并且十分重視理論知識密切聯系學生生活實際,我國生產、生物技術及環境保護等實際”。
1.本章教材承接了高中生物必修課中有關遺傳學基本知識。
本節是對必修教材第六章《遺傳和變異》的第一節《遺傳的物質基礎》部分知識的補充,并使學生對基因在遺傳中的地位以及作用有較全面的了解。《基因的結構》涉及到DNA的結構特點及其作用,基因的概念、結構,復制及其表達,中心法則等知識,可以使學生對基因及其遺傳機理在高二基礎上取得更深一層的認識和理解。
2.為學習《基因工程簡介》打好基礎。
本章教材共包括三節:《細胞質遺傳》、《基因的結構》和《基因工程簡介》。有關基因工程的內容在本章中占有重要地位。由于基因工程技術是四大生物工程(基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程)的核心技術.基因工程的學習又是在掌握基因結構的基礎上進行的.所以,無論是從其內容,還是從其所處的地位來看,本節教學內容對理解基因工程以至于第四、五章教學內容具有重要的作用。
二、教學目標分析
按《全日制普通高級中學生物教學大綱(供試驗用)》精神,本節應該達到如下目標:
1.知識目標:
認識原核細胞的基因結構、真核細胞的基因結構
知道人類基因組研究
2.能力目標:
1.通過原核細胞的基因結構和真核細胞的基因結構的學習,培養學生運用對比法進行學習的方法。
2.理解編碼區,非編碼區和RNA聚合酶的作用,培養學生的邏輯思維能力
3.情感目標:
1.通過“人類基因組研究”的學習,培養學生在科學研究中團結協作的精神。
2.通過介紹我國科學家在人類基因組研究中的重要作用,使學生樹立愛國主義思想。
3.正確認識人類基因組草圖的價值及人類基因組計劃的艱巨性,通過閱讀分析有關新聞報道,理解新聞工作者必須具備廣博的知識,否則會誤導公眾。
三、教學重點、難點分析
1、教學重點:原核細胞和真核細胞的基因結構
落實方案:用多媒體課件說明原核細胞基因結構與真核細胞基因結構的區別。
2、教學難點:原核和真核細胞基因非編碼區上游RNA聚合酶結合位點的作用、真核細胞基因的間隔序列。
突破策略:
1)安排學生預習,讓學生閱讀分析教材,熟悉教材。
2)使用多媒體直觀顯示真核細胞基因結構。
第二部分:教法分析
根據對教材的理解和分析,我采用的教學模式為“引導—發現”式,融合討論法、比較法、歸納法等多種教學方法,并配以多媒體輔助教學.教師通過列舉事例,引導學生閱讀課文及相關材料,進行分析、討論、歸納和總結獲取知識,提高能力。學生在教師指導下主動地、富有個性地學習,讓學生自己去學會學習,積極去建構屬于自己的知識體系,促進學生創新意識與實踐能力的發展。
《基因的結構》這部分內容理論性較強,比較抽象,所講述的知識大多是微觀的,知識難度較大,因此,我利用多媒體將抽象的知識形象化,將微觀結構宏觀化,以形象思維啟迪學生的抽象思維,達到突破難點的目的。信息時代的學生要有獲得信息、分析信息和處理信息的能力.通過信息的搜集、分析和判斷,從而促進“再發現”,增強思考和創造力.“人類基因組計劃”是當前生物科技發展熱點課題,媒體上關于“人類基因組計劃”的報道很多,而且各方面的論述都有:正面的、反面的,悲觀的、樂觀的……我收集了一些資料讓學生閱讀討論,讓學生全面的了解人類基因組計劃。
第三部分:學法指導
學習指導的目的在于使學生愿學、樂學、主動學、會學,在于提高學生的個性發展和全面發展。因此教學該課,我確定了以下學習方法:確立學習目標——活動與探究——交流與討論——練習與提高。關注學生學習的結果,更關注學生學習的過程。從教育心理學的角度看,學習可分為三個層次:一是概念的學習,通過概念來了解事物的性質;二是規則的學習,懂得概念與概念之間的聯系;三是問題解決的學習,運用概念規則來解決實際的問題。本節內容不強調學生對基因的結構的死記硬背而注重引導學生形成核心生物概念,真正理解,熟練應用,更注重第三層次的學習,目的是發展學生運用科學知識解決實際問題的能力。
第四部分:教學程序
我認為。一個能鼓舞自己的學生學習的教師就是好教師。教師在教育上的成功就是要讓學生在任何時候都不失掉信心,始終保持強烈的求知_。如何才能激發起學生的這種強
烈的學習愿望呢?我的教學過程是這樣設計的:
一.溫故知新,引出問題
引導學生回顧原有知識經驗,生成對本節相關內容的問題情景。精心設疑,置學生于知與不知的矛盾中,使學生產生價值取向,注意力開始集中起來,準備主動積極投入新問題的解決過程
1)什么叫基因?基因的化學本質是什么?
2)基因有什么功能?
3)思考:唾液淀粉酶和胃蛋白酶的基因存在于人體的什么細胞中?為什么細胞含基本相同的基因,但只有唾液腺細胞中合成唾液淀粉酶、胃腺細胞中合成胃蛋白酶呢?這與基因的結構密切相關的,那么,基因的結構究竟是怎樣的呢?
二.閱讀自學,分析問題
帶問題閱讀教材,觀察課件,通過類比、推理、歸納,很自然就可解決了這些問題,學生因而產生興趣。培養學生的自學能力,搜集處理信息的能力。
(一)要求學生帶著下列思考題閱讀教材《原核細胞的基因結構》部分內容
出示思考題:
1、原核細胞基因的結構包括哪幾部分?
2、什么叫編碼區?
3、什么叫非編碼區?其重要作用是什么?為什么?
4、RNA聚合酶的化學本質及作用分別是什么?它是如何催化DNA轉錄RNA的?
學生閱讀、思考、回答、補充,教師歸納。
1、基因的概念:基因是有遺傳效應的DN_段,是控制性狀的遺傳物質的功能單位。遺傳效應是指能轉錄為
mRNA,繼而翻譯為蛋白質,或轉錄為核糖體RNA.轉運RNA的功能。
3、RNA聚合酶:位于編碼區上游,其作用是催化DNA轉錄成RNA。
(二)再要求學生閱讀教材《真核細胞的基因結構》部分內容,并思考下列問題:
1、真核細胞的基因結構如何?
2、與原核細胞基因結構相比較有什么相同和不同?
投影原、真核細胞基因結構示意圖,并比較它們的異同。
學生閱讀、思考、回答、補充,教師歸納。
2、真核細胞基因結構特點:與原核生物的基因結構基本相似,只是編碼區是間隔的、不連續的,可編碼蛋白質的序列(即外顯子)被不能編碼蛋白質的序列(即內含子)隔開。而且外顯子序列在整個基因中所占的比例較小。
3、原核細胞的基因結構和真核細胞的基因結構
4.由旁欄思考題的解決過程加深對上述內容的理解。
指導學生計算旁欄思考題中外顯子的堿基對在整個基因堿基對中所占比例的問題。使學生掌握外顯子序列在整個基因中所占的比例較小,從而使學生了解并掌握基因中調控序列的重要作用。
(三)提供資料,指導學生閱讀有關《人類基因組研究》有關內容,并分組討論銀屏出示的思考題,教師在學生探究的基礎上給予適當的點撥、歸納。
1、研究對象:人體1—22號常染色體和X、Y兩條性染色體上的全部基因(22+XY)
2、研究內容:繪制人類基因組四張圖,即:遺傳圖、物理圖、序列圖、轉錄圖
3、啟動時間:1990年
4、參與國家:美、英、法、德、日、中(我國承擔其中1%的測序任務)
5、研究意義:
①對各種遺傳病的診斷、治療具有劃時代的意義;
②進一步了解基因表達的調控機制、細胞的生長、分化和個體發育的機制,以及生物的進化等具有重要意義;
③推動生物高新技術的發展,并產生巨大的經濟效益。
三.疑難分析
通過疑難分析讓學生更好的掌握本節內容,使學生能夠運用所學知識來解決實際的問題。
1)編碼區和編碼序列的區別
基因分為編碼區和非編碼區,非編碼區是非編碼序列,編碼區不一定都是編碼序列,編碼區中也存在非編碼序列,如真核細胞基因的內含子。
2)外顯_基數目與對應蛋白質數目的關系,其核心是“堿基配對原則”及中心法則的應用。同時注意由已知蛋白質氨基酸數目,只能計算出基因中編碼區的外顯子所含的核苷酸數目,而非編碼區和內含子中的核苷酸數目是計算不出來的。
3)水稻基因組為什么只要檢測12條染色體?而不像人類基因組那樣需檢測22條常染色體和X、Y兩條性染色體。
水稻是雌雄通體的生物,沒有性染色體與常染色體之分;人是雌雄異體的生物,有性染色體與常染色體之分.所以人類單倍體基因組就由22條常染色體DNA分子和XY兩條性染色體DNA分子組成,而水稻的單倍體基因組只有12條染色體DNA.。
四.小結與練習,鞏固知識
課堂小結,以提問的方式,引導學生對本節課重要知識進行總結整理,查漏補缺。形成學習——總結——學習的良好習慣。通過課堂練習的處理增強學生運用知識解決問題的能力。并布置課后活動,搜集關于“人類基因組計劃”的相關報道。
本節課,充分發揮教材中蘊含的創新、探究的素材,并結合多媒體上豐富的教學資源,把教材中的“現成結論”,通過多處“設障”、“布惑”,將教材進行活化和優化處理,使之真正成為學生的“學材”。在教學的各個環節中不僅給學生自主的空間,也要學生自主的時間,充分調動學生的學習興趣,發揮學生的能動性,使學生學會分析學會學習。總之,努力改變我們教育教學中的弱點或缺點,是我們一線教師的不懈追求。
高二生物基礎知識教案(篇4)
教學目標
知識方面
1、使學生理解新陳代謝的概念及其本質
2、使學生了解酶的發現過程;初步理解酶的概念、酶的特性、影響酶活性的因素
3、使學生理解酶在生物新陳代謝中的作用
能力方面
在引導學生分析生物新陳代謝概念,探究酶的特性,探究影響酶活性因素的過程中,初步訓練學生的邏輯思維能力,分析實驗現象能力及設計實驗的能力,。
情感、態度、價值觀方面
通過讓學生了解酶的發現過程,使學生體會實驗在生物學研究中的作用地位;通過討論酶在生產、生活中的應用,使學生認識到生物科學技術與社會生產、生活的關系;體會科學、技術、社會之間相互促進的關系,進而體會研究生命科學價值的教育。
教學建議
教材分析
1、酶的發現
教材簡單介紹酶的發現歷史,從1783年意大利科學家斯巴蘭讓尼設計的巧妙實驗到20世紀80年代科學家發現少數的酶是RNA,使學生對酶的研究歷史中的一些重大發現有了一個大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通過安排了有關的學生實驗,讓學生通過實驗,發現酶的三個特性,這樣的編排方式符合學生由感性到理性的認知規律,有利于引導學生主動參與教學過程,并且有利于培養學生的多種能力。酶的高效性特點,是通過比較《實驗五、肝臟內的過氧化氫酶比無機催化劑 的催化效率》切入;酶的專一性的特點,是通過比較《實驗六、探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用》切入;
3、影響酶活性的因素
本節教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件,通過《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》切入。
本節內容的最后,安排了課外讀“造福人類的酶工程”,以開闊學生的視野,同時又有助于加強學生對本節基礎知識的理解,使學生體會科學、技術在改變人類生活質量中的作用。
教法建議
1、使學生在理解細胞水平上的新陳代謝概念及其本質是本節的重點與難點
新陳代謝是活細胞中全部有序的化學變化的總稱,這是在細胞水平上對新陳代謝的描述。其實學生已不是第一次接觸新陳代謝的概念,在初中生物課和高中生物課緒論中,學習已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關系等與新陳代謝有關的知識,但那是在生物個體水平對新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內容是對以往知識的深化和展開,教學教師要有意識地從細胞和分子水平引導學生分析出生物體是如何自我更新的,合成與分解是如何進行的,及其二者的關系,從而使學生更深刻地理解什么是生命。
例如,為使學生理解"新陳代謝是活細胞中全部化學反應的總稱"這句話,教師可結合前一章細胞的物質基礎與結構基礎的相關知識,引導學生分析活細胞中發生的各種化學反應,如發生在線粒體內的糖的氧化放能的化學過程;發生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機物的化學過程;發生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學過程等,使學生對"新陳代謝是活細胞中全部化學反應的總稱"這句話有一個感性認識。
2、使學生理解酶的概念是本節的重點。在本節教學中如何組織學生完成酶具有專一性的實驗并實施有效的討論是本節的難點。
生命體隨時隨刻發生著數量巨大的生物化學反應,同時又是一個穩定的,開放的系統。細胞中發生的各種化學反應不可能在高溫、高壓、強酸、強堿等條件下進行,而必須在常溫、常壓、水溶液環境下能快速、有序地進行的,這就要盡可能地降低化學反應能閾,這是新陳代謝為什么離不開生物催化劑,即酶的原因。
酶的概念和酶的發現可結合一起在讓學生討論,這樣可讓學生充分體會生產實踐和科學實驗對科學發展的促進作用。酶的特性這部分內容,可先組織學生依次完成實驗,然后再由學生來討論和總結。
在引導學生分析酶的特性時,引導學生與蛋白質的多樣性聯系起來,可使學生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性,而且蛋白質分子空間結構的多樣性和酶的專一性催化關系密切。
3、使學生理解酶具有高效性、專一性和需要適宜條件是本節的重點,如何組織學生完成影響酶活性因素的選做實驗并分析、討論實驗是本節教學的難點。
在組織學生操作、分析、討論《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》基礎上,引導學生分析兩個坐標曲線圖,讓學生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。
教學設計示例
【課題】 第一節 新陳代謝與酶
【教學重點】新陳代謝的概念及其本質的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用
【教學難點】新陳代謝的概念及其本質的概念、酶在生物新陳代謝中的作用
【課時安排】1課時
【教學手段】板圖、多媒體課件、實驗
【教學過程】
1、引入新陳代謝的概念及本質
(1)學生在初中生物學課本、高中緒論課的學習或通過各種媒體的介紹,對新陳代謝已經有了一定的認識,首先,教師應了解學生對新陳代謝是如何理解的。為此教師可設計一些問題,引導學生以自身為例,剖析生命是如何維持的,以此引入本節的學習,如:
①人體的腦細胞是通過什么途徑獲得營養?腦細胞中產生的代謝廢物又是通過什么途徑排出體外的?
②進入腦細胞的營養物質是如何被利用的?
③學生如何理解同化作用、異化作用,物質代謝、能量代謝,它們之間有何關系?
④想一想,人體的身體有哪些系統參與了新陳代謝過程,各是如何參與的等等?
(2)學生一般只能從生物個體、器官或系統水平上,說明生物體與外界環境之間進行物質和能量的交換,在此基礎上,教師應把討論引向微觀水平,即細胞和分子水平的代謝過程。如可以設問:
①你吃下的肉類蛋白質,通過什么途徑轉化成為你自身的蛋白質?
②你吃下的淀粉類食物,通過什么途徑為你提供能量?等等
通過分析、討論,使學生理解:細胞的結構和生命活動的維持,需要不斷地合成與分解,不斷地處于自我更新的狀態,而這種自我更新的過程完全依賴于細胞內發生的生物化學反應,從而在細胞水平理解新陳代謝的本質,即“新陳代謝是活細胞中全部有序的化學變化的總稱”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在學生理解新陳代謝的本質后,可以利用學生已有的化學知識,分析出無機化學反應過程中所需的條件一般是很激烈的,再讓學生分析出生物體細胞生存的條件是很溫和的,可以提問,如:
(1)細胞生存的條件是很溫和的,那么細胞內數量如此巨大的生物化學反應如何在常溫、常壓、水溶液環境、pH接近中性的條件下,迅速高效的進行呢?
(2)在化學反應中有沒有提高化學反應的方法呢?
這樣可順利地引出活細胞產生的生物催化劑,即酶。
3、酶的發現史
這部分的教學,教師可讓學生自己閱讀,也可發給學生相應的補充資料,尤其是某種酶的研究過程方面的資料,目的是讓學生對酶的研究過程、方法有一個較為全面的了解,讓學生切身體會到生物學的實驗研究對生物學發現的重要作用。
學生閱讀后,可提問:酶都是蛋白質嗎?并做一定的說明。
酶是活細胞所產生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質。酶是細胞中促進化學反應速度的催化劑。現已發現的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細胞中,催化細胞生長代謝過程中各種不同的化學反應,使生物化學反應在常溫、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進行。
很多年來,人們一直認為所有的酶都是蛋白質。然而生物學家的實驗證明:RNA也可以是高活性的酶。早在1982年,T.Ceeh發現原生動物四膜蟲的26S rRNA前體在沒有蛋白質的情況下進行內含子的自我拼接,最終形成L19RNA。當時因為只是了解它有這種自我催化的活性,沒有把它與酶等同看待。
1983年Atman和Pace分別報導了在RNA前體加工過程起催化作用的酶是由20%蛋白質和80%RNA組成的。如果除去蛋白質部分,并提高鎂離子的濃度,則留下的RNA具有與全酶相同的催化活性,這是說明RNA具有酶活性的第一例證。
“酶不都是蛋白質”,這一科學事實再一次有力地證明了實驗在科學發展中所起到的舉足輕重的作用,同時也讓我們看到,科學是發展的,探索是無止境的,而真理是相對的,現在的科學事實可能在今后會被修正,甚至_。
另外,酶、激素、維生素之間的區別值得一提,學生在以后的學習中容易把這些物質和它們的作用搞混。可就高中生物學水平做一簡單比較:
酶 激素 維生素
從化學本質上看 蛋白質 蛋白質(如生長素、胰島素等)、固醇類脂類物質(如性激素) 多種多樣,一般為小分子有機物。 如維生素D是固醇類物質;維生素A是脂類物質(萜類);維生素C是抗壞血酸(葡萄糖的衍生物)等等。
從生理功能看 可提高生物體生物化學反應的速度,是一種生物催化劑。 激素又稱“化學信使”,是特定細胞合成的,能使生物體發生一定反應的有機分子。它的作用力很強,很低的濃度就能引起很強的反應,但在細胞中不能積累,很快就會被破壞。 維生素常常與酶結合,是較復雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少,但這些極微小的量對人體的生長和健康是必需的,人體一般不能合成它們或合成量不足,必須從食物中攝取。
可把酶的發現史與酶的特性這兩部分教學內容結合起來,這樣可使學生用實驗方法探索酶的特性順理成章。
4、酶的特性
在進行酶的特性教學時,教師可提問:
酶作為生物催化劑,與無機催化劑相比,有何特點?
為解決這個問題,教師可演示有關實驗,也可安排相應的學生實驗,引導學生通過對實驗現象的觀察,分析得出結論,即酶的高效性、專一性與多樣性特性。
(1)酶的高效特性實驗,實驗前有必要簡單介紹兩項內容:
一是過氧化氫這種物質,它是動植物在代謝中產生的,對機體有毒害作用。生物體可通過過氧化氫酶,催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機催化劑三價鐵離子也可催化這一反應;二是本實驗的實驗步驟。
實驗后,讓學生討論得出過氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結論,在此基礎上,教師可列舉其他實例,概括酶的高效性。教師還應強調正是由于酶的存在及其高效性,所以許多代謝反應在體外很難發生,在體內卻可迅速進行。
(2)酶的專一性特性
實驗前可提問:“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類,唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質?”
本實驗所涉及的顏色反應要在實驗前跟學生說明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下,與斐林試劑反應會有磚紅色沉淀物質產生,淀粉和蔗糖與斐林試劑無此反應。因此,斐林試劑可以用來鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖,進而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎上,教師通過進一步實例說明酶的專一性是酶普遍具有的特性;
(3)酶的多樣性原理,可在學生理解酶的專一性原理基礎上,結合蛋白質的多樣性讓學生分析得出。
5、影響酶活性的因素
有條件的學校,應盡量讓學生做《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件》,這對于訓練學生分析實驗能力,理解對照實驗的設計方法等都是很幫助的。
在學生通過實驗分析得出影響酶活性的因素后,可適當結合學生的生活實際,引導學生分析、討論一些與之相關的生活常識。如可提問:“持續高燒不退或嚴重腹瀉有時甚至會危及人的生命,學生知道其中的原因嗎?”
人的正常體溫是37℃,體溫升高到38℃,雖然體溫只是升高了1℃,但人已感覺非常沒有精神,如果升高到39℃甚至40℃以上,而且持續高燒,就會出現一系列嚴重的反應,如昏睡、昏迷、驚厥、甚至危及生命,這是為什么呢?原來,酶作為生物催化劑,其催化活性受到很多因素的影響,如溫度、pH值、有機溶劑、重金屬離子、酶濃度、酶的激活劑、抑制劑等等,而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的,影響因素發生很小的變化的,酶活性就會發生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃,當人體體溫高于或低于這個溫度時,機體中酶活性就會大大降低,細胞內的各種生物化學反應不能正常進行了。
霍亂是一種烈性傳染病,為霍亂弧菌所致,曾在世界上引起多次大流行,死亡率甚高。霍亂弧菌通過人的腸粘膜并大量繁殖,同時產生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴重的脫水,血容量明顯減少,因而出現微循環衰竭,使細胞得不到鉀、鈉、鈣、氯離子,導致肌肉痙攣;細胞得不到碳酸氫根離子而導致細胞內pH值發生較大的改變,酶活性即相應大大降低,嚴重的會出現代謝性酸中毒,最終病人腎功能衰竭,休克、死亡。人體大量出汗、腹瀉都要相應地補充水就是這個道理;嬰幼兒自身調節能力差,嬰幼兒腹瀉常常引起嚴重后果,就是這個道理。
或者問:“當人誤食了含有重金屬的食物或農藥后,有一種應急措施,就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆漿,學生知道這是為什么嗎?”
酶活性除了與溫度、pH有關外,還受有機溶劑、重金屬離子等的影響。有機溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學基團結合,使酶的活性完全喪失,這也是人誤食了有機磷農藥、有機氯農藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆漿中含有大量的蛋白質,這些蛋白質可以和重金屬或有機物結合,而使這些金屬離子和有機物發生沉淀。當人誤食了含重金屬的食品或農藥后,大量飲用牛奶或豆漿可使這些有毒物質沉淀下來不被消化道吸收,從而也就避免了這些有毒物質與人體中正常的酶接觸的機會,而保護了這些酶的活性。當然,這只是應急措施,還要去醫院洗胃并進行進一步的治療。
擴展資料
淀粉液遇碘變藍的原因
淀粉是白色無定形的粉末,由10%~30%的直鏈淀粉和70%~90%的支鏈淀粉組成。直鏈淀粉具有遇碘變藍的特性,因為溶于水的直鏈淀粉借助分子內的氫鍵卷曲成螺旋狀,第一個螺距有六個葡萄糖殘基組成。如果在淀粉液中加入碘液,碘分子便嵌人到螺旋結鉤的空隙處,并且借助范德華力與直鏈淀粉聯系在一起,形成了一種絡合物,這種絡合物能夠比較均勻地吸收波長范圍為400~750nm可見光,而反射的光是藍光,所以使淀粉溶液呈現出藍色來。
絕大多數的酶是蛋白質,少數的酶是RNA
生物體內存在三千多種具有不同功能的酶,一切生命現象都與酶有關,因為活細胞內的生物化學反應,都是在酶的催化作用下進行的,沒有酶,新陳代謝就不能進行,生命也就會隨之停止。酶的化學本質是蛋白質,這一認識直到20世紀80年代后才被科學修正過來。科學研究表明,一些RNA分子也具有酶的催化功能,如一種叫RNaseP的酶,它是由20%的蛋白質和80%的RNA組成。科學家將這種酶的蛋白質除去,同時提高鎂離子的濃度,留下來的RNA仍具有與該酶相同的催化活性。后來的科學實驗進一步證實其它某些RNA分子與那些構成酶的蛋白質分子一樣,也都是效率非常高的生物催化劑。
酶工程
細菌細胞直徑不足2μm,每時每刻卻發生著1500一2000個化學反應,由1000多種酶對這些反應進行催化和調制,生產著3000多種蛋白質,1000多種核酸;而且細菌合成效率驚人,它合成每個肽鏈只需百分之三秒,而現代最先進的蛋白質自動合成機器只能合成小肽,而且速度也慢,合成每個肽鏈需要7分鐘,兩者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是遠遠超過了人工合成;另外細胞中能量轉換效率也很高,這一切都有賴于生物催化劑,這就是酶。現已發現的酶約有幾千種以上。它們定位于各種細胞的不同細胞器中,催化細胞生長代謝過程中各種不同的化學反應,使這些反應在正常溫度等條件下就可順利進行。
酶是細胞產物,但不一定非要在細胞內發揮作用,在細胞外,即在非細胞條件下也能發揮作用。19世紀,人們已認識到酵母可以使葡萄糖發酵,產生酒精和二氧化碳,但是對于這一過程是如何進行的,當時主要有兩種觀點,而且一直未能達成一致。1857年,法國的細菌學家巴斯德認為酒精發酵需要有完整的細胞結構才能實現;德國化學家李比西則認為酒精發酵要求的只是細胞中的某些物質,而不要求完整的細胞參與。直到1897年,畢西納不用完整的酵母細胞,而用酵母汁進行酒精發酵獲得成功,從而證明生物體內的催化反應也可能在體外進行。
正是基于這點,人們可以利用細胞中的酶能催化體外的生化反應,這就是酶工程得以發現的前提。
我們都用過加酶洗衣粉,同一般的洗衣粉相比,加酶洗衣粉中含有蛋白質和脂肪酶等多種通過微生物生產出來的酶,因此,去除汗漬和油污的能力比較強。我們知道,酶作為一類具有生物催化作用的有機物,是在活細胞內產生的。那么,人們是怎樣通過活細胞獲得這種酶并且在生產和生活中使用這些酶的呢?這些都是通過酶工程來實現的。
所謂酶工程,就是在一定的生物反應器中,利用酶的催化作用,將相應的原料轉化成有用物質的技術,而且酶工程是生物工程的核心,沒有酶的作用,任何生物工程技術都不能實現。概括地說,酶工程是由酶制劑的生產和應用兩個方面組成的。
(一)酶制劑的生產
已知酶的種類大約有幾千種,實際已被運用于工業生產的僅10余種,如已能夠實現工業化大量生產的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構酶等,其中堿性蛋白酶用于加酶洗滌劑,占國際上酶銷售額的首位,青霉素固化酶用于醫療,占世界用量第二位。
早期酶制劑主要來源于動植物材料,而今酶的主要來源是微生物。酶制劑的生產包括酶的生產、提取、分離純化和固定化。
1、酶的生產、提取和分離純化
(1)酶的生產
酶普遍存在于動物、植物和微生物體內。人們最早是從植物的器官和組織中提取酶的。例如,從胰臟中提取蛋白酶,從麥芽中提取淀粉酶;現在,生產酶制劑所需要的酶大都來自微生物,這是因為同植物和動物相比,微生物具有容易培養、繁殖速度快和便于大規模生產等優點。人們提供必要的條件,利用微生物發酵來生產酶。
(2)酶的提取和純化
從微生物、動植物細胞中得到含有多種酶的提取液后,為了從提取液中獲得所需要的某一種酶,必須將提取液中的其他物質分離,這就是酶的分離純化。經過分離純化后的得到的酶,活性不能降低,因此,分離純化必須在適宜的條件下進行。人們多選擇不同種類和濃度的有機溶劑,以沉淀不同的酶蛋白,達到分離純化酶的目的。
2、酶的固定化
將分離純化的酶制成酶制劑進行干燥處理,再適量加入相應的穩定劑和填充劑,制成粉狀制劑,用它們來催化生化反應。但其結果是酶制劑和產物混在一起,不能得到高純度的產品;也很難讓酶制劑進行重復使用。怎么辦呢?科學家們想到了酶的固定化。
先將純化的酶連接到一定的載體上(使酶固定化),使用時將被固定的酶投放到反應溶液中,催化反應結束后又能將被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜狀、顆粒狀或粉狀的酶制劑,它在一定的空間范圍內使用,產品的純度高,沒有酶的而且酶制劑可反復使用,這種技術是1969年日本首先研制成功,現已方法應用到生產中的。固定化酶同自由酶相比,具有以下優點:其一是穩定性高;其二是酶可反復使用;其三是產物純度高;其四是生產可連續化和自動化;其五是設備小型化以及可節約能源等。
我們知道,蔗糖幾乎全部來源于甘蔗或甜菜,但是甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限,因此,蔗糖的產量也就受到了影咱。能不能利用淀粉來生產類似蔗糖的甜味劑呢?科學家通過α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構酶連接到離子交換樹脂上,或者包埋在明膠中,制成的固定化葡萄糖異構酶,這種固定化酶可以用于使葡萄糖轉化成甜度更高的高果糖漿。一些發達國家高果糖漿的年產量現已達到幾百萬噸,高果糖漿在許多飲料的制造中已經逐漸替代了蔗糖。
3、固定化細胞
利用胞內酶制作固定化酶時,先要把細胞打碎,才能將里面的酶提取出來,這就增加了工序和成本。人們設想直接固定那些含有所需胞內酶的細胞,并且就用這樣的細胞來催化化學反應。20世紀70年代,科學家研制成固定化細胞,并且用于生產。例如,將酵母細胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在瓊脂中,制成的固定化酵母菌細胞,可以用于酒類的發酵生產。
(二)酶制劑的應用
1、治療疾病
胰島素是治療糖尿病的常用藥品,這種蛋白質是胰臟中胰島細胞分泌的一種激素,是由兩條肽鏈組成,一條由21個氨基酸組成,稱為A鏈;另一條由30個氨基酸組成,稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的。由于糠尿病患者很多,胰島素的需要量很大,所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是,豬胰島素與人胰島素在化學結構上有一處差別:豬胰島素B鏈上最后一個氨基酸是丙氨酸,人胰島素B鏈上最后一個氨基酸是蘇氨酸。因此,用豬胰島素治療人的糖尿病,容易使一些患者產生免疫反應。現在,科學家可利用酶,切下并移去豬胰島素B鏈上的那個丙氨酸,然后接上一個蘇氨酸。這樣,豬的胰島素就魔術般地變成人的胰島素了;
尿激酶可以用來活化人體內的溶纖維蛋白酶原,使溶纖維蛋白酶原轉化為溶纖維蛋白酶,是治療腦溢血、心肌梗塞、肺動脈阻塞等疾病引起的血栓所需要的藥物,它是能利用培養哺乳動物細胞得到的可以商業化的治療劑。但由尿或組織培養的產物中提取價格較高,1980年4月,科學家已經通過質粒DNA誘發大腸桿菌生產出尿激酶,為在工業上利用酶工程方法生產酶開辟了道路;
青霉素是人們經常使用的一種抗生素。但是,多年的使用使得不少病原菌對青霉素產生了抗藥性,為此,科學家一方面研制新的抗生素以替代青霉素,另一方面設法通過有關的酶制劑來改造青霉素的分子結構,進而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個母核和一個側鏈組成的。科學家利用青霉素酰化酶,將母核和側鏈水解開,然后,利用化學合成的方法,使青毒素的母核與其他的側鏈連接,從而研制出氨芐青霉素等新型的青霉素。現在,制藥廠已經能夠利用固定化青霉素酰化酶反應器,成批地生產用于合成氨芐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細胞壁,具有明顯的抗菌和消炎作用;溶纖維蛋白酶具有溶解患者血管內纖維蛋白凝塊的作用,可以用來治療血栓病。
2、產品加工
利用酶制劑生產一些產品,這一過程是在酶反器中進行的,酶反應器是指供酶制劑催化化學反應容器。酶反應器分成多種,如具有固定化酶(或固定化細胞)的反應器叫做柱式酶反應器,柱式酶反應器是將含有底物的液體,以一定的速度連續不斷地從一端注入裝有固定化酶(或固定化細胞)的容器,在液體流經固定化酶(或固定化細胞)時,容器內就發生催化反應并且生成產物、含有產物的液體則連續不斷地從容器的另一端流出。同一般的化工容器一樣,需要對酶反應器溫度和pH等條件進行嚴格控制;不同的是,酶反應器必須進行無菌操作。
食品加工業方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來澄清果酒和果汁,效果十分明顯;又如,葡萄糖氧化酶可以除去密封飲料和罐頭中的氧氣、從而有效地防止飲料和食品氧化變質;再如,用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉,可以使肉絲、肉片等烹調后吃起來嫩滑可口;例如,支鏈淀粉酶是分解多糖類支鏈淀粉的酶,它能把胚芽轉變為色澤較好的麥芽糖糖漿。麥芽糖的甜味沒有葡萄糖濃,但很適口,且容易發酵、粘度大、溶解度大,用其制作糖果可以防止遇熱變色,用于冰激凌可以防止產生砂糖結晶。
日常生活方面。照相業由于采用了酶技術使照相材料發生了很大變革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶,它能夠分解某些蛋白質等物質,使衣服上的血跡、汗漬等容易洗掉。但是,由于這些酶比較脆弱,在漂白劑一同起作用下很容易被破壞,然而酶工程可以解決這一技術難題。目前,市場上己經出現了能夠和漂白劑一同起作用的去污酶洗衣粉。科學家通過對去污酶結構上的兩個氨基酸進行修改,提高了這種酶的抵抗力。
化學工業方面酶制劑也得到了廣泛應用,在塑料工業與合成纖維工業中,已經可以用酶制劑催化氫化鏈烯的生產;
其他方面,一些紡織原料也可以利用酶制劑進行加工。例如,天然蠶絲(指家蠶吐出的蠶絲)的外表有一層絲膠,絲膠直接影響天然蠶絲的使用。過去,人們只能在高溫條件下用堿性物質脫去天然蠶絲上的絲膠。現在,人們可以在溫和的條件下,利用蛋白酶對天然蠶絲進行脫膠,脫膠后的蠶絲具有鮮亮的色澤和柔滑的手感。
3、化驗診斷和水質監測
根據葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和過氧化氫,過氧化氫在過氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧,而氧原子可以將某種無色的化合物氧化成有色的化合物,人們根據這個原理,將上述兩種酶和無色的化合物固定在紙條上,制成測試尿糖含量的酶試紙,當它與尿液相遇時,依據尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現出淺藍、淺綠、棕或深棕色,這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗尿糖的情況了。科學家根據同一原理,還研制出能夠化驗血糖數值的血糖快速測試儀,具有靈敏度高和速度快等優點。
酚是一類對人體有害的化合物,經常通過煉油和煉焦等工廠的廢水排放到河流和湖泊中,科學家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶傳感器,可快速測定出水中質量分數僅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支領域
基因工程離不開內切酶和連接酶;植物體細胞雜交制備原生質體時,需要纖維素酶,人們把它們稱為生物工程的工具酶,而這些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化劑,只需微量就可以使所催化的反應加速進行,而其本身的質和量都不發生變化,此外酶是生物催化劑,它有著不同于化學催化劑的特性。
(1)酶具有高效性
酶的催化能力遠遠超過化學催化劑。例如,碳酸酐酶能夠催化下面的反應:
碳酸酐酶是目前已經知道的催化反應速度最快的酶之一。每個碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個 ,使它們與相同數量的 結合,形成相同數量的 。碳酸酐酶催化上述反應的速度比非酶催化的上述反應速度快上 倍。酶為什么會具有這樣強大的催化能力呢?酶的中間產物學說認為:酶在催化某一底物時,先與底物結合成一種不穩定的中間產物。這種中間產物極為活潑,很容易發生化學反應而變成反應物,并且放出酶。按照中間產物學說,酶的催化反應可以寫成下式:
S(底物)十E(酶)=SE(中間產物)=E十P(反應產物)
(2)酶具有高度的專一性
這就是說,一種酶只能作用于一種底物,或一類分子結構相似的底物,促使底物進行一定的化學反應,產生一定的反應產物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢?這可以用“誘導契合學說”來解釋。
所謂“誘導契合學說”是指底物一旦與酶結合,酶分子上的某些基團常常發生明顯的變化,從而使酶蛋白的構象發生相應的變化,使酶的活性中心的空間結構和底物的空間結構十分吻合,最終契合形成酶—底物絡合物,這種變化的結果,使酶只能與對應的化合物契合,從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物。科學家們對羧肽酶等進行了X射線衍射研究,研究的結果有力地支持了這個假說。
(3)酶很容易失活
同一般的催化劑相比,酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白質的空間結構發生改變造成的。
酶的催化作用,受到溫度、pH和某些化合物等因素的影響。
溫度的影響:在一定的溫度范圍(0—40℃)內,酶的催化作用速度隨著溫度的升高而加快。一般地說,溫度每升高10℃,反應速度就相應提高一倍。但超過60℃,絕大多數的酶就會失去活性。
pH的影響:酶對環境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范圍內才能表現出活性,超過這個范圍,酶就失活了。即使在這個有限的pH范圍內,酶的活性也要隨著環境中pH的變動而有所不同。一般來說,酶的最適pH在4~8之間。但是,各種酶的最適pH是不一樣的。
某些化合物的影響:有些化合物可引起酶失活,如酒精、有機磷農藥、有機氯農藥等有機小分子物質;重金屬離子等;有些離子或簡單的有機化合物,能夠增強酶的活性,這些物質叫做酶的激活劑。例如,經過透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的 ,這種酶的活性就會大大增強,因為 中的 起到了激活唾液淀粉酶的作用;還有些物質能夠抑制酶的活性,這類物質叫做酶的抑制劑,例如,氰化物可以抑制細胞色素氧化酶的活性。
高二生物基礎知識教案(篇5)
一、教材分析
新課標對光合作用的認識過程從原來的“了解”水平提高到了“說明”水平,教材中本部分內容從回顧科學家對光合作用的探究歷程開始,讓學生感知他們探索的科學精神和實事求是的科學態度,學習科學探究的一般方法和實驗設計的原則,并且得出光合作用的反應式。教材中詳細描述了各探究實驗的關鍵環節,對學生的探究思維具有很好的啟發性。
二、教學目標
1.知識目標:
1.知道光合作用被發現的基本過程
2.簡述出光合作用的原料、產物、條件和反應場所。
2.能力目標:
1.重新走進科學家發現光合作用的有關實驗,學會運用科學探究的手段發現問題、解決問題,發展科學探究能力;
2.在實驗探究中掌握科學探究的一般原則,重點是對照實驗原則和單因子變量原則
3.過讀書和師生的討論活動,培養學生[此文轉于斐斐課件園 FFKJ.Net]自學和主動探索新知識的技能、技巧。
3.情感、態度和價值觀目標:
1.體驗科學探究歷程,體會科學概念是在不斷觀察、實驗、探索和爭論中形成;
2.認同科學家不僅要繼承前人的科研成果,而且要善于吸收不同學科中的有關知識,還要具有質疑、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度;
3.學會參與、合作和交流探究的內容和結果;
4.認識到技術的發展在科學研究中的作用,尊重科學且用發展的觀點看待科學、樹立辨證的科學觀。
三、教學重點難點
重點:光合作用的發現及研究歷史過程中的各實驗設計、優缺點和結論。
難點:光合作用的發現過程中各實驗如何巧妙地連接起來,如何過渡,如何引導學生進行思考探究從而得出正確結論。
四、學情分析
學生在初中生物課中學習過有關光合作用的知識,而且生活實踐中也對光合作用有所了解。但是,對于光合作用的發現歷史卻很陌生,關鍵對于我們這節課要達到的目標“科學探究的一般方法”知之甚少。高中學生具備了一定的觀察和認知能力,分析思維的目的性、連續性和邏輯性也已初步建立,但還很不完善,對事物的探索好奇,又往往具有盲目性,缺乏目的性,并對探索科學的過程與方法及結論的形成缺乏理性的思考。在教學過程(本文來自優秀教育資源網斐.斐.課.件.園)中,教師要盡量創設學生活動的機會,讓學生成為學習活動的主體,教師只是為學生的學習提供必要的指導和知識鋪墊。
五、教學方法
探究式教學,結合問題、討論、比較、歸納多種教學方法,并配以多媒體輔助教學,引導學生再現科學發現過程,并進行分析、討論、歸納和總結。新授課教學基本環節:預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發導學案、布置預習
六、課前準備
1. 學生的學習準備
學生收集了解關于光合作用研究歷史。興趣小組做關于光合作用的探究實踐
高二生物基礎知識教案(篇6)
一、 說教材
(一) 教材的地位與作用
呼吸作用是生物界中所有生物每時每刻都在進行的生命活動。教材首先簡要概括地介紹了呼吸作用的概念,然后重點講述了有氧呼吸、無氧呼吸和呼吸作用的意義三大部分內容;它系統介紹了生物異化作用的一個重要過程,為我們了解不同生物生命活動的過程奠定了基礎;它與前面所學的線粒體的結構和功能、主動運輸、新陳代謝與ATP、光合作用、植物對礦質離子的吸收等內容有密切的聯系,也為今后學習其他生命活動及規律奠定基礎,因此是本章的重點內容.
(二)教學目標
根據高中生物課程的指導思想和新課程標準的提高生物科學素養;面向全體學生;
倡導探究性學習;注重與現實生活的聯系的四個基本理念,制定教學目標的以下幾個方面:
知識目標
①識記呼吸作用的概念、類型、場所、生理意義、以及在生產、生活實踐上的運用。
②理解有氧呼吸與無氧呼吸的概念、總反應式、過程和圖解,區別和聯系、呼吸作用意義。
③掌握有氧呼吸物質和能量變化的特點。
能力目標
①設計實驗,探究酵母菌細胞呼吸方式的探究。培養學生探究的基本能力和探究精神。
②通過學生讀書及與教師的討論活動,培養學生自學和主動理解新知識的技能技巧。
③通過學生討論對比有氧呼吸和無氧呼吸的異同,培養學生自我構建知識體系的能力和對相關知識進行分析比較的思考能力。
④學會用化學方程式表達有氧呼吸和無氧呼吸的過程,領會呼吸作用的實質。掌握呼吸作用的物質、能量計算方法,培養學生的綜合分析、計算能力。
⑤適當擴展認知面,培養學生聯系生活、生產實踐的能力。
情感目標
①在教學中,通過分析有氧呼吸和無氧呼吸的異同,光合作用與呼吸作用的聯系中滲透生命活動不斷發展變化以及適應的特性,使學生逐步學會自覺地用發展變化的觀點,認識生命,培養學生用辯證統一的觀點思考問題,能通過事物的現象看事物的本質.
②在教學中,通過聯系生產、生活等實際,激發學生學習生物學的興趣,培養學生關心科學技術的發展,關心社會生活的意識和進行生命科學價值觀的教育。
(三)教學重點、難點
1、教學重點及突破策略
因為學生在初中已經學習過生物呼吸的有關知識,對呼吸的氣體交換現象、呼吸作用中分解有機物,釋放能量等知識,有了一定的了解。但限于初中學生的化學知識和認識水平,對呼吸作用的過程幾乎未涉及。高中學習呼吸作用,重點放在使學生認識呼吸作用的基本過程,理解呼吸作用的本質上,可使學生對生物的呼吸作用的認識提高到一個新水平。呼吸作用過程的知識,是學生理解其分解有機物,釋放能量,產生ATP的本質的基礎;是理解有氧呼吸和無氧呼吸區別和聯系的基礎。學生認識呼吸作用過程,有利于理解內外因素對呼吸作用的影響,有利于理解呼吸作用的意義。
教學重點:探究酵母菌的呼吸方式、有氧呼吸的過程、
突破策略:1、通過資料分析、教師引導、學生討論,歸納探究酵母菌的呼吸方式
2、通過提問、讀書、思考、理解反應式及圖解、課堂練習來突出。
3、通過簡表列出有氧呼吸和無氧呼吸的比較欄目,簡明地抓住要點。
2、教學難點及突破策略
因為學生的化學知識,尤其是有機化學知識不足。在呼吸作用的過程中,糖的徹底分解,需經過一系列的氧化還原反應,這些反應所伴隨的能量變化,學生理解有一定的困難。呼吸作用的過程比較抽象,現又缺乏直觀教具,是學生對其理解困難的又一原因。
教學難點:1、實驗設計過程 2、有氧呼吸中物質變化和能量變化
突破策略:1、分析實驗設計過程的基本原則與方法
2、利用投影片形象地說明有氧呼吸過程的三個階段和兩個場所,通過引導、思考,學會寫相關反應式,使學生清楚須有“能量”欄才能表達其完整性和科學性。
3、利用化學方程式理解呼吸作用的實質和相關呼吸作用的運算法則
課時安排:2課時
二、 說教法
眾所周知,在教學中學生是課堂活動的主體,教師只在課堂活動中起主導、引導作用,因此,我們應該充分調動學生的興趣和積極性,精心設計,激發學生學習的興趣和動機積極參與到教學過程中,所以本課采用比較法、直觀教學法、比較歸納法、討論法、閱讀法等教學方法,這樣既可以充分調動學生學習的積極性和主動性,又培養了學生的綜合分析、閱讀、計算能力以及合作精神。
1、 直觀教學法:通過多媒體輔助教學軟件,化靜為動,化抽象為具體, 增強了教學內容的直觀性、
啟發性,使學生更好地從感性認識上升為理性認識。 .
2、 通過師生互動、生生合作學習,共同探究有關酵母菌細胞呼吸的知識。
3、 學生參與完成有氧呼吸、無氧呼吸區別和聯系的表格,進行教學反饋。三、說學法
引導學生進行實驗探究,初步理解探究實驗的一般過程、原則和方法,發揮學生思維的主動性,創新性。
建議同學們聯系各種親身體驗,理解有氧呼吸、無氧呼吸的概念、過程。充分理解有氧呼吸三個階段的物質變化和能量的過程。聯系課件,并運用對比的方法理解有氧呼吸的三個階段,討論比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同。
指導學生在預習時以有氧呼吸為主,明確基本概念、場所、條件、產物、氧化的程度、能量的來去等,接著以同樣的方法對無氧呼吸進行列表比較,最后聯系生命活動和日常生活識記呼吸作用生理意義。
指導學生學會形象思維,結合投影片和第二章中“線粒體”“細胞質基質”的相關內容,形象地分析、記憶有氧呼吸三個階段的場所、條件、原料、產物及其反應機理。
四、說教學過程
第一課時:
導入新課:生物界所有生物的一切生命活動都需要能量。無論是人類還是細菌,如果能量供應一旦停止,生命也將結束。那么,生物體內是通過什么方式來產生和提供能量的呢? 激起學生的興趣后引入新課。
提出課題:細胞呼吸
探究新課:
(一)、區分呼吸(運動)與呼吸作用(細胞呼吸);歸納呼吸作用概念
(片2)1、“呼吸(運動)”和“呼吸作用(細胞呼吸)”有什么區別?(圖片)
2、“呼吸(運動)”和“呼吸作用(細胞呼吸)”有什么聯系?(圖片)
3、細胞呼吸和有機物的燃燒有什么共同點和區別?
4、是不是所有的呼吸作用都是在有氧的條件下才能進行呢?能不能舉幾個例子?
5、綜合以上幾個問題的分析:同學們能否歸納呼吸作用的概念?
(片3) (從“反應物、產物、場所、條件、本質、方式等多方面歸納)
細胞呼吸是指糖類等有機物在細胞內通過酶的催化作用進行一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產物,釋放出能量的過程。細胞呼吸分為有氧呼吸、無氧呼吸
(二)、以酵母菌為實驗材料,設計實驗研究呼吸作用的有關特性;
(片4) 酵母菌是一種單細胞真菌,依賴外來的有機物進行異養生活,以出芽生殖的方式產生后代。在有氧、無氧的環境中均能生存。(簡單介紹此片:圖1、2、3)。
(片5) 首先我們看一段小資料 同學們能否從這段資料中,提取出有關酵母菌細胞呼吸的信息?
學生:(同學們可能分析出:)酵母菌產生了CO2、酒精
教師:(此時教師要圍繞學生的問題進行引導:)酵母菌是在什么情況下產生的CO2和酒精的呢?根據酵母菌的介紹(有氧、無氧均能生存)酵母菌產物CO2和酒精是在有氧還是無氧的環境中產生的呢?
教師:科學結論的得出,均是通過實驗探究出來的,。實踐是檢驗真理的的標準嘛!
教師:下面請同學們設計實驗,來證明或_這位同學的分析。
在設計實驗之前,請同學們注意幾點:
1、酵母菌是一種單細胞真菌,依賴外來的有機物進行異養生活,其生活方式與動植物有一定的不同。我們就應該根據具體的生物對象,采用不同的實驗技術手段。(可轉回片4)
2、 科學設計實驗的一般方法與原則:(講解實驗變量與無關變量)
3、在檢測觀測指標時,應根據具體的觀測指標采用具體的實驗措施:CO2、酒精可通過其化學性質來的鑒定。橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液,在酸性條件下與酒精發生化學反應,變成灰綠色。(酒精的鑒定需在黑板上寫出)
(片6) 展示科學設計實驗的一般方法:
(片7) 教師:我們來分析一下完整實驗步驟(與此同學的實驗過程比較)
(三)、歸納科學探究實驗的一般過程
(片11) 同學們回顧一下我們探究的過程,能否歸納科學探究實驗的一般過程?
1、觀察現象:面包松軟,啤酒的形成均與酵母菌有關
2、提出問題:酵母菌的產物CO2和酒精是在有氧條件下還是在無氧條件下產生的。
3、提出假說解釋問題:最可能假設:
4、設計實驗:明確實驗目的;操縱實驗變量;科學檢測實驗的觀測指標;限制好無關變量
5、實驗結果預期
6、實施實驗,
7、得出結果,對比分析,判斷假說真偽、結果與預期相符,證明假說正確。
8、得出結論;
(四)、再探究: 再探究一:(一)(二)(三)(四)(五)
(五)、本節課小結:
(六)、關于呼吸作用的具體過程和有關實際應用,我們下節課再繼續講解。
(七)、作業:以哺乳動物(小白鼠)、植物(小麥、金魚藻)為實驗材料,設計實驗來研究呼吸作用的有關特性。
(八)、以植物種子為實驗材料,設計實驗來研究呼吸作用的有關特性;
1、操縱實驗變量:活種子、死種子
2、科學檢測觀測指標:(在黑板上寫出有氧呼吸、無氧呼吸的化學方程式,進行觀測指標的分析。)
A:觀測指標為消耗的有機物量(物理學方法)
B:觀測指標為消耗的氧氣量(物理學方法、化學方法)
C:觀測指標為吸收的二氧化碳量(物理化學方法結合)
D:觀測指標為溫度變化(物理學方法)。
(九)、板書:
高二生物基礎知識教案(篇7)
一、學情分析
本課的授課對象是高一的學生,經過兩年的生物學學習,學生已經儲備了很多生物學知識,具有一定的生物學基礎。本節課主要講述酶在生物新陳代謝中的重要作用及其生理特性,教材對酶的本質和特性作了重點介紹。本章本節課內容是高二生物教材的重難點內容。自然界中的一切生命現象皆與酶的活動有關。在本章節中通過探索驗證酶的特性的教學過程,培養學生建立科學的思維方法和研究精神。
首先,在本課之前,學生已經對酶的發展歷程、特性、作用等都已經知道并理解。這些都與接下來的酶的特性緊密相關。也一定程度上反饋了上節課的上課質量和學生的掌握情況。并且為接下來的教學作為指導。其次,學生對生活中常見的比如說加酶洗衣粉,學生都可能接觸過,那么他們就會有很多問題出現了:加酶洗衣粉添加了什么類型的酶呢?酶在洗衣粉里是怎樣工作的?在使用加酶洗衣粉的時候需要注意什么呢?等等的問題。這樣,一方面學生會形成無意注意,一定程度上提高學習欲望,學習效果也大大提高。另一方面教師也可以從這方面下手,收集資料,增大信息量,活躍課堂氣氛。再者,酶的生產應用的引入,一定程度上開闊了學生的視野,讓學生覺得生物對他們來說,不是只是抽象的某某技術,某某發現,某某科學家等等,而是貼近日常生活的,很常見的東西,他們會有這樣的想法:“如果我掌握了這個,那我是不是就相當于令人羨慕的科學家了呢?”這樣,也一定程度上激發了他們的學習欲望。也為以后的擇業多一個選擇。
二、教學內容分析:
1、本節課的知識結構:
在這節課中,我打算先回顧上節課所學習的內容:酶的本質,作用。然后問大家一個問題:“生活中你遇到酶了嗎?”其次,給大家展示幾張酶的在生活中應用的圖片,看大家反應,并嘗試總結。再者,就用幾個案例來一一說明酶具有哪些特性。
2、本節課的生物學概念:
1、酶的特性:酶特別具有的。與眾不同的性質。
2、酶的專一性:酶對所作用的底物有嚴格的選擇性。一種酶僅能作用于一種物質,或一類分子結構相似的物質,促其進行一定的化學反應,產生一定的反應產物。
3、酶的高效性:與無機催化劑相比,酶具有高效率的催化能力。
4、酶的作用條件溫和:酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的,其代表是溫度跟酸堿度。
三、學習動機的喚起和保持
1、通過提問一些看似跟學習無關的,其實大有玄機的問題。比如說:“你們家用什么牌子的洗衣粉?你們喜愛的牛仔褲是怎樣子做成的呢?”當然,在眾多的答案中,教師要繞回主題。
2、展示一些能夠引起注意的圖片,比如說面包,啤酒。也能引起他們的無意注意,也能激發他們的有意后注意等等。以達到活躍課堂氣氛,提高學習效率、
3、教師的語言當然也要適當地調整,盡量使用貼近學生的,但又不失專業的語言。也一定程度上引起注意。
4、可以嘗試布置學生去查閱關于酶的資料,并綜合匯報展示。
四、落實課程目標
本節課要實現的高中生物學課程內容是:
第五章:細胞的能量供應和利用第一節:降低化學反應活化能的酶二、酶的特性
具體內容標準
活動建議
案例分析:酶的特性
收集酶在生活生產中的應用,并加以分析運用了酶的哪些特性,再綜合匯總,然后匯報。
五、教學目標
通過本節課的學習,學生應該達到以下目標:
1、知識目標:(1)說明酶在細胞代謝中的特性。
(2)能夠準確說出酶的特性包括那個方面,并舉例說明。
2、能力目標:(1)通過以小組為單位的學習,使學生學會與人交流和合作的能力
(2)試圖準確辨認酶在生活生產中(比如說某商品)運用了哪些特性。嘗試搜集感興趣的相關資料,匯總、分析、總結。
(3)通過學生主動參與科學探究的虛擬實驗活動,使學生掌握科學探究的程序和方法,培養學生創造性思維能力和動手實踐的能力。
3、情感目標:(1)感受酶在生活中的應用,自然地形成酶在生活中應用多樣,種類多樣,但用的過程中要注意結合它的特性。也形成了一種觀念:生物其實離我們很近,它不僅僅是科學家的事,我們也可以當“科學家”。(2)在學習的過程中,懂得一個道理:工欲善其事必先利其器。而且也使學生養成好奇、勇于質疑、自主探究、合作學習的科學探究精神。
六、教學重難點
教學重點:酶的三特性:高效性、專一性、作用條件溫和及其案例
教學難點:1酶如何“嬌氣”了?
2低溫的時候酶失活了嗎,為什么?
七:課前準備
1、教師課前收集相關資料,比如說酶的應用的圖片,案例。
2、在課前布置學生收集資料,并加以指導。