优秀生物教学设计
教学设计所带来的不仅仅是教学设计的基本原理和必要的知识，更重要的是设计人员从中领会到的解决问题的思维方式和科学态度，他将从中学会创造性地解决问题的原理和方法，今天小编在这给大家整理了一些生物教学设计，就让我们一起来看看吧!
优秀生物教学设计1
中学生物教案
授课内容：组成生物体的化学元素 授课班级：七年级一班教师：张亚娟 授课日期：2014-10-26教学目标：
一.知识目标：
1) 了解构成细胞和生物体的化学元素组成;
2) 掌握构成细胞的主要元素;
3) 理解和掌握主要化学元素的作用;
4)通过生物体组成元素与非生物的对比，理解生物界与非生物界的统一性与差异性。
二.情感目标：
通过学习组成生物体的化学元素，认识生物界与非生物界的统一性和差异性;使学生初步学会抓住知识中的主要矛盾和矛盾的主要方面的学习方法;培养学生用抓住事物之间的内在联系的观点分析事物，认识世界的思维方法。
三.技能目标：
通过对组成生物体的化学元素相关知识的学习和分析，培养学生理解思考和分析问题的能力，初步培养学生跨学科分析问题的能力。 教学重点、难点：
1. 组成生物体的化学元素及这些化学元素的重要作用;2.
2. 组成生物体最基本的元素是碳;
3. 生物界和非生物界的统一性和差异性。
核心概念：大量元素，微量元素
地球上的生物，现在已知的大约200万种。不同种类的生物体，在个体大小、形态结构和生理功能等方面都不相同。但是，组成生物体的化学元素和化合物是大体相同的，也就是说，生物体的生命活动都有共同的物质基础。
物质都是由化学元素组成的。科学家通过研究各种生物体细胞内的生命物质，查明了组成生物体的化学元素的种类、数量和作用。 大家都知道生物是由细胞构成的，细胞是由物质构成的，构成细胞的物质和世界上其他物质一样都是由元素构成的。那么组成生物体的元素有哪些呢?接下来我们这节课就来学习生命的物质基础的第一节组成生物体的化学元素。
一. 组成生物体的化学元素
请同学们打开课本找到玉米和人体化学元素含量对比表，对表中的数据进行分析，解读，找出规律。那么，如何来发现数据中隐藏的规律呢?或者说通过什么方法来寻找规律呢?
我们可以通过比较的方法，找出两者不同的地方。除了找不同点外，还要找相同点。
下面以小组为单位，运用恰当科学的方法来解读表格中的数据，归纳结论，然后进行交流。我们通过比较，发现玉米和人的化学元素组成差异较大，除了O和C两种含量最多的化学元素有较大差异外，一些含量较小的化学元素差异也很大。
我们来分析组成生物体的化学元素有哪些。同学们边看边思考下面
的问题：
1. 组成生物体的化学元素有哪些?与非生物是否相同?
2. 组成生物体的化学元素在生物体中含量是否相同?
3. 哪些化学元素在生物体内含量很高?哪些很低?
经过同学们的认真观察，对比分析，回答了上述问题。对学生的答案给予评价，鼓励学生自己主动思考问题。
分析上表，我们知道组成玉米和人体的基本元素是C、H、O、N，这四种元素在组成生物体的元素中含量最多。从上表还可以看出，组成生物体的化学元素虽然大体相同，但是，在不同的`生物体内，各种化学元素的含量相差很大。
同种生物不同生长期体内各元素含量也有不同。同种生物体内不同器官各种元素的含量也有差异。
另外，同学们思考一下：生活在沙漠中的仙人掌和海洋中的鲸，组成他们的化学元素是否大体相同?各种化学元素在这两种生物体内的含量有没有差别?
同学们异口同声地回答：仙人掌和海洋中的鲸的化学元素大体相同;各种化学元素在这两种生物体内的含量有差别。
通过上面的学习，同学们都理解了组成生物的化学元素种类大体相同，但不同生物中含量有差异。根据组成生物体的化学元素，在生物体内含量的不同，可以分为两大类：
一类是大量元素;那么什么是大量元素呢?大量元素就是指含量占生物体总重量万分之一以上的元素。例如：C、H、O、N、P、S、K、
Ca、Mg等。
与之相对的是微量元素;微量元素是指生物生活所必需，但是需要量却很少的一些元素。例如：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
同学们要注意：微量元素在生物体内的含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。
二. 组成生物体的化学元素的重要作用
在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，C、H、O、N、P、S 6种元素是组成细胞的主要元素,，如表1-2，大约共占细胞总量的97%.生物体的大部分有机化合物是由上述六种元素组成的。例如：糖类多是由C、H、O组成，核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的，而蛋白质由C、H、O、N等元素组成。
一是：生物体的化学元素组成多种多样的化合物，如糖类、蛋白质、核酸、脂肪等，这些化合物在生命活动中都具有重要作用。
二是：化学元素能够影响生物体的生命活动。例如，油菜缺B时，会出现“花而不实”的现象。这是因为微量元素B能够促进花粉萌发和花粉管的伸长。当柱头和花柱中积累了大量B时，有利于受精作用的顺利进行。在缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。Mo作为牧草生长的必需微量元素(新西兰草场钼矿)。
小孩缺钙长不高，老年人缺钙易患骨质疏松。人缺铁会出现贫血症状，果树缺铁会的黄叶病;植物体缺钾茎秆软弱易倒伏;人体缺碘易患大脖子病等。
组成生物体的化学元素有两方面的重要作用，但是，组成生物体的
元素的作用，只有在生活的机体中，在生物体特定的结构基础上，在与其他物质的相互作用中，才能体现出来，化合物是生命元素的主要存在形式，蛋白质和核酸是生命的最基本物质。
三.生物界和非生物界的统一性和差异性
组成生物体的化学元素，在无机自然界中都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的。这个事实说明，生物界和非生物界具有统一性。
组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。例如，C、H、N 3种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%左右，而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%。这个事实说明，生物界和非生物界还具有差异性。 (小资料)生物大分子在生物体的生命活动具有重要作用。碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连结成链或环，从而形成各种生物大分子。可以说，地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的。小结要点：
优秀生物教学设计2
教学目标
1.通过观察和学习了解细菌的形态和结构特点;了解细菌的生殖方式和营养方式;细菌对自然界的意义和与人类的关系。
2.通过观察细菌形态和对问题的分析、比较，继续培养观察能力和思维能力。
3.通过了解细菌在自然界中的作用，继续树立生物界的一切事物和现象是相互联系、互相影响的辩证观点;通过了解细菌与人类的关系，学会用一分为二的方法去分析事物;并自觉养成良好的卫生习惯。
重点、难点分析
1.细菌结构特点及细菌对自然界的意义和与人类的关系是本章的重点知识，因为：
(1)通过学习细菌细胞结构特点，让学生与前面所学过的植物细胞结构进行比较，找出它们在细胞结构上的相同点及显著区别，明白为什么把细菌从植物中划分出来。
(2)细菌在自然界中的作用为重点之二。腐生细菌等微生物对自然界中物质循环起着重要作用，维持着生态系统中物质转化的动态平衡和自净作用。通过这一内容的学习使学生了解细菌在自然界的物质循环中的重要作用，从而为学习高中生物学生态系统中分解者的作用打下基础。
(3)细菌与人类的关系为重点之三。通过这部分内容的学习，使学生学会用辩证唯物主义观点去看待客观事物。了解细菌与人类的密切关系表现在有利与有害两个方面，从而纠正许多人误以为细菌都是有害的错误观念。
2.如何使学生了解细菌的形态和结构特点及了解细菌对自然界中物质循环的重要作用是本章的教学难点。
(1)在教学过程中如何使学生了解细菌的形态和结构特点是本章的难点之一。细菌在自然界中分布广泛，数量极大，与人类关系密切，但因为非常微小，用人的眼睛不能直接观察到，特别是有些地区的学校缺少相应的教学设备，如显微镜、显微投影仪、录像设备和微机等，所以教师难以进行直观教学。
(2)细菌对自然界中物质循环的重要作用是本章教学的难点之二。因为初一学生所掌握的生化知识很少，也没有接触生态系统的概念以及生态系统的结构和功能方面的知识，因而讲透细菌在促进自然界中物质循环的作用有一定难度。
教学过程设计
一、本课题参考课时为一课时。
二、教学过程：
1.细菌的形态和结构特点：
(1)在讲述细菌的形态和结构特点时，教师可以先提出一些问题如：你们见过细菌吗?听说过细菌吗?能否描述出细菌的样子?在学生议论后请学生回答问题。
由此引入新课，教师接着指出：细菌分布广泛，无论是空气、水、土壤还是每个人身上都有细菌生活。但它是单细胞生物，个体十分微小，所以我们用眼睛看不到，下面我们就要了解一下细菌的形态和结构特点。
(2)关于细菌形态的教学，教师要充分利用各种教学手段，进行直观教学。①用高倍显微镜演示细菌的三种形态;如果有教学设备的学校让学生自己动手操作用高倍显微镜进行观察。②可以用显微投影仪投影放大细菌的三种形态。③播放细菌显微结构和亚显微结构的录像片段。④以上设备都没有，教师可让学生参看书中的显微照片及插图，同时教师用粉笔在黑板上边讲边画出细菌三种形态的示意图。接着教师总结出细菌的形态：单细胞个体，从形态上分为：球菌、杆菌和螺旋菌三类。
(3)细菌的结构特点，该教学内容由于学生没有学过有关知识，可用讲述法。首先课前要准备好细菌结构的模式图。如果没有，教师可参照书上有荚膜的细菌结构示意图画一个。对照图来讲述细菌结构特点时，注意让学生与前面所学过的植物细胞结构进行比较找出相同点和不同点。注意强调：细菌细胞没有成形的细胞核是细菌细胞与植物细胞在结构上的重要区别，所以细菌不属于植物范围。另外，有些细菌具有特殊结构如：①有的细菌具有鞭毛可在水中游动。②有的细菌在细胞壁外有荚膜、具有保护作用。
关于芽孢，教师应该指出：能否形成芽孢是细菌总的特征，不是所有细菌都能形成芽孢。芽孢是该菌种的休眠状态，称休眠体。注意说明芽孢的形成不是细菌的繁殖方式，一个细菌只能生成一个芽孢，在适宜条件下，一个芽孢萌发形成一个菌体。芽孢对恶劣环境有很强的抵抗力，壁很厚渗透性差，含水量极少。杀灭芽孢最有效的方法是高压蒸气灭菌法。一般情况下芽孢可以生存十多年。教师可以补充讲述芽孢在生物防治和环境保护中的应用价值，例如：有些芽孢杆菌在形成芽孢的同时，产生晶体内含物，称副芽孢体。苏云金杆菌和日本甲虫杆菌等产生的副芽孢体对某些昆虫有强烈毒性，因此有些国家用苏云金杆菌等细菌作为杀虫剂又称生物农药，既能消灭害虫又不污染环境。
2.细菌生命活动特点：
(1)在讲述细菌的生殖过程中要强调_生殖是单细胞生物普遍存在的生殖方式。特点是简单、快速，属于无性生殖。在讲述生殖过程中，教师可参考教参中的示意图边讲边画。
(2)细菌的营养方式的讲述可用谈话法。教师首先提出问题供学生讨论：①植物是怎样制造有机物获得营养物质的?②植物制造有机物的条件是什么?③细菌不含叶绿素，它怎样获得营养?经讨论后，教师做必要的总结。这样学生就可以推论出细菌与植物的营养方式有本质的不同。接着引出异养的概念以及腐生细菌与寄生细菌的概念。强调腐生和寄生细菌的区别：腐生是从已死的或腐烂的动植物组织中获得有机物;寄生是从活的动植物体内或体表来吸取有机物来生活。
3.细菌对自然界的意义和与人类的关系：
(1)细菌对自然界的意义：本内容教师可运用讲述与谈话法相结合的方式进行。自然界中任何一种生物都有着诞生、生长发育、成熟、衰老和死亡的过程，这是生物的生命活动规律。生物体死亡后是否永远保留在地球上?为什么没有出现这种情况?让学生回答，谁起了重要作用。腐生细菌的具体作用需要教师来讲述。下面教师可画简图让学生连线填充说明三者之间的关系。
为加深学生了解腐生细菌对自然界中物质循环的作用，可布置课外小实验，让学生完成：
用一个广口瓶里面放些土，把小昆虫的尸体埋在土中。再把玻璃瓶埋入土中，瓶子不要加盖。上面做好标记，过一段时间挖出来观察，看看有何变化。
(2)在讲述细菌与人类的关系之前，先让学生讨论，①细菌对人类是否都有害?②有益表现在哪些方面?有害表现在何处?而后教师根据学生的回答加以补充，要强调多数细菌对人类是有益的，有害的只是少数种类。纠正细菌都是有害的片面认识，培养学生学会用辩证唯物主义观点去看待分析客观事物的能力。由于病原菌能引起疾病要教育学生在日常生活中养成良好的卫生习惯。
讲完课后根据教学目标进行检测，及时反馈。并请学生回答“动动脑”上的问题。布置学生看课外读物的内容。
4.本课教学中应注意的问题：
随着现代科学技术发展，细菌的应用价值越来越高，范围很广，特别是近些年来在环境保护、分子遗传学、基因工程、制药业等等在讲课时可以渗透这方面的信息。
优秀生物教学设计3
学生尝试用自己的语言描述转录的过程，教师针对学生的回答进行纠正指导，引导学生总结出完成详细的转录过程：
①DNA双螺旋揭开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板;
②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合;
③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上;
④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。
最后，师生共同总结转录的概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
(三)总结提升
教师结合板书带领学生进行本节课知识的归纳，引导学生自主绘制知识概念图。
(四)巩固提高
学生思考讨论：转录成功的mRNA的碱基序列与DNA单链模板的碱基序列和模板互补的碱基序列有什么异同?
保证遗传信息传递的稳定性和准确性。
(五)课外拓展
列表比较DNA复制和转录的异同点。
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一、教材分析
本课题在实验前介绍了消化系统的组成，学生对消化系统已经有了感性认识,紧接着设计一个探究实验。让学生在亲历探究实验的过程中，用控制变量法设计实验来探究“唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”，教材的设计遵循了从结构到功能、从感性认识到理性认识的认知规律。
本实验是一个典型的探究案例,它隐含着生物科学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路与方法。
二、学情分析
有利的一面：
学生通过生活体验对牙齿与舌的功能有一些感性认识，知道唾液腺分泌唾液。
通过以前的学习，部分学生已领悟了用“控制变量法”设计对照实验的方法。
七年级的学生活泼、好动，对生命的奥秘有强烈的好奇心，具有实事求是的科学态度。
不利的一面：
1、实验操作技能欠缺。
2、探究能力欠缺，体现在自主设计实验方案还有一定的难度。
三、教学目标
知识目标：
(1)了解消化、物理性消化、化学性消化的含义。
(2)运用实验法探究馒头在口腔中的变化，并得出合理的结论。
能力目标：
通过探究活动使学生掌握科学研究的基本方法，让学生针对实际现象做出合理的解释和验证，以培养学生解决实际问题的能力和决策能力，培养创新精神。
情感、态度、价值观目标：
(1)通过探究活动培养学生的团结协作精神。
(2)通过学生如实记录、分析实验结论，培养他们认真、求实的科学态度及一定的探索精神和创新意识。
教学重点：
探究馒头在口腔中的变化，培养学生的探究能力。
教学难点：
教师如何有效地组织、引导整个探究过程，并抓住时机训练学生的能力，培养学生正确的学习态度和观念。
四、教法学法
教法
1、通过学生咀嚼馒头的情境引入，从而提出探究问题。学生根据生活经验作出假设。
2、从分别设计牙、舌以及唾液对馒头的消化的单一变量对照到合并探究多个变量的对照。
3、采用自我反思，交互式评价方式分析实验失败原因，使学生深刻领悟探究方法的内涵。
学法
1、学生根据体验馒头味道的变化，自主提问，作出假设。自主设计实验，通过实验现象观察得出相应结论。
2、自我反思，交互式评价方式分析实验失败原因，深刻领悟探究方法的内涵。
从而使启发诱导式的教法与探究式的学法和谐共振。
五、教学流程
课前准备
鉴于学生动手操作机会少、能力弱。挑选部分学生实验前简短培训，了解实验原理，操作要领。在实验中让这部分学生去带动其余学生，让实验落到实处。
情境引入
品尝馒头，要求进行较长时间咀嚼，感受馒头味道的变化，从而提出问题，作出假设。
探究实验
⑴提出问题：
馒头是怎样变甜的呢?
⑵作出假设：
馒头在口腔中变甜与牙齿的咀嚼、舌头的搅拌、唾液的作用有关。
设计意图：调动学生在感性经验基础上引导分析在口腔中使馒头变甜的相关因素，然后做出合理的假设，不仅激发学生的探究热情，活跃气氛，更潜移默化地向学生渗透了科学做出假设的方法---即从已有的经验和知识中做出合理假设。
⑶制定计划：
a、提示：
①设计一组实验，有的只探究牙齿的咀嚼和舌的搅拌，有的只探究唾液的作用。
每个组选择一个因素进行探究。
设计意图：把难点进行分解。本探究涉及到两个探究因素，让学生同时对两个探究因素设计对照试验，有一定难度，让每个组选择一个因素探究，降低了难度，学生跳一跳是能摘到桃子的。
②淀粉是馒头的主要成分。淀粉是没有甜味的，淀粉分解后形成的麦芽糖是有甜味的。
③淀粉遇碘变蓝，但麦芽糖遇碘不会变蓝。
④口腔的温度大概是37℃。
b、思考：
①怎样模拟舌的搅拌、牙的咀嚼，唾液的参与以及口腔的温度?
②你选择的是什么因素对淀粉的消化?实验的变量是什么?怎样确保只有变量不同，其它条件都相同?
③怎样检验淀粉是否被消化?(学生说出方法后，教师建议：滴加4滴稀碘液后置于温水中水浴加热，观察颜色的变化情况。)
设计意图：这3个思考题是突破难点的关键，弄清了问题①③，不需要教师做任何强调，学生就能明白该实验有的组要把馒头切碎，要搅拌，以及整个实验要保持在37℃下进行，滴加碘液等具体操作的原因;问题②是引导学生控制变量，顺利设计对照实验的核心问题，学生只要清楚了这个问题，设计出合理的方案是完全没有问题的。
c、分组讨论设计(要求图示说明，图示板演)
一大组：牙齿和舌头作用实验方案;
另一大组：唾液的作用实验方案;
d、学生汇报，教师引导整合
为了让学生突破难点顺利掌握从探究一个因素上升到同时探究两个因素的方法，我采用先易后难，先分解后整合的策略。具体过程为：教师根据学生板演图，把两组对照实验中相同实验组合为一体，适时点拨：为了提高效率我们可以把两个因素放到一起同时进行探究，只要先把实验组设计出来，各对照组只要变量与其不同，其它条件相同即可。由于符合学生的认知规律，达到了事半功倍的效果。
e、完善实验设计
⑷实施计划
⑸得出结论
⑹表达交流
小组汇报实验完成情况，反思实验失败的原因，交互式评价。为进一步探究温度对唾液淀粉酶的活性影响做下铺垫。
进一步探究：
为什么强调在37℃条件下进行实验?你能设计实验来说明温度对淀粉消化的影响吗?
兴趣小组展示课前做好的处于60℃条件下的实验现象，从而使学生知道温度对唾液淀粉酶的活性存在影响。
课堂小结
1.探究实验的一般方法
提出问题→做出假设→制定计划→实施计划→得出结论→表达和交流
2.对照实验设计的基本原则
单一变量原则
3.唾液对淀粉有消化作用;舌搅拌与牙齿咀嚼对淀粉的消化有促进作用。唾液淀粉酶的活性受温度影响。
课后反思
1、未雨绸缪，有的放矢。实验的准备工作很重要，教师实际操作对实验能达到的效果了然于心。
2、鉴于淀粉的分解过程无法直观感受。将原实验设计中后滴加稀碘液改成先滴，通过颜色由蓝变浅蓝、再变成黄色来感受淀粉分解的过程。
3、由考虑单一变量提升到同时考虑多个变量的探究。
4、增加温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，拓展学生的思维。
但是，由于学生知识储备的原因，在实验操作上有些方面不规范。
优秀生物教学设计5
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。
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