定积分的概念导学案
学习目标
1、知识与技能目标
理解并掌握定积分的概念和定积分的几何意义。
2、过程与方法目标
通过学生自主探究、合作交流,培养学生分析、比较、概括等思维能力,形成良好的思维品质。
3、情感态度与价值观目标
通过学生积极参与课堂活动,让学生体验创造的激情和成功的喜悦,教学过程中及时地表扬鼓励学生,让学生领会到实实在在的成就感。
教学重点定积分的概念,定积分的几何意义。
教学难点定积分的概念。
一、创设情境,引入新课
创设情境:请大家闭上双眼,回忆曲边图形面积的求法,求与直线=1,=0所围成的平面图形的面积。
教师口述:分割→近似代替→求和→取极限
引入新课:定积分的概念
如果函数在区间上连续,用分点
将区间等分成个小区间,每个小区间长度为(),在每个小区间上取一点,作和式:
【问题】如果时,上述和式无限趋近于一个常数,那么称该常数为___________________________,记为:___________________________,
即:___________________________。
注意:①称为______________,叫做_____________,为_____________,与分别叫做________________与________________。
②定积分是一个常数,只与积分上、下限的大小有关,与积分变量的字母无关,。
二、自主探究合作交流
探究一:在求积分时要把等分成个小区间,是否一定等分?
探究二:在每个小区间上取一点,是否一定选左端点?
探究三:分组讨论定积分的几何意义是什么?
探究四:分组讨论根据定积分的几何意义,用定积分表示图中阴影部分的面
三、例题剖析,初步应用
例1利用定积分的定义,计算的值
引导:怎样用定积分法求简单的定积分呢?
解:令
定积分的性质
根据定积分的定义,不难得出定积分的如下性质:
性质1(定积分的线性性质)
性质2(定积分的线性性质)
思考(用定积分的概念解释):
性质3(其中)
(定积分对积分区间的可加性)
思考(用定积分的几何意义解释):
_
四、课堂练习巩固提高
1、从几何上解释:表示什么?
2、计算的值。
五、知识整理,纳入系统
1、今天你学到的知识点:
2、数学方法:观察、比较、概括、归纳、概括,从有限到无限。
六、分层作业,巩固提高
1、必做题:课本P80习题第1、2、3题
2、选做题:课后探究题:
(1)用定积分的几何意义说明下列不等式:
①②
(2)求曲线,与直线,所围成平面图形的面积。
七、学习评价
1、自我评价:
你完成本节学案的情况为()
A很好B较好C一般D较差
2、你对本节知识未弄明白的地方:
【课题名称】必修一考点总结
考点1:时刻与时间间隔的关系
时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。如:
第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
考点2:路程与位移的关系
位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。路程是运动轨迹的长度,是标量。只有当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。一般情况下,路程≥位移的大小。
考点3:速度与速率的关系
速度速率
物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量,是矢
量描述物体运动快慢的物理量,是
标量
分类平均速度、瞬时速度速率、平均速率(=路程/时间)
决定因素平均速度由位移和时间决定由瞬时速度的大小决定
方向平均速度方向与位移方向相同;瞬时速度
方向为该质点的运动方向无方向
联系它们的单位相同(m/s),瞬时速度的大小等于速率
考点4:速度、加速度与速度变化量的关系
速度加速度速度变化量
意义描述物体运动快慢和方向的物理量描述物体速度变化快
慢和方向的物理量描述物体速度变化大
小程度的物理量,是
一过程量
定义式
单位m/sm/s2m/s
决定因素v的大小由v0、a、t
决定a不是由v、△v、△t
决定的,而是由F和
m决定。由v与v0决定,
而且,也
由a与△t决定
方向与位移x或△x同向,
即物体运动的方向与△v方向一致由或
决定方向
大小位移与时间的比值
位移对时间的变化
率
x-t图象中图线
上点的切线斜率的大
小值速度对时间的变
化率
速度改变量与所
用时间的比值
v—t图象中图线
上点的切线斜率的大
小值
考点5:运动图象的理解及应用
由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中,经常用到的有x-t图象和v—t图象。
理解图象的含义
x-t图象是描述位移随时间的变化规律
v—t图象是描述速度随时间的变化规律
明确图象斜率的含义
x-t图象中,图线的斜率表示速度v—t图象中,图线的斜率表示加速度
考点6:匀变速直线运动的基本公式和推理
基本公式速度—时间关系式:位移—时间关系式:
位移—速度关系式:
三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x、v、a为矢量及正、负号所代表的是方向的不同,解题时要有正方向的规定。
常用推论
平均速度公式:
一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:
一段位移的中间位置的瞬时速度:
任意两个连续相等的时间间隔(T)内位移之差为常数(逐差相等):
考点7:对运动图象的理解及应用
研究运动图象图象识别物体的运动性质
能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义
能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义
能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义
能说明图象上任一点的物理意义
x-t图象和v—t图象的比较
如图所示是形状一样的图线在x-t图象和v—t图象中,
x-t图象v—t图象
①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度)①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度)
②表示物体静止②表示物体做匀速直线运动
③表示物体静止③表示物体静止
表示物体向反方向做匀速直线运动;初
位移为x0表示物体做匀减速直线运动;初速度为
v0
交点的纵坐标表示三个运动的支点相遇时
的位移交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速
度
⑥t1时间内物体位移为x1t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表
示质点在0~t1时间内的位移)
考点8:追及和相遇问题
1.“追及”、“相遇”的特征
“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
两物体恰能“相遇”的临界条件是两物体处在同一位置时,两物体的速度恰好相同。
2.解“追及”、“相遇”问题的思路
(1)根据对两物体的运动过程分析,画出物体运动示意图
(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程,注意要将两物体的运动时间的关系反映在方程中
(3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程
(4)联立方程求解
分析“追及”、“相遇”问题时应注意的问题
抓住一个条件:是两物体的速度满足的临界条件。如两物体距离最大、最小,恰好追上或恰好追不上等;两个关系:是时间关系和位移关系。
若被追赶的物体做匀减速运动,注意在追上前,该物体是否已经停止运动
解决“追及”、“相遇”问题的方法
数学方法:列出方程,利用二次函数求极值的方法求解
物理方法:即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列出方程求解
考点9:纸带问题的分析判断物体的运动性质
根据匀速直线运动特点x=vt,若纸带上各相邻的点的间隔相等,则可判断物体做匀速直线运动。
由匀变速直线运动的推论,若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之差相等,则说明物体做匀变速直线运动。
求加速度逐差法
(2)v—t图象法
利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论,求出各点的瞬时速度,建立直角坐标系(v—t图象),然后进行描点连线,求出图线的斜率k=a.
考点10:关于弹力的问题
1.弹力的产出条件:物体间是否直接接触、接触处是否有相互挤压或拉伸
2.弹力方向的判断
弹力的方向总是与物体形变方向相反,指向物体恢复原状的方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体(受力物体)。
支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体(受力物体)。
绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿绳指向绳收缩的方向(沿绳背离受力物体)。
补充:物体间点面接触时其弹力方向过点垂直于面,点线接触时其弹力方向过点垂直于线,两物体球面接触时其弹力的方向沿两球心的连线指向受力物体。
弹力的大小
弹簧的弹力满足胡克定律:。其中k代表弹簧的劲度系数,仅与弹簧的材料有关,x代表形变量。
弹力的大小与弹性形变的大小有关。在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
考点11:关于摩擦力的问题
对摩擦力认识的四个“不一定”
摩擦力不一定是阻力静摩擦力不一定比滑动摩擦力小
静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,但一定沿接触面的切线方向
摩擦力不一定越小越好,因为摩擦力既可用作阻力,也可以作动力
静摩擦力用二力平衡来求解,滑动摩擦力用公式来求解
静摩擦力存在及其方向的判断
存在判断:假设接触面光滑,看物体是否发生相当运动,若发生相对运动,则说明物体间有相对运动趋势,物体间存在静摩擦力;若不发生相对运动,则不存在静摩擦力。
方向判断:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反;滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
考点12:物体的受力分析
1.物体受力分析的方法
2.受力分析的顺序
先重力,再接触力,最后分析其他外力
3.受力分析时应注意的问题
分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力
受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力
如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析
物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定
受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离
考点13:正交分解法在力的合成与分解中的应用
正交分解时建立坐标轴的原则
以少分解力和容易分解力为原则,一般情况下应使尽可能多的力分布在坐标轴上
一般使所要求的力落在坐标轴上
考点14:对牛顿运动定律的理解
对牛顿第一定律的理解揭示了物体不受外力作用时的运动规律
牛顿第一定律是惯性定律,它指出一切物体都有惯性,惯性只与质量有关
肯定了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因
牛顿第一定律是用理想化的实验总结出来的一条独立的规律,并非牛顿第二定律的特例
当物体所受合力为零时,从运动效果上说,相当于物体不受力,此时可以应用牛顿第一定律
对牛顿第二定律的理解
揭示了a与F、m的定量关系,特别是a与F的几种特殊的对应关系:同时性、同向性、同体性、相对性、独立性
牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系,一个物体的运动情况决定于物体的受力情况和初始状态
加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁,无论是由受力情况确定运动情况,还是由运动情况确定受力情况,都需求出加速度
对牛顿第三定律的理解
力总是成对出现于同一对物体之间,物体间的这对力一个是作用力,另一个是反作用力
指出了物体间的相互作用的特点:“四同”指大小相等,性质相等,作用在同一直线上,同时出现、消失、存在;“三不同”指方向不同,施力物体和受力物体不同,效果不同
考点15:应用牛顿运动定律时常用的方法、技巧
理想实验法控制变量法整体与隔离法图解法正交分解法
考点16:应用牛顿运动定律解决的几个典型问题
力、加速度、速度的关系物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的关系,合力只要不为零,无论速度是多大,加速度都不为零
合力与速度无必然联系,只有速度变化才与合力有必然联系
速度大小如何变化,取决于速度方向与所受合力方向之间的关系,当二者夹角为锐角或方向相同时,速度增加,否则速度减小
关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题
轻绳
拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向
同一根绳上各处的拉力大小都相等
认为受力形变极微,看做不可伸长
弹力可做瞬时变化
轻杆
作用力方向不一定沿杆的方向
各处作用力的大小相等
轻杆不能伸长或压缩
轻杆受到的弹力方式有:拉力、压力
弹力变化所需时间极短,可忽略不计
轻弹簧
各处的弹力大小相等,方向与弹簧形变的方向相反
弹力的大小遵循的关系
弹簧的弹力不能发生突变
关于超重和失重的问题
物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力
物体超重或失重与速度方向和大小无关。根据加速度的方向判断超重或失重:加速度方向向上,则超重;加速度方向向下,则失重
物体出于完全失重状态时,物体与重力有关的现象全部消失:
与重力有关的一些仪器如天平、台秤等不能使用
竖直上抛的物体再也回不到地面杯口向下时,杯中的水也不流出
训练案
一、选择题(48分)
1.在研究下列问题时,可以把汽车看作质点的是()
A.研究汽车通过一座桥所用的时间
B.研究人在汽车上的位置
C.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险
D.计算汽车从北京开往大连的时间
2.下列说法中,正确的是()
A.质点做直线运动时,其位移的大小和路程一定相等
B.质点做曲线运动时,某段时间内位移的大小一定小于路程
C.两个位移相同的质点,它们所通过的路程一定相等
D.两个质点通过相同的路程,它们的位移大小一定相等
3、甲、乙两辆玩具汽车在同一直线上,同时由同一位置向同一方向运动.它们的速度图象如图所示,下列说法中正确的是()
A.开始阶段乙跑在甲的前面,2s后乙落在甲的后面
B.2s末乙追上甲,且甲、乙的速度相等
C.4s末追上甲
D.在追上前,2s末两物体相距最远
4.如图所示,一个光滑的小球,放置在墙壁和斜木板之间,当斜木板和竖直墙壁的夹角θ角缓慢增大时(θ<900),则()
A.墙壁受到的压力减小,木板受到的压力减小
B.墙壁受到的压力增大,木板受到的压力减小
C.墙壁受到的压力增大,木板受到的压力增大
D.墙壁受到的压力减小,木板受到的压力增大
5.在加速度为a匀加速上升的电梯中,有一个质量为m的人,下列说法正确的是:()
A.此人对地球的吸引作用产生的力为m(g-a)
B.此人对电梯的压力为m(g-a)
C.此人受到的重力为m(g+a)
D.电梯对人的支持力大小为m(g+a)
6.一物体重为50N,与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,现如图所示加上水平力F1和F2,若F2=15N时物体做匀加速直线运动,则F1的值可能是(m/s2)()
A.3NB.25NC.30ND.50N
7.质量是m的物体在粗糙的水平面上受水平恒定拉力F的作用,从静止出发,经过时间t速度达到v,要使物体从静止出发速度达到2v,下列那些方法可行?()
A.只把力F增加为原来的二倍B.只把力F和动摩擦因数都增加为原来的二倍
C.只把质量增加为原来的二倍D.质量、力、时间都增加为原来的二倍
8.为了求出楼房的高度,让一石子从楼顶自由下落,若空气阻力不计,测出下列哪个物理量的值就能计算出楼房高度()
A.石子下落时间B.石子落地时的加速度
C.最后1s内的位移D.通过最后lm的时间
9.物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图所对应的直线甲、乙、丙所示,甲、乙直线平行,哪些说法正确()
A.μA<μBmA=mBB.μB>μCmB>mC
C.μB=μCmB>mCD.μA<μCmA<mC
10.在一种叫做“蹦极跳”的运动中,质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5L时达到最低点,若不计空气阻力,则在弹性绳从原长达最低点的过程中,以下说法正确的是()
A.速度先减小后增大B.加速度先减小后增大
C.速度先增大后减小D.加速度先增大后减小
11.根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是()
A.人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位置
B.人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
12.如图所示水平面上,质量为10kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的另一端固定在小车上,小车静止不动,弹簧对物块的拉力大小为5N时,物块处于静止状态,若小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时()
A.物块A相对小车仍静止B.物块A受到的摩擦力将减小
C.物块A受到的摩擦力大小不变D.物块A受到的弹力将增大
二、填空题(共16分)
13.(6分)将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为N和N(只需读到0.1N).
(2)在方格纸(见下图)上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.
14.(10分)在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足__时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与的图象.
(3)如图(a),甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是___.
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答:。
(5)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=。(结果保留三位有效数字)
三、计算题(共36分)
15.(8分)竖直悬挂一根长15m的杆,在杆的正下方5m处有一观察点A,当杆自由下落时,杆全部通过A点用多长时间(不计空气阻力).(g=10m/s2)
16.(8分)(10分)如图所示,A、B两个物体间用最大张力为100N的轻绳相连,mA=4kg,mB=8kg,在拉力F的作用下向上加速运动,为使轻绳不被拉断,F的最大值是多少?
(g取10m/s2)
17.(10分)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时,试求
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力。
18.(10分)如图,有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,则传送带将该物体传送10m的距离所需时间为多少?(g=10m/s2)
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。高中教案的内容要写些什么更好呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“高二化学第四章电化学教案”,欢迎大家与身边的朋友分享吧!
高二化学第四章电化学教案
一、探究目标
体验化学能与电能相互转化的探究过程
二、探究重点
初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
三、探究难点
通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
四、教学过程
【引入】
电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§4.1原电池
一、原电池实验探究
讲:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!
【实验探究】(铜锌原电池)
实验步骤现象
1、锌片插入稀硫酸
2、铜片插入稀硫酸
3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸
【问题探究】
1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?
3、锌片的质量有无变化?溶液中c(H+)如何变化?
4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?
5、电子流动的方向如何?
讲:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
问:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?
学生:Zn+2H+=Zn2++H2↑
讲:为什么会产生电流呢?
答:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲,一个能自发进行的氧化还原反应,若能设法使氧化与还原分开进行,让电子的不规则转移变成定向移动,便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。
(2)实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。
问:那么这个过程是怎样实现的呢?我们来看原电池原理的工作原理。
(3)原理:(负氧正还)
问:在锌铜原电池中哪种物质失电子?哪种物质得到电子?
学生:活泼金属锌失电子,氢离子得到电子
问:导线上有电流产生,即有电子的定向移动,那么电子从锌流向铜,还是铜流向锌?
学生:锌流向铜
讲:当铜上有电子富集时,又是谁得到了电子?
学生:溶液中的氢离子
讲:整个放电过程是:锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极上得到电子放出氢气,这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。
讲:我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反,所以电流的方向是从铜到锌,在电学上我们知道电流是从正极流向负极的,所以,锌铜原电池中,正负极分别是什么?
学生:负极(Zn)正极(Cu)
实验:我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确!
讲:我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极,所以可表示为:
负极(Zn):Zn-2e=Zn2+(氧化)
正极(Cu):2H++2e=H2↑(还原)
讲:其中负极上发生的是氧化反应,正极上发生的是还原反应,即负氧正还。
注意:电极方程式要①注明正负极和电极材料②满足所有守衡
总反应是:Zn+2H+=Zn2++H2↑
讲:原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。
转折:可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液,及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢?
学生:当然能,生活中有形形色色的电池。
过渡:也就是构成原电池要具备怎样的条件?
二、原电池的构成条件
1、活泼性不同的两电极
2、电解质溶液
3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4、自发的氧化还原反应(本质条件)
思考:锌铜原电池的正负极可换成哪些物质?保证锌铜原电池原理不变,正负极可换成哪些物质?(C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等)
问:锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗?
判断是否构成原电池,是的写出原电池原理。
(1)镁铝/硫酸;铝碳/氢氧化钠;锌碳/硝酸银;铁铜在硫酸中短路;锌铜/水;锌铁/乙醇;硅碳/氢氧化钠
(2)[锌铜/硫酸(无导线);碳碳/氢氧化钠]若一个碳棒产生气体11.2升,另一个产生气体5.6升,判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克?设原硫酸的浓度是1mol/L,体积为3L,求此时氢离子浓度。
(3)银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中,滴入硫酸铜,问是否平衡?(银圈下沉)
(4)Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4盐桥(充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂)
(5)铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中
镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中
思考:如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢?
请将氧化还原反应Zn+Cu2+=Cu+Zn2+设计成电池:
第四章基因的表达
一、教材分析
1.本小节主要讲述:基因的本质,基因控制蛋白质的合成,基因对性状的控制等内容。本小节的引言指出了DNA是联系子代与亲代的物质,简要地交代了DNA与基因,以及基因与性状的关系。
在讲述基因的本质时,首先以果蝇的某些基因在染色体上排列的图例,交代了基因与染色体的关系--染色体是基因的载体,然后,阐述基因的本质--基因是具有遗传效应的DNA片段。
在此基础上,教材又讲述了DNA的另一个重要功能,即通过基因控制蛋白质的合成。首先通过讲述两种RNA在蛋白质合成过程中的作用,阐明了遗传信息的“转录”和“翻译”的过程。然后,用遗传学的中心法则对遗传信息的传递(DNA分子的复制)和表达(基因控制蛋白质合成)的功能进行小结。由于课时所限,中心法则的内容处理为小字。
关于基因对性状的控制,是使学生对基因控制蛋白质合成过程理解的基础上,进一步了解蛋白质是如何决定生物性状的。这部分内容主要是通过实例让学生明确两点:
第一,基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程的;
第二,基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。
本小节的教学内容是本节教材的教学难点。
2.本小节与他它章节的联系:
a.与“生物的遗传定律”紧密联系;
b.与“生物的变异”紧密联系;
c.与高三教材《基因的结构》及《基因表达的调控》紧密联系。
本节内容的掌握为后面内容的学习打下一定的基础。
二、教学目标
1.知识目标
(1)“中心法则”的概念及发展(A:知道)。
(2)DNA与RNA的异同(B:识记)。
(3)染色体、DNA和基因三者之间的关系,以及基因的本质(B:识记)。
(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理(B:识记)。
(5)基因控制性状的原理(B:识记)。
(6)遗传信息和“密码子”的概念(C:理解)。
2、能力目标
(1)通过学习基因概念培养学生抽象思维能力。
(2)通过基因控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力。
三、重点实施方案
1.重点
(1)染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。
(2)基因控制蛋白质合成的过程和原理。
2.实施方案
(1)学生阅读、讨论结合教师举例、图示进行教学。
(2)用多媒体课件显示真核细胞基因表达的转录和翻译过程。让学生理解转录和翻译是在不同的地点进行的,是以信使RNA为媒介而进行的。
四、难点突破策略
1.难点基因控制蛋白质合成的过程和原理。
2.突破策略
用基因控制蛋白质合成的多媒体课件显示出此动态过程,通过列表对比理解信使RNA和转运RNA的结构不同导致的功能不同,使用细胞亚显微结构挂图让学生明白转录在核内而翻译在细胞质中的核糖体上进行,从而突破本节的难点内容。
五、教具准备
1.动植物细胞亚显微结构挂图;
2.基因控制蛋白质合成的多媒体课件;
3.信使RNA和转运RNA结构对比投;
4.影片:“基因工程初探”录像片。
六、学法指导
指导学生预习,发挥学生的抽象和逻辑思维能力,从而完成基因的概念及基因的表达的教学。
基因的概念是通过对DNA分子结构和功能的复习引出并点拨来完成的。
而基因控制蛋白质的合成,应以mRNA为纽带,把基因的碱基与氨基酸联系起来,让学生最终理解蛋白质中氨基酸的种类、数目和排列顺序是由基因的碱基决定的。
七、课时安排2课时
第一节基因控制蛋白质的合成
复习提问:
(1)DNA分子主要存在于细胞的什么部位?
(2)蛋白质在细胞的什么地方进行合成?
学生回答:DNA分子主要存在于细胞核中的染色体上,而蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行。
教师给予肯定并鼓励。
质疑:细胞核中的DNA分子是如何控制细胞质中蛋白质的合成呢?
学生阅读教材P14并回答:是通过RNA分子作为媒介进行的。
教师出示:DNA分子与RNA分子比较投影。
DNARNA
碱基A、G、C、TA、G、C、U
五碳糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖(C5H10O5)
磷酸磷酸磷酸
基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸
结构通常呈双螺旋结构通常呈单链状结构
思考:构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位--核苷酸有()
A.2种D.4种C.5种D.8种答案:D
总结:遗传的主要物质是DNA分子;基因是有遗传效应的DNA片段;基因在染色体上呈直线排列;基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同导致的;基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来完成的;DNA的遗传信息又是通过RNA来传递的。
[三]教学目标巩固
l.思考:基因的概念是什么?
2.思考:“基因—DNA--染色体”三者之间的关系是什么?
3.思考:细胞核中DNA分子上的基因如何指导细胞质中核糖体上蛋白质的合成?
[四]布置作业
1.P18复习题第一、二题。
2.细胞内与遗传有关的物质,从复杂到简单的结构层次是()答案:D
A.DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因B.染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因
C.DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸D.染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
3.下列哪一组物质是RNA的组成成分()答案:C
A.脱氧核糖、核酸和磷酸B.脱氧核糖、碱基和磷酸
C.核糖、碱基和磷酸D.核糖、嘧啶和核酸
[五]总结:本节课重点学习了基因的概念--有遗传效应的DNA片段和基因与DNA、染色体之间的关系,并且提出了“遗传信息”这一名词,这将有助于我们理解基因对性状控制。那么基因如何控制性状呢?是通过控制蛋白质合成完成,请预习下一内容:“基因控制蛋白质的合成”。
第二课时
[一]教学程序
导言
复习提问:
1.什么是基因?
2.基因的基本功能是什么?
3.基因表达过程中的媒介是什么?
学生大胆地回答:(略)
教师给予鼓励
[二]教学目标达成过程
基因是有遗传效应的DNA片段,主要位于细胞核中,而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成,此过程需要信使RNA作为媒介,那么信使RNA怎样完成任务呢?
学生活动:
(1)阅读教材P14。
(2)观察基因表达的多媒体课件。
讨论提纲:
(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?
(2)转录的场所、过程和目的是什么?
(3)翻译的场所、过程和目的是什么?
教师指导:
a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。
b.转录是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成信使RNA过程。
c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质过程。
学生回答:(略)
教师鼓励
教师精讲:
1.转录中模板DNA链的碱基是A、G、C、T是如何与信使RNA中碱基A、G、C、U互补配对呢?
(1)请学生答出DNA分子中碱基互补配对原则来;即A与T配对,G与C配对。
(2)板书DNA的一条链,显示信使RNA的形成过程;即:
从形成过程可看出,是mRNA中的U碱基与DNA分子中的A碱基进行配对。
(3)通过转录,DNA分子的遗传信息(即碱基排列顺序)就传递给了信使RNA。
2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?
(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种;蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。
(2)思考:氨基酸有20种,而信使RNA只有四种碱基(A、C、C、U),如何决定20种氨基酸呢?
逻辑推理:
一个碱基决定一个氨基酸,只能决定4种,41=4,不行;
两个碱基决定一个氨基酸,只能决定16种,42=16,不行;
三个碱基决定一个氨基酸,只能决定64种,43=64,足够有余。
教师简介密码子的发现过程:
1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA上的三个相邻碱基决定的。
美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式,首先阐明了遗传密码的第一个字---UUU,即决定苯丙氨酸的密码子。
1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。投影显示20种氨基酸的密码子表并解说。
(3)游离于细胞质基质中的氨基酸是怎样到达核糖体并按一定排列顺序形成蛋白质呢?
学生活动:阅读教材P15~16并回答:需要一种搬运工具搬运--即另一种RNA(转运RNA,即tRNA)。
教师出示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类很多,但每种转运RNA只能识别并转运1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个碱基,能专一性地与信使RNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对。
例如:信使RNA上的三个碱基AAA就是一个密码,转运RNA中转运赖氨酸的转运RNA一端的三个碱基是UUU,只有它才能按照碱基互补配对原则配对。由于核糖体中的信使RNA中有许多密码子,每个密码子与转运特定氨基酸的转运RNA能够碱基配对,这样它才能对号入座。也就是说一种转运RNA在哪个位置上对号人座是靠转运RNA的三个碱基去识别。而位置则是信使RNA按遗传信息预先定了的(如下图)
突出强调:
a.信使RNA的遗传信息即碱基排列顺序是由DNA决定的。
b.转运RNA携带的氨基酸(如赖氨酸、丙氨酸)能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使RNA决定的,归根到底是由DNA的特定片段(基因)决定的,由于DNA分子的多样性,就决定了蛋白质分子的多样性。
师生共同归纳总结:遗传信息的传递。
教师简介中心法则及其发展。
练习:(投影显示)一条多肽链中有1000个氨基酸,则作为合成多肽链的信使RNA分子和用来转录该信使RNA分子的基因中,分别至少要有碱基多少个()
A.1000和2000B.2000和4000C.3000和3000D.3000和6000
答案:D
文章来源:http://m.jab88.com/j/52681.html
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