第2节群落的动态
一:教材地位和作用
群落的演替属于理解层次水平,即在知道的基础上,把握知识内在的逻辑联系,并能对群落演替的动态过程进行分析解释。教科书首先从火灾破坏原有群落开始,逐步引导学生进入群落是变化的观点之中,并以探究活动“云杉林群落的演替”让学生理解群落演替的动态规律。通过对群落的动态规律研究,使学生懂得合理开发利用生物资源,保护生态平衡的重要意义,从而进一步树立环保意识。二:教学目标
1.分析群落的动态演替的过程,学会运用系统分析和推理的方法作出合理的判断,培养学生积极探究的科学精神和严谨求实的科学态度,树立生态学和可持续发展观念。
2.通过探究“云杉林群落的演替”过程,加强理论知识的运用,初步学会应用现实生活理解理论知识认识生物科学的价值。正确理解科学、社会、技术之间的关系三:重难点
1.阐明群落的演替的过程是本节课教学的难点
2.群落演替的影响因素及结果是本节课教学的重点四:教学方法和手段
利用多媒体课件,播放群落演替有关的录象,为学生展示生动形象的自然景象,增强直接感受,领悟群落的动态变化及稳态调节的重要意义。教学过程中先结合火灾后的美国黄石国家森林公园的变化,引入“群落是变化的”的观点,得到群落演替的概念,再创设问题情景,引导学生分析探究活动“云杉林群落的演替”材料。运用逻辑推理的方法,推导出不同阶段生物的变化,从而深刻理解群落演替的动态过程及控制因素五:具体教学过程(一课时)
导入新课课件展示有关群落演替图片或录象或播放教科书美国黄石公园同一地点大伙前后照片,引出群落是处于变化之中的,进而得出群落演替的观念
群落演替问题导入“既然群落是一个动态变化过程,而且在一定条件下还可以演替,那么演替如何进行?其过程又受哪些因素影响和控制呢?”引导学生通过探究活动“云杉林群落的演替”解决这些问题。
探究之前先引导学生思考“生物与环境的关系”得出“生物即能适应环境又能影响环境。”并以此为线理解探究活动。
最后教师引导学生将图中文字总结归纳成图解形式:
云杉林
↑
云杉定居阶段
(云杉、杨、桦混交群落)
↑
小叶树种阶段
(桦树、小叶杨群落)
↑
杂草群落
↑
采伐迹地分析讨论:
1。云杉林被采伐后所发生变化的速度和方向是由哪些因素决定的?
(内外两个因素:①各种外界环境气候条件主要是光照,水分,温度等其他环境因素
②与自身有关,即有机体本身的活动有一定关系)
2。成的云杉林和采伐前的云杉林是否一样?说明理由
(不一样。群落时刻处于一种动态演替中,随时间变化,相同地点的环境条件发生不同
程度的改变,这种改变和其他若干因素共同作用,导致生物种类和数量均发生变化,各种不同生物竞争生态位,导致群落发生变化)
综上,引导学生得出结论:
演替是群落朝着一个方向连续变化的过程,它是群落内部关系(包括种内关系和种间关系)与外界环境中各种生态因子综合作用的结果
(3)控制演替的主要因素通过探究活动及多媒体播放生态问题,让学生总结出控制演替的主要因素三类:
一类是群落内部因素,包括植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性等
二类是外界环境因素,如气候变化,大规模的地壳运动等
三类是人类活动。并引导学生得出人类活动是影响最大的(举例人工顶极群落)
(4)群落的稳定性强调一点:群落演替到同环境处于平衡状态的时候,演替不再进行,此时,群落的结构最复杂,最稳定,既而得出群落稳定性的概念(举例强调理解稳定性的两方面)六:本节教学中应该注意的问题
1.尽量用多媒体课件展示整个演替的过程,让学生看图分析激发学生的学习兴趣
2.为了加深对知识的理解,教学中应广泛联系观察生活,列举人类活动对群落演替的影响,如砍伐森林,围湖造田,治理沙漠,封山育林等,使学生理解我国政府提出的退耕还林,还湖,还草的政策,树立生态学观点和可持续发展的观点。
第2节生物固氮
知识方面
(1)知道固氮微生物的种类和生物固氮过程。
(2)识记生物固氮的意义。
(3)了解生物固氮在自然界氮循环中的作用及其在农业生产中的应用。
重点
1.固氮微生物的种类;
2.生物固氮的意义。
重点生物固氮的基本过程
所有的生物都需要氮元素。在活细胞内,氮是所有氨基酸、核酸(DNA和RNA)及其他许多重要分子的主要成分,大部分生物不能直接利用大气中的氮,仅能利用氮的某种形式的化合物。形成这些化合物的过程统称为“固氮”,这时氮与其他元素结合,被“固定”在含氮的化合物中。某些豆科植物含氮元素较丰富,氮素如何获得?(根瘤中的根瘤菌将大气中的氮“固定”供给植物。)
如果小麦、水稻也能固氮,将给人类带来哪些方面的好处?每年,大气中被固定下来的氮,大都是由微生物“固定”的,再经过一系列复杂的生化过程成为生物体内所需要的含氮有机物。什么是生物固氮?哪些生物可完成生物固氮?生物固氮如何完成?
一、生物固氮的概念固氮微生物将大气中分子态氮还原为氨的过程。
二、固氮微生物种类
1.什么是共生固氮微生物?以根瘤菌为例研究:(1)了解根瘤菌的形态特征和生理特点、某些根瘤菌与豆科植物互利共生且具一定专一性的关系以及根瘤菌的代谢类型。(2)根瘤的形成及作用。(3)共生固氮微生物概念。
2.什么是自生固氮微生物?(1)自生固氮菌的形态特点。(2)实例:圆褐固氮菌介绍其生活环境,分析其代谢类型,在农业生产中的作用。
三、生物固氮过程简介。提出问题:为什么固氮微生物可在常温常压下完成“固氮”有关反应?(酶的作用)固氮酶:由固氮基因编码控制。固氮过程简介。
1.比较:根据固氮微生物与非固氮微生物的特点,思考:如何将自生固氮微生物与土壤中的其他细菌等微生物分离?
2.练习题:(略)
氮元素是生命所必需的。分子态氮在大气中的含量很丰富,约占79%(v/v),但绝大多数生物无法直接利用。只有当游离氮被“固定”成为含氮化合物后,才能被这些生物吸收利用,氮成为活细胞的一部分并进入生态系统中的食物链。氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分(复习概念和特点)。
氮在生态系统中的循环涉及一系列相当复杂的过程,这些过程大多是由微生物调节的。
一、自然界氮循环过程的分析。
1.大气中的氮气可通过三条途径被“固定”。2.生物群落中的氮素传递是以有机氮形式通过生物的同化作用实现的。3.动植物遗体、排出物(如尿素等)、残落物中的有机氮是通过微生物的氨化作用及硝化作用转变成为植物再度利用的形式。4.在氧气不足的条件下,土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐,并且进一步还原成分子态氮,分子态氨则返回到大气中。
二、生物固氮在自然界氮循环中的重要作用。
1.比较分析工业固氮与生物固氮过程。
区别:工业固氮需要极高的温度和压力,对大气产生严重污染;生物固氮在常温常压下就可以完成,对大气没有任何不良影响。分析原因:氮气分子中的氮—氮三键是很强的,要将此三键拆开并转化为氨,需要相当大的能量。因此,化学固氮必须在高温、高压及催化剂的作用下才能使H2与N2反应。工业固氮需高温(500℃)和高压(20000—30000kPa)条件,而生物固氮在固氮酶作用下消耗生物自身能量,在常温常压下进行,大大节约了能源,对环境无污染。
3.据科学家估算,每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右。可见,生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用,而且对维持生态系统平衡有重要意义。
三、生物固氮在农业生产中的应用
1.20世纪初以来,全球农作物单位面积产量不断增长,在一定程度上依赖于氮素化肥的施用量不断增加。农作物依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价的。在现代化农业中,生物固氮具有提高农作物产量和增强土壤肥力的作用。2.土壤获得氮素消耗和补充的途径。3.生物固氮在农业生产中的应用实例:拌种、绿肥。4.人类自从发现豆科植物与根瘤菌共生结瘤固氮现象以来,对生物固氮研究己有一百多年之久,我国对生物的共生固氮现象也进行了长达六十余年的探索性研究。围绕着培育新的固氮植物,通过生物技术改造固氮微生物和现有的农作物,使新的固氮菌与新的农作物更容易形成共生固氮关系。可以肯定,生物固氮工程的研究已经进入一个新的历史阶段,扩大生物间共生固氮范围和将豆科植物的固氮能力转移到非豆科植物中的研究已呈现出希望之光。随着生物固氮研究地不断深入,将逐步实现禾本科农作物与固氮微生物共生结瘤固氮的美好愿望。
古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教师要准备好教案,这是每个高中教师都不可缺少的。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,使高中教师有一个简单易懂的教学思路。怎么才能让高中教案写的更加全面呢?以下是小编收集整理的“第2节酶的特性”,希望能对您有所帮助,请收藏。
第2节酶的特性
1.教学目标
知识目标:概述酶的特性和影响酶活性条件的知识体系。
能力目标:进行酶的特性、影响酶活性的条件、控制变量的实验探究活动。
情感目标:养成勇于质疑、自主探究、合作学习的科学探究精神。
2.教学重点和难点
重点:建构酶的特性知识体系,探究影响酶活性的条件。
难点:影响酶活性条件的实验设计与实施
3.课前准备
学生分组实验材料用具:质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液,新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液,质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,体积分数为3%的过氧化氢溶液,体积分数为5%的盐酸溶液,体积分数为5%的氢氧化钠溶液,热水,蒸馏水,冰块,碘液,斐林试剂,试管,量筒,小烧杯,大烧杯,滴管,试管夹,酒精灯,三脚架,石棉网,温度计,火柴。
实验小问题、知识应用题及教学流程的演示文稿(PPT)。4.教学流程
4.1建构:酶具高效性
[教师活动]提问:通过Fe3+、H2O2酶催化H2O2分解速率比较的实验探究,同学们已经建构出酶具有什么特性?
[学生活动]酶的催化作用具有高效性。4.2探究活动1:酶具专一性。
[教师活动]提问:假如将H2O2酶催化H2O2分解的实验作如下更改,实验结果又将如何呢?①更换酶──将猪肝研磨液换成淀粉酶。②更换底物──将H2O2换成淀粉液。并请1、2两大组的同学实验探究①,3、4两大组的同学实验探究②。
[学生活动]分组实验。
[教师活动]观察学生实验,若学生有关实验操作不规范,如量取液体的方法不规范等,则予以纠正。同时启发:加底物的量为多少?加淀粉酶或猪肝研磨液的量为多少?如何检测淀粉是否分解?……用以指导学生的实验操作。待学生实验结束后,提问:探究的结果如何?
[学生活动]1、2组“换成淀粉酶后不产生气泡”,3、4组“换成淀粉后变蓝色”。
[教师活动]提问:由此得出的结论是什么?
[学生活动]不同的酶不能催化同一底物反应,同一种酶不能催化不同底物反应。
[教师活动]总结:即每一种酶只能催化一种或一类化学反应。这就是酶的专一性。
[教师活动]提问:有关酶的催化作用,除刚刚探究的受底物的种类和酶的种类的影响外,同学们还有哪些需要进一步探究的问题呢?并提出要求:以小组为单位相互讨论,将问题写在纸上,然后大家一起交流。
[学生活动]相互讨论,罗列问题,并推代表交流问题。如:“会不会受温度的影响”?“会不会受pH的影响”?“会不会受底物浓度的影响”?“会不会受酶浓度的影响”?……
[教师活动]从学生提出的众多问题中,选择“酶的催化作用会不会受pH和温度的影响”两大问题作为进一步探究的问题。4.3探究活动2:pH对酶活性的影响。
[教师活动]提问:“酶的催化作用会不会受pH的影响”的假设是什么?
[学生活动]酶的催化作用受pH的影响。
[教师活动]提出要求:请同桌的两位同学协作,设计以H2O2为底物的验证实验方案,待方案完成后,请自告奋勇投影展示,并对设计方案进行说明。
[学生活动]协作设计验证实验方案。
[教师活动]巡视指导,并通过如下问题引导学生:“本实验的自变量是什么”?“将要控制哪几种pH”?“应选择几支试管”?并即时交待“为了使酶处于过酸、过碱的环境下,建议HCl、NaOH的使用量为1mL”。“一支试管加HCl,一支试管加NaOH,那么还有一支试管如何处理,才能既为中性,又符合对照实验的等量原则”?“能否在没有控制pH之前将猪肝研磨液滴入H2O2中”?……待学生设计基本完成后,让一学生主动上前将设计方案投影展示并加以说明。
[学生活动]投影展示设计方案,并作必要的说明。
[教师活动]待学生展示、说明完毕后,提问全班学生对该同学的方案有无修正意见,若有,则请加入说明。若学生设计程序中出现“未调H2O2的pH就加入猪肝研磨液”,且没有学生能予以修正,教师则启发学生思考“在调pH之前,会不会发生反应”?从而纠正为先调H2O2的pH再滴加猪肝研磨液。通过全体师生共同点评,从中完善出如下的设计方案。
取三支试管编号
1
2
3
分别加入H2O2
2mL
2mL
2mL
分别加入1mL(摇匀)
蒸馏水
HCl
NaOH
分别加入猪肝研磨液
2滴
2滴
2滴
实验结果
实验结论
[学生活动]进行实验。
[教师活动]巡回观察学生实验,并对部分有困难的学生进行指导,如:分别量取2mLH2O2注入1、2、3三支试管,再量取1mLH2O注入1号试管摇匀,再量取1mLHCl注入2号试管摇匀,将量筒洗净,再量取1mLNaOH注入3号试管摇匀,最后向三支试管各滴入2滴猪肝研磨液摇匀,观察实验现象。待学生实验结束后,提问:实验探究的结果如何?
[学生活动]1号试管产生大量气泡,2号试管无气泡产生,3号试管无气泡产生。
[教师活动]由此得出的结论是什么?
[学生活动]酶的催化作用受pH的影响。4.4探究活动3:pH由过酸、过碱恢复到中性,酶的活性是否恢复?
[教师活动]提出问题:处于过酸、过碱环境中的酶,在恢复到中性时,酶的活性是否能恢复呢?
[学生活动]讨论回答:过酸或过碱环境下的酶恢复到中性,酶的活性能够恢复。
[教师活动]提问:验证实验方案如何?
[学生活动]讨论并回答。学生回答的方案可能有如下两种:①将1试管与3试管混合。②往2试管中加1mLNaOH,往3号试管中加1mLHCl。
[教师活动]通过“这两种方案是否都可行呢?”的提问,引起学生展开热烈的讨论。若学生能达成共识最好,若学生争执不休,教师则用如下问题加以启发:①方案如能恢复,能否说明是过酸下恢复,还是过碱下恢复,还是两者都恢复?
这样学生很自然地得出最佳方案。
[学生活动]进行实验。
[教师活动]提问:结果如何?
[学生活动]没有气泡产生。
[教师活动]由此探究可得出什么结论?
[学生活动]处于过酸或过碱环境下的酶恢复到中性,酶的活性不能恢复。
[教师活动]出示pH对酶影响的主体知识体系:酶的催化活性受pH的影响。过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶失去催化活性,且不能恢复。4.5探究活动4:温度对酶活性的影响。
[教师活动]出示“酶的催化作用会不会受温度的影响”的探究问题,并提问:假设是什么?
[学生活动]酶的催化作用受温度的影响。
[教师活动]请学生参照pH探究方案设计格式,以小组为单位,协作设计以60℃为最佳温度的验证实验方案,完毕后,请学生主动上前投影展示并加以说明。
[学生活动]协作设计实验方案。
[教师活动]巡视并通过如下问题进行引导:“能不能用H2O2作为底物”?“将控制几种温度”?“其中一组温度控制为60℃,其他两组温度应控制为多少℃”?“是在控制温度前将酶与底物混合,还是在控制温度后将酶与底物混合”?“为确保酶与底物混合后所控制的温度不发生变化,应如何控制温度”?“由此,应取的试管数和编号方法”?“混合以后要不要保温”?“用什么检测反应有没有进行”?……待学生设计完成后,让一学生主动投影展示设计方案并作说明。
[学生活动]边投影展示设计方案边进行说明。
[教师活动]待学生展示、说明完毕后,提问全班学生对该同学的方案有无修正意见,若有,则请加入说明。若学生设计程序中出现“未控制温度就将淀粉酶加入淀粉液中”和“没有分别控制淀粉酶、淀粉液的温度”,而其他学生又没有对此指出与修正,则启发学生思考“控制温度前就混合,会不会在控制温度前就已经发生反应”?“温度不同的酶与底物混合后,温度还能维持在所控制的温度吗”?从而纠正为先分别对酶与底物控制温度再混合。通过点评,完善出如下设计方案。
取六支试管编号
1
1’
2
2’
3
3’
分别加入1mL
淀粉
淀粉酶
淀粉
淀粉酶
淀粉
淀粉酶
分别保温5min
0℃
60℃
100℃
将两试管混合摇匀
1’加入1中
2’加入2中
3’加入3中
分别保温5min
0℃
60℃
100℃
取出冷却滴加碘液
1滴
1滴
1滴
实验结果
实验结论
[学生活动]进行实验至第一次保温。
[教师活动]巡回观察学生实验,并对部分有困难的学生进行指导,如:先分别量取1mL的淀粉液加入1、2、3号试管,洗净量筒,再分别量取1mL的淀粉酶溶液加入1’、2’、3’试管中。待开始第一次保温后,出示知识应用之1、2题,让学生对前面已建构知识进行应用。
[学生活动]独立解答。
[教师活动]点评学生练习。待保温达5min时,提请进行下一步实验。
[学生活动]将1’加入1中,2’加入2中,3’加入3中,并进行第二次保温。
[教师活动]待开始第二次保温后,出示知识应用之3题,让学生对前面已建构知识进行应用。
[学生活动]独立解答。
[教师活动]点评学生练习。待保温达5min时,提请进行下一步实验。
[学生活动]取出试管,冷却后滴加碘液,观察现象。
[教师活动]提问:结果如何?
[学生活动]1号试管变蓝色,2号试管不变蓝色,3号试管变蓝色。
[教师活动]由此得出的结论是什么?
[学生活动]酶的催化作用受温度的影响。4.6探究活动5:低温、高温下的酶恢复到正常温度,酶的活性是否能够恢复?
[教师活动]针对温度对酶活性影响的实验,同学们有没有需要进一步探究的问题呢?请以小组为单位相互讨论,将问题写在纸上,然后大家一起来交流。
[学生活动]讨论并罗列问题。如,“将处于低温、高温环境下的酶恢复到正常温度,酶的活性是否能够恢复”?“控制其他温度,对酶活性的影响与0℃、100℃有无区别”?……
[教师活动]从学生的许多问题中选择“将处于低温、高温环境下的酶恢复到正常温度,酶的活性是否能够恢复?”的问题进行探究。并提问“对于这个问题的假设是什么”?
[学生活动]将处于低温、高温环境下的酶恢复到正常温度,酶的活性不能够恢复。
[教师活动]提请学生设计验证实验方案。
[学生活动]讨论并回答“将处于0℃、100℃环境下的试管在60℃下保温5min。”同时进行实验。
[教师活动]利用保温这段时间,出示知识应用之4。
[学生活动]独立解答。
[教师活动]点评学生练习。待保温达5min时,终止练习,并提问“结果如何?”。
[学生活动]1号试管蓝色褪去,3号试管蓝色不变。
[教师活动]由此探究可得出什么结论?
[学生活动]将处于低温环境下的酶恢复到正常温度,酶的催化活性会恢复,将处于高温环境下的酶恢复到正常温度,酶的活性不能恢复。
[教师活动]出示温度对酶影响的主体知识体系:酶的催化活性受温度的影响。过高温度会使酶的空间结构遭到破坏,使酶失去催化活性,且不能恢复。低温会使酶的催化活性显著降低,但不会失活,温度恢复,酶的催化活性会恢复。即酶特性的第三点“酶作用条件较温和”。
[教师活动]出示知识应用5。
[学生活动]独立练习。
[教师活动]点评学生练习。5.板书设计
(1)、酶具高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)、酶具专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)、酶作用条件较温和:酶所催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。
(4)、酶活性受温度、pH影响示意图:
文章来源:http://m.jab88.com/j/70475.html
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