作為一名專為他人授業(yè)解惑的人民教師,就有可能用到教案,編寫教案助于積累教學經(jīng)驗,不斷提高教學質量。寫教案的時候需要注意什么呢?有哪些格式需要注意呢?那么下面我就給大家講一講教案怎么寫才比較好,我們一起來看一看吧。
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細胞是生物體結構和功能的基本單位,任何生命活動都是通過它進行的。細胞作為生命的結構基礎,對于它的結構和功能以及它與前后知識之間的聯(lián)系往往就作為高考出題的要點。下面就從細胞壁、細胞膜、細胞質和細胞核這幾個方面談談我的復習思路。
一. 細胞壁
1. 具有細胞壁的生物:植物,幾乎所有的真菌,原核生物中的細菌、藍藻和放線菌等。
2. 細胞壁的成分:植物細胞壁的主要成分為纖維素和果膠;真菌細胞壁的成分為葡聚糖、幾丁質等,不同的真菌其細胞壁成分也有所不同;原核生物細胞壁的主要成分為肽聚糖。
3. 與其他知識的聯(lián)系:
(1)植物細胞有絲分裂末期,新細胞壁的形成與高爾基體有關。
(2)植物細胞工程進行體細胞雜交時,首先要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁,以獲得原生質體。
(3)植物細胞壁的存在與細胞的質壁分離有關。
(4)在基因工程的導入重組質粒這一步驟中,用 處理細菌,以增加細菌細胞壁的通透性。
(5)青霉素殺菌的原理是青霉素可以抑制肽聚糖的合成,從而抑制細菌細胞壁的形成。
二. 細胞膜
細胞膜的成分、結構、功能及其流動性、選擇透過性之間的關系:
膜的選擇透過性
1. 細胞膜的成分
磷脂分子:①是雙分子層構成膜的基本骨架;②是使脂質、脂溶性物質更易通過細胞膜。
蛋白質:①參與膜的組成和物質運輸;②作為跨膜物質的載體具有專一性,膜的選擇透過性決定于載體的種類和數(shù)量。
糖類:與某些蛋白質構成糖被,有識別、保護、免疫等作用。
2. 與其他知識的聯(lián)系:生物膜的成分主要是蛋白質、磷脂和糖類,但是在不同的生物膜中,這三種物質的含量是有差別的。這種差別的存在體現(xiàn)了不同生物膜的功能不同。代謝越旺盛的膜中蛋白質的含量越高,如線粒體內(nèi)膜;在所有的生物膜中,紅細胞膜的糖類含量,這與紅細胞膜的識別功能有關。
3. 細胞膜的結構特點:具有一定的流動性。
體現(xiàn)膜流動性的例子:動物細胞有絲分裂末期時,細胞膜中央向內(nèi)凹陷;細胞的融合;細胞的內(nèi)吞作用與外排作用;內(nèi)質網(wǎng)膜、高爾基體膜、細胞膜之間以小泡的形式間接聯(lián)系;細胞的質壁分離與復原現(xiàn)象;白細胞吞噬病菌等。
4. 物質通過細胞膜的方式:自由擴散和主動運輸。
判斷主動運輸不能以物質是否是從低濃度到高濃度移動為依據(jù),而是要分析物質通過時是否消耗能量,是否需要載體為依據(jù)。能量由呼吸作用提供,載體與遺傳性有關(載體屬于蛋白質,其合成受遺傳物質的控制)。
主動運輸?shù)睦樱褐参锛毎麖耐寥廊芤褐形盏V質離子;人的小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等營養(yǎng)物質;腎小管上皮細胞重吸收各種營養(yǎng)物質等。
三. 細胞質
1. 細胞質基質、線粒體基質和葉綠體基質的比較:
細胞質基質是新陳代謝的主要場所,有氧呼吸的第一階段以及無氧呼吸的整個過程都在細胞質基質中完成。線粒體基質是有氧呼吸第二階段的場所。葉綠體基質是光合作用暗反應的場所。
細胞質基質和線粒體基質中可以合成atp,而葉綠體基質中消耗atp。
2. 線粒體與葉綠體的共同點:
①具雙層膜結構。②含有少量的dna。③都具有能量轉換功能。線粒體中通過氧化分解有機物,釋放能量,一部分以熱能形式散失,另一部分轉移形成atp;而葉綠體在光合作用過程中,實現(xiàn)了由光能向化學能的轉變,并將化學能儲存在有機物中。④兩者都能產(chǎn)生水。線粒體中有氧呼吸第三階段氧化[h]產(chǎn)生水,而葉綠體基質中暗反應還原三碳化合物 時有水生成。
四. 細胞核
1. 染色質和染色體:主要成分都是dna和蛋白質。它們是同一種物質在不同細胞分裂時期的兩種形態(tài)。在有絲分裂間期,以細長絲狀的染色質形式存在,到了分裂期前期時,以染色體的形式存在。染色體是遺傳物質的主要載體。
2. 核孔:是大分子物質進出細胞核的通道。細胞核中的rna通過核孔進入細胞質,細胞質中的蛋白質通過核孔進入細胞核。
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教學目標
一、知識方面
1、使學生了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程。
2、使學生了解葉綠體中色素的種類、顏色及其吸收的光譜;初步學習光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布。
3、掌握光合作用的概念、實質、總反應式、光反應、暗反應的具體過程、光反應與暗反應的區(qū)別與聯(lián)系及光合作用的意義。
4、應用所學的光合作用的知識,了解植物栽培與合理利用光能的關系。
二、能力方面
1、通過葉綠體色素的提取與分離實驗,初步訓練學生的實驗室操作技能及相關儀器、藥品的使用能力。
2、通過探討光合作用的氧來源,初步訓練學生的實驗設計能力。
3、通過分析、討論光合作用的光反應和暗反應具體過程,培養(yǎng)學生良好的思維品質。
三、情感、態(tài)度、價值觀方面
1、通過學生對綠色植物的光合作用意義的理解,增強學生保護生態(tài)環(huán)境的意識。
2、通過學生討論“如何利用光合作用的原理提高作物產(chǎn)量”這一問題,加強對科學、技術、社會(sts)的關注。
教學建議
教材分析
因為光合作用在綠色植物的新陳代謝以及整個生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動中,具有十分重要的意義,所以本節(jié)是本章的重點內(nèi)容之一。教材這一節(jié)主要講述了光合作用的發(fā)現(xiàn)過程、葉綠體和其中的色素(并且安排了葉綠體中色素的提取和分離的學生實驗)、光合作用的過程、光合作用的重要意義以及植物栽培與光能的合理利用。義務教育初中生物教材已經(jīng)講述了光合作用的基礎知識,安排了綠葉在光下制造淀粉的實驗。本節(jié)在此基礎上,更加深入地從產(chǎn)物和場所等方面講述了光合作用發(fā)現(xiàn)過程中的幾個著名的實驗;講述葉綠體和其中的色素、讓學生學會提取和分離葉綠體色素。
一、教材首先向學生展示了人類研究光合作用這種地球上最重要的生理過程的艱苦歷程,同時介紹了在研究光合作用過程中的幾個著名實驗,如:1771年,英國科學家普利斯特利證明植物可以更新空氣實驗;1864年,德國科學家薩克斯證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉的實驗;1880年,德國科學家恩吉爾曼證明葉綠體是進行光合作用的場所,并從葉綠體放氧的實驗;20世紀30年代美國科學家魯賓和卡門采用同位素標記法研究證明光合作用釋放的氧氣全部來自水的實驗。介紹這些實驗的目的是使學生懂得實驗是探究生物科學的基本方法,從而培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、不斷探求新知識的創(chuàng)新精神。
二、葉綠體中的色素是本節(jié)的重點,實驗是本節(jié)的難點。
學生必須在搞清楚葉綠體中色素的種類及其吸收光譜,基粒片層結構的垛疊形式、色素在片層上的分布、基粒和基質的關系基礎上,才有可能深刻理解光合作用的光反應和暗反應及其相互關系。
教材在介紹葉綠體中的色素時,設計了一個學生實驗,即《葉綠體中色素的提取和分離》,使學生易于對葉綠體色素有一個感性認識。本實驗可以在講授完葉綠體色素后作為驗證實驗處理,也可用于葉綠體色素的探究實驗;另外教材中葉綠體中各色素的吸收光譜也可作為課上學生討論葉綠體色素生理作用的探究課題處理。
三、教材中光合作用的過程是本節(jié)的重點內(nèi)容,也是本節(jié)的難點。
1、其中光合作用的總反應式,即 概括出了光合作用的場所、條件、原料、產(chǎn)物及氧氣的來源,但是,該反應式不足以表示光合作用的具體過程。因此,教材以圖解的形式簡明扼要地介紹了光合作用的兩個重要過程,即光反應和暗反應。
2、光反應階段
教材中光反應階段可概括為光反應場所和光反應過程兩個方面。
(1)光反應場所:葉綠體基粒片層結構的薄膜(類囊體)上進行。
(2)光反應過程:光反應的本質是由可見光引起的光化學反應,可分為兩方面內(nèi)容:
①水的光解反應:通過光合色素對光能的吸收、傳遞,在其中部分光能作用下把水分解為氫和氧,氧原子結合形成氧氣釋放出去,氫與nadp結合形成nadph,用[h]表示,叫做還原性氫,作為還原劑參與暗反應。
②atp的合成反應:另一部分光能由光合色素吸收、傳遞的光能轉移給adp,結合一個磷酸形成atp,也就將光能轉變成活躍的化學能儲存在高能磷酸鍵上。
3、暗反應階段
教材中暗反應階段也可概括為暗反應場所和暗合應過程兩個方面。
(1)暗反應場所:葉綠體基質中進行。
(2)暗反應過程:暗反應實際上是一個由多種酶的催化才能完成的酶促反應,光對暗反應沒有影響。主要包括三個步驟:
①二氧化碳的固定:一個二氧化碳分子與一個五碳化合物分子結合形成兩個三碳化合物分子,這個反應的作用在于使反應活性不高的二氧化碳分子活化。
②三碳化合物的還原:在有關酶的催化下,一些三碳化合物接受光反應產(chǎn)生的atp分解時釋放的能量并被光反應產(chǎn)生的[h]還原,經(jīng)一系列復雜的變化,形成糖類,一部分氨基酸和脂肪也是由光合作用直接產(chǎn)生的。
③五碳化合物的再生:另一些三碳化合物則經(jīng)復雜的變化,又重新生成五碳化合物,從而使暗反應階段的化學反應不斷地進行下去。
4、教材中光合作用的意義可從以下幾個方面歸納:光合作用是生物界有機物的來源; 光合作用是生物生命活動所需要能量的來源;光合作用可調(diào)節(jié)大氣中氧氣和二氧化碳的含量;光合作用在生物的進化具有重要作用,即:使無氧呼吸進化為有氧呼吸成為可能,同時為水生生物進化到陸生生物創(chuàng)造了條件。
教材在最后總結道:“光合作用是生物界最基本的能量和物質代謝”,充分概括光合作用在生態(tài)系統(tǒng)中的地位。
5、植物栽培與光能的合理利用是教材的選學內(nèi)容,其目的是使學生意識到科學、技術、社會(sts)的理念,這部分內(nèi)容易于調(diào)動起學生的討論熱情。
教法建議
1、引言
因為與光合作用相關的問題涉及面非常廣泛,尤其是一些廣為人們關注的話題,所以本節(jié)可引入的話題很多,如可從全世界面臨的一些生態(tài)危機,如糧食、化石能源、環(huán)境污染等,或從花卉、農(nóng)作物、果蔬的栽培方法或增產(chǎn)的措施;或從一些自然災害,蝗災、沙塵暴等入手;或動物、植物的同化作用區(qū)別等等方面切入光合作用的。這樣的引入方式,可有意識地培養(yǎng)學生的社會責任感,也可較好地體現(xiàn)科學、技術、社會的教育的精神。
2、光合作用的發(fā)現(xiàn)
這部分的教學要特別重視,這不僅僅是進行科學史的教育,學生可從科學家二百多年的研究歷程體會到科學發(fā)現(xiàn)的艱難;同時還能感受到科學研究方法的重要;實驗設計的巧妙,如1880年德國科學家恩吉爾曼證明葉綠體是進行光合作用的場所,并從葉綠體放氧的實驗;以及新技術、新理論的發(fā)現(xiàn)和綜合應用在科學發(fā)現(xiàn)中的重要作用,再一次體驗科學、技術、社會的理念。例如,沒有核科學的進展,就不會有放射性同位素示技術,也就不會有美國科學家魯賓和卡門采用同位素標記法研究證明光合作用釋放的氧氣全部來自水的實驗。
3、引導學生討論葉綠體中的光合色素及其生理功能時,《實驗八 葉綠體中色素的提取和分離》可以在講授完光合色素后作為驗證實驗處理,也可用于光合色素的探究實驗,這樣做不但可使學生學會有關方法,激發(fā)學生學習生物學的興趣,還可加深對這部分知識的認識,同時訓練其實驗探究能力;在引導學生討論葉綠體中各色素的吸收光譜時,教材上的光合色素吸收光譜曲線可作為課本探究的素材,以訓練學生分析曲線的能力。
4、光合作用過程的的教學是本節(jié)的核心內(nèi)容。教學時可從光合作用的總反應式入手,或從與初中階段的光合作用總反應式的比較入手,可采用老師講授,或學生討論,或學生根據(jù)總反應式提出光合作用氧來源假設,即水中的氧是來源于水還是二氧化碳,還是共同來源于二者,條件好的班還可讓學生想辦法證明這些假設,以訓練學生的實驗設計能力。通過總反應式的分析,應使學生明確光合作用氧來源這一關鍵問題。
在學生理解了光合作用總反應式的基礎上,使學生明確另一個重要觀點,即光合作用是非常復雜的多步反應,總反應式不能表示光合作用具體的進行歷程,這樣很自然地就引入了光合作用的光反應和暗反應的過程的學習。
光合作用光反應與暗反應教學時,因為都是較為枯燥的化學反應過程,且又無法在實驗中讓學生看到這些變化,可采取圖解、表解或多媒體動畫的方式展示給學生,這樣學生一是樂于接受,二是學生能“親眼看到”物質的微觀化學變化,也降低了理解這部分知識內(nèi)容的難度。還應引導學生討論光合作用的光反應與暗反應之間的區(qū)別和聯(lián)系,尤其是二者的聯(lián)系應多加注意。
時間允許的話,還可引導學生討論影響光合作用的因素,進而討論“如何提高光合效率的途徑”,“采取哪些措施提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量?”等問題,使學生體會到學習生物學理論的實際價值,強化學生學以致用、理論聯(lián)系的理念。
5、進行光合作用的意義的教學時,可以在課前自己收集或讓學生收集諸如當今世界面臨的糧食、化石能源、環(huán)境污染、生物多樣性受到破壞等資料,課上選擇幾個典型的事例,圍繞光合作用的生態(tài)意義這個中心,引發(fā)學生的思考和討論,使學生切實體會到“光合作用是生物界最基本的能量和物質代謝”。
6、植物栽培與光能的合理利用的教學,可以綜合性討論題的形式,比如:學生能利用光合作用原理,提出在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的具體措施嗎?這樣的問題容量使學生有更大的想象和思維的空間,也易于在高中學生中展開討論。
教學設計方案
【課題】 第三節(jié) 光合作用
【教學重點】光合作用的發(fā)現(xiàn)過程;葉綠體中色素的種類;顏色及其吸收的光譜;光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布;光合作用的概念、實質、總反應式、光反應、暗反應的具體過程;光反應與暗反應的區(qū)別與聯(lián)系及光合作用的意義;植物栽培與合理利用光能的關系。
【教學難點】光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布;光反應與暗反應的區(qū)別與聯(lián)系及光合作用的意義
【課時安排】2課時
【教學手段】板圖、掛圖、多媒體課件、實驗
【教學過程】
第一課時
1、引言
本節(jié)可引入的話題很多,如:
①可從全世界面臨的一些生態(tài)危機,如糧食、化石能源、環(huán)境污染等入手;
②或從花卉、農(nóng)作物、果蔬的栽培方法或增產(chǎn)的措施入手;
③或從一些自然災害,蝗災、沙塵暴等入手;
④或動物、植物的同化作用區(qū)別等等方面切入光合作用;
⑤還可通過教材提供的光合作用的發(fā)現(xiàn)所列舉的幾個著名實驗為切入點進入光合作用的學習,其中較易作為切入點的實驗有:德國科學家薩克斯成功地證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉的實驗(學生在初中就做過);德國科學家恩吉爾曼證明葉綠體是進行光合作用場所,且氧由葉綠體釋放出來的實驗;20世紀30年代美國科學家魯賓和卡門采用同位素標記法研究證明光合作用釋放的氧氣全部來自水的實驗。
教師應特別重視光合作用發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容的教學,因為通過分析科學家對光合作用的研究歷程,學生可以不僅了解到放射性元素示蹤技術在生物學研究中的重要作用,從中也可以深切體會到技術的發(fā)現(xiàn)和應用,特別是物理、化學技術的使用對生物學起到的推動作用,因此有人說“技術是人類延長了的手臂”。
2、葉綠體及其光合色素
用板圖或掛圖顯示出葉綠體結構模式圖,提問復習葉綠體的亞顯微結構,教師應適時指出,光合作用所以能在葉綠體中進行一是由于其中含有催化光合作用的酶系,這些酶分布在葉綠體的基質中和片層的薄膜上;二是在基粒片層的薄膜上,有吸收轉化光能的色素,這樣就引出了葉綠體上的光合色素這一教學內(nèi)容。
(1)學生做《實驗八 葉綠體中色素的提取和分離》
可作為探究實驗,也可作為驗證實驗,但實驗過程都應讓學生自己看書總結,之后引導學生討論下面的問題:
①“想要做好《葉綠體中色素的提取和分離》實驗,學生應注意哪些問題?
這個實驗是高中生物學實驗難度較大的一個,涉及的藥品多,實驗原理復雜,實驗操作也較煩瑣,而且實驗現(xiàn)象也不是很明顯。如何才能順利地完成這個實驗呢?下面就這個實驗要注意的問題做一些說明。
提取光合色素過程中,關鍵是速度。提取光合色素過程中,因為光合色素都是脂溶性的,因此用丙酮這種有機溶劑作為提取液,因為丙酮易揮發(fā)且有一定毒性,因此提取過程要速度要快,同時提取液要用膠塞塞好,以防止其揮發(fā);利用二氧化硅硬度極大的特點,其粉末可增加研磨時磨擦力,加快研磨的速度;又因為葉綠素容易破壞,因此需要保護,而碳酸鈣的作用是防止葉綠素被破壞;把綠葉剪碎的目的也是為了加快研磨速度。
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第一節(jié)一、細胞膜的結構和功能(b)
板 書
教學過程
(二)細胞膜的主要生理功能
1.物質出入細胞膜的幾種方式:
(1)自由擴散:
特點:從高濃度一側運輸?shù)降蜐舛纫粋?不消耗能量。例如:o2、co2、甘油、乙醇、苯等。
(2)主動運輸:
①特點:從低濃度一側運輸?shù)礁邼舛纫粋?需要載體;需要消耗能量。
②意義:(略)
2.細胞膜的生理特點:選擇透過性
(第二課時)
引言:上節(jié)課我們學習了細胞膜的結構,細胞膜的結構是與它的功能密切相關的,那么,細胞膜有哪些重要功能呢?
講述:科學家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),細胞膜有多種生理功能。比如說,物質交換、細胞識別、分泌、排泄、免疫,等等。其中,與周圍環(huán)境進行物質交換是細胞膜的重要生理功能。
活細胞不停地進行新陳代謝活動,就必須不斷地與周圍環(huán)境進行物質交換,而物質交換必須通過細胞的“門戶”——細胞膜來完成。離子和小分子物質是通過自由擴散和主動運輸?shù)确绞竭M入細胞的,而大分子和顆粒性物質主要是通過內(nèi)吞作用進入細胞的。首先,我們學習一種比較簡單的運輸方式。
(教師展示事先制作好的自由擴散活動圖板,對照活動圖板作簡要說明:圖中黃色表示細胞膜,紅色球狀物表示某物質。紅色球狀物多的部分為膜外,少的部分為膜內(nèi)。接著教師演示紅色球狀物不斷由膜外通過膜進入到膜內(nèi)的情況。)
提問:如果紅色球狀物的多少代表某種物質濃度大小的話,那么,這物質進入細胞是由濃度高的一側向濃度低的一側運輸,還是由濃度低的一側向濃度高的一側運輸?
(回答:略。)
講述:對了,是從濃度高的一側向濃度低的一側運輸,而且在運輸過程中,不需要消耗細胞內(nèi)新陳代謝所釋放的能量。上邊這種運輸方式叫做自由擴散。自由擴散相對于主動運輸來說,又叫做被動運輸。符合這種方式運輸?shù)奈镔|僅限于小分子物質。
另外,還有一些物質在進入細胞時,不同于自由擴散方式,例如:輪藻細胞中的k+濃度比它所生存的環(huán)境中k+ 多63倍,海帶細胞中的i- 比海水高出40倍,人的紅細胞中的k+比血漿高30偌,而紅細胞中的na+ 濃度卻是血漿中na+ 的濃度的1/6。由此可見,以上細胞具有不斷積累k+、i-的能力和運出na+的能力,以致不使膜內(nèi)外的na+、k+、i-達到平衡。上述這些物質是怎樣進行運輸?shù)哪?(教師展示事先制作好的主動運輸活動圖板,在做簡要說明后演示物質由膜外進入到膜內(nèi)的過程,同時啟發(fā)學生進行觀察和思考。)
提問:上述這種運輸方式具有哪些特點?
(回答:略。)
講述:當物質通過細胞膜由低濃度一側向高濃度一側移動時,就像物體沿斜坡上移一樣,必須由外部提供能量,在對上述na+、k+、i-等物質的運輸中,所需要的能量是由細胞來供給的。通過上面的學習,我們可以總結出主動運輸主要有以下兩個特點:①是從濃度低的一側運輸?shù)綕舛雀叩囊粋?②需要消耗細胞內(nèi)新陳代謝所釋放的能量。
提問:物質的主動運輸方式在生物學上有什么意義呢?
(請同學們閱讀課文并討論,最后請一位同學回答,略。)
講述:由物質通過細胞膜的兩種運輸方式可以看出,細胞膜可以讓o2、co2、水分子等小分子自由通過,細胞要選擇吸收的離子或小分子也可以通過,而另一些離子,小分子和大分子則不能通過。這一現(xiàn)象說明細胞膜在生理功能上有什么特點呢?
回答:具有選擇性
講述:對,細胞膜是一種選擇透過性膜。關于細胞的內(nèi)吞作用和外排作用,請同學們閱讀課本中小字部分。
小結:今天我們學習了細胞膜的生理功能,了解到細胞結構與它的生理作用是相統(tǒng)一的,尤其是物質出入細胞膜時具有選擇透過性的特點,對于細胞完成正常生命活動具有十分重要的意義。下面,請同學們根據(jù)今天所學的內(nèi)容,填寫下表。
出入細胞物質舉例
物質出入細胞的方式
細胞膜內(nèi)外物質濃度高、低
是否需載體蛋白質
是否消耗細胞內(nèi)的能量
甘油
進入紅細胞的k+
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生物被子植物的起源
被子植物是現(xiàn)代植物中占絕對優(yōu)勢的植物類群,目前已知有300—400科,20—30萬種,這在數(shù)量上遠遠超過所有其他植物類群種數(shù)之和。被子植物的起源問題被達爾文稱為“討厭之迷”,已經(jīng)被研究、爭論了一個多世紀。與之有關的假說、理論層出不窮。
近30年以來,相關的研究取得了快速的發(fā)展。許多涉及被子植物起源的討論和假說受到學術界較廣泛的注意和認可。這主要應歸功于古植物學的研究進展和基于形態(tài)學資料、分子生物學數(shù)據(jù)及兩者結合的分之系統(tǒng)學的貢獻。
被子植物的起源問題主要有3個方面:(1)被子植物的祖先類群;(2)被子植物的起源時間;(3)被子植物的起源地點。本文就從這3方面對被子植物的起源問題的研究現(xiàn)狀作一簡要的介紹。
1. 被子植物的祖先類群
這是有關被子植物起源的核心問題,也是爭議最多的問題。在探究此問題之前,首先要清楚被子植物是否單系類群及其內(nèi)各大類群之間的關系。
被子植物各類群之間形態(tài)學、生態(tài)學等方面的差異很大,許多學者都認為它不可能是單系類群。然而,由于被子植物的許多共性,絕大多數(shù)的學者都認為被子植物屬于單系類群。分支系統(tǒng)學的分析結果可以對某一類群是否為單系類群進行自檢。大量關于種子植物的分支系統(tǒng)學分析(尤其是基于分子數(shù)據(jù)的分析)的結果已經(jīng)使得人民廣泛的接受了被子植物是單系類群的觀點。
關于被子植物的原始類群及其祖先的討論,可分為三個階段。
20世紀90年代中期之前,關于被子植物的起源問題主要體現(xiàn)在“假花說”與“真花說”的對立。假花說認為,被子植物的花是從單性的裸子植物的繁殖器官演化而來的,因此現(xiàn)生被子植物中具小型的、簡單的、單性的風媒花的類群,即柔荑花序類,是原始類群。真花說認為,被子植物的花是從類似于裸子植物的本內(nèi)蘇鐵目(bennettitales, 已經(jīng)絕滅的化石類群)的一個不分支的、兩性的、其上螺旋狀排列著胚珠和花粉器官的孢子葉球演化而來的,因此現(xiàn)生被子植物中具有較大型的、兩性的、多離省心皮和雄蕊的、蟲媒花的木蘭科及其近緣的科是原始類群。由于化石資料的不斷積累以及分支系統(tǒng)學的分析結果不斷報道,現(xiàn)今真花說已被廣泛用于幾大被子植物的分類系統(tǒng)。關于被子植物祖先類群的討論,也由于真花說的廣泛認可而得到了較為統(tǒng)一的認識,即被子植物最直接的姐妹群是買麻藤目,而買麻藤目以及被子植物共同構成了本內(nèi)蘇鐵目和五柱木(pentoxylon,已絕滅的化石類群)的姐妹群。繼續(xù)追溯下去,則種子厥的開通尼亞目(caytoniales)可能是本內(nèi)蘇鐵目加五柱木加買麻藤目加被子植物的共同的姐妹群。
繼續(xù)“真花說”與“假花說”的爭論之后的是木本木蘭說和古草本說的對立。木本木蘭說直接源于真花說,認為的被子植物是一種木質的灌木或小喬木,具多心皮的花,舟形的、具覆蓋層的、瘤狀紋飾的花粉,因此木本木蘭類(magnoliids)中的木蘭目(magnoliales,包括winteraceae, magnoliaceae, myristiceae, austrobaileyaceae, degenericeae等科)處于被子植物系統(tǒng)樹的基部。古草本說的化石證據(jù)近年來出現(xiàn)較多,該說法認為,原始被子植物可能是小型的、具根狀莖或攀緣習性的、具細小簡單花的多年生草本植物?!肮挪荼尽币辉~現(xiàn)指木蘭類中除了木本木蘭類之外的所有植物類群的總稱,是一個常具較簡單的單性花的類群,包括胡椒科(piperaceae)、馬兜鈴科(aristolochiaceae)、睡蓮科(nymphaeaceae)等。
關于被子植物的起源問題的最新成果是根據(jù)分子系統(tǒng)學的研究成果。一個被簡稱為“anita”的類群組合被認為位于被子植物系統(tǒng)樹的基部,并代表了現(xiàn)生的被子植物的最原始類群。其中,amborellaceae(“a”)被認為是其他所有現(xiàn)生被子植物的姐妹群。“n”為睡蓮目(nymphaeales),“ita”的類群組合包括:illiciaceae,trimeniaceae,austrobaileyaceae等科。目前的研究成果采用的多基因、多類群的方法,所分析的類群數(shù)量多,所采用的特征多,分子生物學數(shù)據(jù)量大,因此所獲得的系統(tǒng)樹被認為是及其可靠的。后來的研究成果雖然有的對新系統(tǒng)樹的準確性有些爭議,但是并沒有動搖新系統(tǒng)樹的基本框架。
2. 被子植物的起源時間
發(fā)現(xiàn)于中國東北義縣的“遼寧古果”(archaefructus liaoningensis),其時代是否為侏羅紀晚期還有爭議。較早被公認的最早的被子植物化石發(fā)現(xiàn)于早白堊世地層中。對于被子植物的起源時間有兩類不同的認識,這主要是基于對化石記錄的不同解釋以及是否應該完全的依賴于化石證據(jù)來推斷起源時間。一種觀點認為,起源時間為侏羅紀至白堊紀,另一種認為應起源的更早,如三疊紀、早于三疊紀、二疊紀、石炭紀、或石炭紀—早白堊紀之間等。最新的分子系統(tǒng)學分析推斷被子植物和裸子植物的分離可能在石炭紀末約290 ma之前。
3. 被子植物的起源地點
長期以來廣泛接受的觀點認為被子植物是熱帶起源的,這主要是依據(jù)西南太平洋和東南亞的熱帶地區(qū)集中了大部分的現(xiàn)生的被子植物原始類群。這一說法得到了來自孢粉和大植物化石的支持。然而,近年來在中國東北地區(qū)侏羅系上部和白堊系、蒙古下白堊統(tǒng)、俄羅斯貝加爾湖地區(qū)下白堊發(fā)現(xiàn)了大量的被子植物化石,因此現(xiàn)今處于高緯度的東北亞地區(qū)也被認為可能是被子植物的起源地,或者至少是起源地之一。
人教版高三生物教案全套下載 人教版高三生物書篇五
《伴性遺傳》
一、說教材
《伴性遺傳》選自人教版生物必修二第2章第3節(jié)。本節(jié)課講述伴性遺傳的現(xiàn)象和特點以及在實踐中的應用。本節(jié)以及本章的其他兩節(jié)《減數(shù)_和受精作用》、《基因在染色體上》都是在第一章認識孟德爾遺傳規(guī)律的基礎上,沿著科學家探究基因在細胞中位置的腳步而設計的。本節(jié)又為《人類遺傳病》的學習打下基礎。
二、說學情
在之前學生已經(jīng)知道基因位于染色體上,這為他們理解本節(jié)課基因和性染色體行為一致打下了基礎。生活中學生知道遺傳病的概念但并不了解伴性遺傳病的特點,因此適合帶領學生以探究的方式學習伴性遺傳。高中學生的邏輯思維已經(jīng)接近成熟,而且通過之前的學習具備了一定的科學分析思維,可以對伴性遺傳的例子紅綠色盲癥遺傳進行探究。
三、說教學目標
【知識目標】
概述伴性遺傳的特點。
【能力目標】
(1)通過分析資料,總結出伴性遺傳的規(guī)律;發(fā)展分析問題,揭示事物規(guī)律的能力。
(2)通過伴性遺傳規(guī)律在生產(chǎn)實踐中應用的學習,提升解決實際問題的能力。
【情感態(tài)度與價值觀目標】
(1)通過道爾頓發(fā)現(xiàn)紅綠色盲癥的過程,養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)生活中小問題的習慣,形成探究生活中現(xiàn)象的意識。
(2)形成生物聯(lián)系生活生產(chǎn)的觀念,用生物學知識解決生活中問題的意識。
四、說教學重難點
根據(jù)教學目標確定本節(jié)課教學重點為:伴性遺傳的特點。本節(jié)課主要以紅綠色盲的分析為例學習伴性遺傳的特點,所以難點為:分析紅綠色盲遺傳。
五、說教法學法
本節(jié)課主要是以紅綠色盲為例進行問題探究,因此我會準備足夠的資料,引導學生自主閱讀、小組討論,對問題進行自主的探究和討論,得出伴性遺傳的特點和應用。
六、說教學過程
1.導入新課
首先是導入新課環(huán)節(jié)。為了引起學生的學習興趣,我會請同學們根據(jù)ppt上的紅綠色盲檢查圖,檢測自己的色覺。此時學生會積極的參與到檢測和討論中。之后教師引出:有一種色覺不正常的病癥叫紅綠色盲癥,它是一種伴性遺傳病,請大家說說什么是伴性遺傳。在忙碌的高中學習生活中,教師采用這樣的導入可以很迅速的引起學生的興趣,在不知不覺中帶領學生進入本節(jié)課伴性遺傳的學習。
2.新課展開
接下來就是我的新課展開環(huán)節(jié),將分為三步進行:
第一步是探究人類紅綠色盲癥,首先我會出示紅綠色盲癥家系圖。提出問題串:①家系圖中患病者是什么性別?說明色盲遺傳與什么有關?②ⅰ代中的1號是色盲患者,他將自己的色盲基因傳給了ⅱ代中的幾號?③ⅰ代1號是否將自己的色盲基因傳給了ⅱ代2號,這說明紅綠色盲基因位于x染色體上還是y染色體上?④為什么ⅱ代3號和5號有色盲基因,而沒有表現(xiàn)出色盲癥?通過觀察思考學生能知道紅綠色盲癥是伴x隱性遺傳病。此時我會展示人類男性和女性的染色體組型圖,請學生看圖思考為什么色盲基因只存在于x染色體上?學生通過觀察會得出:因為x染色體和y染色體形態(tài)差異,y染色體上沒有色盲基因的等位基因。整個過程我用問題引導學生的思路,學生通過觀察圖得出結論,這樣可以發(fā)展學生自主探究的能力。
接著請學生自己用表格總結出紅綠色盲的基因型和表現(xiàn)型并且分析為什么色盲男性患者多于女性?通過以上的學習學生能夠得出正確結論,此時我會請學生代表上講臺展示他的結果,師生對他進行評價。用表格做總結可以幫助學生理清思路,養(yǎng)成對比總結的習慣。
接下來帶領學生分析正常女性與男性紅綠色盲婚配、女性紅綠色盲基因攜帶者與正常男性婚配的遺傳圖解。在學生學會如何分析遺傳圖解后,為了發(fā)展學生的分析能力。請學生以生物小組為單位分析女性紅綠色盲基因攜帶者與男性紅綠色盲婚配、女性紅綠色盲與正常男性婚配的遺傳圖解。師生共同總結出紅綠色盲的遺傳的特點是交叉遺傳、患者男性多于女性、一般為隔代遺傳。
第二步是探究抗維生素d佝僂病遺傳特點,由于已經(jīng)帶領學生對人類紅綠色盲癥做了分析,他們有了一定的分析思路和知識基礎,所以我會讓學生以生物小組為單位自主學習抗維生素d佝僂病遺傳這一部分的內(nèi)容。在學生討論過程中我會巡視指導,參與到他們的討論中。經(jīng)過討論,我會請一位學生化身小老師上臺講這一部分的內(nèi)容,之后我會注意總結抗維生素d佝僂病是伴x顯性遺傳病,其遺傳特點是:女患者多于男患者、世代連續(xù)、男患者的母親和女兒定是患者。
第三步是學習伴性遺傳的實踐應用,學習生物科學不是為了單純的學習知識,而是為了提高生物科學素養(yǎng),用知識改變生活。所以生物學習要緊密的聯(lián)系實踐。這一部分我會給學生多舉一些例子,如通過眼色區(qū)別子代果蠅的雌雄,通過蘆花羽毛區(qū)別雛雞的雌雄,通過分析家系圖決定生男生女等。生活真實的例子更能直觀的體現(xiàn)出這一部分學習的價值。
這一部分的知識有一定的難度,為了加深學生的理解。我會讓學生做教材上的基礎題,并請有興趣的同學把拓展題也做了。通過分層次習題的練習滿足不同學生的需求,也可以讓我了解學生的掌握情況,以便針對性輔導。
3.小結作業(yè)
在課程結尾我會帶領學生一起回顧本節(jié)課內(nèi)容,總結伴x顯性遺傳病和伴x隱性遺傳病的遺傳特點,幫助學生形成完整的知識框架。并請同學們課后收集一個血友病患者家族的家系圖,嘗試分析血友病是什么遺傳病。下一節(jié)課的時候進行分享。這樣的作業(yè)既能應用本節(jié)課所學到的知識,同時也鍛煉學生搜集、分析資料的能力。
七、說板書設計
下面說一說我的板書設計,我用表格的形式把本節(jié)課的重點呈現(xiàn)在黑板上,做到整潔清晰、大方明了。這就是我的板書設計。