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中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
2018年9月,部分省市高一新生將使用全新修訂的新課程標(biāo)準(zhǔn)和新教材。新課程標(biāo)準(zhǔn)的宗旨是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng),包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。生物學(xué)課程設(shè)計和實施追求少而精,聚焦核心概念,教學(xué)過程重實踐,通過探究學(xué)習(xí)加深學(xué)生對生物學(xué)概念的理解和應(yīng)用,從而發(fā)展其核心素養(yǎng)。概念教學(xué)的重要性逐漸被眾多教師所熟知,準(zhǔn)確掌握概念教學(xué)的基本策略對落實學(xué)科核心素養(yǎng)至關(guān)重要。
教師進(jìn)行概念教學(xué)時,往往采用同化式概念教學(xué)策略,學(xué)生被動接受陌生術(shù)語,無法真正理解。下面以人教版高中生物教材《必修1?分子與細(xì)胞》中“光合作用的過程”一節(jié)為例,通過教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實踐、教學(xué)反思等過程,探討如何通過形成式概念教學(xué)策略落實學(xué)科核心素養(yǎng)。
1 教學(xué)設(shè)計背景分析
1.1 教材分析
該課是人教版必修1第五章第二課時的內(nèi)容,是高中生物非常重要的核心概念之一。教材中通過文字?jǐn)⑹龊蛨D解進(jìn)行闡述,并對光反應(yīng)和暗反應(yīng)分別進(jìn)行了定義概括。教材中對光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程的描述簡單明了,對兩者之間的關(guān)系只有一句話的總結(jié)概括,沒有實例分析,學(xué)生對其關(guān)系的重要性和相關(guān)性很難真正理解。
1.2 學(xué)情分析
學(xué)生在初中已經(jīng)初步接觸過光合作用,例如光合作用的定義、場所、原料、產(chǎn)物、光合作用的反應(yīng)式等。高中學(xué)生的認(rèn)知水平、邏輯推理能力等都已有明顯的進(jìn)步。通過前面章節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生對葉綠體中色素種類、功能、光合作用的探究歷程等都有了基本的掌握。本節(jié)內(nèi)容中光反應(yīng)、暗反應(yīng)以及兩者之間的關(guān)系對于學(xué)生來說是全新的概念,也是本節(jié)要重點解決的核心概念。雖然教材中對過程的描述比較清晰,但學(xué)生理解這些抽象的概念還是有一定難度的。只有充分理解光合作用的過程,學(xué)生才能很好地理解和分析光合作用原理的應(yīng)用及光合作用的影響因素。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,往往能看懂教材,上課能聽懂,但是在解決光合作用相關(guān)問題時就會遇到困難。究其根本原因,學(xué)生并沒有充分理解光合作用的過程,從而在應(yīng)用其原理分析具體問題時出現(xiàn)困難。
2 教學(xué)目標(biāo)
2.1 知識目標(biāo)
比較光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的具體物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換的過程;闡明光合作用的總反應(yīng)式與實質(zhì)。
2.2 能力目標(biāo)
對相關(guān)實驗資料分析、思考、討論、探究等活動中,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、自主探究的能力、語言表達(dá)及分享信息的能力;通過知識遷移在新的情境中解決問題的能力,學(xué)會用比較法進(jìn)行學(xué)習(xí)。
2.3 情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)
培養(yǎng)生命觀念,掌握研究生命現(xiàn)象的基本思想方法。
3 教學(xué)重點
光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程;光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的關(guān)系。
4 教學(xué)難點
理解并學(xué)會應(yīng)用光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)機(jī)理及相互關(guān)系。
5 教學(xué)策略
以科學(xué)家發(fā)現(xiàn)光合作用過程的真實實驗為探究素材,將核心概念分解成若干小問題,設(shè)置一系列問題串,通過形成概念逐一趨向概念內(nèi)涵。學(xué)生通過分析討論,進(jìn)行概念建構(gòu)。教師要強(qiáng)調(diào)科學(xué)史中的學(xué)科思維和探究精神;利用睿易云教學(xué)平臺和Pad移動終端等現(xiàn)代教育技術(shù),實現(xiàn)師生的及時互動,提高課堂教學(xué)效能;引導(dǎo)學(xué)生通過對新的情境進(jìn)行小組探究,加深理解概念內(nèi)涵和外延,在內(nèi)涵與外延間建立聯(lián)系;設(shè)置新情境,引導(dǎo)學(xué)生利用本節(jié)概念解決新的問題,達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。
6 教學(xué)過程設(shè)計
6.1 復(fù)習(xí)導(dǎo)入
師:請同學(xué)們在練習(xí)本上寫一下綠色植物光合作用反應(yīng)式。教師通過Pad終端展示學(xué)生書寫正確的反應(yīng)式,糾正學(xué)生的書寫錯誤,強(qiáng)調(diào)對基礎(chǔ)知識的準(zhǔn)確掌握。
學(xué)生回顧,書寫。
設(shè)計意圖:溫故知新,引出光合作用場所――葉綠體的結(jié)構(gòu)。
6.2 教學(xué)實施
概念1:葉綠體具有基粒等結(jié)構(gòu),是綠色植物光合作用的場所。
教師展示葉綠體結(jié)構(gòu)模型,講解結(jié)構(gòu),著重分析類囊體和基粒的關(guān)系。教師強(qiáng)調(diào):光合色素和有關(guān)酶分布在類囊體的薄膜上,有些酶分布在葉綠體基質(zhì)中。
學(xué)生看圖析圖,聽教師講解。
設(shè)計意圖:為學(xué)習(xí)光合作用的過程奠定基礎(chǔ),使學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。
概念2:葉綠素在光合作用中發(fā)揮重要作用。
教師提出問題:葉綠體中的色素與光合作用有什么關(guān)系?
教師展示實驗,并引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。
學(xué)生閱讀資料:1913年,德國的威爾斯泰特對葉綠素分子進(jìn)行了研究。在闡明了它的化學(xué)性質(zhì)之后,研究了葉綠素與光合作用的關(guān)系。他發(fā)現(xiàn)在光下,葉綠素的含量較高時,CO2轉(zhuǎn)化為糖類的反應(yīng)速率較快。
教師引導(dǎo)學(xué)生分析實驗,得出結(jié)論:葉綠素在光合作用中有重要作用。
設(shè)計意圖:學(xué)生通過實驗過程和結(jié)果的分析,自然而然得出結(jié)論,印象深刻,也了解科學(xué)探究的方法。
概念3:葉綠體中的色素能捕獲光能、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。
教師利用投影展示葉綠體色素的吸收光譜圖,并提出問題:光合色素是如何起作用的呢?
學(xué)生得出結(jié)論:葉綠體中的色素可以吸收光能。葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光;類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。
設(shè)計意圖:讓學(xué)生明確色素吸收光能的特性,培養(yǎng)學(xué)生讀圖析圖的能力,為建構(gòu)光反應(yīng)概念做鋪墊。
概念4:光反應(yīng)過程在類囊體膜上,色素吸收光能,將水分解成[H]和氧氣,并將光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能。
(1) 希爾實驗:水光解放氧。
教師展示閱讀資料二:1937年,英國劍橋大學(xué)的希爾用離體的葉綠體做實驗。他將離體的葉綠體加到具有NADP+(可與H+結(jié)合生成NADPH)的水溶液中,在無CO2的條件下給予光照,發(fā)現(xiàn)葉綠體中有O2放出。
教師展示圖1,并提出問題:色素吸收的光能有什么作用呢?
學(xué)生分析實驗,得出結(jié)論:色素吸收光能后可以將水分解釋放出氧氣。
(2) 阿爾農(nóng)實驗:光反應(yīng)生成ATP和[H]。
教師提供閱讀資料三:1954年,美國的阿爾農(nóng)等用離體的葉綠體(獲得類囊體懸浮液)做實驗。在給葉綠體照光時發(fā)現(xiàn),當(dāng)向反應(yīng)體系中供給ADP、Pi和NADP+時,體系中就會有ATP和[H]產(chǎn)生。
教師展示圖2。
學(xué)生分析實驗,得出結(jié)論:在光下,類囊體上生成了ATP和[H]。
這兩個實驗的設(shè)計意圖:還原科學(xué)史,讓學(xué)生感悟科學(xué)發(fā)現(xiàn)的探究過程,像科學(xué)家那樣探究和思考,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和理性思維素養(yǎng)。
(3) 光反應(yīng)過程概念建構(gòu)。
教??提出問題:陽光下,在類囊體膜上能發(fā)生哪些反應(yīng)?能量如何轉(zhuǎn)變?請完成表格填寫(表1)。
學(xué)生活動:根據(jù)資料二和資料三的實驗結(jié)論,小組討論,總結(jié)歸納,填寫表格。通過Pad終端提交給老師,并分享討論結(jié)果。教師評價總結(jié)。
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力、小組合作能力、語言表達(dá)能力、使用現(xiàn)代信息技術(shù)能力,完成光反應(yīng)過程這一概念的完整建構(gòu)。
概念5:暗反應(yīng)過程在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行,固定CO2,利用光反應(yīng)生成的[H]和ATP,生成(CH2O),將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為(CH2O)中的化學(xué)能。
(1) 阿爾農(nóng)實驗:
教師提供閱讀資料四:1954年,美國阿爾農(nóng)等用離體的葉綠體繼續(xù)做實驗。在黑暗條件下,只要供給了ATP和[H],葉綠體就能將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?/p>
教師展示圖3,并提出問題:在光下葉綠體通過光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]有什么用呢?
學(xué)生得出結(jié)論:在黑暗條件下,ATP和[H]是CO2轉(zhuǎn)化為糖的必要條件。
設(shè)計意圖:通過再現(xiàn)科學(xué)家實驗,培養(yǎng)學(xué)生分析實驗的能力。通過分析此實驗,學(xué)生能夠形成光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]這一重要概念。
(2) 卡爾文實驗:
教師提供閱讀材料五:從1946年開始,美國的卡爾文等研究了小球藻等植物進(jìn)行光合作用時CO2轉(zhuǎn)化為糖類的路線。他們向反應(yīng)體系中充入一定量的14CO2,光照30 s后檢測產(chǎn)物,檢測到了多種帶14C標(biāo)記的化合物。將光照時間逐漸縮短至幾分之一秒時發(fā)現(xiàn),90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中。在5 s的光照后,卡爾文等同時檢測到了含有放射性的五碳化合物(C5)和其夫子糖類化合物(CH2O)。
教師提出問題:CO2是如何轉(zhuǎn)變成糖類等有機(jī)物的呢?
學(xué)生分析,得出推論:碳的轉(zhuǎn)移途徑如圖4所示。
設(shè)計意圖:通過科學(xué)家的實驗設(shè)計方法,培養(yǎng)學(xué)生理性思維和科學(xué)探究素養(yǎng),加深對暗反應(yīng)階段碳元素去向的理解。
(3) 實驗探究1:
教師提出問題:卡爾文實驗中,CO2供應(yīng)正常,當(dāng)停止光照時,短時間內(nèi)C3和C5的濃度如何變化?原因是什么?
學(xué)生分小組進(jìn)行探究,將探究結(jié)果寫在學(xué)案上,通過Pad終端將答案提交給教師。小組代表進(jìn)行討論結(jié)果分享,小組間相互評價,教師進(jìn)行總結(jié)評價。
設(shè)計意圖:通過實驗探究和推理,讓學(xué)生明確光反應(yīng)提供的ATP和[H]參與碳循環(huán)的具體階段,并培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、深度探究和語言表達(dá)交流素養(yǎng)。
(4) 實驗探究2:
用溫和方法分離得到的葉綠體結(jié)構(gòu)完整,這樣的葉綠體能夠完成光合作用全過程,包括CO2的固定和糖類的生成。用劇烈方法分離得到的葉綠體含有很少或者根本沒有葉綠體基質(zhì)。這樣的葉綠體能在光下產(chǎn)生O2、ATP、[H],但是不能固定CO2。
教師提出問題:這些反應(yīng)進(jìn)行的場所是哪里呢?請同學(xué)們閱讀實驗探究2。
學(xué)生閱讀實驗探究2,小組討論實驗方案,分享交流。
學(xué)生得出結(jié)論:CO2的固定和糖類的生成場所在葉綠體基質(zhì)。
設(shè)計意圖:讓學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方法,明確暗反應(yīng)的場所,從而培養(yǎng)學(xué)生理性思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。
概念6:光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個過程。
教師請各位學(xué)生完成學(xué)案中光合作用全過程圖解(圖4),觀察各組的完成情況,利用Pad對某小組的答案進(jìn)行評價,利用談話法對光合作用全過程進(jìn)行總結(jié)。
學(xué)生分小組討論,歸納總結(jié),填寫光合作用全過程圖解,通過Pad終端將答案推送給老師,小組分享并相互評價。
設(shè)計意圖:通過填圖,學(xué)生明確光反應(yīng)和暗反應(yīng)是不可獨立進(jìn)行的密切相關(guān)的生理過程,學(xué)會了建構(gòu)知識框架,培養(yǎng)了歸納總結(jié)能力。
6.3 課后作業(yè)
列表比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系;
從物質(zhì)和能量角度闡述綠色植物光合作用的意義。
設(shè)計意圖:教會學(xué)生學(xué)會用比較法進(jìn)行概念學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念學(xué)科素養(yǎng)。
7 教學(xué)評價
7.1 課中過程性評價
通過Pad終端,教師能及時看到各小組討論結(jié)果,并由小組代表闡述結(jié)果,小組互相評價和教師總結(jié)相結(jié)合,及時發(fā)現(xiàn)并解決課堂中的既設(shè)問題和生成問題。
7.2 課后終結(jié)性評價
通過課后作業(yè),教師可以了解學(xué)生是否真正理解光合作用的機(jī)理。尤其是通過第二道作業(yè)的解答,能夠看出學(xué)生是否從宏觀生態(tài)學(xué)的角度理解光合作用的意義,為下節(jié)課的教學(xué)做好鋪墊。
8 教學(xué)反思
本節(jié)課的教學(xué)重點是光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。在以往的教學(xué)中,大多數(shù)教師采用的策略是直接向?qū)W生分步展示每個過程的物質(zhì)變化和能量變化,然后進(jìn)行詳細(xì)的講解,學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是在教師講解之后,在理解過程的基礎(chǔ)上將光合作用流程圖背下來。這樣學(xué)生更多的是通過死記硬背把過程記下來,對學(xué)生理性思維和科學(xué)探究素養(yǎng)的提升是很有限的。教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時,應(yīng)大膽創(chuàng)新,改變以往同化式概念教學(xué)模式,采用形成式概念教學(xué)策略和智慧課堂教學(xué)策略,通過把科學(xué)家對光合作用過程的探究歷程真實再現(xiàn),讓學(xué)生通過分析實驗過程,小組研討,得出結(jié)論,逐步形成概念。運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù),學(xué)生研討結(jié)果通過Pad終端及時反饋給教師,教師及時對典型問題做出點評。通過對若干原始科學(xué)實驗的探究形成若干概念后,在教學(xué)設(shè)計的最后,讓學(xué)生在學(xué)案中獨立完成光合作用全過程的流程圖,然后分享交流,教師評價。這是一個總結(jié)提升的過程,既能培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)語言表達(dá)能力,又能考查這節(jié)課的教學(xué)效果。課后作業(yè)的設(shè)計是想培養(yǎng)學(xué)生利用比較法來進(jìn)行知識鞏固,同時能從宏觀生態(tài)學(xué)和物質(zhì)能量的角度去理解光合作用的重要意義,培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念素養(yǎng)和社會責(zé)任素養(yǎng)。
在教學(xué)過程中,學(xué)生基本能跟上實驗探究思維,小組討論環(huán)節(jié)的氣氛也非常好,每個小組都能準(zhǔn)確地得出每個實驗的結(jié)論,能在教師指定時間內(nèi)在學(xué)案上寫完答案,并通過Pad提交給教師。在分享環(huán)節(jié),8個學(xué)習(xí)小組有6個小組都積極發(fā)言。雖然需要小組討論的問題較多,但是整節(jié)課節(jié)奏控制得很好,基本按照教學(xué)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)逐步推進(jìn),在45 min內(nèi),恰好完成了整節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。課堂氣氛也比較活躍,且這種活躍是學(xué)生思維的活躍,不是表面的氣氛活躍。
一、理清經(jīng)典實驗,了解發(fā)現(xiàn)歷程
在光合作用發(fā)現(xiàn)的歷程中,有許多科學(xué)家做了大量實驗,學(xué)生通過了解歷史,可以從中領(lǐng)略前人的思維和方法。例如,普里斯特利的實驗只是證明了空氣可以被植物更新,不知道更換了什么氣體。而且該實驗沒有設(shè)置對照實驗:放綠色植物與沒放綠色植物對照,結(jié)論可信度不高。教師在教學(xué)活動中,一定要闡明普里斯特利的實驗只是第一步,后來還有許多科學(xué)家,例如,薩克斯、恩格爾曼、魯賓和卡門等,他們前仆后繼,共同努力,才發(fā)現(xiàn)了這一偉大的生理過程。從中體現(xiàn)出前人幾十年努力得出的知識經(jīng)驗來之不易,要讓學(xué)生知道大科學(xué)家的結(jié)論都有可能被修改和補(bǔ)充。作為學(xué)生,更應(yīng)該總結(jié)前人的經(jīng)驗,刻苦學(xué)習(xí),不怕挫折。
二、突破難點,注重考點
1.關(guān)于反應(yīng)式的理解
本節(jié)課難點之一,是光與光合作用過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變,課本給出的反應(yīng)式:H2O+CO2(CH2O)+O2只表明了光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物,較為籠統(tǒng),并未表示出反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系。利用同位素示蹤法標(biāo)記水和二氧化碳,先用氧的同位素標(biāo)記水,產(chǎn)生的氧氣全部有放射性。若標(biāo)記二氧化碳,除了糖類有放射性外,部分水也有放射性,釋放的氧氣全部無放射性。因此,反應(yīng)式又可以寫成:CO2+2H2O(CH2O)+O2+H2O。此外,光合作用其實是一個非常復(fù)雜的生理過程,中間包括許多化學(xué)反應(yīng),但在許多試題中,總考到有關(guān)物質(zhì)數(shù)量關(guān)系的計算,我們知道如果把產(chǎn)物寫成最初的產(chǎn)物――葡萄糖,那么,總反應(yīng)式又可以寫成:6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O。所以對反應(yīng)的理解應(yīng)該更加靈活。
2.關(guān)于各類因素對光合作用的影響
對光合作用有影響的主要因素有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、水、礦質(zhì)元素、溫度等。難點在于多種因素對光合作用的影響。如下圖所示:
以上三圖綜合分析,P點時,限制光合速率的主要因素應(yīng)該為橫坐標(biāo)所示的因素,隨該因素的一直加強(qiáng),光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點時,自變量所表示的因素不再影響光合速率,要想提高光合速率,可以提高其他因素的強(qiáng)度。各種辦法相結(jié)合,可在學(xué)習(xí)過程中起到很大的作用。
3.關(guān)于光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系
呼吸作用這一生理過程和光合作用一樣,同樣在高中生物課本中占有極為重要的地位。以往的高考試題中,也是重要考點,其中實際光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間的關(guān)系尤為重要,真正光合速率等于凈光合速率與呼吸速率之和。要讓學(xué)生理解三者的表示方法,如凈光合速率可以用氧氣的釋放量、二氧化碳的吸收量、有機(jī)物的積累量等不同方法來表示等。
三、對光合作用重要意義的理解
教師在教學(xué)活動中,要強(qiáng)調(diào)光合作用的重要之處,甚至偉大之處在于它對整個生物圈,整個地球的意義,具體表現(xiàn)如下:
1.提供有機(jī)物給整個生物界
地球上的植物每年約合成5×1011噸有機(jī)物,能直接或間接作為人類和動物的食物,地球上的自養(yǎng)植物,一年中通過光合作用約制造2×1011噸碳素,其中40%是由浮游植物制造的,另外60%是由陸生植物制造的。
2.為整個地球提供氧氣
整個地球上,生物呼吸和燃燒的作用,每年使3.15×1011噸氧氣被消耗,通過計算,可知大氣層中包含的氧氣將在3000年左右耗盡。但是,植物在吸收二氧化碳的同時也釋放出5.3×1011噸氧氣,所以,大氣中的氧仍然維持在21%。
3.給人類社會的發(fā)展提供能量
關(guān)鍵詞:高中生物;合作學(xué)習(xí);合作技能
中圖分類號:G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-2851(2011)09-00-01
合作學(xué)習(xí)是我國基礎(chǔ)教育課程改革極力倡導(dǎo)的三大學(xué)習(xí)方法之一,也是當(dāng)今世界學(xué)習(xí)研究的重要方式之一,它開辟了現(xiàn)代教學(xué)研究的新領(lǐng)域,發(fā)展了課堂教學(xué)互動理論,強(qiáng)調(diào)協(xié)作、分享精神,能夠為學(xué)生在社會性的群體中的適應(yīng)和發(fā)展做準(zhǔn)備,因此正被廣泛地應(yīng)用于課堂教學(xué)中。但在具體操作過程中,由于一些教師沒能很好地培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的合作技能,從而使合作學(xué)習(xí)流于形式,達(dá)不到預(yù)期的效果。筆者在最初的實施過程中也曾迷茫徘徊過,甚至也曾步入流于形式的誤區(qū),沒有真正發(fā)揮小組合作的作用,但在教學(xué)實踐過程中經(jīng)過不斷的探索和嘗試,并閱讀大量有關(guān)合作學(xué)習(xí)方面的書籍,逐漸悟出許多合作課堂難以達(dá)到預(yù)期的效果,一個很重要的原因就是在于學(xué)生沒有掌握一定的合作技能,不會交流,從而不會合作。那么在實施合作學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生要掌握哪些合作技能呢?約翰遜兄弟等研究后認(rèn)為在小組活動的不同階段學(xué)生應(yīng)掌握的合作技能是不同的。
在這里我以高中生物“影響光合作用的因素”的合作學(xué)習(xí)為例來闡述學(xué)生應(yīng)掌握的技能,教師在提出“前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了光合作用的過程,那么哪些因素能夠影響光合作用的速率,又是怎樣影響的呢?”的合作問題后,將學(xué)生分成若干個異質(zhì)性小組,為保證小組成員在合作學(xué)習(xí)中人到心到,首先應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生“形成規(guī)范”這一技能,即要求小組成員應(yīng)遵守紀(jì)律,不要吵鬧,說話要輕聲細(xì)語,能輪流發(fā)言,不要輕易打斷其他小組成員的發(fā)言,不要說一些與所談問題的話。因此剛開始實施時最好專門設(shè)立一位監(jiān)督員來控制聲響,維持秩序。在學(xué)生形成規(guī)范后就要培養(yǎng)學(xué)生的第二個技能――“發(fā)揮功能”,要求小組成員人人參與,都能提出自己的見解。在進(jìn)行“影響光合作用的因素”合作學(xué)習(xí)的過程中,不同的學(xué)生提出的問題不同,有的學(xué)生提出“光能影響光合作用的速率”,有的學(xué)生提出“二氧化碳能影響光合作用的速率”,還有的學(xué)生提出“溫度也能影響光合作用的速率”等等,小組成員之間彼此能分享材料、觀點或意見。對于不同的觀點或意見,小組成員可以提問、質(zhì)疑,請求小組同伴的幫助和協(xié)同,如有的學(xué)生提出“溫度怎么會影響光合作用的速率呢?我不太理解,你能不能給我解釋一下?”那么被質(zhì)疑的成員應(yīng)進(jìn)行解釋和說明:“因為溫度能夠影響酶的活性,而光合作用過程中有很多的酶參與,特別是暗反應(yīng)階段。”等等。這樣小組的成員之間都能分享觀點和想法,深層把握思維過程,而這正是小組成功的基礎(chǔ)。同時小組的成員應(yīng)通過陳述和重申活動的任務(wù)或要求、建議有效完成任務(wù)的程序等來引導(dǎo)幫助小組活動向正確的方向發(fā)展。
是不是掌握上面兩種技能就可以了呢?當(dāng)然不行,要想加深對學(xué)習(xí)材料和所討論問題的理解,形成高質(zhì)量的合作學(xué)習(xí)過程,就必須培養(yǎng)學(xué)生掌握第三種技能,即“確立程式”,這種技能要求學(xué)生能夠?qū)倓傞喿x或討論過的材料在不看的情況下進(jìn)行口頭總結(jié),小組其他成員要適當(dāng)?shù)赜枰匝a(bǔ)充乃至正完善,使小組對學(xué)習(xí)材料的概括和總結(jié)更加準(zhǔn)確可靠。例如學(xué)生剛才已經(jīng)通過閱讀一些有關(guān)光合作用方面的材料,并通過思考提出了一些自己的觀點,那么這時就要在不看課本和筆記材料的情況下口頭表達(dá)出來,如某學(xué)生是這樣說的:“光能影響光合作用的速率是因為在光反應(yīng)中葉綠體中的色素可以吸收光能,把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,因此光通過影響光合作用的光反應(yīng)來影響光合作用的,因此光照的強(qiáng)弱能夠影響光合作用的速率,光照越強(qiáng),光合作用的速率就越快,光照越弱,光合作用的速率就越慢?!贝藭r小組的其他成員就會提出:“我覺得光對光合作用速率的影響不僅僅只有光照的強(qiáng)弱,可能還有其他的,比如光照時間的長短?!边@樣小組成員就繼續(xù)圍繞這個問題進(jìn)行討論,有的成員此時可能就會想到前面學(xué)習(xí)過的葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光,也就是在合作學(xué)習(xí)過程中要注意把學(xué)習(xí)的材料和所討論的問題同以前學(xué)過的知識經(jīng)驗聯(lián)系起來。這樣學(xué)生通過討論就會得出除了光照的強(qiáng)弱(即光照強(qiáng)度)能影響光合作用的速率外,光質(zhì),光照時間的長短都能夠影響光合作用的速率。小組成員間通過補(bǔ)充正逐漸完善了某一成員的總結(jié),使小組對學(xué)習(xí)材料的概括和總結(jié)更加可靠。為加深光對光合作用速率的影響的理解和記憶,小組同伴繪制了光照強(qiáng)度對光合作用速率影響的坐標(biāo)圖。當(dāng)然在其他的合作小組中還可以采用制表、口訣、公式、關(guān)鍵詞、提綱、摘要、小結(jié)、改寫、復(fù)述等其他方法。
要促進(jìn)小組成員對已有學(xué)習(xí)材料的再認(rèn)識,保證小組成員充分發(fā)揮自己的思維能力,從多角度出發(fā)分析解決問題,要培養(yǎng)學(xué)生掌握“思維發(fā)酵”這一技能。學(xué)生在討論、總結(jié)、制圖后,有的小組成員思考后發(fā)現(xiàn)并不是光照越強(qiáng),光合作用的速率越快,這時他就要表明自己的不同觀點,當(dāng)然規(guī)則是就事論事,不出現(xiàn)人格貶損或出言不遜的做法。然后小組成員查明思考問題時的差異所在,在充分討論的基礎(chǔ)上,將全組的觀點進(jìn)行概括、提煉和整合,最后得出“在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi),光合作用的速率隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增快,超過一定光照強(qiáng)度后,光合作用的速率不再隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增快”。小組成員要互相求證事實與推理的可靠性,澄清答案或結(jié)論的合理性,“為什么光照強(qiáng)度超過一定范圍后光合作用的速率就不再隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增快呢?什么原因?”學(xué)生通過提出這樣一些深度問題來推進(jìn)理解光照強(qiáng)度對光合作用速率的影響這一過程。
當(dāng)然要使學(xué)生掌握合作技能,首先要確保學(xué)生明白合作技能的重要性,通過講解使學(xué)生理解每項技能的確切含義,通過安排一些要完成具體任務(wù)的活動角色,提供練習(xí)機(jī)會,使學(xué)生的技能得到鍛煉,要為學(xué)生做出示范,并定期對技能進(jìn)行提示、提醒、監(jiān)督。教會學(xué)生能對技能的運(yùn)用情況展開討論、反思,以便能更有效地運(yùn)用這些技能。絕大多數(shù)技能的形成都有一個緩慢學(xué)習(xí)的過程,要確保每個學(xué)生時常進(jìn)行技能練習(xí),只有充足的練習(xí)才能使技能成為他的行為習(xí)慣。這樣他們就會自然而然地、很樂意地在合作學(xué)習(xí)中運(yùn)用了。
參考文獻(xiàn):
生物評價類實驗題是指給出實驗整個過程,要求考生評價實驗過程中的不足之處,并提出修正方案的題型。這類題出現(xiàn)的概率非常大。經(jīng)過總結(jié)可以發(fā)現(xiàn),命題者設(shè)計評價和修正的地方是有規(guī)律的,常為以下幾處:
(1)實驗材料和器材的功用不明確
一般來說,若是要根據(jù)題干所提供的材料和器材來設(shè)計實驗,則應(yīng)明確每種材料和器材的功用并加以合理利用。如果可以任意選擇材料和器材,則題目具有更大的開放性,需要更仔細(xì)的分析。同學(xué)們可看材料用得對不對,現(xiàn)象正不正確,器材的功能對不對等。
(2)實驗步驟的順序錯誤
有些實驗的步驟順序是絕對不能顛倒的,如有關(guān)細(xì)菌培養(yǎng)的實驗,只能先“滅菌”后“接種”;有關(guān)溫度對酶活性影響的探究實驗,一定要先“控制溫度”后“讓相關(guān)溶液混合”等。因此,同學(xué)們解題時可先在草稿紙上寫出大致的步驟,然后再仔細(xì)考慮各步驟之間的順序是否合理。
(3)未遵循單因子變量原則
在進(jìn)行實驗時,實驗組和對照組的自變量只能是一個,無關(guān)變量要盡可能相同且適宜。因此,在設(shè)計實驗時,同學(xué)們要分析實驗組與對照組是否只有一個自變量,無關(guān)變量的設(shè)置是否相等。注意相應(yīng)的地方應(yīng)使用“等量”“適宜”“相同條件”等詞。
(4)未設(shè)計對照實驗或?qū)φ諏嶒灍o意義
設(shè)置對照實驗是一個最基本的生物實驗原則。對照實驗可分為:①空白對照,指不給對照組添加任何實驗處理因素;②條件對照,指給對照組添加部分非研究的實驗因素;③自身對照,對照和實驗都在同一研究對象上進(jìn)行;④相互對照,不單獨設(shè)計對照組,而是幾個實驗組相互對照。有時一個實驗需要設(shè)置多種對照實驗來增強(qiáng)實驗結(jié)果的說服力。
(5)實驗結(jié)果與結(jié)論互相混淆
實驗結(jié)論是由實驗結(jié)果推導(dǎo)出來的,應(yīng)該與實驗?zāi)康南嗪魬?yīng)。同學(xué)們在解題時,一定要明確題目的要求,不能將實驗結(jié)果和實驗結(jié)論混為一談。其敘述方法是:若出現(xiàn)……結(jié)果,則有……結(jié)論。注意語言敘述的邏輯關(guān)系。
(6)觀察和比較的指標(biāo)不明確
觀察和比較的指標(biāo)應(yīng)根據(jù)題意而創(chuàng)設(shè),其遵循的思維邏輯順序是:確立研究目標(biāo)設(shè)置變量確立觀察指標(biāo)。觀察指標(biāo)應(yīng)該是可觀可測的。
(7)驗證性實驗與探究性實驗混淆
驗證性實驗的結(jié)論是已知的、確定的,不需要進(jìn)行討論。探究性實驗的結(jié)果是未知的,結(jié)論也是不確定的,需要進(jìn)行討論。
【典例1】(2011年江蘇卷)洋蔥(2n=16)為二倍體植物。為比較不同處理方法對洋蔥根尖細(xì)胞分裂指數(shù)(即視野內(nèi)分裂期細(xì)胞數(shù)占細(xì)胞總數(shù)的百分比)的影響,某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)實驗,實驗步驟如下:
①將洋蔥的老根去除,經(jīng)水培生根后取出。
②將洋蔥分組同時轉(zhuǎn)入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%、0.1%的秋水仙素溶液中,分別培養(yǎng)24 h、36 h、48 h;秋水仙素處理停止后再轉(zhuǎn)入清水中分別培養(yǎng)0 h、12 h、24 h、36 h。
③剪取根尖,用carnoy固定液(用3份無水乙醇、1份冰乙酸混勻)固定8 h,然后將根尖浸泡在1 mol/L的鹽酸溶液中5~8 min。
④將根尖取出,放入盛有清水的培養(yǎng)皿中漂洗。
⑤用石炭酸-品紅試劑染色
⑥制片、鏡檢、計數(shù)、拍照。
實驗結(jié)果:不同方法處理后的細(xì)胞分裂指數(shù)(%)如下表。
請分析上述實驗,回答有關(guān)問題:
(1)步驟③中“將根尖浸泡在1 mol/L的鹽酸溶液中”的作用是 。
(2)步驟⑥為了獲得相應(yīng)的觀察視野,鏡檢時正確的操作方法是 。
(3)根據(jù)所學(xué)的知識推測,石炭酸-品紅試劑是一種 性染料。
(4)為了統(tǒng)計數(shù)據(jù)更加科學(xué),計數(shù)時應(yīng)采取的方法是 。
(5)根據(jù)上表結(jié)果可以得出如下初步結(jié)論:
①經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 的秋水仙素溶液誘導(dǎo)后的細(xì)胞分裂數(shù)較高;
②本實驗的各種處理中,提高細(xì)胞分裂指數(shù)的最佳方法是 。
(6)下圖為一位同學(xué)在步驟⑥拍攝的顯微照片,形成細(xì)胞a的最可能的原因是 。
【答案】(1)使組織中細(xì)胞相互分離開來
(2)先在低倍鏡下觀察,緩慢移動裝片,發(fā)現(xiàn)理想視野后換用高倍鏡 (3)堿 (4)每組裝片觀察多個視野 (5)①0.01% ②用0.01%秋水仙素溶液誘導(dǎo)24 h,再在清水中培養(yǎng)36 h (6)秋水仙素處理發(fā)生在上一個細(xì)胞周期紡錘體形成之后
二、常見實驗設(shè)計錯誤的矯正方法
(1)試誤法:針對實驗的目標(biāo)狀態(tài),充分發(fā)散思維,大膽想象,嘗試采用多種設(shè)計方案,然后從設(shè)計的科學(xué)性、可行性和簡約性進(jìn)行評估,尋求最佳設(shè)計方案,其模式如下圖。
(2)填補(bǔ)法:通過設(shè)法填補(bǔ)兩者之間的差距完成實驗的設(shè)計過程,如果這種差距足夠大,也可以分解成各級子目標(biāo),經(jīng)過不斷地填補(bǔ)一系列的小差距達(dá)目標(biāo)狀態(tài)。其模式如下圖。
填補(bǔ)過程可以是順向的,也可以是逆向的。
(3)類比法:利用已有的實驗知識和技能設(shè)計出具有類比關(guān)系(起始狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)比較類似)的實驗。其模式如下圖。
3.評價和修改實驗方案
解答這類題的基本方法是先分析評價再改進(jìn)完善。評價可從以下幾個方面進(jìn)行:(1)解讀實驗?zāi)康?,把握變量的設(shè)計,看是否設(shè)計了變量;(2)解讀實驗?zāi)康?,把握實驗結(jié)果,看結(jié)果顯示是否正確,注意使用的原理是否妥當(dāng);(3)看是否遵循單一變量原則;(4)觀察實驗設(shè)計敘述中常規(guī)知識的準(zhǔn)確性等。
根據(jù)對實驗方案的評價,改進(jìn)實驗假設(shè),完善步驟設(shè)計,重新確立變量,改變對照設(shè)置等。
【典例2】(2011年安徽理綜卷)保水劑是一類高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物興趣小組為探究“保水劑和氮肥對小麥光合作用的影響”,進(jìn)行了以下實驗:
材料用具:相同土壤基質(zhì)栽培的小麥幼苗若干,保水劑、氮肥等。
方法步驟:①選取長勢一致的小麥幼苗若干,平均分為A、B、C三組,分別施用適量的保水劑 (60 kg?hm-2)和氮肥(225 kg?hm-2),置于相同的輕度干旱條件下培養(yǎng),其他培養(yǎng)條件相同且適宜。
②在小麥灌漿期選擇晴朗無風(fēng)的上午,于10 00 ~11 00從每組選取相同數(shù)量的葉片,進(jìn)行CO2吸收量及葉綠素含量的測定,結(jié)果(均值)如下表:
實驗結(jié)論:適量的保水劑與氮肥配施有利于提高小麥光合作用強(qiáng)度。
(1)請指出上述方法步驟中的缺陷并改正:步驟① ;步驟② 。
(2)如不考慮方法步驟中的缺陷,從影響光合作用的內(nèi)在因素分析,保水劑與氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是 。
(3)實驗測得的CO2吸收量 (大于、等于、小于)光合作用過程中CO2實際消耗量,理由是 。光合作用強(qiáng)度可通過測定CO2吸收量,也可以通過測定 釋放量計算。
【思維點撥】(1)實驗設(shè)計時應(yīng)遵循對照原則和單一變量原則,所以應(yīng)設(shè)一組不施保水劑和氮肥的作為對照組;還應(yīng)嚴(yán)格控制無關(guān)變量,保證葉片的數(shù)量和取材部位完全相同;(2)影響光合作用的內(nèi)在因素有色素的量、酶的活性、酶的含量和C5化合物的量,保水劑與氮肥配施有可能提高了光合作用有關(guān)酶的含量與活性,從而提高了其CO2的吸收量;(3)實驗測得的CO2吸收量為光合作用過程中CO2實際消耗量與呼吸作用CO2釋放量之差,所以實驗測得的CO2吸收量小于光合作用過程中CO2實際消耗量,光合作用強(qiáng)度可通過測定CO2吸收量或O2釋放量來計算。
【答案】(1)沒有對照組,應(yīng)另設(shè)一組不施保水劑和氮肥的作為對照組 取材方法不科學(xué),選取的葉片應(yīng)取自植株的相同部位
關(guān)鍵詞:高中生物教學(xué);依托知識傳播;培養(yǎng)學(xué)生能力
我們在教育過程中不斷貫徹新教改中素質(zhì)教育的理念,希望我們的教育教學(xué)能培養(yǎng)出一批具有綜合素質(zhì)的人才。但素質(zhì)教育不是以孤立的形式存在的,它常常蘊(yùn)含于學(xué)科知識的傳授之中,在生物教學(xué)中,依托知識的傳播去提升學(xué)生的各種能力,從而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)是我們教學(xué)工作的方向與重點。筆者從事生物教學(xué)多年,在新課改中不斷實施新的教學(xué)理念,在教學(xué)中注重依托知識的傳播去提升學(xué)生的綜合素質(zhì)?,F(xiàn)以高中生物教學(xué)“光合作用”這一重點知識為例,淺談自己的做法及粗淺的認(rèn)識,希望同行指正。
一、注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力與分析能力
生物學(xué)知識來源于對生活的觀察與思考,這些知識的匯聚是多少代生物學(xué)家認(rèn)真觀察、周密思考得來的。學(xué)習(xí)生物,不是記住過程和結(jié)論那么簡單,我們不是要把學(xué)生培養(yǎng)成接受知識的接收機(jī),而是要傳授給他們學(xué)習(xí)知識的方法,給予他們進(jìn)一步研究的能力。授之以魚不如授之以漁。學(xué)生習(xí)得了知識的同時更培養(yǎng)了能力才是我們教學(xué)的終極目標(biāo)。所以利用課件演示實驗的直觀教學(xué)法不僅化難為易,也能引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察,主動思考,從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力。例如在學(xué)習(xí)光合作用這一部分時,教師用多媒體展示普里斯特列實驗,讓學(xué)生認(rèn)真觀察后思考:為什么B鐘罩內(nèi)的小白鼠沒有死亡?植物從中起到了什么作用?學(xué)生通過觀察實驗,分析問題,得出結(jié)論:綠色植物能夠更新由于蠟燭燃燒或呼吸而變得污濁了的空氣。教師進(jìn)一步追問:實驗不能證明空氣中的哪種成分?當(dāng)其他人重復(fù)該實驗時候,有可能成功,有的總是失敗,直到后來,荷蘭科學(xué)家英格蒙斯證實了普里斯特利的實驗才能獲得成功的條件,是什么條件?在這一教學(xué)過程中,同學(xué)們一邊用心觀察一邊在老師問題的引導(dǎo)下不斷思考,鍛煉分析能力。
二、注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與歸納能力
生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)離不開實驗,我們新教改中提及的培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,首先是要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。當(dāng)學(xué)生成為課堂的主人后,探究活動應(yīng)以學(xué)生的活動為主,教師只起到引領(lǐng)者的作用。所以,有的演示實驗學(xué)生有條件完成時,最好由學(xué)生來做,一則這是探尋真知的科學(xué)過程,二則可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。對于一些不易做的實驗,教師可采用轉(zhuǎn)化法盡量讓學(xué)生去親手做一做,因為從實驗中學(xué)到的理論印象深,有說服力。而動手與動腦要齊頭并進(jìn):實驗的改造與設(shè)計、結(jié)論的分析與得出等需要學(xué)生有歸納能力,不斷練習(xí)是習(xí)得能力的根本方式。例如在學(xué)習(xí)光合作用這一部分時,教師最好讓學(xué)生親自做一做薩克斯實驗。在實驗過程中,學(xué)生鍛煉了動手操作的能力。同時教師啟發(fā)學(xué)生一步步思考實驗中的問題:暗處理的目的是什么?葉片一半曝光另一半遮光目的是什么?碘蒸氣處理葉片,目的是什么?高倍鏡下觀察“小藍(lán)點”聚集的部位是細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)?然后引導(dǎo)學(xué)生一步步歸納出結(jié)論,明白光合作用的場所、原料、條件和產(chǎn)物等。重復(fù)薩克斯實驗雖沒有學(xué)生的設(shè)計,但這能讓學(xué)生體會科學(xué)研究的方法,而這一做法重在培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力。只有動手做、動腦想,兩相結(jié)合,才能學(xué)到真知。
三、注重培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)與探究的能力
新課改中,教師已讓出課堂主體地位,但學(xué)生作為教學(xué)活動的主體應(yīng)如何去自主學(xué)習(xí)這是教師們不斷探索的問題。目前大家多采用合作學(xué)習(xí)的方式,通過合作時的互相啟思去培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。例如,教師在展示恩吉爾曼的水綿實驗后,會給大家提出一些問題,如選用水綿作為實驗材料好在哪里?為什么選用極細(xì)的光束照射并且用好氧細(xì)菌進(jìn)行檢測?這個實驗給了你什么啟示?設(shè)計實驗時應(yīng)注意哪幾個問題?……這些需要學(xué)生的群策群力才能解決,在小組活動中,大家相互啟發(fā),互相補(bǔ)充,能很快接近真理,同時也讓學(xué)生們懂得,合作學(xué)習(xí)力量大,共同探究效率高。
四、注重培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生活實踐
知識來源于生活,又是為生活服務(wù)的。我們不能將知識僅存放于書本上,要讓知識化為生產(chǎn)力,所以,我們要在傳授給學(xué)生知識時,要與社會生產(chǎn)實踐相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生活實踐的好習(xí)慣。例如在講光合作用時,學(xué)生只有知道光合過程的各個環(huán)節(jié),才能理解內(nèi)外因素對光合作用的影響,才能進(jìn)一步研究如何提高光合效率的途徑,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的技術(shù)。因此,學(xué)習(xí)光合作用的過程中,懂得讓學(xué)生將理論與生活實踐相聯(lián)系,深系生產(chǎn)實際,讓知識服務(wù)于人類生活,這是學(xué)以致用,這是將課內(nèi)的知識最終化為服務(wù)社會的能力。
五、注重培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會問題
1.了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程。
2.了解葉綠體,初步學(xué)習(xí)光合色素的提取方法。
3.學(xué)習(xí)光合作用的公式及實驗過程和意義。
教學(xué)重點:
1.說出光合作用的發(fā)現(xiàn)過程。
2.分析實驗原理及目的。
課時安排:2課時
教學(xué)難點:闡明發(fā)現(xiàn)光合作用實驗的原理。
教學(xué)工具:板圖、掛圖、多媒體課件、實驗。
教學(xué)過程:
導(dǎo)入:打開PPT,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)研究和光合作用有聯(lián)系的圖,分析及思考光合作用的原理。
導(dǎo)議:提問1:什么是光合作用呢?與光合作用有關(guān)的一系列元素是什么?
(答1:光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧的過程參與光合作用的元素有葉綠體、光能、二氧化碳和水。最后產(chǎn)生的是有機(jī)物和氧。)
講述:板書光合作用的化學(xué)公式,同學(xué)們有沒有思考過這樣一個問題,這個化學(xué)方程式是怎么產(chǎn)生的?這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
導(dǎo)思:綠色植物隨處可見,有沒有同學(xué)在生活中仔細(xì)觀察過光合作用的過程?
可通過教材提供的幾個著名實驗為切入點進(jìn)入學(xué)習(xí):德國科學(xué)家薩克斯通過實驗成功地證明了綠色葉片在中產(chǎn)生淀粉的實驗;德國科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行場所,且氧由葉綠體釋放出來的實驗;20世紀(jì)30年代美國科學(xué)家魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法研究證明釋放的氧氣全部來自水的實驗。
學(xué)生活動:1.仔細(xì)研究幾個科學(xué)家的實驗及實驗結(jié)果。2.講一講每個實驗各自得出的結(jié)論。3.結(jié)合幾個科學(xué)家的實驗結(jié)果,分析一下知道了哪些光合作用的知識點。4.由光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程,你還想到了什么?
活動結(jié)果:通過分析科學(xué)家的實驗背景及實驗過程,可以獲知科學(xué)的發(fā)現(xiàn)是需要漫長的時間和自身不斷努力和堅持的,現(xiàn)在課本上許許多多的科學(xué)成果都是幾代科學(xué)家艱辛實驗而成的,才推動了科學(xué)的進(jìn)步及人類文明的成長。
過渡:接下來,我們在實驗中見證一下光合作用的生理過程吧,首先我來認(rèn)識一下葉綠體。
問:葉綠體在葉子的哪個部位?主要有什么功能?結(jié)構(gòu)是什么樣的?教師在PPT上展示葉綠體的結(jié)構(gòu)圖。
(答:集中在葉肉細(xì)胞中,是主要進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器。在顯微鏡中,葉綠體呈扁平的棉球形或球形。電鏡下觀察有雙層膜,使葉綠體與細(xì)胞基質(zhì)隔開,葉綠體的膜還可以控制物質(zhì)的進(jìn)出,葉綠體內(nèi)部充滿了基質(zhì)和綠色的基粒。)
我們在電子顯微鏡下觀察葉綠體的超薄切片,看到的葉綠體的基粒,是不是一個單純的圓柱體呢?
(答:不是,是由一層一層的結(jié)構(gòu)重疊而成的。)
講述:就像一元的硬幣一樣,它們就像一個個硬幣一般累疊而成,形成一個圓柱體,葉綠體中有幾十個這樣的圓柱體,仔細(xì)想想,這樣的形狀對于光合作用有什么作用?)
(答:對光合作用化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行有積極的推動作用。)
實驗成果展示:
出示葉綠體色素提取濾紙帶,分析一下:
1,含量最多及最少的色素分別是什么?其中稀釋擴(kuò)散速度最快的是什么?
2,缺鎂的植物在生長過程會出現(xiàn)什么樣的變化?為什么會產(chǎn)生這樣的變化?
小結(jié):葉綠體中的色素分為兩大類:葉綠素和類胡蘿卜素。葉綠素又分為兩類:葉綠素a,呈藍(lán)綠色;葉綠素b,呈黃綠色。類胡蘿卜素也分為兩類:胡蘿卜素,呈橙黃色;葉黃素,呈黃色。
由于葉綠素含量約占總量的四分之三,而類胡蘿卜素僅占四分之一,因此通常植物的葉子總是翠綠醉人的。這是由于葉綠素掩蓋了類胡蘿卜素顏色的緣故。但是,葉綠素很容易被破壞。秋天葉綠素會因為溫度降低而被分解消失;其中活動比較穩(wěn)定就是胡蘿卜素和葉黃素。其中楓樹“霜葉紅于二月花”產(chǎn)生的緣由就是由于葉綠素分解的時候,大量花青素被轉(zhuǎn)化形成了所造成的。那么這些色素存在的功能主要是什么呢?可以在一定條件下慢慢轉(zhuǎn)化成光能,在恩吉爾曼的光能轉(zhuǎn)化分析的實驗中,我們可以研究出葉綠體中4種色素的顏色是與它們吸收光的情況相關(guān)的,我們可將提取出的葉綠體中的4種色素溶液分別放在可見光與三棱鏡之間,可以看到連續(xù)光譜中有些波長的光被吸收了。(演示色素吸收光譜幻燈片。)
提問:同學(xué)們觀察哪些波長的光吸收量大,哪些波長的光吸收量最少?
(答:主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光,而對綠光吸收量最少。)
講述:色素吸收的光,都能用于光合作用。由于色素對綠光的吸收量最少,綠光會被反射出來,因此葉綠體才呈現(xiàn)出綠色。
很好,綜上可以得知,葉綠體是光合作用的載體,通過一系列的學(xué)習(xí),我們不得不贊嘆大自然的神奇。本節(jié)課中主要講述了光合作用的實驗過程,通過在科學(xué)家們的實驗結(jié)果的分析基礎(chǔ)上我們可以得知光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧的過程參與光合作用的元素有葉綠體、光能、二氧化碳和水,產(chǎn)物是有機(jī)物和氧氣。最終明白我們不僅要知道實驗結(jié)果,還要透過實驗,分析科學(xué)家們實驗設(shè)計的心理及思想,下節(jié)課我們再繼續(xù)分析光合作用。
目標(biāo)鞏固:1.動動筆,寫出光合作用的總反應(yīng)式。
關(guān)鍵詞:初中生物;探究教學(xué);實踐過程
中圖分類號:G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1672-1578(2013)07-0204-02
初中生物是一門基礎(chǔ)的自然學(xué)科,是學(xué)生健康成長的一門必修科目,也是高中生物的一個過度階段科目。雖然新課改把初中生物列入學(xué)業(yè)水平考試,成績納入普通高中錄取成績,無疑,比起以往實行的中考,初中生物課的地位提高了不少,但是,生物課的課時沒變。學(xué)生對即將進(jìn)行的學(xué)業(yè)水平考試認(rèn)識不到位(雖然在過去的八年學(xué)習(xí)生涯大大小小的考試參加了無數(shù)次,但參加選拔性考試還是初次)。由于父母外出務(wù)工,無人督促孩子學(xué)習(xí);打工潮以及大學(xué)生就業(yè)難等問題的影響,加之傳統(tǒng)的教學(xué)模式學(xué)習(xí)枯燥無味,學(xué)生普遍的厭學(xué)、棄學(xué)。
面對以上這些狀況,我在教學(xué)中不斷在尋找、在實踐、在探究,用什么方法才能讓學(xué)生最大限度的接受知識,考出好成績的同時,還能掌握技能呢?探究式教學(xué)法就是一個不錯的選擇。
探究式教學(xué)法,學(xué)生不僅能學(xué)到生物知識,還能得到實驗技能和科學(xué)方法的訓(xùn)練,同時還可以培養(yǎng)學(xué)生不斷探究,團(tuán)體協(xié)作的科學(xué)精神,實事求是的科學(xué)態(tài)度,更重要的是可以提高我們解決問題,參與決策的能力。
下面我就利用探究式教學(xué)來進(jìn)行教學(xué)的實例,對探究式教學(xué)的功能進(jìn)行講述。
對于植物進(jìn)行光合作用這部分內(nèi)容比較抽象,我們?nèi)绾巫寣W(xué)生掌握植物進(jìn)行光合作用的原理,這顯得尤其重要,這兒我們主要看如何利用探究式教學(xué)來讓學(xué)生掌握植物進(jìn)行光合作用的原料和產(chǎn)物[1]。
提出問題:什么叫光合作用?植物進(jìn)行光合作用時吸入了什么物質(zhì)?利用太陽又制造出了什么物質(zhì)?
分組進(jìn)行實驗探究:
小組1:準(zhǔn)備實驗二的操作,并總結(jié)其實驗的結(jié)果,找出疑問的地方,并寫出自己的實驗結(jié)果,課堂中和老師一起學(xué)習(xí)探討。
小組2:準(zhǔn)備實驗四的課前探究,此過程相對學(xué)生的水平來說難了一些,教師要做好課前指導(dǎo),比如水浴加熱時須讓學(xué)生注意安全;提示讓學(xué)生注意觀察那些方面的內(nèi)容,學(xué)生寫出自己的觀察結(jié)果。
1.引導(dǎo)學(xué)生看課本中的材料
17世紀(jì),范. 海爾蒙特的實驗,請同學(xué)們分析、觀察,從該實驗中我們可以得出什么結(jié)論?(學(xué)生:樹長大了,土壤的質(zhì)量沒有明顯的改變,證明了植物在生長過程中吸收了水分和極少量的土壤成分。)植物進(jìn)行光合作用除了吸收水分,還會吸收其他物質(zhì)嗎?
2.實驗二,課前讓小組1進(jìn)行此實驗
課堂上,親自帶領(lǐng)同學(xué)做此實驗,對此,驗證學(xué)生的實驗結(jié)果是否正確。步驟一,準(zhǔn)備一小盆植物,一支蠟燭,一個玻璃罩,一只小老鼠。步驟二,分步實驗:
2.1將植物,蠟燭點燃,根據(jù)植株的大小選擇大于它體積四倍左右的玻璃罩罩住,用石蠟進(jìn)行密封,放到有陽光的地方,觀察其現(xiàn)象。(植物新鮮,蠟燭仍在燃燒);
2.2將植物與小老鼠罩起來密封,同樣放到有陽光的地方,觀察其現(xiàn)象。(植物新鮮,小老鼠仍然活著);
2.3同學(xué)們想,只將植物罩起來,放到有陽光的地方,會有什么現(xiàn)象,這個現(xiàn)象短時間不明顯,請小組根據(jù)自己做的情況匯報其結(jié)果,(植物慢慢死亡)。為什么沒有蠟燭,小老鼠的玻璃罩內(nèi)的植物會死亡,小老鼠和蠟燭起了什么作用?(蠟燭燃燒,小老鼠呼吸放出了二氧化碳,證明了植物進(jìn)行光合作用還吸收了CO2)。對小組和同學(xué)的結(jié)論進(jìn)行評價。
3.實驗三,植物進(jìn)行光合作用吸收了水和二氧化碳,那它會制造出什么產(chǎn)物呢?請同學(xué)們觀察以下實驗現(xiàn)象
如將蠟燭單獨罩起來放到陽光下,會怎么樣?(蠟燭熄滅);若將小老鼠單獨罩起來放到陽光下會怎么樣?(小老鼠死亡);學(xué)生總結(jié):小老鼠和人一樣,呼吸時需吸氧氣,呼出二氧化碳,沒有氧氣小老鼠將會死亡;蠟燭沒有植物也熄滅,證明蠟燭燃燒也需要氧氣,通過對比,證明植物進(jìn)行光合作用制造了氧氣。同學(xué)們思考,小老鼠、蠟燭能不能進(jìn)行光合作用呢?(通過對比,不能)。很好,這個現(xiàn)象告訴了同學(xué)們只有植物能進(jìn)行光合作用,植物進(jìn)行光合作用或出了制造出氧氣還有其他物質(zhì)嗎?請同學(xué)們在觀察下步實驗。
4.實驗四,將一盆生長旺盛的天竺葵用黑色塑料袋罩上(或放置無光的黑暗處)一晝夜,選擇天竺葵的一片葉,讓它的上下兩側(cè)用小于葉片的黑紙遮起來,放在陽光下照射30分鐘,此步驟由小組二來完成
老師做以下實驗讓學(xué)生觀察其現(xiàn)象,摘下葉片,去掉黑紙;觀察顏色有沒有變化?把葉片放如盛有酒精適量的小燒杯中,加熱,觀察葉片顏色。用水沖洗葉片,加碘液,稍停片刻,在用水沖洗,觀察葉片顏色。我們嘗試改變實驗步驟,完成了此實驗。①選葉遮光②光照48小時③酒精脫色④加碘顯色同學(xué)通過觀察,討論以下問題:
4.1為什么要把天竺葵放在黑暗處一晝夜?
4.2根據(jù)加碘液后顏色變化,能判斷出葉子在光合作用下制造出了什么物質(zhì)?碘液遇到淀粉會變藍(lán)色,這是一種常見的化學(xué)現(xiàn)象,也就是說可以用碘液來檢驗淀粉的存在。教師進(jìn)行總結(jié):植物進(jìn)行光合作用制造出了有機(jī)物淀粉[2]。
教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出植物進(jìn)行光合作用的概念及公式。此實驗步驟多,教師在此必須要做好正確的引導(dǎo),特別是最后一步實驗,為什么加碘液后葉片會變藍(lán)色,這是初三才學(xué)到的,這兒教師須給予指導(dǎo)。
當(dāng)然,面對新課程改革的全面發(fā)展,要想成為一名優(yōu)秀的生物教師,單靠某種方法來完善教學(xué)理論是完全不可能的。對于我自己來說,我還有很多方面都需要不斷學(xué)習(xí)和改進(jìn)??傊?,新課程改革時期的初中生物教師,要不斷完善自身各個方面的素質(zhì),把握角色定位,要不斷學(xué),拓寬知識面,及時更新觀念,提出改善教學(xué)的新思路,推動教育教學(xué)工作不斷改革創(chuàng)新;要有敏銳的觀察力和超前的意識,發(fā)現(xiàn)、研究和解決教育教學(xué)工作中出現(xiàn)的新問題;要善于營造有利于生物教學(xué)的良好氣氛,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性、創(chuàng)造性,要有良好的心態(tài)和較高的道德修養(yǎng),帶領(lǐng)學(xué)生關(guān)注環(huán)保、關(guān)注我們生存的家園,共創(chuàng)人與自然的和諧,為生物教育開啟新的發(fā)展空間。我相信,在我們的共同努力下,生物學(xué)將會是最有權(quán)威的科學(xué)[3]。
參考文獻(xiàn)
[1]江山.中學(xué)生物教學(xué)法[J],2003第七-八期教學(xué)研究 探究式學(xué)中的問題情境設(shè)速反應(yīng)置,2003,11(78):68-72
關(guān)鍵詞 問題 思維 對照組 實驗組
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
曾說:問題是知識學(xué)問的老祖宗,古往今來一切知識的產(chǎn)生與積聚,都是因要解答問題。問題是思維的動力,創(chuàng)新的基石。學(xué)生的思維活動和求知欲望經(jīng)常是從“問題”開始的,新課程倡導(dǎo)的“探究式學(xué)習(xí)”、“對話式學(xué)習(xí)”、“自主學(xué)習(xí)”等本質(zhì)都是以問題為中心展開的教學(xué)。就中學(xué)生而言,學(xué)生在課堂上喜歡表現(xiàn)自己,但自我控制力差,目標(biāo)不明確,目的性差,針對這些問題,教師在教學(xué)中如何設(shè)計問題,是提高課堂教學(xué)效果重要的一個環(huán)節(jié)。筆者結(jié)合個人的教學(xué)實踐,以《光合作用的原理和應(yīng)用》為例,簡明論述了以問題為導(dǎo)線,通過引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)、分析及概括等方法,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)習(xí)慣的目的。
1溫故知新,引入新課
基于學(xué)生對葉綠體的結(jié)構(gòu)在細(xì)胞結(jié)構(gòu)中已深入學(xué)習(xí)過,而對于色素學(xué)生也有一些了解,所以在學(xué)習(xí)“捕獲光能的色素”的內(nèi)容時,先通過葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖幫助學(xué)生回憶舊知識來構(gòu)建新知識。
題1:植物能進(jìn)行光合作用,是因為它具有一個特殊的結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)是什么?
題2:寫出葉綠體的結(jié)構(gòu)組成:
(1)組成①_____,④____的基本骨架是___。
(2)葉綠體內(nèi)含有很多②____,極大的增大了受光面積。
(3)光合作用的酶存在于_____和______;光合作用的色素存在于______上。
題3:觀察“綠葉中色素的提取和分離”的實驗完成下面的問題。
(1)寫出左側(cè)濾紙條上四條色素帶對應(yīng)的色素種類及顏色:
①______、______ ②______、______
③______、______ ④______、______
(2)下圖中線條的先后順序和寬窄分別代表什么意思?
題4:你注意到了嗎?
(1)研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么?
(2)畫濾液細(xì)線時要注意什么問題?
(3)濾紙上的濾液細(xì)線為什么不能觸及層析液?
(4)濾紙上的色帶寬窄和位置的高低說明什么問題?
題5:學(xué)以致用:
(1)農(nóng)用塑料大棚使用的薄膜一般為( )。
①無色②紅色③黃色④綠色⑤藍(lán)色⑥紫色⑦白色⑧黑色
A ①②⑤B ②⑤C ①②⑦ D ④⑦⑧
(2)夏天的樹葉為什么一般呈現(xiàn)綠色?與秋天樹葉變黃,有何不同之處?
通過以上問題串的設(shè)計,讓學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確,做到閱讀、觀察、討論有的放矢,復(fù)習(xí)葉綠體結(jié)構(gòu)之后自然過渡到色素的問題,對于色素的提取和分離實驗采用一些問題指導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,并通過以上(1)-(4)的問題討論引導(dǎo)學(xué)生對本實驗原理的理解以及實驗操作中的一些注意事項。特別是最后應(yīng)用問題的設(shè)計不僅讓學(xué)生知道色素吸收光譜的知識,同時體會到學(xué)以致用的收獲感,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在結(jié)束本小節(jié)內(nèi)容之前的最后一個小問題雖然和本節(jié)內(nèi)容相關(guān)但想解釋清楚還需要一些課外知識的,留給學(xué)生課后解決作為一個開闊眼見的機(jī)會。
2以“實驗”為載體,“問題”為驅(qū)動,培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?/p>
《能量之源光與光和作用》這一節(jié)內(nèi)容中關(guān)于光合作用的探究歷程的一系列實驗是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ暮盟夭?,新人教版教材中恩格爾曼的水綿的實驗是以資料分析的形式出現(xiàn)的,旨在總結(jié)葉綠體的功能,但是這則實驗精巧的設(shè)計更是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ暮盟夭摹R韵乱远鞲駹柭膶嶒灋槔?,通過問題引導(dǎo),讓學(xué)生體會實驗設(shè)計的原則。
在恩格爾曼的水綿實驗中一共設(shè)置了兩組實驗,一組中把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中,然后用極細(xì)的光束照射水綿,另一組設(shè)計通過課本示意圖可以看出:將載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片放在完全曝光環(huán)境中。為方便學(xué)生分析下面設(shè)計以一系列問題,教師先以資料的形式讓學(xué)生認(rèn)識一下水綿這種藻類。
(1)通過觀察實驗現(xiàn)象,你能得出光合作用的產(chǎn)物是什么?進(jìn)行光合作用的條件是什么?
(2)恩格爾曼的實驗有何巧妙之處?
(3)恩格爾曼設(shè)置第二組實驗的目的是什么?這兩組實驗中的變量是什么?如何理解實驗組和對照組?
(4)恩格爾曼實驗的結(jié)論是什么?
(5)綜合恩格爾曼的實驗概述此實驗問題來源、 實驗?zāi)康?、原理、材料、設(shè)計的原理、結(jié)果和意義?
以上問題由淺入深層層遞進(jìn),主要針對培養(yǎng)學(xué)生分析歸納及實驗設(shè)計能力。例如:問題(1)注重現(xiàn)象面向所有的學(xué)生,在此基礎(chǔ)上問題(2)在教師提供資料的幫助下針對性的探討。前兩個問題為第(3)個問題奠定了基礎(chǔ),實驗精巧的設(shè)計之處除了選材外,實驗的處理(極細(xì)光束照射)也是經(jīng)典之處,此處理就是為體現(xiàn)實驗設(shè)計單一變量的原則。問題(3)著重于讓學(xué)生掌握理解單一變量以及實驗組和對照組的知識點。在此實驗中單一變量是光照的有無,所以曝光環(huán)境中的一組實驗應(yīng)該強(qiáng)調(diào)是在沒有空氣的環(huán)境中。本實驗的因變量為好氧細(xì)菌所集中的位置,通過因變量可以準(zhǔn)確地判斷水綿產(chǎn)生氧氣的部位。學(xué)生一般都認(rèn)為在本組實驗中曝光的一組是對照組,因為沒有做任何處理,通過曝光組和黑暗組可以得到光是光合作用的條件這一結(jié)論,這樣的理解是非常正確的,但除此之外恩格爾曼的實驗中有幾處對照:①在黑暗狀態(tài)下的一組實驗中的局部用極細(xì)的光束進(jìn)行曝光,將光束曝光處(對照組)和未曝光處(實驗組)形成對照,可判斷產(chǎn)生氧氣的部位是葉綠體,從而得出葉綠體是光合作用的場所的結(jié)論。②在黑暗組的實驗中是一個動態(tài)的過程,通過極細(xì)光速照射前后的對比根據(jù)好氧細(xì)菌是否集中也可判斷氧氣產(chǎn)生的部位是葉綠體,說明葉綠體是光合作用的場所,在這組分析中黑暗組的用極細(xì)光束照射前與后形成自身對照。問題(5)主要是為了讓學(xué)生從整體上把握一個實驗設(shè)計要包括的步驟和內(nèi)容,為今后的獨立設(shè)計實驗奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
①BC段較AB段CO2濃度增加減慢,是因為低溫使植物呼吸作用減弱。
②CO2濃度下降從DE段開始,說明植物進(jìn)行光合作用是從D點開始的。
③FG段CO2濃度下降不明顯,是因為氣孔關(guān)閉,葉片對CO2的吸收減少。
④H點CO2濃度最低,說明此時植物對CO2的吸收最多,光合作用最強(qiáng)。
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
【方法歸納】從以下兩個角度綜合分析光合作用和細(xì)胞呼吸的曲線。
(1)光合作用與細(xì)胞呼吸典型曲線上各點的分析:
有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸關(guān)系的變化曲線圖中,最典型的就是夏季的一天中CO2的吸收和釋放變化曲線圖,如圖1所示。
■
曲線的各點含義及形成原因分析如下:
a點:凌晨3時~4時,溫度降低,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度減弱,CO2釋放減少;
b點:上午6時左右,太陽出來,開始進(jìn)行光合作用;
bc段:光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;
c點:上午7時左右,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;
ce段:光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;
d點:溫度過高,部分氣孔關(guān)閉,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象;
e點:下午6時左右,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;
ef段:光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;
fg段:太陽落山,光合作用停止,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。
【易錯提醒】
1.(1)注意區(qū)分圖1與典例圖中縱坐標(biāo)的含義,前者表示細(xì)胞吸收或釋放二氧化碳的量,后者表示容器內(nèi)二氧化碳濃度,兩者變量不同。
(2)曲線的坡度表示反應(yīng)速率的大小,坡度越大,表明光合作用或呼吸作用速率越大。
(3)典例圖中的點D、H是曲線的拐點,表明光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,分別對應(yīng)于圖1中的c、e點。
2.兩個生物興趣小組分別對酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實驗。請分析回答:
(1)甲興趣小組想探究的問題:酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產(chǎn)生CO2。現(xiàn)提供若干套(每套均有數(shù)個)實驗裝置如圖Ⅰ(a~d)所示:①請根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇裝置序號,并按照實驗的組裝要求排序(裝置可重復(fù)使用)。有氧條件下的裝置序號: ;無氧條件下的裝置序號: 。②裝置中c瓶的作用是 ,b瓶中澄清的石灰水還可用 代替。
■
(2)乙興趣小組利用圖Ⅱ所示裝置(橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管),探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型。①想得到實驗結(jié)論還必須同時設(shè)置對照實驗,請問對照實驗裝置(假設(shè)該裝置編號為Ⅲ)如何設(shè)計?______________________。②請預(yù)測與結(jié)論相符的現(xiàn)象,并填寫下表:(a、b、c、d為移動方向)。③若酵母菌消耗的O2為3 mol/L,而釋放的CO2為9 mol/L,則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的 倍。
■
(3)①裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外,其他設(shè)計與裝置Ⅱ相同;②a.向左,b.向右移,c.向左移,d.向右移。
3.將含酵母菌的葡萄糖溶液均分為4份,分別置于甲、乙、丙、丁四種條件下培養(yǎng),測得CO2和O2體積變化的相對值如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.甲條件下,細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物除CO2外,還有乳酸
B.乙條件下,有氧呼吸比無氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.丙條件下,細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP最少 D.丁條件下,產(chǎn)物中的CO2全部來自線粒體
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4.(2013?安慶模擬)圖1表示萌發(fā)小麥種子中發(fā)生的相關(guān)生理過程,A~E表示物質(zhì),①~④表示過程。圖2表示測定消過毒的萌發(fā)的小麥種子呼吸商(呼吸商指單位時間內(nèi)進(jìn)行呼吸作用的生物釋放二氧化碳量與吸收氧氣量的比值)的實驗裝置。請分析回答:
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(1)圖1中,催化過程①②的酶存在于細(xì)胞的__________,物質(zhì)E表示________。
(2)圖2實驗裝置乙中,KOH溶液中放置筒狀濾紙的目的是__________。
(3)假設(shè)小麥種子只以糖類為呼吸底物,在25 ℃下經(jīng)10 min觀察墨滴的移動情況,如發(fā)現(xiàn)甲裝置中墨滴不動,乙裝置中墨滴左移,則10 min內(nèi)小麥種子中發(fā)生圖1中的________(填序號)過程;如發(fā)現(xiàn)甲裝置中墨滴右移,乙裝置中墨滴不動,則10 min內(nèi)小麥種子中發(fā)生圖1中的________(填序號)過程。