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细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程,细胞以分裂的方式进行增殖。单细胞生物以细胞分裂的方式产生新的个体。多细胞生物以细胞分裂的方式产生新的细胞,用来补充体内衰老或死亡的细胞。
细胞增殖意义细胞增殖是生活细胞的重要生理功能之一,是生物体的重要生命特征。细胞的增殖是生物体生长、发育、繁殖以及遗传的基础。
细胞增殖方式真核生物的分裂依据过程不同有三种方式,有有丝分裂,无丝分裂,减数分裂。其中有丝分裂是人、动物、植物、真菌等一切真核生物中的一种最为普遍的分裂方式,是真核细胞增殖的主要方式。减数分裂是生殖细胞形成时的一种特殊的有丝分裂。
(来源:文章屋网 )
【关键词】初中生物 “活动课” 教学方法
初中生物是一门自然学科,课程实施应该为学生创造更多参与到大自然中,通过自己的观察、体验和探究而获得知识的机会。国外许多学校非常重视实践活动,甚至把学习新知识也放在教室外进行。我国新颁布的课程标准中,也提出了提倡具有启发意义的活动性教学观念,特别强调知识的自然习得,突出学生的主体地位。本文总结了我校生物科组多个“活动课”课堂实施成功案例中采用的教学方法和实施难点的对策。
一、初中生物“活动课”的教学方法
我校生物“活动课”面向所有学生,在正常授课时间内在校园进行。其内容以初中生物学教材内容为主,并进行了适当的调整和改编。“活动课”分为课前准备、导入、实施和总结四个阶段。实施的活动既要体现学生的主体性和思考性,也要体现学习的知识性和趣味性。要让“活动”贯穿于始终,就要在“动”字上下工夫。可以采用以下几种教学方法:
1.讨论法
在“活动课”中最常用的是讨论法,学生以小组为单位围绕老师提出的问题各抒己见,让所有的人都能参与到明确的集体任务中,培养学生的表达能力和合作精神。例如,在《探究光合作用的奥秘》前奏活动课中,学生每次选取叶片前,都要依据老师的问题先由小组讨论,确定应该选取怎样的叶片。问题1:在指定的范围内应选取一棵怎样的植物用于“探究光合作用需要光”实验?问题2:如要进行探究“光合作用的场所是叶绿体”的实验,你又如何选取植物的叶片?你选取的原因是什么?问题3:设计“探究光合作用需要光且在叶绿体中进行”的实验材料处理方法。2.调查法
学生通过调查校园特定生物的形态结构、生活环境等方面,归纳出它们的共同点和不同点。例如,在《生物与环境的关系》一课中,让学生调查阳生与阴生植物的特征。调查1:你能在我们的校园找出哪些阴生植物和阳生植物?调查2:分别调查三种阴生植物和阳生植物的生活环境和根、茎、叶、花、果实的形态结构特点。
3.实验法
实验的场所不一定要在实验室,也可以将实验仪器带到室外;实验的材料不一定要由老师准备,也可以由学生自行寻找。例如,在《到哪里寻找微生物》中,每个小组带着一台显微镜和滴管、玻片等相P仪器,在校园内自行寻找水样观察微生物,并将观察结果画下来。学生不仅可能观察到衣藻、草履虫,还可能观察到其他的单细胞生物,甚至是浮游植物和动物,极大地开阔了他们的视野。
4.游戏法
游戏法是指根据教学内容设计一些有趣的游戏竞赛,激发学生的学习兴趣,达到轻松巩固知识的效果。例如,在植物认种活动中,当学生将指定区域的植物都认识后,每组轮流派出代表,当教师说出植物名称,他们就必须用最快的速度找到该植物。在游戏中就迅速地记住了今天学的所有植物,达到巩固记忆的目的。
5.操作法
操作法是将理论与实际相结合的一种教学方法,对培养学生的动手能力具有重要意义。例如,让学生制作植物标本,可加深他们对植物分类和植物形态结构的认识。
二、初中生物“活动课”的实施难点与对策
学科活动课程建设是当今我国基础教育改革的热点问题,许多教师都有开展室外活动课的想法,但很少真正实施,是因为在过程中遇到了不少难题。我们也在尝试化解这些难题。
1.课时紧张
初中生物,尤其是七年级上学期的内容多、课时少,不少老师怕上了活动课就完不成教学进度。但新课标的实施正是初中生物课堂改革的契机。活动课能极大地激发学生的学习热情,只要建立好活动课的模式,随着课程推进,学生将会养成课前预习、自主学习的习惯,再通过课堂40分钟的精讲精练,是可以完成教学任务的。而且活动课的学习内容是以教材内容为基础,而不是无止境地拓展课外知识,例如,《到哪里寻找微生物》就是以教材《单细胞生物》为基础而设计的,学生不仅做了观察草履虫的实验,还观察到其他单细胞生物,完成了课标要求。
2.纪律难控制
初中生特别好动,有些老师怕带他们到室外上课,纪律不好控制,一不小心就成了“放羊课”。解决的对策有很多,例如,向体育老师请教整理队伍的指令和方法;嗓音小的老师戴上扩音器,保证每位学生都听到自己的指令;按照学生的特点分成互补型的小组,并选出负责任的小组长;备课时安排好每个活动的时间,不宜过长;设立小组激励机制,在活动课表现优秀的小组可获得相应的奖励,有了团体间的评比竞争,学生的注意力会更加集中。
3.形式单一
只要说到室外活动课,绝大部分生物老师只能马上想到植物认种。其实,如果我们把学生分成4~6人小组,将课堂活动变成小组活动,再根据相应的课堂内容采用讨论法、调查法、游戏法等教学方法设计教学过程,活动课的形式可以有许多变化。
4.拓展的知识太过专业
第一单元生物和生物圈
一、生物的特征:
1、生物的生活需要营养2、生物能进行呼吸3、生物能排出体内产生的废物4、生物能对外界刺激做出反应5、生物能生长和繁殖6、由细胞构成(病毒除外)
二、调查的一般方法
步骤:明确调查目的、确定调查对象、制定合理的调查方案、调查记录、对调查结果进行整理、撰写调查报告
三、生物的分类
按照形态结构分:动物、植物、其他生物
按照生活环境分:陆生生物、水生生物
按照用途分:作物、家禽、家畜、宠物
四、生物圈是所有生物的家
1、生物圈的范围:大气圈的底部:可飞翔的鸟类、昆虫、细菌等
水圈的大部:距海平面150米内的水层
岩石圈的表面:是一切陆生生物的立足点
2、生物圈为生物的生存提供了基本条件:营养物质、阳光、空气和水,适宜的温度和一定的生存空间
3、环境对生物的影响
(1)非生物因素对生物的影响:光、水分、温度等
【光对鼠妇生活影响的实验】
探究的过程、对照实验的设计
(2)生物因素对生物的影响:
最常见的是捕食关系,还有竞争关系、合作关系
4、生物对环境的适应和影响
生物对环境的适应P19的例子
生物对环境的影响:植物的蒸腾作用调节空气湿度、植物的枯叶枯枝腐烂后可调节土壤肥力、动物粪便改良土壤、蚯蚓松土
5、生态系统的概念:在一定地域内,生物与环境所形成的统一整体叫生态系统。一片森林,一块农田,一片草原,一个湖泊,等都可以看作一个生态系统。
6、生态系统的组成:
生物部分:生产者、消费者、分解者
非生物部分:阳光、水、空气、温度
7、如果将生态系统中的每一个环节中的所有生物分别称重,在一般情况下数量做大的应该是生产者。
8、植物是生态系统中的生产者,动物是生态系统中的消费者,细菌和真菌是生态系统中的分解者。
9、物质和能量沿着食物链和食物网流动的。
营养级越高,生物数量越少;营养级越高,有毒物质沿食物链积累(富集)。
10、生态系统具有一定的自动调节能力。在一般情况下,生态系统中生物的数量和所占比例是相对稳定的。但这种自动调节能力有一定限度,超过则会遭到破坏。
11、生物圈是的生态系统。人类活动对环境的影响有许多是全球性的。
12、生态系统的类型:森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统、海洋生态系统、城市生态系统等
13、生物圈是一个统一的整体:注意DDT的例子(富集)课本26页。
第二单元生物和细胞
一、显微镜的结构
镜座:稳定镜身;
镜柱:支持镜柱以上的部分;
镜臂:握镜的部位;
载物台:放置玻片标本的地方。中央有通光孔,两旁各有一个压片夹,用于固定所观察的物体。
遮光器:上面有大小不等的圆孔,叫光圈。每个光圈都可以对准通光孔。用来调节光线的强弱。
反光镜:可以转动,使光线经过通光孔反射上来。其两面是不同的:光强时使用平面镜,光弱时使用凹面镜。
镜筒:上端装目镜,下端有转换器,在转换器上装有物镜,后方有准焦螺旋。
准焦螺旋:粗准焦螺旋:转动时镜筒升降的幅度大;细准焦螺旋。
转动方向和升降方向的关系:顺时针转动准焦螺旋,镜筒下降;反之则上升
二、显微镜的使用
1、观察的物像与实际图像相反。注意玻片的移动方向和视野中物象的移动方向相反。
2、放大倍数=物镜倍数目镜倍数
3、放在显微镜下观察的生物标本,应该薄而透明,光线能透过,才能观察清楚。因此必须加工制成玻片标本。
三、观察植物细胞:实验过程
1、切片、涂片、装片的区别P42
2、植物细胞的基本结构
细胞壁:支持、保护
细胞膜:控制物质的进出,保护
细胞质:液态的,可以流动的。细胞质里有液泡,液泡内的液泡内溶解着多种物质(如糖分)
细胞核:贮存和传递遗传信息
叶绿体:进行光合作用的场所,
液泡:细胞液
3、观察口腔上皮细胞实验(即:动物细胞的结构)
细胞膜:控制物质的进出
细胞核:贮存和传递遗传信息
细胞质:液态,可以流动
4、植物细胞与动物细胞的相同点:都有细胞膜、细胞质、细胞核
5、植物细胞与动物细胞的不同点:植物细胞有细胞壁和液泡,动物细胞没有。
四、细胞是构成生物体的结构和功能基本单位。
五、细胞中的物质
有机物(一般含碳,可烧):糖类、脂类、蛋白质、核酸,这些都是大分子
无机物(一般不含碳):水、无机物、氧等,这些都是小分子
六、细胞膜控制物质的进出,对物质有选择性,有用物质进入,废物排出。
七、细胞内的能量转换器:
叶绿体:进行光合作用,是细胞内的把二氧化碳和水合成有机物,并产生氧。
线粒体:进行呼吸作用,是细胞内的动力工厂发动机。
二者联系:都是细胞中的能量转换器
二者区别:叶绿体将光能转变成化学能储存在有机物中;线粒体分解有机物,将有机物中储存的化学能释放出来供细胞利用。
八、动植物细胞都有线粒体。
九、细胞核是遗传信息库,遗传信息存在于细胞核中
1、多莉羊的例子p55,
2、细胞核中的遗传信息的载体DNA
3、DNA的结构像一个螺旋形的梯子
4、基因是DNA上的一个具有特定遗传信息的片断
5、DNA和蛋白质组成染色体
不同的生物个体,染色体的形态、数量完全不同;
同种生物个体,染色体在形态、数量保持一定;
染色体容易被碱性染料染成深色;
染色体数量要保持恒定,否则会有严重的遗传病。
6、细胞的控制中心是细胞核
十、细胞是物质、能量、和信息的统一体。
十一、细胞通过分裂产生新细胞
1、生物的由小长大是由于:细胞的分裂和细胞的生长
2、细胞的分裂
(1)染色体进行复制
(2)细胞核分成等同的两个细胞核
(3)细胞质分成两份
(4)植物细胞:在原细胞中间形成新的细胞膜和细胞壁
动物细胞:细胞膜逐渐内陷,便形成两个新细胞
十二、新生命的开端---受精卵
1、经细胞分化形成的各种各样的细胞各自聚集在一起才能行使其功能,这些形态结构相似、功能相同的细胞聚集起来所形成的细胞群叫做组织。
2、不同的组织按一定的次序结合在一起构成器官。
动物和人的基本组织可以分为四种:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。四种组织按照一定的次序构成,并且以其中的一种组织为主,形成器官。
3、够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组成在一起构成系统。
系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统,神经系统、内分泌系统、生殖系统。
4、动物和人的基本结构层次(小到大):细胞组织器官系统动物体和人体
5、植物结构层次(小到大):细胞组织器官植物体
6、绿色开花植物的六大器官
营养器官:根、茎、叶;
生殖器官:花、果实、种子
7、植物的组织:分生组织、保护组织、营养组织、输导组织等
十三、单细胞生物
1、单细胞生物:草履虫、酵母菌、、衣藻、眼虫、变形虫
2、草履虫的结构见课本70页图
3、单细胞生物与人类的关系:有利也有害
十四、没有细胞结构的生物病毒
1、病毒的种类
以寄主不同分:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)
2、病毒结构:蛋白质外壳和内部的遗传物质
第三单元生物圈中的绿色植物
第一章生物圈中有哪些绿色植物
1、蕨类植物出现根、茎、叶等器官的分化,而且还具有输导组织、机械组织,所以植株比较高大。
2、孢子是一种生殖细胞。
3、蕨类植物的经济意义在于:①有些可食用;②有些可供药;③有些可供观赏;④有些可作为优良的绿肥和饲料;⑤古代的蕨类植物的遗体经过漫长的年代,变成了煤。
4、苔藓植物的根是假根,不能吸收水分和无机盐,而苔藓植物的茎和叶中没有输导组织,不能运输水分。所以苔藓植物不能脱离开水的环境。
5、苔藓植物密集生长,植株之间的缝隙能够涵蓄水分,所以,成片的苔藓植物对林地、山野的水土保持具有一定的作用。
6、苔藓植物对二氧化硫等有毒气体十分敏感,在污染严重的城市和工厂附近很难生存。人们利用这个特点,把苔藓植物当作监测空气污染程度的指示植物。
7、藻类植物的主要特征:结构简单,是单细胞或多细胞个体,无根、茎、叶等器官的分化;细胞里有叶绿体,能进行光合作用;大都生活在水中。
8、藻类植物通过光合作用制造的有机物可以作为鱼的饵料,放出的氧气除供鱼类呼吸外,而且是大气中氧气的重要来源。
9、藻类的经济意义:①海带、紫菜、海白菜等可食用②从藻类植物中提取的碘、褐藻胶、琼脂等可供工业、医药上使用
10、种子的结构
蚕豆种子:种皮、胚(胚芽、胚轴、胚根)、子叶(2片)
玉米种子:果皮和种皮、胚、子叶(1片)、胚乳
11、种子植物比苔藓、蕨类更适应陆地的生活,其中一个重要的原因是能产生种子。
12、记住常见的裸子植物和被子植物。
第二章被子植物的一生
1、种子的萌发环境条件:适宜的温度、一定的水分、充足的空气
自身条件:具有完整的有生命力的胚,已度过休眠期。
2、测定种子的发芽率(会计算)和抽样检测
3、种子萌发的过程
吸收水分营养物质转运胚根发育成根胚芽胚轴发育成茎、叶,首先突破种皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚轴发育来的
4、幼根的生长
生长最快的部位是:伸长区
根的生长一方面靠分生区增加细胞的数量,一方面要靠伸长区细胞体积的增大。
5、枝条是由芽发育成的
6、植株生长需要的营养物质:氮、磷、钾
7、花由花芽发育而来
8、花的结构(课本102)
9、传粉和受精(课本103)
10、果实和种子的形成
子房果实受精卵胚
胚珠种子子房壁----果皮(与生活中果皮区别)。
11、人工受粉
当传粉不足的时候可以人工辅助受粉。
12、被子植物的生命周期包括种子的萌发、植株的生长发育、开花、结果、衰老和死亡。
第三章绿色植物与生物圈的水循环
1、绿色植物的生活需要水
(1)水分在植物体内的作用
水分是细胞的组成成;水分可以保持植物的固有姿态;水分是植物体内物质吸收和运输的溶剂;水分参与植物的代谢活动
(2)水影响植物的分布
(3)植物在不同时期需水量不同
2、水分进入植物体内的途径
根吸水的主要部位是根尖的成熟区,成熟区有大量的根毛。
3、运输途径
导管:向上输送水分和无机盐
筛管:向下输送叶片光合作用产生的有机物
4、叶片的结构
表皮(分上下表皮)、叶肉、叶脉、
5、气孔的结构:保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;保卫细胞失水收缩,气孔关闭。
白天气孔张开,晚上气孔闭合。
6、蒸腾作用的意义:
可降低植物的温度,使植物不至于被灼伤
是根吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力
可促使溶解在水中的无机盐在体内运输
可增加大气湿度,降低环境温度,提高降水量。促进生物圈水循环。
第四章绿色植物是生物圈中有机物的制造者
1、天竺葵的实验
暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜,目的:让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗。
对照实验:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖,目的:做对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。
脱色:几个小时后把叶片放进水中隔水加热,目的:脱色,溶解叶片中叶绿素便于观察。
染色:用碘液染色
结论:淀粉遇碘变蓝,可见光部分进行光合作用,制造有机物
2、光合作用概念:绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程叫光合作用。
3、光合作用实质:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。
4、光合作用意义:绿色植物通过光合作用制造的有机物,不仅满足了自身生长、发育、繁殖的需要,而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源、氧气来源、能量来源。
5、绿色植物对有机物的利用
用来构建之物体;为植物的生命活动提供能量
6、呼吸作用的概念:细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫呼吸作用。
7、呼吸作用意义:呼吸作用释放出来的能量,一部分是植物进行各项生命活动(如:细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等)不可缺少的动力,一部分转变成热散发出去。
第五章绿色植物是与生物圈中的碳氧平衡
1、绿色植物通过光合作用,不断消耗大气中的二氧化碳,产生氧气,维持了生物圈中的碳氧平衡。
2、呼吸作用与生产生活的关系:中耕松土、及时排涝都是为了使空气流通,以利于植物根部进行呼吸作用。植物的呼吸作用要分解有机物,因此在储存植物的种子或其他器官时,要设法降低呼吸作用,降低温度、减少含水量、降低氧气浓度、增大二氧化碳浓度等都可抑制呼吸作用。
3、光合作用与生产生活关系:要保证农作物有效地进行光合作用的各种条件,尤其是光。合理密植。使作物的叶片充分地接受光照。
4、光合作用和呼吸作用的区别和联系(见课本131)
5、光合作用(130页)和呼吸作用(125页)公式
第六章爱护植被,绿化祖国
1、我国主要的植被类型
草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林
2、我国植被面临的主要问题
植被覆盖率低,森林资源和草原资源破坏严重
3、我国森林覆盖率16.55%,
4、我国每年3月12日为植树节
第一单元
生物和生物圈
1、生物的特征:(P4,5,6,7)
1)
生物的生活需要营养(植物通过进行光合作用,动物直接或间接的以植物为食获取营养物质);
2)
生物能进行呼吸(吸入氧气,呼出二氧化碳);
3)
生物能排出体内产生的废物(植物落叶,动物和人出汗、呼吸和排尿);
4)
生物能对外界刺激做出反应(含羞草、狼追羊跑等);
5)
生物能生长和繁殖
;
6)
生物都有遗传和变异的特性(子代和亲代相似的叫遗传;子代和亲代不同的叫变异);
7)
生物都由细胞构成(病毒除外);
2、调查的注意事项——你所看到的生物,都要如实记录。
3、生物的分类
u
按照形态结构分:动物、植物、其他生物
u
按照生活环境分:陆生生物、水生生物
u
按照用途分:作物、家禽、家畜、宠物
4、生物圈是所有生物的家
生物圈(地球上最大的生态系统)
概念:地球上适合生物生存的地方,其实只是它表面的一薄层,科学家把这一薄层叫做生物圈。
生物圈的范围:大气圈的底部、水圈的大部、岩石圈的表面
以海平面为标准,向上、向下各约10千米(共20千米)。
生物圈为生物的生存提供了基本条件:营养物质、阳光、空气和水,适宜的温度和一定的生存空间
5、环境对生物的影响
u
非生物因素:光、温度、水、空气等
u
生物因素:
捕食关系(吃与被吃的关系)
竞争关系(两种生物争夺相同食物和空间等)
合作关系(生物互相帮助)
寄生关系(一种生物寄生在另一种生物体内)
6、生态系统的概念:在一定地域内,生物与环境所形成的统一整体叫生态系统。一片森林,一块农田,一片草原,一个湖泊,等都可以看作一个生态系统。
7、生态系统的组成:(生物部分和非生物部分)
组成
种类
类别
功能
生物部分
植物
生产者
通过光合作用制造有机物
动物
消费者
直接或间接以植物为食
细菌和真菌
分解者
将有机物分解为无机物
非生物部分
阳光、温度、空气和水等
8、物质和能量沿着食物链和食物网流动的。食物链的第一个成分必须是植物,食物链只能由植物动物组成,不能出现细菌、真菌和非生物因素。
食物链:植物虫青蛙蛇鹰
(能量的最终来源是太阳光能,此食物链中植物的能量最多,数量也最多,鹰的能量最少,数量也最少;但有毒物质或重金属,植物中含量最少,鹰体内最多)
9、生态系统具有一定的自动调节能力。在一般情况下,生态系统中生物的数量和所占比例是相对稳定的。但这种自动调节能力有一定限度,超过则会遭到破坏。生态系统的成分越复杂,自动调节能力越强。
10、森林生态系统:最稳定的生态系统,有“绿色水库”“地球之肺”之称。
海洋生态系统:生物圈中最大的生态系统。湿地生态系统:地球之肾
第二单元
生物体的结构层次
一、显微镜的结构(P37)
二、显微镜的使用方法(P38-39)
1、低倍镜对光,直到看到明亮的视野。找到物象之前,调节粗准焦螺旋,此时眼睛从侧面看物镜,防止压坏玻片;找到物象之后,想要看的更清晰,要调节细准焦螺旋,此时眼睛看目镜。视野太暗,调节遮光器和反光镜,换用大光圈和凹透镜;视野太亮,则换用小光圈和平面镜。且低倍物镜转换到高倍镜后,视野会变暗,应调节遮光器和反光镜,换用大光圈和凹透镜;
2、观察的物像与实际图像相反。如果是实物标本d,那么视野里是P,即上下,左右分别颠倒一次。注意玻片的移动方向和视野中物象的移动方向相反。视野里看到的物象偏向左上方,想要移到中央,还将玻片标本向左上方移动——偏哪儿,往哪儿移。
3、放大倍数=物镜倍数×目镜倍数
三、观察动植物细胞:实验过程
1、切片、涂片、装片的区别
P42
制作洋葱内表皮细胞临时装片(P43),碘液的作用使细胞核染色,便于观察。如果是有颜色的细胞(如黄瓜表皮细胞、黑藻细胞)无需染色。
2、植物细胞的基本结构
细胞壁:支持、保护
细胞膜:控制物质的进出细胞,保护
细胞质:液态的,可以流动的。
细胞核:贮存和传递遗传信息
叶绿体:进行光合作用的场所
线粒体:进行呼吸作用的场所
液泡:细胞液(内有糖分,甜味,香味,色素类等物质)
3、观察口腔上皮细胞实验(P47)(即:动物细胞的结构)
载玻片中央滴一滴生理盐水,避免细胞吸水过多而胀破。
细胞膜:控制物质进出细胞
细胞核:贮存和传递遗传信息
细胞质:液态,可以流动
线粒体:进行呼吸作用的场所
4、植物细胞与动物细胞的相同点:都有细胞膜、细胞质、细胞核。
5、植物细胞与动物细胞的不同点:植物细胞有细胞壁、液泡、叶绿体,动物细胞没有。
四、细胞是构成生物体的结构和功能基本单位。
五、细胞中的物质:
u
有机物(一般含碳,可燃烧):糖类、脂类、蛋白质、核酸,这些都是大分子
u
无机物(一般不含碳,不燃烧):水、二氧化碳、氧等,这些都是小分子
六、细胞膜控制物质的进出,对物质有选择性,有用物质进入,废物排出。
七、细胞内的能量转换器:
u
叶绿体:进行光合作用(光能化学能(储存在有机物)),是细胞内的把二氧化碳和水合成有机物,并产生氧。
u
线粒体:进行呼吸作用(释放有机物中的化学能),是细胞内的“动力工厂”、“发动机”。
八、动、植物细胞都有线粒体。
九、细胞核是遗传信息库,遗传信息存在于细胞核中
1、多莉羊的例子p53;
2、细胞核中的遗传信息的载体——染色体;
3、DNA(脱氧核糖核酸)和蛋白质组成染色体,染色体容易被碱性染料染成深色;
4、细胞的控制中心是细胞核;
不同的生物个体,染色体的形态、数量完全不同;
同种生物个体,染色体在形态、数量保持相同;
十、细胞通过分裂产生新细胞
1、生物的由小长大是由于:细胞的分裂和细胞的生长
2、细胞的由小长大是由于:细胞的生长(注:细胞不会无限制的生长)
3、细胞的分裂
(1)染色体进行复制
(2)细胞核分成等同的两个细胞核
(3)细胞质分成两份
(4)植物细胞:在原细胞中间形成新的细胞膜和细胞壁
动物细胞:细胞膜逐渐内陷,便形成两个新细胞
十一、新生命的开端---受精卵
1、经细胞分化形成的各种各样的细胞各自聚集在一起才能行使其功能,这些形态结构相似、功能相同的细胞聚集起来所形成的细胞群叫做组织。
动物和人的基本组织可以分为四种:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。
上皮组织
保护作用
皮肤上皮、小肠腺上皮、消化道上皮
肌肉组织
收缩、舒张
骨骼肌、心肌、平滑肌
结缔组织
支持、连接、保护、营养等
血液、骨组织等
神经组织
受刺激能产生兴奋、传导兴奋
脑和脊髓
2、不同的组织按一定的次序结合在一起构成器官。
3、够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组成在一起构成系统。
系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统,神经系统、内分泌系统、生殖系统。
4、动物和人的结构层次(小到大):细胞组织器官系统动物体和人体
5、植物的组织(P64):分生组织、保护组织、机械组织、输导组织、营养组织等
6、绿色开花植物的六大器官:
营养器官:根、茎、叶
;
生殖器官:花、果实、种子
7、植物的结构层次(小到大):细胞组织器官植物体(没有系统)
十二、单细胞生物
1、单细胞生物:草履虫、酵母菌、衣藻、眼虫、变形虫
2、草履虫的结构(P68)【其表膜摄入氧、排出二氧化碳】。
3、单细胞生物与人类的关系:有利也有害
十三、没有细胞结构的生物——病毒
1、病毒的种类
以寄主不同分:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)
3、病毒结构:蛋白质外壳和内部的遗传物质
第三单元
生物圈中的绿色植物(P72)
第一章
生物圈中有哪些绿色植物
1、绿色植物:藻类、苔藓、蕨类,种子植物四大类群。
2、种子植物包括:裸子植物和被子植物
植物
类群
代表
植物
生活
环境
形态结
构特点
用 途
藻类
植物
衣藻、
水绵、
海带
大都生活在水中,少部分生活在陆地上潮湿的地方
无根、茎和叶的分化
释放氧气、鱼类的饵料、食用、药用、工业原料等
苔藓
植物
葫芦
藓
潮湿的陆地
植株矮小,茎和叶内无输导组织,具有假根
形成泥炭、监测空气污染程度的指示植物
蕨类
植物
肾蕨、
铁线
蕨
阴湿的陆地
有根、茎和叶,体内有输导组织、机械组织
食用、药用、优良的绿肥和饲料、古代的蕨类变成了煤等
3、藻类,苔藓、蕨类都是孢子生殖。
4、苔藓植物对二氧化硫等有毒气体十分敏感,在污染严重的城市和工厂附近很难生存。人们利用这个特点,把苔藓植物当作监测空气污染程度的指示植物。
5、藻类植物的主要特征:结构简单,细胞里有叶绿体,能进行光合作用;大都生活在水中,通过光合作用制造的有机物可以作为鱼的饵料,放出的氧气除供鱼类呼吸外,而且是大气中氧气的重要来源。
6、种子的结构(P81)
蚕豆种子:种皮、胚
[胚芽、胚轴、胚根、子叶(2片)]、无胚乳
玉米种子:果皮和种皮、胚
[胚芽、胚轴、胚根、子叶(1片)]、胚乳(中有淀粉,遇碘变蓝色)
7、种子植物比藻类、苔藓、蕨类更适应陆地的生活,其中一个重要的原因是能产生种子。
8、记住常见的裸子植物和被子植物(P82-83,84)
裸子植物:种子无果皮包被的植物。如油松、侧柏、苏铁、银杏、红豆杉、水杉、圆柏。
被子植物:种子有果皮包被的植物。如水稻、小麦、菊、豌豆、木瓜、苹果等绿色开花植物。
第二章
被子植物的一生(种子的萌发、植株的生长发育、开花、结果、衰老和死亡)
1、种子的萌发(P88)
环境条件:适宜的温度、一定的水分、充足的空气
自身条件:具有完整的有生命力的胚,已度过休眠期。
2、测定种子的发芽率(会计算)和抽样检测:检测对象太大,随机抽取少量个体作为样本。并在测定过程中给种子提供最适宜的条件。
3、种子萌发的过程
吸收水分——营养物质转运——胚根发育成根——胚芽胚轴发育成茎、叶,首先突破种皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚轴发育来的。
4、幼根的生长
根尖:从根的顶端到生有根毛的一小段。(P97)
生长最快的部位是:伸长区
根的生长:一方面靠分生区细胞分裂增加细胞的数量,
一方面要靠伸长区细胞体积的增大。
5、枝条是由芽发育成的;花由花芽发育而来
6、茎的加粗生长:茎的形成层细胞(分生组织)不断分裂分化的结果。
7、植株生长需要的营养物质:氮、磷、钾(P99);植物缺少会患病(99100),过量施肥也不好。
8、花的结构(P104)
9、果实和种子的形成
子房——果实
受精卵——胚
胚珠——种子
子房壁----果皮(果肉也是果皮,与生活中果皮区别)。
10、人工受粉
当传粉不足的时候可以人工辅助受粉。
11、黄瓜南瓜等多半都不会结果,是因为雌雄异花,雄花不会结果。
第三章
绿色植物与生物圈的水循环
1、绿色植物的生活需要水
(1)水分在植物体内的作用
水分是细胞的组成成;水分可以保持植物的固有姿态;
水分是植物体内物质吸收和运输的溶剂;
水分参与植物的代谢活动
(2)水影响植物的分布
(3)植物在不同时期需水量不同
2、水分进入植物体内的途径
根吸水的主要部位是根尖的成熟区,成熟区有大量的根毛。
3、运输途径
导管:向上输送水分和无机盐
筛管:向下输送叶片光合作用产生的有机物
注:导管有许多细胞组成,这些细胞是死细胞,没有细胞核和细胞质,上下连接的细胞壁溶解消失。
筛管是活的细胞组成的,只没有细胞核。
4、叶片的结构
表皮(分上下表皮)、叶肉、叶脉(下表皮气孔数量多)
5、气孔的结构:有两个保护细胞组成。
保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;
保卫细胞失水收缩,气孔关闭。
白天气孔张开,晚上气孔闭合。
6、蒸腾作用的意义:
[1]
可降低植物的温度,使植物不至于被灼伤
[2]
是根吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力
[3]
可促使溶解在水中的无机盐在体内运输
[4]
可增加大气湿度,降低环境温度,提高降水量。促进生物圈水循环。
第四章
绿色植物是生物圈中有机物的制造者
1、天竺葵的实验(P117)
暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜,目的:让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗。
对照实验:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖,目的:做对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。
脱色:几个小时后把叶片放进酒精中隔水加热,目的:脱色,溶解叶片中叶绿素便于观察。
染色:用碘液染色
结论:淀粉遇碘变蓝,可见光部分进行光合作用,制造有机物
2、光合作用概念:绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程叫光合作用。
3、光合作用实质:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。
4、光合作用的反应式:
注:氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳
二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊
5、绿色植物制造的有机物有什么作用
用来构建之物体;为植物的生命活动提供能量,养育了生物圈中的其他生物。
6、呼吸作用概念:细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫呼吸作用。
7、呼吸作用实质:分解有机物,释放能量。
8、呼吸作用反应式:
9、呼吸作用意义:呼吸作用释放出来的能量,一部分是植物进行各项生命活动(如:细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等)不可缺少的动力,一部分转变成热散发出去。呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志。
第五章
绿色植物是与生物圈中的碳—氧平衡
1、绿色植物通过光合作用,不断消耗大气中的二氧化碳,产生氧气,维持了生物圈中的碳氧平衡。
2、呼吸作用与生产生活的关系:中耕松土、及时排涝都是为了使空气流通,以利于植物根部进行呼吸作用。植物的呼吸作用要分解有机物,因此在储存植物的种子或其他器官时,要设法降低呼吸作用,降低温度、减少含水量、降低氧气浓度、增大二氧化碳浓度等都可抑制呼吸作用。
3、光合作用与生产生活关系:要保证农作物有效地进行光合作用的各种条件,尤其是光。间作套种、合理密植使作物的叶片充分地接受光照。
第六章
爱护植被,绿化祖国
1、我国主要的植被类型
草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林
2、我国植被面临的主要问题
植被覆盖率低,森林资源和草原资源破坏严重
3、我国森林覆盖率16.55%,人均森林面积0.145公顷,
4、我国每年3月12日为植树节
5、热带雨林-----地球之肺,
6、生物圈的“绿色工厂”----绿色植物。
错字纠正:
水份(×)
水分(√)
液胞(×)液泡(√)
注意区分:
叶绿素(一种绿色物质,存在于叶绿体内)
叶绿体(光合作用的场所)
生理盐水
(不要写成盐水)
神奇的新大陆
15世纪,欧洲的大航海拉开了地理大发现的序幕,航海家和随船的博物学家们到达了一个又一个地方,在那里,他们发现了与欧亚非大陆相当不同的世界。
在北美,人们见到了高达近百米、体态宏伟的巨杉,它是世界上最大的生物,比蓝鲸还要巨大;在南美,他们见到了体态和行为都很怪异的大食蚁兽、犰狳;在澳洲,他们见到了大量的有袋类动物以及会下蛋的哺乳动物,比如鸭嘴兽――当严肃的科学家第一次看到寄来的鸭嘴兽绘图时,他们以为这是哪位哥们在搞笑……这些新大陆上生活着大量与旧大陆完全不同的生物。
事实上,这是海洋的地理隔离造成的效果――自古生代开始,地球上的联合古陆开始解体,飘向不同的方位,每一块大陆都成了一个生态孤岛,各自独立演化了至少数千万年,形成了各自独特的生态系统,也呈现了一个个生物演化史的缩影。由于现在的欧亚非大陆面积最大,生物之间的交互、竞争最激烈,经过了更多的洗礼,旧大陆的生物往往对新大陆的生物具有优势,那些跟随着船员们偷渡到新大陆的生物迅速站稳了脚跟,成为了无往不利的入侵物种。这种危害在海岛中更加明显,后者是一个个独立演化的更小的小世界。如达尔文在加拉帕戈斯群岛发现了十多种地雀,这些地雀在群岛不同的岛屿上演化出了各自独立的行为和特征,这一演化系统后来成为了进化论重要的基石。海岛上演化出的生物受到岛屿面积的限制,数量较少,而且往往为了适应岛屿环境而自我,比如一些昆虫和鸟类放弃飞行能力。它们往往具有一两项独特的本领,但在其他方面就相当孱弱,即使随船来几只猫,都有可能让它们濒临灭绝。
当把世界放大
17世纪,列文虎克(Antoni Van Leeuwenhoek)造出了成像清晰的显微镜,他观察了水,并在里面发现了很多小动物,他兴奋地写道:“我发现了自然界最惊奇的一面”。一个丰富的微观世界从此被展示在了世人眼前。
在这个世界上,生存着大量的单细胞生物――细菌、真菌、色藻、蓝藻、原生动物等等。它们中的一些看起来非常死板,只是会长大,然后分裂;有些则相当活跃,就像小虫一样,知道捕食也会逃避,它们几乎一刻不停,很快就能游出显微镜的视野。微生物无处不在,分布几乎超出我们的想象,形成了一个个我们过去不曾了解的微观生态系统。
它们就在我们的身体里,我们身体里只有10%的细胞属于我们自己,另外的90%则属于微生物,多达上万种。我们身体的很多疾病都是由于体内的菌群失衡,或者外界的微生物入侵造成的。但因为作为微生物主体的细菌细胞的体积要比人体细胞小得多、轻得多,它们庞大的数量也只占到了你体重的 1%~3%,得益于此,我们才能有个“人模人样儿”……
微生物学的出现,使得我们在医药卫生方面取得了里程碑式的突破,加深了我们对世界的理解,也颠覆着我们对世界的认知――以往我们认为动物和植物之间是有着严格界限的,但是在这里我们往往找不到这种界限。比如眼虫,这类形状有点像眯眯眼的单细胞生物,它具有鞭毛,能够游动,也具有可以感光的眼点,可以从环境中摄取有机物,似乎是个动物;但是,它又具有叶绿体,能够进行光合作用,还在合成淀粉,这又是十足的植物特征……
后来,我们又发现了古菌,它们与细菌在外观上看起来有几分相似,但是成分又有所不同,繁殖速度较慢。古菌在与细菌的生存竞争中落了下风,现在主要生存在一些别的微生物很少占领的地方,比如高温、缺氧等极端环境,被认为是最古老的细胞类型之一。
在黑暗中游荡
白天,地球的表面沐浴在阳光下,植物利用光合作用合成有机物,支撑起了地表的生态系统,我们生活在这个环境里,并且熟悉这个环境。然而,还有那些不曾有过阳光的黑暗之地,在那里,我们发现了与众不同的生态体系。
首先是被探险家发现的岩洞深处的生物,包括熔岩流过后形成的深邃管道,也包括水流溶解岩石形成的溶洞。在这里,视力和体色成为了摆设,因为没有光,很多动物都抛弃了这些特征,同样因为没有光,这里没有植物。溶洞的营养来自水流的携带,而熔岩洞则来自上层植物穿透进来的根系。贫乏的有机质使得这里动物的数量稀少,它们不仅生长缓慢,而且都练就了忍饥挨饿的超级本事,比如洞螈 (Proteus anguinus)能一口气饿上10年……它们有的会具有与我们完全不同的生物节律――比如安氏坑鱼(Phreatichthys andruzzii)47小时当一天过,反正也没有阳光,日子就随便算啦。而一些在别处灭绝的生物,也能在这样的环境下苟延残喘下来,比如奥氏洞迷虾(Speleonectes ondinae)是数亿年前动物的孑遗。
深海,则是另一处没有阳光的地方,在那里也没有植物,强大的压力可以把多数潜水设备压瘪,世界上只有少数深潜器能够到达,这是最近几十年我们才开始详细了解的世界。在这里,所有的营养都来自大洋表层的掉落物。为了接住来之不易的食物,很多动物都长了一张大嘴巴和大胃口,比如深海安康鱼(Melanocetus johnsonii)能一口吃下自己体型两倍大的食物。而地广鱼稀的深海,找到异性也非常不容易,雄鱼进化的体型极小,只有小指头大小,一旦遇到雌鱼,它将用牙齿终生吸附在雌鱼身体上。雌雄鱼的血管合二为一,雄鱼的消化系统随之退化,依靠雌鱼的营养生存。这样,深海安康鱼可在任何合适的时间为卵受精,而不用担心雌鱼到了排卵期却找不到后代的父亲……
当然,落下去的最大块的肉是鲸鱼的尸体,没有动物能一口吃得下,这些重达8~160吨的巨大尸体最终会落到大洋底部,形成鲸落(Whale-fall)。之后,吃肉的鱼来了,刮骨的贝类来了,即使是骨架也会被覆盖上白白的菌席,硫氧化细菌或古菌会成为这个生态系统新的生产者――它们将骨架上散逸出来的硫化物氧化,获得化学能,将无机物合成有机物,产生新的营养。长相怪异的管虫会和这些微生物共生,帮助它们获取硫化物和氧,并分享它们合成的有机物。整个生态系统可以维持数十到上百年。在海底,鲸落可能像岛屿般星罗棋布,构成了一个独特的生物传播和转移网络。这些生物传播网络可能和海底火山口、渗液口周围聚集的那些生物联网,因为在那里,同样有硫氧化细菌和管虫。如果真是如此,在全球范围的那些底部,就形成了一个和地表完全不同的生态系统,那里的生物利用化学物质的氧化获取能量和营养,是一个深部生物圈。而它的范围,也许更大,能够延伸到岩层之中。
宇宙会有惊喜?
今天,我们的眼睛已经不只盯着地球,我们探索宇宙的序幕已经拉开。那在宇宙中,我们会不会找到其他的生命?
至少,相当多的科学家相信,地球不是宇宙中的唯一。截至2013年,加州大学伯克利分校的科学家对15万颗恒星的卫星进行了分析,他们认为22%的恒星都存在一颗体积与地球相似的行星,且这颗行星正处在可能有液态水的距离上。若是如此,光银河系就应该有90亿颗行星符合要求,地球应该有不少相似的朋友……那离我们最近的恒星系,比邻星会不会有个地球?答案果然是肯定的。就在前不久,在那找到了宜居星球的踪迹,科学家管它叫比邻星b(Proxima b),质量是地球的1.3倍,可能有水存在,也许会有生命吧?
也许,生命比我们想象得还要顽强,即使没有光,它们完全可以像地球深部生物圈的生命一样利用化学物质反应所产生的能量生存。这种可能性很大。
关键词:“藻类”植物;原核生物;真核生物;生物教学
一、“藻类”植物简介
藻类植物是地球上出现最早的绿色生物,据化石记录大约在35亿~33亿年前,在地球上的水体中首先出现了原核蓝藻。藻类植物对环境条件要求不高,适应环境能力强,可在营养缺乏、光照强度微弱的环境中生长。在地震、火山爆发,洪水泛滥后形成的新鲜无机质上,它们是最先的居住者,是新生活的先锋植物之一。藻类植物一般都具有进行光合作用的色素,能利用光能把无机物合成有机物,供自身需要,是能独立生活的一类低等植物。藻类在形态上是千差万别的,小的只有几微米,必须在显微镜下才能看到;体型较大的肉眼可见,最大的体长可达60米以上。基本上没有根、茎、叶的分化,因此藻类植物的藻体也称为叶状体。正是由于藻类植物的结构简单,容易培养,在高中生物实验中经常作为理想材料运用。
二、“藻类”中的原核生物
人教版高中生物必修一第一章“走近细胞”一节中讲到原核细胞和真核细胞,经归纳原核细胞有“三菌三体”,“三菌”指的是细菌、放线菌、蓝细菌(蓝藻);“三体”指的是支原体、衣原体、立克次氏体。蓝藻是单细胞生物,没有细胞核,但细胞中央含有核物质,通常呈颗粒状或网状,染色质和色素均匀地分布在细胞质中。核物质没有核膜和核仁,但具有核的功能,含有环状的DNA分子,故称其为原核(或拟核)。在蓝藻中还有一种环状DNA——质粒,在基因工程中担当了运载体的作用。唯一的细胞器是核糖体,在电子显微镜下观察,有单条规律排列的光合片层,上面有进行光合作用的藻蓝素和叶绿素,所以蓝藻是一类没有叶绿体但能进行光合作用的自养生物。笔者归纳总结了教材必修一P9中出现的原核“藻类”如下:①蓝球藻。分类地位:蓝藻门色球藻科色球藻属蓝球藻;特点:细胞球形、半球形。一般由2、4、8、16或更多细胞(很少超过64或128个细胞)所组成的群体;生长环境:浮游生活于湖泊、池塘、水沟,有时也生活在湿地上、树干或滴水的岩石上。②颤藻。分类地位:蓝藻门颤藻科颤藻属颤藻;特点:丝状的蓝线菌,细胞短圆柱状,表面有黏液鞘,显微镜下可见丝状构造前后运动;生长环境:生于湿地或浅水中。③念珠藻。分类地位:蓝藻门颤藻目念珠藻属念珠藻;特点:藻体由一列细胞组成不分枝的丝状体,排成一行如念珠状。此类藻有的可作食用,如发菜、螺旋藻等;有许多能固氮,可作为生物肥源,如鱼腥藻等。生长环境:生长于淡水湖、潮湿土壤上或石上。
三、“藻类”中的真核生物
“藻类”中除蓝藻门属于原核生物外,其他都属于真核生物,分类上有低等和高等。但其中也有一些带“藻”字的植物却不是低等的藻类植物,如黑藻、金鱼藻、伊乐藻、狸藻、狐尾藻等不是藻类,而是被子植物。下面列出课本中出现的“藻类”如下:(1)硅藻。分类地位:硅藻门硅藻;特点:一类具有色素体的单细胞植物,常由几个或很多细胞个体连结成各式各样的群体。硅藻的形态多种多样。 硅藻常用一分为二的繁殖方法产生;生长环境:最重要的浮游生物,分布极其广泛。在世界大洋中只要有水的地方,一般都有硅藻的踪迹,尤其是在温带和热带海区。(2)黑藻。分类地位:单子叶植水鳖目水鳖科黑藻;特点:沉水草本有根、茎、叶、花、果实和种子,根扎于水底泥中,茎细长,叶较短,有冬芽,生于小枝顶端,脱落后即行无性生殖。夏季开花,花呈淡绿色,雌雄异株;生长环境:生于静水池沼中,我国各地均有分布,全草可做饲料。(3)伞藻。分类地位:绿藻门绒枝藻科伞藻属伞藻;特点:藻体钙化,有一条直立而不分枝的主轴。海生的单细胞藻类,细胞长2~5 cm,可分为“帽”、柄和假根3部分,细胞核在基部;生长环境:生长在内湾的中、低潮带有泥沙覆盖的石块或贝壳上。(4)轮藻。分类地位:轮藻纲轮藻目轮藻属丽藻属轮藻;特点:大型沉水植物体具有类似根、茎、叶的分化。茎有节和节间之分,在节上轮生有相当于叶的小枝,有些种类体外被有钙质或胶质;生长环境:多生于钙质丰富、有机质较少、呈微碱性的淡水或半咸水中,特别是在透明度大,少浮叶植物生长的浅水湖、池塘、沼泽中,常大量生长。(5)水棉。分类地位:绿藻门绿藻纲双星藻科水棉;特点:由一列细胞构成的不分枝的丝状体,细胞圆柱形,叶绿体呈螺旋式带状便于观察;生长环境:常见的淡水绿藻,在小河、池塘、沟渠或水田等处均可见到。(6)小球藻。分类地位:绿藻门色球藻目小球藻属小球藻;特点:单细胞浮游种类,细胞微小,圆形或略椭圆形,细胞壁薄;生长环境:生活于含有机质的小河、沟渠、池塘等水中,在潮湿的土壤上也有分布。(7)栅藻。分类地位:绿藻门绿球藻目栅藻属栅藻;特点:细胞形状通常是椭圆形或纺锤形,由多个细胞构成的群体;生长环境:淡水中常见的浮游藻类,极喜在营养丰富的静水中繁殖,分布极广。(8)团藻。分类地位:绿藻门绿藻纲团藻属团藻;特点:由数百至上万个细胞,排列成1层空心球体,细胞形态和衣藻相同,个细胞间有原生质丝相连;生长环境:淡水池塘或临时性积水中较为多见团藻,具有吸收和富集放射性物质的能力,对净化水质有一定意义。
四、“藻类”与我们的生活
1.食用藻类
藻类营养价值很高,含有大量糖、蛋白质、脂肪、无机盐、各种维生素和有机盐,特别是碘盐。人们常食用的蓝藻有发菜和螺旋藻属的螺旋藻,螺旋藻的藻丝体蛋白质含量高达60%以上,比牛肉高3倍,具有人体必需的氨基酸,螺旋藻对贫血、溃疡病、糖尿病、视觉障碍和患肝脏病症均有较高疗效,所以现在螺旋藻经常作为保健食品受到欢迎;绿藻有浒苔、海松、水绵、石莼等;褐藻有海带、鹿角菜、裙带菜;红藻有紫菜、石花菜等,晒干的紫菜含有25%~35%的粗蛋白和50%的碳水化合物,在碳水化合物中有2/3是可溶性能消化的五碳糖,在紫菜中维生素C的含量是橘橙的1/2。
2.水华和赤潮
水华和赤潮都是水生生态系统中的异常现象,水华是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象,是水体富营养化的一种特征,主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体后,蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等藻类成为水体中的优势种群,大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象。也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。“水华”现象在我国古代历史上就有记载。另外,海水中出现此现象(一般呈红色)则为赤潮。水华和赤潮使水变质有毒,致使鱼类因中毒或缺氧窒息而死,给渔业带来严重危害。
3.“藻类”在工农业生产中的作用
关键词 具身认知 初中生物 概念生成 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
《义务教育生物学课程标准(2011年版)》在继续倡导探究性学习、面向全体学生提高生物科学素养的理念之下,很大的一个变化是建议关注重要概念的学习。作为生物学科知识体系构建的核心基架――生物学概念的学习一直是教师教学关注的重点,但同时也是现行的初中生物课堂教学中的难点。究其原因:主要在于教师在概念教学中多从概念到概念,更多地使用语词符号对新概念进行界定,脱离学生的生活经验。这与初中学生身心处于初步发育的程度、思维时经验主导化、认识事物和考虑问题时还需要具体的感性经验来支持等特征是极不吻合的。
1 具身认知理论
当前认知心理学研究的新取向――具身认知理论认为:认知活动不仅离不开生物大脑,而且与人类身体及其所处环境的互动密切相关。大脑嵌入身体,身体嵌入环境,构成了一体的认知系统。人以体认的方式认识世界,概念与思维的实现必须通过人的身体经验,而不是依靠超验、抽象的符号。认知具有具身性、情境性和动力生成性三个主要特征。
美国教育心理学家奥苏贝尔提出:学生获得概念有两种形式,一种是以感觉、知觉和表象为基础,通过分析综合、抽象概括等思维活动,从个别到一般,从具体到抽象,逐步把握一类事物的本质的概念生成方式;另一种是以定义形式直接向学习者揭示新概念的共同关键特征,学习者利用原有认知结构中的适当观念,理解新概念,并纳入原有的认知结构,从而获得新概念意义的概念同化方式。当前学生概念学习多使用的是教师直接给予概念界定的概念同化方式,因与学生的生活经验脱离并高度语词符号化而不利于学生理解,并进而妨碍学生的概念运用。
纵观现在的课堂教学,凡概念学习深入浅出,由表及里,学生学习得心应手的,莫不是与生活密切相关,充分调动学生经验进行的教学。笔者根据对具身认知等理论的理解和学生的学习需要等情况考虑,认为在基于观察、基于实验、基于探究、基于隐喻、基于类比等前提下帮助学生概念生成,会有很好的学习效果。
2 概念生成策略
2.1 基于观察的概念生成
学生在日常生活中无意观察获得的经验是进行相关概念学习的起点:如食材中各类绿色的蔬菜是学生学习光合作用的起点;饭桌上的各种鱼类是学习鱼的结构和特征的起点;鸡、鸭、鹅、鸽是学习鸟类的起点;吃剩的猪骨头和鸡骨头的观察也为学习和理解鸟类特征积累了原材料。
对于需要通过观察而进行的概念学习,如细胞的结构,需要学生在广泛观察植物细胞和动物细胞的基础上进行归纳和总结,形成细胞有细胞膜、细胞质和细胞核等主要结构的概念;池塘、草地等生态系统成分观察有助于学生归纳总结出生态系统的成分;人体各系统结构的模型观察有助于学生了解自身结构和各结构的功能;单细胞生物的观察使学生发现微观世界的奥秘;花的结构的观察帮助学生阐释植物的生命语言等。学生无意观察不能拥有的体验需要教师在课堂教学中尽可能地提供观察的方便,这对于学生掌握相关概念具有语言所不可替代的帮助和促进作用。人们自己也无法想象,一个盲人怎样才能获得有关单细胞生物等微观世界和花的完整科学的概念。
2.2 基于情境的概念生成
自情境教学提出后,很多教师上课必用情境。然情境之于教学的作用好像也仅剩了吸引学生关注这一条,有的情境甚至不关注学生的身心接受度,有哗众取宠之嫌。具身认知理论认为情境是学生具身认知的大环境,身体与情境相互作用进而引发促进认知的巨大动力。如:生物对环境的适应的教学,如果让学生都置身于学校里的绿地中,要求学生寻找一个绿色的手球,同时要求学生寻找一个红色的手球,然后观察草地上的昆虫都有哪些颜色,为什么?这两个活动必然会引起学生带着思维去体验生物对环境的适应,同时也教会了学生用活动带来的体验去思考以后生活中遇到的类似问题,其对认知的动力作用显而易见。
2.3 基于探究实验的概念生成
对于学生没有认知经历和经验的领域,在学习过程中,教师需要创造条件生成经验。如光合作用和呼吸作用的概念学习,学生在此之前没有相关生活经验,在亲自对光合作用的产物、场所和条件进行探究后,学生自己总结光合作用的概念也就是水到渠成的事情了;同理,呼吸作用的概念、蚯蚓适应土壤生活的特征、种子萌发的条件等也是都需要学生通过探究实验获得相关概念的感性认识,再经分析、推理、判断形成相关概念。
2.4 基于模拟探究的概念生成
有些概念的探究实验不适合用活体生物进行,但不经探究学生又难以获得相关的直接体验,对概念的生成不利。这时就需要进行模拟探究。比如,鸟类适应飞行生活的特征这一概念的学习,学生无法通过鸟类的外观观察生成全部鸟类特征这一概念。但是在现行的中学阶段不提倡解剖,而且即使通过解剖,学生也不能理解有些内容:流线型体型为什么就适合飞行?骨骼中空为什么适合飞行?这种情况下,有很多教师尝试着带领学生首先进行纸飞机飞行的探究实验:分组尝试流线型纸飞机、竖翼型纸飞机、重型纸飞机、不同动力下纸飞机的飞行状态,得出飞机飞行需要解决的阻力、自重和动力三大因素;然后,再分析鸟类在这三方面分别都有哪些具体的适应特征。这样的教学基于模拟探究得出的结论,在后续的学生中学生会带着问题去观察和思考鸟类在这三方面是怎么与原理挈合的,并且与同学和老师有很好的交流共享。绝好的体验性在很大程度上会促进了学生概念的自我生成。
但也有教师在模拟探究步骤不清楚探究的目的何在,分M不具体,在整个模拟探究阶段,学生盲目地在玩纸飞机。漫天的纸飞机与师生的学习目的一样无目标地在飞,最后纸飞机飞行的原理是教师给出的。这样的模拟探究纯粹是形式,没有倒也作罢。
2.5 基于隐喻的概念生成
在一些概念的生成过程中,教师没有条件带领学生获得相关的体验,比如光合作用和呼吸作用关系的概念、血液循环的概念教学。学生由于不能亲历进而获得体验。教师可以借助于学生熟悉而具体的经验通过隐喻的手法,将具体概念的图式结构转移运用,通过抽象概念与具体概念相同的逻辑结构,从而促进概念的生成和灵活理解运用。比如,光合作用与呼吸作用的关系在初中和高中都是学生学习的重点,同时也是难点。如果借助于学生小学生耳熟能详的水池进水和放水的图式结构则更有利于学生生成此概念:植物白天M行光合作用就类似水池白天打开进水龙头进水,而呼吸作用是植物全天进行的,就类似水池全天打开放水龙头放水;水池里水的多少取决于白天进水和全天放水之差,植物有机物的积累也是这样,取决于白天光合作用合成与全天呼吸作用消耗有机物之差。这样的隐喻使得学生虽不能亲历光合作用与呼吸作用,但通过水池进水和放水的具体概念引起的概念加工会对学生新的抽象概念的生成有促进作用。同理,血液循环的概念教学也有类似的隐喻载体:学生从A地拿篮球,跑回家后带篮球到B地换足球,再把足球带回家,带足球到A地换篮球。如此不断进行的换球活动与血液循环的逻辑结构类似,学生在血液循环的概念生成上就补上了由于体验的缺乏而导致的理解困难了。
隐喻促进概念生成的主要关键在于隐喻的本体与喻体之间有相同或相似的逻辑结构,而且喻体又是学生亲身经历过的、熟悉的事或物。很多教师不仅仅在概念的学习方面,在教学过程中遇到学生理解困难的问题上都习惯打比方,与此处的作用有相似之处。
2.6 基于类比的概念生成
有些概念的教学中涉及人体本身的功能,学生是不能通过亲自体验来感知的。这时模拟实验就是一种很好的代替体验方法。比如:皮肤对人体的天然保护作用,学生不能直接感知,也不能够进行即时实验,教材中用苹果来做模拟实验:将果皮完好的、果皮完好涂上腐烂物的、划破果皮涂上腐烂物的、划破果皮涂上腐烂物并用酒精涂抹伤口的四组苹果放置相同天数后取出观察,与人体皮肤完好的、皮肤完好沾染病菌的、皮肤有伤口后沾染病菌的、皮肤有伤口沾染病菌后用酒精消毒的四种情况作类比。因为苹果的模拟实验结果与人在生活中对应的皮肤相应情况下的变化类似,从而得出结论:皮肤与苹果的果皮一样对人体有天然的保护作用。
在此部分的教学中,很多教师在教学中把握不清楚教材编写时“用实验的四种情况类比人类生活中皮肤的四种情况,从而引导学生得出皮肤保护作用的结论”本意,忽视对生活中皮肤情况的对应分析,因而仅从苹果的实验得出皮肤功能的有关结论就显得很突兀。因为学生不是苹果,不能从苹果的实验体验到皮肤的功能,需要进行类比才能促进概念的生成。
2.7 基于概念图的概念生成
概念图是以图解的方式表示概念相互之间关系的,从显性的具身性来说好像不明显,但从信息的储存和加工来说,却是有一定的关联。学生概念学习过程中必然存在着信息的储存过程,如果信息的储存是无序的、非组织性的,在信息的提取过程中也将导致无序和无奈。概念图是一种帮助学生有组织储存信息的很好的思维载体。在概念图的构建过程中,学生体验的是一种思维的加工和组织过程,这样的经验对学生知识体系的构建很有帮助。
江苏科技出版社出版的《生物学》教材在每一章节的“本章学到了什么”环节都有概念图对本章知识进行了梳理。但不少教师在教学中对概念图的运用仅限于评价环节,这还远远不够,在学生概念体系的生成方面确实可以加以充分利用。
3 概念生成需关注的问题
活动元是指在教学中为实现某一学习目标中的一个或多个子目标而进行的相对独立的学习活动;是根据课标要求、教材特点、教学资源情况、学生实际等因素把较为复杂的教学活动过程设计成若干个活动因子。“活动元”教学就是指活动教育思想在教学领域的具体化、实践化和可操作化,即在课堂教学中,将一个或多个活动元按一定顺序连接形成课堂活动流——课堂活动方案,在活动中充分体现教师主导与学生主体作用的有效发挥,通过活动的有序开展促使三维目标达成。
“活动元”教学以学生活动为中心,以学习任务为背景;以活动流方式进行教学设计;为学生的学习提供足够的教学资源;有明确的且具可操作性的学习目标体系,每个活动元有明确的活动目标,各活动元目标之和便是该课程的目标体系。
一、活动元的确立
进行“活动元”教学首先需要寻找并确定“活动元”,教师在分析教材、了解学情的基础上,根据教学目标,以任务为驱动确定不同的“活动元”,明确每个活动元的目的及意义。同时还需要根据不同“活动元”的特征、目的、意义、任务等将其分类和规划,按照一定的逻辑顺序进行设计,构成一个活动流,使这些独立的活动元共同组成一个完整的活动。例如高中生物必修1第一章第一节“从生物圈到细胞”作为高中生物的开篇,对于激发学生整个高中生物学习的兴趣意义非凡,同时也是教师引领学生走进生物世界,引发和保持学生的探索精神的关键。这一节包括两部分内容:其一,生命活动离不开细胞;其二,生命系统的结构层次。该节文本包括4段文字,8幅图片,2个问题探讨、3个思考与讨论。主要传达三个核心知识点:生命活动离不开细胞;生命系统存在着不同的结构层次;细胞是基本的生命系统。建立1个观点:“细胞是基本的生命系统”。而这三个知识点和观点主要是隐含在图片、资料分析和问题探讨之中,因此整个教学活动应当围绕教材的图片、资料分析、问题探讨组织学习活动元,因此,可确定如下7个活动元(见表1)。
二、活动元的组织实施
在实施活动元的过程中,要使知识目标自然达成,能力目标逐渐提升,情感态度价值观目标逐渐形成。首先,要注意引导学生自主完成每个活动元的任务;其次,要注意每个活动元之间的逻辑联系,过渡时引导学生体会并理解活动元与活动元之间的内在联系;再次,要注意活动流的整体性,即这些单独的活动元要组成一个统一的整体,达到一个共同的目的。例如,“从生物圈到细胞”的活动元一的设计从生活入手,不仅仅是引发学生的兴趣,还要让学生知道没有细胞结构的病毒的生活离不开细胞;活动元二通过观看单细胞生物草履虫运动与分裂,理解细胞是生命活动的基础;活动元三通过观看人的生殖发育,知道细胞是连接上下代之间的桥梁;活动元四通过分析缩手反射的结构基础,理解多细胞生物的生命活动也离不开细胞;活动元五和六是迁移运用“生命活动离不开细胞”的知识。通过以上活动元学生会逐步建立起“细胞是基本的生命系统”的观点。
三、活动元实施效果评价
“从生物圈到细胞”活动元教学设计体现了以下特点:
(一)注重以学生为中心
整堂课的活动元是以学生活动为中心,以学生对“生命活动离不开细胞”、“细胞是最基本的生命系统”和“生命系统存在不同的结构层次”三个重要概念的理解与建构为任务驱动,以学生观察、思考、读书、讨论、分析、交流、总结、表达等为活动形式进行设计的。通过这些活动的序列化展开,促使全班学生主动积极参与对知识的理解与建构,让每位学生在活动中都获得积极的情感体验,使每个学生在活动中都得到了不同的发展。
(二)注重核心概念的生成
“生命活动离不开细胞”、“细胞是最基本的生命系统”和“生命系统存在不同的结构层次”三个核心概念不是结论性呈现,也不是静态性的背诵和记忆,而是通过七个学习活动单元的序列化展开,由学生在观察、思考、探究、合作、教师点拨等动态性的学习过程中逐渐建立和产生的,是一种生成性的学习方式。
(三)注重培养目标的多元化
在七个活动的开展过程中,学生学习方式呈现出多元化,如观看图片、观看视频动画、资料分析,自学、同桌讨论、小组交流、填写表格等,通过这些活动的系列化开展,充分培养学生获取知识、合作学习、表达、分析归纳及提取信息的能力,有利于培养学生运用生物学知识关心、关注社会生活,用全局的、系统的观点来认识生物界的意识,建立“细胞是基本的生命系统”的观点,促进学生多元智力的开发。
(四)充分利用教材资源,适度开发教材以外的资源
最近在广东省湛江市湖光岩的湖水中,发现了一种不明生物,体型巨大,来去无踪,目击者为数不少,而看到它的人,也各有说法,甚至有人说它的个头比一般的快艇还要大几倍。
广东省湛江市西南约十八公里处,有一个面积不大的湖,相传宋朝丞相李纲途径雷州时,被这里的景色打动,挥笔写下“湖光岩”三个字,这座美丽的湖泊也因此而得名。最近几年,不断有人发现湖中常有巨大的黑影游动,这个不明黑影的出现,不仅让湖光岩失去了往日的喧闹,更引起了关于“湖怪”的种种传说……
目击者的描述
那是1999年的一天,一位摄影爱好者,在湖光岩的最佳观景点――望海楼意外地拍到了“湖怪”的照片,那是一个像鱼一样的黑影,身长大约在三至五米之间。当时,这张照片并没有引起更多人的注意。
没想到,三年后的2002年9月1日,又有人看目击到了“湖怪”的身影。
据这位目击者说,他当时看到湖里有30多条“湖怪”,每一条“湖怪”都有三四米长。
如此大的生物成群出现,不仅让人联想到近些年国内一些关于“湖怪”的传闻……
比如新疆喀纳斯湖,就发生过“水怪目击事件”,据有关于专家多次调查后发现,所谓的“水怪”,很可能是一种身长约3米,寿命在80年左右的巨型哲罗鲑。那么,湖光岩出现的黑影会不会也是哲罗鲑呢?
新疆喀纳斯湖面积为44.78平方公里,湖水最深处可达188米左右,而湖光岩的面积仅有2.3平方公里,平均水深不足20米,这与喀纳斯湖相差甚远。并且哲罗鲑是高寒地区的珍稀鱼类,不可能在地处南方的湖光岩生存。可是在湖光岩中出现的黑影会不会像哲罗鲑一样,也是属于一种鱼类呢?
对这个猜测,两位目击者也表示赞同,因为他们对当时目击这群不明生物时的一些细节,仍然记忆犹新……
他们记得,那是一个像鱼一样的黑影,在慢慢游动,脊背是黑色的,肚皮有点发白。
黑色脊背,白色肚皮,并且慢慢游动――这些特点都非常接近鱼类的特征。那么能够长到这么大的生物,我们通常只能在海水中见到,如鲸鱼、鲨鱼等。但是湖光岩湖水清澈,盐度很低,属淡水湖泊。海洋生物在这里面根本无法生存。所以,湖中的神秘黑影,应该是一种淡水鱼。
谁在扮演“清道夫”的角色
对于这个推测,长期从事淡水鱼类研究的专家提出了自己的想法:“如果说这个20米水深的湖,与外面是相通的,那么湖里有大鱼出现是很正常的,如果说它是个封闭的湖,那么出现这种大鱼群的可能性就小多了。”
另外,淡水鱼对生存环境的要求并不苛刻。所以湖光岩中的黑影,很可能是一种大型的淡水鱼。但是,我们通常见到的淡水鱼,最大的也不过就是一米左右。为什么这里的水中会出现3米多长的巨型鱼呢?难道湖中有什么特殊的物质能让普通的淡水鱼长到超乎寻常的尺寸?
与此同时,当地的一个传说引起了专家的注意。据湖边的居民说,这里的落叶一旦飘进湖里,就会消失得无影无踪。莫非湖中这些神秘大鱼扮演了“清道夫”的角色,这些落叶就是让它们身躯庞大的神秘食物?
专家们说,如果大鱼只靠吃落叶活着,一般不会长这么大,如果这种鱼能长到3至4米长的话,肉食性的鱼类可能性比较大。
玛珥湖的形成
既然属于肉食性鱼类,它们是不会对落叶感兴趣的。那么,湖边一直存在的“落叶无踪”的现象,又该怎么解释呢?
后来有一位地质工程专家,在经过调查分析后,湖光岩的湖底是漏斗形状的,大部分的落叶可能会向湖底方向汇聚,所以就出现了“落叶无踪”的现象。
这时有人想起了早在1997年,湖光岩曾被中德两国科学家联合考察确定为世界罕见、中国唯一的玛珥湖,形成于距今14至16万年前。玛珥湖是一种特殊的火山口湖,它是由于火山口切割到地下水导致爆炸而形成的,并且有碎屑环绕包围着。对于生物的演化过程来说,在一个封闭的水域里,十几万年的时间,远远不可能使一种单细胞生物进化成鱼类,所以这群肉食性的凶猛鱼类,不可能是通过漫长的物种进化而来的。
未解的谜团
后来,专家们终于在位于湖光岩不远的楞严寺中,找到了一些线索……
楞严寺―― 一座位于湖畔的千年古寺,它正前方有一处放生台,供僧人香客许愿放生。
正由于这里的放生习俗,所以导致个别凶猛的肉食性淡水鱼类被带入湖中。由于在封闭的环境下生长,又没有天敌的干扰,处于食物链上层的它们渐渐成为了这里的主人。可是自从2002年的那次目击事件之后,这群“神秘来客”就再也没有出现过了,难道它们离开湖光岩去了其它的水域么?
据专家们分析猜测,这些鱼可能是生活的第一代,它们能存活10至20年。而这样的环境又不适合繁殖后代,所以就没有第二代出现了。