生物与生物学-教学设计.doc

第1章 生物学研究生物的科学第1节 生物与生物学（第2课时）连云港市东港中学新校区 翟天智一、教学目标1. 知识目标概述生物学的概念，举例说出生物的生命现象和基本特征，说出生物、生物学与生活、生产的关系，了解生物学的发展前景。2. 能力目标初步学会图文分析，能通过观察图片信息分析归纳生物的基本特征，查阅相关资料，了解生物和生物学在人类生活、生产、医疗卫生等领域的应用。3. 情感态度与价值观目标激发学生学习生物学的兴趣，引导学生初步养成关注周围的生物，关注生活、生产、社会中生物学的良好习惯，初步形成图文分析、举例说明、发现问题等生物科学素养。二、教学重点认识生物的基本特征，了解生物学的研究内容。三、教学难点 了解生物学的研究内容。四、教学准备学生课前收集有关生物在仿生学上的应用及生物学发展现状的图文资源。五、教学过程教师活动学生活动多媒体展示图片： 蚂蚁：好多好吃的哦！大雁：南方也是我的家！春芽：我也想长高哦！蜜蜂：花蜜是我的最爱！向日葵：我的笑脸总是迎向太阳！织布鸟：家的感觉真好！世界是如此的神奇和美妙！在自然界里，我们可以观察到蚂蚁觅食、大雁南飞、春芽吐绿、蜜蜂采蜜、葵花向阳、小鸟的筑巢和觅食等等，这些都属于生命现象。你能举例说出自然界中生物的生命现象吗？生物学就是研究生命现象和生命活动规律的科学。在研究生命现象的过程中，需要一把开启生命王国大门的钥匙，这把钥匙就是观察和实验，而科学探究则是探索生命王国的重要途径。本节课，我们首先来学习生物与生物学。观察蚂蚁觅食、大雁南飞、春芽吐绿、蜜蜂采蜜、葵花向阳、小鸟的筑巢和觅食图片，感知自然界中的生命现象。举例说出自然界中常见的生命现象，如蚂蚁搬家、燕子衔泥、孔雀开屏等。一、生物的概念什么是生物？你能尝试用自己的语言描述生物的概念吗？小结：生物是有生命的物体。思考：熊猫玩具是生物吗？机器人是生物吗？活动：火眼金睛辨识生物和非生物多媒体展示图片：白头叶猴、手上的细菌、水蚤、蘑菇、落叶、蝉蜕后的壳 创设情境，让学生分析：鲁迅先生的从百草园到三味书屋这篇著名的散文中写道“不必说碧绿的菜畦，光滑的石井栏，高大的皂荚树，紫红的桑椹；也不必说鸣蝉在树叶里长吟，肥胖的黄蜂伏在菜花上，轻捷的叫天子忽然从草间直窜向云霄里去了。” 你能说出这段文字里有哪些是生物吗？举例说出动物、植物、微生物都是生物。说出生物是有生命的物体。说出机器人和熊猫玩具都不是生物。 观察图片，思考、说出白头叶猴、手上的细菌、水蚤、蘑菇是生物；落叶和蝉蜕的壳是非生物。阅读资料，思考说出菜、皂荚树、桑椹、蝉、树、黄蜂、叫天子、草等都是生物。二、生物的基本特征1. 生物大多都有细胞结构多媒体展示图片：一只美丽的蝴蝶落在树叶上一只美丽的蝴蝶落在树叶上，虽然它们看起来那么的不同，但它们有共同的特征。观察图片，说一说动物和植物相似的特征是什么？小结：生物体大多都是由细胞组成。2. 生物能生长和发育多媒体展示图片和文字：一颗小小的檞果经过一段时间能长成一棵大橡树，想一想幼苗是如何长成橡树的？这个过程发生了哪些变化？多媒体展示图片：葵花籽在适宜的条件下萌发、生长生物的另一特征是生长和发育。生长是变大的过程，如一粒向日葵种子萌发、生长，长出幼嫩的小叶，这就是生长。多媒体展示图片：桃树的花和果实 一朵桃花从花开到花落，到结成青青的果实，到果实成熟香甜。这就是生长、发育。同样，动物也要生长发育。如受精卵经过胚胎发育，长成胎儿。小结：生物能生长和发育。3. 生物都需要营养物质和能量细胞要完成生长和发育等生命活动必须消耗能量，如此时的你正坐在教室里学习，不仅你的眼睛和大脑的细胞在工作，你的胃肠细胞在消化食物，血细胞在体内运输。若此时你受伤了，则会有一些细胞来“修补”这个创口。生物完成生命活动需要能量，能量又是从哪里来的呢？请同学们观察下列一组图片。多媒体展示一组图片：捕食 海鹦：逮了好几条鱼！青蛇：看你这只小蜥蜴往哪里跑！幼狐：这只老鼠味道一定很不错！海狮：企鹅，你往哪里跑！水螅：俘虏了一只水蚤！鹈鹕：午间小菜有了！动物生活需要营养物质，植物是否需要营养物质呢？多媒体展示图片：植物通过光合作用制造有机物小结：生物都需要营养物质和能量。4. 生物都能繁殖多媒体展示图片：我要飘到远方播种喽！多媒体展示图片：两只鹿蛾在南天竺的叶子上交尾；猴子：是妈妈哺育我长大！ 小结：生物都能繁殖后代5. 生物都有遗传和变异人们常说，“种瓜得瓜，种豆得豆”，“一母生九子，九子各不同”，这说明生物之间普遍存在着什么现象呢？多媒体展示一组图片： 种瓜得瓜，种豆得豆。三只小狗：我们是妈妈的吉祥三宝！四只小狗：我们四兄弟虽是一个狗妈妈，还是有差异的！猪：我们哥几个长的很像吧？小结：生物都有遗传和变异现象 6. 生物都能适应和影响环境多媒体展示一组图片： 玻璃蛙：我的身体透明的，在绿叶上很难分辨哦！螳螂：我的衣服和花融为一体了！角蝉：我很像荆棘的刺吧！蟹蛛：我的伪装不错吧！沙蜥蜴：我的衣服不错吧！树螽（zhng）：我像一片叶子吧？小结：生物能适应和影响环境。7. 生物也要呼吸多媒体展示图片：伸伸懒腰，喘口气；树：我也需要新鲜空气； 小结：生物都能呼吸。生物除了以上的特征还有哪些特征呢？ 师生共同归纳生物的基本特征：生物大多都由细胞组成；生物能够生长、发育；生物都需要营养物质和能量；生物都能繁殖后代；生物有遗传和变异现象；生物能适应和影响环境；生物能够呼吸、排泄废物等。多媒体展示视频：生物的基本特征观察图片，从图片上获取信息，动物由动物细胞组成，植物由植物细胞组成。说出生物体大多是由细胞组成。观察图片，说出生物能够生长、发育。观察葵花籽的萌发生长观察图片中桃花的花开、花落到结实的过程观察图片，说出动物以植物或别的动物为食，从中获取营养物质。观察图片，说出植物生活也需要营养物质。观察图片，说出植物能够繁殖后代观察图片，说出动物也要繁殖后代观察图片，说出生物都有遗传和变异现象观察图片，说出生物能够适应和影响环境观察图片，说出生物需要呼吸。说出还有排泄废物等。三、生物学研究的主要内容 活动一：举例说出为什么人类的衣、食、住、行离不开生物？多媒体展示图片：生物提供食物来源 多媒体展示图片：植物为我们提供氧气多媒体展示图片：我们穿的衣服也离不开生物活动二：生物在仿生学上的应用1. 观察图1-5生物与仿生学，你能找出它们之间的对应关系吗？从中你能够得到什么启示呢？ 多媒体展示图片和资料：蜻蜓和直升飞机通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。人们仿效蜻蜓的翅痣在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。海豚和潜水艇海豚皮肤表面的柔软且具有弹性，可以消除水流混乱的现象，以减少水的阻力。人们模仿海豚的皮肤构造，制成人造海豚皮，装在潜水艇上大大提高了潜水艇的速度。鸟巢和北京奥运会“鸟巢”鸟巢是鸟类在繁殖期间所建造的用于藏卵和雏鸟的结构，可使产下的卵聚集一起，促进孵化；也可以保温以及保护亲鸟及雏、卵等不受天敌的伤害。国家体育馆的设计方案模仿了自然界中的鸟巢，由一系列树枝状的辐射式门式钢桁架围绕碗状坐席区旋转而成，空间结构科学简洁，设计新颖独特，为国内外特有建筑。国家体育馆被命名为“鸟巢”，也恰如其分地描绘出国家体育场的生动造型。 2. 让学生课前收集有关仿生学方面的图文资料，课上分小组交流展示。多媒体展示图文资料：（1）生活在海洋中的腔肠动物，如海蜇、水母等，有一套预测风暴的报警装置钙质平衡石，人们模仿这些装置，设计制造的风暴预警仪器，能提前15小时预报风暴，并能指示方向。（2）人们模拟苍蝇的翅膀及其运动模式，制造出微型飞行器，可用于灾难救援、电子侦察等。（3）模拟蟑螂的运动方式制造出的机械蟑螂，有望在太空探索或排除地雷方面起重要作用。活动三：生物学的飞速发展，越来越影响人类的生活。你知道哪些例子吗？多媒体展示图片和资料：细胞核移植与克隆羊多利 1997年2月27日的英国自然杂志报道了一项震惊世界的研究成果：1996年7月5日，英国爱丁堡罗斯林研究所的伊恩维尔穆特领导的一个科研小组，利用克隆技术培育出一只小母羊。这是世界上第一只用已经分化的成熟的乳腺细胞克隆出的羊。克隆羊多利诞生后，克隆猪、克隆猴、克隆牛纷纷问世，似乎一夜之间，克隆时代已来到人们眼前。太空育种技术 太空育种可在较短时间内育成高质量的新品种，图中南瓜直径近1米，高0.6米，重180千克，它是通过航天育种培育成的新品种。还有皮薄、肉厚、汁多、个大的“太空菜葫芦”、太空辣椒、太空茄子、太空冬瓜等等。 试管婴儿1978年7月25日，世界上第一个试管婴儿路易丝布郎在英国的奥尔德海姆出生。中国大陆第一个试管婴儿郑萌珠在1988年3月10日诞生。小组合作，讨论生物与人类日常生活的关系。说出人类的衣、食、住、行都离不开生物。生物能够提供食物来源；植物能够提供氧气；人们穿的衣服也来自于生物等等。观察图片，说出它们之间的对应关系是：鸟巢和国家体育馆、蜻蜓与直升机、海豚和潜水艇。课前收集有关仿生学方面的知识，课上交流展示：青蛙和电子蛙眼龟壳的背和建筑响尾蛇导弹和蛇乌贼和鱼雷诱饵长颈鹿和抗荷服鲸鱼和潜艇的“鲸背效应”课前收集资料，课上小组交流展示。动物克隆技术可用于培育优良蓄种和生产实验动物；生产转基因动物；生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法；复制濒危的动物物种，保存和传播动物的物种资源。袁隆平与杂交水稻被称为中国“杂交水稻之父”的袁隆平教授和来自塞拉利昂的琼斯博士因在培育高产水稻方面的杰出贡献，29日在美国首都华盛顿被授予2004年度“世界粮食奖”，两人分享二十五万美元的奖金。人类基因组计划人类基因组计划是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。基因组计划是继曼哈顿计划和阿波罗登月计划之后，人类科学史上的又一个伟大工程。试管婴儿试管婴儿是体外受精胚胎移植技术的俗称，是指采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精，并进行早期胚胎发育，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。活动：说一说对生命科学发展前景的展望。人类凭借自己的智慧，解开了一个个生命之谜，但人类对生命的奥秘还“知之甚少”，还面临着许多难题。例如：地球之外存在生命吗？人的青春可以永驻吗？什么时候能够战胜艾滋病，攻克癌症？人类社会还面临着人口增长、环境污染、资源匮乏、疾病危害发及生态平衡被破坏等问题的挑战，这些问题的解决很大程度上依赖于生命科学。畅所欲言，展望生命科学的未来。课外拓展： 生物学正在以前所未有的速度发展。生活和学习中你还听说过哪些举世瞩目生物科学成果？请你收集生物学发展的新进展的资料，并和同学进行交流。课外收集资料，与同学交流。附：学生收集的资料1. 长颈鹿和“抗荷服”长颈鹿是目前世界上最高的动物，其大脑和心脏的距离约3米，完全是靠高达160毫米260毫米汞柱的血压把血液送到大脑的。按分析，当长颈鹿低头饮水时，大脑的位置低于心脏，大量的血液会涌上大脑，使血压更加增高。但是，世界上没有一只长颈鹿会在饮水时得脑充血或血管破裂等疾病而死。原来，是裹在长颈鹿身上的一层厚皮紧紧箍住了血管，限制了血压，飞机设计师和航空生物学家依照这一原理，设计出一种新颖的“抗荷服”，从而解决了超高速歼击机驾驶员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的痛苦。这种“抗荷服”内有一装置，当飞机加速时可压缩空气，还能对血管产生相应的压力。 2. 鲸鱼和潜艇的“鲸背效应”当代核潜艇能长时间潜航于冰海之下，但若在冰下发射导弹，则必须破冰上浮，这就碰到了力学上的难题。潜艇专家从鲸鱼每隔10分钟必须破冰吸一次气中得到启迪，在潜艇顶部突起的指挥台围壳和上层建筑方面，作了加强材料力度和外形仿鲸背处理，果然取得了破冰时的“鲸背效应”。3. 乌贼和鱼雷诱饵乌贼体内有囊状物能分泌黑色液体，遇到危险时便释放出这种黑色液体，诱骗攻击者上当。潜艇设计者们仿效设计成鱼雷诱饵。现在鱼雷诱饵酷似一艘袖珍潜艇，既可按潜艇的航向航行，航速不变；也可模拟噪音、螺旋桨节拍、声信号和多普勒音调变化等。正是它这种惟妙惟肖的表演，令敌潜艇或攻击中的鱼雷真假难辨。4蛙和电子蛙眼青蛙的眼睛对小飞虫非常敏感，当小飞虫在它头上飞时，它会盯住不放。于是，人们模仿蛙眼的结构原理制成了“电子蛙眼”，可用来识别飞行中的飞机和导弹，也可用来预防飞机相撞。5. 雷达与蝙蝠 科学家根据蝙蝠发出超声波探测目标的“回波原理”发明了雷达，用以及时探测飞机的方向和距离。6. 荧光灯和萤火虫萤火虫所发出的光是化学光，它通过一定反应将化学能几乎百分之百地转成了光能。根据萤火虫发光原理制造了由电能转变成光能的荧光灯。7. 龟壳的背和建筑龟壳的背甲呈拱形,跨度大,虽然只有2mm厚,使用铁锤敲砸也难破坏。建筑学家模仿它设计的薄壳建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。8. 响尾蛇导弹和蛇响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理，研制开发出来的现代化武器。 9. 蝴蝶与卫星控温系统科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，从而保持了人造卫星内部温度的恒定。10. 苍蝇与蝇眼照相机苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360度范围内的物体。此据，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照相机。苍蝇的后翅退化成一对平衡棒，是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即做出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分。11. 蜘蛛丝和高强度纤维生物学家对蜘蛛丝的研究发现，其强度相当于同等直径的钢丝的5倍。受此启示，英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。利用纺织技术把这种纤维加以纺织或者做成复合材料，可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等的结构材料。