高中生物 43《群落的结构》教案5 新人教版必修3.docx
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高中生物43《群落的结构》教案5新人教版必修3
2019-2020年高中生物4.3《群落的结构》教案（5）新人教版必修3
知识目标：
掌握生物群落的概念及实例；理解生物群落的组成和结构。
能力目标：
培养分析归纳问题的能力。
凭借概念对具体的生物学现象作出判断和推理，训练学生应用知识、解决问题的能力。
情感价值目标：
通过对群落动态规律的研究，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。
知识总结
本节知识点较少，在高考中所占的比例较小，但却是高考经常考的考查点。
本节的基础知识的考查主要包括群落的概念,种群与群落的区别,群落的基本特征,特别是优势种生活型等新提出的概念,群落的垂直结构、水平结构，生态位等。
并且要注意结合现实问题进行分析回答问题，如人口控制、生态保护等热点问题。
本节考题主要以选择题的形式出现，特别是结合能力型识图作答题在近几年的高考题中时常出现。
复习重点把握生物群落的内涵和外延，要明确生物群落应包括一定自然区域内的生产者、消费者和分解者的综合，三者缺一不可，复习中还要通过具体分析某一特定区域的空间配置来获得群落的水平结构和垂直结构的感性认识，以加强对教材内容的全面理解和掌握。
合作与讨论
1.如何正确理解个体、种群、物种和群落的关系？
我的思路：
一个细菌，一个植物，一个动物等指的是一个生物个体，生物在个体水平上具有一系列特征，如具有一定的形态特征、生理特性，能够进行新陈代谢，实现自我更新，在新陈代谢的基础上，表现出生长、发育、衰老、死亡等等。
种群是生活在同一地点的同种生物的一群个体，种群中的个体并不是机械地集合在一起的，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
因此，种群是繁殖的基本单位。
生物在代代相传的过程中由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断地变化，因此，种群又是生物进化的基本单位。
物种是指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下，能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。
不同物种之间一般是不能交配的，即使交配成功，也不能产生出可育后代。
群落是指在一定时间内，生活在一定区域内的各个生物种群相互联系、相互影响而形成的有规律的集合体，称为生物群落，简称群落。
它包含了生态系统内的所有生命成分。
如生活在同一池塘中的所有动物、植物及微生物共同构成了池塘生物群落。
由个体到种群，不只是量的积累，而且是质的飞跃，具有个体所不具备的一系列特征，如种群密度、出生率、性别比例、年龄组成等。
同一物种因时间、空间的不同，可包含若干个种群，种群是物种存在的基本单位。
如西湖的鲤鱼与洞庭湖的鲤鱼属于同一物种，但两者不是同一种群，由于地理的隔离，在自然情况下，没有交配的机会，因此，自然状态下，同一种群内的个体才具有传粉、交配和繁殖的机会，种群是繁殖的基本单位。
群落以种群为单位，是各个种群的集合体，在一个群落中不论其大小均生活着许多种群，这些种群间相互依存、相互制约，既有种内关系，又有种间关系，依靠这种关系使生物在长期自然选择与进化中形成了稳定的、彼此适应的有机整体，从而把各种群连接为复杂的生命之网，进而决定着群落与生态系统的稳定性。
群落是生活于同一区域内所有种群的集合体，这些种群并非随意的、偶然的堆砌在一起，而是有严格的、合理的空间配置，是物种在长期进化过程中逐渐形成的彼此相互适应的有机整体。
只有具备合理的空间配置,才能长期共处与合作,或者达到有效牵制,从而使群落长期维持下去,也只有具备合理的空间配置,才能更合理、更有效的利用空间及资源,进而使生态系统内的各生物物种能彼此和平共处以维持生态系统的稳定性。
2.生物群落的空间结构指群落结构中最重要的部分，你如何理解生物群落的空间结构？
我的思路：
生物群落的结构特征包括垂直结构和水平结构，在群落内的各种生物之间存在着各种各样的错综复杂的联系，有直接的，有间接的，群落内的各种生物通过复杂的中间关系有机的结合在一起，群落内部的每一种生物都处在一个对它来说最适合的位置上，这个位置称为生态位，在这个生态位上，外界因素对它的影响最小。
不同的生物占有不同的生态位，这就构成了群落的空间结构特征，这是长期自然选择的结果。
在群落内部，各种生物处在不同的生态位上，在不同的生态位上拥有不同的生态资源，换句话讲，处在不同生态位上的生物利用的生态资源是不同的，如森林中的乔木利用的是太阳的直射光（即强光），而林下的灌木和草本利用的是散射光（即弱光），这种群落结构特点提高了对光资源的利用率。
所以，群落的空间结构特征越是复杂，对资源的利用率就越高。
在群落中的各种生物之间存在着复杂的种间关系，有竞争、捕食、寄生、共生等。
对竞争而言，两种生物的生态需求越是一致，竞争就越是激烈。
群落内部复杂的空间结构，使得不同的生物都能找到最适宜于它生存的生态位，生态需求较为一致的生物之间生态位也较为接近，但在群落复杂的空间结构中一般不会完全重叠，这样就缓和了种间竞争。
在群落内部的各种生物共同维护着群落内部的生态环境，群落内部的生物种类越多，生态条件越优越，环境也越稳定，这是种间互助的具体表现。
维持群落内部结构特征的主要非生物因素是阳光，温度和水分是从属于阳光的。
以森林生态系统为例，从上到下依次是：
乔木、灌木、草本、地被植物。
这种结构是由阳光引起的。
由于在不同的层次上植被类型的不同，栖息的动物也不同。
自主练习
1.什么是种群？
2.研究种群的数量变化规律，应该从哪几方面入手？
3.我们的研究能不能停留在种群水平上？
为什么？
答案：
1.生活在同一地点的同种生物的一群个体。
2.
（1）了解种群的特征；
（2）掌握调查种群数量的方法；
（3）找到种群数量变化的规律；
（4）分析引起种群数量变化的因素（出生率、死亡率、年龄组成、性别比例等）。
3.不能。
因为种群水平上的研究集中于种群的数量动态，而在自然界中，一个种群是不可能单独存在的，它必然与其他的种群通过种间关系紧密联系，共同维护生态系统的稳定状态。
群落的结构
一、教学目标
1.识别群落，说出群落水平上研究的问题。
2.描述群落的结构特征。
3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。
二、教学重点和难点
1.教学重点
群落的结构特征。
2.教学难点
从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。
三、课时安排
1
四、教学过程
〖引入〗以“问题探讨”引入，学生思考回答老师提示。
〖提示〗1.本讨论题关注池塘中的生物组成及其有序性，讨论池塘中的种群组成（群落结构），具体有多少个种群并不重要。
可以从肉食性鱼、植食性鱼、浮游动物、浮游植物、微生物等方面举例。
2.本讨论题关注池塘中生物之间的相互关系。
池塘中的肉食性鱼大量减少，一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。
随时间推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。
〖板书〗第三节群落的的结构
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落。
〖问题〗以“本节聚焦”再次引起学生的思考。
〖板书〗一、种群水平上研究的问题
〖学生活动〗阅读P71。
〖板书〗二、群落的物种组成
丰富度：
群落中物种数目的多少称为丰富度。
三、种间关系
〖学生活动〗阅读P72倒数第一段到P73，完成资料分析的“讨论”。
〖提示〗1.在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。
由于这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以同一种杆菌为食），当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。
但是，随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。
随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。
2.90多年的调查研究表明，猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。
例如，从1845年到1855年间，猞猁数量的增加导致雪兔减少；而雪兔的减少，又会造成猞猁减少，之后雪兔又大量增加。
从多年的调查看，雪兔和猞猁相互制约，使它们的种群数量保持在一定范围内波动。
3.雪兔是以植物为食，猞猁是以雪兔为食。
猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得植物→雪兔→猞猁之间保持相对稳定，而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定，因而整个群落可以处在相对稳定的状态。
4.资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用（竞争）；资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用（捕食）。
资料1相互作用的结果是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡。
资料2相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。
〖板书〗种间的关系（不同种生物的关系）包括竞争、捕食、互利共生和寄生等
①互利共生：
两种生物生活在一起，相互依赖互相从对方获利。
如：
豆科植物和根瘤；人和肠道细菌。
②寄生：
一种生物生活在另一生物体表或体内，对一方有利而对另一方有害。
如：
植物和菟丝子；噬菌体和病毒；绦虫和猪。
③竞争：
两种不同生物为争夺资源和空间而斗争。
如：
牛和羊，田里的水稻和杂草。
④捕食：
（斗争中最激烈的）一种生物以另一种生物为食。
如：
羊吃草，狼吃鹿。
二、种群的空间结构
〖学生活动〗阅读P74～P75。
1.垂直结构
2.水平结构
〖想象空间〗学生思考老师提示。
〖提示〗首先，要明白自然选择的要意是什么。
其次，要明白森林群落经垂直分层后，其中的植物种群在资源和空间的分配上有什么变化。
由此想像出通过自然选择，不同形态结构的森林植物在森林群落的空间分布上呈现垂直分层现象
〖探究〗学生阅读思考，师提示。
〖提示〗主要是取样和采集方式要进行改进。
根据调查水中小动物种类的不同，取样设备也不同，例如用网兜、瓶子等。
取样和采集时要考虑定点、定量等因素。
定点就是要选取有代表性的地点取样；定量就是每次取样的数量（例如一瓶、一网等）要相同。
〖小结〗见黑体字（板书）。
典型例题
生活在一个生物群落中的两个种群（a、b）的数量变化如图，下列判断正确的
A．a种群与b种群为捕食关系,a种群依赖于b种群
B．a种群与b种群为竞争关系,竞争程度由强到弱
C．a为S型增长,其增长受本身密度制约
D．b为J型增长,始终受到a种群的制约
解析根据题意，种群a随着时间的延续，种群数量在不断增加，达到K值时趋于平衡，呈现出“S”型增长曲线。
之所以不能无限增长，主要是种群数量的不断增加，种内斗争加剧而致。
种群b在前期不断增长，尚未达到K值就锐减，既不是“S”型、也不是“J”型增长曲线。
从曲线图分析推出二者不是竞争关系，因为开始时二者的数量同步增长了一段时间，排除竞争可能性；也不是捕食关系，捕食者与被捕食者之间呈波动的关系，且不同步，相差一个时间段。
从图中看不出二者之间的关系。
因此本题正确答案是C。
2019-2020年高中生物4.3《酵母细胞的固定化》教案新人教版选修1
【教学目标】
1、知道从酶到固定化酶技术，再到固定化细胞技术的发展过程以及生产中遇到的问题及固定化技术带来的巨大效益；
2、知道常用的固定化技术及适用范围，明确固定化技术的的应用原理，理解固定化细胞的具体步骤、会解释各种现象。
【教学重点、难点】固定化酶与固定化细胞的制备方法及优缺点
【教学方法】教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
【教学手段】多媒体
【课时安排】1课时
【教学过程】
温故知新，引出课题：
（1）说一说：
酶的概念、特性、影响酶活性的因素、应用
（2）加酶洗衣粉中常用的酶制剂有哪些？
这些酶能直接加入洗衣粉么？
（3）在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，请你归纳使用酶制剂的优点？
（4）酶制剂的使用有哪些缺陷？
师生归纳，小结：
酶制剂应用的缺陷：
（1）通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；
（2）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；（3）反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。
提出问题：
如果你是工程技术人员，你如何解决这些问题？
合作探究，解决问题：
资料探究1：
在应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题：
酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，提高了生产成本；反应后的酶会混在产物中，可能影响影响产品质量。
由于酶的分离与提纯有许多技术性难题，造成酶制剂来源有限、成本高、不利于大规模使用。
因此，酶在大规模生产中，使酶能反复使用，是很有经济价值的课题。
固定化酶的使用，推动了酶在生产上的应用。
固定化酶，就是将酶分子结合在特定的支持物上且不影响酶的功能。
用于固定酶的底物有琼脂糖、丙烯酰胺、藻酸钠等。
固定化酶技术的应用，一是可循环反复使用酶制剂。
据报道，在某些情况下可使用上千次，极大地降低生产成本。
二是在生产中，可通过离心法或过滤法把酶与反应液相互分开，在大规模的生产中所需工艺设备比较简单易行。
三是稳定性能好等。
固定化酶（ImmobilizedEnzyme）是20世纪60年代发展起来的—项新技术。
以往使用的酶绝大多数是水溶性的酶。
这些水溶性酶催化结束后，极难回收，因而阻碍了酶工业的进一步发展。
60年代后，在酶学研究领域内涌现出固定化酶。
它是通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶充分发挥催化作用；过去曾称其为水不溶酶或固相酶。
1953年德国科学家采用聚氨基苯乙烯树脂为载体，与胃蛋白酶、核糖核酸酶等结合，制成固定化酶。
1971年第一届国际酶工程会上正式建议采用固定化酶的名称。
阅读资料1，探究：
（1）解决上述问题的思路。
（2）什么是固定化酶？
（3）如果固定化酶制备成功，你觉得在生产上会带来哪些好处？
师生互动，解决问题。
过渡：
固定化酶能否制备成功呢？
我们来看看一个实例。
资料探究2：
高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。
作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。
高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化为果糖。
这种酶的稳定性好，可以持续发挥作用。
但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。
使用固定化酶技术，将这种酶固定于一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布有许多小孔的筛板。
酶颗粒无法筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。
生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
目前，利用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的规模已经超过了每年1000万吨。
阅读资料2，思考：
（1）高果糖浆的生产原理（写出反应方程式）
（2）葡萄糖异构酶的固定及生产流程（识图）（3）反应柱的优点（4）固定化酶技术的优点
师生互动，解决问题。
过渡：
那么如何来制备固定化酶呢？
自主学习：
阅读教材P52，思考：
（1）三种方法固定化酶的原理
（2）三种制备方法的优缺点
（3）判断下列3幅图分别代表哪类制备方法？
、、
师生互动，着重探讨三种制备方法的优缺点。
拓展视野：
固定化酶的应用
提出新的问题：
在生产实际中使用固定化酶技术有无不足?
可能在哪些方面存在不足？
如有不足，可怎么办?
对比学习：
固定化细胞技术
阅读教材P53，解决以下问题：
（1）参照固定化酶，给细胞固定化下个定义
（2）细胞固定化的常用方法
（3）固定化细胞技术有哪些优势？
（4）如果想把微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种技术？
如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？
（5）一般来说，酶更适合用吸附法和交联法固定，而细胞多采用包埋法固定，想想看为什么？
师生互动，解决问题。
课堂归纳，提炼升华：
直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？
拓展视野：
在英国曼彻斯特大学固定海藻球
课堂反馈，巩固提高：
（详见PPT）
附：
课堂导学案
课题：
制备与应用固定化酶
核心问题：
1、为什么要制备固定化酶和固定化细胞（技术诞生背景）
2、什么是固定化酶和固定化细胞？
3、如何制备固定化酶和固定化细胞？
4、固定化酶和固定化细胞有哪些应用？
导学提纲：
酶优点：
问题：
1、
2、
3、
设想：
固定化酶
定义：
实例：
高果糖浆的生产
优点：
制备方法：
应用：
1、高果糖浆的生产
2、新型青霉素的生产
3、测尿糖试纸
4、废水处理
问题：
设想：
固定化细胞
定义：
优点：
制备：
1、吸附法
2、包埋法
实践：
酵母细胞的固定化
结果分析与评价：
应用：
课后反思：
一、应突出学生在课堂上的主体地位
本节知识理论性较强，学生比较陌生，但学生关于酶的一些基础知识在必修教材种已比较熟悉。
在教学过程中，教师应很清楚地知道学生已形成的知识根底；要努力通过问题唤醒学生已有的知识，并产生新的问题；不要总不放心地重复学过的内容，那样不仅会挤占了学生阅读、分析、思考、讨论、联系的时间，还会分散学生的注意力，这样必然影响到教学效果。
二、要充分发挥教师的主导作用
在课堂教学过程中，学生究竟需要什么样的帮助，哪些问题看书能解决，哪些问题需要教师作分析引导，哪些问题要在比较归纳中得出，对这些问题教师是应该很清楚的。
所谓备课要备学生就在于此。
实践表明，教师的主导作用发挥的越充分，学生的主动性、创造性发挥的越好。
本课题中我围绕着从酶到固定化酶再到固定化细胞这根主线，逐步引导学生从已有知识开始到学习新的知识，教学效果比较明显。
三、引导探究应结合学生实际
在生物学教育中，要改变“重科学结论，轻探究过程”的模式，要以学生的探究活动为主线，倡导探究学习，使学生认识到产生科学知识必须依赖探究，让他们像科学家从事科学探究那样来学习科学，领悟科学探究的真谛。
这也是新课程大力提倡的。
要实现这一点，要求教师要再现知识的发生过程，变结论式教学为过程式教学。
英国学者贝尔纳在1939年就指出：
“如果学生不能够以某种方式亲自参加科学发现的过程，就绝对无法使他充分了解现有科学知识的全貌。
”学生与科学家的探究思维本质上是一致的。
学生在生物学学习中的探究与生物学家研究生物的科学探究有相似的特征，只不过“科学家是为了求知而探究，而学生探究是为了求知。
”科学探究要有一定的方法、策略去进行，具有一定的实践经验。
学生毕竟不是成人，更不是科学家，他们的探究方式是简单的，还需要教师去教、去引导，如在本节课中，对资料一和资料二中的问题探究，教师应把握深度，能循序渐进的引导，最后把问题的答案弄明白。
四、讲清概念仍是课堂教学中最基本方式
在生物教学过程中，灵活和综合运用各种学习方式和策略都是必要的，探究不是生物课堂教学唯一的学习方式。
必须看到的是，不是所有的生物课的学习主题都要用探究学习的方式来进行，对一些学习内容来说，教师用生动的语言、形象的比喻、活生生的事例讲清楚概念、机理和结论现象等内容，这是一名生物教师必须具备的能力。
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