二、簡答題(本大題共2小題,每小題15分,共30分)
26.神經(jīng)調(diào)節(jié)的過程中,受刺激產(chǎn)生的興奮可以沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo),還會(huì)在突觸的部位傳遞到別的神經(jīng)元或效應(yīng)器細(xì)胞。科研人員以大鼠神經(jīng)元為材料,研究細(xì)胞外ATP對(duì)突觸傳遞的作用。
問題:
(1)突觸傳遞的過程,常被描述為“電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)→電信號(hào)”。突觸前神經(jīng)元上的興奮傳遞至突觸小體,引起神經(jīng)遞質(zhì)釋放,并與突觸后膜上的_______結(jié)合,引起突觸后膜的電位變化。(3分)
(2)Glu是大鼠神經(jīng)元釋放的一種遞質(zhì),科研人員用Glu+ATP處理離體培養(yǎng)的突觸后神經(jīng)元,檢測到突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生的電位變化與用Glu處理無差異。由此推測_______。(3分)
(3)科研人員分別用ATP處理離體培養(yǎng)的大鼠突觸前神經(jīng)元,用Glu受體抑制劑處理突觸后膜,檢測突觸后膜電位變化,結(jié)果如圖9所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,ATP對(duì)突觸傳遞具有_______作用。(3分)
(4)科研人員給予突觸前神經(jīng)元一個(gè)電刺激時(shí),能夠引起細(xì)胞膜上Ca2+通道的開放,Ca2+流入細(xì)胞,使突觸小泡與突觸前膜融合,釋放遞質(zhì)。由圖10所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,ATP能夠_______。(3分)
(5)綜合上述結(jié)果可推測,細(xì)胞外ATP影響神經(jīng)元之間信號(hào)傳遞的作用機(jī)制是_______。
(3分)
27.小葉章是一種多年生草本植物,入侵某生態(tài)系統(tǒng)后形成植被景觀明顯不同的“斑塊”??蒲腥藛T采用樣方法對(duì)小葉章入侵后形成的“斑塊”進(jìn)行群落調(diào)查,結(jié)果如下表。
問題:
(1)調(diào)查結(jié)果顯示,小葉章入侵后,“斑塊”的群落豐富度——(填“增加”“減少”或“不變”)。(3分)
(2)以相鄰的本地群落中篤斯越桔、牛皮杜鵑為對(duì)照組進(jìn)行分析,隨著入侵程度的加深,_______逐漸消失,_______種類明顯增加,且植株的總體高度增加。(6分)
(3)在小葉章不同入侵程度下,群落的_______空間結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化,表明小葉章入侵會(huì)使群落發(fā)生演替,這種群落演替的類型為_______。(6分)
三、材料分析題(本大題共2小題,每小題20分,共40分)閱讀材料,并回答問題。
28.材料:
問題:
(1)上述材料中,教師在展示地衣圖片時(shí),圖片中必須包括哪些信息?(5分)
(2)簡要分析該教師是如何幫助學(xué)生形成初生群落演替這一概念的。(15分)
29.材料:
問題:
(1)分析兩個(gè)案例中教師教學(xué)的突出特點(diǎn)。(10分)
(2)為達(dá)成教學(xué)目標(biāo).案例1和案例2分別采用了什么具體的教學(xué)策略?(10分j
四、教學(xué)設(shè)計(jì)題(本大題共1小題,30分)
30.閱讀下列材料,按要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)。
要求:
(1)利用所提供的儀器和材料,設(shè)計(jì)“探究洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的平均細(xì)胞液濃度”的實(shí)驗(yàn)步驟。(10分)
(2)教師擬引導(dǎo)學(xué)生分組設(shè)計(jì)和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)方案。請寫出相關(guān)教學(xué)思路(包括數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié))和具體的數(shù)據(jù)處理方法。(20分)
26.【答案】
(1)神經(jīng)遞質(zhì)受體
(2)ATP對(duì)突觸后神經(jīng)元的電位變化無作用
(3)抑制
(4)抑制細(xì)胞膜上的Ca2+通道開放,從而使Ca2+內(nèi)流受阻
(5)抑制突觸前神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì),進(jìn)而抑制突觸傳遞
解析:(1)在突觸傳遞過程中,突觸前神經(jīng)元上的興奮傳遞至突觸小體,突觸小體與突觸前膜結(jié)合,引起神經(jīng)遞質(zhì)釋放,神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的神經(jīng)遞質(zhì)受體結(jié)合,從而將興奮由突觸前神經(jīng)元傳遞至突觸后神經(jīng)元。
(2)用Glu+ATP處理離體培養(yǎng)的突觸后神經(jīng)元與用Glu處理離體培養(yǎng)的突觸后神經(jīng)元相比,電位變化無差異,說明ATP對(duì)突觸后神經(jīng)元的電位變化無作用。
(3)用Glu受體抑制劑處理突觸后膜,突觸后膜不能接受來自突觸前膜的興奮,抑制了興奮的傳遞。用ATP處理突觸前神經(jīng)元,突觸后膜的電位變化與對(duì)照組相比,電位變化減弱了,說明ATP對(duì)突觸傳遞具有抑制作用。
(4)由圖l0可知,用ATP處理后,Ca2+通道電流相對(duì)值減小,說明Ca2+濃度變小,流入細(xì)胞的Ca2+減少,可推測出Ca2+通道的開放受ATP的抑制。
(5)由(4)可知,ATP可以抑制Ca2+通道開放,進(jìn)而使流入突觸前神經(jīng)元的Ca2+減少。而Ca2+又能使突觸小泡與突觸前膜融合,釋放遞質(zhì)。綜上可知,ATP通過抑制突觸前神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì),進(jìn)而抑制突觸傳遞。
27.【答案】
(1)增加
(2)灌木;多年生草本
(3)垂直和水平;次生演替
解析:(1)由表格數(shù)據(jù)可以看出,無小葉章入侵時(shí),樣方群落內(nèi)只有兩種灌木,隨著入侵程度的增大,植物的種類變多,即群落的豐富度增加。
(2)表格數(shù)據(jù)顯示,隨著小葉章入侵程度的增加,群落內(nèi)的篤斯越桔與牛皮杜鵑數(shù)量逐漸減少,最終消失,而群落內(nèi)的大白花地榆、高山烏頭等植物增多,即灌木逐漸}肖失,多年生草本植物種類明顯增加。
(3)群落的空間結(jié)構(gòu)分為垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。垂直結(jié)構(gòu)指群落在垂直方向上的分層現(xiàn)象。水平結(jié)構(gòu)指群落中的各個(gè)種群在水平狀態(tài)下的格局或片狀分布。小葉章入侵后,在多年生草本取代灌木的過程中,植被的高度由低到高,且生態(tài)系統(tǒng)形成植被景觀明顯不同的“斑塊”,說明群落的垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化。群落的演替分為初生演替和次生演替。初生演替指在一個(gè)從來沒有植被覆蓋的地面,或者原來存在過植被,但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。例如在火山巖、冰川泥上發(fā)生的演替。次生演替指在原有植被雖已不存在,但原有土壤條件基本保留,甚至還留下了植物的種子或其他繁殖體(如能發(fā)芽的地下莖)的地方發(fā)生的演替。例如在火災(zāi)過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進(jìn)行的演替。題中的演替發(fā)生前,地面上已有植被覆蓋,屬于次生演替。
28.【參考答案】
(1)教師展示地衣的圖片是為了向?qū)W生說明裸巖上可以生長植物,并能發(fā)生群落演替。因此,教師展示的地衣圖片必須包括地衣的生活環(huán)境、地衣的形態(tài)結(jié)構(gòu)、其他生物以及文字說明,說明地衣就是生長在裸巖上的,地衣是藻類和真菌共生而成,可以為其他生物的生長提供條件。
(2)材料中的教師通過以下方式,幫助學(xué)生形成了初生群落演替的概念。
①教師向?qū)W生提供了有代表性的事實(shí)來支撐提出的概念。教師在學(xué)生無法理解裸巖上的演替時(shí),向?qū)W生呈現(xiàn)了地衣的圖片,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)與初生演替相關(guān)的概念,如裸巖、地衣等。另外,教師還結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),在后續(xù)的問答過程中幫助學(xué)生獲得概念支撐。
②教師通過對(duì)事實(shí)的抽象和概括,幫助學(xué)生建立生物學(xué)概念,并以此來建構(gòu)合理的知識(shí)框架。材料中,教師以引導(dǎo)學(xué)生畫四格漫畫的形式,通過一系列的提問,幫助學(xué)生了解初生演替在不同階段的特征,層層遞進(jìn),化抽象為具體,使學(xué)生掌握初生演替的過程。
③幫助學(xué)生消除錯(cuò)誤概念,建立科學(xué)概念。材料中,學(xué)生開始認(rèn)為“裸巖上不能長東西”,教師通過科學(xué)概念的建立,幫助學(xué)生消除了這一錯(cuò)誤概念。
綜上所述,該教師組織學(xué)生合作學(xué)習(xí),通過四格漫畫的繪制,幫助學(xué)生形成了初生群落演替的概念。
29.【參考答案】
(1)案例1、案例2中的教師均以學(xué)生為中心開展教學(xué)活動(dòng),體現(xiàn)了“以人為本”的教育理念。
案例1中,教師變“教學(xué)”為“導(dǎo)學(xué)”,首先組織學(xué)生課前學(xué)習(xí)相關(guān)的概念,了解相關(guān)的理論知識(shí),接著組織學(xué)生去鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院檢驗(yàn)科進(jìn)行學(xué)習(xí),設(shè)身處地地感受生物學(xué)與社會(huì)實(shí)際的聯(lián)系。這一教學(xué)活動(dòng)可以無形地提高學(xué)生的“科學(xué)素養(yǎng)”,重視學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn),能夠使學(xué)生更加直觀地理解相應(yīng)的生物學(xué)知識(shí)。此外,該教師在課堂上組織學(xué)生開展大討論的合作學(xué)習(xí),尊重了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,將課堂還給學(xué)生,這符合新課標(biāo)“以人為本”的基本理念。
案例2中,教師在教學(xué)活動(dòng)開始之前,組織學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),自主探究體溫的日變化規(guī)律,進(jìn)而組織、引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)出相關(guān)的結(jié)論。教師通過引導(dǎo)學(xué)生自主探究來獲得知識(shí),不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力;在課堂上,教師組織學(xué)生合作學(xué)習(xí),共同得出“生物體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制”,達(dá)到學(xué)習(xí)效果的最優(yōu)化。
(2)案例1中,教師組織學(xué)生到鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院檢驗(yàn)科參觀學(xué)習(xí),讓他們聽醫(yī)生介紹各種疾病引起的對(duì)應(yīng)指標(biāo)參數(shù)的變化的案例,學(xué)生聯(lián)系社會(huì)實(shí)際,更深刻地領(lǐng)悟生命健康的重要性,并養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣,體現(xiàn)了科學(xué)一技術(shù)一社會(huì)(STS)的教育教學(xué)策略。教師組織學(xué)生開展合作學(xué)習(xí),開展健康大討論,體現(xiàn)的是合作學(xué)習(xí)策略。
最后,教師和學(xué)生共同歸納出內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件,體現(xiàn)了講授教學(xué)策略。
案例2中,教師組織學(xué)生分組討論、分組實(shí)驗(yàn),采用的是合作學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。教師讓學(xué)生討論總結(jié)人體體溫變化規(guī)律,進(jìn)行“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”的探究活動(dòng),體現(xiàn)了探究學(xué)習(xí)教學(xué)策略。
30.【參考答案】
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①將0.3g/mL蔗糖溶液用清水稀釋成濃度分別為0.05 g/mL、0.1 g/mL、0.15g/mL、0.2 g/mL、0.25g/mL的蔗糖溶液,將這些溶液按照濃度高低依次裝入寫有編號(hào)的5支試管中。
②制作多個(gè)洋蔥鱗片葉外表皮的臨時(shí)裝片。
③在低倍鏡下觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中紫色中央液泡的大小以及原生質(zhì)層的位置。
④在洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片的一側(cè)滴入不同濃度的蔗糖溶液(從高濃度開始),在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引,如此反復(fù)多次,使蓋玻片下面的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞完全浸潤在蔗糖溶液中。
⑤在低倍鏡下觀察不同蔗糖濃度下細(xì)胞中央液泡和原生質(zhì)層的變化程度,確定洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞細(xì)胞液濃度所在的大致區(qū)間。
⑥在確定的大致濃度區(qū)間中再次細(xì)化蔗糖溶液的濃度梯度,并利用稀釋的方式進(jìn)行配制,配制完成之后重復(fù)步驟④。
⑦用低倍顯微鏡觀察不同蔗糖濃度下細(xì)胞中央液泡和原生質(zhì)層的變化程度,找出的液泡變化的臨界值,就是洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的平均細(xì)胞液濃度。
(2)教學(xué)思路:
①提出問題
根據(jù)已知條件“洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞浸泡在0.3 g/mL的蔗糖溶液中時(shí),能夠觀察到明顯的質(zhì)壁分離現(xiàn)象”,引導(dǎo)學(xué)生回答出洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的平均細(xì)胞液濃度一定小于0.3g/mL。
追問:采用什么樣的方法能夠在0~0.3 g/mL范圍內(nèi)更加準(zhǔn)確地判斷出細(xì)胞液的平均濃度?
預(yù)設(shè)學(xué)生:洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞浸泡在蔗糖溶液中,液泡大小不發(fā)生明顯變化時(shí)的蔗糖濃度近似于細(xì)胞液的濃度??梢岳貌煌瑵舛忍荻鹊恼崽侨芤禾幚硌笫[鱗片葉表皮細(xì)胞,從而找到該細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象的臨界濃度。
②組織學(xué)生分組討論
讓學(xué)生分組討論問題:如何設(shè)置蔗糖溶液濃度梯度?
③教師與學(xué)生共同確定實(shí)驗(yàn)方案
先預(yù)設(shè)一組濃度間隔較大的蔗糖溶液,即濃度分別為0.05 g/mL、0.1 g/mL、0.15 g/mL、0.2 g/mL、0.25 g/mL的溶液。將洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞依次浸泡在濃度由高到低的蔗糖溶液中,觀察液泡的變化,從發(fā)生質(zhì)壁分離到不發(fā)生質(zhì)壁分離或開始吸水,以確定洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞細(xì)胞液濃度所在的區(qū)間。在以上區(qū)間繼續(xù)設(shè)置濃度梯度較小的蔗糖溶液,利用同樣的方法觀察,確定洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞細(xì)胞液的近似濃度。
④確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄方法
教師提出問題:剛才我們說觀察液泡在不同溶液中的變化,我們怎么記錄這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢?把我們看到的細(xì)胞形態(tài)畫出來嗎?
學(xué)生討論,教師最后與學(xué)生共同總結(jié)出記錄方案:設(shè)計(jì)一個(gè)表格,在不同濃度的溶液下,用“+”的多少表示細(xì)胞質(zhì)壁分離的程度,用“0”表示細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相當(dāng),用“一”的多少表示細(xì)胞吸水膨脹的程度。
⑤執(zhí)行實(shí)驗(yàn)方案
按照討論時(shí)的分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小組成員自行分配各自的任務(wù),或制作切片、或觀察、或記錄結(jié)果。教師引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。
學(xué)生分組執(zhí)行實(shí)驗(yàn)方案并在如下表格中記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,教師巡視,觀察指導(dǎo)。
⑥數(shù)據(jù)分析與處理
該實(shí)驗(yàn)中會(huì)存在一些誤差,包括實(shí)驗(yàn)材料本身細(xì)胞液濃度有差別,每組學(xué)生配置的溶液濃度會(huì)存在不可避免的誤差,學(xué)生觀察時(shí)主觀上的差異等。因此,在誤差范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)可以保留。若有的小組記錄的結(jié)果與其他小組相差較大,應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生分析可能的原因,但他們組的數(shù)據(jù)不能計(jì)入全部數(shù)據(jù)內(nèi)。最后,將各組測得的細(xì)胞液濃度綜合在一起,計(jì)算出的平均值就是洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的平均細(xì)胞液濃度。本實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理方法為列表取平均值法。
⑦表達(dá)與交流
教師引導(dǎo)學(xué)生完成如下問題:根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)能夠得到什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論?從實(shí)驗(yàn)過程中的細(xì)胞變化確定洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的平均濃度的原理是什么?
讓各小組將本小組探究過程中存在的疑問與其他小組交流。
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