以新疆棉花为背景的高三生物复习课设计

2021-10-31徐小莉

中学课程辅导·教学研究 2021年23期

关键词：高尔基体棉纤维纤维素

◎ 王玺徐小莉

新课程标准强调学科核心素养。其中的社会责任,指的是让学生应用生物学的认识,对社会事件作出理性的解释判断。新疆棉花是国际优质棉花,主要成分是纤维素。我们深挖相关知识点,引起学生关注并讨论,增强学生的爱国主义情怀,夯实生物学基础。

一、教学目标

(1) 通过了解新疆棉花事件的相关资料,在参与社会议题的过程中,形成正确世界观和必备品格。

(2) 通过开展棉纤维对棉花植物有何积极意义的主题交流,帮助学生树立进化与适应观。

(3) 通过开展如何从生物学原理提高棉花产量的主题交流,发展学生的科学思维,锻炼学生的表达能力。

二、教学过程

1.棉纤维对棉花植物有什么积极意义吗?

教师补充基本常识:一根棉纤维就是一个植物胚珠表皮细胞经过伸长加厚细胞壁而成[1]。由此引导学生根据所学知识大胆发言,同学们普遍认为:①棉纤维可以阻挡小虫子的采食;②棉纤维增加浮力,有利于随风携种子散播各处,增加繁衍概率等。然而也有学生反驳:棉花纤维非常浓密,很难随风飘散。教师引导学生:今天的棉花拥有浓密的纤维,一定意味着过去的棉花都很稠密吗? 学生思考作答:是自然选择的作用,拥有稠密纤维的棉花可以有效保护种子,从而更能适应环境生存下来。有学生继续反驳:这里的自然选择远没有人工选择的影响大,是人类偏好浓密的棉花,才优选出今天的优质棉,对棉花本身的生存来说,拥有致密的纤维未必具有很强的生物学积极意义。

学生们认识事物的角度和方式各不相同,在“你一言我一语”的讨论中,能够让他们发散思维、集思广益,还能充分训练学生的批判思维能力。

2.棉纤维的主要成分是纤维素,能不能作为人类的能源物质?

教师补充历史知识:著名抗日英雄杨靖宇是杰出的共产主义战士,伟大的民族英雄,东北抗日联军的创建者和领导者之一,是妇孺皆知的具有传奇色彩的抗日民族英雄[2]。学生被他的红色精神深深地感染。这里提出问题:人类能否消化纤维素,原因是什么? 学生答:人体内缺少纤维素分解的酶。教师再请学生以纤维素为中心,发散思维,提出相关知识点。学生从以下三个方面进行了发散和归纳:①纤维素的基本组成:纤维素是植物常见的多糖,结构的基本组成单位是葡萄糖;②纤维素的来源:与纤维素合成有关的细胞器是高尔基体;③纤维素的作用:与果胶共同参与构成植物细胞壁。

教师在此基础上设问:如果干扰正在分裂的植物细胞中的高尔基体功能,可能会出现何种后果? 为什么? 学生思考作答:植物细胞依赖高尔基体参与合成的细胞板(纤维素) 来分割子细胞。如果破坏高尔基体,则可能出现双核细胞。

3.生长在新疆的棉花,为什么品质更优? (从光合作用角度思考)

学生知道新疆地区昼夜温差大,白天温度高,促进光合作用,晚上温度很低,抑制呼吸作用,从而积累更多的有机物。

4.棉花田为什么要合理密植,才能保证产量?

学生交流作答:单位面积的农田中,若种植密度过大,植物叶片相互遮挡,所接受光能的面积并未增加,光合总量并未增强;教师继续追问:你们考虑的是有机物的来源,有机物的消耗是否与此有关? 学生补充:所有活细胞都会进行呼吸作用,因此单位农田的呼吸量总增加,导致净光合减少,由此可见合理密植的重要性。

5.从能量流动和种间关系角度考虑,如何保证产量?

教师还可以从能量的输入和输出的角度引导学生思考如何保证棉花产量。学生很快联想到要定期除去田中的杂草,确保棉花植物接受更多的光能照射,保证能量的充分输入;另一方面要减少食棉虫的数量,防止能量过多地流向下一级,造成损失。

6.利用何种育种手段,提高棉花品质?

学生想到通过杂交育种,将多种优良性状集于一株;当人们获得了优质品系,还可以利用植物组织培养技术,快速实现扩大培养。

7.利用转基因技术,提高棉花抗虫力

教师补充:人类在苏云金芽孢杆菌内发现一种抗虫基因,可以指导某种BT 蛋白的合成。虫子吃了这种蛋白质,在碱性肠道中分解成有毒的活性肽,并与肠道细胞表面特异性受体结合,导致细胞穿孔破裂,改变细胞内的渗透压,从而使虫子死亡。提问:人类若误食苏云金芽孢杆菌的BT 蛋白,会不会导致肠穿孔? 学生讨论作答:①该蛋白质在人类酸性的肠胃环境中会变性失活,那么被消化酶水解的产物也不具有活性;②人体肠道细胞膜表面没有特异性受体。

利用基因工程技术将抗虫基因导入棉花细胞,使棉花具有抗虫特性,询问学生此技术的原理是什么? 具有怎样的优点? 学生作答:基因工程属于广义的基因重组,其优点是克服远缘杂交不亲和障碍。