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课题：生物多样性
上海市金山中学 陈红梅
一、设计思路
本课内容选自上海科技版《生命科学》第10章第1节“生物多样性及其价值”，本节内容教参安排6课时，其中知识讲授3课时，实验2课时，活动1课时。本节内容教材编写比较散，两个实验的时间安排不够合理，活动课时又明显不够。在通盘考虑的基础上，对教学内容进行了调整：第1课时主要介绍生物的多样性。第2课时做“模拟种群数量估计”的实验（此实验所需时间在15分钟左右，不必专门化一节课做。），介绍“植物物种多样性的调查”实验原理及调查方法。活动课时可增加为2-3课时，可以让学生走出校园，对上海的自然保护区进行实地考察，增加对保护区和生物多样性的感性认识，实践植物物种多样性的调查方法。最后再用1节课时间交流考察结果，了解生物多样性的价值。
本节课为调整后的第1课时，除遗传多样性的知识，还加入了物种多样性和生态系统多样性的内容，重点是帮助学生建立生物多样性的概念，理解生物多样性概念中的遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，重点介绍其中的遗传多样性。调整后，教学内容更系统，对生物多样性的三个层次理解更透彻，并将个体、种群、群落这些构成生态系统的单位与生物多样性的三个层次之间进行辨析和归类，构建完整的知识结构。教学时间更紧凑，为后面开展金山三岛海洋生态自然保护区考察留出足够的时间，提高教学效率。本节课知识内容难度不大，课前，以主题调研作业的形式布置学生调查身边遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性的现状，不仅帮助学生增加对身边生物多样性的感性认识，还增加了学生的实践体验，帮助学生感悟生命之美，激发学生热爱家乡的情感。通过补充一些课外知识来扩大学生的知识面，激发学生的学习兴趣，如介绍PCR技术原理及在DNA指纹、亲子关系鉴别、案件侦破中的作用等。通过袁隆平杂交水稻研究的事例，增强民族自豪感，培养学生保护遗传多样性的意识。通过对遗传多样性丧失可能造成的严重后果的讨论，来分析遗传多样性的意义，为进一步理解生物多样性的价值做好铺垫。
二、教学目标： 【知识与技能】
1、知道生物多样性的概念及三个层次。 2、知道遗传多样性的现象、实质和意义。 3、知道物种多样性、生态系统多样性的含义。
【过程与方法】
1、通过对生物多样性相关资料的收集、分析和归纳，锻炼主动获取信息和处理信息的能力。
2、通过小组调查身边生物多样性并在班级内汇报，培养团队合作精神和口头表达能力。
【情感态度与价值观】
1、体验遗传多样性的重要意义，形成保护遗传多样性的意识。
2、通过小组调查身边生物多样性的现状，感悟生命之美，激发热爱家乡的情感。
三、教学重点、难点： 【教学重点】
1、生物多样性的概念及层次。 2、遗传多样性的概念及实质。
【教学难点】
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生物多样性三个层次之间的关系。
四、教学准备：
1、布置调研主题：“感受身边的生物多样性现象”。
（1）课前1-2周，将班内同学分成几个小组，每一组利用双休日分别调研身边的遗传多样性、物种多样性或生态系统多样性的一个方面。
（2）将调研结果做成小组的调研PPT。
（3）由课代表对各组的调研结果进行评比，推选出优秀小组在课堂上进行交流。 注*：调研作业若要求不明确，检查不到位，学生准备不充分，则课堂交流汇报质量不高，影响教学效果。因此，课前的调研作业布置、检查、评比是关键。我校在生命科学教学中实施综合评价，每学期开展一次主题调研，主题调研成绩是综合评价的一项内容，计入综合评价总分，保证了主题调研的质量。课前，笔者给学生布置了如下的调研作业： 高二第二学期主题调研作业 调研主题：“感受身边的生物多样性现象” 生物多样性包含遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。在我们身边，只要我们留意，就能发现生物多样性现象。在水果店，我们能看到看到各种颜色、各种形状的苹果；在社区，我们能看到不同外形、不同毛色的宠物狗；在花店，我们能看到不同花型、不同颜色的菊花；在花鸟市场，我们能看到色彩斑斓的鹦鹉、千姿百态的金鱼；在田野，我们能看到籼稻、粳稻和糯稻，早稻、中稻和晚稻，米粒呈不同颜色的彩色稻……，这些就是遗传多样性现象。地球上物种数量巨大，你知道地球上动物、植物和微生物有多少种？我国有哪些特有的物种？你又认识我们金山区哪些特有的或有经济价值的物种？地球上的生态系统也是多种多样的，你知道主要有几种类型？我们上海和金山地区典型的生态系统类型有哪些？ 请你带着一双发现的眼睛，去观察自然界中同一物种内个体间的不同性状差异，用相机把它们拍摄下来，说明遗传多样性。通过查找资料和实地调查，用数据、图片或实物来说明物种多样性或生态系统多样性。 将调研结果制作成PPT，PPT内容和格式要求： 1、以前后两个座位的4位同学为一调研小组，推选一位组长，确定调研遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性中一个项目。 1）遗传多样性调研要求：确定某一个物种为调研对象，由组长分工开展调研，将调研过程用相机拍摄下来（要有同学正在开展调研的照片，有调研对象如不同苹果、不同宠物狗的照片）。 2）物种多样性调研要求：查找资料，用表格列出地球上主要类群的物种数量和我国动植物数量，搜索我国特有的一些珍稀动植物照片，采集我区有特色的或有较高经济价值的动植物实物。 3）生态系统多样性调研要求：查找资料，了解地球上的生态系统类型有多少种，每种类型要有配套的图片。调研我们上海和金山地区典型的生态系统类型，了解金山三岛自然保护区属于哪种生态系统类型。 2、由组长汇总大家的调研结果，并做成调研PPT。 1）PPT第1页要标明调研内容、班级和调研小组成员姓名。 2）PPT内容应按调研要求显示，要有相关的资料和小组调研过程的照片。 3）汇报时应有小组成员的调研感受（调研过程的愉悦或辛劳，对生命之美的感悟等）。 4）调研汇报的时间每组为3-5分钟。 3、调研PPT周日（4月26日）下午2点前上交，发在每个班级的公共邮箱内。 调研结果评比： 周日晚由课代表组织班内同学进行评价。根据小组制作的调研PPT质量，小组长在小组得分的基础上可加1－2分。 可编辑
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2、学生生物多样性PPT制作。
（1）每组根据调研内容，收集生物多样性某一方面的相关材料。 （2）制作成精美的PPT课件。
（3）每小组选取合适人选准备演讲内容。 3、教师课件制作，内容包括：
（1）中华绒螯蟹的背面、腹面观图片。 （2）PCR技术的原理及应用。 （3）对抗黄矮病的资料及图片。
（4）袁隆平利用雄性不育水稻作为原始母本培育杂交水稻的视频。 4、相关材料的准备。
（1）一大束各色的康乃馨。
（2）金山山阳田园种植的艺术南瓜和廊下现代农业园区种植的红掌。
五、教学过程：
教学内容 教师行为 学生行为 观赏PPT图片 倾听 教学说明 感受生活中的美，激发学习兴趣。 边用PPT展示千姿百态的生物图片，边讲导入新课 解：在我们居住的这个瑰丽的地球上，有着多姿多彩的迷人景色，生活着千姿百态的各种生物物种，有美丽的鲜花，花丛中的各色蝴蝶，供我们观赏的各种金鱼，等等。环境和环境中的这些生物共同构成了五彩缤纷的生态系统。 小组展示五一节前，布置大家开展“身边的生物多生物多样样性”主题调研，根据上交的主题调研作业，性调研结选出了几个优秀小组来向大家展示他们的调果 研结果。 1、生态系 统多样性 过渡：我们了解了生态系统的类型竟然有那么 多，而且也知道了生态系统是由无机环境和生 物群落共同构成的。下面，有请××小组展示2、物种多物种多样性的调研结果。 样性 主题调研汇报： 1、生态系统多样性： 介绍地球上多种多样的生态系统，几种典型的生态系统配以图片，重点介绍上海九段沙国家级湿地自然保护区和崇明东滩湿地及我们金山三岛（大金山岛、小金山岛、浮山岛）海洋生态自然保护区。 2、物种多样性： 介绍地球及我国物种的丰富度，PPT展示我国特有物种，观看我区山阳田园种植的艺术南瓜和廊下现代农业园区种植的红掌 生态系统多样性和物种多样性的知识内容较简单，学生通过自主查找资料了解生态系统的种类和物种多样性的现象，锻炼主动获取信息和处理信息的能力。调研并介绍上海和金山的生态系统类型及金山特色经济物种，可让学生更多地了解家乡，激发学生热爱家乡的情感。 可编辑
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3、遗传多样性 过渡：物种的多样性真是太丰富了，而且还有那么多的物种没有被发现，只要我们善于观察和思考，勇于实践，说不定哪天一个新物种命名人是你。 同一物种内的每一个个体是否相同呢？介绍康乃馨作为母亲节礼物的由来，给同学欣赏各色的康乃馨。这束康乃馨中的每一朵都是各不相同的，也就是说，同一物种内各个体间都存在着性状差异，这就是遗传的多样性。只要我们留意，就能发现生物物种的遗传多样性现象。下面，有请××小组给我们介绍他们调研的遗传多样性。 阅读：广角镜中品种的概念。 了解：即使是同一品种内的每一个个体间的性状也是各不相同的，它们的不同是由于基因的不同而造成的，基因的不同又构成了基因型的不同。 知道：遗传多样性的概念和含义。 生物多样建立生物多样性概念：板书生物多样性概念中性的概念 的遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性的相互关系，帮助学生理解生物多样性的概念及三个层次。 过渡：遗传多样性是物种多样性和生态系统多种群性状样性的基础，也是我们今天重点讨论的内容。 差异 介绍：种群和群落的概念。 等家乡经济物种。 3、遗传多样性： 其中，有的小组到公园、街头拍摄了不同花色的杜鹃等花卉，有的小组到廊下扶郎花生产基地实地调研了扶郎花的生产及不同品种，其中一个小组的成员到开宠物店的亲戚家中拍摄了很多可爱的宠物狗的照片，还到养狗的英语老师家中拍摄了训狗的录像。当看到这么多形态各异、憨态可掬的狗狗照片和录像时，同学们显得非常的惊奇和兴奋。 评选出的优秀小组课前作了充分的准备，当学生上台交流自己的调研结果时，其成就感和荣誉感油然而生， 倾听、思考 鼓励学生善于观察、勇于探索。 因上课时间为母亲节前后，一束各色康乃馨即可让学生感性地理解遗传多样性的含义，又能渗透亲情教育。 增加学生对身边遗传多样性的感性认识，通过实践体验，帮助学生感悟生命之美，提高他们的小组合作意识和口头表达能力。 通过主题调研，充分发挥学生的学习主动性，培养了学生观察能力、合作能力、交往能力、课件制作能力和口头表达能力，在调研的过程中，学生对生物多样性的感受很深，比老师讲解的效果好多了。 帮助学生对概念的建构和理解。 介绍相关的概念，使学生能理清生物多样性三个层次与种群、群落、生态系统三个层次间的相互关系，帮助学生建构和辨析概念。 观察图片，根据课本对中华绒螯蟹长江水系种群、辽河水系种群、瓯江水系种群的性状对比，区分图片出示的中华绒螯蟹属于何种水系 可编辑
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出示：PPT显示中华绒螯蟹的背面、腹面观图片。 分析：中华绒螯蟹三个种群的性状差异 。 提高学生识图能力和语言表达能力。 设问：不同种群的中华绒螯蟹在形态上是有区 别的，造成他们它们不同的实质是什么呢？ 遗传多样 性的实质 追问：生物个体间的存在的性状差异，是不是都是因遗传物质的改变造成的呢？ 单眼皮割成双眼皮后，其性状发生了改变，这样的性状能遗传吗？有人是天然卷发，这样的性状能遗传给后代吗？如果烫发后的卷发性状能遗传吗？ 复习：导致遗传物质发生变化而引起性状改变的变异是可遗传的。可遗传的变异主要有哪几类？ 分析：基因突变和基因重组，可以在有限数量的基因基础上，产生很多不同的基因型和表现型。 设问：我们怎样从分子水平上检测遗传的多样 性呢？ 方法一：聚合酶链反应（PCR），最简便的方法 遗传多样PPT介绍： PCR技术的产生、原理、应用。 性的检测 用PCR技术，将不同种群的中华绒螯蟹的某DNA片段经扩增后进行比较，如教材表10-2，某DNA片段在种群间的相似性都在85%以下，也就是说它们的DNA之间存在了15%以上的不同。这说明了什么？ PCR技术在法医物证上的应用：出示杭州西湖一起杀人分尸案侦破案例。 设问：你知道PCR技术还有哪些用途？ 思考并回答造成个体之间存在性状差异的原因是遗传物质的改变。 学生进一步思考，根据老师列举的例子，理解仅仅是由环境或人为因素引起而没有基因改变的性状差异，是不遗传变异。 复习回顾并回答：可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体畸变。 思考 启发学生复习回顾遗传的相关知识，分析遗传多样性的实质。 在追问中引发学生的进一步思考，通过一些实例，帮助学生真正理解什么是不遗传变异。 注意新旧知识的联系，帮助学生理解遗传多样性的实质。 引发学生积极思考。 扩大知识面，提高学习兴趣。 提高学生分析问题的能力。 联系具体案例，吸引了全体学生的注意力，激发学生强烈的求知欲望。 以头脑风暴的形式，引发学生积极思考，感受生命科学知识广阔的应用前景。 思考 倾听、了解 分析、回答：中华绒螯蟹不同种群间的遗传信息不同，存在着遗传多样性。 了解PCR技术在法医物证上的应用。 根据了解回答：亲子关系鉴别、物种鉴别、病毒检测、转基因动植物等生命科学、医药、农业科学等许多领域都用到PCR技术。 可编辑
“生物多样性”一节的教学设计
