教学课程资源库 更多>>

关键词： 初中生物学   核心概念   学习进阶   植物的生活  

摘要： 生物学是以丰富的生物学知识为载体,注重探究和实践,反映自然科学本质的一门课程。在《义务教育生物学课程标准(2022年版)》中明确了生物学课程功能,要求课程设计要能提升学生的科学素养,培养学生科学思维的习惯,以核心素养为宗旨,内容聚焦大概念,切合学生的认知特点,优化内容体系,使学生在理解概念的基础上,应用生物学概念,最终实现小学阶段与初中阶段和高中阶段学习的有效衔接。学习进阶符合学生认知思维的发展路径,能够搭建起从低水平到高水平理解的桥梁。核心素养的培养依赖核心概念,将学习进阶与核心概念相结合,构建基于核心概念的进阶,帮助学生建构良好的知识体系,促进学科知识的迁移。本研究选择初中生物学教材中“植物的生活”这一主题,基于该主题的核心概念构建学习进阶假设,进行学习进阶实证,修正学习进阶假设并进行教学设计以及学习进阶的实践研究,主要研究结果如下:(1)通过分析人教版七年级上册生物学教材和2022年版义务教育生物学课程标准,提炼出“植物的生活”主题下的三个核心概念,分别是:绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长、开花、结果与死亡等阶段;植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动,获取养分,进行物质运输,参与生物圈中的水循环;植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量,有利于维持生物圈中的碳氧平衡。(2)通过分析《义务教育小学科学课程标准》以及梳理小学科学教科书的相关内容确定学习进阶起点,在此基础上通过对“植物的生活”主题下的三个核心概念进行剖析,构建出该主题下“七维度四水平”的学习进阶假设。(3)以赤峰市某初中学生为测试对象,通过对测试题的正确率和集中度进行定量分析,检验并调整学习进阶假设,最后以全景图的形式呈现出修正后的学习进阶。(4)基于学习进阶的教学设计模型,以《绿色植物与生物圈的水循环》一节课为例设计教学过程,将构建的核心概念2的学习进阶图应用到教学实践中,并通过课后教师访谈获得反馈,开发出教学案例。根据以上研究结果,学习进阶应体现在中学生物学的教学设计与学业评价中,以期提升学生的学科核心素养。

关键词： 探究实践能力   初中生物学   教学实践  

摘要： 随着经济社会的发展,为了全面落实习近平总书记关于培养担当民族复兴大任时代新人的要求,教育部在2022年印发了《义务教育生物学课程标准》,从有理想、有本领、有担当三个方面明确了初中生物学课程的性质和定位,提出发展初中学生的核心素养,着重培养中学生的生物学探究实践能力。为了将初中新课标所提出这一育人要求落实到生物教学实践中,本文着眼于一线教学,开展提高学生的探究实践能力的教学实践研究。 本文通过研读相关文献和大量生物教学案例,归纳总结探究实践能力的内涵,要素,以及国内外关于培养学生探究实践能力的研究进展,对探究实践能力进行了界定。本研究围绕以下3个方面开展:一是通过学生问卷调查和教师访谈了解学生探究实践能力的培养现状,发现初中学生的探究实践能力水平较低。学生问卷调查中反应出学生提出问题的能力最弱,教师访谈中了解到学生制定计划和实施计划的能力较弱,这与学生探究实践能力前测所表现出的结论一致;二是针对调查和访谈发现的问题,提出了培养学生探究实践能力的教学策略,包括但不限于激发学生的探究兴趣,改进和创新教材中的实验,“开齐开足开好”实验教学,小组探究式教学,丰富课外探究实践活动,及时对学生探究过程进行积极评价,维持学生的探究动机等;三是基于提高学生探究实践能力,以“生物圈中的绿色植物”的教学内容进行教学设计和实践,通过在实验班和对照班运用教学策略开展教学实践,最终测评学生探究实践能力所发生变化,结果发现实验班学生的探究实践能力显著高于对照班学生,其中实施计划的能力和表达交流的能力提高最为明显,说明这些教学策略有利于提高学生的探究实践能力。 本研究不仅丰富了初中生物学关于培养学生探究实践能力的理论,也可为初中生物的一线教师在教学中培养学生探究实践能力提供参考。但本研究存在教学实践时间短,教学内容范围窄的不足,今后还需用更长的时间进行教学实践研究,并选择初中生物的其他教学内容进一步开展研究。

关键词： 深度学习   教学实践   初中生物学  

摘要： 深度学习旨在提升学生动机与态度、批判与理解、迁移与应用、总结与反思能力,因其能够很好地顺应全球教育改革的发展趋势,且符合我国全面深化课程改革的需求,这些年备受关注。目前初中生物学的学习存在碎片化、机械化的浅层学习状态,深度学习可以有效的改善这种现象,可利用生物学教学提高学生的深度学习水平,从而促进学生学会学习,实现学生的自我发展。基于此,研究尝试在初中生物学教学中,通过单元整体教学设计,开展促进学生深度学习的教学实践研究。研究首先通过文献查阅,梳理了不同维度有关深度学习的相关文献,分析了相关研究理论,确定了研究的思路与方法,为本研究奠定了理论基础。随后,研究采取学生问卷调查对初中生生物学深度学习现状进行了调查,发现学生深度学习水平不高,主要表现在学生生物学学习的动机和学习的态度有待增强;学生批判性思维不明显、生物学理解分析能力有待提升;学生迁移知识能力和应用知识能力急需提升;学生总结、构建知识能力较弱,对自身的反思有待加强。基于此,研究参考郭华教授基于深度学习教学的实践模型,进行了人教版七年级第三单元“生物圈中的绿色植物”的教学设计,并在任教班级中开展了教学实践。在实践中及时收集学生反馈,不断反思完善基于深度学习的初中生物学教学设计。实践结束后,通过学生访谈、学生问卷、单元测试卷等方式对实践教学的效果进行了评估。结果表明:学习者的动机与态度得到了提升、学习者的批判与思维能力得到了培养、学习者的迁移与应用能力得到了提升、学习者的反思与总结能力得到了发展,初中生进行深度学习需要在教师引导下进行。最后,对研究进行了反思,期待为初中生物学教师通过教学实践促进学生的深度学习提供参考。

关键词： 氮缺乏   α-酮戊二酸   胁迫响应机制   谷子   雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)  

摘要： 氮缺乏会导致植物生长缓慢甚至死亡,是作物产量提升的重要限制因素。因此,如何提高作物的抗逆性对稳产和高产至关重要。α-酮戊二酸(α-k etoglutaric acid,OG),作为三羧酸循环(TCA)中的代谢产物,维持植物体内碳氮的平衡并在生长过程中直接影响光合产物的形成、转化、吸收及蛋白质合成等。OG调控植物生理代谢的机制,以及施用外源OG是否能够提高植物非生物胁迫的抗逆性还未见详尽报道。本文选择耐贫瘠的作物谷子和对氮素敏感的低等植物雨生红球藻作为研究对象,研究外源α-酮戊二酸在氮缺乏对植物生长的影响及其作用机理。主要研究结果如下:1.在正常(CK)、高光(HL)、氮缺乏(ND)和高光-氮缺乏双重逆境(HL-ND)下,检测雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)细胞生长和虾青素AST(Astaxanthin)积累参数以评估外源OG的生理效应。结果显示:添加OG显著缓解HL、ND和HL-ND胁迫对细胞生长的抑制作用,培养至6 d的生物量分别为0.58、0.53和0.38 g/L,是未添加组的2.0倍。添加OG显著促进AST积累。培养至6d,在HL、ND和HL-ND下,AST含量分别达到13.62、19.51和28.29 mg/g,是未添加组的2.39、1.16和1.35倍。同时在胁迫条件下,添加OG有效提高单位细胞中AST含量。最大单位细胞AST含量分别出现在HL和HL-ND条件下,达到53.72和60.58 pg/cell,是对照的3.09和2.83倍。结果证实外源OG可减缓HL、ND和HL-ND胁迫对红球藻细胞生长的抑制、显著提高AST富集。外施OG是一种提高AST产量的有效措施。2.转录组学分析显示,与CK相比,CK-OG处理组藻细胞氮代谢、脂肪酸代谢、脂肪酸合成和呼吸代谢途径相关酶基因显著上调;与ND相比,ND-OG处理组藻细胞虾青素合成、氮代谢、脂肪酸代谢、脂肪酸合成和糖酵解途径酶基因显著上调,ND胁迫抗性提高。差异表达基因KEGG富集揭示在ND胁迫下,外源OG通过激活虾青素合成、氮代谢、脂肪酸代谢、脂肪酸合成和呼吸代谢途径增强雨生红球藻对ND胁迫的耐性。3.代谢组学分析发现,与CK和ND相比,CK-OG和ND-OG处理组的雨生红球藻次级代谢产物和糖酵解产物显著增多,三羧酸(TCA)循环中OG含量升高,脂肪酸C18:0、C18:2和C18:3)的含量显著上调。这表明外施OG能够促进在不同氮素水平下雨生红球藻次级代谢产物的生成和积累。4.与CK相比,ND处理的谷子幼苗生长被显著抑制,然而,根部浇灌OG溶液的谷子幼苗生长受抑程度小,其中10mg/LOG处理效果最好。与CK相比,ND处理的谷子幼苗株高、地上部鲜重及地下部鲜重分别降低了 65.25%、61.84%和86.84%。与ND相比,10 mg/LOG处理的谷子幼苗株高、地上部鲜重和地下部鲜重分别提高了 59.25%、50%和78.95%。这表明,根部浇灌OG溶液可以缓解ND胁迫对谷子幼苗生长的抑制作用。5.外施OG还可促进谷子光合作用、糖和淀粉富集,以及抗氧化酶系活性等。与ND胁迫相比,谷子根部浇灌10mg/LOG的谷子叶片总叶绿素、可溶性糖和淀粉分别增加了31.74%、30.08%和36.45%;幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均显著提高;然而,丙二醛(MDA)的含量降低了 32.67%。此外,GS(谷氨酰胺合成酶)和NR(硝酸还原酶)的酶活分别增加了14.90%和25.52%。这些结果表明,浇灌10 mg/L OG溶液可以缓解ND胁迫对谷子幼苗生长的抑制作用,OG可能通过上调谷子幼苗渗透调节物质合成积累以及抗氧化酶系活性,进而增强谷子幼苗非生物胁迫抗性。综上所述,在氮缺乏胁迫下,外施OG可有效促进植物生长和提升植物的氮胁迫抗性。本研究为解析三羧酸循环代谢产物参与调控在氮缺乏下植物应答提供了一个新的视角,为建立外源施用植物本身代谢产物提高作物及经济微藻抗逆性和产量的绿色调控技术体系提供了新的科学依据。

摘要： 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出要注重开展实践活动，并通过探究性学习，加深学生对生物学概念的理解，提升解决现实问题的能力。深度学习理念侧重发展学生的批判性思维、创新思维等高阶思维，强调让学生在复杂环境中灵活地、创造性地解决生产生活问题。因此，探究实践活动课的开展有利于学生深度学习，是培养核心素养的有效途径。

摘要： 苏科版八年级上册生物学中的“植物的蒸腾作用”实验，展示了实验在生物学教学中的价值和重要性。该实验涵盖在“生态系统的稳定”章节，通过具体实验操作，学生可以深入了解绿色植物在生物圈水循环中的角色，以及叶片结构和蒸腾作用之间的内在联系。本研究旨在探讨如何将STEM理念融入“植物的蒸腾作用”的实验设计和实施中，以促进学生对生物学现象的深入理解和培养学生的探究能力。

关键词： 植物乳杆菌   生物学特征   氧化胁迫   转录物组   谷氨酸脱羧酶  

摘要： 背景肿瘤治疗作为困扰全人类的一项重大难题,临床一般通过手术切除、放疗化疗等尽可能抑制肿瘤的发生转移。目前,诱导肿瘤细胞氧化应激是放化疗主要的作用机制,高能量射线和化学药物持续作用于恶性肿瘤,产生的过量活性氧自由基（ROS）引起细胞和组织中的DNA、蛋白质等生物大分子变性、脂质过氧化,多种细胞凋亡信号途径被激活,加速肿瘤细胞凋亡、自噬。但是,长期接受放化疗的患者,ROS毒副反应大量积累,氧化胁迫干扰加剧,患者胃肠道微生态系统容易受到影响。益生菌制备的微生态调节剂作用于受损的胃肠道系统,有助于提高胃肠道黏膜防御能力,减少致病菌定植,维持肠道微生态系统稳态。然而,目前在临床应用上尚缺乏既能够抗氧化胁迫,又可以调节肠道菌群的益生菌类微生态调节剂。目的分析植物乳杆菌SAL（Lactobacillus plantarum SAL）的生物学活性,筛选出*** SAL抗氧化胁迫的关键靶点基因,并验证靶点基因的可靠性,探寻*** SAL抗氧化胁迫的分子机制和代谢途径。方法*** SAL的生物学特征配制含0-8 g/100 m L Na Cl的MRS培养基,含0.1%-0.5%胆盐浓度的MRS培养基,p H为1.5-2.5含1 g/100 m L胃蛋白酶的人工胃液,含1 g/100 m L胰蛋白酶的人工肠液。耐高盐和耐胆盐试验计数培养至生长对数末期的活菌数,人工胃液耐受试验计数培养1 h、2 h、4 h后的活菌数,人工肠液耐受试验计数培养2 h、4h、6 h后的活菌数。利用双层琼脂夹心法结合滴种法检测*** SAL对6株指示菌的抑菌活性。*** SAL响应氧化胁迫的调控机制设置不同浓度梯度的HO培养条件,建立*** SAL抗氧化胁迫模型。RNA-seq高通量测序技术筛选*** SAL氧化胁迫模型下的差异表达基因集。利用生物信息学技术探寻*** SAL的氧化胁迫应激机制:差异表达基因集进行GO、KEGG富集分析;依次利用STRING在线工具、Cytoscape软件构建蛋白质互作网络;利用Centiscape插件和MCODE插件,通过设置参数,分别筛选出符合参数标准的枢纽基因、瓶颈基因和核心基因;利用Venn在线工具获取三种基因的交集,最终获得发挥关键作用的抗氧化胁迫调控基因。*** SAL gad B基因的功能分析优化*** SAL gad B基因序列,构建大肠埃希菌p Smart-I-gad B原核表达系统。IPTG诱导目的蛋白大量表达,利用Ni柱亲和层析法吸附并纯化获得含6×His标签的SUMO-GAD融合蛋白,通过柱前PITC衍生高效液相色谱法检测融合蛋白酶活,检测BL21（DE3）/p Smart-I-gad B重组菌株的抗氧化能力。4.L-谷氨酸对*** SAL抗氧化胁迫的影响设置0-3%浓度梯度的L-谷氨酸培养液,检测L-谷氨酸对*** SAL的最适添加浓度。通过添加作用底物L-谷氨酸,间接验证GAD蛋白表达对于*** SAL抗氧化胁迫的影响。结论*** SAL具有较好的益生特性。在高盐、人工胃液等胁迫条件下的生长情况优于经典株*** WCFS1,在胆盐、人工肠液等胁迫条件下与经典株旗鼓相当,只有抑菌活性稍逊于经典株。2.建立了5 m M HO刺激0.5 h的*** SAL氧化胁迫模型。转录物组测序共计得到313个差异表达基因,其中149个表达上调、164个表达下调。差异基因集主要注释在GO数据库RNA转录过程、核糖体蛋白组成、细胞结构分子活性等方面,以及KEGG通路数据库核糖体通路、脂肪酸生物合成、脂肪酸代谢等途径上。通过Cytoscape可视化网络筛选,得到关键基因gad B和pur A,且两者上调表达均与细菌新陈代谢途径以及丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢途径相关。经q PCR验证发现gad B基因在细菌细胞内表达量更高,与转录物组测序结果一致。3.成功构建BL21（DE3）/p Smart-I-gad B原核表达系统。经0.8 m M IPTG,37℃诱导4 h得到分子量约为66.91 k Da的SUMO-GAD重组融合蛋白的优化表达,且以包涵体形式为主,利用Ni柱亲和层析方法获得纯化的重组蛋白,其表达量为0.202 mg/L,酶活为14.06 U/mg。4.在培养环境中添加1.5%L-谷氨酸能够增强*** SAL的抗氧化胁迫作用。

关键词： 项目式学习   大单元教学   初中生物学   核心素养  

摘要： 《义务教育生物学课程标准(2022版)》对生物学的课程理念作出了新的说明,也对教学过程提出了新的要求,项目式学习和大单元教学两种教学模式在教学理念和设计要素方面具有高度的一致性。结合当下新课改的背景,将项目式学习应用于初中生物学的大单元教学设计之中,以核心素养为导向,真实情境问题为驱动,设计项目任务和活动,重构教材内容,规划单元整体设计,帮助学生在主动探究的过程中完成概念体系的建构,有利于学生学习效率的提高和综合素质能力的培养,进而发展核心素养。本研究主要以建构主义学习理论、实用主义学习理论、多元智能理论和认知—发现学习理论为指导,采用文献研究法、问卷调查法和实验法进行项目式大单元教学模式的构建和教学设计并进行分析。第一,对于国内外有关项目式学习和大单元教学的目前的研究和理论基础进行了归纳总结,明确研究思路和方法,界定了项目式学习、单元教学和大单元教学的概念。第二,在莱西市展开了以“项目式学习在生物学大单元教学设计中的应用”为主题的调查,发现大多教师对项目式学习和大单元教学有较高兴趣,但目前并没有广泛开展;大部分学生对生物学有着浓厚的兴趣,愿意积极参与小组合作、完成自主探究活动。第三,在此基础上,本研究以项目式学习和大单元教学的相关理论基础为指导,参照各大学者们已有的研究成果,确定了项目式大单元教学流程:依据核心素养确定项目大单元学习主题、进行项目式大单元教学设计(包括依据项目问题解决的综合表现进行项目单元教学目标的设计,根据项目主题活动确定教学准备如学习小组的创建、驱动性问题及项目所需材料的准备等,依据项目大单元主题进行项目活动的分解与子项目活动的设计,最后根据项目大单元活动进行总结反思)、进行项目大单元学习活动项目成果作品的展示,并在整个的教学过程中设计基于项目实施的过程性评价、项目成果展示的表现性评价和项目大单元的纸笔测试等多种形式的评价,以此构建大概念促进核心素养的形成。并根据此流程,选取了鲁科版教材中“被子植物的一生”进行了基于项目式学习的大单元教学过程设计,在莱西市济南路中学初一年级开展实践研究完成项目活动并进行成果展示和学生评价,最后对实践效果进行了总结分析。研究表明,与传统授课相比,项目式大单元教学有助于通过调动学生的学习兴趣发展学生的核心素养,有助于发展师生合力,有助于提升教师的专业水平,贯穿全程的“教-学-评”一致的评价体系更有助于学生的发展。

关键词： 植物群落   增温   土壤木质素降解   碳矿化   酶活性  

摘要： 工业革命以来,全球变暖日益加剧并深刻改变着全球碳循环过程,增加土壤有机碳固持和稳定是有效缓解气候变暖的重要措施。土壤木质素的降解是生态系统有机碳循环的限速步骤,可进一步反映土壤有机碳稳定性及其周转状态。研究土壤木质素的分布及降解,可深入阐明土壤植物源碳的稳定机制,这对于提升和稳定区域土壤有机碳具有深远意义。本论文以晋西黄土高原砖窑沟小流域刺槐林地、柠条林地和撂荒地3种植物群落为研究对象,研究植被恢复对土壤木质素分布的影响,并分别在15℃、25℃和35℃的温度条件下进行室内模拟试验,探讨增温下土壤木质素的降解过程及微生物学机制。主要结果如下:(1)3种植物群落0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层土壤中的木质素含量分布于56.38-170.65 ug/g、51.86-128.55 ug/g、31.54-98.91 ug/g之间,在垂直梯度上无显著差异(p>0.05)。植被恢复对土壤中木质素S单体与V单体含量比(S/V)、S类单体的酸醛比[(Ac/Al)s]存在显著影响(p<0.05)。3种植物群落土壤C/N均表现为0-10 cm显著高于20-30 cm,刺槐林地和柠条林地的土壤C/P和N/P均表现为0-10 cm显著高于10-20 cm和20-30 cm,撂荒地土壤C/P表现为0-10 cm显著高于10-20 cm和20-30 cm,N/P在三个土层间无显著差异。土壤C/N和C/P在三个土层均表现为在3种植物群落间无显著差异。土壤N/P在0-10 cm土层表现为柠条林地显著高于撂荒地,在10-20 cm土层表现为刺槐林地显著高于撂荒地,在20-30 cm土层表现为3种植物群落间无显著差异。(2)室内模拟土壤木质素降解试验表明,3种植物群落的土壤木质素含量均随培养时间推移而不断减少,刺槐林地的木质素含量降低了96.53%-98.84%,柠条林地的木质素含量降低了97.78%-98.96%,撂荒地的木质素含量降低了96.76%-98.11%。三种温度条件下,3种植物群落土壤有机碳的累积矿化量均呈上升趋势,前15天矿化量明显较大,15天以后矿化量逐渐减小、整体趋向平缓。同一温度条件下,3种植物群落的土壤有机碳矿化速率均随培养时间推移而减小,具体表现为前期下降速率快,后期趋于平稳。各温度条件下土壤有机碳矿化速率基本表现为刺槐林地>柠条林地>撂荒地。同一植物群落不同温度条件的有机碳潜在矿化碳库Cp值差异显著(p<0.05),植物群落类型对土壤Cp值也有显著影响(p<0.05)。(3)在增温模拟土壤木质素降解中,3种植物群落的土壤Li P、Mn P和La C活性基本表现为刺槐林地高于柠条林地和撂荒地。在15～35℃培养条件下,3种植物群落的土壤Li P、Mn P和La C活性均随温度升高而增加。温度对土壤Li P、Mn P和La C活性的影响存在差异性,刺槐林地和撂荒地的3种木质素降解酶对温度的响应程度由大到小依次为La C>Li P>Mn P,柠条林地则表现为Mn P>Li P>La C。(4)在增温模拟土壤木质素降解中,对其土壤微生物多样性研究发现,3种植物群落土壤细菌群落的Chao 1指数和Shannon指数随时间推移表现出先升高后降低的变化特征,Simpson指数随培养时间推移并未呈现出明显的变化规律。土壤真菌群落的Chao 1指数在培养60 d以后均呈下降的变化趋势,而Simpson指数和Shannon指数在培养60 d以后表现出持平或下降趋势。3种植物群落土壤中主要的优势细菌门类包括变形菌(Proteobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。不同温度条件下,3种植物群落土壤变形菌门的相对丰度随时间先降低后升高或一直降低,放线菌门和绿弯菌门的相对丰度均表现出随培养时间的推移先上升后下降的变化特征,酸杆菌门的相对丰度随时间推移呈现出先降低后升高的变化趋势。3种植物群落土壤真菌的主要优势菌门均包括子囊菌(Ascomycota)和担子菌(Basidiomycota)。不同温度条件下,3种植物群落土壤担子菌门的相对丰度随培养时间推移一直降低或先降低后升高。子囊菌门的相对丰度随时间表现出不断升高或先升高后降低的变化特征。(5)土壤木质素总量与SOC、TP、NO-N含量、N/P显著正相关(p<0.05),与TN、AK含量极显著正相关(p<0.01)。S/V与TN、AK含量极显著正相关。(Ac/Al)v与TP含量极显著正相关。3种植物群落的土壤有机碳累积矿化量与土壤木质素的降解率存在显著正相关关系。15℃累积碳矿化量与La C呈显著正相关,25℃有机碳矿化速率与Li P和La C均呈显著负相关关系,35℃累积碳矿化量与Li P显著正相关

摘要： 一、单元整体教学设计思路（一）单元主题名称选择性必修一《稳态与调节》第五章植物生命活动的调节（二）课程标准要求1.内容要求（1）概述科学家经过不断的探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。（2）举例说明几种主要植物激素的作用，这些激素可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节。