(共14张PPT)
主题七 生物学与社会·跨学科实践
主题情境任务
生物实践探究
【情境导入】周末的自然课实践中,我跟着老师先来到郊外河畔,看到水面被大片水葫芦覆盖,水下鱼虾踪迹难寻;随后回到学校实验室,一边照料水族箱里的孔雀鱼、黑壳虾,一边尝试用牛奶制作酸奶。从野外生态问题到实验室里的生物实践,一场围绕 “外来物种影响、水族生态平衡与微生物发酵” 的探索之旅就此展开。
情境任务一:探究硼砂对水葫芦的杀灭效果
水葫芦原产南美洲,曾作为花卉、饲料和污水净化工具引入我国,如今在河流、湖泊中泛滥,与本地动植物争夺资源,破坏生物多样性,危害巨大。为找到有效防治方法,科研人员开展了硼砂杀灭水葫芦的实验,实验数据如下表:
杀灭效果
数据
处理条件 处理前 处理后
A组:0%硼砂 0 0
B组:1%硼砂 0 43.25%
C组:4%硼砂 0 100%
D组:7%硼砂 0 100%
请分析回答:
(1)水葫芦侵入我国后快速繁殖,与水体中本地动植物争夺 等资源,导致水体中大量本地动植物死亡,从而改变了本地生物多样性,并造成危害,该过程称为 (或“物种入侵”或“生物入侵”)。
空间、营养、阳光
物种入侵
(2)该实验的变量是 ;进行实验时,每一组均放置3株而不是1株生长状态良好的水葫芦的目的是 。
(3)该实验的对照组是 组。在生活中若用硼砂来杀灭水葫芦,最好选用浓度为4%的硼砂,理由是 。
不同浓度的硼砂
减小实验误差,避免实验的偶然性
A
4%的硼砂对水葫芦的杀灭效果好,同时节约成本,并对环境污染相对较小
情境任务二:分析水族箱中的动物特征与生态平衡
学校开展动物饲养跨学科实践活动,我们小组在水族箱里饲养了孔雀鱼、黑壳虾和斑马螺,观察它们的形态特征与生态作用,具体如下:
请分析回答:
(4)孔雀鱼体态优美,尾鳍飘逸,在水族箱内游动时宛若神女下凡衣袂飘飘。其身体呈 型,这种体形可以 。
流线
减少运动时水的阻力
(5)黑壳虾是节肢动物,身体和附肢都 ,体表有保护身体的
。斑马螺有着黄黑相间如斑马般醒目的纹路,小巧美丽。它与黑壳虾都喜食藻类,可以防止水族箱中藻类数量过多,两者属于水族箱生态系统组成中的 (填“生产者”“消费者”或“分解者”)。孔雀鱼、黑壳虾和斑马螺等动物共同促进了这个生态系统的 循
环。
分节
外骨骼
消费者
物质
(6)水族箱中的各种动物不仅具有观赏价值,正常情况下,各种生物的数量和所占的比例总是维持在 的状态,保持了水族箱的生态平衡。
相对稳定
情境任务三:制作酸奶并探究微生物作用
实验间隙,我想为家人制作健康的酸奶。酸奶以牛奶为原料,通过特定微生物发酵而成,网上查到的制作方法和相关微生物模型如下:(图一为制作步骤,图二为微生物模型:甲、乙、丙、丁)
请回答下列问题:
(7)请将图一中的步骤按操作的先后排序 (填字母)。
cabde
(8)图一中步骤c中煮沸牛奶的目的是 ,防止其他杂菌污染。步骤b相当于培养细菌和真菌步骤中的 。
杀死原有的细菌和真菌
接种
(9)图二的四种微生物中与制作葡萄酒有关的是 (填“甲”“乙”“丙”或“丁”),产生酒精需要在 (填“有氧”或“无氧”)条件下才能成功。
无氧
丙(共52张PPT)
第14讲 实践活动
主题七 生物学与社会·跨学科实践
本学习主题包含模型制作、植物栽培和动物饲养、发酵食品制作三类跨学科实践活动。通过本讲的学习,学生能够认识生物学与社会的关系,能够理解科学、技术、工程学、数学等学科的相互关系,并尝试运用多学科的知识和方法,通过设计和制作,解决现实问题或生产特定的产品,发展核心素养。
一、课标内容要求
真实情境中的问题解决,通常需要综合运用科学、技术、工程学和数学等学科的概念、方法和思想,设计方案并付诸实施,以寻求科学问题的答案或制造相关产品。包含以下四类跨学科实践活动:
第14讲 实践活动
1.模型制作
可供选择的项目如下:
(1)制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法
(2)制作实验装置,模拟吸烟有害健康
(3)设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶
2.植物栽培
可供选择的项目如下:
(1)探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件
(2)探究植物无土栽培条件的控制
(3)探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素
3.动物饲养
(1)饲养家蚕,收集我国养蚕的历史资料
(2)制作水族箱,饲养热带鱼
4.发酵食品制作
(1)收集当地面包酵母菌种,比较发酵效果
(2)设计简单装置,制作酸奶
(3)制作泡菜,探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素
模型制作
二、典型例题
识模型 认真观察模型,看懂模型的结构,各个结构的功能及工作原理
巧联系 将模型与书本上的原型联系起来,简化模型图
精解答 按题目的要求,用所学知识准确地进行答题
眼球的结构和功能以及如何保护眼睛,是每个人都应该掌握的知识。以下是同学们进行任务化学习的成果,请完成下列小题:
1.眼球模型
(1)图甲是同学们使用透明塑料壳、光盘、弹簧、白色铁丝、红色铁丝、黄色铁丝、大气球、小气球等常见材料制作的眼球结构模型。下列说法错误的是 。
A.图甲中透明塑料壳模拟的是眼球结构中的角膜,可以透过光线
B.小光盘中间的小孔模拟的是瞳孔,白色铁丝模拟的是巩膜
C.要模拟人看远处物体时眼球的状态,应使图甲模型中弹簧舒张,使小气球的曲度变大,让物像正好落在黄色铁丝上
D.视觉的形成部位在大脑皮层的特定区域
C
(2)图乙是同学们使用光屏、水透镜、F光源和光具座、注射器等材料制作的眼球成像模型及示意图。下列说法不正确的是 。
A.图乙中水透镜模拟了可调节曲度的晶状体,此结构对应图甲的小气球
B.推动图乙中的注射器增大水透镜曲度,可模拟近视眼
C.当模拟近视的眼球内部结构特征时,光屏应向远离水透镜的方向移动
D.成像在光屏的前面,可在光源和水透镜之间加凸透镜矫正
D
为了让同学们直观地认识吸烟对呼吸系统的危害,小欢用饮料瓶和废签字笔等材料,制作了一个模拟吸烟的模型(如图)。香烟插入笔筒后点燃,多次挤压饮料瓶,模拟吸烟过程。烟燃尽后取下烟蒂,取出笔筒内的面巾纸卷,并展开:观察被烟雾污染后的笔筒、面巾纸卷和饮料瓶。
(1)模型中的笔筒和饮料瓶分别模拟
呼吸系统的 和 。
2.模拟吸烟有害健康实验装置设计
呼吸道
肺
(2)实验后,面巾纸卷变成黄色,这说明呼吸道对吸入的气体能进行处理。香烟燃尽后,笔简仍被熏黄,刺鼻的烟雾还残留在饮料瓶中,这说明呼吸道对空气的处理能力是 。
(3)挤压饮料瓶时,瓶内气压升高,模拟的是 (填“吸气”或“呼气”)过程。
(4)长期吸烟可诱发慢性肺气肿,患者的
主要病变之一是许多细支气管阻塞,这
会影响肺与 的气体交换。
有限的
呼气
外界
某班同学看到“神舟十八号载人飞船成功发射,三名航天员将在我国空间站进行多项实验”这一报道,对其中的太空养鱼充满好奇。随后,同学们在老师的指导下利用带瓶塞的无色透明玻璃瓶、塘泥、池塘水、小鱼、金鱼藻等材料,开展生态瓶养鱼实践活动。请回答下列问题:
3.生态瓶制作
(1)“太空养鱼”在一个1升大小的密闭水族箱内进行,该水族箱内所有生物与其生存的环境形成的统一整体叫作 。
(2)制作生态瓶所用的塘泥含有细菌和真菌等微生物,可分解鱼类排泄物,这些微生物在生态瓶中扮演的角色是 。
生态系统
分解者
(3)实践过程中,某同学制作的生态瓶如图所示。根据下表“生物部分组成成分”一栏判断,该生态瓶评价等级为 ,理由是 。
生态瓶评价表
评价维度 评价等级
A B C
科学性 生物部分组成成分 成分齐全 缺少一种成分 缺少两种成分或更多
光照条件 光线良好 阳光直射 没有光照
美观性 …
环保性 …
B
缺少生产者
(4)上图作品经过完善后,根据上表“光照条件”一栏判断,该生态瓶最好放置在 的环境中。
(5)同学们发现完善后的生态瓶仍不能维持较长时间,请分析可能的原因是
(写出一条即可)。
光线良好
生物的种类和数量太少
植物栽培
审题干 认真阅读题干,明确栽培对象,明确实验活动的目的
明思路 掌握实验设计的基本思路,分析实验过程,并能对活动中涉及的数据进行分析
巧答题 用所学的生物学知识及跨学科的知识进行解答
现代农业基地利用温室大棚进行蔬菜栽培,要提高北方地区冬季大棚蔬菜的产量,可采取的有效措施有 ( )
①定期合理灌溉施肥 ②适当延长光照时间 ③提高氧气浓度 ④维持大棚内高温环境 ⑤增大大棚内昼夜温差 ⑥定期增加大棚内二氧化碳浓度
A.①②④⑥ B.②③④⑤ C.①②⑤⑥ D.③④⑤⑥
1.探究植物栽培需要的理化条件
C
河北是全国第一产梨大省。某生物小组的同学到产梨基地开展研学活动,发现果农为提高梨的产量和品质采取了多种措施。回答下列问题:
(1)果农定期施用有机肥料。土壤中的微生物将有机肥料中的有机物分解成二氧化碳、水和 等,其中二氧化碳可被梨树叶片吸收,用于
(填“光合作用”或“呼吸作用”)。
无机盐
光合作用
(2)果农适时对梨树进行环剥,环剥是将树干上的一圈树皮剥去。此处理可暂时阻断叶片制造的 沿茎中的 向下运输,使其更多地留在环剥口上方,从而促进花芽的发育。
(3)果农通常采用人工授粉的方法提高梨树的坐果率。人工授粉时,可将两朵花面对面轻轻转动摩擦,确保花粉粘到雌蕊的 上。
有机物
筛管
柱头
(4)夏秋时节是梨果实发育和成熟的关键期。这段时间,产梨基地日照时间可长达12小时,昼夜温差在10℃以上,有利于提高梨的产量,原因是
。
充足的日照时间和较大的昼夜温差有利于光合作用和有机物的积累(合理即可)
为探究无机盐对植物生长发育的影响,某兴趣小组取15个烧杯,均分为甲、乙、丙三组,每组分别倒入等量且适量的土壤浸出液、无土栽培营养液和蒸馏水,再分别把15株生长状况基本相同的油菜幼苗放入烧杯中,在相同且适宜的环境下培养6天。实验开始前和结束时,分别称取植株的重量,计算其重量增加的比例,结果如下表。下列说法错误的是 ( )
2.无土栽培
D
A.甲、丙两组对照,变量是无机盐
B.每组求平均值,使实验结果更加可靠
C.油菜植株生长最快的是乙组
D.此实验的结论是植物生长发育需要含氮、磷、钾较多的无机盐
组别 培养液 增重比例
植株① 植株② 植株③ 植株④ 植株⑤ 平均值
甲 土壤浸出液 56 52 57 55 59 55.8
乙 无土栽培营养液 65 63 62 67 66 64.6
丙 蒸馏水 33 37 36 31 34 34.2
(2024·眉山)某同学设计了一个探究实验,把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内(如图所示),其中A不密封,B、C密封;B内培养皿中盛有氢氧化钠溶液(氢氧化钠能吸收二氧化碳),A、C内培养皿中盛有蒸馏水,各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。
(1)上述实验的目的是 。
(2)从理论上讲,培养一段时间后,预期的实验结果是:B中的幼苗生长比C中的 (填“快”或“慢”),原因是 ;A中的幼苗生长比C中的 (填“快”或“慢”),原因是
。
探究二氧化碳对植物幼苗生长的影响
慢
缺乏二氧化碳,植物不能进行光合作用
快
装置中二氧化碳含量高,植物光合作用强
(3)该同学为了进一步验证光合作用能合成淀粉,他选取了两套一样的A装置,首先应将两套装置置于 (填“光照”或“黑暗”)环境中培养一段时间,其目的是让植物只进行 ,以此来消耗掉叶片内原有的 。
黑暗
呼吸作用
淀粉
绿萝是一种室内观叶花卉,常用水培扦插进行繁殖。为找到绿萝水培扦插的最好方法,研究小组将若干长势良好的绿萝插条用不同溶液处理后,放置在光照培养箱中进行水培,定期测量并记录根的数量和长度。一个月后结果如下表所示:
3.扦插
处理方式 清水 某生根粉溶液
10毫克/升 20毫克/升 40毫克/升 80毫克/升
平均生根数量(根) 4.4 4.5 5.6 4.3 4.2
根平均长度(厘米) 6.13 6.50 7.32 5.40 4.92
(1)用绿萝插条进行水培扦插,这种生殖方式属于 。
(2)实验中有一组用清水处理的目的是 。光照培养箱在通风条件下需设置好恰当的光照强度、光照时间、 和湿度等条件,满足绿萝正常的生长需求。
处理方式 清水 某生根粉溶液
10毫克/升 20毫克/升 40毫克/升 80毫克/升
平均生根数量(根) 4.4 4.5 5.6 4.3 4.2
根平均长度(厘米) 6.13 6.50 7.32 5.40 4.92
无性生殖
进行对照
温度
(3)实验结论:该生根粉溶液在一定浓度范围内能促进绿萝生根,在 毫克/升左右效果最好,但浓度过高会 绿萝生根。
处理方式 清水 某生根粉溶液
10毫克/升 20毫克/升 40毫克/升 80毫克/升
平均生根数量(根) 4.4 4.5 5.6 4.3 4.2
根平均长度(厘米) 6.13 6.50 7.32 5.40 4.92
抑制
20
生物学兴趣小组以月季的枝条为扦插材料,探究不同品种和不同给光条件对扦插成活率的影响。实践过程如下。
①在温室大棚内,砌3个南北走向的插床,配置扦插基质。选取三个品种的月季,剪取长度为10cm、带有3~4个芽的健壮枝条,修剪叶片,分别进行扦插,扦插深度为5~7cm,行距和株距均为20cm,如图甲所示。
②设置不同的给光条件,每个插床一半进行全光照(不遮阴),一半进行半遮阴(用遮阴网遮阴,适时接受阳光照射)。
③每天观察温度、湿度情况,适时通风或补水,记录扦插枝条的生长情况,最终以扦插成活率为准。两种给光条件下不同品种月季的成活率如图乙所示。
回答下列问题:
(1)插床方向选择南北走向,且枝条保持一定的行距和株距,减少相互遮挡,可以使 均匀,通风良好,利于扦插枝条成活。
光照
(2)扦插前,对枝条的叶片进行修剪,可以降低枝条的 作用,减少水分的散失;扦插时,三个品种的扦插深度等条件保持一致,可以
。
蒸腾
减小实验误差,提高实验结果的准确度
(3)据图乙分析:三个品种中,品种 的成活率最高;两种给光条件中,
条件下成活率较高,其原因是该给光条件把光的直射变成散射(散射:光偏离原来方向而分散传播),既满足了叶片 作用的需求,又能减少水分流失,防止嫩叶被晒焦。
B
半遮阴
光合
动物饲养
审题干 认真阅读题干,明确饲养的对象,明确实验活动的目的
明思路 掌握实验设计的基本思路,分析实验过程,并能对活动中涉及的数据进行分析
巧答题 用所学的生物学知识及跨学科的知识进行解答
根据下列材料,请分析回答:
材料一:相传,自泰伯奔昊,教民蚕桑,无锡的桑蚕业至今有三千多年了。据清光绪《无锡金匮县志》,“丝旧惟开化乡有之,自同治初经乱田荒,人多植桑饲蚕,辄获奇羡,其风始盛,延及于各乡。”由此,种桑养蚕逐渐在无锡各乡普及蔓延,桑、蚕、茧、丝形成一条完整成熟的产业链,无锡也就成为远近闻名的“丝码头”。
材料二:家蚕一般每5~6天蜕皮一次。蜕皮期间不食不动的状态称为“眠”。经过4眠后,体内绢丝腺发育成熟,停止取食,吐丝结茧,在茧内化蛹。蛹经过10余天羽化成蚕蛾。雌、雄蚕蛾均不取食,即进行交配。交配后雄蛾死去,雌蛾产卵后死去。
(1)用蚕种孵化家蚕,孵化温度一般控制在20℃~25℃,孵化时间需10天左右。采摘 饲养,每天清理饲养纸盒。
桑叶
(2)家蚕的一生要经过卵、幼虫、蛹和成虫四个时期,发育过程中,其形态结构和生活习性上有着明显的差别,这样的发育过程叫作 。
③饲养过程中,每天观察记录家蚕的形态变化及表现。最初看到饲养纸盒中死亡的蚕蛾的性别最可能是雄性,理由是
。
完全变态发育
雄蛾交配后死去,雌蛾产卵后死去,雄蛾死亡的时间早于雌蛾
(2024·安徽)某学习小组开展“饲养家蚕”的实践活动,①~④是家蚕发育过程中的部分图片。分析回答:
(1)饲养过程中,小组成员观察到家蚕有蜕皮现象,这是因为家蚕体表有一层坚韧的 限制其长大;还观察到成虫有一对触角、三对足和两对翅,说明家蚕属于节肢动物中的 。
外骨骼
昆虫
(2)结合家蚕的个体发育过程,写出四幅图片的正确顺序 (填数字序号)。
(3)小组成员查阅资料发现,结绿色茧家蚕的后代中,既有结绿色茧的,又有结白色茧的。在遗传学上,这种亲代与子代之间以及子代个体之间出现性状差异的现象,称为生物的 。
①④②③
变异
(4)我国科学家将高产基因转入蚕卵,由此得到转基因家蚕,结出的茧比普通家蚕的大,蚕丝产量高。该实例说明生物的性状是由 控制的。
基因
发酵食品制作
定食材 从题干中确定发酵的食材
知原理 根据食材,找出涉及的微生物,知道该微生物发酵的原理,涉及的装置
明步骤 清楚发酵的一般步骤及每一个步骤的目的
馒头、面包等食品的制作都利用了酵母菌,为探究酵母菌的发酵过程及影响因素,兴趣小组的同学设计了如下实验。有关分析正确的是 ( )
A.甲、丙组的实验变量是有机物
B.一段时间后气球能胀大的是乙、丁组
C.若探究温度对发酵的影响,应选择甲、丁组
D.气球能胀大是因为酵母菌分解葡萄糖产生了氧气
1.用不同酵母菌制面包
C
古人称酸奶为“酪”,许多古籍中均有关于制酪的记载,某同学对此展开了探究。请据题回答:
【查阅资料】《齐民要术》中制酪流程大致如图所示:
(1)上述流程中提到的先成酪,含有的发酵菌种主要是 。取先成酪混合相当于微生物发酵过程中的 步骤。
2.制作酸奶
乳酸菌
接种
【走访调查】为满足市场需求,酸奶厂会研发不同口味的酸奶。研发人员探究果汁添加比例、发酵时间等因素对酸奶品质的影响,并对酸奶的色泽、滋味、气味等进行感官评价,其中一组实验结果如右图所示。
(2)根据该实验结果可知,本实验的变量是 。
(3)分析上图可发现,酸奶感官评分随着桑
葚汁添加比例的增加,呈 趋势;当
桑葚汁添加比例为 时,感官评分最高。
桑葚汁的浓度
上升
10%
【动手实践】制作酸奶每一步都需严谨细致,操作不当会导致制作失败。
(4)若发酵瓶中液体腐败变质,导致这一结果的原因可能是 和 。
①灭菌不彻底 ②发酵时间过短 ③密封不严实
①
③
泡菜,在家庭中,不仅仅是一道菜,更多的是融入了家人的感情。“双减”后课余时间,小明同学组织兴趣小组的同学们开展了制作泡菜的课外实践活动。
(一)泡菜制作
基本步骤:盐水配制→菜料加工→装坛→加入盐水→加盖密封。
回答问题:
(1)泡菜制作的原理是利用植物体表天然的乳酸菌,使蔬菜中的葡萄糖转化为 ,因此,泡菜酸甜可口。
3.制作泡菜并探究泡菜中亚硝酸盐含量的影响因素
乳酸
(2)乳酸菌与动植物细胞的主要区别是没有 ,属于原核生物。
(3)制作过程中,加入盐水时要完全浸没菜料而且泡菜坛要加盖密封,原因是乳酸菌必须在 的条件下才能生存。
(4)想一想:制作过程中 (填“能”或“不能”)添加一定量的抗生素来抑制杂菌生长来防止菜料腐败变质。
成形的细胞核
无氧
不能
(二)亚硝酸盐检测
在泡菜的制作过程中,很容易形成亚硝酸盐。过量亚硝酸盐对人体有害,在胃的酸性环境中,可转化为亚硝胺,该物质是化学致癌物之一。为研究如何有效地降低泡菜中亚硝酸盐含量,使人们吃上放心的泡菜,兴趣小组同学查阅资料后,利用萝卜和维生素C做了相关实验,实验结果如下表:(注意:国家规定腌渍食品中亚硝酸盐的限量为20mg/kg)
泡制时间 泡菜中亚硝酸盐的含量(mg/kg)
萝卜 萝卜+维生素C
第1天 >20.31 14.21
第2天 65 21.9
第3天 65 <8.1
第4天 20.05 <8.1
第5天 <8.1 <8.1
根据实验结果,回答下列问题:
泡制时间 泡菜中亚硝酸盐的含量(mg/kg)
萝卜 萝卜+维生素C
第1天 >20.31 14.21
第2天 65 21.9
第3天 65 <8.1
第4天 20.05 <8.1
第5天 <8.1 <8.1
(5)为保证实验结果的准确,实验过程中其他因素,如:发酵温度、萝卜数量等,应保持 。
相同且适宜
泡制时间 泡菜中亚硝酸盐的含量(mg/kg)
萝卜 萝卜+维生素C
第1天 >20.31 14.21
第2天 65 21.9
第3天 65 <8.1
第4天 20.05 <8.1
第5天 <8.1 <8.1
(6)根据实验数据分析,可以得出的结论是:维生素C能
。
降低泡菜中亚硝酸盐的含量
泡制时间 泡菜中亚硝酸盐的含量(mg/kg)
萝卜 萝卜+维生素C
第1天 >20.31 14.21
第2天 65 21.9
第3天 65 <8.1
第4天 20.05 <8.1
第5天 <8.1 <8.1
(7)根据以上实验,为保证饮食安全,你的建议是
。
泡菜制作中可适量添加维生素C(合理即可)
