高中體育理論教案
發(fā)表時間:2020-11-12理論依據(jù)或意圖。
理論依據(jù)或意圖
教材分析
教材地位及作用本節(jié)課是高中數(shù)學(xué)3(必修)第三章概率的第二節(jié)古典概型的第一課時,是在隨機事件的概率之后,幾何概型之前,尚未學(xué)習(xí)排列組合的情況下教學(xué)的。古典概型是一種特殊的數(shù)學(xué)模型,也是一種最基本的概率模型,在概率論中占有相當重要的地位。
學(xué)好古典概型可以為其它概率的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),同時有利于理解概率的概念,有利于計算一些事件的概率,有利于解釋生活中的一些問題。
教學(xué)重點理解古典概型的概念及利用古典概型求解隨機事件的概率。根據(jù)本節(jié)課的地位和作用以及新課程標準的具體要求,制訂教學(xué)重點。
教學(xué)難點如何判斷一個試驗是否是古典概型,分清在一個古典概型中某隨機事件包含的基本事件的個數(shù)和試驗中基本事件的總數(shù)。根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容,即尚未學(xué)習(xí)排列組合,以及學(xué)生的心理特點和認知水平,制定了教學(xué)難點。
教學(xué)目標
1.知識與技能
(1)理解古典概型及其概率計算公式,
(2)會用列舉法計算一些隨機事件所含的基本事件數(shù)及事件發(fā)生的概率。
2.過程與方法
根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容和學(xué)生的實際水平,通過模擬試驗讓學(xué)生理解古典概型的特征:試驗結(jié)果的有限性和每一個試驗結(jié)果出現(xiàn)的等可能性,觀察類比各個試驗,歸納總結(jié)出古典概型的概率計算公式,體現(xiàn)了化歸的重要思想,掌握列舉法,學(xué)會運用數(shù)形結(jié)合、分類討論的思想解決概率的計算問題。
3.情感態(tài)度與價值觀
概率教學(xué)的核心問題是讓學(xué)生了解隨機現(xiàn)象與概率的意義,加強與實際生活的聯(lián)系,以科學(xué)的態(tài)度評價身邊的一些隨機現(xiàn)象。適當?shù)卦黾訉W(xué)生合作學(xué)習(xí)交流的機會,盡量地讓學(xué)生自己舉出生活和學(xué)習(xí)中與古典概型有關(guān)的實例。使得學(xué)生在體會概率意義的同時,感受與他人合作的重要性以及初步形成實事求是地科學(xué)態(tài)度和鍥而不舍的求學(xué)精神。根據(jù)新課程標準,并結(jié)合學(xué)生心理發(fā)展的需求,以及人格、情感、價值觀的具體要求制訂而成。這對激發(fā)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)概念,養(yǎng)成數(shù)學(xué)習(xí)慣,感受數(shù)學(xué)思想,提高數(shù)學(xué)能力起到了積極的作用。
古典概型
項目內(nèi)容師生活動理論依據(jù)或意圖
教學(xué)過程分析
一提出問題引入新課
在課前,教師布置任務(wù),以數(shù)學(xué)小組為單位,完成下面兩個模擬試驗:
試驗一:拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣,分別記錄“正面朝上”和“反面朝上”的次數(shù),要求每個數(shù)學(xué)小組至少完成20次(最好是整十數(shù)),最后由科代表匯總;
試驗二:拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,分別記錄“1點”、“2點”、“3點”、“4點”、“5點”和“6點”的次數(shù),要求每個數(shù)學(xué)小組至少完成60次(最好是整十數(shù)),最后由科代表匯總。
在課上,學(xué)生展示模擬試驗的操作方法和試驗結(jié)果,并與同學(xué)交流活動感受。
教師最后匯總方法、結(jié)果和感受,并提出問題?
1.用模擬試驗的方法來求某一隨機事件的概率好不好?為什么?
不好,要求出某一隨機事件的概率,需要進行大量的試驗,并且求出來的結(jié)果是頻率,而不是概率。
2.根據(jù)以前的學(xué)習(xí),上述兩個模擬試驗的每個結(jié)果之間都有什么特點?學(xué)生展示模擬試驗的操作方法和試驗結(jié)果,并與同學(xué)交流活動感受,教師最后匯總方法、結(jié)果和感受,并提出問題。通過課前的模擬實驗的展示,讓學(xué)生感受與他人合作的重要性,培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)語言的能力。隨著新問題的提出,激發(fā)了學(xué)生的求知欲望,通過觀察對比,培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。
二
思考交流形成概念
在試驗一中隨機事件只有兩個,即“正面朝上”和“反面朝上”,并且他們都是互斥的,由于硬幣質(zhì)地是均勻的,因此出現(xiàn)兩種隨機事件的可能性相等,即它們的概率都是;
在試驗二中隨機事件有六個,即“1點”、“2點”、“3點”、“4點”、“5點”和“6點”,并且他們都是互斥的,由于骰子質(zhì)地是均勻的,因此出現(xiàn)六種隨機事件的可能性相等,即它們的概率都是。
我們把上述試驗中的隨機事件稱為基本事件,它是試驗的每一個可能結(jié)果。
基本事件有如下的兩個特點:
(1)任何兩個基本事件是互斥的;
(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和。
特點(2)的理解:在試驗一中,必然事件由基本事件“正面朝上”和“反面朝上”組成;在試驗二中,隨機事件“出現(xiàn)偶數(shù)點”可以由基本事件“2點”、“4點”和“6點”共同組成。學(xué)生觀察對比得出兩個模擬試驗的相同點和不同點,教師給出基本事件的概念,并對相關(guān)特點加以說明,加深新概念的理解。讓學(xué)生從問題的相同點和不同點中找出研究對象的對立統(tǒng)一面,這能培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力,同時也教會學(xué)生運用對立統(tǒng)一的辯證唯物主義觀點來分析問題的一種方法。
教師的注解可以使學(xué)生更好的把握問題的關(guān)鍵。
項目內(nèi)容師生活動理論依據(jù)或意圖
教學(xué)過程分析
二思考交流形成概念
例1從字母中任意取出兩個不同字母的試驗中,有哪些基本事件?
分析:為了解基本事件,我們可以按照字典排序的順序,把所有可能的結(jié)果都列出來。利用樹狀圖可以將它們之間的關(guān)系列出來。
我們一般用列舉法列出所有基本事件的結(jié)果,畫樹狀圖是列舉法的基本方法,一般分布完成的結(jié)果(兩步以上)可以用樹狀圖進行列舉。
(樹狀圖)
解:所求的基本事件共有6個:
A=(a,b),B=(a,c),C=(a,d)
D=(b,c),E=(b,d),F=(c,d)
觀察對比,發(fā)現(xiàn)兩個模擬試驗和例1的共同特點:
試驗一中所有可能出現(xiàn)的基本事件有“正面朝上”和“反面朝上”2個,并且每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等,都是;
試驗二中所有可能出現(xiàn)的基本事件有“1點”、“2點”、“3點”、“4點”、“5點”和“6點”6個,并且每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等,都是;
例1中所有可能出現(xiàn)的基本事件有“A”、“B”、“C”、“D”、“E”和“F”6個,并且每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等,都是;
經(jīng)概括總結(jié)后得到:
(1)試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個;(有限性)
(2)每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等。(等可能性)
我們將具有這兩個特點的概率模型稱為古典概率概型,簡稱古典概型。
思考交流:
(1)向一個圓面內(nèi)隨機地投射一個點,如果該點落在圓內(nèi)任意一點都是等可能的,你認為這是古典概型嗎?為什么?
先讓學(xué)生嘗試著列出所有的基本事件,教師再講解用樹狀圖列舉問題的優(yōu)點。
讓學(xué)生先觀察對比,找出兩個模擬試驗和例1的共同特點,再概括總結(jié)得到的結(jié)論,教師最后補充說明。
學(xué)生互相交流,回答補充,教師歸納。將數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想滲透到具體問題中來。由于沒有學(xué)習(xí)排列組合,因此用列舉法列舉基本事件的個數(shù),不僅能讓學(xué)生直觀的感受到對象的總數(shù),而且還能使學(xué)生在列舉的時候作到不重不漏。解決了求古典概型中基本事件總數(shù)這一難點。
培養(yǎng)運用從具體到抽象、從特殊到一般的辯證唯物主義觀點分析問題的能力,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的化歸思想。啟發(fā)誘導(dǎo)的同時,訓(xùn)練了學(xué)生觀察和概括歸納的能力。通過用表格列出相同和不同點,能讓學(xué)生很好的理解古典概型。從而突出了古典概型這一重點。
兩個問題的設(shè)計是為了讓學(xué)生更加準確的把握古典概型的兩個特點。突破了如何判斷一個試驗是否是古典概型這一教學(xué)難點。
項目內(nèi)容師生活動理論依據(jù)或意圖
教學(xué)過程分析
思考交流形成概念答:不是古典概型,因為試驗的所有可能結(jié)果是圓面內(nèi)所有的點,試驗的所有可能結(jié)果數(shù)是無限的,雖然每一個試驗結(jié)果出現(xiàn)的“可能性相同”,但這個試驗不滿足古典概型的第一個條件。
(2)如圖,某同學(xué)隨機地向一靶心進行射擊,這一試驗的結(jié)果只有有限個:命中10環(huán)、命中9環(huán)……命中5環(huán)和不中環(huán)。你認為這是古典概型嗎?為什么?
答:不是古典概型,因為試驗的所有可能結(jié)果只有7個,而命中10環(huán)、命中9環(huán)……命中5環(huán)和不中環(huán)的出現(xiàn)不是等可能的,即不滿足古典概型的第二個條件。
三
觀察分析推導(dǎo)方程
問題思考:在古典概型下,基本事件出現(xiàn)的概率是多少?隨機事件出現(xiàn)的概率如何計算?
分析:
實驗一中,出現(xiàn)正面朝上的概率與反面朝上的概率相等,即
P(“正面朝上”)=P(“反面朝上”)
由概率的加法公式,得
P(“正面朝上”)+P(“反面朝上”)=P(必然事件)=1
因此P(“正面朝上”)=P(“反面朝上”)=
即試驗二中,出現(xiàn)各個點的概率相等,即
P(“1點”)=P(“2點”)=P(“3點”)
=P(“4點”)=P(“5點”)=P(“6點”)
反復(fù)利用概率的加法公式,我們有
P(“1點”)+P(“2點”)+P(“3點”)+P(“4點”)+P(“5點”)+P(“6點”)=P(必然事件)=1
所以P(“1點”)=P(“2點”)=P(“3點”)
=P(“4點”)=P(“5點”)=P(“6點”)=
進一步地,利用加法公式還可以計算這個試驗中任何一個事件的概率,例如,
P(“出現(xiàn)偶數(shù)點”)=P(“2點”)+P(“4點”)+P(“6點”)=++==
即根據(jù)上述兩則模擬試驗,可以概括總結(jié)出,古典概型計算任何事件的概率計算公式為:
教師提出問題,引導(dǎo)學(xué)生類比分析兩個模擬試驗和例1的概率,先通過用概率加法公式求出隨機事件的概率,再對比概率結(jié)果,發(fā)現(xiàn)其中的聯(lián)系。鼓勵學(xué)生運用觀察類比和從具體到抽象、從特殊到一般的辯證唯物主義方法來分析問題,同時讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)化歸思想的優(yōu)越性和這一做法的合理性,突出了古典概型的概率計算公式這一重點。
項目內(nèi)容師生活動理論依據(jù)或意圖
教學(xué)過程分析
三觀察分析推導(dǎo)方程提問:
(1)在例1的實驗中,出現(xiàn)字母“d”的概率是多少?
出現(xiàn)字母“d”的概率為:
提問:
(2)在使用古典概型的概率公式時,應(yīng)該注意什么?
歸納:
在使用古典概型的概率公式時,應(yīng)該注意:
(1)要判斷該概率模型是不是古典概型;
(2)要找出隨機事件A包含的基本事件的個數(shù)和試驗中基本事件的總數(shù)。
除了畫樹狀圖,還有什么方法求基本事件的個數(shù)呢?教師提問,學(xué)生回答,加深對古典概型的概率計算公式的理解。深化對古典概型的概率計算公式的理解,也抓住了解決古典概型的概率計算的關(guān)鍵。
四例題分析推廣應(yīng)用
例2單選題是標準化考試中常用的題型,一般是從A,B,C,D四個選項中選擇一個正確答案。如果考生掌握了考差的內(nèi)容,他可以選擇唯一正確的答案。假設(shè)考生不會做,他隨機的選擇一個答案,問他答對的概率是多少?
分析:
解決這個問題的關(guān)鍵,即討論這個問題什么情況下可以看成古典概型。如果考生掌握或者掌握了部分考察內(nèi)容,這都不滿足古典概型的第2個條件——等可能性,因此,只有在假定考生不會做,隨機地選擇了一個答案的情況下,才可以化為古典概型。
解:
這是一個古典概型,因為試驗的可能結(jié)果只有4個:選擇A、選擇B、選擇C、選擇D,即基本事件共有4個,考生隨機地選擇一個答案是選擇A,B,C,D的可能性是相等的。從而由古典概型的概率計算公式得:
課后思考:
(1)在標準化考試中既有單選題又有多選題,多選題是從A,B,C,D四個選項中選出所有正確的答案,同學(xué)們可能有一種感覺,如果不知道正確答案,多選題更難猜對,這是為什么?
(2)假設(shè)有20道單選題,如果有一個考生答對了17道題,他是隨機選擇的可能性大,還是他掌握了一定知識的可能性大?學(xué)生先思考再回答,教師對學(xué)生沒有注意到的關(guān)鍵點加以說明。讓學(xué)生明確決概率的計算問題的關(guān)鍵是:先要判斷該概率模型是不是古典概型,再要找出隨機事件A包含的基本事件的個數(shù)和試驗中基本事件的總數(shù)。
鞏固學(xué)生對已學(xué)知識的掌握。
項目內(nèi)容師生活動理論依據(jù)或意圖
教學(xué)過程分析
四例題分析推廣應(yīng)用
例3同時擲兩個骰子,計算:
(1)一共有多少種不同的結(jié)果?
(2)其中向上的點數(shù)之和是5的結(jié)果有多少種?
(3)向上的點數(shù)之和是5的概率是多少?
解:(1)擲一個骰子的結(jié)果有6種,我們把兩個骰子標上記號1,2以便區(qū)分,由于1號骰子的結(jié)果都可以與2號骰子的任意一個結(jié)果配對,我們用一個“有序?qū)崝?shù)對”來表示組成同時擲兩個骰子的一個結(jié)果(如表),其中第一個數(shù)表示1號骰子的結(jié)果,第二個數(shù)表示2號骰子的結(jié)果。(可由列表法得到)
2號
1號123456
1(1,1)(1,2)(1,3)(1,4)(1,5)(1,6)
2(2,1)(2,2)(2,3)(2,4)(2,5)(2,6)
3(3,1)(3,2)(3,3)(3,4)(3,5)(3,6)
4(4,1)(4,2)(4,3)(4,4)(4,5)(4,6)
5(5,1)(5,2)(5,3)(5,4)(5,5)(5,6)
6(6,1)(6,2)(6,3)(6,4)(6,5)(6,6)
由表中可知同時擲兩個骰子的結(jié)果共有36種。
(2)在上面的結(jié)果中,向上的點數(shù)之和為5的結(jié)果有4種,分別為:
(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)
(3)由于所有36種結(jié)果是等可能的,其中向上點數(shù)之和為5的結(jié)果(記為事件A)有4種,因此,由古典概型的概率計算公式可得
先給出問題,再讓學(xué)生完成,然后引導(dǎo)學(xué)生分析問題,發(fā)現(xiàn)解答中存在的問題。
引導(dǎo)學(xué)生用列表來列舉試驗中的基本事件的總數(shù)。利用列表數(shù)形結(jié)合和分類討論,既能形象直觀地列出基本事件的總數(shù),又能做到列舉的不重不漏。深化鞏固對古典概型及其概率計算公式的理解,和用列舉法來計算一些隨機事件所含基本事件的個數(shù)及事件發(fā)生的概率。
培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)形結(jié)合的思想,提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,增強學(xué)生數(shù)學(xué)思維情趣,形成學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的積極態(tài)度。
五究思考鞏固深化
問題思考:為什么要把兩個骰子標上記號?如果不標記號會出現(xiàn)什么情況?你能解釋其中的原因嗎?
如果不標上記號,類似于(1,2)和(2,1)的結(jié)果將沒有區(qū)別。這時,所有可能的結(jié)果將是:
(1,1)(1,2)(1,3)(1,4)(1,5)(1,6)(2,2)(2,3)(2,4)(2,5)(2,6)(3,3)(3,4)(3,5)(3,6)(4,4)(4,5)(4,6)(5,5)(5,6)(6,6)共有21種,和是5的結(jié)果有2個,它們是(1,4)(2,3),所求的概率為
這就需要我們考察兩種解法是否滿足古典概型的要求了。
可以通過展示兩個不同的骰子所拋擲出來的點,感受第二種方法構(gòu)造的基本事件不是等可能事件,另外還可以利用Excel展示第二種方法中構(gòu)造的21個基本事件不是等可能事件。從而加深印象,鞏固知識。要求學(xué)生觀察對比兩種結(jié)果,找出問題產(chǎn)生的原因。
通過觀察對比,發(fā)現(xiàn)兩種結(jié)果不同的根本原因是——研究的問題是否滿足古典概型,從而再次突出了古典概型這一教學(xué)重點,體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位,逐漸養(yǎng)成自主探究能力。
項目內(nèi)容師生活動理論依據(jù)或意圖
教學(xué)過程分析
六總結(jié)概括加深理解
1.我們將具有
(1)試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個;(有限性)
(2)每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等。(等可能性)
這樣兩個特點的概率模型稱為古典概率概型,簡稱古典概型。
2.古典概型計算任何事件的概率計算公式
3.求某個隨機事件A包含的基本事件的個數(shù)和實驗中基本事件的總數(shù)的常用方法是列舉法(畫樹狀圖和列表),應(yīng)做到不重不漏。學(xué)生小結(jié)歸納,不足的地方老師補充說明。使學(xué)生對本節(jié)課的知識有一個系統(tǒng)全面的認識,并把學(xué)過的相關(guān)知識有機地串聯(lián)起來,便于記憶和應(yīng)用,也進一步升華了這節(jié)課所要表達的本質(zhì)思想,讓學(xué)生的認知更上一層。
七
布置作業(yè)
P123練習(xí)1、2題學(xué)生課后自主完成。進一步讓學(xué)生掌握古典概型及其概率公式,并能夠?qū)W以致用,加深對本節(jié)課的理解。
八
板書設(shè)計
3.2.1古典概型例1例2
樹狀圖
試驗一古典概型
試驗二古典概型概率例3
基本事件計算公式列表
教法與學(xué)法分析教法分析
根據(jù)本節(jié)課的特點,采用引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)和歸納概括相結(jié)合的教學(xué)方法,通過提出問題、思考問題、解決問題等教學(xué)過程,觀察對比、概括歸納古典概型的概念及其概率公式,再通過具體問題的提出和解決,來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的主體能動性,讓每一個學(xué)生充分地參與到學(xué)習(xí)活動中來。
學(xué)法分析
學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的問題情景中,通過觀察、類比、思考、探究、概括、歸納和動手嘗試相結(jié)合,體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位,培養(yǎng)了學(xué)生由具體到抽象,由特殊到一般的數(shù)學(xué)思維能力,形成了實事求是的科學(xué)態(tài)度,增強了鍥而不舍的求學(xué)精神。
評價分析評價設(shè)計
本節(jié)課的教學(xué)通過提出問題,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,經(jīng)歷思考交流概括歸納后得出古典概型的概念,由兩個問題的提出進一步加深對古典概型的兩個特點的理解;再通過學(xué)生觀察類比推導(dǎo)出古典概型的概率計算公式。這一過程能夠培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
在解決概率的計算上,教師鼓勵學(xué)生嘗試列表和畫出樹狀圖,讓學(xué)生感受求基本事件個數(shù)的一般方法,從而化解由于沒有學(xué)習(xí)排列組合而學(xué)習(xí)概率這一教學(xué)困惑。整個教學(xué)設(shè)計的順利實施,達到了教師的教學(xué)目標。
相關(guān)知識
判斷水溶液中離子不能大量共存的依據(jù)
一、依據(jù)溶液的顏色
如果試題已指明溶液無色,則有色離子不能大量共存。常見呈現(xiàn)顏色的離子有:外殼電子數(shù)為9~17的第一過渡系元素的水合離子,能吸收一定波長的可見光,使其離子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),而呈現(xiàn)顏色。這些離子的顏色列于表1。
*水解后,呈黃棕色。
水溶液中某些含氧酸根是有色的。例如,MnO4-呈紫色,MnO42-呈綠色,CrO42-呈黃色,Cr2O72-顯橙紅色,VO3-顯黃色。
2電子或8電子外殼的離子是無色的。例如,Li+,Na+,K+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,F-,Cl-,Br-,I-,S2-,Se2-等。
二、依據(jù)溶液的酸堿性
1.由試題所給條件確定溶液的酸堿性
如果試題給出溶液的pH<7,則為酸性;pH>7,則為堿性。如果試題指明,在298K,水的電離度減小,則溶液可能是酸性,也可能是堿性。其原因是:在298K,純水電離所產(chǎn)生的H+和OH-濃度的乘積是1×10-14,即水的離子積,[H+]×[OH-]=1×10-14。在純水中加入較大量的可溶性強酸時,可將酸電離所產(chǎn)生的H+的濃度,當做溶液中H+的總濃度,且[H+]1×10-7mol·L-1。這時水的離子積仍保持為1×10-14,故由水電離所產(chǎn)生的[OH-]和[H+]均小于1×10-7mol·L-1。由此可見,加入可溶性酸時,能抑制水的電離,使其電離度減小,溶液呈現(xiàn)酸性。同理,加入較大量的可溶性強堿時,水的電離度也能顯著減小,溶液呈現(xiàn)堿性。
2.在酸性或堿性溶液中不能大量共存的離子
在強酸性溶液中,由兩性氫氧化物生成的含氧酸根不能大量共存,例如,AlO2-,ZnO22-,CrO2-等。在強堿性溶液中,由兩性氫氧化物電離所產(chǎn)生的簡單陽離子不能大量共存,例如,Al3+,Cr3+,Zn2+等。
三、依據(jù)非氧化還原反應(yīng)
水溶液中離子之間能夠發(fā)生非氧化還原反應(yīng)時,則不能大量共存。離子之間的非氧化還原反應(yīng)可區(qū)分為:
1.生成難溶于水的物質(zhì)
(1)Pb2+,Ag+,Hg22+與Cl-不能大量共存,因為能生成難溶的PbCl2,AgCl,Hg2Cl2。
(2)Cu2+,Cd2+,Bi3+,Hg2+,As3+,Sb3+,Sn2+和Ag+與S2-,HS-不能大量共存,因為能生成難溶于水和稀酸的硫化物。
(3)Mn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+和Zn2+與S2-不能大量共存。雖然它們的硫化物能溶于稀酸([H+]為0.3mol·L-1),但是它們能同(NH4)2S和NH3·H2O溶液中的S2-反應(yīng),生成難溶的硫化物沉淀。
(4)Ca2+,Sr2+,Ba2+,Fe2+,Pb2+,Zn2+和Ag+與CO32-不能大量共存,因為能生成難溶的碳酸鹽。
(5)Ca2+,Sr2+和Ba2+與SO42-不能大量共存,因為CaSO4微溶于水,SrSO4和BaSO4難溶于水。
(6)Ca2+,Sr2+和Ba2+與PO43-不能大量共存,因為它們的磷酸鹽難溶于水。
(7)Mg2+,Cu2+,Zn2+,Al3+和Fe3+與OH-不能大量共存,因為它們的氫氧化物難溶于水。
(8)Al3+和S2-,不能大量共存于溶液中,因為二者能完全水解,生成難溶的Al(OH)3和H2S。
2.生成難電離的物質(zhì)
(1)H+與OH-不能大量共存,因為能反應(yīng)生成難電離的H2O。H2PO4-,HCO3-與OH-不能大量共存,因為二者同OH-反應(yīng)分別生成PO43-,CO32-和難電離的H2O。
(2)ClO-與H+不能大量共存,因為能生成難電離的HClO。
3.生成氣態(tài)物質(zhì)
(1)CO32-,HCO3-,SO32-和S2-與H+不能大量共存,因為它們能同H+反應(yīng),分別生成CO2,SO2,H2O和H2S。Al3+與CO32-不能大量共存,因為二者水解,相互反應(yīng)生成難溶的Al(OH)3和氣體CO2。
(2)NH4+與OH-不能大量共存,因為二者反應(yīng),能生成氣體NH3和H2O。
4.生成配合物
當兩種離子在水溶液中反應(yīng)生成配合物時,則二者不能大量共存。例如,Fe3+與SCN-不能大量共存,因為二者反應(yīng),生成配合物[Fe(NCS)n]3-n(n=1~6)。Ag+與CN-不能大量共存,因為二者反應(yīng),生成[Ag(CN)2]-。
四、依據(jù)氧化還原反應(yīng)
在水溶液中,如果氧化性離子與還原性離子能自發(fā)地進行氧化還原反應(yīng),則二者不能大量共存。
1.根據(jù)化合價判斷離子的氧化性或還原性
在離子中某元素的原子呈現(xiàn)最高化合價時,這個離子只有氧化性,例如,SO42-;呈現(xiàn)中間價態(tài)時,既有氧化性,又有還原性,例如,SO32-;呈現(xiàn)最低化合價時,只有還原性,例如,S2-。由于氮的最高化合價是+5,最低化合價是-3,所以,NO3-只有氧化性,NO2-既有氧化性,又有還原性,NH4+只有還原性。MnO4-和Cr2O72-只有氧化性,二者是強的氧化劑,因為錳的最高化合價是+7,鉻的最高化合價是+6。
2.自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)的條件
自發(fā)地進行氧化還原反應(yīng)的條件是強的氧化劑和強的還原劑反應(yīng),生成弱的還原劑和弱的氧化劑。例如:
3.氧化劑和還原劑相對強弱的比較
(1)酸性介質(zhì)中氧化劑和還原劑的相對強弱
在酸性介質(zhì)中,溫度是298K,離子濃度為1mol·L-1,氣體分壓為1.01×105Pa,某些常見氧化劑的氧化性和還原劑的還原性的相對強弱列于表2。
氧
化
劑
的
氧
化
性
依
次
增
強
↓
align=middlewidth="37%"SO42-align=middlewidth="38%"SO32-(H2SO3)align=middlewidth="12%"rowSpan=19↑還
原
劑
的
還
原
性
依
次
增
強
↑
align=middlewidth="37%"SO32-(HSO3)align=middlewidth="38%"Salign=middlewidth="37%"I2align=middlewidth="38%"I-align=middlewidth="37%"Fe3+align=middlewidth="38%"Fe2+align=middlewidth="37%"NO3-align=middlewidth="38%"NO2(N2O4)align=middlewidth="37%"NO3-align=middlewidth="38%"NO2-(HNO2)align=middlewidth="37%"NO3-align=middlewidth="38%"NOalign=middlewidth="37%"NO2-align=middlewidth="38%"NOalign=middlewidth="37%"Br2align=middlewidth="38%"Br-align=middlewidth="37%"IO3-align=middlewidth="38%"I2align=middlewidth="37%"Cr2O72-align=middlewidth="38%"Cr3+align=middlewidth="37%"Cl2align=middlewidth="38%"Cl-align=middlewidth="37%"IO-(HIO)align=middlewidth="38%"I2align=middlewidth="37%"ClO3-align=middlewidth="38%"Cl2align=middlewidth="37%"BrO3-align=middlewidth="38%"Br2align=middlewidth="37%"MnO4-align=middlewidth="38%"Mn2+align=middlewidth="37%"BrO-(HBrO)align=middlewidth="38%"Br2align=middlewidth="37%"ClO-(HClO)align=middlewidth="38%"Cl2align=middlewidth="37%"MnO4-align=middlewidth="38%"MnO2在表2中,由上到下,氧化劑的氧化性依次增強。由上到下,氧化劑的氧化性依次增強,最強的氧化劑是MnO4-;最弱的氧化劑是SO42-。由下到上,還原劑的還原性依次增強,最強的還原劑是SO32-;最弱的還原劑是MnO2。
在某較強氧化劑和較強還原劑之間,該氧化劑的還原產(chǎn)物和還原劑的氧化產(chǎn)物之間,畫兩條對角線。位于對角線左下角的氧化劑和位于右上角的還原劑是反應(yīng)物;另一對角線位置的是生成物。例如,由Cr2O72-與Fe2+,Cr3+與Fe3+的對角線可知,下面氧化還原反應(yīng)可自發(fā)進行:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
顯而易見,位于表2中左下方的離子和右上方的離子在酸性溶液中不能大量共存。
綜上所述,可得出以下結(jié)論:
①在酸性介質(zhì)中MnO4-與簡單陰離子Cl-,Br-,I-,Fe2+,低價含氧酸根SO32-和NO2-不能大量共存于溶液中。
②在酸性介質(zhì)中Cr2O72-與簡單陰離子Br-,I-,Fe2+,低價含氧酸根SO32-,NO2-不能大量共存于溶液中。
③在酸性介質(zhì)中,Cl-與ClO-,Cl-與ClO3-,Br-與BrO-,Br-與BrO3-,I-與IO-,I-與IO3-不能大量共存,因這它們之間能夠進行高低價反應(yīng)分別生成鹵素單質(zhì)Cl2,Br2,I2。
(2)堿性介質(zhì)中,某些氧化劑和還原劑的相對強弱。
在298K,離子濃度為1mol·L-1時,堿性介質(zhì)中某些氧化劑和還原劑的相對強弱列于表3。
氧
化
劑
的
氧
化
性
增
強
↓align=middlewidth="25%"SO42-align=middlewidth="25%"SO32-align=middlewidth="25%"rowSpan=10↑
還
原
劑
的
還
原
性
增
強
↑align=middlewidth="25%"Sealign=middlewidth="25%"Se2-align=middlewidth="25%"Salign=middlewidth="25%"S2-align=middlewidth="25%"NO3-align=middlewidth="25%"NO2-align=middlewidth="25%"IO3-align=middlewidth="25%"I-align=middlewidth="25%"MnO4-align=middlewidth="25%"MnO2align=middlewidth="25%"BrO3-align=middlewidth="25%"Br-align=middlewidth="25%"ClO3-align=middlewidth="25%"Cl-align=middlewidth="25%"BrO-align=middlewidth="25%"Br-align=middlewidth="25%"ClO-align=middlewidth="25%"Cl-
由表3可得出結(jié)論:
①在堿性介質(zhì)中,MnO4-與I-,Se2-,S2-,SO32-,NO2-不能大量共存于溶液中。
②在堿性介質(zhì)中,BrO3-與I-,ClO3-與Br-,BrO-與Cl-,ClO-與Br-不能大量共存于溶液中。
氣體分子動理論
教學(xué)目標
知識目標
1、知道氣體分子運動的特點.
2、知道分子沿各個方向運動的機會均等,分子速率按一定規(guī)律分布,這種規(guī)律是一種統(tǒng)計規(guī)律.
3、知道氣體壓強的微觀解釋以及氣體實驗定律的微觀解釋.
能力目標
通過用微觀解釋宏觀,提出統(tǒng)計規(guī)律,滲透統(tǒng)計觀點,以提高學(xué)生分析、綜合、歸納能力.
情感目標
通過對氣體分子定律以及氣體實驗定律的微觀解釋,尤其是統(tǒng)計規(guī)律的滲透,讓學(xué)生體會其在科學(xué)研究中的作用.培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的探究精神.
教學(xué)建議
用微觀的方法解釋宏觀現(xiàn)象,對學(xué)生來說,這是第一次接觸,應(yīng)從實際出發(fā),通過模擬和舉例來幫助學(xué)生理解統(tǒng)計規(guī)律的意義.理解氣體壓強的產(chǎn)生并解釋氣體的實驗定律是本節(jié)的重要內(nèi)容,也是提高學(xué)生分析、綜合、歸納能力的有效途徑.
教學(xué)設(shè)計示例
(一)教學(xué)總體設(shè)計
1、教師應(yīng)借助物理規(guī)律和課件展示,準確講解,注意啟發(fā)點撥,以學(xué)生自己討論歸納.
2、學(xué)生應(yīng)積極思考、認真觀察、參與討論、總結(jié)規(guī)律、解釋現(xiàn)象.
教師通過動畫模擬引入微觀對宏觀的解釋、滲透統(tǒng)計思維,指導(dǎo)學(xué)生觀察動畫、分析特點,總結(jié)統(tǒng)計規(guī)律,解釋有關(guān)現(xiàn)象.
(二)重點·難點·疑點及解決辦法
1、重點:氣體壓強的產(chǎn)生和氣體實驗定律的微觀解釋.
2、難點:用統(tǒng)計的方法分析氣體分子運動的特點.
3、疑點
(1)氣體分子運動與固體、液體分子運動有什么區(qū)別.
(2)氣體的壓強是怎樣產(chǎn)生的?它的大小由什么因素決定.
4、解決辦法
用小球模擬分子碰撞器壁,聯(lián)系實際,從實例出發(fā)理解氣體壓強的產(chǎn)生機理,并分析影響氣體壓強的因素.
(三)教學(xué)過程
1、氣體分子運動特點(條件允許,可以播放動畫進行模擬演示)
在教師引導(dǎo)下得出結(jié)論:
①氣體分子間距較大
②氣體分子充滿整個容器空間
③氣體分子運動頻繁碰撞
④氣體分子向各個方向運動的機會均等
分析氣體分子運動特點及聯(lián)系實驗得出:
①氣體分子間距大,作用力?。烧J為沒有),所以氣體沒有一定的形態(tài)和體積(由容器決定).
②分子沿各個方向運動的機會均等.
③速率分布是中間大兩頭小的規(guī)律.其速率分布與分子數(shù)的關(guān)系如圖所示.
2、氣體壓強的微觀解釋
大量氣體分子對器壁頻繁碰撞,就對器壁產(chǎn)生一個持續(xù)的均勻的壓強.器壁單位面積上受到的壓力,就是氣體的壓強.
例如:雨滴撞擊雨傘的例子.
再比如:用一小把針刺手心,當針刺的頻率很高時,手心的感覺就不是痛一下,而是成為一種連續(xù)的均勻的痛感了.
氣體的壓強與氣體的密度和氣體分子的平均功能有關(guān).經(jīng)過實驗和理論計算得出:
為氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù),E為氣體分子的平均動能.
3、對氣體實驗定律的微觀解釋
(1)玻意耳定律
(2)查理定律
(3)蓋·呂薩克定律
4、總結(jié)、擴展
(1)氣體分子運動有什么特點?
(2)氣體的壓強是怎樣產(chǎn)生的?它的大小由什么因素決定?
(3)怎樣從微觀的方法解釋氣體三實驗定律?
5、板書設(shè)計
五、氣體分子動理論
1、氣體分子運動特點
①
②
③
2、對氣體壓強的微觀解釋
3、對氣體實驗定律的微觀解釋
教學(xué)設(shè)計示例參考
氣體實驗定律的微觀解釋
一、教學(xué)目標
1、知識目標:
(1)能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義,并能知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系.
(2)能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律.
2、能力目標:通過讓學(xué)生用氣體分子動理論解釋有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生的微觀想象能力和邏輯推理能力,并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法.
3、情感目標:通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運動規(guī)律的分析,對學(xué)生滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學(xué)思維方法.
二、重點、難點分析
1、用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律是本節(jié)課的重點,它是本節(jié)課的核心內(nèi)容.
2、氣體壓強的微觀意義是本節(jié)課的難點,因為它需要學(xué)生對微觀粒子復(fù)雜的運動狀態(tài)有豐富的想象力.
三、教具
計算機控制的大屏幕顯示儀;自制的顯示氣體壓強微觀解釋的計算機軟件.
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
先設(shè)問:氣體分子運動的特點有哪些?
答案:特點是:(1)氣體間的距離較大,分子間的相互作用力十分微弱,可以認為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用,每個分子都可以在空間自由移動,一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個容器空間.(2)分子間的碰撞頻繁,這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞.氣體通過這種碰撞可傳遞能量,其中任何一個分子運動方向和速率大小都是不斷變化的,這就是雜亂無章的氣體分子熱運動.(3)從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等,因此對大量分子而言,在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的.(4)大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布,呈“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律,且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān),溫度升高時,平均速率會增大.
今天我們就是要從氣體分子運動的這些特點和規(guī)律來解釋氣體實驗定律.
(二)教學(xué)過程設(shè)計
1、關(guān)于氣體壓強微觀解釋的教學(xué)
首先通過設(shè)問和討論建立反映氣體宏觀物理狀態(tài)的溫度(T)、體積(V)與反映氣體分子運動的微觀狀態(tài)物理量間的聯(lián)系:
溫度是分子熱運動平均動能的標志,對確定的氣體而言,溫度與分子運動的平均速率有關(guān),溫度越高,反映氣體分子熱運動的平均速率()越大.
體積影響到分子密度(即單位體積內(nèi)的分子數(shù)),對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言,分子總數(shù)N是一定的,當體積為V時,單位體積內(nèi)的分子數(shù)與體積V成反比,即體積越大時,反映氣體分子的密度n越?。?/p>
然后再設(shè)問:氣體壓強大小反映了氣體分子運動的哪些特征呢?
這應(yīng)從氣體對容器器壁壓強產(chǎn)生的機制來分析.
先讓學(xué)生看用計算機模擬氣體分子運動撞擊器壁產(chǎn)生壓強的機制:
首先用計算機軟件在大屏幕上顯示出如圖1所示的圖形:
向同學(xué)介紹:如圖所示是一個一端用活塞(此時表示活塞部分的線條閃爍3~5次)封閉的氣缸,活塞用一彈簧與一固定物相連,活塞與氣缸壁摩擦不計,當氣缸內(nèi)為真空時,彈簧長為原長.如果在氣缸內(nèi)密封了一定質(zhì)量的理想氣體.由于在任一時刻氣體分子向各方向上運動的分子數(shù)相等,為簡化問題,我們僅討論向活塞方向運動的分子.大屏幕上顯示圖2,即圖中顯示的僅為總分子數(shù)的,(圖中顯示的“分子”暫呈靜態(tài))先看其中一個(圖2中涂黑的“分子”閃爍2~3次)分子與活塞碰撞情況,(圖2中涂黑的“分子”與活塞碰撞且以原速率反彈回來,活塞也隨之顫抖一下,這樣反復(fù)演示3~5次)再看大量分子運動時與活塞的碰撞情況:
大屏幕上顯示“分子”都向活塞方向運動,對活塞連續(xù)不斷地碰撞,碰后的“分子”反彈回來,有的返回途中與別的“分子”相撞后改變方向,有的與活塞對面器壁相碰改變方向,但都只顯示垂直于活塞表面的運動狀態(tài),而活塞被擠后有一個小的位移,且相對穩(wěn)定,如圖3所示的一個動態(tài)畫面.時間上要顯示15~30秒定格一次,再動態(tài)顯示15~30秒,再定格.
得出結(jié)論:由此可見氣體對容器壁的壓強是大量分子對器壁連續(xù)不斷地碰撞所產(chǎn)生的.
進一步分析:若每個分子的質(zhì)量為m,平均速率為v,分子與活塞的碰撞是完全彈性碰撞,則在這一分子與活塞碰撞中,該分子的動量變化為2mv,即受的沖量為2mv,根據(jù)牛頓第三定律,該分子對活塞的沖量也是2mv,那么在一段時間內(nèi)大量分子與活塞碰撞多少次,活塞受到的總沖量就是2mv的多少倍,單位時間內(nèi)受到的總沖量就是壓力,而單位面積上受到的壓力就是壓強.由此可推出:氣體壓強一方面與每次碰撞的平均沖量2mv有關(guān),另一方面與單位時間內(nèi)單位面積受到的碰撞次數(shù)有關(guān).對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言,每次碰撞的平均沖量,2mv由平均速率v有關(guān),v越大則平均沖量就越大,而單位時間內(nèi)單位面積上碰撞的次數(shù)既與分子密度n有關(guān),又與分子的平均速率有關(guān),分子密度n越大,v也越大,則碰撞次數(shù)就越多,因此從氣體分子動理論的觀點看,氣體壓強的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同決定,n越大,v也越大,則壓強就越大.
2、用氣體分子動理論解釋實驗三定律
(1)教師引導(dǎo)、示范,以解釋玻意耳定律為例教會學(xué)生用氣體分子動理論解釋實驗定律的基本思維方法和簡易符號表述形式.
范例:用氣體分子動理論解釋玻意耳定律.
一定質(zhì)量(m)的理想氣體,其分子總數(shù)(N)是一個定值,當溫度(T)保持不變時,則分子的平均速率(v)也保持不變,當其體積(V)增大幾倍時,則單位體積內(nèi)的分子數(shù)(n)變?yōu)樵瓉淼膸追种唬虼藲怏w的壓強也減為原來的幾分之一;反之若體積減小為原來的幾分之一,則壓強增大幾倍,即壓強與體積成反比.這就是玻意耳定律.
書面符號簡易表述方式:
小結(jié):基本思維方法(詳細文字表述格式)是:依據(jù)描述氣體狀態(tài)的宏觀物理量(m、p、V、T)與表示氣體分子運動狀態(tài)的微觀物理量(N、n、v)間的相關(guān)關(guān)系,從氣體實驗定律成立的條件所述的宏觀物理量(如m一定和T不變)推出相關(guān)不變的微觀物理量(如N一定和v不變),再根據(jù)宏觀自變量(如V)的變化推出有關(guān)的微觀量(如n)的變化,再依據(jù)推出的有關(guān)微觀量(如v和n)的變與不變的情況推出宏觀因變量(如p)的變化情況,結(jié)論是否與實驗定律的結(jié)論相吻合.若吻合則實驗定律得到了微觀解釋.
(2)讓學(xué)生體驗上述思維方法:每個人都獨立地用書面詳細文字敘述和用符號簡易表述的方法來對查理定律進行微觀解釋,然后由平時物理成績較好的學(xué)生口述,與下面正確答案核對.
書面或口頭敘述為:一定質(zhì)量(m)的氣體的總分子數(shù)(N)是一定的,體積(V)保持不變時,其單位體積內(nèi)的分子數(shù)(n)也保持不變,當溫度(T)升高時,其分子運動的平均速率(v)也增大,則氣體壓強(p)也增大;反之當溫度(T)降低時,氣體壓強(p)也減小.這與查理定律的結(jié)論一致.
用符號簡易表示為:
(3)讓學(xué)生再次練習(xí),用氣體分子動理論解釋蓋·呂薩克定律.再用更短的時間讓學(xué)生練習(xí)詳細表述和符號表示,然后讓物理成績?yōu)橹械鹊幕蜉^差的學(xué)生口述自己的練習(xí),與下面標準答案核對.
一定質(zhì)量(m)的理想氣體的總分子數(shù)(N)是一定的,要保持壓強(p)不變,當溫度(T)升高時,全體分子運動的平均速率v會增加,那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)(n)一定要減?。ǚ駝t壓強不可能不變),因此氣體體積(V)一定增大;反之當溫度降低時,同理可推出氣體體積一定減?。@與蓋·呂薩克定律的結(jié)論是一致的.
用符號簡易表示為:
(三)課堂小結(jié)
1、本節(jié)課我們首先明確了氣體狀態(tài)參量與相關(guān)的氣體分子運動的微觀物理量間的關(guān)系著重從氣體分子動理論的觀點認識到氣體對容器壁的壓強是大量分子連續(xù)不斷地對器壁碰撞產(chǎn)生的,且由分子的平均速率和分子密度共同決定其大小.
2、本節(jié)課我們重點學(xué)習(xí)了用氣體分子動理論的觀點來解釋氣體三個實驗定律的方法.
五、說明
1、本節(jié)課設(shè)計用計算機模擬氣體分子對器壁碰撞而產(chǎn)生壓強是為了使學(xué)生有一點感性認識,幫助學(xué)生想象,其中有兩點需要說明,一是彈簧的形變(活塞的位移)說明活塞受到了壓力,二是圖中所示的“分子”數(shù)只是示意圖,其“大量”的含義是無法(也沒必要)用具體圖形表示.
2、本節(jié)課用氣體分子動理論解釋實驗定律的側(cè)重點在于教會學(xué)生“解釋”的方法,它是一種從宏觀到微觀,又由微觀到宏觀的有序而又嚴密的推理.因此對三個定律解釋方式是先教師示范,講清方法,再讓學(xué)生獨立思考,自行體驗,最后反復(fù)練習(xí),熟練掌握.既采用詳細表述又用符號簡易表示,其目的也是為了訓(xùn)練學(xué)生既嚴密又簡練的邏輯思維.
3、由于溫度只是氣體分子平均動能的標志,它與分子平均速率v只能推出定性的相關(guān)關(guān)系,中學(xué)階段無法得到定量的相關(guān)關(guān)系,因此對查理定律和蓋·呂薩克定律也只能進行定性解釋,不能定量的推出正比關(guān)系.
生物進化理論
第2節(jié)生物進化理論
教學(xué)目標:
1.說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。
2.概述生物進化理論與生物多樣性的形成。
教學(xué)重點和難點:
1.運用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。
2.運用生物進化觀點解釋一些生物現(xiàn)象。
自主學(xué)習(xí)與要點講解:
一、拉馬克的進化學(xué)說
拉馬克:法國博物學(xué)家第一個提出比較完整的進化學(xué)說
1.觀點:地球上所有的生物都不是神創(chuàng)造的;是由更古老的生物由低等到高等逐漸進化來的;各種適應(yīng)性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳
2.拉馬克進化學(xué)說的進步性:反對神創(chuàng)論和物種不變論
局限性:幾乎否認物種的真實存在,認為生物只存在連續(xù)變異的個體
學(xué)說多來自主觀推測
二、達爾文的自然選擇學(xué)說
事實1:生物都有__過度繁殖的傾向
事實2:物種內(nèi)的個體數(shù)能保持穩(wěn)定推論1:個體間存在著生存斗爭
事實3:資源是有限的事實4:個體間普遍存在差異
事實5:許多變異是可以遺傳的
推論2:具有有利變異的個體,推論3:__有利變異逐代積累,
生存并留下后代的機會多生物體不斷進化出新類型
1.由以上演繹模型總結(jié)達爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容是:過度繁殖;生存斗爭、遺傳變異、自然選擇。
2.自然選擇學(xué)說的進步性:使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛,走上科學(xué)的軌道;揭示了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有共同的祖先;生物的多樣性是進化的結(jié)果;生物界千差萬別的種類之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系_,促進了生物學(xué)各個分支學(xué)科的發(fā)展。
3.局限性:限于當時科學(xué)發(fā)展水平的限制,對于_遺傳變異的本質(zhì),不能做出科學(xué)的解釋。其次注重個體的進化價值而忽視群體作用。
三、達爾文以后進化理論的發(fā)展
隨著科學(xué)發(fā)展,關(guān)于遺傳和變異的研究,從性狀水平發(fā)展到分子水平,自然選擇的作用的研究也從以生物個體為單位發(fā)展成以種群為基本單位。這樣形成了以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論。
四、現(xiàn)代生物進化理論
(一)種群是生物進化的基本單位
1、種群
(1)概念:生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。
(2)特點:不是機械地集合在一起。個體之間彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。所以種群也是生物繁殖的基本單位。
2、基因庫:一個種群中全部個體所含有的全部基因。
3、基因頻率:在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。
例1、某同學(xué)計算這樣一個例子:從某種生物的種群中隨機抽出100個個體,測知其基因型分別為AA、Aa、aa的個體分別為20、60和20個,問(1)其中A基因頻率為多少?(2)a基因頻率為多少?
A基因頻率=________________________
a基因頻率=________________________
根據(jù)孟德爾的分離規(guī)律計算:
親代基因型的頻率AA(20%)Aa(60%)aa(20%)
配子的比率A()a()
子一代基因型頻率AA()Aa()aa()
子一代基因頻率A()a()
子二代基因型頻率AA()Aa()aa()
子二代基因頻率A()a()
(3)產(chǎn)生新的等位基因A2,種群的基因頻率會變化嗎?基因A2的頻率可能會怎樣變化?。
(二)突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料
1、變異類型
2、在自然情況下,突變的頻率很低,且多數(shù)有害,對生物進化有重要意義嗎?
例如:每個果蠅約有104對基因,假定每個基因的突變率都是10-5。若有一個中等數(shù)量的果蠅種群(約有108個個體),請同學(xué)們計算出每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少?基因突變數(shù)是2×107。這說明種群中每代產(chǎn)生的基因突變的數(shù)量是很大的,并通過繁殖得到積累,成為基因頻率改變的基礎(chǔ)。而且突變的有利或有害并不是絕對的,它取決于生物的生存環(huán)境。
3、突變和基因重組產(chǎn)生的變異有方向嗎?
由于突變和基因重組都是隨機、不定向的,因此它們只是提供了生物進化的原材料,不能決定生物進化的方向。
(三)自然選擇決定生物進化的方向:在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進化。
答案:
例1.50%;50%
親代基因型的頻率AA(20%)Aa(60%)aa(20%)
配子的比率A(50%)a(50%)
子一代基因型頻率AA(25%)Aa(50%)aa(25%)
子一代基因頻率A(50%)a(50%)
子二代基因型頻率AA(25%)Aa(50%)aa(25%)
子二代基因頻率A(50%)a(50%)
(3)可能。增加或者減少,取決于生活的環(huán)境。
現(xiàn)代生物進化理論
俗話說,磨刀不誤砍柴工。作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進入課堂環(huán)境中來,幫助高中教師營造一個良好的教學(xué)氛圍。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?下面是小編精心為您整理的“現(xiàn)代生物進化理論”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
第七章現(xiàn)代生物進化理論
一、現(xiàn)代生物進化理論的由來
1、拉馬克學(xué)說內(nèi)容____________________、___________________________________
意義:_________________________________________________________________
2、達爾文的自然選擇學(xué)說內(nèi)容____________、__________、__________、__________。
3、現(xiàn)代生物進化理論對達爾文學(xué)說的改進方面
二、現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容
(一)種群基因頻率的改變與生物進化
1、_____是生物進化的基本單位
種群的概念:____________________________________________________________
種群的特征:____________、____________、____________、____________
基因庫①概念________________________________________________
②是不是一成不變?____________
③對于處于一個長期處于地理隔離的小種群,若其數(shù)量不斷減少,其潛在的危險是基因庫將_______________。
基因頻率①概念____________________________________
②計算方法:____________________________________
③理想狀態(tài)下是否會發(fā)生改變?(課本115頁思考與討論)
而生物都生活在非理想狀態(tài)下,由于________________________等原因,所以基因頻率總在發(fā)生著變化,生物進化的標志是___________。
2、_______________產(chǎn)生進化的原材料
①這里的突變包括___________,如果沒有生物的可遺傳變異生物是否會進化?_____
②基因突變的頻率是很低的,而群體呢?(116頁)____________________
③試分析有性生殖出現(xiàn)后,生物進化的速度大大加快?
3、___________決定生物進化的方向
①試舉例分析自然選擇決定生物的進化方向?
②自然選擇的結(jié)果可解釋生物具有_________和_________性的原因,生物多樣性主要包括_____________、_______________、_______________三個方面
(二)隔離與物種的形成
1、隔離的概念_________________________
常見的隔離類型______________________________
2、物種的概念________________________________________
3、判斷甲、乙兩群體的生物是否屬于同一物種的方法?_______________
4、物種形成的一般模式是:________________________________________
有無特殊__________試舉一例:__________
5、新物種形成的標志是:_________________________
6、物種間是否一定有生殖隔離?__________原因是:_______________
是否一定有地理隔離?
7、物種形成的三個環(huán)節(jié)__________、__________、__________。
(三)共同進化與生物的多樣性
1、多樣性的層次包括:____________、____________、____________
2、蟲媒花與傳粉昆蟲之間的進化關(guān)系(狼與鹿之間通過捕食關(guān)系進行的選擇)?
該種現(xiàn)象體現(xiàn)了生物的________進化。
共同進化既發(fā)生在__________之間也發(fā)生在__________之間。
3、通過上述分析你認為生物之間的共同進化一定是通過生存斗爭實現(xiàn)的嗎?_____為什么?(舉例分析)________________________________________
4、什么是“精明的捕食者策略”?______________________________
捕食者的存在__________(增加?減少?)生物多樣性。
5、你知道生物進化的證據(jù)有那些?_______________
6、生物進化的歷程