從螢火蟲到人工冷光(教學設計)

從螢火蟲到人工冷光江西省上高二中況圣明授課課題：從螢火蟲到人工冷光教學目標：學問目標：了解螢火蟲獨特的發(fā)光原理，人工冷光的仿生應用。情感目標：在爭論性學習中培育學生良好的協(xié)作學習精神。b．培育學生勇于制造的科學態(tài)度。力量目標：a．提高學生獵取信息力量〔分析信息、處理信息、運用信息力量。培育學生的創(chuàng)力量。c．培育學生自學力量。3．教學手段：多媒體授課對象：高二學生授課地點：多媒體教室或階梯教室6學生參與人數(shù)：全年級學生教學過程創(chuàng)設情景，引出課題的是一副什么樣的秀麗場景？〔自由發(fā)言。師：同學們見過螢火蟲嗎？誰來講講有關螢火蟲動人的故事？〔自由發(fā)言。設疑激趣，自主學習先提出以下問題：什么是仿生學？螢火蟲是咋樣發(fā)光的？什么是冷光？有什么特點？人工冷光有哪些應用？學生帶著這些問題上網(wǎng)搜尋，查找資料。相互溝通，整理歸納各小組匯報本小組答案，然后比較，整理歸納出最正確答案。教學內(nèi)容：〔1〕螢火蟲簡介子里，借助螢火蟲發(fā)奮夜讀；還據(jù)說17世紀西班牙軍隊曾用一種熱帶巨螢偽裝成夜戰(zhàn)部隊哄騙了敵軍；在遠東的夜蟲裝進去系在頭發(fā)上或衣服上成了絕妙的自然裝飾品等。今日我們只學習與螢火蟲發(fā)光的學問。仿生學各樣全優(yōu)本領〔包括生物本身的構造，各種器官的功能，體內(nèi)物理和化學的過程，能量的供給，信息的加工，記憶與傳遞等，用現(xiàn)代科學技術去分析并加工制成某些機械儀器的一種科學。螢火蟲的發(fā)光原理科學家爭論覺察，螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個發(fā)光器由發(fā)光層、透亮層和反射層三局部組成。發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細胞，它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下，熒光素在細胞內(nèi)水分的參與下，與氧化合便發(fā)出熒光。這種被稱作蟲螢光素酶的化學物質(zhì)像開關一樣啟動這種反響，當螢火蟲產(chǎn)生蟲螢光素酶的時候，這種反響就開頭了，螢火蟲便會發(fā)出一閃一閃的光亮。螢火蟲的發(fā)光，實質(zhì)上是把化學能轉變成光能的過程。成光蛋白質(zhì)＋成光酵素→含氧成光蛋白質(zhì)〔發(fā)出綠光；含氧成光蛋白質(zhì)＋H2O→成光蛋白質(zhì)冷光自從人類制造了電燈，生活變得便利、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一局部轉變成可見光，其余大局部都以熱能的形式鋪張掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。在自然界中，有很多生物都能發(fā)光，如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲在眾多的發(fā)光動物中，螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種，它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不一樣。螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率，而且發(fā)出的冷光一般都很嚴峻，很適合人類的眼睛，光的強度也比較高。因此，生物光是一種人類抱負的光。冷光源定義冷光源是利用化學能、電能、生物能激發(fā)的光源〔螢火蟲、霓虹燈等。具有格外優(yōu)良的光學、變閃特性。物體發(fā)光時，它的溫度并不比環(huán)境溫度高，這種發(fā)光叫冷發(fā)光，我們把這類光源叫做冷光源。冷光源發(fā)光原理優(yōu)良的光學、變閃特性。冷光源工作時不發(fā)熱，避開了與熱量積存相關的一系列問題。冷光源的特點外光。冷光源進展前景現(xiàn)在正在研制發(fā)光二極管，它是一種冷光源，壽命長，燈光嚴峻，是一種有望取代電燈泡的光源。人工冷光的應用40年月，人們依據(jù)對螢火蟲的爭論，制造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了很大變化。近年來，科學家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分別出了純熒光素，后來又分別出了熒光酶，接著，又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP〔三磷酸腺苷〕和水混合而成的生物光源，可在布滿爆炸性瓦斯的礦井中當照明燈，在彈藥庫中用作提示燈。由在醫(yī)學上，科學家們嘗試把腺苷磷酸從螢火蟲身上抽出，再將它與癌細胞結合，然后再測量癌細胞內(nèi)腺苷磷酸所發(fā)出光亮程度的強弱而獲知癌細胞生長的進度及其活潑狀況。在工業(yè)上，可利用從螢火蟲身上提取的腺苷磷酸探測金屬的污染和分析過濾金屬元素。狀況，從而鑒定水的污染狀況。在航天上，可把腺苷磷酸放置在太空火箭上，探測外太空是否有生物存在。太空中如有任何微細生物存在，而它們亦含有腺苷磷酸的話，哪怕僅是一千兆分之一克的腺苷磷酸，在太空中行進的火箭即可偵察到