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1.高中生物15個核心概念
這些概念從小到大的排列順序是:脫氧核糖;脫氧核苷酸;基因;DNA;染色質;真核細胞;細胞,屬于微觀方面。組織;器官;系統;個體;群落;種群;生態系統;生物圈,屬于宏觀方面。現做如下說明。
1.1微觀方面
1.1.1脫氧核糖:一種單糖,由C、H、O三種元素組成,是組成脫氧核苷酸的成分。
結構式
1.1.2脫氧核苷酸:是組成DNA的基本單位,由C、H、O、N、P五種元素組成,每一個脫氧核苷酸分子有一份子的脫氧核糖、一份子含氮堿基和一份子磷酸組成,脫氧核糖核苷酸的堿基有:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。根據所含堿基的不同,分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸四種。脫氧核糖核酸(DNA)是由四種脫氧核苷酸通過化學鍵組成的雙螺旋結構,就是通常意義上的DNA。其結構式如下:
1.1.3基因:是具有遺傳效應的DNA的片段,其基本組成單位是四種脫氧核苷酸,一個DNA上有許多基因。編碼蛋白質或RNA等具有特定功能產物的遺傳信息的基本單位,是染色體或基因組的一段DNA序列,包括編碼區(外顯子)、編碼區前后對于基因表達具有調控功能的序列和單個編碼序列間的間隔序列(內含子)。
1.1.4DNA:主要由4種脫氧核糖核苷酸按一定的順序,以3′,5′―磷酸二酯鍵連接而成的一類核酸,是生物遺傳信息的載體。主要存在于細胞核中,少數存在于細胞質中,是大多數生物的遺傳物質。一個DNA上有許多基因,DNA和蛋白質結合成為染色質或染色體。它們的組成和排列不同,顯示不同的生物功能,如編碼功能、復制和轉錄的調控功能等。排列的變異可能產生一系列疾病。
1.1.5染色質:由DNA和蛋白質組成,存在于真核細胞的細胞核中,易被堿性染料染成深色的物質。染色質的基本化學成分為脫氧核糖核酸白,它是由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA組成的復合物。
1.1.6真核細胞:具有核膜包裹的成型細胞核的細胞,細胞核中含染色質,細胞質中線粒體、高爾基體、內質網、核糖體等多種細胞器。真核細胞能進行有絲分裂,還能進行原生質流動和變形運動。在植物細胞中光合作用和呼吸作用分別在葉綠體和線粒體中進行。除細菌和藍藻植物的細胞以外,所有的動物細胞和植物細胞都屬于真核細胞,由真核細胞構成的生物稱為真核生物。
1.1.7細胞:是生物體結構和功能的基本單位,有原核細胞和真核細胞兩種。細胞是生命活動的基本單位。已知除病毒之外的所有生物均由細胞所組成,就是病毒生命活動也必須在細胞中才能體現。一般來說,細菌等絕大部分微生物及原生動物由一個細胞組成,即單細胞生物;高等植物與高等動物則是多細胞生物。世界上現存最大的細胞為鴕鳥的卵子。
1.2宏觀方面
1.2.1組織:由形態相似、結構、功能相同的細胞聯合在一起的細胞群,是細胞分化的結果。受精卵分裂產生的細胞開始在形態、結構和功能上是相同的,以后經過細胞的分化,逐漸形成各種不同的形態,具有不同的功能。它們進而形成不同的細胞群,就是組織。所以說,組織是細胞分化的結果。動物和人的組織有四大類:上皮組織、結締組織、肌肉組織和神經組織。
1.2.2器官:由不同的組織按照一定的次序結合在一起而構成的能行使一定功能的結構單位。如動物的心臟、肺、肝、腎等,植物的花、果實、種子、根、莖、葉等。器官是由多種組織構成器官是生物體中自己具有一定功能,承擔生物體一定的工作,是生物結構層次中比組織高一級的層次,器官由各種組織構成。植物的器官比較簡單,最高等的被子植物有根、莖、葉、花、果實、種子六大器官,而其他植物并不是都有這六大器官的。裸子植物有根、莖、葉、花、果實;蕨類植物有根、莖、葉。
1.2.3系統:能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官,按照一定的次序組合而構成系統。如動物的神經系統、消化系統、循環系統等。
1.2.4個體:若干個器官和系統協同完成復雜生命活動的單個生物體為一個個體。單細胞生物的個體就是由一個細胞構成的生物體。個體能夠進行新陳代謝,實現自我更新,在新陳代謝的基礎上,表現出生長、發育、衰老、死亡,等等。
1.2.5種群:是指在一定時間內占據一定空間的同種生物的所有個體。種群中的個體并不是機械地集合在一起,而是彼此可以,并通過繁殖將各自的基因傳給后代。它是進化的基本單位,同一種群的所有生物共用一個基因庫。
1.2.6群落:把在一定生活環境中的所有生物種群的總和叫做生物群落,簡稱群落。組成群落的各種生物種群不是任意地拼湊在一起的,而有規律組合在一起才能形成一個穩定的群落。它們之間有各種直接和間接的關系。在群落中,一個種群的興衰、變化都會對其他種群產生各種各樣的影響。
1.2.7生態系統:在一點自然區域中,生物群落與它的無機環境相互作用而形成的統一整體。它是由生物群落與無機環境構成的,生態系統的范圍可大可小,相互交錯,最大的生態系統是生物圈,最為復雜的生態系統是熱帶雨林生態系統。它由無機環境因素和生物因素組成,無機因素包括陽光、水、空氣、溫度、無機鹽等,生物因素由生產者(綠色植物)、消費者(草食動物和肉食動物)、分解者(腐生微生物)三部分組成。它既有垂直結構又具有水平結構。
1.2.8生物圈:生物圈是指地球上凡是出現并感受到生命活動影響的地區,是地表生物體包括微生物及其自下而上環境的總稱,是地球特有的圈層。它也是人類誕生和生存的空間。生物圈是地球上最大的生態系統。它包括大氣圈的下層、巖石圈的上層、整個水圈和土壤圈全部。
2.細胞是核心概念的橋梁,是宏觀和微觀的分界線
在這些概念中,屬于生命系統層次的基本概念是:細胞組織器官系統個體種群群落生態系統生物圈,其中細胞是微觀系統和宏觀系統的分界線。
一本章的主要內容和特點
本章是在學生初中階段初步學習過細胞的知識,以及在前一章學習了關于生命的物質基礎知識的基礎上,進一步學習高中階段的關于細胞的知識。生物體的一切生命活動,主要是在細胞內進行的。因此,高中階段有必要從細胞是生命活動的基本單位的高度,進一步講述真核細胞的亞顯微結構和主要功能的知識,以及有關細胞增殖、分化、癌變和衰老的知識。
本章包括三節教材:第一節《細胞的結構和功能》;第二節《細胞增殖》;第三節《細胞的分化、癌變和衰老》。第一節《細胞的結構和功能》內容很豐富,共分三小節:第一小節《細胞膜的結構和功能》,本小節內容以及章的引言和第一節的引言,共需用3課時教學;第二小節《細胞質的結構和功能》,需用2課時教學;第三小節《細胞核的結構和功能》,共需用2課時教學。第二節《細胞增殖》,需用1課時教學。第三節《細胞的分化、癌變和衰老》,需用1課時教學。此外,本章有兩個學生實驗。
第一節《細胞的結構和功能》,在分成小節講述之前,用了幾小段文字和一些圖表,先介紹了幾點有關的內容:觀察細胞內部的精細結構,必須應用電子顯微鏡或其他更為精密的儀器;細胞的種類繁多,大小、形狀各不相同,功能也不相同;細胞可分為原核細胞和真核細胞兩大類,絕大多數生物是由真核細胞構成的;細胞雖然微小,但是有非常精細的結構和復雜的自控能力,這些是細胞能夠進行各種生命活動的基礎。真核細胞比原核細胞復雜得多,因此,首先學習關于真核細胞的結構和功能的知識。
第一節的第一小節《細胞膜的結構和功能》,主要講述細胞膜的分子結構和細胞膜的主要功能兩方面的內容。第一方面,關于細胞膜的分子結構,明確提出細胞膜是一層由磷脂和蛋白質構成的膜。在細胞膜的中間是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本支架;有的蛋白質分子排布在磷脂雙分子層的表層;有的蛋白質分子部分嵌插或貫穿在整個磷脂雙分子層中。構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,這種特點對于細胞膜完成各種生理功能非常重要。再有,在細胞膜的外表有一層糖蛋白,叫做糖被,它在細胞生命活動中有重要功能。第二方面,關于細胞膜的主要功能,主要講述細胞膜與周圍環境進行物質交換的功能,而對細胞膜的其他多種功能不可能都加以介紹。由于細胞膜與周圍環境進行物質交換的內容比較復雜,學生在學習上有一定難度,因此教材本著化繁為簡、深入淺出的精神,主要講述了自由擴散方式和主動運輸方式,略去了其他運輸方式。教材強調指出,自由擴散是被動運輸的方式;主動運輸方式的特點是必須有載體蛋白質的協助,需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量。主動運輸能夠保證活細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要的營養物質。接著,在講了上述兩種運輸方式的基礎上,明確指出細胞膜的通透性特點:細胞膜是一種選擇透過性膜。
第一節的第二小節《細胞質的結構和功能》,主要講述細胞質基質和細胞器兩方面的內容。第一方面,關于細胞質基質的內容有:細胞質基質中含有多種無機的和有機的化合物;細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所;在細胞質基質中存在著多種細胞器。第二方面,關于細胞器的內容,占了本節的大部分篇幅,重點講了線粒體和葉綠體這兩種細胞器,主要說明這兩種細胞器在動植物體中存在的部位、在細胞內的分布、基本結構和主要功能,這些知識是學習后面有關章節必備的基礎知識。此外,還簡要講述了內質網、核糖體、高爾基體、中心體和液泡這5種細胞器。本節教材最后強調指出,在活細胞完成各種生命活動的過程中,細胞質基質和細胞器是相互協調的,各種細胞器之間也是密切聯系的。,全國公務員共同天地
第一節的第三小節《細胞核的結構和功能》,主要講述細胞核的結構、細胞核的主要功能、原核細胞的基本結構三點內容。第一點,關于細胞核的結構,簡要介紹了核膜、核仁和染色質的知識。第二點,關于細胞核的主要功能,強調了細胞核是遺傳物質儲存和復制的主要場所,是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心,因此它是細胞結構中最主要的部分。第三點,關于原核細胞的基本結構,很簡要地介紹了原核細胞在大小、細胞壁、細胞膜、細胞質、擬核這幾個方面與真核細胞不同的特點,并且強調指出原核細胞最主要的特點是沒有由核膜包圍的細胞核。
第二節《細胞增殖》,在節的引言中指出細胞增殖是生物體的重要基本特征,細胞以分裂的方式進行增殖;細胞分裂是生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎;真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂和減數分裂三種方式。本節教材主要講述兩方面內容:一方面,以大部分的篇幅講述真核細胞的有絲分裂方式;另一方面,簡要介紹真核細胞無絲分裂方式的特點。
關于有絲分裂的內容,主要有三點。在講述這三點內容之前,先明確指出有絲分裂方式是真核細胞進行細胞分裂的主要方式,多細胞生物體以有絲分裂的方式增加體細胞的數量,體細胞進行有絲分裂是有周期性的。接著,講述第一點內容,即細胞周期,主要講述了細胞周期的概念、細胞周期包括分裂間期和分裂期兩個階段、這兩個階段所占時間的長短。第二點內容,講述細胞分裂間期,強調指出這個時期是新細胞周期的開始,最大的特點是完成了DNA分子的復制和有關蛋白質的合成,為緊接著的細胞分裂期準備了條件,因此,細胞分裂間期是細胞周期中極為關鍵的準備階段。第三點內容,講述細胞分裂期,明確指出這個時期的特點主要是細胞核明顯地發生著染色體的有規律的連續變化。為了研究的方便,分裂期又分為前期、中期、后期、末期。本節教材以較多的篇幅,著重講述了分裂期各個時期細胞核內染色體的變化特點。在講述了有絲分裂上述知識的基礎上,最后指出有絲分裂的重要意義:將親代細胞的染色體經過復制以后,精確地平均分配到兩個子細胞中去;由于染色體上有遺傳物質,因此使生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。
關于無絲分裂方式,簡要介紹了這種分裂方式的過程,以及因為在分裂過程中沒有出現紡錘絲和染色體,所以叫做無絲分裂。
關于減數分裂方式,僅僅指出這種分裂方式是一種特殊方式的有絲分裂,與有性生殖細胞的形成有關,具體的分裂過程留待后面的有關章節講述。
第三節《細胞的分化、癌變和衰老》,主要講述了三方面的內容。關于細胞的分化,主要內容有:首先,明確指出細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現象,僅有細胞的增殖,而沒有細胞的分化,生物體是不能正常發育的。接著,講述了細胞分化的概念,并且說明細胞分化是在生物體整個生命進程中的一種持久性變化,但是在胚胎時期達到最大的限度。再有,提出多細胞生物必須經過細胞分化,體內才會形成多種不同的細胞和組織。最后,說明高度分化的植物細胞仍然保持著細胞的全能性。
關于細胞的癌變,之所以放在本節教材的第二部分來講,是因為細胞的畸形分化與癌細胞的產生有直接關系,與細胞分化的知識有密切聯系。細胞癌變的主要內容有:首先,提出癌細胞有一些獨具的特征,教材中只介紹了癌細胞能夠無限增殖、形態結構發生了變化、表面也發生了變化等特征。其次,講述了導致細胞癌變的三大類致癌因子,即物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子,同時也提出了致癌基因。最后,簡要講述了從多方面來預防細胞發生癌變。
關于細胞的衰老,首先說明細胞的衰老和死亡也是一種常見的生命現象。接著,進一步說明衰老的過程是細胞內生理和生化發生變化的過程,最終反映在細胞的形態、結構和功能上發生了變化,因而具有細胞衰老的共同特征,教材中提出了5種衰老的特征。最后指出,至今還沒有一種假說能夠完全揭示細胞衰老的原因。目前的科研工作表明,細胞衰老可能是多種內因和外因共同作用的結果。
二本章與其他章的聯系
1.關于細胞膜的分子結構特點和功能的知識,對于后面學習《生物的新陳代謝》,講述物質出入細胞、物質代謝等內容,是重要的基礎知識。
2.關于細胞器的知識,與講述物質代謝和能量代謝有直接關系。例如,葉綠體的結構和功能與光合作用關系密切,線粒體的結構和功能與有氧呼吸關系密切。
3.關于有絲分裂的知識,對于后面學習《生物的生殖和發育》一章中關于減數分裂的知識,是重要的基礎。
以細胞代謝為基礎的生物與環境之間的物質和能量的交換;以細胞增殖、分化為基礎的生長與發育;以細胞內基因的傳遞和變化為基礎的遺傳與變異。以下是為大家整理的高中生物知識歸納報告資料,提供參考,歡迎你的閱讀。
高中生物知識歸納報告一
1病毒沒有細胞結構,但必須依賴(活細胞)才能生存。
2生命活動離不開細胞,細胞是生物體結構和功能的(基本單位)。
3生命系統的結構層次:(細胞)、(組織)、(器官)、(系統)、(個體)、(種群)(群落)、(生態系統)、(生物圈)。
4血液屬于(組織)層次,皮膚屬于(器官)層次。
5植物沒有(系統)層次,單細胞生物既可化做(個體)層次,又可化做(細胞)層次。
6地球上最基本的生命系統是(細胞)。
7種群:在一定的區域內同種生物個體的總和。例:一個池塘中所有的鯉魚。
8群落:在一定的區域內所有生物的總和。例:一個池塘中所有的生物。(不是所有的魚)
9生態系統:生物群落和它生存的無機環境相互作用而形成的統一整體。
10以細胞代謝為基礎的生物與環境之間的物質和能量的交換;以細胞增殖、分化為基礎的生長與發育;以細胞內基因的傳遞和變化為基礎的遺傳與變異。
第二節細胞的多樣性和統一性
一、高倍鏡的使用步驟(尤其要注意第1和第4步)
1、在低倍鏡下找到物象,將物象移至(視野中央)
2、轉動(轉換器),換上高倍鏡。
3、調節(光圈)和(反光鏡),使視野亮度適宜。
4、調節(細準焦螺旋),使物象清晰。
二、顯微鏡使用常識
1、調亮視野的兩種方法(放大光圈)、(使用凹面鏡)。
2、高倍鏡:物象(大),視野(暗),看到細胞數目(少)。
低倍鏡:物象(小),視野(亮),看到的細胞數目(多)。
3、物鏡:(有)螺紋,鏡筒越(長),放大倍數越大。
目鏡:(無)螺紋,鏡筒越(短),放大倍數越大。
放大倍數越大、視野范圍越小、視野越暗、視野中細胞數目越少、每個細胞越大
放大倍數越小、視野范圍越大、視野越亮、視野中細胞數目越多、每個細胞越小
4、放大倍數=物鏡的放大倍數х目鏡的放大倍數
5、一行細胞的數目變化可根據視野范圍與放大倍數成反比
計算方法:個數×放大倍數的比例倒數=最后看到的細胞數
如:在目鏡10×物鏡10×的視野中有一行細胞,數目是20個,在目鏡不換物鏡換成40×,那么在視野中能看見多少個細胞?20×1/4=5
6、圓行視野范圍細胞的數量的變化可根據視野范圍與放大倍數的平方成反比計算
如:在目鏡為10×物鏡為10×的視野中看見布滿的細胞數為20個,在目鏡不換物鏡換成20×,那么在視野中我們還能看見多少個細胞?20×(1/2)2=5
三、原核生物與真核生物主要類群:
原核生物:藍藻,含有(葉綠素)和(藻藍素),可進行光合作用,屬自養型生物。細菌:(球菌,桿菌,螺旋菌,乳酸菌);放線菌:(鏈霉菌)支原體,衣原體,立克次氏體
真核生物:動物、植物、真菌:(青霉菌,酵母菌,蘑菇)等、
四、細胞學說
1、創立者:(施萊登,施旺)
2、細胞的發現者及命名者:英國科學家、羅伯特?虎克
3、內容要點:P10,共三點
4、揭示問題:揭示了(細胞統一性,和生物體結構的統一性)。
高中生物知識歸納報告二
細胞:是生物體結構和功能的基本單位。除了病毒以外,所有生物都是由細胞構成的。細胞是地球上最基本的生命系統
生命系統的結構層次:細胞→組織→器官→系統(植物沒有系統)→個體→種群→群落→生態系統→生物圈
病毒的相關知識:
1、病毒(Virus)是一類沒有細胞結構的生物體。主要特征:
①、個體微小,一般在10~30nm之間,大多數必須用電子顯微鏡才能看見;
②、僅具有一種類型的核酸,DNA或RNA,沒有含兩種核酸的病毒;
③、專營細胞內寄生生活;
④、結構簡單,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白質外殼所構成。
2、根據寄生的宿主不同,病毒可分為動物病毒、植物病毒和細菌病毒(即噬菌體)三大類。根據病毒所含核酸種類的不同分為DNA病毒和RNA病毒。
3、常見的病毒有:人類流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人類免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人類天花病毒、狂犬病毒、煙草花葉病毒等。
高中生物知識歸納報告三
細胞中的原子和分子
一、組成細胞的原子和分子
1、細胞中含量最多的6種元素是C、H、O、N、P、Ca(98%)。
2、組成生物體的基本元素:C元素。(碳原子間以共價鍵構成的碳鏈,碳鏈是生物構成生物大分子的基本骨架,稱為有機物的碳骨架。)
3、缺乏必需元素可能導致疾病。如:克山病(缺硒)
4、生物界與非生物界的統一性和差異性
統一性:組成生物體的化學元素,在無機自然界都可以找到,沒有一種元素是生物界特有的。
差異性:組成生物體的化學元素在生物體和自然界中含量相差很大。
二、細胞中的無機化合物:水和無機鹽
1、水:(1)含量:占細胞總重量的60%-90%,是活細胞中含量是最多的物質。
(2)形式:自由水、結合水
?自由水:是以游離形式存在,可以自由流動的水。作用有①良好的溶劑;②參與細胞內生化反應;③物質運輸;④維持細胞的形態;⑤體溫調節
(在代謝旺盛的細胞中,自由水的含量一般較多)
?結合水:是與其他物質相結合的水。作用是組成細胞結構的重要成分。
(結合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增強)
2、無機鹽
(1)存在形式:離子
(2)作用
①與蛋白質等物質結合成復雜的化合物。
(如Mg2+是構成葉綠素的成分、Fe2+是構成血紅蛋白的成分、I-是構成甲狀腺激素的成分。
②參與細胞的各種生命活動。(如鈣離子濃度過低肌肉抽搐、過高肌肉乏力)
高中生物知識歸納報告四
一、細胞核的功能:是遺傳信息庫(遺傳物質儲存和復制的場所),是細胞代謝和遺傳的控制中心;
二、細胞核的結構:
1、染色質:由DNA和蛋白質組成,染色質和染色體是同樣物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。
2、核膜:雙層膜,把核內物質與細胞質分開。
3、核仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。
4、核孔:實現細胞核與細胞質之間的物質交換和信息交流
關鍵詞:醫學細胞生物學顯微鏡識圖繪圖聯系
【中圖分類號】R-1【文獻標識碼】B【文章編號】1671-8801(2013)11-0571-01
醫學細胞生物學是臨床醫學專業開設的基礎性課程之一,學習好醫學細胞生物學可以為我們學好臨床醫學專業打下堅實的基礎。
細胞是生命的基本單位,所以要學好醫學細胞生物學,我們必須對細胞的結構有充分的了解與熟悉。結構決定功能,要想了解一個細胞器具有什么樣的功能,我們必須對其結構有充分的了解,這樣才有利于我們對細胞器功能有所把握。而且我們必須用整體與部分的關系來看待細胞的問題,因為只有掌握好每個細胞器應具有的結構,我們才能對這個細胞的功能有具體的了解。
熟練掌握好顯微鏡的使用方法是學習好醫學細胞生物學的基礎。顯微鏡是我們進一步掌握好細胞結構的一種很好的學習工具。實踐是檢驗真理的唯一標準。從書本上學習理論知識后,通過顯微鏡下的進一步識圖,有利于我們更快的在大腦中形成一個對細胞結構的認識,并且對細胞結構的認識也更加的形象生動。
識圖只是學好醫學細胞生物學的基礎,要想把學習醫學細胞生物學提高到一個新的高度,必須學會在顯微鏡下繪圖。繪圖的前提是熟練的掌握好細胞中的相關結構,所以學會繪圖,對我們熟練的掌握好細胞的相關結構具有重要的影響。會識圖與會繪圖是學好醫學細胞生物學的基礎。
醫學細胞生物學多媒體課件的應用可以激發學生的學習興趣,使學生輕松、準確掌握所學的內容[1]。在學習過程中,多利用多媒體。其生動形象的圖片,可以化抽象為具體,有利于我們對有關知識理解的更加形象生動,并且對我們記憶相關知識都有好處。
聯系具有普遍性,我們必須用聯系的觀點來看問題。學好醫學細胞生物學對學好組織胚胎學、生物化學與分子生物學、寄生蟲學、微生物學等都有一定的促進作用。細胞構成組織,所以我們對細胞的進一步了解,為我們組織學的學習做了比較好的鋪墊。再比如,我們在學習線粒體功能時,我們可以聯系生物化學的生物氧化一章,進一步學習有關呼吸鏈與電子傳遞及能量釋放。
醫學細胞生物學是臨床醫學的重要基礎之一。比如我們在研究血液病時,可以通過對比血細胞正常基本形態,來找出其發生了什么樣的變化,從而可以得出其病理狀況。在學習醫學細胞生物學時,為了進一步了解與把握相關的臨床知識,我們可以與老師探討學習,上網查資料,去圖書館查閱相關書籍,在進一步夯實基礎的基礎之上,可以獲得更多的收獲。
關鍵詞:生物科學;核心課程;邏輯關系
中圖分類號:G633.91
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)21-0130-03
1 引言
生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學是生物科學專業的核心課程,由于它們相互聯系,交叉滲透,因此存在邏輯關系不清,課程內容重疊較多等問題,例如原核生物和真核生物基因表達調控在生物化學、細胞生物學、分子生物學都有介紹,基因工程原理在分子生物學、基因工程學中都有介紹,導致教師教學內容難以起舍,課程順序難以安排。要理順生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的邏輯關系,確定各課程教學內容和教學順序,必須把其定義,研究內容,發展歷史動態結合起來。
2 生物科學專業核心課程概述
2.1 生物化學
生物化學是運用化學的理論和方法研究生物分子結構與功能、物質代謝及遺傳信息傳遞與調控規律的科學。
生物化學是生命科學中最古老的學科之一。 隨著生命科學的發展,各學科相互滲透。18世紀,一些從事化學研究的科學家轉向生物領域,為生物化學的誕生播下了種子。19世紀末,生物化學從生理化學中獨立。20世紀中后期又從生物化學分離出部分內容與遺傳學部分內容結合為分子生物學,然后,分子生物學基因操作部分獨立出來,形成基因工程學。
1920年以前,生物化學研究內容以分析生物體的化學組成、性質和含量為主,稱為靜態生物化學時期。
1920年-1950年,隨著同位素示蹤技術、色譜技術等物理學手段的廣泛應用,生物化學從單純的組成分析深入到物質代謝、能量轉化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白質代謝等領域。這是生物化學飛速發展的時期,稱為動態生物化學時期。
1950年以后,蛋白質化學和和核酸化學進展迅速,生物化學進入了分子生物學時期。分子生物學的發展揭示了生命本質的高度有序性和一致性,是人類在認識的巨大飛躍。根據生物化學的定義和歷史,生物化學研究的內容包括以下幾個方面。
2.1.1 生物的物質組成
生物是由一定的物質按特定的方式組成的,直到今天,新物質仍不斷被發現。如陸續發現的干擾素、環核苷一磷酸、鈣調蛋白、粘連蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物學功能。另一方面,早已熟知的化合物也發現了新的功能,如20世紀50年代才知道肉堿是一種生長因子,而到60年代又發現其是生物氧化的載體。
2.1.2 物質代謝
生物體內絕大部分物質代謝是在酶催化下進行的,具有高度自動調節能力。一個小小的細胞內,有近2000種酶,在同一時間內,催化各種不同的化學反應。這些化學反應互不干擾,有條不紊地進行。表明生物體內的物質代謝有精確的調節控制系統。
2.1.3 結構與功能
生物大分子的功能與其特定的結構有密切關系。如酶的活性中心的結構決定其催化活性及其特異性;變構酶的活性還與其催化的代謝終末產物的結構有關。
核酸中核苷酸排列順序的不同,其結構就不同,所含遺傳信息不同。這些不同的構象對基因的表達具有調控作用。
生物體的糖包括多糖、寡糖和單糖。由于多糖鏈結構復雜,具有很大的信息容量,對于細胞專一地識別、相互作用具有重要作用。糖類將與蛋白質、核酸并列成為生物化學的主要研究對象。
在生物化學中,有關結構與功能關系的研究才僅僅開始,尚待大力研究的問題很多,其中重大的有:亞細胞結構中生物大分子間的結合,細胞的相互識別、細胞的接觸抑制、細胞間的粘合、抗原與抗體的作用、激素、神經介質與其受體的相互作用等。
2.1.4 繁殖與遺傳
生物典型特點是具有繁殖與遺傳特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,現在DNA分子的核苷酸序列已不難測得,不但能在分子水平上研究遺傳,而且還可能改變遺傳,從而派生出基因工程學。
2.2 細胞生物學
細胞生物學是從顯微水平、亞顯微水平和分子水平研究細胞的結構及其生命活動規律的科學。
過去,細胞生物學主要是在光學顯微鏡下對細胞的形態結構和生活史進行研究,稱為細胞學。20 世紀 50 年代以來,由于電子顯微鏡、放射性同位素、細胞結構組分分離技術、細胞培養等技術的廣泛應用,特別是分子生物學的興起,使細胞生物學研究的廣度和深度都有迅猛發展,從宏觀到微觀、從平面到立體、從定性到定量、從分析到綜合;從細胞、亞細胞、分子三個水平研究細胞的結構與功能、分裂與分化、衰老與死亡等生命活動規律及其調控機制,細胞與細胞、細胞與環境之間的相互關系。使原來以形態結構研究為主的細胞學轉變成以生理功能研究為主、將結構與功能緊密結合起來的細胞生物學。由于細胞生物學在分子水平上的研究工作取得了深入的進展,因此細胞生物學又稱為細胞分子生物學。細胞生物學研究內容如下。
2.2.1 細胞社會學
細胞社會學是細胞生物學中的一個新的領域。它是以系統論的觀點研究細胞群體中細胞間的相互關系、細胞群體的社會行為;細胞識別、通訊、相互作用;整體和細胞群對細胞的生長、分化、形態發生和器官形成等活動的調控;細胞外環境對細胞的影響。
2.2.2 細胞的增殖、生長、分化與調控
研究細胞增殖、生長、分化及其調控機制,不僅是控制生物生長和發育的基礎,而且是研究細胞癌變和逆轉的重要途徑。
2.2.3 細胞遺傳學
細胞遺傳學從細胞學角度來研究染色體的結構和行為以及染色體與細胞器的關系,從而探討遺傳與變異的機制等。
2.2.4 細胞化學
細胞化學:用切片或分離細胞成分,對單個細胞或細胞各個部分進行定性和定量的化學分析,研究細胞結構、化學成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子細胞學
分子細胞學:從分子水平研究細胞與細胞器中蛋白質、核酸等大分子的組成、結構與功能及其遺傳性狀的表現和調控等,探討細胞生命活動的分子機理。
2.3 遺傳學
遺傳學是研究生物遺傳和變異規律的科學。孟德爾認為生物性狀的遺傳是受遺傳因子控制的,并提出了遺傳因子分離和自由組合的基本遺傳規律。1900年,孟德爾的成果得到廣泛重視,成為遺傳學的基石。
20世紀初,利用光學顯微鏡發現了細胞有絲分裂和減數分裂過程中染色體及其行為,奠定了遺傳的染色體理論基礎。1910年左右,美國遺傳學家摩爾根及其同事根據對普通果蠅的研究,提出了基因的連鎖交換規律,并結合當時的細胞學成就,創立了以染色體遺傳為核心的細胞遺傳學。
遺傳信息在分子水平上研究始于20世紀40年代。隨著電子顯微鏡的發明,人們已能夠直接觀察遺傳物質的結構及其在基因表達過程中的特征,使細胞遺傳學的研究進入分子水平。
1953年,沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結構模型,為進一步闡明DNA的結構、復制和遺傳物質如何保持世代連續的問題奠定了基礎,開創了分子遺傳學這一新的學科領域。
遺傳學研究的領域非常廣泛,可劃分成經典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學和生統遺傳學4個分支,各個分支領域相互聯系、相互重疊、相互印證,組成了一個不可分割的整體。
經典遺傳學研究從親代到子代的遺傳特性,包括遺傳的分離規律;獨立分配規律;連鎖和交換遺傳規律及機理;基因互作及其與環境的相互關系;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;數量性狀的特征及其多基因假說,近親繁殖和雜種優勢;細胞質遺傳等。
細胞遺傳學是通過細胞學手段對遺傳物質進行研究。其內容包括細胞的結構和功能;染色體的形態結構;細胞的有絲分裂,減數分裂;配子的形成和受精。
分子遺傳學是從分子的水平上研究遺傳物質的結構及遺傳信息的傳遞。內容包括DNA復制、轉錄和翻譯,基因突變及修復,原核生物和真核基因表達與調控;基因、基因組及作圖,遺傳重組。
生統遺傳學是用數理統計學方法來研究生物遺傳變異規律的學科。根據研究的對象不同,又可分為數量遺傳學和群體遺傳學。前者研究生物體數量性狀即由多基因控制的性狀遺傳規律,后者是研究基因頻率在群體中的變化、群體的遺傳結構和物種進化。
2.4 分子生物學
分子生物學是從分子水平研究核酸與蛋白質的結構與功能、遺傳信息傳遞和調控,闡明生命本質的科學。
從19世紀后期到20世紀50年代初,確定了蛋白質是生命的主要物質基礎,DNA是生物遺傳的物質的載體,是現代分子生物學誕生的準備和醞釀階段。
從20世紀50年代初到70年代初,是現代分子生物學的建立和發展階段,1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構模型為現代分子生物學誕生的里程碑,確立了核酸作為遺傳信息分子的結構基礎,提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式,為核酸與蛋白質的關系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎。
70年代后,基因工程技術出現,人類進入認識生命本質并開始改造生命的發展階段。
分子生物學原來是生物化學的一部分,因其太重要了,20世紀中后期從生物化學中分離出來并與遺傳學結合,獨立出來成為單獨的學科,是生物化學的發展和延續。涉及的部分內容比生物化學更細致深入,并從整體上考慮。
分子生物學從蛋白質、核酸、基因及基因組結構開始,以中心法則為主線,闡述生物大分子在信息傳導、基因表達調控中的相互作用和機理。主要內容包括蛋白質、核酸、基因和基因組的結構、DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。基因工程技術的原理和應用等。
2.5 基因工程學
20世紀70年代,隨著 DNA的內部結構和遺傳機制逐漸呈現在人們眼前,生物學家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密,而是開始設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。這就像工程設計,按照人類的需要(設計)把這種生物的某個“基因”與那種生物的某個“基因”進行“施工”,“組裝”成新的基因組合,創造出新的生物的工程技術被稱為“基因工程”。
基因工程包括如下幾個主要的內容:①目的基因的合成或提起分離。②載體的構建。③將載體轉移到受體細胞并增殖。④重組DNA分子的受體細胞克隆篩選。⑤將目的基因克隆到表達載體上,導入寄主細胞,使之在新的遺傳背景下實現功能表達,產生出人類所需要的物質。
3 課程間的邏輯關系,教學內容選擇及課程順序安排
從生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的定義,研究內容,發展歷史動態可知,各學科的邏輯關系是:理解細胞結構及功能需要一定的生物化學基礎,理解遺傳物質的結構和功能需要一定的細胞生物學基礎,而分子生物學是生物化學、遺傳學交叉融合的產物,研究核酸和蛋白質分子結構和功能以及相互關系,而各個分子不能孤立發揮作用,必須依賴于一定的細胞結構,因此,生物化學是細胞生物學的基礎;細胞生物學是遺傳學和分子生物學的基礎。基因工程是利用分子生物學的理論和實驗技術進行轉基因操作的部分獨立出來的,因此分子生物學是基因工程學的基礎。所以,高校應按生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程的順序安排課程教學最為合適。
由以上可知,由于歷史的原因,生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程學相互聯系,交叉滲透,研究內容重復較多。因此,本研究根據其定義、邏輯關系及發展歷史,同時為編寫教材和教學的方便,建議生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學教學內容如下。
(1)生物化學主要教學內容主要有:蛋白質化學、核酸化學;酶學基礎;糖代謝與生物氧化;脂類代謝;蛋白質的分解代謝等內容。而將DNA復制、轉錄、翻譯、突變、修復及原核生物和真核生物基因表達調控留在分子生物學講授。
(2)細胞生物學的教學內容主要有:細胞的基本結構;細胞生物學研究方法;細胞膜的結構與功能及物質跨膜運輸;細胞質基質與細胞內膜系統;細胞通訊與信號傳遞;線粒體和葉綠體;細胞核與染色體;細胞骨架;細胞增殖及其調控;細胞分化、衰老與凋亡。
(3)遺傳學的教學內容主要有:遺傳的分離規律;獨立分配規律;連鎖和交換遺傳規律;基因互作及其與環境的關系;基因定位與連鎖遺傳圖;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;染色體畸變;數量性狀的特征及其多基因假說;近親繁殖和雜種優勢;細胞質遺傳;遺傳重組。
(4)分子生物學的教學內容主要有:DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。
(5)基因工程學的主要教學內容有:基因工程技術的原理和應用等。
以上各門課的教學內容相對前述和我國現行教材的教學內容作了較大調整,例如;核酸和蛋白質的組成及結構只在生物化學中講授,細胞信號傳遞只在細胞生物學中講授,基因工程原理只在基因工程學中講授,避免了課程內容的重復。
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【關鍵詞】初中生物 教學概念 教學探索
【正文】:生物學概念是生物教學內容的一個重要組成部分,它包括對生命基本現象、規律的理解與解釋,對學生學習生物學具有非常重要的作用。概念教學是學生通過在教師指導下的學習活動,形成并理解概念,明確所學的生物學概念的內涵和外延,形成科學世界觀的過程。要學好生物科學,關鍵在于理解生物學概念。
為全面提升學生的自主學習能力,我們學校實行了學案導學,小組合作“自學──討論──展示──反饋”的課堂教學模式,利用教師的主導作用,充分調動學生的自主學習潛能,利用小組合作學習的教學模式,在生物學科中進行課堂教學改革,從而有效地實施課堂教學,本人也在這樣的課堂教學模式下采取以下一些方法進行教學取得了較好的效果,本人對初中生物學的教學也積累了不少的經驗。現就結合我校實際情況談談本人在生物學概念教學實踐中的初步探索。
一、聯系生活,讓事實成為學生概念學習的支撐
生物對初中生而言是一門陌生的課程,但是他們對生活中的一些與生物相關的現象并不陌生,老師可以使用這些事實來作為學生概念學習的支撐。為學生提供豐富的生物學實例和感性材料,幫助學生從這些感性的認知中抽象概括出生物學的基本概念,最終形成一種理性的認知。例如當學習“種子的萌發”時,環境條件:適宜的溫度(我首先讓同學們思考農民伯伯為什么要選擇春天播種,而不是在冬天和夏天了?)一定的水分(我們現實生活中在播種前要用水浸泡種子),充足的空氣(播種前農民伯伯通常要松土);與事實、生活相聯系的學習方式不僅能夠讓學生感受知識形成的過程,加深他們的印象和理解,還能夠鍛煉他們觀察、分析的能力,促進學生認知能力的提高。
二、利用生物學的諺語或俗語引出概念,使學生掌握起來更容易
生物學基本概念很多,如何使這些枯燥無味的基本概念的教學變得豐富多彩?在日常生活中,流傳著許多膾炙人口的民間諺語中蘊藏著許多生物學的知識。例如:七年級上冊"一方水土育一方人"引出生物與環境的關系。“葉落歸根”生態系統中的物質循環“一山不容二虎”“草盛禾苗稀”生物的競爭。“螳螂捕蟬,黃雀在后”引出捕食關系“千里之堤潰于蟻穴”“大樹底下好乘涼”引出生物影響環境。“橘逾淮北而為枳”引出環境影響生物。在備課過程中有意識地挖掘,在教學過程中恰當的運用,一定能增加生物教學的趣味性,起到激發學生興趣,促進學生學習的作用。
三、抓住關鍵詞對概念的初步掌握
一個完整的概念由幾個要素組成,我在教學中往往引導學生找出幾個要素并抓住概念中的關鍵詞,對概念進行初步掌握。例如:七年級上冊,傳粉(花粉花藥柱頭)受精(卵細胞受精卵)生態平衡(數量和所占比例相對穩定)七年級下冊,消化(食物消化道分解細胞吸收)反射(神經系統刺激反應)八年級上冊,先天(生來遺傳物質)仿生(結構和功能儀器和設備)八年級下冊,有性生殖(兩性生殖細胞受精卵)等。通過找概念中的關鍵詞,理解關鍵詞,可以更深入的剖析概念的內涵和有利于學生的識記。
五、通過實驗研究來加深學生對概念的理解
生物學科作為一門科學性很強的學科,實驗是其基本要素,也是生物學的基本語言,學生們都希望在概念教學的同時輔以實驗教學。老師要抓住實驗與概念的結合點,讓學生在實驗現象的觀察中去理解概念的內涵,從而去思考、掌握概念。例如七年級上冊在學習細胞時,我分別讓學生自己動手制作人口腔上皮組織細胞和洋蔥表皮細胞的臨時裝片并進行觀察。在觀察人口腔上皮組織細胞時,我讓學生第一次觀察后將生理鹽水換成清水再觀察,并讓學生思考為什么人口腔上皮細胞在清水環境中會破裂,而洋蔥的表皮細胞不會,同時引入動植物細胞的區別的概念,原因就是植物的細胞壁對細胞的形態有保護和支持的作用。通過這個實驗,不僅讓學生對于細胞的相關概念有了一個更深刻的了解,學生對于細胞壁與細胞膜在結構與功能上的區別也有了一個更全面的認識。在學習葉片結構及其功能的相關概念時,我先讓學生制作徒手切片,然后進行觀察,在實驗中讓學生對概念理解掌握
此外,我還通過一些探究性的實驗,讓學生通過實驗的觀察自己總結生物學概念和規律,形成一個自我的認知體系。如讓學生探究水溫與金魚的呼吸次數,通過金魚鰓的開閉來計算呼吸的次數與頻率,通過控制水溫的變化來觀察實驗現象。讓學生在觀察中自己記錄數據,最后將數據以圖形的形式表現出來,那么環境對生物的影響也就一目了然了,再讓學生用語言將概念表達出來。
六、進行概念的比較學習,避免概念的混淆
俗話說“不怕不識貨,就怕貨比貨”。心理學研究表明,比較法在運用于學習中能有效地避免概念間的混淆,對加深概念的理解有重要的作用,因此我在教學過程中常常運用這一技巧。例如七年級上冊:動物細胞的基本結構和植物細胞的基本結構等,菜豆種子和玉米種子的基本結構,植物的呼吸作用和光合作用,七年級下冊:“動脈”和“靜脈”、“動脈血和靜脈血”、簡單反射和復雜反射,八年級上冊:先天和學習行為,八年級下冊昆蟲的完全變態和不完全變態發育等,這些都是比較容易混淆的概念,針對這些概念可以進行比較教學,突出兩個概念中的不同點,讓學生更能夠掌握概念的本質,有利于糾正許多常見的錯誤,使其掌握起來自然更清晰,避免概念間的混淆。
總之,對概念的教學要采取用各種教法,使之相互滲透,互相補充。這樣做,有利于調動學生的學習積極性,加強學生的認識能力,加深學生對概念的理解,提高學習質量,但是選用的方法一定要與所講的概念相適應,要使概念的引入、理解、鞏固能重點突出,層次清楚,透徹易懂,不要使概念教學變得照本宣科,死記硬背的陳舊教學模式。
一、概念圖在高中生物備課中的使用
備課是生物教學的前提,有效的生物教學離不開教師的備課.由于生物學科的知識點具備聯系性,各個知識點之間往往是環環相扣的.通過概念圖的使用,教師可以歸納整理出教學思路,將生物知識結構展示給學生們.同時,利用概念圖還可以實現對新舊知識的聯系教學,幫助學生做到融會貫通.在生物備課中,教師可以利用概念圖活化課堂教學,提高生物課堂教學的靈活性.
例如,在進行高中生物“細胞結構”章節的教學時,教師可以利用概念圖來明確教學目標,將各個知識點之間的關系展示給學生們.細胞結構大致可以由細胞膜、細胞質、細胞核等部分組成,對于各個不同部分,有著不同的教學要求.教師可以通過概念圖將各個細胞組成部分之間的關系和教學內容展示給學生們.對此,教師為學生們制作了如下的概念圖.
[JZ][HT6]細胞膜制備方法主要成分功能
細胞質細胞質基質成分功能
細胞器(功能)
雙層膜:線粒體葉綠體單層膜:內質網高爾基體液泡溶酶體無膜:核糖體中心體
細胞核核膜:雙層膜有核孔核仁:功能染色體:與染色體的關系
通過對該概念圖的使用,教師首先將細胞結構的三個重要組成部分展示給學生們,即是細胞結構包括細胞膜、細胞質、細胞核等,這是學生們需要掌握的三個主要內容.在細胞膜教學中,需要學生掌握其制備方法、主要成分和功能.對于細胞質和細胞核部分,同樣利用概念圖將其主要教學要求羅列出來.同時,對于細胞質和細胞核進行進一步細分,按照不同類型闡述教學要求.在此概念圖中,各個知識點之間的關系一目了然,對各個知識點之間的教學要求也是十分清楚.如此一來,教師的備課就顯得簡潔高效,有利于生物課堂備課效率的提高.同時,在概念圖的備課應用中,教師不僅僅需要將知識點展示給學生們,更要結合教學大綱的要求,將各個知識點的要求掌握程度也介紹給學生們,提高學生預習的針對性.
二、概念圖在生物課堂教學中的使用
生物知識之間存在較大的關聯性,各個知識點之間是相互貫穿和滲透的,生物課堂需要學生對生物知識做到全面的認識.通過生物概念圖在課堂中的使用,可以幫助學生準確定位生物知識的細節內容,有利于提高生物課堂教學質量.在生物課堂的教學中,教師可以利用概念圖將生物知識的層次和意義展示給學生們,從而不斷提高生物課堂的教學效率.
例如,在進行高中生物“DNA分子結構”章節的教學時,教師圍繞DNA結構的組成,為學生們制定了如下逐層遞進的概念圖:元素組成:C、H、O、N、P基本單位:脫氧核甘酸單鏈結構:脫氧核苷酸單鏈結構雙鏈結構:脫氧核苷酸雙鏈,即是DNA的平面結構DNA雙螺旋結構.在進行DNA分子結構的教學中,教師不妨按照以上的主線,進行該章節的教學.首先是介紹其基本組成元素,即是碳氫氧氮磷.然后是其基本單位,在介紹其基本單元時,教師再進一步介紹其分類,即是腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶.對此,教師可以進一步繪制針對脫氧核苷酸繪制列表式概念圖,幫助學生認識其分類.然后依次是單鏈結構及其雙鏈結構的教學,教師在進行雙鏈結構教學時,按照雙鏈結構、盤旋方式、堿基配對、單鏈排列的順序展開平行教學.此時,教師必須詳細向學生們介紹DNA的雙鏈結構,反向平行、脫氧核糖與磷酸堿基的交錯排列、堿基互補配對原則等等,這些詳細深入的生物知識點必須在此時進行滲透教學.最后,為了幫助學生從主觀上認識DNA的雙螺旋結構,教師可以將其螺旋雙鏈模型展示給學生們,幫助學生得到感性上的認識.在高中生物的實際教學過程中,教師可以利用大小概念圖的交錯組合,將這些知識點融入各個概念圖體系中,從而繪制出層次清晰、內容全面的概念圖.
三、概念圖在生物復習教學中的使用
在傳統的概念圖教學中,往往是教師為學生們繪制好概念圖,學生們只需要記憶就好.但在新課改背景下,教師為了提高學生邏輯思維能力和實踐操作能力,將概念圖繪制的工作也交給了學生們.尤其是在高中生物的復習課堂上,學生們在概念圖的自主繪制過程中,實現了對生物知識的整理和歸納.對此,教師必須明確對學生的概念圖繪制要求,包含盡可能多的知識點、清晰明了的概念圖結構以及準確合理的繪圖思路.
現代信息技術,利用圖文聲并茂的課件展示生命體的美感.另外,教師還可以讓學生在認識理解生命活動規律時感悟生命所存在的深刻的內在美.例如DNA雙螺旋結構所蘊含的對稱美,DNA采用邊解旋邊復制的復制方式并嚴格遵循堿基互補配對的原則,最大程度降低差錯率的嚴謹的科學美.
1、生物技術專業培養具備生命科學的基本理論和較系統的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能,能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作,能在工業、醫藥、食品、農、林、牧、漁、環保、園林等行業的企業、事業和行政管理部門從事與生物技術有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。
2、無機化學、有機化學、分析化學、植物學、動物學、生物化學、微生物學、藥理學、藥物分析學、遺傳學、分子生物學、細胞生物學、免疫學、植物組織培養、生化分離技術、基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等。
3、主干學科:生物學、醫學、農學。
4、核心知識領域:生命的化學分子基礎,細胞的結構、功能與重大生命活動,生物體的結構與功 能及生物多樣性,微生物的特征與代謝,生物的遺傳與進化,生物與環境,生物技術的原理與應用。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:細胞;物質;結構;功能;生命
中圖分類號:G620 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2011)05-0177-01
經過長期的進化過程,造就了現在各生物體相互依存,協調統一,這種和諧,既體現在各生物體的組分之間,又體現在個體與個體之間,個體與環境的關系上。從微觀的分子水平到宏觀的群體水平,都屬于生命系統的不同范疇,有著不同的物質和結構基礎、發展和變化規律。通過筆者多年教學,深深感悟到生物體基本的生命系統各組分間的和諧之美。
一、物質特殊
(一)生命系統的物質性、特殊性。世界是物質的。以細胞為基本生命系統的奇妙而五彩繽紛的生物世界,其組成的化學元素在無機自然界都可以找到,無生命元素的存在,說明它與非生物世界的統一性,但卻又有重大的區別,尤其是組成細胞的兩大有機大分子,如生命活動的主要體現者――蛋白質,遺傳信息的攜帶者――核酸,它們以碳鏈為基本支架,作為細胞的結構基礎,演繹著不同的生命之歌。
(二)生物催化劑――酶。細胞每時每刻都在進行著化學反應,要在常溫、常壓下快速地完成,就必須要一種高效的催化劑―酶,生命無時無刻都不能離開酶,從小到大,繁衍生息,生老病死,新陳代謝,都和酶有關。它既有同于無機催化劑之處,又有別于它,如具專一性,易變性,反應條件溫和性,催化活性受到調節控制等生命特征。
二、結構巧妙
(一)和諧一體。任何系統都有它的邊界,由相互作用,相互依賴的組分組成,就細胞而言,細胞膜――系統的邊界,結構具一定流動性。細胞核是系統的控制中心。
(二)造型獨特。細胞質基質是呈膠質狀態,不是簡單的膠狀物質,其中含有如ATP、葡萄糖、水等各種成分,猶如孕育生命的海洋,是細胞代謝的主要場所。在細胞的大海里,承載著一艘艘功能不同的個體―細胞器,它們為了完成自己的不同使命,增加反應的場所而采用不同的方式來增加膜面積,呈現獨特之美。
三、功能完善
(一)各組分既有分工又相互合作。如分泌蛋白的合成與運輸過程。細胞核中DNA經轉錄形成的mRNA經核孔出來后,在核糖體上指導合成,經內質網、高爾基體的加工運輸至細胞膜,以外排形式到細胞外。
(二)完善的防控體系。我們的身體無時無刻不在病菌體的包圍之中,但在一般情況下,我們并不得病,那是因為,在人類經過漫長的進化過程形成了非特異性免疫和特異性免疫,它能識別“自己”和“非己”成分,實施防衛,監控和清除功能。
(三)應對多變的環境。低等的單細胞生物草履蟲、太陽蟲、細菌、等,都可感知外界環境的改變產生系列的變化,做出相應的反應,趨于有利刺激,逃避有害刺激。多細胞生物有多個層次的生命系統,構成了大大小小的精密有序結構。各種生物在生命系統的生命舞臺上各有角色,相互配合,共同對內外環境的刺激產生反應。
(四)控制物質進出。細胞膜對物質的進出具控制功能,細胞需要的營養物可從外界進入細胞,細胞不需要的或對細胞有害的物質不易進入細胞,即使是細胞生命活動所需的物質,進入細胞的方式也不相同,如氣體進入是自由擴散方式,細胞選擇吸收的小分子或離子是以主動運輸的方式,而大分子物質則是以胞吞方式進入細胞。
(五)能量的轉化。作為最基本的生命系統,細胞是一種動態的開放系統,不僅時刻與周圍環境進行物質交換,而且時刻從周圍環境中獲取能量,并利用這些能量維持自身的各項生命活動。能量的最終來源是光,通過葉綠體的光合作用,轉化成穩定的化學能,儲存在糖類、脂肪等有機物中,而這些能量只有轉移至ATP中,才能被細胞利用。動植物體內有機物中的化學能主要以細胞有氧呼吸的方式逐步將能量釋放出來,部分轉移到ATP中供生命活動所利用。
(六)細胞具全能性。由于體細胞一般是受精卵通過有絲分裂增殖而來的,攜帶具有本物種特征的全部遺傳信息。因此,分化的細胞仍具發育成完整新個體的潛能,在適宜的條件下,可重新分化發育成完整新個體,如利用植物的組織培養技術快速繁殖花卉。
四、曲折歷程
細胞如同生物體一樣,也要經歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老、死亡的過程。
(一)細胞分裂。單細胞生物體通過細胞分裂增殖而繁衍。多細胞生物從受精卵這個細胞開始,由于細胞不能無限長大,多細胞生物體積的增加主要依賴于細胞通過分裂進行增殖。真核細胞的分裂方式有三種:有絲分裂(主要方式,形成體細胞)、無絲分裂(不常見)和減數分裂(特殊的有絲分裂,形成有性生殖細胞)。
(二)細胞分化。在胚胎發育早期,各個細胞彼此相似,與此同時,有的細胞在形態、結構和生理功能上發生變化,這種變化具有持久性、不可逆性、穩定性,是基因在不同時間、空間選擇性表達的結果,即細胞分化。沒有細胞分化,就無組織、器官可言,生特體也就不可能正常發育。
(三)衰老、凋亡。再好的劇情總會落下帷幕,細胞的衰老和凋亡是生物界的普遍現象。細胞的衰老和凋亡與人的衰老和壽命有關,目前對細胞衰老機制,科學家提出了眾多假說中,為大家普遍接受的是自由基學說和端粒學說。
參考文獻