发布时间:2024-03-23 17:42:22
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的生物细胞的定义样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
一、生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。它是农学、医学、林学、环境科学等科学的基础。
二、生物科学的新成就:
1、试管婴儿;2、杂交水稻;3、克隆技术;4、基因工程;中国已经成为世界生物技术强国之一。
三、环境问题:
1、森林正在减少,乱砍滥伐。森林火灾的此起彼伏,大面积毁林。
2、工厂排放的废水,海洋、河流、湖泊受到污染。
3、沙尘暴
初一上册生物知识点第一单元 生物和生物圈
第一章认识生物
第一节 生物的特征
一、生物的特征
1、生物的生活需要营养。生物的一生需要不断从外界获得营养物质,维持生存。
2、生物能进行呼吸。绝大多数生物需要吸入氧气,呼出二氧化碳。
3、生物能排出身体内产生的废物。
4、生物能对外界刺激作出反应。
5、生物能生长和繁殖。
6、生物还具有其他特征。除病毒以外,生物都是由细胞构成的。
二、判断下列哪些是生物,哪些不是生物?
机器人 钟乳石 珊瑚 珊瑚虫 太阳 水 树 人 动物
第二节 调查我们身边的生物
一、调查的一般方法:
1、明确调查目的。2、选择材料用具。3、方法步骤:
(1)选择调查范围。(2)分组。(3)设计调查路线。(4)调查记录。(5)归类整理分析。
二、生物的分类。
1、按形态结构分:植物、动物、其他生物;2、按生活环境分:陆生生物和水生生物;3、按用途分:作物、家禽、家畜、宠物。
第二章 生物圈是所有生物的家
第一节 生物圈
一、生物圈的概念:生物圈是指地球上有生命活动的领域及其居住环境的整体,生物圈是地球上所有生物共同的一个家。
二、生物圈的范围:大气圈的底部、水圈的大部、岩石圈的表面。
三、生物圈为生物的生存提供了基本条件:营养物质、阳光、空气和水、适宜的温度、一定的生存空间。
第二节 环境对生物的影响
一、影响生物生活的环境因素分两类:1、光、温度、水、空气等非生物因素。2、生物因素。
二、非生物因素对生物的影响:所有生物的生活都会受到非生物因素的影响。当环境中一个或几个因素发生急剧变化时,就会影响生物的生活,甚至导致生物死亡。
三、生物因素对生物的影响:生物因素是指影响某种生物生活的其他生物。自然界中的每一种生物都受到周围很多其他生物的影响。生物与生物之间的关系有:捕食关系、竞争关系、合作关系等。
四、探究实验的步骤:
1、提出问题2、作出假设3、制定计划4、实施计划5、得出结论6、表达和交流
五、探究光对鼠妇生活的影响的实验方法是:对照实验。
在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同以外,其他条件都相同的实验叫做对照实验。
第三节 生物对环境的适应和影响
一、生物对环境的适应。
每一种生物都具有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式。生物的适应性是普遍存在的。
二、生物对环境的影响。如:蚯蚓松土。沙地植物防风固沙等。
三、在自然环境中,各种因素(包括生物因素和非生物因素)影响着生物的生存,生物在生存和发展中不断地适应环境和影响环境。在生物与环境相互作用的漫长过程中,环境在不断改变;生物也在不断进化,适应环境。生物和环境的相互作用造就了今天欣欣向荣的生物圈。
第四节 生态系统
一、定义:在一定地域内,生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统。
二、生态系统的组成:
生产者(主要指绿色植物)
1、生物成分: 消费者(主要指动物) 2、非生物成分:阳光、空气、水等。
分解者(主要指细菌和真菌等微生物)
构成生态系统的各种生物之间是相互影响,相互作用,相互依存的。
三、食物链的定义:通过一系列吃与被吃的关系,把生物与生物紧密地联系起来,这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列,称为食物链。
四、食物网的定义:一个生态系统中,多条食物链交错连接,构成了食物网。
生态系统中的物质和能量就是沿着食物链和食物网流动的,有毒物质能够沿食物链积累。
五、生态系统具有一定的自动调节能力
生态系统具有一定的自我调节能力,使得生态系统中各种生物的数量和所占比例保持相对的稳定,但是这种调节能力是有限度的,超过该限度,生态系统就会遭到破坏。
第五节 生物圈是最大的生态系统
一、多种多样的生态系统:1、森林生态系统2、草原生态系统3、海洋生态系统4、淡水生态系统5、湿地生态系统6、农田生态系统7、城市生态系统8、河流生态系统等。
二、生物圈是一个统一的整体
1、生物圈中的各种生态系统,由于地域相隔,表面看来好像毫不相干,但实际上都存在着一定的联系。
2、整个生物圈在结构和功能上是一个整体,它是地球上最大的生态系统。
3、生物圈是所有生物共同的家园.保护生物圈,人人有责!
初一上册生物知识点第二单元 生物和细胞
第一章 观察细胞的结构
第一节 练习使用显微镜
一、显微镜的构造。
二、使用显微镜的方法步骤:1、取镜和安放2、对光3、观察
三、目镜内看到的物像是倒像。目镜与物镜放大倍数的乘积就是显微镜的放大倍数。倍数越大,看到的细胞越大,看到的细胞数量越少。
第二节 观察植物细胞
一、玻片标本。
1、 种类:切片、涂片、装片
2、 制作:需要载玻片和盖玻片
二、植物细胞的结构。
1、 模式图。细胞主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核构成。细胞质内含有液泡、叶绿体
2、细胞壁的作用:起保护和支持细胞的作用。
3、西瓜甘甜可口主要是因为西瓜的细胞液中含有大量的糖分。
4、植物细胞的各种结构分别具有各自的功能,它们协调配合,共同完成细胞的生命活动。
第三节 观察动物细胞
一、人和动物的细胞形态不同,基本结构是一样的。
动物细胞模式图。主要由细胞膜、细胞质、细胞核构成。
二、植物细胞和动物细胞在结构上的相同点和不同点:
相同点是:都有细胞膜、细胞质、细胞核等,是生物体的结构和功能的基本单位。
不同点是:植物细胞有细胞壁,动物细胞没有细胞壁;植物细胞有液泡,动物细胞没有液泡;植物细胞有叶绿体,动物细胞没有叶绿体。
第二章 细胞的生活
第一节 细胞的生活需要物质和能量
一、细胞中含有两类物质。
1、 无机物:水和无机盐 2、有机物:糖、脂类、蛋白质、核酸
二、细胞膜控制物质的进出。
细胞膜能够让有用的物质进入细胞,把其他物质挡在细胞外面,同时把细胞内产生的废物排到细胞外。
三、细胞质中的能量转换器。
1、 叶绿体将光能转化成化学能,储存在它所制造的有机物中。
2、 细胞都含有线粒体,线粒体将有机物与氧结合,经过复杂的过程,将有机物中的能量释放出来,供细胞利用。
3、 叶绿体和线粒体都是细胞中的能理转换器。
第二节 细胞核是遗传信息库
一、遗传信息的定义:上一代能把控制生长发育的信息传给下一代,这样的信息就叫做遗传信息。
二、遗传信息储存在细胞核中。由克隆羊的故事可以得出这个结论。
三、细胞核中储存遗传信息的物质是——DNA
1、遗传信息的载体是一种叫做DNA的有机物。DNA存在于细胞核中。
2、DNA的每个片段具有特定的遗传信息。这些片段叫基因。
四、染色体是由DNA和蛋白质两种物质组成。
1、每一种生物的细胞内,染色体的数量是一定的。如人体细胞内含有23对染色体。水稻有12对。
2、细胞的控制中心是细胞核。
3、DNA上的遗传信息是指导和控制细胞中物质和能量变化的一系列指令,也是生物体建造自己生命大厦的蓝图。
第三节 细胞通过分裂产生新细胞
一、生物体由小长大,是与细胞的生长和分裂分不开的。
二、细胞的生长:新产生的细胞体积很小,通过不断地从周围环境中吸收营养物质。并且转变成组成自身的物质,体积逐渐增大。
三、细胞的分裂:一个分成两个,两个分成四个。新细胞和原细胞所含有的遗传物质是一样的。
第三章 细胞怎样构成生物体
第一节 动物体的结构层次
一、细胞分化形成组织。
1、 在发育过程中,某些细胞各自具有了不同功能,它们在形态、结构上也逐渐发生了变化,这个过程叫做细胞分化。
2、 组织的定义:细胞分化产生了不同的细胞群,每个细胞群都是由形态相似,结构、功能相同的细胞联合在一起形成的,这样的细胞群叫做组织。
3、 人体的四种基本组织:
上皮组织:由上皮细胞构成,具有保护、分泌等功能。
肌肉组织:由肌细胞构成,具有收缩、舒张功能。
神经组织:由神经细胞构成,能够产生和传导兴奋。
结缔组织:支持、连接、保护、营养等功能。
二、组织进一步形成器官。
1、 器官的定义:不同的组织按照一定的次序结合在一起构成器官。例如:大脑、胃、心脏、肝、肺、肾、眼、耳等。
三、器官构成系统和人体
1、 系统的定义:能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起构成系统。
2、 人体的系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统、生殖系统。这系统协调配合,使人体内各种复杂的生命活动能够正常进行。
第二节 植物体的结构层次
一、植物体是由受精卵经过细胞分裂、分化,形成组织、器官,最终形成植物体。
二、绿色开花植物的六大器官。
1、 六大器官:根、茎、叶、花、果实、种子
三、植物的几种主要组织。
1、 分生组织:位于根尖的分生区就是分生组织。
2、 另外几种:保护组织、营养组织、输导组织。
第三节 只有一个细胞的生物体
一、单细胞生物:身体只有一个细胞的生物。大多数生活在水里,有些生活在我们身上。
二、单细胞生物的结构和生活。
以草履虫为例:如图。草履虫的结构和生活。
三、单细胞生物与人类的关系。
有利的一面:1、多数浮游生物是鱼类的天然饵料。
2、 草履虫对污水净化有一定作用。
有害的一面:1、人体内寄生虫危害人类健康。如:疟原虫、痢疾内变形虫等。
2、单细胞生物大量繁殖造成赤潮,危害渔业。
第四章 没有细胞结构的微小生物——病毒
一、病毒的种类。
1、根据它们寄生的细胞不同,可以将病毒分为三大类:
一类是专门寄生在人和动物细胞里的动物病毒,如流感病毒。
一类是专门寄生在植物细胞里的植物病毒,如烟草花叶病毒。
一类是专门寄生在细菌内的细菌病毒,也叫噬菌体,如大肠杆菌噬菌体。
二、病毒的结构和生活
1、病毒的结构是由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成的。没有细胞结构。
2、病毒只能寄生在活的细胞里。离开了活细胞会变成结晶体。一有机会侵入活细胞就会重新开始生命活动。
三、病毒与人类的关系
病毒靠寄生生活,给人类、饲养动物、栽培植物带来了极大危害。
如:流行性感冒、肝炎、艾滋病、口蹄疫、鸡瘟都是由病毒引起的。
疫苗预防疾病。疫苗是经过人工处理的减毒病毒。
单元小结
1、 除病毒外,生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体结构和功能的基本单位。
2、 细胞膜、细胞质和细胞核是绝大多数细胞共有的基本结构。
3、 细胞的生活需要物质和能量。细胞核内含有遗传信息。细胞是物质、能量和信息的统一体。
1、微生物的定义是:个体难以用肉眼观察的一切微小生物,微生物的定义就是微小生物,所以微生物当然是生物。
2、微生物个体微小,与人类关系密切。涵盖了有益跟有害的众多种类,广泛涉及食品、医药、工农业、环保、体育等诸多领域。
3、有些微生物是肉眼可以看见的,像属于真菌的蘑菇、灵芝、香菇等。还有微生物是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”,但是它的生存必须依赖于活细胞。
(来源:文章屋网 )
[关键词] 入侵检测免疫原理
一、引言
自然界中,生物的免疫系统成功地保护了生物自身免受外来病原体的侵害,入侵检测是计算机安全研究中的一个新领域,目前已有许多网络的入侵检测系统被开发出来,免疫原理在入侵检测领域的应用是一个刚刚兴起的研究,它的目的是使检测系统具有分布性、多样性、自适应性、自动应答和自我修复的特点,具有检测异常现象、利用不完备信息进行检测的能力。
二、人类免疫系统的原理
人类肌体总是处于大量微小有机体例如细菌、寄生虫、病毒、真菌或由这些组成的病菌的不断的入侵中,这些病菌往往就是很多疾病的来源。人类的免疫系统就是用来防御这些入侵的系统,由具有免疫功能的器官、组织、细胞、免疫效应分子与有关基因组成。而其中很重要的一部分就是淋巴细胞,淋巴细胞主要有T细胞和B细胞两类。T细胞在面对外来入侵的时候,担任协调免疫系统各部分功能的作用。而B细胞通过其表面的抗体和抗原结合,来消灭抗原。抗体的主要工作就是区分本体细胞和异体细胞。其中本体细胞指的是正常的人体细胞;异体细胞是指有害的异质细胞,也称抗原。每个B淋巴细胞可以产生一种抗体,并通过绑定机制识别一定数量结构相似的抗原细胞。免疫系统面对各种不同的外界入侵抗原,各种B细胞产生了数百万种不同种类的抗体,利用抗体上有特定的物质和它的特殊功能,可以结合、粘附或消除入侵的抗原,增强其它吞噬细胞吞噬病原体的功能,以维持免疫平衡。同时免疫系统具有记忆能力,对曾经入侵过的抗原,能够比新入侵抗原更迅速的识别。
三、人工免疫原理在IDS上的应用
合格的入侵检测系统(IDS)要具有准确性、完整性、可扩展性、可适应性和自身的健壮性等特点。这就要求它达到以下的设计目标:(1)完备的;(2)分布式的;(3)自组织的和精简的。
生物免疫系统与IDS有着功能上的相似之处。免疫系统的分布性、多样性、自成体系、完备性和精简性使它精确有效地保护着生物个体。如何模拟基因库更新、阴性选择、克隆选择等抗体生成过程建立入侵检测器是建立基于人工免疫原理的入侵检测系统的关键。
1.模拟基因库
人体免疫系统有着多层保护机制,包括: 皮肤、生理条件、先天免疫和适应免疫。适应免疫主要是由B细胞和T细胞来完成的免疫反应。B细胞和T细胞分别在骨髓和胸腺中产生。在骨髓和胸腺中有专门用于生成B细胞和T细胞的基因库,基因库中包含了用于构成这两种细胞的基因片段。通过对基因库中的基因片段进行重组、突变等操作来产生新的不同的细胞,这就使它们能够识别各种病毒。人体免疫系统利用基因库来产生免疫细胞,使产生合格免疫细胞的概率增大,人们把基因库的机制引入到人工免疫系统中,用来产生更有效的检测器集。但是对于如何构建基因库还没有确定的方法,有2种新提出的构建基因库的方法: 一种为直接应用非我样本来构建基因库,另一种方法是通过统计所有非我样本的分布来构建基因库。这2种方法都能够产生检测率更高的检测器集。
2.阴性选择算法
阴性选择算法是基于免疫系统的自体―非自体识别原理。它可以总结为以下三个步骤:(1)定义自我集:首先根据实际应用环境定义合适的自我集合。自我集合通常是由代表自我状态的字符串组成的集合;(2)产生检测器:首先随机产生字符串,如果该字符串集合与自我集合中的任一字符匹配则删除,否则保留来作为检测器;如此循环迭代,直到产生足够大小的检测器集为止;(3)监视要保护的数据:如果需要保护的数据跟检测器集合中的任何一个检测器匹配,则表明要保护的数据发生了异常变化,从而起到了检测异常变化的效果。该算法描述如下:(1)定义一组长度为L的有限字符串S表示“自己”;(2)产生检测器集R,R中每个检因器与S中的串都不匹配;(3)通过不断地将R中的检测器与S比较来监控S的改变。
3.克隆选择算法
克隆选择是免疫系统的一种自然选择的型式。当B细胞被激活,它就开始大量的复制克隆自己。在这个复制的过程中,突变的概率是平常的9倍。这么高的概率将使得子代的所附着的抗体会与父代的不同,从而加强了对不同抗原的亲和力。如果这些新B细胞能够与超过激活门限的抗原结合,它们将被激活,继续克隆复制下一代。因此,具有高亲和力的B细胞更可能被克隆。换言之,在B细胞与病原体的竞争中,具有较高亲和力的B细胞就具有更高的适应性,也就更容易被复制到下一代中,这个过程就是克隆选择过程。
一个完整的免疫响应是由三个进化阶段组成的:通过基因库进化产生有效的抗体;通过阴性选择消灭不适合的抗体;通过克隆选择复制大量高效的抗体。这三个阶段是自组织的,而不是由某一个中心器官预先下达指令来指导它们执行。可以将人体免疫系统的三个进化阶段运用于IDS,在该系统中,将正常的网络行为定义为“自我”,将异常的行为定义为“非我”,通过识别“自我”和“非我”来检测入侵。首先,通过基因表达将产生大量的不成熟检测器;接着,通过阴性选择,只有那些成熟的检测器会保留下来,这些成熟的检测器就是高效检测器;然后,这些成熟的检测器一方面通过克隆选择被大量复制后,传送到网络上用于检测“非我”的入侵行为,另一方面,这些成熟的检测器被基因优化后送到基因库,形成基因库进化。
四、结束语
生物免疫系统拥有许多值得借鉴的显著特征,借鉴生物免疫系统的计算机免疫系统将成为解决入侵检测问题的有效手段。
【关键词】新旧教材;对比;策略
教育是面向未来的事业,为了更好地体现时代性,更有效地促进高中生物的教学工作,在人教版旧教材(简称旧教材)的基础上人民教育出版社出版了相应的人教版生物新教材(简称新教材),那两本教材有什么不同呢?本文就其不同点做简单比较。
1. 重要概念对比 生物学概念是学习生物的基础,准确的掌握概念至关重要。与旧教材相比新教材中的生物概念主要有以下几个特点:语言表达更清楚、准确,如:对于渗透作用的定义,旧教材:这种水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散,叫做渗透作用;新教材:这种水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散,叫做渗透作用。概念阐述更全面、具体,如:对于自养型的定义,旧教材:绿色植物直接从外界环境摄取无机物,通过光合作用,将无机物制造成复杂的有机物,并且储存能量,来维持自身生命活动的进行,这样的新陈代谢类型属于自养型;新教材:绿色植物和少数细菌以光为能量来源,环境中的二氧化碳为碳源来合成有机物,并且储存能量,这样的代谢类型属于自养型。纠正了表述有误的概念,如:对于叶绿体的定义,旧教材:叶绿体是绿色植物叶肉细胞中,进行光合作用的细胞器;新教材:叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器。
2. 内容上的增减 新教材删除的内容:植物对水分的吸收和利用,此节被删除但内容被分摊到其他章节里;植物的矿质营养;被子植物的个体发育过程。
同时新教材增加的内容有:光合作用的发现增加了荷兰科学家英格豪斯的实验故事;化能合成作用;植物微型繁殖技术;植物有效成分的提取;植物病虫害的防治原理和方法;探索生长激素类似物促进插条生根的最适浓度。
3. 内容呈现方式 与旧教材相比新教材在内容呈现方式上的最大特点是变阅读式学习为探究式学习,有利于培养学生的自主学习能力,主要体现在以下几个方面:旧教材:《实验:观察植物细胞的质壁分离与复原》,新教材:《探究:植物细胞的吸水与失水》;旧教材中渗透作用与水分的流动是以小字的形式出现,而在新教材中是以问题探讨的形式出现;植物栽培与光能的合理应用变更为《探究:环境因素对光合作用强度的影响》。
4. 实验细节变化 实验方面最大的变化是新教材将旧教材的验证性实验改为探究式实验,如:《探究植物细胞的吸水与失水》、《探究环境因素对光合作用强度的影响》,这样的设置一方面有助于培养学生的自学能力,让学生独立思考,参与评价,进一步体现了课改的宗旨,另一方面通过这些探究活动的设置和开展,使学生亲历思考和探究的过程,充分发挥其创新意识,在探讨过程中逐步构建自己的知识体系,领悟科学探究的方法。同时,在实验名称方面也有所变更,如:将观察植物细胞的有丝分裂变更为观察根尖分生组织细胞的有丝分裂,使实验主题更确切。
在课改的趋势下,以实验为基础的生物学科改变了传统的学习方式,朝着更为科学的方向发展,以往的学习方法以死记硬背为主,但在课标的要求下这样的方法显然不适用,而需要的是更为科学更为有意义的方法。对于学生,不仅要有扎实的理论知识,还应注重知识的应用,因此应该将理论知识渗入到实验中,这样的学习方式不仅能为学生创造自主学习的氛围,更能贯彻新课标的主要教学思想――自主探究,合作学习。同时,还应加强学习的自主性,例如:在探究实验《环境因素对光合作用强度的影响》开始前,可自行分小组进行资料收集,根据现有实验条件进行实验设计,最后根据自己得出的结果与其他小组的比较和自我评价,一方面调动了学生学习的主动性,另一方面还能拓宽学生的知识面。对于教师,在传授知识的同时,更应该注重传授方法,正所谓“授之于渔”, 因此,教师在教学中应注意以下几点:学生会做的,应大胆放手让学生独立完成;学生不会做的,教师应适当引导、启发、共同解决难题。
通过对新教材与旧教材的对比中发现,随着课改的进行,新教材的内容确实有了很大的突破:优化了知识编排结构及形式、内容更贴近现实生活、更加注重学生探究式学习能力的培养等等,这样既丰富了学生的课本知识,而且培养了其多方面的能力,为将来走入社会打下更好的基础。
参考文献
新生肽链是指刚从核糖体上合成出来的多肽链。目前已经知道,新生肽链必须经过一系列加工,诸如二硫键的形成、糖基化作用、羟基化作用、磷酸化作用等100多种化学修饰;肽链的折叠、去折叠;运输到它发挥生物功能的场所,可能涉及到多次越膜过程;亚基的组装;水解除去前体分子中的Pro和Pre序列而活化等等,最终才形成确定的由一级结构决定的三维结构,并获得特有的生物活性,成熟成为功能蛋白分子。
从广义上理解,新生肽链的折叠包括多肽链从核糖体上合成出现直到成熟成为功能蛋白分子的全过程。目前虽然已经搞清楚了数百种蛋白质的三级结构,但是对这些蛋白质是怎样达到它们最终构象的过程知之不多。长期以来,人们的认识是建立在变性蛋白质在去除变性因素后重新折叠的体外研究和Anfinsen的一级结构决定高级结构的理论基础之上,因此沿用了变性蛋白的复性作为新生肽链折叠的模型,并且认为细胞中新合成的多肽链,只要有了一定的氨基酸序列,也应该能够自发地折叠而形成由它的一级结构所决定的空间结构。这就是所谓的经典的自装配学说。
1978年,Laskey发现组蛋白和DNA在体外生理离子强度条件下组装成核小体时,必须有一种核内酸性蛋白nucleoplasmin存在,否则就会发生沉淀。他给帮助核小体组装的nucleoplasmin起了一个十分新颖的名字“MolecularChaperone"。后来,Ellis在研究高等植物叶绿体中的核酮糖1,5-二磷酸羧化酶—加氧酶(Rubisco)时,也发现类似现象,即在叶绿体中合成的8个大亚基和细胞质中合成的8个小亚基都必须先和一种蛋白结合后,才能在叶绿体内组装成活性酶分子。因此,1987年Ellis正式提出在普遍意义上帮助新生肽链折叠的“MolecularChaperone"的概念。根据牛津字典的解释,Chaperon是指欧洲中世纪少女成年后初次参加社会交际活动中陪伴她的年长妇女,这里借用来形容伴随新生肽链并帮助它折叠和成熟为具有完整结构和功能的蛋白质,显然十分贴切,而“MolecularChaperone"这个新名词的创造又是如此生动!1993年,Ellis对“MolecularChaperone"做了更为确切的定义:它是一类相互之间没有关系的蛋白,它们的功能是帮助其他含多肽结构的物质在体内进行正确的非共价的组装,并且不是组装完成的结构在发挥其正常的生物功能时的组成部分。"
作者认为这一定义的概括性较强,内涵也更有深度。虽然对细胞的概念可以做各种各样的理解和解释,但作者认为应从以下一些角度去认识细胞作为生命活动基本单位这一概念。
(1)一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位。
一切有机体均由细胞构成,只有病毒是非细胞形态的生命体。
(2)细胞具有独立的、有序的自控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位。在有机体一切代谢活动与执行功能的过程中,细胞呈现为一个独立的、有序的、自动控制性很强的代谢体系。
(3)细胞是有机体生长与发育的基础。一切有机体的生长与发育是以细胞的繁殖与分化为基础的,这是研究生物发育的基点。
(4)细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性。每一个细胞,不论低等生物或高等生物的细胞,单细胞生物或多细胞生物的细胞,结构简单或复杂的细胞,未分化或分化的细胞(除个别终末分化的细胞外),性细胞或体细胞都包含着全套的遗传信息,即全套的基因,也就是它们具有遗传的全能性。
关键词 诺贝尔奖 高中生物学 教学 酶学 衔接
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
2016年全国高考生物考试大纲在“能力要求”方面强调“关注对科学、技术和社会发展有重大影响的、与生命科学相关的突出成就及热点问题”。诺贝尔奖代表着基础科学研究的最高水平,标志了当代科学研究的发展方向。在近现代,生命科学领域发展迅速,不少成果获得了诺贝尔奖。诺贝尔奖作为全人类的宝贵财富,对学生具有极大的感召力,将与高中生物学有关的诺贝尔奖与教材中相关知识点结合,尽可能地把它融入到生物学教学中,不仅是激发学生学习兴趣、激发探究欲望的良好素材,同时科学家们不断发现、尝试、重新开始的探究历程也是培养学生直面挫折、不断进取的典范。
酶是细胞代谢的重要参与者,也是高中生物学中很关键的内容。表1为酶学中的诺贝尔奖及其与高中生物学内容(人教版)的关联。
这只是有关“酶”的内容产生过的诺贝尔奖与高中生物学内容关联的一些列举,除此之外在光合作用的发现、细胞结构、细胞膜结构等方面还有很多诺贝尔奖项与高中生物密切相关。那么如何将这些应用到高中生物学教学中,让它服务于高中生物教学呢?
1 作为素材,引入新课
诺贝尔奖及其成就在生命科学史上具有重大意义,教师以其为素材导入新课,让学生意识到高中生物学虽然与生活密切联系,但也并非与前沿科学遥不可及,高中生物很多时候是生命科学前沿的简化版或缩影。教师适时地引用诺贝尔奖及其成就,能激发学生学习的兴趣、激情,让学生将被动的学习转化为主动的探索,可以起到很好的教学效果。例如在W习“基因工程”时,教师可以围绕诺贝尔奖“限制性内切酶的发现”展开:1978年,瑞士微生物学家阿尔伯、美国微生物学家内森斯、美国微生物学家史密斯因发现限制性内切酶以及在分子遗传学方面的应用而获得当年的诺贝尔生理学和医学奖。他们的成就为DNA重组技术的产生拉开了序幕,使人类可以按照人的意愿定向改变生物体的遗传信息,使改变生物体性状成为可能。那么什么是限制性核酸内切酶?它有什么特性?它在基因工程中扮演什么角色?这样展开基因工程的学习,充分地调动学生的好奇心理和求知欲望,让学生带着问题进行学习。
2 作为案例,引导思考与探究
诺贝尔奖及其成就的产生必然伴随多个经典的实验设计。剖析经典实验、重温科学家的思维历程,对学生科学思维的形成以及创新力的培养十分必要和关键。例如在“酶本质的探究”的学习中,巴斯德与李比希对糖类变成酒精有不同看法,毕希纳通过设计实验证明了糖类变成酒精可以在无细胞条件下进行,并获得诺贝尔奖,那么他如何设计的实验?教师可以引导学生思考。然后再引导学生分析:萨姆纳通过合理选材、精巧的实验提取出了酶并且证明酶是蛋白质,也获得诺贝尔奖,如何提取的酶,采用什么办法去证明的?另外,教师还要使学生知道:至此科学发展没有止步,奥特曼和切赫在对烟草花叶病毒的研究中发现某些RNA也具有生物催化功能。然后,综合以上认识,教师引导学生给“酶”下定义,自己构建对酶的认识。
3 作为素材,进行情感态度与价值观教育
诺贝尔奖固然是科学界的桂冠,诺贝尔奖的获得可能是很多科学家的毕生梦想和动力,但是更多的科学家在各自领域默默无闻,为科学的发展贡献自己的微薄之力。不能因为没有拿诺贝尔奖就否定他们以及他们的成就。在教导学生的过程中,教师也一定要把握尺度,不能让学生认为科学家的目标就是诺贝尔奖。教师在课堂中应用诺贝尔奖及其成就,应该更多展现科学发展的艰辛与曲折、科学家的坚持不懈、刻苦钻研,让学生明白科学发现没有不劳而获,唯有努力才有机会。例如在酶本质的探究中,先后有很多的科学家在不断的批判与继承中才形成了目前比较公认的酶的定义“活细胞产生的具有生物催化功能的有机物,大多数是蛋白质,一部分为RNA”,这个定义将来再次被打破,也不无可能。同时,教师让学生知道:科学发现如此,学习、人生亦如此,没有一帆风顺,只有不断进取,才能不断更新自己的认识,不断适应变化着的世界。
4 作为课本内容的拓展延伸
高中生物学学习应当注重学生信息提取能力、归纳整理能力的培养,传统的家庭作业(即做练习题)很难达到这些目标。要达到此目标就要打破原来家庭作业的模式,开发新型的家庭作业成为必然,教师以诺贝尔奖及其成就为题材,设计系列问题引导学生去探索、总结,能够有效地提高学生信息提取能力和归纳整理能力,有利于学生构建自己的生物学知识体系,同时也有助于培养学生探究性学习的兴趣和理论联系实际的能力。例如教师可以以“发现端粒和端粒酶保护染色体的机理”这项诺贝尔奖项为题材,设计系列问题:什么是端粒?端粒具有怎样的结构特点?端粒与细胞分裂有什么关系?端粒酶的作用是什么?癌细胞能够无限增殖是否与端粒酶有关?端粒及端粒酶的研究是否可能会影响到人的寿命?……以此为家庭作业,学生要做完作业,必须查询一定的资料,并且需要自己思考、分析和整理,形成自己的智慧,同时也引导学生思索生命的奥秘,为学生将来从事生物学研究等打下基石。
5 为教师编写试题提供题材
从网上下载已有试题进行组合是很多学校很多教师出考试试卷的常用方法。其弊端就是试题没有创新点,久而久之就会偏离学生实际、偏离教材、偏离考纲。如何结合学校学生实际、引入生命科学热点问题自己编写试题,应该是引起一线教师重视的问题。诺贝尔奖及其成果是教师编写试题的很好的题材,2015年高考理综(新课程Ⅱ卷)第二题就出现关于端粒酶的考题,以中国女科学家屠呦呦所获诺贝尔生理医学奖为背景的题目更多,例如2016年天津卷第六题和2016年上海卷第六题。
格登15岁时就读于英国贵族学校伊顿公学。尽管格登从小就对生物学情有独钟,但是,他的生物课成绩在250个男学生里面排名倒数第一,其他理科成绩也垫底。他的教师加德姆写了一份报告称:“我相信格登想要成为一名科学家,但从他的表现来看,这个想法简直是痴人说梦……无论对于格登本人以及教育他的老师,让他学习生物学都是在完完全全地浪费时间。”
他不仅没被这一苛评吓倒,却仍然对生物学情有独钟。他从小便被生物学深深吸引,甚至在学校养过上千只毛毛虫,看着它们变成飞蛾。兴趣,而不是成绩的指引,最终让格登在生物学领域“化茧成蝶”。在博士后的研究中,他完成了一个著名的实验:把一只成年青蛙的体细胞核,移植到另一只青蛙的卵细胞里。这个全新的细胞,经过孵化、发育,最终变成一只完整的、发育完全的青蛙。
半个多世纪以来,无论是进入牛津大学攻读生物学博士学位,还是后来被誉为“克隆之父”,获得国际医学大奖拉斯克奖,格登从没忘记过这些严苛的评语。他还把这张成绩报告单装裱在一个精致的木质相框中,挂在格登剑桥大学的办公室里。即便拥有数不清的奖状、成果,这张言语刻薄的成绩单,是他唯一裱起来的东西。
把老师那耻辱性的评语挂在办公室里看似“非常愚蠢”,实则是非常有效的励志座右铭。格登说:“当遇到麻烦,比如实验不成功,我就看看这个报告,提醒自己也许不擅长这个工作,但我要努力,否则真的被老师说中了。当你的实验遇到困境的时候,拿这个方法激励自己,真的太有效了。”
愚昧的人,被反复定义,一辈子只能生活在暗夜,浑浑噩噩地活着;而智慧的人,摆脱定义的束缚,就一定能点亮命运的灯。
好词:情有独钟,垫底,痴人说梦,化茧成蝶,刻薄,浑浑噩噩,束缚