細胞的生物學特征范文

導語：如何才能寫好一篇細胞的生物學特征，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

作者：宋曉冬 蔣少鋒 牛新華 徐艷巖 武玉永 單長民

【關鍵詞】 細胞

【摘要】 目的 在體外模擬能量代謝障礙研究PC12細胞缺糖損傷的分子生物學特征。方法 電鏡觀測形態改變，MTT檢測功能異常，RTPCR測定Bcl2在RNA水平上的表達。結果 電鏡觀察到細胞有凋亡現象；MTT顯示細胞活力降低；RTPCR結果表明Bcl2在6~16 h表達上調。結論 缺糖損傷的PC12細胞既有形態的變化也有功能上的變化，并同時伴隨著凋亡和壞死兩種死亡現象。

【關鍵詞】 PC12細胞；缺糖損傷；凋亡

【Abstract】 Objective By using glucose deprivation (an insult relevant to the brain ischemia) media，PC12 cell strain was evaluated.Methods By cellular and molecular biological techniques including electron microscopy，MTT，and RTPCR to meaure and observe.Results Electron microscopy reveals the treated PC12 cells underwent apoptosis;MTT result shows the treated PC12 cells viabilities induced;Bcl2 RNA levels expressed to peak levels 616 hours after glucose deprivation treatment and then declined gradually.Conclusion The PC12 cells deprived of glucose underwent the morphological and functional alterations including apoptosis and necrosis.

【Key words】 PC12 cell，glucose deprivation，apoptosis

許多臨床和實驗研究發現腦缺血的時間和程度與腦功能損害程度成正相關［1］，這是神經細胞對缺血的耐受力差造成的［2］，因此認為研究缺血對神經細胞的損傷機制是研究缺血性腦損害的核心［3］。本文采用PC12細胞，運用無糖培養模擬體外細胞能量代謝障礙的方法，通過電鏡觀測、MTT檢測、RTPCR等方法分析了PC12細胞在無糖培養的不同時間段細胞的變化。

1 材料與方法

1．1 材料

PC12細胞購自中科院上海細胞所，DMEM高糖培養液購自GiBco公司，噻唑藍(MTT)購自Sigma公司，RTPCR引物由上海生工生物技術有限公司合成：βactina 5’AACCGTGAAAAGATGACCCAG3’，5’CTCCTGCTTGCTGATCCACAT3’;Bcl2　5′CACCCCTGGCATCTTCTCCT3′，5′GTTGACGCTCCCCACACACA3′，Eagle Eye Ⅱ凝膠成像分析儀美國Stratagene公司生產，FR900 DNA熱循環儀購自上海復日生物實驗技術研制所。

1．2 方法

1．2．1 PC12細胞對照組及缺糖實驗組的建立：PC12細胞接種于培養瓶內，加入含10%胎牛血清、5%馬血清的DMEM細胞培養液3 ml，每2~3 d更換一次培養液，待培養形成的細胞匯合成單層細胞以后，用025%胰蛋白酶消化傳代或接種于培養板上，保持細胞狀態良好以備實驗使用。

PC12細胞先以有糖DMEM培養液培養于25 ml培養瓶內，待細胞生長至鋪滿瓶壁后換入10%胎牛血清、5%馬血清的DMEM無糖細胞培養液3 ml，無糖培養時間根據不同需要選取不同時間段。

122 電鏡觀察細胞形態變化：取實驗組對照組細胞，放入15 ml Ep管，4000 r/min 5min，棄上清，沉淀用PBS混勻，4000 r/ min 5min。如此重復三次后得細胞沉淀塊進行如下操作：①固定：戊二醛2 h，PBS沖洗5 min 3次，鋨酸2 h，PBS沖洗5 min 3次。②脫水：50%乙醇15 min，70%乙醇15 min，90%乙醇15 min，90%乙醇與90%丙酮(1∶1）15 min，90%丙酮15 min，100%丙酮15 min 3次。③浸透：100%丙酮＋包埋液(1∶1)4 h，包埋液2 h。④環氧樹脂618包埋。⑤固化：37℃ 12 h、45℃ 12 h、60℃ 24 h。⑥超薄切片：修理細胞塊后在LKB超薄切片機上用玻璃刀切片，厚度為5～10 nm。⑦染色：醋酸鈾30 min，枸杞酸鉛10 min。⑧電鏡下觀察細胞形態。

1．2．3 MTT比色法檢測細胞活力：選取實驗組對照組各6孔，實驗組缺糖時間分別是1、3、9、24、48 h。每孔加15　μl MTT溶液，放入37℃5％CO2培養箱中培養4 h。100 μl異丙醇終止，室溫30 min。酶標儀570 nm處測定OD值。

1．2．4 反轉錄聚合酶鏈式反應(reverse transcriptionpolymerase chain reaction，RTPCR)：選取實驗組對照組細胞，將培養皿中的培養液徹底棄干凈，加入1 ml RNAexReagent，將細胞并RNAexReagent一起移入15 ml離心管中。室溫靜置5 min，再加入200　μl氯仿，用力顛倒離心管以混勻。靜置5 min后，12 000 r/min高速離心10 min。小心將上層水相移至15 ml離心管中，加入500 μl異丙醇，振蕩混勻，室溫靜置8 min。高速離心5 min，小心棄上清。加入1 ml 75%乙醇，振蕩片刻，7500 r/min離心5 min，小心棄上清。室溫靜置12 min使RNA沉淀恰好干燥，加入水溶解RNA。720分光光度計上測260 nm、280 nm的OD值，計算RNA的濃度。取等量RNA、OligdT、DEPC水共13 μ1。70℃加熱8 min，立即將微量離心管冰浴至少1 min，然后加入下列試劑：5×buffer 5 μl，dNTPs5 μl，MMLVRT　1 μl，Rasin 1μl，輕輕混勻，放入37℃恒溫水浴鍋中60 min。90℃，2～3 min。50　μl反應體系：滅菌三蒸水34 μl，引物1 1 μl，引物2 1 μl，10×buffer(MgCl2 25 mM)5 μl，dNTPs 5 μl，Taq酶1 μl，cDNA 3 μl，混勻，7500 r/min離心30 s，石蠟油覆蓋。PCR循環參數設置：預變性94℃ 350 s，變性94℃ 60 s，退火60℃ 60 s，延伸72℃ 60 s，再延伸72℃ 300 s，共35個循環。15%瓊脂糖凝膠檢測PCR擴增產物，Eagleeye凝膠成像分析儀檢測。

2 結果

2．1 電鏡觀察結果 培養于DMEM完全培養基中的PC12細胞，細胞形態清晰，結構完整，細胞膜及核膜結構完整，界線清晰，有偽足(圖1，7500倍)。培養于無糖培養液中24 h的PC12細胞，可見細胞膜發生皺縮、凹陷，染色質濃縮，聚集于不完整的核膜邊緣，呈蠅眼狀，核膜不完整，界線模糊(圖2，7500倍)。

2．2 MTT檢測結果 MTT是一種淡黃色的唑氮鹽，為線粒體脫氫酶的底物，活細胞能將其還原成不溶于水的黑色結晶，結晶溶解于酸性異丙醇后通過測其OD值，可反映出活細胞數。(0為DMEM完全培養基培養的對照組細胞的MTT值，1、3、9、24、48分別為無糖培養1、3、9、24、48 h的PC12細胞的MTT值)。從圖3看到隨著無糖培養PC12細胞時間的延長，MTT值逐漸降低，在24 h左右其MTT值降低最明顯，說明PC12細胞的存活率隨著缺糖時間的延長而降低，在24 h左右變化最明顯。實驗組和對照組進行t檢驗，P＜001。

2．3 RTPCR結果 Bcl2基因(圖4前面的條帶，大小為349 bp)經PCR擴增后，15%的瓊脂糖凝膠上電泳，在Eagle Eye Ⅱ 凝膠成像分析儀上可以看到圖4的條帶。為使實驗有一定的可比性，設置內參βactina(圖4后面的條帶，大小為741 bp)，其中對照組亮度明顯低于無糖培養6 h，12 h及24 h的亮度，灰度比值最小，12 h的灰度比值最大，提示無糖培養24 h里Bcl2基因先是上調表達，此后表達下調。Image軟件測量以上各條帶的灰度，結果如表1（P＜005）。表1 bcl2基因和βactina基因的灰度值及灰度比值（略）

3 討論

腦缺血是一類發生率很高的腦血管疾病，建立合適的缺血模型探討缺血后各種因素引起的神經細胞的損傷機制有著重要的價值［4］。細胞培養由于能夠在條件相對恒定的培養箱中培養，受外界影響較小，又容易對各個因素分別予以添補或去除，成為一種重要的損傷模型。

本文選擇大鼠腎上腺嗜鉻細胞瘤(rat adrenal pheochromocytoma，PC12)細胞，運用無糖培養基，在體外模擬能量代謝障礙［5］研究PC12細胞缺糖損傷的分子生物學特征。結果顯示，無糖處理后，細胞活力下降，電鏡下可觀察到典型的細胞凋亡特征。本文研究者還曾用流式細胞儀檢測到細胞凋亡和壞死同時并存，24 h左右細胞凋亡達到最大。RTPCR方法檢測了抑制細胞凋亡的基因Bcl2的表達，實驗顯示6~16 h時Bcl2表達量顯著增高，此后表達量慢慢下降。本文為研究神經細胞損傷的分子機制奠定了基礎，提供了研究腦缺血模型的科學數據。

參 考 文 獻

1．　Mattson MP.Presenilin1　mutation increases neuronal vulnerability to focal ischemia in vivo and to hypoxia and glocuse deprivation in cell culture:involvement of perturbed calcium homeostasis［J］．J　Neurosci，2000，20：1358

2．　Escuret E.［Cerebral ischemic cascade］ To:cascade ischemique cerebrale［J］．Ann Fr Anesth Reanim，1995，14(1):103

3．　Plaschke K，Yun SW，Martin E，et al．Linear relation between cerebral phosphocreatine concentration and memory capacities during permanent brain vessel occlusions in rats［J］．Ann n Y Acad Sci，2000，903:299

4．　AlAbdulla NA，Martin LJ.Apoptosis of retrogradely degenerating neurons occurs in association with the accumulation of perikaryal mitochondria and oxidative damage to the nucleus［J］．Am J Pathol，1998，153(2):447

篇2

關鍵詞： 高中生物 核心概念教學 體系構建

生物學科核心概念教學涉及生物一般學概念、生物學重要概念和生物學核心概念的理解，高中生物教師必須掌握這些概念，并幫助學生構建生物學核心概念體系。

一、概念界定

對于概念的定義，《現代漢語詞典》解釋為“思維的基本形式之一，反映客觀事物的一般的、本質的特征。人類在認識過程中，把所感覺到的事物的共同特點抽出來，加以概括，就成為概念”[1]。由此可見，概念是人腦對客觀存在歸納推理分析得出的，共同具有某些特性或屬性的事件、物體或現象的抽象概括。生物學概念是人腦對客觀生物學對象歸納推理分析得出的，共同具有某些特性或屬性的生物學事件、物體或現象的抽象概括。生物學重要概念是處于學科的中心位置的，它包括對學科的基本現象、基本規律、基本理論的理解和解釋，對學科及相關科學具有重要的支撐作用的概念。生物學核心概念即那些能夠展現當代生物學科圖景的概念，這樣的概念可以統攝學科的一般概念和重要概念，揭示學科概念之間的聯系，具有統整學科知識的功能。

二、概念、重要概念、核心概念三者之間的關系

新課程標準要求通過學生核心概念體系的建立使學生形成生物學科觀念。在具體的教學中我們可以運用生物學一般概念建構重要概念，通過重要概念建構核心概念。由于核心概念包含重要概念，原理、理論的基本理解和解釋，重要概念居于處于學科的中心位置的一批概念，它包括對學科的基本現象、基本規律、基本理論的理解和解釋，對學科及相關科學具有重要的支撐作用，可見生物學核心概念是生物學重要概念的上位概念，重要概念是生物學一般概念的上位概念。

三、高中生物核心概念教學

教師在備課時，先通讀教材，熟練地掌握教科書的全部內容，了解全書的結構體系?！镀胀ǜ咧姓n程標準實驗教科書》采用模塊結構體系，如必修部分包括“分子與細胞”、“遺傳與進化”和“穩態和環境”三個模塊。模塊是一個相對獨立的綜合化的學習單元，模塊設計突出了單元“章”之上更集中和更上位的生物學主題。教學時可以把每個模塊又具體地分為若干學科主題，在針對具體模塊建立一般概念、重要概念和核心概念體系。例如把必修一“分子與細胞”的教學內容分為“確立細胞是最基本的生命系統”（第一章）、“分析細胞物質組成”（第二章）、“論證細胞是系統”（第三章）、“論證細胞是生命系統”（第四五章）和“系統的發生發展和消亡”五個學科主題。每一個學科主題可以確立一個核心概念，這樣必修一就可以確立五個核心概念，如下：

（1）細胞是最基本的生命系統，生命系統既有統一性，又有多樣性；

（2）細胞是由物質分子組成的，不同的物質具有不同的作用；

（3）細胞是物質分子的有機結合體，細胞的各種結構既分工又合作；

（4）細胞的生命活動需要物質和能量的推動；

（5）細胞有一個發生、發展、變化的過程，甚至還能夠發育成一個新的個體（即細胞具有全能性）。

其次，教師要對每一個核心概念進行細化，將上位的核心概念拆分為若干重要概念，例如把“必修一”第一章的核心概念“細胞是最基本的生命系統，生命系統既有統一性，又有多樣性”拆分如下：

（1）細胞是最基本的生命系統，生命系統既有統一性，又有多樣性。

（2）細胞是生物體的結構和功能的基本單位。

（3）能夠獨立完成生命活動的系統叫做生命系統。

（4）原核細胞是組成原核生物的細胞。這類細胞主要特征是沒有以核膜為界的細胞核，同時也沒有核膜和核仁，只有擬核，進化地位較低。

（5）真核細胞指含有真核（被核膜包圍的核）的細胞。其染色體數在一個以上，能進行有絲分裂。

再次，教師以梳理出的重要概念為教學目標進行教學設計，在進行教學設計時要思考這些重要概念是以哪些生物學概念或生物學事實來支撐的，學生是否已經掌握這些概念。例如在進行必修一第一張第一節“走進細胞”的教學設計時教師就要回想學生在初中教材中學過的相關的重要概念，如下：

（1）細胞是生物體結構和功能的基本單位。

（2）動物細胞、植物細胞都具有細胞膜、細胞質、細胞核和線粒體等結構，以進行生命活動。

（3）相比于動物細胞，植物細胞具有特殊的細胞結構，例如葉綠體和細胞壁。

（4）細胞能進行分裂、分化，以生成更多的不同種類的細胞用于生物體的生長、發育和生殖。

（5）一些生物由單細胞構成，一些生物由多細胞構成。

（6）多細胞生物具有一定的結構層次，包括細胞、組織、器官和生物個體。

教師要思考學生在初中學過并掌握了的這些重要概念與高中要形成的重要概念之間的聯系，利用這些概念幫助學生進行概念同化和掌握新概念。

四、結語

目前，研究者們通過一般概念和核心概念構建生物學核心概念體系，生物學核心概念相對于一般概念在數量上是遠遠小于一般概念的，朱曉琳在研究中篩選出生物必修部分的核心概念為15個[2]，可見在高中生物學教學過程中生物學核心概念往往需要較長時間才能形成，而不是一節課或是幾節課就能構建的。所以在教學過程中有必要提出通過一般概念概念、重要概念和核心概念構建生物學核心概念體系。

參考文獻：

篇3

【關鍵詞】教學；細胞生物學；教學方法；多媒體技術

作為生物專業和生命科學的重要課程，細胞生物學一直都是相關領域的必修課程。將細胞生物學這門學科給教好，對于提高學生的專業素質、提升學生走向社會之后在職業生涯中的競爭力都是大有裨益的。然而鑒于細胞生物學這門課程本身的特征，即細胞生物學的研究對象是細胞，而細胞本身就是需要借助顯微鏡才可見的，因而也一直找不到能夠適應這門學科的傳統教學方法。隨著現代教育的逐漸發展，多媒體技術[1]也越來越被廣泛地應用于教學當中。利用多媒體技術進行細胞生物學的教學，可以使學生更加全方位地了解微觀世界的生物細胞，進而大大提高教學質量。

一、細胞生物學概述

所謂“細胞生物學”，是指是在分子水平、亞顯微水平和顯微水平這三個層次上，研究細胞的結構和功能，以及各種生命規律的一門學科。細胞生物學通過使用近代物理學與化學的科技成果以及分子生物學的概念、方法，基于細胞水平來對生命活動進行研究，細胞生物學所研究的核心問題就是遺傳及發育的問題。但是因為細胞生物學是對微觀世界的探究，因此若要對其進行研究，就必須運用到顯微鏡。

正是由于細胞生物學的上述特征，使得在用傳統方式進行細胞生物學的教學時，會出現很多的弊端；而在用多媒體技術進行細胞生物學教學時，則會顯現出很多的優勢。

二、傳統細胞生物學教學方法中存在的問題

傳統的教學方法就是書本加黑板，即老師在講臺上通過板書的形式，向坐在講臺下面的學生們傳授書本中的知識。而一直以來，這種傳統的教學方式也一直存在，并且在現今教學方式中仍然占據很重要的地位。這種傳統的教學方法固然能夠讓學生們理解書中的某些知識，但是它還是存在很多的弊端的，尤其是當這種傳統教學方式應用于像細胞生物學這種抽象的學科時，它所呈現的不足則更加明顯了：

（1）細胞生物學是一門很抽象的學科，僅僅通過老師的板書和口授是達不到很明顯的教學效果的，畢竟這門學科的研究對象是微觀的細胞，是人的肉眼所不能看見的東西。如果教學方式僅僅停留在傳統方式上，老師們只能通過口授或者是在黑板上以簡單地圖表來向學生們闡述細胞的結構，因此學生們是很難想象細胞的構造的，因而學生們不能夠對細胞的功能有更為深刻的理解，這對于學生對相關知識的吸收是很不利的，因而教學質量也不會很理想。

（2）在授課過程中，老師們可能需要向學生們講解細胞的具體構造，以便學生們對細胞各部分的功能會有一個詳細的了解。為了使講解能夠更加生動和具體，老師可能需要在黑板上畫出細胞結構的簡略圖，一方面由于黑板上所畫的圖都是二維的，沒有立體感；另一方面，老師們畫圖的水平畢竟有限，不可能在黑板上畫出比較清晰明了的細胞圖，因此傳統教學方式的教學效果不顯著。

（3）一節課的時間是有限的，如果老師花過多的時間在板書的書寫和畫圖上，就會浪費寶貴的上課時間，那么在原本就有限的時間內所能講述的知識就更加的少了。既然時間利用率不高，那么自然教學質量也不會很理想了。

綜上所述，若用傳統的教學方法對細胞生物學這門學科進行授課，教學質量是不會很好的。這個時候，多媒體教學就顯得有優勢多了。因此，需要通過利用多媒體技術來進行細胞生物學課程的講解。

三、利用多媒體技術進行教學的優點

科技的進步也推動了現代教育的發展，如今大部分學校都配備了多媒體教室，在多媒體教室老師可以通過多媒體技術向學生們授課。所謂多媒體教學方式，就是指將授課方式與計算機技術結合起來。通過多媒體技術，可以將原本抽象的知識形象化。在授課過程中，通過向同學們展示豐富多彩的、吸引眼球的圖片、音頻、視頻等，充分調動了學生們在上課時的感官，使得原本枯燥的、抽象的知識變得生動、具體，增加同學們上課的興趣，進而可以改善教學質量。

尤其是像細胞生物學這樣抽象的學科，所研究的對象又是人的肉眼不可見的細胞，傳統的教學方法不能夠形象地向學生們展示細胞的內部構造以及細胞的變化等。因而，通過多媒體技術進行細胞生物學的教學，是有很多優勢的：

（1）通過多媒體進行教學時，可向同學們展示相關的圖片、視頻和音頻，充分調動同學們的感官，增大同學們可獲取的信息量，讓同學們了解更多關于細胞結構的知識。例如老師若要向同學們展示細胞有絲分裂的整個過程，在傳統教學方法中，老師們可能需要在黑板上畫出細胞有絲分裂各個階段的圖，以便向同學們解釋各個階段細胞的變化，這樣做一方面浪費時間，另一方面如果老師在黑板上的圖由于失誤而畫錯了的話，還會誤導學生。但是利用多媒體課件，并用形象的圖片和適當的動畫設置加以輔助，就可以形象生動地向學生們展示細胞有絲分裂時的整個過程，這樣同學們對相關知識的記憶也會更加深刻。

（2）以前“填鴨式”的教學氣氛，即老師在講臺上講課，同學們在下面瘋狂地記筆記，使得教學質量很不理想。然而通過多媒體技術，使得教學方式不再呆板，相反，會使得課堂氣氛活躍，因而可以顯著的改善教學效果。

（3）俗話說，“興趣是最好的老師”。通過多媒體技術，將原本枯燥的細胞生物學這門科目變得生動和有趣，因而可以大大增加同學們對這門科目的興趣，提高同學們對這門科目的記憶。同學們的興趣提上去了，那么同學們學習這門科目的能力也就提上去了，教學質量也就會有相應的提升了。

（4）可以省去很多老師板書的時間，因而可以增加課堂的時間利用率，老師們也就可以有更多的時間去講解更多的知識了，同學們所學習的也就多了。

（5）在傳統的教學方式中，學生們在課堂上會由于忙于記筆記而沒有很在意老師所講的某些重要的知識點，這是得不償失的。但是在多媒體教學方式中，老師們的授課都是有相應的課件的，學生們大可在課堂上認真聽講，只是適當地做筆記，不要忽略老師所講的任何一個知識點，課后再向老師拷貝課件就可以了。

（5）在多媒體教學方式中，由于老師不再是在講臺上“瘋狂”地板書，學生們也不再是在下面“瘋狂”地做筆記，使得老師和同學們在課堂上有更多的時間進行互動和交流，學生們哪里沒有理解得透就可以當場提出來，老師當場進行解惑，對于改善教學質量也是大有裨益的。因而，利用多媒體技術進行教學，會使得整個課堂的互動性更強。

四、將多媒體技術應用于細胞生物學教學中的具體做法

前已所述，將多媒體技術應用于細胞生物學這門學科的教學中，是有很多的優勢的。那么如何將多媒體技術應用于細胞生物學的教學中呢？可從如下幾個方面來說明：

（1）老師們要精心的制作多媒體課件，課件就相當于傳統教學中的板書，老師是要根據課件進行課程的講解的，因而課件的質量將直接影響整節課的質量。課件并不是文字和圖片的簡單羅列，相反，課件應當是老師在對本節課進行備課時，對知識進行梳理后，想好了怎樣對知識進行編排有利于學生們的理解，再進行課件的制作。課件不宜做得太過花哨，否則會分散學生們在課堂上的注意力，反而不太好；但同時課件也不應該只是文字的堆積，否則這樣的課件也就只是傳統板書的電子版，也就達不到提高學生的學習積極性的目的了。因而課件制作，應當分清主次，并且有一定的邏輯。

（2）即使是利用多媒體進行授課，也要將多媒體技術與傳統教學方式相結合，才能達到更好的效果。雖然傳統的教學方式存在很多弊端和不足之處，但是卻不能對這種傳統教學方式進行全盤否認。例如在進行多媒體教學時，雖然通過圖片和視頻等會使同學們對知識的接受能力更強，但是有時候同學們還是會對某些知識點比較晦澀，這時候傳統的板書就應當充當一個輔助作用了。畢竟老師對每個知識點的理解程度都會比學生更為深刻，通過板書和老師在黑板上做進一步的演示，學生們對某些知識點的理解才會更加的深刻。

（3）教學內容應當及時地更新，以便能夠跟得上時代的步伐。由于學校的課本一般都是好幾年前就已經出版了的，因而書本上很多的知識點或是描述得不夠全面或是跟不上時代的步伐。尤其是像細胞生物學這樣的學科，更新的頻率是很快的。老師在進行備課時，應當將已經更新了的知識體現在所制作的課件中。在授課的過程中，就應當將這些書本中沒有的新知識向學生們講解。通過向學生們傳授相關領域的比較新的知識和比較前沿的研究，可以讓學生們掌握最新的知識，開闊學生們的眼界，打開學生們的思維，這對于學生們以后的職業生涯是有莫大的幫助的。

（4）國外對細胞生物學這一領域的研究是比國內做得要多的，所取得的成就也是優于我國的，因而在進行授課時，不應當僅僅局限于國內的研究成果，不能坐井觀天，相反，應當放眼全世界，積極地吸收國外先進的研究成果，那樣才會有進步。老師應當多看看國外的書籍，多了解國外對這門課程是如何講解的，向外國人多借鑒和學習，同時也要鼓勵學生們多看看國外的書籍。通過多媒體技術，利用圖片、視頻等，可以更好地向學生們展示國外相關領域的研究成果。

（5）在教學中要注意將多媒體教學和啟發式教學相結合。多媒體授課的顯著特征就是在授課過程中是需要用到課件的，而課件是可以設置各種動畫效果的。因此為了充分調動學生們在課堂上的積極性，可以通過對動畫效果做相應的設置而起到引導學生積極思考的效果。通過課件的啟發，可使得學生們積極進行思考，會讓教學效果事半功倍。

五、對于將多媒體技術應用于細胞生物學教學的展望

多媒體技術為現代教育的教學方式開辟了一條全新的道路，通過多媒體教學中所用到的形象的圖片、音頻及視頻等，可以使抽象知識具體化、枯燥的課堂生動化、靜態的學習動態化，因而可以使得教學質量有意想不到的提升。

前文已經詳細地說明了利用多媒體技術進行細胞生物學這門課程的教學的優勢以及具體做法，其實多媒體教學可以應用于任何一門課程的教學，只要能夠以適當方式使用多媒體技術，并輔助以傳統教學方法，就一定會取得更好的教學質量效果。

六、結論

細胞生物學是一門特殊的學科，它所研究的對象是人的肉眼所不能看見的細胞，這種特殊性也使得通過傳統的教學方式進行教學是不能取到很好的效果的。隨著科技的發展，現代教育也逐漸與計算機接軌，通過對媒體技術，可對該課程進行生動的講解，即化抽象為具體、化枯燥為生動，從而提高同學們對細胞生物學這一學科的興趣，進而可以提高教學質量。因而將多媒體應用于細胞生物學這門學科是有很多的益處的。

參考文獻：

[1]姜成，李春豐，呂東云，等.多媒體技術在細胞生物學教學中的應用[J].黑龍江醫藥科學，2011（3）

[2]黃紅英，鄧斌，周蕓，等.多媒體在細胞生物學教學中的應用[J].中國西部科技，2009（6）

[3]楊先彬.淺談多媒體在細胞生物學教學方面的應用[J].教改聚焦，2012（8）

[4]蘇娟，訾曉淵，張樹忠，等.淺談因材施教在醫學細胞生物學教學中的應用[J].中國科教創新導刊，2011（26）

篇4

微生物學 microbiology 研究微生物形態結構、生理生化、遺傳變異、生態分布和分類進化等生命活動規律，以及與其他生物和環境相互關系的學科。

細菌學 bacteriology 研究細菌等原核生物的形態結構、生理生化、遺傳變異、生態分布、分類和進化等生命活動規律，及其在人類生產與生活中應用的微生物學分支學科。

立克次氏體學 rickettsiology 研究立克次氏體的形態結構、生理生化、遺傳變異、生態分布及其致病性的微生物學分支學科。

真菌學 mycology 研究真菌形態結構、生理生化、遺傳變異、分類、進化和生態分布等生命活動規律及其應用的微生物學分支學科。

病毒學 virology 研究病毒的形態、結構、遺傳變異、分類進化、感染免疫等的微生物學分支學科。

噬菌體學 bacteriophagology 研究噬菌體的形態、結構、感染復制、遺傳變異等的微生物學分支學科。

系統學 systematics 研究物種之間親緣關系的學科。

系統發育樹 phylogenetic tree 又稱“進化系統樹”。依據系統發育構建的生物譜系分支之間相互關系的樹狀圖，用以表示物種間的親緣關系。

特征 character 又稱“性狀”。某一分類單元所具有的能與其他生物進行比較的各種特點。

祖征 plesiomorphy 祖先所擁有的特征狀態。

共同祖征 symplesiomorphy 兩個或兩個以上分類單元共有的祖征。

獨征 autapomorphy 又稱“自有衍征”。僅在單一分類單元中存在的獨有的衍征。

衍征 apomorphy 由祖征演化而來的特征狀態。

分類 classification 根據微生物相互間的相似性或親緣關系將其劃歸為合適的類群或單元的過程。

分類單元 taxon 生物分類系統中的任一等級。

分類等級 taxonomic rank 在經典的生物分類中，分類單元以相互包含的程度進行排列而形成的階元。主要等級有界、門、綱、目、科、屬、種。

模式 type 分類單元的名稱所永久依附的實物要素，包括標本、圖或在代謝不活躍狀態下保存的培養物等。

模式標本 type specimen 在發表名稱時被指定作為模式的標本。

菌毛 pilus 又稱“纖毛”，曾稱“傘毛”。多存在于革蘭氏陰性菌細胞表面的絲狀中空的蛋白質附屬結構，比鞭毛短且細，數量較多，與細菌間或細菌和動物細胞黏附有關。

菌蛻 ghost 細菌細胞裂解后由細胞質膜組成的空囊。

莢膜 capsule 固定在細菌或酵母菌細胞壁外結構較致密且較厚的糖被。

菌落 colony 在固體基質表面或內部形成的緊密生活在一起肉眼可見的同一微生物物種的群體，或來源于同一細胞的一群細胞。

菌苔 lawn 在固體培養基上長成的一片密集的菌落。

菌膜 pellicle 在液體培養基表面由微生物生長形成的一層連續性或碎片性的膜。在酵母菌中曾稱“［菌］醭（mycoderm）”。

芽孢 spore，gemma （1）又稱“芽胞”。細菌在胞內形成的對不良環境條件具有強抗逆性能和有利于傳播的無性休眠體。（2）卵菌中一種厚壁、有時不規則的細胞，與厚垣孢子相似的一種無性繁殖體。

支原體 mycoplasma 不具有細胞壁結構的一類可獨立生活的細菌，兼性厭氧，有些是動、植物的病原體。

立克次氏體 rickettsia 專性寄生于真核細胞中，并有自主產能代謝系統的革蘭氏陰性菌。

衣原體 chlamydia 專性寄生在原核細胞內，有細胞結構但無自主產能代謝系統的、對抗生素敏感的一類原核生物。

子囊菌 ascomycetes 菌絲有隔，有性生殖時在子囊內形成有性孢子的真菌類群。

核菌 pyrenomycetes， pyrnomycetes 產生子囊殼的子囊菌通稱。

盤菌 discomycetes， cup fungi 產生子囊盤的子囊菌通稱。

腔菌 loculoascomycetes 在子囊腔內形成子囊的子囊菌通稱。

酵母菌 yeast 單細胞真菌的通稱。無性繁殖主要通過芽殖或分裂進行。

半知菌［類］ deuteromycetes， imperfect fungi進行無性繁殖，尚未發現有性生殖的真菌。

擔子菌 basidiomycetes 在擔子上形成有性孢子的真菌類群。

傘菌 agaric 蘑菇目（Agaricales）真菌的通稱。

菌絲 hypha 真菌或放線菌等形成的多細胞或單細胞管狀細絲結構。

氣生菌絲 aerial hyphae 在基質表面生長的菌絲。

營養菌絲 vegetative hyphae 基質內吸取營養的菌絲。

菌索 mycelial cord 營養菌絲組成的索狀結構。

子實體 fruit body 又稱“孢子果(sporocarp)”。真菌產生孢子的結構。

子座 stroma 由營養菌絲形成，在表面或內部形成子實體的密集結構。

子囊 ascus 子囊門真菌共有的囊狀或袋狀結構，是核配和減數分裂的處所，內部形成子囊孢子。

子囊果 ascocarp, ascoma 又稱“囊實體”。含有子囊的產孢體。

子囊殼 perithecium， pyrenocarp 具有自身的壁結構并在頂端有真正孔口的封閉子囊果。

子囊盤 apothecium， discocarp 敞口的盤狀子囊果。

擔子果 basidioma， basidiome， basidiocarp 產生擔子的子實體。

擔子 basidium 擔子菌特有的細胞或器官，核配及減數分裂的場所，表面產生一定數目的擔孢子。

冬孢子堆 telium， teleutosorus 銹菌和黑粉菌在寄主植物組織中由雙核細胞形成的產生冬孢子的結構。

夏孢子堆 uredinium 銹菌在寄主植物組織中由雙核細胞形成的產生夏孢子的結構。

春孢子器 aecium， aecidiosorus 又稱“銹［孢］子器”。銹菌在寄主組織內由雙核細胞形成的產生銹孢子的結構。

孢囊果 sporangiocarp 含孢子囊的子實體。

孢子堆 sorus 聚集成團的孢子囊或孢子。

孢［子］囊 sporangium 全部原生質轉化為不定數目孢子的袋狀結構。

孢子 spore 真菌或細菌中能直接發育成新個體的微小繁殖單元。

篇5

【關鍵詞】腫瘤；質子治療；相對生物效應

Robert Wilson在1946年提出了用質子和治療癌腫的思想[1]。此后Tobias在Berkeley的實驗工作證實了Wilson的預言[2]。從20世紀50年代開始研究到現在為止，世界上已經設立有質子治療裝置30多臺，治療患者35000多人，取得了很好的治療效果。最近幾年世界上又有20多個單位提出建立質子治療裝置。2002年， 我國已開始引進裝置（北京、山東），已加入了質子治療的國際行列。從已有的治療效果中，質子治癌作為放射治療中的高技術，與其它放療相比已經顯示出它的特點。經過科學工作者近半個世紀的努力研究和實踐， 質子治療腫瘤技術已逐漸走向成熟。質子束的物理學和生物學特征決定了其能量大、穿透力強；用高度精確計算機技術控制，可以將Bragg峰調整到腫瘤區，釋放能量，殺死腫瘤細胞，而途經的正常組織損傷小。目前，世界各國已經開始高度關注并發展和質子腫瘤治療高新技術。

1.質子治療的物理學特征

質子是氫原子失去電子后帶有一個正電荷的粒子（H+）。荷能質子可以通過加速器加速得到。

1.1質子與生物分子的作用機制

質子輻射對腫瘤細胞的殺傷是質子與細胞內的物質之間的相互作用的結果。質子輻射對生物靶分子的損傷既有能量傳遞的直接作用， 也有通過水的輻射反應產生的大量自由基的間接作用。

（1） 直接作用（Direct action）：指射線直接將能量傳遞給生物分子，引起電離和激發，導致分子結構的改變和生物活性的喪失。

（2） 間接作用（Indirect action）：指射線首先作用于水，引起水分子的活化和自由基的生成，然后通過自由基作用于生物分子，間接造成其靶分子之活性損傷。質子束的LET低， 屬于疏松電離輻射，間接作用占主導地位。

1.2 傳能線密度（LET）

因為質子治療涉及的質子能和生物介質的傳遞轉換，并且輻射的生物效應的大小與線性能量轉移值很重要的關系。 Zirkle等于1952年提出的線性能量轉移（LET）的概念。LET定義為粒子在物質中單位距離（dx） 上的能量損失（dE） ， 可以用下式表示： LET= dE/dx， 國際單位是J/m， 習慣上用keV/um。

1.3 質子的Bragg峰

X射線，γ射線和電子等粒子能量沉積于組織是呈指數衰減的，當照射到腫瘤時腫瘤周圍的正常組織會受到不同程度的損害，而在前端的范圍內高能量的質子相對LET較小，但隨著能量的減少質子能量損失增大，在射程末端能量的釋放急劇增加，從而形成一個鋒利的布拉格峰，尾部后面峰很尖銳，很少擴散到兩側，在顆粒的劑量范圍內的射程末端迅速下降到零。因此，質子相比于常規輻射有兩個明顯的優點：1）質子在腫瘤性病變的布拉格峰的精確對準。2）布拉格峰在其范圍的結束急劇下降，這可以保證腫瘤后面正常細胞基本上沒有任何傷害。因此，質子治療的深度劑量分布是非常有利于腫瘤治療的，根據體內腫瘤深度以選擇質子的能量，以使布拉格峰的位置落在腫瘤而不傷害健康組織。

2.相對生物學效應

輻射損傷的程度不僅依賴于吸收劑量、而且還跟其它兩個參數： OER和LET有關。不同類型的輻射產生的生物學效應有明顯的差別， 在放射生物學中通常用相對生物學效應（ RBE）來表示這種輻射損傷的程度的差別。

由于X射線的輻射生物學已有上百年的實驗積累，所以RBE通常以250kV的X射線作參照標準。在用帶電離子殺傷癌細胞時， RBE對癌細胞的滅活是一個重要的參數。RBE的數值依賴于輻射類型、所選生物學終點效應以及該生物學效應的定量水平， 最好在平均滅活劑量下進行RBE比較。

2.1氧效應和氧增比

氧增比： 氧是一種輻射增敏劑， 它的存在能夠增強輻射效應。受到照射的生物系統的輻射效應隨介質中氧濃度的增加而增加， 這種效應稱為氧效應[3]。一般用氧增比（OER） 來衡量氧效應的大小。OER定義為得到一定的生物效應乏氧情況和有氧情況下所需輻射劑量的比值。

氧效應是放射生物學的基本問題之一。但是其作用機制還沒有完全弄清楚?，F有的生化機理有如下幾種：

（1）電子轉移假說。氧分子含有兩個未配對的電子， 它相當于一個雙自由基， 當電離輻射使靶分子電離， 同時產生游離電子， 游離電子轉移到一個電子陷阱部位而造成靶分子損傷， 氧能與這些游離電子反應， 防止其重新回到原位， 而使靶分子的損傷固定和加重。

（2）氧固定理論。在充氧的溶液中， 當電離輻射在靶分子中誘發了自由基， 如果在照射時靶分子附近存在氧， 那么， 這些輻射引起的自由基將迅速與氧發生鏈式反應。

因為許多輻射產生的靶分子自由基的壽命是極短促的， 在照射前或照射當時就必須有氧存在以便有效地與自由基起反應使輻射損傷基固定下來， 這些化合物是有毒物質， 在輻射過程中它們的積累將產生進一步的損傷。

3.輻射所致細胞死亡及DNA雙鍵斷裂效應

輻射誘導的細胞死亡： 根據細胞的形態及周期， 可以分為2類：

（1） 非增殖的細胞。如神經細胞、肌肉細胞等。

（2） 具有完整增殖能力的分裂細胞。如癌細胞、干細胞、離體培養的細胞等。

一般來說， 對于非增殖細胞， 要破壞其必需功能較大的照射劑量， 而使增殖細胞喪失其增殖能力， 通常用低于2Gy的照射劑量即可達到目的。

在放射生物學中， 傳統上將細胞死亡分為2類：

（1） 生殖死亡。這種類型的死亡和分裂細胞有關。

（2） 間期死亡。這種類型的死亡主要是不發生分裂的或緩慢分裂的細胞。

臨床上總劑量分為小劑量（2-4Gy） 分次照射，當單次用大劑量照射細胞時即使分裂細胞也能經受住間期死亡， 然而大部分的腫瘤細胞和健康組織的細胞將發生分裂期死亡， 這證明輻射誘導的死亡與DNA分子有關。

輻射誘導的細胞死亡的機制： 由于DNA是細胞增殖、遺傳的重要物質基礎， 是引起細胞一系列生化、生理變化的關鍵性物質， 因此， DNA損傷勢必改變遺傳信息， 或者破壞遺傳信息的完整性。輻射效應也就不僅影響細胞本身， 而是隨細胞的增殖延續。所以， 普遍認為DNA是射線作用的靶分子， 大量的實驗事實也支持這樣的觀點[4]。

質子對DNA的原發損傷包括堿基的多種類型損傷， 糖基的破壞， DNA鏈斷裂， DNA鏈交聯等[4]。由于堿基、戊糖和磷酯的損傷最終都可能導致DNA鏈的斷裂， 而鏈斷裂中雙鏈斷裂相對較難修復而且修復時發生突變的可能性大， 早在1977年Ritter 就意識到未修復的DNA鏈斷裂是導致細胞失活的重要因素， 以后的進一步研究表明， 雙鏈斷裂是電離輻射誘導的生物效應中最重要的原發損傷， DNA雙鏈斷裂損傷是輻射所致細胞死亡的關鍵損傷[6，7]。

參考文獻：

[1] Wilson RR. Radiological use of fast protons[ J] . Radiol， 1946，47： 487- 491.

[2] TobiasCA，Anger HO， Lawrence JH. Radiological use of high energy deuterons and alpha particles [J].Am J Roetgenol， 1952，67： 1- 27

篇6

[關鍵詞] 系統生物學；基因組學；蛋白質組學；計算生物學

[中圖分類號] R34 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-7210（2008）09（b）-020-03

近代生物學研究主要是以分子生物學和細胞生物學研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經取得了大量的成就，在細胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解，但對生物體整體的行為卻很難給出系統、圓滿的解釋。生物科學還停留在實驗科學的階段，沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實現其功能行為，這實際上是還停留在牛頓力學思想體系的簡單系統的研究階段。但是生物體系統具有紛繁的復雜性[1，2]。盡管對一個復雜的生物系統來說，研究基因和蛋白質是非常重要的，而且它將是我們系統生物學的基礎，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統的全部信息。這種研究結果只限于解釋生物系統的微觀或局部現象，并不能解釋系統整體整合功能的來源，不能充分揭示一個生物系統的信息，且忽略了系統中各個層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學研究的發展。在這種現狀下，20世紀末人類基因組計劃完成后，生物學領域的科學家都在考慮一個問題：未來生物學研究的方向在哪里？為此學術界也不乏辯論。得出的共識是：生物學的發展未來主要面對如下問題：(1)如何弄清楚單一生物反應網絡，包括反應分子之間的關系、反應方式等；(2)如何研究生物反應網絡之間的關系，包括量化生物學反應及生物反應網絡；(3)如何利用計算機信息及生物工程技術進行生物反應，生物反應網絡，乃至器官及生物體的重建。

早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個開放系統，對其組成及生物學功能的深入研究最終需要借助于計算機和工程學等其他分支學科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創立的系統生物學(systems biology)則是在以還原論為主流的現代生物學中反其道而行之，把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統生物學賦予了這樣的定義，系統生物學(systems biology)是研究一個生物系統中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質等)的構成，以及在特定條件下這些組分間的相互關系的學科。換言之，以往的實驗生物學僅關心基因和蛋白質的個案，而系統生物學則要研究所有的基因、所有的蛋白質、組分間的所有相互關系。顯然，系統生物學是以整體性研究為特征的一種大科學，是生物學領域革命性的方法論。以胡德的觀點，基因、蛋白質以及環境之間不同層次的交互作用共同架構了整個系統的完整功能。因此，用系統的方法來理解一個生物系統應當成為并正在成為生物學研究方法的主流。利用系統的方法對其進行解析，綜合分析觀察實驗的數據來進行系統分析。具體通過建立一定的數學模型，并利用其對真實生物系統進行預測來驗證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊涵的奧秘，這正是生物學研究方法的關鍵所在。

1 系統生物學的主要研究內容

系統生物學主要研究實體系統(如生物個體、器官、組織和細胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態分析、各種信號轉導途徑的相互作用、基因調控網絡以及疾病機制等[4，5]。

系統生物學的首要任務是對系統狀態和結構進行描述，即致力于對系統的分析與模式識別，包括對系統的元素與系統所處環境的定義，以及對系統元素之間的相互作用關系和環境與系統之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應中反應成分之間的量的關系，空間位置，時間次序，反應成分之間的因果關系，特別是反饋調節和變量控制等有關整個反應體系的問題等。其次要對系統的演化進行動態分析，包括對系統的穩態特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統的基本演化機制，使系統具有目標性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構建或修復系統，為組織工程學的組織設計提供指導。另外，系統科學對生物系統狀態的描述是分層次的，對不同層次進行的描述可能是完全不同的；系統科學對系統演化機制的分析更強調整體與局部的關系，要分析子系統之間的作用如何形成系統整體的表現、功能，而且對系統整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯系。

系統生物學的研究包括兩方面的內容。首先是實驗數據的取得，這主要包括提供生物數據的各種組學技術平臺，其次是利用計算生物學建立生物模型。因此科學家把系統生物學分為“濕”的實驗部分（實驗室內的研究)和“干”的實驗部分（計算機模擬和理論分析)?！皾瘛?、“干”實驗的完美整合才是真正的系統生物學。

系統生物學的技術平臺主要為各種組學研究。這些高通量的組學實驗構成了系統生物學的技術平臺。提供建立模型所需的數據，并辨識出系統的結構。其中包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學和表型組學計算生物學通過建模和理論探索。可以為生物系統的闡明和定量預測提供強有力的基礎。計算生物學包括數據開采和模擬分析。數據開采是從各實驗平臺產生的大量數據和信息中抽取隱含其內的規律并形成假說。模擬分析是用計算機驗證所形成的假說，并對擬進行的體內、體外生物學實驗進行預測，最終形成可用于各種生物學研究和預測的虛擬系統。計算生物學涉及一些新的數學原理和運算規則，需要物理和數學來研究生物學的最基本的原理，也需要計算科學、信息學、工程學等進行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統生物學的研究思路及特點

系統生物學識別目標生物系統中的各種因素，然后構架一個系統模型，在其中賦予這個生物系統能動性。在此模型中研究細胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結構和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過計算生物學來定量描述和預測生物功能、表型和行為。系統生物學最大的特點即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統內不同性質的構成要素(DNA、mRNA、蛋白質、生物小分子等)整合在一起進行研究；其次，對于多細胞生物，系統生物學要實現從基因到細胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經典的分子生物學研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質。而基因組學、蛋白質組學和其他各種“組學”則是水平型研究，即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質。而系統生物學的特點，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統生物學的研究方法

系統生物學最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統生物學的發展正是由于對生物系統的干擾手段不斷進步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統內添加新的元素，觀察系統變化。例如，在系統中增加一個新的分子以阻斷某一反應通路。而從下到上，即由內到外，主要是改變系統內部結構的某些特征，從而改變整個系統，如利用基因敲除，改變在信號傳導通路中起重要作用的蛋白質的轉錄和翻譯水平[7]。

目前國際上系統生物學的研究方法根據所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實驗性方法，一類是數學建模方法。實驗性方法主要是通過進行控制性的反復實驗來理解系統[8，9]。首先明確要研究的系統以及所關注的系統現象或功能，鑒別系統中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質等，并收集所有可用的實驗數據，建立一個描述性的初級模型(比如圖形的)，用以解釋系統是如何通過這些元素及其之間的相互作用實現自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統中的某個元素，由此得到這種干擾情況下系統各種層次水平的一些數據，同時收集系統狀態隨時變化的數據，整合這些數據并與初級模型進行比較，對模型與實際之間的不符之處通過提出各種假設來進行解釋，同時修正模型。再設計不同的干擾，重復上面的步驟，直到實驗數據與模型相一致為止。

數學建模[10，11]方法在根據系統內在機制對系統建立動力學模型，來定量描述系統各元素之間的相互作用，進而預測系統的動態演化結果。首先選定要研究的系統，確定描述系統狀態的主要變量，以及系統內部和外部環境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態變量之間的因果關系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態變量的動態演化模型。再利用數學工具對模型進行求解或者定性定量分析，充分挖掘數學模型所反映系統的動態演化性質，給出可能的演化結果，從而對系統行為進行預測。

4 當代系統生物學研究熱點

基因表達、基因轉換開關、信號轉導途徑，以及系統出現疾病的機制分析等四個方面是目前系統生物學研究的主要陣地。

基因組醫學(genomic medicine)是以人類基因組為基礎的生命科學和臨床醫學的革命。生命科學和臨床醫學結合，將人類基因組研究成果轉化應用到臨床實踐中，是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計劃從完成和多種疾病相關的基因研究發現，迅速進入到蛋白質組學、染色體組和人類疾病基因的研究，通過單基因或復雜多基因疾病的相關基因研究和疾病易感因素分析，達到揭示基因與疾病的關系之目的；遺傳背景與環境因素綜合作用對疾病發生發展的影響；為疾病的診斷、預防和治療、預后和風險預測提供依據?；蚪M醫學將大大提高我們對健康和疾病狀態的分子基礎的認識，增強研制有效干預方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學科研究是目前生命科學研究的前沿。交叉學科是一個新的研究領域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質組、轉錄組等等，從而出現許多新的交叉學科。

細胞信號轉導(signal transduction)的研究是當前細胞生命活動研究的重要課題。細胞信號轉導蛋白質組學是功能蛋白質組學的重要組成部分。系統地研究多條信號轉導通路中蛋白質及蛋白質間相互關系及其作用規律，細胞信號轉導通路網絡化，其作用模式、通路、功能機制、調控多樣化，細胞信號轉導結構、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數疾病中起重要作用。對細胞信號轉導機制的了解，已成為創新藥物、防病治病的關鍵。細胞信號轉導不是一門單一學科，而是多種學科，如細胞學、生物化學、生物物理學和藥理學等多學科的交叉學科。

5 現階段系統生物學存在的問題

目前的系統生物學研究還只是初步使用動力學建模方法來定量描述系統的動態演化行為，這種方法對簡單巨系統是適用的，但是在運用到復雜適應性系統時就會表現出很多的局限性，有很多問題就不能解決。生物體系統的復雜程度超乎我們的想象，現階段不宜研究整個生物體系統，可以從研究“小系統”(生物體中具有一定功能、相對獨立的部分，將其看成一個“系統”)開始，當然如何正確地分析這個小系統本身也不是件易事。

5.1現有技術水平的限制

著眼于整體的系統生物學對技術、儀器的依賴性大大超過傳統的分子生物學。高通量、大規模的基因組及蛋白質組等的發展都是建立于新技術、新儀器出現基礎之上。就目前的技術水平來講，距系統生物學所要求達到的理想水平還相差很遠。由于技術發展的不均衡造成了系統中各個水平上的研究不均衡?；蚪M和基因表達方面的研究已經比較成熟，而在其他水平如蛋白質、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質在數量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調節分子，如何加強對低豐度蛋白的高通量研究，將是對蛋白質組應用前景的重要保障。同樣，如何研究系統內存在的非遺傳性分子即細胞中存在的成百上千的獨立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們在基因表達、酶的構象形成等方面有著重要作用。建立適當的方法來系統檢測這些分子的變化是系統生物學能否發展的關鍵。

5.2分析水平的限制

系統的復雜性決定了全面分析的復雜性。人類基因組計劃的實施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對于較核苷酸復雜得多的蛋白質及代謝物等的分析將是更大的挑戰。如何系統而詳盡地為公共數據庫中的信息加上注解，對這些復雜數據進行儲存和分析將成為系統生物學發展的瓶頸。

[參考文獻]

[1]Wang Kunren，Xue Shaobai，uu Huitu．Cell Biology[M]．Beijing：Beijing Normal University Press，1998．

[2]朱玉賢，李毅．現代分子生物學[M]．北京：高等教育出版社，2001．

[3]Dickson BJ, Moser EI.Neurobiology of behaviour[J].Curr Opin Neurobiol,2007,17(6):672-674.

[4]Nottale L, Auffray C.Scale relativity theory and integrative systems biology:2 Macroscopic quantum-type mechanics[J].Prog Biophys Mol Biol,2008,97(1):115-157.

[5]Rho S, You S, Kim Y, et al.From proteomics toward systems biology: integration of different types of proteomics data into network models[J].BMB Rep，2008，41(3):184-193.

[6]吳家睿．系統生物學面面觀[J]．科學雜志，2002,54(6):26-28.

[7]Sreenivasulu N, Graner A, Wobus U.Barley genomics: an overview[J].Int J Plant Genomics,2008,486258.

[8]Price ND, Foltz G, Madan A,et al.Systems biology and cancer stem cells[J].J Cell Mol Med,2008,12(1):97-110.

[9]Bonneau R, Reiss DJ, Shannon P,et al. The Inferelator: an algorithm for learning parsimonious regulatory networks from systems-biology data sets de novo[J].Genome Biol,2006,7(5):R36.

[10]Ullah M, Wolkenhauer O.Family tree of Markov models in systems biology[J].IET Syst Biol,2007,1(4):247-254.

篇7

一、教學目的要求

(一)要求學生比較系統地掌握關于細胞、生物的新陳代謝、生物的生殖和發育、生命活動的調節、遺傳和變異等方面的基礎知識，以及這些知識在農業、醫藥、工業、國防上的應用。

(二)通過生物學基礎知識的學習，使學生受到辯證唯物主義和愛國主義思想的教育。

(三)要求學生掌握使用高倍顯微鏡，做簡單的生理實驗等的基本技能。

(四)培養學生自學生物學知識的能力，觀察動植物的生活習性、形態結構、生殖發育的能力，分析和解釋一些生物現象的初步能力。 

二、確定教學內容的原則

(一)從學生今后進一步學習和參加社會主義現代化建設的需要出發，認真選取生物學基礎知識：選取生物的結構和生理的知識。結構知識是理解生理知識的基礎。生理知識是闡明生物的新陳代謝，生長、發育和生殖等的基礎知識。因此，必須重視選取形態結構和生理的知識。

(二)選取生物學基礎知識，必須做到理論密切聯系實際。

1.選取生物學基礎知識，要密切聯系工農業生產實際。生物學是農業、畜牧業和醫學等方面實踐的理論基礎，通過學習生物學知識，要使學生知道生物與生產的關系十分密切，應該利用和改造有益的生物，防除有害的生物。

2.要密切聯系各地的自然實際。由于我國幅員廣大，各地的生物種類有很大差別。因此，所選取的植物和動物，既要重視其典型性，又必須盡可能是各地比較常見的，以便學生可以直接觀察到這些動植物和了解這些動植物的生活規律。

3.選取的生物學基礎知識，要密切聯系學生的日常生活實際，使學生加深對生物學知識的理解，同時更加深刻地認識學習生物學的意義。

(三)適當選取反映現代生物科學水平的生物學基礎知識。

現代生物科學發展很快，生物課必須重視用現代生物科學的觀點來闡述教學內容，并且適當地增加反映現代生物科學水平的知識內容，使學生對生物科學發展的現狀有個初步的認識，為他們進一步學習現代生物科學知識和參加工農業生產打下必要的基礎。

三、班級現狀分析

本學期我任教高二（2）、（3）、（4）三個班級，三個班級人數分別為：46、45、46人，雖然通過班主任，我對個班的現狀有了一點了解，但由于生物是從高二開始的起始課程，所以具體情況還不能下定論。

四、教學進度安排

高中階段學習的生物學知識，是在初中生物教學內容的基礎上進行的，學習生物的基本特征，側重于生命活動的共同規律的內容。主要包括細胞、新陳代謝及其調節、生殖和發育、遺傳和變異的知識。初中和高中兩個階段所學的生物學基礎知識，既有所分工、又互相銜接，高中生物學是初中生物學知識的綜合、概括和提高。

高中二年級開設的生物必修課（第一學期），每周2課時，共計34課時。講述細胞、生物的新陳代謝、生物的生殖和發育、生命活動的調節、遺傳和變異等生物學基礎知識。

五、教學內容及其課時安排

高中生物必修課教學進度

單元

 知 識

 學生實驗

 課時

 

要 點

 教學要求

 項 目

 

 

緒論

 生物的基本特征

生物科學的新進展

高中生物課學習的要求和方法

 B

A

A

 

 2

 

生命的物質基礎

 組成生物體的化學元素

組成生物體的化合物

 B

C

 實驗：顯微鏡的結構和使用；生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定。

 2+1+1

 

生命的基本單位-細胞

 細胞主要的亞顯微結構和功能

細胞周期

細胞分裂

 B

C

A

 實驗：

1．顫藻和水綿細胞的比較觀察

2．植物細胞的有絲分裂。

 　2+1+2+1

 

 

生物的新陳代謝

 光合作用的發現，光合作用及其重要意義

根對水分的吸收和利用

植物的礦質營養

動物的營養

呼吸作用

 

A

B

B

B

B

 實驗：

1．葉綠體色素的提取和分離

2．植物細胞的質壁分離與復原。

 

 2+5

 

應激性和生命活動的調節

 植物生命活動的調節

高等動物的激素調節

高等動物的神經調節

 A

A

B

 

 1+1+2

 

生殖和發育

 減數分裂和配子的形成

 A

 

 　2

 

     

具體教學內容如下：

緒 論

生物的基本特征(細胞結構，新陳代謝，生長現象，應激性，生殖和發育，遺傳和變異，生物與環境的相互影響)的概述。

生物學的研究對象和發展方向。學習生物學的重要意義。

說明：生物學的研究對象和發展方向，只要求學生作一般了解。

一、細胞

細胞的發現。細胞學說。原生質的概念。

細胞的化學成分：水，無機鹽，糖類， 脂類，蛋白質，核酸；上述物質特別是蛋白質和核酸的重要作用，構成細胞的化學元素。

細胞的結構和功能：原核細胞和真核細胞的區別。真核細胞的亞顯微結構——細胞膜，細胞質(其中含有線粒體、質體、內質網、核糖體、高爾基體、中心體等細胞器)，細胞核(核膜、核仁、核液和染色質)。細胞各個組成部分的功能。一個細胞是一個有機的統一整體。細胞的分裂：無絲分裂。有絲分裂——細胞周期；細胞的分裂期分為前期、中期、后期、末期，各個分裂期的細胞核結構變化的特點。動物細胞和植物細胞的有絲分裂過程的異同。有絲分裂的重要意義。減數分裂是一種特殊方式的有絲分裂。

〔實驗〕用高倍顯微鏡觀察植物細胞的有絲分裂，初步學會使用高倍顯微鏡。

說明：在《細胞》中，以下內容只要求學生作一般了解。

1.細胞的發現，細胞學說，原生質的概念。

2.內質網、核糖體、高爾基體、中心體等細胞器。一個細胞是一個有機的統一整體。

3.無絲分裂。減數分裂是一種特殊方式有有絲分裂。

二、生物的新陳代謝

新陳代謝的概念。同化作用和異化作用的概念。

綠色植物的新陳代謝：水分代謝——細胞在形成液泡以前靠吸脹作用吸水；細胞在形成液泡以后主要靠滲透吸水。滲透吸水的原理。滲透作用的概念。質壁分離和質壁分離復原。水分散失的方式和意義。

礦質代謝——植物需要的元素(大量元素和微量元素)。根吸收礦質元素的過程——交換吸附。植物對離子的選擇吸收。礦質元素的利用。

光合作用——光合作用的重要意義。高等植物葉綠體中的色素及其作用。光合作用的過程(光反應，暗反應)。ATP(三磷酸腺苷)的簡式，ATP與ADP(二磷酸腺苷)的相互轉變。

呼吸作用——呼吸作用與光合作用的本質區別。呼吸作用的生理意義。呼吸作用的過程(有氧呼吸和無氧呼吸的過程)。有氧呼吸的過程與無氧呼吸的過程的異同。

動物的新陳代謝：體內細胞的物質交換——單細胞動物與外界環境直接進行物質交換；多細胞動物(如哺乳動物)的體內細胞通過內環境與外界環境間接進行物質交換。

物質代謝——食物的消化(單細胞動物、低等的多細胞動物、高等的多細胞動物消化食物的特點。哺乳動物的消化過程概述)。營養物質的吸收(小腸在形態結構上適于吸收的特點，營養物質的吸收過程)。物質代謝的過程(糖類代謝、蛋白質代謝的過程概述)。

能量代謝——氣體交換(單細胞動物和多細胞高等動物進行氣體交換的特點)。能量的釋放、轉移和利用。高等動物在缺氧狀態下通過無氧呼吸獲得能量。

新陳代謝的基本類型：同化作用的兩種不同類型(自養型、異養型的概念和特點)。異化作用的兩種不同類型(需氧型、厭氧型的概念和特點)。

〔實驗〕(1)觀察植物細胞的質壁分離和復原。

(2)觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象。

(3)葉綠體中色素的提取和分離。

說明：1.在《生物的新陳代謝》中，以下內容只要求學生作一般了解。

(1)細胞在形成液泡以前靠吸脹作用吸水。滲透吸水的原理。*滲透作用的概念。

(2)根吸收礦質元素的過程——交換吸附。

*(3)植物對離子的選擇吸收。

(4)呼吸作用的過程(有氧呼吸和無氧呼吸的過程)。有氧呼吸的過程與無氧呼吸的過程的異同。

(5)單細胞動物與外界環境直接進行物質交換。

(6)單細胞動物、低等的多細胞動物、高等的多細胞動物消化食物的特點。

三、生命活動的調節(4∶0)

植物生命活動的調節：生長素的發現。植物的向光性和向光性形成的原因。生長素的生理作用及其在實踐上的意義。

動物生命活動的調節：高等動物的激素調節(甲狀腺激素、性激素、生長激素的分泌部位和生理作用)。昆蟲的激素調節(內激素、外激素的分泌部位和生理作用，昆蟲激素在生產上的應用)。神經調節(神經系統的調節功能)?！艿谝环段?網整理該文章，版權歸原作者、原出處所有≥

說明：在《生命活動的調節》中，以下內容只要求學生作一般了解。

*1.生長素的發現。

*2.昆蟲的激素調節。

四、生物的生殖和發育(9∶0)

生物的生殖。生殖的概念。

生殖的種類：無性生殖(分裂生殖，孢子生殖，出芽生殖，營養生殖)；有性生殖(配子生殖中的卵式生殖)。這些生殖方式的特點和概念。

減數分裂與有性生殖細胞的成熟：減數分裂的概念和意義。的形成過程。卵細胞的形成過程。受精作用的概念和意義。

生物的發育。發育的概念。

植物的個體發育(以薺菜為例)：胚的發育過程，胚乳的發育過程。

動物的個體發育(以蛙為例)：胚的發育過程(包括卵裂、囊胚、原腸胚各期)，各種組織、器官和系統的形成。胚后發育。胚的發育與環境的關系。

說明：在《生物的生殖和發育》中，以下內容只要求學生作一般了解。

*1.生殖的種類。

*2.無性生殖和有性生殖方式的特點和概念。

*3.植物的個體發育(以薺菜為例)。

1.在高中二年級學習高中生物知識的基礎上，以下內容要求掌握：

（一）生命的基礎

細胞的化學成分——水，無機鹽，糖類，脂類，蛋白質，核酸；上述物質特別是蛋白質和核酸的重要作用，構成細胞的化學元素。

原核細胞和真核細胞的區別。真核細胞的亞顯微結構——細胞膜，細胞質(其中含有線粒體、質體)，細胞核(核膜、核仁、核液和染色質)。細胞各個組成部分的功能。

有絲分裂——細胞周期；細胞的分裂期分為前期、中期、后期、末期，各個分裂期的細胞核結構變化的特點。動物細胞和植物細胞的有絲分裂過程的異同。有絲分裂的重要意義。

2.在高中二年級生物課中作為一般了解的以下教學內容，要求達到掌握：

內質網、核糖體、高爾基體、中心體等細胞器。一個細胞是一個有機的統一整體。

無絲分裂。減數分裂是一種特殊方式的有絲分裂。

3.〔實驗〕用高倍顯微鏡觀察植物細胞的有絲分裂，學會使用高倍顯微鏡。

(二)生物的新陳代謝(5∶2) 

1.在高中二年級學習高中生物知識的基礎上，以下內容要求掌握：

新陳代謝的概念。同化作用和異化作用的概念。 

細胞在形成液泡以后主要靠滲透吸水。質壁分離和質壁分離復原。水分散失的方式和意義。植物需要的元素(大量元素和微量元素)。礦質元素的利用。

光合作用的重要意義。高等植物葉綠體中的色素及其作用。光合作用的過程(光反應、暗反應)。ATP(三磷酸腺苷)的簡式，ATP與ADP(二磷酸腺苷)的相互轉變。

呼吸作用與光合作用的本質區別。呼吸作用的生理意義。

多細胞動物(如哺乳動物)的體內細胞通過內環境與外界環境間接進行物質交換。

哺乳動物的消化過程概述。營養物質的吸收(小腸在形態結構上適于吸收的特點，營養物質的吸收過程)。物質代謝的過程(糖類代謝、蛋白質代謝的過程概述)。

氣體交換(單細胞動物和多細胞高等動物進行氣體交換的特點)。能量的釋放、轉移和利用。高等動物在缺氧狀態下通過無氧呼吸獲得能量。

3.在高中二年級生物課中作為一般了解的以下教學內容，要求達到掌握：

細胞在形成液泡以前靠吸脹作用吸水。滲透吸水的原理。

根吸收礦質元素的過程——交換吸附。

呼吸作用的過程(有氧呼吸和無氧呼吸的過程)。有氧呼吸的過程與無氧呼吸的過程的異同。單細胞動物與外界環境直接進行物質交換。

單細胞動物、低等的多細胞動物、高等的多細胞動物消化食物的特點。

4.〔實驗〕(1)觀察植物細胞的質壁分離和復原。

(2)觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象。

(3)葉綠體中色素的提取和分離。

(三)生命活動的調節(2∶0)

在高中二年級學習高中生物知識的基礎上，以下內容要求掌握：

植物的向光性和向光性形成的原因。生長素的生理作用及其在實踐上的意義。

高等動物的激素調節(甲狀腺激素、性激素、生長激素的分泌部位和生理作用)。神經調節(神經系統的調節功能)。

(四)生物的生殖和發育(3∶0)

共2頁,當前第1頁1

在高中二年級學習高中生物知識的基礎上，以下內容要求掌握：

生物的生殖。生殖的概念。

減數分裂的概念和意義。的形成過程。卵細胞的形成過程。受精作用的概念和意義。

生物的發育。發育的概念。

五、提高教學質量的具體措施

 1、認真抓好生物學基礎知識的教學。

高中生物學的知識，內容比較系統、全面。在課前要認真分析教材，掌握教材的重點、難點，研究學生的生理、心理的特點和學習規律，通過課堂教學、實驗、課外作業等各個教學環節，努力培養學生的學習興趣，啟發學習的自覺性，在充分調動學生積極性的情況下，引導他們認真學好生物學基礎知識，做到正確理解，鞏固記憶，舉一反三，為他們今后進一步學習有關專業知識和參加工作打下較好的知識基礎。

2、重視對學生進行思想教育。

高中生物學的教學內容，十分重視對學生進行進化觀點和生態學觀點的教育。教師在教學過程中，應該結合高中生物學知識的講述，對學生進行這兩個觀點的教育，要使學生理解現今世界上形形的動植物都是逐漸進化來的，一切生物和它們的生活環境都是分不開的，生物必須依賴于它們的環境而生活，而生物的生命活動反過來又時時刻刻在改變著環境，從而對學生進行辯證唯物主義教育。再有，通過講述祖國豐富的動植物資源，我國古代的和現代的生物科學的成就，對學生進行愛國主義思想教育。

3、重視對學生進行生物學基本技能的訓練和能力的培養。

生物學是一門實驗科學，實驗、觀察、標本的采集和制作等在生物教學中有十分重要的地位。這些教學手段對于培養學生學習生物學的興趣，更好地理解生物學基礎知識，掌握實驗基本技能，發展他們的智力和培養能力，都有重要的作用。教師一定要積極創造條件，盡可能讓學生親自動手、多實踐。教師對教學大綱和教材中規定的學生課外作業也要妥善安排，并指導學生認真完成。通過教學的各個環節和課外活動，努力培養學生的自學生物學知識的能力、觀察能力、科學地分析和解釋一些生物現象的能力。

4、加強直觀教學

直觀教學是幫助學生更好地理解教學內容、調動學生學習積極性、鞏固記憶的重要方法之一。在實際教學中，我要積極地自制直觀教具，密切結合教學內容使用教學掛圖、標本、模型、幻燈和教學電影等進行教學。

5、堅持理論密切聯系實際

要重視密切聯系本地區動植物種類的實際進行教學。教師在教學過程中，應該密切結合本地區的實際情況，選擇或者補充講述當地常見的和對經濟發展有重要意義的動植物種類。

6、積極組織和指導生物學課外科技活動。

篇8

關鍵詞：高中生物教學；生物概念；教學策略

生物概念是人類在學習和探索生命科學的過程中，通過觀察、實驗、分析、綜合后對生物表象及其內部生理機制的概括總結。生命科學中的原理、規律和生命現象都是通過概念得以清楚闡釋，新課改下的生物課程標準對概念教學提出了更為詳細的要求和指導，旨在將概念與生活實踐或實驗活動緊密聯系，并提出了具體的活動建議。針對不同的生物學概念，教師采用恰當的方法幫助學生探究，更有利于學生學習生物學的理論知識和研究方法，發散思維、積極創新。

一、概念教學的策略

1.類比法

類比法就是將抽象的生物概念類比成學生已經掌握的概念，并且兩者的某些特征相似，使概念具體形象化。例如，將細胞有絲分裂的周期比喻成時鐘的周期，強調周期的起點終點相同、連續性、順序性。又如，氨基酸的相關公式，氨基酸的數目減去肽鏈的數目等于肽鍵的數目，簡單類比為人的手，氨基酸的數目類比為五個手指，肽鏈數類比為一只手，肽鍵數目就為指縫連接處，這樣就可以很直觀地理解公式。

2.創設情境法

教師要運用恰當的實例，創設一定的情境，闡釋概念的具體內容，體現概念的本質和延伸，讓學生注重生物科學與實際生活之間的聯系，意識到生物學的重要性。

例如，種群、群落、物種、生態系統這些概念易被混淆，教師可以讓學生觀察一些圖片或視頻，創設情境，如觀察一座山上的生物，這座山上所有的山羊可以稱為一個種群；這座山上的山羊種群、松樹種群、老虎種群等所有種群組成群落；這座山上的群落和它的無機環境包括水、陽光、空氣等組成生態系統。又如，反射弧的講解，可讓學生體驗膝跳反射，引導學生找出反射弧的結構，加深印象。

3.比較法

比較法是通過比較事物的相同或不同特征，分析得出事物的本質特征。有許多概念字面意思、內部含義或屬性比較相似，通過比較后找出概念的突出特點，避免混淆相似概念。例如，比較減數分裂和有絲分裂的異同（見下表）。

減數分裂和有絲分裂比較

■

續表

■

從表1中看出減數分裂的概念中強調了“生殖細胞”“子細胞染色體數目減半”，而有絲分裂強調“周期性”“細胞的增值”，通過觀察染色體的行為可以判斷一個正在分裂的細胞處于某個時期。

4.概念圖法

概念圖法指用方框、圓圈、箭頭把相關的概念有機地聯系起來，并說明兩個概念之間的關系，將這些有關概念整合成網絡結構，有利于學生形成知識網絡。例如，動物和人體生命活動的調節（見下圖）。

■

動物和人體生命活動的調節

5.實驗探究

通常按照提出問題、做出假設、設計實驗、得出結論、分析結果等一般探究過程引導學生學習概念生成。讓學生從觀察疑問中獲得興趣，然后積極思考，增強學生的動手能力、實驗探究能力、分析解決問題的能力。例如，光合作用、酶的探索過程和生長素的發現過程等，都可以通過實驗探索歸納總結生命物質的來源、功能和本質。滲透作用可以通過滲透模擬實驗、動物紅細胞吸水失水實驗、植物細胞的質壁分離實驗探究。

二、各種方法的綜合利用

根據課程需要，教師應該從不同的角度思考和理解概念，運用多元教學方法，靈活運用概念教學的方法，發掘學生的潛力，在教學中列舉一些科學實例，使學生領會生物學的重要性，創新思維，探索新的學習方法。

例如，講解減數分裂時，可用圖片展示其每個時期的特點；用動畫展示其整個變化過程；用比較法辨析有絲分裂和減數分裂的異同，增強學生的分辨能力。又如，光合作用的講解，用實驗探索分析總結概念，用動畫視頻深入分析其內部機制，比較光反應和暗反應的有關概念，找出兩者的區別和聯系。

三、總結及展望

知識的學習要經過認知、理解、記憶、熟悉、應用等幾個階段，其中最重要的是對概念的理解和學習，只有教師充分認識到高中生物概念教學在整個知識學習過程中的重要性和特殊性，在實踐中不斷地探索，靈活運用恰當的方法，創新教學模式，促進學生對概念的理解，才能培養學生學習生物學科的興趣，優化教學質量，提高學生的學習效率。

篇9

關鍵詞: 高中階段 生物學概念 差異

生物學是一門自然科學,科學性、嚴密性較強,而生物學概念是中學生物學科知識的主要組成部分,是構成生命科學理論體系的基本單位,[1]但由于生物教材中概念較多,學生不予重視,學習淺嘗輒止。[2]因此,在學習生物學概念或名稱時,常出現錯誤。我根據平時學生較難分辨和理解的生物學概念,進行分類,比較其本質區別和內在聯系。

1.相近類型概念

相近類型概念往往代表相同的物質、相似的空間或相似的過程,卻又有著一定的差異。

1.1染色體和染色質。

染色質和染色體的主要成分都是DNA和蛋白質,是同一物質在細胞分裂間期和分裂期的不同形態表現而已。它們在核內的螺旋程度不一,螺旋緊密的部分,染色較深;有的螺旋松疏染,色較淺,染色質出現于間期,在光鏡下呈現絲狀,不均勻地分布于細胞核中。細胞分裂時染色質細絲高度螺旋化形成較粗的柱狀和桿狀等不同的形狀形成染色體。不同生物的染色體數目、形態不同,具有種的特異性,而且比較恒定。

1.2生殖和繁殖。

生殖是延續種系的重要生命活動,是生物的基本特征之一。高等動物和人的生殖過程包括生殖細胞(和卵細胞)的形成、、受精、著床、妊娠、胚胎發育、分娩和哺乳等環節。而繁殖包括性器官的成熟、筑巢、占區、示愛、等。因此,生殖的范圍小,繁殖的范圍大。

1.3花藥和花粉。

花藥是位于花絲頂端的結構,是植物的器官,花粉是花藥里的花粉母細胞(或小孢子母細胞)通過一次減數分裂產生四個花粉粒。

2.包含類型概念

概念之間是包含、從屬關系。

2.1脂類和類脂。

脂類包括脂肪、類脂、和固醇等;類脂是脂類的一種形式。因此脂類概念范圍大,而類脂概念范圍小。

2.2肽鏈和肽鍵。

肽鏈是多個氨基酸經過脫水縮合形成的鏈狀大分子物質;而肽鍵是由兩個氨基酸經脫水縮合而形成的有機化合鍵。所以一條肽鏈中可能含有多個肽鍵。

2.3核酸和核苷酸。

核酸是由許多核苷酸聚合而成的生物高分子化合物為生命的最基本物質之一,是生物體遺傳信息的載體。而核苷酸是由含氮堿基(嘌呤或嘧啶)、戊糖(核糖或脫氧核糖)與磷酸所組成的小分子化合物,是組成核酸的基本單位。

2.4種群和群落。

從概念的內涵上看,種群和群落都是許多生物個體的總和。但種群強調是同一物種生物在特定時間、特定空間內的所有個體的總和。而群落則是一定區域內所有生物個體的總和。雖然都是生物群體,但這兩個群體是不同的生物群體。

3.相反類型概念

字面意思相反,往往代表相對的空間領域,或者是相反含義的概念,或者過程相反。

3.1細胞液、細胞內液和細胞外液。

細胞液是指植物細胞液泡內的液體,其中含有生物堿、色素、無機鹽、蛋白質等物質,對細胞的內環境起著調節作用,可以使細胞保持一定的滲透壓,以維持膨脹狀態。

細胞內液是指動物體液中存在于細胞內部的液體,相對于細胞外液而言。它是細胞中進行各種化學反應的場所。

細胞外液指人體內,存在于細胞外的體液叫做細胞外液。主要包括:組織液(組織間隙液的簡稱)、血漿(血液的液體部分)和淋巴、腦脊液等,占體液總量的八分之三。人體內的細胞外液,構成了體內細胞生活的液體環境,這個液體環境叫做人體的內環境。

3.2有絲分裂和無絲分裂。

細胞有絲分裂是細胞進行分裂增殖的方式之一,在分裂過程中經過染色體的復制和平均再分配,形成兩個具有與親代細胞相同遺傳物質的子代細胞,由于在分裂過程中出現紡錘絲(紡錘體),所以稱之為有絲分裂。

細胞無絲分裂過程一般是細胞核先延長,從核的中部向內凹進,縊裂成為兩個細胞核;接著,整個細胞從中部縊列成兩部分,形成兩個子細胞。因為在分裂過程中沒有出現紡錘絲(紡錘體),所以叫做無絲分裂。例如,蛙的紅細胞的無絲分裂。

3.3無氧呼吸和有氧呼吸。

無氧呼吸一般是指細胞在無氧(缺氧)條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物質分解成為不徹底的氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。這個過程對于高等植物、高等動物和人來說,稱為無氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習慣上稱為發酵。有氧呼吸是指細胞在氧的參與下,通過酶的催化作用,把糖類等有機物徹底氧化分解,產生出二氧化碳和水,同時釋放出大量能量的過程。有氧呼吸是高等動物和植物進行呼吸作用的主要形式,因此,通常所說的呼吸作用就是指有氧呼吸。細胞進行有氧呼吸的主要場所是線粒體。一般說來,葡萄糖是細胞進行有氧呼吸時最常利用的物質。

4.并列類型概念

概念之間是并列的關系。

4.1抗原和抗體。

抗原是一類能誘導免疫系統發生免疫應答,并能與免疫應答的產物(抗體或效應T細胞)發生特異性結合的物質?？乖哂忻庖咴院头磻詢煞N性質,對于生物體而言,抗原就是“外來物”。抗體是人或動物接受抗原物質(如細菌或其毒素、病毒等)刺激后,由漿細胞合成和分泌的一種特異性蛋白質。

4.2細胞分裂和細胞分化。

細胞分裂是活細胞繁殖其種類的過程,是一個細胞分裂為兩個細胞的過程。分裂前的細胞稱母細胞,分裂后形成的新細胞稱子細胞。通常包括核分裂和胞質分裂兩步。

細胞分化則是在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在形態結構和生理功能上發生穩定性的差異的過程。其結果是在空間上細胞之間出現差異,在時間上同一細胞和它以前的狀態有所不同。一次細胞分化是在細胞分裂的基礎之上進行的。

4.3生長素和生長激素。

生長素是植物激素,又名吲哚乙酸,是一種有機酸。產生的部位是葉原基、嫩葉和發育中的種子。其分布的范圍很廣,主要集中在生長旺盛的部位,趨向衰老的組織和器官中很少。其生理作用是促進生長,促進枝條生根、發芽、促進果實發育,防止落花落果。生長素的生理作用還表現出兩重性――高濃度抑制生長,低濃度促進生長。

生長激素是動物激素,其成分是一種蛋白質。是由動物的內分泌腺(垂體)分泌的一種激素,直接進入血液循環,隨血液流向全身。其主要生理作用是促進生長,此外還能影響動物的糖類、脂類和蛋白質的代謝。

上述這些概念在字面意思上雖然只有一字之差,但在結構或者功能方面有著或多或少的差異,但更重要的是關注學生原有概念和生物學科學概念之間的認知沖突,[3]如果學生能正確地加以區別,將有助于培養在生物學學習中的基本能力。

參考文獻:

[1]趙偉濤,曹剛,余丹.高中學生生物學核心概念發展水平的評價研究.科學教育,2009,4,(15):11-12.

篇10

【關鍵詞】細胞生物學 海洋科學 教學方式

【中圖分類號】G424.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）6-0100-02

海洋科學專業的學生主要學習海洋科學相關的基本理論和基本知識，進行海洋科學研究方面的基本訓練，培養他們具有從事海洋科學研究的基本能力[1， 2]。細胞生物學課程是海洋科學專業學生的必修課程之一。細胞生物學是研究細胞的結構、功能及其基本生命活動規律的學科，是現代生命科學的重要基礎學科[3]。如何能讓學生在掌握細胞生物學基礎理論知識的同時又能將學到理論知識應用于海洋科學研究，獨立開展研究工作，并做出創新性成果，是我們在教學實踐中需要思考的問題。所以如何根據學生專業開展有效地教學，讓學生在學習基本理論的同時激發起他們對所學專業的興趣并增強從事海洋科學研究的能力，需要我們教育工作者在教學實踐過程中對各種教學方式的不斷嘗試。

一、基礎理論與海洋科學專業相結合

細胞生物學的理論性很強，研究對象多在一個看不見摸不著的微觀層次，信息量大，又缺乏直觀性，如果單純的講解課本中的理論知識，學生印象不深，甚至難以理解，導致學習效果不佳[4]。如果將細胞生物學課程中涉及的理論知識與學生所了解的專業知識相結合，引導學生根據所學的理論知識去解釋一些海洋生物學現象，即可以增強學生對細胞生物學理論知識的理解也可以加深學生對海洋生物的認識。如在講到主動運輸時，可以先讓學生回顧一個基本的海洋生物學現象，即海藻細胞內碘的濃度比海水中高30萬倍，再引導學生思考導致這種現象的原因，進而引入主動運輸這種小分子物質跨膜運輸方式的介紹，讓學生了解正是由于主動運輸方式的存在才使海藻細胞能夠不斷的從環境中吸取碘。這種講授方式使學生在教師幫助下進行主動思考與探索，可以讓學生主動地投入學習，提高學生學習的主動性和自主性，使學生從被灌輸知識者轉變成為獲取知識而積極主動的思考者，從而達到提高學習效果的目的。為了達到這一教學效果，教師在備課時要有針對性的設計教學方案，精細設計啟發式的專業問題，并在合適的時機提出來。

由于海洋生物相關的細胞生物學基礎理論研究的欠缺，并不是所有的細胞生物學理論知識都能找到理想的海洋生物教學模型，這時教師可以引導學生課下查閱文獻了解海洋生物學方面的研究進展。如在講信號轉導時，我們通常以腎上腺素調節糖原分解的級聯反應來介紹G蛋白偶聯受體所介導的cAMP-PKA的信號轉導過程，在模式生物中該信號通路已研究的較為詳細，那么在海洋類非模式生物中是否也存在這種調控方式呢？在課堂上，老師可以引導學生去思考并作為作業讓學生課下查閱文獻來去求證。這樣既可以增強學生對細胞生物學知識的理解，又可以學生使了解對細胞生物學在海洋科學專業的研究進展。

二、理論知識與科研能力培養相結合

大學教育是培養高層次人才的重要階段，想要培養大學生在本學科或相關領域獨立地去從事研究，并做出創新性成果的能力，高校教師需要在進行理論講解的同時加強對學生科研和動手能力的培養?？蒲醒芯磕軌蜃寣W生充分發揮他們的潛能，通過研究容易產生新的觀點，并做出創新性成果，美國教育家梅茲就提出：大學不僅要傳授知識，還要傳授研究[5]。美國教育家杜威提出讓學生成為研究者的思想[6]。所以，高校教師應具備較強的科研能力和意識。在教學過程中，教學內容不應僅僅局限于細胞生物學教材的基礎理論，更為重要的是激發學生從事科學研究的興趣，并進一步指導他們做研究工作[7]。如在講授主動運輸時，書本中對主動運輸的三個特征（逆濃度轉運物質，需要載體，需要能量）有了很詳細的描述，但關于如何設計實驗來驗證主動運輸的這三個特征并沒有說明，此時，教師可以引導學生以研究者的身份來思考和探究，從而增強他們的研究意識，培養和提高他們的研究思維。

除此之外，還要鼓勵學生有意識的提高科研動手能力。為達到這一效果，除了安排細胞生物學實驗課課時內的實驗內容，盡可能多的讓學生接觸到目前海洋科學專業老師和研究生們的研究課題以及實驗內容，安排他們分組跟隨本專業的碩士生進行實驗學習，在學習實驗技能的同時也能培養他們的科研興趣。這種以科研促進教學的教學方式為學生今后從事相關研究和工作打下良好的實驗基礎，并提高了學生對基礎知識學習的興趣，極大的提高教學效果。

三、教師教授與學生主題匯報相結合

老師在臺上講，學生在臺下聽，是我們比較傳統也是主要的教學模式，這種教學模式傳授的知識量大，但容易使學生養成學習的依賴性，且不能培養學生自主學習的能力[8]。細胞生物學是一門綜合的課程，所涉及的理論與實驗技術都在不斷更新，鼓勵學生參加大大小小的科研論壇，去了解科研發展的前沿。并指導學生根據課堂上講的理論知識，選擇感興趣的話題，自擬題目和查閱文獻，并以主題匯報的方式在課堂上講述。在準備主題匯報的過程中，學生自己查閱科研動態及最新科研研究進展，所以該種教學方式可以讓學生自主掌握最新的知識，了解前沿科研信息，同時還可以提高學生學習的興趣，激發學習熱情。另外，準備主題匯報時，可以以小組為單位，從而在準備的過程中，可以培養學生溝通合作的能力，更有利于培養學生的參與意識和團隊的合作能力。

當然，主題匯報能否成功，關鍵在于主題內容的選擇，在選擇主題匯報內容的過程中，教師要正確引導學生真正找到感興趣的命題，引導學生充分利用圖書館以及網絡平臺等可利用資源。在匯報后，教師要及時總結并對學生做出的努力做出肯定，同時對于匯報過程中出現的問題也要及時指出并給出相應的意見。這種教學方式可以充分體現以學生為主體的理念。

總之，在教學過程中，將理論知識與專業知識相結合，激發學生的學習和科研的興趣，培養學生的創新精神是海洋科學專業細胞生物學課程教學的首要任務。作為教師，我們在教學過程中應該以學生為中心，針對不同的教學內容，采用適當的方法來達到優良的教學效果。

參考文獻：

[1]李洪武， 劉志媛， 劉均玲. 海洋科學特色專業建設思路[J].內江科技2011：1-2.

[2]廖永巖. 進行海洋科學專業（本科）課程改革，提高畢業生就業率[J]. 新課程 2012：30-31.

[3]黃芳， 李拴明. 提高細胞生物學教學質量的思考[J]. 山西大同大學學報（自然科學版） 2007：91-93.

[4]張晶， 陳江寧， 華子春. 談細胞生物學教學方法的改進[J]. 高校生物學教學研究（電子版） 2013：4-6.

[5]夏錦文， 程曉樵. 研究性教學的理論內涵與實踐要求. 中國大學教學2009：25-28.

[6]陳勤， 姚媛媛. 試論《細胞生物學》教學中學生學習熱情的培養[J]. 中國科技信息. 2011：231+229.