時間:2024-01-19 14:44:17
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇多細胞生物特點,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1、動植物細胞分裂方式;
2、精細胞與卵細胞產生方式與作用;
3、系統具體內容以及各種系統的作用;
4、顯微鏡的具體組以及操作方式;
5、鑒定食物中含有淀粉、糖類、脂肪的主要方法及其操作步驟;
6、消化功能的含義以及具體功效;
7、人體的基本組織;
8、單細胞與多細胞的形態特征以及生命活動特點;
9、生物圈具體內容以及功能作用;
10、生物的具體分類。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:生物學;課程標準;概念教學
《義務教育生物學課程標準》明確提出:“生物學概念是生物學課程內容的基本組成。”生物學重要概念處于學科中心位置。教師在設計和組織教學活動時,應注意圍繞重要概念展開,精選恰當的教學活動內容,以促進學生對重要概念的建立、理解和應用。對于概念教學,我們一線教師首先必須理解其含義。
一、什么是概念
說到概念,人們一般想到的是概念的名稱和定義光合作用,生態系統,生態因素……“植物細胞有細胞壁”是概念嗎?“生物與環境相互依賴,相互影響”是概念嗎?在《現代漢語詞典》中是這樣解釋概念的。概念是思維的基本形式之一,反映了客觀事物的一般的、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。
二、什么是重要概念
談重要概念,實際上是強調核心概念。什么是重要概念:“生物學重要概念處于學科中心位置,包括了對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋,對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用”。費德恩等人認為,核心概念是一種教師希望學生理解并能在忘記其非本質信息或周邊信息之后,仍然能應用的概念性知識。埃里克森認為,核心概念是指居于學科中心,具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的關鍵性概念、原理或方法。這些核心概念具有廣闊的解釋空間,源于學科中的各種概念、理論、原理和解釋體系,為領域的發展提供了深入的視角,還為學科之間提供了聯系。
三、如何認識課標中的50條重要概念
1.這50條重要概念是從課程內容中提煉出來的重要知識,其中有的是傳統意義上的概念(有概念的名稱、內涵和外延),有的不是。課標中的“概念”比邏輯學、心理學意義上的“概念”要寬泛。不要糾結于核心概念、重要概念、具體概念的區分。
2.要理清相關概念的關系,把握其內容邏輯聯系,以幫助學生形成良好的知識結構。例如“生物體的結構層次”主題有六條重要概念。(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,一些生物由多細胞組成。(6)多細胞生物體具有一定的結構層次:包括細胞、組織、器官(系統)和生物個體。其中(1)是統領本主題的上位概念。(2)和(3)兩個概念是說明細胞自身進行生命活動的結構。(4)說明生物體的生長、發育和生殖等功能是通過細胞實現的。(5)和(6)兩個概念是說明在結構上細胞與生物體的關系。
3.還要區分事實性知識與概念性知識,詞典中的概念與頭腦中的概念,前概念與科學概念,正確處理它們之間的關系。事實性知識本身不能遷移,它是構建概念的基礎,只有形成概念后,才能遷移。如,工業污染區,深色的樺尺蛾越來越多,淺色的樺尺蛾越來越少(事實)。事實是可以觀察到的,可以被描述的。在此基礎上通過觀察、分析、歸納等一系列思維活動形成概念。概念是思維活動的結果,概念是以事實為基礎的。如,工業污染區,樺尺蛾的變化是自然選擇的結果(概念)。教學的目的是幫助學生在頭腦中建構接近于“詞典中的概念”的概念。
一、整理思路、綱挈目張
概念圖介入到學習中,可以培養和拓展學生的思維能力,讓學生將教材內容與拓展學習結合到一起。如蘇教版七年級上冊中《植物細胞的結構與功能》,如果一味說教這些抽象的概念,學生很難理解和消化吸收知識,教師利用概念圖的方式表達出來就會收到意想不到的教學效果,學生對細胞結構一目了然,老師教學起來也很順暢輕松。概念圖教學不僅體現了所要教學的內容,而且在學生面前展示了各部分之間的關系,可以讓學生在腦海中形成對細胞的主觀認識。實踐證明概念圖的介入,可以在教學之前幫助教師完善教學設計,并能讓學生對所要學習的任務知識進行排序。這樣,當學生不斷吸納知識并完善學習的過程時,有了概念圖的輔助,知識點會更加清晰,概念框架也會更加明顯。
二、改變認知,完善概念體系
教師在教學設計時可以將知識的整合用概念圖形象地表現出來,讓學生更直觀地觀察分析某個概念,這樣學生不僅能感受到教師的思維,也能及時掌握概念特點以及表述的要點。教師在利用概念圖表現層次關系時,不僅做到了知識可視化,也能讓學生通過主觀觀察發現知識點與知識點之間的內在鏈式,讓學生在接觸到某個知識點、某種事物的時候就能初步形成結構清晰的概念體系。如“單細胞生物”與“多細胞生物”教學一直是讓教師和學生為之頭疼的問題,如果教學過程中教師逐步引導學生畫出概念圖,學生就會對細胞結構的理解更加清晰明了。使用概念圖,同時結合實際兩種細胞的結構模型,能讓教師很輕松地完成教學目標,讓學生很容易理解單細胞生物只由一個細胞構成,且一個細胞就能完成所有生理活動;而多細胞生物由多個細胞構成就和人一樣,多個細胞共同完成生理活動。
三、教學評價的有效工具
教學反思后實現自我評價的重要條件就是概念圖。反思是提高教師教學素養和學生學習能力的有效方法,傳統教學中的想一想、做一做很難達到反思的目的。教師在引導學生畫概念圖的過程,就是在觀察、發現和整理知識點與知識點之間的關系,對已學知識進行有效的知識體系構建,學生在構建知識體系的過程中會發現以往被忽略的細節,從而有了突破性的理解。學生所畫的概念圖往往是不完全或是有缺陷的,教師可以從這點入手,找到影響教學效果的主要原因。如在講《光合作用和呼吸作用的原理及應用》一單元后,可以讓學生回憶所學過的知識,利用概念圖找出光合作用和呼吸作用兩個基礎知識之間的關系;還可以讓學生對概念圖進行綜述,同時配以例題。如隆冬時節,有一瓜農為提高黃瓜產量,在冬暖式大棚內放置了三個大煤球爐,以便提高棚內的溫度和二氧化碳的濃度,使黃瓜早日上市。他的做法是在天氣晴朗的白天,燒三個煤球爐,到了晚上燒兩個煤球爐,有人認為相反的做法才是正確的。你認為該瓜農這樣做科學嗎?你會站在哪個立場上?試說明理由。通過設計這個問題,學生就很容易深入理解光合作用和呼吸作用的概念,以及它們之間的內在聯系。
四、結語
總之,概念圖教學法不僅能促進學生的思維創造性,也能讓學生在自主學習的過程中提升學生的生物素養。教師需要輔助學生完善概念圖理念,及時糾正學生在制作概念圖時的錯誤,不能只強調概念圖的制作規則,要讓學生充分發揮想象思考去表達某個概念,讓學生在適應概念圖理論后,整合新舊知識,構建生物學知識網絡框架,從而讓學生從整體上掌握生物學知識。
作者:張家勝 單位:江蘇省泗洪育才實驗學校
1.真核細胞的有絲分裂(C:理解)。
2.真核細胞有絲分裂的細胞周期的概念和特點(B:識記)。
3.無絲分裂方式的過程和特點(A:知道)。
三、重點和難點
1.教學重點
(1)真核細胞有絲分裂的細胞周期的概念和特點。
(2)真核細胞有絲分裂的過程。
2.教學難點
真核細胞有絲分裂過程中,各個時期染色體的變化特點。
四、教學建議
本節教學內容可安排2課時,包括講課和學生實驗。第1課時講述植物細胞的有絲分裂;第2課時做觀察植物細胞有絲分裂的實驗。通過對比動植物細胞有絲分裂的異同,總結有絲分裂的特征。最后,簡述無絲分裂和減數分裂,概括細胞增殖的意義。講課內容和實驗的內容應有機結合。
本節教學手段的運用,要考慮到關于細胞增殖知識的特點,可運用自制的剪貼圖、投影片、錄像等手段,體現細胞有絲分裂過程的連續變化,把染色體的行為變化直觀地表現出來。
本節教學內容的引入,可以講述以下幾點:①多細胞生物一般是由一個細胞(受精卵),經過細胞的分裂和分化,最終生長發育成一個新個體的;②單個細胞和多細胞生物體的生命期都是有限的,多細胞生物體內衰老、死亡細胞的補充,以及生物種族的繁衍,都是以細胞分裂為基礎的;③細胞分裂的方式有三種,本節主要學習細胞有絲分裂的知識。
在講述細胞周期時,可從分析一個新細胞(子細胞)的誕生開始,分析它的兩種發展方向:一是隨著生長、分化而成為具有特定形態、結構和功能的細胞,直至衰老、死亡;二是保持連續分裂的能力,通過分裂產生新的子細胞,開始它的新的生命周期,周而復始。受精卵、植物分生組織細胞、動物的一些上皮細胞等就屬于這種具有連續分裂能力的細胞。分析細胞周期時,要注意分析分裂間期是一個周期的開始,是為分裂期作準備的時期。另外,應讓學生注意,間期要比分裂期的時間長得多,要引起學生對間期的重視。
在分析細胞分裂間期時,要引導學生思考:間期應為分裂期準備什么才能使分裂后的子細胞繼承母細胞的特性?在講述DNA分子復制和有關蛋白質合成時,要聯系染色質結構的知識。使學生理解這種復制與合成最終表現在染色質細絲的倍增上。每條染色質細絲(將來的染色體)都產生出另外一條跟自己完全一樣的染色質,由于著絲點連在一起,而沒有分開。
在分裂期的教學中,教師應注意以下幾點:①利用剪貼圖顯示各分裂期的主要變化;②注意把核膜、染色體、紡錘絲的行為變化和染色體最終平分復制的知識緊密地聯系起來,使學生理解這些變化的協調性和合理性;③為了突出染色體的平均分配,可用模型模擬染色體的平分過程;④注意強調兩個子細胞間及子細胞與母細胞間染色體(內部的DNA)的數目和種類相同;⑤在講述細胞板形成時,要聯系高爾基體的作用。
在講述動物細胞有絲分裂時,可把動植物細胞有絲分裂全過程圖呈現出來。讓學生觀察對比,歸納出相同點和不同點。在這里,教師可進一步強調動植物細胞有絲分裂的共同特征,使學生理解這些特征對生物的重要意義。
對無絲分裂和減數分裂的處理,按教材內容講述即可,不必過多發揮。
五、參考答案
復習題一、1.(D);2.(C);3.(D);4.(D)。
二、1.染色質、核仁、核膜、中心體等結構發生了明顯的變化。具體的變化是:
染色質復制后的DNA縮短變粗,由染色質成為染色體。
核仁逐漸解體。
核膜逐漸消失。
中心體由一組中心粒變成兩組中心粒,兩組中心粒分別位于兩極,每組中心粒周圍發射出放射狀星射線,紡錘體形成。
2.這是因為在細胞周期中,分裂間期所需要的時間大大長于分裂期。
3.有絲分裂中期的細胞,主要特點是全部染色體排列在赤道板上。可以根據染色體的這個變化特點找到分裂中期的細胞。
4.全部染色體平均分配到細胞兩極時,是在有絲分裂的后期。由于染色體上有遺傳物質,因此,全部染色體平均分配到細胞的兩極的行為,可以使親代和子代之間保持遺傳性狀的穩定性,對生物的遺傳有重要意義。
實驗討論題實驗三制作好洋蔥根尖有絲分裂裝片的關鍵有以下幾點:(1)剪取洋蔥根尖材料時,應該在洋蔥根尖細胞一天之中分裂最活躍的時間;(2)解離時,要將根尖細胞殺死,細胞間質被溶解,使細胞容易分離;(3)壓片時,用力的大小要適當,要使根尖被壓平,細胞分散開。
六、參考資料
細胞的增殖周期細胞從前一次分裂結束開始,到下一次分裂結束為止,這樣一個周期叫做細胞增殖周期。
20世紀50年代以前,人們把細胞增殖周期劃分為分裂期和靜止期兩個階段。當時認為分裂期是細胞增殖周期中的主要階段。近年來,由于放射自顯影和細胞化學等技術的迅速發展,對于細胞增殖過程的動態研究也日趨深入。現在了解到,過去一直被忽視的所謂“靜止期”卻是細胞增殖周期中極為關鍵的一個階段,因為與DNA分子復制有關的一系列代謝反應,都是在這個階段進行的。所以現在都把“靜止期”叫做間期。
現在,一般把細胞增殖周期分為兩個階段:間期和分裂期。細胞在前一次分裂結束之后就進入間期,這時就是新的細胞周期的開始。間期一共分為三個分期。間期結束就進入有絲分裂期。根據目前的認識,整個細胞增殖周期可以分為G1、S、G2、M四個小分期,如下表:
細胞增殖周期中的各個分期,各有其,全國公務員共同天地不同的特點。
(一)G1期的特點G1期是從上次細胞增殖周期完成以后開始的。G1期是一個生長期。在這一時期中主要進行RNA和蛋白質的生物合成,并且為下階段S期的DNA合成做準備,特別是合成DNA的前身物質、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系,以及儲備能量。
(二)S期的特點從G1期進入S期是細胞增殖的關鍵時刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復制就是在這個時期進行的。通常只要DNA的合成一開始,細胞增殖活動就會進行下去,直到分成兩個子細胞。
(三)G2期的特點G2期又叫做“有絲分裂準備期”,因為它主要為后面的M期做準備。在G2期中,DNA的合成終止,但是還有RNA和蛋白質的合成,不過其合成量逐漸減少。特別是微管蛋白的合成,為M期紡錘體微管的組裝提供原料。
(四)M期的特點細胞一旦完成了細胞分裂的準備,就進入有絲分裂期。細胞分裂期是一個連續的過程,為了研究的方便,可以人為地將它分成前、中、后、末四個時期。M期的細胞有極明顯的形態變化。間期中的染色質(主要成分是DNA和蛋白質),在M期濃縮成染色體形態。染色體的形成、復制和移動等活動,保證了將S期復制的兩套DNA分子平均地分到兩個子細胞中去。
有絲分裂過程中兩個重要的細胞器
1.中心粒
中心粒的結構通常是一對互相成直角的圓筒狀小體,直徑0.25μm,長度不定,位于鄰近核模的細胞質中。筒壁由9組大約呈30°傾斜排列的三聯微管組成,從橫斷面看像一個風車。在一對中心粒的周圍是一團透明的電子密度高的中心粒周圍物質,這個復合物稱為中心體。
中心粒要經過一個復雜的發育周期,才能達到成熟并且具有微管組織中心的作用。DNA合成前期(G1期)的細胞有一對互相垂直的中心粒。到DNA合成期(S期)時,兩個中心粒稍有分離,在距母中心粒的一定距離(約50~60nm)處,與其垂直的方向復制出一個子中心粒。DNA合成后期(G2期)的晚期到有絲分裂期(M期),子中心粒不斷長大,逐漸分離,移到兩極的兩對中心粒形成暈,并且組成紡錘體及星體。到分裂期末期,每個子細胞各獲得一對中心粒──一個母中心粒和一個子中心粒。
2.著絲點
長期以來,著絲粒和著絲點這兩個術語是作為染色體上紡錘體附著區域的同義語使用的。遺傳學文獻中多用著絲粒一詞,而細胞學家多用著絲點一詞。后來,在電鏡下研究哺乳類染色體超微結構時發現,主縊痕兩側是一對三層結構的特化部位,認為是非染色質性質物質的附加物,稱為著絲點(圖2-10)。在主縊痕區存在著絲粒,由此把染色體分成二臂。著絲粒的兩側各有一個蛋白質構成的三層的盤狀或球狀結構,稱為著絲點。著絲點與紡錘體的紡錘絲連接,與染色體移動有關。在分裂前期和中期,著絲粒把兩個姐妹染色單體連在一起,到后期兩個染色單體的著絲粒分開,紡錘絲把兩條染色單體拉向兩極。并非有絲分裂各個時期,或各種生物的染色體,都有這種分化的結構。
圖2-10中期染色體上的著絲點
(示著絲點分為內、中、外三層,上面附著有微管)
細胞質分裂廣義說來,有絲分裂應該包括細胞質分裂。但是,也可以把細胞質分裂看做是一個單獨的階段。
大多數真核生物的細胞質分裂是與核分裂協調進行的,細胞質分裂起始于中后期。細胞質分裂面一般總是和紡錘體的赤道面一致,其方向約在核分裂中期就已確定。如果在中期時用離心法改變細胞的紡錘體的正常位置,細胞分裂面方向并不隨之改變。但是,如果在中期之前改變紡錘體的位置,細胞質分裂面的方向也就隨著發生改變。
動物細胞在進行細胞質分裂時,先是在要形成分裂面處的細胞質收縮,環細胞表面出現一條窄的凹溝,這條溝叫做分裂溝。分裂溝環繞細胞表面一圈,使細胞呈啞鈴狀。它的形成和細胞膜下方的細胞質微絲有關系。
植物細胞因為有細胞壁,它的分裂方式不同于動物細胞(有花植物的花粉粒的成熟分裂與動物細胞一樣,形成分裂溝),最主要的差別是植物細胞在進行細胞質分裂時,有細胞板的形成。細胞板產生于晚后期或早末期。
無絲分裂關于無絲分裂的問題,長期以來就有不同的看法。有些人認為無絲分裂不是正常細胞的增殖方式,而是一種異常分裂現象;另一些人則主張無絲分裂是正常細胞的增殖方式之一,主要見于高度分化的細胞,如肝細胞、腎小管上皮細胞、腎上腺皮質細胞等。
無絲分裂是最早發現的一種細胞分裂方式,早在1841年就在雞胚的血細胞中看到了。因為分裂時沒有紡錘絲出現,所以叫做無絲分裂。又因為這種分裂方式是細胞核和細胞質的直接分裂,所以又叫做直接分裂。
無絲分裂的早期,球形的細胞核和核仁都伸長,然后細胞核進一步伸長呈啞鈴形,中央部分狹細。最后,細胞核分裂,這時細胞質也隨著分裂,并且在滑面型內質網的參與下形成細胞膜。在無絲分裂中,核膜和核仁都不消失,沒有染色體的出現,當然也就看不到染色體復制的規律性變化。但是,這并不說明染色質沒有發生深刻的變化,實際上染色質也要進行復制,并且細胞要增大。當細胞核體積增大一倍時,細胞核就發生分裂,核中的遺傳物質就分配到子細胞中去。至于核中的遺傳物質DNA是如何分配的,還有待進一步的研究。
原核細胞的DNA復制和細胞質分裂原核細胞的分裂包括兩個方面:(1)細胞DNA的復制和分配,使分裂后的子細胞能得到親代細胞的一整套遺傳物質;(2)細胞質分裂,把細胞基本上分成兩等份。
原核細胞的DNA分子是環狀的,無游離端。在一系列酶的催化下,經過解旋和半保留式復制,形成了兩個一樣的環狀DNA分子。復制常是由DNA附著在細胞膜上的部位開始(圖2-11)。在DNA分子復制完成之后,便開始了細胞質分裂。當然,在開始分裂之前需要細胞生長,細胞的生長反映了細胞內按比例地合成一定量的結構蛋白酶。
圖2-11細菌細胞DNA的復制和細胞分裂
細胞分裂時,先由一定部位開始。復制好的兩個DNA分子仍與細胞膜相連;隨著連接處的生長,把DNA分子拉開。在細胞中部,細胞膜環繞細胞發生內褶,褶中產生了新的壁物質,形成了隔(圖2-12)。隔不斷向中央生長延伸,最后形成了將細胞隔為兩部分的完整的隔。隔縱裂為二,把母細胞分成了大致相等的兩個子細胞。
一、初中生物學課程標準中“重要概念”的解析
此次頒布的初中生物課程標準中,“重要概念”一詞與以往我們理解的“概念”有很大的區別,這里的“重要概念”不僅包括了概念的關鍵語詞,還有概念的本質內涵,甚至概念的拓展。因此,生物學上的“重要概念”是一個陳述性語句,是對概念本質的一種深刻認識,也明確地指出了學生學習要達到的程度和教師教學要突破的目標。生物學的重要概念,對于生物這門學科來講,它是生物學課程內容的一個基本組成部分。在概念的前面加上“重要”兩個字,特別強調這些“概念”是處于生物學科的中心位置,非常重要。新課標中的“重要概念”包括對生命的基本現象、規律、理論的理解和闡釋。重要概念對于學生學習生物學科內容來說,具有非常重要的支撐作用。例如,在初中生物教材中,“光合作用”這個關鍵語詞包含的重要概念是:光合作用是指綠色植物利用太陽能,也就是光能,把二氧化碳和水合成儲存了能量的有機物,同時釋放氧氣。這個重要概念不僅指明了光合作用的場所是葉綠體,即只有綠色植物才有光合作用,還指出了光合作用的前提——光照,還有光合作用的原料和產物。學生在學習這一節內容時把握住了“光合作用”這一重要概念的本質內涵和要點,對于后續開展光合作用的實驗,也產生了積極的影響。
二、初中生物重要概念的教學策略
1.組織課堂活動,豐富學生對重要概念的感性認識
學生對重要概念的接受和理解需要以一定的事實或感性認識為基礎。自然科學中的重要概念常常也是較為抽象的概念,學生對抽象概念的接受需要以具體的事實或者感性的、直觀的材料作為基礎[2]。在教學中,教師要把這些事實或者感性材料融入課堂活動,通過開展不同形式的活動,使學生對重要概念產生充分的感性認識,進而幫助學生理解抽象的重要概念。
例如,關于學生對器官概念的形成,教師可以先給出實物菜豆的葉和果實,并指導學生按順序去觀察,利用光學顯微鏡,分別找到葉和果實中相應的組織。然后教師再給出實物生活狀態下完整的菜豆植株,讓學生聯系生活實際去觀察分析各部分結構的功能。由于成熟的菜豆植株的六大器官比較明顯,并且來自于學生已有的生活經驗,是學生熟悉的常見植物。所以,學生經過對菜豆植株的觀察和思考,就容易對植物器官的功能和分類產生直觀的理解,有利于學生對這些事實性知識進行抽象或概括,進而建立起“多種組織構成且能行使一定功能的結構即器官”這個概念。
2.設計問題串,引導學生對重要概念的深層探究
在產生感性認識的基礎上,教師可以通過提問的方式引導學生剖析現象背后的規律,幫助學生把重要概念從大量的生物學事實中抽象概括出來,逐步達成對重要概念的建立。在學生建立起重要概念之后,教師利用層層遞進的問題點撥學生的思維,啟發學生對重要概念的本質和內涵進行深入地探究,促進學生對重要概念的深層理解,實現主動探究和重要概念傳遞的“對接”。
例如,在初中生物《動物的行為》這一節中,教師在引導學生形成動物的行為這個重要概念時,以獵豹捕食為例,提問學生:“如何描述獵豹的捕食過程?怎樣分析捕食過程中的動作或活動?”學生通過回答問題,可以從整體的角度總結出動物的行為是一個動態持續的過程。教師接著提問:“獵豹在什么情況下捕食?獵豹的一系列捕食活動需要身體哪些結構配合完成?”由此,學生可以回答出:“動物行為由外界刺激或體內的生理變化引起,在神經系統和激素的調節作用下,由感覺器官和運動器官配合完成。”教師繼續提出問題:“獵豹有哪些身體特點利于捕食?這與生活環境有什么關系?對它的生存有什么意義?”引導學生形成重要概念:“動物的行為使其能適應環境的變化,提高其存活和繁殖的機會。”學生初步形成動物的行為這個重要概念后,教師再進行提問:“獵豹捕食時,發現獵物后靜止不動,等獵物靠近時,再發起攻擊,那么獵豹靜止不動,注目凝視,凝神諦聽,這是動物的行為嗎?”學生通過對這些問題的思考和辨析,對動物行為這個重要概念有了更深層次的理解。
3.創設生活情境,促進學生對重要概念的遷移運用
教師向學生傳遞重要概念的最終目的是想讓學生運用重要概念來解釋與生物學有關的現象,解決學生在學習生物科學中遇到的問題和根據已有的生物學知識和經驗做出自己的判斷,從而提高自身的生物科學素養,對今后的學習和生活產生積極的影響。因此,學生構建起重要概念后,教師要通過情境的創設,把學生帶到真實的生活中,在處理實際問題的過程中,促進學生對重要概念的理解和遷移運用。
例如,學生在建立起動物的先天和學習兩個重要概念之后,教師提供“印度狼孩”的相關圖片和視頻,引導學生根據先天和學習的特點,分析“印度狼孩”的一系列行為。在解讀狼孩行為的過程中,使學生深刻地體會到先天是動物生下來就有的,由身體里遺傳物質所控制的行為。而學習是動物在成長過程中,通過生活經驗和“學習”逐漸建立起來的新的行為活動。學生通過閱讀分析和解決實際生活中遇到的“印度狼孩”這一現象,促進了對“動物行為”這一重要概念的遷移運用并加深了理解。
4.建立概念體系,完善學生對重要概念的分解整合
生物學重要概念處于學科中心位置,包括了對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋,對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用[3]。一個重要概念可以分解成多個層級的次位概念,教師在備課中需要理清這些次位概念與重要概念間的關系。那什么是次位概念呢?次位概念即相對于重要概念來說,在重要程度上,地位要低一層級,從結構上看,次位概念比重要概念更加注重細節,內容更具體,由于知識的難度系數降低,從而更容易讓學生理解接受。如果說重要概念是一個整體,那次位概念就是化整為零,邏輯關系上互為補充,兩者是一個有機的統一體。在課上,教師從傳遞次位概念開始,通過次位概念的整合,最終形成一個以重要概念為核心的完整概念體系,幫助學生梳理知識脈絡,細致全面地把握重要概念。
例如,在“生物體的結構層次”主題下,“多細胞生物體具有一定的結構層次,包括細胞、組織、器官(系統)和生物個體”是標準中規定的一個重要概念。教師可以根據多細胞生物體的分類,把它分解為“綠色開花植物體的結構層次”和“人體的結構層次”兩個次位概念。在“綠色開花植物體的結構層次”的統領下,還可以繼續分解成“細胞分裂、生長、分化形成組織”、“多種組織構成能行使一定功能的器官”、“植物體各器官相互協調形成統一的個體”等次位概念。學生學習完這些次位概念后再進行系統地整合,會很輕松地建立起以“多細胞生物體的結構層次”為核心的概念體系,使學生對重要概念的理解更加充實具體。
以上關于“重要概念”教學的四種教學策略,在教學實踐中已經證明是非常有效的。重要概念的突破是《義務教育生物學課程標準(2011年版)》中極力倡導的,也是在教學實踐中不斷思考和改進的教學方式,它使初中生物教學變得精簡、流暢、清晰和高效,更明確地體現了生物學科的意義和內涵。通過對初中生物學重要概念教學策略的探析,相信我們的生物課堂一定會煥發出勃勃生機,生物學教學質量會有很大的提高。
參考文獻
[1] 劉恩山.在教學中實現主動探究學習與凸顯重要概念傳遞的對接——《義務教育生物學課程標準》修訂思路和要點.生物學通報,2012(3).
關鍵詞 繁茂膜海綿;腎指海綿;生物特性;培養;應用;
中圖分類號 Q178.53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)06-0269-02
Research Advances on Biological Characteristics and Culture Application of Two Kinds of Common Sponge in China
PU Hong-yu 1,2 PENG Chong 2 ZHANG Bi 3
(1 Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering,Ministry of Agriculture of the People′s Republic of China,Shanghai 200092;
2 School of Fisheries and Life Science,Dalian Ocean University; 3 Dalian Heshengfeng Seafood Aquaculture Farm)
Abstact Recently,more and more attantions have been paid on the research of biological structure and physiological function of sponge,the value of sponge applying on biopharmaceutical,marine microbial culture,water purification and biomimetic is research focus in the field of marine biology.Hymeniacidon perleve and Reniochalina sp. are widely distributed species in the intertidal zone of Yellow Sea in China,the population of this two kinds of sponge is amount in spring and summer,which has a broad prospect in application.In this paper,the recent research on biological characteristics of Hymeniacidon perleve and Reniochalina sp. were summarized,focusing on the advance of artificial cultivation and application of this two kinds of sponges.
Key words Hymeniacidon perleve;Reniochalina sp.;biological characteristics;culture;application
海綿動物門(Spongiatia)生物是一類古老的原始多細胞動物,其機體結構簡單,通常被認為是最原始的水生多細胞動物。近年來,對于海綿生物特性及其在生物[1]、醫藥、水產領域的應用前景研究越來越受到重視。我國對于海綿的研究起步較晚,主要的研究對象集中在我國黃海海域的腎指海綿和繁茂膜海綿。對于這2種海綿的基本特性及其在水質凈化處理[2]、醫藥活性物質提取[3]、微生物提取培養[4]等方面的研究均有一定程度的突破。
1 2種海綿的生物特性
腎指海綿和繁茂膜海綿都同屬尋常海綿綱[5],體型各種各樣,呈現不規則的塊狀、球狀、樹枝狀、管狀、瓶狀等。它們主要生活在黃、渤海海域潮間帶,附著于水中的巖石、貝殼、水生植物或者其他物體上。其體表有無數小孔,是水流進入體內的通道,體表小孔與體內水溝系統連接,水流經過水溝系統后從出水口排出。海綿通過水流攝取食物、氧氣并排出廢物。
腎指海綿通常情況下為深橙色,機體質地較硬,表面有黏液附著,繁茂膜海綿[6]則為黃色或者黃褐色,表面多孔,質地比較軟。2種海綿的體壁均由2層細胞構成,在2層細胞之間為中膠層。體表的一層細胞為扁細胞,有保護作用,扁細胞內有能收縮的肌絲,具有一定的調節功能,中膠層是膠狀的填充物質。2種海綿都具有硅質的骨針,形狀各有不同,主要有單軸、三軸、四軸等,主要作用是骨骼支持。中膠層內還有一些變形細胞對于海綿的研究十分重要,也是海綿研究的熱點。中膠層可以分泌形成骨針的成骨細胞及形成海綿質纖維的成海綿質細胞,以及具有不同功能的原細胞。在腎指海綿和繁茂膜海綿里,原細胞能夠消化食物,形成生殖細胞,起著非常重要的作用。2種海綿的水溝系都比較復雜,為復溝型,管道分支非常多,在中膠層中有很多領細胞的鞭毛室,中間的腔壁由扁細胞構成。水流由流入口流入,經過流入管、前幽門孔、鞭毛室、后幽門孔、流出管、中央腔,再由出水孔流出。它們的這種復溝型水溝使得其能夠獲得更多的食物和氧氣,同時也能加快新陳代謝排出廢物的速率,使得其濾食效率大大增加,對于海綿的生命活動和生存能力都是非常有幫助的[7]。腎指海綿和繁茂膜海綿都同時具有有性生殖和無性生殖。無性生殖又分為出芽和芽球方式。出芽生殖由海綿體壁的一部分向外突出形成小芽體,待生長條件適宜以后再慢慢脫離母體長成新的個體,也有的不脫離母體和母體形成聚集體。芽球的形成則是在中膠層里由一些原細胞聚集成的,這些原細胞都是儲存了大量的營養物質,在芽球表面會有一些柱狀的小骨針,形成球形芽球。繁茂膜海綿的有性生殖為胎生型,因為在相關研究中[8]發現了繁茂膜海綿的和卵子,并且在適宜的條件下發現了海綿組織中存在著大量的胚胎,所以可以認定繁茂膜海綿的有性生殖是屬于胎生型。而腎指海綿的有性生殖形式還少有研究,目前還不是很清楚,但是根據腎指海綿與繁茂膜海綿的相似性和近源性可以推測它的有性生殖的方式很有可能也是胎生型。
2 2種海綿的人工培養研究
對腎指海綿的研究主要集中在醫藥活性物質提取上[9],由于其體內微生物成分比較復雜,大部分是和多種微生物互利共生[10]的生存在水溝系,而且因為腎指海綿的組織學、結構學等研究上的缺乏,導致對腎指海綿的人工培養研究尚未開展。對繁茂膜海綿的人工培養研究較多,這是因為繁茂膜海綿在組織學、結構等已有較為深入的研究,使繁茂膜海綿的人工培養技術已有了一定的突破。張 衛等[11]早在2005年就實現了繁茂膜海綿在實驗室的養殖。該試驗采用了2種不同的養殖系統,一種為封閉的可控系統,一種為半封閉的可控系統,通過不同的餌料投喂方式、餌料種類、養殖環境、水流、溫度來考察這些條件對海綿生理狀態及生長發育狀況的影響,從而分析歸納出繁茂膜海綿在試驗的人工可控條件下最佳的生長條件。通過采集天然海區的海綿個體,將其固定于石材、玻璃、PVC板材等材料表面,一段時間后海綿會自動附著在底物上,適宜的流水條件和附著物材料的表面處理對于附著效果具有顯著影響。研究還發現,海綿對食物沒有顯著的選擇性,試驗結果顯示,不論是活體單細胞藻類、細菌,還是非生物有機顆粒,海綿均能夠攝食。海綿細胞的原代培養到30 d后,會逐漸有新的海綿組織生長,經歷生長、旺盛、衰落這幾個不同的生長歷程,海綿的整個生命周期在試驗的條件下大概是60 d,而繼代可以持續到120~150 d。試驗推測認為,海綿在適應了新的生存環境后,能夠表現出較好的生存能力,但是到了3代之后,繁茂膜的生命力就表現的比較弱,生長繁殖都不旺盛,持續的規模化人工培養尚需進一步研究。有報道認為海綿體內多種微生物共生[12]的關系是導致海綿難以持續人工培養的原因之一。海綿體內種類豐富的微生物早已被發現,其中海綿體內多種的活性物質的分泌也大多和它們有關。在自然海域,海綿可以濾食到大量的不同種類的微生物,這些微生物不但能夠給海綿提供豐富的各種營養元素,更重要的是進入海綿體內的 微生物有一部分是能夠存活下來,在海綿體內形成共生群落,永久定居在海綿體內,參與海綿的攝食、分解、防御等生命活動[13]。因此,深入研究了解海綿體內的微生物群落,找出其關鍵的共生微生物群落是海綿持續培養的理論支撐。
3 2種海綿的開發應用研究
關于腎指海綿的應用研究,張 衛等在2003年用8種不同的提取溶劑提取了腎指海綿體內的蛋白質進行了抑菌活性測定,結果顯示在腎指海綿體內提取的蛋白質對于多種細菌均顯示出了不同程度的抑制作用,但是由于提取的是粗液中的蛋白質,導致蛋白質的成分過于復雜,不能進一步的純化研究,使得腎指海綿的活性物質的成分還尚不清楚。
繁茂膜海綿的應用研究相對于腎指海綿更為全面和深入。在生物制藥領域,周建旭等在2004年就報道了繁茂膜海綿中促進細胞粘附成團的蛋白質,并用生物提取分離技術純化了該蛋白質。曲 翊等[8]在2011年報道了繁茂膜海綿原細胞的鑒別和純化特點,清晰詳細地分別出不同部位繁茂膜海綿的原細胞形態,成功地分離培養也為以后離體細胞培養繁茂膜海綿提供了試驗理論依據,不同來源的原細胞培養出來的差異也說明了原細胞在繁茂膜海綿體內具有一定的分化。
近年來,繁茂膜海綿對于水體的凈化修復研究也引發了不少學者的興趣。付晚濤等[15]在2007年的研究報道中就闡述了繁茂膜海綿對于水體高效的凈化修復能力,在實驗室的暫養條件下,繁茂膜海綿可以阻留80%以上的懸浮顆粒,對細菌的阻留能力更是達到了96%,甚至繁茂膜海綿還能濾食養殖水體中的過剩餌料[16],研究發現,繁茂膜海綿在高密度的弧菌和大腸桿菌水環境中能夠正常存活生長不受危害。隨著研究的深入,海綿更加廣泛的利用途徑逐漸被認識。
2006年,王曉紅等[17]介紹了海綿骨針結構在仿生學上的研究價值,加州大學圣巴巴拉分校的研究小組通過提取海綿中的骨針的硅蛋白模板[18],在條件溫和的情況下成功地催化合成了具有光電和半導性能的金屬氧化物氧化鈦,通常這些材料[19-22]都是在非自然條件下,如高溫高壓真空的腐蝕環境下才能合成的,這一研究成果展示了海綿生物在材料仿生學方面巨大的研究價值。
4 參考文獻
[1] HAITAO ZHANG,WEI ZHANG,YAN JIN,et al.A comparative study on the phylogenetic diversity of culturable actinobacteria isolated from five marine sponge species[J].Antonce van Leeuwenhoek,2008,93(3):241-248.
[2] REISWIG H M.Particle feeding in natural populations of three marine demosponges[J].Biol Bull,1971,141(3):568-591.
[3] 周建旭,孫黎明,金美芳,等.繁茂膜海綿中具有促進細胞粘附成團作用蛋白質的分離純化研究[J].海洋科學,2004,28(5):15-20.
[4] 徐君恰,靳艷,虞星炬,等.黃海繁茂膜海綿中微生物多樣性的研究[J].微生物學報,2004(44):576-579.
[5] 趙權宇,鄧麥村,曲傳宇,等.兩種黃海潮間帶海綿的元素與氨基酸成分分析[J].海洋科學,2004(27):3-5.
[6] 曹恒,曹旭鵬,張衛,等.中國黃海海域繁茂膜海綿生長生殖周期的組織學特征[J].中國海洋大學學報,2012(7):70-75.
[7] IMSIECKE G.Ingestion,digestion,and egestion in Spongilla lacustris(Porifera,Spongillidae)after pulse feeding with Chlamydomonas reinha-rdtii(Volvocales)[J].Zoomorphology,1993(113):233-244.
[8] 曲翊,宋悅凡,曹旭鵬,等.繁茂膜海綿原細胞形態學識別及分離純化特點[J].海洋科學,2011,35(1):1-5.
[9] 周建旭,李斌,張衛,等.腎指海綿中蛋白質的提取及抑菌活性的研究[J].天然產物研究與開發,2003,15(4):299-303.
[10] WILCDX T,HILL M,DEMED K.Observations on a new two-sponge symbiosis from the Florida Keys[J].Coral Reefs,2002,21(2):198-204.
[11] 張衛,薛凌云,付晚濤,等.繁茂膜海綿的實驗室養殖[J].中國水產科學,2005,12(4):430-437.
[12] 方再光,童春富,馮永勤,等.溫度對厚指海綿體內真細菌的影響[J].微生物學報,2009(8):1102-1107.
[13] 黃奕,李志勇.海綿及其共附生微生物的活性物質與化學防御[J].生物技術通報,2006(1):13-17.
[14] 付晚濤,張衛,吳益春,等.繁茂膜海綿生物修復養殖水體中病原體的初步研究[J].海洋環境科學,2007,3(26):217-221.
[15] 付晚濤,張衛,金美芳,等.繁茂膜海綿濾食養殖水體中過剩餌料的研究[J].海洋環境科學,2006,35(3):29-34.
[16] 王曉紅,民.海綿骨針特性及其仿生學研究[J].地球科學進展,2006,21(10):37-42.
[17] SUMEREL J L,YANG W,KISAILUS D,et al.Biocatalytically tem-plated synthesis of titanium dioxide[J].Chemistry of Materials,2003,15(25):4804-4809.
[18] AIZENBERG J,SUNDER V C,YABLON A D,et al.Biologicalglass fibers:Correlation between optical and structural properties[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2004,101(10):3358-3363.
[19] 劉軍蘭,丁麗華,石磊.明膠海綿在尿液細胞塊中的應用價值[J].吉林醫學,2013(36):7718.
[20] 周建旭,李斌,張衛,等.腎指海綿中蛋白質的提取及抑菌活性的研究[J].天然產物研究與開發,2003(4):299-303.
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。
1.學習生物學知識要重在理解、勤于思考
生物學的基本概念、原理和規律,是在大量研究的基礎上總結和概括出來的,具有嚴密的邏輯性,課本中各章節內容之間,也具有密切聯系。因此,我們在學習這些知識的過程中,不能滿足于單純的記憶,而是要深入理解,融會貫通。
2.要重視理解科學研究的過程,學習科學研究的方法
生物科學的內容不僅包括大量的科學知識,還包括科學研究的過程和方法。因此,我們不僅要重視生物學知識的學習,還要重視學生生物科學研究的過程,并且從中領會生物科學的研究方法。
3.要重視觀察和實驗,生物學是一門實驗科學
沒有觀察和實驗,生物學也就不可能取得如此輝煌的成就。同樣,不重視觀察和實驗,也不可能真正學好生物課。在日常生活中也要注意觀察生命現象,培養自己的觀察能力。
生物學是一門與生產和生活聯系非常緊密的科學。我們在學習生物學知識時,應該注意理解科學技術和社會(STS)之間的相互關系,理解所學知識的社會價值,并且運用所學的生物學知識去解釋一些現象,解決一些問題。
學習生物的三個小技巧
1.掌握基本知識要點,“先記憶,后理解”
與學習其它理科一樣,生物學的知識也要在理解的基礎上進行記憶,但是,高中階段的生物學還有著與其它理科不一樣的特點。對于大家學習了許多年的數學、物理、化學來說,這些學科的一些基本思維要素同學們已經一清二楚,比如:數學中的未知數X、化學中的原子、電子以及物理中的力、光等等。而對于生物學來說,學生們要思考的對象即思維元素卻是陌生的細胞、組織、各種有機物和無機物以及他們之間奇特的邏輯關系。因此學生只有在記住了這些名詞、術語之后才有可能掌握生物學的邏輯規律,既所謂“先記憶,后理解”。
2.弄清知識內在聯系,“瞻前顧后”、“左顧右盼”
在記住了基本的名詞、術語和概念之后,同學們就要把主要精力放在學習生物學規律上來了。
這時大家要著重理解生物體各種結構、群體之間的聯系,也就是注意知識體系中縱向和橫向兩個方面的線索如:關于DNA,我們會分別在“緒論”、“組成生物體的化合物”和“生物的遺傳和變異”這三個地方學到,但教材中在三個地方的論述各有側重,同學們要前后聯系起來思考,既所謂“瞻前顧后”。又如:在學習細胞的結構時,我們會學習許多細胞器,那么這些細胞器的結構和功能有何異同呢?這需要大家做了比較才能知道,既所謂“左顧右盼”。 3.深刻理解重點知識,讀書做到“六個W”對于一些重點和難點知識,大家要深刻理解。如何才能深刻理解呢?大家讀書時要時時思考“六個W”。
高中生物四種學習方法,精學精用
1.分析和綜合的方法
分析就是把知識的一個整體分解成各個部分來進行考察的一種思維方法,綜合是把知識的各個部分聯合成一個整體來進行考察的一種思維方法,分析和綜合是生物學學習中經常使用的重要方法,兩者密切聯系,不可分割。只分析不綜合,就會見木而不見林;只綜合不分析,又會只見林而不見木。
2.比較和歸類的方法
比較是把有關的知識加以對比,以確定它們之間的相同點和不同點的思維方法。比較一般遵循兩條途徑進行:一是尋找出知識之間的相同之處,即異中求同;二是在尋找出了事物之間相同之處的基礎上找出不同之處,即同中求異。歸類是按照一定的標準,把知識進行分門別類的思維方法。生物學習中常采用兩種歸類法:一是科學歸類法,即從科學性出發,按照生物的本質特性進行歸類;二是實用歸類法,即從實用性出發,按生物的非本質屬性進行歸類。
3.系統化和具體化的方法
系統化就是把各種有關知識納入一定順序或體系的思維方法。系統化不單純是知識的分門別類,而且是把知識加以系統整理,使其構成一個比較完整的體系。在生物學學習過程中,經常采用編寫提綱、列出表解、繪制圖表等方式,把學過的知識加以系統地整理。
具體化是把理論知識用于具體、個別場合的思維方法。在生物學學習中,適用具體化的方式有兩種:一是用所學知識應用于生活和生產實踐,分析和解釋一些生命現象;二是用一些生活中的具體事例來說明生物學理論知識。
類風濕關節炎(以下簡稱類風關)是因為免疫系統功能紊亂所致的一種慢性進展性關節炎。該病非常頑固,且難以控制,目前醫學上主要采用消炎止痛藥、甲氨蝶呤、來氟米特、糖皮質激素及生物制劑等不同種類藥物的聯合方案治療。近年來,有一些間接證據表明,適量補充硒元素有助于治療類風關。
與健康人相比,類風關患者血漿和關節液中硒濃度顯著降低。國外一項含18 709名芬蘭成年男性和女性的病例對照研究表明,血漿硒與類風關的預后呈負相關,即血漿硒水平較低的類風關患者比血漿硒水平正常的患者更易發生關節畸形。因此,缺硒可能加重類風關的關節結構破壞。
硒具有抗氧化和清除自由基作用。硒是抗氧化酶的組成成分,可消除脂質過氧化物和過氧化氫等活性氧和自由基,阻擋其損傷作用,保護細胞膜結構和功能的完整。類風關的發病原因與大量炎癥細胞浸潤至關節腔內有關,這些炎癥細胞可以釋放很多細胞因子和氧自由基,造成關節滑膜增厚、關節軟骨和骨的破壞。硒具有清除關節腔內氧自由基的作用,可減輕其對關節的損害。
硒具有免疫調節作用。類風關是自身免疫性疾病,它并非人們簡單的理解——患者的免疫力降低,而是患者體內的正常免疫平衡發生紊亂。硒對免疫功能具有雙向調節作用,即在機體免疫力低下時硒具有免疫增強作用,在機體免疫力亢進時,硒具有免疫抑制作用,該作用特點非常有利于糾正類風關患者體內的免疫紊亂。
硒具有防治動脈粥樣硬化作用。類風關患者并發動脈粥樣硬化、冠心病的風險大大高于普通人群,而含硒的谷胱甘肽過氧化物酶具有極強的抗氧化和防止血小板聚集的作用,可有效減少低密度脂蛋白在主動脈內膜的沉積,防止血栓的形成。硒還能保護血管壁膠原和彈性組織的完整性,保護人體冠狀動脈內皮細胞免受氧化損害。補硒還可能對缺血損傷有保護作用,富含硒的飲食可保護動物的再灌注誘導的心律失常。
硒具有保肝作用。早在1957年國外學者就發現,硒具有保護肝臟免受毒性藥物影響的作用。治療類風關最常用的藥物,如消炎止痛藥、甲氨蝶呤、來氟米特偶爾可能會并發肝臟損害,硒可以減輕這些藥物的肝毒性。當然,患者在服用這些治療藥物時仍需定期復查肝功能。
硒可以減少藥物副作用。硒可以減少癌癥患者化療或放療所引起白細胞減少、脫發、惡心、嘔吐等副使用,該作用特點可能對類風關患者也有利。因為甲氨蝶呤最常見的副作用是惡心、嘔吐等,來氟米特的常見副作用是脫發,偶致白細胞減少。補硒可減少或減輕這些藥物副作用。
總之,適量補硒有助于控制類風關患者的癥狀、減少并發癥,減輕治療藥物的副作用。但是,需要提醒大家的是,補硒絕對不可以替代類風關的藥物治療,如此,才有利于類風關的治療,維護健康。
關鍵詞:高中生物 探究教學 方法
中圖分類號: G633.9 文獻標識碼: C 文章編號:1672-1578(2012)09-0152-01
探究教學是指在教師指導下學生積極參與科學探索的實踐過程,科學分析解決問題,面對疑難養成主動探索、主動思考、主動獲取知識和發展能力的習慣,并學會收集和加工需要的新資料,從而獲得在真實生活情境中發現問題、解決問題的方法,培養創新能力和實踐能力的教學。
新課標明確提出“倡導探究性學習”,在教學中,教師應該讓學生親歷思考和探究的過程,領悟科學探究的方法。
1 妙創情境,激活學生思維
創設問題情境是組織探究活動的前提,新教材的特點之一就是在每一節的開頭都設置了“問題探討”和“本節聚焦”欄目。事實表明,任何學習愿望都是在一定問題性的情境中產生的,問題情境能夠誘發學生學習的需要,極大地促進探究式課堂教學的實現。問題情境的創設要以實際生活、生產事實或經驗為出發點。
如:《細胞分化、衰老和凋亡》教學情境創設片斷。情境:動漫播放人的頭發由黑變白,由多變少,基部的黑色素細胞逐漸衰老,細胞中的酪氨酸酶活性降低的動態過程。師:想一想,看了這個過程,你想到了什么?生1:我想到杜牧的詩:“一騎紅塵妃子笑,無人知是荔枝來。”荔枝原是南方的水果,運到北方荔枝細胞就分化了,不新鮮了,所以要快馬加鞭的,換馬快運,這就說明細胞分化、衰老和凋亡。生2:我想到了“春種一粒栗,秋收萬顆子”,細胞可再生。生3:我想到了在網上看到的,西方有個女人,人死幾十年了,到現在她的癌細胞還活著。人生最痛苦的是,不想死的,死了!最最痛苦的是,該死的,到現在還活著。(師插言:你說的女人叫海拉,死于宮頸癌,“海拉細胞系”在世界上許多實驗室中廣泛傳代使用。)思維:師:多細胞生物體在發育進程中起決定作用的是什么呢?大家想一想作選擇。1. 細胞分化;2.細胞生長;3.細胞衰老 ;4. 細胞分裂。生:是1號,在細胞增殖和細胞分化的雙向作用下,完成生物體的正常生長發育。
用動漫,貼近生活,創設情境。這樣提出問題,確立課題,非常的巧妙,有新意,所以學生的學習興趣非常的高漲。
2 重視實驗,豐富學生的感性認識
實驗是探究式教學的重要內容和手段。生物學是一門實驗科學,觀察和實驗是生物科學的基本研究方法,在生物學的探究式教學中離不開生物學實驗。因此,在實驗教學中,教師進行探究實驗教學是關鍵,教師要千方百計地創造條件,做好分組實驗。實驗過程中關鍵是讓學生們獨立進行,自己設計探究實驗,提出可行的研究方案,而教師只能是一個協助者和指導者,為學生提供指導和幫助。教師要闡明探究性學習對學生成長的意義,喚起學生對探究性學習的重視,引導學生觀察、提問、創設科學問題情景,通過這種探究性實驗,讓學生在體驗探究過程中獲取經驗,豐富感性認識并使之上升到理性認識。例如,《ATP和酶》教學片斷:探究1,師:溫度對酶作用速率有什么影響呢?我們先猜想一下。生1:我想大概跟玉米出芽差不多,在一定范圍內增加溫度,芽子出得就快一點。生2:我想,溫度太高,就煮熟了,“酶”也就“倒霉”了……
探究2:分組實驗:填表格:
實驗后,讓學生寫出實驗報告,然后進行匯總,總結,接著讓學生根據數學的函數思想,繪出唾液淀粉酶作用速率與溫度之間關系的函數圖并對該函數圖進行解釋。
3 文本誘思,交流師生彼此思想
【關鍵詞】 RNAi技術;結腸癌;腫瘤發生發展;治療
在2004年9月《Nature》第一次出版了RNA干擾(RNAi)相關的文章之后,短短6年內,RNAi在生物學領域掀起了一場革命,產生極大地影響。為其在腫瘤研究與治療領域提供了更為有效的方法。
1 RNAi的分子基礎及機制
1.1 RNAi的分子機制 RNAi的具體機制未明確,但通常認為RNAi包括三個步驟[1,2]:第一步,細胞中的內源性或外源性長鏈雙鏈RNA(dsRNA)被命名為Dicer的核苷酸酶Ⅲ(RNaseⅢ)分解為小RNA雙鏈體(包括正義和反義鏈);第二步,小RNA雙鏈體在RNA解旋酶作用下展開,形成單鏈,其中反義鏈指導形成RNA誘導的沉默復合體(RNA-induced silencing complex,RISC);第三步,活化的RISC在小RNA引導鏈-載入單鏈RNA(ssRNA)引導下,識別互補的mRNA,并在RISC中的核酸內切酶作用下從ssRNA中心所對應的靶基因位置切割靶mRNA,最后可能再被核酸外切酶進一步降解,從而干擾基因表達。
1.2 RNAi的分子組成 在不同生物體中,RNAi途徑包含不同的蛋白和機制,但它們依然有值得人們關注相似的步驟。在所有已被研究的生物體中,RNAi包括兩個主要的成分:小RNA,決定干擾的特異性;Argonaute蛋白,執行干擾。
RNAi以及相關的基因沉默途徑起始于有特殊序列的小RNA(約20~30核苷酸),它們能與轉錄子的片段互補。小RNA主要包括三種類型:短鏈干擾RNA(short interfering RNAs,siRNA)、microRNA(miRNA)和PIWI蛋白-作用RNA(piRNA)。簡單地說,小RNA主要根據其前體成分進行分型,siRNA和miRNA來源于內源性和外源性dsRNA前體,由Dicer(RNAaseⅢ家族中對雙鏈RNA具有特異性的酶)加工而成[3]。
1.2.1 siRNAi的分子組成及生物學活性 siRNA是RNAi途徑發揮應所必要的重要因子,為長度約在22nt左右的雙鏈RNA,生成需要Argonaute家族蛋白存在,能作用于mRNA的任何部位,但是只能導致靶基因降解,即轉錄水平后調控。siRNA識別靶序列是有高度特異性,原因是降解首先在相對于siRNA來說的中間位置發生,這些中間的堿基位點就顯得極為重要,一旦發生錯配會嚴重抑制RNAi效應。siRNA并不參與生物生長,其原始作用是抑制轉座子活性和病毒感染。
1.2.2 miRNA的分子組成及生物學活性 miRNA,則類似于siRNA,通過和靶基因mRNA堿基配對誘導RISC降解mRNA或阻礙其翻譯。在植物、動物和真菌種發現的miRNAs只在特定的組織和發育階段表達,miRNA組織特異性和時序性,決定組織和細胞的功能特異性,表明miRNA在細胞生長和發育過程中起一定作用。PiRNA,與siRNA和miRNA不同,其前體是單鏈RNAs,其發生并不需要Dicer。
1.2.3 piRNA的分子組成及生物學活性 由于技術的限制,piRNAs的產生和作用機制了解有限,但是已知的是piRNA在Argonaut家族蛋白的PIWI分支體(包括PIWI蛋白、AUB和AGO3)介導下,導致正義和反義轉座子轉錄體的限制依賴性斷裂。PIWI或AUB介導的正義轉錄子的沉默產生正義piRNA,后者與AGO3相互作用,直接沉默反義轉錄子的轉錄。沉默產物產生反義piRNAs,后者依次連接到PIWI上,介導正義轉錄子沉默從而產生正義piRNAs。
1.3 Argonaute蛋白組成及其生物學活性 Argonaute蛋白(AGO)是一類龐大的蛋白質家族,是組成RISCs復合物的重要成員。Argonaute家族蛋白與引導鏈小RNA相互作用,構成RISCs復合物的核心成分,是RNAi和所有與小RNA介導相關的沉默途徑的共同特點[4]AGO蛋白主要包含兩個結構域:PAZ和PIWI兩個結構域,但具體功能仍未完全清楚。最近研究表明,PAZ結構域結合到siRNA上催化其核內切酶沉默目標mRNA,而在微生物中,PIWI結構域連接piRNAs賦予slicer以內切酶的活性起沉默作用[5,6]。PAZ和PIWI兩個結構域,對于小RNA和目標mRNA相互作用,從而導致目標mRNA的切割或者翻譯抑制過程,是必不可少的.同時,不同的AGO蛋白有不同的生物學功能。如在人類RNAi中,AGO2“籌劃”了RISCs對于目標mRNA的切割過程;而AGO1和AGO3則不具備這一功能。
此外,值得人們關注的是RNAi具有放大效應,是指siRNA不僅可引導RISC切割目的mRNA,而且可作為引物在RNA依賴的RNA聚合酶(RdRP)作用下以目的mRNA為模板合成新的dsRNA,而新的dsRNA再次由Dicer酶識別并切割,形成新的siRNA再次作用于目的mRNA,反復循環,使RNAi的作用進一步放大,最終使mRNA降解,抑制相關基因的表達。由于這一效應,RNAi具有高效性,即相對很少量的dsRNA就能完全抑制相關基因的表達。
2 RNAi在大腸癌研究領域的應用
2.1 RNAi在大腸癌的發生研究方面的應用 研究已經證實從大腸正常粘膜上皮發展到大腸腺瘤,最后到大腸癌是一個多步驟、多基因的發展過程。部分基因及其表達蛋白已經被證實在大腸癌發生發展中起重要作用,如APC、p53等,但不能完整的解釋大腸癌整個發生發展過程。Y Yu等為研究人類結腸直腸腺瘤LoVo細胞中mdm2基因的生物學功能,用mdm2siRNA轉染入LoVo細胞內,發現mdm2siRNA降低mdm2 mRNA和蛋白的水平,抑制LoVo細胞的增殖以及裸鼠體內腫瘤的生長,從而確定mdm2基因在結腸腺瘤發展到結腸癌的發展中有至關重要的作用[7]。而已經發現多年的c-myc癌基因是myc基因家族的重要成員之一,c-myc基因既是一種可易位基因,又是一種多種物質調節的可調節的基因。研究表明其不僅與細胞增殖、分裂、凋亡有關,也與多種腫瘤的發生發展有關,如乳腺癌等[8]。X Zhang等[9]應用RNAi技術沉默人類結腸癌細胞HT-29的c-myc基因,抑制其蛋白表達后發現c-myc基因沉默后HT-29細胞株在體內外增殖都受到抑制作用,證實c-myc基因與結腸癌的發生有密切關系。不僅如此,隨著RNAi技術的運用,越來越多的基因已經被研究在結腸癌發生中的作用,如肝癌缺失基因1(deleted in liver cancer-1,DLC-1)、RCK/p54、EphA2基因等[10~12]。從腫瘤事件的源頭,為結腸癌的基因治療(診斷)提供了新的依據。
2.2 RNAi在大腸癌的轉移機制方面的應用 結腸癌的侵襲轉移是難以治愈的根本原因,也是最終導致患者死亡的主要原因之一。在淋巴道轉移、血行轉移和種植轉移這三種轉移方式中,淋巴道是結腸癌最常見的轉移途徑。有無淋巴結轉移。轉移的多少或遠近等信息也是判斷患者預后的重要指標,直接影響到患者的生存期。但其腫瘤轉移的具體機制目前仍不十分清楚。骨橋蛋白(osteopontin,OPN)是一種整聯蛋白和CD44受體的配子,與多種腫瘤的轉移密切相關。然而,OPN介導結腸癌轉移的機制尚未明了。PhilipY.Wai等通過siRNA沉默鼠結腸腺癌細胞株CT26的OPN基因成功建立pS-OPN-A4細胞株后,發現在體外腫瘤細胞的運動性和侵襲力降低,但增殖力沒有明顯變化;在BALB/c鼠體內,對比CT26野生型細胞株,實驗組平均肝臟質量減少50.4%(3.79±1.49g:1.88±1.34g,P=0.009),只有18%的實驗組的肝臟表面有超過20個轉移性小結。實驗表明RNAi穩定減少CT26腫瘤細胞OPN的表達,并通過降低腫瘤細胞的運動性和侵襲力限制了CT26結腸癌細胞的轉移[13]。這為今后結腸癌轉移的阻斷治療提供了新的思路及依據。
3 RNAi在治療領域的應用
對于中晚期結直腸癌患者,最主要的治療手段是化療,而化療效果卻不盡人意,導致化療失敗的一個主要原因就是腫瘤耐藥性的出現[14,15]。
近年來人們對腫瘤的耐藥機制進行了大量研究發現,多藥耐藥現象的發生發展機制極為復雜,腫瘤細胞的遺傳性和生化特性發生復雜的變化,導致腫瘤細胞通過不同的機制對藥物產生耐藥,是有關腫瘤MDR機制之一,其中包括多藥耐藥基因(multidrugresistance1,MDR1)的發現[16]。實體瘤對化療藥的低反應與MDR1基因的表達水平有關,應用siRNA技術抑制MDR1基因表達,發現隨著MDR1和與耐藥相關糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的mRNA的抑制,通過阿霉素和長春新堿在人類結腸癌細胞320DM的蓄積,增強化療藥的細胞毒性增加。從而為治療MDR1/P-gp-依賴性多藥耐藥性的腫瘤提供了一種新的方法[17]。
然而針對這些耐藥機制所設計的治療方法,盡管在體外研究中效果顯著,但在臨床上卻難以奏效,特別是對實體瘤的治療更是令人失望。這提示體內實體腫瘤作為一個細胞集體,其生物學特性和對藥物的敏感性與體外單層培養的腫瘤細胞有著明顯的差異。體內存在的實體瘤是一個三維的細胞群集體,因此,臨床上實體瘤的耐藥機制更為復雜[18]。通過對多種腫瘤的耐藥性研究發現腫瘤細胞的群集耐藥現象廣泛存在,如乳腺癌、卵巢癌等[19,20]。在隨后的很多研究證實透明質酸對多種體內移植瘤及多細胞球有藥物增敏作用,證實細胞間粘附是腫瘤群集耐藥產生的基礎。所以。作為最重要的一類粘附分子的整合素家族成為腫瘤多藥耐藥性的研究熱點。有學者建立結腸癌HT29多細胞球培養模型,驗證HT29細胞群集耐藥性存在后,應用RNAi沉默整合素信號通路上重要因子ILK的基因表達,檢測ILK對結腸癌細胞HT29的增殖、凋亡及群集耐藥的影響,探索腫瘤多藥耐藥性機制的新思路。
4 RNAi的優缺點和應用前景
RNAi具有特異性強、高效性、選擇性,此外,還有可傳播性、可遺傳性、穩定性較強、高穿透性和操作較簡單等優點。憑借這些優勢,RNAi已經逐步代替基因敲除成為基因水平研究的新方法。但是RNAi在臨床應用上仍面臨不少問題:其高特異性決定著即使單個堿基的錯配即導致RNAi效率降低,siRNA導入載體的方法效率偏低,及RNAi技術在體內使用的安全性有待考證。
雖然存在一些問題,這并不影響RNAi技術的進一步發展及應用。RNAi在基因水平的應用,表明其在結腸癌發生發展及治療領域中廣闊的應用前景。隨著RNAi技術在結腸癌研究中的深入和全面,必將結腸癌的早期發現、逆轉以及晚期治療等帶上新的階梯。
參考文獻
[1] Meister G,Tuschl T.Mechanisms of gene silencing by double-stranded RNA[J].Nature,2004,431:343~349.
[2] Tomari Y.Zamore P.D.Machines for RNAi[J].Genes Dev,2004,19:517~529.
[3] Bernstein,E.,Caudy,A.A.,Hammond,S.M.& Hannon,G.J.Role for a bidentate ribonuclease in the initiation step of RNA interference[J].Nature,2001,409:363~366.
[4] Hutvagner G.& Simard M.J.Argonaute proteins: key players in RNA silencing[J].Nature Rev.Mol.Cell Biol,2008,9:22~32.
[5] Brennecke,J.et al.Discrete small RNA-generating loci as master regulators of transposon activity in Drosophila[J].Cell,2007,128:1089~1103.
[6] Gunawardane,L.S.et al.A slicer-mediated mechanism for repeat-associated siRNA 5’end formation in Drosophila.[J] Science,2007,315:1587~1590.
[7] Y Yu,P Sun,LC Sun,et al.Downregulation of MDM2 expression by RNAi inhibits LoVo human colorectal adenocarcinoma cells growth and the treatment of LoVo cells with mdm2siRNA3 enhances the sensitivity to cisplatin[J].Biochem Biophys Res Commun,2006,339(1):71~78.
[8] CHIV.DANG.c-Myc target gens involved in cell growth,apoptosis and metabolism.Molecular and cellular biology[J].Jan,1999:1~11.
[9] X Zhang,YL Ge,and RH Tian.The knockdown of c-myc expression by RNAi inhibits cellproliferation in human colon cancer HT-29 in vitro and in vivo[J].Cell Mol Biol Lett,2009,14(2):305~318.
[10]Y Jin,X Tian,Y Shang,et al.Inhibition of DLC-1 gene expression by RNA interference in the colon cancer LoVo cell line[J].Oncol Rep,2008,19(3):669~674.
[11]F Lin,R Wang,JJ Shen,et al.Knockdown of RCK/p54 expression by RNAi inhibits proliferation of human colorectal cancer cells in vitro and in vivo[J].Cancer Biol Ther,2008,7(10):1669~1676.
[12]RY chen,SS Li.Retrovirus-mediated RNA inhibition of EphA2 gene expression in colon adenocarcinoma HCT-8 cells[J].Zhonghua,Bing Li Xue Za Zhi,2006,35(2):101~105.
[13]Philip Y.Wai,Zhiyong Mi,Hongtao Guo,et al.Osteopontin silencing by small interfering RNA suppress in vitro and in vivo CT26 murine colon adenocarcinoma metastasis[J].Carcinogenesis,2005,26(4):741~751.
[14]Lindgren M,Rosenthal-Aizman K,Saar K,et al.Overcoming methotrexate resistance in breast cancer tumour cells by the use of a new cell-penetrating peptide[J].Biochem Pharmacol,2006,71(4):416~425.
[15]Kerbel,Robert S.A cancer therapy resistant to resistance[J].Nature,1997,390(6658):335~336.
[16]Johnstone RW,Cretney E,Smyth MJ.P-glycoprotein protects leukemia cells against caspase-dependent,but not caspase-independent[J].cell death.Blood,1999,93(3):1075~1085.
[17]Z Xia,Z Zhu,L Zhang,et al.Specific reveral of MDR1/P-gp-dependent multidrug resistance by RNA interference in colon cancer cells[J].Oncol Rep,2008,20(6):1433~1439.
[18] DeClerck YA.Interaction between tumor cells and stromal cells and proteolytic modification of the extracellular matrix by metalloproteinases in cancer[J].European Cancer,2000,36(10):1258~1268.
1.知識目標
(1)簡述細胞的生長和增殖的周期性。
(2)掌握有絲分裂的過程、特征和意義,尤其是DNA和染色體的規律性變化。
2.能力目標
(1)模擬探究細胞表面積與體積的關系,探討細胞不能無限長大的原因。
(2)學習用曲線圖描述DNA和染色體數量的變化規律。
(3)通過學習有絲分裂過程,培養學生分析圖像、解讀圖像的能力。
3.情感、態度和價值觀目標
通過學習細胞的增殖過程及特點,從而更加清楚地認識到生命的奇特,激發學生對生物學科的興趣熱愛。
教學重點:(1)細胞周期的概念;(2)細胞有絲分裂過程以及有絲分裂的特點;(3)有絲分裂過程中DNA和染色體的規律性變化。
教學難點:(1)細胞周期的概念;(2)細胞有絲分裂的特點及意義;(3)有絲分裂過程中DNA、染色單體和染色體的數量變化規律及其相互間的關系。
教學方法:(1)用學案輔助教學,建構完整的知識體系;(2)講解法與直觀教學法相結合。“對有絲分裂各時期的特點”結合直觀法,圍繞重點進行啟發誘導,用傳統的教學方式與現代教學手段相結合,既讓學生感受細胞分裂過程的動態性和連續性,又能克服電教手段轉瞬即逝的弊端,再通過表格、曲線圖呈現變化。(3)采用畫圖、貼圖、問題串驅動復習等多種教學方法復習鞏固。
學習方法:(1)學生預習本節內容,完成課前預習學案;(2)學會用畫圖、例表類比的學習方法增加理解記憶。
課時安排:1課時
教學過程:
上課之前,通過小組匯總的方式預習檢查、總結疑惑,使教學具有了針對性。
一、細胞增殖的必要性
[學生活動]:閱讀教材P110到P111細胞不能無限長大。
老師和學生一起來觀察課件中的一個模擬實驗《細胞大小與物質運輸的關系》。
[學生活動]:觀察完后由學生自己總結并填寫以下內容:
1.瓊脂塊的相對表面積=瓊脂塊的表面積/體積,隨著瓊脂塊的增大而。
2.細胞的相對表面積=細胞的表面積/體積,隨著細胞的增大而。
3.瓊脂塊體積越大,其相對表面積越小,瓊脂塊的物質運輸的效率。
可以推知:細胞體積越大,其相對表面積越小,細胞的物質運輸的效率。
由此得出剛才遺留問題“細胞為什么不能無限長大?什么因素限制了細胞的長大?”
[學生回答]:細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大。
[教師小結]:限制細胞長大的因素還有哪些呢?例如,細胞核是細胞的控制中心。一般來說,細胞核中的DNA是不會隨著細胞體積的擴大而增加的,所以細胞核的控制范圍也是有限的。由于細胞不能無限長大,多細胞生物體的體積的增加還要依賴于細胞增殖,生物體只有通過細胞分裂,才能達到生長與繁殖的目的。真核細胞分裂的方式有三種:有絲分裂,無絲分裂,減數分裂。有絲分裂是細胞分裂的主要方式。
二、細胞周期
[老師]:有絲分裂可以連續發生,具有明顯的周期性――細胞周期。如何理解細胞周期?
[學生活動]:指導學生閱讀教材P112第一自然段及看細胞周期圖。學生閱讀并討論:
找出關鍵詞語;根據圖解描述什么是細胞周期;一個細胞周期包括哪兩個階段?它們在時間分配上的特點是什么?
核心概念――細胞周期:連續分裂的細胞,從上一次分裂結束開始,到下一次分裂結束時為止。包括兩次分裂間期的遺傳物質復制,和分裂期的遺傳物質的均分兩個過程。
[學法指導]:核心概念掌握后,注意試題中圖文信息的轉換――圓周圖、線段圖、柱形圖等,從而加深學生對細胞周期的理解――方向及特點。
例題1:科學家用32P標記的磷酸鹽浸泡蠶豆幼苗,追蹤放射性的去向以研究蠶豆根尖細胞分裂情況,得到根尖細胞連續分裂的時間(單位:h)數據如圖所示。下列敘述正確的是:
A.DE階段發生遺傳物質的平均分配
B.BC階段結束時DNA含量增加一倍
C.CD階段完成與DNA復制有關蛋白質的合成
D.一個細胞周期(可表示為CD+DE)等于17.3h
三、植物細胞的有絲分裂
1.分裂間期:為細胞分裂做物質準備。
細胞變化:細胞核大核仁明顯,染色加深。
分子變化:DNA復制和有關蛋白質大量合成。結果――細胞核內DNA分子數量增加了一倍,但注意染色體的數目不變。
2.分裂期
[教法重難點突破]:運用多媒體直觀教學與教師精講相結合。
(1)前期:①“兩現”,即染色體、紡錘體出現。②“兩失”,即核仁、核膜消失。
(2)中期:①紡錘絲連接著絲點,整齊地排列在細胞內中央空間的叫赤道板上(注意強調赤道板是一個空間平面,不是實際存在的結構)。②每個染色體的形態、數目最清楚。
(3)后期:染色體的著絲點分裂為兩個,原來的一個染色體發展成為兩個染色體,染色體數目增倍。染色體平均移向細胞的兩極。
(4)末期:①“兩失”,即紡錘體、染色體消失;②“兩現”,即核仁、核膜出現。
[學法指導]:學生親自動手繪畫分裂期的模式圖,加深理解。
3.細胞周期中染色體和DNA分子數目的變化曲線
[學法指導]:注意對學生進行圖文轉換能力的培養。
[教學效果監測]:學生思考并作答
1.核中DNA含量加倍的時期是; 染色體數目加倍的時期是。
2.染色體平均分配到兩極的時期是 。
3.從染色質到染色體的時期是。
4.觀察染色體形態和數目的最佳時期為。5.兩個姐妹染色單體分開的時期是。6.細胞板形成細胞壁的時期是;細胞器起作用。
7.下圖有關細胞有絲分裂的描述正確的是:
A.具有姐妹染色單體的只有E
B.在B時期實現了細胞中的DNA和染色體的加倍
C.細胞有絲分裂的順序是CEABD
D.觀察和計數染色體的最佳時期是E
[板書設計]:
一、細胞不能無限長大的限制因素
二、細胞通過分裂進行增殖:
1.分裂方式:有絲分裂、無絲分裂、減數分裂
2.細胞周期:概念、特點
3.有絲分裂:分裂間期 分裂期(學案以圖表類比的方式填寫)