细胞的生物学特征范文
时间：2024-01-02 17:49:19
导语：如何才能写好一篇细胞的生物学特征，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
作者：宋晓冬 蒋少锋 牛新华 徐艳岩 武玉永 单长民
【关键词】 细胞
【摘要】 目的 在体外模拟能量代谢障碍研究PC12细胞缺糖损伤的分子生物学特征。方法 电镜观测形态改变，MTT检测功能异常，RTPCR测定Bcl2在RNA水平上的表达。结果 电镜观察到细胞有凋亡现象；MTT显示细胞活力降低；RTPCR结果表明Bcl2在6~16 h表达上调。结论 缺糖损伤的PC12细胞既有形态的变化也有功能上的变化，并同时伴随着凋亡和坏死两种死亡现象。
【关键词】 PC12细胞；缺糖损伤；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
许多临床和实验研究发现脑缺血的时间和程度与脑功能损害程度成正相关［1］，这是神经细胞对缺血的耐受力差造成的［2］，因此认为研究缺血对神经细胞的损伤机制是研究缺血性脑损害的核心［3］。本文采用PC12细胞，运用无糖培养模拟体外细胞能量代谢障碍的方法，通过电镜观测、MTT检测、RTPCR等方法分析了PC12细胞在无糖培养的不同时间段细胞的变化。
1 材料与方法
1．1 材料
PC12细胞购自中科院上海细胞所，DMEM高糖培养液购自GiBco公司，噻唑蓝(MTT)购自Sigma公司，RTPCR引物由上海生工生物技术有限公司合成：βactina 5’AACCGTGAAAAGATGACCCAG3’，5’CTCCTGCTTGCTGATCCACAT3’;Bcl2 5′CACCCCTGGCATCTTCTCCT3′，5′GTTGACGCTCCCCACACACA3′，Eagle Eye Ⅱ凝胶成像分析仪美国Stratagene公司生产，FR900 DNA热循环仪购自上海复日生物实验技术研制所。
1．2 方法
1．2．1 PC12细胞对照组及缺糖实验组的建立：PC12细胞接种于培养瓶内，加入含10%胎牛血清、5%马血清的DMEM细胞培养液3 ml，每2~3 d更换一次培养液，待培养形成的细胞汇合成单层细胞以后，用025%胰蛋白酶消化传代或接种于培养板上，保持细胞状态良好以备实验使用。
PC12细胞先以有糖DMEM培养液培养于25 ml培养瓶内，待细胞生长至铺满瓶壁后换入10%胎牛血清、5%马血清的DMEM无糖细胞培养液3 ml，无糖培养时间根据不同需要选取不同时间段。
122 电镜观察细胞形态变化：取实验组对照组细胞，放入15 ml Ep管，4000 r/min 5min，弃上清，沉淀用PBS混匀，4000 r/ min 5min。如此重复三次后得细胞沉淀块进行如下操作：①固定：戊二醛2 h，PBS冲洗5 min 3次，锇酸2 h，PBS冲洗5 min 3次。②脱水：50%乙醇15 min，70%乙醇15 min，90%乙醇15 min，90%乙醇与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环氧树脂618包埋。⑤固化：37℃ 12 h、45℃ 12 h、60℃ 24 h。⑥超薄切片：修理细胞块后在LKB超薄切片机上用玻璃刀切片，厚度为5～10 nm。⑦染色：醋酸铀30 min，枸杞酸铅10 min。⑧电镜下观察细胞形态。
1．2．3 MTT比色法检测细胞活力：选取实验组对照组各6孔，实验组缺糖时间分别是1、3、9、24、48 h。每孔加15 μl MTT溶液，放入37℃5％CO2培养箱中培养4 h。100 μl异丙醇终止，室温30 min。酶标仪570 nm处测定OD值。
1．2．4 反转录聚合酶链式反应(reverse transcriptionpolymerase chain reaction，RTPCR)：选取实验组对照组细胞，将培养皿中的培养液彻底弃干净，加入1 ml RNAexReagent，将细胞并RNAexReagent一起移入15 ml离心管中。室温静置5 min，再加入200 μl氯仿，用力颠倒离心管以混匀。静置5 min后，12 000 r/min高速离心10 min。小心将上层水相移至15 ml离心管中，加入500 μl异丙醇，振荡混匀，室温静置8 min。高速离心5 min，小心弃上清。加入1 ml 75%乙醇，振荡片刻，7500 r/min离心5 min，小心弃上清。室温静置12 min使RNA沉淀恰好干燥，加入水溶解RNA。720分光光度计上测260 nm、280 nm的OD值，计算RNA的浓度。取等量RNA、OligdT、DEPC水共13 μ1。70℃加热8 min，立即将微量离心管冰浴至少1 min，然后加入下列试剂：5×buffer 5 μl，dNTPs5 μl，MMLVRT 1 μl，Rasin 1μl，轻轻混匀，放入37℃恒温水浴锅中60 min。90℃，2～3 min。50 μl反应体系：灭菌三蒸水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，混匀，7500 r/min离心30 s，石蜡油覆盖。PCR循环参数设置：预变性94℃ 350 s，变性94℃ 60 s，退火60℃ 60 s，延伸72℃ 60 s，再延伸72℃ 300 s，共35个循环。15%琼脂糖凝胶检测PCR扩增产物，Eagleeye凝胶成像分析仪检测。
2 结果
2．1 电镜观察结果 培养于DMEM完全培养基中的PC12细胞，细胞形态清晰，结构完整，细胞膜及核膜结构完整，界线清晰，有伪足(图1，7500倍)。培养于无糖培养液中24 h的PC12细胞，可见细胞膜发生皱缩、凹陷，染色质浓缩，聚集于不完整的核膜边缘，呈蝇眼状，核膜不完整，界线模糊(图2，7500倍)。
2．2 MTT检测结果 MTT是一种淡黄色的唑氮盐，为线粒体脱氢酶的底物，活细胞能将其还原成不溶于水的黑色结晶，结晶溶解于酸性异丙醇后通过测其OD值，可反映出活细胞数。(0为DMEM完全培养基培养的对照组细胞的MTT值，1、3、9、24、48分别为无糖培养1、3、9、24、48 h的PC12细胞的MTT值)。从图3看到随着无糖培养PC12细胞时间的延长，MTT值逐渐降低，在24 h左右其MTT值降低最明显，说明PC12细胞的存活率随着缺糖时间的延长而降低，在24 h左右变化最明显。实验组和对照组进行t检验，P＜001。
2．3 RTPCR结果 Bcl2基因(图4前面的条带，大小为349 bp)经PCR扩增后，15%的琼脂糖凝胶上电泳，在Eagle Eye Ⅱ 凝胶成像分析仪上可以看到图4的条带。为使实验有一定的可比性，设置内参βactina(图4后面的条带，大小为741 bp)，其中对照组亮度明显低于无糖培养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，提示无糖培养24 h里Bcl2基因先是上调表达，此后表达下调。Image软件测量以上各条带的灰度，结果如表1（P＜005）。表1 bcl2基因和βactina基因的灰度值及灰度比值（略）
3 讨论
脑缺血是一类发生率很高的脑血管疾病，建立合适的缺血模型探讨缺血后各种因素引起的神经细胞的损伤机制有着重要的价值［4］。细胞培养由于能够在条件相对恒定的培养箱中培养，受外界影响较小，又容易对各个因素分别予以添补或去除，成为一种重要的损伤模型。
本文选择大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(rat adrenal pheochromocytoma，PC12)细胞，运用无糖培养基，在体外模拟能量代谢障碍［5］研究PC12细胞缺糖损伤的分子生物学特征。结果显示，无糖处理后，细胞活力下降，电镜下可观察到典型的细胞凋亡特征。本文研究者还曾用流式细胞仪检测到细胞凋亡和坏死同时并存，24 h左右细胞凋亡达到最大。RTPCR方法检测了抑制细胞凋亡的基因Bcl2的表达，实验显示6~16 h时Bcl2表达量显著增高，此后表达量慢慢下降。本文为研究神经细胞损伤的分子机制奠定了基础，提供了研究脑缺血模型的科学数据。
参 考 文 献
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
关键词： 高中生物 核心概念教学 体系构建
生物学科核心概念教学涉及生物一般学概念、生物学重要概念和生物学核心概念的理解，高中生物教师必须掌握这些概念，并帮助学生构建生物学核心概念体系。
一、概念界定
对于概念的定义，《现代汉语词典》解释为“思维的基本形式之一，反映客观事物的一般的、本质的特征。人类在认识过程中，把所感觉到的事物的共同特点抽出来，加以概括，就成为概念”[1]。由此可见，概念是人脑对客观存在归纳推理分析得出的，共同具有某些特性或属性的事件、物体或现象的抽象概括。生物学概念是人脑对客观生物学对象归纳推理分析得出的，共同具有某些特性或属性的生物学事件、物体或现象的抽象概括。生物学重要概念是处于学科的中心位置的，它包括对学科的基本现象、基本规律、基本理论的理解和解释，对学科及相关科学具有重要的支撑作用的概念。生物学核心概念即那些能够展现当代生物学科图景的概念，这样的概念可以统摄学科的一般概念和重要概念，揭示学科概念之间的联系，具有统整学科知识的功能。
二、概念、重要概念、核心概念三者之间的关系
新课程标准要求通过学生核心概念体系的建立使学生形成生物学科观念。在具体的教学中我们可以运用生物学一般概念建构重要概念，通过重要概念建构核心概念。由于核心概念包含重要概念，原理、理论的基本理解和解释，重要概念居于处于学科的中心位置的一批概念，它包括对学科的基本现象、基本规律、基本理论的理解和解释，对学科及相关科学具有重要的支撑作用，可见生物学核心概念是生物学重要概念的上位概念，重要概念是生物学一般概念的上位概念。
三、高中生物核心概念教学
教师在备课时，先通读教材，熟练地掌握教科书的全部内容，了解全书的结构体系。《普通高中课程标准实验教科书》采用模块结构体系，如必修部分包括“分子与细胞”、“遗传与进化”和“稳态和环境”三个模块。模块是一个相对独立的综合化的学习单元，模块设计突出了单元“章”之上更集中和更上位的生物学主题。教学时可以把每个模块又具体地分为若干学科主题，在针对具体模块建立一般概念、重要概念和核心概念体系。例如把必修一“分子与细胞”的教学内容分为“确立细胞是最基本的生命系统”（第一章）、“分析细胞物质组成”（第二章）、“论证细胞是系统”（第三章）、“论证细胞是生命系统”（第四五章）和“系统的发生发展和消亡”五个学科主题。每一个学科主题可以确立一个核心概念，这样必修一就可以确立五个核心概念，如下：
（1）细胞是最基本的生命系统，生命系统既有统一性，又有多样性；
（2）细胞是由物质分子组成的，不同的物质具有不同的作用；
（3）细胞是物质分子的有机结合体，细胞的各种结构既分工又合作；
（4）细胞的生命活动需要物质和能量的推动；
（5）细胞有一个发生、发展、变化的过程，甚至还能够发育成一个新的个体（即细胞具有全能性）。
其次，教师要对每一个核心概念进行细化，将上位的核心概念拆分为若干重要概念，例如把“必修一”第一章的核心概念“细胞是最基本的生命系统，生命系统既有统一性，又有多样性”拆分如下：
（1）细胞是最基本的生命系统，生命系统既有统一性，又有多样性。
（2）细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
（3）能够独立完成生命活动的系统叫做生命系统。
（4）原核细胞是组成原核生物的细胞。这类细胞主要特征是没有以核膜为界的细胞核，同时也没有核膜和核仁，只有拟核，进化地位较低。
（5）真核细胞指含有真核（被核膜包围的核）的细胞。其染色体数在一个以上，能进行有丝分裂。
再次，教师以梳理出的重要概念为教学目标进行教学设计，在进行教学设计时要思考这些重要概念是以哪些生物学概念或生物学事实来支撑的，学生是否已经掌握这些概念。例如在进行必修一第一张第一节“走进细胞”的教学设计时教师就要回想学生在初中教材中学过的相关的重要概念，如下：
（1）细胞是生物体结构和功能的基本单位。
（2）动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构，以进行生命活动。
（3）相比于动物细胞，植物细胞具有特殊的细胞结构，例如叶绿体和细胞壁。
（4）细胞能进行分裂、分化，以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖。
（5）一些生物由单细胞构成，一些生物由多细胞构成。
（6）多细胞生物具有一定的结构层次，包括细胞、组织、器官和生物个体。
教师要思考学生在初中学过并掌握了的这些重要概念与高中要形成的重要概念之间的联系，利用这些概念帮助学生进行概念同化和掌握新概念。
四、结语
目前，研究者们通过一般概念和核心概念构建生物学核心概念体系，生物学核心概念相对于一般概念在数量上是远远小于一般概念的，朱晓琳在研究中筛选出生物必修部分的核心概念为15个[2]，可见在高中生物学教学过程中生物学核心概念往往需要较长时间才能形成，而不是一节课或是几节课就能构建的。所以在教学过程中有必要提出通过一般概念概念、重要概念和核心概念构建生物学核心概念体系。
参考文献：
篇3
【关键词】教学；细胞生物学；教学方法；多媒体技术
作为生物专业和生命科学的重要课程，细胞生物学一直都是相关领域的必修课程。将细胞生物学这门学科给教好，对于提高学生的专业素质、提升学生走向社会之后在职业生涯中的竞争力都是大有裨益的。然而鉴于细胞生物学这门课程本身的特征，即细胞生物学的研究对象是细胞，而细胞本身就是需要借助显微镜才可见的，因而也一直找不到能够适应这门学科的传统教学方法。随着现代教育的逐渐发展，多媒体技术[1]也越来越被广泛地应用于教学当中。利用多媒体技术进行细胞生物学的教学，可以使学生更加全方位地了解微观世界的生物细胞，进而大大提高教学质量。
一、细胞生物学概述
所谓“细胞生物学”，是指是在分子水平、亚显微水平和显微水平这三个层次上，研究细胞的结构和功能，以及各种生命规律的一门学科。细胞生物学通过使用近代物理学与化学的科技成果以及分子生物学的概念、方法，基于细胞水平来对生命活动进行研究，细胞生物学所研究的核心问题就是遗传及发育的问题。但是因为细胞生物学是对微观世界的探究，因此若要对其进行研究，就必须运用到显微镜。
正是由于细胞生物学的上述特征，使得在用传统方式进行细胞生物学的教学时，会出现很多的弊端；而在用多媒体技术进行细胞生物学教学时，则会显现出很多的优势。
二、传统细胞生物学教学方法中存在的问题
传统的教学方法就是书本加黑板，即老师在讲台上通过板书的形式，向坐在讲台下面的学生们传授书本中的知识。而一直以来，这种传统的教学方式也一直存在，并且在现今教学方式中仍然占据很重要的地位。这种传统的教学方法固然能够让学生们理解书中的某些知识，但是它还是存在很多的弊端的，尤其是当这种传统教学方式应用于像细胞生物学这种抽象的学科时，它所呈现的不足则更加明显了：
（1）细胞生物学是一门很抽象的学科，仅仅通过老师的板书和口授是达不到很明显的教学效果的，毕竟这门学科的研究对象是微观的细胞，是人的肉眼所不能看见的东西。如果教学方式仅仅停留在传统方式上，老师们只能通过口授或者是在黑板上以简单地图表来向学生们阐述细胞的结构，因此学生们是很难想象细胞的构造的，因而学生们不能够对细胞的功能有更为深刻的理解，这对于学生对相关知识的吸收是很不利的，因而教学质量也不会很理想。
（2）在授课过程中，老师们可能需要向学生们讲解细胞的具体构造，以便学生们对细胞各部分的功能会有一个详细的了解。为了使讲解能够更加生动和具体，老师可能需要在黑板上画出细胞结构的简略图，一方面由于黑板上所画的图都是二维的，没有立体感；另一方面，老师们画图的水平毕竟有限，不可能在黑板上画出比较清晰明了的细胞图，因此传统教学方式的教学效果不显著。
（3）一节课的时间是有限的，如果老师花过多的时间在板书的书写和画图上，就会浪费宝贵的上课时间，那么在原本就有限的时间内所能讲述的知识就更加的少了。既然时间利用率不高，那么自然教学质量也不会很理想了。
综上所述，若用传统的教学方法对细胞生物学这门学科进行授课，教学质量是不会很好的。这个时候，多媒体教学就显得有优势多了。因此，需要通过利用多媒体技术来进行细胞生物学课程的讲解。
三、利用多媒体技术进行教学的优点
科技的进步也推动了现代教育的发展，如今大部分学校都配备了多媒体教室，在多媒体教室老师可以通过多媒体技术向学生们授课。所谓多媒体教学方式，就是指将授课方式与计算机技术结合起来。通过多媒体技术，可以将原本抽象的知识形象化。在授课过程中，通过向同学们展示丰富多彩的、吸引眼球的图片、音频、视频等，充分调动了学生们在上课时的感官，使得原本枯燥的、抽象的知识变得生动、具体，增加同学们上课的兴趣，进而可以改善教学质量。
尤其是像细胞生物学这样抽象的学科，所研究的对象又是人的肉眼不可见的细胞，传统的教学方法不能够形象地向学生们展示细胞的内部构造以及细胞的变化等。因而，通过多媒体技术进行细胞生物学的教学，是有很多优势的：
（1）通过多媒体进行教学时，可向同学们展示相关的图片、视频和音频，充分调动同学们的感官，增大同学们可获取的信息量，让同学们了解更多关于细胞结构的知识。例如老师若要向同学们展示细胞有丝分裂的整个过程，在传统教学方法中，老师们可能需要在黑板上画出细胞有丝分裂各个阶段的图，以便向同学们解释各个阶段细胞的变化，这样做一方面浪费时间，另一方面如果老师在黑板上的图由于失误而画错了的话，还会误导学生。但是利用多媒体课件，并用形象的图片和适当的动画设置加以辅助，就可以形象生动地向学生们展示细胞有丝分裂时的整个过程，这样同学们对相关知识的记忆也会更加深刻。
（2）以前“填鸭式”的教学气氛，即老师在讲台上讲课，同学们在下面疯狂地记笔记，使得教学质量很不理想。然而通过多媒体技术，使得教学方式不再呆板，相反，会使得课堂气氛活跃，因而可以显著的改善教学效果。
（3）俗话说，“兴趣是最好的老师”。通过多媒体技术，将原本枯燥的细胞生物学这门科目变得生动和有趣，因而可以大大增加同学们对这门科目的兴趣，提高同学们对这门科目的记忆。同学们的兴趣提上去了，那么同学们学习这门科目的能力也就提上去了，教学质量也就会有相应的提升了。
（4）可以省去很多老师板书的时间，因而可以增加课堂的时间利用率，老师们也就可以有更多的时间去讲解更多的知识了，同学们所学习的也就多了。
（5）在传统的教学方式中，学生们在课堂上会由于忙于记笔记而没有很在意老师所讲的某些重要的知识点，这是得不偿失的。但是在多媒体教学方式中，老师们的授课都是有相应的课件的，学生们大可在课堂上认真听讲，只是适当地做笔记，不要忽略老师所讲的任何一个知识点，课后再向老师拷贝课件就可以了。
（5）在多媒体教学方式中，由于老师不再是在讲台上“疯狂”地板书，学生们也不再是在下面“疯狂”地做笔记，使得老师和同学们在课堂上有更多的时间进行互动和交流，学生们哪里没有理解得透就可以当场提出来，老师当场进行解惑，对于改善教学质量也是大有裨益的。因而，利用多媒体技术进行教学，会使得整个课堂的互动性更强。
四、将多媒体技术应用于细胞生物学教学中的具体做法
前已所述，将多媒体技术应用于细胞生物学这门学科的教学中，是有很多的优势的。那么如何将多媒体技术应用于细胞生物学的教学中呢？可从如下几个方面来说明：
（1）老师们要精心的制作多媒体课件，课件就相当于传统教学中的板书，老师是要根据课件进行课程的讲解的，因而课件的质量将直接影响整节课的质量。课件并不是文字和图片的简单罗列，相反，课件应当是老师在对本节课进行备课时，对知识进行梳理后，想好了怎样对知识进行编排有利于学生们的理解，再进行课件的制作。课件不宜做得太过花哨，否则会分散学生们在课堂上的注意力，反而不太好；但同时课件也不应该只是文字的堆积，否则这样的课件也就只是传统板书的电子版，也就达不到提高学生的学习积极性的目的了。因而课件制作，应当分清主次，并且有一定的逻辑。
（2）即使是利用多媒体进行授课，也要将多媒体技术与传统教学方式相结合，才能达到更好的效果。虽然传统的教学方式存在很多弊端和不足之处，但是却不能对这种传统教学方式进行全盘否认。例如在进行多媒体教学时，虽然通过图片和视频等会使同学们对知识的接受能力更强，但是有时候同学们还是会对某些知识点比较晦涩，这时候传统的板书就应当充当一个辅助作用了。毕竟老师对每个知识点的理解程度都会比学生更为深刻，通过板书和老师在黑板上做进一步的演示，学生们对某些知识点的理解才会更加的深刻。
（3）教学内容应当及时地更新，以便能够跟得上时代的步伐。由于学校的课本一般都是好几年前就已经出版了的，因而书本上很多的知识点或是描述得不够全面或是跟不上时代的步伐。尤其是像细胞生物学这样的学科，更新的频率是很快的。老师在进行备课时，应当将已经更新了的知识体现在所制作的课件中。在授课的过程中，就应当将这些书本中没有的新知识向学生们讲解。通过向学生们传授相关领域的比较新的知识和比较前沿的研究，可以让学生们掌握最新的知识，开阔学生们的眼界，打开学生们的思维，这对于学生们以后的职业生涯是有莫大的帮助的。
（4）国外对细胞生物学这一领域的研究是比国内做得要多的，所取得的成就也是优于我国的，因而在进行授课时，不应当仅仅局限于国内的研究成果，不能坐井观天，相反，应当放眼全世界，积极地吸收国外先进的研究成果，那样才会有进步。老师应当多看看国外的书籍，多了解国外对这门课程是如何讲解的，向外国人多借鉴和学习，同时也要鼓励学生们多看看国外的书籍。通过多媒体技术，利用图片、视频等，可以更好地向学生们展示国外相关领域的研究成果。
（5）在教学中要注意将多媒体教学和启发式教学相结合。多媒体授课的显著特征就是在授课过程中是需要用到课件的，而课件是可以设置各种动画效果的。因此为了充分调动学生们在课堂上的积极性，可以通过对动画效果做相应的设置而起到引导学生积极思考的效果。通过课件的启发，可使得学生们积极进行思考，会让教学效果事半功倍。
五、对于将多媒体技术应用于细胞生物学教学的展望
多媒体技术为现代教育的教学方式开辟了一条全新的道路，通过多媒体教学中所用到的形象的图片、音频及视频等，可以使抽象知识具体化、枯燥的课堂生动化、静态的学习动态化，因而可以使得教学质量有意想不到的提升。
前文已经详细地说明了利用多媒体技术进行细胞生物学这门课程的教学的优势以及具体做法，其实多媒体教学可以应用于任何一门课程的教学，只要能够以适当方式使用多媒体技术，并辅助以传统教学方法，就一定会取得更好的教学质量效果。
六、结论
细胞生物学是一门特殊的学科，它所研究的对象是人的肉眼所不能看见的细胞，这种特殊性也使得通过传统的教学方式进行教学是不能取到很好的效果的。随着科技的发展，现代教育也逐渐与计算机接轨，通过对媒体技术，可对该课程进行生动的讲解，即化抽象为具体、化枯燥为生动，从而提高同学们对细胞生物学这一学科的兴趣，进而可以提高教学质量。因而将多媒体应用于细胞生物学这门学科是有很多的益处的。
参考文献：
[1]姜成，李春丰，吕东云，等.多媒体技术在细胞生物学教学中的应用[J].黑龙江医药科学，2011（3）
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[3]杨先彬.浅谈多媒体在细胞生物学教学方面的应用[J].教改聚焦，2012（8）
[4]苏娟，訾晓渊，张树忠，等.浅谈因材施教在医学细胞生物学教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2011（26）
篇4
微生物学 microbiology 研究微生物形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动规律，以及与其他生物和环境相互关系的学科。
细菌学 bacteriology 研究细菌等原核生物的形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布、分类和进化等生命活动规律，及其在人类生产与生活中应用的微生物学分支学科。
立克次氏体学 rickettsiology 研究立克次氏体的形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布及其致病性的微生物学分支学科。
真菌学 mycology 研究真菌形态结构、生理生化、遗传变异、分类、进化和生态分布等生命活动规律及其应用的微生物学分支学科。
病毒学 virology 研究病毒的形态、结构、遗传变异、分类进化、感染免疫等的微生物学分支学科。
噬菌体学 bacteriophagology 研究噬菌体的形态、结构、感染复制、遗传变异等的微生物学分支学科。
系统学 systematics 研究物种之间亲缘关系的学科。
系统发育树 phylogenetic tree 又称“进化系统树”。依据系统发育构建的生物谱系分支之间相互关系的树状图，用以表示物种间的亲缘关系。
特征 character 又称“性状”。某一分类单元所具有的能与其他生物进行比较的各种特点。
祖征 plesiomorphy 祖先所拥有的特征状态。
共同祖征 symplesiomorphy 两个或两个以上分类单元共有的祖征。
独征 autapomorphy 又称“自有衍征”。仅在单一分类单元中存在的独有的衍征。
衍征 apomorphy 由祖征演化而来的特征状态。
分类 classification 根据微生物相互间的相似性或亲缘关系将其划归为合适的类群或单元的过程。
分类单元 taxon 生物分类系统中的任一等级。
分类等级 taxonomic rank 在经典的生物分类中，分类单元以相互包含的程度进行排列而形成的阶元。主要等级有界、门、纲、目、科、属、种。
模式 type 分类单元的名称所永久依附的实物要素，包括标本、图或在代谢不活跃状态下保存的培养物等。
模式标本 type specimen 在发表名称时被指定作为模式的标本。
菌毛 pilus 又称“纤毛”，曾称“伞毛”。多存在于革兰氏阴性菌细胞表面的丝状中空的蛋白质附属结构，比鞭毛短且细，数量较多，与细菌间或细菌和动物细胞黏附有关。
菌蜕 ghost 细菌细胞裂解后由细胞质膜组成的空囊。
荚膜 capsule 固定在细菌或酵母菌细胞壁外结构较致密且较厚的糖被。
菌落 colony 在固体基质表面或内部形成的紧密生活在一起肉眼可见的同一微生物物种的群体，或来源于同一细胞的一群细胞。
菌苔 lawn 在固体培养基上长成的一片密集的菌落。
菌膜 pellicle 在液体培养基表面由微生物生长形成的一层连续性或碎片性的膜。在酵母菌中曾称“［菌］醭（mycoderm）”。
芽孢 spore，gemma （1）又称“芽胞”。细菌在胞内形成的对不良环境条件具有强抗逆性能和有利于传播的无性休眠体。（2）卵菌中一种厚壁、有时不规则的细胞，与厚垣孢子相似的一种无性繁殖体。
支原体 mycoplasma 不具有细胞壁结构的一类可独立生活的细菌，兼性厌氧，有些是动、植物的病原体。
立克次氏体 rickettsia 专性寄生于真核细胞中，并有自主产能代谢系统的革兰氏阴性菌。
衣原体 chlamydia 专性寄生在原核细胞内，有细胞结构但无自主产能代谢系统的、对抗生素敏感的一类原核生物。
子囊菌 ascomycetes 菌丝有隔，有性生殖时在子囊内形成有性孢子的真菌类群。
核菌 pyrenomycetes， pyrnomycetes 产生子囊壳的子囊菌通称。
盘菌 discomycetes， cup fungi 产生子囊盘的子囊菌通称。
腔菌 loculoascomycetes 在子囊腔内形成子囊的子囊菌通称。
酵母菌 yeast 单细胞真菌的通称。无性繁殖主要通过芽殖或分裂进行。
半知菌［类］ deuteromycetes， imperfect fungi进行无性繁殖，尚未发现有性生殖的真菌。
担子菌 basidiomycetes 在担子上形成有性孢子的真菌类群。
伞菌 agaric 蘑菇目（Agaricales）真菌的通称。
菌丝 hypha 真菌或放线菌等形成的多细胞或单细胞管状细丝结构。
气生菌丝 aerial hyphae 在基质表面生长的菌丝。
营养菌丝 vegetative hyphae 基质内吸取营养的菌丝。
菌索 mycelial cord 营养菌丝组成的索状结构。
子实体 fruit body 又称“孢子果(sporocarp)”。真菌产生孢子的结构。
子座 stroma 由营养菌丝形成，在表面或内部形成子实体的密集结构。
子囊 ascus 子囊门真菌共有的囊状或袋状结构，是核配和减数分裂的处所，内部形成子囊孢子。
子囊果 ascocarp, ascoma 又称“囊实体”。含有子囊的产孢体。
子囊壳 perithecium， pyrenocarp 具有自身的壁结构并在顶端有真正孔口的封闭子囊果。
子囊盘 apothecium， discocarp 敞口的盘状子囊果。
担子果 basidioma， basidiome， basidiocarp 产生担子的子实体。
担子 basidium 担子菌特有的细胞或器官，核配及减数分裂的场所，表面产生一定数目的担孢子。
冬孢子堆 telium， teleutosorus 锈菌和黑粉菌在寄主植物组织中由双核细胞形成的产生冬孢子的结构。
夏孢子堆 uredinium 锈菌在寄主植物组织中由双核细胞形成的产生夏孢子的结构。
春孢子器 aecium， aecidiosorus 又称“锈［孢］子器”。锈菌在寄主组织内由双核细胞形成的产生锈孢子的结构。
孢囊果 sporangiocarp 含孢子囊的子实体。
孢子堆 sorus 聚集成团的孢子囊或孢子。
孢［子］囊 sporangium 全部原生质转化为不定数目孢子的袋状结构。
孢子 spore 真菌或细菌中能直接发育成新个体的微小繁殖单元。
篇5
【关键词】肿瘤；质子治疗；相对生物效应
Robert Wilson在1946年提出了用质子和治疗癌肿的思想[1]。此后Tobias在Berkeley的实验工作证实了Wilson的预言[2]。从20世纪50年代开始研究到现在为止，世界上已经设立有质子治疗装置30多台，治疗患者35000多人，取得了很好的治疗效果。最近几年世界上又有20多个单位提出建立质子治疗装置。2002年， 我国已开始引进装置（北京、山东），已加入了质子治疗的国际行列。从已有的治疗效果中，质子治癌作为放射治疗中的高技术，与其它放疗相比已经显示出它的特点。经过科学工作者近半个世纪的努力研究和实践， 质子治疗肿瘤技术已逐渐走向成熟。质子束的物理学和生物学特征决定了其能量大、穿透力强；用高度精确计算机技术控制，可以将Bragg峰调整到肿瘤区，释放能量，杀死肿瘤细胞，而途经的正常组织损伤小。目前，世界各国已经开始高度关注并发展和质子肿瘤治疗高新技术。
1.质子治疗的物理学特征
质子是氢原子失去电子后带有一个正电荷的粒子（H+）。荷能质子可以通过加速器加速得到。
1.1质子与生物分子的作用机制
质子辐射对肿瘤细胞的杀伤是质子与细胞内的物质之间的相互作用的结果。质子辐射对生物靶分子的损伤既有能量传递的直接作用， 也有通过水的辐射反应产生的大量自由基的间接作用。
（1） 直接作用（Direct action）：指射线直接将能量传递给生物分子，引起电离和激发，导致分子结构的改变和生物活性的丧失。
（2） 间接作用（Indirect action）：指射线首先作用于水，引起水分子的活化和自由基的生成，然后通过自由基作用于生物分子，间接造成其靶分子之活性损伤。质子束的LET低， 属于疏松电离辐射，间接作用占主导地位。
1.2 传能线密度（LET）
因为质子治疗涉及的质子能和生物介质的传递转换，并且辐射的生物效应的大小与线性能量转移值很重要的关系。 Zirkle等于1952年提出的线性能量转移（LET）的概念。LET定义为粒子在物质中单位距离（dx） 上的能量损失（dE） ， 可以用下式表示： LET= dE/dx， 国际单位是J/m， 习惯上用keV/um。
1.3 质子的Bragg峰
X射线，γ射线和电子等粒子能量沉积于组织是呈指数衰减的，当照射到肿瘤时肿瘤周围的正常组织会受到不同程度的损害，而在前端的范围内高能量的质子相对LET较小，但随着能量的减少质子能量损失增大，在射程末端能量的释放急剧增加，从而形成一个锋利的布拉格峰，尾部后面峰很尖锐，很少扩散到两侧，在颗粒的剂量范围内的射程末端迅速下降到零。因此，质子相比于常规辐射有两个明显的优点：1）质子在肿瘤性病变的布拉格峰的精确对准。2）布拉格峰在其范围的结束急剧下降，这可以保证肿瘤后面正常细胞基本上没有任何伤害。因此，质子治疗的深度剂量分布是非常有利于肿瘤治疗的，根据体内肿瘤深度以选择质子的能量，以使布拉格峰的位置落在肿瘤而不伤害健康组织。
2.相对生物学效应
辐射损伤的程度不仅依赖于吸收剂量、而且还跟其它两个参数： OER和LET有关。不同类型的辐射产生的生物学效应有明显的差别， 在放射生物学中通常用相对生物学效应（ RBE）来表示这种辐射损伤的程度的差别。
由于X射线的辐射生物学已有上百年的实验积累，所以RBE通常以250kV的X射线作参照标准。在用带电离子杀伤癌细胞时， RBE对癌细胞的灭活是一个重要的参数。RBE的数值依赖于辐射类型、所选生物学终点效应以及该生物学效应的定量水平， 最好在平均灭活剂量下进行RBE比较。
2.1氧效应和氧增比
氧增比： 氧是一种辐射增敏剂， 它的存在能够增强辐射效应。受到照射的生物系统的辐射效应随介质中氧浓度的增加而增加， 这种效应称为氧效应[3]。一般用氧增比（OER） 来衡量氧效应的大小。OER定义为得到一定的生物效应乏氧情况和有氧情况下所需辐射剂量的比值。
氧效应是放射生物学的基本问题之一。但是其作用机制还没有完全弄清楚。现有的生化机理有如下几种：
（1）电子转移假说。氧分子含有两个未配对的电子， 它相当于一个双自由基， 当电离辐射使靶分子电离， 同时产生游离电子， 游离电子转移到一个电子陷阱部位而造成靶分子损伤， 氧能与这些游离电子反应， 防止其重新回到原位， 而使靶分子的损伤固定和加重。
（2）氧固定理论。在充氧的溶液中， 当电离辐射在靶分子中诱发了自由基， 如果在照射时靶分子附近存在氧， 那么， 这些辐射引起的自由基将迅速与氧发生链式反应。
因为许多辐射产生的靶分子自由基的寿命是极短促的， 在照射前或照射当时就必须有氧存在以便有效地与自由基起反应使辐射损伤基固定下来， 这些化合物是有毒物质， 在辐射过程中它们的积累将产生进一步的损伤。
3.辐射所致细胞死亡及DNA双键断裂效应
辐射诱导的细胞死亡： 根据细胞的形态及周期， 可以分为2类：
（1） 非增殖的细胞。如神经细胞、肌肉细胞等。
（2） 具有完整增殖能力的分裂细胞。如癌细胞、干细胞、离体培养的细胞等。
一般来说， 对于非增殖细胞， 要破坏其必需功能较大的照射剂量， 而使增殖细胞丧失其增殖能力， 通常用低于2Gy的照射剂量即可达到目的。
在放射生物学中， 传统上将细胞死亡分为2类：
（1） 生殖死亡。这种类型的死亡和分裂细胞有关。
（2） 间期死亡。这种类型的死亡主要是不发生分裂的或缓慢分裂的细胞。
临床上总剂量分为小剂量（2-4Gy） 分次照射，当单次用大剂量照射细胞时即使分裂细胞也能经受住间期死亡， 然而大部分的肿瘤细胞和健康组织的细胞将发生分裂期死亡， 这证明辐射诱导的死亡与DNA分子有关。
辐射诱导的细胞死亡的机制： 由于DNA是细胞增殖、遗传的重要物质基础， 是引起细胞一系列生化、生理变化的关键性物质， 因此， DNA损伤势必改变遗传信息， 或者破坏遗传信息的完整性。辐射效应也就不仅影响细胞本身， 而是随细胞的增殖延续。所以， 普遍认为DNA是射线作用的靶分子， 大量的实验事实也支持这样的观点[4]。
质子对DNA的原发损伤包括碱基的多种类型损伤， 糖基的破坏， DNA链断裂， DNA链交联等[4]。由于碱基、戊糖和磷酯的损伤最终都可能导致DNA链的断裂， 而链断裂中双链断裂相对较难修复而且修复时发生突变的可能性大， 早在1977年Ritter 就意识到未修复的DNA链断裂是导致细胞失活的重要因素， 以后的进一步研究表明， 双链断裂是电离辐射诱导的生物效应中最重要的原发损伤， DNA双链断裂损伤是辐射所致细胞死亡的关键损伤[6，7]。
参考文献：
[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
[关键词] 系统生物学；基因组学；蛋白质组学；计算生物学
[中图分类号] R34 [文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2008）09（b）-020-03
近代生物学研究主要是以分子生物学和细胞生物学研究为主。研究方法皆采用典型的还原论方法。目前为止，还原论的研究已经取得了大量的成就，在细胞甚至在分子层次对生物体都有了很具体的了解，但对生物体整体的行为却很难给出系统、圆满的解释。生物科学还停留在实验科学的阶段，没有形成一套完整的理论来描述生物体如何在整体上实现其功能行为，这实际上是还停留在牛顿力学思想体系的简单系统的研究阶段。但是生物体系统具有纷繁的复杂性[1，2]。尽管对一个复杂的生物系统来说，研究基因和蛋白质是非常重要的，而且它将是我们系统生物学的基础，但是仅仅这些尚不能充分揭示一个生物系统的全部信息。这种研究结果只限于解释生物系统的微观或局部现象，并不能解释系统整体整合功能的来源，不能充分揭示一个生物系统的信息，且忽略了系统中各个层面的交互、支持、整合等作用,限制了生物学研究的发展。在这种现状下，20世纪末人类基因组计划完成后，生物学领域的科学家都在考虑一个问题：未来生物学研究的方向在哪里？为此学术界也不乏辩论。得出的共识是：生物学的发展未来主要面对如下问题：(1)如何弄清楚单一生物反应网络，包括反应分子之间的关系、反应方式等；(2)如何研究生物反应网络之间的关系，包括量化生物学反应及生物反应网络；(3)如何利用计算机信息及生物工程技术进行生物反应，生物反应网络，乃至器官及生物体的重建。
早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系统理论(general systems theory)，他在文章中指出生物体是一个开放系统，对其组成及生物学功能的深入研究最终需要借助于计算机和工程学等其他分支学科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood创立的系统生物学(systems biology)则是在以还原论为主流的现代生物学中反其道而行之，把这种以整体为研究对象的概念重新提出。他给系统生物学赋予了这样的定义，系统生物学(systems biology)是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。换言之，以往的实验生物学仅关心基因和蛋白质的个案，而系统生物学则要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。显然，系统生物学是以整体性研究为特征的一种大科学，是生物学领域革命性的方法论。以胡德的观点，基因、蛋白质以及环境之间不同层次的交互作用共同架构了整个系统的完整功能。因此，用系统的方法来理解一个生物系统应当成为并正在成为生物学研究方法的主流。利用系统的方法对其进行解析，综合分析观察实验的数据来进行系统分析。具体通过建立一定的数学模型，并利用其对真实生物系统进行预测来验证模型的有效性，从而揭示出生物体系所蕴涵的奥秘，这正是生物学研究方法的关键所在。
1 系统生物学的主要研究内容
系统生物学主要研究实体系统(如生物个体、器官、组织和细胞)的建模与仿真、生化代谢途径的动态分析、各种信号转导途径的相互作用、基因调控网络以及疾病机制等[4，5]。
系统生物学的首要任务是对系统状态和结构进行描述，即致力于对系统的分析与模式识别，包括对系统的元素与系统所处环境的定义，以及对系统元素之间的相互作用关系和环境与系统之间的相互作用的深入分析。具体如生物反应中反应成分之间的量的关系，空间位置，时间次序，反应成分之间的因果关系，特别是反馈调节和变量控制等有关整个反应体系的问题等。其次要对系统的演化进行动态分析，包括对系统的稳态特征、分岔行为、相图等的分析。掌握了系统的基本演化机制，使系统具有目标性和可操作性，使之按照我们所期望的方向演化，也有助于我们重新构建或修复系统，为组织工程学的组织设计提供指导。另外，系统科学对生物系统状态的描述是分层次的，对不同层次进行的描述可能是完全不同的；系统科学对系统演化机制的分析更强调整体与局部的关系，要分析子系统之间的作用如何形成系统整体的表现、功能，而且对系统整体的每一行为都要找出其与微观层次的联系。
系统生物学的研究包括两方面的内容。首先是实验数据的取得，这主要包括提供生物数据的各种组学技术平台，其次是利用计算生物学建立生物模型。因此科学家把系统生物学分为“湿”的实验部分（实验室内的研究)和“干”的实验部分（计算机模拟和理论分析)。“湿”、“干”实验的完美整合才是真正的系统生物学。
系统生物学的技术平台主要为各种组学研究。这些高通量的组学实验构成了系统生物学的技术平台。提供建立模型所需的数据，并辨识出系统的结构。其中包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学计算生物学通过建模和理论探索。可以为生物系统的阐明和定量预测提供强有力的基础。计算生物学包括数据开采和模拟分析。数据开采是从各实验平台产生的大量数据和信息中抽取隐含其内的规律并形成假说。模拟分析是用计算机验证所形成的假说，并对拟进行的体内、体外生物学实验进行预测，最终形成可用于各种生物学研究和预测的虚拟系统。计算生物学涉及一些新的数学原理和运算规则，需要物理和数学来研究生物学的最基本的原理，也需要计算科学、信息学、工程学等进行生物工程重建和生物信息传递的研究。
2 系统生物学的研究思路及特点
系统生物学识别目标生物系统中的各种因素，然后构架一个系统模型，在其中赋予这个生物系统能动性。在此模型中研究细胞、组织、器官和生物体整体水平，研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。系统生物学最大的特点即整合。这里的整合主要包括三重含义。首先，把系统内不同性质的构成要素(DNA、mRNA、蛋白质、生物小分子等)整合在一起进行研究；其次，对于多细胞生物，系统生物学要实现从基因到细胞、到器官、到组织甚至是个体的各个层次的整合。第三，研究思路和方法的整合。经典的分子生物学研究是一种垂直型的研究，即采用多种手段研究个别的基因和蛋白质。而基因组学、蛋白质组学和其他各种“组学”则是水平型研究，即以单一的手段同时研究成千上万个基因或蛋白质。而系统生物学的特点，则是要把水平型研究和垂直型研究整合起来，成为一种“三维”的研究[6]。
3 系统生物学的研究方法
系统生物学最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系统生物学的发展正是由于对生物系统的干扰手段不断进步促成的。干涉主要分为从上到下(top-down)或从下到上(bottom-up)两种。从上到下，即由外至里，主要指在系统内添加新的元素，观察系统变化。例如，在系统中增加一个新的分子以阻断某一反应通路。而从下到上，即由内到外，主要是改变系统内部结构的某些特征，从而改变整个系统，如利用基因敲除，改变在信号传导通路中起重要作用的蛋白质的转录和翻译水平[7]。
目前国际上系统生物学的研究方法根据所使用研究工具的不同可分为两类：一类是实验性方法，一类是数学建模方法。实验性方法主要是通过进行控制性的反复实验来理解系统[8，9]。首先明确要研究的系统以及所关注的系统现象或功能，鉴别系统中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白质等，并收集所有可用的实验数据，建立一个描述性的初级模型(比如图形的)，用以解释系统是如何通过这些元素及其之间的相互作用实现自身功能的。其次在控制其他条件不变的情况下，干扰系统中的某个元素，由此得到这种干扰情况下系统各种层次水平的一些数据，同时收集系统状态随时变化的数据，整合这些数据并与初级模型进行比较，对模型与实际之间的不符之处通过提出各种假设来进行解释，同时修正模型。再设计不同的干扰，重复上面的步骤，直到实验数据与模型相一致为止。
数学建模[10，11]方法在根据系统内在机制对系统建立动力学模型，来定量描述系统各元素之间的相互作用，进而预测系统的动态演化结果。首先选定要研究的系统，确定描述系统状态的主要变量，以及系统内部和外部环境中所有影响这些变量的重要因素。然后深入分析这些因素与状态变量之间的因果关系，以及变量之间的相互作用方式，建立状态变量的动态演化模型。再利用数学工具对模型进行求解或者定性定量分析，充分挖掘数学模型所反映系统的动态演化性质，给出可能的演化结果，从而对系统行为进行预测。
4 当代系统生物学研究热点
基因表达、基因转换开关、信号转导途径，以及系统出现疾病的机制分析等四个方面是目前系统生物学研究的主要阵地。
基因组医学(genomic medicine)是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的革命。生命科学和临床医学结合，将人类基因组研究成果转化应用到临床实践中，是后基因组时代最重要的研究方向之一。人类基因组计划从完成和多种疾病相关的基因研究发现，迅速进入到蛋白质组学、染色体组和人类疾病基因的研究，通过单基因或复杂多基因疾病的相关基因研究和疾病易感因素分析，达到揭示基因与疾病的关系之目的；遗传背景与环境因素综合作用对疾病发生发展的影响；为疾病的诊断、预防和治疗、预后和风险预测提供依据。基因组医学将大大提高我们对健康和疾病状态的分子基础的认识，增强研制有效干预方法的能力。
后基因组(post-genome)的交叉学科研究是目前生命科学研究的前沿。交叉学科是一个新的研究领域，范围非常广阔，如基因组、蛋白质组、转录组等等，从而出现许多新的交叉学科。
细胞信号转导(signal transduction)的研究是当前细胞生命活动研究的重要课题。细胞信号转导蛋白质组学是功能蛋白质组学的重要组成部分。系统地研究多条信号转导通路中蛋白质及蛋白质间相互关系及其作用规律，细胞信号转导通路网络化，其作用模式、通路、功能机制、调控多样化，细胞信号转导结构、功能、途径的异常在癌症、心血管疾病、糖尿病和大多数疾病中起重要作用。对细胞信号转导机制的了解，已成为创新药物、防病治病的关键。细胞信号转导不是一门单一学科，而是多种学科，如细胞学、生物化学、生物物理学和药理学等多学科的交叉学科。
5 现阶段系统生物学存在的问题
目前的系统生物学研究还只是初步使用动力学建模方法来定量描述系统的动态演化行为，这种方法对简单巨系统是适用的，但是在运用到复杂适应性系统时就会表现出很多的局限性，有很多问题就不能解决。生物体系统的复杂程度超乎我们的想象，现阶段不宜研究整个生物体系统，可以从研究“小系统”(生物体中具有一定功能、相对独立的部分，将其看成一个“系统”)开始，当然如何正确地分析这个小系统本身也不是件易事。
5.1现有技术水平的限制
着眼于整体的系统生物学对技术、仪器的依赖性大大超过传统的分子生物学。高通量、大规模的基因组及蛋白质组等的发展都是建立于新技术、新仪器出现基础之上。就目前的技术水平来讲，距系统生物学所要求达到的理想水平还相差很远。由于技术发展的不均衡造成了系统中各个水平上的研究不均衡。基因组和基因表达方面的研究已经比较成熟，而在其他水平如蛋白质、小分子代谢物等的研究仍处于起步阶段。各种蛋白质在数量上的巨大差异是全面分析低丰度蛋白质的一大障碍。而低丰度蛋白往往是最重要的生物调节分子，如何加强对低丰度蛋白的高通量研究，将是对蛋白质组应用前景的重要保障。同样，如何研究系统内存在的非遗传性分子即细胞中存在的成百上千的独立的代谢底物及其他各种类型的大小分子，它们在基因表达、酶的构象形成等方面有着重要作用。建立适当的方法来系统检测这些分子的变化是系统生物学能否发展的关键。
5.2分析水平的限制
系统的复杂性决定了全面分析的复杂性。人类基因组计划的实施提供了庞大的信息资源，已让人眼花缭乱，而对于较核苷酸复杂得多的蛋白质及代谢物等的分析将是更大的挑战。如何系统而详尽地为公共数据库中的信息加上注解，对这些复杂数据进行储存和分析将成为系统生物学发展的瓶颈。
[参考文献]
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篇7
一、教学目的要求
(一)要求学生比较系统地掌握关于细胞、生物的新陈代谢、生物的生殖和发育、生命活动的调节、遗传和变异等方面的基础知识，以及这些知识在农业、医药、工业、国防上的应用。
(二)通过生物学基础知识的学习，使学生受到辩证唯物主义和爱国主义思想的教育。
(三)要求学生掌握使用高倍显微镜，做简单的生理实验等的基本技能。
(四)培养学生自学生物学知识的能力，观察动植物的生活习性、形态结构、生殖发育的能力，分析和解释一些生物现象的初步能力。
二、确定教学内容的原则
(一)从学生今后进一步学习和参加社会主义现代化建设的需要出发，认真选取生物学基础知识：选取生物的结构和生理的知识。结构知识是理解生理知识的基础。生理知识是阐明生物的新陈代谢，生长、发育和生殖等的基础知识。因此，必须重视选取形态结构和生理的知识。
(二)选取生物学基础知识，必须做到理论密切联系实际。
1.选取生物学基础知识，要密切联系工农业生产实际。生物学是农业、畜牧业和医学等方面实践的理论基础，通过学习生物学知识，要使学生知道生物与生产的关系十分密切，应该利用和改造有益的生物，防除有害的生物。
2.要密切联系各地的自然实际。由于我国幅员广大，各地的生物种类有很大差别。因此，所选取的植物和动物，既要重视其典型性，又必须尽可能是各地比较常见的，以便学生可以直接观察到这些动植物和了解这些动植物的生活规律。
3.选取的生物学基础知识，要密切联系学生的日常生活实际，使学生加深对生物学知识的理解，同时更加深刻地认识学习生物学的意义。
(三)适当选取反映现代生物科学水平的生物学基础知识。
现代生物科学发展很快，生物课必须重视用现代生物科学的观点来阐述教学内容，并且适当地增加反映现代生物科学水平的知识内容，使学生对生物科学发展的现状有个初步的认识，为他们进一步学习现代生物科学知识和参加工农业生产打下必要的基础。
三、班级现状分析
本学期我任教高二（2）、（3）、（4）三个班级，三个班级人数分别为：46、45、46人，虽然通过班主任，我对个班的现状有了一点了解，但由于生物是从高二开始的起始课程，所以具体情况还不能下定论。
四、教学进度安排
高中阶段学习的生物学知识，是在初中生物教学内容的基础上进行的，学习生物的基本特征，侧重于生命活动的共同规律的内容。主要包括细胞、新陈代谢及其调节、生殖和发育、遗传和变异的知识。初中和高中两个阶段所学的生物学基础知识，既有所分工、又互相衔接，高中生物学是初中生物学知识的综合、概括和提高。
高中二年级开设的生物必修课（第一学期），每周2课时，共计34课时。讲述细胞、生物的新陈代谢、生物的生殖和发育、生命活动的调节、遗传和变异等生物学基础知识。
五、教学内容及其课时安排
高中生物必修课教学进度
单元
知 识
学生实验
课时
要 点
教学要求
项 目
绪论
生物的基本特征
生物科学的新进展
高中生物课学习的要求和方法
B
A
A
2
生命的物质基础
组成生物体的化学元素
组成生物体的化合物
B
C
实验：显微镜的结构和使用；生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定。
2+1+1
生命的基本单位-细胞
细胞主要的亚显微结构和功能
细胞周期
细胞分裂
B
C
A
实验：
1．颤藻和水绵细胞的比较观察
2．植物细胞的有丝分裂。
2+1+2+1
生物的新陈代谢
光合作用的发现，光合作用及其重要意义
根对水分的吸收和利用
植物的矿质营养
动物的营养
呼吸作用
A
B
B
B
B
实验：
1．叶绿体色素的提取和分离
2．植物细胞的质壁分离与复原。
2+5
应激性和生命活动的调节
植物生命活动的调节
高等动物的激素调节
高等动物的神经调节
A
A
B
1+1+2
生殖和发育
减数分裂和配子的形成
A
2
具体教学内容如下：
绪 论
生物的基本特征(细胞结构，新陈代谢，生长现象，应激性，生殖和发育，遗传和变异，生物与环境的相互影响)的概述。
生物学的研究对象和发展方向。学习生物学的重要意义。
说明：生物学的研究对象和发展方向，只要求学生作一般了解。
一、细胞
细胞的发现。细胞学说。原生质的概念。
细胞的化学成分：水，无机盐，糖类， 脂类，蛋白质，核酸；上述物质特别是蛋白质和核酸的重要作用，构成细胞的化学元素。
细胞的结构和功能：原核细胞和真核细胞的区别。真核细胞的亚显微结构——细胞膜，细胞质(其中含有线粒体、质体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体等细胞器)，细胞核(核膜、核仁、核液和染色质)。细胞各个组成部分的功能。一个细胞是一个有机的统一整体。细胞的分裂：无丝分裂。有丝分裂——细胞周期；细胞的分裂期分为前期、中期、后期、末期，各个分裂期的细胞核结构变化的特点。动物细胞和植物细胞的有丝分裂过程的异同。有丝分裂的重要意义。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。
〔实验〕用高倍显微镜观察植物细胞的有丝分裂，初步学会使用高倍显微镜。
说明：在《细胞》中，以下内容只要求学生作一般了解。
1.细胞的发现，细胞学说，原生质的概念。
2.内质网、核糖体、高尔基体、中心体等细胞器。一个细胞是一个有机的统一整体。
3.无丝分裂。减数分裂是一种特殊方式有有丝分裂。
二、生物的新陈代谢
新陈代谢的概念。同化作用和异化作用的概念。
绿色植物的新陈代谢：水分代谢——细胞在形成液泡以前靠吸胀作用吸水；细胞在形成液泡以后主要靠渗透吸水。渗透吸水的原理。渗透作用的概念。质壁分离和质壁分离复原。水分散失的方式和意义。
矿质代谢——植物需要的元素(大量元素和微量元素)。根吸收矿质元素的过程——交换吸附。植物对离子的选择吸收。矿质元素的利用。
光合作用——光合作用的重要意义。高等植物叶绿体中的色素及其作用。光合作用的过程(光反应，暗反应)。ATP(三磷酸腺苷)的简式，ATP与ADP(二磷酸腺苷)的相互转变。
呼吸作用——呼吸作用与光合作用的本质区别。呼吸作用的生理意义。呼吸作用的过程(有氧呼吸和无氧呼吸的过程)。有氧呼吸的过程与无氧呼吸的过程的异同。
动物的新陈代谢：体内细胞的物质交换——单细胞动物与外界环境直接进行物质交换；多细胞动物(如哺乳动物)的体内细胞通过内环境与外界环境间接进行物质交换。
物质代谢——食物的消化(单细胞动物、低等的多细胞动物、高等的多细胞动物消化食物的特点。哺乳动物的消化过程概述)。营养物质的吸收(小肠在形态结构上适于吸收的特点，营养物质的吸收过程)。物质代谢的过程(糖类代谢、蛋白质代谢的过程概述)。
能量代谢——气体交换(单细胞动物和多细胞高等动物进行气体交换的特点)。能量的释放、转移和利用。高等动物在缺氧状态下通过无氧呼吸获得能量。
新陈代谢的基本类型：同化作用的两种不同类型(自养型、异养型的概念和特点)。异化作用的两种不同类型(需氧型、厌氧型的概念和特点)。
〔实验〕(1)观察植物细胞的质壁分离和复原。
(2)观察根对矿质元素离子的交换吸附现象。
(3)叶绿体中色素的提取和分离。
说明：1.在《生物的新陈代谢》中，以下内容只要求学生作一般了解。
(1)细胞在形成液泡以前靠吸胀作用吸水。渗透吸水的原理。*渗透作用的概念。
(2)根吸收矿质元素的过程——交换吸附。
*(3)植物对离子的选择吸收。
(4)呼吸作用的过程(有氧呼吸和无氧呼吸的过程)。有氧呼吸的过程与无氧呼吸的过程的异同。
(5)单细胞动物与外界环境直接进行物质交换。
(6)单细胞动物、低等的多细胞动物、高等的多细胞动物消化食物的特点。
三、生命活动的调节(4∶0)
植物生命活动的调节：生长素的发现。植物的向光性和向光性形成的原因。生长素的生理作用及其在实践上的意义。
动物生命活动的调节：高等动物的激素调节(甲状腺激素、性激素、生长激素的分泌部位和生理作用)。昆虫的激素调节(内激素、外激素的分泌部位和生理作用，昆虫激素在生产上的应用)。神经调节(神经系统的调节功能)。≤第一范文 网整理该文章，版权归原作者、原出处所有≥
说明：在《生命活动的调节》中，以下内容只要求学生作一般了解。
*1.生长素的发现。
*2.昆虫的激素调节。
四、生物的生殖和发育(9∶0)
生物的生殖。生殖的概念。
生殖的种类：无性生殖(分裂生殖，孢子生殖，出芽生殖，营养生殖)；有性生殖(配子生殖中的卵式生殖)。这些生殖方式的特点和概念。
减数分裂与有性生殖细胞的成熟：减数分裂的概念和意义。的形成过程。卵细胞的形成过程。受精作用的概念和意义。
生物的发育。发育的概念。
植物的个体发育(以荠菜为例)：胚的发育过程，胚乳的发育过程。
动物的个体发育(以蛙为例)：胚的发育过程(包括卵裂、囊胚、原肠胚各期)，各种组织、器官和系统的形成。胚后发育。胚的发育与环境的关系。
说明：在《生物的生殖和发育》中，以下内容只要求学生作一般了解。
*1.生殖的种类。
*2.无性生殖和有性生殖方式的特点和概念。
*3.植物的个体发育(以荠菜为例)。
1.在高中二年级学习高中生物知识的基础上，以下内容要求掌握：
（一）生命的基础
细胞的化学成分——水，无机盐，糖类，脂类，蛋白质，核酸；上述物质特别是蛋白质和核酸的重要作用，构成细胞的化学元素。
原核细胞和真核细胞的区别。真核细胞的亚显微结构——细胞膜，细胞质(其中含有线粒体、质体)，细胞核(核膜、核仁、核液和染色质)。细胞各个组成部分的功能。
有丝分裂——细胞周期；细胞的分裂期分为前期、中期、后期、末期，各个分裂期的细胞核结构变化的特点。动物细胞和植物细胞的有丝分裂过程的异同。有丝分裂的重要意义。
2.在高中二年级生物课中作为一般了解的以下教学内容，要求达到掌握：
内质网、核糖体、高尔基体、中心体等细胞器。一个细胞是一个有机的统一整体。
无丝分裂。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。
3.〔实验〕用高倍显微镜观察植物细胞的有丝分裂，学会使用高倍显微镜。
(二)生物的新陈代谢(5∶2)
1.在高中二年级学习高中生物知识的基础上，以下内容要求掌握：
新陈代谢的概念。同化作用和异化作用的概念。
细胞在形成液泡以后主要靠渗透吸水。质壁分离和质壁分离复原。水分散失的方式和意义。植物需要的元素(大量元素和微量元素)。矿质元素的利用。
光合作用的重要意义。高等植物叶绿体中的色素及其作用。光合作用的过程(光反应、暗反应)。ATP(三磷酸腺苷)的简式，ATP与ADP(二磷酸腺苷)的相互转变。
呼吸作用与光合作用的本质区别。呼吸作用的生理意义。
多细胞动物(如哺乳动物)的体内细胞通过内环境与外界环境间接进行物质交换。
哺乳动物的消化过程概述。营养物质的吸收(小肠在形态结构上适于吸收的特点，营养物质的吸收过程)。物质代谢的过程(糖类代谢、蛋白质代谢的过程概述)。
气体交换(单细胞动物和多细胞高等动物进行气体交换的特点)。能量的释放、转移和利用。高等动物在缺氧状态下通过无氧呼吸获得能量。
3.在高中二年级生物课中作为一般了解的以下教学内容，要求达到掌握：
细胞在形成液泡以前靠吸胀作用吸水。渗透吸水的原理。
根吸收矿质元素的过程——交换吸附。
呼吸作用的过程(有氧呼吸和无氧呼吸的过程)。有氧呼吸的过程与无氧呼吸的过程的异同。单细胞动物与外界环境直接进行物质交换。
单细胞动物、低等的多细胞动物、高等的多细胞动物消化食物的特点。
4.〔实验〕(1)观察植物细胞的质壁分离和复原。
(2)观察根对矿质元素离子的交换吸附现象。
(3)叶绿体中色素的提取和分离。
(三)生命活动的调节(2∶0)
在高中二年级学习高中生物知识的基础上，以下内容要求掌握：
植物的向光性和向光性形成的原因。生长素的生理作用及其在实践上的意义。
高等动物的激素调节(甲状腺激素、性激素、生长激素的分泌部位和生理作用)。神经调节(神经系统的调节功能)。
(四)生物的生殖和发育(3∶0)
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在高中二年级学习高中生物知识的基础上，以下内容要求掌握：
生物的生殖。生殖的概念。
减数分裂的概念和意义。的形成过程。卵细胞的形成过程。受精作用的概念和意义。
生物的发育。发育的概念。
五、提高教学质量的具体措施
1、认真抓好生物学基础知识的教学。
高中生物学的知识，内容比较系统、全面。在课前要认真分析教材，掌握教材的重点、难点，研究学生的生理、心理的特点和学习规律，通过课堂教学、实验、课外作业等各个教学环节，努力培养学生的学习兴趣，启发学习的自觉性，在充分调动学生积极性的情况下，引导他们认真学好生物学基础知识，做到正确理解，巩固记忆，举一反三，为他们今后进一步学习有关专业知识和参加工作打下较好的知识基础。
2、重视对学生进行思想教育。
高中生物学的教学内容，十分重视对学生进行进化观点和生态学观点的教育。教师在教学过程中，应该结合高中生物学知识的讲述，对学生进行这两个观点的教育，要使学生理解现今世界上形形的动植物都是逐渐进化来的，一切生物和它们的生活环境都是分不开的，生物必须依赖于它们的环境而生活，而生物的生命活动反过来又时时刻刻在改变着环境，从而对学生进行辩证唯物主义教育。再有，通过讲述祖国丰富的动植物资源，我国古代的和现代的生物科学的成就，对学生进行爱国主义思想教育。
3、重视对学生进行生物学基本技能的训练和能力的培养。
生物学是一门实验科学，实验、观察、标本的采集和制作等在生物教学中有十分重要的地位。这些教学手段对于培养学生学习生物学的兴趣，更好地理解生物学基础知识，掌握实验基本技能，发展他们的智力和培养能力，都有重要的作用。教师一定要积极创造条件，尽可能让学生亲自动手、多实践。教师对教学大纲和教材中规定的学生课外作业也要妥善安排，并指导学生认真完成。通过教学的各个环节和课外活动，努力培养学生的自学生物学知识的能力、观察能力、科学地分析和解释一些生物现象的能力。
4、加强直观教学
直观教学是帮助学生更好地理解教学内容、调动学生学习积极性、巩固记忆的重要方法之一。在实际教学中，我要积极地自制直观教具，密切结合教学内容使用教学挂图、标本、模型、幻灯和教学电影等进行教学。
5、坚持理论密切联系实际
要重视密切联系本地区动植物种类的实际进行教学。教师在教学过程中，应该密切结合本地区的实际情况，选择或者补充讲述当地常见的和对经济发展有重要意义的动植物种类。
6、积极组织和指导生物学课外科技活动。
篇8
关键词：高中生物教学；生物概念；教学策略
生物概念是人类在学习和探索生命科学的过程中，通过观察、实验、分析、综合后对生物表象及其内部生理机制的概括总结。生命科学中的原理、规律和生命现象都是通过概念得以清楚阐释，新课改下的生物课程标准对概念教学提出了更为详细的要求和指导，旨在将概念与生活实践或实验活动紧密联系，并提出了具体的活动建议。针对不同的生物学概念，教师采用恰当的方法帮助学生探究，更有利于学生学习生物学的理论知识和研究方法，发散思维、积极创新。
一、概念教学的策略
1.类比法
类比法就是将抽象的生物概念类比成学生已经掌握的概念，并且两者的某些特征相似，使概念具体形象化。例如，将细胞有丝分裂的周期比喻成时钟的周期，强调周期的起点终点相同、连续性、顺序性。又如，氨基酸的相关公式，氨基酸的数目减去肽链的数目等于肽键的数目，简单类比为人的手，氨基酸的数目类比为五个手指，肽链数类比为一只手，肽键数目就为指缝连接处，这样就可以很直观地理解公式。
2.创设情境法
教师要运用恰当的实例，创设一定的情境，阐释概念的具体内容，体现概念的本质和延伸，让学生注重生物科学与实际生活之间的联系，意识到生物学的重要性。
例如，种群、群落、物种、生态系统这些概念易被混淆，教师可以让学生观察一些图片或视频，创设情境，如观察一座山上的生物，这座山上所有的山羊可以称为一个种群；这座山上的山羊种群、松树种群、老虎种群等所有种群组成群落；这座山上的群落和它的无机环境包括水、阳光、空气等组成生态系统。又如，反射弧的讲解，可让学生体验膝跳反射，引导学生找出反射弧的结构，加深印象。
3.比较法
比较法是通过比较事物的相同或不同特征，分析得出事物的本质特征。有许多概念字面意思、内部含义或属性比较相似，通过比较后找出概念的突出特点，避免混淆相似概念。例如，比较减数分裂和有丝分裂的异同（见下表）。
减数分裂和有丝分裂比较
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续表
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从表1中看出减数分裂的概念中强调了“生殖细胞”“子细胞染色体数目减半”，而有丝分裂强调“周期性”“细胞的增值”，通过观察染色体的行为可以判断一个正在分裂的细胞处于某个时期。
4.概念图法
概念图法指用方框、圆圈、箭头把相关的概念有机地联系起来，并说明两个概念之间的关系，将这些有关概念整合成网络结构，有利于学生形成知识网络。例如，动物和人体生命活动的调节（见下图）。
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动物和人体生命活动的调节
5.实验探究
通常按照提出问题、做出假设、设计实验、得出结论、分析结果等一般探究过程引导学生学习概念生成。让学生从观察疑问中获得兴趣，然后积极思考，增强学生的动手能力、实验探究能力、分析解决问题的能力。例如，光合作用、酶的探索过程和生长素的发现过程等，都可以通过实验探索归纳总结生命物质的来源、功能和本质。渗透作用可以通过渗透模拟实验、动物红细胞吸水失水实验、植物细胞的质壁分离实验探究。
二、各种方法的综合利用
根据课程需要，教师应该从不同的角度思考和理解概念，运用多元教学方法，灵活运用概念教学的方法，发掘学生的潜力，在教学中列举一些科学实例，使学生领会生物学的重要性，创新思维，探索新的学习方法。
例如，讲解减数分裂时，可用图片展示其每个时期的特点；用动画展示其整个变化过程；用比较法辨析有丝分裂和减数分裂的异同，增强学生的分辨能力。又如，光合作用的讲解，用实验探索分析总结概念，用动画视频深入分析其内部机制，比较光反应和暗反应的有关概念，找出两者的区别和联系。
三、总结及展望
知识的学习要经过认知、理解、记忆、熟悉、应用等几个阶段，其中最重要的是对概念的理解和学习，只有教师充分认识到高中生物概念教学在整个知识学习过程中的重要性和特殊性，在实践中不断地探索，灵活运用恰当的方法，创新教学模式，促进学生对概念的理解，才能培养学生学习生物学科的兴趣，优化教学质量，提高学生的学习效率。
篇9
关键词: 高中阶段 生物学概念 差异
生物学是一门自然科学,科学性、严密性较强,而生物学概念是中学生物学科知识的主要组成部分,是构成生命科学理论体系的基本单位,[1]但由于生物教材中概念较多,学生不予重视,学习浅尝辄止。[2]因此,在学习生物学概念或名称时,常出现错误。我根据平时学生较难分辨和理解的生物学概念,进行分类,比较其本质区别和内在联系。
1.相近类型概念
相近类型概念往往代表相同的物质、相似的空间或相似的过程,却又有着一定的差异。
1.1染色体和染色质。
染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质,是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现而已。它们在核内的螺旋程度不一,螺旋紧密的部分,染色较深;有的螺旋松疏染,色较浅,染色质出现于间期,在光镜下呈现丝状,不均匀地分布于细胞核中。细胞分裂时染色质细丝高度螺旋化形成较粗的柱状和杆状等不同的形状形成染色体。不同生物的染色体数目、形态不同,具有种的特异性,而且比较恒定。
1.2生殖和繁殖。
生殖是延续种系的重要生命活动,是生物的基本特征之一。高等动物和人的生殖过程包括生殖细胞(和卵细胞)的形成、、受精、着床、妊娠、胚胎发育、分娩和哺乳等环节。而繁殖包括性器官的成熟、筑巢、占区、示爱、等。因此,生殖的范围小,繁殖的范围大。
1.3花药和花粉。
花药是位于花丝顶端的结构,是植物的器官,花粉是花药里的花粉母细胞(或小孢子母细胞)通过一次减数分裂产生四个花粉粒。
2.包含类型概念
概念之间是包含、从属关系。
2.1脂类和类脂。
脂类包括脂肪、类脂、和固醇等;类脂是脂类的一种形式。因此脂类概念范围大,而类脂概念范围小。
2.2肽链和肽键。
肽链是多个氨基酸经过脱水缩合形成的链状大分子物质;而肽键是由两个氨基酸经脱水缩合而形成的有机化合键。所以一条肽链中可能含有多个肽键。
2.3核酸和核苷酸。
核酸是由许多核苷酸聚合而成的生物高分子化合物为生命的最基本物质之一,是生物体遗传信息的载体。而核苷酸是由含氮碱基(嘌呤或嘧啶)、戊糖(核糖或脱氧核糖)与磷酸所组成的小分子化合物,是组成核酸的基本单位。
2.4种群和群落。
从概念的内涵上看,种群和群落都是许多生物个体的总和。但种群强调是同一物种生物在特定时间、特定空间内的所有个体的总和。而群落则是一定区域内所有生物个体的总和。虽然都是生物群体,但这两个群体是不同的生物群体。
3.相反类型概念
字面意思相反,往往代表相对的空间领域,或者是相反含义的概念,或者过程相反。
3.1细胞液、细胞内液和细胞外液。
细胞液是指植物细胞液泡内的液体,其中含有生物碱、色素、无机盐、蛋白质等物质,对细胞的内环境起着调节作用,可以使细胞保持一定的渗透压,以维持膨胀状态。
细胞内液是指动物体液中存在于细胞内部的液体,相对于细胞外液而言。它是细胞中进行各种化学反应的场所。
细胞外液指人体内,存在于细胞外的体液叫做细胞外液。主要包括:组织液(组织间隙液的简称)、血浆(血液的液体部分)和淋巴、脑脊液等,占体液总量的八分之三。人体内的细胞外液,构成了体内细胞生活的液体环境,这个液体环境叫做人体的内环境。
3.2有丝分裂和无丝分裂。
细胞有丝分裂是细胞进行分裂增殖的方式之一,在分裂过程中经过染色体的复制和平均再分配,形成两个具有与亲代细胞相同遗传物质的子代细胞,由于在分裂过程中出现纺锤丝(纺锤体),所以称之为有丝分裂。
细胞无丝分裂过程一般是细胞核先延长,从核的中部向内凹进,缢裂成为两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢列成两部分,形成两个子细胞。因为在分裂过程中没有出现纺锤丝(纺锤体),所以叫做无丝分裂。例如,蛙的红细胞的无丝分裂。
3.3无氧呼吸和有氧呼吸。
无氧呼吸一般是指细胞在无氧(缺氧)条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等植物、高等动物和人来说,称为无氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌),则习惯上称为发酵。有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式,因此,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般说来,葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。
4.并列类型概念
概念之间是并列的关系。
4.1抗原和抗体。
抗原是一类能诱导免疫系统发生免疫应答,并能与免疫应答的产物(抗体或效应T细胞)发生特异性结合的物质。抗原具有免疫原性和反应原性两种性质,对于生物体而言,抗原就是“外来物”。抗体是人或动物接受抗原物质(如细菌或其毒素、病毒等)刺激后,由浆细胞合成和分泌的一种特异性蛋白质。
4.2细胞分裂和细胞分化。
细胞分裂是活细胞繁殖其种类的过程,是一个细胞分裂为两个细胞的过程。分裂前的细胞称母细胞,分裂后形成的新细胞称子细胞。通常包括核分裂和胞质分裂两步。
细胞分化则是在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态结构和生理功能上发生稳定性的差异的过程。其结果是在空间上细胞之间出现差异,在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。一次细胞分化是在细胞分裂的基础之上进行的。
4.3生长素和生长激素。
生长素是植物激素,又名吲哚乙酸,是一种有机酸。产生的部位是叶原基、嫩叶和发育中的种子。其分布的范围很广,主要集中在生长旺盛的部位,趋向衰老的组织和器官中很少。其生理作用是促进生长,促进枝条生根、发芽、促进果实发育,防止落花落果。生长素的生理作用还表现出两重性――高浓度抑制生长,低浓度促进生长。
生长激素是动物激素,其成分是一种蛋白质。是由动物的内分泌腺(垂体)分泌的一种激素,直接进入血液循环,随血液流向全身。其主要生理作用是促进生长,此外还能影响动物的糖类、脂类和蛋白质的代谢。
上述这些概念在字面意思上虽然只有一字之差,但在结构或者功能方面有着或多或少的差异,但更重要的是关注学生原有概念和生物学科学概念之间的认知冲突,[3]如果学生能正确地加以区别,将有助于培养在生物学学习中的基本能力。
参考文献:
[1]赵伟涛,曹刚,余丹.高中学生生物学核心概念发展水平的评价研究.科学教育,2009,4,(15):11-12.
篇10
【关键词】细胞生物学 海洋科学 教学方式
【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）6-0100-02
海洋科学专业的学生主要学习海洋科学相关的基本理论和基本知识，进行海洋科学研究方面的基本训练，培养他们具有从事海洋科学研究的基本能力[1， 2]。细胞生物学课程是海洋科学专业学生的必修课程之一。细胞生物学是研究细胞的结构、功能及其基本生命活动规律的学科，是现代生命科学的重要基础学科[3]。如何能让学生在掌握细胞生物学基础理论知识的同时又能将学到理论知识应用于海洋科学研究，独立开展研究工作，并做出创新性成果，是我们在教学实践中需要思考的问题。所以如何根据学生专业开展有效地教学，让学生在学习基本理论的同时激发起他们对所学专业的兴趣并增强从事海洋科学研究的能力，需要我们教育工作者在教学实践过程中对各种教学方式的不断尝试。
一、基础理论与海洋科学专业相结合
细胞生物学的理论性很强，研究对象多在一个看不见摸不着的微观层次，信息量大，又缺乏直观性，如果单纯的讲解课本中的理论知识，学生印象不深，甚至难以理解，导致学习效果不佳[4]。如果将细胞生物学课程中涉及的理论知识与学生所了解的专业知识相结合，引导学生根据所学的理论知识去解释一些海洋生物学现象，即可以增强学生对细胞生物学理论知识的理解也可以加深学生对海洋生物的认识。如在讲到主动运输时，可以先让学生回顾一个基本的海洋生物学现象，即海藻细胞内碘的浓度比海水中高30万倍，再引导学生思考导致这种现象的原因，进而引入主动运输这种小分子物质跨膜运输方式的介绍，让学生了解正是由于主动运输方式的存在才使海藻细胞能够不断的从环境中吸取碘。这种讲授方式使学生在教师帮助下进行主动思考与探索，可以让学生主动地投入学习，提高学生学习的主动性和自主性，使学生从被灌输知识者转变成为获取知识而积极主动的思考者，从而达到提高学习效果的目的。为了达到这一教学效果，教师在备课时要有针对性的设计教学方案，精细设计启发式的专业问题，并在合适的时机提出来。
由于海洋生物相关的细胞生物学基础理论研究的欠缺，并不是所有的细胞生物学理论知识都能找到理想的海洋生物教学模型，这时教师可以引导学生课下查阅文献了解海洋生物学方面的研究进展。如在讲信号转导时，我们通常以肾上腺素调节糖原分解的级联反应来介绍G蛋白偶联受体所介导的cAMP-PKA的信号转导过程，在模式生物中该信号通路已研究的较为详细，那么在海洋类非模式生物中是否也存在这种调控方式呢？在课堂上，老师可以引导学生去思考并作为作业让学生课下查阅文献来去求证。这样既可以增强学生对细胞生物学知识的理解，又可以学生使了解对细胞生物学在海洋科学专业的研究进展。
二、理论知识与科研能力培养相结合
大学教育是培养高层次人才的重要阶段，想要培养大学生在本学科或相关领域独立地去从事研究，并做出创新性成果的能力，高校教师需要在进行理论讲解的同时加强对学生科研和动手能力的培养。科研研究能够让学生充分发挥他们的潜能，通过研究容易产生新的观点，并做出创新性成果，美国教育家梅兹就提出：大学不仅要传授知识，还要传授研究[5]。美国教育家杜威提出让学生成为研究者的思想[6]。所以，高校教师应具备较强的科研能力和意识。在教学过程中，教学内容不应仅仅局限于细胞生物学教材的基础理论，更为重要的是激发学生从事科学研究的兴趣，并进一步指导他们做研究工作[7]。如在讲授主动运输时，书本中对主动运输的三个特征（逆浓度转运物质，需要载体，需要能量）有了很详细的描述，但关于如何设计实验来验证主动运输的这三个特征并没有说明，此时，教师可以引导学生以研究者的身份来思考和探究，从而增强他们的研究意识，培养和提高他们的研究思维。
除此之外，还要鼓励学生有意识的提高科研动手能力。为达到这一效果，除了安排细胞生物学实验课课时内的实验内容，尽可能多的让学生接触到目前海洋科学专业老师和研究生们的研究课题以及实验内容，安排他们分组跟随本专业的硕士生进行实验学习，在学习实验技能的同时也能培养他们的科研兴趣。这种以科研促进教学的教学方式为学生今后从事相关研究和工作打下良好的实验基础，并提高了学生对基础知识学习的兴趣，极大的提高教学效果。
三、教师教授与学生主题汇报相结合
老师在台上讲，学生在台下听，是我们比较传统也是主要的教学模式，这种教学模式传授的知识量大，但容易使学生养成学习的依赖性，且不能培养学生自主学习的能力[8]。细胞生物学是一门综合的课程，所涉及的理论与实验技术都在不断更新，鼓励学生参加大大小小的科研论坛，去了解科研发展的前沿。并指导学生根据课堂上讲的理论知识，选择感兴趣的话题，自拟题目和查阅文献，并以主题汇报的方式在课堂上讲述。在准备主题汇报的过程中，学生自己查阅科研动态及最新科研研究进展，所以该种教学方式可以让学生自主掌握最新的知识，了解前沿科研信息，同时还可以提高学生学习的兴趣，激发学习热情。另外，准备主题汇报时，可以以小组为单位，从而在准备的过程中，可以培养学生沟通合作的能力，更有利于培养学生的参与意识和团队的合作能力。
当然，主题汇报能否成功，关键在于主题内容的选择，在选择主题汇报内容的过程中，教师要正确引导学生真正找到感兴趣的命题，引导学生充分利用图书馆以及网络平台等可利用资源。在汇报后，教师要及时总结并对学生做出的努力做出肯定，同时对于汇报过程中出现的问题也要及时指出并给出相应的意见。这种教学方式可以充分体现以学生为主体的理念。
总之，在教学过程中，将理论知识与专业知识相结合，激发学生的学习和科研的兴趣，培养学生的创新精神是海洋科学专业细胞生物学课程教学的首要任务。作为教师，我们在教学过程中应该以学生为中心，针对不同的教学内容，采用适当的方法来达到优良的教学效果。
参考文献：
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[2]廖永岩. 进行海洋科学专业（本科）课程改革，提高毕业生就业率[J]. 新课程 2012：30-31.
[3]黄芳， 李拴明. 提高细胞生物学教学质量的思考[J]. 山西大同大学学报（自然科学版） 2007：91-93.
[4]张晶， 陈江宁， 华子春. 谈细胞生物学教学方法的改进[J]. 高校生物学教学研究（电子版） 2013：4-6.
[5]夏锦文， 程晓樵. 研究性教学的理论内涵与实践要求. 中国大学教学2009：25-28.
[6]陈勤， 姚媛媛. 试论《细胞生物学》教学中学生学习热情的培养[J]. 中国科技信息. 2011：231+229.
