生物中個體的概念
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生物中個體的概念范文第1篇
【關鍵詞】新課改背景 高中 生物 教學反思
【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）11-0104-01
有反思才會有進步。高中生物的教學也是一樣，老師應該適應新課改的步伐，不斷地去反思自己教學中存在的一些問題，嘗試著去采用先進有效的教學理念以及教學方式，讓生物的課堂教學收到實效。而在教學中，反思其實是一種態度，也是一種方式，是對自己以前教學的回顧與評價，也是對往后教學的展望與設計，更是在教學中的從各個層面而激發的自我教學意識的覺醒。在高中的生物教學中，老師有效的進行反思，對于課堂教學質量的提高以及學生學習能力的增強都有著重大的影響。那么究竟在新課改下，教學反思包括哪幾個方面的內容呢？
一、重視準備工作，做好課前反思
在每上一節課之前老師都會有一個備課的過程，在高中生物的教學中也是一樣。很多時候老師覺得備課就是一個簡單的備課，他們很少會去對教學進行真正的思考，只是根據教材來進行備課。其實這是一種不好的備課習慣，因為從科學的教學理念來講，備課在教學中扮演著一個重要的角色，因為備課的過程也就是對整個教學過程的一個簡單的把控，很多時候教學的過程也是根據備課的內容來進行。所以在反思理念指導下的生物教學，老師首先要做好準備工作，做好課前的反思。
在具體的實施中，老師首先要仔細的研究教材，去設想在上課的過程中學生們可能會遇到哪些問題，然后再針對自己所設想的這些問題進行一些簡單的對策的思考；其次，在備課的時候，老師還需要對以前上課中存在的問題進行反思，總結出經驗與教訓，在這次的備課中盡量做到那些問題的解決；再次，老師還需要在備課的時候仔細考慮學生的實際學習情況，進行合理的設計教學組織，在講到哪個知識點的時候需要進行怎樣的提問，在學生有了回答的時候應該如何去總結等等，讓所有的教學都在一個可控的范圍內進行，讓老師的課前反思做到有的放矢。
二、采取有效教學措施，做好課中反思
如果說課前的反思是一個準備工作，那么課中的反思就是一個具體實施的工作，而課中的反思往往會直接對學生的學習產生影響。所以在高中生物的教學中，老師要針對教學的內容以及自身的一些教學行為等做好課中的反思。一般來講，課中的反思主要包括下面的幾點：
（一）對學生學習內容的反思
對學生學習內容的反思，也就是對學生所要學的東西的反思。一般來講，在高中生物的教學中，為了能夠調動起學生學習的積極性，會在課程學習的時候先用問題的方式引進學習的內容，讓學生通過問題的發現、分析、解決慢慢地理解所學的內容。比如，在學習有關呼吸作用的知識時，老師可以先圍繞動物、植物等的生長進行有關呼吸問題的提問，讓學生明白什么是有氧呼吸，什么是無氧呼吸等等。
（二）對學生學習能力的反思
高中生物的教學重點其實也是學生學習能力培養，因為只有當學生的學習能力提高了，學生的生物知識水平也才會得到提高。比如，在進行有些生物實驗的時候，老師可以專門設置一些遺漏掉，讓學生去發現實驗中存在的問題，從而思考著解決。比如在進行葉綠體色素的提取實驗中，學生可能會發現用于實驗的菠菜的毛細吸管很容易被劃破，這時候他們會思考能不能換成其它的蔬菜進行實驗，或者是換個工具等。
（三）對學生學習情感的反思
生物跟自然、社會等聯系緊密，是一種自然科學。所以在學習的過程中很多時候都會涉及到情感的交流。而在高中生物的教學中，老師也要注重對學生學習情感的反思，讓學生在生物的學習中樹立正確的環境觀以及生態觀。當然在課堂教學中，老師也要對學生的情緒反應做個良好的掌控，對于憂郁沉重的部分要盡可能的避免，讓學生在一種輕松的環境中學習。比如，在講到人與自然資源之間的關系的時候，老師可以用輕松的語調講述以前大自然眉毛的風景，然后再過渡到現今的社會，讓學生在情緒的變化中感知生物學習，讓他們懂得可持續發展道路的重要性。
三、完善課后反思，總結經驗教學
在高中生物的教學中，老師除了要做好課前的反思以及課中反思之外，還要做好課后的反思，因為課后的反思往往是對自己教學效果的一個評估，也是老師對于教學經驗的總結。一般來講，在課后的反思中主要包括下面的幾個方面：
（一）總結課堂教學經驗
在高中生物的教學中，課堂教學難免會有一些地方被遺漏，也難免會出現一些問題。所以這就讓課后的反思變得更加重要。所以，老師應該在課后要做好經驗的總結。例如在學習“生物的個體發育”這一概念時，學生好像都掌握了，但是有些學生卻將“生物個體發育”和“生物個體的生長”兩個概念混淆了，其實，個體生長和發育是兩個既有聯系，卻存在著本質區別的兩個概念，個體生長主要是指細胞數目的增多和體積的增大，而個體的發育則指的是生物體的發展過程。
（二）記錄成功之處
生物中個體的概念范文第2篇
關鍵詞： 聯系 發展 生物概念 遺傳復習
1.生物概念教學存在的主要問題
自新課改以來，概念教學日益受到重視。特別在高中生物教學中，生物概念是生物知識體系的基礎，是理解基本理論和掌握基本技能的基石。但在實際一線教學中，許多教師并不重視概念教學，遇到概念教學就覺得“難教，沒用，沒意思”，于是走走過場：既沒有在概念的背景上下工夫，也不讓學生經歷概念的生成過程，以簡單的解題教學代替概念教學。
為什么會出現這些問題呢？筆者認為主要原因在于教師，對生物概念的教學功能理解不到位，認為教書就是為了解題，考試考高分，而不是為了學生認知水平及能力的提升。實際上，現在高考命題者考查學生能力的意識大大提高，不再停留在以前的考查“條件反射式”死板解題，一些富有新意的精彩題目幾乎年年都有，比如2011年浙江高考考查“存活曲線”，其實題目不是很難，學生卻普遍覺得難，癥結在于對“存活曲線”這個概念理解不到位。
2013年5月，紹興縣高中生物“教學內容的理解和把握，進行有效復習”主題研修活動在柯橋中學展開，活動之一是大家一起探討如何進行有效復習，其中教研員錢老師以大量的篇幅談了概念教學這個問題，大力倡導核心概念的教學要做到“不惜時，不惜力”，應把教學重點落在對生物核心概念的理解和運用上，從而真正做到“教書育人”。接著，作為活動的另一項內容，筆者以“生物遺傳復習”為題上了一堂觀摩課，是對生物核心概念教學進行突破的一次嘗試，下面結合課前和課后一些思考，在此與廣大教師交流。
2.課題設計：用聯系和發展的眼光看生物的概念
許多老師在設計本堂課時，往往會按照教材的編排，逐一對生物遺傳學各知識點進行復習，并安排一些練習進行回顧和鞏固。這樣的做法，積極的因素當然很多，但是回頭想想，這樣做對學生理解遺傳學方面的許多概念并沒有太大幫助，不是解決問題的關鍵，那么關鍵在哪里呢？筆者認為遺傳學許多概念和知識點都存在緊密聯系，如何把這些概念知識點串聯起來，給學生一個整體的框架，從中找出各部分之間的聯系，并積極地進行發展，這就是問題的關鍵，需要我們用聯系和發展的眼光看待，這是本節課教學的指導思想。
2.1什么叫聯系和發展？如何聯系？如何發展？
生物概念教學貫穿整個生物學教學的始終。在學習生物學一些概念時，教師要有意識地引導學生找出這些概念的聯系。如何找出概念之間的聯系呢？首先，可以對幾個概念進行比較，找出異同點，獲得對這些概念的新的理解，從而找出相互之間的聯系。例如復習遺傳學上DNA復制和DNA轉錄這兩個概念時，將兩者的區別一一羅列出來，進行不同層次的比較，加深理解。其次，準確地揭示生物概念的內涵[1]，尋找相互之間的聯系。如在學習單倍體、二倍體和多倍體概念時，若我們緊緊抓住這些概念的內涵：單倍體是由配子發育而來的個體，而二倍體和多倍體是由受精卵發育而來的個體，清楚了這些概念的內涵，相互之間的聯系也就明晰。
如何發展呢？筆者認為，“發展”就是對概念認識的鞏固和深化[2]，在生物學概念形成后，還必須在實踐中應用，否則不能得到鞏固；有些概念，如新陳代謝、基因、生物圈等，其內涵往往很豐富，不可能一次或在一個階段完全加以揭示。因此，必須有意識、有步驟地安排教學，使得學生逐步深入全面地掌握和理解，如細胞的分化，高二學生理解起來有一定的難度，因此，在以后的學習中，如在學習植物組織培養和胚胎發育等內容時，教師要有意識地鞏固和強化這一概念，使得學生加深對它的理解。
2.2一個新穎巧妙的課堂設計思路。
基于以上兩點分析，筆者結合自身思考及查閱資料，設計了一個新穎巧妙的、問題串形式的課堂設計思路。
教師先引導學生思考：“高中生物遺傳學上常用的實驗材料有哪些？”
（學生根據自己的認知水平回答：“豌豆、果蠅和玉米”等，從而引出本堂課內容的載體——果蠅。）
教師：果蠅作為遺傳學實驗材料有哪些優點？
（學生回答：細胞內染色體數少，便于觀察，繁殖能力強，容易培養，相對性狀明顯等。教師總結，順勢指出既然有這么多優點，接下來我們就來進行果蠅遺傳學的研究，從而切入本堂課主題。）
教師：現取果蠅細胞的1個DNA，研究其分子結構：DNA分子基本單位？DNA分子由兩條長鏈的位置關系？DNA分子的骨架部分？每條鏈的構成？
（學生翻書尋找答案，回顧相應知識點，教師板書下來。）
教師：再取果蠅一個體細胞研究DNA半保留復制：將此體細胞放入15N標記的脫氧核苷酸培養液中，在第一次細胞分裂中期，取其中1條染色體檢測放射性，發現有幾條染色單體有放射性？任取其中1條單體中的DNA進行檢測，發現幾條鏈有放射性？
（學生思考問題，教師先引導學生回顧什么叫DNA復制？DNA復制的時間、過程、條件和特點？通過相應知識點的回顧，以及上述問題的思考，教師再用板書展示，從而學生對半保留復制這一重要概念有較深的理解，更為重要的是把DNA半保留復制和染色體復制這兩個遺傳學上的核心概念聯系起來，有效彌補了新課時理解片面的不足。）
教師：研究生物體遺傳時，往往先要弄清楚它的染色體：果蠅細胞中染色體的構成？果蠅體細胞中有幾對同源染色體？
（大部分學生都能較好地回答這些問題，教師展示果蠅染色體組型圖，進行點評，從而較好地引導學生思維轉入到染色體。）
教師：假如我們取1對染色體（如下圖），思考：基因分離定律的實質？
（通過這一設問，把學生思維由基因和染色體轉入高中生物中重要的核心概念——遺傳定律。遺傳定律是高考生物考查的重點和熱點，在高中生物中占據顯著地位，學生對其理解、掌握和運用較為困難，究其原因：對這一概念缺乏真正的認識。因此，教師要從基因和染色體角度引導學生認識遺傳定律的實質，找出概念之間的聯系，重新構建對這一核心概念的認識。）
教師：假如用長翅、殘翅果蠅來驗證分離定律，應選擇怎樣基因型的個體進行測交？出現怎樣的結果，則證明分離定律成立？
（這一設問目的是對遺傳定律這一概念的發展，學生知道了遺傳定理的實質后，只是正面對這一概念的認識，為了加深對遺傳定律的理解，必須以概念實質為基礎，多角度地對遺傳定律進行解剖，而通過思考遺傳定律的驗證實驗能使學生加深對這一概念的理解。）
教師：為了研究果蠅灰身與黑身（顯性基因用B表示，隱性基因用b表示）；直毛與分叉毛（顯性基因用F表示，隱性基因用f表示）這兩對性狀的遺傳方式，某同學設計了以下實驗：
問題1：甲組的正交與反交結果相同，則控制黑身的基因位于什么染色體上？
問題2：乙組的正交與反交結果不相同，分別寫出乙組正交與反交兩親本的基因型正交： ；反交： 。
（學習概念，是為了運用概念進行思維，運用概念解決問題，從而形成技能，這就要求教師對重要概念進行“輻射”。上述幾個問題是對遺傳定律的進一步深化，要求學生去思考同樣遵循遺傳定律，常染色體上和性染色體上遺傳的區別，體現運用遺產定律解決實際問題是對所學概念的應用。實際上，學習概念的主要目的是應用概念，教師通過對概念的發展培養學生利用概念分析問題和解決問題的能力。）
2.3教學反思。
遺傳這部分內容，概念多且較難理解，學生學習后不能形成完整且清晰的知識體系，如何將這些概念有機整合起來，促使學生形成完整的知識輪廓，尋找概念之間聯系，加深對各概念的理解，是這節復習課需要解決的問題。筆者以遺傳學常用實驗材料——果蠅為載體，緊緊抓住從DNA到染色體，再過渡到遺傳規律這條主線，將遺傳學各重要概念一一串聯起來。且以一個個問題為引導，把握遺傳學各概念的實質，認清各概念之間的聯系，掌握概念的發展，即靈活運用各概念。筆者認為不能將概念簡單灌輸給學生，而要引導學生積極探索，用聯系和發展的眼光認識概念，掌握概念和運用概念。
3.概念教學的現實意義
對于新課程，就廣大一線教師而言是很“矛盾”的，既要貫徹新課程的理念，又面臨高考甚至平時期末統考的壓力，筆者認為這樣的矛盾是可以找到契合點的，其實機械的題海訓練與優異的考試成績不一定呈正相關，至少是以犧牲學生的大量時間和精力為代價的，并不可取。其中，把握概念教學就是解決上述矛盾的一種有效手段，因為生物概念高度凝結生物學家的思維，是認識生命活動規律的思想精華。通過概念教學，找出概念之間的聯系，認識并理解各概念的發展，有效提高學生的生物學素養，提高學生的思維能力和知識遷移能力，同時促進教師對教材的理解和把握，提高教學水平，真正做到“輕負高質，有效教學”。
參考文獻：
生物中個體的概念范文第3篇
的改變而引起的變異（2）種類：①缺失：染色體 缺失引起的變異②重復：染色體中
某一片段引起的變異③易位：染色體的某一片段移接到另一條
上引起的變異④倒位：染色體中某一片段
引起的變異 （3）結果：使排列在染色體上的基因或 發生改變，從而導致性狀的變異（4）舉例：貓叫綜合征，是由于人的第5號染色體部分引起的遺傳病.2.染色體數目的變異（1）概念：由
而引起的變異（2）類型：①細胞內
的增加或減少②細胞內的染色體數目以
的形式成倍增加或減少.（3）結果：使基因的數量增加或減少（4）舉例：三倍體無子西瓜等.3.與染色體數目變異有關的概念（1）染色體組：細胞中的一組染色體，它們在和上各不相同，攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息.（2）二倍體：由 發育而成，體細胞中含有 染色體組，包括幾乎全部動物和過半數的高等植物.（3）多倍體：①概念：由發育而來，體細胞中含或染色體組的個體.其中，體細胞中含有三個染色體組的叫做，含有四個染色體組的叫做.例如，
是三倍體，
是四倍體. ②分布：在
中常見，在
中極少見.③特點：與二倍體植株相比，多倍體植株常常是莖稈
，葉片、果實和種子都
，
等營養物質含量豐富.（4）單倍體：①概念：由
發育而來，染色體數和染色體組數是正常體細胞的一半，即體細胞中含有染色體數目的個體.②特點：與正常植株相比，植株長得
，且.4.低溫誘導植物染色體數目變化的實驗（1）實驗原理：低溫抑制
的形成，以致影響
被拉向兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞，于是染色體數目改變.（2）方法步驟：洋蔥根尖培養固定制作裝片（解離
制片）觀察.（3）試劑及用途：①卡諾氏液： ②改良苯酚品紅染液：③解離液[15%的鹽酸和95%的酒精混合液（1∶1）]：[預習反饋]1.發生在兩條同源染色體之間和非同源染色體之間的互換產生的變異類型相同嗎？2.人工誘導多倍體目前最常用而且最有效的方法是什么？ 無子西瓜和無子番茄哪一種變異可以遺傳？3. 秋水仙素作為一種植物堿可以誘發基因突變和染色體變異，它分別作用在細胞分裂的什么時期？ 4.原核生物中可遺傳變異的來源是什么？二、重難點整合1.三種可遺傳變異的比較基因重組基因突變染色體變異概念因基因的重新組合而發生的變異基因結構的改變，包括DNA堿基對的增添、缺失和替換染色體結構或數目變化而引起的變異類型①非同源染色體的非等位基因自由組合②同源染色體上的非姐妹染色單體之間交叉互換①自然狀態下發生的-自然突變②人為條件下發生的-誘發突變①染色體結構變異②染色體數目變異適用范圍真核生物進行有性生殖產生配子時在核遺傳中發生任何生物均可發生（包括原核、真核生物及非細胞結構的生物）真核生物核遺傳中發生產生結果只改變基因型，未改變基因的結構，既無“質”的變化，也無“量”的變化產生新的基因，發生基因“種類”的改變或“質”的改變，但量未變可引起基因“數量”上的變化意義形成多樣性的重要原因，對生物進化有十分重要的意義生物變異的根本來源，提供生物進化的原始材料對生物進化有一定意義育種應用雜交育種誘變育種單倍體、多倍體育種思考1基因突變和染色體變異哪一種可以用顯微鏡直接觀察到？2.染色體組和染色體組數目的判斷（1）一個染色體組中所含染色體的特點①不含同源染色體②染色體形態大小和功能各不相同③含有控制一種生物性狀的一整套基因，但不能重復（2）確定某生物體細胞中染色體組數目的方法 ①細胞內形態相同的染色體有幾條，含有幾個染色體組.如圖1細胞中相同的染色體有4條，此細胞中有4個染色體組.②根據基因型來判斷.在細胞或生物體的基因型中，控制同一相對性狀的基因出現幾次，則有幾個染色體組，如基因型為AaaBBb的細胞或生物體含有3個染色體組.也可以記作：同一個字母不分大小，重復出現幾次，就是幾個染色體組.控制同一相對性狀的基因位于同源染色體上，所以有幾個等位基因就意味著有幾條同源染色體.③根據染色體的數目和染色體的形態數來推算.染色體組的數目=染色體數/染色體形態數.例如，果蠅體細胞中有8條染色體，分為4種形態，則染色體組的數目為2個.思考2染色體組與基因組有沒有區別？3.二倍體、多倍體與單倍體（1）二倍體、多倍體與單倍體的比較二倍體多倍體單倍體概念體細胞中含2個染色體組的個體體細胞中含3個或3個以上染色體組的個體體細胞中含本物種配子染色體數的個體染色體組2個3個或者3個以上1至多個發育起點受精卵受精卵配子自然成因正常有性生殖未減數的配子受精；合子染色體數目加倍單性生殖（孤雌生殖或孤雄生殖）植物特點正常果實、種子較大，生長發育延遲，結實率低植株弱小，高度不育舉例幾乎全部動物，過半數植物香蕉、普通小麥玉米、小麥的單倍體（2）二倍體、多倍體與單倍體的判斷單倍體與二倍體、多倍體是兩個概念系統，主要區別在于是由什么發育而來，由合子（受精卵）發育而來的個體，細胞中含有幾個染色體組，就叫幾倍體；而由配子直接發育而來的，不管含有幾個染色體組，都只能叫單倍體，單倍體的概念與染色體組無關.思考3一倍體與單倍體有什么區別？思考4如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細胞中就含有兩個或三個染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體嗎？思考5若要研究AaBb雜合子中基因的性質及作用，可用其單倍體為材料有什么優點？4.三倍體無子西瓜的培育過程圖示思考6第一年結的西瓜是幾倍體？里面的種子是幾倍體？思考7第二年結的西瓜是幾倍體？有沒有種子？思考8第二年提供二倍體普通西瓜的花粉作用是什么？5.單倍體育種與多倍體育種的比較單倍體育種多倍體育種原理染色體數目以染色體組數目成倍減少，然后再加倍從而獲得純種染色體數目以染色體組形式成倍增加方法花藥離體培養獲得單倍體，再用秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理正在萌發的種子或幼苗優點明顯縮短育種年限器官大，營養成分含量高，產量增加缺點技術復雜，需要與雜交育種配合適用于植物，動物難以展開.多倍體植物生長周期延長，結實率降低三、典型例題例1（單選）在細胞分裂過程中出現了甲、乙2種變異，圖2甲中英文字母表示染色體片段.下列有關敘述正確的是 ①甲圖中發生了染色體結構變異，增加了生物變異的多樣性②乙圖中出現的這種變異屬于染色體變異③甲、乙兩圖中的變化只會出現在有絲分裂中④甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④解析甲圖中發生了染色體結構變異，即倒位，增加了生物變異的多樣性；乙圖中發生的是著絲點分裂時，兩條姐妹染色單體移向了一極，屬于染色體數目變異中的個別染色體數目的變異；只要有染色體的生物，細胞分裂（有絲分裂和減數分裂）過程中就可能發生染色體變異；染色體變異可以用顯微鏡觀察.故選C.例2圖3為普通小麥的形成過程示意圖.請根據圖示材料分析并回答以下問題：（1）二倍體的一粒小麥和二倍體的山羊草雜交產生甲.甲的體細胞中含有
個染色體組.由于甲的體細胞中無
，所以甲不育.（2）自然界中不育的甲成為可育的丙的原因可能是
.（3）從圖示過程看，自然界形成普通小麥的遺傳學原理主要是
.解析普通小麥的形成過程是：一粒小麥與一種山羊草雜交，形成的下一代是異源二倍體，是不育的，但由于低溫等自然惡劣條件的影響，一些植株染色體加倍了，形成了四倍體的小麥，也就可育了，也就是二粒小麥；二粒小麥與另一種山羊草雜交，下一代是三倍體，也是不育的，但由于低溫等自然惡劣條件的影響，染色體加倍了，就形成了6個染色體組的小麥，也就是今天的普通小麥.答案：（1）2 同源染色體 （2）低溫等自然惡劣條件的影響使細胞內染色體數目加倍 （3）染色體變異四、課堂練習1.下列各細胞中，只含有1個染色體組的是（）.A. 果蠅的體細胞
B. 人的卵細胞C. 單倍體普通小麥的體細胞
D. 普通小麥的體細胞2.下列有關單倍體的敘述中正確的是（）.A.未經受精的卵細胞發育成的植物個體一定是單倍體 B. 含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體 C.單倍體一定含有一個染色體組 D.含有奇數染色體組的個體一定是單倍體3.馬的體細胞中有兩個染色體組，染色體數目為64條；驢的體細胞中也有兩個染色體組，染色體數目為62條.馬與驢雜交所生的后代"騾"體細胞中染色體組數和染色體數目分別是（）.A.兩個染色體組、63條染色體
B.四個染色體組、63條染色體C.兩個染色體組、64條染色體
D.四個染色體組、64條染色體4.把成年三倍體鯽魚的腎臟細胞核移植到二倍體鯉魚的去核卵細胞中，培育出了克隆魚.該克隆魚是（）.A.是二倍體魚
B.是有性生殖的產物 C.高度不育
D.性狀與三倍體鯽魚完全相同5.在培育三倍體無子西瓜過程中，收獲三倍體種子是在（）.A.第一年、二倍體母本上
B.第一年、四倍體母本上C.第二年、三倍體母本上
D.第二年、二倍體母本上6.在農業生產上常用人工誘導多倍體育種的方法來提高農作物產量，在下列四組農作物中采用多倍體育種最有經濟價值的是（）.A.玉米和高粱
B .水稻和棉花
生物中個體的概念范文第4篇
關鍵詞：概念；關鍵屬性；辨析
概念是判斷和推理的起點，所以，概念教學對培養學生的思維能力起著至關重要的作用。新課程非常重視概念教學，但是近年來高考評卷的反饋表明：基本概念不清是考生失分的重要原因之一，因此，有效的概念教學是教師努力的一個方向。概念是“通過使用抽象化的方式從一群事物中提取出來的反映其共同特性的思維單位”。由于概念的抽象性和概括性，導致學生在學習時存在種種困難，因此合理選擇生物概念教學的切入點是一個值得探討的重要課題。筆者通過幾年的實踐發現從以下幾個方面著手，效果較好。
一、以實驗為切入點引出概念，有助于學生對概念關鍵屬性的把握
百聞不如一見，百見不如親手做一遍。從本質上說，很多生物概念都是人類在長期的實踐中逐步形成和發展起來的。它既是人類抽象思維的產物，更是人類大量觀察、實驗的結果。因此，以生物觀察、實驗為切入點，深入分析不同生物現象的特征、不同實驗現象的本質差異，從中提煉出生物概念，既有利于培養學生認真細致的觀察能力和實驗能力等基本技能，又有利于使抽象的生物概念變得具體化、形象化，進而從根本上理解概念的關鍵屬性。例如，學生對擴散這個概念很容易掌握，但是對于滲透作用，由于比較專業、微觀，平常很少在生活中接觸到，學生把握起來就比較困難。
我在新授課時，先讓學生分三組做不同的滲透試驗，滲透裝置如右圖，A組的滲透裝置半透膜兩側均為30%的蔗糖溶液；B組燒杯中是蒸餾水，倒置漏斗內是30%的蔗糖溶液；C組將半透膜換成麻布，其他同B組。三組滲透裝置開始時漏斗內和燒杯中的液面均是相平的，經過一定時間后，通過觀察三組裝置倒置漏斗內液面的變化，引導學生分析滲透現象發生的條件。由于實驗現象明顯，并且學生親身參與，感受深刻，因此興趣高，討論激烈。稍加點撥，學生就自然能分清A組液面不上升，B組液面上升的原因是B組半透膜兩側存在濃度差，C組液面不變，是因為缺少半透膜。再總結得出滲透作用發生的兩個條件是濃度差和半透膜，水到渠成。
二、以常見的生活現象為切入點喚醒學生的體驗，有助于相似概念的辨析
中學生在平時生活中積累了大量的生活經驗，但是往往是熟視無睹，缺少進一步思考；但這些生活經驗卻可以成為不可多得的“生物教育資源”。教師可以以此為切入點，通過對生活中的各類生物現象進行分析，和學生一起提煉出各類生物現象的共性，進而建立起不同的概念，既使學生有新奇感，又能使學生深入掌握不同概念的本質差異。例如，當學生學習了擴散、易化擴散后，教師可引入以下生活現象“海帶是補碘的好食物，海水中碘的含量為0.06%，一般干海帶中含碘量達0.3%～0.5%，有的高達1%，約比海水中的碘濃度提高了10萬倍！這是易化擴散嗎？”當學生從中分析碘的運輸方向是逆濃度進行，與易化擴散矛盾。教師再提問“逆濃度梯度如人從空曠的地方擠入人群中，順濃度梯度則正好相反，兩者有何區別？”學生答：“前者更吃力。”由此得出：逆濃度運輸要消耗能量，但有助于細胞主動積累營養物質，排出代謝廢物，這樣學生就能輕易區分主動轉運和易化擴散。再如，學習生長激素時，可以利用現在熱門的話題，吃了施用生長素的水果能否引起人的快速增長，提出問題，從生長素的作用、本質、產生部位，再延伸到生長激素的作用、本質、產生部位，幫助學生掌握生長素和生長激素的本質區別。
三、以學生易產生錯覺的前概念為切入點，通過糾正概念幫助學生深入理解概念
由于生物學中的一些專用術語在社會生活中經常出現，因此很多學生潛意識里將一些社會學的意義代替概念的生物學含義，產生各種各樣的錯覺。因此，教師可以“將錯就錯”，以學生易產生錯覺的前概念為切入點，“撥亂反正”地進行生物概念教學，糾正錯誤的前概念，確立正確概念。例如，“進化”在學生的印象中是指生物個體發生了變化；而實際上在生物學中“進化”的單位是種群，進化的標準是“種群基因頻率的改變”，只有將這個錯誤印象改變過來，學生才會理解下面這道題目“豌豆種群中基因型AA占20%，Aa占30%，aa占50%，當該種群連續自交多代后，純合體比例升高，雜合體比例下降，但該種群沒有進化。”其原因是基因頻率不變。再比如，當學生學了二倍體、三倍體、四倍體后，教師可以適時拋出“單倍體”的概念，學生很容易把“單”當作“一”來理解，這時教師可以“將錯就錯”，順著學生的思路，用一些常規例子來引起學生的認知沖突，比如“小麥的單倍體有三個染色體組”，匡正學生的錯誤理解，指明單倍體的“單”是“單性繁殖”的意思。只要是未受精的配子發育成的個體統稱單倍體，因此單倍體也可以含有多個染色體組。
四、以生物學史為切入點，有助于學生沿著知識發生、形成的軌跡理解概念
生物概念是隨著人類生物知識的增加和生物研究的深入而不斷變化和發展的。因此，教師以生物學史為切入點，既有利于使學生掌握生物學科的發展史，又有利于剝繭抽絲，層層推進，幫助學生沿著知識發生、形成的一般過程逐漸形成生物概念。例如，“酶”的教學，可從酶的發現史入手：
發現史1：1836年，德國科學家施旺從胃液中提取酶，酶可以在細胞外起作用。
發現史2：1926年，美國科學家薩姆鈉提取出脲酶的結晶，并通過化學實驗證實脲酶是一種蛋白質。
發現史3：20世紀30年代，科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質結晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質，形成了酶的初步定義。人們認為酶的本質是蛋白質。
發現史4：20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發現少數RNA也具有生物催化作用，即酶也可以是RNA。
最后得出“酶是由活細胞產生的具有生物催化能力的有機物”。酶的本質：有機物（絕大多數是蛋白質，少數是RNA）；來源：活細胞；作用場所：細胞內外。
總之，教學有法，教無定法，貴在得法，教師可以根據不同概念的關鍵屬性、學習難點，結合自己的經驗，利用自己的智慧，合理選擇切入點，突破概念教學的重點和難點，幫助學生建立專業的、正確的生物概念。
參考文獻：
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生物中個體的概念范文第5篇
關鍵詞:中草藥生物轉化工程;微生物工程;酶工程;生物中藥
中圖分類號:R932文獻標識碼:A文章編號:1673-2197(2009)06-0001-04
隨著中醫藥現代化戰略的逐步推行,中醫藥發展正迎來新的挑戰與機遇。中國科學院院士王夔在為《中藥成分代謝分析》作序時指出:“近年來中藥現代化研究基本上是以產品為目標,以新中藥制劑開發為目的。開發有余,而研究不足。實際上,中藥現代化的根本是中藥學現代化。中藥產品的現代化可以栽培現代化、質檢和質量標準現代化、工藝現代化等等方面下功夫,執行GAP、GLP、GEP、GMP、GCP等標準。但是,即使如此開發的中成藥仍然在世界藥學中不能占有舉足輕重的地位;接受這些產品的絕大多數是華人。我們必須強調中藥的現代化要以中藥學現代化為基礎;也就是中藥學要用世界自然科學和醫學科學能夠接受的概念和理論來闡述。”[1]要中醫藥現代化,首先是中醫藥理論的現代化,再是中醫藥產業的現代化。筆者認為,在探索中國古典哲學、中醫藥理論、現代科學技術與現代科學方法論、現代人體生命科學理論等相互結合的基礎上,推動中醫理論的科學化、現代化,并在現代中醫理論的指導下進行中藥現代化研究及其創新的研發[2]。
在總結古今傳統中藥和方劑中涉及生物轉化原理的基礎上,從中藥成分代謝分析中探析,結合化學成分組學、基因組學、蛋白組學、代謝組學、糖生物學、系統生物學、藥物設計學、高通量篩選技術等現代生命科學技術,運用生物轉化技術,尤其是運用體外生物轉化技術改善中藥制劑的療效與個體差異,提出了新的中醫藥產業工程――中草藥生物轉化工程,以及相應的創新中藥――生物中藥。中草藥生物轉化工程是將酶工程、微生物工程、代謝工程、基因工程、糖生物工程、藥物設計工程、生物信息學等現代生物工程技術合理運用到中醫藥現代化研究中,合理繼承傳統中醫藥理論,對中醫藥進行創新與傳承,并開發出相應的生物中藥。中草藥生物轉化工程的兩個主要研究內容:微生物轉化與創新中藥、酶法轉化與創新中藥。
1 微生物轉化與創新中藥
1.1 微生物發酵與傳統中藥
在研究中華醫藥史中著名中草藥及方劑的過程中發現,利用微生物技術制備傳統中藥有著悠久的歷史。“酒為百藥之長”,具有通血脈、行藥勢等功效,原始的釀酒技術產生于4000多年前的夏禹時代,酒是酵母發酵的產物,是細胞內酶作用的結果[3]。約3000年前,利用麥曲含有的淀粉酶將淀粉降解為麥芽糖,制得具有緩中、補虛、生津、潤燥功效的飴糖。在長沙馬王堆漢墓出土的帛書《五十二病方》中記載了用于治病的糞便類中藥,實際上是宿主與其消化道內的厭氧微生物共同代謝與發酵產生的混合物。公元10世紀左右,我國有了豆醬制品,及由此工藝衍化制備出的用于解肌發表和宣郁除煩的淡豆豉,豆醬和淡豆豉均是微生物的發酵產物。三國時期的著名醫學家華佗創造了制備金汁的秘法,即利用刮青竹筒(天然膜管)從糞窖內人源性微生物與自然界微生物混合深層發酵產物中提取而得[4]。首載于元代《飲膳正要》中的紅曲,為微生物紅曲霉發酵梗米加工品而產生的發酵物,具有健脾消食、活血化瘀等功效[5]。我國是最早利用真菌防病治病的國家,早在《神農本草經》中,就有靈芝、茯苓、豬苓、雷丸等藥用真菌的記載[6],現仍廣泛應用。真菌具有分解纖維素、淀粉、蛋白質、脂類等營養物質的強大酶系,對天然培養基有較強的分解利用能力,具有種類多、次生代謝產物多、培養條件簡單等特點,成為微生物發酵炮制或制備傳統中藥的主要功能菌。利用古老中藥中寄生真菌自身發酵的研究已成為現在研究的熱點,如靈芝、冬蟲夏草、云芝、灰樹花、茯苓、麥角菌等都有大量的研究報道[6]。
微生物發酵是傳統中藥中的一種重要炮制方法。我國人民將微生物發酵應用于中藥炮制,即將藥材與輔料拌和,在一定溫度和濕度下,通過微生物的生物轉化作用達到提高藥效、改變藥性、降低毒副作用等目的[6]。《中華人民共和國國家藥品標準》中收錄的19種曲藥,如,配方和工藝均絕密的片仔癀、六神曲、建曲、采云曲、霞天曲、黔曲、半夏曲、老范志萬應曲、泉州百草曲、沉香曲等,均是微生物固態發酵而成的中藥。不同培養基經同樣微生物處理后會產生不同的藥性,可利用該特性生產具有不同適應證的中藥。例如,發酵淡豆豉時,以桑葉、青蒿發酵者,藥性偏于寒涼,多用于風熱感冒或熱病胸中煩悶之癥;以麻黃、紫蘇發酵者,藥性偏于辛溫,多用于風寒感冒頭痛之癥[7]。
微生物發酵代謝產物是傳統中藥方劑配伍中的一類重要中藥。除目前仍在方劑配伍中廣泛使用的曲藥外,糞便類中藥作為微生物發酵代謝產物也被古今許多醫家用于傳統方劑配伍中,如《五十二病方》、《黃帝內經》、《中華人民共和國藥品標準•中藥成方制劑》等均有記載[8],最為著名的方劑有失笑散、溫病方劑神犀丹及三石湯等。在利用糞便類中藥配伍方劑治病方面,尤其值得一提的是清朝的著名溫病學家葉天士,他善于運用金汁配伍于方劑中治病救人,在黃英志主編的《明清名醫全書大成•葉天士醫學全書》中含“金汁”的臨床處方和方劑近100處之多,其中包括著名的溫病靈丹神犀丹。
1.2 微生物轉化中藥成分
微生物轉化中藥成分的研究始于20世紀90年代初,日本的小橋恭一發現中草藥成分如番瀉苷,可借助腸道細菌轉化為致瀉有效成分,隨后他的課題組對系列糖苷類化合物如黃芩苷、漢黃芩苷、人參皂苷等進行了研究,指出糖苷類化合物為天然前藥[9]。基本原理是利用微生物細胞產生的一種或多種酶把中藥中的一些化學成分轉化成結構相關的更有經濟價值的產物,來完成常規化學方法難以實現的生化反應,其本質是利用微生物本身所產生的酶對外源底物進行的催化反應,改變藥物原有性能,產生新的功能作用,或增強原有的功能活性。如口服人參皂苷類成分的腸內微生物轉化[10]。
將微生物工程技術應用于中藥創新,將是中藥創新研發中的新熱點,其主要特點可概括如下[2]:①藥物的有效組分、活性成分最大限度地得以提取、利用;②藥物進入人體后不能直接被利用的有效活性組分,可在體外生物轉化而被直接利用,將高極性中藥成分轉化為低極性成分,改善了藥物的脂溶性,使其功效迅速發揮;③可以提高中藥制劑的普適性,腸道微生態菌群因個體存在很大的差異性,結果引起藥物的生物利用和功能作用差異明顯,而通過體外生物轉化可避免之,從而提高其普適性;④微生物轉化后與原有藥物相比產生了新的活性物質,從而可能產生新的保健、治療或預防等功能作用;⑤其具有生產工藝可控、所得產物明確、制劑方便、便于與國際接軌等優點,因而是實現中醫藥現代化戰略的有效途徑。
2 酶工程與創新中藥
酶作為生物催化劑,在許多化學反應中具有不可低估的作用,作為生物進化的高級形式,與一般的化學催化劑相比,它可以在非常溫和的條件下高效、專一性地催化底物轉變為產物,具有廣闊的應用前景。酶是由細胞產生的具有催化能力的物質,其化學本質主要為蛋白質,少數酶同時含有少量的糖和脂肪,也有少數是核酸等其它物質。酶大部分位于細胞內,部分分泌到體外。新陳代謝是生命活動的最重要特征,一切生命活動都是由代謝的正常運轉來維持的,而生物體代謝中的各種化學反應都是在酶的作用下進行的。酶是促進一切代謝反應的物質,沒有酶,代謝就會停止,生命也即停止。酶工程技術是現代生物技術的重要組成部分,其特點是利用生物酶、含酶細胞器或細胞(微生物、植物、動物)作為生物催化劑來完成某些重要的化學反應,應用范圍包括醫藥、食品、化學工業,診斷分析、檢測分析和生物傳感器等。在中藥創新研發過程中,酶工程技術將具有舉足輕重的作用。
2.1 酶的分類與中草藥生物轉化反應類型
按照1961年國際生物聯合會酶學委員會(Enzyme Commission of International Union Biotechnology)規定的分類方法,不管酶的結構和性質如何,僅根據酶所催化反應的類型,將酶分為六大類,即氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶、合成酶或連接酶,對應為六大中草藥生物轉化反應類型。圖1概述了各類酶的特性與中草藥生物轉化反應類型[1,2,11]。
2.2 酶法轉化與中藥
近年來,藥代動力學研究證明,中藥成分中的糖苷類化合物在腸道內難以吸收、生物利用度低、腸內滯留時間較長,在人體內難以直接發揮藥效作用,絕大多數需經腸道微生物酶分解為次級苷或苷元,方能發揮藥效。從糖苷類化合物的結構角度看,含糖基越多,分子極性越高,水溶性就越大,相反水溶性越低,水溶性大的物質不易被小腸絨毛吸收,不易穿過腸壁,也就不易進入血液而發揮藥效,只有被腸道內微生物酶水解后才能被吸收而發揮藥效。因此,腸道內微生物酶濃度與酶催化活性直接影響著糖苷類化合物的藥效。研究表明,個體差異性影響腸道內微生物酶濃度與催化活性[12,13],患者體溫的升高會影響酶催化活性的發揮;隨著現代醫學事業的發展,濫用抗生素已經嚴重損害人腸道內的正常菌群,使腸道菌群失去平衡,不能分泌各種正常酶[14]。這些因素嚴重影響著中藥藥效的發揮。
如何將中藥材中的糖苷類化合物轉化成次級苷或苷元,將成為中醫藥現代化研究中的新熱點,可通過化學轉化、酶轉化、微生物轉化等方法實現之。化學轉化過程中,因強烈的酸堿水解作用而引起苷類物質結構和構型的改變,導致藥效消失和產物不穩定。因此,酶轉化與微生物轉化將更具潛力,微生物轉化的本質仍是酶轉化,酶轉化是中草藥生物轉化工程中的重要內容。在酶的催化作用下對中藥中的苷類成分進行系列結構修飾,引起中藥成分的共價結構發生改變,如化學基團的引入或去除、化學鍵的引入或斷裂等。修飾后,可引起藥理活性的改變,或中藥制劑(尤其是中藥口服液)風味的改善等。
有關酶法轉化中藥的研究開展時間不長,尚處于實驗研究階段。但是,不少學者已逐步認識到生物轉化技術將是中藥創新研究的重要方法之一。近年來,運用現代生物酶工程技術開展現代中藥研究,在酶法轉化中藥研究領域取得了一些成果。如利用自制復合酶對生曬參95%乙醇提取物、人參莖葉總皂苷、三七總皂苷、三七莖葉總皂苷等系列中藥有效部位進行了酶法轉化研究[2,15],通過HPLC和LC-MS分析發現可以明顯改變一些皂苷成分的結構,并降低相應化合物的極性,增加了有效部位中脂溶性含量;同時,利用這些復合酶直接酶法轉化處理人參、三七、三七莖葉等藥材,結果表明復合物酶亦能高效地轉化藥材中部分皂苷成分為低極性皂苷。這些低極性皂苷具有抗癌、免疫調節、改善微循環、調節消化機能、安神、抗衰老、抗緊張、預防消化道潰瘍、提高生命質量、增強記憶和學習能力等多種生物活性和藥效作用,還具有快速吸收、高生物利用度等特點。用酶法輔助提取清熱中藥黃芩活性成分時,HPLC分析發現提取物中的黃芩素和漢黃芩素等苷元含量遠遠高于藥典的提取方法,表明酶法輔助提取有助于黃芩苷、漢黃芩苷等轉化成相應的苷元[16,17]。
3 生物中藥的發展方向
上文從微生物工程與中藥、酶工程與中藥等兩方面綜述了中草藥生物轉化工程的核心內容;同時,在中藥儲存、炮制、方劑配伍煎制、體內代謝等過程中也涉及到生物轉化,囿于篇幅,不再詳述。
中草藥生物轉化工程融合了傳統中藥制藥工程、傳統發酵中藥技術、現代微生物技術、酶工程技術、中藥成分的代謝工程等多種工程技術,其在中藥新藥研究開發方面具有的獨特優勢,可為改善中藥功效、加快中藥制劑的起效速度、提高生物利用度、改善制劑功效的個體差異性、創制新劑型、創制新藥等方面提供嶄新的技術手段,有望給中藥新藥研究開發注入新的活力,并將為中藥創新帶來革命性的變革,具有廣闊的發展前景,預計不久將成為中藥創新研究中的“紅熱點”。中草藥生物轉化工程的發展方向將影響生物中藥的未來發展前景,今后應在以下幾個方面進行深入研究:①中草藥儲存過程的生物轉化及霉變生物轉化機制研究;②中草藥炮制過程中的生物轉化機制研究;③方劑配伍中的生物轉化原理及方劑煎制過程的生物轉化研究;④加強微生物和酶工程技術在中藥研究中的應用;⑤加強曲劑制備過程中的生物轉化機制研究;⑥加強糞便類中藥的生物轉化機制研究;⑦加強生物中藥制藥裝備的研究;⑧利用現代分析技術,建立快速而靈敏的分析檢測技術手段;⑨建立有效而快速的功效篩選模型;⑩加強中藥成分體內代謝轉化及功效個體差異性的研究;(11)在生物轉化研究過程中如何合理地貫徹中醫藥理論及現代科學方法論的指導思想,并吸收利用現代科學的有益成果。
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