基于HPS理念培育科学思维核心素养的教学设计——以“生物膜的流动镶嵌模型”为例

以生物膜流动镶嵌模型探究历程的经典实验为线索,用HPS教育理念为理论引导,在教学中培育学生的科学思维核心素养。通过对生物膜结构科学史进程的描述,培养学生的演绎与推理思维,用"结构与功能相适应"的科学哲学观与学生的共同探讨论证,培养学生的批判与建模思维,以生物膜结构在现实生活中的应用,让学生体会科学探索中充满的创造思维。     

环境中生物膜的菌群结构与污染物降解特性

生物膜是细菌最常见的生长方式。结构有序、功能分化的生物膜群落为内部细菌提供在不利环境中生存的庇护,其环境功效也日益受到关注。本文综述了多种环境中微生物与不同材料表面相互作用、进而发展为生物膜的机制;介绍了环境工程领域中生物膜的先锋菌种和菌群结构动态变化;介绍了生物膜在污染环境中的抗逆与降解特性。     

生物膜定量分析方法研究进展

生物膜因具有强致病性、耐药性和抗逆性,已成为全球关注的重大难题。介绍了生物膜生物量、细胞总数、活细胞数、大分子物质和结构的定量分析方法,以期为深入研究生物膜提供更丰富的手段,推动生物膜定量分析方法的改进与提高,从而更好地预防、控制及开发生物膜。     

细菌生物膜与龋齿相关性的研究进展

牙菌斑是由多种微生物在牙面上沉积,有机基质互相集聚、交联而形成的生物膜结构,生物膜中微生物相互依存、相互竞争,构成了复杂的微生态关系。牙菌斑生物膜的形成是导致龋齿重要过程。本文综述了细菌生物膜与龋齿发生的关系,以期为龋齿的预防与治疗提供新的思路。     

细菌生物膜的形成与调控机制

细菌通过自身合成的水合多聚物粘附在固体表面,以固着的方式生长从而形成生物膜,细菌生物膜的形成涉及到几个明显的阶段,包括起始的附着、细胞与细胞之间的吸附与增殖、生物膜的成熟、及最后细菌的脱离等四个阶段,生物膜的形成增加了细菌对抗生素的抗性以及帮助细菌逃逸寄主的免疫攻击等,从而引起临床上持续性的慢性感染等各种问题;生物膜结构非常复杂,除了细菌分泌的各种胞外多糖,胞外蛋白质外,最新的研究表明,DNA也是生物膜的一个重要成分.针对近年来的最新文献报道分别对生物膜的形成、结构以及调控机制等进行综述.     

新生隐球菌生物膜动物感染模型的构建及其活性的检测

目的 构建一种简便易行的新生隐球菌生物膜感染动物模型.方法 采用大鼠皮下置管法构建新生隐球菌生物膜感染动物模型,并使用电子扫描显微镜观察新生隐球菌体内形成生物膜的结构;采用MTT法对获得的体内生物膜结构进行活性的检测.结果 成功构建了新生隐球菌生物膜大鼠感染模型;MTT法检测体内生物膜活性表明,随着体内培养时间的延长,生物膜活性增强,与直接镜检和电镜观察结果一致.结论 新生隐球菌生物膜大鼠模型简单易行,便于操作,对于研究新生隐球菌生物膜体内活性的研究具有一定的实际应用价值.     

高中生物学教学中的类比

通过举例说明了高中生物学教学中的几种类比方式:图像类比、形象类比、归纳类比、模型类比和实验类比。     

生物膜膜蛋白三维结构研究的现状与展望

1　生物膜膜蛋白三维结构研究的重要性与迫切性　　细胞是生命的基本结构与功能单位 .细胞的外周膜与细胞内的膜系统称为生物膜 .细胞的能量转换、信息识别与传递、物质运送和分配等基本生命现象都与生物膜密切相关 .生物膜是由蛋白质、脂类以及碳水化合物等组成的超分子体系 ,膜蛋白是膜功能的主要体现者 .生物膜膜蛋白可分为外周膜蛋白和内在膜蛋白 ,后者约占整个膜蛋白的 70 %～ 80 % ,它们部分或全部嵌入膜内 ,有的则是跨膜分布 ,如受体、离子通道、离子泵、膜孔、运载体(ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ)以及各种膜酶等等 .象水溶性蛋白质一样 …     

新生隐球菌生物膜动物模型构建及PMT4对生物膜形成的影响

目的构建新生隐球菌的PMT4基因缺陷株及新生隐球菌生物膜的体内、外模型;研究PMT4基因对生物膜形成的影响。方法采用PCR介导的长侧翼同源重组的方法敲除新生隐球菌H99的PMT4基因;采用基础培养基96孔板培养的方法建立生物膜体外模型;兔中心静脉插管、管内放置聚苯乙烯薄膜的方法建立生物膜动物模型;用倒置显微镜、共聚集激光扫描显微镜、MTT、CFU计数等方法研究PMT4缺陷株与野生株生物膜的异同。结果新生隐球菌在体内、外模型中均能形成生物膜;PMT4缺陷株与野生株生物膜在生物量和结构方面存在明显差异。结论本实验的生物膜动物模型可行;PMT4基因缺陷可造成隐球菌生物膜代谢活性下降,并形成假菌丝样结构。     

生物膜与植物寒害和抗寒性的关系

一、前言从某种含义上说,细胞的基本结构是一个生物膜体系。各种细胞器都是由生物膜分隔和包围的小区。许多生命活动和生理功能都在生物膜上进行,或与之密切相关。生物     

营养及水力条件影响光合细菌生物膜生长特性实验

对平板式生物膜反应器内,流量及底物浓度范围分别为37.8~1080ml/h、0.05~10g/L的不同生长条件下光合产氢细菌生物膜生长特性进行了实验研究,讨论了不同水力及营养条件对沼泽红假单胞菌生物膜表面覆盖率、膜厚、干重和密度的影响。实验结果表明,不同水力及营养条件对生物膜生长速率及结构具有重要影响。在相同的时间间隔内,在高流速条件下光合细菌菌落生长较快,但过高的液体流速会导致部分生物膜脱落;高流速条件易使生物膜形成薄而致密的结构。光合细菌生物膜在循环液底物浓度较高时生长较快,密度也最高;而贫营养条件可以促成结构疏松生物膜在固液界面的形成,这种生物膜结构有利于微生物在低底物浓度条件下底物在生物膜内的传输。     

生物膜结构概念的衍变和发展

本文系统地介绍了生物膜结构概念的衍变。生物膜有非双层类■结构,它与双层类脂结构互相转变,因此有人认为“流动镶嵌”模型应修正为“变型镶嵌”模型。     

人工纳米材料与生物膜相互作用机制及影响因素研究进展

人工纳米材料在水体中的环境行为与生物环境安全问题成为环境科学领域研究的热点,人工纳米材料与生物膜相互作用机制和影响因素是其中迫切需要研究解决的关键科学问题。本文主要探讨了人工纳米材料释放进入到水体中后对生物膜细菌活性、微生物群落结构、净污活性等的毒性效应,分析了人工纳米材料对生物膜的毒性作用机制及其影响因素,同时探讨了生物膜对人工纳米材料的吸附作用及机理,为深入研究人工纳米材料与生物膜的相互作用机制提供了重要的理论基础。     

“生物膜的流动镶嵌模型”教学中若干问题的分析与处理

“生物膜的流动镶嵌模型”是非常好的科学史教学素材,但在教学中需要深刻理解和解读“暗－亮－暗”图像的含义,深层次地分析生物膜流动性的成因、蛋白质与磷脂双分子层的关系以及磷脂单分子层与水界面的相互作用,才能使知识教学更科学、思维更严密,更有利于学生科学素养的熏陶和培养。     

第九次全国暨海内外生物膜学术研讨会通知

由中国生物物理学会、中国生物化学与分子生物学会和中国细胞生物学会联合主办,中国生物物理学会 < 膜与细胞生物物理专业委员会 >、中科院生物物理研究所“生物大分子国家重点实验室”、国家科技部“生物膜与膜蛋白的结构与功能研究”<973> 项目和“生物膜与膜工程国家重点实验室”等联合承办的《第九次全国暨海内外生物膜学术研讨会》(简称2007“生物膜学术研讨会”) 定于2007年10月12-15日在湖北宜昌召开。     

膜脂—膜蛋白的相互作用(上)

生物膜是由蛋白质,脂质以及碳水化合物等组成的超分子体系。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。因此,二者的相互作用问题的探讨可以说是生物膜结构与功能研究的一个中心环节。本文先对生物膜的主要组分:膜脂和膜蛋白的概况以及生物膜结构的主要特征——流动性作一扼要介绍,然后就膜脂对膜蛋白,膜蛋白对膜脂的影响分别进行讨论,最后就二者相互作用的研究与医、农方面的联系作些介绍。     

惰性材料表面细菌生物膜构建的研究

目的构建惰性材料塑料输液管内壁细菌生物膜体外模型,观察细菌生物膜的结构,探讨输液管内壁细菌生物膜形成影响因素。方法建立铜绿假单胞菌生物膜和铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌混合生物膜,分别于培养1、3和7d用扫描电镜动态观察生物膜形成过程。结果混合菌生物膜的生长速度高于铜绿假单胞菌单独成膜。结论输液管是形成细菌生物膜的良好支持材料,混合细菌培养可以加速细菌形成生物膜。     

几种不同基质对阿萨希毛孢子菌形成生物膜影响的初步观察

目的观察不同基质对阿萨希毛孢子菌生物膜形成能力的影响。方法在聚芳脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯上构建阿萨希毛孢子菌生物膜,在生物膜形成过程中采用XTT法对其活性进行定量分析,倒置显微镜和扫描电镜下观察不同基质上阿萨希毛孢子菌生物膜形态特征。结果 3种基质上均能形成阿萨希毛孢子菌生物膜,且形成广泛的的生物膜。比较成熟期不同基质上形成生物膜的活性有差别(F=14.743,P0.01),活性由高到低为聚芳脂=聚氯乙烯聚苯乙烯。倒置显微镜和扫描电镜下观察发现聚芳脂、聚氯乙烯形成的生物膜可见孢子、菌丝、假菌丝结构,聚苯乙烯上形成以孢子为主要结构的微生物群落。结论阿萨希毛孢子菌可在聚芳脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯上形成生物膜,但形成生物膜的能力不同。聚芳脂、聚氯乙烯比聚苯乙烯更易于真菌的黏附;且以菌丝、假菌丝为主要结构的微生物群落活力比单纯孢子的活力强。     

运载体学说

生物膜的通透性广义地说,物质或离子通过任何活体结构的速率,与通过相当水层时的速率明显不同者,这种结构均可认为是生物膜。这样,生物膜就不限于单层结胞膜,也可包括隔开两相的细胞薄层,如毛细血管壁、小肠上皮、各种腺管等。物质穿过这种结构时,会遇到多层结胞膜,并且还有通过胞浆的问题。但是细胞膜在构成机体各种屏障功能中,显然居于首     

细菌生物膜在农田土壤污染修复中的应用研究进展

全球农田土壤污染日趋严重。重金属、农药、微塑料作为常见的土壤污染物,已对农田生态系统与粮食安全造成严重威胁。细菌生物膜(bacterial biofilm,BF)作为分布于细菌表面的多组分聚集体,近年来已被证明在环境保护领域具有较高的应用价值。本文主要介绍了细菌生物膜的组成和功能,并对近年来细菌及其生物膜在重金属、有机物污染土壤修复中的应用及机理进行综述,展望生物膜群落结构在污染土壤中的修复潜力,以期深入理解细菌生物膜的关键作用,为挖掘更多细菌生物膜在环境保护方面的应用潜力提供理论指导。