“生物对环境的适应和影响（第2课时）”的教学设计

本课选自人教版7年级上册,第1单元“生物和生物圈”的第2章第3节。本册教材从内容框架上是要突出人与生物圈的关系,本节课所属的第2章“生物圈是所有生物的家”就是站在生物圈的高度,论述生物与环境之间是相互影响、相互依存的统一整体。本课“生物对环境的适应和影响”则是在前一节课“环境对生物的影响”的基础上考虑生物与环境之间的关系．实际上是从一个问题的2个方面对生物与环境的关系辩证地进行分析。     

代谢组学：一个迅速发展的新兴学科

对代谢组学的含义,中心任务,研究方法,样品要求,应用及其发展方向进行了简要综述. 系统生物学概念的诞生标志着研究哲学由“还原论”向“整体论”的变化. 系统生物学的中心任务就是要针对生物系统整体 (无论它是生物细胞,多细胞组织,器官还是生物整体),建立定量,普适,整体和可预测 (QUIP) 的认知. 具体而言,系统生物学研究就是要将给定生物系统的基因,转录,蛋白质和代谢水平所发生的事件,相关性及其对所涉及生物过程的意义进行整体性认识. 从而出现了许多的“组”和“组学”的新概念. 但是现已提出的一百多个“组”和“组学”,可以大体归纳为“基因组”/“基因组学”,“转录组”/“转录组学”,“蛋白质组”/“蛋白质组学”和“代谢组”/“代谢组学”四个方面. 显而易见,DNA,mRNA 以及蛋白质的存在为生物过程的发生提供了物质基础 (但这个过程有可能不发生!),而代谢物质所反映的是已经发生了的生物学事件. 因此代谢组学是对一个生物系统进行全面认识的不可缺少的一部分,是全局系统生物学 (global systems biology) 的重要基础,也是系统生物学的一个重要组成部分. 在现有的英文表述中,代谢组学同时存在两个不同的词汇和概念,即metabonomics 和 metabolomics. 尽管前者多用在动物系统而后者多用于植物和微生物系统,但这些概念的本质从他们的定义中能够得到较细致的了解. Metabonomics 的最初定义是就生物系统对生理和病理刺激以及基因改变的代谢应答的定量测定(“the quantitative measurement of the multi-parametric metabolic response of living systems to pathophysiological stimuli or geneticmodifications”). 我们认为这个定义现在可以更广泛地表述为:代谢组学是关于定量描述生物内源性代谢物质的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学 (“Metabonomics is the branch of science concerned with the quantitative understandings of themetabolite complement of integrated living systems and its dynamic responses to the changes of both endogenous factors (such asphysiology and development) and exogenous factors (such as environmental factors and xenobiotics).”). 其中心任务包括 (1) 对内源性代谢物质的整体及其动态变化规律进行检测,量化和编录,(2) 确定此变化规律和生物过程的有机联系. Metabolomics 存在多个定义,但其精髓是:对一个生物系统的细胞在给定时间和给定条件下所有小分子代谢物质的定量分析(the quantitativemeasurement of all low molecular weight metabolites in an organism's cells at a specified time under specific environmentalconditions). 因此,metabolomics 可以译作“代谢物组学”. 不难看出,前者是对生物系统进行的整体和动态的认识 (不仅关心代谢物质的整体也关注其动态变化规律),而后者强调分析而且是个静态的认识概念. 因此可以认为,metabolomics 是metabonomics 的一个组成部分 (参看定义). 近年又有人提出了“dynamic metabolomics”的概念,这个概念所表达的含义十分接近“metabonomics”本身的含义. 所以,可以预见,随着这门新兴学科的发展和更深入讨论,这两个概念必将趋向一致. 因此我们建议,在中文表述中将“代谢组学”一词和英文中的 metabonomics 相对应,以避免不必要的混淆和争议. 就细胞系统而言,不仅存在细胞自身的代谢物质组成问题,存在细胞之间代谢物质交换的问题,也存在代谢过程所发生的位点问题. 因此,简单地分析代谢物质的总组成 (即代谢组) 缺乏“整体论”所要求的全面性,其意义有一定局限. 代谢组学属于全局系统生物学 (Global systems biology) 研究方法,便于对复杂体系的整体进行认识. 譬如,一个正常工作的人体包括“人体”本身和与之共同进化而来且共生的消化道微生物群体 (或称菌群),孤立地研究“人体”本身的基因,转录子以及蛋白质当然可以为人们认识人体生物学提供重要信息,但无法提供使人体正常工作不可缺少的菌群的信息. 人体血液和尿液的代谢组却携带着包括菌群在内的每一个细胞的信息,因此代谢组学方法对研究如人体这样复杂的进化杂合体十分有效. 正因如此,代谢组学已经广泛地应用到了包括药物研发,分子生理学,分子病理学,基因功能组学,营养学,环境科学等重要领域. 在代谢组学诞生的过去 6 年里,有关代谢组学的研究论文和专利以指数的形式逐年增长. 可以预见,这门新兴学科将应用到更为广泛的领域.     

“细胞质遗传”一节的课堂教学

“细胞质遗传”部分(一课)的内容在“生物的遗传”一节中所占比重很小,但它却是很重要的一个方面。除了细胞质遗传本身的教学内涵,如概念、其特征、产生原因等外,我们更要时时记住生物学的教学必须培养学生的唯物辩证法的观点和启发学生探索求新的精神。细胞是一个整体,正如生物是一个整体一样,核质的关系,在某种意义上说与生物和它的环境的关系也是相似的。目前遗传学、细胞生物学正在进行有关的研究,对遗传学上过去认识不足或有争异的问题正在深入探讨。     

植物的感应性与植物的运动

一、植物感应性的一般概念感应性是一切生物都具有的基本属性,它乃是指生物能够“感受”外界条件的变化并对之积极地发生“反应”而呈现出各种活动状态的属性。大家都知道有机体是在不断地与外界环境进行新陈代谢中来维持生存、生长、与生殖的。而外界条件随时随地在变化之中,有机体若不能随机应变,获取与趋就有利的条件,     

“代谢工程”课程思政案例的挖掘与运用

“代谢工程”课程是生物类工科专业本科生或研究生的一门重要的专业选修或必修课程,涉及学科领域广、应用性强。加强“代谢工程”课程思政教学是适应教书育人和立德树人的时代需求。文中详细列举了“代谢工程”课程中开展思政教学的一些典型案例,寓思政教育于课程教学环节之中,借此对工科生进行正确的价值引领,从而培育学生的科学精神,加强学生的文化自信和家国情怀,增强学生勇攀科学高峰的信心。     

生物“五步”单元教学法探索

生物“五步”单元教学法是将生物教材某一章或某一节或某几节作为一个教学单元 ,以“提纲定向———自学讨论———精讲质疑———练习反馈———总结提高”为基本环节的课堂教学程序。这是笔者在总结他人成功的教学经验和方法的基础上结合自己的教学实践总结出来的一种教学模式。1　设计原理1 1　体现了教学内容整体性原则“五步”单元教学法改变传统教学过程中一页一页讲授的顺序 ,以生物教材各章、节知识的相对独立性和完整性为依据来确定教学单元。教学伊始 ,教师对教学内容从整体上进行分析 ,指出本单元学习目标、重难点 ,构建单元知…     

2002年诺贝尔化学奖"对生物大分子仪器分析方法的重大贡献"简介

20 0 2年诺贝尔化学奖授予了三位在生物大分子研究领域作出突出贡献的科学家 :美国科学家约翰·芬恩 ,日本科学家田中耕一以及瑞士科学家库尔特·维特里希 ,以表彰他们创造性地应用物理化学分析法对生物大分子进行结构分析测定的研究。其中芬恩和田中发明了“对生物大分子进行确认和结构分析方法”和“对生物大分子的质谱法” ,维特里希则是开创了“利用核磁共振测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。     

细胞的社会关系

高度分工和密切协作是社会进步的表现。“邻国相望,鸡犬之声相闻,老死不相往来”是原始落后的特征。细胞是生命的一个基本单位,多细胞生物是一个复杂的细胞社会大家庭。因此,它们之间表现出各种各样的“社会关系”,例如,细胞间的连接、识别、通讯、互相作用以及整体对部分的调节控制等。高等生物的无数细胞要在一个整体中活动,为了统一,就必须联合,于是它们之间表现出各种各样的连接方式。最简单的是相邻细胞膜之间平直分开的简单并列,细胞间隙内填充少量粘合物或组织液。稍复杂一些是相邻细胞膜凹凸不平,相互呈锯齿状密切镶嵌,这样不但能使细胞间的结合加固,而且扩大了它们的接触面积,称为镶嵌连接。     

生态思想的发展演变及其对风景园林的影响

19世纪中叶—20世纪60年代,生态学将生物和环境视为一个整体,一些风景园林理论和实践蕴含了这一思想;20世纪60—70年代,一些学者将生态学的“平衡态范式”引入风景园林学科,形成以自然优先和科学实证为特征的生态决定论思想;20世纪80—90年代,生态学发生以复杂性为特征的范式转变,规划设计开始以景观生态学理论为基础,重视景观动态格局以及科学与艺术的结合;20世纪末出现了将生态作为复杂系统的隐喻的趋势,生态都市主义思想和实践应运而生。今天风景园林中的生态思想是多层次的,并综合体现在实践之中。     

建议不用“生境”一词

“生境”一词,目前用法比较混乱,一般可以理解为生活环境或生态环境等,如果直接用4个字,更为明确。 从译文上说,Biotope译为生境,似乎不妥。它指“具有均一环境条件的生物区系地段”,这个小区域,即有动、植物,又有一致的环境,是个整体。译为“生物小区”比较合理。译为群落生境,也觉得生境二字含意不清,译为“生活小区”,易被理解为个体的生活小区,与动物的巢区(Home range)混淆,都不如“生物小区”明确。     

生物工程与医药工业

“生物工程或生物工程学”、“生物技术或生物技术学”、“生物工艺学”和“生物工学”等名称,都是英文“Biotechnology”一词的中文译名,目前尚未统一。在这里采用了“生物工程”常用名称。近几年来,以遗传工程为核心的生物     

生理节律及其应用

生理节律(Biorhm program)也叫生理节奏。普遍存在于生物界的各生命过程中,是生物体内存在的一种基本生理现象。不论是单细胞还是多细胞的有机体、动物、植物、人体组织、器官和整体的生理功能,均有周期性节律活动,这种生物体内存在的节律也称“生物钟”。人类     

苦恼的欧洲生物技术企业落后于美国的悲观论抬头

欧洲的生物技术产业陷入深深的苦恼之中。虽然世界生物技术产业都受到了经济危机的严重不良影响,但欧洲的生物企业遭受的打击特别大,因此恢复速度比美国缓慢的看法相当普遍。“如此下去会被美国远远甩在后面”的欧洲生物产业悲观论在过去也反复出现过,眼下伴随政治背景再次抬头。     

中国履行生物多样性公约的成就和展望

2004年是生物多样性公约实施10周年。中国于1993年1月7日作为第7个国家正式加入“公约”。接着就由国家环境保护总局牵头组建国家履约协调组和许多联络点,下设办公室负责日常工作。可见,国家对生物多样性工作的重视和认真的态度。10年来,中国在履约方面做了大量工作,成绩显著。例如,完成了“中国生物多样性国情研究报告”和“中国生物多样性保护行动计划”等一大批重要文件,建立了“生物多样性委员会”、“生物多样性保护基金会”和相应的科学与教育部门,开展了许多科研项目和讲授相关的课程,出版了系列丛书和“中国生物多样性”学术刊物,重视开展学术交流,建立了生物多样性数据库和相关的管理政策,生物多样性保护实体和产业日益增加和发展等就是明显的事例。履约10年的经验在于下列三个方面(1)保护和发展必须密切结合;(2)“统一协调、分散管理”的方针需要进一步完善;(3)基础性和综合性研究需要加强。展望未来,只有在加强基础和综合研究以及提高管理水平方面下一番功夫,履约工作才能取得更大的成绩。     

开展生物课堂电影教学的研究

1983年3月,由上海市生物学教学研究会等单位联合成立了“生物课堂电影教学专题研究组”,确定复旦、玉屏、新宁、沪闵四所中学为试点单位,进行生物课堂电影教学的专题研究。通过“草履虫”、“水螅”、“鲫鱼”、“种子萌发需要什么”和“植物的光合作用”等的电影教学课实践,对如何开展生物电影教学,我们有以下的体会: 定期审片,认真备课正确的选择影片是顺利地进行电影教学的首要条件。目前有关生物方面的影片比较多,但大部分是科教片,不适合配合课堂教学。因此,必须定期审看有关生     

课外知识在教学中的选择应用

生物课堂教学应理论联系实际,与课本知识有联系的实际内容很多。包括工业、农业、国防、医药卫生、日常生活等各个方面。在生物教学中对课外知识的选择除了要与所讲内容紧密相联外,还应注意以下几点。1思想性所谓思想性是指可以对学生进行爱国主义教育、辩证唯物主义教育等,做到寓思想教育于教学之中。如讲“绪论”课,在说明生物学发展史时,可穿插介绍灿烂的中华文化,介绍我国是世界上发现猿人化石地点最多的国家,我国是世界上最大的农作物起源中心,是茶的故乡等等,以这些中国之最,增加学生民族自豪感。再加讲“生命起源”时,说…     

《生物产业技术》创刊五周年回顾之医药生物技术篇

医药生物技术产业是生物技术产业最重要的组成部分,是《生物产业技术》杂志重点关注领域之一。《生物产业技术》自2005年创刊以来,一直追踪医药生物行业的热点、关注医药生物行业的发展,期待将医药生物产业的精彩展示给产业界和大众。杂志通过“公司新闻”、“前沿技术”、“新药连载”、”专题”等多种形式记录了医药生物产业研发以及医药生物制造企业、研发机构、合同研发外包企业、投资机构等发展实践历程。     

泛欧生物和景观多样性战略

为了减缓乃至停止欧洲景观退化的速度,1995年底,欧洲环境部长理事会通过了一项由国际欧洲自然遗产地会议所提出的提案——“泛欧生物和景观多样性战略”。它的目的为：1．大大减少,如果可能,争取完全停止现在对欧洲的生物和景观多样性的威胁;2．加强生物和景观多样性的保护;3．加强欧洲作为一个整体的生态联系性;4．确保公众充分参与生物和景观多样性各方面的保护。它的具体做法是：1．通过建立泛欧生态网络及其有效管理,保护、恢复和提高关键生态系统、栖息地、物种和景观的特征;2．通过国家或区域社会和经济发展的机会,确保生物…     

浅议苏科版义教课程标准生物教科书中DIY的作用

苏科版义务教育课程标准生物教科书（以下简称“苏科生物”）是依据教育部2001年颁布的全日制义务教育《生物课程标准》的精神，以“生物与环境的密切关系”为主线编写的。苏科生物在编写结构上创新的设计了“问题解决板块”、“信息库板块”和“辅助板块”三个相互关联的学习板块（见附图）。这样的编排充分体现了教育现代化的指导思想和新课程理念，贴近学生发展的需要，     

研发动态

我国将实施“三步走”战略,15年实现生物技术强国目标科技部部长万钢近日在2007国际生物经济大会上表示,为了实现生物技术强国、生物产业大国的战略目标,我国将实施“三步走”战略,即第一步为技术积累阶段,力争2010年前完成,生物技术研究开发整体水平处于发展中国家领先地位,论