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提出問題、作出假定、制定方案、實施方案、得出結論、表達交流
2、生物的特征
1)生物的生活需求營養:絕大多數植物經過光協作用制造有機物(自養);動物則從外界獲取現成的營養(異養)。
2)生物能進行呼吸。
3)生物能排出身體內的廢物。
動物排出廢物的方式:出汗、呼出氣體、排尿。
植物排出廢物的方式:落葉。
4)生物能對外界撫慰做出反響——應激性。例:斑馬發現敵害后迅速奔逃。含羞草對撫慰的反響。
5)生物能生長和繁衍。
6)除病毒以外,生物都是由細胞構成的。
3、生物圈的范圍:大氣圈的底部、水圈的大部和巖石圈的表面。
4、生物圈為生物的生活提供的基本條件:營養物質、陽光、空氣和水、合適的溫度和一定的生活空間。
5、影響生物的生活的環境要素:
6、生物對環境的順應和影響:
7、生態系統的概念和組成
概念:在一定地域內生物與環境所構成的一致全體叫做生態系統。
組成:包括生物部分和非生物部分。生物部分包括生產者、消費者和分解者。非生物部分包括陽光、水、空氣、溫度等
8、食物鏈和食物網:
9、羅列不同的生態系統:
森林生態系統、草原生態系統、海洋生態系統、淡水生態系統、農田生態系統等,生物圈是的生態系統。
第二單元
10、利用顯微鏡觀察裝片
11、細胞是生物生命活動的基本結構和功用單位。
12、植物細胞特有的結構:細胞壁、葉綠體和液泡。
13、洋蔥表皮細胞裝片的制造和觀察
14、口腔上皮細胞裝片的制造和觀察
15、細胞膜的功用:讓有用的物質進入細胞,把其他物質擋在細胞外面,同時,還能把細胞內產生的廢物排到細胞外。
16、線粒體和葉綠體是細胞里的能量轉換器
17、細胞核在生物遺傳中的作用
18、細胞經過火裂產生新細胞:分裂時,細胞核先由一個分紅兩個,隨后,細胞質分紅兩份,每份各含有一個細胞核。最后,在原來的細胞的中央,構成新的細胞膜,植物細胞還構成新的細胞壁。于是,一個細胞就分裂成為兩個細胞。
19、細胞分化構成組織。
20、人體的結構層次:細胞組織器官系統人體
21、植物體的結構層次:細胞組織器官植物體(植物體無系統)
22、綠色開花植物的六大器官:根、莖、葉(屬于營養器官)、花、果實、種子(屬于生殖器官)
23、只需一個細胞的生物體
酵母菌、草履蟲、衣藻、眼蟲、變形蟲等都是單細胞生物,能獨立生活,有一切生理活動。
赤潮構成的緣由:水體富營養化,單細胞生物大量繁衍。
24、病毒的外形結構和生命活動的特點
(1)種類:按寄生細胞分為動物病毒、植物病毒和細菌病毒(噬菌體)
(2)結構:有蛋白質外殼和遺傳物質(核酸)組成。沒有細胞結構。
生活:必需寄生在活細胞中。
第三單元
27、區分稀有的藻類、苔蘚和蕨類植物。
28、區分稀有的裸子植物和被子植物
29、種子的主要結構(菜豆種子和玉米種子的異同點)
相同點 不同點
菜豆種子 有種皮和胚 無胚乳,營養物質貯藏在子葉里。子葉兩片。
玉米種子 有種皮和胚 有胚乳,營養物質貯藏在胚乳里。子葉一片。
在玉米剖面上滴一滴碘液,胚乳被染成藍色
30、種子萌發的條件
31、種子萌發的進程:先吸收水分(運輸營養物質的需求),胚根打破種皮,構成根,胚軸伸長,胚芽發育成莖和葉。
32、植株的生長:
33、桃花的結構:花柄、萼片、花瓣、雌蕊(柱頭、花柱、子房)、雄蕊(花藥、花絲)。
34、果實和種子的構成
35、根適于吸水的特點:根吸水的部位主要是根尖的成熟區。成熟區生有大量的根毛。
導管的功用:運輸水分和無機鹽。
水是由導管從下往上運輸,營養物質由篩管從上往下運輸。
36、蒸騰作用:氣孔是植物蒸騰失水的門戶,也是氣體交流的窗口。氣孔由一對保衛細胞組成。
蒸騰作用的意義:促進植物體對水分的吸收;促進植物體對水分和無機鹽的運輸;降溫。
37、光協作用:
38、植物的呼吸作用
第四單元
39 現代類人猿和人類的共同祖先是森林古猿。
40男性和女性生殖系統的結構和功用
男性:——產生,分泌雄性激素
女性:卵巢——產生卵細胞,分泌雌性激素
子宮——胚胎發育的場所,胎兒與母體物質交流的場所是胎盤
輸卵管——受精的場所
41青春期的身體變化
(1)身高突增,神經系統以及心臟和肺等器官功用也清楚增強。
(2)性器官迅速發育:男孩出現遺精,女孩會來月經。
42人體需求的主要營養物質
六類營養物質:糖類、脂肪、蛋白質、水、無機鹽和維生素。
44人體消化系統的組成:
45食物的消化和營養物質的吸收進程
口腔 糖類末尾消化的地方 唾液淀粉酶
胃 蛋白質末尾消化的地方 胃蛋白酶
小腸 糖類、蛋白質、脂肪都能消化 消化糖類、脂肪、蛋白質的酶
46關注食品安全。
47人體呼吸系統的組成
因為有知識,我們上了太空,我們延長了人均壽命。更因為有知識,我們超出生死,不再疑惑。下面小編給大家分享一些七年級上冊生物知識點,希望能夠幫助大家,歡迎閱讀!
七年級上冊生物知識點1生物圈中的綠色植物
第一章 生物圈中有哪些綠色植物
1、蕨類植物出現根、莖、葉等器官的分化,而且還具有輸導組織、機械組織,所以植株比較高大。
2、孢子是一種生殖細胞。
3、蕨類植物的經濟意義在于:①有些可食用;
②有些可供藥;③有些可供觀賞;④有些可作為優良的綠肥和飼料;⑤古代的蕨類植物的遺體經過漫長的年代,變成了煤。
4、苔蘚植物的根是假根,不能吸收水分和無機鹽,而苔蘚植物的莖和葉中沒有輸導組織,不能運輸水分。
所以苔蘚植物不能脫離開水的環境。
5、苔蘚植物密集生長,植株之間的縫隙能夠涵蓄水分,所以,成片的苔蘚植物對林地、山野的水土保持具有一定的作用。
6、苔蘚植物對二氧化硫等有毒氣體十分敏感,在污染嚴重的城市和工廠附近很難生存。
人們利用這個特點,把苔蘚植物當作監測空氣污染程度的指示植物。
7、藻類植物的主要特征:結構簡單,是單細胞或多細胞個體,無根、莖、葉等器官的分化;
細胞里有葉綠體,能進行光合作用;大都生活在水中。
8、藻類植物通過光合作用制造的有機物可以作為魚的餌料,放出的氧氣除供魚類呼吸外,而且是大氣中氧氣的重要來源。
9、藻類的經濟意義:①海帶、紫菜、海白菜等可食用②從藻類植物中提取的碘、褐藻膠、瓊脂等可供工業、醫藥上使用
10、種子的結構
蠶豆種子:種皮、胚(胚芽、胚軸、胚根)、子葉(2片)
玉米種子:果皮和種皮、胚、子葉(1片)、胚乳
11、種子植物比苔蘚、蕨類更適應陸地的生活,其中一個重要的原因是能產生種子。
12、記住常見的裸子植物和被子植物。
第二章被子植物的一生
1、種子的萌發環境條件:適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣
自身條件:具有完整的有生命力的胚,已度過休眠期。
2、測定種子的發芽率(會計算)和抽樣檢測
3、種子萌發的過程
吸收水分——營養物質轉運——胚根發育成根——胚芽胚軸發育成莖、葉,首先突破種皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚軸發育來的
4、幼根的生長
生長最快的部位是:伸長區
根的生長一方面靠分生區增加細胞的數量,一方面要靠伸長區細胞體積的增大。
5、枝條是由芽發育成的
6、植株生長需要的營養物質:氮、磷、鉀
7、花由花芽發育而來
8、花的結構(課本102)
9、傳粉和受精(課本103)
10、果實和種子的形成
子房——果實受精卵——胚
胚珠——種子 子房壁----果皮(與生活中果皮區別)。
11、人工受粉
當傳粉不足的時候可以人工輔助受粉。
12、被子植物的生命周期包括種子的萌發、植株的生長發育、開花、結果、衰老和死亡。
第三章 綠色植物與生物圈的水循環
1、綠色植物的生活需要水
(1)水分在植物體內的作用
水分是細胞的組成成;水分可以保持植物的固有姿態;水分是植物體內物質吸收和運輸的溶劑;水分參與植物的代謝活動
(2)水影響植物的分布
(3)植物在不同時期需水量不同
2、水分進入植物體內的途徑
根吸水的主要部位是根尖的成熟區,成熟區有大量的根毛。
3、運輸途徑
導管:向上輸送水分和無機鹽
篩管:向下輸送葉片光合作用產生的有機物
4、葉片的結構
表皮(分上下表皮)、葉肉、葉脈、
5、氣孔的結構:保衛細胞吸水膨脹,氣孔張開;
保衛細胞失水收縮,氣孔關閉。
白天氣孔張開,晚上氣孔閉合。
6、蒸騰作用的意義:
可降低植物的溫度,使植物不至于被灼傷
是根吸收水分和促使水分在體內運輸的主要動力
可促使溶解在水中的無機鹽在體內運輸
可增加大氣濕度,降低環境溫度,提高降水量。促進生物圈水循環。
第四章 綠色植物是生物圈中有機物的制造者
1、天竺葵的實驗
暗處理:把天竺葵放到黑暗處一夜,目的:讓天竺葵在黑暗中把葉片中的淀粉全部轉運和消耗。
對照實驗:將一片葉子的一半的上下面用黑紙片遮蓋,目的:做對照實驗,看看照光的部位和不照光的部位是不是都產生淀粉。
脫色:幾個小時后把葉片放進水中隔水加熱,目的:脫色,溶解葉片中葉綠素便于觀察。
染色:用碘液染色
結論:淀粉遇碘變藍,可見光部分進行光合作用,制造有機物
2、光合作用概念:綠色植物利用光提供的能量,在葉綠體中合成了淀粉等有機物,并且把光能轉變成化學能,儲存在有機物中,這個過程叫光合作用。
3、光合作用實質:綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物(如淀粉),并且釋放出氧氣的過程。
4、光合作用意義:綠色植物通過光合作用制造的有機物,不僅滿足了自身生長、發育、繁殖的需要,而且為生物圈中的其他生物提供了基本的食物來源、氧氣來源、能量來源。
5、綠色植物對有機物的利用
用來構建之物體;為植物的生命活動提供能量
6、呼吸作用的概念:細胞利用氧,將有機物分解成二氧化碳和水,并且將儲存在有機物中的能量釋放出來,供給生命活動的需要,這個過程叫呼吸作用。
7、呼吸作用意義:呼吸作用釋放出來的能量,一部分是植物進行各項生命活動(如:細胞分裂、吸收無機鹽、運輸有機物等)不可缺少的動力,一部分轉變成熱散發出去。
第五章 綠色植物是與生物圈中的碳—氧平衡
1、綠色植物通過光合作用,不斷消耗大氣中的二氧化碳,產生氧氣,維持了生物圈中的碳氧平衡。
2、呼吸作用與生產生活的關系:中耕松土、及時排澇都是為了使空氣流通,以利于植物根部進行呼吸作用。
植物的呼吸作用要分解有機物,因此在儲存植物的種子或其他器官時,要設法降低呼吸作用,降低溫度、減少含水量、降低氧氣濃度、增大二氧化碳濃度等都可抑制呼吸作用。
3、光合作用與生產生活關系:要保證農作物有效地進行光合作用的各種條件,尤其是光。
合理密植。使作物的葉片充分地接受光照。
4、光合作用和呼吸作用的區別和聯系(見課本131)
5、光合作用(130頁)和呼吸作用(125頁)公式
第六章愛護植被,綠化祖國
1、我國主要的植被類型
草原、荒漠、熱帶雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林
2、我國植被面臨的主要問題
植被覆蓋率低,森林資源和草原資源破壞嚴重
3、我國森林覆蓋率16.55%,
4、我國每年3月12日為植樹節
5、熱帶雨林-----地球的肺,
6、生物圈的“綠色工廠”----綠色植物。
七年級上冊生物知識點2生物和細胞
一、顯微鏡的結構
鏡座:穩定鏡身;
鏡柱:支持鏡柱以上的部分;
鏡臂:握鏡的部位;
載物臺:放置玻片標本的地方。中央有通光孔,兩旁各有一個壓片夾,用于固定所觀察的物體。
遮光器:上面有大小不等的圓孔,叫光圈。每個光圈都可以對準通光孔。用來調節光線的強弱。
反光鏡:可以轉動,使光線經過通光孔反射上來。其兩面是不同的:光強時使用平面鏡,光弱時使用凹面鏡。
鏡筒:上端裝目鏡,下端有轉換器,在轉換器上裝有物鏡,后方有準焦螺旋。
準焦螺旋:粗準焦螺旋:轉動時鏡筒升降的幅度大;細準焦螺旋。
轉動方向和升降方向的關系:順時針轉動準焦螺旋,鏡筒下降;反之則上升
二、顯微鏡的使用
1、觀察的物像與實際圖像相反。
注意玻片的移動方向和視野中物象的移動方向相反。
2、放大倍數=物鏡倍數×目鏡倍數
3、放在顯微鏡下觀察的生物標本,應該薄而透明,光線能透過,才能觀察清楚。
因此必須加工制成玻片標本。
三、觀察植物細胞:實驗過程
1、切片、涂片、裝片的區別
P42
2、植物細胞的基本結構
細胞壁:支持、保護
細胞膜:控制物質的進出,保護
細胞質:液態的,可以流動的。細胞質里有液泡,液泡內的液泡內溶解著多種物質(如糖分)
細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
葉綠體:進行光合作用的場所,
液泡:細胞液 (溶解有色素、糖等物質)
3、觀察口腔上皮細胞實驗(即:動物細胞的結構)
細胞膜:控制物質的進出
細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
細胞質:液態,可以流動
4、植物細胞與動物細胞的相同點:都有細胞膜、細胞質、細胞核
5、植物細胞與動物細胞的不同點:植物細胞有細胞壁、葉綠體和液泡,動物細胞沒有。
四、細胞是構成生物體的結構和功能基本單位。
五、細胞中的物質
有機物(一般含碳,可燒):糖類、脂類、蛋白質、核酸,這些都是大分子
無機物(一般不含碳):水、無機物、氧等,這些都是小分子
六、細胞膜控制物質的進出,對物質有選擇性,有用物質進入,廢物排出。
七、細胞內的能量轉換器:
葉綠體:進行光合作用,是細胞內的把二氧化碳和水合成有機物,并產生氧。
線粒體:進行呼吸作用,是細胞內的“動力工廠”“發動機”。
二者聯系:都是細胞中的能量轉換器
二者區別:葉綠體將光能轉變成化學能儲存在有機物中;線粒體分解有機物,將有機物中儲存的化學能釋放出來供細胞利用。
八、動植物細胞都有線粒體。
九、細胞核是遺傳信息庫,遺傳信息存在于細胞核中
1、多莉羊的例子,
2、細胞核中的遺傳信息的載體——DNA
3、DNA的結構像一個螺旋形的梯子
4、基因是DNA上的一個具有特定遺傳信息的片斷
5、DNA和蛋白質組成染色體
不同的生物個體,染色體的形態、數量完全不同;
同種生物個體,染色體在形態、數量保持一定;
染色體容易被堿性染料染成深色;
染色體數量要保持恒定,否則會有嚴重的遺傳病。
6、細胞的控制中心是細胞核
十、細胞是物質、能量、和信息的統一體。
十一、細胞通過分裂產生新細胞
1、生物的由小長大是由于:細胞的分裂和細胞的生長
2、細胞的分裂
(1)染色體進行復制
(2)細胞核分成等同的兩個細胞核
(3)細胞質分成兩份
(4)植物細胞:在原細胞中間形成新的細胞膜和細胞壁
動物細胞:細胞膜逐漸內陷,便形成兩個新細胞
十二、新生命的開端---受精卵
1、經細胞分化形成的各種各樣的細胞各自聚集在一起才能行使其功能,這些形態結構相似、功能相同的細胞聚集起來所形成的細胞群叫做組織。
2、不同的組織按一定的次序結合在一起構成器官。
動物和人的基本組織可以分為四種:上皮組織、結締組織、肌肉組織、神經組織。四種組織按照一定的次序構成,并且以其中的一種組織為主,形成器官。
3、夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組成在一起構成系統。
系統:運動系統、消化系統、呼吸系統、循環系統、泌尿系統,神經系統、內分泌系統、生殖系統。
4、動物和人的基本結構層次(小到大):細胞組織器官系統動物體和人體
5、植物結構層次(小到大):細胞組織器官植物體
6、綠色開花植物的六大器官
營養器官:根、莖、葉 ;
生殖器官:花、果實、種子
7、植物的組織:分生組織、保護組織、營養組織、輸導組織等
十三、單細胞生物
1、單細胞生物:草履蟲、酵母菌、、衣藻、眼蟲、變形蟲
2、草履蟲的結構見課本70頁圖
3、單細胞生物與人類的關系:有利也有害
十四、沒有細胞結構的生物——病毒
1、病毒的種類
以寄主不同分:動物病毒、植物病毒、細菌病毒(噬菌體)
2、病毒結構:蛋白質外殼和內部的遺傳物質
七年級上冊生物知識點3生物和生物圈
一、生物的特征:
1、生物的生活需要營養
2、生物能進行呼吸 3、生物能排出體內產生的廢物4、生物能對外界刺激做出反應 5、生物能生長和繁殖6、由細胞構成(病毒除外)
二、調查的一般方法
步驟:明確調查目的、確定調查對象、制定合理的調查方案、調查記錄、對調查結果進行整理、撰寫調查報告
三、生物的分類
按照形態結構分:動物、植物、其他生物
按照生活環境分:陸生生物、水生生物
按照用途分:作物、家禽、家畜、寵物
四、生物圈是所有生物的家
1、生物圈的范圍(20KM)
大氣圈的底部:可飛翔的鳥類、昆蟲、細菌等
水圈的大部:距海平面150米內的水層
巖石圈的表面:是一切陸生生物的“立足點”
2、生物圈為生物的生存提供了基本條件:營養物質、陽光、空氣和水,適宜的溫度和一定的生存空間
3、環境對生物的影響
(1)非生物因素對生物的影響:光、水分、溫度等
【光對鼠婦生活影響的實驗】
探究的過程、對照實驗的設計
(2)生物因素對生物的影響:
最常見的是捕食關系,還有競爭關系、合作關系
4、生物對環境的適應和影響
生物對環境的適應P19的例子
生物對環境的影響:植物的蒸騰作用調節空氣濕度、植物的枯葉枯枝腐爛后可調節土壤肥力、動物糞便改良土壤、蚯蚓松土
5、生態系統的概念:在一定地域內,生物與環境所形成的統一整體叫生態系統。
一片森林,一塊農田,一片草原,一個湖泊,等都可以看作一個生態系統。
6、生態系統的組成:
生物部分:生產者、消費者、分解者
非生物部分:陽光、水、空氣、溫度
7、如果將生態系統中的每一個環節中的所有生物分別稱重,在一般情況下數量做大的應該是生產者。
8、植物是生態系統中的生產者,動物是生態系統中的消費者,細菌和真菌是生態系統中的分解者。
9、物質和能量沿著食物鏈和食物網流動的。
營養級越高,生物數量越少;營養級越高,有毒物質沿食物鏈積累(富集)。
10、生態系統具有一定的自動調節能力。
在一般情況下,生態系統中生物的數量和所占比例是相對穩定的。但這種自動調節能力有一定限度,超過則會遭到破壞。
11、生物圈是最大的生態系統。
人類活動對環境的影響有許多是全球性的。
12、生態系統的類型:森林生態系統、草原生態系統、農田生態系統、海洋生態系統、城市生態系統等
關鍵詞:活動課;實踐;發展;自主性
現代課程論認為,學科課程中的理論知識只有在與社會實踐的結合中,才能得到鞏固和強化。生物學科作為一門自然學科,更強調學生動手操作與學科理論課程相結合。
1993年2月13日〈中國教育改革和發展綱要〉頒布,〈綱要〉指出:“中小學要由應試教育轉向全面提高國民素質的軌道”。自此以后,由“應試教育”轉向“素質教育”成為我國基礎教育改革的主題。為大力推行“素質教育”,祖國各地把課程改革的重點轉向“活動課程”的設計。1997年頒布的〈全日制普通高級中學課程計劃(試驗)〉,是新課程方案的核心。其中很重要一個特點就是構建了以學科課程為主、活動類課程為輔的課程結構,由單一的學科課程改為“學科加活動”的整體優化結構。
一、充分利用有效資源,開展廣泛的學生活動
由于受過去傳統教學的影響,許多教師的教學,大多都是以教師講授為主,缺少學生發現知識,解決知識的過程。學生的主體性得不到發揮,能力得不到鍛煉。即使部分教師在課上設計了一些學生活動,但都僅僅是為了應付檢查而走的形勢而已。而真正注重學生的參與,加強學生活動,是需要教師在平時就注重在課堂中開展的。而活動的內容也是可以豐富多樣的。比如:可以在課堂教學中,利用多媒體教學資源,組織學生觀看具有生物教學、生物知識的電影、電視以及生物知識的短片等。然后讓學生根據自己的觀看而獲得的感想結合所學的生物知識進行有效學習。這樣不僅起到了教育的目的,而且還有利于引導學生實現情感的升華和能力的鍛煉。此外,還可以開展內容豐富的演講比賽、辯論賽、常規知識問答等。這些活動學生都比較樂于參與,而且易于接受。在開展這些活動的過程中,學生需要自己尋找、搜集相關知識用以解決在活動中需要面對的問題,這樣他們的主動性就得到了充分的發揮。且他們的學習積極性和學習生物課的興趣也就大為提高了。
二、利用多媒體創設情景
隨著信息技術的進一步提高,多媒體教學已經普及到各個學校,所以作為高中化學教師就應該充分運用好這一資源。充分發揮多媒體教學的優勢,利用多媒體創設教學情境,提高高中生物課的實效性。如利用多媒體播放與課程相關的視頻資料,不僅可以烘托課堂氣氛,吸引學生注意力,還有利于學生更好的掌握落實知識點。如在講《光合作用》時,視頻播放一小段有關原始地球的錄像,然后就人類生存而言,讓學生比較原始地球和現在地球氣體成分中最大的不同是什么?作為導入,創設情境,引入新課。學生的好奇心一下就被吸引了,聽課明顯認真了許多。接下來,視頻展示:植物生長的一生。問題:植物為什么長大?所需營養物質來自哪里?展開教學。講到普利斯特利實驗的時候,充分利用Flas演示實驗過程,引導思考:幾組實驗的現象是什么?有無植物的兩組實驗裝置起什么作用?該實驗裝置中玻璃罩有什么作用?小組分析討論,得出結論:植物可以更新空氣。
三、聯系實際,深化教學
高中生物課的一個重要特點即為較強的實時性,學習生物課,除了掌握相關知識點,樹立一定的價值觀外,還應該學會時刻參與學習,提升自己的能力,并會用所學知識理解,分析生物事件,樹立自己一定的評判標準和原則。而對高中生而言,教師主要做的就是應該充分利用教材中的一些活動方案,并將這些活動方案適當的聯系相關生物知識,開設部分專題活動,強化知識的同時,加強學生在活動中運用知識的能力。
另外,教師還可以運用身邊的資源,對學生進行積極的引導,組織學生進行探討相關知識,幫助其端正自己的行為,養成良好的學習、行為習慣。如講解《細胞的衰老和凋亡》時,教師可以這樣教學:隨著社會的發展,人民生活水平的提高,醫療的完善等,人的壽命在延長,老年人的比例上升。那如何能延緩衰老,保持身體健康顯得尤其重要。我們有責任,也有義務來探討這問題。老年人的體內有幼嫩的細胞,年輕人的體內也有衰老的細胞。得出結論:個體衰老和細胞衰老的關系,單細胞生物的衰老=細胞的衰老,多細胞生物的衰老≠細胞的衰老,細胞時刻都在更新。
【關鍵詞】 生存的抉擇;核質互作;組合調控;遺傳性狀表達;調控網;經絡
從單個分子到多種分子組合構成超分子體系,從細胞產生到多細胞生物體的生長發育過程,是誰在支配著這一切?
1 從分子到細胞的抉擇
1.1 生命構成分子的抉擇 多核苷酸的結構很適于貯存遺傳信息和進行復制,但由于分子不夠多樣化,尚不能作為細胞的結構與功能的構筑單位,但DNA半保留復制卻能保證遺傳的穩定性。多肽卻不同,它們由許多不同氨基酸組成,由多種氨基酸脫水縮合形成的多肽,具有多種多樣的三維結構和許多表面反應部位,使它們很適于去完成細胞的形態構筑和代謝反應功能(1)。因此,DNA和蛋白質這兩種結構和性質互補式的物質,都成了構成生命的基本物質。
1.2 生命基本結構和功能單位之抉擇:形成細胞 DNA和蛋白質等只是構成生命的基本物質,而由它們構成的細胞,其特有的結構和功能,使其成為保持遺傳性狀和全能性、具有獨立的有序的自控代謝體系等,生命的基本生理特征的基本單位,它的出現才是生命的誕生。細胞的大小也是經自然選擇的不可替代的最佳結果,過小不能獨立生存,過大不利生存。所以,大型生命體,必定是多細胞生物體;而不是單個大細胞的生物體。
2 多細胞生物體生長發育調控途徑之抉擇
2.1 分子水平的調控模式之抉擇:“核質互作”模式 中心法則:DNARNA蛋白質,是DNA、RNA和蛋白質的分子構象決定的固有的信息轉換規律;而相鄰細胞間互作構成的組合調控信號,又調控誘導著基因選擇性表達,是DNA表達出的蛋白質對DNA表達的反作用,構成了“核質互作”模式,實現了對每一個體細胞的準確表達。
2.2 “核質互作”調控模式對應的調控途徑構成:遺傳性狀表達調控網 研究表明,細胞增殖的調控不僅要遵循細胞自身的增殖調控規律,同時,還要遵守生物體整體的調控機制的調節,已表達出的細胞間互作構成的胞外組合調控信號,在細胞的命運是分化還是分裂都是起著決定性的作用[2],它引發組織特異性基因選擇性的表達[3]。這樣,基因表達的細胞(內容)和調控的途徑(形式)是同時表達、互為條件,互為結果的,細胞構成了生物體;而對應的調控途徑,包括:胞內信號轉導途徑與胞外組合調控途徑,它反映和傳遞著細胞性狀和功能狀態及細胞間互作等全方位、多樣性[4]的信號,通過這些信號,調控著細胞生長、分化與分裂、修復與再生等生命的基本過程,實現了對生物整體遺傳性狀,嚴格地按照基因表達的程序,級聯啟動、既定性、漸成式地調控表達[5],該調控網絡故稱遺傳性狀表達調控網絡(簡稱:遺傳性狀表達調控網或調控網)。
遺傳性狀表達調控網是“核質互作”模式的調控途徑構成的,故具有以下特性:
2.2.1 使基因表達的內容和調控形式達到了完美的統一,是基因和蛋白質的分子固有構象決定的,實現了將基因中賦有的遺傳性狀級聯啟動、既定性、漸成式的表達出來,組裝出有完善生理功能的生物有機體。是經自然選擇的、最佳的、不可替代的 “核質互作”調控模式,它使基因表達更準確穩定,且大大減少了DNA的總量。這種調控方式,使多細胞生物體遺傳性狀的表達,不需統一的控制中心,只需遺傳信息貯存核心DNA。與生理功能系統有著極大的區別,生理功能系統都有統一的功能控制中心,例:神經系統有大腦。
2.2.2 使生物體上的每一個細胞都是構成調控網的成分,故調控網也網絡調控著生物體上的每一個體細胞,不需形成特化的調控細胞和組織等。實現了將人體上下、左右、內外的細胞、組織、臟腑器官、筋骨皮毛、四肢百體都有機地聯絡在一起成為有機體,該方式能簡潔、準確又穩定地將基因中遺傳性狀表達出來,遺傳現象就是例證。
假設:生物體的生長發育不是通過遺傳性狀表達調控網調控,設想生長發育調控途徑有似神經系統,有一個非常發達的調控中心和外周信息傳導系統,去攝取每一個細胞全方位的信息,調控其分化、分裂等,可能嗎?神經系統也絕對沒有這么發達,它要比神經系統更發達與復雜。因此,生物體就會多一個專門從事基因表達的性狀決定調控系統,在生物體上也沒有發現這個系統的存在。又想,這個系統本身又是怎樣表達出來的?
2.3 整體相關性以少數控制多數之優化抉擇:全息性、主干道和信息中心 全息性:半保留復制使同一生物體上的每一個細胞上DNA都相同,只是表達的基因組有差異,所以每一個細胞核都具有全能性,即細胞全息性,例如:克隆。各種性狀的細胞都有一定的模式,由其構成的組織也有一定的模式,成了組織全息體,表現出同類細胞、組織的全息性,例:肌組織。而由多種組織全息體構成的器官或肢體,有如小磁體構成大磁體一樣,構成了器官或肢體層次上的全息體。表現出器官、肢節層次上的全息性, 各層次的全息體都似整體的各層次的縮影。全息性表達大大地減少了基因的總量,實現了幾萬個基因對人體幾百萬億個細胞的表達調控。全息性還表現在細胞分化調控的時間與空間上的程序濃縮在每一個細胞的染色體上。
多層次立體的發育相關的調控網絡體系:發育過程中,不同的胚層發育成不同的組織,不同的器官上由同一胚層發育形成的同一性狀的組織,細胞間具有密切的親子關系,有相同的表達基因組,其細胞的性狀及聯接與通訊方式具有一定的親子性,對應的遺傳性狀表達調控網自然構成有著更密切親子關系的遺傳性狀表達調控網,同一性狀的組織分布在不同的器官、肢節上,故調控網將不同的器官、肢節上同一性狀的親子細胞貫穿式地網絡在一起。相鄰胚層間的細胞相互誘導協同發育,對應地也構成了不同性狀組織(或相鄰胚層)間的相互誘導協同關系的遺傳性狀表達調控網,同胚層內的細胞親子情深,相鄰胚層間的細胞兄弟情長。最終,構成了多層次立體的、網絡著生物體上一切體細胞的遺傳性狀表達調控網。
生理和病理的相關體系并形成主干道和信息中心:生理功能系統是基因表達的內容、生理功能執行的主體、維持穩態的調控系統,生理功能器官性狀功能分工的特異性、集中性和潛在的全息性,也使對應的(親子關系的)遺傳性狀表達調控網,在軀體上的臟腑與全息體上相關的全息臟腑間,產生了相對的特異性與集中性,形成了與臟腑性狀功能相對應的調控網的主干道(多層次);相鄰組織上的全息臟腑間調控網的干道就匯成了信息中心。但不形成特化的干道細胞和組織,只是表現在主干道上的細胞互作通信,有著相對專一的、更致密的性狀信息傳遞結構及更強信息傳遞,分布和傳遞著與性狀表達調控及功能狀態有關的物質和對應的信息,從而表現出相對特殊的與其外周形成一定區別的理化、生理等物質及信息遞度與傳導特性。
一切細胞的性狀、功能狀態信息也在調控網中傳導,并在各全息胚上的全息對應部位表現出來,因此,調控網的分布表現出隨生物性狀全息相關分布的規律。生物全息律從外形和功能穴位分布上總結了全息現象存在的普遍性。
3 生理功能的分工與協作之抉擇:形成各適應性生理功能系統(本文中略)
4 生物體的整體調控模式
4.1 生理功能系統是基因表達的內容、維持穩態的調控系統 生理功能系統是生命的基本特征:新陳代謝和興奮性的執行系統。在人體上構成了相關的生理功能器官和調節環路,對靶細胞產生遠距離同步調節其新陳代謝和興奮性、調節生物體的生長與發育的程度,確保生物體內環境的穩定。調節生物體適應外環境,并與外環境進行物質、能量和信息的交流,達到外適內穩。為經絡調控創造條件。
4.2 經絡是基因表達的調控形式、生長發育的調控系統 它通過近距離的組合調控方式,調控遺傳性狀的表達,并通過網絡實現遠距離的整體相關調控,使生物生長發育成為有機整體。它是決定生理功能系統存在的表達調控系統,是生物表型性狀趨向基因型的適應性表達的動態調控網;是細胞增殖、生長、分化、修復與再生等生命的基本現象的動態調控網。
4.3 生物體的整體調控模式
經過以上探討可得出以下:該模式闡明了生物體上的兩大系統:1、生物體生長發育的調控系統--經絡系統;2、維持穩態的調控系統--生理功能系統,兩大系統是同時表達又互為因果的,共同完成生物體生長發育與內穩的調控,使生物體成為外適內穩的獨立生命體。
三個調節、調控系統比較研究,則進一步闡明了該模式的意義。該模式讓經絡為何神秘的原因一目了然了,又進一步完善人們對多細胞生物體自穩現象的認識。三個醫學體系(中、西醫與結合醫學)比較研究,闡明了中醫學是以經絡系統為核心紐帶來研究人體,西醫學則是從各生理功能系統來研究人體的,故中、西醫是從不同的角度研究人體的互補的醫學體系。奠定了中、西醫學和中西醫結合醫學的共同的生理基礎時,又將在新的生物模式下產生全新的生物學與醫學體系。
參考文獻
[1]宋今丹 《醫學細胞生物學》 人民衛生出版社 5頁
[2]桂建芳 易梅生 《發育生物學》科學出版社 431頁
[3]翟中和,王喜忠,丁明孝.細胞生物學.北京:高等教育出版社,2003: 417
高中課程改革十分強調思維的創新,要求高中學生對未知世界,始終懷有濃厚的興趣和激情,敢于探異求新,走進新的學習領域,嘗試新的方法,追求思維的創新。《普通高中生物課程標準》指出:“引導學生主動參與探究過程,勤于動手和動腦,逐步培養學生搜集和處理科學信息的能力,獲取新知識的能力,批判性思維的能力、分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,重在培養創新精神和實踐能力。”因此,學好生物知識,培養學生創新思維,對提高學生生物科學素養,造就現代社會所需的高素質人才是十分必要的。
在此,筆者總結在高中生物教學中培養學生創新思維的具體教學方法,供同行探討。
一、設疑置問,播下創新思維的火種
古人云:“疑是思之初,學之端。”疑是思維的開始,是創新的基礎,心理學研究表明:意識到問題的存在是思維的起點。沒有問題的思維是膚淺的思維、被動的思維。強烈的問題意識,可作為思維的動力,促使人們去發現問題、解決問題,直至進行新的發現。所以,問題意識對于開啟學生的心智、培養學生的創新思維具有極其重要的意義。
學生創新思維的培養離不開一定的問題情境。創設問題情境有利于培養學生的問題意識,而問題意識是創新的前提。在教學過程中,師生都要樹立強烈的問題意識,把問題作為整個教學過程的出發點和落腳點。高中生物課程標準指出:教師可以用多種方式創設問題情境,鼓勵學生提出自己感興趣的問題。因此,生物教師在課堂教學中要有意識地抓住教材的關鍵,在學生感到困惑時設疑置問,想方設法激發學生思維的活動的波瀾,引發他們在生疑――置疑――釋疑的循環往復中探求新知,發揮潛能。例如:學習《生命活動的主要承擔者――蛋白質》這一課,聯系現實生活,創設問題情境,首先利用多媒體展示幾個“大頭娃娃”的照片,問:他們都是健康的孩子嗎?(學生回答:不是)接著問:“是什么原因造成這一現象的呢?”(學生:吃了假奶粉。)教師提出挑戰性問題:“正常的奶粉中蛋白質含量大約有12%~20%,可是在假奶粉里蛋白質含量不足2%,長時間飲用這樣的奶粉,生命會受到威脅,一些孩子雖然保住了生命,但是他們卻長成影片中的“大頭娃娃”。從這個例子大家可以發現什么呢?以此引入新課。新課教學中,教師應抓住學生急于探求新知識的迫切心理,設置問題:蛋白質在生命活動有什么重要的功能?為什么蛋白質會具有如此多的功能呢?引導學生進入研究主題。在教師組織和引導下,學生通過自主對比觀察,經歷探究氨基酸形成蛋白質的過程,明確了蛋白質的結構的多樣性以及蛋白質在生命活動中承擔著多種功能,上述問題得到解決。
由此可見,設疑置問是激發學生求知欲望,形成創新思維的動力。沒有問題也就難以誘發求知欲,沒有問題或感覺不到問題的存在,學生就不會深入思考。教師應在教學中設置問題情境,使學生產生認識上的困惑,從而激發他們進行創新性的探索。這里需要指出,恰當地創設問題情境是極為重要的;同時,不是所有的問題都可培養學生的創新思維,只有富有啟發性、挑戰性的問題才有利于培養學生的創新能力。
二、質疑問難,點燃創新思維的火花
在課堂教學中,教師除了設疑啟發外,還要鼓勵學生質疑。質疑問難,本身就蘊含思維的火花,也是創新的起點。高中生物課程標準指出:“教師要鼓勵學生,并給每個學生以盡可能多的機會來提出個人的想法、見解、問題并運用證據和邏輯展開討論。”鼓勵學生提出問題,是幫助學生樹立強烈的問題意識。提出問題源于發現問題,善于發現問題,善于提出問題,是創新能力最重要的基礎。只要善于發現問題、提出問題,才能在此基礎上思考和尋找解決問題的辦法。在生物課堂教學中,教師要創設學生發現問題和提出問題的機會,引導學生認識生物科學的價值,樂于學習生物的科學,善于質疑、求實、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度。
例如:學習《遺傳信息的攜帶者――核酸》,當教師引導學生“探究核苷酸是怎樣構成核酸的”時,出示一段DNA長鏈模式圖,組織學生分析討論:①該段DNA長鏈中包含幾個脫氧核苷酸?②相鄰的脫氧核苷酸之間是怎樣連接的?③對于該圖,你還能提出什么問題供同學們探究呢?
學生充分討論交流,分析思考回答了①②兩個問題,針對問題③,學生提出了這樣的問題:學生甲:四種脫氧核糖核苷酸在DNA長鏈中的排列有沒有一定的規律?學生乙:處于兩條鏈對應位置上的含氮堿基之間有沒有規律?教師引導學生帶著新問題仔細觀察DNA的結構圖,師生共同分析討論,得出遺傳信息的概念。
發現問題和提出問題總是從懷疑開始,懷疑可以使人獲得新的正確的認識。懷疑精神是創新思維的重要因素,而目前我們的高中學生的懷疑精神卻不是那么樂觀。教師應在教學中注意培養學生懷疑精神,引導學生從原有的概念或結論中經過觀察、實驗、調查等探究活動,提出自己的看法、原則和問題,培養學生批判性思維能力。
三、打破定勢,開辟創新思維的蹊徑
思維定勢是人們從事某項活動的一種預先準備的心理狀態,它能夠影響后續活動的趨勢。先前形成的經驗、習慣、知識等都會使人們形成認知的固定傾向,影響后續的分析、判斷、形成“思維栓塞”――即思維總是擺脫不了已有“框框”的束縛,從而表現出消極的思維定勢。對于創新思維的培養來說,思維定勢是可怕的,創新思維的缺乏也往往是由于自我設限造成的。因此,要想培養創新思維,必須打破“框框”的束縛。跳出原有的圈子,運用另外一種思維方式進行思考,這樣才能產生“山窮水盡疑無路,柳暗花明又一村”的效果。發散思維、逆向思維、橫向思維等都是能打破思維定勢的思維方式。這些思維方式有個共同點就是跳出原圈,另辟蹊徑,靈活新穎。
發散思維,又稱求異思維,是一種沿不同方向,在不同范圍、不因循傳統的思維方式。它是創新思維重要特征之一,這個特征貫穿于創新活動的始終。培養學生求異發散思維要注意引導學生克服對事物認識上的各種功能固著和思維定勢(惰性)。這種惰性突出表現為沿襲固有的處事準則,訴諸權威和無批判現象,在生物教學中,教師應引導學生通過一題多問、一題多答等形式,形成“條條大道通羅馬”的教學氛圍,培養學生的發散思維。例如:學習《細胞的增殖》一課,教師提出問題,為什么生物體大都是由許多體積很小的細胞組成的,不是由少數體積大的細胞構成的?細胞為什么不能一直生長形成大型的單細胞生物呢?
學生通過討論,答案不止一個。有的答道:細胞太大不利于與外界進入物質的輸入與輸出;有的答道:細胞大了,細胞膜表面體積增大,細胞表面積和體積的比例就會變得越來越小,導致表面積不夠,使細胞內部和外界的物質交換適應不了細胞的需要,不利于細胞內物質的交流;有的答道:當細胞質的體積增長太大時,細胞核對這樣大范圍的細胞質的調控作用就會相對地減少,以致造成核、質的不平衡,
發散思維的特點是靈活不僵化,有利于學生的智力開發和能力的培養。許多創造發明都是借助于發散思維獲得成功的。許多優秀中學生在學習活動中也很重視發散思維的運用,因此獲得了較佳的學習效果。在生物課堂教學中教師應關注發散思維的培養。