生物学课程论文范文

2023-09-16

生物学课程论文范文第1篇

摘 要:乌紫杨梅是从浙江省象山县的自然实生资源中选出的一个优质、大果、早熟杨梅新品系。乌紫杨梅果实正圆形,果面紫黑色,单果重为23.49g;总糖、可溶性固形物和花色苷含量分别为83.6mg/g、13.26%、0.50mg/g,显著高于东魁杨梅;总酸为0.92%,比东魁略低;成熟期为6月15~24日,比东魁杨梅早7~10d。RAPD分析显示,乌紫杨梅新品系母本树与乌紫杨梅嫁接后代(嫁接第1代、第2代、第3代、第4代)的相似性极高,为0.94-0.98;他们之间的遗传距离也最小。而乌紫杨梅及嫁接后代与东魁、炭梅、水梅的之间相似性较低、遗传距离也相距较远。上述结果表明乌紫杨梅是一个不同于其他杨梅品种、后代表现稳定的大果、优质杨梅新品系。

关键词:乌紫杨梅;新品种;优质;大果;RAPD鉴定;遗传稳定性

杨梅为我国特有的水果与经济林木,经济栽培主要分布在浙江等南方省区。2004年浙江省杨梅种植面积已达600km2,产量超过27万t,2者均位居全国第一。浙江杨梅资源丰富,拥有东魁、荸荠种、丁岙、晚稻4大杨梅良种,特别是大果型、品质优、适应性强的东魁已成为全国发展最为迅猛的杨梅品种。但东魁杨梅为晚熟品种;目前,生产上缺少与之搭配的大果型早熟品种。近年来,我们在浙江省象山县发现了一个优质、大果的杨梅实生单株,以及农民自发从该优质单株上采穗嫁接后形成的后代群体。该新品系在浙江象山于6月中下旬成熟,比当地东魁杨梅提早7~10d。目前将该新品系暂定名为乌紫杨梅。该新品系是继东魁后又一个大果型的杨梅新品种,可拉长大果杨梅的供应期,有极高的推广应用价值。为加快乌紫杨梅的品种鉴定和推广,有必要对乌紫杨梅的生物学特性和嫁接后代的遗传稳定性进行观察与鉴定。近年来,RAPD(randomly amplifiedpolymorphic DNA)分析因其快速、简单、经济,广泛应用于杨梅、枇杷、李田、梨、樱桃、猕猴桃、杏等果树分类和品种鉴定,尤其是对来源于自然杂交的品种鉴别。为此,本研究以乌紫杨梅为材料,对该新品系的生长结果习性进行了观察,并采用RAPD分子标记技术对乌紫杨梅母本树及其嫁接后代与本地水梅、本地炭梅和东魁杨梅进行比较鉴别,以期明确该新品系的生物学特征、遗传稳定性,为乌紫杨梅新品系的栽培技术开发和新品种鉴定提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

本试验材料杨梅采自浙江省象山县晓塘乡焦头村。RAPD分析所用幼叶采自乌紫杨梅新品系母本-树、母本树附近的雄株(雄株1、雄株2)、乌紫杨梅嫁接树(嫁接第1代、第2代、第3代、第4代)、本地炭梅、本地水梅和东魁等杨梅春梢未完全展开的幼叶,采集后经液氮冷冻,保存于70℃供DNA提取用。

1.2 生物学与植物学特性观察

选14年生乌紫杨梅高接后代,主要观察叶、花、果、梢的物候期和生长发育特性。

1.3 杨梅果实品质分析

葡萄糖、果糖、蔗糖含量测定采用HPLC法,可溶性固形物含量(SSC)测定用手持折光仪法,可滴定酸含量用酸碱滴定法,花色苷测定用pH差示法。重复3次。

1.4 基因组DNA提取

杨梅幼叶基因组DNA提取参考Congiu等的方法略作改进:取1g叶片,加液氮研磨后转入50mL离心管中,加入10mL预热至65℃的C了AB提取液(含100mmol/L Tris-HCl,15mmol/L EDTA,1.2moL/LNaCl,2%CTAB,0.5%β-巯基乙醇,pH8.0)。将盛有样品的提取液在65℃水浴中保温45~60min。加入等体积氯仿一异戊醇(24:1),摇匀,静置5min,4℃下8000G离心10min,上清液中加入等体积预冷异丙醇,缓缓摇匀,可见白色或黄白色DNA絮状沉淀,钩出絮状沉淀,在75%K,醇中洗涤沉淀2~3次,37℃或室温下风干,加入适量(1mL左右)TE缓冲液(10mmol/L Tris-HC1.1 mmol/L EDTA,pH8.0),溶解DNA,加入10mL RNase(10μg/L),37℃下保温1h,分别用等体积苯酚-氯仿、氯仿-异戊醇抽提纯化DNA,上清液加入1/10体积NaAc,2倍体积无水乙醇,-20℃放置30min,4℃下10000g离心10min。最后将DNA溶于适量(200~300μL)TE缓冲液中,贮于-20℃。

1.5 RAPD反应体系

PCR反应在了hermoHybaid PX2 PCR仪上进行,PCR反应体系为:35μL ddH2O,5μL 10×PCR反应缓冲液(500mmol/L KCL。100mmol/L Tris-HCl,1.0%Triton X-100),4μL 25mmol/L MgCL2,4μL dNTPs,2μL 0.5μmol/L随机引物(RAPD引物选用OPERON的RAPDR10mer Kits中的68个随机引物进行了PCR扩增),0.5μL模板DNA(约25ng),混匀后离心5s;将混合物在94℃下加热5min后冰冷,加入0.5U Taq DNA聚合酶,混匀后加入1滴矿物油覆盖于反应混合物上。PCR扩增条件为:94℃预变性5min,94℃变性1min,45℃退火1min,72℃延伸2min,40个循环,最后72℃延伸10min。取8μLPCR产物在1.2%琼脂糖凝胶上电泳,用BIO-RADXR凝胶成像系统对电泳条带进行观察和拍照。

1.6 RAPD谱带统计和聚类分析

电泳图谱中同一位点RAPD谱带存在时赋值为1,不存在时赋值为O。利用NTSYSpc2.0聚类分析软件计算品种间相似性和遗传距离。

2 结果与分析

2.1 生物学特性

2004—2006年观察表明,乌紫杨梅花芽2月下旬萌动,3月10日初花,3月22日-4月2日盛花,4月2-13日末花。叶芽萌动期3月22日,春梢发生期3月26日-5月19日,平均梢长6.5cm。夏梢6月24日-7月中旬;秋梢8月下旬-9月底。春梢和夏梢为主要结果母枝,结果母枝平均长度约为10cm。果实初果期为4月8日左右,4月28-30日定果,5月4-16日硬核,6月5日果实阴面转白、少量着色见红,6月9日果实紫红色、味酸,6月16-18日果实紫黑色、第1批果实成熟。

乌紫杨梅叶长×叶宽为11.2cm×3.5cm,叶缘全缘,叶色深绿,叶尖为圆钝,叶基呈锲形。花序长为0.53~1.55cm,粗为0.20~0.28cm,每花序有7朵以

上花可开放。果实呈正圆形(圆球形),果顶平,果面缝合线不明显。肉柱特征为长、粗、钝、硬。种子呈椭圆形,缝合线突起,核面粗糙。

2.1 果实主要品质特征

比较在象山同一地点栽培的乌紫杨梅、本地炭梅和东魁的品质显示,乌紫杨梅的葡萄糖、蔗糖和可溶性固形物含量显著高于本地炭梅和东魁,而可滴定酸含量比本地炭梅和东魁低。花色苷含量也显著高于东魁,单果质量比东魁略低,但差异不显著(表1)。上述结果表明,乌紫杨梅是一个优质、大果的杨梅新品系。

2.2 引物筛选和RAPD分析

为分析乌紫杨梅的遗传稳定性和与其他品种间的遗传差异,我们选用了RAPDR10mer Kits(OPERON)的68个随机引物对乌紫杨梅母本树及后代和其他杨梅品种等10个杨梅材料的DNA进行PCR扩增,筛选出了47个扩增结果较好且具有多态性的引物。所用的47个引物共计扩增出370个位点,其中多态性位点为250个,占总位点数的67.6%。扩增出的DNA片段长度多数在100~2500bp,个别引物能扩增出3000bp左右的片段。每个引物扩增出的DNA条带数为11~32条,平均每个引物能扩增出20条带。其中引物$35扩增出的多态性位点最多,图1是引物$35扩增的乌紫杨梅母本树及后代和其他杨梅品种等10个杨梅材料的DNA图谱,该图谱可明显将乌紫杨梅与其他品种区分开来。

 

 

2.3 遗传距离与相似性分析

对这47个引物扩增出的谱带进行DICE相似性分析,采用UPGMA进行聚类分析,结果如图2所示,乌紫杨梅母株及1~4代同属于一族,其中乌紫杨梅第1代(乌紫1st)与母株之间的相似性最高,相似系数达0.98,乌紫杨梅第3代(乌紫3rd)与母株相似性最低,相似系数为0.93,乌紫杨梅第2代(乌紫2nd)和第4代(乌紫4th)与母株的相似系数分别为0.96和0.94。遗传距离也是乌紫杨梅1~4代与母株之间最近。而乌紫杨梅1~4代及母株与东魁、炭梅、雄株和水梅之间的相似性较低,遗传距离也较远。

3 讨 论

杨梅是我国特有水果,但除东魁外,大果杨梅新品种罕有报道。本研究显示,乌紫杨梅单果质量为23.49g、SSC 13.26%、总糖83.6mg/g、总酸0.92%、花色苷0.50mg/g。除单果质量比东魁略低外,其他品质指标均优于东魁,表呀乌紫杨梅是一个品质优于东魁杨梅新品系。 由于乌紫杨梅的成熟期比东魁提早7-10 d,而单果质量与东魁接近,因此,乌紫杨梅可拉长大果杨梅的供应期,推广发展潜力巨大。

RAPD技术是利用PCR方法对所研究材料的基因组DNA进行扩增,以电泳谱带形式检测材料之间的多态性,能够从DNA分子水平揭示品种间的遗传差异。RAPD方法通常用于实生变异的品种区分和鉴别,并已在杨梅属植物分类中得到应用。本研究用RAPD分析显示,乌紫杨梅母本树及其嫁接后代之间的DNA水平的基本没有差异,表明后代遗传稳定。用RAPD能明显地将乌紫杨梅与东魁等品种区分开来,表明在DNA水平上乌紫杨梅母本树及其嫁接后代与当地水梅、炭梅及东魁之间存在较大差异,证明乌紫杨梅是一个遗传上不同其他杨梅品种的实生变异。本研究结果也表明,从本试验材料中用RAPD分析不能确定乌紫杨梅品种的起源。因此,要揭示乌紫杨梅的起源需要从当地收集更多的杨梅材料和应用多态性条带更多的AFLP等分子标记技术。

4 结 论

乌紫杨梅果大,可溶性固形物含量高,成熟期为6月15-24日。RAPD分析表明,乌紫杨梅新品系母本树与乌紫杨梅嫁接后代之间的相似性极高,遗传距离也十分接近。而乌紫杨梅母本及嫁接后代与东魁、炭梅、水梅之间的相似性较低、遗传距离也较远。因此,乌紫杨梅是一个遗传稳定的优质、大果、早熟杨梅新品系。

作者简介:钱皆兵,男,高级农艺师,从事果树栽培研究。

生物学课程论文范文第2篇

关键词:初中生物学;实验教学;课堂效率

DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.31.062

生物學是一门通过实验探究和实验观察而获取生物知识和生物规律的学科,这样的学科特点要求教师在教学过程中注重实验教学,在进行实验教学的过程中,教师要结合初中阶段学生的身心发展规律,立足生物课堂实验教学内容,在此基础上制定有效的教学策略,充分激发学生的学习兴趣,并且在实验教学的过程中培养学生多方面的能力,这样才能有效提高生物课堂的教学质量和教学效率,进一步促进学生的全面发展。

一、初中生物学课程中实验教学的意义

素质教育理念推进以来,要求教师在教学过程中要促进学生的全面发展,培养学生的实践能力。初中生物实验教学作为生物课程中的重要组成部分,能够在教学过程中搭建有效的实践平台培养学生的实践能力,并且能够让学生在实验的过程中灵活运用所学知识。在实验教学的过程中,学生要亲自参与到实践操作,从而更好地培养学生的创新能力和良好的思维品质,全面提升学生的生物素养和综合素质。学生在进行实验时,往往会和其他学生进行合作,而在合作的过程中,能够有效培养学生的团队协作能力,这对于学生今后的人生发展也具有十分重要的作用。

在进行实验教学实施的过程中,教师为了有效提高教学质量和效率,需要针对教学模式和教学方法进行不断的创新,使实验教学活动更加适应学生的需求,这样的教学理念促使教师在教学过程中不断转变自身的教学观念,优化教学方法,使得教师的教学方式和教学观念不断优化,更好地适应初中阶段的生物学科教学。

二、初中生物学实验教学现状

(一)教师未能树立正确的实验教学观念

大多数初中教师在进行实验教学的过程中没有结合新课程理念和素质教育的深刻内涵,没有对实验教学进行深入的研究,因此没有认识到实验教学对学生的重要意义,大多数教师在教学过程中只是按部就班地进行课程实施,难以转变传统的教学观念,学生在学习的过程中往往被动参与教师组织的教学活动,进而导致学生对于实验缺乏兴趣。由于学生没有参与实验过程,也难以培养学生的多方面能力。

(二)实验课程的安排不够合理

初中阶段的学生正处在身心发展的关键时期,这一时期的学生兴趣爱好广泛,对于新鲜事物有着强烈的探究欲望,这样的身心发展规律为实验课程教学奠定了基础。但由于实验课程安排不够合理,缺乏系统性,课程教学时间不足,导致学生在实验学习的过程中没有培养良好的动手能力,也难以实现对所学知识的灵活运用。

(三)学生本身对实验学习缺乏重视

大多数初中生对于实验学习的目的认知有误,在传统观念的影响下,教师更加注重学生生物成绩的提高,因此更关注学生的理论知识教学,加之教师的教学方法传统导致学生对生物课程产生枯燥无味的印象。在实验学习的过程中,学生由于观念的影响也难以积极参与教师组织的实践活动。在进行实验时学生也往往将实验作为一种学习任务完成,没有主动探究和主动学习的意识,导致学习效率难以提升,也难以培养自身的能力。

三、重视实验教学,提高生物学课堂教学效率的策略

(一)营造良好的课堂学习氛围

由于初中阶段学生活泼好动且精力旺盛,在学习过程中往往容易分心,而教师在生物课程教学中为了让学生更好地学习知识,会强调课堂纪律,这在一定程度上导致课堂教学气氛沉闷,学生不敢表达自己的见解和看法,这样的教学模式影响了教学效率的提升。因此,在生物课程教学过程中,教师首先要优化实验课堂环境,结合初中阶段学生的身心规律和生物教学的特点为学生营造宽松、趣味的课堂环境,这样学生才能全身心地投入到课程学习中,针对教师讲解的内容进行深入而细致的思考,及时提出疑问,在相互交流和沟通的过程中解决问题。这样才能使学生对所学内容有着更为深刻的印象,从而有效提高教学效率。因此,营造良好的课堂氛围是提高初中生物课堂教学效率的前提和基础。

(二)尊重学生的主体地位

新课程改革明确强调教师在教学过程中要尊重学生的主体地位,结合学生的实际需要制定相应的教学活动,在这样的理念指导下,教师进行生物教学的过程中要发挥自身的引导价值,转变自身观念,做好学生学习的促进者。在实际的课堂教学中,教师要及时和学生进行互动,通过师生之间的有效互动掌握学生的学习状态,根据学生的实际情况对教学策略进行不断优化,使教学活动更加适应学生的实际需求,这样才能充分激发学生学习的欲望,进而有效提高教学效率。

(三)创设生活化的学习情境

在传统的生物课堂教学中,教师更多的依赖教材,按部就班地进行教学实施,这样的教学模式影响了学生的学习兴趣。初中生物课程与学生的生活密切相关,因此教师在教学过程中可以结合学生的生活经验,融入生活元素进行生活化教学,这要求教师深入观察学生的生活,做好课程的建设者和开发者,使生活化的学习情境更好地促进课堂效率的提升。在实际的教学活动中,教师要积极寻找能够将生活元素与生物课堂联系起来的点,并且善于运用生活元素激发学生的学习兴趣,这样才能驱使学生主动探索,从而有效获取知识,并在此过程中培养自己多方面的能力。

例如,在引导学生学习观察动物细胞相关知识点过程中,由于初中阶段学生受思维水平和生活经验的限制,他们难以对细胞的具体形态有所了解,因此教师在教学过程中可首先为学生营造生活化的情境,让学生思考生活中用到生物实验的情况有哪些,学生在思考的过程中能够回答在医院检查化验以及电视中常见的案件侦破过程中会用到生物实验,根据学生的回答,教师可通过视频为学生展现刑侦剧中,通过化验头发找到破案关键的视频,通过这样的视频展示在第一时间激发了学生的学习兴趣,并且能够让学生感受到生物实验的重要性。这样的情境鋪垫为接下来的高效学习奠定了坚实基础。

(四)积极开展生物课外活动

传统的生物课程教学中,教师都是在课堂内进行实验,这样的教学模式导致学生的探索活动时间和空间有限,要想提高生物课堂教学效率,在条件允许的情况下,教师还要带领学生进行课外实践,在课外实践的过程中,学生能够将课堂内所学的知识进行灵活运用,从而培养学生的观察能力和实践能力。在实际的教学过程中,教师要鼓励学生自己走出课堂,发现生活与生物的联系,让学生利用生物知识解决生活中的实际问题,利用生物知识解释生活中的生物现象,这样的课外实践不仅增加了学生的见识,拓宽了学生的视野,更增强了学生的成就感和满足感,使学生能够更好地进行学习。

例如,在指导学生学习植物的蒸腾现象之后,教师为学生布置了课后任务,测定植物的蒸腾作用实验步骤:1.选取两枝粗细相近的枝条,一枝枝上留有叶片,一枝摘去叶片;2.取两个大小相同的锥形瓶,分别装满大半瓶水,并在液面上加适量食用油,塞上有孔的橡皮塞;3.将两枝枝条分别从孔中插入锥形瓶,枝条尽量接近瓶底。在液面处做好标志。枝条在瓶外的部分用塑料袋套好,并扎紧;4.将上述的实验装置置于阳光下,照射3小时以后观察记录。思考问题:1.各塑料袋内的现象不同是由什么引起的呢?说明了什么问题?2.为什么要对两个枝条做不同处理?在实验结果出来之前,教师让学生预想可能会出现什么样的情况,在最终实验结果出来之后与预想的情况进行对比,通过这样的活动能够让学生更好地理解植物蒸腾的含义。

在学习过程中教师还可以从学生常见的生活经验着手,让学生思考谚语中大树底下好乘凉的科学道理在哪里。为了探究其中蕴含的生物学道理,教师可带领学生一起探究,让学生明白植物的蒸腾作用使得树附近的湿度增加,使人产生了凉爽的感觉。这样从学生的生活经验着手,并让学生在课外活动的过程中通过自己的亲身实践探究知识,有效实现了所学内容的延伸与拓展,培养了学生的思维能力和综合素养,这些方式都是提高生物课堂教学效率的有效方法。

(五)指导学生规范实验操作

课堂教学中指导学生进行实验时,要让学生按照规范的步骤进行操作,这样才能得出准确的实验结果。在传统的课堂教学中教师指导学生进行实验时,只是按照教材的内容进行讲解,然后让学生自己进行操作,最终教师公布实验结果,这样的实验教学模式没有关注学生实验过程的严谨性,难以培养学生的科学素养。因此,为了更好地提高课堂教学效率,在指导学生进行实验时,教师必须规范学生的实验操作步骤,让学生认真对待实验,这样学生才能通过实验获取知识,并且在此过程中培养认真严谨的科学研究态度,使学生拥有良好的情感体验,这样才能有效提高实验课堂的教学效率。

除此之外,在现代教育中,教师还要充分发挥信息技术的作用。生物课程中有大量的演示实验,在传统的演示实验教学过程中,教师只是通过讲解,让学生想象实验过程,从而得到实验结果,这样的教学模式导致学生的参与感降低。而利用信息技术,能够转变演示实验的教学模式和方法,其通过直观的视频展示,能够增强演示实验的灵活性和直观性,有利于学生进行深入的理解。

四、结语

提高生物课堂教学效率,能够让学生在有限的课堂时间内获取更多的知识,并且在获取知识的过程中培养多方面的能力,教师在指导学生进行学习的过程中,要营造良好的课堂教学氛围,转变传统的教学模式,做好课程的建设者和开发者,为学生提供良好的实践平台,注重学生多方面能力的培养,这样才能更好地发挥生物实验的价值,有效提高课堂教学效率。

参考文献:

[1]杨飞举.利用初中生物实验教学实现初中生物课堂高效率[J].科技资讯,2020(5).

[2]张银.注重初中生物实验教学,提高初中生物课堂效率[J].中华少年,2018(17).

[3]王艳玲.基于初中生物实验教学现状的优化研究[J].教育现代化,2017(39).

生物学课程论文范文第3篇

摘 要:本文以“深度学习”理论为指导,在“血糖平衡调节”的教学中通过情境创设联结经验、穿针引线构建模型、模型变式体悟实质、模型应用深化责任四个教学环节指向深度学习的五大特征(联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用、价值与评价);旨在引导学生开展深度学习,培养高阶思维,构建深度学习的高中生物课堂。

关键词:深度学习;血糖调节;模型建构

深度学习概念源于人工智能领域,近年来因时代对人才的需求及信息发展的技术支持使其在教育体系中迅速兴盛。所谓深度学习,是指在教师的引领下,学生围绕着具有挑战性的学习主题,全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程[1]。与简单机械的浅层学习有别,深度学习具有情境深、发展深、责任深等特点,它更强调学生情境思辨、逻辑推理、实验验证、迁移应用等高级思维能力的培养。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》明确提出“核心素养为宗旨”的课程基本理念,深度学习作为落实核心素养的重要“脚手架”,是促进学生必备品格和关键能力发展的重要途径。下面以“血糖平衡调节”为例探讨深度学习理念在高中生物课堂教学中的实践。

一、教材分析与设计思路

血糖调节是人教版高中生物必修3“稳态与环境”模块中的重点内容,该部分内容与人体的消化、呼吸、循环、泌尿等代谢知识息息相关。血糖调节是学生在学习内环境稳态的生理意义和神经调节的基础上,对激素调节在人体稳态维持中的作用的进一步诠释。其中激素在血糖平衡调节中的作用以及与下丘脑之间的辩证关系是全新的内容,也是本节课的难点。基于学生的前概念分析,在实际教学中可从学生思维的“最近发展区”出发,为难点的突破设置一定的知识阶梯,所以在本节课中笔者采用搭建多重支架引导学生自主建构概念,体验血糖调节模型构建;通过相关实验的设计培养学生科学探究的高阶思维。为了进一步在本节课中落实深度学习的理念,笔者设计了如图所示的教学环节(图1)。

二、教学目标的制定

基于课程标准及学生的认知思维水平,制订了如下教学目标:①能够利用图表和资料分析血糖调节的动态过程,树立稳态与平衡观;尝试构建血糖平衡调节模型,学会运用证据修正模型,逐步发展模型与建模的科学思维。②能够运用“稳态与平衡观”这一生命观念分析糖尿病的病因,关注糖尿病患者的需求,提出糖尿病预防和治疗的可行途径,形成社会责任意识。

三、教学过程

(一)情境创设联结经验

深度学习强调知识是有内在联系的结构与系统,联结学生已有的前概念和新知识是开展深度学习的基础。以真实的生活情境为载体,能够激发学生的学习兴趣,让学生在真实情境支架下实现知识符号与现实生活的相互转化。[2]简单来讲,当学生的学习活动融入真实的情境时,深度学习才会发生。通过前概念分析,学生脑海中已经有部分关于低血糖、糖尿病的认识,这部分经验可以作为新概念的生长点,初步达成血液中的葡萄糖含量的高低对保证人体能量供应以及保持人体健康有重要意义的认识,进而激发学生对体内血糖平衡调节学习的渴望。

角色体验:某同学没有吃早饭的习惯,一天早上出现了冒冷汗,嘴唇苍白等症状,如果你是医生,你将做出什么样的诊断?如何证明你的诊断?学生可以结合生活经验得到用血糖仪检测血糖浓度的方法。列表呈现:人体内血糖浓度范围及症状,教师引入课题:体内的血糖是如何调节的呢?

经验分析:结合已有的生活体验,分析体内的血糖有哪些来源?又可以合成、转化成哪些物质?构建血糖来源和去路的概念模型。

(二)穿针引线构建模型

活动与体验是深度学习的核心特征,“活动”是指以学生为主体的主动活动,而非生理活动或受他人支配的肢体活动,“体验”是指学生在活动中生发的内心体验。[1]深入理解教材,是开展有意义学习的重要保证。血糖平衡调节中激素与下丘脑联系的逻辑点是本节课的重点及难点,单纯通过被动、机械阅读教材获得的知识并不能内化为学生的认知。为此笔者在深入剖析教材中的知识后适当延伸拓展,以素材为载体,以活动促发展,精心搭建多重支架,助力学生建构血糖平衡调节体系,为达成教学目标设计了以下几个环节:

环节1:PPT呈现人进食一段时间后以及运动后血糖浓度与胰岛素浓度、胰高血糖素浓度关系曲线,结合教材的相关资料,试用相应的文字与箭头构建饭后与运动后的血糖调节过程的反馈模型,并总结出激素调节模型图,完成后组内交流。

环节2:提供背景资料引导学生全面分析,对血糖调节中的神经调节途径再补充,认识内分泌系统和神经系统共同调节人体生命活动的一般规律。各小组分享血糖平衡调节体系,教师用希沃助手展示学生构建的血糖平衡综合模型,同时结合师生、生生互评,加以完善对学生活动的评价。血糖平衡调节的综合生理模型及激素调节模型图如下所示。

设计意图:学生在前概念的基础上,体验血糖调节图解式概念模型的构建。教师以问题驱动,并适时补充素材帮助学生解决问题、反复推敲、完善模型,从而明确模型建构的科学方法,促进分析问题能力的培养。

(三)模型变式体悟实质

瑞典学者马飞龙指出,学生的学习结果与教师对教学中的变与不变的内容的呈现和处理密切相关。[1]深度学习离不开科学思维,教师应引导学生变换思维角度去分析问题、解决问题,将课堂学习推向更深的层面。

环节1:在交流思辨中进一步明晰胰岛素的功能。空腹抽血后,定量饮用高浓度的葡糖溶液,一段时间后测试血糖浓度,尝试画出正常人与糖尿病患者(胰岛B细胞分泌功能不足者)的血糖浓度变化曲线图。教师追问:“正常人与胰岛B细胞分泌功能不足者血糖浓度变化趋势都是先上升,再下降,但下降速率不同。谁的下降速率慢?为什么?”

環节2:如何证明后者下降速率慢是因为胰岛素分泌不足引起的?试设计实验证明胰岛素具有降血糖的功能,要求学生根据提供的实验材料(若干只发育良好且状况一致的小鼠,生理盐水、注射器、适宜浓度的胰岛素、高浓度葡萄糖等)写出实验思路并预测结果。

设计意图:通过概念模型与数学模型的转换,让学生有意识地建构知识的联系,有助于学生理清所学知识的内在逻辑线索,培养学生模型转化处理能力的同时实现对血糖平衡调节知识的内化。其中实验设计过程则是学生实证意识的培养以及对科学本质的体悟。

(四)模型应用深化责任

迁移与应用是深度学习的属性特征,“迁移”是對已有经验的拓展与延伸,“应用”强调将所学的知识操作化、外显化。学生在解决真实复杂情境中的问题时,通过有效整合学科相关知识,并不断修正、调适知识,从抽象到具体,从经验到实践,完成对学习内容的认知深化以及综合能力的提升,最终实现核心素养的落地。因此笔者呈现以下情境指导学生运用血糖平衡模型,解决生活中常见的问题,适时引导学生对学习情况进行反思与评价。

环节1:呈现尿糖与糖尿病的资料,《黄帝内经》中对糖尿病的症状描述如下:“多饮而渴不止,多食而饥不止,多溲而膏浊不止。”设疑:尿糖能否等同于糖尿病?试利用血糖调节知识并结合内环境稳态的内容解释糖尿病患者为什么会出现上述症状?学生分析现象、深入思考并讨论回答问题。

环节2:通过呈现2型糖尿病的资料及胰岛素作用机制图(图4),重点引导学生从细胞和分子水平分析血糖调节机制,如果你是糖尿病新疗法的工作者,除了注射胰岛素外,你认为糖尿病控制和治疗还有哪些可行途径?最后教师还可以介绍中国科学家人工合成结晶牛胰岛素的科研成果,促进学生爱国价值观念的深化。

设计意图:立德树人在生物学科教学中的指向,包括健康的生活理念和正确的价值观。在已有的知识和生活经验的基础上,借助糖尿病患者症状的原因分析,引导学生将稳态与平衡观运用于生活、服务于生活。

结束语

深度学习不是机械的教学方法,而是教师在课堂中进行有效性教学的多元化途径,教师可根据教材和学情,灵活选择深度学习发生的机制催生深度学习,关注学生的共同基础和多元发展需求。[3]本节课以低血糖为切入点引出血糖调节,教师通过知识有机整合引导学生构建血糖平衡调节概念模型,利用模型变式实现重要概念的再加工,以情境为载体将生物学知识迁移自我评价水平中,以实现生物学科核心素养的发展。

参考文献

[1]郭华.深度学习及其意义[J].课程·教材·教法,2016,36(11):25-32.

[2]于伟东,丁奕然.问题式与情境式对比中的主线教学审视[J].生物学通报,2016,5l(12):38-40.

[3]谢倩,李韶山.例谈基于深度学习典型机制的高中生物学教学[J].中学生物学,2019,35(8):23-25.

生物学课程论文范文第4篇

摘要:近几年,乳酸菌细菌素在生物抑制剂方面的應用,受到人们大量的关注。细菌素是乳酸菌发酵过程中产生的代谢产物。本文在乳酸菌细菌素分类方面做了简单陈述,论述了细菌素的生物合成和当前乳酸菌细菌素的应用。

关键词:乳酸菌;细菌素;生物合成;应用

引言

乳酸菌(LAB)是一类革兰氏阳性、非孢子形成、球菌或杆状菌、过氧化氢酶阴性和挑剔的微生物,可以增强发酵食品的味道和质地。它们的主要产物是由葡萄糖和生长抑制物质如细菌素、过氧化氢、二酰基等产生乳酸,从而防止食品腐败菌和病原体的增殖[1]。

此外,一些乳酸菌会产生称为细菌素的抗菌肽。迄今为止,从乳杆菌属中分离出的几种LAB及其细菌素已被应用于食品保鲜和人类病原体的控制。

一、 乳酸菌细菌素的分类

根据乳酸菌细菌素的组成、大小、热稳定性、作用方式、输出机制等方面,把乳酸菌细菌素,主要分为羊毛硫抗生素、小型耐热细菌素、大的耐热细菌素

第I类:羊毛硫抗生素

羊毛硫抗生素,分为A型羊毛硫抗生素和B型羊毛硫抗生素。 A型羊毛硫抗生素是细长的阳离子成孔肽。B 型羊毛硫抗生素紧凑,具有球状结构,是酶抑制剂,具有免疫活性。羊毛硫抗生素(含羊毛硫氨酸的抗生素肽)是小的(小于 5 kDa,具有 19 至 38 个氨基酸)膜活性肽,含有不常见的翻译后修饰氨基酸,如羊毛硫氨酸 (Lan)、β-甲基羊毛硫氨酸 (MeLan) 和脱水残渣[2]。翻译后肽修饰通常仅涉及氨基酸丝氨酸、苏氨酸和半胱氨酸,尽管赖氨酸、天冬氨酸和异亮氨酸残基也可能以修饰形式存在。目前记录的所有羊毛硫抗生素,都是由革兰氏阳性细菌产生的。

第II类:小型耐热细菌素

II 类包含小的热稳定性非羊毛硫氨酸肽,分为四组:IIa 类由具有 N 端共有序列的李斯特菌活性肽组成。IIb类是双肽细菌素。IIc 类包含 sec 依赖性细菌素,而 IId 类包含不属于 II 类中的三个组中的任何一个的小型热稳定非羊毛硫氨酸细菌素。该类细菌素具有极强的稳定性,nisin是其最具有代表性的一种。

这些细菌素可以定义为小(小于 10 kDa),不含任何不寻常的氨基酸,具有膜活性,耐热温度高达 100?C,或可高压灭菌。大多数这些细菌素的特征在于细菌素前体中所谓的双甘氨酸 (G-G) 加工位点。II 类细菌素具有多种特征,例如存在高含量的小氨基酸(如甘氨酸),具有强阳离子,pI 介于 8 和 11 之间,以及具有疏水性和两亲性结构域。

第III类:由大的耐热细菌素组成。

这些细菌素的大小超过 30 kDa。 细菌素 helveticin J 是该组的代表。细菌素的操纵子已被克隆,并在嗜酸乳杆菌中显示。

二、乳酸菌细菌素生物合成

细菌素的产生取决于微生物菌株和培养条件。细菌素是核糖体合成的肽,最初在生物学上是无活性的,后来经过修饰以达到活性状态。然后在它们被输出到细胞外之前,它们会被细菌素基因簇编码的蛋白质或氨基酸修饰。

I类(羊毛硫抗生素)细菌素生物合成的主要途径可以通过使用众所周知的乳酸链球菌素所遵循的途径来描述,尽管非羊毛硫抗生素细菌素存在细微差异,因为它们不需要掺入不寻常的氨基酸。(1)nisA基因被翻译成前乳链菌肽A肽;(2)nisB和nisC基因的产物将前体乳酸链球菌素A转化为前体乳酸链球菌素A。细菌素的表达受到外部诱导因子的调节,通常由生产菌株本身分泌,或者它可以是组成型的,而细菌素的生物合成取决于温度和pH等环境条件。

II类细菌素(小型耐热细菌素),例如来自植物乳杆菌的植物霉素, Plantaricin423是质粒编码的。然而,在产生多于一种细菌素的情况下,细菌素既可以是质粒编码的,也可以是染色体编码的。编码II类细菌素生产的基因组织在操纵子簇内,通常由编码前肽的结构基因、专用免疫基因、用于通过膜易位的ABC转运蛋白基因和用于输出细菌素的辅助蛋白基因组成。有时,也存在调节基因。大多数II类细菌素被生物合成为携带N末端前导肽和独特的双甘氨酸蛋白水解加工位点的无活性前肽,而IIc类细菌素具有sec型N末端信号序列。除片菌素PA外,其他II类细菌素为质粒编码的植物菌素423。Plantaricin423编码区具有与pediocinPA-1相似的操纵子结构。此外,II类细菌素还产生激活受调控基因转录的诱导因子。这种诱导因子构成了负责II类细菌素生物合成的信号转导系统的一部分。

编码这些蛋白质的基因与其他细菌素结构和加工基因在遗传上非常接近。LanI和LanEFG(多组分ABC转运蛋白)系统均已针对LAB进行了描述。尤其是LanI蛋白,通过阻止细菌素分子通过将它们推回而插入膜中形成孔,从而为生产细胞提供免疫力,从而控制膜中细菌素的浓度[3]。

微生物生长培养基的性质和组成会影响细菌素的产量在Goh和Phillip的一项研究中,使用MRS培养基从Weisellaconfusa产生了一种称为Weisellicin的细菌素。细菌素在培养8小时后开始形成,并在18小时内达到最佳产量。细菌素的抗菌活性在生长18至24小时之间持续,温度和pH值都必须针对细菌素的生产进行优化。

三、乳酸菌细菌素的应用

1.乳酸菌细菌素在果蔬制品方面的应用

水果和蔬菜产品通常含糖量高,水分含量也较高,不易保存,是大多数真菌生长的天然培养基。果蔬制品加工时为了保护其口感和营养价值,大多不能进行强力热杀菌处理。因此利用乳酸菌产生的细菌素作为防腐剂来保存水果和蔬菜的新鲜也是很好用的保质方法。

使用乳酸菌发酵处理是保存水果和蔬菜的传统方法。根据研究发现,水果和蔬菜在发酵的过程中,乳酸菌不仅能产生乳酸、双氧水和CO2等抗菌物质,另外细菌素也有很强的抗菌作用。细菌素现在常被用来当做防腐剂,它安全无毒,性质稳定,近些年来,已经被大量应用到果蔬防腐剂。

2.乳酸菌细菌素在生物制药方面的应用

目前,乳酸菌细菌素,应用在药物开发方面极具前景。由于乳酸菌细菌素,对于大多数病原体起到非常好的抑制作用,并且细菌素在现实中有很多方法可以产生,其稳定行好,对于人体细胞没有不良作用,也被生物制药产业广泛应用。

结束语

近年来,随着研究人员对乳酸菌产生的大量新型细菌素进行了分离、鉴定、研究,乳酸菌细菌素已广泛应用于抑菌添加剂、功能药物、保健食品和化妆品等领域。

参考文献

[1] 李萍,龙春昊,赵轩等.Ⅱ类细菌素的生物合成及其在食品领域的应用[J].中国食品学报,2021,21(10):269-286.

[2] 张晓宁,尚一娜,陈境,霍麒文,李明慧,杨姝玉,邢叶妮,王俊国.乳酸菌细菌素的作用机制及在肉制品中的应用[J].食品研究与开发,2018,39(11):192-199.

[3] 丹彤,张和平.乳酸菌细菌素的分类、生物合成及其应用[J].中国乳品工业,2013,41(03):29-32.

生物学课程论文范文第5篇

[摘 要] 微课是围绕某个特定的知识点或教学环节,以短视频形式展示简短而完整的教学活动。传统的医学细胞生物学实验课堂教学存在教学方式单一、教学技术陈旧等问题。微课在实验课课前、课中、课后的应用能方便学生预习和复习,关注到学生个体差异,提高课堂效率,调动学生学习的主动性,提升医学细胞生物学实验课的教学质量。

[关键词] 微课;医学细胞生物学;实验课堂教学

随着现代科学技术的发展,尤其是互联网信息技术的飞速发展,人们的学习、生活已在不知不觉中发生改变。微课,也叫微课程,英文名字为Microlecture /Microcourse,是最近几年互联网走进教育领域的新兴事物。微课的雏形为美国McGrew教授提出的“60秒课程”和英国Kee教授提出的“1分钟演讲”,由美国高级教学设计师David Penrose于2008年正式提出并在全球逐步推广[1]。

微课是一种新型的教学资源,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点、难点、疑点)或教学环节而开展的精彩的教与学活动全过程[2],时间一般控制在10分钟以内[3]。

(一)传统医学细胞生物学实验教学存在的问题

医学细胞生物学是医学院校的基础课,也是众多课程知识的基础。医学细胞生物学知识掌握的程度影响着其他课程的学习,其重要性不言而喻。但是传统实验教学多是以基础性实验、验证性实验为主[4],在教学时,大部分教师都是自己准备好实验所需要的试剂、仪器设备等,并且在课前已经进行过多次的预实验,摸索出操作简便、能让多数学生得出理想实验结果的操作步骤,他们对操作的关键步骤和注意事项也进行总结。上课时要求学生按照教师既定的实验操作步骤进行实验。这样做虽然能得到理想的实验结果,但是学生积极性不高,他们无法深刻理解实验的原理和操作步骤。在教学过程中,由于学生人数较多,教师在讲台上进行演示的过程很难让每一位学生都得到最佳的观看效果,尤其是座位位于后排的同学。于是教师不得不对同一教学内容分组重复演示,降低了课堂的教学效率。由于实验过程中注意事项较多,有些学生难免在自己操作的过程中遗忘,即使在学生操作过程中老师时不时强调、提醒关键的操作步骤,但由于学生实验操作速度有快有慢,老师的提醒也不一定能发挥作用,导致实验结果不理想。

(二)微课在医学细胞生物学实验课堂的实施

1.课前预习。教师在实验课前一周将实验内容告知学生,发布微课视频,告知实验的重点、难点、注意事项等,并围绕重点和难点提出问题,引导学生观看微课,查找相关资料进行预习。

在课前的准备阶段,教师也可以告知下节课的实验目的,把学生分为几个小组,让学生们根据实验目的,自己设计实验,并写出操作步骤,制作成微课,发给老师和其他组的同学,经过组内讨论、组间讨论、教师指导,对实验方案进行修改后再进行预实验。在此过程中,教师要对实验的安全性和可行性进行评估。

2.课堂组织。在开始上课时,教师先播放实验的微课视频,然后针对事先要求学生预习的实验重点、难点和注意事项进行提问,在此过程及时结合微课纠正存在的错误,并进行现场演示,必要时还可以让学生上讲台演示,以便发现其操作的不规范之处。在课堂上预留出时间让学生对不明白的地方进行提问,针对这些问题可以采用小组讨论或教师讲解的方式进行解答。

在课堂组织过程中,教师也要注意讲解仪器设备的规范操作,在学生上讲台操作有错误时,老师要注意不能伤害了学生的自尊心。

3.课后复习。课后要求学生再次观看微课视频,并对自己本次实验进行总结,重点要写出学习心得体会,并完成课后作业。

教师要求学生写心得体会时,要告知他们心得体会既可以写收获,也可以写失败的教训,这并不影响实验的成绩。

(三)微课在医学细胞生物学实验中的应用优势

1.方便预习和复习。学习内容是一段10分钟以内的小视频,方便携带,只要有网络有手机或电脑就可以观看。学生可以自主、灵活地安排预习和复习时间,充分利用碎片时间学习,这也能让学生养成不浪费时间、随时随地学习的好习惯。

2.关照学生个体差异。在传统的实验课堂教学中,由于学生人数较多,即使教师分组、反复进行讲解和演示实验过程,也难以保证所有学生能够及时理解实验操作步骤和细节要点。而有了微课这种学习载体,理解较慢的学生可以在课前和课后反复观看,掌握实验要领。他们也可以在课前与老师和同学进行讨论,以更准确地理解实验的内容。

3.提高课堂效率。由于学生在课前已经对实验内容和重点、难点、关键步骤等有了一定的了解,那么教师就不需要分组演示、反复重复实验的重点环节,而可以把更多的时间放在答疑解惑和对操作过程的辅导,提高课堂效率和学生学习的效率。

4.调动学生学习的主动性。由于预习环节是由学生自己去完成,并需要完成一定的思考题,他们必须对实验的过程和重点难点充分理解,这就需要他们反复观看视频,查阅资料,认真思考教师提出的问题,这有利于提高学生分析问题、解决问题的能力,调动学生学习的主动性。

总而言之,微课是一种新兴的教学资源和教学模式,短小、灵活、生动、形象,可以提高课堂教学的效率,调动学生学习的主动性和积极性,培养学生的思维能力,达到良好的学习效果,提升实验课的教学质量。但是微课制作需要较高的网络技术,对教师视频制作水平要求较高,需要加强此方面的学习和培训。而且微课仅是围绕某个知识点进行讲解,对于系统的、内容较多的实验,一个微课就无法全面覆盖所有的知识点,这时就需要与其他的教学方法和教学载体相结合。

参考文献

[1]阮耀祥.微课在高职药理实验教学的应用探讨[J].健康大视野,2019,12(426):49.

[2]胡铁生,周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术,2014,24(2):5-13.

[3]黄凌凌,王金花,方晓燕,黎飚,李海,黄永秩,黄世稳.网络环境下组织学实验教学微课的設计制作与应用[J].解剖学杂志,2019,42(1):89-91.

[4]刘彦,李程,刘睿思,律涛,蒋晔.Seminar+微课教学法在大四实验教学中的应用[J].实验室研究与探索,2019,38(1):194-196.

生物学课程论文范文第6篇

从认知的观点来看,复习是对先前所学知识的回顾、整理和再认识的过程。同时复习也是对已有信息的重新组合、使信息的排列更有序的一个过程。因此复习不仅是一个回忆和熟练的过程,更重要的是一个再认识和再提高的过程。生物学科知识点多、面广,而高三复习时间紧、任务重,新的高考又着重考查学生的创新精神和实践能力。如何有效地提高复习效率,使学生对平时所学的知识系统化、概念化、完善化,培养其适应新的高考变化的能力?这是每一个高三教师都在思索的问题。

一、明确目标,天道酬勤

对刚刚跨入高三的同学们而言,充分认识高三的学习对自身发展的重要价值以及确立合理的奋斗目标至关重要,这有助于克服学习过程中的种种困难和挫折,产生巨大的学习动力。高考是一种选择动机很强的考试,所以存在着激烈的竞争,成功的关键很大程度上取决于勤奋。因此在高三将近一年的时间里,同学们的学习任务相当繁重,每一节课、每一次作业、每一次测验都必须认真对待,做好笔记,订正错误,一点一滴地积累知识。每一次归纳总结,每一次分析推理,每一次冥思苦想,我们解决问题的能力都会得到培养,自身素质都会得以提高。

二、立足教材,夯實基础

学习中的首要任务就是要抓基础,对生物学基本概念、基本定律、实验操作的基本过程等基础知识要逐一弄清,达到融会贯通、熟能生巧的地步,因此应加强对“双基”的强化训练。特别是基层薄弱的学生,不要盲目追求高、新、难知识的复习和训练。在复习中,讲究知识的梳理,注重扫描,加大知识的外延。

三、讲究方法,提高效率

复习方法得当,效率才高。归纳起来一般可采用三种复习方法:1、比较复习法。在复习中,使学生能运用比较法进行知识的横向和纵向比较。2、串连复习法。复习时可把分散在各个章节中的知识串联起来,使学生对知识有全面的理解。3、联想迁移法。推理联想是生物复习教学的重要方面,复习中强调把各章节之间、各知识点之间作横向联系。在第一轮复习时,采用多联前、少联后的复习方法,以便学生能较好地掌握相关知识,形成综合思想,为下一轮的学科内、学科间综合、专题复习打下基础。

四、关注热点,联系实际

近几年理综高考的重要特点之一便是科技应用类试题比例不断增大,在未来的高考中这一点会继续体现。多关注生活、关注社会,利用所学知识去解决遇到的、了解到的各类问题。高考生物试题是以现实生活中的有关理论和实际问题进行立意命题的,力求比较真实和全面地模拟现实。复习时,要从各种媒体中获取生命科学发展中的重大热点问题。

五、加强实验、拓展迁移

高考实验题力图通过笔试的形式考查学生的实验能力,同时力图通过一些简单的实验设计来鉴别考生独立解决问题的能力和知识迁移能力。新教材中实验、实习内容比以前大大地增加了。任何一个实验都包含着一定的实验思想和方法,这些思想和方法被广泛地应用于生物科学的研究当中。能否将学到的实验思想和方法迁移到新的实验情境中或相关的生物探究实验中,是高考对考生实验能力考查的具体体现。因此,在实验复习时,要求学生要认真领会每个实验的设计意图和总结实验方法。生物高考中要求考生能够设计简单的生物学实验,掌握基本的实验操作;能够对实验结果进行解释和分析,也包括判断实验结果和推导实验结论等内容;能够设计实验方案。因此,在总复习备考阶段的实验复习中,对学生的解题能力和答题能力要进行一定的训练和指导。

六、讲练并重,粗讲精练

要坚持讲解与练习有机结合的原则,既不能“以讲代练”,也不能“以练代讲”,要“精讲精练”,使学生能触类旁通、举一反三。应注重三个环节,即:“讲”,针对性要强,除重点、关键外,侧重讲单元练习方法和应注意的问题,注意知识的综合交叉,突出能力的培养,培养应变能力;“练”,以定时作业为主要形式,让学生在解题的能力、速度等方面适应高考的要求,课间练习、单元考试、综合训练及题目的难度、梯度更应靠近高考的要求,考试内容遵循课程标准又不拘泥于课程标准,试题设计注重能力型和应用型;“评”,教师讲评应突出重点,重在指导,不是重复、重演一遍,不能以题论题,在讲评中,要注意知识的纵横联系和加大覆盖面的教材组织,努力达到举一反三、灵活运用的目的,同时要突出规范表达的训练指导。

七、调整心态,培养素质

健康积极的心态是提高复习效率的重要保证,也是高考成功的关键。培养良好的心理素质与科学素质的培养同样重要,特别对同学们今后的发展将起到不可低估的作用。一是要善于调整心态,以明确的目标、良好的意志力调节自己;二是善纳人言,主动与家长、老师、同学交流讨论,既使自己及时摆脱烦恼,茅塞顿开,豁然开朗。

总之,高三复习只有掌握好的学习方法和技巧,始终以培养学生思维能力为出发点,改变教法,消除以满堂灌、简单地重复知识为主的传统复习方法,重视学生基础知识的掌握和能力的培养,才能提高复习效果。

(作者单位:河南省驻马店市第一高级中学)

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