第一篇：同位素標(biāo)記法在高中生物學(xué)中的應(yīng)用總結(jié)

同位素標(biāo)記法在高中生物學(xué)中的應(yīng)用總結(jié)

同位素標(biāo)記法是利用放射性同位素作為示蹤劑對研究對象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，生物學(xué)上經(jīng)常使用的同位素是組成原生質(zhì)的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。

1．分泌蛋白的合成與分泌（必修1P40簡答題）

20世紀(jì)70年代，科學(xué)家詹姆森等在豚鼠的胰腺細(xì)胞中注射3H標(biāo)記的亮氨酸。3min后被標(biāo)記的亮氨酸出現(xiàn)在附有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中；17min后，出現(xiàn)在高爾基體中；117min后，出現(xiàn)在靠近細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的囊泡中及釋放到細(xì)胞外的分泌物中。由此發(fā)現(xiàn)了分泌蛋白的合成與分泌途徑：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→囊泡→細(xì)胞膜→外排。

2．光合作用中氧氣的來源

1939年，魯賓和卡門用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，然后進(jìn)行兩組對比實(shí)驗(yàn)：一組提供H2O和C18O2，另一組提供H218O和CO2。在其他條件相同情況下，分析出第一組釋放的氧氣全部為O2，第二組全部為18O2，有力地證明了植物釋放的O2來自于H2O而不是CO2。

3．光合作用中有機(jī)物的生成20世紀(jì)40年代美國生物學(xué)家卡爾文等把單細(xì)胞的小球藻短暫暴露在含14C的CO2里，然后把細(xì)胞磨碎，分析14C出現(xiàn)在哪些化合物中。經(jīng)過10年努力終于探索出了光合作用的“三碳途徑”——卡爾文循環(huán)。為此，卡爾文榮獲“諾貝爾獎(jiǎng)”。

4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)

1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，用35S、32P分別標(biāo)記噬菌

32體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，再讓被35S、P分別標(biāo)記的兩種噬菌體去侵染大腸桿菌，經(jīng)離心處理后，分析放射性物質(zhì)的存在場所。此實(shí)驗(yàn)有力證明了DNA是遺傳物質(zhì)。

5．DNA的半保留復(fù)制

1957年，美國科學(xué)家梅塞爾森和斯坦?fàn)栍煤?5N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，使之變成“重”細(xì)菌，再把它放在含14N的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。在不同時(shí)間取樣，并提取DNA進(jìn)行密度梯度離心，根據(jù)輕重鏈浮力等的不同，就分出新生鏈和母鏈，這就證實(shí)了DNA復(fù)制的半保留性。

6．基因工程

在目的基因的檢測與鑒定中，采用了DNA分子雜交技術(shù)。將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作標(biāo)記，以此為探針使之與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已導(dǎo)入受體細(xì)胞中。

另外，還可采用同樣方法檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，不同的是從轉(zhuǎn)基因生物中提取的是mRNA。

7．基因診斷

基因診斷是用放射性同位素（如P）、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，依據(jù)DNA分子雜交原理，鑒定被檢測樣本上的遺傳信息，從而達(dá)到檢測疾病的目的。

另外，還可以用在植物有機(jī)物的運(yùn)輸研究過程中。

示蹤原子不僅用于科學(xué)研究，還用于疾病的診斷和治療。例如，射線能破壞甲狀腺細(xì)胞，使甲狀腺腫大得到緩解。因此，碘的放射性同位素就可用于治療甲狀腺腫大。

第二篇：生物學(xué)在日常生活中的應(yīng)用

生物在我們生活中無處不在！

經(jīng)常有老師們在私下進(jìn)行交流，特別羨慕生物課堂，因?yàn)樗錆M樂趣、有意思，而實(shí)際上我們身臨其境的老師卻只有苦笑，生物學(xué)科雖然作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，但在初中階段一直處于兩難：課本知識枯燥、現(xiàn)實(shí)生活無用，生物學(xué)科成了二張皮，不能真正溶到學(xué)生的生活中，而且在中考指揮棒的隱性弱化，這都無疑讓生物課處于尷尬的地位。

二十一世紀(jì)初，美國教育學(xué)家杜威提出：對于科學(xué)，學(xué)生要掌握的不只是知識，還應(yīng)包括過程和方法。他主張開展探究教學(xué)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，讓學(xué)生積極地“做”科學(xué)，而不是被動(dòng)的“讀”科學(xué)。

伴隨新課程提出的關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展，培養(yǎng)提高學(xué)生的基本生物科學(xué)素養(yǎng)，突出創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，生物課是初中階段的一門基礎(chǔ)課，也是與日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，自身健康息息相關(guān)的一門學(xué)科，因此在生物教學(xué)中以知識點(diǎn)為依托，從生活生產(chǎn)中蘊(yùn)含的知識激發(fā)學(xué)生的興趣點(diǎn)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，應(yīng)用知識解決實(shí)踐問題的能力，而這正是使生物學(xué)煥發(fā)生命活力的最佳切入點(diǎn)，我認(rèn)為在生物教學(xué)中貫徹“從實(shí)踐中來，到實(shí)踐中去”，充分發(fā)揮生物學(xué)學(xué)以致用的作用，恰恰可以突破生物教學(xué)的困境的瓶頸。

經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，我采取以下方法注重學(xué)生解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。

一、從課堂內(nèi)容中延伸

在學(xué)習(xí)細(xì)菌、真菌對疾病防治的過程中，一提到抗生素，學(xué)生們馬上想到青霉素和輸液，這是不夠的，通過《科學(xué).技術(shù).社會》中抗生素今昔的介紹和課后練習(xí)題2相結(jié)合，讓學(xué)生明確了抗生素的含義及在生活中如何正確應(yīng)用，同時(shí)課后布臵了一道開放題：收集生活中人們對抗生素的認(rèn)識及應(yīng)用。隨后的課上，學(xué)生不僅交流介紹了常用抗生素的種類、應(yīng)用方法、人們的用法、濫用抗生素的后果，甚至還有同學(xué)從藥房里拿到所有抗生素的藥品成分說明書，對全班同學(xué)進(jìn)行抗生素的優(yōu)缺點(diǎn)分析。事后，一位學(xué)生對我說，她回去對她媽媽說今后生病應(yīng)該怎樣合理使用抗生素。還有對于傳染病的相關(guān)知識，同學(xué)們現(xiàn)在也能學(xué)以致用了。而這種現(xiàn)象正是生物學(xué)應(yīng)該給予學(xué)生最有用的。

課堂教學(xué)的反饋中，認(rèn)真用好課后練習(xí)，其實(shí)課文后面的思考題很多是讓學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識，聯(lián)系生產(chǎn)生活問題的。如“早春播種后用塑料薄膜覆蓋地面，為什么會促進(jìn)出苗”？這在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是地膜覆蓋問題，而在生物學(xué)中是溫度對種子萌發(fā)的影響問題，即通過地膜覆蓋可以提高地表層土壤的溫度，從而促使種子提早萌發(fā)，再就是家里養(yǎng)花為什么要松土，為什么要換盆，家里養(yǎng)的魚為什么長時(shí)間不換水會有綠苔，經(jīng)過這樣貼近生活的問題的引入，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并激發(fā)學(xué)生學(xué)以致用，以用促學(xué)，越學(xué)越有勁。

二、從自身體驗(yàn)中深入

從心理的觀點(diǎn)來看，人們一般傾向于對與自己有直接或間接的事件、活動(dòng)感興趣，對于自己充當(dāng)角色的活動(dòng)，這種興趣會更加強(qiáng)烈，因此在教學(xué)中要高度重視學(xué)生的參與，讓學(xué)生從自身體驗(yàn)中去感知，使他們在參與中發(fā)展和提高實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

在學(xué)習(xí)完食物的營養(yǎng)與吸收后，關(guān)注合理營養(yǎng)過程中，我們選取從學(xué)生的一日三餐中入手：你最喜歡吃的菜和你認(rèn)為最有營養(yǎng)的菜，讓他們談?wù)勛约簩I養(yǎng)的看法和認(rèn)識，在小組充分討論合作設(shè)計(jì)營養(yǎng)餐的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生再分析哪類食物在哪里消化在哪里吸收在哪里利用等等，深入到生活實(shí)際中，開展對現(xiàn)實(shí)生活中初中生的營養(yǎng)狀況分析，同學(xué)們完成分析之后，不僅充分消化吸收了營養(yǎng)的相關(guān)知識，還提高了對生活問題進(jìn)行實(shí)際解決的能力。

三、從社會焦點(diǎn)、熱點(diǎn)中引入

對同學(xué)們普遍關(guān)注的話題，多用實(shí)例、多用客觀的內(nèi)容引起他們的警覺，如“如關(guān)于艾滋病的學(xué)習(xí)中，通過問卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對艾滋病的認(rèn)識還存在很大的盲區(qū)：什么途徑、什么方式進(jìn)行傳播，怎樣與艾滋病人交往等，開設(shè)“艾滋病及預(yù)防”相關(guān)內(nèi)容的專題課，通過專題課的講授，再組織學(xué)生完成防艾小報(bào)，不僅有利于他們順利渡過“危險(xiǎn)期”，而且對于他們形成社會責(zé)任心，提高自身素質(zhì)也具有一定的意義。

例如蔬菜大棚為什么要經(jīng)常通風(fēng)？在移栽樹苗或蔬菜時(shí)，為什么要去掉一些葉片？鋤地的目的是什么？果蔬貯藏為什么采取低溫、低壓法？新疆地區(qū)的瓜果為啥特別甜？蠶農(nóng)為什么給末齡家蠶噴施保幼激素？糖漬、鹽漬食品為什么不會變質(zhì)？“發(fā)面”時(shí)為什么要加入酵母粉？加酶洗衣粉為什么不能用開水溶化？近親結(jié)婚的后代為什么容易得遺傳病？

當(dāng)然，關(guān)于生物學(xué)知識在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用的例子還有很多，如轉(zhuǎn)基因食品、克隆動(dòng)物等。這說明生物學(xué)與人類的生活息息相關(guān)，我們在教學(xué)過程中要注意聯(lián)系和引入這樣的例子，以引起學(xué)生的思考和探究，加深他們對知識的理解，為自己將來從事生產(chǎn)勞動(dòng)或生活做好知識儲備。

在學(xué)習(xí)植物蒸騰作用時(shí)，課堂讓學(xué)生用干燥塑料袋罩緊花盆里一株菊花上方，過一段時(shí)間，學(xué)生觀察到塑料袋內(nèi)出現(xiàn)水霧。通過這一實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，學(xué)生加深對蒸騰作用的理解。教師又讓學(xué)生把森林與氣候關(guān)系用動(dòng)畫圖片連貫起來：一草一木構(gòu)成森林，成片森林蒸騰作用產(chǎn)生大量水分，匯集到天空，形成云霧，大量云霧聚集形成烏云，烏云碰擊最后形成雨滴降落下來，滋潤地球上的萬物，這樣使抽象的知識具體化，學(xué)生容易理解森林調(diào)節(jié)氣候的原理，深深體驗(yàn)到了“大樹底下好乘涼”。教師有目的性地把書本知識與有關(guān)社會實(shí)際問題結(jié)合起來，學(xué)生愿意學(xué)習(xí)，豐富了書本知識，拓展了教材的局限，也培養(yǎng)了學(xué)生環(huán)保意識。用生物學(xué)的觀點(diǎn)來關(guān)注社會問題，不僅培養(yǎng)了學(xué)生自我研討的能力，還無形中提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

四、從科技活動(dòng)中強(qiáng)化

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，不僅體現(xiàn)在課堂教學(xué)活動(dòng)中，而且更為突出的體現(xiàn)和落實(shí)在各種課外科技活

動(dòng)中，學(xué)生在課外科技活動(dòng)中可以不受教材和教師傾向的束縛，獨(dú)立自主的發(fā)展，用科技小活動(dòng)來創(chuàng)造學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣，如：自己種植土豆、豆芽，養(yǎng)殖泥鰍，制作葉脈書簽，采集制作昆蟲標(biāo)本，蚯蚓生活狀態(tài)實(shí)驗(yàn)，家庭酸奶的制備，甜酒的制作等。

調(diào)動(dòng)學(xué)生積極地參與課外活動(dòng)，如組織采集制作生物標(biāo)本，參觀苗圃、花園，做校園環(huán)保調(diào)查，辦《生物小報(bào)》等，學(xué)生通過他們參與這些豐富多彩的課外活動(dòng)，可以培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力，開闊視野，拓寬知識面。

五、順口溜及俗語的引入

在現(xiàn)在的生物考試中，經(jīng)常出現(xiàn)一些成語、諺語、歇后語等等知識與生物知識的結(jié)合：如：

在夏天的時(shí)候，我們經(jīng)常看到一種現(xiàn)象“蜻蜓點(diǎn)水”，請問這是什么現(xiàn)象？考察蜻蜓產(chǎn)卵的方式； “兒童急走追黃蝶，飛入菜花無處尋。”考察動(dòng)物的保護(hù)色；

“有收無收在于水，收多收少在于肥。”考察水和無機(jī)鹽對植物生長的作用；

“種瓜得瓜，種豆得豆。”考察遺傳現(xiàn)象；

“大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃泥巴。”考察生態(tài)中的食物鏈和食物網(wǎng)的知識，還有 “螳螂捕蟬，黃雀在后。”；

“桔生淮南為桔，生淮北則為枳”考察溫度對生物生長的影響；

“山上多植樹，勝似修水庫，有雨它能吞，無雨它能吐。”考察保持水土、涵養(yǎng)水源的重要性；

同時(shí)還可以借助成語與謎語知識來考察生物學(xué)的概念。如：

視而不見——保護(hù)色；望而生畏——警戒色；以假亂真——擬態(tài)；移花接木——嫁接；鸚鵡學(xué)舌——模仿行為；孔雀開屏——求偶行為；望梅止渴——條件反射；種豆南山下，草盛豆苗稀——競爭；無中生有——隱性；有中生無——顯性

這樣的題目的出現(xiàn)，即擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，又考察了學(xué)生的生物學(xué)常識。因此在平時(shí)多積累這方面的素材，并在平時(shí)的授課當(dāng)中適當(dāng)?shù)臐B透，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又讓學(xué)生抓住了特點(diǎn)，更利于知識的記憶。另外在以往的聽課中，有些教師自編了順口溜，這樣讓學(xué)生記起來不僅瑯瑯上口，而且效果更較明顯。如我在講到維生素的功能的時(shí)候，就借用了一個(gè)：A，火眼金睛看得清；B，腦筋急轉(zhuǎn)我最靈；C，大力水手羨慕我；D，加鈣增高我能贏；還有一個(gè)小小E，不怕病菌來入侵……。這樣不僅使學(xué)生一下胃口大開，課堂氣氛異常活躍，而且，許多的學(xué)生還在反復(fù)的哼唱。

興趣是最好的老師，興趣需要我們教師的正確引導(dǎo)和培養(yǎng)與呵護(hù)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中找到了樂趣，一定能事半功倍。而且在討論、角色扮演、各種科學(xué)探究活動(dòng)中，不僅能提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，還能發(fā)展創(chuàng)新意識，提高實(shí)踐能力，圍繞從“從實(shí)踐中來，到實(shí)踐中去”無疑能更好地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，用理論解決實(shí)踐將是點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)熱情的火把。——王昊

第三篇：淺談概念圖在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

淺談概念圖在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：概念圖是用來組織和表征知識的工具，其在教與學(xué)中具有多方面應(yīng)用：教學(xué)設(shè)計(jì)工具、內(nèi)容呈現(xiàn)工具、知識關(guān)聯(lián)工具和協(xié)作學(xué)習(xí)工具。概念圖不僅能夠有效地幫助教師掌握學(xué)生的認(rèn)知和思維情況，而且還可以幫助老師有效提高教學(xué)效率，從而達(dá)到“教學(xué)相長”的效果。

關(guān)鍵詞：概念圖；高中生物學(xué)教學(xué)；應(yīng)用

概念圖（concept map）是十九世紀(jì)六十年代j.d.novak等人歷時(shí)12年，根據(jù)ausuel意義學(xué)習(xí)和概念同化理論開發(fā)的一種通過概念和概念間關(guān)系的連接，進(jìn)一步形成命題和層級結(jié)構(gòu)，以了解學(xué)習(xí)者在某一概念網(wǎng)絡(luò)中已有概念的教學(xué)技術(shù)，是知識組織和表征的工具。

由于概念圖能清晰地呈現(xiàn)概念的整合過程和概念之間的相互關(guān)系，所以它既可以作為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的工具、交流的工具，又可作為教師教學(xué)的工具。筆者認(rèn)為，概念圖在高中生物教學(xué)中應(yīng)用前景廣闊，為教師組織教學(xué)提供了一種新的策略。

一、概念圖概述

概念圖是一種用來組織和表征知識的工具［1］，是一種關(guān)于概念知識、思維過程或思維結(jié)果、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)劃流程等的圖形化表征方式，能有效呈現(xiàn)思考過程及知識的關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行意義建構(gòu)的教學(xué)策略。它包括節(jié)點(diǎn)、連線、連接詞和層次4個(gè)基本要素。節(jié)點(diǎn)是置于圓圈或方框中的概念；連線表示節(jié)點(diǎn)概念間的意義

關(guān)系；連接詞是置于連線上的兩個(gè)概念之間的意義聯(lián)系詞；層次即將最抽象、涵蓋面最廣的概念稱為關(guān)鍵概念，置于最頂層，涵蓋面較小，較具體的概念稱為一般概念，位于其次，依此類推，由此顯示概念間的等級關(guān)系。

二、概念圖的基本構(gòu)建步驟(一)選取概念。

圍繞主題找出與主題相關(guān)的概念，并列舉出來，但每個(gè)概念只出現(xiàn)一次。通常是將有關(guān)某一主題不同級別的概念置于方框或圓圈中。

（二）把最能反映主題、含義最廣、最有包容性、最概括的概念放在圖的頂端，同一層次的概念放在同一層。

（三）繼續(xù)往下寫，以增加更多具體的概念。

將最具體的概念放在最低層，然后，將圖中的每個(gè)概念用圓圈圈起來。

（四）尋找圖中不同概念之間的聯(lián)結(jié)，并表明連接線。概念之間的聯(lián)結(jié)有時(shí)很復(fù)雜，主要分為同一知識領(lǐng)域的概念和不同知識領(lǐng)域的概念，不同知識領(lǐng)域的概念要進(jìn)行交叉連接。

（五）用線條把概念連接起來，并用連接詞語在連線上注明。概念間的連線可以是單向、雙向或無方向的，但向上或向兩側(cè)時(shí)需加箭頭(沒有箭頭時(shí)默認(rèn)為由上往下)。連接詞語應(yīng)能說明兩個(gè)概念之間的聯(lián)系，應(yīng)盡可能選用意義表達(dá)具體明確的詞。〖xc1.tif；%48%48〗

三、概念圖在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方式

在人教版《全日制普通高級中學(xué)教科書——生物》中有211個(gè)生物概念，其中必修本有154個(gè)，選修本上有57個(gè)。如何讓學(xué)生掌握好這些概念，筆者認(rèn)為應(yīng)該使用概念圖。因?yàn)楦拍顖D可以將概念與概念之間的關(guān)系以一種圖示的方式形象直觀地表現(xiàn)出來，它是用視覺再現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)、外化概念和命題的一種方法。這種表征知識的形式有助于教師建立整合的、結(jié)構(gòu)化的知識，進(jìn)行有效的教學(xué)；有助于學(xué)生把握某個(gè)知識領(lǐng)域的全貌,理解已有觀念之間的聯(lián)系；有助于學(xué)習(xí)者將新觀念與其已有的知識聯(lián)系起來，將知識融會貫通，發(fā)展對知識體系的理解［2］。

（一）概念圖作為教學(xué)設(shè)計(jì)的工具。

在教學(xué)設(shè)計(jì)中教師可以用繪制概念圖分析知識結(jié)構(gòu)，把本單元和前后單元的概念聯(lián)系起來，促使教師深層次地理解教學(xué)內(nèi)容，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，從而引導(dǎo)學(xué)生建立知識體系。同時(shí)，教師可用概念圖展示本節(jié)課的知識點(diǎn)，讓學(xué)生形象地看到每一個(gè)概念之間的聯(lián)系，這樣呈現(xiàn)更便于學(xué)生記憶，形成知識網(wǎng)絡(luò)。(二)概念圖作為內(nèi)容呈現(xiàn)工具。

概念圖作為內(nèi)容呈現(xiàn)工具，能夠?qū)⒎爆嵉膬?nèi)容以概念的形式簡單、明了、清晰地傳遞給學(xué)習(xí)者，可以滿足教師將教學(xué)內(nèi)容以概念為單元逐一呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。這種方式不僅能形象呈現(xiàn)內(nèi)容，而且能讓學(xué)生非常直觀地發(fā)現(xiàn)知識內(nèi)容之間的關(guān)系，保證了下次繼續(xù)學(xué)習(xí)時(shí)的知識的完整性。

（三）概念圖作為知識關(guān)聯(lián)工具。

用概念圖進(jìn)行知識關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。能夠?qū)W(xué)習(xí)者所學(xué)的知識系統(tǒng)化，實(shí)現(xiàn)知識的整體記憶，同時(shí)也促進(jìn)學(xué)習(xí)者思維的發(fā)展。當(dāng)我們學(xué)習(xí)一個(gè)知識點(diǎn)的時(shí)候，會很容易記住，但是在解決問題時(shí)往往無所適從，這是因?yàn)槲覀兞?xí)得的都是孤立的概念，沒有進(jìn)行知識關(guān)聯(lián)，沒有形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，只有保證知識的關(guān)聯(lián)性，才能在運(yùn)用時(shí)游刃有余。

（四）概念圖作為協(xié)作學(xué)習(xí)工具。

通過小組共建概念圖讓學(xué)生與學(xué)生之間，在思想碰撞過程中，個(gè)體的知識得以修正和生長，思想得以完善和成熟。概念圖作為學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生討論概念和概念之間關(guān)系的交流工具。

（五）概念圖作為評價(jià)工具。

傳統(tǒng)的教學(xué)評價(jià)方法常常只能考察學(xué)生的零散知識，而概念圖卻可以檢測學(xué)生對某些知識的理解水平和掌握的深度、知識綜合程度和遷移能力。概念圖作為教學(xué)評價(jià)工具，適合于教學(xué)活動(dòng)的不同階段的教學(xué)評價(jià)。例如，教師通過觀察學(xué)生創(chuàng)建概念圖過程，了解學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展和內(nèi)心思維活動(dòng)情況，有助于教師診斷被學(xué)生誤解的概念及概念之間的關(guān)系。

概念圖作為“學(xué)”的策略，能促進(jìn)學(xué)生的意義學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，最終使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)；作為“教”的策略，能有效地改變學(xué)生的認(rèn)知方式，切實(shí)做到“授之以漁”，提高教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)

［1］ joseph．d．novak d．b．gowin: learning how to learn［m］．newyorkandcambridge,uk:cambridge university press．1984．

［2］ 張倩葦．概念圖及其在教學(xué)中的應(yīng)用［j］．教育導(dǎo)刊,2002(11)．

第四篇：淺談生物信息學(xué)在生物學(xué)研究中的應(yīng)用

10生乙 尹竹10517109

淺談生物信息學(xué)在生物學(xué)研究中的應(yīng)用

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是一門新興的、正在迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，目前國內(nèi)外對生物信息學(xué)的定義眾說紛紜，沒有形成統(tǒng)一認(rèn)識。概括來說，現(xiàn)代生物信息學(xué)是以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子數(shù)據(jù)庫及其相關(guān)的圖書、文獻(xiàn)、資料為主要對象，以數(shù)學(xué)、信息學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)為主要手段，對浩如煙海的原始數(shù)據(jù)和原始資料進(jìn)行存儲、管理、注釋、加工，使之成為具有明確生物意義的生物信息。并通過對生物信息的查詢、搜索、比較、分析，從中獲得基因的編碼、凋控、遺傳、突變等知識；研究核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系；研究它們在生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)移、信息傳導(dǎo)等生命活動(dòng)中的作用機(jī)制。

生物信息在生物學(xué)研究上的應(yīng)用主要包括在基因組學(xué)研究上的應(yīng)用和在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用。

1.在基因組學(xué)研究中的應(yīng)用

基因組（genome）表示一個(gè)生物體所有的遺傳信息的總和。一個(gè)生物體基因所包含的信息決定了該生物體的生長、發(fā)育、繁殖和消亡等所有生命現(xiàn)象。有關(guān)基因組的研究稱為基因組學(xué)(Genomics)，基因組學(xué)根據(jù)研究重點(diǎn)的不同分為序列基因組學(xué)(Sequence genomics)、結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(Structural genomics)、功能基因組學(xué)(Functional genomics)與比較基因組學(xué)(Comparative genomics)。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)的研究：結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(Structural genomics)是基于基因組學(xué)的一個(gè)重要組成部分和研究領(lǐng)域，它是一門通過基因作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學(xué)口。生物信息學(xué)在結(jié)構(gòu)基因組學(xué)中的應(yīng)用主要在于：基因組作圖、核苷酸序列信息分析、基因定位、新基因的發(fā)現(xiàn)和鑒定等方面。比較基因組學(xué)的研究：借助生物信息學(xué)的手段對不同生物基因組的比較、分析，可以進(jìn)行生物進(jìn)化等方面的研究。

功能基因組學(xué)的研究：功能基因組學(xué)(Functional genomics)是指在全基因組序列測定的基礎(chǔ)上，從整體水平研究基因及其產(chǎn)物在不同時(shí)空、條件下的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系及活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。功能基因組的研究是后基因組時(shí)代的關(guān)鍵點(diǎn)，它將借助生物信息學(xué)的技術(shù)平臺，利用先進(jìn)的基因表達(dá)技術(shù)及龐大的生物功能檢測體系，從浩瀚無垠的基因庫篩選并確知某一特定基因的功能，并通過比較分析基因及其表達(dá)的狀態(tài)，確定出基因的功能內(nèi)涵，揭示生命奧秘，甚至開發(fā)出基因產(chǎn)品。

2.在蛋白質(zhì)組學(xué)的研究中的應(yīng)用

在20世紀(jì)中后期，隨著DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出和蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的解析，生生命科學(xué)的研究進(jìn)入了分子生物學(xué)時(shí)代，而遺傳信息載體DNA和生命功能的體現(xiàn)者蛋白質(zhì)的研究，成為了其主要內(nèi)容。90年代初期啟動(dòng)的龐大的人類基因組計(jì)劃，已經(jīng)取得巨大的成在20世紀(jì)中后期，隨著DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出和蛋白質(zhì)

空間結(jié)構(gòu)的解析，生生命科學(xué)的研就，人類基因組序列草圖繪制完成后，生命科學(xué)研究跨入了后基因組時(shí)代。然而，人們清醒地識到基因僅是遺傳信息的載體，而生命活動(dòng)的執(zhí)行者是基因的表達(dá)產(chǎn)物—蛋白質(zhì)，它是生命現(xiàn)象復(fù)雜性和多變性的直接體現(xiàn)者。

蛋白質(zhì)組一詞是澳大利亞學(xué)者馬克威爾金斯在1994年最先提出來的，它是指基因組表達(dá)的所有相應(yīng)的蛋白質(zhì)，也可以說是指細(xì)胞或組織或機(jī)體全部蛋白質(zhì)的存在及其活動(dòng)方式。蛋白質(zhì)組學(xué)是從整體的蛋白質(zhì)水平上,在一個(gè)更加深入、更加貼近生命本質(zhì)的層次上去探討和發(fā)現(xiàn)生命活動(dòng)的規(guī)律和重要生理、病理現(xiàn)象的本質(zhì)等。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究對揭示生命活動(dòng)規(guī)律，探討重大疾病機(jī)制，疾病診斷和防治、新藥的開發(fā)提供重要的理論基礎(chǔ)。

生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)組學(xué)中的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

2.1蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫

蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主要內(nèi)容之一。通過構(gòu)建不同環(huán)境條件下組織或細(xì)胞全部蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)庫來研究蛋白質(zhì)表達(dá)的差異情況。與其他數(shù)據(jù)庫相比, 目前大部分蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫都有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):（1）由于蛋白質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)的種類繁多,蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫的種類也多種多樣,如雙向電泳數(shù)據(jù)庫、基于蛋白序列的數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)一級或高級結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫等等;（2）新速度快,網(wǎng)絡(luò)上的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)幾乎每天都在更新;（3）網(wǎng)共享程度高, 越來越多的數(shù)據(jù)庫資源與互聯(lián)網(wǎng)相互配合,使得蛋白質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)的利用率空前的提高。蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫的主要內(nèi)容即集中在基于雙向電泳結(jié)果的數(shù)據(jù)庫和基于蛋白質(zhì)序列信息的數(shù)據(jù)庫。

2.1.1基于雙向電泳圖譜的數(shù)據(jù)庫

雙向電泳技術(shù)是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中最重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一，所以基于雙向電泳圖片的數(shù)據(jù)庫也成了蛋白質(zhì)組學(xué)研究中主要內(nèi)容。

2.1.2 基于蛋白質(zhì)序列信息的數(shù)據(jù)庫

基于蛋白質(zhì)序列信息的數(shù)據(jù)庫是生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫中最基本的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫以氨基酸殘基順序?yàn)榛緝?nèi)容，并附有注釋信息（計(jì)算機(jī)的序列分析結(jié)果和生物學(xué)家查閱文獻(xiàn)的結(jié)果）。基于蛋白質(zhì)序列的數(shù)據(jù)庫很多，主要有蛋白質(zhì)信息資源數(shù)據(jù)庫（PIR）、SWISS3D和 TrEMBL等等。

2.1.3 其他蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫

蛋白質(zhì)生物信息學(xué)包含很多方面的內(nèi)容：如蛋白質(zhì)大分子的結(jié)構(gòu)、相互作用等等，所以，除了上述的一些數(shù)據(jù)庫之外，還有很多關(guān)于構(gòu)象、相互作用等方面的數(shù)據(jù)庫，是基于質(zhì)譜應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫，屬于混合數(shù)據(jù)庫。將生物信息學(xué)的實(shí)驗(yàn)思路引入蛋白質(zhì)組學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案后，實(shí)驗(yàn)人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)上的信息設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方

案，避免了很多重復(fù)性的勞動(dòng)，少走很多彎路，為蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展提供了可靠的信息資源。值得一提的是，上文提到的大多數(shù)數(shù)據(jù)庫都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、在線查詢和空間結(jié)構(gòu)的可是化瀏覽等多種功能。而且，幾乎所有這些數(shù)據(jù)庫都是免費(fèi)的，都可以免費(fèi)下載或提供免費(fèi)服務(wù)，使得蛋白質(zhì)組學(xué)可以在生物信息學(xué)的輔助之下快速發(fā)展。

2.2生物信息學(xué)與蛋白質(zhì)分析

在蛋白質(zhì)組分析過程中，生物信息學(xué)的作用不僅僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫的查閱和資料的整合中，生物信息學(xué)軟件在蛋白質(zhì)組研究領(lǐng)域的作用根式至關(guān)重要的。蛋白質(zhì)分析軟件應(yīng)用主要集中在結(jié)合蛋白質(zhì)組研究中的分離技術(shù)和堅(jiān)定技術(shù)識別蛋白質(zhì)（如2-DE）圖像分析、Edman降解的序列組合、質(zhì)譜數(shù)據(jù)的綜合分析等），對有價(jià)值的未知蛋白質(zhì)進(jìn)行分析和預(yù)測（包括序列分析、結(jié)構(gòu)預(yù)測、結(jié)構(gòu)域、電點(diǎn)等性質(zhì)的檢測等）、針對蛋白質(zhì)的分析預(yù)測方法應(yīng)用的工具有4個(gè)方面。

2.2.1 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)20中氨基酸的理化性質(zhì)可以分析電泳等實(shí)驗(yàn)中的未知蛋白質(zhì)，同樣也可以分析已知蛋白質(zhì)的物化性質(zhì)。設(shè)計(jì)PROPSEARCH的目的是為了通過排比方法查詢一個(gè)新的蛋白質(zhì)序列失敗時(shí),查找公認(rèn)的蛋白質(zhì)家族而設(shè)計(jì)的。PROPSEARCH可以通過氨基酸組分來查詢,同時(shí)也可以通過其他的特性來進(jìn)行查詢,如從序列中計(jì)算所得的分子量、挑選的二肽組分的含量等。

2.2.2 蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)預(yù)測

從蛋白質(zhì)序列出發(fā)，預(yù)測蛋白質(zhì)的許多物理性質(zhì)，包括等電點(diǎn)、分子量、酶切特性、疏水性、電荷分布等。

2.2.3蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測

二級結(jié)構(gòu)是指α螺旋和β折疊等規(guī)則的蛋白質(zhì)局部結(jié)構(gòu)元件。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的基本依據(jù)是每一段相鄰的氨基酸殘基具有形成一定二級結(jié)構(gòu)的傾向。因此,進(jìn)行二級結(jié)構(gòu)預(yù)測需要通過統(tǒng)計(jì)和分析發(fā)現(xiàn)這些傾向或者規(guī)律。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的方法有3種。一是由已知結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)各種氨基酸殘基形成二級結(jié)構(gòu) 的構(gòu)象趨勢,其中最常用的是Chou和Fasman 法;二是基于氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),包括堆積性、疏水性、電荷性、氫鍵形成能力等;三是通過序列比對,由已知三維結(jié)構(gòu)的同源蛋白推斷未知蛋白的二級結(jié)構(gòu)。各種方法預(yù)測的準(zhǔn)確率隨蛋白質(zhì)類型的不同而變化。一般對于α螺旋預(yù)測精度較好,對β折疊差些,而對除α螺旋和β折疊等之外的無規(guī)則二級結(jié)構(gòu)則效果很差。

2.2.4蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)是預(yù)測時(shí)最復(fù)雜和最困難的預(yù)測技術(shù)。序列差異較大的蛋白質(zhì)序列也可能折疊成類似的三維構(gòu)象。由于蛋白質(zhì)的折疊過程并不十分清晰,從理論上解決蛋白質(zhì)折疊的問題還有待進(jìn)一步的科學(xué)發(fā)展,但也有了一些有一定作

用的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測方法。即與已知結(jié)構(gòu)的序列比較,同源模建,threading算法和 折疊識別方法。常見的預(yù)測算法有:SWISS-MODEL(自動(dòng)蛋白質(zhì)同源模建服務(wù)器)、CPHmodels等。

2.3 生物信息學(xué)與蛋白質(zhì)功能

生物信息學(xué)發(fā)展到今天不僅可以對蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，而且可以對已知或者未知的基因產(chǎn)物進(jìn)行功能上全面的分析和預(yù)測。

生物信息學(xué)最常用的分析方法是模式識別。主要是利用存在于蛋白質(zhì)序列結(jié)構(gòu)中的某些特殊的特征模體來識別相關(guān)蛋白質(zhì)性質(zhì)。換而言之，就是從新的蛋白序列中發(fā)現(xiàn)標(biāo)志性的序列或者結(jié)構(gòu)，以此建立模式，然后在已經(jīng)建立好的已知蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中，搜集于此相似的模式，來確定未知蛋白質(zhì)的歸屬，從而預(yù)測它的功能。許多基因是在特定時(shí)期和條件下被激活，才能表達(dá)出來，在正常人工模擬的環(huán)境下根本無法表達(dá)。類似于這樣的恩未知蛋白質(zhì)也需要通過生物信息學(xué)的方法計(jì)算分析預(yù)測，以獲得它的功能信息。

生物信息學(xué)的發(fā)展將給生命科學(xué)研究帶來革命性的變革，將幫助人類認(rèn)識生命的起源、進(jìn)化、遺傳和發(fā)育的本質(zhì)，揭示人體生理和病理過程的分子基礎(chǔ)，為人類疾病的預(yù)測、診斷、預(yù)防和治療提供合理和有效的方法或途徑，同時(shí)還將對醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，甚至可能引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命。21世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，生物信息學(xué)為生命科學(xué)的發(fā)展提供了便利和強(qiáng)有利的技術(shù)支持，推動(dòng)著生命科學(xué)的迅速發(fā)展。

第五篇：淺談比喻在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

淺談比喻在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

譚邦應(yīng)

（湖北省秭歸縣職教中心

443600）

著名教育家夸美紐斯曾說：“興趣是創(chuàng)造一個(gè)歡樂和光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一”。當(dāng)學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣時(shí)，學(xué)習(xí)起來就會積極主動(dòng)、精力充沛、信心百倍。高中生物學(xué)教材中有很多概念性的知識表述往往比較抽象枯燥，顯得深?yuàn)W難懂，如果在教學(xué)中引用一些恰當(dāng)?shù)谋扔鳎涂梢允惯@些知識變得形象生動(dòng)、通俗易懂，從而大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。下面舉幾個(gè)例子間要說明比喻在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

1用儲蓄存款比喻人體內(nèi)的能源物質(zhì)

人體內(nèi)的能源物質(zhì)有ATP、葡萄糖、肝糖元、脂肪等，它們?yōu)闄C(jī)體供能時(shí)有先后順序并且高協(xié)調(diào)。可以這樣比喻：

ATP——零花錢。其特點(diǎn)是數(shù)目不多，但可以隨時(shí)利用存折向銀行支取。葡萄糖——活期存折。當(dāng)機(jī)體內(nèi)ATP含量下降，可立即由葡萄糖分解補(bǔ)充。

肝糖元、脂肪——定期存折。如機(jī)體內(nèi)能量過多，會合成糖元和脂肪等大分子物質(zhì)儲存起來。肝糖元?jiǎng)t屬于定期較短的存折，脂肪相當(dāng)于定期較長的那種，在饑荒年月（如動(dòng)物冬眠）就可排上大用場了。2 噬菌體侵染細(xì)菌的程好比是醫(yī)生在給病人注射

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對噬菌體侵染細(xì)菌的過程容易誤認(rèn)為是整個(gè)噬菌體都侵入了，通過以下比喻可以讓學(xué)生一次性記住。

蛋白質(zhì)外殼——注射器，醫(yī)生給病人注射時(shí)，注射器自然是留在外面的。注射液——DNA，噬菌體侵染細(xì)菌以后，只有DNA進(jìn)入到細(xì)菌內(nèi)部去了。蛋白質(zhì)的合成過程可以比喻為人們織毛衣

氨基酸——毛絨，毛絨是構(gòu)成毛線的基本單位，氨基酸則是構(gòu)成蛋白質(zhì)基本單位。

多肽鏈——毛線，把氨基酸脫水縮合成多肽鏈比作是用毛絨紡成毛線。蛋白質(zhì)——毛衣，由多肽鏈折疊盤旋而成蛋白質(zhì)就好象是用毛線編織成的毛衣，有它獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)。DNA的空間結(jié)構(gòu)很象是一架螺旋狀的梯子

多核苷酸鏈——扶手，由脫氧核糖和磷酸交替連接而成，一共有兩條，共同構(gòu)成梯子的骨架。

堿基對——梯板，堿基對間的氫鍵相當(dāng)于給兩塊木板間上的銷，G和C之間有三個(gè)，A和T之間有兩個(gè)。

這架梯子的扶手之間、梯板之間以及上下螺旋之間的距離都很規(guī)則，不僅外形美觀，而且結(jié)構(gòu)牢固，從而保證了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。5 物質(zhì)出入細(xì)胞的方式好象是不同的人過河一樣 順?biāo)杂善鳌杂蓴U(kuò)散，會游泳的人可采用這種方式。

順?biāo)舜鳌獏f(xié)助擴(kuò)散，不會游泳的人需要借助船（載體蛋白質(zhì)）才能完成。

逆水行舟——主動(dòng)運(yùn)輸，不會游泳的人從下游到上游時(shí)，他必須乘船（需載體蛋白質(zhì)），需奮力劃船（消耗ATP）方可完成。這樣，把原本很抽象的知識形象化，能吸引學(xué)生的注意力，且容易記住。6 遺傳信息的表達(dá)就象是郵局發(fā)電報(bào)

電報(bào)密碼——遺傳密碼，電報(bào)密碼由阿拉伯?dāng)?shù)字組成，而遺傳密碼則由堿基組成。

電報(bào)文字——氨基酸，用電報(bào)密碼可翻譯成中文漢字，氨基酸則是通過遺傳密碼翻譯而成的。

電報(bào)語句——多肽鏈，用文字可以組成語言，由氨基酸脫水縮合而形成多肽鏈。染色質(zhì)與染色體的關(guān)系簡直就是鋼絲與彈簧的關(guān)系

綱絲——染色質(zhì)，呈細(xì)絲狀，比較長。

彈簧——染色體，是由染色質(zhì)螺旋化縮短變粗而成的，與染色質(zhì)是同一物質(zhì)，只不過形態(tài)不同。把細(xì)胞比喻為我們生活中的電視機(jī)

若把細(xì)胞比喻為電視機(jī)，那么構(gòu)成電視機(jī)的電子元件就是細(xì)胞器，各種電子元件不具備收看電視的功能，必須組裝成電視機(jī)才能收看電視。細(xì)胞也是這樣，它是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。

其實(shí)生活中與生物學(xué)有關(guān)的比喻還有很多，教師在平時(shí)要注意加強(qiáng)積累，并靈活地應(yīng)用于教學(xué)，可以讓書本知識化難為易、化繁為簡，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。