适用场景:高中生物教学总结、科研资料整理总结、学生复习资料总结
演讲要点:胚胎干细胞特性分析、细胞分化机制研究、组织修复应用规划
行文逻辑:解析胚胎干细胞特性→研究细胞分化机制→探索组织修复应用
胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是:
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律;
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料,在培养液中加入分化诱导因子,如牛黄酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段;
③可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合症、少年糖尿病等;
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能;
⑤随着组织工程技术的发展,通过ES细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
适用场景:高考复习资料、教学指导方案、学生学习计划
演讲要点:构建知识网络体系、强化实验设计能力、优化备考计划实施
行文逻辑:分析试卷特点→构建知识网络→讲练结合提升→注重实验设计→制定备考策略
一、制定备考计划
教师首先要明确全国Ⅰ卷的命题特点,可以对近五年的试卷进行分析,进而得出:试题源于教材,有的题目能在教材中找到原型;试卷注重基础知识,有的题目是对概念、名词、原理的考查;教材中的“冷考点”近几年重复出现;图、表形式的题相对广东卷较少,答案的文字量较多,对学生的语言表达能力有了更高的要求[1]。此外,教师还可以对近五年高中生物必修一在全国Ⅰ卷中所占的比例进行分析,制成统计图,使学生一目了然,把所涉及到的知识点制成表格。在此基础上,教师可以充分把握生物必修一的复习方向,制定出切实可行的备考计划,使学生在整体把握必修一内容的基础上有侧重点。生物必修一《分子与生物》是起始模块,是后面模块学习的基础,所以教师在制定备考计划的时候要特别注重对其中基础知识的复习。
二、围绕课本构建知识网络
首先在复习的过程中要充分利用教材上的图片、图表等理解知识[2]。在复习的过程中,教师要指导学生学会把握图形的特征,注重增强学生对图形的识别能力,便于学生更好的理解知识。像动植物细胞的亚显微镜结构图,通过指导学生对这类题的辨别比较,提高学生对类似题目的掌握。教师要引导学生比较相关的图形,识别它们的区别、联系,例如第六章第一节植物增值中的有丝分裂,教师可以让学生比较有丝分裂前、中、后、末四个时期的图,把这一过程中染色体数、DNA分子数等的变化规律归纳出来,巩固学生对有丝分裂知识的掌握情况。在看图的过程中,教师还可以指导学生把更多的知识融入到这个图中,促进相关知识的融合。例如,学生在识别植物细胞亚显微结构图的时候,不仅要了解结构,也要明确不同结构的作用,了解它参与的生理过程,以及生理过程的流程。通过把更多的知识融入到图中,能有效增强学生的发散思维,增强学生分析问题、解决问题的能力。其次,在复习的过程中通过对基础知识的梳理,建设成知识网络。高中生物必修一的知识点虽然多、杂,但是仍然具有一定的相关性,教师可以从细胞是基本的生命体统出发,分成生命系统的层次,系统的组成、结构,系统的功能,系统的发展变化四个部分,每个部分再继续划分,进而把必修一的知识建立成一个系统,使学生在复习的时候一目了然。对于重点、难点、考点,学生可以用不同染色的笔标记出来。通过构建知识体系,学生可以从整体上对高中生物必修一有一个整体的把握。与广东卷相比,全国Ⅰ卷没有多选题,总分值少量10分,但选择题的分值没有变,全国Ⅰ卷的选择题难度在总体上中等偏小,这就要就学生在复习的过程注重的教材基础知识的掌握。
三、讲练结合
通过对生物必修一的系y把握,学生要进一步通过练习来巩固自己所掌握的知识,例如学生要在固定的时间里,独自把本章内容的练习题做完,此为来检测自己对这一章节的掌握程度,同时学生通过做题也对知识点的考查形式有了更深的了解。值得注意的是在练习的过程中教师要引导学生养成认真审题的良好习惯,注重相似相关的知识,对于主观题要组织好语言,对于做错的题要认真研究,避免下次再做错。教师可以根据学生的练习情况,进行有针对性的讲解,然后再展示相似的题目让学生进行练习,从而使学生加深印象,做到举一反三。在高中生物必修一的具体具体复习过程中,对待知识点,教师不仅要做到重难点突出而且要做到细致全面;对学生做的练习题要精选,使其既能考查学生的基础知识又能考查学生的综合能力,题目要具有典型性,体现的本章的主干知识,难度也要适中。
四、注重实验设计
实验探究活动题也是高考考查的重要部分,所以在复习高中生物必修一的过程中,教师要注重实验的设计。首先教师要指导学生把课本中的实验掌握好。让学生把实验的原理、步骤理解透彻,并能对实验的结构做出恰当的预测,此外,还应该让学生知道实验的目的、所用的材料用具,特备是材料用具的具体用途要能正确掌握,做好这些学生在做实验题的时候将会更顺利[3]。通常教材中的实验有显微观察类、生化鉴定类、生理分析类。其中显微观察类的实验会综合使用显微观察技术、装片标本制作技术等,而且学生应该充分把握显微镜的结构、使用。对于生化鉴定类的实验往往需要根据物质的特征去判定这一物质,所以学生需要掌握好物质的特征、判定方法等。对于生理分析类的实验往往是对生物的一些生理现象做分析,属于分析原因类的实验,也就是对某种生理现象产生的原因或者影响某种生理现象的主要因素进行分析。教师可以对近几年全国Ⅰ卷的实验设计题进行分析,使学生明确解题的步骤、设计的原则,能恰当预测实验的结果,并能够依据已有的条件,设计出科学合理的实验步骤。值得注意的是,教师要对学生的语言进行恰当的指导,使学生的语言拥有逻辑性、严密性等。
除此之外,由于刚开始参加全国Ⅰ卷的考试,学生也需要在心理上进行一定的调适,很多学生对全国Ⅰ卷的考试模式还不是特别了解。因此,教师要在充分了解新的考试大纲、全国Ⅰ卷的命题特点、规律的基础上,对学生进行一定的讲解,消除学生的恐慌心理。学生之间的知识掌握程度、学习方法、理解力等都存在着一定的差异,所以在对高中生物必修一进行复习的过程中,教师要鼓励学生运用自己的方法来增强对知识的理解。例如在对这个模块的知识点进行总结的时候,教师可能运用的是一种串讲式的方法,把每一章节的知识点按照固有的顺序进行讲解,也可能会把知识体系建立成一个大框架,学生可以根据自己的实际情况进行知识点的汇总。教师在学生生物备考的过程中起主导作用,所以一定要以学生为主体,结合全国Ⅰ卷的考试大纲制定切合可行的高中生物必修一备考策略。
五、结语:
高中生物必修一的高考复习备考是高三生物备考的重要组成部分,必须根据学生的实际情况、围绕课本,认真研究新的考试大纲,制定切实可行的复习计划,并结合有效的教学方法,选择准确的教学内容,才能在有限的时间里取得较好的教学效果,最终获得优异的高考成绩。
适用场景:高中生物知识点总结、教学资料整理、学生复习材料
演讲要点:无机盐构成化合物功能、维持生命活动作用、调节渗透压酸碱平衡
行文逻辑:分析无机盐功能→总结生命活动维持→阐述酸碱平衡机制
无机盐(绝大多数以离子形式存在)功能:
①、构成某些重要的化合物,如:叶绿素、血红蛋白等
②、维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐)
③、维持酸碱平衡,调节渗透压。
(1)有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分,如mg2+是叶绿素分子必需的成分;fe2+是血红蛋白的主要成分;碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分;p043-是生物膜的主要成分磷脂的组成成分;
(2)无机盐参与维持正常的生命活动,哺乳动物血液中必须含有一定量的ca2+,如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。
(3)维持生物体内的平衡:
①渗透压的平衡na+,cl一对细胞外液渗透压起重要作用,k+则对细胞内液渗透压起决定作用。
②酸碱平衡(即ph平衡),ph调节着细胞的一切生命活动,它的改变影响着原生质体组成物质的所有特性以及在细胞内发生的一切反应:如人血浆中h2co3/hco3-,hpo42-/h2p04-等。
③离子平衡:动物细胞内外na+/k+/ca2+的比例是相对稳定的。细胞膜外na+高、k+低,细胞膜内k+高、na+低。k+、na+这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差,是使细胞可以保持反应性能的重要条件。
适用场景:高三生物复习总结、教学计划制定总结、知识点梳理总结
演讲要点:制定复习计划、研读考试说明、夯实基础知识
行文逻辑:制定计划→研读说明→夯实基础→注重选修→训练解题
一、复习计划的制定,是一轮复习的关键
制定总体计划是很关键的,如果没有,教师的教学就很容易随心所欲而顾此失彼,计划中要体现出以下几个方面:
时间分配:把复习时间划分成不同的阶段,并针对不同阶段的特点确定复习任务,做到胸有成竹,有条不紊;
有所侧重:时间不能平均,必须向重点章节倾斜,如必修一模块新陈代谢的光合作用与呼吸作用和必修二模块的遗传变异等等章节;
教学分层:结合学生不同层次的实际情况,讲解时要有所区别,既要培优又要补差,使每个学生有明显的不同程度的进步;
二、研读《考试说明》,是一轮复习的基础
研读《考试说明》,搞清楚两项内容:一是内容和能力的要求,明确考什么;二是深入研究对考纲的解读,特别是试题的分析,明确怎么考。同时,比较最近三年的考试大纲,找出了其中的不同,通过研究这些不同,更加准确地把握高考的方向。在准确把握大纲的基础上,进一步研究教材和教学大纲,以指导平时教学,做到减负增效,提高一轮复习的效率和质量。需要指出的是,生物学科是一个不断发展的学科,知识在不断更新和发展,新教材中提到的一些生物学新的概念和发展成就是考试常用的题材,因此要注重对学生学习的引导,使之学有方向,学有方法。
三、夯实基础知识,是一轮复习的主要内容
虽然高考的试题年年在变,但不变的是编制试题考查的学科基础知识和基本技能。因此,扎实的生物学基础知识和基本技能是我们取得理想成绩的必要条件。高考的每一道试题其实就是某些知识点的体现,试题的难易程度和试题包含的知识点的多少呈一定的`相关性,知识点越多,试题相对难一些。尽管高考遵纲不遵本,能力的要求可以超出课本,高于基础,但必须依托基础,越是基础的知识,越是具有广泛的迁移性。我们只有夯实基础,自身的各种能力才能有发挥的机会。那么,如何把“双基”打扎实呢?回归课本是明智之选。
四、注重选修的复习,是一轮复习的一个必要环节
选修教材中的内容是必修部分的拓展和加深,涉及到的知识是生物科学发展的前沿,所以高考命题中可以直接考查选修教材中的内容,也可以与必修部分内容联系起来对某一主干知识进行考查,同时选修部分涉及的内容有不少热点,如艾滋病(免疫部分)、基因工程等也是考纲所要求的。进行选修部分的一轮复习,是从以下几个方面入手的:一是在对大主干知识复习时,多联系选修中的内容,对选修中内容复习的更详细些。二是命题和选题时,多练习与选修有关的题目,同时讲评时,能联系选修的尽量展开。三是选修内容多以识记和理解为主,在复习中注重对学生进行及时合理的引导和指导。
五、选好练习题、训练学生解题能力,是一轮复习成功的前提
学生对知识的复习掌握,归根结底要反映到解题上,所以进行习题训练是提高能力的重要环节。在模拟练习中可使复习过的内容进一步强化,重点与难点又一遍巩固,未讲到的或讲得不透的内容,可以通过综合练习使之得到弥补。而每做一份综合练习,不仅学生要全力以赴,老师也应该以高考的要求严格批阅和分析。当然,在练习中要注意避免难题过多、起点过高,题量过大,通过做题掌握知识、提高能力、增强信心、找出差距。
六、做好学生的学习指导工作,是一轮复习成功的秘诀
1、加强学法指导:指导学生静下心来把生物课本梳理一遍,加强和巩固对基础知识的理解掌握,并及时解决有疑问的知识点,有问题不能拖。
2、引导学生正确对待每次的月考:成绩在一定限度上对复习起一个指导作用,不要过多关注分数高低,而应认真总结,分析一下这阶段的复习有什么不足,在哪些知识点上还有漏洞,从而在后面的复习中进行强化。教育学生根据年级名次及分数,摆正自己的位置,调整自己的复习策略,对优势科目巩固的同时,要加强劣势科目,达到全面发展,利于高考的成功。
3、树立明确的目标:引导学生根据自己的实际,确定合适的阶段目标,为自己的学习增添动力。
4、引导学生制定复习计划:学生要结合教师的计划制定自己的学习计划,基础好的同学,多做一些综合能力较强的题目,以提高自己的应变能力,争取拿高分;基础较薄弱的同学,以基础知识点的复习为主,保证不丢基本分。教育学生制定计划要留有余地,不能过死,要具有强的可操作性。
适用场景:教学资料准备、科研实验参考、考试复习资料
演讲要点:培养基制备与灭菌方法、基因工程操作流程、微生物分离与计数技术
行文逻辑:制备培养基→接种微生物→观察菌落→检测基因表达
微生物的培养与应用
1、培养基的种类:按物理性质分为固体培养基和液体培养基,按化学成分分为合成培养基和天然培养基,按用途分为选择培养基和鉴别培养基。
2、培养基的成分一般都含有水、碳源、氮源、无机盐
3、微生物在固体培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。
4、培养基还需满足微生物对PH、特殊营养物质以及O2的要求。
5、获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。
6、常用灭菌方法有:灼烧灭菌,将接种工具如接种环、接种针灭菌;干热灭菌:如玻璃器皿、金属用具等需保持干燥的物品。高压蒸汽灭菌:如培养基的灭菌。
7、用固体培养基对大肠杆菌纯化培养,可分为两步:制备培养基和纯化大肠杆菌。
8、固体培养基的制备:计算→称量→溶化→灭菌→倒平板
9、微生物常用的接种方法:平板划线法和稀释涂布平板法。
10、平板划线法是通过连续划线,将菌种逐步稀释分散到培养基表面,稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,分别涂布到培养基表面。当它们稀释到一定程度后,微生物将分散成单个细胞,从而在培养基上形成单个菌落。
11、微生物的计数方法:活菌计数法、显微镜直接计数法、滤膜法。
12、活菌计数法就是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少个活菌。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察的只是一个菌落。
13、显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法,但它包括了死亡的微生物。
14、设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响。提高实验结果的可信度。
①如何证明培养基是否受到污染:实验组的培养基中接种要培养的微生物,对照组中的培养基接种等量的蒸馏水(设置空白对照)。
②如何证明某选择培养基是否有选择功能:实验组中的培养基用该选择培养基,对照组中培养基用普通培养基(牛肉膏蛋白胨培养基)。如果普通培养基的菌落数明显大于选择培养基中的数目,则说明该选择培养基有选择功能。
15、如何分离分解尿素的细菌?培养基中以尿素为氮源,加入酚红指示剂,如果PH升高,指示剂变红,可初步鉴定该菌能分解尿素。
16、如何分离分解纤维素的微生物?以纤维素为碳源的培养基。
17、纤维素酶是一种复合酶,至少包括三组分:C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。前两种酶使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。
18、筛选纤维素分解菌的方法:刚果红染色法,其原理是刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红—纤维素的复合物无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(产生了透明圈,说明纤维素被分解了,说明有纤维素分解菌)
①目的基因的获取方法为根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在载体上的位置、基因的转录产物、以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
②基因文库、基因组文库、cDNA文库的区别:含有某种生物不同基因的许多DNAXX,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌体分别含有这种生物的不同基因,称之为基因文库。如果含有一种生物所有基因,叫做基因组文库。只包含一种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库。
③基因重组操作中构建基因表达载体的目的`是将目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时目的基因能够表达和发挥作用。
④一个完整的基因表达载体包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因。
⑤将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是脓杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法。
⑥基因工程的受体细胞选择,植物可以采用体细胞,动物不能用体细胞,一般采用受精卵细胞。因为受精卵具有全能性。
⑦当受体细胞是大肠杆菌时常用Ca2+处理细胞,这样做的目的是使细胞处于一种能够吸收周围环境中的DNA分子的感受态细胞。
⑧目的基因的检测:转基因生物的DNA是否插入了目的基因(DNA分子杂交技术);
目的基因是否转录出了mRNA(分子杂交技术);
目的基因是否翻译成蛋白质(抗原—抗体杂交);
个体生物学水平鉴定(直接观察和检测性状)。
⑨目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的检测和表达一般需要碱基互补配对。将目的基因导入受体细胞不需要碱基互补配对
限制酶细化:
限制酶主要从原核生物生物中分离纯化出来,这种酶在原核生物中的作用是识别DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
限制酶的特性是识别特定核苷酸序列,切割特定切点。限制酶产生的末端有两种:粘性末端和平末端。
DNA连接酶与DNA聚合酶的作用部位是磷酸二酯键,二者在作用上的区别为前者是恢复被限制性内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,后者单个的核苷酸连接到DNA分子上。
作为基因工程的载体应该具备标记基因、多个限制性内切酶切点、能够在宿主细胞内复制和稳定存等特点。
常见的载体种类有质粒、动植物病毒、噬菌体
基因工程四步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。
动物细胞培养
(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞XX生长到表面相互抑制时,细胞就会停止XX增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
适用场景:高中生物教学参考、学生复习资料、教师备课材料
演讲要点:血红蛋白功能分析、单细胞蛋白获取方法、显微结构识别要点、原生质层构成特点、半透膜与选择透过性膜区别
行文逻辑:分析血红蛋白功能→解析单细胞蛋白定义→区分显微结构类型→说明原生质层组成→对比半透膜特性
一、血红蛋白与单细胞蛋白
血红蛋白:含铁的复合蛋白的一种。是人和其他脊椎动物的红细胞的主要成分,主要功能是运输氧。
单细胞蛋白:微生物含有丰富的蛋白质,人们通过发酵获得大量的微生物菌体,这种微生物菌体就叫作单细胞蛋白。
二、显微结构与亚显微结构
显微结构:在光学显微镜下能看到的结构,一般只能放大几十倍至几百倍。
亚显微结构:能够在电子显微镜下看到的直径小于0.2μm的细微结构。
三、原生质与原生质层
原生质:是细胞内的生命物质。动植物细胞都具有,分化为细胞膜、细胞质、细胞核三部分。主要由蛋白质、脂类、核酸等物质构成。
原生质层:是一种选择透过性膜,只存在于成熟的植物细胞中,包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。它与成熟植物细胞的原生质相比,缺少了细胞液和细胞核两部分。
四、赤道板与细胞板
赤道板:细胞中央的一个平面,这个平面与有丝_中纺锤体的中轴相垂直,类似于地球赤道的位置。
细胞板:植物细胞有丝_末期在赤道板的位置出现的一层结构,随细胞_的进行,它由细胞中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。
五、半透膜与选择透过性膜
半透膜:是指某些物质可以透过,而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱膜,肠衣、玻璃纸等)。它往往只能让小分子物质透过,而大分子物质则不能透过,透过的依据是分子或离子的大小。不具有选择性,不是生物膜。
选择透过性膜:是指水分子能自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜。如细胞膜、液泡膜和原生质层。这些膜具有选择性的根本原因在于膜上具有运载不同物质的载体。当细胞死亡后,膜的选择透过性消失,说明它具有生物活性,所以说选择透过性膜是功能完善的一类半透膜。