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生命科學與生物范文1
[關鍵詞] 系統生物學；基因組學；蛋白質組學；計算生物學
近代生物學研究主要是以分子生物學和細胞生物學研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經取得了大量的成就，在細胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解，但對生物體整體的行為卻很難給出系統、圓滿的解釋。生物科學還停留在實驗科學的階段，沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實現其功能行為，這實際上是還停留在牛頓力學思想體系的簡單系統的研究階段。但是生物體系統具有紛繁的復雜性[1，2]。盡管對一個復雜的生物系統來說，研究基因和蛋白質是非常重要的，而且它將是我們系統生物學的基礎，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統的全部信息。這種研究結果只限于解釋生物系統的微觀或局部現象，并不能解釋系統整體整合功能的來源，不能充分揭示一個生物系統的信息，且忽略了系統中各個層面的交互、支持、整合等作用，限制了生物學研究的發展。在這種現狀下，20世紀末人類基因組計劃完成后，生物學領域的科學家都在考慮一個問題：未來生物學研究的方向在哪里？為此學術界也不乏辯論。得出的共識是：生物學的發展未來主要面對如下問題：(1)如何弄清楚單一生物反應網絡，包括反應分子之間的關系、反應方式等；(2)如何研究生物反應網絡之間的關系，包括量化生物學反應及生物反應網絡；(3)如何利用計算機信息及生物工程技術進行生物反應，生物反應網絡，乃至器官及生物體的重建。
早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個開放系統，對其組成及生物學功能的深入研究最終需要借助于計算機和工程學等其他分支學科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創立的系統生物學(systems biology)則是在以還原論為主流的現代生物學中反其道而行之，把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統生物學賦予了這樣的定義，系統生物學(systems biology)是研究一個生物系統中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質等)的構成，以及在特定條件下這些組分間的相互關系的學科。換言之，以往的實驗生物學僅關心基因和蛋白質的個案，而系統生物學則要研究所有的基因、所有的蛋白質、組分間的所有相互關系。顯然，系統生物學是以整體性研究為特征的一種大科學，是生物學領域革命性的方法論。以胡德的觀點，基因、蛋白質以及環境之間不同層次的交互作用共同架構了整個系統的完整功能。因此，用系統的方法來理解一個生物系統應當成為并正在成為生物學研究方法的主流。利用系統的方法對其進行解析，綜合分析觀察實驗的數據來進行系統分析。具體通過建立一定的數學模型，并利用其對真實生物系統進行預測來驗證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊涵的奧秘，這正是生物學研究方法的關鍵所在。
1 系統生物學的主要研究內容
系統生物學主要研究實體系統(如生物個體、器官、組織和細胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態分析、各種信號轉導途徑的相互作用、基因調控網絡以及疾病機制等[4，5]。
系統生物學的首要任務是對系統狀態和結構進行描述，即致力于對系統的分析與模式識別，包括對系統的元素與系統所處環境的定義，以及對系統元素之間的相互作用關系和環境與系統之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應中反應成分之間的量的關系，空間位置，時間次序，反應成分之間的因果關系，特別是反饋調節和變量控制等有關整個反應體系的問題等。其次要對系統的演化進行動態分析，包括對系統的穩態特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統的基本演化機制，使系統具有目標性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構建或修復系統，為組織工程學的組織設計提供指導。另外，系統科學對生物系統狀態的描述是分層次的，對不同層次進行的描述可能是完全不同的；系統科學對系統演化機制的分析更強調整體與局部的關系，要分析子系統之間的作用如何形成系統整體的表現、功能，而且對系統整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯系。
系統生物學的研究包括兩方面的內容。首先是實驗數據的取得，這主要包括提供生物數據的各種組學技術平臺，其次是利用計算生物學建立生物模型。因此科學家把系統生物學分為“濕”的實驗部分（實驗室內的研究)和“干”的實驗部分（計算機模擬和理論分析)。“濕”、“干”實驗的完美整合才是真正的系統生物學。
系統生物學的技術平臺主要為各種組學研究。這些高通量的組學實驗構成了系統生物學的技術平臺。提供建立模型所需的數據，并辨識出系統的結構。其中包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學和表型組學計算生物學通過建模和理論探索?？梢詾樯锵到y的闡明和定量預測提供強有力的基礎。計算生物學包括數據開采和模擬分析。數據開采是從各實驗平臺產生的大量數據和信息中抽取隱含其內的規律并形成假說。模擬分析是用計算機驗證所形成的假說，并對擬進行的體內、體外生物學實驗進行預測，最終形成可用于各種生物學研究和預測的虛擬系統。計算生物學涉及一些新的數學原理和運算規則，需要物理和數學來研究生物學的最基本的原理，也需要計算科學、信息學、工程學等進行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。
2 系統生物學的研究思路及特點
系統生物學識別目標生物系統中的各種因素，然后構架一個系統模型，在其中賦予這個生物系統能動性。在此模型中研究細胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結構和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過計算生物學來定量描述和預測生物功能、表型和行為。系統生物學最大的特點即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統內不同性質的構成要素(DNA、mRNA、蛋白質、生物小分子等)整合在一起進行研究；其次，對于多細胞生物，系統生物學要實現從基因到細胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經典的分子生物學研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質。而基因組學、蛋白質組學和其他各種“組學”則是水平型研究，即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質。而系統生物學的特點，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種“三維”的研究[6]。
3 系統生物學的研究方法
系統生物學最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統生物學的發展正是由于對生物系統的干擾手段不斷進步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統內添加新的元素，觀察系統變化。例如，在系統中增加一個新的分子以阻斷某一反應通路。而從下到上，即由內到外，主要是改變系統內部結構的某些特征，從而改變整個系統，如利用基因敲除，改變在信號傳導通路中起重要作用的蛋白質的轉錄和翻譯水平[7]。
目前國際上系統生物學的研究方法根據所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實驗性方法，一類是數學建模方法。實驗性方法主要是通過進行控制性的反復實驗來理解系統[8，9]。首先明確要研究的系統以及所關注的系統現象或功能，鑒別系統中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質等，并收集所有可用的實驗數據，建立一個描述性的初級模型(比如圖形的)，用以解釋系統是如何通過這些元素及其之間的相互作用實現自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統中的某個元素，由此得到這種干擾情況下系統各種層次水平的一些數據，同時收集系統狀態隨時變化的數據，整合這些數據并與初級模型進行比較，對模型與實際之間的不符之處通過提出各種假設來進行解釋，同時修正模型。再設計不同的干擾，重復上面的步驟，直到實驗數據與模型相一致為止。
數學建模[10，11]方法在根據系統內在機制對系統建立動力學模型，來定量描述系統各元素之間的相互作用，進而預測系統的動態演化結果。首先選定要研究的系統，確定描述系統狀態的主要變量，以及系統內部和外部環境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態變量之間的因果關系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態變量的動態演化模型。再利用數學工具對模型進行求解或者定性定量分析，充分挖掘數學模型所反映系統的動態演化性質，給出可能的演化結果，從而對系統行為進行預測。
4 當代系統生物學研究熱點
基因表達、基因轉換開關、信號轉導途徑，以及系統出現疾病的機制分析等四個方面是目前系統生物學研究的主要陣地。
基因組醫學(genomic medicine)是以人類基因組為基礎的生命科學和臨床醫學的革命。生命科學和臨床醫學結合，將人類基因組研究成果轉化應用到臨床實踐中，是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計劃從完成和多種疾病相關的基因研究發現，迅速進入到蛋白質組學、染色體組和人類疾病基因的研究，通過單基因或復雜多基因疾病的相關基因研究和疾病易感因素分析，達到揭示基因與疾病的關系之目的；遺傳背景與環境因素綜合作用對疾病發生發展的影響；為疾病的診斷、預防和治療、預后和風險預測提供依據?；蚪M醫學將大大提高我們對健康和疾病狀態的分子基礎的認識，增強研制有效干預方法的能力。
后基因組(post-genome)的交叉學科研究是目前生命科學研究的前沿。交叉學科是一個新的研究領域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質組、轉錄組等等，從而出現許多新的交叉學科。
細胞信號轉導(signal transduction)的研究是當前細胞生命活動研究的重要課題。細胞信號轉導蛋白質組學是功能蛋白質組學的重要組成部分。系統地研究多條信號轉導通路中蛋白質及蛋白質間相互關系及其作用規律，細胞信號轉導通路網絡化，其作用模式、通路、功能機制、調控多樣化，細胞信號轉導結構、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數疾病中起重要作用。對細胞信號轉導機制的了解，已成為創新藥物、防病治病的關鍵。細胞信號轉導不是一門單一學科，而是多種學科，如細胞學、生物化學、生物物理學和藥理學等多學科的交叉學科。
5 現階段系統生物學存在的問題
目前的系統生物學研究還只是初步使用動力學建模方法來定量描述系統的動態演化行為，這種方法對簡單巨系統是適用的，但是在運用到復雜適應性系統時就會表現出很多的局限性，有很多問題就不能解決。生物體系統的復雜程度超乎我們的想象，現階段不宜研究整個生物體系統，可以從研究“小系統”(生物體中具有一定功能、相對獨立的部分，將其看成一個“系統”)開始，當然如何正確地分析這個小系統本身也不是件易事。
5.1現有技術水平的限制
著眼于整體的系統生物學對技術、儀器的依賴性大大超過傳統的分子生物學。高通量、大規模的基因組及蛋白質組等的發展都是建立于新技術、新儀器出現基礎之上。就目前的技術水平來講，距系統生物學所要求達到的理想水平還相差很遠。由于技術發展的不均衡造成了系統中各個水平上的研究不均衡?；蚪M和基因表達方面的研究已經比較成熟，而在其他水平如蛋白質、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質在數量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調節分子，如何加強對低豐度蛋白的高通量研究，將是對蛋白質組應用前景的重要保障。同樣，如何研究系統內存在的非遺傳性分子即細胞中存在的成百上千的獨立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們在基因表達、酶的構象形成等方面有著重要作用。建立適當的方法來系統檢測這些分子的變化是系統生物學能否發展的關鍵。
5.2分析水平的限制
系統的復雜性決定了全面分析的復雜性。人類基因組計劃的實施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對于較核苷酸復雜得多的蛋白質及代謝物等的分析將是更大的挑戰。如何系統而詳盡地為公共數據庫中的信息加上注解，對這些復雜數據進行儲存和分析將成為系統生物學發展的瓶頸。
[參考文獻]
[1]Wang Kunren，Xue Shaobai，uu Huitu．Cell Biology[M]．Beijing：Beijing Normal University Press，1998．
[2]朱玉賢，李毅．現代分子生物學[M]．北京：高等教育出版社，2001．
[3]Dickson BJ， Moser EI.Neurobiology of behaviour[J].Curr Opin Neurobiol，2007，17(6):672-674.
[4]Nottale L， Auffray C.Scale relativity theory and integrative systems biology:2 Macroscopic quantum-type mechanics[J].Prog Biophys Mol Biol，2008，97(1):115-157.
[5]Rho S， You S， Kim Y， et al.From proteomics toward systems biology: integration of different types of proteomics data into network models[J].BMB Rep，2008，41(3):184-193.
[6]吳家睿．系統生物學面面觀[J]．科學雜志，2002，54(6):26-28.
[7]Sreenivasulu N， Graner A， Wobus U.Barley genomics: an overview[J].Int J Plant Genomics，2008，486258.
[8]Price ND， Foltz G， Madan A，et al.Systems biology and cancer stem cells[J].J Cell Mol Med，2008，12(1):97-110.
[9]Bonneau R， Reiss DJ， Shannon P，et al. The Inferelator: an algorithm for learning parsimonious regulatory networks from systems-biology data sets de novo[J].Genome Biol，2006，7(5):R36.
[10]Ullah M， Wolkenhauer O.Family tree of Markov models in systems biology[J].IET Syst Biol，2007，1(4):247-254.
生命科學與生物范文2
一、中職生物課堂生命教育的教學原則
在中職學校生物課堂教學中，進行生命教育時，需要遵循一定的原則才能夠使得生命教育開展的更加的順利。生命教育對中職學生的發展非常的重要，只有讓學生正確的認識到生命的價值，才能夠促進學生的全面發展。在進行生命教育教學時，遵循的第一個就是淺顯性和廣泛性原則。淺顯性就是所進行的教學內容不能夠過深、過難，學生能夠了解知識的意思即可，不需要進行知識學理淵源的探究。中職學生的學習能力較差，如果太難的教學內容則容易讓他們感到煩躁，不利于教學的進行。雖然教學內容不宜過難，但是卻也不能夠只局限在教材范圍內，應該拓展學生的知識面。第二個就是生活性和開放性原則。將生命教學的內容和學生的現實生活有效的結合在一起，使用比較通俗鮮活的語言進行教學內容的講解，這就是生活性原則。以往的生命教學內容沒有和學生的實際生活聯系在一起，課堂教學中專業術語過多，使得學生厭煩學習。只有將生命教學生活化，才能夠讓學生感到樂趣。在進行生命教育時，也需要具有一定的開放性，全面的對學生進行培養。第三個就是適度性和需求性原則。在進行生命教育的教學時，教師應該合理的安排學生的學習時間，讓學生能夠張弛有度進行知識的學習，提高學習的效率。同時還應該考慮到學生的需求，根據實際情況進行內容的增減。
二、中職生物課堂生命教育的教學設計
在中職學校生物課堂生命教育的實踐過程中，為了更好的將生命教育的理念貫徹到教學中來，就需要改變以往的教學設計，以生命教育為基礎進行設計。生命教育的教學設計應該從以下幾個方面進行：第一方面就是確立以人為本的教學目標，在生物課堂生命教育過程中，必須體現以人為本，讓學生能夠感受到生命的價值，對生命有一個明確的追求。生命教育應該體現出對學生的關懷和重視，讓學生在學習過程中能夠變得更加充實有意義，懂得珍惜生命。第二方面就是實施動態生成的教學內容，在中職生物教學中，教師應該和學生一起對探究活動進行研究，通過合作不斷的進行總結和發展，生命教育應該具有靈活性，使教學內容變得生動形象。第三方面就是巧用鮮活生動的教學資源，生命教育的教學資源比較的豐富，教師可以巧用生物之材、展示生物之美、揭示生命之道、引導自我之愛和實施生命之教對學生進行教育，讓學生能夠領悟到生命的價值，懂得珍惜生命。生命教育的設計是開展生命教育的保障，只有合理的進行教學設計，才能夠使得教學效果更加的明顯。
三、在中職生物課中開展生命教育的策略
1.引導學生認識生命的偉大，尊重、熱愛生命。人類的生命誕生歷經了非常漫長的一個階段，從一個沒有生機的塵埃發展到原核生物，在進行長期的發展進化到真核單細胞生物，經過非常漫長的進化才形成了結構復雜的人類。人類的生命是非常的偉大的，這不僅能夠從新生命的誕生過程能夠看出，也能給從人體的一些列動作和調控中看出來。因此，在中職生物課堂的生命教育過程中，生物教師應該給學生灌輸生命偉大的意識，通過先進的教學手段引導學生正確的認識生命，懂得尊重生命、熱愛生命。
2.激發學生欣賞、善待生命。人的生命是非常的短暫的，在進行生命教育的過程中，生物教師應該引導學生認識個體生命短暫，珍惜生命，激發學生欣賞生命、善待生命。生物教師可以給學生講述一些個體的生長發育受外界因素影響的例子，如霧霾，讓學生感受到環境破壞給人們生活帶來的危害，讓學生意識到生命的脆弱，從而懂得珍惜生命。環境是生命的保障，每一個生命在生長過程中都需要養料的供給，這就需要在自然環境中獲取。生物課程不同于其他的科目，該課程能夠讓學生近距離的接觸到自然，接觸到更多的生物。為了開展好生命教育，生物教師應該定期的組織學生進行課外實踐活動，讓學生在豐富多彩的自然環境中領悟到生命的可貴，感受到生命的價值所在。
生命科學與生物范文3
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關鍵詞 化學觀 化學學科特色 生命活動 蛋白質 葡萄糖
1 教材分析和教學理念
蘇教版《有機化學基礎》專題五“生命活動的物質基礎”是由2個單元組成的，重點介紹了糖類、油脂、氨基酸、蛋白質等物質，與人類的生命活動密切相關。由于這部分內容與生物學科交叉，如果教師沒有作好處理，會讓學生感覺有重復之嫌，故如何在這個章節中突顯化學的研究手段、化學的思維方式、化學的關注焦點，從而體現化學學科的特色，揭示“化學觀”，就顯得格外重要。
在新課程背景下，專家和教師們都越來越關注“觀念教學”。“化學觀”是居于學科中心，具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的關鍵性概念、原理或方法?！坝^念教學”有利于培養學生深層理解力和學科素養，使現在的學生、未來的公民具備并長久地運用化學這一“科學工具”。專題五的教材內容充分體現了化學中的“元素觀”“分類觀”“變化觀”和“實驗研究觀”，是教師進行化學觀教育的有效知識載體和良好契機。
任何一個學科都有其獨特的視角和關注焦點。如何利用專題五的教學展現化學學科特色，以區別于其他學科呢？這就需要教師在教學中應用化學研究手段和思維方式，將“化學實驗”、“化學思維方法”和“化學語言”這3大特色融入到學生的學習和探究中。事實上，專題五是高中化學別能讓學生感受化學學科特色的部分。正是與生物學科存在內容上的交叉，才有機會讓學生認識到不同學科關注的焦點是不同的，從而學會對比整合，促成自身認知結構層次的提升。
學習化學有3個層次：宏觀現象、微觀結構和化學符號。專題五的教材內容安排了許多學生平時生活中熟悉的現象，學生可以通過閱讀教材認識到形形的宏觀現象，這是化學學習的第一層次。在這之后，教師應該引導學生思考如何由常見的生活現象轉入到背后微觀結構的變化，領悟“結構決定性質”的化學觀，再用特定的化學符號將這些過程進行表述，形成統一的化學專業語言，從而實現化學學習的3個層次。
基于上述觀點，筆者將“化學觀”教學融入到傳統的復習課堂中，讓“化學特色”成為復習課堂的方法主線，促成學生在復習課堂中實現學習化學的“3個層次”。
復習課的核心任務是讓學生建構知識網絡、提升知識的應用能力、掌握復習方法。筆者在教學設計時以生活現象為平臺，創設情境，以實驗為載體，挖掘理性思維，揭示微觀結構，以化學符號的表征為抓手，訓練化學語言能力，并以方法指導為重點，培養學習和解決問題的能力。整個教學過程，筆者從一瓶飲料出發，讓學生挖掘其中折射出的化學知識和化學思維，再深入到生命活動，讓學生體會到處處都存在化學語言和化學觀念，最后將觀察的視角拓寬到自然界乃至整個宇宙，發現化學原理依然滲透其中。在解決這些實際問題的過程中，提升學生的知識應用能力，掌握“分類法”、“結構決定性質”的學習方法，同時培養學生用化學的眼光去觀察生活、生命和整個自然界，感受“事物是普遍聯系”和“特性與共性是辯證統一”的哲學觀。于是，確定了課堂的教學框架：從化學視角看食品一從化學視角看生活一從化學視角看自然界，形成了本節課的教學流程。
2 教學流程
2.1 從化學視角看食品
首先由營養快線飲料的廣告（最營養的蛋白飲品+含維生素最豐富的果汁飲品=最營養的飲料、純正果汁與香濃牛奶的完美結合）和成分等圖片人手，激發學生的學習興趣，也引發了學生關于“飲料中究竟含有哪些營養成分”的疑問。接著，筆者展示一瓶營養快線，并將它緩緩倒入燒杯中。當看到飲料緩緩流出時，學生發出“哇塞”的叫聲。此時筆者提問：“你看到了什么？想到了什么？”學生說好稠，肯定很營養。筆者反問：“為什么稠就營養？”學生推測：應該富含蛋白質吧？筆者追問：“你的判斷依據是什么？”學生說：“感覺吧，雞蛋清就是黏稠的”。筆者贊許地微笑，繼而啟發學生：“你們能很好地結合生活經驗。那能否設計顯性的實驗證明自己的推斷呢？”學生開始議論，有的說用濃硝酸，有的說用雙縮脲試劑，還有的說可以用茚三酮試劑，甚至有說丁達爾效應的。筆者在肯定學生的答案之后，選擇了前面2種試劑進行演示驗證。在學生期待的目光下，飲料中的蛋白質得到了檢驗，學生也露出了滿意的笑容。筆者發問：“大家知道為什么蛋白質溶液是黏稠的嗎？”學生再次陷入了思考。“平常大家看倒水，會出現這種現象嗎？”學生搖頭?！澳隳軓奈⒂^的結構解釋蛋白質和水傾倒出的不同現象嗎？”有學生說因為蛋白質是高分子，也有學生說蛋白質溶液是膠體，還有說是不是蛋白質分子有黏性的原因。此時，教師需要鼓勵學生的大膽想象。“蛋白質不僅是大分子，而且還是長條狀的分子。它在水中的粒子直徑在1～100 nm范圍內，故形成膠體。而許多膠體在加熱過程中，黏度會增強，形成膠狀物質?！睂W生恍然大悟。
“那么，組成蛋白質高分子的基本單元是什么？為什么它們能形成高分子？能否用電子式表示出這些基本單元的官能團？”此時學生迅速回憶氨基酸的特有結構?！盃I養快線的廠商標明飲料中含有一種氨基酸，叫做半胱氨酸。大家能寫出半胱氨酸形成二肽的方程式嗎？”學生根據提供的鍵線式練習氨基酸的脫水反應，進而體會到氨基酸縮聚成多肽的原理?！鞍被岷偷鞍踪|是非常重要的營養物質，是生命組成的物質基礎。所以市場上有氨基酸口服液、蛋白粉等物質。大家在平常的飲食中需要適當攝入這些物質”。
“飲料主要成分中還標明有糖類，其中含有葡萄糖。大家認為該如何證實產品的這一說法呢？”學生馬上想到用銀氨溶液或新制氫氧化銅溶液。筆者取用了前面加入雙縮脲試劑（檢驗蛋白質）的營養快線進行加熱，結果出現了磚紅色沉淀。由此，學生理解了生物中的雙縮脲和化學中的新制氫氧化銅溶液在成分上是基本相同的。之后，筆者要求學生書寫出現磚紅色沉淀的化學方程式，再根據葡萄糖的結構列舉它還可能進行的反應。在學生交流校對后，筆者投影工業中葡萄糖制備銀鏡、葡萄糖作電鍍的還原劑、葡萄糖成酯作食品添加劑、葡萄糖檢驗方法在醫院中的特殊作用等圖片讓學生感受葡萄糖在生活生產中的應用。
針對營養快線中的2種主要成分，筆者又設計了“如何分離營養快線中的糖類和蛋白質”的問題讓學生對2者性質進行區別。學生提出了鹽析、滲析、結晶和調節pH等方法。筆者再追問“根據這2種物質的性質，該如何保存飲料”的現實問題。學生提到了要避光避熱防止蛋白質變性、密封防止葡萄糖被氧化。筆者及時展示營養快線上“低溫、避光、密封”和“開蓋后需冷藏，清當天內飲完”等標簽讓學生感受化學知識的意義。至此，學生從化學的視角分析了營養快線的成分，認識到飲料中蘊含的化學知識。這樣，筆者再讓學生總結蛋白質、氨基酸和葡萄糖的性質也就水到渠成了。
教學意圖：利用熟悉的飲料所含成分的檢驗并表征過程中的變化，意在突出“微粒觀”、“變化觀”和“實驗研究”等化學觀的教育，體現“結構決定性質”，“宏觀與微觀聯系”的學習方法，并訓練化學語言，在關注“雙基”的同時，促進學生化學思維的培養。
2.2 從化學視角看生命活動
在這一環節，筆者由“為什么廣告商還不忘宣傳營養快線中的維生素、無機鹽和脂肪呢？”的問題引入。學生馬上聯系到這些物質在生命活動中的重要作用。于是，筆者進入到本專題的核心知識：（1）完成生命活動需要哪些物質？為什么稱它們是生命活動的物質基礎？（2）這些物質在生命活動中都發生了哪些化學反應？筆者讓學生閱讀教材并回答上述問題，解釋營養快線中添加這些成分的原因。這時候學生閱讀教材的心理就發生了變化，因為此時學生需要主動尋求知識解決他們遇到的實際問題。在結合油脂可以水解生成營養物質、可以水解制備肥皂，并且許多食品中都含有氫化油、單甘酯、雙甘酯等添加劑后，學生認識到油脂不僅是重要的營養物質，還起著改善食品味道的重要作用。隨即，筆者要求學生書寫油脂的通式和水解反應式以加深對油脂應用的理解。通過這2個環節的學習，學生認識到每種營養物質在人體中都有特定作用，無論哪種營養成分不均衡都會引起生理疾病，于是學生學會用化學的眼光看待生命活動，感悟到化學能讓我們的生活更美好。
為了讓學生科學看待食品和生命活動，筆者在此還設計了2個實際問題：（1）如今，人們呼吁健康飲食，提倡低熱量的食品，于是大面積地出現了“零脂肪”的飲料或其他食品，大家認為這些廣告可信嗎？為什么？（2）娃哈哈公司“用營養快線代替早餐”的廣告以說明飲料的營養價值。請大家展開討論“營養快線能否代替早餐”？
教學意圖：通過2個核心問題引導學生整理歸納本章節主要知識內容，自主建構知識網絡，促進融會貫通，再呈現生活中的2個實際問題，讓學生學會運用化學知識，培養理論聯系實際的能力。
2.3 從化學視角看自然
在完成上述2個環節后，筆者讓學生思考：學了專題五，你認為該專題與前面專題有哪些聯系？你在學習本專題時都應用了哪些已學知識？學生提到了“分類”、“結構決定性質”的思想方法。筆者一進行小結強化，并提出問題：在本專題中還涉及到了立體異構的知識，葡萄糖是D型，氨基酸是L型。我們的宇宙是否就存在這樣的對稱性呢？于是讓學生閱讀相關資料，提出宇宙中是否存在“有智慧的右旋氨基酸生命”的質疑，也引出了科學家們的困惑：宇宙中是否存在著一種奇特的普適性的對稱規律？課堂最后鼓勵學生今后繼續運用科學知識的武器去探索自然之謎。
教學意圖：透過化學視角看自然才能讓學生感知化學無所不在，領悟化學的學科魅力。那么，如何才能解決自然界中許許多多的化學問題呢？掌握化學方法才是根本。這就需要學生學會學習，這也是復習課中非常重要的一項教學任務，正是本節課設置這一環節的目的所在。
3 教學反思
生命科學與生物范文4
英文名稱：Journal of Zhejiang University(Agriculture and Life Sciences)
主管單位：國家教育部
主辦單位：浙江大學
出版周期：雙月刊
出版地址：浙江省杭州市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1008-9209
國內刊號：33-1247/S
郵發代號：32-48
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1956
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
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期刊簡介
《浙江大學學報(農業與生命科學版)》創刊于1956年，是浙江大學主辦,由國家教育部主管的農業與生命科學類學術性雙月刊,國內外公開發行。
生命科學與生物范文5
【關鍵詞】生命科學史 科學素養 人文價值
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）25-0143-02
生命科學史揭示了科學家們思考和解決生物學問題的思想歷程，其中記載著科學家的生平事跡和探究過程，呈現了科學家們的科學態度、科學精神和科學價值觀。如果能把它們滲透到生物教學中，對于培養學生的生物學素養、科學素養、人文素養都具有積極的教育意義。
近年來，生命科學史的教育價值越來越被肯定，新課標教材的編寫也注重了科學史的運用。人教版高中生物學新教材必修模塊中的科學史素材有20多處，這些材料在教材多處都有出現（如科學家訪談、科學史話、科學家的故事、科學前沿、資料分析或章節的正文等），其數量和詳細程度遠遠超過以往教材。為此，本人就人教版《必修1?分子與細胞》《必修2?遺傳與進化》《必修3?穩態與環境》3個必修模塊為例，對其中體現科學史人文教育的內容進行統計分析，并試圖在生物教學中能有效地將科學史教育融入其中，引導學生培養正確的人文價值取向和良好的科學素養。
一 生命科學史教育的意義
生命科學史是一門反映生物科學進程的人文科學，有助于學生在認識上跨越自然科學與人文科學的鴻溝，是高中生物教學中一項寶貴的教學資源。生命科學史教育對于實現新課標理念具有重要的意義，生命科學史既包括科學家對生命現象的研究過程，也包括科學家研究生命現象時所持有的科學觀點和態度；既包括生物學理論和方法的形成演變，又包括生命科學與各個學科之間的聯系和對社會的影響。
1.生命科學史揭示了自然科學的本質
生命科學史揭示了自然科學的本質，同時闡述了每個觀點產生與發展的科學過程。如20世紀初，薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學及19世紀末在染色體的變化、體細胞與生殖細胞的分裂等方面的成果上，提出了染色體學說，即孟德爾所說的遺傳因子可能就在染色體上。但是當時沒有足夠的證據證明他們的觀點。直到1910年，摩爾根利用果蠅作為實驗材料通過一系列實驗發現，控制果蠅眼色的基因位于性染色體上，才證明了薩頓、鮑維里的假說。從“基因位于染色體上”的形成過程可以看到科學觀點產生的歷程。
2.生命科學史揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程
生命科學史是一部思想史，它揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程。但是這些思想受到了當時文化背景和科學技術水平的制約。生物學新知識的產生，首先都需要從思想方法上有所突破。例如，“物種是演變的”這一思想的確立就是對“物種是不變的”思想的一個突破。人類對生命個體發育的探究歷程也體現了思想方法上的創新。這些事實反映了當時的思想氛圍并影響著人們對事物的認識，科學家的思想以及思想轉變與他們從事的科學探究是密切相關的。這對學生形成正確的思想認識具有積極的教育意義。
3.生命科學史教育能培養學生正確的科學價值觀
“雜交水稻之父”袁隆平院士的事跡被廣為傳頌，從而使學生感受到堅持不懈的重要性；遺傳學奠基人孟德爾發現了遺傳的基本規律，創立了遺傳學。然而遺憾的是，這一偉大的理論被埋沒了30多年才為世人所知曉。這個例子從反面讓學生深刻體會到科學之路并不是一帆風順的，而是充滿了艱辛與挫折，要想獲得成功，就必須樹立正確的科學價值觀，勇于面對挫折和失敗，培養對科學百折不撓、堅持不懈的意志和品質。
二 對人教版必修模塊科學史人文教育內容的統計
經過深入細致的挖掘，高中生物人教版《必修1?分子與細胞》中，共有5個章節插入了科學史人文教育，篇幅也是3本教材中比例最多的。主要集中在“科學前沿”“科學史話”和“資料分析”等欄目中，涉及科學家們不為人知的科研歷程和一些與教材知識點有關的前沿領域的發展。既有自然科學學說觀點的產生過程，又能體現科學家們堅持創新的人文精神。這不僅使學生對高中生物學產生濃厚的興趣，也為接下來的人文科學學習做了鋪墊。
在《必修2?遺傳與進化》、《必修3?穩態與環境》兩本教材中，涉及的生命科學史人文教育的具體內容主要集中在課本正文以及“科學家訪談”欄目中，因為在學習了第一冊的細胞學知識后，學生們對高中生物學的認識有了一個基本的框架和一定的基礎，因此在必修2和必修3教材的正文中，學生們可以一邊閱讀知識點，一邊滲透科學史人文教育，充分了解遺傳、進化、生態等領域的重要科學觀點的產生過程以及孟德爾、摩爾根、沃森、克里克等生物科學家們的艱辛歷程。更值得一提的是，學生們應當從《必修3?環境與生態》的學習過程中聯想到我們國家一直所倡導的“可持續發展”政策，明白保護生態環境就是造福子孫后代。
三 生命科學史教育在高中生物教學中的應用
新一輪的高中生物新課程改革的主要目標是進一步提高學生的生物科學素養，生命科學史中蘊涵的教育價值對于實現這樣的課程目標具有積極的意義。因此，將科學史教育恰當的應用于生物教學中，對于培養學生的科學素養具有很大的促進作用。
1.結合生命科學史，進行科學方法的教育
在必修2中有這樣一個例子：DNA雙螺旋結構的發現堪稱現代生物學史上一項劃時代的杰出成就，因為它把人們對生物學的研究視野從細胞水平推向了分子水平，并為分子生物學的創立奠定了重要基礎。在DNA雙螺旋結構的發現中做出了重大貢獻的科學家有四位：弗郎西絲?克里克、詹姆斯?沃森、莫里斯?威爾金絲、羅薩琳?富蘭克林。然而在這四位科學家中，只有沃森畢業于生物學專業，克里克和威爾金絲均畢業于物理專業，而富蘭克林所學專業為化學。在此之前，有許多著名的生物學家研究過這一課題，但都沒有取得突破性的進展，而在研究DNA方面知識最欠缺的沃森和克里克為什么最終能取得如此巨大的成功呢？學生自然會有疑問。這四位科學家在大學學的是不同的專業，具有不同的知識背景，然而正是這一特點幫助他們走向了成功，沃森和克里克以威爾金斯和富蘭克林提供的DNA X射線衍射圖譜的有關數據為基礎，著手建立DNA分子模型，其間也屢屢失敗，后來在查哥夫實驗的啟發下，解決了“堿基配對”的問題，經過反復討論，終于在1953年初提出了DNA 雙螺旋結構的分子模型，他們把這個用金屬材料制作的模型與拍攝的X射線衍射照片比較發現二者完全相符。這是科學史上由于學科交叉而產生的一次重大的科研成果。這幾位科學家結合了生物學、化學、數學等不同學科進行綜合研究，并創造性地運用了模型構建的方法，把復雜的科學理論轉化為簡單易懂的實物模型。這一巨大的研究成果使學生對科學方法的運用有了深刻的體會：生命科學需要利用其他學科中的思想和研究手段；同樣，其他科學也在吸收生物學的靈感。任何一門學科都不是獨立的，而是相互滲透、相互影響、共同發展的。
2.通過科學史教育培養學生的人文價值
從整個必修模塊來看，在科學史這一方面，該套教材隱含著生命科學史所具有的“追求韌性品質、創新精神、堅持不懈、求實、合作、交流、責任感”等人文素養內容。其中，創新這一思想所占的比例很大，這與中國追求培養創新型人才方針有密切的關系。在學習生物學知識中，應當讓學生有意無意地感受到這些史實人文素材當中的人文思想。具體來說，“探索生物大分子的奧秘――與鄒承魯院士的一席談”這則人文素材中，鄒承魯院士告訴大家，做課題需要很大的勇氣和創新思維，同時，他做學問的基本原則是：努力追求科學真理，跟蹤最新發展前沿。并且材料中也出現了“做研究需要鍥而不舍，永不自滿，為祖國做貢獻，辦老實事，說老實話，做老實人”等體現求實、合作交流、責任等人文思想情感。這些科學史教育素材對于培養學生的科學態度和科學精神及人文價值取向都有很大的積極意義。
生物學是一門博大精深、具有豐富歷史的自然科學，與傳統的數理化等課程相比，既包含了復雜深邃的科學知識，同時又具有豐厚的人文底蘊。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家的精神。這對提高學生的科學素養和人文價值觀具有重要的意義。教師不僅要注重學生們科學知識的學習，更要注重他們科學素養的提高，以史為鑒，增強學生的學習興趣，培養他們的觀察能力、識別能力、探索精神以及堅韌不拔、鍥而不舍的優秀品質，使學生能成為勇于創新、開拓進取的有用之才。
參考文獻
[1]鄧過房.人教版高中生物教材科學史人文價值取向[J].基礎教育研究，2010（1）：31
[2]楊瑞林、王永勝.生命科學史的教育價值[J].課程?教材?教法，2005（4）：22
[3]徐江平.讓生物科學史教育滲透于教學之中[J].生物學通報，2010（11）：24
生命科學與生物范文6
[關鍵詞]生命科學、本質、發展、應用、社會、生活
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）29-0132-01
一、對生命科學的認識和思考
現代社會科學技術的飛速發展，極大地推進了人類社會的進步，而生命科學領域更是尤為突出，生命科學的進展給我們的生活帶來了天翻地覆的變化。生命科學與生物技術早已成為當今最為活躍的科技領域之一，人類對生命活動基本規律的認知水平達到前所未有的程度，其地位和作為是不言而喻的，它是當今在全球范圍內最受關注的基礎自然科學。
大千？生命世界，數以百萬計的不同物種雖然在形態結構和行為活動上表現得千差萬別，但生物世界中最本質的東西卻是高度一致的。構成生命的化學元素和生命大分子在化學組成都是由C、H、O、N、P、S等化學元素和4種核苷酸、20種氨基酸、糖類、脂肪等基礎生物大分子組成，這些成分是生命構建和一切生命活動得以進行的基礎；所有生物體都能夠進行新陳代謝，并在新陳代謝過程中不斷的生長；所有生物體都能夠進行繁殖產生后代，由于受基因控制和基因改變的影響，生命的繁殖表現出高度的遺傳和變異特性。
細胞是生命存在的最基本形式，是一切生命活動的基礎，被稱為生命的基本結構單位和功能單位。
從宏觀角度看，地球上的生物構成了一個復雜的生態系統，在這個系統中，生物之間相互依賴、相互制約。生命科學是一門歷史悠久的學科。在人類文明的初期，人們就注意到了生命與非生命的區別，并對生物進行觀察、描述，收集整理了大量的材料。17世紀前，由于科學技術水平的限制和神學對人們思想的影響，古老的生物學始終停留在觀察和描述階段。直至20世紀以來伴隨物理化學等有關學科的發展生命科學的一些基本概念和理論建立起來了。20世紀后半葉，隨著分子生物學的興起，生命科學的發展獲得了前所未有的速度，一方面傳統生物學的學科分支進一步深化、細化，另一方面學科間的交叉進一步加強。20世紀70年代以后，以生物工程、克隆技術、PRC技術等為主要內容的現代生物技術取得突飛猛進的發展
二、生命科學與社會發展
生命科學是一門神圣的學科，社會的發展離不開生命科學。
醫學領域：1929-1943年，青霉素的發現，拯救了二戰后期幾百萬人的生命，抗生素的廣泛使用。
遺傳學領域：1953年，沃森和克里克首次提出DNA雙螺旋結構，揭開了遺傳的神秘面紗。
生命科學領域：1997年2月，首例哺乳動物――克隆綿羊“多莉”的誕生；農業領域：轉基因棉的研制成功，害蟲防治的突破發展。
環境領域：“超級菌”的研制成功，極大程度上解決了海上石油污染的問題。
目前，社會上出現了很多種復雜的疾病，例如糖尿病、心臟病等，光靠有限的醫學藥物是遠遠不夠的，好多人因此丟失了生命，基因工程的出現給醫學領域帶來了曙光，科學家們利用基因工程生產出某些特殊的基因和世界上難找的蛋白質，比如說，科學家利用轉入轉胰島素基因的大腸桿菌來生產人們所需要的大量胰島素，大大縮短了胰島素的生產周期，治愈了更多的胰島素病人。基因工程還生產出了大量的基因產品，如人的生長激素、干擾素、白細胞介素-2等，對人類的發展起到至關重要的作用。
三、生命科學與我們的生活
進入二十世紀八十年代，生命科學更使勢不可擋，雄居影響當代人生活的四大科學之首，目前，生命科學已經成為21世紀當之無愧的帶頭學科。國際核心期刊生物學占著越來越多的比例，世界優秀科技成果評選總不會離開生物學的最新成果，無論從這些還是從對人類生活及思想的影響來看，生命科學都是當今世界科學研究的核心，最為炙手可熱的領域
以下一些生活中的案例來說明生命科學對我們生活的影響：
在山東，醫學專家為60歲的劉為榮換了心臟。我國自上世紀80年代末開始做心臟移植手術以來，劉為榮是年齡最大的“換心人”，現在他像正常人一樣安排起居。
在上海，上海生物制品研究所生產出第一批高質量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不僅接種保護效果好，而且臨床副反應極少，適合各種年齡段的人群接種，最受市場青睞。
在日本，東京齒科醫科大學和大日本印刷公司借助特殊的印刷技術，成功培育出與人體血管原來形狀相同的毛細血管，有望用于治療心肌梗塞。
在美國，其國家人類基因研究所宣布，他們已繪制成功首張狗基因測序草圖，顯示狗與人類的基因數量大致相同。這一成果有助于人類對與基因相關的疑難病癥的研究。
在新加坡，科研人員發現經高溫和超聲波加工處理后的動物骨骼植入人體后，可能不會發生感染或排斥反應，這為異體骨骼移植帶來了新希望。
在韓國，研究人員首次培育成功轉基因熒光雞，使轉基因雞蛋在食品、制藥等領域的大規模應用進了一步。
以上這些告訴我們，生命科學就是為我們的生活服務的，它的出現和發展就是為了使我們的生活更加美好。
