网上有关“味精为什么会有鲜味 阅读答案”话题很是火热,小编也是针对味精为什么会有鲜味 阅读答案寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。

1.味精是谷氨酸的钠盐,可以使食物变得具有鲜味。

2.①由面筋提炼②以糖类为原料直接用微生物发酵生产③以谷氨酸产生菌经发酵产生谷氨酸然后中和为谷氨酸钠

3.味精生产的原料使用不会产生有毒有害物质的谷氨酸产生菌,而生产流程中提取谷氨酸的过程中也没有使用任何有毒有害的萃取剂,所以味精是一种非常安全的食品添加成分。

自己做的,供参考。

还有你发错分类了,这是语文题目吧,不应该发到生物学分类吧

请帮忙总结高中生物必修一教材中本节聚焦的答案,谢谢

本文是介绍海洋与人类生活的一篇说明文。从文章中我们可以知道,人类与海洋有着密切的关系,随着科技的发展,人类正迎来开发海洋、利用海洋的新时代,海洋将成为人类21世纪的希望。

文章可以从三部分去理解--

第一部分是第1~3自然段,主要讲人类与海洋关系密切,千百年来人们热爱生活,又敬畏海洋。

第二部分是第4~8自然段,主要讲人类正迎来开发海洋、利用海洋的新时代。

第三部分是第9自然段,讲人类要开发利用海洋,首先必须保护海洋。

第二部分应该成为我们阅读的重点,从中我们将知道人类可以从哪些方面开发、利用海洋,使海洋造福于人类。

表达方法提示

说明文一般没有华丽的词句,也没有动人的情节,语言也平实朴素,所以会让一些读者觉得枯燥没意思,那么如何克服这些不足呢?不同的作者会根据说明的内容选择不同的方法。这篇《海洋--21世纪的希望》的作者是怎么办的呢?

我们先来看课文中的几个句子--

(1)海洋给人类提供了航行的便利;它慷慨地给予人类丰富的水产品和每日不可缺少的食盐。但是,海洋发起脾气来,也会无情地掀翻船只,冲垮海堤……

(2)在喜怒无常的海洋面前,人们只能"望洋兴叹"。

(3)只有这样,海洋才会乐于作出它的奉献。

聪明的你,发现了这些句子的特点了吗?如果你注意到加点的字词,你一定会感受到正是因为这些字词的使用使句子变得活泼生动了,原来缺乏生命的海洋一下子鲜活了起来,像人一样,有喜怒哀乐,会有人的动作和神情……这就是说明文中的拟人句带给我们的感受,使我们在阅读说明文时不至于觉得太枯燥、乏味,同时对作者说明的事物有了更具体形象的理解。

不同的表达方式带来不同的表达效果,如果大家在学习中遇到说明文的习作训练,课要注意用上适当的表达方法,使你的文章生动起来,活泼起来!

创新与实践

1、请你谈谈对"人类开发和利用海洋,首先必须保护海洋、珍惜海洋资源"这句话的理解。

2、课文中有这样一些词:

能源危机 土地沙化 潮汐发电站 海水温差发电站

你对它们了解多少?查一查资料,分别给它们做一张资料卡片。

附:课后习题5提示:

联系课文第二部分来回答,从海洋为人类提供矿藏、食品、能量、淡水和居住环境等方面具体说。

资料链接

海洋相关资料

一、如果把地球看成一个村庄或一个大城市的居民小区,海洋可就是它的中央空气调节器。

"万物生长靠太阳"。太阳能量射到地球,80%以上被地球表面吸收,不到20%反射到空中。海洋面积大,海水吸收热量的能力强,储存热量的能力大。到达地球的大部分太阳能量被海洋吸收并储存起来,海洋成为地球上的巨大的热能仓库。陆地表面吸收太阳热量能力差,而且集中在表层很浅的地方,储存能力也很差。白天热得快,夜晚也凉得快。这样一来,地球热量的供应就主要由海洋来调节。海洋通过海水温度的升降和海流的循环,并通过与大气的相互作用影响地球气候变化。

海洋不但通过大气调节地球气候,而且海洋浮游植物的光合作用,还向地球大气提供40%的再生氧气。另外60%的再生氧气是森林和其他地表植物提供的。因此,人们把海洋与森林并称为地球的两叶肺。不过,地球的这两叶肺与动物的肺相反,它吸入二氧化碳,呼出新鲜氧气来源:https://sxphszu.cn/xwzx/202412-1.html

二、在海洋中存在着多种元素

难以提取的钾是植物生长发育所必须的一种重要元素,海水中蕴藏着极其丰富的钾盐资源,据计算总储量达5×1013吨,但是由于钾的溶解性低,在l升海水中仅能提取380毫克钾。目前,已有采用硫酸盐复盐法、高氯酸盐汽洗法、氨基三磺酸钠法和氟硅酸盐法等从制盐卤水中提取钾;采用二苦胺法、磷酸盐法、沸石法和新型钾离子富集剂从海水中提取钾。

溴是一种贵重的药品原料,可以生产许多消毒药品。例如大家熟悉的红药水就是溴与汞的有机化合物,溴还可以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。地球上99%以上的溴都蕴藏在汪洋大海中,故溴还有"海洋元素"的美称。据计算,海水中的溴含量约65毫克/厘3,整个大洋水体的溴储量可达l×1014吨。

镁不仅大量用于火箭、导弹和飞机制造业,它还可以用于钢铁工业。近年来镁还作为新型无机阻燃剂,用于多种热塑性树脂和橡胶制品的提取加工。另外,镁还是组成叶绿素的主要元素,可以促进作物对磷的吸收。镁在海水中的含量仅次于氯和钠,总储量约为1.8×1015吨,主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。从海水中提取镁并不复杂,只要将石灰乳液加入海水中,沉淀出氢氧化镁,注入盐酸,再转换成无水氯化镁就可以了。电解海水也可以得到金属镁。全世界镁砂的总产量为7.6×106吨/年,其中约有2.6×106吨是从海水中提取的。美国、日本、英国等是目前世界上生产海水镁砂产量较多的国家。

铀是高能量的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀,并非所有国家都拥有铀矿,全世界的铀矿总储量也不过2×10 6吨左右。但是,在巨大的海水水体中,含有丰富的铀矿资源,总量超过4×109吨,约相当于陆地总储量的2000倍。

从本世纪60年代起,日本、英国、联邦德国等先后着手从海水中提取铀的工作,并且逐渐建立了多种方法提取海水中的铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂,一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来,所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤,比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。

"能源金属"锂是用于制造氢弹的重要原料。海洋中每升海水含铿15~20毫克,海水中锂总储量约为2.5×1011吨。随着受控核聚变技术的发展,同位素锂6聚变释放的巨大能量最终将和平服务于人类。锂还是理想的电池原料,含铿的铝捏合金在航天工业中占有重要位置。

重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质,也是制造氢弹的原料,海水中含有2×1014吨重水,如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决,从海水中大规模提取重水一旦实现,海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。

除了上述已形成工业规模生产的各种化学元素外,海水还将无私地奉献给人类全部其他微量元素。13.海洋——21世纪的希望

执笔:赵新华

教学要求:

1.正确、流利、有感情地朗读课文,并在此基础上,领悟“人类正在迎来开发海洋、利用海洋的新时代”一句在文章中的作用。

2.学会生字、新词,理解生词,会用“由于”造句。

3.借助课文具体的语言材料,了解海洋与人类社会的密切关系,认识保护环境的重要。激发学生热爱大自然,热爱科学的情愫。

教学重点:

通过阅读课文弄明白“为什么说海洋是人类21世纪的希望?”

教学难点:通过搜集课外资料进一步体会海洋与人类之间的密切关系。

教学准备:

搜集有关人类开发、利用海洋的资料

教学时间:

2课时

第一教时

教学要求:

1.初读课文,学习生字、新词,理清课文脉络。

2.精读课文第一段,理解人们为什么热爱海洋,又敬畏海洋。

教学过程:

一、导入新课,激发兴趣:

1.导入:你亲眼见过海洋,了解海洋吗?海洋与我们人类有哪些密切的关系?

2.板书课题,读题:海洋——21世纪的希望

3.质疑:为什么说海洋是人类“21世纪的希望”?

二、初读课文:

1.生自读课文

要求:读通顺、读正确,理解生词

2.学习生词:

低廉 威胁 索取 敬畏 大显神威 望洋兴叹 喜怒无常

无穷无尽 匮乏 干旱 回眸 蔚蓝色

(1)读准字音

(2)识记生字

(3)理解词义:

回眸:眸:指眼睛。是回过头来看的意思。

敬畏:又敬重又害怕。

匮乏:缺乏、贫乏的意思。

慷慨:本课指很大方,不吝惜的意思。

低廉:(价钱)低,便宜。

威胁:用威力逼迫、恫吓使人屈服。

望洋兴叹:本课指在伟大的事物面前感叹自己的渺小。今多比喻要做一件事而力量不够,感到无可奈何。

3.分自然段读课文(要求:正确、流利)

4.指导分段:

全文可分几部分?哪部分写海洋是21世纪的希望?

(1)生读文分段

(2)交流分段及段意

第一段(第1—3自然段):写海洋与人类有密切的关系年来,人们热爱海洋,又敬畏海洋。

第二段(第4—8自然段):写由于科学技术的飞速发展正迎来开发、利用海洋的新时代。

第三段(第9自然段):写开发海洋,首先得保护海洋。

三、精读训练:

(一)学习第一段:

1.自由朗读第一段,画出中心句。

(出示:人与海洋的关系非常密切)

2.课文通过哪些方面来写海洋与人类关系密切的呢?

画出有关语句。

交流:

(1)“海洋给人类提供了航行的便利。”说说自己的理解。

(2)“它慷慨地给予人类丰富的水产品和每日不可缺少说自己对这句话的理解。(抓住“慷慨、丰富、每日不可缺”几个词)

这两句之间的分号,说明什么?这两句都是讲海洋给人类带来的益处,因此,千百年来人们——(热爱海洋)

(3)“无情地掀翻船只,冲垮海堤,毁灭沿海的城镇……”

说说自己对这句话的理解。(要求抓住“无情、冲垮、毁灭”等)这句是讲海洋给人类带来的可怕灾难,所以人们在热爱海洋的时,又——(敬畏海洋)

3.引读第3自然段。

4.指导朗读第一段。

要读出千百年来人类对海洋既“热爱”又“敬畏”的复杂心情,及面对它“喜怒无常”的无奈。

齐读第一段。

5.生说说对“喜怒无常”和“望洋兴叹”的理解。

四、作业

1.完成描红本

2.读课文:思考习题2

3.抄写词语

第二课时

教学要求:

1.正确、流利、有感情朗读课文。

2.借助课文的具体语言文字,了解海洋与人类社会的密切关系,认识保护生态环境的重要性。激发热爱大自然,热爱科学的情感。

教学重点、难点:

理解为什么说海洋是21世纪的希望?

教学过程:

一、导入

这节课,我们继续学习(齐读课题)。茫茫宇宙中的地球裹着一件水兰色的纱衣,那是广袤无垠的海洋在奔腾不息。千百年来,人们热爱海洋,敬畏海洋,但今天(出示第四自然段)

1.指名读。

2.你们明白了什么?有感情地朗读。

3.你们有什么疑问吗?(为什么开发、利用海洋?怎样开发、利用海洋?)

5.好,就让我们从这两个问题入手来理解为什么说海洋是21世纪的希望吧。

二、继续精读课文

1.把书打开,自由读5—8自然段,找出问题的答案,画出句子,圈出关键词,再试着有感情地读一读。(学生自学)

2.交流:

⑴ 交流为什么

(生读能源危机,出示“目前……能源危机”)可以具体地谈谈自己的理解吗?

知道了这些信息,我们心里沉甸甸的,感到(恐慌、担忧)有感情地读这一段。(生读文)

(生读食物匮乏,出示“由于……威胁。”)说说你圈出的词语:

“急剧”是什么意思?世界人口增长怎样急剧呢(2000年60亿,平均每年增长7800万人,2050年人口是90亿)人口如此急剧增长,会有什么负面影响?

“恶化”学生举例说说生态环境的恶化。

人越来越多,可耕种面积越来越少,于是人类开始面临(食物匮乏的威胁)谁来有感情地读一读。

除此之外,人类还面临着那些生存危机?

(出示)是啊,近30年来,人类消耗了地球上三分之一的可利用资源。与此同时,人类对资源的需求在30年内增长了一倍,并继续增长。陆地资源紧缺,人类事物匮乏,我们深深得为自己的未来感到(担忧),齐读这两段话,相信你们能读得更好。(生读文)

⑵交流怎么办

人类真的到了山重水复、无路可走的地步了吗?有没有什么解救之道呢?(海洋……聚宝盆……丰富……)于是,人类把目光转向海洋,是怎么开发、利用的呢?

(出示 “如今,一座座海洋石油平台……大显神威来源:https://sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-241.html。”生读)读了这段话你有什么感受?(自豪,高兴)从哪里体会到的?(交流关键词)谁愿意自豪地读一读的?(生读文)

(有感情)真好,想不想去看看海洋采矿者的风采(录像)

(没感情)老师给大家看一段录象,相信看了后你会读得更好。(录像)

继续交流怎么开发、利用海洋。海洋可开发利用的远远不止这些,想一想,我们还可以怎样开发和利用呢?(学生各抒己见)

3.现在,你们明白为什么说海洋是21实际的希望了吧,谁来说说。

4.是啊,曾经海洋孕育了生命,如今,又将解救人类于危难之中;可是,现代人类又是怎样对待这个希望的呢?这张照片展现的是漂浮在海面的石油!由于油船泄漏、油井发生井喷,大量石油随波逐流,生灵遭涂炭,海鸟的尸体不时被抛向海滩。这是赤潮爆发是的海水。随着海洋污染日益加重,赤潮也日趋严重,鱼、虾、蟹等大量死亡,数万公里的海洋成为死海。除此之外,人类的乱捕乱杀,在全球近乎100的水域内捕鱼,已造成海洋中很多物种的消失。

5.同学们,心情沉重吗?想说些什么呢?

6.是啊,正如我们书上所说,人类要开发和利用海洋,首先必须(生读“保护海洋,珍惜海洋资源”),只有这样(生读“海洋才会乐于做出奉献”)

7.同学们,海洋存亡,匹夫有责。痛定思痛后只有一句话-------(齐读:海洋——21世纪的希望)万语千言只为大家谨记(齐读:海洋——21世纪的希望)。

三、练习设计:

1.说一说:结合课文内容及你了解到的相关知识,说一说为什么海洋是人类21世纪的希望?

2.写一写:结合课文内容,搜集相关资料,写一篇自己心目中未来的海洋是什么样子的?

3.小建议:对保护海洋你有哪些好的建议?写一份建议书,提出你的想法,提供具体措施。

四、板书

1 矿藏资源

2 食物资源

3 电力资源

另:淡水资源,海底城市等

无机物进化到微生物

一、人教版生物必修1“分子与细胞”新教材与老教材比较分析

(一)知识点的比较分析(侧重于知识点的增添和删除部分)

第4章 细胞的物质输入和输出

第1节 物质跨膜运输的实例——老教材见第三章第四节部分:植物对水分的吸收

新教材

老教材

增添了“水分进出哺乳动物红细胞状况”的内容和。(P60)

无相关内容。

增加了“资料分析:物质跨膜运输的特点”。(P63)

有简单文字叙述:细胞膜是一种选择透过性膜。(P25) 来源:https://sxphszu.cn/cshi/202412-30.html

删除了“渗透作用概念和渗透作用产生的条件”等文字内容。

有较为详细的相关内容。(P58)

第2节 生物膜的流动镶嵌模型——老教材见第二章第一节部分:细胞膜的结构

新教材

老教材

增添了“对生物膜结构的探索历程”(P65);“人鼠细胞融合实验”(P67);

无相关内容。

提出了“流动镶嵌模型”这一名词,“糖被”概念改以小字体出现,且添加了“糖脂”这一名词(P68);

无“流动镶嵌模型”和“糖脂”等名词,有正常字体显示的“糖被“概念。(P24)

增加了“课外制作:用废旧物品制作生物膜模型”(P69);

无相关内容。

删除了小资料“关于细胞识别最经典的例子”。

有相关内容。(P24)

第3节 物质跨膜运输的方式——老教材见第二章第一节部分:细胞膜的功能

新教材

老教材

明确点出了“扩散”现象,完善了被动运输的两种方式——自由扩散和协助扩散,并配上了更为形象直观的示意图。(P70)

只有自由扩散和主动运输两种运输方式的介绍,无协助扩散的介绍。(P24)

介绍主动运输实例时,增添了丽藻细胞积累K+的情况(丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比的表格)(P71),删除了“轮藻”的。

无丽藻细胞积累离子的例子,但有轮藻的。(P25)

通过“知识链接”形式,说明主动运输消耗的能量来自于ATP的水解,使前后知识更为连贯。(P72)

只是说到主动运输需要消耗新陈代谢释放的能量。(P24)

以小字显示的形式阐述了“胞吞”、“胞吐”现象并配有相关。(P72)

用“内吞”和“外排”名词,没有。(P25)

每章节结束,均配有练习或技能训练、本章小结。本章配有有“科学前沿——介绍水通道和离子通道的研究情况”,拓展学生视野,激发学生兴趣。(P74)

章节结束有复习题和课外读(无)。(P43)

第五章 细胞的能量供应和利用

第1节 降低化学反应活化能的酶 ——老教材见第三章第一节:新陈代谢与酶

新教材

老教材

使用“细胞代谢”的概念。(P78)

使用“新陈代谢”的概念。(P44)

“资料分析——关于酶本质的探索”,内容翔实,生动,配有多张。(P81)

“酶的发现过程”以文字叙述为主,内容较为单一。(P45)

探究实验“比较H2O2在不同条件下的分解”不但完成老教材实验目的,且又增加了“温度”这一变量,研究加热对H2O2分子运动的影响,从而提出“活化能”这一新概念。(P78)

观察验证实验“比较H2O2酶和Fe3+的催化效率”,不设“温度”变量,也不提“活化能”这一名词。(P46)

增添了生物实验常用术语“控制变量”的解释,使学生领悟科学研究方法并习得相关操作技能。(P79)

无相关内容。

相关信息“目前已发现的酶有4000多种”。(P83)

小资料“目前已发现的酶达3000多种”。(P45)

实验“探究影响酶活性的条件”研究环境条件对酶活性的影响,实验更为开放,更侧重于小组的合作与交流,更有利于培养学生严密的分析能力和严谨的逻辑思维。(P83)

“实验五——探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”主要就是研究酶的专一性。(P47)

“科学·技术·社会——酶为生活添姿彩”图文并茂,更适于中学生阅读。(P87)

“课外读——造福人类的酶工程”仅有文字叙述。(P49)

第2节 细胞的能量“通货”ATP——老教材见第三章第二节:新陈代谢与ATP

新教材

老教材

对于把ATP比喻成细胞的能量“通货”有更为实质的解释(吸能反应与ATP水解反应相联系,放能反应与ATP合成相联系)。(P89)

对于把ATP比喻成细胞的能量“通货”的解释是因为细胞内时刻进行着ATP和ADP的相互转化。(P51)

图文并茂地展示了ATP的利用实例。(P90)

简单的文字叙述。(P51)

删除了两个关于ATP的小资料。

有两个ATP的小资料。(P51)

课后练习中拓展题设计得好,真能帮助学生拓展思路,前后融会贯通。(P90)

无相关内容。

第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸——老教材见第三章第七节:细胞呼吸

新教材

老教材

细胞呼吸概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。(P91)

细胞呼吸(又叫生物氧化)概念:生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程。(P72)

增添了探究实验“酵母菌细胞呼吸的方式”,通过实验得出细胞呼吸有两种类型:有氧呼吸和无氧呼吸。(P91)

文字直接表述“细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型”。(P72)

穿插介绍了线粒体的结构和功能。(P93)

无相关内容。

利用相关信息增补了对[H]的解释,使学生在学习光合作用H2O光解产生的[H]时不致于混淆。(P94)

无相关内容。

资料分析“细胞呼吸原理的应用”,图文并茂。(P95)

文字说明“细胞呼吸的意义。(P74)

第4节 能量之源——光与光合作用——老教材见第三章第三节:光合作用

新教材

老教材

知识点阐述的顺序有较大改变。先探究捕获光能的色素,再介绍光合作用的原理和应用。(P97)

先阐述光合作用的发现,再介绍叶绿体中的色素。(P52)

绿叶中色素的提取实验中用无水乙醇来溶解色素。使用更安全,也更易于学生理解记忆。(P97)

绿叶中色素的提取实验中用丙酮来溶解色素。(P53)

叶绿体中色素的吸收光谱示意图更为完善,将类胡萝卜素的吸收光谱一并画出。(P99)

叶绿体中色素的吸收光谱示意图上 只有叶绿素a和叶绿素b的。(P55)

穿插介绍叶绿体的结构和功能。出现“类囊体”这一名词(P99)

无相关内容。

“光合作用的探究历程”更为详尽和科学。(P101)

“光合作用的发现”内容叙述相对简单。(P52)

增添实验“探究环境因素对光合作用强度的影响”以说明光合作用原理的应用。删除了“光合作用的重要意义”内容。(P104)

文字叙述了“光合作用的重要意义”;小字叙述“植物栽培与光能的合理利用”来说明光合作用原理的应用。(P57)

将某些微生物的“化能合成作用”知识点展现在本小节,从而能及时完成“自养生物”的知识建构。(P105)

“化能合成作用”在第三章新陈代谢的结束部分有介绍。(P76)

第六章 细胞的生命历程

第1节 细胞的增殖 ——老教材见第二章第二节:细胞增殖

新教材

老教材 来源:https://sxphszu.cn/bkjj/202412-21.html

增加学生实验“细胞大小与物质运输的关系”,用来说明细胞不能无限长大的原因。(P110)

无相关内容。

删除了三个关于细胞分裂方面的小资料。

有关于细胞分裂周期等三个小资料。(P35)

实验“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”更详尽和清晰,增添了显微镜视野下统计记录细胞数目的技术要求。(P115)

实验三“观察植物细胞的有丝分裂”。(P39)

第2-4节 细胞的分化,细胞的衰老和凋亡,细胞的癌变 ——老教材见第二章第三节:细胞的分化、癌变和衰老

新教材

老教材

增加了对细胞分化根本原因的解释:遗传信息的执行情况不同。(P118)

无相关内容。

正文增加了动物细胞核全能性体现的具体例子:非洲爪蟾的蝌蚪肠上皮细胞的核移植实验,克隆羊多利的诞生等。(P119)

通过小字内容说明动物细胞核保持着全能性,但没有具体例子。(P41)

增加了“干细胞”知识点的介绍。(P119)

无相关内容。

增加了“细胞衰老机制”的解释:自由基学说、端粒学说。(P122)

相关内容非常简单。(P43)

增加了“细胞凋亡”知识点的介绍。(P123)

无相关内容。

增加了资料分析:健康的生活方式与防癌。(127)

无相关内容。

人教版老教材第一册中的其他内容在人教版新教材中的去向说明:

1.“第四章 生命活动的调节”被调整到必修模块生物3:稳态与环境;

“第五章 生物的生殖和发育”被调整到必修模块生物2:遗传与进化。

2.“第三章 植物的矿质营养、人和动物体内三大营养物质的代谢、新陈代谢的基本类型”等内容都已经没有被编入特有章节,属于基本被删除内容。

(二)知识点呈现的方式比较分析

与老教材相比,新教材主要有四种知识呈现方式较为新颖,有创意,且注重学生能力培养和发展。

呈现方式之一:每章节均以“问题探讨”形式引入课题,启发学生进入新的学习情境。在学习过程中不间断穿插“思考与讨论”以便能及时巩固所学知识和澄清相关概念。

呈现方式之二:以“资料分析”形式,利用图、文、表等方式让学生讨论分析并获得相关结论。如教材P63的资料分析:物质跨膜运输的特点,利用文字和图表,通过4个小问题的探讨,归纳得出“生物膜是选择透过性膜”这一结论。再比如教材P81的资料分析:关于酶本质的探索,这种模式呈现比原教材的呈现方式就要形象和引人入胜。

呈现方式之三:以生物科学史研究的形式来解决一些问题或告诉学生一些生物学事实。如P65“对生物膜结构的探索历程”,通过七个关键阶段的介绍,最终解决了生物膜结构的模型问题。再比如P101“光合作用的探究过程”,以时间推移为线索,围绕光合作用的反应物和生成物及反应条件,一个问题一个问题地展示然后通过一个实验一个实验后问题被解决,比较圆满地用科学史研究的形式解决了光合作用全过程知识点的教学。老教材中也有类似内容,但内容不够完整,且前后逻辑性也不是很强,而且全文是以介绍几个著名实验的形式展开,平铺直叙。

呈现方式之四:新教材中非常重要的一种知识点呈现方式,即通过实验研究(侧重于探究过程)来获得相关生物技能和生物原理。如P61“植物细胞吸水和失水的探究过程”,把老教材中的观察验证实验改变成“提出问题——作出假设——设计实验——进行实验——分析结果,得出结论——进一步探究”等完整的生物学研究过程,对学生来说更富挑战性,也更大地激发学生的好奇心,同时也增强了学科趣味性。P91实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”,实验方案较为复杂,需要时间也较长,观察的项目和次数都有要求,最后得出结论是酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,也就是说细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。而老教材P72第一句话就直截了当告诉我们细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。再比如说P104探究“环境因素对光合作用强度的影响”,也是通过一系列实验,让学生自己探索出提高农作物光合作用强度的有效而实用的措施。而老教材P57是以小字体形式直接告知。

(三)高中生物课程标准和老教材教学要求的比较分析(人教版)

高中生物课程必修模块 生物1:分子与细胞,模块内容包括细胞的分子组成(新教材主要体现在第2章),细胞的结构(新教材主要体现在第3章),细胞的代谢(新教材主要体现在第4、5两章),细胞的增殖(新教材主要体现在第6章),细胞的分化、衰老和凋亡(新教材主要体现在第6章)五部分。

本模块选取了细胞生物学方面最基本的知识,是学习其他模块的基础。高中生物课程标准(简称课标)要求教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动,帮助学生增加感性认识,克服对微观结构认识的困难;鼓励学生搜集有关细胞研究和应用方面的信息,进行交流,以丰富相关知识,加深对科学、技术、社会相互关系的认识。(摘自课标P11)

参考课标要求,再来看人教版新教材内容,我们不难发现编写人员在设计编排过程中化了不少心血,费了不少心机,以最大限度体现课标要求。新教材每一章节对学生的学习目的比较明确,这就是“本节聚焦”。通过“本节聚焦”,教材很清楚地告诉学生这一小节中我们要干什么,具体应把握到什么程度,都一目了然。

下面就新教材内容按课标要求和老教材教学要求比较差异之处进行列表分析:

新教材章节内容

新教材课标要求

老教材教学要求

第4章第1~3节

说明物质进出细胞的方式(活动建议:通过模拟实验探究膜的透性)。

理解细胞膜的主要功能,重点分析自由扩散和主动运输这两种方式。

第5章第1节

说明酶在代谢中的作用(活动建议:探究影响酶活动性的因素)。

1.知道酶的发现;2.理解酶的概念;3.理解酶的特性。

第5章第2节

解释ATP在能量代谢中的作用。

1.理解ATP的生理功能和结构简式2.理解ATP与ADP的相互转化及ATP的形成途径。

第5章第3节

说明细胞呼吸,探讨其原理的应用(活动建议:探究酵母菌的呼吸方式)。

1.理解细胞呼吸的概念;

2.理解生物的有氧呼吸和无氧呼吸;3.理解细胞呼吸的意义。

第5章第4节

说明光合作用以及对它的认识过程;

研究影响光合作用速率的环境因素。

1.知道光合作用的发现;

2.理解叶绿体中的色素;

3.光合作用过程的应用和重要意义。

第6章第1节

简述细胞的生长和增殖的周期性(活动建议:模拟探究细胞表面积与体积的关系)。

对细胞的生长无要求。

第6章第2~4节

说明细胞的分化。

举例说明细胞的全能性。(活动建议:搜集有关干细胞研究进展和应用的资料)。

探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。 来源:https://sxphszu.cn/zhishi/202412-9.html

说出癌细胞的主要特征,讨论恶性肿瘤的防治(活动建议:搜集恶性肿瘤防治方面的资料)。

知道细胞的分化、癌变和衰老的知识。

二、新增添知识点的探讨和分析

新增添知识点主要有: 来源:https://fplkm.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-160.html

第4章P65生物膜的流动镶嵌模型;P60水分进出红细胞的状况;P67人鼠细胞融合实验。

第5章P91探究酵母菌细胞呼吸的方式;P104探究环境因素对光合作用强度的影响。

第6章P110实验探究细胞大小与物质运输的关系;P123细胞凋亡。

无机物——————有机小分子物质(氨基酸)————————有机大分子物质(蛋白质)——————生命(拥有基本代谢功能和繁殖功能)

英国科学家米勒作了一个实验,它将氨气,氢气,水蒸气等混合气体加热,然后通过电火花的洗礼,再接着冷却,最后在所得液体中发现了最简单的如氨基酸类的有机物。这就是生物进化的第一阶段。

原始地球中,大气中充满了氨气,氢气,co2,等等无机物质(大多数从地 来源:https://www.fplkm.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-243.html

球表层火山喷出来的),当时乌烟瘴气的大气层中,闪电密布,大概过了多少亿年,积累了许久的量变在一次巨大的闪电袭击下突然间质变,成为了一个有机物。然后,越来越多的有机物落到了原始海洋中(还是喷出来的……),慢慢的,他们聚集到一起,在强烈的紫外线和闪电攻击下,成为了基本的大分子有机物。后来,有很多物质不停的变化,成为了一个细胞中的各种物质,比如线粒体等等。后来,他们聚集在一起,生成了隔离水和细胞液的细胞膜,就此,第一个“生命”诞生了,虽然他只能有基本的新陈代谢和繁殖能力,但他是个定义上的生命。之后那就是越来越多的细胞聚集在一起,成为了多细胞生物。

DNA,原名脱氧核糖核酸,他就是一种大分子有机物,生物的遗传物质分RNA,DNA,有的蛋白质也有遗传功能。是DNA指导氨基酸合成和本体一样的蛋白质,并且组成到一起。

生命的组合完全是意外的,就像我刚才跟你陈述的过程,只有非常小的几率,他们合成了,并且,如果第一个生命不幸夭折了,那就还要等很久很久。

(原创)来源:https://www.sxphszu.cn/bkjj/202412-138.html

DNADNA(为英文Deoxyribonucleic acid的缩写),又称脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料,有时被称为“遗传微粒”。DNA是一种分子,可组成遗传指令,以引导生物发育与生命机能运作。主要功能是长期性的资讯储存,可比喻为“蓝图”或“食谱”。其中包含的指令,是建构细胞内其他的化合物,如蛋白质与RNA所需。带有遗传讯息的DNA片段称为基因,其他的DNA序列,有些直接以自身构造发挥作用,有些则参与调控遗传讯息的表现。

单体脱氧核糖核酸聚合而成的聚合体——脱氧核糖核酸链,也被称为DNA。在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分(通常一半,即DNA双链中的一条)复制传递到子代中,从而完成性状的传播。因此,化学物质DNA会被称为“遗传微粒”。原核细胞的拟核是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每条染色体上含有一个或两个DNA。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA.

DNA是一种长链聚合物,组成单位称为核苷酸,而糖类与磷酸分子借由酯键相连,组成其长链骨架。每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接,这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列,可组成遗传密码,是蛋白质氨基酸序列合成的依据。读取密码的过程称为转录,是根据DNA序列复制出一段称为RNA的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息,另有一些本身就拥有特殊功能,例如rRNA、snRNA与siRNA。

DNA是遗传信息的载体,故亲代DNA必须以自身分子为模板准确的复制成两个拷贝,并分配到两个子细胞中去,完成其遗传信息载体的使命。而DNA的双链结构对于维持这类遗传物质的稳定性和复制的准确性都是极为重要的。

(一)DNA的半保留复制

Waston和Click在提出DNA双螺旋结构模型时曾就DNA复制过程进行过研究,发现DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂(通过解旋酶),双螺旋结构解旋分开,每条链分别作模板合成新链。由于每个子代DNA的一条链来自亲代,另一条则是新合成的,故称之为半保留式复制(semiconservative replication)。

(二)DNA复制过程

1.DNA双螺旋的解旋

(1)单链DNA结合蛋白(single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白)

(2)DNA解链酶(DNA helicase)

(3)DNA解链

2.冈崎片段与半不连续复制

3.复制的引发和终止

(三)端粒和端粒酶

1941年美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出了端粒(telomere)的假说,认为染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。现在已知染色体端粒的作用至少有二:① 保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;② 与核纤层相连,使染色体得以定位。

[编辑本段]DNA的理化性质

DNA是大分子高分子聚合物,DNA溶液为高分子溶液,具有很高的粘度。DNA对紫外线有吸收作用,当核酸变性时,吸光值升高;当变性核酸可复性时,吸光值又会恢复到原来水平。温度、有机溶剂、酸碱度、尿素、酰胺等试剂都可以引起DNA分子变性,即使得DNA双键间的氢键断裂,双螺旋结构解开。

DNA(deoxyribonucleic acid)指脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。

[编辑本段]分布和功能

原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。

[编辑本段]DNA的发现

自从孟德尔的遗传定律被重新发现以后,人们又提出了一个问题:遗传因子是不是一种物质实体?为了解决基因是什么的问题,人们开始了对核酸和蛋白质的研究。

早在1868年,人们就已经发现了核酸。在德国化学家霍佩·赛勒的实验室里,有一个瑞士籍的研究生名叫米歇尔(1844--1895),他对实验室附近的一家医院扔出的带脓血的绷带很感兴趣,因为他知道脓血是那些为了保卫人体健康,与病菌“作战”而战死的白细胞和被杀死的人体细胞的“遗体”。于是他细心地把绷带上的脓血收集起来,并用胃蛋白酶进行分解,结果发现细胞遗体的大部分被分解了,但对细胞核不起作用。他进一步对细胞核内物质进行分析,发现细胞核中含有一种富含磷和氮的物质。霍佩·赛勒用酵母做实验,证明米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的。于是他便给这种从细胞核中分离出来的物质取名为 “核素”,后来人们发现它呈酸性,因此改叫“核酸”。从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究。

20世纪初,德国科赛尔(1853--1927)和他的两个学生琼斯(1865--1935)和列文(1869--1940)的研究,弄清了核酸的基本化学结构,认为它是由许多核苷酸组成的大分子。核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的。其中碱基有4种(腺瞟吟、鸟嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶),核糖有两种(核糖、脱氧核糖),因此把核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。

列文急于发表他的研究成果,错误地认为4种碱基在核酸中的量是相等的,从而推导出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的核苷酸连接成的四核苷酸,以此为基础聚合成核酸,提出了"四核苷酸假说"。这个错误的假说,对认识复杂的核酸结构起了相当大的阻碍作用,也在一定程度上影响了人们对核酸功能的认识。人们认为,虽然核酸存在于重要的结构--细胞核中,但它的结构太简单,很难设想它能在遗传过程中起什么作用。

蛋白质的发现比核酸早30年,发展迅速。进入20世纪时,组成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现,到1940年则全部被发现。

1902年,德国化学家费歇尔提出氨基酸之间以肽链相连接而形成蛋白质的理论,1917年他合成了由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链。于是,有的科学家设想,很可能是蛋白质在遗传中起主要作用。如果核酸参与遗传作用,也必然是与蛋白质连在一起的核蛋白在起作用。因此,那时生物界普遍倾向于认为蛋白质是遗传信息的载体。

1928年,美国科学家格里菲斯(1877--1941)用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验。他把有荚病菌用高温杀死后与无荚的活病菌一起注人老鼠体内,结果他发现老鼠很快发病死亡,同时他从老鼠的血液中分离出了活的有荚病菌。这说明无荚菌竟从死的有荚菌中获得了什么物质,使无荚菌转化为有荚菌。这种假设是否正确呢?格里菲斯又在试管中做实验,发现把死了的有美菌与活的无荚菌同时放在试管中培养,无荚菌全部变成了有荚菌,并发现使无荚菌长出蛋白质荚的就是已死的有荚菌壳中遗留的核酸(因为在加热中,荚中的核酸并没有被破坏)。格里菲斯称该核酸为"转化因子"。

1944年,美国细菌学家艾弗里(1877--1955)从有美菌中分离得到活性的“转化因子”,并对这种物质做了检验蛋白质是否存在的试验,结果为阴性,并证明“转化因子”是DNA。但这个发现没有得到广泛的承认,人们怀疑当时的技术不能除净蛋白质,残留的蛋白质起到转化的作用。

美籍德国科学家德尔布吕克(1906--1981)的噬菌体小组对艾弗里的发现坚信不移。因为他们在电子显微镜下观察到了噬菌体的形态和进入大肠杆菌的生长过程。噬菌体是以细菌细胞为寄主的一种病毒,个体微小,只有用电子显微镜才能看到它。它像一个小蝌蚪,外部是由蛋白质组成的头膜和尾鞘,头的内部含有DNA,尾鞘上有尾丝、基片和小钩。当噬菌体侵染大肠杆菌时,先把尾部末端扎在细菌的细胞膜上,然后将它体内的DNA全部注人到细菌细胞中去,蛋白质空壳仍留在细菌细胞外面,再没有起什么作用了。进入细菌细胞后的噬菌体DNA,就利用细菌内的物质迅速合成噬菌体的DNA和蛋白质,从而复制出许多与原噬菌体大小形状一模一样的新噬菌体,直到细菌被彻底解体,这些噬菌体才离开死了的细菌,再去侵染其他的细菌。

1952年,噬菌体小组主要成员赫尔希(1908一)和他的学生蔡斯用先进的同位素标记技术,做噬菌体侵染大肠杆菌的实验。他把大肠杆菌T2噬菌体的核酸标记上32P,蛋白质外壳标记上35S。先用标记了的T2噬菌体感染大肠杆菌,然后加以分离,结果噬菌体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面,只有噬菌体内部带有32P标记的核酸全部注人大肠杆菌,并在大肠杆菌内成功地进行噬菌体的繁殖。这个实验证明DNA有传递遗传信息的功能,而蛋白质则是由 DNA的指令合成的。这一结果立即为学术界所接受。

几乎与此同时,奥地利生物化学家查加夫(1905--)对核酸中的4种碱基的含量的重新测定取得了成果。在艾弗里工作的影响下,他认为如果不同的生物种是由于DNA的不同,则DNA的结构必定十分复杂,否则难以适应生物界的多样性。因此,他对列文的"四核苷酸假说"产生了怀疑。在1948- 1952年4年时间内,他利用了比列文时代更精确的纸层析法分离4种碱基,用紫外线吸收光谱做定量分析,经过多次反复实验,终于得出了不同于列文的结果。实验结果表明,在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的总分子数量相等,其中腺嘌吟A与胸腺嘧啶T数量相等,鸟嘌吟G与胞嘧啶C数量相等。说明DNA分子中的碱基A 与T、G与C是配对存在的,从而否定了"四核苷酸假说",并为探索DNA分子结构提供了重要的线索和依据。

1953年4月25日,英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果:DNA双螺旋结构的分子模型,这一成果后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现,标志着分子生物学的诞生。

沃森(1928一)在中学时代是一个极其聪明的孩子,15岁时便进入芝加哥大学学习。当时,由于一个允许较早人学的实验性教育计划,使沃森有机会从各个方面完整地攻读生物科学课程。在大学期间,沃森在遗传学方面虽然很少有正规的训练,但自从阅读了薛定愕的《生命是什么?--活细胞的物理面貌》一书,促使他去"发现基因的秘密"。他善于集思广益,博取众长,善于用他人的思想来充实自己。只要有便利的条件,不必强迫自己学习整个新领域,也能得到所需要的知识。沃森22岁取得博士学位,然后被送往欧洲攻读博士后研究员来源:https://fplkm.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-236.html。为了完全搞清楚一个病毒基因的化学结构,他到丹麦哥本哈根实验室学习化学。有一次他与导师一起到意大利那不勒斯参加一次生物大分子会议,有机会听英国物理生物学家威尔金斯(1916--)的演讲,看到了威尔金斯的DNAX射线衍射照片。从此,寻找解开DNA结构的钥匙的念头在沃森的头脑中索回。什么地方可以学习分析X射线衍射图呢?于是他又到英国剑桥大学卡文迪什实验室学习,在此期间沃森认识了克里克。

克里克(1916一2004)上中学时对科学充满热情,1937年毕业于伦敦大学。1946年,他阅读了《生命是什么?-活细胞的物理面貌》一书,决心把物理学知识用于生物学的研究,从此对生物学产生了兴趣。1947年他重新开始了研究生的学习,1949年他同佩鲁兹一起使用X射线技术研究蛋白质分子结构,于是在此与沃森相遇了。当时克里克比沃森大12岁,还没有取得博士学位。但他们谈得很投机,沃森感到在这里居然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的人,真是三生有幸。同时沃森感到在他所接触的人当中,克里克是最聪明的一个。他们每天交谈至少几个小时,讨论学术问题。两个人互相补充,互相批评以及相互激发出对方的灵感。他们认为解决DNA分子结构是打开遗传之谜的关键。只有借助于精确的X射线衍射资料,才能更快地弄清DNA的结构。为了搞到DNAX射线衍射资料,克里克请威尔金斯到剑桥来度周末。在交谈中威尔金斯接受了DNA结构是螺旋型的观点,还谈到他的合作者富兰克林(1920一1958,女)以及实验室的科学家们,也在苦苦思索着DNA结构模型的问题。从1951年11月至1953年4月的18个月中,沃森、克里克同威尔金斯、富兰克林之间有过几次重要的学术交往。

1951年11月,沃森听了富兰克林关于DNA结构的较详细的报告后,深受启发,具有一定晶体结构分析知识的沃森和克里克认识到,要想很快建立 DNA结构模型,只能利用别人的分析数据。他们很快就提出了一个三股螺旋的DNA结构的设想。1951年底,他们请威尔金斯和富兰克林来讨论这个模型时,富兰克林指出他们把DNA的含水量少算了一半,于是第一次设立的模型宣告失败。

有一天,沃森又到国王学院威尔金斯实验室,威尔金斯拿出一张富兰克林最近拍制的“B型”DNA的X射线衍射的照片。沃森一看照片,立刻兴奋起来、心跳也加快了,因为这种图像比以前得到的“A型”简单得多,只要稍稍看一下“B型”的X射线衍射照片,再经简单计算,就能确定DNA分子内多核苷酸链的数目了。

克里克请数学家帮助计算,结果表明源吟有吸引嘧啶的趋势。他们根据这一结果和从查加夫处得到的核酸的两个嘌吟和两个嘧啶两两相等的结果,形成了碱基配对的概念。

他们苦苦地思索4种碱基的排列顺序,一次又一次地在纸上画碱基结构式,摆弄模型,一次次地提出假设,又一次次地推翻自己的假设。

沃森(左)和克里克有一次,沃森又在按着自己的设想摆弄模型,他把碱基移来移去寻找各种配对的可能性。突然,他发现由两个氢键连接的腺膘吟一胸腺嘧啶对竟然和由3个氢键连接的鸟嘌吟一胞嘧啶对有着相同的形状,于是精神为之大振。因为嘌吟的数目为什么和嘧啶数目完全相同这个谜就要被解开了。查加夫规律也就一下子成了 DNA双螺旋结构的必然结果。因此,一条链如何作为模板合成另一条互补碱基顺序的链也就不难想象了。那么,两条链的骨架一定是方向相反的。

经过沃森和克里克紧张连续的工作,很快就完成了DNA金属模型的组装。从这模型中看到,DNA由两条核苷酸链组成,它们沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起,很像一座螺旋形的楼梯,两侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架,而踏板就是碱基对。由于缺乏准确的X射线资料,他们还不敢断定模型是完全正确的。

威尔金斯富兰克林下一步的科学方法就是把根据这个模型预测出的衍射图与X射线的实验数据作一番认真的比较。他们又一次打电话请来了威尔金斯。不到两天工夫,威尔金斯和富兰克林就用X射线数据分析证实了双螺旋结构模型是正确的,并写了两篇实验报告同时发表在英国《自然》杂志上。1962年,沃森、克里克和威尔金斯获得了诺贝尔医学和生理学奖,而富兰克林因患癌症于1958年病逝而未被授予该奖。

20世纪30年代后期,瑞典的科学家们就证明DNA是不对称的来源:https://sxphszu.cn/cshi/202412-84.html。第二次世界大战后,用电子显微镜测定出DNA分子的直径约为2nm。

DNA双螺旋结构被发现后,极大地震动了学术界,启发了人们的思想。从此,人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。首先是围绕着4 种碱基怎样排列组合进行编码才能表达出20种氨基酸为中心开展实验研究。1967年,遗传密码全部被破解,基因从而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明:基因实际上就是DNA大分子中的一个片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。在这个单位片段上的许多核苷酸不是任意排列的,而是以有含意的密码顺序排列的。一定结构的DNA,可以控制合成相应结构的蛋白质。蛋白质是组成生物体的重要成分,生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的。因此,基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等,这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类。现代生物学的发展,愈来愈显示出它将要上升为带头学科的趋势。

[编辑本段]DNA重组技术的发展

20世纪50年代,DNA双螺旋结构被阐明,揭开了生命科学的新篇章,开创了科学技术的新时代。随后,遗传的分子机理――DNA复制、遗传密码、遗传信息传递的中心法则、作为遗传的基本单位和细胞工程蓝图的基因以及基因表达的调控相继被认识。至此,人们已完全认识到掌握所有生物命运的东西就是DNA和它所包含的基因,生物的进化过程和生命过程的不同,就是因为DNA和基因运作轨迹不同所致。

知道DNA的重大作用和价值后,生命科学家首先想到能否在某些与人类利益密切相关的方面打破自然遗传的铁律,让患病者的基因改邪归正以达治病目的,把不同来源的基因片段进行“嫁接”以产生新品种和新品质……于是,一个充满了诱惑力的科学幻想奇迹般地成为现实。这是发生在20世纪70年代初的事情。

实现这一科学奇迹的科技手段就是DNA重组技术。1972年,美国科学家保罗?伯格首次成功地重组了世界上第一批DNA分子,标志着DNA重组技术――基因工程作为现代生物工程的基础,成为现代生物技术和生命科学的基础与核心。

DNA重组技术的具体内容就是采用人工手段将不同来源的含某种特定基因的DNA片段进行重组,以达到改变生物基因类型和获得特定基因产物的目的的一种高科学技术。

到了20世纪70年代中后期,由于出现了工程菌以及实现DNA重组和后处理都有工程化的性质,基因工程或遗传工程作为DNA重组技术的代名词被广泛使用。现在,基因工程还包括基因组的改造、核酸序列分析、分子进化分析、分子免疫学、基因克隆、基因诊断和基因治疗等内容。可以说,DNA重组技术创立近 30多年来所获得的丰硕成果已经把人们带进了一个不可思议的梦幻般的科学世界,使人类获得了打开生命奥秘和防病治病“魔盒”的金钥匙。

目前,DNA重组技术已经取得的成果是多方面的。到20世纪末,DNA重组技术最大的应用领域在医药方面,包括活性多肽、蛋白质和疫苗的生产,疾病发生机理、诊断和治疗,新基因的分离以及环境监测与净化。

许多活性多肽和蛋白质都具有治疗和预防疾病的作用,它们都是从相应的基因中产生的。但是由于在组织细胞内产量极微,所以采用常规方法很难获得足够量供临床应用。

基因工程则突破了这一局限性,能够大量生产这类多肽和蛋白质,迄今已成功地生产出治疗糖尿病和精神分裂症的胰岛素,对血癌和某些实体肿瘤有疗效的抗病毒剂――干扰素,治疗侏儒症的人体生长激素,治疗肢端肥大症和急性胰腺炎的生长激素释放抑制因子等100多种产品。

基因工程还可将有关抗原的DNA导入活的微生物,这种微生物在受免疫应激后的宿主体内生长可产生弱毒活疫苗,具有抗原刺激剂量大、且持续时间长等优点。目前正在研制的基因工程疫苗就有数十种之多,在对付细菌方面有针对麻风杆菌、百日咳杆菌、淋球菌、脑膜炎双球菌等的疫苗;在对付病毒方面有针对甲型肝炎、乙型肝炎、巨细胞病毒、单纯疱疹、流感、人体免疫缺陷病毒等的疫苗……。我国乙肝病毒携带者和乙肝患者多达一二亿,这一情况更促使了我国科学家自行成功研制出乙肝疫苗,取得了巨大的社会效益和经济效益。

抗体是人体免疫系统防病抗病的主要武器之一,20世纪70年代创立的单克隆抗体技术在防病抗病方面虽然发挥了重要作用,但由于人源性单抗很难获得,使得单抗在临床上的应用受到限制。为解决此问题,近年来科学家采用DNA重组技术已获得了人源性抗体,这种抗体既可保证它与抗原结合的专一性和亲合力,又能保证正常功能的发挥。目前,已有多种这样的抗体进行了临床试验,如抗HER-2人源化单抗治疗乳腺癌已进入Ⅲ期试验,抗IGE人源化单抗治疗哮喘病已进入Ⅱ期试验。

抗生素在治疗疾病上起到了重要作用,随着抗生素数量的增加,用传统方法发现新抗生素的几率越来越低。为了获取更多的新型抗生素,采用DNA重组技术已成为重要手段之一。目前人们已获得数十种基因工程“杂合”的抗生素,为临床应用开辟了新的治疗途径。

值得指出的是,以上所述基因工程多肽、蛋白质、疫苗、抗生素等防治药物不仅在有效控制疾病,而且在避免毒副作用方面也往往优于以传统方法生产的同类药品,因而更受人们青睐。

人类疾病都直接或间接与基因相关,在基因水平上对疾病进行诊断和治疗,则既可达到病因诊断的准确性和原始性,又可使诊断和治疗工作达到特异性强、灵敏度高、简便快速的目的。于基因水平进行诊断和治疗在专业上称为基因诊断和基因治疗。目前基因诊断作为第四代临床诊断技术已被广泛应用于对遗传病、肿瘤、心脑血管疾病、病毒细菌寄生虫病和职业病等的诊断;而基因治疗的目标则是通过DNA重组技术创建具有特定功能的基因重组体,以补偿失去功能的基因的作用,或是增加某种功能以利对异常细胞进行矫正或消灭。

在理论上,基因治疗是治本治愈而无任何毒副作用的疗法。不过,尽管至今国际上已有100多个基因治疗方案正处于临床试验阶段,但基因治疗在理论和技术上的一些难题仍使这种治疗方法离大规模应用还有一段很长的距离。不论是确定基因病因还是实施基因诊断、基因治疗、研究疾病发生机理,关键的先决条件是要了解特定疾病的相关基因。随着“人类基因组计划”的临近完成,科学家们对人体全部基因将会获得全面的了解,这就为运用基因重组技术造逼于人类健康事业创造了条件。

不过,虽然基因技术向人类展示了它奇妙的“魔术师”般的魅力,但也有大量的科学家对这种技术的发展予以人类伦理和生态演化的自然法则的冲击表示出极大的担忧。从理论上来讲,这种技术发展的一个极致就是使人类拥有了创造任何生命形态或从未有过的生物的能力。人们能够想像这将是怎样的结果吗?

科学家在DNA中发现除基因密码之外的新密码 来源:https://www.fplkm.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-149.html

据台湾媒体报道,美国与以色列科学家相信,他们已在DNA(去氧核醣核酸)之中找到除了基因密码之外的第二种密码。新发现的密码负责决定核体—亦即DNA所环绕的微型蛋白质线轴—之位置。这些线轴同时保护与控制通往DNA本身的途径。

这项发现若获得证实,可能开启有关控制基因更高位阶的机制新知。譬如,每一种人体细胞得以激活其所需基因,却又无法触及其它种类细胞所使用的基因等既关键又神秘的过程。

以色列魏兹曼研究院的塞格尔与美国西北大学的威顿及其同僚,在这一期“自然”科学期刊中,撰文描述这种DNA新密码。

每一个人体细胞里都有约三千万个核体。之所以需要这么多的核体,是因为DNA线包覆每一个核体仅一.六五次,每个DNA螺旋就包含一百四十七个单位,而且单一染色体里的DNA分子在长度上可能就有高达二亿二千五百万个单位。

生物学家多年来一直怀疑,DNA上的某些位置,特别是DNA最容易弯曲的那些位置,可能比其它位置更有利于核体的存在,但整体模式并不显而易见。如今,塞格尔与威顿博士分析了酵母菌基因内约二百个位置的序列,这些都是既知核体纠结在一起的地方,两人发现其中确实隐含一个模式存在。来源:https://fplkm.cn/zhishi/202412-109.html

透过了解此一模式,他们成功预测其它有机体大约五成核体的位置。这个模式乃是能让DNA更容易弯曲,以及紧密包复核体的两种序列结合而成。但在此一模式中,每一个核体纠结的位置仅需若干序列出现即可,因此并不明显。正由于其形成条件松散,因此并不与基因密码冲突。

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