中学生物学概念教学-老师.ppt

u区别事实和概念区别事实和概念u为什么要关注概念教学？为什么要关注概念教学？u传递生物学概念的方式及其对教学影响传递生物学概念的方式及其对教学影响u梳理核心概念的备课梳理核心概念的备课u生物学核心概念的教学策略生物学核心概念的教学策略 有关生物学知识的十个陈述句：u工业污染区，桦尺蛾的变化是自然选择的结果。u由雌雄亲代双方共同繁殖后代的生殖过程称为有性生殖。 u进行有性生殖的生物，减数分裂时，同源染色体要配对。 u孟德尔豌豆杂交试验中，F2的性状表现出现约为3：1的分离比。 u酵母菌是兼性厌氧生物。 u每个生命体都需要一组规定其特征的指令。所谓遗传就是把这些指令从一代传递给下一代。 u种群是进化的单位。 u艾滋病病毒是逆转录病毒。 u调节基因是编码一种蛋白质的基因，该蛋白质控制一个或一组基因的转录。 u工业污染区，深色的桦尺蛾越来越多，浅色的桦尺蛾越来越少。 实例：用1（接近事实）5（接近概念）界定下列陈述句。u多数生物需要水、食物和空气。u昆虫有特化的体节。u昆虫有六条腿。u在漫长的地质年代中，很多生物形成了特殊功能的结构，使他们能在某一环境中生存。u生物使用了它,他们生存于环境。 答案：见仁见智， 思路：2与3比较，4与5比较，最后与1比较。 应用：指导教学，分析重点内容。 如何区别生物学概念和生物学事实呢？u事实是客观的，是通过感官或者一定的仪器进行观察测量得到的。u概念：思维的基本特征形式之一，是事物的一般的、本质的特征在人们头脑中的反映。 概念往往是主观的，是人的思维活动的结果，即是由众多的事实归纳推理得出的。u“事实是可观察测量的，概念是思维加工的”这是区分事实和概念的最基本的原则。 为什么要区别生物学事实和生物学概念？u学生的生物学素养反映了生物学核心概念的掌握和应用水平；u有助于我们明确教学目标和确定教学重点；u有助于我们选择适合的教学方法和教学策略；u有助于改变对学习者学习结果的评价。 义务教育课程标准修订凸显核心概念的传递 在内容标准的十个主题中增加（或修改）了47个重要（核心）概念 重要概念以命题的方式具体描述 在教学建议中，增加了关于核心概念的教学建议 细胞是生物体结构和功能的基本单位。 细胞能进行分裂、分化，以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖。 一些生物由单细胞构成，一些生物由多细胞组成。 动植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构，以进行生命活动。 相比于动物细胞，植物细胞具有特殊的细胞结构，例如叶绿体和细胞壁。 多细胞生物体具有一定的结构层次，可包括细胞、组织、器官（系统）和生物个体。 注重教学过程是因为更强调学生的学习结果。我们始终强调探究学习和主动学习的重要性，重视基础知识的学习，只是多了概念教学这一抓手。 理解和应用知识，这是教学的基本要求。理解才能长久记忆，概念教学就非常注意引导学生对知识的理解。 教师和课程人员对知识点的理解不同。注意“知识点”一词，在新课标中已经不再或者很少使用，因为他影响教学要求。 我们教师对概念的理解也不尽相同。年级幼儿园至4年级58年级912年级标准内容 u生命体的特性 u生命体的生命周期u生命体与环境 u生命系统的结构和功能u繁殖与遗传u调节机制与行为u人口与生态系统u生命体的多样性与适应性 u细胞u遗传的分子基础u生物进化u生命体的相互依赖性u生命系统中的物质、能量和组织u生命体的行为 基于美国国家科学教育标准的美国加州公立学校科学框架（Science Framework for California Public Schools Kindergarten Through Grade Twelve，1990）中生命科学框架：它共分三部分即A生物体、B细胞、遗传和进化及C生态系统，每一部分又提出多个相应的核心问题。 标准内容标准内容核心问题核心问题A生物体 A-1生物体的基本特征是什么？生物体的基本特征是什么？A-2生物体的结构是如何完成相应功能，并且相互作用，共同维持生生物体的结构是如何完成相应功能，并且相互作用，共同维持生物体生长及其它生命活动的？物体生长及其它生命活动的？A-3生物之间的关系是怎样的？如何对生物进行分类？生物之间的关系是怎样的？如何对生物进行分类？A-4人与其它生物如何相互作用？人与其它生物如何相互作用？B细胞、遗传和进化B-1什么是细胞？它的结构组成和功能是什么？细胞是如何生长的？什么是细胞？它的结构组成和功能是什么？细胞是如何生长的？生命和代谢的化学基础是什么？生命和代谢的化学基础是什么？ B-2生命的特征是如何在前后代传递的？遗传如何决定生物个体的发生命的特征是如何在前后代传递的？遗传如何决定生物个体的发育？育？B-3随着时间的推移，生命是如何变化进而形成多样性的？生物进化随着时间的推移，生命是如何变化进而形成多样性的？生物进化的过程和类型如何表征？的过程和类型如何表征？ C生态系统C-1什么是生态系统？生态系统中的生物是如何相互作用的？什么是生态系统？生态系统中的生物是如何相互作用的？C-2生态系统中的能量是如何流动的？生态系统中的能量是如何流动的？C-3生态系统如何变化？生态系统如何变化？C-4人类对生态系统所负的责任是什么？人类对生态系统所负的责任是什么？ 美国加州其生物教学的目标十分明确，就是要帮助学生理解生物学最核心的问题，使学生能够在不同层次上对生命的本质做出相对正确的解释。这种教学就是核心概念的教学。生物学核心概念是教师或学生对生物学核心问题（生命实质问题）的相对本质的认识或看法，通常用陈述句来表示。这里的“概念”，实际上是认识或看法或解释，一般用陈述句来表示；这里“核心”是指生物学的核心问题，无论是哪个年龄段的学生，它们所面对的生物学核心问题是一致的，都是关于生物最本质的问题，即结构和功能、遗传和进化、生物与环境等；这里的“相对”有两层含义，一是人们对真理的认识是相对的，二是不同年龄段的学生对生命本质的认识是相对的，所以对同一生物学本质问题就有了不同层次的认识和看法。实例：判断哪些是生物学概念？u酶u生态位u细胞呼吸u生态位指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色u细胞呼吸从糖酵解开始u酶的催化活性极高，酶有专一性，酶活性受多种因素影响 思考：当我们都知道术语指代的内容时，术语可以指代概念。 理解：（1）概念是对事物的抽象或概括。（2）生物学概念是生物学课程内容的基本组成。（3）建立、理解和使用生物学概念是生物学素养的指标之一。（4）生物学重要概念处于学科中心位置，包括了对生命现象、规律、理论等的理解和解释，是学科知识的主干部分，对学生学习生物学及相关科学具有重要作用和支撑作用。 再思考：可以用术语来传递生物学概念，如光合作用，但是前提是要先建立概念，即清楚术语背后概念的含义；最好用描述概念内涵的方式来传递概念，它是一个命题，是陈述句。如绿色植物利用太阳能，把CO2和H2O合成储存能量的有机物，同时释放O2。 使用生物学的术语来表述，如细胞代谢、细胞分化、遗传、基因、生态位。u用词对概念进行标记或命名是非常有用的，比如有助于交流沟通；提取记忆；有助于新概念的学习，但是交流和分享的前提是人们正确了解概念词所指代的相应背景和相关信息或经验。u在课堂教学中，学生知道某个名词术语绝不意味着他理解了概念。教学中将注意力集中于词汇而不是理解上是有风险的，常容易误将熟练掌握术语替代理解，也会错误地将科学描绘成只学会“大的字眼”而不是去提出和解答有关世界的问题。u要理解而不是只记住术语词汇是科学教学的主要目的。 将概念的含义直接与定义相对应。将概念的含义直接与定义相对应。u传统上，心理学家假定每一类别的成员都具有一套自己类别的定义属性或者说是独特的特征。这种概念的定义属性的学说认为我们是通过事物的关键特征（定义）来识别具体的例子。u有一些概念有着非常明确的定义，但是更多的概念没有，特别是更为抽象复杂的那些概念，包含的意义无法用一句定义确切表达。何况随着时代的发展，人们对它的理解也在不断的发生变化。u“概念”和“定义”有十分接近的表示，但两者又不是完全相同。“定义”通常用“是”来表述，说的肯定。“概念”描述一类事物的本质，有时并不用“是”来描述。另外，随着学生年龄的不同，“定义”的描述会不断变化、加深。所以“定义”可能会让学生在后续学习时产生困惑。u在教学中，试图仅用精确的定义来界定专业名词和术语不仅限制了概念的含义，还将其置于教条、静止的状态，违反了概念的时代发展性，并且剥离了概念之间的相关性。u仅仅强调术语、定义可能会导致在概念教学过程中教师过于关注零散的信息，没有注重概念的良好结构，以及概念之间的联系与情境的运用，而将其以孤立名词解释的方式让学生死记硬背。如此以来学生不容易构建良好的知识结构框架，容易遗忘，在知识运用和迁移时感到困难。 用完整的陈述句（命题）形式来表述核心概念，在表述中尽可能少的使用术语。例如：科学探究科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。u提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要作出假设。u科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。一项观察或实验重复的次数越多，获得准确结果的可能性就越大。u科学探究既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行分析和判断。u科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文字、图表等方式来表述结果，需要与他人交流和合作。初中阶段的概念和核心概念初中阶段的概念和核心概念1 生物体之间、生物与环境之间相互依赖。1.1 2种生物体可能以多种方式相互作用，它们的关系可能是：生产者-消费者，捕食者-被捕食者，寄生物-寄主；还有一种生物分解另一种生物，或以其尸体为食。这些关系中的相互影响可能是积极的、中性的或消极的。2 依据生物种群在生态系统中的作用，可将它们分成不同类别：生产者、消费者和分解者。2.1 绿色植物通过光合作用从太阳那里获取能量，为自己和动物提供基本的食物，它们是生产者。2.2 动物以植物或其他动物为食，并获取所需能量，它们是消费者。2.3 各种细菌和真菌能分解动植物，并利用其中的有机物和能量，它们是分解者。2.4 食物链和食物网反映了生态系统中生产者、消费者和分解者之间吃与被吃的相互依赖关系。3 生物与环境组成生态系统3.1 种群是占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体。3.2 群落是在一定空间内所有生物种群的集合体。3.3 在特定区域，一个生态系统包括所有的植物和动物种群，以及无机环境。植物和动物相互依存，并依靠生态系统中的无机环境资源维持生存。4 通过食物链和食物网，生态系统中进行着物质循环和能量流动。4.1 几乎所有生物的能量都能追溯到太阳。4.2 能量以太阳能的方式进入生态系统，生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，然后通过食物网（链）传给消费者和分解者。 高中阶段的概念和核心概念高中阶段的概念和核心概念1 生态系统中，生物体间的相互作用形成了动态的生物群落。1.1 生物体有能力产生大量个体，但环境和资源是有限的。1.2 在一个生态系统中，出生率、死亡率、迁出和迁入影响种群大小，种群的增长还受可利用的物质和能量、空间大小及竞争者、捕食者的限制。1.3 生态系统能维持的生物体和种群的数量（环境容纳量）取决于可利用的生物资源和非生物因素，如光和水的数量、温度范围和土壤组成。1.4 群落演替是指一些物种取代另一些物种，一个群落取代另一个群落的过程2 物质循环和能量流动是生态系统的两个重要功能。2.1 生态系统中维持生命需要的物质不断在有机体之间及有机体与环境之间循环。2.2 在食物网的每一环，一些能量以新的结构形式贮存，但大部分的能量以热的形式散发到环境中。这种能量的消散可以用能量金字塔来表示。2.3 太阳能的不断输入，保持了生态系统中物质循环和能量流动的持续。2.4 物质守恒定律和能量守恒定律适用于生态系统。3 生态系统具有一定的自我调节能力3.1 生态系统通过自动调节作用，实现物质循环和能量流动的相对稳定，这是一种动态平衡。3.2 生态系统能围绕一个大致平衡的状态周期性波动。3.3 生态系统的稳定性会被自然或人为干扰所打乱，气候变化、自然事件、人类活动或引进外来物种都可能引起生态系统变化。4 人类活动和决策对自然和生物环境有深远影响。4.1 人类是生态系统的一部分，人类活动能有意或无意地改变生态系统的稳定性。4.2 人类对生态系统的影响可能是积极或消极的。4.3 保护生态系统的可持续发展，已成为人类的共识。 任何生境中都有多种多样的生物。每种生物都离不开它们任何生境中都有多种多样的生物。每种生物都离不开它们的生活环境，同时又能适应、影响和改变环境。生物与环的生活环境，同时又能适应、影响和改变环境。生物与环境保持着十分密切的关系，并形成多种多样的生态系统。境保持着十分密切的关系，并形成多种多样的生态系统。 教学中，教师要帮助学生形成以下的重要概念。教学中，教师要帮助学生形成以下的重要概念。u生物与环境相互依赖。u一个生态系统包括一定区域内的所有的植物、动物、微生物以及非生物环境。u依据生物在生态系统中的不同作用，一般可分为生产者、消费者和分解者。u生产者通过光合作用把太阳能（光能）转化为化学能，然后通过食物网（链）传给消费者、分解者，在这个过程中进行着物质循环和能量流动。u生物圈是最大的生态系统。 普通高中生物课程标准（实验）采用“动词+名词短语”的形式来陈述教学要求，并未明确指出需要学生掌握的生物学概念，例如：阐明生态系统的稳定性。在实际教学中，教师遇到的问题表现在：（1）教师不清楚:究竟学生要阐明生态系统稳定性的哪些内容才算达到了课程标准的要求？这样确定学生是否真正达到了课程标准的要求？（2）教学中教师如果不能意识到课程标准在概念及核心概念上的要求，他们就会重视相关的生物学事实方面的内容，并把它作为教学的目的，这样学生就难以深入地理解概念，而是对事实性知识的简单记忆。 针对不同阶段的学生，课堂教学如果在目标中直接用陈述句的方式给出相应年级学生理解的知识（概念）内容则更为合理有效。 采取这样的表述方式，一方面是因为这样的表述方式更易于确认需要学生理解和掌握概念的内容及其意义，也更易于建立概念之间的联系；另一方面是因为不希望教师和学生将注意力只集中在词汇上而不是去理解概念，误将熟练掌握术语替代深入理解概念这种现象。当然，学生在理解词汇含义后，正确使用专业词汇应该受到称赞和鼓励。但是，理解应该是首要的。思考： 事实、术语、定义和概念对教学的影响。 以对概念的理解来建构知识框架。 列举高中“生物2：遗传与进化”中的18个重要概念，要求用71重要等级来评价他们的重要程度，进行汇总。 遗传与进化中的核心概念u染色体、DNA的结构、DNA的复制、基因、转录、翻译、中心法则、减数分裂、性状、突变、重组、伴性遗传、遗传规律u基因频率、物种、种群、自然选择、隔离、生物多样性 处于7（非常重要）等级的不能超过9项，否则很难完成教学任务。 建议：根据重要等级来合理计划课时。 1.细胞具有支撑其功能的特定结构。每个细胞都包有一层细胞膜，它把细胞与外界隔离开来。细胞内部是成千上万个分子的浓缩混合物，这些分子所形成的种种特化结构使细胞具有各种各样的功能，例如能量的产生、分子的输运、废物的排放、新分子的合成和遗传物质的存储。 2.细胞的大多数功能都涉及化学反应。被细胞吞噬的食物分子要发生化学反应，以提供合成其他分子所需要的化学成分。无论分解还是合成都需要各种各样的蛋白质催化剂，这些催化剂称为酶。有些食物分子的分解能使细胞把能量存储在特定的化学物质中，这些化学物质用来完成细胞的许多功能。 3.细胞要存储和利用信息来指导自己的功能。存储在脱氧核糖核酸中的遗传信息用来指导每个细胞所需要的成千上万种蛋白质的合成。 4.细胞的功能是受到调节的，调节的方式有两种：种是通过蛋白质所执行的功能活动的变化来进行调节，另一种是通过个别基因的有选择表达来进行调节。这种调节功能使细胞能够对周围的环境作出反应并且控制和协调细胞的生长和分裂。 5.植物细胞含有叶绿素，这是进行光合作用的场所。植物和许多微生物要利用太阳能把二氧化碳分子和水结合成为复杂的、具有丰富能量的有机化合物，并且向环境中释放氧气。这一光合作用过程在太阳和生命系统的能量需要之间建立起了重要的联系。 6.细胞会分化，分化细胞高度组织化地排列起来，就形成了复杂的多细胞生命体。在形成这些多细胞生命体的过程中，单个细胞的后代形成了胚胎；胚胎中的细胞成倍增长和分化，形成了构成最终有生命体的许多特化细胞、组织和器官。这一分化是通过不同基因的表达进行调节的。 1.物种的进化需要一定的时间。进化是一系列因素相互作用的结果，包括：(1)一个物种增加其个体数量的潜力；(2)由基因的变异和重组所造成的后代的遗传可变性；(3)生命所需资源的有限供应；(4)随后，环境对能够更好地生存和进一步繁衍后代的个体的选择。 2.生命体的高度多样性是35亿多年进化的结果，在这一过程中，各种生命形态填补了每一个能够利用的生命空间。 3.自然选择及对生物进化的影响为古代生命形式的化石记录以及不同种生命体之间的惊人的分子相似性提供了科学的解释。 4.今天地球上生活的数百万种植物、动物和微生物物种是相互有亲缘关系的，因为都来自共同的祖先。 5.生命体之间的联系是生物分类的基础。生命体是根据它们的相似性划分出种和属等层次结构的，这种相似性反映了它们之间的进化关系。物种是最基本的分类单位。u展现了当代科学的主要观点和思维结构；u足以能够组织和解释大量的现象和数据；u包含了大量的逻辑内容，有足够的空间用于解释、概括、推论等；u在教学中可以用上各类情境下的例子，并可使用于日常生活中常见的情况和环境；u可以提供许多机会，用以发展与本学科特色相关的认知技能和逻辑思维过程；u可以用于组建更高阶的概念，而且可望与其他学科的概念结构建立联系；u表达了科学在人类智力成果中所占有的地位。 在课堂教学中，核心概念应成为课堂教学目标之一。在制定教学目标的过程中，教师需要思考:核心概念之间的联系，核心概念与原有概念之间的联系以及核心概念与其他相关概念之间的联系。对于每一节课来说，教师还需要对核心概念进行细化，将上位的核心概念拆分为一系列较为具体的概念。具体来说，以下步骤可能可以帮助教师确定一节课中的概念目标:把握本部分内容涉及到的核心概念及概念之间的关系；在此基础上阅读教材，分析教学要点；在确定的教学要点中，区别概念和事实；列出概念，用一句话来表述；比较这些概念哪个更加抽象、上位，然后依次列出。 为了达到教学目标，必须要开展相应的教学活动。既然理解核心概念是教学的重要目标之一，那么教学活动也应围绕核心概念的理解展开。因此，应该根据核心概念精选恰当的教学内容，这些内容可以是文本、图片、演示，也可以是探究活动，但是这些内容都要与核心概念发展一致，目的都是为了学生对核心概念的深层理解。 术语术语细胞增殖、细胞周期、有丝分裂、无丝分裂 概念概念u细胞不能无限长大u细胞通过分裂进行增殖u细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础u细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程u从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期u一个细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段u真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂u分裂间期为分裂期进行物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成u细胞经过有丝分裂，遗传物质平均分配给子细胞u细胞有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中细胞增殖细胞增殖细胞分裂细胞分裂无丝分裂无丝分裂 减数分裂减数分裂 有丝分裂有丝分裂细胞周期细胞周期分裂间期分裂间期 分裂期分裂期方式方式特征特征子细胞染色体数子细胞染色体数目与母细胞相同目与母细胞相同特征特征特征特征DNA复制和有关复制和有关蛋白质合成蛋白质合成DNA复制后平均分复制后平均分配到配到2个子细胞个子细胞 课程标准中具体内容标准（1）简述细胞的生长和增殖的周期性（2）描述细胞的无丝分裂（3）观察细胞的有丝分裂并概述其过程 教学目标（1）简述细胞生长和增殖的周期性（2）观察细胞的有丝分裂并概述其过程（3）描述细胞的无丝分裂（4）探讨细胞不能无限长大的原因 教学重点（1）细胞生长和增殖的周期性（2）真核细胞有丝分裂的过程 教学难点 真核细胞有丝分裂过程中，各个时期染色体行为和数目的变化， 以及DNA数量的变化 细胞的代谢和遗传的“控制中心”是什么？ 遗传信息的载体是什么？ DNA的主要载体是什么？ 受伤后，伤口在愈合的过程中新产生的细胞与原来的细胞有差异吗？ 什么是细胞遗传特性的稳定？ 什么是细胞增殖？ 什么是细胞周期？ 细胞周期中的物质准备阶段主要变化是什么？ 细胞周期中的细胞分裂阶段主要变化是什么？ 举例说明细胞增殖的重要性 细胞在分裂过程中如何保持其遗传特性的稳定呢？ 为什么间期染色体不再是高度螺旋形成的短粗的形态，而是长长的细丝？ 间期复制的双份DNA分子在分裂期是怎样平均分配到两个子细胞中去的呢？ 为什么前期染色质丝通过螺旋化缩短变粗成染色体？ 染色体在细胞内怎样运动的？ 有丝分裂中染色体分配时如何保证每个子细胞都具有一套完整的染色体？ 两个子细胞核形成后，亲代细胞怎样分裂成两个子细胞的？ 如何观察有丝分裂？ 如何测定有丝分裂的细胞周期长短？ 形成问题串，完成教学设计形成问题串，完成教学设计（1）什么是细胞增殖？（2）什么是细胞周期？（3）受伤后，伤口在愈合的过程中新产生的细胞与原来的细胞有差异吗？（4）什么是细胞遗传特性的稳定？（5）细胞在分裂过程中如何保持其遗传特性的稳定呢？（6）细胞周期中的物质准备阶段主要变化是什么？（7）为什么间期DNA的载体是长长的染色质细丝，而不是高度螺旋的短粗的形态？（8）间期复制的双份DNA分子在分裂期是怎样平均分配到两个子细胞中去的呢？（9）为什么前期染色质通过螺旋化缩短变粗成染色体？（10）有丝分裂时染色体分配时如何保证每个子细胞中的染色体与亲代细胞完全相同？（11）举例说明细胞增殖的重要性？（12）如何观察有丝分裂？（13）如何测定有丝分裂的细胞周期长短？生态系统能够维持相对稳定是由于生态系统具有自我调节能力负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节的基础负反馈调节存在于生物群落内部,以及生物群落与无机环境之间生态系统的自我调节能力是有限的 依据课程标准和教材（可以使一章或者一节）选依据课程标准和教材（可以使一章或者一节）选择重要概念。择重要概念。 找出术语、概念或定义。找出术语、概念或定义。 梳理多个概念陈述句之间的逻辑关系，依据概念梳理多个概念陈述句之间的逻辑关系，依据概念的逻辑关系设计概念。（上位概念、下位概念）的逻辑关系设计概念。（上位概念、下位概念） 由浅入深的排列概念的顺序。由浅入深的排列概念的顺序。 按照按照4 4的顺序合理安排教学时间和活动。的顺序合理安排教学时间和活动。 创造性的使用教材（不同版本、不同国度创造性的使用教材（不同版本、不同国度） 应用科学史进行概念教学 通过探究实验进行概念学习 通过构建模型进行概念学习 使用概念图进行教学 信息技术辅助 基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位 核基因在染色体上呈线性排列 基因是有遗传效应的DNA分子片段 基因中的4种脱氧核苷酸的排列顺序，代表着特定的遗传信息 原核基因由编码区和非编码区2部分组成，编码区的核苷酸序列蕴含蛋白质中氨基酸顺序的编码信息，非编码区有调控遗传信息表达的特定核苷酸序列。真核基因是不连续基因，编码区分为外显子和内含子 DNA分子蕴含2类遗传信息：蛋白质结构编码信息和选择表达信息，蕴含蛋白质结构编码信息的DNA分子片段称为结构基因，蕴含选择表达信息的DNA分子片段称为调控基因 1865 1865年年 Mendel, 发现两个遗传规律发现两个遗传规律分离规律和自由组合规律，并分离规律和自由组合规律，并提出了提出了“遗传因子遗传因子” (genetic factor) 的观点。的观点。 指出遗传因子是一种物质，指出遗传因子是一种物质，它控制着生物的性状。它控制着生物的性状。 1903年，萨顿和鲍威尔年，萨顿和鲍威尔 遗传的染色体学说遗传的染色体学说 认为孟德尔的认为孟德尔的“遗传因子遗传因子”与配子形成以与配子形成以及受精过程中的染色体传递行为具有平行及受精过程中的染色体传递行为具有平行性，且孟德尔的遗传因子位于染色体上，性，且孟德尔的遗传因子位于染色体上， 第一次把遗传物质和染色体联系起来。第一次把遗传物质和染色体联系起来。 1909年，丹麦遗传学家约翰逊年，丹麦遗传学家约翰逊 。 用用“Gene”替代替代 Mendel早年所提出的遗传早年所提出的遗传因子因子(genetic factor)一词，并创立了基因一词，并创立了基因型型(genotype)和表现型和表现型(phenotype)的概念。的概念。 “Gene”一词由我国著名遗传学家谈家桢一词由我国著名遗传学家谈家桢先生引入，并翻译为先生引入，并翻译为“基因基因”。 1926年年 美国美国 摩尔根摩尔根基因论基因论出版出版 认为基因是组成染色体的遗传单位，并且认为基因是组成染色体的遗传单位，并且证明基因在染色体上占有一定位置，而且证明基因在染色体上占有一定位置，而且呈线性排列。呈线性排列。 提出提出“功能、交换、突变功能、交换、突变”三位一体的基三位一体的基因概念。因概念。 “一个基因一种酶一个基因一种酶”和和“一个基因一条多肽一个基因一条多肽链链” 基因的化学本质是基因的化学本质是DNA(有时是有时是RNA) 基因顺反子的概念基因顺反子的概念 基因是一段有功能的基因是一段有功能的DNA序列序列 基因的新概念基因的新概念1.基因的可动性基因的可动性DNA的转座（的转座（跳跃基因）跳跃基因） 指指DNA的一些序列能在同一细胞的不同染的一些序列能在同一细胞的不同染色体之间及同一染色体的不同位点之间发色体之间及同一染色体的不同位点之间发生转移的现象。生转移的现象。 跳跃基因的发现和证实，说明基因并非是跳跃基因的发现和证实，说明基因并非是稳定、不动的实体和固定座位。基因是可稳定、不动的实体和固定座位。基因是可以移动的。以移动的。 2.DNA的重复编码的重复编码重叠基因重叠基因 (overlapping genes)重叠基因重叠基因：是指两个或两个以上的基因共有：是指两个或两个以上的基因共有 一段一段DNA序列。序列。重叠基因的发现重叠基因的发现： 1978年，年，Sanger进行进行DNA测序发现测序发现 X174DNA全长：全长：5386核苷酸核苷酸 编码的编码的9种蛋白全长：种蛋白全长：2000个氨基酸；个氨基酸； 3X2000 = 6000核苷酸核苷酸 噬菌体噬菌体G4、MS2和和SV40中都发现了重叠基因中都发现了重叠基因 原核生物的重叠基因原核生物的重叠基因 3.DNA的不连续编码的不连续编码断裂基因断裂基因（splitting gene）发现：发现：1977 美美Sharp & Roberts 同时发现同时发现了了断裂基因断裂基因通过成熟通过成熟mRNA（或（或cDNA）与编码基因的）与编码基因的DNA杂交杂交试验而发现。试验而发现。4.DNA的的假基因假基因 （）假基因假基因：与功能基因在结构上相似：与功能基因在结构上相似, 但不具有正常功能的基因。但不具有正常功能的基因。 位置：位置： 它位于正常基因附近它位于正常基因附近,也可以位于不同也可以位于不同染色体上。染色体上。结构基因结构基因：能够编码多肽链的基因。能够编码多肽链的基因。 可转录、可翻译的可转录、可翻译的 RNA基因：基因： tDNA, rDNA，可转录但不翻译可转录但不翻译调控基因调控基因：调控调控邻近的结构基因的表达，邻近的结构基因的表达， 如：如：启动基因，操纵基因启动基因，操纵基因 不转录、不翻译不转录、不翻译 基因的类型基因的类型不是所有的基因都能为蛋白质编码不是所有的基因都能为蛋白质编码 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。过抽象的形式来表达。 美国国家科学教育标准美国国家科学教育标准中的表述：模型是与真实物中的表述：模型是与真实物体、单一事件或一类事物对应的而且具有解释力的试探体、单一事件或一类事物对应的而且具有解释力的试探性体系或结构。性体系或结构。 模型的方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本模型的方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。程的手段。 免疫调节u教学目标：概述人体免疫系统在维持稳态中的作用关注艾滋病的流行和预防固有免疫应答是宿主抵御病原微生物入侵，并启动和参与适应性免疫应答-皮肤、黏膜、血脑屏障等结构起到防御病菌入侵和维持内环境稳定作用；皮肤、黏膜、血脑屏障等结构起到防御病菌入侵和维持内环境稳定作用； -皮肤和黏膜分泌物中含有各种杀菌、抑菌物质；皮肤和黏膜分泌物中含有各种杀菌、抑菌物质； -吞噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞可结合、吞噬并杀灭微生物；吞噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞可结合、吞噬并杀灭微生物； -单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞捕获抗原后，可将抗原信息传递给单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞捕获抗原后，可将抗原信息传递给T淋巴淋巴细胞；细胞； -在特异性免疫应答的效应阶段，吞噬细胞、自然杀伤细胞、细胞因子、补体在特异性免疫应答的效应阶段，吞噬细胞、自然杀伤细胞、细胞因子、补体等固有免疫细胞与分子发挥十分重要的作用。等固有免疫细胞与分子发挥十分重要的作用。适应性免疫是机体获得性、抗原特异性、抗病原微生物感染的高效防御机制（或由对抗原特异性的识别所启动，识别导致特异性（或由对抗原特异性的识别所启动，识别导致特异性识别抗原的淋巴细胞的活化、增殖和功能性分化，结果产生了免疫效应，识别抗原的淋巴细胞的活化、增殖和功能性分化，结果产生了免疫效应，把抗原清除掉）把抗原清除掉） -抗原识别实质是抗原对免疫细胞的克隆选择抗原识别实质是抗原对免疫细胞的克隆选择；（当某一病原体侵入机体，；（当某一病原体侵入机体，少数免疫细胞特异性识别来自该病原体的抗原，继而发生这些细胞的增殖）少数免疫细胞特异性识别来自该病原体的抗原，继而发生这些细胞的增殖） -淋巴细胞活化需要双信号淋巴细胞活化需要双信号；（第一信号确保免疫应答具有特异性，第二（第一信号确保免疫应答具有特异性，第二信号使免疫应答在需要时发生）信号使免疫应答在需要时发生） -淋巴细胞增殖：抗原特异性淋巴细胞克隆的数量扩增，淋巴细胞活化：淋巴细胞增殖：抗原特异性淋巴细胞克隆的数量扩增，淋巴细胞活化：获得功能活性；获得功能活性； -不同的免疫效应机制负责清除不同性质的病原微生物。不同的免疫效应机制负责清除不同性质的病原微生物。通过调节使免疫应答被限制在一定强度和时间内；既能有效清除外来抗原，又能避免免疫应答对自身组织、细胞的损伤，从而维持机体内环境稳定；免疫系统也可产生疾病（自身免疫、免疫缺陷、超敏反应、排斥反应）；疫苗接种的原理是基于特异性免疫的特异性和记忆。该图主要说明的是B细胞作为抗原递呈细胞接受抗原递呈给T细胞，在Th细胞的辅助下产生抗体的过程。Th细胞的辅助作用分为两部分：协同刺激分子的作用及细胞因子的作用 根据根据T细胞的分化状态、表达的细胞表面分子以及功能的不同细胞的分化状态、表达的细胞表面分子以及功能的不同 初始初始T细胞：没有接触过抗原刺激的成熟细胞：没有接触过抗原刺激的成熟T细胞，处于细胞细胞，处于细胞周期的周期的G0期，存活期短；期，存活期短； 效应效应T细胞：执行机体免疫效应功能的细胞；细胞：执行机体免疫效应功能的细胞； 记忆性记忆性T细胞：维持机体免疫记忆功能，处于细胞：维持机体免疫记忆功能，处于G0期，存活时期，存活时间很长，可达数年，甚至几十年。间很长，可达数年，甚至几十年。 根据根据T细胞在免疫应答中的功能不同细胞在免疫应答中的功能不同 辅助性辅助性T细胞：能辅助细胞：能辅助T、B细胞产生免疫应答的类群，它细胞产生免疫应答的类群，它们通过产生的淋巴因子来起作用；们通过产生的淋巴因子来起作用； 细胞毒性细胞毒性T细胞：具有免疫杀伤效应的类群；细胞：具有免疫杀伤效应的类群； 调节性调节性T细胞：具有免疫抑制功能的细胞：具有免疫抑制功能的T细胞类群。细胞类群。TCD8CD4CD4+25+Th1Tc2Tc1Th2Th3Tr1Peripheral T lymphocyte5-10%30%Th4?60%ThymusTreg 每堂课的教学设计围绕相应的概念展开，可以是讲授、演示、文本、讨论，也可以是探究活动或实验等。 概念教学不再是满足于学生知道或记得某个专业词汇的含义。核心概念的学习包括两个部分：第一个是必须将事实性知识置于学习者的概念框架中；第二个是概念被各种丰富的有代表性的事实细节展现出来。概念放在一定的应用情境下才会显得生动和有意义。如果要帮助学生形成正确的生物学概念，必然需要给他提供大量生物学事实以支撑。 教学活动绝不应停留在仅让学生记住一些生物学事实，而是要关注通过事实抽象提出的生物学核心概念，理解这些囊括了某类生物学事实总体特征和规律的东西，并以此来建构合理的概念框架，进而能够在新情境下解决实际问题。在这个过程中，教师还必须注意到学生头脑中有一些相异概念的存在，课堂教学活动要帮助学生修正头脑中的相异概念，建立科学概念。 还需要注意教学评价。假若评价只针对事实性知识，学生通过记忆书本知识能够很好地完成答题，这样的结果将不会鼓励学生在课堂教学中采用有意义的学习方式。这样做的另外一个危害是让教师和学生误以为已经掌握了知识，实际上在考完试后学生很容易就把这些知识忘记了。 因此，为了促进和鼓励课堂教学采取有意义的方式完成，评价就必须要考查学生对核心概念的理解。理解表现在两方面:一个是概念之间的关联；一个是新的情境下对概念的应用。因此评价也应该着重考查关联和应用。若完全使用封闭式客观题，如判断、选择、填空等，无论学生的回答如何，都很难测查出学生的真正想法。对于教师来说，不了解学生的真正想法，就很难在教学过程中基于学生已有知识帮助学生建构知识框架，更谈不上帮助学生去修正、改变和完善学生头脑中已有的相异概念了。因此要考查学生对核心概念的理解，必须采用含有一定情境的开放式评价方式，这包括:访谈；简答；任务报告；绘制概念图；真实情境下的问题解决等等。 学生学好科学不能仅仅是背诵一些事实或孤立的信息； 事实用来帮助学生建立和理解概念； 事实要围绕着概念的结构来排布； 基于概念理解而构建知识结构； 应用前提是正确的理解了概念； 所有的教学活动（包括探究）都应该指向帮助学生建立和理解概念； 评价应聚焦在学生对概念的理解、应用，而不是复述事实。 核心概念是处于学科中心位置，并对学生学习具有重要作用的基础知识。在生物学课程中包括了对原理、理论等的理解和解释，是生物学科知识的主干部分。初中生物学课程中要传递的核心概念包含在内容标准的重要概念中。围绕着生物学核心概念来组织并开展教学活动，能有效地提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。 教师在设计和组织每个单元的教学活动时，应该围绕核心概念展开，依据核心概念精选恰当的教学活动内容和活动方式，其教学策略既可以是讲解、演示、讨论，也可以是基于学生动手活动或对资料的分析及探究，所有的教学活动都要促进学生对核心概念的建立、理解和应用。 为了帮助学生形成正确的生物学核心概念，教师一方面需要向学生提供各种丰富的有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑；另一方面，教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些零散的生物学事实，而是要通过对事实的抽象和概括，建立生物学核心概念,，并以此来建构合理的知识框架，进而为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。在教学过程中，教师还必须注意到学生头脑中已有的概念，特别是那