化学生物学的概念

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化学生物学的概念范文第1篇

关键字：生物化学检验;发展趋势;常用技术;临床诊断

0引言

在检验医学中临床生物化学检验是重要的组成部分之一，在实验室有主要地位。临床生物化学检验主要是通过现代科学技术，对患者体液中的化学成分进行分析，在临床诊断中有助于医师对患者的病情进行分析、预防、治疗，临床生物化学检验是一门新兴技术，随着医疗技术的不断发展，改线技术也逐渐的完善、成熟，逐渐的成为临床诊断中重要的技术之一。对生物化学检验进行深入的研究与分析，能在一定程度上促进临床医学的发展。

1临床生物化学检验概述

在对临床生物化学检验进行了解前，首先应对生物化学进行简单的认识，生物化学是对生物的化学组成、生物结构与生命中的化学变化进行研究的学科，生物化学的内容包含了激素、核酸、维生素、无机离子、蛋白质、遗传、繁殖、结构、功能以及物质代谢等等[1]。进行研究的目的是对疾病发生过程中生物化学的变化情况进行描述，帮助临床医师对患者病症的生物化学成分进行分析、判断，提供相应的治疗依据。临床生物化学检验主要是通过生化检验对主要化学成分进行分析，对患者的机能、病情进行有效的评估，为临床疾病的治疗与预防提供依据。

2临床生物化学检验技术发展趋势

20世纪末期，随着生物化学、临床医学及分析化学的发展与进步，同时计算机技术与自动化技术的迅猛发展，在一定程度上促进了生物化学的进步，提升了临床生物化学检验技术水平。新世纪以后，随着分子生物学的逐渐成熟与核酸分子杂交技术的推广[2]，临床生化试验在一定程度上提高了生物学检验技术水平。另一方面，临床生化检验技术在计算机信息技术与自动化分析技术的支持下迅速发展。目前，临床生物化学检验在电介质平衡、酸碱平衡、糖尿病、精神疾病、肾脏疾病、心肌损伤等多种疾病的检验中得到了广泛的应用，且取得了显著的效果，该项技术的发展也开始从横向发展专为纵向深化。

3临床生物化学检验常用技术

临床生物化学检验技术是在自动化生化仪器的广泛应用的基础上对生物化学检验技术进行推动的一种检验技术，现阶段医学技术中生化检验的频率逐渐的增加，现代科学技术与生化技术不断融合，产生了一些新兴的检验技术，例如：生物传感、光谱分析等，取得了显著的应用效果，其中光谱分析技术与电化学分析技术是临床生物化学检验中最常用的两种技术。

3.1光谱分析

发射光谱分析技术发射光谱分析技术主要包含了火焰光谱与荧光分析两种方法，其中火焰光谱主要是在火化与电弧的作用下，让物质在高温状态离解为离子或者原子后，发射出光谱线，然后根据强度在试样品中的含量为标准，得到具体的含量。荧光分析则是利用荧光强弱对物质的含量进行测定，该种方法具有高灵敏度，能够对复杂组分进行微量分析的应用优势，但是对测定条件与仪器的要求较高。原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法是待测元素灯的特征谱线穿过供试品，经过试原子化产生原子蒸汽以后，将蒸汽中需要测量的元素基态原子吸收，并对辐射光的强度减弱情况进行测定，得到供试品内元素的含量。进行原子吸收测定会受到背景干扰，因此在进行原子吸收分光广度分析时，必须对背景影响进行考虑，同时原子化条件、波长变化也会影响检测的灵敏性与稳定性[3-11]，因此在检测时应尽可能的避免影响因素，提高检测质量。可见分光光度法该方法的应用原理是朗柏-比尔定律，比较法、标准曲线法师进行吸收光谱法的定量测量方法。

3.2电化学分析

在实验技术与电化学基本原理的基础上，根据物质的电化学性质，例如：电导、电量、电位计化学含量的多少进行分析的一种方法。电化学分析技术具有高灵敏度、高精确度、高选择性、操作简单等优点。现阶段所应用的例子电位选择分析法，其原理是根据溶液内活性物质与电极电位之间的关系进行分析，具有操作简单、选择性好、分析效率高的优点。

3.3生物传感技术

化学生物学的概念范文第2篇

关键词：锆石；u－pb年代学；f同位素；麻粒岩相变质作用；下地壳；幕式生长；前寒武纪；华北克拉通

中图分类号：p5883 文献标志码：a

文章编号：672－656（202）04－000－11

0引言

大陆地壳的形成一般归结为2个典型的板块构造位置，即活动大陆边缘和板内［］。其中，板内的大陆生长与地幔柱的岩浆板底垫托作用或岩浆底侵作用（magmatic underplating）有关，而板缘的大陆生长则主要通过俯冲增生和弧陆碰撞来实现的。而且，会聚大陆边缘通常被认为是下地壳增生（包括幔源岩浆板底垫托作用和俯冲增生）的主要场所［2］。然而，很少有实例是来自活动大陆边缘的下地壳包体［2－3］。

麻粒岩包体和麻粒岩地体（尤其是高压麻粒岩）通常被认为是透视下地壳的窗口［2］。高压麻粒岩通常被认为代表高级的变基性岩，并以单斜辉石+斜长石+石榴子石+石英等矿物组合为主要特征［4－6］， 至于其他次要矿物如角闪石和蓝晶石等是否出现，取决于水活度和全岩成分［7］。高压麻粒岩不同于榴辉岩的是其矿物组合中含有斜长石和（或）贫硬玉分子的单斜辉石，而中压麻粒岩不同于高压麻粒岩的主要特征是其矿物组合中含有斜方辉石，但是高压麻粒岩在峰期之后减压过程中可能会形成以后成合晶冠状体形式存在的斜方辉石［7］。高压麻粒岩出露相当广泛，从古元古代（如华北恒山杂岩［8］）到新生代（如喜马拉雅山脉）的诸多大陆碰撞造山带中均有报道。前人研究结果显示，当变质温度超过800 ℃时，变质压力可能超过4 gpa［5］，这意味着加厚地壳（或俯冲地壳）的下部经历了高温作用。另外，高压麻粒岩有时也与中温榴辉岩共生，如华力西造山带［9］。在特定地带鉴定出高压麻粒岩有助于对涉及大陆碰撞及相关过程中下地壳演化的认识，而对高压麻粒岩相变质作用的岩石学观察和年代学测定对理解变质作用和下地壳演化之间的关系至关重要。但是，获得精确的高压麻粒岩相变质作用的时代往往比较困难。这种困难主要来自于后期多阶段变质作用叠加以及相关过程导致的矿物间同位素体系（尤其是sm－nd和rb－sr）的重置或不平衡，因此影响了对岩石的形成过程和构造背景的认识。

在过去的20年里，众多研究者对华北克拉通前寒武纪变质基底和下地壳包体岩石开展了大量的岩石学、构造地质学、地球化学和地质年代学研究，并在其形成和演化上获得了若干重要进展，进一步将华北克拉通变质基底划分为东部陆块、西部陆块及分割东部和西部陆块的中部造山带［0－］。目前就东、西部陆块沿中部造山带在大约85 ga完成克拉通拼合已经达成共识［0－7］。拼合完成之后，在6～85 ga期间，克拉通内部和边缘经历了一系列的拉张和裂谷事件，形成了伴随有镁铁质岩浆群侵位的拗拉槽和边缘裂谷盆地，发育有斜长岩辉长岩纹长二长岩环斑花岗岩套和a型花岗岩，以及超钾火山岩的喷发［7－22］。值得注意的是，目前已报道的古元古代高压麻粒岩相变质作用主要来自于中部造山带［8，0－3，23］，而东部陆块仅在胶东和信阳地区见有零星报道［24］。此外，对华北克拉通古元古代高压麻粒岩相变质作用的构造背景还存在2种不同的解释：一种观点认为这些高压

麻粒岩形成于东、西部陆块拼合的碰撞造山环境中［8，－4］；另一种观点则认为它们是古元古代地幔柱活动的产物［8－20，24］。存在争议的一个重要原因是对高压麻粒岩相变质作用缺少直接的岩石学和年代学观察，尤其是在华北克拉通东南缘或东部陆块的南部。目前，在所研究的区域，仅见高压麻粒岩相变质作用的岩石学证据和模糊的（晚）古元古代年龄的分开报道。最近，xu等在徐州—宿州地区发现了榴辉岩（类）捕虏体，认为它们是华北克拉通镁铁质下地壳在大约220 ma时构造加厚形成的［25－27］。

关于华北克拉通的形成与演化，虽然受到广泛关注并日益引起国内外研究者的兴趣，但是大部分研究都集中于华北克拉通内部、北部和东、西陆块结合带或中部造山带，而东南缘下地壳的形成与演化研究则显得较薄弱。华北克拉通东南缘出露的变质基底（五河变质杂岩）和下地壳包体岩石无疑为这一研究提供了极好的天然实验室。最近的研究结果显示，五河变质杂岩中的变基性岩经历了80～90 ga的高压麻粒岩相变质作用［28－29］。徐州—宿州一带中生代侵入体中包体的岩石学、年代学和岩石地球化学研究也表明，这些包体大部分形成于24～25 ga并经过大约8 ga高压麻粒岩相变质作用［25－29］。但是，有关研究区下地壳岩石的成因、形成与演化仍是亟待解决的重要科学问题。

为了更好地了解华北克拉通东南缘前寒武纪地壳（尤其是下地壳）的形成和演化过程，笔者根据近年来对蚌埠地区出露的前寒武纪变质基底和宿州附近夹沟中生代闪长斑岩中捕虏体的研究成果和进展，结合研究区已发表的相关资料，总结了华北克拉通东南缘前寒武纪幕式地壳生长和多期变质作用与改造的岩石学和年代学证据。

地质背景

华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，保留有大于36 ga的古老地壳物质残留［30］。地理位置上，华北克拉通西接祁连造山带，北邻天山—内蒙—大兴安岭造山带；在南端，秦岭—大别—苏鲁造山带把华北克拉通和扬子克拉通分开（图［26］）。基于年代学、岩石组合、构造演化和p－t－t轨迹的不同，将华北克拉通划分为东部陆块、西部陆块及夹于其中的中部造山带［8，0，9，3］。笔者研究的蚌埠和徐州—宿州地区位于华北克拉通东部陆块的东南缘，距苏鲁造山带西端的郯—庐断裂带以西约00 km，距大别造山带北端约300 km （图）。区内变形的新元古代和古生代盖层，以及晚太古代到古元古代的变质基底侵入有大量小的中生代侵入体（如夹沟、班井和利国岩体；图）。这些中生代侵入体主要由闪长质和二长闪长质斑岩组成。研究区的前寒武纪变质基底主要出露在蚌埠地区（常称为“五河变质杂岩”或“五河群”［32］），并且被中生代含石榴子石花岗岩所侵入［图2（a）］；而中生代侵入体中含有大量下地壳或幔源包体或捕虏体［25－26，29，33－34］ ［图2（b）］的徐州—宿州地区则无变质基底出露。近期研究表明，变质基底出露区（荆山、怀远和凤阳等地）发育的含石榴子石花岗岩主要是由华南三叠纪俯冲陆壳岩石在59 ma左右发生部分熔融形成的［35－36］。

研究区变质基底的岩石类型主要有（含石榴）斜长角闪岩、榴闪岩、石榴麻粒岩和片麻岩等；下地壳包体的岩石类型主要有（含石榴）斜长角闪岩、榴闪岩、石榴角闪石岩、石榴麻粒岩、含石榴角闪斜长片麻岩和花岗片麻岩等。此外，包体中还有含尖晶石石榴单斜辉石岩、含金云母单斜辉石岩和含尖晶石二辉石岩等形成于古生代（（393symbolqb@ 7）ma）的幔源岩石，指示北秦岭向东延伸到华北克拉通东南缘（至少到安徽宿州地区）以及在华北克拉通与扬子克拉通之间存在一个已消失的新元古代洋壳［33］。

研究区前寒武纪变质基底岩石（五河变质杂岩），主要出露于“蚌埠隆起”区（如荆山、怀远和凤阳等地），岩石类型主要有含石榴斜长角闪岩、榴闪岩、石榴麻粒岩和片麻岩等。石榴斜长角闪岩呈构造岩块或条带状产于不纯的大理岩中［29，34－36］，两者之间呈构造接触关系，反映了它们原岩的不同以及可能具有不同的演化历史，它们的原岩分别为岩浆岩和沉积岩。石榴斜长角闪岩（如样品07fy0）主要由石榴子石、斜长石和角闪石以及少量单斜辉石、榍石和微量金红石等矿物组成（图3（a）、（c）［29］）。石榴子石在成分上是均一的，为铁铝榴石镁铝榴石钙铝榴石固溶体，锰含量较低。斜长石有3种产出形式：以包裹

体形式产于石榴子石中；以后成合晶形式与绿角闪石共生；以基质形式产出。富钛的棕色角闪石通常以包裹体形式产于斜长石［图3（b）［29］］或基质中，tio2含量（质量分数，后文同）高达

382%；而产于基质中或与斜长石共生产于后成合晶中［图3（c）］的绿色角闪石几乎不含ti。基质中残留的单斜辉石为透辉石。榴闪岩［图3（d）、（e）］主要由石榴子石、角闪石、斜长石和石英等组成，石榴子石在成分上相对均一，类似于样品07fy0的石榴子石组成；角闪石有2期，分别为早期的棕色高钛角闪石和晚期的绿色低钛角闪石，这些特征暗示榴闪岩样品也经历了类似的高压麻粒岩相变质作用及后期变质作用叠加。石榴麻粒岩的主要矿物组合为石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石［图3（f）］，这种矿物组合指示其经历了高压麻粒岩相变质作用［4－6］。

研究区下地壳包体的岩石类型很丰富，如（含石榴）斜长角闪岩、榴闪岩、石榴角闪石岩、石榴麻粒岩、含石榴角闪斜长片麻岩和花岗片麻岩等（图4［29，33］）。其中，石榴斜长角闪岩（如样品07jg2）主要组成矿物为石榴子石、斜长石、角闪石、金红石、石英以及少量单斜辉石［图4（b）、（d）、（e）］。石榴子石晶体在尺度上为毫米级别，成分相对均一，为铁铝榴石镁铝榴石钙铝榴石固溶体。斜长石有3种产出形式：以包裹体形式产于石榴子石中；以后成合晶形式与单斜辉石和（或）角闪石共生；以基质形式产出。大部分金红石已退变为钛铁矿，单斜辉石被以角闪石+斜长石组成的后成合晶结构所替代［图4（d）、（e）］。有时可见裂隙中钾长石等矿物的分布［图4（b）］，可能指示晚期的溶体交代作用结果。

石榴麻粒岩（如样品07jg4、08jg5）主要组成矿物为石榴子石、斜长石、角闪石、单斜辉石、石英、金红石、榍石和少量绿泥石［图4（a）、（f）～（h）］。单斜辉石为透辉石，有2种产出形式：与金红石和石英共生，以包裹体的形式产出于石榴子石和榍石中；以残晶形式与斜长石和角闪石共生产于后成合晶中。透辉石局部被绿泥石所交代［图4（f）］。含有金红石和角闪石针状出溶体的单斜辉石有时含有角闪石退变边［图4（g）］。石榴子石的典型特征是含有定向的针状金红石出溶体［图4（g）］，成分上类似于样品07jg2的石榴子石。长石主要以基质或后成合晶形式存在［图4（f）］。基质中的金红石部分被钛铁矿所替代。

含石榴角闪斜长片麻岩（如样品07jg32）［图4（c）］主要矿物组合为石榴子石+斜长石+角闪石+金红石，金红石部分退变为钛铁矿，石榴子石被斜长石+角闪石后成合晶所环绕。此外，石榴角闪石岩的主要组成矿物为石榴子石、角闪石、金红石［图4（i）］：石榴子石有2期，包括具有针状金红石出溶体的早期石榴子石和晚期深色石榴子石；角闪石也有2期，分别为早期的褐色富铁、高钛角闪石和晚期的绿色低钛角闪石。

不同样品中的角闪石是按照leake等的分类方案［37］来命名的。棕褐色、富tio2角闪石为韭闪石和铁质韭闪石，而绿色、低tio2的角闪石为镁质绿钠闪石和浅闪石［图3（b）、（e），图4（i）］。表明这2类角闪石分别形成于不同的变质条件下，如麻粒岩相和角闪岩相条件下，因为前人研究已证明角闪石中ti含量随变质程度的增加而升高［6，38］。这种差别也得到了岩相学证据的支持：绿角闪石产出于后成合晶中，而棕褐色角闪石以包裹体形式产出。有些样品中含有较多的富钛角闪石，可能反映了它们不同的原岩成分。根据电子探针成分分析，不同类型的角闪石可能形成于不同的变质条件下（图5［39］），`这进一步证明本区下地壳岩石经历了多期变质叠加与改造过程。

综上所述，无论是变质基底还是下地壳包体岩石，它们大多数（除下地壳上部的岩石以外）都含有石榴子石、单斜辉石、金红石、斜长石和石英等峰期矿物组合，指示形成于高压（大约 gpa）麻粒岩相条件下［40］。另外，这些样品缺少诸如蓝晶石和硅线石之类的富铝矿物相，表明其原岩为岩浆岩而非沉积岩成因［4］。基于上述显微结构观察和矿物之间的关系，至少可以区分出峰期高压麻粒岩相（石榴子石+斜长石+单斜辉石+石英+金红石±富钛角闪石）变质矿物组合，以及后期角闪岩相（斜长石+绿角闪石+钛铁矿+榍石）和绿片岩相（绿泥石+方解石+磁铁矿）等退变质矿物组合。因此，研究区前寒武纪变质基底岩石以及大多数下地壳包体岩石所

历的最高变质条件为高压麻粒岩相。矿物组合与初步的温压计算结果表明，高压麻粒岩相变质阶段温度和压力分别为800 ℃～860 ℃和0～2 gpa［29］。但是，由于缓慢冷却，尤其是可能经历了缓慢折返作用的岩石（如样品07fy0），而导致矿物的fe－mg交换或重置［42］，所计算的温度有可能代表高压麻粒岩相变质阶段的最小估计值［43］。

3幕式地壳生长与多期改造的年代学和f同位素证据

由于受到后期多阶段变质作用叠加的影响，sm－nd和rb－sr同位素体系发生了重置和（或）矿物之间的同位素不平衡，往往难以准确测定不同变质阶段的时代，而锆石无疑是理想的定年矿物。锆石是一种难熔矿物，具有很低的pb扩散速率［44］，因而高级变质岩中锆石常常能保留多期次的岩浆作用和变质作用记录［45－49］。因此，锆石的原位u－pb定年是获得经历过复杂演化过程和多期变质作用岩石可靠时代的有效方法。但是，由于物理化学条件变化和每期变质时间长短的不同，导致早期的锆石结构发生改变和（或）新的锆石生长，从而造成高级变质岩中的锆石结构显示较大的变化性和复杂性［50］。锆石中的变质矿物包裹体能把年代学结果和变质作用直接联系起来，而对于那些反映岩石复杂的岩浆和变质作用历史的环带锆石所表现出的诸如不规则边界、不同的核幔边区域之类的复杂结构可以通过阴极发光（cl）图像揭示出来［5－52］。此外，锆石的lu－f同位素体系优于其u－pb体系，通常能抵抗后期蚀变和改造作用的影响［44，53－54］，能保存近于初始的f同位素比值，并可以用来示踪岩石成因和源区研究［55－56］。

因此，单颗粒锆石u－pb和lu－f 同位素的联合分析数据已被证明能提供有关岩浆和变质事件以及岩石成因和壳幔演化的可靠详细信息［53－55，57－65］。正如前文所述，华北克拉通是一个古老的克拉通并经历了复杂的演化过程，为此，笔者根据最新研究成果以及已发表的有关华北克拉通东南缘变质基底和下地壳包体的锆石u－pb年代学和lu－f 同位素数据，探讨了研究区前寒武纪下地壳的形成和演化过程。

根据锆石阴极发光图像（图6［29，33－34］）可以看出，研究区前寒武纪下地壳包体岩石经历了复杂的岩浆热事件和多期变质作用，大多数锆石显示核幔边结构，包括典型的岩浆锆石核和具有石榴子石+单斜辉石+金红石+斜长石等高压麻粒岩相矿物组合的8～9 ga变质锆石［29，33］以及具有高的ti温度（大于800 ℃）的248～249 ga麻粒岩相变质锆石［34］。锆石u－pb年龄结果统计（图7）显示，研究区经历了25～26、2 ga的岩浆热事件以及25～26、2、8～9 ga以及390、76 ma的变质事件。其中，形成于25～26 ga的下地壳岩石包括2类：一类是经历了2 ga和（或）8～9 ga高压麻粒岩相变质作用以及390、76 ma的变质改造，而且可能是因为这类岩石位于下地壳下部，在2 ga时靠近俯冲带，因而遭受大洋俯冲与变质作用的强烈影响而造成pb同位素均一化，形成了具有与约2 ga岛弧岩石一致的高放射成因pb同位素组成；另一类岩石则形成于255～264 ga，可能因处于下地壳上部而仅遭受了248～249 ga麻粒岩相变质作用，但没有2 ga和（或）8～9 ga变质叠加的岩石学和年代学记录，表现为典型的前寒武纪下地壳岩石特点的低放射成因pb同位素组成［34］。此外，强烈的约8 ga高压麻粒岩相变质作用可能是由于幔源岩浆底侵于下地壳底部而导致大规模地壳加热和增厚引起的，这也与该时期华北克拉通存在广泛的拉张、裂谷作用以及相关的镁铁质岩浆侵位等相吻合［8，20－2，29］。

锆石的f同位素分析（图8［33］）指示，研究区前寒武纪下地壳经历了25 ga和2 ga的岩浆热事件。鉴于这2期锆石的ε-f（t）中有一部分样品为明显的正值（如5～2），反映它们的原岩来自于新生地壳，结合其原岩性质和地球化学特点，指示它们的岩石成因与2期俯冲增生事件有关［33］。此外，27～28 ga的继承锆石u－pb年龄（图7）和锆石f模式年龄［33－34］暗示研究区可能还存在更老的地壳物质或更早的地壳生长时期，这尚需进一步的研究。

4结语

（）华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳的岩石组成复杂，反映一个不同形成时代和不同成因并经过多期不同程度变质作用与改造的形成、演化过程。

（2）华北克拉通东南缘在前寒武纪发生过幕式地壳生长，至少包括25～26 ga和2 ga这2期俯冲增生和约8 ga的垂向增生过程。由f模式年龄和继承

锆石限定的27～28 ga可能代表另一期地壳生长时间。

（3）华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳岩石至少经历过25～26、2、8～9 ga以及390、76 ma等多期构造热事件和不同程度的变质交代与改造，造成岩石中某些元素和同位素特征发生变异。

化学生物学的概念范文第3篇

【关键词】新课程 核心概念教学 中学生物

【中图分类号】G 633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）1-0084-02

作为一门研究生命现象以及其运动规律的学科，生物学用来分析、推理、判断以及解释本学科基本规律的依据就是一系列的核心概念。积极有效的核心概念教学方法，能够很好地指导学生使用科学方法解决问题、用科学的观点考虑问题、用创新的精神探索问题。因此，在教学活动中教师要采取探究的教学方式，结合概念图，通过比喻或模型，并借助现代网络多媒体等信息技术辅助手段，帮助学生更好的学习生物学，培养学生的智力以及逻辑思维能力。

笔者结合自己多年的教学实践，对新课程背景下高中生物教师有效地进行核心概念教学的体会做一些体验和探讨。

1、我国生物课程标准中的核心概念

提高学生生物科学素养是我国高中生物课程标准规定的高中生物课程基本理念之一。而生物科学素养指的是公民们参与经济活动、实践活动以及社会活动和个人决策所需要的生物知识、研究能力以及与之相关的情感态度和价值观。与此同时，课程标准还重视学生在现实背景的环境中对生物科学核心概念进行学习以及深入理解的过程。

2、需要核心概念的原因

2.1 提高学生的学习积极性，促进学生更主动的学习

现行教育制度对生物学科的不重视，使得学生对该学科更加忽视。学生们要么觉得生物不重要，要么就采取被动的死记硬背学习方法，对生物毫无兴趣可言。而课堂教学时，教室们也仍然倾向于向学生教授生物学科的事实、原理等知识。在这种情况下，学生根本没有时间对知识进行组织化、系统化的分析，也就无法对其进行有意义的学习。而科学研究式教育模式旨在解决该问题，这就要求我们选择有限的大概念来对探究活动进行组织和安排。

2.2 利于学生的终身发展，提高学生生物科学素养

国家颁布的课程标准是面向全体学生的，因此在该学科的教学中，就不应该一味向学生教授大量生物学事实或者理论。因为不是每个学生将来都要成为生物学家或者以生物研究为职业。而如果学生在课堂上学到的是生物学科的核心概念，则会对其在学校、在社会上遇到的与生物学现象有关的时间和现象的理解产生很大的帮助，并可能成为他们在相关事件中做出正确决策的依据。

3、围绕核心概念开展生物教育的措施

3.1课程标准及教材的编写

课程标准是进行教材编写、老师教学课程开发以及考试评价的主要依据。因此，在制定课程标准的时候应该着重突出核心概念的地位和作用，从而可以更好地指导教师围绕核心概念展开教学活动。

作为教师教学的重要参考资料，教材的编写同样也应该围绕核心概念进行。传统教材一般根据学科主题进行编写，并以主题下的概念、原理以及案例为主要内容。但是，这种组织方式给学生提供的知识和信息是散碎的，学生很难在学习时对核心概念进行把握。而围绕核心概念进行编写的教材则选择以日程生活、前沿科技等内容为主题，每一主题都可以围绕一个核心概念展开。这样就为学生提供了一个很好的学习情境，使其能够通过该情境对核心概念进行理解，进而理解相关的次级概念。

3.2教师教学的视角

作为教学活动的主要组织者，教师同时也是教学活动的主导者。在教学中，生物教师应围绕核心概念对教学活动进行组织。而且，教学活动也要注意与学生的实际生活、生物学科的发展和前沿进展相结合。而对于核心概念的呈现，既可以结合文字、图片以及实物等内容，又可以引入科学发展史，还可结合科学探究活动进行展开。核心概念教学要求学生把已有的经验和新知识、新概念建立联系，这就可能会使学生在学习中产生相异概念（前概念）现象，因此教师要在教学活动中及时发现并转变这一现象。

3.3 考试评价的视角

无论是终结性评价还是形成性评价，如果只是以封闭的尸体作为评价形式、以事实和理论作为评价内容，那就很难引起学生对核心概念学习的重视。这样的评价也会导致学生很容易在考试后大量遗忘死记硬背住的事实和理论，而教师以为学生已经都学会了。因此，在评价中应该采取更灵活一些的方式，除了书面测验，还可以包括探究活动、实习作业等；除了简单封闭的试题，更应该有开放性试题；而评价的内容也应该更多地考查学生对概念的理解和运用，考查学生运用所学知识对实际问题的解决能力。

在生命科学中，所有的规律、原理以及方法都需要借助于相关生物学概念才能够清楚地表述出来。而概念则是人脑对现实生活中的现象以及对象一般特征及其本质的抽象反映。因此，在生物教学中，学生准确、深入地掌握和了解概念，既是学生学好生物知识的前提，同时也是学生发展智利以及逻辑思维能力的必要条件。这就要求生物教师加大对概念教学的重视，在教学中采取有效的措施引导学生正确理解和使用概念，从而提高他们的生物学素养，是他们能够在以后的生活中运用生物学相关原理和规律解决在生产、生活实践中遇到的有关生物学问题。

参考文献：

[1]王秀红，历晶.运用科学史培养初中生的科学本质观[J].化学教育，2005年12期

[2]吴剑平.新课程中教学与共同发展[J].中国科教创新导刊，2007年01期

[3.]王军.新课程背景下高中课堂教学评价的向度[J].江苏教育研究，2009年06期

化学生物学的概念范文第4篇

关键词：初中生物学 概念教学 理性思考

概念是指以最简洁的语言概括事物的本质属性。生物学概念是反映生命现象和生命活动规律的本质属性，是对生物的结构、生理乃至一切生命现象、原理及规律的阐述。生物学概念是生物学的基础，也是初中学生物教学的重点、难点。搞好生物学概念教学是中学生物教学成功的关键。新版《义务教育生物学课程标准》50个重要概念，要求关注重要概念的学习。笔者在认真学习《标准》的基础上，对在初中生物教学中如何重视凸显重要概念传递进行了一定的思考。

一、影响学生形成正确生物学概念的原因

1.前生物学概念影响。前生物学概念是指学生在学习生物学以前已经在生活实践中形成的生物学概念。由于现在的学生接触自然、接触生产、生活实际的机会太少了，生活空间有限，缺乏对复杂生物学现象的观察与思考，又没有正确的指导，使他们对生物学形成片面的、不准确的，甚至是错误的概念。例如八年级上册中的生活在陆地上生活的动物“鸟类”，有很多学生潜意识中已经把它认为是会飞翔的动物，这样的错误概念对我们今后学习会产生很大影响，是学生接受正确概念的障碍。

2.日常概念和生物学概念易混淆：日常概念是我们生活中对一些生物学现象习惯性的概括和称呼，这些概念是不科学的、错误的。例如鲸鱼、娃娃鱼、墨斗鱼等都认为是鱼，这些日常概念对我们生物学概念影响是不容忽视的。

3. 抽象概念本身的影响：有的概念比较抽象，有的概念比较具体，具体的概念容易掌握，抽象的概念不容易掌握。如染色体、基因、细胞、光合作用等概念，抽象不容易掌握。

4. 感性认识欠缺的影响：学生由于生活经验不足，对事物的本质认识会存在一定的难度。如扦插、嫁接、胚、胚乳、种皮和果皮等概念学生理解起来非常困难。

5.旧知识的影响：部分概念间有递进的关系，最基本的概念不清楚，必然会影响其他概念。如种群、群落、生态系统三个概念，如果种群不清楚就会影响群落、生态系统，只有掌握了种群、群落才能更好的理解生态系统这个概念。

二、初中生物学重要概念的教学意义

1.可以强化学生学习基础。当学生把教学内容与自己认知结构联系起来时，意义学习就发生了。所以，学生的认知结构、学习基础对他的后续学习很重要。50个重要概念的提出，要求学生平均每周掌握1―2个，免除了学生对大量孤立事实和知识的学习、记忆和耗时，切实减轻了学生过重的负担，使学生在教师重要概念教学设计下有时间加强对重要概念的深入理解，获得扎实的初中生物学科知识，为将来学习高中的生物核心概念打下良好的基础。

2.有助于学生知识迁移。由于生物学重要概念处于学科中心，对学生学习生物学和相关科学具有重要的支撑作用，学好生物学重要概念，有利于巧妙地运用、知识的迁移，使学生学得更加灵活、主动、有成就感。如学生了解了植物呼吸作用和光合作用这两个重要概念的内涵后，对布拖的土豆为什么特别好吃与光合作用和呼吸作用的比较等问题必然能做出正确的思考。这样既使学生在做题中深化了对相关重要概念的理解，又切实体会到能活学活用、学习知识的乐趣和意义，从而又更加愿意去学习、去探究、去关注生命科学、去完善自身，形成良好的情感态度价值观。

3.衔接学生初高中生物知识。凸显50个重要概念的教学夯实了学生学习基础，学生掌握了较低层次的规则，获得了较强的生物知识迁移能力，有利于重新组合成较高层次的规则，即利于初高中生物知识的衔接，使高中生物教师的教学负担减轻许多。如学生在初中时对呼吸作用的重要概念记忆清晰，在学习高中生物学“细胞呼吸”这一核心概念，可以直接深入到分子水平。

4.提高学生生物科学素养。50个重要概念有助于学生把理论知识运用到现实社会、生产、生活中，去积极发现问题、思考问题、解决问题，能对所学知识灵活运用，与社会生活密切结合，从而提高学生的生物科学素养，提高初中生物教学的质量。如学生掌握了呼吸作用的重要概念后，会知道：萝卜放入盐水中浸泡会变软，如何去让摘下的水果、蔬菜保鲜；如何去让粮食合理贮存；如何降低夜间蔬菜、水果的呼吸作用以增产增效……能正确解释身边发生的生物学现象，表现出学生较高的生物科学素养、具备实事求是的科学态度、一定的探索精神和创新能力。

三、做好重要概念教学的一些方法

化学生物学的概念范文第5篇

关键词：临床医学专业学生；生物化学与分子生物学实验课；转化医学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）30-0064-02

随着医学的发展，基础医学与临床医学之间的关注焦点与研究方法差距越来越大，沟通和交流却逐渐减少，最终产生了二者之间的鸿沟，被称之为“基础医学与临床医学之间的死亡谷”[1]。转化医学（translational medicine）又称为转化研究（translational research）。1992年，Choi[2]在《Science》上发表的论文中首次提出了“bench to bedside”的概念；1996年，Geraghty[3]在《Lancet》上发表文章首次应用“translational medicine”一词；2003年，Zerhouni[4]在《Science》上发表的文章“Medicine. The NIH Roadmap”中提出了转化医学的概念，其核心内容是将医学生物学基础研究成果迅速、有效地转化为可在临床实际中应用的理论、技术、方法和药物，在实验室与病房（bench to bedside）之间架起相互沟通的桥梁。不论是基础医学还是临床医学课程，实验教学都是临床医学专业学生教学中的重要环节，只有通过实际的操作和操作中获得的对理论知识的二次习得，才能使临床医学专业学生对复杂抽象的理论知识理解得更加透彻，在实验课中学生的基础医学技能操作也得到很好的锻炼。生物化学与分子生物学是临床医学专业学生所学习的一门重要的基础医学课程，它连接着基础医学和临床医学。在生物化学与分子生物学实验教学中创新性地结合转化医学理念和内容，使学生在掌握生物化学与分子生物学基础知识，培养科学思维能力的同时，兼具有转化医学理念和思维模式的复合型人才的培养，这是生物化学与分子生物学实验教学的一项创新，并影响了实验课内容、方式和教学方法的选择。

一、生物化学与分子生物学的学科特点

生物化学与分子生物学是生命科学的基础，是在分子水平探讨生命的本质，主要包括研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节，以基因信息传递为中心的现代分子生物学知识。生物化学与分子生物学的主要内容决定了其知识点纷繁复杂，使得学生学习起来枯燥吃力，因此在理论或实验教学过程中，应建立“病例引导型教学”[5]（Case Based Study，CBS），从具体临床疾病现象做引入使学生先有具体模像，然后对疾病相关的生化和分子生物学机理进行分析和讲解，这样“由表及里”地引导教学过程能让学生有层次地学习和理解生化与分子生物学知识，课堂中营造出的“病例-机理”氛围也能使医学生感受到生物化学与分子生物学在临床中的重要性。生物化学与分子生物学又是生命科学领域的前沿学科，新理论、技术层出不穷，具有很强的更新及前瞻性。与日新月异的发展前沿不同，教学所采用的教科书的更新和修订速度较慢，因此不论在理论或实验教学中，教师都应主动在教学过程中添加前沿新发现和技术，这样不仅能引起学生学习的积极性，更能拓宽学生的知识面和对基础知识的理解和掌握。生物化学与分子生物学已渗透到基础医学和临床医学的各个领域，对于医学生来说学好生物化学与分子生物学十分必要，可为后续基础与专业课程的学习奠定基础。

二、生物化学与分子生物学与转化医学的联系

医学生物化学与分子生物学是基础医学与临床医学的桥梁。作为基因组学与蛋白质组学时展产物的转化医学，其研究内容的中心环节之一是生物标志物的研究，涉及到分子标志物的鉴定和作用；基于分子分型的个体化用药治疗，疾病治疗反应和预后的评估与预测[6]。转化医学的主要任务是架起基础科研工作者跟临床医师的桥梁。它的出现使得基础科学重视临床医学中遇到的现象和问题，并根据现象追根溯源寻找机理原因，并能将研究出的机理成果运用到临床问题中，解决临床医学现实中遇到的困难。并在“现象-机理-运用”这一过程中形成及时反馈，使临床研究者修改观察指标或侧重点，同时也相应地使基础研究者修改研究方向，为临床服务，最终使患者受益。其两者都是桥梁学科，与多学科密切联系，特别是与临床知识密切相关。这就要求医学生物化学与分子生物学工作者教学与研究必须以转化医学的理念为指导，从而适应转化型医学人才培养的要求。

三、生物化学与分子生物学实验课与转化医学理念的创新结合

1.引入病例引导型实验内容。在实验教学中，建立“病例引导型教学”（CBS）内容。用具体临床疾病做实验背景，并阐述疾病相关的生化和分子生物学原理，然后对验证此原理所采用的实验技术进行讲解和操作示范，学生即可开始实验操作并完成报告和教师布置的相应思考题。例如，我们使用医院生化化验单的幻灯片来引入血糖这一生化指标，讲述血糖的生化和临床诊断意义，并以糖尿病为病例讲解血糖超标后对身体的影响，在进行背景铺垫后开始讲解葡萄糖氧化酶测定血糖的原理及方法，最后让学生对事先准备好的不同血糖浓度的血浆样本进行检测，获得结果后进行分析：所测样本血糖是否在正常；如果不在正常值范围内，是偏低还是偏高，分别可能的原因是什么。经过这次实验，学生不仅学习了检测血糖原理的实验技术，并对血糖的生化知识和临床运用有了很好的结合学习。

2.引入个性化用药治疗的系统实验内容。转化医学将分子标志物、分子分型的个体化用药治疗及疾病治疗与预后的评估与预测作为最主要的研究内容。在实验中充分融入转化医学科研成果，开展一系列以科研成果如个体化用药治疗为主的内容新颖、应用性强的专业前沿研究性实验，能够极大地调动和培养学生的专业学习兴趣，使学生对目前科学研究领域的热点与关键问题有初步的了解，较好地实现科研与教学的相互转换，相互促进。我们在实验课中创新设置了“限制性片段长度多态性检测人乙醛脱氢酶2（ALDH2）基因多态性”实验。首先为学生讲解整个实验背景：硝酸甘油作为治疗心绞痛的基本药物之一广泛用于临床。研究发现硝酸甘油的舒血管作用通过释放一氧化氮（NO）所介导[7]。乙醛脱氢酶2（ALDH2）具有硝酸酯酶活性，对硝酸甘油转化产生NO起了关键作用[8]，而ALDH2基因中Glu504Lys位点的多态性会影响ALDH2硝酸酯酶活性，用药指导建议，ALDH2 504Lys等位基因携带患者慎用硝酸甘油[9]，所以这一基因多态性位点具有指导临床硝酸甘油的合理用药的重要意义。然后为学生讲解人脱氧核糖核酸（DNA）的提取、聚合酶链式反应（PCR）、限制性内切酶酶切反应和琼脂糖凝胶电泳检测这些关键技术的原理和方法。使得学生对实验背景、目的和所采用技术的原理及操作都能有统一清晰的认识。具体实验流程为指导学生从自己的口腔黏膜细胞中提取自己的DNA，经过PCR特异性地扩增ALDH2基因中含Glu504Lys片段，再经过酶切反应和电泳检测即可获得自己的Glu504Lys位点基因型。通过这一系列综合开放性的实验，以学生自身遗传多态性为背景，将临床个性化用药检测与经典的分子生物学实验结合，不仅极大地激发了学生对实验的关注和投入，训练了实验操作能力，还加强了他们转化医学思维的培养，

3.实验教材的采编。实验教材是实验课程的重点。本教研室认真研究国内外优秀教材，借鉴其经验，同时结合本学院学生的临床需求，精心编写自己的教材，建设与生物化学与分子生物学基础课程配套的实验系列教材。同时也精心挑选合适的转化医学内容穿插入实验教学过程中。

随着日新月异的生化和分子生物学进展，我们也对前沿进展和发现保持持续关注，将更新的内容及时修改、添加到实验教材中。

以上仅是我们作为生物化学与分子生物学教师在转化医学大背景下，在教学改革方面的一些探索的心得及体会，随着转化医学的发展，其内容必将会更新和扩大，作为基础医学教师要敏锐地跟上发展脚步，积极寻找转化医学与生化、分子生物学的结合点，才能为国家培养出基础扎实、科研思维清晰的有用医学之才。

参考文献：

[1]赵玉沛.转化医学本土路线图[J].中国医院院长，2011，（11）：92.

[2]Choi DW. Bench to bedside：the glutamate connection[J].Science，1992，258（5080）：241-243

[3]Geraghty J. Adenomatous polyposis coli and translational medicine[J].Lancet，1996，348（9025）：422.

[4]Zerhouni E. Medicine. The NIH Roadmap[J].Science，2003，302（5642）：63-72.

[5]贾舒婷，张继虹.针对临床医学专业的病例引导型生物化学教学方法实践体会[J].教育教学论坛，2014，（1）：67，8.

[6]闫华.医学科教新任务――促进转化医学[J].中华医学科研管理杂志，2010，（23）：225-228.

[7] Marsh N，Marsh A.A short history of nitroglycerin and nitric oxide in pharmacology and physiology[J].Clin Exp Pharmacol Physiol，2000，（27）：313-319.