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一、基因突变的育种方法
基因突变是生物变异的根本来源。自然界中的抗病、抗虫等性状归根结底都来源于基因突变。但在自然突变中,突变的频率很低,而且大多数都是有害的。为了能获得人们想要的性状,就要想办法提高突变的频率。可以用射线照射等方法提高突变频率,这样的育种方法叫做诱变育种。诱变育种可以得到从来没有的性状,因而可以大幅度地改良生物性状。但是突变是不定向的,并且大多数是有害的,所以为了得到人们想要的个体,就必须大量处理样本。
诱变育种中最常见的就是太空育种。太空育种即航天育种,也称空间诱变育种,是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空,利用太空特殊的环境诱变作用,使种子产生变异,再返回地面培育作物新品种的育种新技术。太空育种已得到一定程度的应用。通过太空育种,培育出了一批新的突变类型和具有优良性状的新品种。例如,水稻种子经卫星搭载,获得了植株高、分孽力强、穗型大籽粒饱满和生育期短的性状变异。太空椒的果实比在陆地上培育的果实要大得多,口味、重量和外形也发生了变化。
二、基因重组的育种方法
1.杂交育种
杂交育种是指指遗传性状不同的种、类型或品种间进行有性杂交产生杂种,继而对杂种加以选择培育,创造新品种的方法。
杂交育种可以得到杂合子,然后利用杂合子的杂种优势来获得高产、生存力强等性状。但由于杂种个体自交会发生性状分离,因此不能通过自交来持续获得此性状。根据杂种优势的原理,通过育种手段的改进和创新,可以使农(畜)产品获得显著增长。这方面以杂种玉米的应用为最早,成绩也最显著,一般可增产20%以上。
杂交育种还可以通过杂交使两个亲本的优良性状集中到一个个体上。比如使抗病低产和不抗病高产的两种亲本杂交,得到子一代就会同时具有两个亲本的性状,再通过自交、筛选等步骤,就可以获得纯合的抗病高产的个体。杂交育种优点是操作简单,缺点是育种周期太长。杂交育种最重要的应用就是袁隆平的杂交水稻和李振声小偃系列杂交小麦。
2.基因工程
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。基因工程育种有优点是可以定向地改变基因,从而定向改变生物的性状,缺点是难操作,目的基因不好获得。运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物等。比如转入人胰岛素基因的大肠杆菌,就可以为人类生产胰岛素,这样就大大降低了胰岛素的成本。
三、染色体变异的育种方法
1.单倍体育种
单倍体育种是植物育种手段之一,是利用植物组织培养技术(如花药离体培养等)诱导产生单倍体植株,再通过某种手段使染色体组加倍(如用秋水仙素、低温诱导处理),从而使植物恢复正常染色体数。单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。单倍体植株经染色体加倍后,在一个世代中即可出现纯合的二倍体,从中选出的优良纯合系后代不分离,表现整齐一致。单倍体育种的优点是育种周期短,缺点是容易不育。中国首先应用单倍体育种法改良作物品种,已培育成了一些烟草、水稻、小麦等优良品种。
2.多倍体育种
多倍体育种利用人工诱变或自然变异等,通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料,用以选育符合人们需要的优良品种。最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体,但不影响染色体的复制,使细胞不能形成两个子细胞,而染色数目加倍。多倍体育种的优点是育种周期短,缺点是难操作。多倍体育种比较常见的例子就是无籽西瓜。
树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一,正确的生物学观点又是学习、研究生物学的有力武器,有了正确的生物学观点,就可以更迅速更准确地学到生物学知识。所以在生物学学习中,要注重树立生命物质性、结构与功能相统一、生物的整体性、生命活动对立统一、生物进化和生态学等观点。
2、倡导探究性学习生物学知识,注重培养学生的自主、合作和交流等各方面能力
探究性学习,有助于学生形成对生命世界的正确熟悉、对科学本质的理解和对生物学规律的领悟,增进独立思考的能力,建立多领域的、融合的合理知识结构与技能结构,养成实事求是的科学态度,体验丰富而完整的学习过程。课堂教学结合研究性学习活动的开展提高学生的探究、协作的能力。
3、教育学生在学习生物学的过程中注重理论联系实际
注重与现实生活的联系,融入了“以学生发展为本”的理念,激发学生到生活中寻找学习生物学知识的爱好,有利于主动获取知识的学习方式的建立;使学习内容更具实用性,更有利于对生物学核心知识和方法的理解,对生物科学价值的正确熟悉,帮助学生规划人生,促进全面发展。
4、精心设计课堂教学,精选有效的教学方式,从而转变
学生的学习方式
积极创设问题情境,正确引导学生在学习中领会生物学知识间的内存、本质的联系,学会运用旧知识和已有的学习经验学习新的知识,通过概念图的学习法构建生物学知识框架和知识体系,达到事半倍的学习效果。
5、据不同层次同学学习接受能力的不同,布置弹性作业
由于学生在初中学习时,缺乏学习生物学的动力和热情而不够重视,导致初中生物知识严重欠缺,影响高中生物学的学习,因此,刚开始放慢速度,以便让学生能尽快把握高中生物学的学习方法,同时将作业分为两个层次(A级为全班必做题,B级为选做题),另外鼓励学有余力的同学尝试破解往年的高考试题,使每个学生都能学有所得,保持长久的学习生物学热情和学习干劲。
6、鼓励学生动手制作生物模型
亲自预备实验材料,开展家庭小实验的活动,加深对知识的理解和把握。
7、科学指导各班的生物科代表开展工作
及时收集同学在学习过程中的问题,征集学生对教学的建议。
8、章节复习时采用问题性答疑替代传统的知识性回顾和归纳
引导学生学会对章节的知识进行自我小结,学会构建章节知识网络。
2、糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。三类营养物质之间相互转化的程度不完全相同,一是转化的数量不同,如糖类可大量转化成脂肪,而脂肪却不能大量转化成糖类;二是转化的成分是有限制的,如糖类不能转化成必需氨基酸;脂类不能转变为氨基酸。
3、正常人血糖含量一般维持在80-100mg/dL范围内;血糖含量高于160mg/dL,就会产生糖尿;血糖降低(50-60mg/dL),出现低血糖症状,低于45mg/dL,出现低血糖晚期症状;多食少动使摄入的物质(如糖类)过多会导致肥胖。
4、消化:淀粉经消化后分解成葡萄糖,脂肪消化成甘油和脂肪酸,蛋白质在消化道内被分解成氨基酸。
5、吸收及运输:葡萄糖被小肠上皮细胞吸收(主动运输),经血液循环运输到全身各处。以甘油和脂肪酸和形式被吸收,大部分再度合成为脂肪,随血液循环运输到全身各组织器官中。以氨基酸的形式吸收,随血液循环运输到全身各处。
6、糖类没有N元素要转变成氨基酸,进而形成蛋白质,必须获得N元素,就可以通过氨基转换作用形成。蛋白质要转化成糖类、脂类就要去掉N元素,通过脱氨基作用。
【关键词】高中 生物实验 引导 探究 总结
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)09B-0074-02
在高中课程体系中,生物学科具有很强的实验性,生物实验无疑成为生物教学中最为重要的组成部分之一,它对知识传授、应用能力提升和综合素质培养具有十分重要的作用。然而,在传统的高中生物实验教学中,教师受教学环境和教学理念的影响更注重实验知识、实验过程和实验技巧的传授,往往会忽略学生的主体意识培养、学习积极性与主动性的调动以及创新意识的激发,从而不利于学生综合素质和实验能力的培养。近年来,随着新课程教学改革和新课标的全面实施,学生内在实验潜能的激发成为一个重要内容,对学生主体性、主动性和创新性的培养成为重要的教学发展方向,致力于培养学生综合素养与实践能力。在高中生物实验教学中,为了改变传统实验教学模式的影响,把实验教学的有效性作为重要的发展方向,其中“引导―探究―总结”教学模式就是在这样的环境下产生的。在本文中,笔者充分结合自身的教学经验和教学思考,从情境创设、自主探究、讨论总结等三个方面阐述这一教学模式,从而实现高中生物实验教学效能和教学质量的全面提升。
一、引导:创设问题情境,激发学生探究动机和学习兴趣
在这一实验教学模式中,教师引导和问题情境创设是整个教学过程的基础,也是构建独特教学情境体验的重要条件。在课堂教学中,教师可以充分利用多媒体、教学资料和实验素材来构建问题情境,进而引导学生提出假设、开启思考、激发兴趣。一般而言,教师可以引入更多新奇、多样的教学信息,将学生内在的好奇心、求知欲和探索欲激发出来,实现学生综合思维素质和探究能力的全面提升。以高中生物人教版必修1《探究影响酶活性的条件》为例,其教学过程如下:
首先,笔者通过讲述一只雄鹰的故事来导入课程。以多媒体动画的形式将斯帕兰扎尼的“雄鹰消化实验”呈现给学生观看,逐渐吸引学生的注意力和学习兴趣。然后,笔者借助于大家的热情,利用多媒体手段对雄鹰消化实验展开分析,将“酶的作用”导入到课堂教学中来。
而后,笔者将生活中常见的加酶洗衣粉搬到课堂教学中来,引领大家一起阅读加酶洗衣粉的说明书。开启“头脑风暴”游戏,让学生抢答“说明书信息与酶、酶的活性之间有什么关系?”“60℃对于酶的作用有什么联系?”等问题。经过热烈抢答,学生逐渐进入到预设的情境中来。
在后续的教学过程中,教师充分利用当前较为活跃的课堂气氛和学生的主动性,引导各个学习小组对“酶的作用”“酶的活性条件”“温度、PH值对酶的影响”等相关议题展开讨论、分析与研究,进而提出了生物实验的基本假设:“温度会影响酶的活性”“PH值会影响酶的活性”,完成第一阶段的研究目标。
二、探究:进行自主探究,提升学生实验素养和实验教学效能
在这一阶段的教学过程中,教师以实验假设为目标、以小组合作为手段,完成实验方案的创设。在整个教学过程中,教师扮演着“领航员”的角色,引领学生自主创设实验方案、修正实验方案和自主完成实验,并对自主探究过程中出现的问题进行及时修正、评价,推动实验教学的有序进行。同样是《探究影响酶活性的条件》实验教学,教学过程如下:
首先,教师利用多媒体教学手段对实验内容、实验器材、实验方法和实验注意事项等进行展示与介绍,进一步明确相关实验主题以引领学生开始实验活动。这一过程中,教师重点介绍在酸性条件下能促进淀粉水解的原因,以及淀粉在什么条件下遇碘不变蓝,如高温条件,引导其完成相关方案。
而后,每一个小组成员分工合作,按照既定的实验假设和实验预案进行方案设计,设计出“实验导图”。让每一个小组选派一名负责人进行设计方案的展示、讲解,其他同学可提出疑问,共同完善方案。然后按照完善后的实验方案展开实验活动,并且严格做好实验记录和数据收集工作。在这一环节中,每一个小组在完成了相应的实验设计之后,小组负责人需要将自己的“实验导图”展示给大家,并且参加由教师组织的实验设计答辩会,其他小组成员负责就设计方案进行提问和反馈,进而加深对小组生物实验的认识,完成自主探究与认知的教学目标。
最后,教师要参与到各个小组的实验活动中来,及时地进行实验指导和实验情况查看、提示,如,第一小组较快地完成既定实验任务后,教师指导其探究新的问题:“0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低,但能使酶的空间结构保持稳定,在适宜的温度下酶的活性是不是可以恢复?”更为关键的一点,教师在实验过程中要注重过程评价,及时地激励学生的参与热情,实现实验教学的过程控制。此外,在自主探究实验中,每一个小组还要指定一位同学进行实验过程、实验数据和实验结论的记录,为后续的小组总结和交流讨论打下基础。
三、总结:开展交流与讨论,加深学生对知识的理解与实验的认知
在高中生物教学中,交流与总结是关键的一个教学环节,在这环节中学生需要对整个实验过程进行分析、交流与总结,将实验数据、实验思考和实验成果呈现出来,深入了解和认知实验知识和技能,提升教学效能。在《探究影响酶活性的条件》实验教学中,其教学过程如下:
各个小组完成生物实验过程之后,小组内部进行实验总结与自评,将实验数据进行分析与整理,得出实验结果。让每一位小组成员在小组内部讨论中谈一谈自己的感受和实验认知。通过上述一系列的生物实验过程,最后得出以下实验结论:
酶的活动受到温度的影响,当酶处于高温状态下的时候,则会丧失活性;低温状态下,则会降低其活性;酶处于正常温度下,其活性处于正常状态。与此同时,PH对酶的活性有影响,过酸、过碱都会让酶丧失活性。
在完成了小组内部的实验讨论与结论之后,每一小组推举一名成员接受实验答辩,教师、其他小组成员将以实验过程作为依据,对答辩对象进行提问、考查与评价,从而将生物实验进行拓展与延伸。这一过程中,自评、互评、答辩三者融合的总结方式,不仅可以让学生发现自身的不足,同时也可以进行引申与拓展,提升学生的探究能力。
最后,教师对整个生物实验过程进行总结与评价,先后对各个小组的表现和实验结果获得情况进行总结,而后对“影响酶活性的影响因素”这一知识点进行讲解。强调重点知识,分别从温度、PH值、环境等多个方面进行强化,加强对重点知识的掌握。
近年来,随着高中新课标改革和素质教育的全面实施,以人为本的教育理念得到了深入地贯彻与实践,如何重视学生、引导学生、激发学生、发展学生成为一个十分重要的内容。构建“指导―探究―总结”一体化生物实验教学课堂,提升高中生物实验教学效能,培养学生动手能力,锻炼学生的思考、合作、探究能力。
【参考文献】
[1]葛学文.高中生物实验教学存在的问题及建议[J].中国教育技术装备体,2011(14)
[2]张云涛.改进生物实验模式 培养学生创新能力[J].中学课程资源,2008(2)
【关键词】高中新课改生物高效课堂教学
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)05-0159-02
新课程改革的目标是为了提升学生整体知识水平,促进学生综合素质全面发展。在新课程改革的背景下,高中生物课堂教学需要跳出传统教学模式的框架,以构建高效生物课堂为核心目标,保证学生在有限的课堂学习时间内收获最大的知识提高。
一、高效课堂的意义
高效课堂指的是教育工作者需要立足于教学活动的基本规律,在有限的时间内,以最低的人力、物力投入,获得最佳的教学效果,使学生能够收获更多的知识提高,最大限度的满足现阶段社会与学生自身对于教学效果的需求。
笔者结合自身多年的教学经验,从客观的角度分析高效课堂的含义:高效课堂的构建始终贯穿“教学”二字,“教”与“学”二者缺一不可,相辅相成,如果片面的追求教育工作者的“教”而忽视了学生的“学”,势必会影响高效课堂的构建,如果片面的追求学生的“学”而忽视了教育工作者的“教”,也不可能达到最佳的教学效果。因此,只有教育工作者不断提升备课质量,改进教学方法,充分重视学生的学习方法与学习效果,才能从根本上提升课堂教学效果,达成构建高效课堂的最终目标。
二、构建高中生物高效课堂教学的主要方法
(一)强化教育工作者备课质量,精心设计教学内容
教育工作者在开展教学活动之前,最关键的环节就是备课,只有教育工作者不断强化备课质量,才能不断提升课堂教学质量。另外,教育工作者还需要充分掌握学生的特性,了解学生的兴趣爱好所在,才能在备课时融入更多学生感兴趣的教学内容,使学生能够以极大的兴趣积极地投入课堂学习。在高中生物课堂教学中,教育工作者需要充分认识到学生的个体差异性,因材施教,设置教学坡度,满足不同知识水平学生的学习需求,使学优生能从中获得生物知识水平的拔高,学困生能从中获得生物基础知识的提高,为提升其生物知识水平奠定坚实的基础。笔者结合自身教学经验,将生物高效课堂教学内容设计的规律总结为以下几点,即理论实验知识探究化、科学史知识故事化、考试重点知识生活化、生物学科知识趣味化、题型方法知识规律化、活动课知识家庭化,只要教育工作者在设计教学内容的时候遵循以上几项原则,那么学生知识水平的提升也就成为必然。
(二)重视基础知识教学,拓展生物课堂教学时效性与创新性
高中生物教学是以基础知识教学为主,拓展知识为辅的教学活动。因此,高中生物教育工作者需要充分重视生物基础知识教学,为学生以后生物学科的学习奠定坚实的基础。在课堂教学开始之前,可以让学生提前预习,然后根据自己的认知,将新课内容关键知识点整理出来,并以图表的形式相互连接,使学生在课堂教学开始之前便初步掌握本课学习基础知识框架,提升了课堂教学效率。另外,在生物课堂教学的时候,还需要拓展教学内容的时效性与创新性。生物作为一门起源于生活却又高于生活的学科,通过课堂教学将生物与生活实际紧密的联系在一起,能够在很大程度上便于学生了解生物现象、知识,使学生更容易掌握生物教学的内容。生物课堂教学的创新则体现在现阶段以活动、体验为主的教学模式,学生通过亲手实践可以更为直观的了解生物现象,避免在教学过程中抽象的语言教学造成学生学习障碍。
(三)重难点题型思路点拨,培养学生解题思维模式的形成
高中生物教育工作者在进行重难点题型讲解的时候,不能将题型的讲解作为唯一目标,而是需要对重难点题型进行延伸与发散,使学生遇到类似的题目时能够迅速抓住题目核心,保证解题速度与解题准确性。因此,教育工作者在讲解题型的时候,需要重视解题方法、解题思路的讲解,总结解题规律,培养学生形成解题思维模式,即审题第一,其次抓住题目核心、分析解题思路,最后规范答题内容。在重难点题型讲解完毕后,可以提出设立一些类似的题型让学生进行解答,巩固课堂教学内容,让学生在训练中加深对于类似题型解题思维模式的印象。
(四)重视课后反思,鼓励学生反馈
高中生物教学是一个知识传授与接收的过程,同时,反思与反馈也是高中生物教学不可或缺的重要部分。学生在课堂教学完毕后,需要对课堂学习的内容进行课后反思,及时发现不懂的问题并与其他同学展开探讨,形成良好的生物学习氛围。通过课后反思,可以帮助学生解决课堂学习中存在疑惑的问题,提升生物教学效果。人无完人,教育工作者在课堂教学的时候难免会存在疏漏,此时学生需要及时将课堂学习中的疑惑向生物教育工作者反映,便于教育工作者有针对性的开展辅助教学工作。
本文主要从高效课堂的含义切入,结合笔者多年生物教学经验,试探性的提出几点构建高效生物课堂的方法,以供广大同行参考与借鉴,以期从根本上提升学生整体生物知识水平。
参考文献:
[1]祁晓冉,杨继红.高中生物高效课堂教学模式的建构[J].高等函授学报(自然科学版),2011,01.
[2]苏迎迎.在高中生物课堂教学中渗透营养教育的教学策略研究[D].东北师范大学,2012.