应用系统论的观点复习《生命系统信息传递》
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“生命系统的信息传递作者:王丽萍来源:《中学生物学》2011年第10期地球上瑰丽的生命画卷,在常人眼中,也就是芸芸众生,千姿百态。
事实上,它们却是富有层次的生命系统:细胞一组织一器官一系统一个体一种群一群落一各种生态系统一生物圈。
从细胞到生物圈,生命系统层层相依,相互联系成为一个统一体,而各层次内部和之间功能协调性的实现依赖于物质和能量代谢,也依赖于信息传递。
借助信息传递,生命系统各层次的稳态才得以维持。
在高三生物高考复习中,笔者把人教版三本必修教材中有关生命系统信息传递的内容做了整合,把它们有机融合在一起,形成了一个小专题。
现将该专题的概念图总结如图1所示。
1.细胞内的信息传递(以遗传信息的传递为例)1.1知识整合遗传信息在细胞内的传递途径见图2。
转录、翻译过程中信息的传递可以总结为下表:1.2典例解析图3为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图.请据图回答下列问题。
(1)完成过程①需要___等物质从细胞质进入细胞核。
(2)从图中分析,核糖体的分布场所有___。
(3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④,将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养,发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。
由此可推测该RNA聚合酶由___中的基因指导合成。
(4)用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,那么推测α-鹅膏蕈碱抑制的过程是___(填序号),线粒体功能(填“会”或“不会”)受到影响。
解析:本题要求考生通过读图获取信息,回答基因表达的相关知识。
由图可知:(1)过程①为转录,需要从细胞质中获取ATP,核糖核苷酸(原料)、酶。
(2)过程②和④表示翻译,场所在核糖体,图中显示分布在细胞质基质和线粒体中。
(3)由于溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④,但将该真菌在含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养,线粒体中RNA聚合酶的活性却很高,这说明该RNA聚合酶不是线粒体的基因控制合成的,而是由细胞核中的基因指导合成。
“生命系统的信息传递”专题复习课的教学设计本课题为高三生物二轮专题复习课题之一,二轮复习不再是对已学内容的简单重复,学生通过新课学习和高三一轮复习已经掌握了基本的生物学知识和原理,此时要通过整合,进一步提升和内化,追求知识系统性和综合性,建立一个完善的知识体系。
为激发学生参与的兴趣和热情,在二轮复习中教师要寻求新的复习视角,给旧知识注入新的活力。
基于此,笔者将考纲中与信息传递有关的知识进行整合,并以生命系统的结构层次为主线加以串联,便于学生将散在的知识系统化。
1教材分析本专题内容涉及高中生物必修 1 的“细胞膜、细胞核的结构和功能”,必修 2 的“遗传信息的转录和翻译”,必修 3 的“人体的内环境与稳态”“生态系统的信息传递”等生物学的基础知识与原理。
本节课内容丰富,涉及面广,学生可以通过对例题的解析构建出“细胞→组织、器官、系统→个体→种群、群落→生态系统”的生命系统的信息传递模型。
教师在本课题的内容教学上要加强引导,激发学生学习热情。
2教学目标2.1知识目标理解细胞膜的结构和功能;理解细胞核的结构和功能;理解遗传信息的转录和翻译;理解神经、体液、免疫调节在维持稳态中的作用;了解生态系统中的信息传递。
2.2能力目标培养对知识的理解与综合运用能力,能运用所学知识与观点,通过分析与综合等方法对例题进行解释、推理,作出合理的判断。
并构建生物学模型。
2.3情感、态度与价值观目标认同生命系统的各结构层次相互联系成为一个统一体,各层次内部和之间功能协调性的实现离不开信息传递,借助信息传递生命系统各层次的稳态才得以维持。
3教学过程设问:请说出与之有关的生命系统的结构层次的构成。
设计意图:复习生命系统的结构层次,为后面逐层分析生命系统的各个层次的信息传递拟好提纲3.1创设情境,导入课题情景展示:教师先展示一幅蛋鸡养殖场的图片激起学生的兴趣,请学生思考:养殖户如果想提高产蛋率可以采用哪些方法,待学生讨论交流后,教师提出养殖厂的工作人员在介绍养殖经验时说:在蛋鸡养殖过程中若想提高产蛋率可通过在鸡舍中清晨和傍晚用稳定的灯光延长光照时间的做法以达到目的。
应用系统论的观点复习《生命系统信息传递》生命系统各个层次内部和个层次之间通过信息传递,互相联系形成一个统一的整体。
信息传递实现了生命系统各层次的联系,同时也是生命系统稳态维持所必需的。
在必修1细胞膜的功能中有涉及到信息传递的内容,必修2涉及到遗传信息的传递,笔修3稳态的调节,中神经调节,激素调节,免疫调节都涉及到信息交流,最后是生态系统层次的信息传递。
在在高三复习课中,笔者按照细胞内部的信息交流,细胞间的信息交流,种群、群落、生态系统水平的信息传递,把必修教材中有关信息传递的内容以小专题的形式做了梳理和整合,打破章节,形成完整的知识网络,构成新的认知结构,提高系统性,便于知识的理解和应用。
教学设计过程:
(一).复习生命系统的结构层次:细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。
引出细胞水平的信息交流。
1.细胞内的信息交流:
(1). 细胞内遗传信息的交流。
细胞也是一个系统,细胞核是这个系统的控制中心,细胞质是代谢的中心,细胞核与细胞质之间如何进行信息的交流?由学生自主完成,用图解的形式说明细胞核遗传物质的转录和翻译,教师做点评。
(2).以细胞通过“自噬作用”及时清除受损线粒体及其释放的信号蛋白的过程为例,进一步说明细胞内信息交流。
2.细胞间的信息交流。
引导学生回顾细胞间的信息交流的方式,教师版图归类细胞间的信息交流的方式。
图3
(1). 相邻细胞间相邻细胞间直接接触,通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞。
(图2)如精子和卵细胞之间的识别和结合。
引导分析免疫过程中免疫细胞的识别和信息交流。
(2).相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通,通过携带信息的物质来交流信息。
如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,进行细胞间的信息交流。
(3). 细胞产生信号分子通过血液的运输来完成的间接交流。
(图1)如内分泌细胞产生激素,激素通过血液运输作用于靶细胞。
引导学生分析归类各种激素,及其作用的靶细胞。
特别是反馈作用的激素的靶细胞;如甲状腺激素的靶细胞可以是下丘脑和垂体。
(4).细胞产生信号分子直接作用于靶细胞。
(图3)如神经细胞产生神经递质。
分析归类反射弧中产生信号分子的神经细胞,以及作用的靶细胞。
引导学生复习免疫系统,认识到淋巴因子也是细胞产生的信号分子,作用于淋巴细胞,增强它们的免疫功能。
在分析复习这些知识之后,引导学生得出细胞间信息交流是维持内环境稳态的基础。
在外界环境发生变化的时候,人体细胞通过产生信息分子,信息分子作用于靶细胞和靶器官,使各个系统器官相互协调,维持内环境的相对稳定。
(二)生态系统中信息传递
1. 复习生态系统中信息的类型。
2. 分析生态系统中种群间的信息交流,以及种群与环境之间的信息交流。
引导学生用图解的方式标注。
3.分析讨论生态系统中信息传递与生态系统的物质循环和能量流动的区别。
分析生态系统中信息传递是生态系统维持稳态的重要基础。