“普通生物学”教案

-1-“普通生物学”教案第一章生命科学本章是本课程的引论，略讲。通过简要回顾生命科学发展的基本历程，让同学看到，生命科学研究一步步从描述性学科发展到实验性探究科学，进而深入到微观分子水平和宏观生态学。最后归纳出生命体的共同特征。第一节生命科学发展简史本节将一般性介绍“前生物学时期”和“古典生物学时期”的内容，然后借助“实验生物学时期”的典型科学探究实例展示科学研究的基本思路，重点说明“分子生物学时期”的研究成果。第二节21世纪生命科学发展展望归纳21世纪生命科学发展的三个特征：向微观方向深入是永恒的主题，宏观方向（特别是环境问题）是政府、科学家和民众都十分关心的问题，各个学科日趋交叉和结合将促进生命科学进一步高歌猛进。第三节生命体的基本特征对生命体的特征进行归纳，特别强调新陈代谢是生命体生存的核心要素，并比较生命体与非生命体新陈代谢的本质区别。第二章生命体的多样性第一节生物分类与物种命名法先介绍林奈的传统“二名法”的命名规则，然后适当引入生理生化分类法和分子分类法，指出它们三者之间各有优缺点，不可偏废任何一方。详讲。第二节生物界别本节略讲。主要阐明生物分界的主要界线，讨论魏泰克的五界分类系统和黎德勒的四界分类系统及其依据。第三节病毒与类病毒着重讨论它们无细胞结构的特征以及胞内寄生对生物的危害。第四节原核生物界包括细菌、放线菌、蓝藻和原绿藻，重点简介代表性细菌的细胞结构特征以-2-及它们最为第一批在地球上出现的生物的重要意义。第五节真菌界指出真菌的特征（介于植物与动物之间），真菌在自然界中促进物质循环的意义，以及真菌侵害动植物和人类的危害性。第六节植物界说明植物界的基本特征，指出划分高等植物和低等植物的分界线是它们是否具有维管束的构造。着重阐明种子植物的特点以及双子叶植物和单子叶植物的区别。第七节动物界本节是本章的重点。一般性归纳介绍动物界主要门类的特征，尤其注意从进化的角度阐述前后动物门类之间器官、系统的演化关系。重点关注腔肠动物门（出现神经系统）、扁形动物门（出现三胚层）、环节动物门（出现真体腔、雏型的中枢神经、脑以及闭管式循环系统）、节肢动物（发达的感觉器官、多样化的呼吸器官，分布到海、陆、空三域）以及脊索动物（重点在脊椎动物亚门，尤其是其中的鸟纲和哺乳纲）。第三章构成生命体的物质基础第一节原生质的主要无机物组成强调指出生物体内并无特异的元素，其元素来自自然界。阐述水对生物体的极端重要性。碳、氢、氧、氮、硫、磷是构成生物体的基本元素，有些微量元素也发挥了重要的作用。第二节原生质的主要有机物组成本节是本章的重点。将依次阐述：①糖类：说明以葡萄糖为代表的六碳糖的结构式，葡萄糖如何构成多糖，以及淀粉多糖与纤维多糖的异同点；②脂类：本段略讲，包括：脂类的构成及其在细胞和生物体内的作用；③蛋白质：本节的重点。阐明氨基酸的化学构成，氨基酸如何形成肽链，蛋白质的四级结构，以及蛋白质在生物体的结构与功能方面发挥不可替代的作用；④核酸：本节重点之一。核酸包括RNA和DNA两大类。阐明核苷酸由碱基、戊糖和磷酸三部分组成，核苷酸如何通过3，5-磷酸二酯键构成核酸。DNA的二-3-级结构及其功能，三种RNA各自的功能等；第三节生命是什么着重讨论生命信息流的“中心法则”，同时指出该法则随科学的发展而不断更新。第四章构成生命体的基本单位——细胞第一节细胞学说的建立和发展简要回顾一百多年来细胞生物学的发展历程，强调细胞生物学是生命科学的核心学科之一。第二节细胞的结构与功能本节是本章的重点，从以下六方面展开：①从比较原核细胞和真核细胞异同点入手，说明后者处于生命进化的高级类型，绝大多数的生命体都由真核细胞构成。②细胞膜和细胞外被着重说明细胞膜结构的液态镶嵌模型。讨论细胞外被对细胞保护、识别、吸收和吞噬等功能的重要性。③膜系构造细胞器依次在亚显微水平阐述线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体和液泡的结构与功能，强调结构与功能两者的统一性。④非膜系构造细胞器讲解核糖体、细胞骨架（包括微管、微丝和中间纤维）、中心体、鞭毛和纤毛的构成及功能。⑤细胞核这是本节的重点之一，详讲。包括：核膜、染色质（如何螺旋和折叠形成染色体）、核仁、核骨架和核液。⑥细胞基质指出这是多种物质重要的代谢库，维持生命活动的大本营。对本节进行小结，说明各个细胞器各司其职，分工合作，协调一致，共同履行细胞及生命体的代谢活动。第三节细胞增殖与分化本节教学的核心内容是通过阐述细胞的分裂过程说明细胞是如何增殖的，尔后，动植物细胞经分化逐渐趋异，形成各种组织。①无丝分裂这是简单而迅速的细胞分裂方式，但复制的精确度不够高，原核细胞和少数真核细胞以这种方式进行细胞分裂。②细胞增殖周期这是本节的重点所在，包括细胞分裂间期和有丝分裂期-4-两阶段。细胞分裂间期又划分为G1期、S期和G2期。阐述各期的代谢内容，说明本期在显微镜下观察似乎很平静，但其实各种反应都在频繁、大量发生，为下阶段的细胞分裂做准备。有丝分裂期包括核相分裂（前期、中期、后期和末期）及细胞质分割两部分。结合课件详解各期染色体的形态特征和移动规律。③组织分化细胞分裂后，少数细胞保留作为分生区细胞，多数细胞走向分化。结合课件，分别介绍植物的分生组织、薄壁组织、表皮组织、输导组织和机械组织，以及动物的上皮组织、神经组织、肌肉组织和结缔组织。第四节生殖上皮细胞减数分裂本节是本章的重点之一，着重强调，通过精确的减数分裂形成染色体数减半的雌雄配子，能够保证遗传信息在生物上下代之间准确复制和传递。①减数分裂Ⅰ可人为地区分为前期I、中期I、后期I和末期I四个阶段。其中尤其是前期I染色体的行为变化最为复杂，因此又细分为五小期，分别为：细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。结合课件详细描述在这五个小期中染色体的变化情况。②减数分裂Ⅱ实质上是一次平常的有丝分裂，只是在开始本次分裂前染色体没有再复制加倍而已。本次分裂也还是划分为前、中、后、末四期，依次称为前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ。第五节细胞工程在深刻了解细胞的结构与功能后，进一步拓展掌握细胞工程的知识和进展就是顺理成章的事了。但在本课程中本节仅作一般性动态简介，包括：①植物组织培养和植株再生，②植物细胞培养和次生代谢物生产，③人工种子研制，④动物细胞组织培养，⑤细胞融合和单克隆抗体，⑥哺乳动物克隆。其中植物组织培养和植株再生、细胞融合及单克隆抗体两项研究已经比较成熟，哺乳动物克隆取得重要突破，可以略为详细介绍，注意结合中国科学家的实例。第六节细胞重建简介贝时璋老前辈有关细胞重建的研究，这是中国科学家的一项创新性发现，具有潜在的重大科学意义。第五章生命体的新陈代谢本章先探讨酶的本质和酶促反应的机理，为后续各节打下基础。以后从捕捉-5-阳光中的能量并转化成有机物中的键能入手，阐述光合作用的基本过程和要点，尔后再学习有机物的降解及其中能量的释放和转化，使读者对生命体中主要的新陈代谢网络有一个基本的梗概性了解。第一节生命体新陈代谢的本质和特点本节是本章的入门，为后续各节打好基础。强调掌握同化作用、异化作用、物质代谢以及能量代谢等概念。包括：①生物代谢类型掌握并区分以下代谢类型的特点：光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型；②酶的本质和构成深刻认识酶的本质是蛋白质。酶可以划分为简单酶和复合酶两大类。酶的构成至少要有一个活性中心，该中心与酶促反应的原理密切相关。③酶促反应原理酶促反应原理有多种学说，重点掌握“诱导-契合模型”及中间产物学说。④酶促反应的特点突出酶促反应的特点：反应条件温和，催化底物专一，催化作用高效。⑤影响酶促反应的因素强调指出，高效的酶促反应是建立在满足一系列条件的基础上。如酶原要激活，酶要活化，要尽可能除去酶的抑制剂，还要保证足量的酶浓度、底物浓度、适当的反应温度、离子浓度和反应液的合适pH值等。第二节光合作用本节略讲。突出本节的中心，即绿色植物通过光合作用把阳光中的能量转化为生物有机物中的键能，同时将CO2同化为六碳糖等有机物。首先简述科学家研究光合作用的发展历程，取得了许多重要进展。①光合作用基本要素了解植物中的色素，包括绝大多数叶绿素a、叶绿素b和胡萝卜素等都是集光色素，仅有极少数叶绿素a组成中心色素分子（包括P680和P700两种）。以这两种中心色素分子为核心，分别构成两种光作用中心。在这两个中心里都存在向中心色素分子提供电子的原初电子供体和接受激发态中心色素分子传出电子的原初电子受体。②光合作用机理结合书中的图和课件简介本段。其机理包括原初光反应、电子传递偶联NADPH和ATP生成两部分。原初光反应指的是两个光合系统受-6-光激发后发生的一系列光化学反应，其中最重要的是激发电子在电子传递链中经光合系统I和光合系统II的传递，它们分别偶联生成NADPH和ATP。前者为后续CO2还原成有机物准备了还原物，后者可为有机物合成提供必需的能量。光合作用同时光解水放出氧气。③CO2同化把CO2同化成有机物对生物界意义重大，其核心是所谓的“卡尔文循环”（C3途径）。讲解本循环的三个阶段：羧化阶段、还原阶段和再生阶段。点出NADPH和ATP在这些反应中的作用。④影响光合作用的因素基本了解有关光合作用的概况后还应注意多种因素影响光合作用。这些因素中光强和光质、CO2的浓度、水分供给和温度等尤其重要。第三节生物中的基本物质代谢和能量代谢本节着重讨论生物中糖类物质，主要是对单糖（葡萄糖）的降解、在降解过程中偶联电子传递、氧化磷酸化产生含高能磷酸键的ATP的概况逐一简要介绍。①糖酵解这是从多糖转化为单糖、单糖磷酸化、六碳糖裂解为三碳糖并伴随产生少量能量的过程。它经历多糖单糖果糖果糖磷酸化丙酮酸代谢过程。②三羧酸循环这是本章和本节的重点。要掌握循环中重要的中间代谢产物，如柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、苹果酸和草酰乙酸等如何产生，何时脱羧以及一对对（2H）的产生和NADH的生成。③电子传递与氧化磷酸化结合书中插图和课件阐明糖氧化产生的含高能电子的还原物在线粒体内嵴上经系列电子传递链，启动氧化磷酸化反应，ATP大量生成的原理。④四类生物大分子代谢的相互联系强调指出：在生物体内，糖、蛋白、脂类和核酸四大类生物大分子的降解和合成可以通过三羧酸循环进行沟通，形成体内的代谢网络。第六章高等植物的构造、功能和调控本章是本书的重点章之一。要求全面掌握高等植物根、茎、叶、花、果的结构，进而理解其功能。同时要了解植物生长调节剂的类型和功能，对植物特有的感应方式和原理应有所知晓。根和茎的次生结构是本章的难点，要把它讲透。-7-第一节根的结构与功能①植物的根系了解植物有三种根系：直根系、须根系和变态根。掌握各种根系的构成特点。②根的分区包括：根冠区（保护根尖）、分生区（细胞旺盛进行有丝分裂）、伸长区（细胞生长、变长，开始分化）、根毛区（细胞分化，向外长出根毛，根内形成中柱等组织）、成熟区（细胞分化完成，构成根的主体）。③根的初生结构这是直接由根尖分生组织产生的各种组织。包括：表皮：单层细胞，分化区的多数表皮细胞都向外突出形成根毛，具有保护和吸收的功能；皮层：由多层大型薄壁细胞组成，细胞排列疏松，水溶液可经细胞之间的共质体途径或细胞缝隙的质外体途径（两种途径）向中柱传输。皮层还具有贮藏营养的功能；中柱：也称维管柱。它由中柱鞘、初生木质部（主要功能是经由导管和管胞向上输送水溶液）和初生韧皮部（担负输送水溶性有机物的任务）构成。④根的次生结构本部分略讲。主要涉及直根系中微管形成层的发生与活动，木栓形成层的发生和周皮形成两方面。⑤根的功能注意与根的结构相联系。主要突出其吸收、输导、固着和支持等功能。第二节茎的结构与功能茎可以分成分生区、伸长区和成熟区三部分。本节将通过比较分析单子叶植物茎和双子叶植物茎的异同点来阐述茎的结构与功能。同时启发同学注意茎与根在构造方面的相似之处。①茎的类型参照植物茎的生长习性,可将茎划分为以下几种类型:直立茎：次生木质部发达,茎能自立；攀援茎：茎中机械组织欠发达，茎不能自立。茎节上的部分叶子特化成具攀缠作用的卷须；缠绕茎：以茎本身缠绕在直立茎或其他物体上；匍匐茎：平卧地面生