细胞生物学总结(6篇)
细胞生物学总结篇1
【摘要】
目的通过体外细胞培养技术,探讨开口箭皂苷的细胞毒活性及其机制,为进行深层次研究提供依据。方法MTT比色法检测细胞活力,流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡。结果MTT结果显示,开口箭总皂苷、30%皂苷和70%皂苷对Hela和HepG2细胞的抑制作用显著,与阴性对照组相比有非常显著性差异(P
【关键词】开口箭;皂苷;MTT法;流式细胞仪
开口箭TupistrachinensisBak.系百合科Liliaceae铃兰族开口箭属植物,为著名的传统中药。医学古籍记载,开口箭味甘微苦,性寒,主治劳热咳嗽、跌打损伤、风湿痹痛、月经不调、崩漏带下等症;其中中医认为月经不调、崩漏带下即是现代宫颈癌的常见症状。初步实验表明开口箭具有祛痰、抗炎、抑菌及醒酒作用[1,2]。
本实验室通过实验显示湖北省产开口箭含有甾体皂苷和甾体皂苷元,且含量较高[3]。有关研究结果表明,皂苷具有增强免疫功能、抗辐射、抑制肿瘤生长、抗炎、降血糖等广泛的生物学活性,近年越来越受人们的普遍关注。有研究证实开口箭同属植物皂苷成分有细胞毒活性[4,5]。本文旨在通过体外抗肿瘤实验,观察开口箭皂苷对宫颈癌细胞Hela细胞和肝癌细胞HepG2细胞的细胞毒活性,并通过流式细胞仪评价开口箭活性部位对Hela细胞细胞周期的影响和诱导该肿瘤细胞凋亡情况。现报道如下。
1材料与仪器
1.1细胞株人宫颈癌细胞(Hela)、人肝癌细胞(HepG2)均由三峡大学分子生物学研究所提供。
1.2药品与仪器RPMI-1640为美国GIBCO公司产品;新生小牛血清为杭州四季青生物材料有限公司产品;HEPES为美国Sigma公司产品;胰蛋白酶为美国GIBCO公司产品;四氮唑蓝(MTT)为美国AMRESCO公司产品;环磷酰胺(CP,江苏恒瑞医药股份有限公司,批号:07020121)。酶联免疫检测仪(GENIOSTECAN);CO2培养箱(日本三洋公司);LD4-2A离心机(北京医用离心机厂);96孔板(美国Cornning公司)。
开口箭根茎于2002-07采自湖北省神农架林区,经三峡大学化学与生命科学学院陈发菊副教授鉴定为TupistrachinensisBak.,标本存放于湖北省天然产物研究与利用重点实验室(No.TC200207SNJ)。
2方法
2.1药物制备开口箭根茎粉碎后,用甲醇回流提取,合并提取液,浓缩后经氯仿脱脂后用水饱和的正丁醇萃取,旋转蒸发回收正丁醇,浓缩液抽干后即得到开口箭总皂苷,配成水液,过大孔树脂柱,水洗,30%乙醇、70%乙醇、95%乙醇梯度洗脱,得开口箭4部分皂苷。
分别取开口箭总皂苷、30%开口箭皂苷、70%开口箭皂苷两个样品,用PBS配制成所需浓度,依次为312.5,625,1250,2500,5000,10000μg/ml,70%开口箭皂苷用PBS配制成所需浓度,依次为156.25,312.5,625,1250,2500,5000μg/ml,所有受试样品均用0.22μm微孔滤膜过滤除菌。环磷酰胺(CP)用DMSO将其配置为500mg/ml。
2.2细胞培养Hela和HepG2细胞用RPMI-1640培养液(另加10mmol/LHEPES、2.0mg/mlNaHCO3、100U/ml青霉素、100μg/ml链霉素和10%新生小牛血清),于CO2孵箱中37℃,5%CO2饱和湿度下培养。贴壁细胞用0.25%胰蛋白酶消化传代。
2.3开口箭活性部位对Hela和HepG2细胞杀伤作用最佳实验条件的选择MTT法实验条件的初步优化,主要是对溶解药物的溶剂(水、PBS)、加药前的培养时间(6,12,24h)、药物剂量和细胞密度进行了摸索。其中密度细胞分别取0.1×105,0.5×105,0.8×105,1×105个/ml,接种于96孔培养板,每孔接种100μl,转板24h后加不同浓度的开口箭活性部位,继续培养48h,以MTT法测定吸光度,比较不同细胞密度的线性关系。
2.4MTT比色法[6]MTT比色法按Mosmann氏法略加改进。将处于对数生长期的细胞制成单细胞悬液,调整细胞浓度为0.5×105个/ml,接种于96孔培养板,每孔接种100μl,转板24h后加100μl受试药,另设阴性对照组(不加药)、空白调零组(只有PBS)和阳性对照组(环磷酰胺组),每组均设3个复孔,培养48h,吸弃上清后加MTT(5mg/ml)100μl,继续培养4h后,弃去上清液,加DMSO100μl,用全自动酶联免疫检测仪于570nm波长处测定吸光度(OD)值[7],求出IC50。
抑制率(%)=[阴性对照A570-加药组A570]/阴性对照A570×100%
2.5流式细胞仪检测细胞凋亡和细胞周期分1×106个细胞于培养瓶,阴性对照组0.5×106个细胞每瓶,培养24h;吸弃部分上清后加药混匀(开口箭总皂苷、30%皂苷终浓度2500μg/ml,70%皂苷和环磷酰胺终浓度1250μg/ml),继续培养48h;于5%CO2培养箱中培养48h后,收集上清于相应标签离心管中,各加1ml胰酶消化,加4ml培养液于该培养瓶中,并一起吸至各相应离心管中,各瓶加入5mlPBS洗涤,洗涤液一起吸入相应离心管中,以2000r/min离心5min;吸弃上清,加入1ml80%乙醇和0.5mmol/LEDTA(Na)2的PBS混合液悬起细胞,轻轻混匀,于4℃固定30min;弃上清,加PBS10ml混匀,以2000r/min离心5min;用500μl含0.1%TritonX-100和50μg/mlRNase的PBS悬起细胞,转置测定管中,加溴化丙锭PI100μl,避光染色17min(一般15~20min);滤膜过滤后上机。
2.6统计学处理实验数据以±s表示,数据分析采用SPSS10.0统计软件进行。用Origin软件,通过半对数拟合直线求IC50值。
3结果
3.1开口箭活性部位对Hela和HepG2细胞杀伤作用最佳实验条件的选择为了得到相对稳定并且可靠的实验结果,通过前期预实验并结合大量资料,对该MTT法实验条件进行了初步优化,主要是对溶解药物的溶剂、加药前的培养时间、药物剂量和细胞密度进行了探索。对于溶剂,最初采用的溶剂是水,通过对照发现溶解药物的水对细胞的影响很小,但并非没有,所以正式实验采用PBS溶解药物;对于加药前的培养时间采用了6,12,24h3个时间,通过显微镜观察发现加药前培养24h细胞状态良好,由此选用了加药前培养24h;对于药物剂量,通过多次预实验,最终选择了最高浓度开口箭总皂苷、30%皂苷为10000μg/ml,70%皂苷为5000μg/ml,而环磷酰胺为20000μg/ml;对于细胞密度,通过多次预实验,采用5种细胞密度即0.1×105,0.5×105,0.8×105,1×105个/ml,同样的药物浓度情况下,开口箭活性部位对Hela细胞生长抑制呈最好线性关系的细胞密度是0.5×105个/ml,由此选择最佳细胞浓度是0.5×105个/ml。通过这些因素的优化,从而初步排除了其他非药物因素对细胞的影响;而且这两种肿瘤细胞的MTT实验在同一批进行实验,排除了不同环境的干扰,从而得出以下实验结果。
3.2开口箭活性部位对Hela细胞的影响结果见表1。表1开口箭皂苷对Hela细胞的抑制作用(略)
由表1可以看出,和阳性药环磷酰胺相比,开口箭总皂苷、30%皂苷、70%皂苷对Hela细胞的抑制作用显著,与阴性对照组相比有非常显著性差异(P
3.3开口箭活性部位对Hela细胞流式细胞术分析结果见图1及表2。表2开口箭皂苷对Hela细胞流式细胞仪分析数据(略)
从该原始图谱可以看出,阴性对照组Hela细胞细胞状态良好,由于药物浓度较高,尤其是开口箭总皂苷、70%皂苷中的凋亡峰急剧上升,这说明高浓度开口箭总皂苷、70%皂苷可以诱导肿瘤细胞坏死。
从表2可以看出,2500μg/ml开口箭总皂苷、30%皂苷,1250μg/ml70%皂苷和环磷酰胺作用于Hela细胞,通过和阴性对照组比较,开口箭总提取物、总皂苷、30%皂苷、70%皂苷、环磷酰胺主要使Hela细胞细胞周期阻滞于S期并能诱导肿瘤细胞凋亡。
3.4开口箭活性部位对HepG2细胞的影响结果见表3。表3开口箭皂苷对HepG2细胞的抑制作用(略)
由表3可以看出,和阳性药环磷酰胺相比,开口箭总皂苷、30%皂苷、70%皂苷对HepG2细胞的抑制作用显著,与阴性对照组相比有非常显著性差异(P
4讨论
MTT法是目前抗癌药物体外筛选较好的方法,方法简便、快速,所需细胞数较少,便于大规模进行药物敏感实验。本实验采用MTT法评价开口箭活性部位的细胞毒作用,四甲基偶氮唑盐(MTT)法与其它初筛方法如台盼蓝计数法相比具有主观性低,简便易行等优点,因此被广泛用于抗肿瘤药物的初筛。在优化的实验条件下,采用环磷酰胺做阳性对照,通过对人肝癌细胞HepG2和宫颈癌细胞Hela细胞的MTT实验,结果显示开口箭总皂苷、30%皂苷和70%皂苷能够使显著抑制体外培养的Hela和HepG2细胞株,与阴性对照组比两者各浓度组均有非常显著性差异(P
采用流式细胞术评价开口箭活性部位对Hela细胞细胞周期的影响和凋亡情况,最初采用的是70%乙醇固定过夜,但实验发现该方法容易使细胞成团,而且测出的凋亡峰比较高,由此改进为本实验中的实验方法,细胞成团的情况得到改善,但是凋亡峰明显降低。结果表明,开口箭总皂苷、30%皂苷、70%皂苷和环磷酰胺能够诱导体外培养的Hela细胞凋亡,且高剂量的开口箭总皂苷、70%皂苷能够引起细胞坏死;开口箭总皂苷、30%皂苷、70%皂苷和环磷酰胺都能使Hela细胞细胞周期阻滞于S期,提示开口箭总皂苷、30%皂苷、70%皂苷能诱导人宫颈癌细胞分化。
从植物中寻找抗肿瘤药物及抗肿瘤辅助药物,在国内外均为抗肿瘤药物研究的重要组成部分。国际上普遍认为最理想的抗癌药物是那些通过刺激机体自身免疫系统而发挥正常防癌功能的药物。目前应用于临床的抗肿瘤化疗药物多数对机体免疫能力起抑制和破坏作用,在杀灭机体内癌细胞的同时也损伤机体正常组织,副作用大[8]。大量临床和实验资料显示,皂苷具有免疫调节作用。另据文献报道开口箭对S180和HepG2肿瘤细胞株有明显的抑制作用[9];本实验发现开口箭皂苷对Hela和HepG2细胞有较强的细胞毒作用,而且开口箭皂苷能够诱导Hela细胞凋亡,且能够将Hela细胞细胞周期阻滞于S期从而诱导Hela细胞分化。因此对开口箭皂苷的抗肿瘤作用及机制值得进一步研究。
参考文献
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[3]黄丽,廖全斌,邹坤,等.开口箭中甾体皂苷元含量的测定[J].三峡大学学报(自然科学版),2003,25(6):562.
[4]沈平,王三龙,杨崇仁,等.弯蕊开口箭中的多羟基甾体皂甙元[J].植物学报,2003,45(5):626.
[5]PanWb,ChangFR,WeiLM,etal.Newflavans,spirostanolsapogenins,andapregnamegeninfromTupistrachinensisandtheircytotoxicity[J].J.Nat.Prod.,2003,66(2):161.
[6]司徒镇强,吴军正.细胞培养,第1版[M].西安:世界图书出版公司,2004:199.
[7]徐叔云.药理实验方法学,第3版[M].北京:人民卫生出版社,2002:1762.
细胞生物学总结篇2
“细胞的分裂和分化”是苏教版生物教材七年级上册第三章第三节的内容。本课内容对学生学习生物体各种结构与功能、生物与环境的关系等知识,具有重要的价值。本课重点描述了细胞分裂的基本过程,以及细胞生长使生物体由小变大的过程,并解析了生物体组织的形成――细胞的分化。同时,在此基础上介绍了植物体的四种主要组织与人体四种基本组织类型的结构、形态和功能以及它们的分布。
课前准备:
收集相关的科学史资料,制作相关动画课件和视频,准备材料。
编制学生预习导学案,指导学生自学教材,尝试自己提出问题并解决问题。
教学目标:
1.知识目标
描述细胞的生长及分裂的基本过程,说出细胞分裂过程中染色体的变化,进而理解生物体的各种组织是由细胞分裂、分化形成的。
2.能力目标
能够推导出“新细胞的遗传物质与原细胞是一样的”,并通过一系列的活动培养学生分析、归纳的思维能力和自主学习的能力。
3.情感目标
通过对细胞分化的学习,使学生形成辩证唯物主义的自然观,逐步树立科学的世界观。
教学重、难点:
1.重点
描述生物的生长现象与细胞数目增多、体积增大有关,掌握细胞分裂的基本过程,描述细胞分化、组织的概念和组织的类型。
2.难点
说明细胞分裂过程中染色体的大致变化过程,描述细胞的分化现象。
教学过程:
一、课堂导入
教师播放动画:人的生长发育过程从受精卵胚胎胎儿婴儿成年人。
二、创设情境
出示一个成年人大约拥有100万亿个细胞的资料,然后与学生共同用数学表示法板书100000000000000(学生惊叹),使学生了解这些细胞都源自一个受精卵细胞。
在学生进入情境后,提示学生打开教学网,引导学生明确本节课要学习的内容,然后提出思考的问题:(1)为什么受精卵能够变成100万亿个细胞呢?(2)细胞怎样进行分裂和分化?(3)说明细胞分裂的过程。(这些问题都可归结为一个问题,即“生物体的生长与什么有关系”)
三、深入探究
活动(一):细胞分裂
师:细胞如何从一个分裂成两个?(教师用动画演示细胞分裂的过程,学生利用网上的资源自主学习,然后小组讨论、发言,总结出细胞分裂的过程,让学生体会细胞数目的增多是细胞分裂的结果)
教师进一步提出问题,引导学生探究问题的内在规律:(1)细胞分裂过程中变化最明显的是细胞核,在这个位置有什么物质?它有什么变化?(变化最明显的是细胞核中的染色体,染色体是在细胞核的位置,易被碱性染料染成深色)(2)细胞一分为二,染色体是不是也一分为二?染色体数目是不是也要随之减半?那是不是会变成另外一种生物?
课件出示几种生物体内染色体数目的特点:同种生物的染色体数目是一定的,不会随着细胞的分裂减少。如果某个体的染色体数量和同类生物不是一样的,那它就会表现出异样。
课件出示天才指挥家舟舟的资料:舟舟是一个先天智力障碍(三体综合征)患者,病因是常染色体变异,比正常人多了一条21号染色体。
活动(二):洋葱根尖细胞分裂的基本过程
师(引导学生回忆分裂的基本过程):为什么同种生物体细胞染色体数目一样?(学生可以利用网上的资源自主学习回忆,然后小组讨论、发言,认识到细胞分裂之前染色体要复制)
[设计意图:通过观看图、文、声、像并茂的动画视频,引导学生主动学习,然后小组讨论、总结,让学生对细胞分裂的连续性和整体性有一个清晰的认识。同时,让学生通过自己的动手操作,感知细胞分裂过程和分裂过程中细胞内部细微的变化,进一步突出染色体的变化,达到突破难点的目的,共同完成意义的建构。]
活动(三):细胞的生长
师:细胞的分裂是一个变两个、两个变四个、那么细胞经过多次分裂会越分越小吗?(由此引出细胞生长,然后播放“植物细胞生长”的课件)
出示讨论问题:(1)新产生的细胞形态是否发生变化?(2)生物由小长大的原因是什么?(3)细胞的数目增多和体积的变大分别是怎么形成的?
[设计意图:通过动画引导学生进行形象化思维,增强学生的学习兴趣和减轻理解难度,让学生体会细胞生长和细胞分裂一样是细胞生活的正常表现,是生物体的生长和发育的需要。然后设计一系列小组讨论的问题,发挥学生的主体作用,促进生生互学,加深学生对细胞生长的印象,并及时引导学生归纳和比较,帮助学生形成系统的知识网络,增强学生的探究意识。]
活动(四):探究与细胞分化及组织的形成(展示众多不同细胞)
师:构成人体口腔的上皮细胞、肌肉细胞、神经细胞,它们的形态、功能、结构相同吗?这些细胞仅仅靠受精卵的分裂过程能形成吗?(视频播放细胞分裂与分化的过程图和细胞形成组织图,如下)
图1细胞的分裂与分化图2细胞形成组织
课件出示:图1中的A、B、C三个过程都是细胞分裂,结果是使细胞的数目增多,D过程则属于细胞分化;图2中的A(与B相同)、C、D都是由许多细胞构成的细胞群,虽然它们各不相同,但它们都是组织。(让学生回忆洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片也属于组织,使学生通过比较总结出细胞分化以及组织的概念,并认识常见的动物和植物的组织,然后课件出示动物植体的四大组织,引导学生体会、理解与记忆)
[设计意图:通过视频、图片,让学生明确细胞分化是形成不同形态结构和功能的细胞群,每个细胞群实际上是一种组织,从而突破组织这一重点概念的教学,使学生进一步掌握组织形成的原因。]
……
细胞生物学总结篇3
鲁永琴
(贵州省安顺市镇宁县民族中学贵州安顺561200)
摘要:生物作为高考理工类的考试内容,其中总复习不仅是一个回忆和熟练的过程,更重要的是一个巩固和提高学习的过程。就因为复习是学习过程中的重要一环,所以做好复习工作,有利于学生对知识的进一步巩固和理解,有利于提高学生的学习积极性和学习效率;在高考备考复习中,教师引导学生如何进行复习将直接关系到学生能力的提升。
关键词:高中生物;问题试小结
中图分类号:G632文献标识码:B文章编号:1002-7661(2014)16-354-01
高考是教师开展教学活动的重要方向标,甚至也直接关系着整个高考成绩的取得,在高中生物教学中,亦不例外。在高中生物总复习教学之中,教师通过复习课能够帮助学生巩固旧知识,复习和归纳零散知识,形成完备的知识体系,高中生物不仅知识点多,而且概念多,容易混淆,教师帮助学生总结问题是总复习的关键。本人根据多年的教学经验,总结出了以下的问题:
1、病毒有细胞结构吗?病毒是生物吗?如果是,它最基本的特征是什么?病毒有独立的新陈代谢过程吗?可以在普通培养基中培养病毒吗?支原体和衣原体可引起什么疾病,疟疾是什么生物引起的,原核生物还是真核生物?一切菌类都是原核生物吗?
2、动物细胞、细菌、病毒的遗传物质分别是什么?细胞核、细胞质的遗传物质又分别是什么?动物细胞、植物细胞遗传物质的载体是什么?一切生物细胞的遗传物质都是DNA,对吗?如何验证DNA是遗传物质?
3、植物细胞中都有叶绿体吗?是否只有绿色的植物细胞才能进行光合作用?一切真核细胞中都有线粒体吗?线粒体是有氧呼吸的全部场所吗?没有线粒体的生物只能进行无氧呼吸吗?为什么线粒体和叶绿体被称为半自主性的细胞器?
4、人的成熟红细胞中没有任何细胞器吗?有线粒体吗?红细胞的主要作用是什么,这种功能的承担者是谁?红细胞中的蛋白质只有血红蛋白吗?红细胞进行有氧呼吸吗?形成镰刀型细胞贫血症的根本原因是什么,直接原因是什么?血红蛋白属于内环境的成分吗?人体的内环境是指什么?为什么将哺乳动物的成熟红细胞作为提取获得细胞膜的良好材料,而不用其他动物或植物的呢?
5、显微结构和亚显微结构的名称是根据什么命名的?光学显微镜下观察到的染色体、叶绿体、线粒体是显微结构还是亚显微结构?
6、细胞增殖与细胞分裂的关系是什么?精原细胞增殖的意义是什么,在增殖过程中等位基因的行为任何变化?蛋白质的合成只在间期进行吗?如果一个动物的精原细胞染色体DNA中的脱氧核苷酸中的N是放射性的N15,在正常培养液中进行减数分裂一次,含有N15的所占的比例是多少?有丝分裂的细胞中有同源染色体吗?如果研究的26对等位基因分布在人的26对染色体上,问最多形成多少种类型的配子?
7、精原细胞经过生长变成什么细胞?次级精母细胞一定没有同源染色体吗?学习有丝分裂和减数分裂所涉及的细胞一般是指几倍体生物?蛙的红细胞有细胞核吗,进行什么方式的分裂?无丝分裂过程中有DNA的复制吗?有丝分裂和减数分裂I中的中期在赤道板上排列的分别是什么结构?一个四分体中有几条染色体?
8、有丝分裂过程中什么时期染色体最伸展,什么时期最粗短?减数分裂过程中,孟德尔的遗传定律体现在什么时候?研究一对等位基因的个体自交,后代出现性状分离,符合基因的自由组合定律吗?为什么自由组合定律一定要强调非同源染色体上的非等位基因?四分体时期的交叉互换发生在同源染色体的姐妹染色单体之间吗?减数分裂过程有的可遗传变异是什么?精卵结合属于基因重组的内容吗?精、卵对于受精卵中遗传物质的贡献是怎样的?、卵子都是经过减数分裂形成的,它们有什么细微的区别吗?被子植物的花粉中的两个基因型相同吗?卵细胞和极核的基因型相同吗?
9、高分子化合物与高能化合物的区别是什么?高分子化合物的共同特征是什么?蛋白质、核酸还有淀粉在消化道消化的产物分别是什么?它们在体内彻底分解的产物是什么?体内彻底的氧化分解和体外的燃烧,产物是否相同?细胞内脂肪的主要作用是什么?生命活动的主要能源物质、直接能源物质、最终能源物质分别是什么?
10、CO2都是通过光合作用的方式进入生物群落的吗?生物群落是指一定区域内的有直接或间接联系的所有的动物和植物吗?所有的植物都可以进行光合作用吗?只有进行光合作用的生物才是自养型生物吗?判断自养型与异养型的标准是什么?所有的细菌都是异养型生物吗?什么是化能合成作用?所有异养的细菌都是消费者吗?根瘤菌能够独立生存吗?它与豆科植物什么关系?是自养型还是营养型生物,在生态系统中的成分是什么?
11、动物体内的酶主要在细胞内还是在消化道内?少数酶的化学本质是什么?人体内新陈代谢的主要场所是什么?人体内的蛋白质主要在细胞内还是在血浆中?血浆和组织液中,谁的蛋白质更多一些?蛋白质作为能源物质可以储存吗?蛋白质昨晚氨基酸库,如果婴儿营养不良,会导致什么结果?结构蛋白质就是储存形式的蛋白质吗?
复习课是帮助学生对已学知识进行系统回忆并产生再认识和对易错误纠正的过程。对学生来说,所有的教材和复习的大部分内容都是已经初步理解而暂时遗忘的,甚至已经初步掌握的,其中有很多易混淆的知识点,这时就需要教师来帮助学生认识到错误并纠正。
细胞生物学总结篇4
关键词:高中生物学教学设计“细胞中的无机物”
一、教材分析
本节是人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书•生物必修1》教材中第二章《组成细胞的分子》第5节《细胞中的无机物》的内容。
二、学情分析
学生在初中已学习过有关水和无机盐的实例,结合生活中的某些实例,学生对水和无机盐的含量及作用都有较感性的认识,但需要老师指导纠正并完善认识;同时学生对水和无机盐在细胞的各项生命活动中的作用并未从感性认识上升到理性认识,对于水和无机盐在细胞中的具体存在形式没有较明确的概念,较难理解。教师要从生活中的实例出发,使学生产生充分的感性认识,再加以引导,使学生建立理性认识。
三、教学目标和教学重难点
(一)知识目标
1.知道水在细胞中的存在形式及含量。
2.举例说出水的生理功能。
3.说出无机盐在细胞中的存在形式。
4.举例说出无机盐在细胞中的主要作用。
(二)技能目标
1.对运动饮料成分的调查及分析,体验探究活动及小组合作学习。
2.阅读、收集、整理生活中有关水的信息、与无机盐相关的广告语等信息,获得自主学习、收集信息并分析整合信息的能力。
3.分析细胞中水的含量,逐渐培养学生语言表达能力和听取他人意见,对自己的见解进行解释证明和修改的能力。
(三)情感价值观目标
1.让学生认识到水对生物体的重要作用;
2.注意经常喝水,每天补充足够的水分,养成节约用水的习惯。
(四)教学重难点及课时安排
水和无机盐在细胞中的作用。
课时安排:2课时。
四、教学方法
自主探究法、讲授法、问题教学法、资料收集展示法、计算机辅助教学法、讨论式教学。
五、教学过程
课前准备:将学生分成若干小组,每一个小组的任务是尽可能多地收集有关各种饮料的标签,并记录各种化学成分的质量浓度,每一个小组成员相互协作,共同完成。
导入:在学生收集资料的基础上给大家看两个拍摄的运动饮料告。看完广告后,结合学生自己收集的有关运动饮料的资料,分析饮料中的化学成分并回答问题:运动饮料为什么能解渴?
教师总结:糖类物质是为了让运动员及时补充能量,而柠檬酸和柠檬香精主要是起到了调味的作用。无机盐可以补充人体失掉的无机盐离子。所以解口渴是指补充水分,而解体渴是指补充人体内的能源物质,以及一些无机盐离子。水和无机盐都属于无机物,这也是今天所要学习的内容。
(一)细胞中的水
1.水含量的几个特征
(1)展示表1,让学生讨论,分析表1有哪些特点。
教师归纳总结:细胞中水含量可以达到85%―90%,是所有化合物中含量最高的。这是水含量的第一个特征。
(2)展示表2,让学生讨论,分析表2有哪些特点。
教师归纳总结:水母的水含量可以达到97%,陆生的哺乳动物的含水量相对少点,但是也可以达到65%。不同生物体内水的含量是不同的。这是水含量的第二个特征。
(3)展示表3,让学生讨论,分析表3有哪些特点。
教师归纳总结:年年岁岁花相似,岁岁年年人不同。人老了脸上就会皱巴巴的,同学们知道这是为什么吗?最主要的原因就是细胞的含水量变少了。水的这个特征可以归纳为水在生物不同发育时期含量不同。
(4)展示表4,让学生讨论,分析表4有哪些特点。
教师归纳总结:血液中水的含量可以达到83%,而牙齿中水的含量则只有10%,这说明在即使同一生物体内不同组织器官中水的含量也会有所不同。
2.水的存在形式
自然界中的水以三种形式(固态、液态、汽态)存在。那么,在细胞内水是否还是以这三种形式存在呢?多媒体放映,血液在心脏里流动的动态图。心脏中血液的含水量为83%,而心脏肌肉中的含水量为79%,为什么二者含水量相差不大,形态却相差甚远呢?通过这个事例,过渡到水的存在形式:自由水和结合水进一步探讨水的存在形式,出示下列问题:①刚收获的小麦种子经晒干后,质量会减轻,在这一过程中主要减少的是什么物质?以什么形式存在?②如果将已经晒干的小麦种子加热是否会有水产生?
学生活动:思考讨论交流,然后小组汇报讨论结果。
教师活动:结合学生讨论的结果,总结出小麦种子经晒干后,质量会减轻,在这一过程中主要减少的主要是自由水,已经晒干的小麦种子加热时会产生水,而这部分水还是自由水。结合水是指在细胞内与其它物质结合在一起的水,是细胞结构的重要组成成分,在细胞中自由水和结合水会达到一种动态平衡,当失去部分自由水时,结合水会转化为自由水。
3.自由水的功能
(1)我们吃西瓜的时候之所以会觉得甜是由于西瓜细胞里面的糖类物质溶解于细胞中的自由水。生物体内还有很多物质都是溶解在水中的。因此得到自由水的第一个作用:细胞内良好的溶剂。
(2)回忆初中所学的光合作用和呼吸作用,需不需要水的参与?
水是光合作用的原材料,在呼吸作用,以及一些有机物的合成和分解过程中都有水分子的参加。如蛋白质的脱水缩合,多糖的水解,等等。因此得到自由水的第二个作用:参与生物化学反应。没有水,这些重要的生化过程都不能进行。
(3)大家再想想,人体血液有什么样的功能呢?
血液中的水可以自由流动,可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞,同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接运输到体外。因此得到自由水的第三个作用:运输营养物质和废物。
4.节水教育
展示地球全貌图片,说明海洋面积占地球表面的71%,但地球上的淡水资源只占地球水资源总量的3%,在这3%的淡水中,可供直接饮用的只有0.5%。水是人类的宝贵资源,是生命之泉,没有水就没有生命,所以我们应当节约用水。
(二)细胞中的无机盐
无机盐存在形式、含量。
过渡:刚刚了解了运动饮料,我们说过解体渴是原因之一就是由于它能够补充人体内的无机盐。
无机盐在细胞中又是以什么样的形式存在的呢?大家请看课本35页倒数第二段,把黑体字部分给画出来。说明大多数无机盐以离子形式存在。
细胞中无机盐的含量是很少的,大约只占1―1.5%。这么少含量的无机盐,功能是不是也很小呢?
(1)阅读课本35《思考与讨论》
回答:为什么缺铁会导致缺铁性贫血?为什么缺镁会影响光合作用?
总结:Fe是构成血红细胞中血红蛋白的重要元素之一,缺Fe会导致血红蛋白合成受阻,因而,缺Fe会导致缺铁性贫血。
镁是构成叶绿体中叶绿素的重要组成成分,缺镁将导致叶绿素合成障碍,而光合作用离不开叶绿素,因而缺镁会影响植物的光合作用。得到无机盐的第一个作用:构成细胞中的化合物。
(2)健康生活来源于“碘碘”滴滴。
广告语宣传的是哪种无机盐例子啊?
评价:缺碘会导致地方性甲状腺肿大,还有可能导致智力低下个头矮小的呆小症。为了预防这种疾病,我们吃的是加碘盐。
反问:碘的摄入是不是越多越好呢?
评价:碘摄入过多会导致甲亢,甲亢患者无论吃什么东西都会觉得肚子很饿。由此我们可以得出无机盐的第二个作用:维持生物体正常的生命活动。
(3)【展示】①运动过后会大量出汗,汗水中会丧失体内的无机盐,这个时候要及时补充水分和无机盐。②急性肠胃盐患者要注射生理盐水(0.9%NaCl溶液)。
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以上两个例子说明无机盐有什么样的作用呢?
评价:是为了维持生物体内的水盐平衡。这说明无机盐有另外一个作用,就是维持水盐平衡。
(4)【展示】人体中血液的pH值恒定为7.35―7.45。这种pH恒定的现象,叫做酸碱平衡。这是由于Na、HCO等无机盐离子的作用。
这又说明无机盐有什么样的作用呢?
评价:维持酸碱平衡。这是无机盐的第四个作用。
六、课堂小结
1.细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。
2.C、H、O、N等化学元素在细胞内含量丰富,是构成细胞中主要化合物的基础。
3.以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物,构成细胞生命大厦的基本框架。
4.糖类和脂肪提供了生命活动的主要能源。
5.水和无机盐与其他物质一道,共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要生理功能。
七、课后巩固
1.下面是关于细胞中水含量的叙述,其中正确的是(多选题)()
A.水是人体细胞中含量最多的化合物
B.新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高
C.越冬植物的细胞内自由水含量较高
D.老年人细胞中含水量比婴儿要少
2.在细胞中的含量很少,但既是细胞结构的重要组成部分,又能维持细胞和生物体的生命活动的一类物质是()
A.水B.无机盐C.维生素D.核酸
3.根据水的存在形式和生理功能思考:落叶植物体内自由水/结合水的比值,冬季与夏季相比有何不同?()
A.相等B.季大C.冬季大D.不确定
4.某地区晒干的小麦种子的含水量约为14%,此时活细胞内水分()
A.全部为自由水
B.全部为结合水
C.主要为自由水
D.主要为结合水
5.细胞中含量最多的化合物是()
A.蛋白质B.淀粉C.水D.糖原
6.水在生物体的许多化学反应中充当()
A.溶剂B.催化剂C.载体D.还原剂
7.下列离子中那一种不是细胞需要的?()
A.ClB.FeC.SOD.Pb
八、板书设计(如下图)
九、教学反思
本设计注重了两条教育线路。一是逻辑思维能力的培养:在学习过程中,教师引导学生探究知识之间的逻辑关系,进而构建严密的学科知识体系;同时在探寻知识逻辑关系的过程中,营造激发学生合作解决问题的氛围,鼓励学生在学习的过程中多发现问题,自己寻求解决问题的途径,提高学生的创新思维能力。二是科学探索和创新精神培养:在学生探索的过程中,教师设置了许多具有较高思维难度的新问题,使学生不断地面临新的挑战,从而迸发出更多的能量。在解决学生提出的问题过程中,也进一步激发教师不断学习,不断积累,进一步提高了教师驾驭课堂的水平和能力。这样的设计思路,将三维目标的培养有机结合在一起,从而达到生物学课程标准的要求。
参考文献:
[1]教育部.普通高中生物课程标准[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]刘恩山,汪忠.普通高中生物课程标准解读[M].南京:江苏教育出版社,2005.
[3]刘恩山.中学生物学教学论[M].北京:高等教育出版社,2009,7.
细胞生物学总结篇5
一、“多一字与少一字”含义不同
原生质、原生质体与原生质层
原生质指细胞内的生命物质,主要成分为蛋白质、核酸、脂质等。一个动物细胞就是一团原生质。一个植物细胞,用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁后得到的也是一团原生质。
原生质体,指除去细胞壁的植物细胞,结构包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分,常用作植物细胞融合的材料。
原生质层,指成熟植物细胞内相当于半透膜的结构,包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质,不包括细胞核和细胞液两部分。植物细胞的细胞壁不属于原生质,动物细胞是一团原生质,原生质层是成熟植物用于渗透吸水的结构。
例:下列关于植物细胞结构叙述错误的是()
A.一个植物细胞就是一团原生质
B.成熟植物细胞才具有原生质层
C.被除掉细胞壁的的植物细胞称为原生质体
D.成熟植物细胞的原生质体也可以成为一团原生质(答案:A)
二、“一字之差”含义不同
1.极体与极核
极体是动物体内卵原细胞减数分裂产生卵细胞过程中,伴随产生的,可分为减数第一次分裂产生的第一极体和减数第二次分裂产生的第二极体,即每一个卵原细胞减数分裂产生一个卵细胞和三个极体,极体基因型不一定和卵细胞相同,卵细胞受精后发育成胚胎,极体退化消失。极核存在于植物的胚囊中,减数分裂,3次有丝分裂。
例:下列关于极体和极核叙述正确的是()
A.都可以发育成胚乳
B.都是由卵原细胞经减数分裂形成的
C.都位于胚囊中
D.染色体数都为体细胞的一半(答案:D)
2.种群和群落
从概念的内涵上看,种群和群落都是许多生物个体的总和。但种群强调是同种生物在特定时间内的所有个体的总和。而群落是所有生物个体的总和。虽然都是生物群体,但这两个群体是不同的生物群体。如一个水库里的所有鲫鱼是一个种群,而水库里的所有生物是一个群落。
例:以下关于种群、群落和生态系统的叙述,正确的是()
A.亚热带生长的常绿阔叶林组成一个种群
B.在群落演替早期,群落中优势种群的基因频率发生显著变化
C.生态系统中的生物种群越多,营养结构越复杂,恢复力稳定性越大
D.发展生态农业,能实现物质和能量的多级利用,促进人与自然的和谐发展(答案:D)
三、“特点相似”含义不同
1.半透膜与选择透过性膜
两者共同点:都允许小分子溶质和溶剂分子通过,不允许达分子颗粒状物质跨膜运输。
不同之处,选择透过性膜是活的生物膜,载体的存在决定其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后,其选择透过性消失。半透膜是无生命的物理膜,是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜,物质能否通过取决于分子的大小。生物膜死亡后,变成半透膜,如动物的肠衣、膀胱、鱼的鳔等死亡后,成为半透膜,可用于渗透原理实验。
例:关于半透膜与选择透过性膜在结构和功能上的相同之处是()
A.都能让大分子物质通过
B.都能让水分子自由通过
C.都具有一定的流动性
D.都能让离子和小分子自由通过(答案:B)
2.酶、激素与维生素
例:以下关于酶、激素、维生素的叙述正确的是
()
A.都是由活细胞产生的
B.都是蛋白质类物质
C.都有调节新陈代谢和生长发育的作用
D.都是微量高效的物质(答案:D)
四、“名称相似”含义不同
无子番茄与无子西瓜
无子番茄是用生长素抹未受粉的子房所结果实,是生长素促进果实发育的例子。生长素并没有改变番茄的遗传物质,只是在没有授粉的情况下,促使子房发育成果实,所以番茄的无子性状是不能遗传的。若取这种番茄植株的枝条繁殖,长成的植株所结的果实是有子的。
三倍体无子西瓜是四倍体与二倍体杂交,结三倍体种子,种植,开花后用二倍体花粉受精,结的果实。由于三倍体联会紊乱,所结西瓜无种子,不能用种子繁殖,采用组织培养等无性生殖方式,后代仍结无子西瓜,说明无子西瓜的无子性状为可遗传变异。
例:在下列叙述中,正确的是?摇(?摇)
A.培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育原理
B.培育脱毒马铃薯是利用基因突变原理
细胞生物学总结篇6
这节课的教学目标是让学生理解三种物质跨膜运输的方式(自由扩散、协助扩散、主动运输),并掌握各种运输方式的常见例子。在学习跨膜运输的方式之前,让学生回忆细胞膜的成分和结构。由于在前面的章节中已经学习过这部分内容,学生应该比较熟悉细胞膜的成分和结构,所以这时让一组学生用人体来模拟演示细胞膜,不仅能够回顾旧知识,还能把学生学习的兴趣和气氛调动起来。具体的做法是在这组学生中选出一个组长,由组长组织和协调全体组员,根据细胞膜的成分和结构,模拟出用人体构成的细胞膜。其中女生代表磷脂分子,所以女生按一定间隔排成两排,即代表磷脂双分子层,男生代表蛋白质分子插在女生中间则表示载体蛋白。演示完成以后由其他同学点评演示是否合理,如不合理则提出改正意见,最后由教师对这个演示做点评和总结。
演示完细胞膜后,接下来是三种运输方式的学习和演示。把剩下的学生分成三组,一组负责演示自由扩散,一组负责演示协助扩散,一组负责演示主动运输。在学生演示之前,给学生10分钟左右的时间自学教材,并把教材中三种运输方式的特点归纳出来,并根据所归纳的特点,演示本组所负责演示的运输方式,由组长讲解其演示过程,对于不是本组负责演示的运输方式,则要根据所归纳的特点来点评其他小组的演示效果。三组运输方式演示的思路如下。
自由扩散组:由组长组织本组同学演示,并根据教材的介绍,说明每一步演示所代表的意义。学生在人体模拟的细胞膜的两侧都有分布,细胞膜外一侧人数多,表示物质的浓度高,细胞膜内一侧人数少,表示物质的浓度低。少数几个同学在细胞膜内一侧模拟细胞呼吸产生能量。自由扩散发生时,细胞膜外的学生,通过模拟细胞膜的学生间隔直接进入到细胞膜内,此过程不需要细胞呼吸提供能量,同时细胞膜内的部分学生通过模拟细胞膜的学生间隔到细胞膜外,此时进去的学生多于出来的学生。此过程模拟演示自由扩散的特点:(1)小分子物质通过细胞膜的间隙由高浓度向低浓度扩散。(2)不需要载体蛋白的协助。(3)不需要消耗能量。模拟演示结束后,让其他学生点评整个模拟演示过程。通过以上演示及点评,让学生了解自由扩散的过程和特点,最后由教师介绍以自由扩散方式进入细胞的物质(水、氧气),并提出以下问题,让学生思考回答:自由扩散不需要能量,那么扩散的动力来自于哪里?如果某种物质在细胞膜内的浓度高于细胞膜外,能不能通过自由扩散方式扩散到细胞外呢?如果有,请举例。通过以上问题,可让学生进一步理解自由扩散的本质。
协助扩散组:同样学生在人体模拟的细胞膜的两侧都有分布,细胞膜外一侧人数多,表示物质的浓度高,细胞膜内一侧人数少,表示物质的浓度低。少数几个同学在细胞膜内一侧模拟细胞呼吸产生的能量。协助扩散发生时,细胞膜外的部分学生必须通过模拟细胞膜上的载体蛋白的学生的帮助才能进入到细胞膜内,此过程也不需要细胞呼吸提供能量,同时细胞膜内的部分学生也必须通过模拟载体蛋白学生的帮助才能到达细胞膜外,此时进去的学生多于出来的学生。此过程模拟演示协助扩散的特点:(1)物质也是由高浓度向低浓度扩散。(2)需要载体蛋白的协助。(3)同样不需要消耗能量。模拟演示结束后,让其他学生点评整个模拟演示过程,并找出自由扩散和协助扩散的异同点。最后由教师总结协助扩散的特点,并介绍相关例子,提出相应的问题,让学生思考。
主动运输组:学生在人体模拟的细胞膜的两侧都有分布,细胞膜外一侧人数少,表示物质的浓度低,细胞膜内一侧人数多,表示物质的浓度高。少数几个同学在细胞膜内一侧模拟细胞呼吸产生能量。主动运输发生时,细胞膜外的部分学生必须通过模拟载体蛋白学生的帮助才能进入到细胞膜内,此过程需要细胞呼吸提供能量。此过程模拟演示主动运输的特点:(1)可以从低浓度向高浓度运输。(2)需要载体蛋白的协助。(3)需要消耗能量。模拟演示结束后,让其他学生点评整个模拟演示过程。最后由教师总结主动运输的特点,并介绍相关例子,提出相应的问题,让学生思考。