诺贝尔奖和两堂生物课

诺贝尔奖和两堂生物课诺贝尔奖和两堂生物课 浏阳六中 罗柏林 本人通过多年的教学实践发现 在生物教学中实施 案例教学法 对培养 学生的创新能力效果非常好 因此我平时认真钻研教材和大纲 特别注意结合 热点及社会实际问题精心编排案例 将教材中的关键点渗透到案例中 如 2009 年诺贝尔生理学奖和化学奖的颁发 就是一个极好的案例教学的素材 我在教 学中充分将其挖掘出来 取得了意想不到的效果 一 必修一第三章第二节 细胞器 系统内的分工合作 部分教学设计 在讲述细胞器核糖体时 我展示以下案例 资料 1 2009 年 10 月 7 日 瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布 英国剑桥 大学科学家文卡特拉曼拉马克里希南 美国科学家托马斯施泰茨和以色列科学 家阿达约纳特因 对核糖体结构和功能的研究 而共同获得 2009 年诺贝尔化学 奖 生命体就像一个极其复杂而又精密的仪器 不同 零件 在不同岗位上各 司其职 有条不紊 而这一切 就要归功于仿佛扮演着生命化学工厂中工程师 角色的 核糖体 它翻译出 DNA 所携带的密码 进而产生不同的蛋白质 分 别控制人体内不同的化学过程 诺贝尔奖评选委员会 7 日介绍说 三位科学家文卡特拉曼拉马克里希南 托马斯施泰茨和阿达约纳特因 对核糖体的结构和功能的研究 而获得今年的 诺贝尔化学奖 DNA 脱氧核糖核酸 是核酸的一类 因分子中含有脱氧核糖而得名 生物 体中的每一个细胞里 都有 DNA 分子 它们对于无论是一个人还是一棵植物或 者一个细菌而言 都至关重要 因为这些 DNA 分子决定了生命体的外貌及功能 DNA 是几乎所有生物的遗传物质基础 它存储了大量的 指令 信息 能引导 生物的发育和生命机能的运作 但是在生命体中 DNA 所含有的指令就像一张 写满密码的图纸 只有经核糖体的翻译 每条指令才能得到明确无误的执行 具体而言 核糖体的工作 就是将 DNA 所含有的各种指令翻译出来 之后 生成任务不同的蛋白质 例如用于输送氧气的血红蛋白 免疫系统中的抗体 胰岛素等激素 皮肤的胶原质或者分解糖的酶等等 人体内有成千上万种蛋白 质 它们各自拥有不同的形式与功能 在化学层面上构建并控制着生命体 诺贝尔奖评委会介绍 三位科学家都采用了 X 射线蛋白质晶体学的技术 标识出了构成核糖体的成千上万个原子 这些科学家们不仅让我们知晓了核糖 体的 外貌 而且在原子层面上揭示了核糖体功能的机理 认识核糖体内 在工作的机理 对于科学理解生命非常重要 这些知识可以立刻应用于实际 基于核糖体研究的有关成果 可以很容易理解 如果细菌的核糖体功能得到 抑制 那么细菌就无法存活 在医学上 人们正是利用抗生素来抑制细菌的核 糖体从而治疗疾病的 评委会说 三位科学家构筑了三维模型来显示不同的抗 生素是如何抑制核糖体功能的 这些模型已被用于研发新的抗生素 直接帮 助减轻人类的病痛 拯救生命 在教学中光有精彩的案例 是不能喧染热闹的课堂氛围 必须为案例设计 关键问题 让学生带着问题阅读案例 才能提高学生分析问题的能力 我对上 述 诺贝尔化学奖的颁发 案例设计了如下问题 1 诺贝尔化学奖颁发给研究生物学问题的化学家 你有何感想 2 生命活动的主要承担者是什么 3 核糖体的功能是什么 你认为它的作用重要吗 4 细菌有核糖体 人有核糖体吗 5 核糖体在细胞中的分布是怎样的 首先用 5 分钟左右时间向学生展示案例及相关问题 引导学生抓住重点自 学 学生自学中 教师要加强督查 在行间巡视 及时表扬自学速度快 效果 好的学生 激励他们更加认真地自学 重点巡视中差学生 可以给后进生说几 句悄悄话 帮助他们突破难点 要面向全体学生 不得只关心一个学生或少数 几个学生 而放弃督促大多数学生 然后利用 2 分钟左右时间首先让学生尤其是后进生用口答的形式对自学问 题发表观点 最大限度的暴露学生自学后存在的疑难问题 若后进生对了 说 明全班学生都会了 就不要再讲了 若后进生做错了 引导中等偏上的学生分 析 讲清错的原因 引导更正 归纳 这不仅对后进生有帮助 而且使尖子生 理解更加深刻了 找出需要教师引导 点拨的问题 通过学生讨论 教师点拨 使学生进一 步加深对所学知识的理解 最终形成运用所学知识去分析问题 解决问题能力 如上述案例问题 4 中 我就提醒学生细菌是原核生物 人是真核生物 都具有 细胞结构 细胞质中都有细胞器核糖体 为以后的学习打下伏笔 最后我为了 提高学生学习生物的积极性 及时发表了慷慨激昂的演讲 同学们 2009 年 的化学奖和生理学或医学奖与生物学都有关系 表明生物学处于良好发展态势 之中 有待探讨的科学问题很多 是一座正在开掘的 金矿 急待同学们去 挖掘 去开发 使课堂气氛达到高潮 二 必修一第六章第三节 细胞的衰老与凋亡 的部分教学设计 在讲到细胞衰老的原因时 我又展示如下案例 2009 年诺贝尔生理医学奖授予 Elizabeth Blackburn Carol Greider 和 Jack Szostak 奖励的成就是发现了染色体端粒 telomeres 端粒的发现 最重要的贡献 是回答了在细胞分裂中 如何保证 DNA 序列 不会丢失的问题 如果染色体一次又一次的被复制 端粒会越来越短 一般认为 当端粒缩 短到一定程度 会启动细胞衰老 或者停止继续分裂 或者导致细胞死亡 这 是正常的生理机制 如果细胞能够绕过这一机制 继续分裂或拒绝死亡 那就 是发生了癌变 由此可见 端粒和衰老和癌症有关 所以曾有许多人试图通过研究端粒 找到抗衰老和癌症防治的办法 但其实答案不是那么简单 能否通过保护端粒 来延缓衰老 或者通过控制端粒 比如通过抑制端粒酶来有针对性的控制癌细 胞分裂 目前还没有满意的答案 科学家在研究中发现 细胞中存在一种特殊的逆转录酶 端粒酶 端粒 酶是一种核糖核蛋白 它是以 RNA 为模板合成 DNA 的酶 端粒酶的存在 能够 修补 DNA 复制的缺陷 让端粒不会因细胞分裂而有所损耗 使得细胞分裂的次 数增加 因此 细胞中的端粒酶越活跃 端粒的长度就越能维持 今年诺贝尔 生理学或医学奖的得主 正是因为在研究端粒和端粒酶方面有突出的贡献 科学家的发现 似乎为人类的医学研究指明了一个方向 如果让细胞中的 端粒酶永远保持活力 人类长生不老的梦想就有可能实现 围绕上述案例 我设计以下一些问题 1 端粒是 DNA 还是 RNA 2 哪些生物能进行逆转录过程 3 人类长生不老和攻克癌症能成为现实吗 学生讨论 回答后 我充满激情地说 端粒 其实就是人的寿命钟 端粒磨损尽了人也就死了 端粒酶可以让端粒 坚固耐磨 癌细胞之所以凶 猛是因为端粒酶在帮忙 控制端粒酶成了解决长寿与癌症这一悖论的密钥 虽 然现在我们还做不能控制它们 但毕竟找到了同衰老和癌症有着密切相关性的 因素 端粒与端粒酶 现在的关键是我们如何了解并掌握存在于它们之间的 联系和规律 也许 这就是下一位诺贝尔奖获得者所要解决的课题吧 完成与案例有关的课堂练习 1 制细胞分裂次数的时钟是位于染色体两端的一种特殊构造 端粒 它 随着细胞分裂而变短 癌细胞中 存在延长染色体端粒的酶 正常人的生殖细 胞中也有 据此你认为体细胞不能无限分裂的原因是 A 缺少合成端粒酶的氨 基酸 B 缺少控制端粒酶合成的基因 C 控制端粒酶合成的基因发生突变 D 控制端粒酶合成的基因没有表达 2 近期统计数据显示 癌症已经成为我国城乡居民的首要死因 请根据提 供法的材料回答问题 体外分别培养某癌细胞和正常体细胞 图中代表癌细胞生长曲线的是 端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组 分 请完成下面的探究实验 实验目的 探究端粒酶与细胞癌变的关系 实验材料 癌细胞 端粒酶抑制剂 细胞培养 液等 实验步骤 结果猜测及分析 请根据上述内容 提出一种治疗癌症的新思路 供生物学科选择的案例丰富多彩 有全球性的 温室效应 有困惑人类 健康的甲型流感