国际班美国教材《生命的动力》 第16课 从DNA到蛋白质(2)

美国高中教材《生物·生命的动力》网络生物实验研究作者：刘学廷来源：《中学生物学》2016年第03期摘要叙述了美国高中主流理科教材《生物·生命的动力》中的网络生物实验注重网络配套资源建设，强化数据采集交流，注重实验结果分析，可以克服时间和空间的限制，培养学生细致观察能力，训练学生逻辑推理能力，引导学生像科学家那样思考、像科学家那样探索，作一个科学的发现者。

关键词网络生物实验网络资源数据采集实验分析中图分类号 G633.91 文献标志码 B根据《美国国家科学教育标准》编写、由奥尔顿·比格斯等编著的美国高中生物学教材《生物·生命的动力》（以下简称该教材）共分上、中、下3册，10个单元，39章内容，供9～12年级（相当于我国的高中学段）学生使用。

该套教材设计了数量众多、类型多样的实验活动，包括网络生物实验、迷你实验、技能实验、实验设计、调查实验五大类，总计202个实验。

其中网络生物实验是我国高中生物教材中没有的实验类型，下面重点对网络生物实验作简要介绍，试图挖掘“网络生物实验”板块蕴含的内涵和价值，为我国的实验教学提供借鉴。

1 网络生物实验介绍网络生物实验指利用网络在线版本，借助于网络平台收集信息、上传数据并进行交流共享，以培养学生的探究能力、提高学生的信息素养的一种实验类型。

美国高中生物学教材《生物·生命的动力》共安排11个网络生物实验，分布在11个不同的章节，其中包括“生物数据采集收集、外来动物的相关资料、温度是否会影响酵母菌的呼吸作用、利用网络研究树种、确定一片叶的气孔数目、研究光合作用的影响因素、如何确定植物的表现型和基因型、自然选择与等位基因频率、斑马鱼的发育、研究育种犬的适应性、新兴疾病和再兴疾病”。

下面是“细胞的能量供应和利用”一章中“研究光合作用的影响因素”网络生物实验具体内容：研究背景：氧气是光合作用的产物之一，因为氧气微溶于水，伊乐藻等水生植物进行光合作用的时候释放出可见的氧气气泡，你可以气泡形成的速度来判断光合作用的速度。

第16课DNA是主要的遗传物质课程标准要求学业质量水平3.1.1 概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上1.认识DNA分子作为遗传物质应具备的特征，形成结构决定功能的观念。

(生命观念)2.总结肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程，学习科学探究方法。

(科学探究)3.分析人类对遗传物质探究的实验设计思路，培养探究意识。

(科学思维)一、肺炎链球菌的转化实验1．对遗传物质的早期推测(1)20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。

(2)20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

2．两种肺炎链球菌的比较类型图示菌落表面形态有无荚膜有无致病性S型细菌光滑有有R型细菌粗糙无无(1)实验a、b对比说明R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。

(2)实验b、c对比说明加热致死的S型细菌无致病性。

(3)实验b、c、d对比说明R型细菌转化为S型细菌。

(4)综合以上实验得出的结论是S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌。

4．艾弗里的体外转化实验二、噬菌体侵染细菌的实验1．实验方法：放射性同位素标记技术，即用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。

2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。

(1)T2噬菌体的结构(2)T2噬菌体的生活方式：寄生在大肠杆菌中。

3．实验过程(1)标记噬菌体(2)侵染细菌4．实验结果分析分组结果结果分析对比实验(相互对照)被32P标记的噬菌体＋细菌32P主要分布在沉淀物中32P－DNA进入了宿主细胞内被35S标记的噬菌体＋细菌35S主要分布在上清液中35S－蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面结论：DNA是遗传物质。

三、烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验(1)实验过程及现象(2)实验结论RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，而蛋白质不是。

2023年人教版初中语文八年级上册第16课散文二篇教案（一）一、内容解读1．《永久的生命》从标题看，作者写作意图非常明确，即热情地歌颂永久的生命。

但课文写法是先抑后扬，由一个较低的起点，渐入崇高的思想境界。

“永久”是课文论说的重点。

课文共5段，每段都有一个中心句。

第1段的中心句是“过去了的时间永不再回来”。

作者以三十岁时人们的变化为例，感叹时间的流逝，生命的短暂，说人们“非常可怜”。

这一段看似论调悲观，与标题相去甚远，但这是在为后面的“扬”蓄势。

第2—4段正面论说“永久的生命”这一话题。

第2段“人们却不应该为此感到悲观”，第3段“感谢生命的奇迹，它分开来是暂时，合起来却是永久”，第4段“我的伙伴们，我们的心应该感到舒畅”，是各段的中心句。

这些段落围绕一个总的中心，从不同的方面展开，传达文章的主要观点。

第2段以小草和小牛犊为例，论说生命的神奇，是从外在现象来说；第3段论说生命本体的流转，以代词“它”来称呼生命，将其具体化，是着眼于生命的内部特征；第4段转到议论现实，批判暴君，赞美永久的生命。

第5段以一个精练的句子收束全文，令人印象深刻。

2．《我为什么而活着》课文的结构比较清晰，为“总—分—总”结构。

第1段直抒胸臆，总结了支配自己一生的主要动力——对爱情的渴望、对知识的追求和对人类苦难的同情。

爱情虽属于个人情感领域，但它是人与人之间最深刻、最美的联系。

将追求知识与同情人类苦难列为生活的主要目标则体现了作者的大我意识。

第一段的两句话，是全文的总起，其中第二句较难理解，要结合下文才能更好地明白其含义。

第2—4段是分述，是对上述三种人生追求的详细解释，即“我”为什么会以此作为人生的主要动力。

追求爱情是因为爱情可以给人带来喜悦，可以使人摆脱孤寂，可以让人领略人生最美好的境界。

知识则可以增进人们对自然、科学和人类自身的了解，满足人类的求知欲，使人类的精神更加充实、眼界更加开阔，并且这种探求本身也能造福人类，给人带来无穷的乐趣。

生命活动的主要承担者：蛋白质蛋白质是生命活动的主要承担者之一。

它们在细胞内担任着各种不同的功能，如催化化学反应、传递信号、结构支持等。

本文将介绍蛋白质的基本结构、分类、功能及其在生命活动中的作用。

一、蛋白质的基本结构蛋白质是由氨基酸长链通过肽键连接而成的生物大分子。

每个氨基酸都由一个氨基和一个羧基组成，其中氨基与羧基通过互补作用形成肽键。

而蛋白质的三维结构通常由四个不同的水平组成，即一级、二级、三级和四级结构。

•一级结构：指蛋白质中各个氨基酸的排列顺序，即肽链的线性序列。

•二级结构：指肽链中氨基酸的主链在空间中所形成的稳定结构，如α-螺旋和β-折叠。

•三级结构：指由二级结构的折叠所形成的基本结构域。

•四级结构：指蛋白质由多个基本结构域（即三级结构）组成的综合结构，如蛋白质质体或膜上酶复合物。

二、蛋白质的分类蛋白质可以根据不同的分类方式划分为不同的类别，如：•根据形态：可分为纤维蛋白、球形蛋白和膜蛋白等。

•根据功能：可分为酶、激素、免疫球蛋白、肌肉蛋白等。

•根据氨基酸序列：可分为同源蛋白和异源蛋白。

三、蛋白质的功能蛋白质在细胞中担任着各种不同的功能，以下列举几个具有代表性的例子：1. 酶酶是一类重要的蛋白质，它们可以催化细胞内的各种化学反应，如蛋白质的合成、分解、代谢等。

酶对于细胞的生长、代谢、增殖等过程至关重要。

以胰岛素为例，它是一种激素，具有降糖作用，可以促进细胞的代谢，并促进葡萄糖的吸收和利用。

2. 免疫球蛋白免疫球蛋白是一种重要的蛋白质，它们参与人体内的免疫反应，具有广泛的抗体作用。

当机体受到细菌、病毒等外界入侵时，免疫球蛋白就会产生，并能与入侵的病原体结合，促进其被吞噬和消灭。

3. 肌肉蛋白肌肉蛋白是一种结构蛋白质，它们是构成人体肌肉的基础物质，能够保持肌肉的张力和稳定性。

肌球蛋白和肌动蛋白作为肌肉组织中主要的蛋白质，能够配合收缩运动，调节肌肉张力和氧化代谢，从而保持心脏、肠胃、呼吸等器官的正常运转。

第一章第二章1 (1)共同特性：原核细胞与真核细胞不仅具有共同的祖先，而且真核细胞是由原核细胞进化而来。

两者之间没有中间形式细胞。

原核细胞与真核细胞共有的特性：在DNA分子中用相同的密码编写遗传信息；相似的核糖核蛋白体；相似构筑的质膜；共同的能量代谢途径(糖酵解及三羧酸循环)；以A TP形式通过相似的装置保存化学能；相似构筑的蛋白酶体(消化蛋白质的结构)。

(2)不同特性见笔记2 真核细胞是以生物膜的进一步分化为基础，细胞内部构建成具有精细结构与功能的结构单位的细胞。

在超微结构水平上分为：①以脂类和蛋白质成分为基础的生物膜系统形成了各种独立的、重要的细胞器。

膜的厚度在8～10nm范围内。

其主要功能为保证物质的交换与跨膜运输，信息与能量的传递，细胞识别及代谢调节等作用。

②以核酸和蛋白质为主要成分的遗传信息表达结构系统。

由DNA蛋白质与RNA蛋白质复合体形成遗传信息载体与表达系统，并以颗粒状和纤维状的基础结构(直径在10～20nm之间)构建成执行细胞遗传信息的储存与复制、核酸转录与蛋白质翻译的体系。

③特异蛋白分子组装成的细胞骨架系统。

细胞骨架对细胞形态与内部结构的合理排布起支架作用，并参与对细胞内大分子的运输、运动、细胞器位移、信息传递、基因表达、蛋白合成、细胞分裂与分化等重要的生命活动。

包括：单细胞生物(酵母)、原生生物、动植物及人类等。

其种类为200多种，形态多种多样，不同类型细胞大小差异很大，大多数细胞在10～20um。

第三章名词解释（具体解释见笔记）1 细胞理论2 细胞株3 真核细胞4 细胞浆5 生物大分子选择题1 D2 C问答题1 细胞是生物体的形态结构和生命活动的基本单位，表现出各种复杂生命现象；具有其一定的物质基础是生物小分子(单糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸)构成的生物大分子(蛋白质、核酸)；细胞不仅具有严格自动控制的代谢体系，并且有保证完成生命过程有序性的独立的结构装置；因此，有机体代谢与执行的基本功能是由细胞来完成。

蛋白质化学1．蛋白质：是一类生物大分子，有一条或多条肽链构成，每条肽链都有一定数量的氨基酸按一定的序列以肽键连接形成。

蛋白质是生命的物质基础，是一切细胞和组织的重要组成成分。

2．标准氨基酸：是可以用于合成蛋白质的20种氨基酸。

7．氨基酸的等电点：氨基酸在溶液中的解离程度受PH值的影响，在某一PH值条件下，氨基酸解离成阳离子和阴离子的程度相等，在溶液中的氨基酸以间性离子形式存在，且净电荷为0，此时溶液的PH值成为该氨基酸的等电点9．缀合蛋白质：含有非氨基酸成分的蛋白质10．蛋白质的辅基：缀合蛋白所含有的非氨基酸成分12．肽键：存在与蛋白质和肽分子中，是有一个氨基酸的ɑ-羧基与另外一个氨基酸的ɑ-氨基缩合时形成的化学键14．肽：是指由2个或多个氨基酸通过肽键连接而成的分子15．氨基酸残基：肽和蛋白质中的氨基酸是不完整的，氨基失去了氢，羧基失去了羟基，因而称为氨基酸残基16．多肽：由10个以上氨基酸通过肽键连接而成的肽18．生物活性肽：是指具有特殊生理功能的肽类物质，它们多为蛋白质多肽链的一个片段，当被降解释放之后就会表现出活性，例如参与代谢调节、神经传导。

食物蛋白质的消化产物也有生物活性肽，它们可以被直接吸收。

20．蛋白质的一级结构：通常叙述为蛋白质多肽链种氨基酸的链接顺序，简称为氨基酸序列，蛋白质的一级结构反应蛋白质分子的共价键结构21．蛋白质的二级结构：是指蛋白质多肽链局部片段的构象，该片段的氨基酸序列式连续的，主链构象通常是规则的23．蛋白质的超二级结构：又称模体基序，是指几个二级结构单元进一步聚合和结合形成的特定构象单元，如ɑɑ、βɑβ、ββ、螺旋-转角-螺旋、亮氨酸拉链等24．蛋白质的三级结构：是指蛋白质分子整条肽链的空间结构，描述其所有原子的空间分布，蛋白质三级结构的形成是肽链在二级结构的基础上进一步折叠的结果。

26．蛋白质的亚基：许多蛋白质分子可以用物理方法分离成不止一个结构单位，每个结构单位可以有不止一条肽链构成，但都有特定且相对独立的三级结构，且是由一个共价键连接的整体，该结构单位称为该蛋白质的一个亚基27．蛋白质的四级结构：多亚基蛋白的亚基与亚基通过非共价键结合，形成特定的空间结构，这一结构层次称为该蛋白质的四级结构35．变构蛋白：具有下列特性蛋白质的统称：它们有两种或多种构象，有两个或多个配体结合位点，配体与其中一个结合位点结合导致蛋白质变构，及从一种构象转换成另一种构象，这种变构影响到其他配体结合位点与配体的结合36．变构剂：导致变构蛋白变构的物质，多为小分子42．蛋白质的等电点：蛋白质是两性的电解质其解离状态受溶液的PH值影响，在某一PH值条件下，蛋白质的净电荷为0，该PH值称为该蛋白质的等电点44．蛋白质变性：由于稳定蛋白质构象的化学键被破坏，造成其四级结构三级结构甚至二级结构被破坏，结果其天然构象部分或全部改变，变性导致蛋白质理化性质改变，生物活性丧失。

美国高中主流理科教材《生物·生命的动力》课后习题分析作者：刘学廷来源：《中学生物学》2015年第09期摘要分析了美国高中主流理科教材《生物·生命的动力》中的课后习题，发现设置具有系统性、内容具有层次性、目标凸显技能性、解题具有开放性、习题重视评价性等特征，为我国高中生物教材课后习题编制提供借鉴。

关键词课后习题美国教材生物学教学中图分类号 G633.91 文献标志码 B美国高中主流理科教材《生物·生命的动力》由奥尔顿·比格斯等编著、麦克劳希尔有限公司出版、浙江教育出版社翻译引进。

该套教材分上、中、下3册，共10个单元、39章内容。

该套教材除了内容丰富、图文并茂、注重探究等特点外，课后习题的编制也独具匠心。

下面重点介绍该教材课后习题编写特色，希望对改进我国教材课后习题编制提供借鉴。

1 课后习题设置具有系统性，符合认知发展规律该教材中的课后习题由“节复习题”“章复习题”“章复习指南”“单元生物学要点”“单元测评题”五部分组成，习题的结构设置非常合理，很多栏目是我国教材中没有的（表1）。

从表1看出，节复习题分为理解概念、理性思维、技能训练3个栏目，题量控制在6或7道，目的主要是理解本节基本概念，掌握基本原理，训练基本技能。

章复习题是课后习题的主体，分为复习术语、理解要点、问题讨论、理性思维、标准化考试5个栏目，一般为25题，目的是巩固本章所学知识，进一步发展基本技能。

单元测评主要通过标准化测试来定量检测本单元知识和技能的掌握情况。

与我国主流高中生物教材相比，该教材课后习题增加了单元测评题栏目，目的是通过多次强化练习，减少知识的遗忘，提高知识的同化率，也便于定量检测知识掌握情况。

更具特色的是在做章复习题、单元测评题之前，设置了章复习指南、单元生物学要点栏目。

如在第六章“细胞的能量供应和利用”第3节“ATP的主要来源—细胞呼吸”复习指南中，列出“细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸、糖酵解、柠檬酸循环、乳酸发酵、酒精发酵”等关键术语，并列出“细胞呼吸时，细胞分解碳水化合物并释放能量”“细胞呼吸的第一阶段——糖酵解发生在细胞质中，不需要氧气参与”“柠檬酸循环发生在线粒体中，需要氧气参与”等结论性语句。

前知介绍回顾旧知Q1：DNA主要存在哪里Q2：蛋白质在哪里合成？思考回答让学生在温顾旧知的基础上对老师提出的质疑进行大胆合理的推测，锻炼学生的推理能力教师提出质疑：Q：细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成？教师提示：DNA（基因）不能从核孔中出来，因此不能直接参与细胞质中蛋白质的合成；必须需要一个媒介将基因的遗传信息从细胞核中出来进入细胞质的核糖体参与蛋白质合成。

这种媒介就是RNA学生大胆猜测1.列表比较比较项目DNA RNA基本单位五碳糖含碳碱基结构主要分布部位2.简单介绍RNA的种类和功能mRNA：作为DNA信使的RNA（有遗传信息）；tRNA：蛋白质合成中运输氨基酸；rRNA：核糖体的组成部分3.为什么RNA适合做DNA的媒介呢？阅读课本回答：RNA一般是_________链，而且比DNA短，因此能够通过_________从______转移到_________中小组合作学习完成表格阅读课本完成填空依靠集体力量回顾旧知，培养合作能力新知学习------转录1.根据问题阅读课本，初步认识转录过程Q1:转录的定义是什么Q2:转录过程可分为几步2.观看微视频，提示学生关注获取以下知识：①染色体、DNA、基因关系②转录的过程三步骤③转录的知识小结定义：场所：条件：模板？原料？酶？能量？碱基配对:3.提问学生回答以上问题4.思考讨论：转录与DNA复制过程异同。

根据问题阅读课本根据问题提示观看微视频回答老师提问小组讨论培养学生阅读能力换种形式学习，提升学生兴趣新知学习------密码子转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。

mRNA作为媒介是怎样把遗传信息传递给成蛋白质的？1.碱基与氨基酸的对应关系讨论猜测：4种碱基如何决定20种氨基酸呢？2.密码子的种类、以同桌之间进行相互考的方式学会查密码子表3.密码子与氨基酸之间的关系课堂练习课堂小结例题：如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。