作业从生物圈到细胞

2024-09-15 版权声明 我要投稿

作业从生物圈到细胞(通用8篇)

作业从生物圈到细胞 篇1

教学目标 1.知识与能力

(1)举例说出生命活动建立在细胞的基础之上;(2)举例说出生命系统的结构层次;(3)知道细胞是最基本的生命系统。2.过程与方法

(1)能够将你获得的文字、图表信息表达出来;

(2)自主学习:运用互联网、图书、杂志等资料收集和整理。3.情感态度和价值观

(1)激发对生物学学科的学习兴趣;(2)体验合作学习的快乐。教法导引

教师在引导学生学习这些层次时需要注意以下几点:

1.在这些层次中,只有种群和群落这两个名词是学生陌生的,需要教师用具体的事例补充讲解。例如,在一个池塘中的全部鲫鱼就是一个种群,而池塘中的全部生物就构成了一个群落。这两个概念不需要掌握,只需要学生能通过具体的事例理解就行。

2.除种群和群落外,其他的几个层次都是学生在义务教育阶段七年级接触过的概念,可以让学生分组回忆、讨论。

3.教师还可以让学生列举其他的事例。例如,与心肌细胞同层次的还有平滑肌细胞、骨骼肌细胞、上皮细胞、神经细胞等等。

名师课堂

一、名师说课

选择SARS病毒作为“问题探讨”的素材。

1.SARS病毒给人类的健康造成非常严重的后果,是社会关注的热点,是学生经历过并且相对比较熟悉的一类病毒,容易激发学生的学习兴趣。

2.病毒不是一个细胞,不具有细胞的结构,但它不能离开活细胞而独立生活,选择SARS病毒侵害人体肺部细胞作为“问题探讨”的素材,有助于体现“生命活动离不开细胞”的主题。因此,在教学时应注意将病毒与细胞联系起来,但不宜要求学生深入学习SARS病毒的相关知识。

二、教学中的其他问题及对策

本节教材涉及较多的初中知识,同时,由于时间相隔较长而容易遗忘,因此,本节教学除完成知识上的教学目标之外,还具有熟悉学生,了解学生,激发学习兴趣的目的。基于此,教师在教学时应该注意以下三点。一是尽量帮助学生回忆初中所学的知识,对相关知识进行补充和拓展。二是不要仅仅拘泥于具体的知识,还应该引导学生从系统的角度看待生命活动离不开细胞以及生命系统的结构层次。三是要根据学生回答问题的情况及时调整问题的难度和教学策略,并注意教师列举的事例应尽量与学生的生活经验和社会热点相联系,以提高学生学习的积极性。

三、精品教案

导入:2003年春夏之交,非典型性肺炎在我国爆发,部分城市出现了学校停课、工厂停产、商场停业的现象,很多与非典患者共同工作和生活的人被隔离在家。为什么人们对非典型性肺炎这么恐惧呢?这是因为它具有较高的传染性和致死率,而这一切都是由SARS病毒造成的。

教师播放与SARS病毒有关的录像,也可展示SARS病毒的结构示意图、SARS患者肺部的X光照片等。

师问:

1.结合初中所学病毒的知识,谈谈你所了解的SARS病毒是一种什么样的生物? 2.SARS病毒具有怎样的结构?它是怎样生活和繁殖的? 3.SARS病毒主要侵害了人体哪些部位的细胞? 4.如果离开了活细胞,病毒能够很好地生活和繁殖吗?

学生活动:让学生回顾初中所学病毒的知识、观察图片,并根据已有的社会经验回答上述的问题。

师总结:病毒的结构简单,由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,不具有细胞结构。病毒只能寄生在活细胞里,靠自己遗传物质中贮存的遗传信息,利用细胞内的物质,制造新的病毒,这就是病毒的生活和繁殖。SARS病毒主要侵害人的肺部细胞,使人发生呼吸困难而死亡。病毒一旦离开活细胞,就不再表现生命现象。除病毒外,生物都是由细胞构成的。

师问:是不是生物的生命活动离不开细胞呢? 下面分析 实例1 师问:(1)草履虫是一种什么样的生物(单细胞生物还是多细胞生物),还有哪些生物体的结构与草履虫相似?

(2)这些单细胞生物能够独立生活,也应该具有生命活动的基本特征,这些基本特征是什么呢?

学生活动:学生阅读实例,观察图片进行回答,也可举例回答。

总结:草履虫是单细胞的生物,单细胞的生物还有眼虫,衣藻等等;草履虫除了具有独立生活外,还能完成摄食、呼吸、生长、应激性、完成运动和分裂等生命活动。如果没有完整的细胞结构,草履虫不可能完成这些生命活动的。实例2 师问:与草履虫相比,人是多细胞的高等生物,那人的生命是从什么细胞开始的呢? 学生活动:学生阅读实例,观察图示。结合生物的基本特征自由回答,也可以举例回答。

总结:在子女和父母之间,精子和卵细胞充当了遗传物质的桥梁。父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞通过受精作用形成受精卵,人的生殖细胞是精子和卵细胞。精子和卵细胞结合成为受精卵。受精卵在子宫中发育成胚胎,胚胎进一步发育成胎儿。胎儿发育通过细胞分裂、生长和分化等过程实现的。所以受精卵是新生命的开始;由此可见,多细胞的高等生物的生殖和发育也离不开细胞。

实例3 师问:

(1)完成一个简单的缩手反射,至少需要哪些种类的细胞参与?(2)我们现在的学习活动中,需要有哪些种类和数量的细胞参与呢? 学生活动:通过自己在实际生活中的经验回答上述问题。

总结:完成一个简单的缩手反射需要许多种类的细胞参与,如由传入神经末梢形成的感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞等等;人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与。由细胞形成组织,由组织构成器官,由器官形成系统,多种系统协作,才能完成生命活动。学习活动涉及人体的多种细胞,但主要是神经细胞的参与。

实例4 师:介绍艾滋病病毒的相关知识,指出艾滋病病毒是一种攻击人体的免疫细胞——淋巴细胞,导致人体免疫系统受到破坏的病毒,从而引导学生思考:生物体的某一种细胞受到损害,也会影响该种生物的生命活动,甚至导致其死亡。

师问:除艾滋病外,你还能举出特定的细胞受到损害导致疾病的例子吗? 学生活动:学生可以通过网站上、报纸上等等资料报道进行回答。

总结:例如,胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿病;脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的肢体瘫痪如小儿麻痹症;大脑皮层上的听觉神经元受损可导致听觉发生障碍等等。

师:展示小儿麻痹症患者及相关的脊髓细胞受到损害的图片。

总结:指出上面的这四个实例是从不同的角度来说明生物的生命活动都离不开细胞这一基本事实。另外,生命活动还有赖于生物体周围的环境,依靠环境提供物质和能量进行生命活动。

课本“生命系统的结构层次” 师问: 1.生命系统分为哪几个层次?它们从小到大的排列顺序是什么?

(细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。)2.请说出除种群和群落之外的其他几个层次的生命系统的概念。

(教师简单举例说明什么是种群和群落,例如,一个池塘中的所有鲤鱼就是一个种群,而这个池塘中的所有生物就构成了一个群落。)

3.请尽量列举除教材中呈现的细胞、组织、器官和系统这4个生命系统例子外,其他的具体例子。

(例如,对于细胞这个系统,除教材提到的心肌细胞外,与心肌细胞同层次的还有骨骼肌细胞、平滑肌细胞、上皮细胞、神经细胞、血细胞等等。与心肌组织同层次的有上皮组织、结缔组织、神经组织等等。)

4.你是怎样理解细胞是生命系统的最基本层次的?

(比细胞再小的结构层次,如分子、原子,不可能独立完成生命活动。)5.请以一个人,一棵松树或一只草履虫为例,列出生命系统的不同层次。(师可以呈现表格,引导学生填表。)

6.不同的生物具有不同的具体的生命系统,这说明了什么呢?

(越高等的生物其生命系统越复杂,而低等生物则比较简单。由此说明生命系统的复杂性和多样性。)

学生活动:

1.学生根据已有的知识回答。

2.学生根据所学知识和生活经验思考回答。3.可以先让学生简单介绍所了解的艾滋病的知识。4.学生根据图片和社会经验回答。

5.学生分组讨论、回答,学生尝试举例说明什么是种群和群落。学生讨论填表。6.学生根据社会经验回答问题。

作业从生物圈到细胞 篇2

[课堂实录]

师:通过SARS病毒模式图,我们了解了患者感染后的发病情况,病毒经过三天后开始在身体内蔓延。结合初中所学病毒知识,你认为SARS是一种什么样的生物?

生:病毒不具备细胞结构,一般是借助活体生物生活和繁殖,寄生性是病毒的基本特征。SARS病毒也不例外,结构简单,具有寄生性。

师:回答很到位,看来你对病毒知识非常熟悉。根据已经掌握的病毒相关知识,你认为SARS病毒具有怎样的结构?它又是如何生活和繁殖的呢?

生:病毒由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,并没有细胞性结构,而且只能寄生在活细胞内,开始大量繁殖。

师:病毒虽然没有细胞结构,但它可以利用活细胞物质制造新的病毒,其繁殖速度惊人,给人体机理造成毁灭性的侵蚀。SARS病毒主要侵蚀人体哪些部位呢?

生:SARS病毒主要针对人体上呼吸道细胞、肺部细胞展开侵蚀,破坏肺部细胞组织,导致患者呼吸困难,甚至出现功能性衰竭而死亡。

师:SARS病毒主要侵蚀人体呼吸系统,对其他部位也会有侵蚀。如果病毒离开了活细胞,它们还能生存和繁殖吗?

生:不能。病毒一旦离开活细胞,就不能继续生存。

师:(实例1,草履虫图片展示)草履虫是一种什么样的生物?还有哪些生物体的结构与草履虫相似?

生:草履虫是一种单细胞生物。酵母菌、衣藻、眼虫、变形虫等都属于单细胞生物,与草履虫非常相似。

师:(实例2,人的生殖和发育图片展示)根据图片展示,我们可以推演出胚胎发育过程吗?

生:母亲的卵细胞经过分裂进入子宫,遇到精子,形成受精卵。受精卵在子宫内发育成胚胎,然后逐渐生长,进一步发育成为胎儿。胚胎发育是通过细胞分裂、分化实现的。

师:通过两个实例学习感知,我们对生物细胞有了一定的了解,也为进一步的学习做好铺垫……

[教学反思]

在这个师生互动过程中,教师始终以设问作为引导媒介,根据学习思维展开跟进式发问,引发学生的学习思维及时启动。学生依照学习思维启动惯性展开学习探索,不管教师引导如何转换,学生的学习思维始终都贴近教师设问展开。教师引导自然,学生学习顺畅,师生互动处于高位运行状态,收到较为突出的教学效果。

首先,教师问题的设计要关注学生的认知基础(已经掌握细胞的相关知识,对SARS病毒、人体胚胎形成等内容都有一定关注),其认知基础决定师生互动处于高频度水平之上。这样教师问题投放之后,学生才能快速做出应对,使课堂教学顺利推进。

其次,教师的问题设计应具有层次性和渐进性,使学生的学习思维依次启动,使教与学在不断调整中达成新的平衡。教师先引入SARS病毒,引导学生对单细胞生物进行认知,然后介入草履虫形态结构,教学进入实例认知阶段。最后是人体胚胎形成探索,细胞认知层次逐渐提升,学习呈现渐进式。教师引导思路明晰,学生学习途径清楚,学习效果自然较佳。

第三,教师进行问题投放时,应给出一定的引导启发,促使学生的学习思维有明确的思考角度。教师设计问题的目的是让学生的学习思维顺利启动,与教材文本学习内容尽快实现认知接轨。因此,在投放问题时要给出简要的引导和要求,让学生明确具体要求,这样才能帮助学生顺利展开学习思维。

第四,学生回答后,教师应给出积极的评价,这不仅可以给学生带来一定的激励作用,对学生形成重要的激发动力,而且还能够促使学生对相关学习认知进行确认,帮助学生顺利实现认知建构。

课堂提问看似简单,教师一问,学生一答,其实这里面有好多学问。如果教师设计问题,学生无应答或者不知从何处切入思维,这样的设问就是无效的、失败的。因此,提升问题与学生思维的契合度,是确保师生良性互动的前提。只有充分考虑学生的思维认知特点及教材文本学习内涵,才能真正做到文本、生本、师本三者有机融合,形成课堂教学的重要认知成长点。

摘要:在《生物圈到细胞》的教学中,采用设问链接学生思维的教法,逐步引导学生走近问题核心,课堂学习研究氛围浓厚,学生的学习思维顺利启动,教学卓有成效。

从分层作业到自主作业 篇3

分层作业设计

最初的“个性”表现在关注学生的差异性,转变“一刀切”的传统模式,让基础差的学生“吃得了”,让优等生“吃得好”,并从作业形式及难易程度上去尝试。其目的是让学生在原有的基础上得到进一步发展,真正让作业起到促进学生学习的作用。在作业分层前,可对学生进行评定,让学生根据自己的基础来选做基础题、较难度题、拔高题;学生可以根据自己的情况去完成,在完成时还可以选择自己喜欢的方式。

在设计分层作业实施过程中,问题出来了:各层次的学生是教师根据学生的平时成绩定的,这样也很人为地把学生分成了三六九等。学困生永远都是基础题,长期如此,同一班级的学生成绩分化会很大。为了更好地促进研究的有效性,激发不同层次学生的学习积极性,在分层设计布置作业的基础上,课题研究又进入到了另一个阶段——保底加选择型作业设计。

“保底+选择”型作业设计

作业设计是依据学生不同知识水平和做作业的能力来设计的,不同层面上的学生在达到不同层次要求的作业中能体会到成功的快乐。根据教材内容设计的“作业超市”,由两部分组成:保底型的基础作业,有一定难度的选择型作业。保底型的基础作业是学生们都能完成的,教学目标要求学生掌握的“双基”作业,然后在此基础上设计难易程度为阶梯状,具有挑战性、综合性或提高性的作业,让不同水平的学生在属于自己能力范围内的“作业超市”中自主选择。

教学《黄果树瀑布》一课时,其课后作业设计有这样几条:①背诵《黄果树瀑布》一文,抄写课后词语。②摘抄你认为优美的语句,有绘画特长的学生还可以将瀑布的美景画出来。③读一读唐代诗人李白的《望庐山瀑布》,想一想,这两位不同时代诗人眼中的瀑布一样吗?请你当导游,写一段导游词,把这两位不同时代诗人眼中的瀑布介绍给大家。这样带有梯度性的作业设计,既让不同层次的学生对课本知识得到巩固,又为学生提供了自主发展的机会。

这样的作业刚一出现,学生们都踊跃参与到“保底+选择”型作业中去。时间一长,部分学生有多做多“吃亏”的感觉。认为只做保底题,正确率还高得多。这时,课题组在研究中引入了良好的评价机制:老师在评价作业时,根据作业的情况先将保底题的等级进行确定,然后再根据学生做挑战题的难易程度加星星。实践证明,这样的作业设计及评价机制,很好地促进了学生的发展。那么,怎样腾出更多的时间让学生参与到课外阅读中来?

自主型选择作业

通过实验,部分学生每次的星级题都能做对。这时,课题组就试着让这部分学生只做星级题,保底题通过单元测试进行检测。如果学生未下降继续只做星级题;否则,回到“保底+星级”的模式来。这样,个性化作业设计到了半自主选择的层面。

“我的作业我设计”

不管是分层设计,还是“保底+选择”型作业,学生都是参与者。但是,不能忘记学生才是学习真正的主人。所以,以培养学生的问题意识为基点,引导学生围绕学习内容从设问起设计作业,从预习起实施作业,即在“课前预习——课中探究——课后延伸”的开放性作业过程中进行层次性的设问与解疑。通过由浅入深的提出问题和解决问题,形成了以作业为载体、问题为主线、思维为核心的自主作业过程,有效实施了因材施教和个性培养。

除了要在作业质量上讲究外,还要在作业设计上多花心思。与学生一起设计个性化作业,发挥作业本身的内在魅力,充分尊重孩子的权利和人格,给予孩子极大的自主空间,让学生依据自己的喜好自由地选择作业的内容和形式。如苏教版六年级上册《安塞腰鼓》,课前学生查找西北地域特色,搜集一段安塞腰鼓的视频,在领略黄土高原这一独特的民间舞蹈艺术的同时,再来感受课文的语言文字魅力。虽然,这对于南方学生来说很陌生,然而这节课却上得十分精彩。课后,学生设计的作业是:为“安塞腰鼓”拟一则100字以内的广告词。孩子所写的广告语,内容简洁明快,富有一定创意。

可以说,从分层设计作业到自主作业是一个艰难的历程,这其中,对教师的文本解读能力、年段课标的把握能力、课堂教学的驾驭能力等是很大的考验。这一转变,也足以说明“我的作业我做主”的理念先行。

必修一:从生物圈到细胞 教案 篇4

(1)距离说明生命活动是建立在细胞的基础上的(2)说出生命系统的结构层次(3)初步学会分析生物学知识素材(二)过程与方法

体验从生活实例中探求知识的过程(二)情感、态度、价值观

认同细胞是最基本的生命系统

二、教材分析

本节内容“从生物圈到细胞”是高中生物的第一节课,对新入学的高一学生来说,这将起到一个承上启下的过渡作用。而第一节生物课,也不许上的生动活泼,引起学生足够的兴趣,如此方可进行下一步的深入学习。本届内容,通过SARS病毒引入话题,说明不具备细胞结构的病毒,它的生命活动也必须经过活细胞,之后引出第一个知识点,生命活动离不开细胞。通过什么方式来解释这个问题呢,课本上举了四个例子:第一个,草履虫的运动和分裂:说明单细胞生物的运动和分裂是在细胞的基础上进行的。第二个例子,讲了人的生殖和发育:从父亲那里继承来的精子和母亲那里继承来的卵细胞,通过受精作用形成受精卵,在子宫里形成胚胎,最后通过发育过程形成胎儿。说明生殖和发育的过程需要细胞的参与。第三个例子讲了人的缩手反射基础,通过五个环节,说明反射的结构是建立在细胞的结构基础上的。第四个例子讲的是艾滋病病毒——HIV病毒,侵入的是人体的免疫细胞,即淋巴细胞,说明了虽然病毒没有细胞结构,但是病毒的生命活动还是离不开活细胞结构。

接下来的第二个知识点,我们要一起学习的是生命系统的结构层次。从最基本的细胞,再到由结构功能和形状相同的细胞构成的组织,再到行使一定功能的器官,到由器官构成的具有一定作用的系统,最终到一个独立的个体。一定自然区域内,同种生物的所有个体构成了种群,在一定的自然区域内的所有生物构成了群落。之后加入无机环境之后,又衍生出了生态系统的概念,最终停止在了生物圈上——地球上最大的生态系统,地球上只有一个生物圈。

三、学情分析

“从生物圈到细胞”是高一生物课程的第一节内容,在已经掌握的初中生物的基础上,与新知识的接触。但是在接触新知识的过程中,肯定存在困难之处,所以要进行系统的分析,全面的讲解,形象的比喻,使学生能够在不知不觉中萌生对生物的兴趣,理所当然的接受新知识。

四、教学重点与难点

(一)教学重点

(1)生命活动建立在细胞的基础上(2)生命系统的结构层次

(二)教学难点

生命系统的结构层次

五、教学方法

(一)讲授法

完成主体内容的传达、讲授

(二)问答法

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用以导入新课题与引起兴趣

(三)练习法

对所学的新知识进行巩固

六、课时

本节内容需要1个课时

七、课前准备

(一)仔细阅读课本的内容,归纳总结重点,建华南店,将课本内容系统化,简洁化。

(二)完成课后题,自己出简单的题目,在课堂上一以问答的形式进行学习、八、教学过程

(一)导入

大家初中都已经接触过生物这门课程了,这门课程存在的意义就是为了让大家了解自己的身体结构。人体一般由40万亿到60万亿个细胞构成,那么大家先伸出右手来看看,既然人体有那么多的细胞,你们能不能看到自己身体的细胞呢?学生:不能。知道这是为什么吗?因为细胞的直径数量级为0.000001级,需要在特殊的生物学仪器——显微镜下才能看得到。呢么现在,我们就来认识一下这些微小的东西。

新课:(板书)第一章 走进细胞

第一节 从生物圈到细胞 PPT展示2003年SARS病毒图片 师:这就是2003年席卷全中国的SARS 病毒的资料,那么我现在提2个问题,请大家思考:

1、病毒不具备细胞结构,是怎样进行生活和繁殖的?

2根据你所了解到的生物知识,说说SARS 病毒侵害了人体的那些细胞。是怎样危机人的生命的?

生:思考,把自己思考的答案写在笔记本上

(板书)

1、细胞:是生物体结构和功能的基本单位。病毒没有细胞结构,生活方式为寄生在活细胞里。师:我们来看一下课本正文第一句话:生命活动离不开活细胞,即使是没有生命结构的病毒,也只能寄生在活细胞里面圣后。这是为什么呢?请大家看一下下面的资料分析(板书)

2、为什么生命活动离不开细胞?

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师:那么接下来我们就来一起学学习一下下一个知识点,生命系统的基本层次分为哪些? 大家把课本翻到第五页,我们来一起看一下课本里的图。首先从一个心肌细胞变化到心肌组织,再变化到心脏这个器官,之后心脏又成为了血液循环系统的一个部分。各种系统或者器官协调配合,共同完成复杂的生命活动,这就是一个生物的个体。,个体在高一层次便是同种生物的所有个体集合而成的种群,种群之后就是一定自然区域内的所有生物——群路。最后形成生态系统。生物圈是最大的生态系统,地球上只有一个生物圈。(板书)3:生命系统的结构和层次 细胞:生物体结构和层次的基本单位

组织:由形态、结构、功能相同的细胞联系在一起 器官:不同的组织按照一定的次序结合在一起

系统:能够共同完成一种或多种生理功能的多个器官,按照一定次序组合到一起

个体:有各种器官或系统协调配合,共同能够完成复杂生命活动的生物。单细胞生物由一个细胞构成生物体

种群:一定自然区域内,同种生物的所有个体 群落:一定自然区域内,所有生物组成群落

生态系统:生态环境与它的无机环境相互作用形成的统一整体 生物圈:有地球上所有的生物及他们所生活的无机环境共同组成

九、课堂练习

我们大家一起来判断一下,下列这些属于生命系统的哪几个层次。

1、一个池塘里的全部鲫鱼

2、一个池塘里全部的鱼

3、一片草地上全部的蒲公英

4、一片草地上全部的草

5、一条消息里全部的乌龟

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6、一片草地

7、一条小溪

8、一座山

9、整个地球

十、课堂小结

通过简单的病毒入侵让学生对基本的生物知识有所会议,接着主要解决了两大问题:

一、为什么生命活动离不开细胞?

二、生命系统的基本层次。其中的第一个问题,我们从草履虫的运动和分裂,人的生殖和发育,缩手反应、艾滋病侵入人体来展开,第二个问题,我们从一只乌龟的心肌细胞开始为例,展开叙述了生命系统的基本层次。

十一、板书

1、细胞:是生物体结构和系统的基本单位。病毒没有细胞结构,生活方式为寄生。

2、为什么生命活动离不开细胞?

3、生命系统的基本层次有哪些? 细胞:生物体结构和层次的基本单位

组织:由形态、结构、功能相同的细胞联系在一起 器官:不同的组织按照一定的次序结合在一起

系统:能够共同完成一种或多种生理功能的多个器官,按照一定次序组合到一起

个体:有各种器官或系统协调配合,共同能够完成复杂生命活动的生物。单细胞生物由一个细胞构成生物体

种群:一定自然区域内,同种生物的所有个体 群落:一定自然区域内,所有生物组成群落

生态系统:生态环境与它的无机环境相互作用形成的统一整体 生物圈:有地球上所有的生物及他们所生活的无机环境共同组成

十二、课后反思

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(1)班级之间接受新知识的能力差别很大,好点的班级如16班,有带头学习和提问题的同学,整个班级也会受到影响。差的班级如11班,氛围不是很理想,纪律也需要进一步提高。

(2)11、12、16班有晚自习,所以对于知识的掌握程度比较牢固,能够及时在已掌握知识的程度上学习新的东西,时间比较充足。而13、14、15三个班没有晚自习,所以新知识得不到及时的巩固。

作业从生物圈到细胞 篇5

一、教学目标 知识技能:

1.了解高中生物的主要研究范围,认识高中生物。

2.认识病毒,了解“病毒不具有细胞结构,但其生命活动离不开细胞”。

3.能够说出“细胞是生物体结构和功能的基本单位”的含义,能分析“生命活动离不开细胞”。

4.能举例说明生命系统的结构层次。

过程和方法:以讲授法为主,辅助以提问讨论的方法,让学生在被动的听课和主动的思考中,更好地理解“生命活动离不开细胞”“生命结构的层次”等知识点。

情感态度和价值观:

1.培养学生树立辩证唯物主义的世界观和方法论。

2.通过对细胞结构的学习,让学生体会生命的精致完美。3.对生物这门课程建立积极感兴趣的态度。

二、教学重难点

重点:理解并掌握“细胞是生物体结构和功能的基本单位”;能举例说明生命结构层次。难点:“病毒不具有细胞结构,但其生命活动离不开细胞”

三、教学方法:讲授法、谈话法、读书知道伐、练习法、讨论法。

四、教学时数:两个课时。

五、教学过程:

1.导课:

高中的第一届生物课,通过简单浅显的知识结合在初中学过的知识,明细高中生物所学的内容。而本课的内容,从我们的生活入手,以04年的非典事例引入病毒,开始第一节课。

2.新课:

(1)病毒:课件演示果子狸、SARS病毒等照片。指明SARS病毒才是致病的元凶,而果子狸只是病毒的载体。提出问题:“SARS是由什么引起的?”“SARS病毒是否具有细胞结构?”“SARS病毒侵害了人体的哪些细胞?带来什么危害?”“如果离开了活细胞,病毒能够很好的生存和繁殖吗?”

总结讨论:病毒的生命活动离不开细胞。“拓展: 生命活动离不开细胞,你还能举出其他实例来说明吗?生物体的运动离不开肌细胞,兴奋的传导离不开神经细胞,腺体的分泌离不开相关的腺细胞”引出其他生命的活动也离不开细胞。

(2)生命系统的结构层次:我们之前讲到了生命活动离不开细胞,提出问题,打到屏幕上,“你认为生命系统可分为哪些结构层次?这些结构层的顺序是什么?” 小组讨论。提问。总结讨论。(屏幕上打出生命结构层次图)“生命结构层次是:细胞 → 组织 → 器官 → 系统 → 个体 → 种群→群落 → 生态系统 → 生物圈(地球)”“细胞是最基本的生命系统”“最大的生态系统是地球”

为什么说细胞是最基本的生命系统呢?除了之前我们讲到病毒的时候说到的,病毒的生命活动离不开细胞之外,一个独立的细胞是完成生命活动的最小的单位。

(屏幕上打出草履虫的图像)以单细胞生物的草履虫举例来说,我们可以看到,屏幕上有完整的草履虫的结构,她的纤毛可以完成趋利避害的运动,而它的新陈代谢可以通过胞口吞进有机物,在细胞内代谢之后,将废物从胞肛排除。所以呢,它可以靠着唯一的一个细胞,完成摄食、呼吸、运动、繁殖、趋利避害(即应激性)等生命特征。

我们再返回到生命结构层次图中(转回到生命结构层次图的PPT上),对于单细胞生物来说,一个细胞就是一个独立的生物,但在自然界之中,单细胞生物只是极少的一部分,更多的生物,比如动物和植物,是由很多数量的不同种类不同形状的细胞共同组成的。

以我们人类本身举例,相同种类的细胞形成了组织,不同的组织构成了器官,而初中生物中学过人体内有八大系统,每一个系统都由多个器官组成。至此,形成了一个能独立完成各种生命活动的个体。这就是多细胞生生物的个体结构。

而“在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群”这个概念首先要强调的事是“同种生物”,地球上的生物可以根据“界>门>纲>目>科>属>种”有大到小的分类,属于同一个种群的生物一定是同一个物种的;还有一个需要强调的是“一定的区域内”,指在同时同地,比如说同样是一个物种的鱼类,在不同地区,就不能算是同一个种群。

在同一个地区一定范围内的所有物种,统称为群落,而群落再加上无机的环境,便形成了生态系统。最大的生态系统,是生物圈。

现在大家详细的了解了生命结构层次,下面跟着我举个例子,顺便做个小小的练习。(在屏幕上依次一个词一个词展示出兔子的各个层次,并等待同学们说出屏幕上出现的词语存在于生命结构层次中的那一层)。大家跟我一起想,一只兔子,处于生命结构层次中的那一层呢?........对的,个体,那这只兔子的血液循环系统处于...而血液循环系统中的心脏处于....心脏中的肌肉组织...肌肉组织中的肌肉细胞....,那和这只兔子生活在同时同地的一群兔子属于.....和这群兔子处于同一自然范围内的全部物种属于.....最后,加上无机环境是.......好,大家都对生命结构的层次有了很深入的了解,下面呢,我们对应的做一些练习。屏幕上打出习题。1.填空

1)大肠杆菌属于(细胞)层次

2)大肠杆菌菌落属于(种群)层次

3)一个池塘中的全部鲤鱼属于(种群)层次 4)一个池塘中的全部生物属于(群落)层次

5)一个池塘中的所有生物及其周围无机环境属于(生态系统)层次 2.一片森林中的桉树苗、小桉树、大桉树组成一个(A)

A.种群

B.群落

C.生态系统

D.生物圈

3.下列组合中,依次属于种群、群落和生态系统的一组是(D)

①生活在人大肠中的寄生虫和微生物等生物

②某一池塘中的全部鱼类;

③肺炎患者肺部的肺炎双球菌;

④一根枯木及枯木上的所有生物

A.①②④

B.②③④

C.③②① D.③①④

带领同学们当堂做课后的习题,等待他们选出答案,回答正确的重复一遍正确答案加深印象;回答错误的,详细解释,直到同学们理解。

作业从生物圈到细胞 篇6

1.(2015·广东卷)下列各组细胞器均具单层膜的是()

A.液泡和核糖体 B.中心体和叶绿体 C.溶酶体和高尔基体 D.内质网和线粒体

2.(2016·淮安联考)下列关于真核细胞结构和功能的叙述,错误的是()A.抑制线粒体的功能会影响蛋白质合成 B.核糖体是氨基酸脱水缩合的场所 C.有分泌功能的细胞才有高尔基体 D.溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器

3.(2016·常州一模)下列关于动植物细胞结构和功能的叙述,正确的是()A.动物细胞没有原生质层,因此不能发生渗透作用

B.动物细胞膜蛋白的形成与核糖体、内质网和高尔基体有关 C.叶绿体产生的ATP可以为细胞各种生理活动提供能量

D.动植物细胞实现细胞间信息交流都必须依赖于细胞膜表面的受体 4.(2016·海南卷)下列关于植物细胞中液泡的叙述,错误的是()A.植物细胞中的液泡是一种细胞器

B.液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化 C.液泡中含有糖和无机盐,不含有蛋白质

D.花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花色

5.(2016·盐城三模)下图表示细胞清除受损线粒体的过程,下列有关叙述错误的是()

A.图示过程的完成依赖于生物膜的流动性 B.溶酶体中的水解酶在高尔基体中合成 C.溶酶体执行功能时伴随膜组成成分的更新 D.自噬泡的形成与内质网有关

6.(2016·南京三模)下列关于真核细胞结构的叙述,正确的是()A.线粒体内膜上的蛋白质和脂质的比值小于外膜 B.由RNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构 C.叶绿体产生的ATP主要用于主动运输等过程

D.高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所

7.(2016·南京三模)下列关于生物膜系统的叙述,正确的是()A.原核细胞无核膜及细胞器膜因而不具生物膜 B.细胞膜功能的复杂程度取决于磷脂的种类和数量 C.内质网膜为多种酶提供了大量的附着位点 D.有丝分裂过程中核膜随着丝点的分裂而消失 8.(2016·苏北四市三模)下列有关细胞结构和功能的叙述,正确的是()A.质粒是独立于细菌拟核之外,具有复制能力的细胞器 B.初级卵母细胞、胚胎干细胞都具有细胞周期

C.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般都很发达 D.硝化细菌在电镜下可观察到核糖体附着在内质网上

9.(2016·南京六校联考)溶酶体的主要功能是吞噬消化作用。下图为吞噬细胞中溶酶体发挥作用的示意图,下列关于溶酶体的叙述不正确的是()

A.图示吞噬细胞通过识别抗原而启动吞噬作用

B.溶酶体与吞噬体的融合体现了生物膜的结构特点是具有一定的流动性 C.溶酶体也可以消化自身的正常细胞结构

D.效应T细胞与靶细胞密切接触,激活靶细胞内溶酶体酶,导致靶细胞裂解死亡 10.(2017·常州一中)下列关于细胞结构与功能的说法,不正确的是()A.神经细胞轴突末梢有大量突起,有利于附着更多的神经递质受体蛋白 B.小肠绒毛细胞膜有大量突起,有利于附着更多的载体蛋白

C.线粒体内膜向内腔折叠形成嵴,有利于附着更多的与有氧呼吸有关的酶 D.叶绿体的类囊体结构增大了膜面积,有利于附着更多的光合色素和酶

二、多项选择题

11.(2016·海南卷改编)下列有关分泌蛋白的叙述,正确的是()A.分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与 B.线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量

C.分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外 D.分泌蛋白从细胞内排出时,囊泡的膜可与细胞膜融合

12.(2017·南通模拟)下列有关细胞器的叙述,错误的是()A.溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器 B.中心体在动物细胞有丝分裂的前期完成倍增 C.液泡内细胞液的浓度升高导致植物细胞质壁分离 D.叶绿体中基粒和类囊体扩展了捕获光能的膜面积

13.(2016·镇江一模改编)下图是某细胞亚显微结构的局部示意图,①~④表示该细胞内的某些细胞器。下列有关叙述错误的是()

A.此细胞应是心肌细胞等动物细胞

B.在光学显微镜的高倍镜下可以观察到该视野 C.结构③不能直接将葡萄糖分解成CO2和H2O D.结构③和④中均存在碱基A和T互补配对的现象

三、非选择题

14.(2017·南京扬中等七校联考)下图甲戊分别表示真核细胞中相关结构与功能的模式图。请据图回答:

(1)图甲中动植物细胞内都存在但功能不同的细胞器是[ ] ,该结构在植物细胞内与[ ] 的形成有关。

(2)图甲中的②对细胞的生命活动至关重要的功能特性是。

(3)用同位素标记的尿苷(尿嘧啶和核糖的结合物)培养甲图中的细胞,不久在细胞中发现被标记的细胞结构除核糖体外还有(填甲图中数字序号)。

(4)乙、丙、丁、戊图所示的生物膜结构分别对应图甲中的结构序号依次为;乙、丙、丁、戊图所示的生理过程中可产生ATP的是。

(5)细胞内表面积最大的膜结构是[ ]

。丁图和戊图扩大膜面积的方式分别是。

15.(2016·苏锡常镇三模)下图1表示人体血浆中含有的某种低密度脂蛋白(LDL)的结构,其主要功能是将胆固醇转运到肝脏以外的组织细胞(靶细胞)中,以满足这些细胞对胆固醇的需要。图2表示LDL进入靶细胞并被释放的过程。请据图分析并回答下列问题: 3

图1

图2

(1)与生物膜相比,LDL膜结构的主要不同点是。LDL能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中,与其结构中的(填物质名称)直接相关。

(2)由图2可知,LDL通过靶细胞膜的方式是 ,该过程需要靶细胞膜上的 等物质的参与。整个过程体现了生物膜具有 的结构特点。

(3)研究发现无被小泡形成内体过程中,能将细胞质基质中少量的H吸收,积累在内体中,使

+内体中的pH降低到5.0左右,该过程中H的吸收方式为。LDL中胆固醇最终被释放到靶细胞中,需要靶细胞中的(填细胞器)发挥作用。

(4)进一步研究发现,溶酶体的形成与细胞中的囊泡形成十分相似,据此可推测,溶酶体的形成需要依次经过细胞中的 等多种细胞器参与。1.C 【解析】 液泡、溶酶体、高尔基体、内质网具单层膜,叶绿体、线粒体具双层膜,中心体、核糖体无膜结构。

2.C 【解析】 蛋白质的合成过程需要消耗线粒体中产生的能量;氨基酸脱水缩合形成多肽链是在核糖体上进行的;无分泌功能的细胞也有高尔基体,如植物细胞的高尔基体与细胞壁的形成有关;溶酶体中含多种水解酶,是“消化车间”。3.B 【解析】 动物细胞的细胞膜相当于半透膜,能发生渗透作用;动物细胞的膜蛋白形成场所是核糖体,需通过内质网和高尔基体的加工,以囊泡的形式运输到细胞膜上;叶绿体产生的ATP只能用于光合作用暗反应,不能为细胞各种生理活动提供能量;动物细胞间进行信息交流需依赖于细胞膜表面或细胞内的受体,植物细胞间信息交流通过胞间连丝进行。

4.C 【解析】 植物细胞中的液泡是一种单层膜细胞器,A正确;液泡会随细胞的吸水变大,随失水变小,B正确;液泡中含有糖、无机盐、色素和蛋白质等,C错误;花瓣的颜色取决于细胞液中色素种类(主要是花青素等)、含量及细胞液的生理状态,D正确。

5.B 【解析】 图中涉及膜的变形与融合等,都需要依赖于生物膜的流动性,A正确;溶酶体中的水解酶本质是蛋白质,是在核糖体上合成的,B错误;溶酶体在清除受损线粒体时需要与包裹的膜发生融合,伴随着膜组成成分的更新,C正确;图示可见,自噬泡来自内质网,D正确。6.B 【解析】 线粒体内膜上含有大量的有氧呼吸酶等蛋白质,故线粒体内膜上蛋白质和脂质的比值大于外膜,A错误;核糖体的主要成分是rRNA和蛋白质,形成大小亚基,具有特定的空间结构,B正确;叶绿体中光反应产生的ATP用于暗反应,C错误;真核细胞内,高尔基体只是参与分泌蛋白的加工和运输过程,D错误。

7.C 【解析】 原核细胞无核膜和具膜的细胞器,但其细胞膜属于生物膜,A错误;细胞膜功能的复杂程度取决于膜上蛋白质的种类和数量,B错误;内质网广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点,C正确;有丝分裂过程中,核膜消失于前期,而在后期着丝点分裂,D错误。8.C 【解析】 质粒不是细胞器,A错误;初级卵母细胞不能进行有丝分裂,不具有细胞周期,B错误;固醇类激素属于脂质,脂质的合成场所是内质网,C正确;硝化细菌为原核生物,原核细

+胞内没有内质网,D错误。9.C 【解析】 图示可见,吞噬细胞通过膜上蛋白质进行识别,再依赖膜的流动性通过胞吞形成吞噬体,吞噬体的膜与溶酶体的膜融合,利用其水解酶消化吞噬细菌;溶酶体不会消化自身的正常细胞结构,但可以消化自身异常的细胞结构。10.A 【解析】 神经递质受体位于神经元细胞体膜或树突膜上;小肠绒毛细胞膜有大量突起,增加了载体蛋白数量,有利于绒毛细胞通过主动运输吸收营养物质。

11.ABD 【解析】 蛋白质在细胞内的合成场所是核糖体,A正确;分泌蛋白的合成和运输所需要的能量可以由线粒体提供,B正确;分泌蛋白先经过内质网再经过高尔基体分泌到细胞外,C错误;包裹蛋白质的囊泡的膜与细胞膜融合,将分泌蛋白从细胞内以胞吐的形式排出,D正确。12.ABC 【解析】 水解酶是在核糖体上合成的;中心体在动物细胞有丝分裂的间期完成倍增;细胞液的浓度升高,植物细胞吸水,不会发生质壁分离。

13.ABD 【解析】 图示细胞含②中心体,可能是动物细胞也可能是低等植物细胞;图示显示了细胞核、线粒体等的内部结构,故该视野是在电子显微镜下观察的结果;结构③为线粒体,而葡萄糖是在细胞质基质中被分解产生丙酮酸,丙酮酸进入线粒体中分解成CO2和H2O;线粒体中含DNA,有A和T互补配对的现象,结构④为核糖体,不含DNA,mRNA与tRNA配对中不存在A和T互补配对的现象。

14.(1)⑥ 高尔基体 ① 细胞壁(2)选择透过性(3)③④⑩(4)⑨⑥④③ 丁和戊(5)⑨ 内质网 叶绿体的许多类囊体堆叠形成基粒、线粒体的内膜向内腔折叠形成嵴(合理即可)【解析】 分析甲图,A部分有叶绿体、细胞壁和大液泡,是成熟植物细胞;B部分有中心体,无细胞壁,为动物细胞。①分别为细胞壁、细胞膜、线粒体、叶绿体、中心体、高尔基体、核糖体、核孔、内质网、染色质和大液泡。分析乙戊4种膜结构:乙内完成蛋白质的加工过程,是内质网;丙能形成纤维素,纤维素是细胞壁的成分,丙是高尔基体;丁上进行光反应阶段,是叶绿体的类囊体膜;戊是O2与[H]反应生成H2O的场所,为线粒体内膜。

从路易·康到萨克生物研究所 篇7

1 路易·康的设计思想

康的建筑设计思想可以用几个特定词来概括:集会、“灵感之家”和光。

在最开始的阶段, 大量的集会建筑设计给了他表达信念的机会, 如费城的犹太教会堂, 孟加拉的国家集会大厦等等。康认为集会空间的本质就是, 将世俗建筑和宗教建筑区分开来。他把万神庙视为集会建筑的一个原形:“它是一种信仰, 就是说这些话的人而言的一种信仰, 因为它的形式创造了一种可能是通用的宗教空间。”

与此同时, 康又开始着手做一些学校、修道院或研究中心等集体和个人活动复合的复杂综合建筑, 这类建筑被他称之为“灵感之家”——也就是那些带着基本的学习愿望和紧随而来的统一社区所界定的庇护场所。学习对于“灵感之家”来说是一个存在的要求, 正如康在1964年得一个医疗建筑研讨会上说的一样:“我相信学习的机构可以追溯到自然的本质。自然, 物质的自然, 记录着它创造了什么, 怎么创造的。在我们之间流传着一个完整的关于我们是如何被创造出来的故事, 从这个角度上讲, 从这个神奇的角度上来说, 我们有了认识、学习的要求。我想, 所有的问题实际上可以综合成一件事:我们是怎么来的。”

康曾经这样描述过这类学习的综合体:“学校开始于一个站在树下的人, 他不知道他自己是老师, 他和其他人一起讨论他的认识, 他们也不知道他们自己是学生。学生们对他们之间的交流作出反应, 这取决于那个人表达得多好。他们希望他们的儿子也能听这样的人讲话。很快这个需要的空间就建立起来了, 形成了第一所学校。学校的建立是不可避免的, 因为它是人类要求的一部分。”[1]这种设计的理想状态很纯粹, 就是对建筑本质存在的思考, 是对一个设计真是生活的强烈期望。康曾经将原始的修道院比喻为基础研究学校的原型, 他认为所有的学校建筑都应该建立在这么一个原型之上。康说:“为什么我们必须假设没有别的东西具有第一家修道院那样巨大的能量呢?很简单, 有些人意识到, 某一个空间领域代表着人们通过一种叫做修道院的活动来表达一些无法表达的东西的强烈愿望。”[2]正如前面的集会空间一样, 空间存在的本身往往是满足人们的某些要求的存在, 这种要求可能是可变的, 所以这种空间往往具有这样或者那样的原型, 而存在本身并不会随着改变, 形式和功能的关系呼之欲出。

“光, 存在的给予者。”康对自然光的有着执着的追求, 他习惯于用光和结构来共同界定空间。康向人们解释到, 建筑的力量首先当然来自于体量和空间的融合, 那是一种期待的本质和建筑的构成元素之间的统一。这种体量问题像建筑的结构问题一样可以用理性的分析得以解决, 而空间却需要更有生命的力量——光线来界定。他喜欢说建筑本身开始于“墙体断裂而柱子形成”。最早的希腊神庙就是这样形成的。1971年, 他总结道:“房间是建筑的开始。它是精神的场所。你在房间里和它的尺度、它的结构、对它的特征起作用的光线、它的精神的光芒在一起, 你会意识到不管人类的目的是什么, 创造了什么, 它都是有生命的。房间的结构在房间中必须很明显。我相信, 结构是光的给予者。”[3]

而萨克生物研究所正是其设计思想的集大成之作。

2 萨克生物研究所的场所精神

萨克生物研究所从外围看, 满眼望去都是黄沙, 周围也没有什么其他建筑, 感觉有几分荒凉和冷漠。然而当你一旦进入其中, 转上研究所的中央广场时, 周围的一切都停止了一般:在这个纯净的石灰岩铺砌的广场上, 空无一物, 满眼的灰色框住了远端那深邃的蓝, 一条涓涓细流将人们的视线从脚下的台阶引向那纯净的蓝, 浩瀚的太平洋和无垠的天际连成一片, 一切变得如此的纯粹和静谧;蓝色和灰色让那纯净的不带一丝杂质的光从各个角度散射进你的眼睛, 光明与静谧, 原来康所追求的就是这种极致的纯粹和精神的震撼。

建筑让这里原本存在的自然空间, 因为景深而充满了神秘和神圣的意义, 内心不禁感叹:“这是一座没有屋顶的教堂……”无论是在这辛苦工作的科学家, 还是和我一样来着参观的匆匆游客, 都会被这广场独有的苍凉而凝重、神秘而神圣的场所精神所打动, 这是一处净化人类心灵的圣地……康说过:“建筑学就是创造自然所无法创造的。”

3 萨克生物研究所的物质观察

康经常谈到“建筑和人的一致性”, 这其实就是一种空间的灵活多样使用的自主性。在萨克生物研究所中, 因为生物实验多种多样, 周期和所需空间大小的迥异, 为他的设计提出了严峻的挑战。实验楼两层之间会有被用作服务空间和结构层的夹层空间。这个结构设备夹层不仅把现代建筑中那些不可避免的管道、设备等置于其中, 而且又用空腹大梁的整体桁架形式使实验室成为无柱的大空间给使用者提供了很大的灵活性, 人们可以根据使用需求, 随时依据网格模数任意改变实验层的分隔布置。

萨克生物研究所所有的混凝土墙均未粉刷, 显现出强烈的粗犷的质感, 加上温暖的淡棕色柚木, 色彩材质加上光影的变化让体块更显精神勃发, 独具魅力。中心庭院两侧个设置了一排研究室, 每两组建筑相互独立, 每两个研究室之间都是下挖的采光天井, 位于地平以下的实验层借此采光, 也作为研究人员的活动下沉庭院, 把光线与空间结构很好的结合在一起。

路易·康被称为这个时代的“建筑诗哲”, 他的作品充满了思考, 光辉而神秘。

参考文献

[1]付晓梅, 于兵.解读Louis I.Kahn的孟加拉首都政府建筑群.华中建筑, 2006, (2) :34-37

[2]薛军.路易斯·康的学校建筑精神.华中建筑, 2004, (3) :28

作业从生物圈到细胞 篇8

这是中国再生医学国际有限公司(简称中国再生医学集团)携手科学家团队,经过十余年的自主研发和临床医疗实验,拥有完整知识产权的科研产品。

中国工程院院士、著名眼科专家谢立信说,生物工程角膜(专业名称:脱细胞角膜基质;产品名称:艾欣瞳)国际领先,是再生医学领域的重大贡献和突破。

中国再生医学终于越过“器官移植”的地平线,迎来了“组织器官制造”的创世纪曙光。

笑声,“5·23论坛”的最高分

5月23日,北京碧空如洗,一个阳光灿烂的日子。“角膜盲防治创新论坛暨全球首个生物工程角膜启动仪式”在北京饭店隆重举行。

谢立信院士、生物工程角膜研发首席科学家,第四军医大学组织工程研究中心主任金岩教授,全国著名眼科专家史伟云、邹留河、张明昌等数十位学者教授,政府部门及医学专业协会的领导,三十多家媒体的记者等,出席了论坛和启动仪式。

谢立信院士、金岩、张明昌、史伟云教授做了专题学术报告。论坛气氛感人、热烈、庄重。

一位穿着崭新的淡蓝色上衣,脸庞黝黑透红的农村妇女的讲述,受到与会者格外关注。

“我叫黄元珍,今年58岁,是湖北省松滋市老城镇朱家坡村人。2010年,我的眼角膜溃烂,接近失明。一个农民什么也看不见了,不能种地,不能养鸡养鸭,不能下厨做菜做饭,这样怎么行?在武汉协和医院,张明昌教授给我做了生物工程角膜移植手术,眼睛好了,什么都能看见了,能下地干活了,你看我的眼睛多亮,见人就想笑……五年过去了,我能跑能跳,跟正常人一样,艾欣瞳好不好,看我的眼睛就知道。”她又笑了……笑声清脆、朴实,发自心底。

3分钟的讲述,她被自己的笑声打断了四次,这在严肃的学术论坛上,是不多见的。“好不好,看疗效。笑声,这是最高分。”张明昌教授说。

据张明昌教授介绍,武汉协和医院有47名角膜盲患者接受实施了生物工程角膜移植手术,临床实验全都取得了理想疗效。来自湖北的1号患者周女士,患有真菌角膜炎,右眼球的三分之二被灰白色的溃疡病灶覆盖,近乎失明并面临摘除眼球的风险。周女士选择接受生物工程角膜移植手术。术后,右眼视力恢复到0.4,她正常的左眼视力是0.5。

据武汉协和医院医学临床实验资料显示,生物工程角膜清晰透明,与正常角膜结构融合性好,免疫效果理想,一次性替换,使用安全有效,可广泛应用。

2013年9月29日,在深圳,由北京同仁医院眼科主任邹留河教授主持,北京同仁医院、四川大学华西医学院、武汉协和医院、河南眼科中心等多家医院著名眼科医生参加的生物工程角膜临床试验总结会上,临床数据显示,生物工程角膜移植的有效率达到了94.44%,生物工程角膜(艾欣瞳)的愈合效果接近人体角膜。

“有库无膜,一膜难求”

参加此次论坛的中华医学会眼角膜病学组组长,山东省眼科医院院长史伟云教授介绍,“角膜病是仅次于白内障病的第二大致盲眼病。角膜病主要是角膜感染、病变、损伤、破裂、失去透明性、浑浊,导致视功能丧失,俗称“黑眼珠”。但眼球内部结构正常。如能用健康透明的角膜手术替换,患者的视力是可以恢复的。同样,大部分角膜病患者是可以治疗的”。

中国是世界盲人最多的国家之一。据2006年《第二次全国残疾人抽样调查统计结果》显示,因角膜病致盲的患者共400多万人,每年新增患者超过10万人,85%的角膜盲源自感染性角膜病。

另据世界卫生组织的资料,全球共有角膜盲患者6000万左右。

他们失去了光明,他们渴望光明。他们中的大多数人,通过角膜移植手术,可以重见光明。

我们面临的现实是,角膜移植手术的角膜供体主要来源于异体角膜捐献。受传统文化的影响,我国捐献意识淡薄,角膜供体奇缺,每年只有3000多例,对于几百万渴望光明等待手术的患者是杯水车薪。谢立信院士介绍,我国有眼库41个,角膜库存几乎为零。

一膜难求,许多大医院都在等米下锅。北京同仁医院是做角膜移植手术最多的医院,每年获得捐献的角膜只有10多例。“目前,排队等待手术的患者已有1000多人”,邹留河教授说,“大多数患者只能在寂寞的黑暗中苦苦等待。由于没有角膜供体,不能及时做移植手术,许多患者永远失去了复明的希望。”

在国外,角膜捐献已近常态。斯里兰卡1000多万人口中,签字同意捐献角膜的人数已超过500万。在美国,建有眼库103所,每年捐献角膜6万多例。我国捐献角膜的人数,不及美国的十分之一。

一段时间以来,专家们探索研发人工角膜替代异体捐献角膜。但是,由于人工角膜大都为高分子化学材料制成,生物相容性差,力学性差,与患者自身眼组织融合性差,临床效果不佳,患者排斥反应明显。

人工角膜研发,遭遇了红灯。

惠及数百万角膜盲患者的发明

在繁茂的科学大树上,永远没有低垂的果子。

再生医学是一场深远的医学革命。中国再生医学集团产业中心主任张爱兵博士介绍,组织工程与再生医学,是运用现代生命科学和工程学原理,研制体外制造可供移植人体组织器官的新兴学科和热点学科。其基本原理是,建立细胞与生物材料的三维空间复合体,既有生命力的活体组织,对病损组织进行形态、结构、功能的修复与重建,实现永久性替代。

长期从事组织工程研究,建树颇丰的金岩教授决定,换个思路,从“基质”研究入手,用“动物角膜”替代“人体角膜”。研究团队发现,猪的器官与人的器官结构较接近。他们尝试用猪眼角膜替代人眼角膜。经过长时间的反复试验,他们明确了生物工程角膜的研发思路。金岩教授介绍说,就是采用异种生物角膜,经过专业工艺多级处理,去除了异种生物角膜中的细胞、杂蛋白、多糖等抗原,保留天然角膜基质结构,降低免疫原性,防止免疫排斥反应,可与原有人眼组织快速融合一体,移植角膜逐渐透明清晰,患者视力逐渐恢复。

金岩教授说,用猪角膜替代人体角膜,他们攻克了两大难关,一是去除猪角膜中的抗原性,二是保护好猪角膜胶原纤维。

从项目立项、研发、到第一枚生物工程角膜进入医学临床实验,大概用了七年多的时间;尔后临床3年,到2015年4月22日国家食品药品监督管理总局批准注册问世,“从0到1”,这一步整整走了10多年。

只问耕耘,不问收获。生物工程角膜的研发成功,为数百万角膜盲患者带来光明,中国再生医学国际有限公司却数度陷入困境。为确保一线科研经费,他们数次压缩非科研开支,一路走来,历尽艰辛。

当全世界都在竖起耳朵倾听,互联网、云计算、人工智能、大数据、创新、创富、风投等泡沫术语时,他们依然弯下腰,依然一步一个脚印,依然向着自己既定的目标前行。

医学权威部门鉴定:“生物工程角膜以天然猪角膜为原料,经过病毒灭治及脱细胞工艺多级处理,产品免疫原性低,生物相容性好,生物安全性高,植入患者眼部后,逐渐与患者自身角膜组织整合为一体,修复角膜损伤,最终形成与正常角膜相似的结构和功能,可终身使用。”

英国皇家工程院院士,牛津大学终身教授崔占峰说:“这个生物工程角膜产品,拥有完整的自主知识产权,成功地实现了产业化,在世界上是独一无二的。中国科学家找到了一个非常聪明的办法,解决了以往研究中没有解决的问题,既要修复角膜,又要恢复功能,在国际再生医学领域占了先机。可以预言,随着产业化的逐步扩大,不仅中国的数百万患者有望重见光明,受佛教思想影响的东南亚等国家也将获得广泛的市场。”

艾欣瞳的问世,将惠及中国数百万患者,“有库无膜、一膜难求”的困境将被改写。

历史往往是这样的,一个有作为的公司解决一个特定的问题,会将人们引领到一个崭新的世界。

组织工程产品的应用前景广阔,市场潜力巨大。有专家估计,全球组织工程及技术衍生品约有1000亿美元的潜力。

“吉尔伯特”预言的实干家和推动者

美国生物学家、诺贝尔奖获得者吉尔伯特曾说:“用不了50年,人类将能够培育出人体的所有器官。”

“这是一位科学家的美丽幻想,更像是一个横空出世的预言,一个伟大的企业,一个好的企业应该做这个预言的实干家和推动者。”中国再生医学国际有限公司决策委员会主席关国亮先生说。

中国再生医学国际有限公司是我国第一个生物工程再生医学产品研发生产的高科技企业。他们与携手的科学家团队多次承担国家863、973重大科研项目攻关,多有建树。

公司的另一独创科研产品:组织工程皮肤(产品名称:安体肤),是国内唯一获国家批准上市的活细胞组织工程皮肤,曾参与荣获国家科技进步一等奖。

安体肤与人正常皮肤相似,同时含有活性表皮层和真皮层。应用于烧烫伤患者,具有加快愈合,减轻疼痛,保护创面,避免二次创伤,减轻色素沉着,减少瘢痕形成等疗效。

在2014年杭州705公交车爆炸案、昆山“802”中荣金属厂爆炸事故,安体肤无偿用于III°烧伤患者,覆盖3周后创面生成新皮;II°烧伤患者,安体肤覆盖2周后,创面愈合,有新皮生成。

经过多年努力,集团已拥有40多项自主知识产权的高科技成果。在眼表、皮肤、骨修复、软骨修复、软组织修复、美容等领域,拥有10多个优质产品,形成了完整的产品系列。

关国亮先生透露,艾欣瞳产业化生产正在紧锣密鼓地稳步推进,届时,艾欣瞳的年产量将达到30万枚。

一个新的问题是,目前,我国有50余家医院、100名左右医生能做角膜移植手术,按理论推算,每年能做10000例左右角膜移植手术。培训、扩大、提升角膜移植手术医师队伍和医师专业水平,已成当务之急。

5月23日,中国再生医学集团与山东省眼科医院合作共建的“中国再生医学生物工程角膜移植医师培训基地”正式成立。在本年内,还将组建5家培训基地。史伟云教授说,1年后,组织工程角膜移植手术将达到3万例。

中国再生医学集团一直积极构建国际性的一流科研布局,由一流眼科专家组成的中国再生医学集团的专家委员会组建完毕。2014年集团已经与牛津大学、香港大学和第四军医大学建立了紧密一体的科研新格局。同时,中国再生医学公司构建了包括第四军医大学、解放军总医院、解放军304医院、首都医科大学、北京同仁医院、华中科技大学同济医学院附属协和医院等知名医院科研协作网络。一批实力强健的科研机构和知名科学家的加盟,将成为公司成长的核心推动力。

中国再生医学集团行政总裁邵政康介绍,集团未来发展的四大战略方向已经明晰:以生物工程角膜和组织工程皮肤为主导的组织工程产品研发;细胞、干细胞的研发和临床应用;化妆品和抗衰老产品的研发;高端医疗器械产品研发、生产和销售。经过5年左右的努力,迈入国际一流、中国领先的世界级企业集团。

中国再生医学集团将一如既往地攀登两个高峰:第一是企业文化道德的高峰,一切为了患者,做爱心企业,做厚道企业;第二是永不停步地攀登生命科学的高峰,让更多、更好的组织工程产品普惠患者、普惠社会。

好企业永远在路上。

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