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1、湖北省武昌实验中学湖北省武昌实验中学 ？一、概述分子与细胞模块一、概述分子与细胞模块 n n细胞为什么是有生命的 ？n n细胞是怎么样生活的 ？该模块是在化学分子的层面上，解释细胞的结构以及生命活动。也为后面的学习打下基础。 初中也学习过细胞，为什么高中还需要学习该模块？人工合成牛胰岛素事件以及科学家人工合成牛胰岛素事件以及科学家访谈录访谈录 n n 1958 1958 1958 1958年年年年12121212月底，我国人工合成胰岛素课题正式启动。月底，我国人工合成胰岛素课题正式启动。月底，我国人工合成胰岛素课题正式启动。月底，我国人工合成胰岛素课题正式启动。n n当时的蛋白质研究正是世界生
2、物化学领域研究的热点，当时的蛋白质研究正是世界生物化学领域研究的热点，当时的蛋白质研究正是世界生物化学领域研究的热点，当时的蛋白质研究正是世界生物化学领域研究的热点，甚至被视作甚至被视作甚至被视作甚至被视作“破解生命之谜的关节点破解生命之谜的关节点破解生命之谜的关节点破解生命之谜的关节点”。作为蛋白质的。作为蛋白质的。作为蛋白质的。作为蛋白质的一种，胰岛素由胰腺的胰岛乙细胞分泌，由一种，胰岛素由胰腺的胰岛乙细胞分泌，由一种，胰岛素由胰腺的胰岛乙细胞分泌，由一种，胰岛素由胰腺的胰岛乙细胞分泌，由A A A A、B B B B两条肽两条肽两条肽两条肽链，共链，共链，共链，共51515151个氨基酸
3、组成。个氨基酸组成。个氨基酸组成。个氨基酸组成。n n 概括起来，研究过程可以分成三步：第一步，先把天概括起来，研究过程可以分成三步：第一步，先把天概括起来，研究过程可以分成三步：第一步，先把天概括起来，研究过程可以分成三步：第一步，先把天然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，研然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，研然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，研然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，研究小组在年突破了这一关，重新合成的胰岛素究小组在年突破了这一关，重新合成的胰岛素究小组在年突破了这一关，重新合成的胰岛素究小组在年突破了这一关，重新合成的胰岛素是同原来
4、活力相同、形状一样的结晶；第二步，合成胰是同原来活力相同、形状一样的结晶；第二步，合成胰是同原来活力相同、形状一样的结晶；第二步，合成胰是同原来活力相同、形状一样的结晶；第二步，合成胰岛素的两条链后，用人工合成的链同天然的链相连岛素的两条链后，用人工合成的链同天然的链相连岛素的两条链后，用人工合成的链同天然的链相连岛素的两条链后，用人工合成的链同天然的链相连接接接接这种牛胰岛素的半合成在年获得成功；这种牛胰岛素的半合成在年获得成功；这种牛胰岛素的半合成在年获得成功；这种牛胰岛素的半合成在年获得成功；第三步，经过考验的半合成的链与链相结合。第三步，经过考验的半合成的链与链相结合。第三步，经过考验
5、的半合成的链与链相结合。第三步，经过考验的半合成的链与链相结合。n n研究人员将重点放在了解决研究人员将重点放在了解决研究人员将重点放在了解决研究人员将重点放在了解决“如何使如何使如何使如何使A A A A链和链和链和链和B B B B链通过氧链通过氧链通过氧链通过氧化重新组合起来化重新组合起来化重新组合起来化重新组合起来”上。这意味着要将胰岛素分子还原、上。这意味着要将胰岛素分子还原、上。这意味着要将胰岛素分子还原、上。这意味着要将胰岛素分子还原、分离、纯化。最后，科学工作者将人工合成的产物注分离、纯化。最后，科学工作者将人工合成的产物注分离、纯化。最后，科学工作者将人工合成的产物注分离、纯
6、化。最后，科学工作者将人工合成的产物注入小白鼠体内，测验它的生物活性。小白鼠因体内胰入小白鼠体内，测验它的生物活性。小白鼠因体内胰入小白鼠体内，测验它的生物活性。小白鼠因体内胰入小白鼠体内，测验它的生物活性。小白鼠因体内胰岛素增多而发生了惊厥反应，证明这种人工合成的产岛素增多而发生了惊厥反应，证明这种人工合成的产岛素增多而发生了惊厥反应，证明这种人工合成的产岛素增多而发生了惊厥反应，证明这种人工合成的产物就是具有生物活性的胰岛素。物就是具有生物活性的胰岛素。物就是具有生物活性的胰岛素。物就是具有生物活性的胰岛素。n n合成过程中，研究人员向人工合成的牛胰岛素中搀入合成过程中，研究人员向人工合成
7、的牛胰岛素中搀入合成过程中，研究人员向人工合成的牛胰岛素中搀入合成过程中，研究人员向人工合成的牛胰岛素中搀入了放射性了放射性了放射性了放射性14141414C C C C作为示踪原子，与天然牛胰岛素混合到一作为示踪原子，与天然牛胰岛素混合到一作为示踪原子，与天然牛胰岛素混合到一作为示踪原子，与天然牛胰岛素混合到一起，经过多次重新结晶，得到了放射性起，经过多次重新结晶，得到了放射性起，经过多次重新结晶，得到了放射性起，经过多次重新结晶，得到了放射性14141414C C C C分布均匀的分布均匀的分布均匀的分布均匀的牛胰岛素结晶，证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛牛胰岛素结晶，证明了人工合成的牛胰
8、岛素与天然牛牛胰岛素结晶，证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛牛胰岛素结晶，证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质。胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质。胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质。胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质。n n1965年8月3日，中国首次人工合成了结晶牛胰岛素。这是当时人工合成的具有生物活力的最大的天然有机化合物，实验的成功使中国成为第一个合成蛋白质的国家。n n研究人员在人工合成研究人员在人工合成B B链肽段和链肽段和A A链肽段链肽段n n19651965年年8 8月月3 3日，我国首次人工合成结晶牛胰岛日，我国首次人工合成结晶牛胰岛素素
9、 1 1、邹承鲁院士的最重要的成就是参、邹承鲁院士的最重要的成就是参与了哪项工作？（我们称它为生物科与了哪项工作？（我们称它为生物科学发展历程中一个重要的里程碑）学发展历程中一个重要的里程碑）答：世界上第一个人工合成的蛋白质答：世界上第一个人工合成的蛋白质具有生具有生物活性的结晶牛胰岛素物活性的结晶牛胰岛素2 2、人工合成牛胰岛素在生物学上有什么重大的意义？答：尿素也人工合成，但是没有生物活性。胰岛答：尿素也人工合成，但是没有生物活性。胰岛素是结构复杂且有特定生物功能的蛋白质分子，素是结构复杂且有特定生物功能的蛋白质分子，其合成打破生命物质与非生命物质的界限，是人其合成打破生命物质与非生命物质
10、的界限，是人工改造生命的一个重要里程碑工改造生命的一个重要里程碑.3 3、邹承鲁院士的实验中是不是经历、邹承鲁院士的实验中是不是经历了很多次的失败？了很多次的失败？答：因为一开始思路就比较正确，失答：因为一开始思路就比较正确，失败的次数并不多。当然做研究失败是败的次数并不多。当然做研究失败是不可避免的不可避免的答：查阅大量文献，了解人家做过的答：查阅大量文献，了解人家做过的实验，哪些成功经验，是怎么失败的，实验，哪些成功经验，是怎么失败的，找原因，再制定自己的方案。这样可找原因，再制定自己的方案。这样可以避免走弯路以避免走弯路4 4、为保证实际的实验方案尽可能科学、为保证实际的实验方案尽可能科
11、学、合理，事先要做哪些工作？为什么？合理，事先要做哪些工作？为什么？5 5、邹承鲁院士为什么一生都在从事、邹承鲁院士为什么一生都在从事生物大分子的研究？生物大分子的研究？答：许多生命科学的问题都要到细胞答：许多生命科学的问题都要到细胞中找答案，而对细胞生命活动规律的中找答案，而对细胞生命活动规律的阐明，又必须建立在阐明生物阐明，又必须建立在阐明生物大大 分子分子结构和功能结构和功能的基础上。的基础上。答：答：科学家们投身科研事业的热情、勇科学家们投身科研事业的热情、勇气和创新思维。气和创新思维。 需要锲而不舍的研究精神。需要锲而不舍的研究精神。 准备工作非常重要：首先查阅准备工作非常重要：首先
12、查阅大量的文献资料，吸取他人成功的经验，大量的文献资料，吸取他人成功的经验，分析他人失败的教训，然后制定可行的方分析他人失败的教训，然后制定可行的方案进行研究。案进行研究。6、从访谈录中，你认为造就了这次成功的因素是什么？7、阅读完了这些资料，你觉得对于你学习高中生物，在方法上有什么启发呢？ 答：勤奋、踏实、诚实答：勤奋、踏实、诚实生活中的生物学生活中的生物学n n把自来水装在塑料桶中，半个月水就会变成绿色n n橘子放在阴湿的角落，过一段时间就会长绿毛n n煮熟的瘦肉可以撕成很细的条状或制成肉松吃瘦肉时肉丝容易嵌在牙缝中n n吃到梨靠近核的部分能感觉到有些难嚼的小细“砂”蓝藻蓝藻真菌真菌肌细胞
13、成梭形，并且肌肉组织中存在很多纤维状蛋白梨果肉当中的石细胞细胞壁特别厚植物细胞在培养瓶中悄然长成幼苗植物细胞在培养瓶中悄然长成幼苗生活中的生物学生活中的生物学生活中的生物学生活中的生物学【药物名称】安达芬【药物名称】安达芬【别名】注射用重组干扰素【别名】注射用重组干扰素-2b,安达芬安达芬 【药品简介】【药品简介】 安芬达是由安徽安科生物高技术技术有限公司采用基安芬达是由安徽安科生物高技术技术有限公司采用基因工程和单克隆抗体亲和层析技术研制而成，是我国第一个国产化因工程和单克隆抗体亲和层析技术研制而成，是我国第一个国产化的基因工程干扰素的基因工程干扰素-2b.【性状】白色疏松体，加入注射用水溶
14、解后，溶液澄清、透明、无【性状】白色疏松体，加入注射用水溶解后，溶液澄清、透明、无肉眼可见不溶物。肉眼可见不溶物。【药理作用】重组人体干扰素【药理作用】重组人体干扰素-2b具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增殖具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增殖以及调节人体免疫功能等作用。后者包括增强巨噬细胞的吞噬功能，以及调节人体免疫功能等作用。后者包括增强巨噬细胞的吞噬功能，增强细胞毒增强细胞毒T细胞的杀伤作用和天然杀伤性细胞的功能。根据文献报细胞的杀伤作用和天然杀伤性细胞的功能。根据文献报道，对肝炎、疱疹、尖锐湿疣、感冒、结膜炎等病毒性疾病、白血道，对肝炎、疱疹、尖锐湿疣、感冒、结膜炎等病毒性疾病、白血病以及多种肿瘤的治
15、疗有确切的疗效。病以及多种肿瘤的治疗有确切的疗效。【适应症】慢性乙型肝炎等病毒性疾病。【适应症】慢性乙型肝炎等病毒性疾病。生活中的生物学生活中的生物学2000年6月22日在陕西杨凌西北农林科技大学出生的克隆羊“阳阳”度过6周岁生日 必修必修1 1 教材主线教材主线 分子与细胞分子与细胞细胞是基本的生命系统细胞是基本的生命系统 系统的组成和结构系统的组成和结构 把细胞作为把细胞作为 系统的功能（物质、能量）系统的功能（物质、能量） 基本的生命系统基本的生命系统 系统的产生、发展、消亡系统的产生、发展、消亡 含叶绿体含叶绿体的细胞的细胞血红蛋白的血红蛋白的空间结构空间结构高尔基体高尔基体动物细胞动
16、物细胞的模式图的模式图生物膜的结生物膜的结构模式图构模式图植物细胞的植物细胞的质壁分离质壁分离叶绿体叶绿体细胞内细胞内ATP的分解和产的分解和产生生动物细胞的动物细胞的有丝分裂有丝分裂二、高中生物的教材、学习方法二、高中生物的教材、学习方法和意义和意义 n n教材分为必修教材分为必修3 3个模块、选修个模块、选修3 3个模块。个模块。n n高中生物课程高中生物课程6 6个模块之间的关系个模块之间的关系 分子与细胞分子与细胞 遗传与进化遗传与进化 稳态与环境稳态与环境生物技术实践生物技术实践现代生物科技专题现代生物科技专题生物科学与社会生物科学与社会n n学习生物学的意义：生物学在现代社会中的学习生物学的意义：生物学在现代社会中的地位和相关领域的成果，各个学科之间的边地位和相关领域的成果，各个学科之间的边界已经模糊，而出现了多学科的交叉；学习界已经模糊，而出现了多学科的交叉；学习生物学不仅仅是知识的互动，更加是能力培生物学不仅仅是知识的互动，更加是能力培养和思维方式不断完善的过程。养和思维方式不断完善的过程。 n n新教材的特点：需要学生更多的参与到教新教材的特点：需要学生更多的参与到教学活动中来学活动中来 高中学习要求高中学习要求n n认真听讲认真听讲n n勤于思考勤于思考n n做好笔记做好笔记n n按时独立完成作业按时独立完成作业n n勤动手做实验勤动手做实验
