遗传学的概念(6篇)
遗传学的概念篇1
通过概念复习教学,促进学生理解和掌握生物科学领域中核心的基础内容,并在新的情境中加以应用,才能有助于形成或提高理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力、综合运用能力,不断提高自身科学素养。因此,生物学概念复习教学是高三生物学教学的核心任务与基础。
为了提高高中生物学概念复习教学的有效性,笔者认为应注意下列两方面的教学。
一、强化核心概念的复习
所谓核心概念是指位于生物学知识领域中心的概念性知识,即是与生物科学事实相对应的知识,包括了重要概念、原理、模型及理论等的基本理解和解释,在某种程度上,我们可以将核心概念等同于课标所述的“核心的基础内容”,它是生物学科结构的主干部分,有着广泛的应用且能经得起时间的检验。
高中生物课程强调核心概念的教学,这就要求进行模块备课、单元备课及课时备课时,必须学会准确地把握模块、单元及课时的核心概念。核心概念具有基础性、系统性及联系性等特征,即核心概念具有内涵丰富,可以发展其他概念、核心概念与其他概念以一定的关系组成了同类事物的整体、核心概念引领整个系统知识块的发生、发展和深化等。一般来说,每个模块的核心概念数目控制在10―15个。如生物必修Ⅱ《遗传与进化》的核心概念有:染色体、基因、中心法则、减数分裂、性状、突变、重组、遗传规律、基因频率、物种、种群、自然选择、隔离等。此处直接用生物学名词术语代替了概念的表述,是鉴于读者知道这些生物术语的内涵和外延,而在课堂教学中,应该要用适当的陈述句、科学地表达这些概念,才能有利于学生分析、理解、掌握与应用。
强调核心概念教学的目的是避免传统的对繁杂的生物学事实性知识的记忆教学,转变为追求对核心概念的理解学习和深度学习,体现了国际科学教育倡导的“少而精”(lessismore)的教学原则。
开展核心概念复习教学时,除了关注核心概念的内涵、外延、例证、前科学概念等科学概念的要素以及核心概念与一般概念、核心概念与核心概念之间的关系之外;应注意下列问题。
1.概念与术语不同
名词术语仅是标记概念的符号,学生能说出光合作用、呼吸作用、生态系统等生物学名词术语,但不知道如何提出和解答相关的问题,这意味着他只是知道了这些“字眼”,却没有真正理解这些生物学概念。
2.概念与定义不同
通常人们将概念的含义直接与定义相对应,这观点从上世纪70年代起受到质疑:有一些概念如等边三角形有明确的定义,但更多的概念特别是更为抽象复杂的概念,它们所包含的意义无法用一句定义确切表达。同时,随着时代的发展、科学的进步,人们对它的理解不断地发生变化。如现代遗传学尚没有给基因一个统一的定义,多数分子遗传学著作阐述现代基因的概念时,主要从基因与性状的关系、与染色体的关系、与DNA分子的关系、与遗传信息的关系、基因的结构特征以及基因的分类等六个方面上进行界定。此外,对学生而言,随着学习的深入,“定义”的描述会不断变化、加深。如光合作用这一概念,初中阶段的定义是绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程就是人们常说的光合作用。高中阶段的定义是光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。光合作用的过程是十分复杂的,它包括一系列化学反应。根据是否需要光能,这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。可见,高中阶段对光合作用要求提高了。
明确概念与名词术语及定义的区别,就要求概念复习教学过程中,杜绝将概念以孤立的名词解释的方式让学生死记硬背,这是一种无意义的学习。长此以往,学生可能知道或记得某个生物学名词术语或定义,但不理解概念及概念之间的联系,无法构建良好的生物知识结构,就谈不上在新情境中运用这些知识。另外,随着学生年龄的不同,“定义”的描述会不断变化、加深。所以“定义”可能会让学生在后续学习时产生困惑。
概念复习教学还应通过生物图、生物表、概念图等形式帮助学生构建概念之间的内在联系,形成知识链、知识网。
二、注意区分生物学事实和生物学概念
生物学基本事实包括动物、植物等生物的名称;大小、形状、颜色等生物的外部特征以及生物、生命现象的发生和发展的过程等。概念是人脑在感觉、知觉和表象的基础上,对感性材料进行去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思维加工和改造的产物。总之,事实是客观的,是通过感官或者一定的仪器器材进行观察测量得到的。概念往往是主观的,是人的思维活动的结果,即是由众多的事实归纳推理得出的。
请分析下列陈述句哪些表述的是生物学事实?哪些表述的是生物学概念?“细胞核控制着细胞的代谢与遗传。”“有丝分裂中期每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。”“由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。”根据上述对事实和概念的认识,我们不难作出判断:“有丝分裂中期每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。”这个陈述句表述的是生物学事实,它是可以通过显微镜、细心观察得到的;“细胞核控制着细胞的代谢与遗传”及“由细胞外液构成的液体环境叫做内环境”这两个陈述句表述的是生物学概念,它们是通过众多的生物学基本事实归纳推理得出的,符合客观实际的。
区分生物学基本事实与生物学概念的目的是教师在设计课堂教学方案时,必须将生物学核心概念作为每节课的知识目标与教学重点,引导学生通过一定的生物学事实构建正确的生物学概念及合理的概念体系,并以此解决所面临的实际问题。这就要求教师在教学活动中必须采用恰当的教学手段开展概念复习教学。如通过设置问题串:“为什么用果蝇作为实验材料?根据哪一个杂交组合可以判断出果蝇的显性性状?为什么?果蝇的白眼性状遗传是否符合孟德尔的分离定律?与孟德尔分离定律相比较,这个实验中有什么特殊的情况吗?和性别有关吗?如果控制果蝇眼色的基因用字母A表示,你能写出摩尔根的两组果蝇杂交实验的遗传图解吗?如果你是摩尔根,你将如何解释果蝇白眼性状的遗传?需要设计一个测交实验来验证你的解释吗?为什么?如何设计?”等引导学生深入理解并应用知识。应避免出现类似:“减数分裂发生的场所在哪?减数分裂过程,染色体复制几次,在哪个时期复制?细胞分裂几次?减数第一次分裂染色体的行为、数目、形态有何变化?减数第二次分裂染色体的行为、数目、形态有何变化?减数分裂中染色体的“减数”发生在什么时期?”等仅仅是识记生物学事实的设问,这将导致学生死记硬背,违背了生物科学教学的“做中学”原则,学生不是通过观察、实验、思考、交流等方式学习生物学,那么,提高学生的生物学科学素养这一课程理念就会落空。
同理,区分生物学基本事实与生物学概念也有利于教师在命制试题时,关注生物学核心概念的考查。
试题1西瓜消暑解渴,深受百姓喜爱,其中大籽(B)对小籽(b)为显性,红瓤(R)对黄瓤(r)为显性,两对基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,已知西瓜的染色体数目2n=22,请根据如图所示的几种育种方法的流程图回答有关问题:(注:甲为黄瓤小籽,乙为红瓤大籽,且甲乙都能稳定遗传)
(1)二倍体西瓜子房发育成果实,与种子产生的有关,该化学物质发挥生理作用的特点是。
(2)②过程常用的试剂2是,③过程得到的无子西瓜B果实的基因型和表现型分别为,。
(3)若甲乙为亲本,杂交获得F1,F1相互授粉得到F2,在F2中两对性状均为显性个体所占的比例为。⑥过程进行原生质体融合得到杂种体细胞,该过程需要用到的酶是,⑦过程的原理是。
(4)过程⑧是花药在MS培养基所提供的特定条件下脱分化,发生多次细胞分裂,形成,然后,最后长成单倍体植株。
该试题围绕核心概念“基因的自由组合定律”考查学生是否把握了单倍体、二倍体、三倍体、育种方法等相关概念间的内在联系,形成知识的网络结构;考查了学生能否运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。
试题2已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。第一年将二倍体黄瓤西瓜种子种下,发芽后用秋水仙素处理,得到四倍体西瓜植株;以该四倍体西瓜植株为母本,以二倍体纯合红瓤西瓜为父本进行杂交,所结西瓜中有种子,第二年种下该种子得到三倍体植株,开花后授以二倍体西瓜的成熟花粉,即可结出无籽西瓜。请回答以下问题:
(1)秋水仙素作用于,可诱导四倍体的产生,秋水仙素的作用机理是。
(2)四倍体母本的基因型是,三倍体的种子位于
(3)三倍体西瓜的基因型是,第二年对三倍体植株的花要授以二倍体西瓜成熟花粉,目的是。
(4)三倍体西瓜无子的原因是无子形状能否遗传(能或不能)。
(5)要想获取大量的三倍体西瓜幼苗,最快的培育方式是,请写出培育过程。
遗传学的概念篇2
关键词:文化遗产;自然遗产;文化财产;《保护世界文化和自然遗产公约》;国际法
中图分类号:D92文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)01-0117-02
1972年联合国教科文组织通过的《保护世界文化和自然遗产公约》,在国际法律文件中首次确立了文化遗产这一概念。以后有关的文化遗产保护的国际法律文件又扩展了文化遗产概念的内涵。本文旨在通过对于文化遗产国际法保护文件的分析,辨明文化遗产的内涵及其与相关概念之间的关系,这将有助于我们对于文化遗产国际法保护的理解和认识。
一、文化遗产概念的确立与发展
《保护世界文化和自然遗产公约》在国际法律文件中首次确立了文化遗产这一概念,它将文化遗产定义为:“文物:从历史、艺术或科学角度看具有突出的普遍价值的建筑物、碑雕和碑画、具有考古性质成分或结构、铭文、窟洞以及联合体;建筑群:从历史、艺术或科学角度看在建筑式样、分布均匀或与环境景色结合方面具有突出的普遍价值的单立或连接的建筑群;遗址:从历史、审美、人种学或人类学角度看具有突出的普遍价值的人类工程或自然与人联合工程以及考古地址等地方。”可见,《保护世界文化和自然遗产公约》所确立的文化遗产概念的内涵包括文物、建筑群、遗址等有形的物质文化遗产。
随着国际社会对于文化遗产认识的加深,文化遗产的概念不断发展。其中《实施世界遗产公约的操作指南》、《保护非物质文化遗产公约》等国际法律文件大大地发展了文化遗产概念,扩大了文化遗产的内涵。
(一)《实施世界遗产公约的操作指南》与文化遗产概念的发展
《实施世界遗产公约的操作指南》是《保护世界文化和自然遗产公约》的补充性文件,它规定了世界文化遗产入选标准。1975年,世界遗产委员会首次颁布了《实施世界遗产公约的操作指南》,规定了收录《世界遗产名目》中的世界文化遗产的六条标准;1994年,世界遗产委员会又颁布了新的《实施世界遗产公约的操作指南》,对于原来的世界文化遗产入选标准进行修改,制定了六条新的世界文化遗产入选标准。在1975年操作指南的六条标准中,第1条强调艺术成就,第2条强调重大影响,第3条强调的是文明或传统的见证,第4条注重的是建筑上的范例,第5条的中心是关于人类的居住文明,第六条是强调与具有普遍重要意义的事件、生活传统、信仰、文学艺术作品有着直接或明显的联系。1994年操作指南的新的六条标准对于1975年的六条标准做了较大的修改,扩大了文化遗产概念的内涵。1994年操作指南的新的六条标准的主要变化如下:
1.1994年操作指南的标准中新增“技术类”遗产。1975年标准没有规定“技术类”遗产,1994年第4条标准中新增加了“技术类”遗产,规定文化遗产“可作为一种建筑或建筑群或技术或景观的最具代表性的实例”。“技术类”遗产的增加,目的在于反映工业革命以来特别是20世纪科技革命的人类历史,同时表明了文化遗产逐步脱离了“艺术性文化遗产”观念,反映了人们对人类非艺术性创作活动的重视。可见,1975年标准没有规定“技术类”遗产,忽视了对于对非艺术性人类活动成果的关注。1994年标准关于“技术类”遗产的规定,正好弥补了这一缺陷,扩大了文化遗产的范围[1]。
2.1994年操作指南的标准中新增“现存文化”的保护要求。1975年的各条标准都指向某个过去的历史阶段和文明,体现出一种纪念性的文化遗产观念。1994标准第3条中加入了“现存文化”二字,入选的文化遗产应“能对现存的或是已经消逝的某个文明或文化传统提供一种独特或至少是特殊的见证”。1994年标准中“现存文化”的加入明确地表明:文化遗产不仅包括纪念性文化残留物,而且也包括活生生的文化物证。
综上所述,文化遗产入选标准的变化,反映了文化遗产概念的不断扩展。
(二)《保护非物质文化遗产公约》与文化遗产概念的发展
《保护非物质文化遗产公约》通过之前的文化遗产指的是有形的物质文化遗产,不包括无形的非物质文化遗产,因此被称之为狭义的文化遗产。2003年,联合国教科文组织通过了《保护非物质文化遗产公约》,确立了非物质文化遗产这一概念。根据公约第2条的规定。非物质文化遗产即无形文化载体,“是指被各群体、团体、有时为个人视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识和技能及其有关的工具、实物、工艺品和文化场所。”一般而言,非物质文化遗产的范围包括:(1)口头传说和表述。(2)表演艺术。(3)社会风俗、礼仪、节庆。(4)传统的手工艺技能和文化创造形式。(5)与上述表现形式相关的文化空间。可见,非物质文化遗产的确立,使得文化遗产的内涵大大扩展,标志着文化遗产概念的重大发展。
二、文化遗产与自然遗产的关系
与文化遗产相似的概念是自然遗产。1972年《保护世界文化和自然遗产公约》第2条将自然遗产定义为:“从审美或科学角度看具有突出的普遍价值的由物质和生物结构或这类结构群组成的自然面貌;从科学或保护角度看具有突出的普遍价值的地质和自然地理结构以及明确划为受威胁的动物和植物生境区;从科学、保护或自然美角度看具有突出的普遍价值的天然名胜或明确划分的自然区域。”
从定义上看,自然遗产与文化遗产的差异比较大。首先,自然遗产由自然界的长期演变形成,而文化遗产则是由于人类活动所形成的。其次,自然遗产包括自然面貌、自然区域、动物和植物生境区等自然地域,而文化遗产包括文物、建筑群、遗址等,只有遗址与地域相关。
其实,自然遗产与文化遗产的联系也是比较紧密的[2]。其一,从理论上讲,自然和人文环境之间的界线往往是模糊的。如果不考虑文化因素,圣神的自然遗址、文化景观就不能被理解,因为文化在过去形成了它们并在今天继续形成它们。这促使国际知名的环境法学者在更广泛的意义上将“环境”重新定义为某些事物,这些事物包括:人类生活、健康、社会幸福;动物群、植物群以及生态系统的其他组成部分;景观和文化遗产;自然资源。其二,从实践上讲,自然遗产与文化遗产及其保护往往是结合的。在欧洲,人们已经在许多风景区密集居住好几百年了,这导致了很多风景在很大程度上是人造的。人与自然相互作用的密切关系已导致了整个欧洲自然风光与丰富的人文资源重叠区域的出现。在欧洲,保护自然其实经常与保护文化遗产交织在一起。实际上,许多国家已开始建立一种新的保护区,被称为生物圈保护区。教科文组织创造了生物圈保护区这一概念作为保护陆地和海洋生物圈的一种方式。“生物圈保护区”这一术语是指尽可能使自然资源保护和可持续利用相结合的一个甚至更多的被保护区域及其周围区域。根据教科文组织的标准,“生物圈保护区”必须具有文化和生态意义。因此,在理论和实践上,将人文与自然环境截然分开的传统观念已经为反映二者协调的、相互依赖的观念所代替。
丰富的自然和文化遗产地区大量存在。在现有的文化遗产和环境保护文献中,它们通常被称为“风景”区或“文化景观”区。美国哈佛学院将“文化景观”定义为人们已创造、使用、改良或保护的区域,它包括历史园林、城市公园、保护区、或邻近农场和森林。文化景观这一概念体现了人们努力保护它们创造或影响的地理区域。文化景观这一概念对于理解人类怎样形成周围的环境以及人类改良的环境进而怎样影响人类文化、感情、智力、精神的发展具有至关重要意义。
三、文化遗产与文化财产的关系
与文化遗产相似的另一重要概念是文化财产。从有关文化财产保护的国际法律文件看,文化财产通常是指艺术品。1954年《武装冲突情况下保护文化财产公约》在国际法律文件中正式确立了文化财产这一概念,1970年《关于禁止和防止非法进出口文化财产和非法转让其所有权的方法的公约》进一步明确了文化财产这一概念,加强了对于文化财产的保护。
文化财产与文化遗产既相联系又相区别。这两个概念的联系表现为:其一,二者的含义相似。基本含义都是指具有重要历史、文学、艺术或科学价值的财产。其二,文化遗产由文化财产发展而来。其三,文化财产属于文化遗产的组成部分。1954年《武装冲突情况下保护文化财产公约》将文化财产定义为“对于文化遗产具有重要价值的可移动或不可移动的财产”。可见,文化财产是文化遗产的一部分。文化财产与文化遗产这两概念的区别表现为:其一,二者是否体现社会共享性不同。文化财产这一概念没有体现社会共享性。而文化遗产这一概念体现了文化遗产的社会共享性。其二,二者的属性不同。文化财产具有财产权属性,而文化遗产这则具有文化权、财产权、知识产权等多种属性。其三,二者的范围不同。文化遗产不仅包括有形的物质文化遗产,还包括无形的非物质文化遗产。而文化财产仅仅是指有形的物质文化遗产[3]。
总之,把握文化遗产的内涵和特性,对于理解和认识文化遗产国际法保护的发展和特性具有重要意义。文化遗产的鲜明特性,表现了文化遗产国际法保护的必要性;文化遗产概念内涵的扩展,表明了文化遗产国际法保护范围不断扩大,力度不断加强。
参考文献:
[1]廖菲.“文化遗产”概念发展研究[D].上海:上海大学硕士学位论文,2005:26.
遗传学的概念篇3
1传统古文化都城中的旅游遗产
传统古文化都城中的旅游遗产有很多,以下从旅游资源遗产、人文理念遗产、文物资源遗产、城市历史遗产等方面出发,对于传统古文化都城中的旅游遗产进行了分析。
1.1旅游资源遗产
传统古文化都城中具有非常丰富的旅游资源遗产。在我国新城镇规划这一文件中指出了,古代城市群是新时期城市旅游业发展的重要文化平台,并且对于新时期城市的协调发展有着重要的助力。此外,部分古文化都城可以以丰富的旅游资源来辐射带动周边地区的发展,更加有助于地区的统筹规划发展以及产业的合理分工和合作,最终能够再次就此事形成集聚效率高。此外,由于古文化旅游遗产具有很强的辐射效应,因此对于整体区域内的功能互补以及科学和合理的城市化宏观布局都有着非常大的帮助。
1.2人文理念遗产
传统古文化都城实际上包括了从古到今居民的人文理念的遗产。通常来说拥有着丰富人文理念遗产的城市建设应当在进一步落实“文化城”建设理念的基础上进行。从而能够在此基础上更好地突出城市文化遗产的文化传承与创新的差异性以及多样性。此外,拥有着丰富人文理念遗产的城市发展还应当根据不同地区的自然文化资源以及历史文化资源,来将城市建设成为具有厚重的历史内涵、时代特色鲜明的人文魅力空间景观,这对于进一步塑造人性化的城市建设和城市文化形象,有着非常大的促进作用。
1.3文物资源遗产
传统古文化都城作为古代的政治、经济、文化中心必然有着大量的文物资源遗产。古都保护、改造与发展的中心应当放到对于文化资源遗产的合理利用上,并且将这一工作的重点放到硬件设施的规划、维护、更新、改造等环节上。此外,针对现在许多古都存在着的对于历史记忆的保护的缺失,只有将其进一步重视起来,才能够在此基础上更加有效地提高对古城保护的社会共识和参与的程度,最终能够起到促进为城市的发展创造空间的目标。与此同时,在文物资源遗产的应用过程中,有关部门只有进一步突出文物资源的特点和其所蕴含的古代文化形象,才能够真正吸引公众注意到古都保护和可持续利用的重要性。
1.4城市历史遗产
传统古文化都城的历史遗产资源有待进一步发掘和保护。一般而言古代文化形象的基本内涵和主要特征都和其历史遗产有着千丝万缕的联系。因此意味着古都文化形象塑造与城市文化定位的进行需要建立在继承历史遗产的基础上。此外,城市在弘扬历史遗产的过程中还应当以新闻报道和网络评论等新的媒介进行宣传,从而能够在此基础上让本地的古代文化形象更加丰满并且能够获得更多的认知度与赞同。
2传统古文化都城的文化空间问题
传统古文化都城的文化空间问题有很多,以下从文化空间基本概念、文化空间层次问题、文化空间差异问题、文化空间组成结构等方面出发,对于传统古文化都城的文化空间问题进行了分析。
2.1文化空间基本概念
传统古文化都城的文化空间首先应当从基本概念的解释入手。在对于文化空间基本概念进行阐述时,首先应当强调城市文化形象是一个系统的概念。许多研究者将文化空间视为一个多层次、立体、全面的概念,或者是将其描述为一种系统的效果。此外,较为常见的文化空间概念主要包括了历史文化、精神文化、教育文化、艺术文化、语言文化、旅游文化、传媒文化、企业文化、商业文化、饮食文化、大众文化等。正是在这些文化的互相影响下,一个城市的文化形象就开始被公众认可并且形成自身独特的综合印象,并通过独特的构件方式和通过城市氛围的形成来作用于公众的主观意识中,最终能够形成城市的文化空间基本印象。
2.2文化空间层次问题
传统古文化都城的文化空间存在着层次上的问题。在考虑文化空间的层次问题时,应当首先从文化形象的角度来对于不同层次进行全面的定义。在这一过程中将城市文化形象定义为物质文化、行为文化等不同的层次。此外,由于人们形象的形成实际上是由人在大脑中形成的,而文化空间层次则是这一前提下关于整个城市历史和文化的整体印象。因此毫无疑问,对城市文化形象的多层次解读在学术研究中具有很重要的价值,但是在这一过程中需要注意的是,文化空间的层次对于一般公众的认识、理解、记忆实际上并没有非常大的必要性。社会结构、社会制度、社会心理等方面的社会生活实际上代表了城市历史的积淀,因此文化空间的层次问题实际上属于历史秩序的问题。
2.3文化空间差异问题
传统古文化都城的文化空间实际上存在着很大的差异性。我国现今许多古文化都城为了能够实现体现区域差异性,则通常会提倡多样化的文化遗产发展模式。此外,考虑到了古都文化的形象传播,许多城市为了能够进一步加强对古代城市形象需要公共文化的现实,则会对于当地文化的空间进行高度浓缩和概括,从而能够让其与其他古文化都城的文化空间形成较为明显的差异,这一形成差异的方式实际上形成了广泛的社会共识。与此同时,古代城市形象的本质和文化可以说是文化的有机统一,它体现了城市物质生活、文化传统和地理环境因素的综合影响,包括伦理与价值观、宗教、文学、艺术、风俗、语言、饮食、服饰、建筑,正是这些因素的差异最终导致了古文化都城文化空间上的差异。
2.4文化空间组成结构
传统古文化都城的文化空间的组成结构也有着各自的不同。由于完整的古代文化形象由内部和外部构成,两者的形象是不一样的。因此这意味着相互协调和相互影响有着很高的必要性。此外,由于文化空间的组成对象是古代都城本身具有的文化、历史资源,因此全面保护古代文化生态,加强古文化遗产的创新,推动古都文化产业的发展,成为了近期许多城市令人瞩目的重要发展成果之一。
遗传学的概念篇4
[关键词]古文化都城;旅游遗产;文化空间
传统古文化都城中通常都拥有着非常丰富的旅游遗产,但是文化空间的层次、特征上的不同也使得旅游遗产的保护和利用面临着新的形势。因此在这一前提下对于传统古文化都城中的旅游遗产以及文化空间问题进行研究和分析就有着很高的必要性了。
1传统古文化都城中的旅游遗产
传统古文化都城中的旅游遗产有很多,以下从旅游资源遗产、人文理念遗产、文物资源遗产、城市历史遗产等方面出发,对于传统古文化都城中的旅游遗产进行了分析。
1.1旅游资源遗产
传统古文化都城中具有非常丰富的旅游资源遗产。在我国新城镇规划这一文件中指出了,古代城市群是新时期城市旅游业发展的重要文化平台,并且对于新时期城市的协调发展有着重要的助力。此外,部分古文化都城可以以丰富的旅游资源来辐射带动周边地区的发展,更加有助于地区的统筹规划发展以及产业的合理分工和合作,最终能够再次就此事形成集聚效率高。此外,由于古文化旅游遗产具有很强的辐射效应,因此对于整体区域内的功能互补以及科学和合理的城市化宏观布局都有着非常大的帮助。
1.2人文理念遗产
传统古文化都城实际上包括了从古到今居民的人文理念的遗产。通常来说拥有着丰富人文理念遗产的城市建设应当在进一步落实“文化城”建设理念的基础上进行。从而能够在此基础上更好地突出城市文化遗产的文化传承与创新的差异性以及多样性。此外,拥有着丰富人文理念遗产的城市发展还应当根据不同地区的自然文化资源以及历史文化资源,来将城市建设成为具有厚重的历史内涵、时代特色鲜明的人文魅力空间景观,这对于进一步塑造人性化的城市建设和城市文化形象,有着非常大的促进作用。
1.3文物资源遗产
传统古文化都城作为古代的政治、经济、文化中心必然有着大量的文物资源遗产。古都保护、改造与发展的中心应当放到对于文化资源遗产的合理利用上,并且将这一工作的重点放到硬件设施的规划、维护、更新、改造等环节上。此外,针对现在许多古都存在着的对于历史记忆的保护的缺失,只有将其进一步重视起来,才能够在此基础上更加有效地提高对古城保护的社会共识和参与的程度,最终能够起到促进为城市的发展创造空间的目标。与此同时,在文物资源遗产的应用过程中,有关部门只有进一步突出文物资源的特点和其所蕴含的古代文化形象,才能够真正吸引公众注意到古都保护和可持续利用的重要性。
1.4城市历史遗产
传统古文化都城的历史遗产资源有待进一步发掘和保护。一般而言古代文化形象的基本内涵和主要特征都和其历史遗产有着千丝万缕的联系。因此意味着古都文化形象塑造与城市文化定位的进行需要建立在继承历史遗产的基础上。此外,城市在弘扬历史遗产的过程中还应当以新闻报道和网络评论等新的媒介进行宣传,从而能够在此基础上让本地的古代文化形象更加丰满并且能够获得更多的认知度与赞同。
2传统古文化都城的文化空间问题
传统古文化都城的文化空间问题有很多,以下从文化空间基本概念、文化空间层次问题、文化空间差异问题、文化空间组成结构等方面出发,对于传统古文化都城的文化空间问题进行了分析。
2.1文化空间基本概念
传统古文化都城的文化空间首先应当从基本概念的解释入手。在对于文化空间基本概念进行阐述时,首先应当强调城市文化形象是一个系统的概念。许多研究者将文化空间视为一个多层次、立体、全面的概念,或者是将其描述为一种系统的效果。此外,较为常见的文化空间概念主要包括了历史文化、精神文化、教育文化、艺术文化、语言文化、旅游文化、传媒文化、企业文化、商业文化、饮食文化、大众文化等。正是在这些文化的互相影响下,一个城市的文化形象就开始被公众认可并且形成自身独特的综合印象,并通过独特的构件方式和通过城市氛围的形成来作用于公众的主观意识中,最终能够形成城市的文化空间基本印象。
2.2文化空间层次问题
传统古文化都城的文化空间存在着层次上的问题。在考虑文化空间的层次问题时,应当首先从文化形象的角度来对于不同层次进行全面的定义。在这一过程中将城市文化形象定义为物质文化、行为文化等不同的层次。此外,由于人们形象的形成实际上是由人在大脑中形成的,而文化空间层次则是这一前提下关于整个城市历史和文化的整体印象。因此毫无疑问,对城市文化形象的多层次解读在学术研究中具有很重要的价值,但是在这一过程中需要注意的是,文化空间的层次对于一般公众的认识、理解、记忆实际上并没有非常大的必要性。社会结构、社会制度、社会心理等方面的社会生活实际上代表了城市历史的积淀,因此文化空间的层次问题实际上属于历史秩序的问题。
2.3文化空间差异问题
传统古文化都城的文化空间实际上存在着很大的差异性。我国现今许多古文化都城为了能够实现体现区域差异性,则通常会提倡多样化的文化遗产发展模式。此外,考虑到了古都文化的形象传播,许多城市为了能够进一步加强对古代城市形象需要公共文化的现实,则会对于当地文化的空间进行高度浓缩和概括,从而能够让其与其他古文化都城的文化空间形成较为明显的差异,这一形成差异的方式实际上形成了广泛的社会共识。与此同时,古代城市形象的本质和文化可以说是文化的有机统一,它体现了城市物质生活、文化传统和地理环境因素的综合影响,包括伦理与价值观、宗教、文学、艺术、风俗、语言、饮食、服饰、建筑,正是这些因素的差异最终导致了古文化都城文化空间上的差异。
2.4文化空间组成结构
传统古文化都城的文化空间的组成结构也有着各自的不同。由于完整的古代文化形象由内部和外部构成,两者的形象是不一样的。因此这意味着相互协调和相互影响有着很高的必要性。此外,由于文化空间的组成对象是古代都城本身具有的文化、历史资源,因此全面保护古代文化生态,加强古文化遗产的创新,推动古都文化产业的发展,成为了近期许多城市令人瞩目的重要发展成果之一。
3结论
古文化都城中仍旧有着许多等待挖掘与保护的重要文化、旅游遗产。因此只有对于古文化都城中文化遗产的特性和表现形式有着更加深刻的了解,才能够在此基础上对于更多的古文化都域的非物质旅游遗产进行更好的保护。
参考文献:
[1]刘涛,甘桂芬,钱钰.论古都文化形象的内涵、特征与塑造[J].中国名城,2015,10(84):23-25.
[2]马晓龙.西安城市旅游形象再定位研究[J].干旱区资源与环境,2014,1(3):71-75.
遗传学的概念篇5
从基因概念的提出到基因内容的充填,经历了漫长的探索过程,倾注了众多生物学家的心血。
1基因概念的提出
1866年,孟德尔发表了关于豌豆杂交实验的论文,将控制生物性状的物质赋予了一个新的名字,即“遗传因子”。孟德尔认为一个遗传因子决定着一种性状;“使两个植株能相互区别的性状,归根到底决定于因子的不同组成和不同的组合;这些因子以动态的相互作用方式存在于它们的起源细胞中”;生物的性状通过遗传因子从亲代传递给子代。遗传因子概念是孟德尔在进行大量实验的基础上,对实验材料进行统计分析,采取假说―演绎法提出的。遗传因子使孟德尔发现了遗传的两大定律,为遗传学的建立奠定了理论基础。
1865年,孟德尔以《植物杂交实验》为题,在布隆自然科学学会上介绍了实验过程和结果,但其研究成果被完全忽视了。载有孟德尔新发现的布隆学会会刊被寄往115个图书馆。孟德尔得到这篇文章的复印件后,寄了一份给达尔文。可惜的是达尔文连看也没有看一眼。孟德尔又将文章寄给知名的植物学家克尔纳和内格里,也没有引起克尔纳的关注。内格里与孟德尔保持了一段时间的通信,孟德尔在给内格里的第二封信中,建议内格里重复一下自己的实验,并将豌豆种子寄过去,但内格里没有做这个实验。内格尔在1884年出版的关于进化与遗传的著作中,没有提到孟德尔,这是因为他主张和支持融合遗传的理论。
直至1900年,3位植物学家德弗里斯、柯伦斯和切尔马克在几个月内,先后发表文章称,他们发现了重要的遗传规律,但在查阅文献时发现,19世纪60年代孟德尔已经发表了该定律。
孟德尔的理论为什么会被埋没了35年呢?主要原因在于,一些科学家认为孟德尔的理论过于抽象,与实际脱节,没有物质基础。美国遗传学家摩尔根最初也是反对孟德尔学说的,他认为孟德尔学说缺乏实验证据,甚至怀疑等位基因分离理论,因为没有什么机制可以解释相对性状的分离。
1909年,丹麦遗传学家约翰逊提出了用“基因”取代孟德尔的“遗传因子”。约翰逊认为,遗传因子或因子不属于科学术语,不够准确。“基因”便于与其他的词结合起来,表达近代孟德尔法则由研究者们所涉及的配子中的“单位因子”“要素”或“alleles”。不仅如此,为了把遗传的原因与效应分开,1911年,约翰逊又提出了基因型和表现型的概念。约翰逊用“基因型”一词,用来描述受精卵中全套基因及其表达生物性状的全部能力;用“表现型”一词来描述基因外在作用的结果,这两个术语很快就被科学界普遍采用。基因型是自然选择的基础,基因型中的变化是永久性的,它们能够遗传下去。表现型的变化反映了环境因素的作用,并非是永久性的。基因型与表现型的区别,有助于研究者弄清哪些变异是可遗传的,哪些变异是不能遗传的。约翰逊虽然提出了基因的概念,但他认为,基因只是一个说明问题的符号、计算单位、统计单位。约翰逊说:“不再考虑基因是一种器官样的、有独立生活和类似性质的小体的概念,会导致这一概念的假设必须完全忘掉”。1917年,美国遗传学家戈式米特批评了遗传学家对基因过分谨慎的态度,戈式米特说:“我们认为对待问题的这种心智态度,是约翰逊对基因的本质采取了不可知论的结果,这样就使我们产生了某种神秘的崇敬心情,对基因的世俗属性的观点表示深恶痛绝。”约翰逊虽提出了基因的概念,但并不承认基因的物质性,使人们对基因的认识带上了神秘的色彩,甚至使自己也滑向了唯心主义,这是可悲的。孟德尔和约翰逊的共同点是都提出了一个概念、一个符号,将基因的形式和内容分离开来。他们的不同在于,孟德尔并未否定基因的物质性,而约翰逊认为基因是不可知的,属于一种非物质的东西。
2对遗传物质的探索
什么是遗传物质?这个问题困扰了科学家很长时间。1883年,德国遗传学家魏斯曼预言:“遗传物质是具有特定分子结构的化合物”。在证实脱氧核糖核酸是遗传物质之前,遗传学家已经认识到,作为遗传物质至少应当具备三个特点:①携带遗传信息;②能够自我复制,使子代和亲代保持相对的稳定性和连续性;③能够产生可遗传的变异,使生物与环境相适应。要想知道基因是什么,就必须研究染色体,分析染色体上什么物质携带遗传信息。这项工作难度很大,因为细胞核本身很小,很难将染色体分离出来。尽管如此,科学家仍然成功地将染色体上的物质分离出来,得出其基本成分是核酸和蛋白质,并且证实这两种物质都是高分子有机化合物。1900年前后,遗传学家认为:核酸不是遗传物质,因为核酸较蛋白质的结构简单,不可能在遗传以及受精卵的发育过程中发挥作用。再者,细胞有丝分裂过程中,只有染色质浓缩时才能着色。1909年,植物细胞学家特拉斯布格说:染色体本身不可能是遗传物质,因为它随后就脱离了染色体形态,而且在细胞核中,其含量也因发育阶段不同而变化。1920年,美国遗传学家戈尔什米特指出:“如果按照习惯认为染色体中的核素是遗传物质,那么就决不可能有某种化学概念能够解释它的多种多样效应”。染色体的主要成分是蛋白质和核酸,那么两者谁才是遗传物质呢?1868年,瑞士化学家米歇尔从伤员绷带上的化脓细胞中,分离出一种酸性物质,这种酸含有大量的氮和磷。后来,米歇尔又从鲑鱼的头部,分离出含有酸性的化合物,并取名为“核素”,后来改称“核酸”。1879年,德国生物学家柯塞尔发现,核素是蛋白质和核酸的复合物。他经过十多年的研究,搞清了核酸的基本成分,但在当时并没有被人们普遍接受。1909年,美籍俄国生物化学家莱文发现,酵母中的核酸含有核糖。1929年,莱文发现动物胸腺嘧啶细胞中的核酸含有脱氧核糖,并把以前发现的核糖称作核糖核酸,把后来发现的核酸称作脱氧核糖核酸。1923年,细胞化学家福尔根证明,DNA是染色体的主要成分之一。一些间接证据表明,DNA储藏着遗传信息。比如,细胞内绝大多数的DNA位于染色体上,每一个细胞DNA的含量与染色体的倍数有着精确的对应关系,二倍体生物的体细胞中,DNA含量总是同种生物单倍体的两倍。另外,DNA比蛋白质和RNA更加稳定。这些都暗示着DNA是遗传物质,但还不能被证明。
1928年,英国医生格里菲斯用肺炎双球菌感染小鼠时发现,肺炎双球菌有两种类型:光滑型和粗糙型。粗糙型的菌体无荚膜、无毒性,一般不会使小鼠致病;光滑型有荚膜、有毒性、致病性强。荚膜的化学成分是葡萄糖和葡萄糖醛酸的复合物,能够抵抗某些生物体的吞噬,使细菌在宿主体内大量繁殖而致机体生病。肺炎双球菌又分为RⅠ、RⅡ、RⅢ和SⅠ、SⅡ、SⅢ等不同的菌体。格里菲斯用RⅡ和SⅢ作为实验材料,把SⅢ型注入小鼠体内,结果使小鼠患肺炎而死亡;将RⅡ注入小鼠体内,小鼠不患病。经过加热处理的SⅢ型肺炎双球菌,注入小鼠体内后也不致病。但将经过加热处理的SⅢ型肺炎双球菌与RⅡ型肺炎双球菌混合注入小鼠体内,却使小鼠患病死亡。从死亡小鼠的血液中可以分离出大量有活性的SⅢ型的肺炎双球菌,小鼠体内的这种SⅢ型肺炎双球菌含有SⅢ型的多糖荚膜,证明无荚膜的R型肺炎双球菌突变成为了有荚膜的S型。格里菲斯对此现象的解释是:经过热处理、已经被杀死的S型细菌,可以使那些活着的R型细菌发生转化,使它们恢复野生型所具有的合成荚膜的能力。格里菲斯发现了肺炎双球菌的转化现象,但不能解释转化的原因。
1944年,美国生物学家艾弗里及其同事通过体外转化实验,弄清了转化的本质。艾弗里重复了格里菲斯的实验,并用生物化学的方法证明转化的因子是DNA,而不是蛋白质、RNA和多糖。他分别做四个正实验和四个负实验:将SⅢ型的细菌杀死,然后分离出DNA、RNA、蛋白质和多糖荚膜,把这四种物质分别加进RⅡ型菌株,经培养后,只有加进SⅢ型菌DNA的RⅡ型菌株发生转化,产生RⅡ型和SⅢ型的细菌;与此同时,还用不同的酶,处理提取物以观察实验的影响。这样,艾弗里第一次证明了DNA是转化因子,即DNA是遗传物质。尽管艾弗里的实验很严谨,但其他科学家认为这一结论有以下疑点。
①认为生物的遗传与染色体上的蛋白质有关。蛋白质与核酸相比,蛋白质作为遗传物质的可能性更大。这是因为,组成蛋白质的氨基酸有20种,这20种氨基酸的不同排列组合,是一个巨大的天文数字,可储存更多的遗传信息。DNA分子量小,只有4种碱基,不同的DNA之间的差异很小;
②在转化过程中,DNA提取的不够纯,可能带入蛋白质分子,其他科学家认为是蛋白质完成了转化的功能;
③DNA虽然是转化因子,但可能DNA只对荚膜的形成有作用,而不是遗传信息的载体。1952年,美国生物学家赫尔希和蔡斯分别用同位素35S和32P来标记T2噬菌体的蛋白质外壳和核心DNA。当T2噬菌体被35S标记后,将其与大肠杆菌混合几分钟,用搅拌器搅拌被感染了噬菌体的细菌,使吸附在细胞表面的噬菌体脱落后。这时,蛋白质外壳脱落下来,没有进入细胞中。子代噬菌体不含放射性。当噬菌体T2用32P标记后,所有放射性只在感染了噬菌体的大肠杆菌内部,表明病毒DNA进入了宿主细胞,而蛋白质外壳留在外面。合成子代T2噬菌体的DNA的遗传信息,只存在于父代DNA中。这个实验的结果表明,DNA才是遗传物质,这个实验结论很快被科学家承认。赫尔希和蔡斯的实验证明DNA是遗传物质,揭示了遗传物质的化学本质,大大推动了对核酸的研究。但DNA的结构是怎样的?在遗传上如何发挥作用,这些还不得而知。
3基因本质的揭开
1911年,莱文发现了两种核酸:脱氧核糖核酸和核糖核酸。脱氧核糖核酸的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。核糖核酸的碱基中没有胸腺嘧啶,而存在尿嘧啶。莱文发现了核酸的化学组成,但没有确定四种核苷酸以什么结构形成核酸分子。1940年,英国物理学家阿斯特伯里拍摄了一些DNA的X射线衍射照片,这些照片虽然质量不高,但仍然能够证实DNA是由一叠扁平核苷酸构成的。20世纪50年代初,由专门从事晶体结构分析的科学家组成的三个个研究小组继承了阿斯特伯里的工作。在这三个研究小组中,第一小组没有取得什么实质性的结果。第二小组英国科学家威尔金斯领导,制成了高度定向的DNA纤维,因此拍摄的X射线衍射照片非常清晰,进一步证实了阿斯特伯里的推断,测出两个相邻核苷酸的距离是3.4埃。第三小组中有美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。沃森在芝加哥大学动物系毕业后,从事X射线对噬菌体影响的研究工作,由于他是“信息学派”的成员,加之年轻有为,被派到英国剑桥大学卡尔迪许实验室深造。在这里沃森与克里克密切合作。这种合作不仅是两个人之间的合作,也是物理学与生物学之间的合作。1953年2月,第三小组在看到威尔金斯小组的照片后,立即进行了研究,几个星期内,就从照片中发现了DNA分子的双螺旋结构。他们的主要结论是:DNA分子结构是一个正常的螺旋。这个螺旋的直径是20埃,沿着螺旋长度,每34埃完成一个螺距,由于两个核苷酸的间距是3.4埃,所以,每一个螺距是由十个核苷酸组成。根据DNA分子的密度推论,这个螺旋由两条核苷酸链构成,是一个双螺旋。四种核苷酸在双螺旋中遵循碱基互补配对原则,即胞嘧啶总是与鸟嘌呤配对,胸腺嘧啶总是与腺嘌呤配对。沃森、克里克把研究成果和威尔金斯小组提供的X射线衍射照片一起发表在1953年4月的英国《自然》杂志上。
DNA双螺旋结构的确定,在生物学中具有划时代的意义:①解释了双螺旋所有的X射线衍数据。②从生物学和遗传学角度看,这个模型解释了自催化原理。其提出了DNA分子储存遗传信息的机制,解释了DNA的自我复制和转录。③根据模型可以说明,DNA分子既稳定又能突变;新模型还使人们设想DNA如何指导蛋白质分子的合成。DNA双螺旋结构模型为进一步研究遗传信息传递的规律铺平了道路,为基因的复制、转录、表达和调控等方面的研究奠定了坚实的基础,开创了分子遗传学的新纪元。
从基因概念的提出到基因本质的揭开,经历了八十多年的时间。从最初的一个基因符号到基因内容的一一发现,这是科学概念的形式在先,内容在后的一种科学发展模式。通过这个事实笔者得到以下启示:①形式先于内容,是自然科学发展中的一种常态。不仅生物学可以这样发展,其他学科的发展也有类似情况。比如:数学中的负数和化学中的原子问题。②形式先于内容,具有激发科学家探究精神的功能。当一个科学概念抛出后,除了一个符号外什么都没有,这激发了人们探索其内容的求知欲,因为形式与内容密不可分。基因提出后,人们就想知道基因的本质是什么?基因是物质的还是精神的?基因在什么地方?基因的功能是什么?结构如何?它的结构和功能之间有什么关系……
参考文献:
[1](美)迈尔,涂成晟等译.生物学思想发展的历史[M].成都:四川教育出版社,1990:818,843,931.
[2]李振刚.分子遗传学[M].北京:科学出版社.2008.18.
[3](美)G.艾伦,梅兵译.摩尔根―遗传学的冒险者[M].上海科学技术出版社.2003.237.
遗传学的概念篇6
1.考纲要求及教学策略
在高三一轮复习中,学生对知识已有一定的认识,失去新鲜感,因而教师不能对知识进行简单的重现,而应引导学生立足教材,夯实基础知识和基本技能,提高理性思维能力。考纲中对“人类对遗传物质的探索过程”为Ⅱ类要求,“DNA是主要的遗传物质”一节中“遗传物质”是生物学概念,“DNA是遗传物质,遗传信息的传递是通过DNA复制实现的”是核心概念,核心概念的教学实际上是建立在一般概念、原理和规律之上的对生物学核心问题认识和理解的构建[1],前者是构建后者的重要基石。“遗传物质”是亲代与子代之间传递遗传信息的物质,如何理解“DNA是遗传物质,遗传信息的传递是通过DNA复制实现的”这一核心概念?布鲁纳认为“人是通过认知表征的过程来获得知识、实现学习的”。因此,教师不能不遵循认知结构学习的规律,更不能用教师思维替代学生思维的发生、发展、延伸。教师可以科学家的研究历程为背景资料,引导学生思考实验设计思路,分析实验现象,使学生从形象表征走向抽象表针,进而理解核心概念。本节复习思路:遗传现象探究遗传物质遗传物质必备条件经典实验分析正确理解“DNA是遗传物质,遗传信息的传递是通过DNA复制实现的”和“DNA是主要的遗传物质”。
2.复习过程
2.1导入
生命之所以能够一代一代地延续,主要是因为遗传物质绵延不断地向后代传递,从而使后代具有与前代相同的性状。遗传给后代的究竟是什么?通过对细胞结构、细胞分裂、受精作用的学习可知,遗传给后代的细胞是和卵细胞,遗传给后代的结构是染色体,染色体在生物的传宗接代过程中,保持一定的稳定性和连续性。染色体的主要成分是DNA和蛋白质,谁才是遗传给后代的物质呢?引导学生思考“作为遗传物质,必须具备哪些条件”,使学生对遗传物质有正确的认识。遗传物质需满足以下四个条件:(1)能够精确地自我复制,使前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。(4)具有相对的稳定性,可产生可遗传的变异。
2.2设计实验探究“遗传物质究竟是什么”
田奇林老师在《做一位“发展学生高阶思维能力”的积极践行者》中指出[2]:前天――授人以鱼,“灌知识”“灌方法”,用自己的理解代替学生的理解;昨天――授人以渔,学会阅读学习,变革接受学习,;今天――授人以渔场,给学生提供信息场、创设问题场、留足探索场、提供创造场、建构情感场,让学生摸索着捕,如有不会,再有针对性地指导;明天――“做科学”,生物是一门实验学科。因此,在高中生物学教学中,教师应发展学生理性思维,动脑动手,加强学生实验设计能力尤其是实验设计思路的培养和训练。
根据导入中染色体的主要成分是DNA和蛋白质及遗传物质的满足条件可知,遗传物质是DNA或蛋白质,依据实验设计的单一变量原则和对照原则,实验应设法将DNA和蛋白质分开,可通过分离提纯法或同位素标记法实现,然后单独看其作用。若是探究未知病毒遗传物质是DNA还是RNA,可利用酶的专一性,通过酶解法,破坏一种物质,看另一种物质,也可以使用病毒重组法。
2.3教材中的三个经典实验如何体现单一变量原则和对照原则
从实验设计的两大原则角度,重新审视经典实验,加深对实验的理解。将教材中的基础和主干知识以问题的形式呈现给学生,既能夯实基础,又能提高实验设计和分析能力。
2.3.1肺炎双球菌体内转化实验
(1)R型活细菌小鼠健康
(2)S型活细菌小鼠死亡
(3)加热后杀死的S型细菌小鼠健康
(4)R型活细菌+加热后杀死的S型细菌小鼠死亡
(1)(2)两组通过控制细菌的类型进行对照,可知R型活细菌是无毒的,而S型活细菌是有毒的。(2)(3)两组通过控制S型细菌的存活状态进行对照,可知加热后杀死的S型细菌是无毒的。在此基础上进行的第(4)组实验,实验现象是小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌,但是注射到小鼠体内的是活的R型细菌和加热杀死的S型细菌,小鼠体内无毒的R型活细菌转化有毒的S型活细菌的实质是什么?第(4)组死亡的小鼠体内都是S型活细菌吗?为什么?
由该实验可知:S型菌中有转化因子,那么究竟S型菌中的什么物质是转化因子呢?怎么从S型菌的组成成分中判断哪种物质是转化因子,实验怎么设计,为什么这样设计?引导学生运用单一变量原则和对照原则积极思考。要判断S型菌中哪种物质是转化因子,要设法将S型菌的各种组成成分分开,单独观察其作用。
2.3.2肺炎双球菌体外转化实验
(1)S型菌的DNA+R型菌R型菌和S型菌
(2)S型菌的蛋白质+R型菌R型菌
(3)S型菌的多糖+R型菌R型菌
(4)S型菌的DNA+DNA酶+R型菌R型菌
(1)(2)(3)三组通过控制S型菌的组成成分进行对照,可知S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,S型菌的蛋白质和多糖不可以。(1)(4)两组通过控制是否加入DNA酶进行对照,可知转化因子是DNA,而不是DNA的分解产物。进一步抛出问题,既然实验遵循了单一变量原则和对照原则,设计合理,那么为什么仍有人对该实验的结论提出质疑?从而训练学生的批判思维能力。
分离提纯得到的物质纯度不能达到100%,有没有更好的方法将DNA和蛋白质区分开来?选择什么实验材料最合适?
2.3.3T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验
选择合适的实验材料是十分重要的。从实验操作程度和可控制性等方面看,最好选择只有DNA和蛋白质这两种物质作为组成成分的生物为实验材料。既然无法通过提纯得到100%的相关物质,我们就要追踪DNA和蛋白质的作用,可以用什么方法?引导学生对分泌蛋白形成的复习,得出采用放射性同位素标记法。放射性强度是实验观察指标,我们不能判断具体是哪种物质哪种元素产生的放射性,因而只能对DNA和蛋白质分别进行标记,且标记DNA的特有元素和蛋白质的特有元素。实验通过控制噬菌体中被标记的物质进行对照,可知噬菌体侵染细菌时,噬菌体的DNA进入到细菌细胞中,而噬菌体的蛋白质仍留在细菌细胞外,且两组都产生了子代噬菌体,子代噬菌体中只检测到P,没有检测到S。因此P标记的DNA是亲代噬菌体与子代噬菌体之间传递遗传信息的物质,即DNA是遗传物质。引导学生进一步思考:既然DNA进入细菌体内,蛋白质未进入,为什么P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,上清液中含有很低放射性?为什么S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,沉淀物中含有很低放射性?由此,对今后的实验操作和实验设计有什么启发?
自然界中并不是所有的生物都有DNA,如烟草花叶病毒、艾滋病病毒只有RNA和蛋白质两种成分,可通过病毒重组法或酶解法探究其遗传物质。通过对遗传物质的探究发现自然界中大多数生物都是以DNA为遗传物质,所以“DNA是主要的遗传物质”。
3.反思
生物学核心概念的理解不是一节课或一个自然章节就可以完成的,通常需要花费较长时间,从多角度学习才能形成。虽然遗传物质不是核心概念,但它是构建核心概念的基石,在“遗传物质”概念的基础上,教师通过引导学生从实验设计思路和原则角度,抽丝剥茧,分析科学家的经典实验,揭开遗传物质的面纱,理解“DNA是遗传物质”,而对“遗传信息的传递是通过DNA复制实现的”只能通过后续章节来建立。
参考文献:
