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生物个体的概念范文1
从价值论维度看,生命个体不仅是被动性概念,也是个自主性概念。受达尔文主义的环境选择和生存竞争概念的启发,康吉莱姆在把个体性理解为一种存在论关系范畴的同时,又赋予其价值论的意义。他指出:个体性概念和生命价值概念之间有着密切关系。“一个生命体不能被归结为各种影响作用的交会地”,就是说,不能把生命体理解为一个纯然被动的概念。恰恰相反,“有机体所依赖的那个环境是被有机体自身所建构和组织起来的”。一个与其环境深度融合的生命体具有这样一种存在特性,即:它根据自己的需要而赋予周围的事物以意义,而“从生物学和心理学的角度来看,意义是对与某个需求相关的价值的评估”。这种评估意味着,有需求的存在者是在建构一个不可还原的价值论参照系。根据对生命个体性概念的这种价值论解释,康吉莱姆指出了现代生物学的一个基本缺陷:它试图将对意义的思考驱除出它自己的领域,使自己完全服从于物理化学的科学精神,将它自己的自主性拱手相让。实际上,生命价值在生物学中具有优先性,因此,对于以生命个体为研究对象的生物学来说,它首先应把生命体理解为一种意义的存在者,把它看作是价值秩序中的一种性状。换言之,生命个体以其自身为中心来组织它的周围环境。从认识论维度看,生命与概念不是对立的,而是同一的。康吉莱姆对生命个体性概念的第三种反思是从认识论上进行的:生命与概念之间具有什么样的关系?或者说,生命研究如何可能?为了解答这一问题,康吉莱姆把目光转向了西方哲学史———尽管他非常赞赏黑格尔的生命与概念具有同一性的思想,但他还是远溯到了希腊时代的亚里士多德。在亚里士多德看来,生命体的本性是“灵魂”,而灵魂“同时是生命的现实、实体和它的规定、逻各斯”。康吉莱姆认为,亚里士多德用作生命原则的灵魂概念和现代分子生物学的生命概念具有类同性。
按照现代分子生物学的看法,生命具有“信息性”,生命本身就是信息,生命个体性可以被理解为“信息交换”。因此,现代分子生物学和亚里士多德的生命观都认识到了,所有的个体生命中都存在着一个逻各斯或概念。当然,康吉莱姆在这里只是以类比的方式表明了生命与概念之间具有同一性关系,而他对这种关系的证明,是通过吸收柏格森的有关思想来完成的。按照柏格森的观点,概念是在生物进化过程中诞生的,它本质上是一种用以扩展人类机体适应其环境的能力。在这个意义上,概念就是工具,换言之,概念认识是有用的。但与此同时,概念认识又是虚构的,它不能揭示生命的真实本质,只有直觉认识才能够使我们真正地理解生命的本质。就此而言,概念是与生命相对立的。另一方面,就有机体都可以同化它们体外的事物以用于摄入营养和维持生存来说,它们也完全可以被看作具有“概括”这种官能。在此基础上,康吉莱姆进一步指出,“并不是只有完善的有机体、肉眼可见的有机体才能够概括。所有的生命体,细胞、机体组织都可以概括。在任何层级上,生存都意味着选择和忽略。”由此来看,概念和生命就不是对立的,而是同一的。因此,如果说从环境中来吸取生存必需物是所有生命体的典型趋向,那么人类的抽象认识是对这种典型趋向的一种独特而重大的扩充。根据生物信息和认知信息之间所存在着这种同一性,康吉莱姆得出结论说,“生命即概念”,生命是意义和概念,概念在生命之中。
二、生命现象的深层特性:疾病、健康与差错
在阐明生命的本质是个体性这一核心旨趣之后,康吉莱姆接下来试图揭示生命现象的深层特性。而他对生命现象的探索,是在对现代医学中的“健康”、“疾病”、“差错”等基本概念的哲学反思中完成的。1.疾病疾病并非对“常态”的偏离,而是病人作为一个“整体”所遭遇的痛苦。法国医学传统的一个根深蒂固的基本观念是,“健康即常态”。这里,所谓“常态”是指“理想常态”,也就是一种用以定义健康状态的“统计学的常态”。基于这一常态概念,法国医学对疾病和健康进行了界定。疾病被定义为一种对理想常态的偏离,它表现为“正常状态的量的变异”。就是说,病理现象被描述为一般生理现象在强度上的增大或减弱。在康吉莱姆看来,这是一种疾病的实证主义观念;然而,实际上,疾病不能被还原为一种生理参数的量的变异。他认为,这种量的变异无疑可以成为疾病的一种指标,但只有当它反映作为整体的有机体的偏离,反映一种量的变异时,它才能被认为是病理的。例如,根据与血糖含量相互作用的其他参数,血液里同样的葡萄糖含量对一个个体来说是病理的,但对另一个就不是。确定一种症状是否为病理的关键,在于“它在一个个体行为的不可分割的整体中所具有的内在关系”,脱离这种内在关系、孤立地谈论症状和疾病是没有意义的。因此说器官、组织、细胞有疾病,这种说法在医学上是不正确的,“对所有的生命体来说……疾病只是作为整体的机体组织的疾病”。而从机体组织这个整体来看,疾病其实是生命的消极价值的存在,而消极价值是整个生命价值的一部分。在这个意义上,疾病是人类存在的一种独特性质。正因为如此,用以确定疾病状态的,就不是对规范和标准的偏离,而是病人所遭受的痛苦。病人的痛苦具有个体性,正如中国传统医学所表明的,医生所治疗的每一位病人都代表着一个不同的病例,他们都展现出了自己的特殊性。2.健康健康并不是“常态”的恢复或持续,而是生命个体对环境的适应与创造。与上述关于疾病的哲学定义相适应,在康吉莱姆看来,健康也不是指恢复到由理想常态所定义的正常状态,相反,健康是指生命体经由容许自身变异的空间而对变化无常的环境的适应。这种适应不应该被理解为“自我保存”,“自我保存不是生命的普遍特征,而是一个衰弱与退缩生命的特征。一个健康的个体能够面对风险。健康是创造性的,能够在剧变中存活并且创造。”
与此相应,痊愈,作为一个从疾病到健康的概念,也不应被理解为是恢复到先前理想健康的状态,而应理解为一种新的“个体常态”。痊愈不只是一种对先前正常状态的回归,它在本质上意味着一种新秩序的出现。3.差错差错,是生命的正常表现形式,是生命多样性的表征,是生命适应环境的创新能力,是科学思想史的“连续”。“差错”本来是一个病理学概念,但它一经诞生就立即引起了法国哲学家的注意。法国哲学界对于差错的把握主要有两条研究轴线,一条是科学认识论轴线,另一条是生命科学史轴线。但不管是哪一条研究轴线,都深受康吉莱姆差错观的影响,以至于福柯称康吉莱姆为“一位关于差错的哲学家”。那么,康吉莱姆的差错观究竟是什么呢?康吉莱姆首先提问道,假如某些生态学家或分子生物学家的观点是正确的,即:生命体早已被编程,生命是严格地按照既定程序来展开的,那么,我们又该如何来解释生命现象中的“差错”?生命科学家把“差错”归因于遗传错误,又将遗传错误归结为信息错误。与此不同,康吉莱姆认为,大量的错误是在对环境的错误认知过程中产生的。人类出了错误,是人类将自己置于错误的地点,与环境产生了错误的关系,以及在错误的地方接受了使自己生存、行动、繁荣的信息。然而,这是正常的。康吉莱姆坚信,为了生存,我们在出错后适应,这应当是生命的基本形式。生命的本质中已包含着出错的可能性,比如先天基因遗传缺陷。不过,疾病所表现出来的生命的可错性,正是生命的多样性的表现,它体现了生命打破旧规范的能力。基于这种理解,康吉莱姆指出,科学认识无非是对正确信息的“迫切探寻”。这种正确信息只能部分地在基因中发现。遗传密码为什么以及如何被激发而起作用?结果是什么?康吉莱姆认为,这些问题只能在生命的前后具体情形中被恰当地提出并给予解答。以差错之于生命的内在性为基础,康吉莱姆进一步提出,包括人类在内的生命是永远不完全在其位的生命体,是注定会“出差错”、必定有“差错”的生命体。概念,就是对这种偶然性的回应。而“一旦承认概念就是生命自身对于这种偶然事情的应答,那么我们就应当承认,差错乃是造成人类思想和思想史的根源所在。”
具体地说,真与假的对立,人们对此二者的赋值,以及不同的社会和同一社会中各种机构所产生的与这种对立相联系的权力效果,所有这一切,都不过是对生命所固有的差错所做的延迟了的答复而已。如果说科学史是不连续的,也就是说,只能把科学史当作一系列的“修改”,那么“修改”实质上就是真与假的再分配。不幸的是,这种再分配永远不会把终极真理透显出来,因为在康吉莱姆这里,“差错”并不是某种真理的遗忘或延误,而是人类生命和物种之间所特有的维度。在康吉莱姆看来,生命在自身中包含着差错的可能性,因此在生命的日程表上真理即是错误,而真与假的剖分,以及人们赋予真理以价值,是生命所能发明的最奇特的生活方式。差错是生命史和人类历史所固有的持久的偶然之事,由这种差错观出发,康吉莱姆紧密地将生物学知识同他自己的独特的生物学史写法结合起来了。他拒绝像进化论者那样去“推导”生物学史,他所关注的是显示生命与生命认识之间的关系,并在这种关系中来追寻价值和规范的踪迹。
三、对生命科学的哲学反思
根据以上对生命本质和生命现象的哲学思考,康吉莱姆对包括生物学、医学在内的生命科学进行了哲学反思,试图为现代生命科学奠定新的哲学基础。对于生物学,康吉莱姆特别关注研究对象的建立和概念的形成。顾名思义,生命科学是“关于生命的知识”,但问题是:生命如何能够成为科学认识的对象?康吉莱姆对这个问题的思索包含如下几个要点:第一,生命科学的研究对象并不是自在地就成为生物科学的研究对象,相反,它是被“假设”出来人为地成为生物科学的恰当对象的。通过对反应、畸形、畸形环境、细胞、内分泌和调节等概念的考察,康吉莱姆得出结论:生命概念实质上是从全部生命现象中抽离出生命体所特有的过程的产物。因此,生命与认识之间不存在根本的冲突。第二,生命固然意味着调节和自动保存,生物学当然要去探索保证这些程序得以顺利运行的物理和化学机制,但是,另一方面,生命科学家不应忽视的是,这些机制同样显示出了生命的特殊性,例如疾病、畸形、怪胎、差错等。因此,生物学如果忽略了生命特殊性的具体表现,那么它就不可能真正地成为关于生命体的科学。实际上,人的理解力只有承认生命的独特性才能适用于生命,或者说,人的理解力只有在承认生命具有独特性的前提下才可能真正地认识生命。第三,生命科学作为“科学”,它要获取认知信息,就此而言它与其他自然科学不存在本质上的不同;然而生命科学是关于“生命”的科学,正是这一点使得生命科学不同于其他自然科学,也决定了生命科学不可能更不应成为物理学、化学等其他自然科学的殖民地。针对生物学完全被物理学和化学的精神所笼罩的现实状况,康吉莱姆直截了当地表明了自己的看法,“我们对一种沉溺于物理化学科学的生物学没有什么好期待的,这种生物学被还原为或沦落为了那些科学的附庸”。言外之意,生命科学有着不同于物理和化学的独特的研究范式。第四,从总体上说,一种认识如何能够成为生物学的认识?康吉莱姆给出的答案是,由于生物学研究的是生存着的和倾向于生存的个体,即那些倾向于在一个给予的环境中尽最大可能实现自己的能力的个体,生物学在根本上所要研究的,就不仅是那些可以纳入分析视野的作为部分的对象,更为重要的是,还有那些价值化环境的个体性全体。针对在生物学研究中大行其道的分析方法,康吉莱姆强调对于生命现象应该持一种整体论观点,其目的是要生物学研究恢复生命与认识之间的亲缘性。正因如此,生命科学需要以一种适当的方式来编写自身的历史并自觉地提出专属于自己的认识论和价值论问题。具体地说,生物学应当把自己理解为直接或间接地解决人与环境之间紧张关系的一般方法。众所周知,现代医学常常称自己是一门“科学”,一门关于正常和病理的科学。针对现代医学的这种自我意识,康吉莱姆在其1943年撰写的博士论文《论正常与病理的若干问题》提出了这样一个问题:“是否存在关于正常和病理的科学?”在他看来,医学不是一种关于正常和病理的科学,现代医学中的“正常”和“病理”概念是有问题的。在现代医学中,这两个概念都是基于理想常态概念而建立起来的,所谓“正常”是指符合理想常态的状态,而所谓“病理”是指对理想状态的偏离。这两个概念的问题根源于理想常态,因为后者本身就是成问题的。理想常态是指一种统计学平均值、一种抽象物,它在现代医学中被认为是普遍适用于所有的具体个体,这就表明,它的最大问题恰恰在于它完全忽视了个体性。因此,如何基于个体性来重建正常和病理概念,是现代医学所迫切需要解决的问题。从他的生命个体性概念出发,康吉莱姆提出,如果现代医学是一种科学的话,那么它也应该是一种相当不同的科学。在他看来,什么是正常的,什么是病理的,这个医学问题其实只是生命价值之本质这个一般问题的一种特殊情况。对所有的生命存在者来说,“常态只是自然选择所维持的一般偏离形式”。他强调了生命价值与个体变异性这两个概念之间的内在联系:不能把不规则和反常设想为影响个体的意外,而应看作是个体的实存自身,“生命体的各种形态不被看作是参照某种先定的真实类型的存在者,而更多地被视为一些机体组织,这些组织的有效性,即它们的价值,需要参照它们可能的生命的成功。”
针对理想常态,康吉莱姆提出了他自己的常态概念,即“个体常态”,以个体常态来替性常态。个体常态不是一种统计学平均值,不能以统计学的方式被定义,它是一种新的常态,即个体组织与其环境之间的关系的一种新结构。康吉莱姆并不满足于仅仅提出关于现代医学的规范性观念,他还力图将这种观念建立在客观性的基础之上。他所采取的策略是将现代医学和现代生物学沟通起来。这里,我们以现代生物学中关于特例和变种的看法与现代医学中关于病态和常态的看法的类同性来说明这一点。现代生物学中关于特例和变种的流行看法是自相矛盾的,一方面它认为特例或变种因为偏离了理想常态因而是病态的,另一方面它又认为,如果变种或特例成功地存活下去的话,那么它就是正常的。这种矛盾迫使康吉莱姆去提问:一个偏离理想常态因而是异常的个体,例如一只无翅的果蝇或一位酷儿,究竟是有病的个体,还是生物学或生活方式的创新?康吉莱姆指出,如果我们放弃理想常态概念,而将生物学中的常态概念理解为生物构造、行为与环境之间的互动关系,那么生命形式的变异恰恰就是对剧变的环境的一种有弹性的、有成效的适应。相反,缺乏变异的即常态的生命形式有可能因生存条件的改变而走向灭绝。事实上,在生物界,随着生存条件的改变,新的生命形式取代旧的生命行为而成为常态是屡见不鲜的客观现象。同样,现代医学中所谓的“病态”,在一定条件下其实就是常态。在既定情境下,任何存活的生物都是常态的。既没有常态的环境,也没有哪种生物构造就其自身而言是常态的,而是生物与环境之间的关系界定了什么是常态。现代医学中所谓的“病态”其实只是指不符合已经得到确认的常规,其实这种“病态”也应该被理解为常态,即理解为有机体与环境之间的关系。
四、结语
康吉莱姆的生命科学哲学以对包括生物学和医学在内的现代生命科学的反思为其出发点。现代生命科学家认为,动植物生存于其中的生物环境不过是由物理的、化学的和机械的种种自然法则所构成的体系而已,因此它在理论上具有不变性。不仅如此,就连有机体的生物构造本身也是不变的。在康吉莱姆看来,现代生命科学的这一不变性假设,以及以它为基础所构建起来的“理想常态”,其实都是抽象的产物,它的根本缺陷在于抹煞了生命的个体性。于是,康吉莱姆生命科学哲学的致思路径就是,对现代生命科学的基本理念、基本概念进行批判性反思,进而立足于生命的本真状态来切近地沉思生命本身。质言之,在康吉莱姆那里,所谓生命本质上是一种个体性。正是站在个体性的立场上,康吉莱姆达到了对生命的更为深刻的认识。各门自然科学的发展使得我们可以在细胞、分子等水平上来更为精准地科学地认知生命,但是我们决不能由此得出结论说,生命只是一个科学问题。恰恰相反,在康吉莱姆看来,死亡、疾病、畸形、异常、差错等生命现象,有着价值论与政治的问题。正是由于无见于此,现代生命科学将“差错”错误地描述为某种“偏离形式”。实际上,被理解为“偏离形式”的“差错”本质上是生命个体相对于普遍整体而言的特殊性,从个体性立场来看,它恰恰是一种常态。在康吉莱姆看来,生命既是一种维持现状的防御性活动,更是一种创造新的斗争活动。这就表明:其一,生物的“常态”不可能是一个静态的、均衡的和凝固的概念,而只能是一个动态的概念;其二,生命活动有其价值属性,因此“常态”是一个价值论概念,而决不是像现代生命科学所认为的那样,是一个纯粹的统计学意义上的概念。基于这种认识,康吉莱姆构建了其生命科学哲学的历史认识论,强调“生命即概念”,从价值维度重构了“正常”、“病理”等范畴,要求生命科学研究从“理想常态”转向“个体常态”,并且恢复生命与认识之间的亲缘性。可以说,康吉莱姆的生命科学哲学,对于我们重新思考医学、生物学等生命科学的理论基础,并对它们的实际应用展开社会学和伦理学的考量,无疑有着极为重要的启示作用。例如,如果我们把基因的变异看作是缺陷并进而梦想着去消除这种缺陷,那么很可能“在这个梦想的结尾,我们却发现了基因警察,他们披着基因科学的外衣……梦想找到绝对的药方,往往就意味着梦想找到比疾病本身更为恶劣的药方。”
生物个体的概念范文2
关键词:高中生物;概念教学;方法;有效教学
一、巧用生活谚语,引出概念教学
高中生物教学中其实很多的知识都是比较贴近学生生活的,但是如果把这些知识深化和概括总结的话,也就是生物学中的概念就显得枯燥抽象了,如果在教学中直接讲授生物学概念,很多学生就会产生厌恶感。在教学中,笔者发现,如果能够有效的巧用生活中的谚语引出生物概念的话,不但可以激发学生的学习积极性,还能提高他们的理解能力。如在开展遗传这一概念教学时,生物老师巧妙的选择“龙生龙,凤生凤,老鼠儿子会打洞”这句谚语,这样学生就会直接的理解遗传的概念和内容,了解物种通过把自己的遗传物质(DNA)准确地复制出二份传给后代,从而表现出与亲代相似的性状。讲解变异这一概念时,可以选用日常学生挂在嘴边的生活谚语“一母生九子,连母十个样”,这样就简洁意赅的让学生领悟到了变异的特质。而“螳螂捕蝉,黄雀在后”巧用的揭示了生物圈中的食物链概念。在教学的过程中,生物学老师一定要研究教材,在进行概念讲授的时候,要紧密的把概念与生活实践联系起来,实现教学知识性、趣味性和实践性的结合。
二、从生活实例中引出概念――谚语法
生物学基本概念很多,如何使这些枯燥无味的基本概念的教学变得丰富多彩?在日常生活中,流传着许多脍炙人口的民间谚语,在一些谚语中蕴藏着许多生物学的知识。
“龙生龙,凤生凤,老鼠儿子会打洞”这是生物的遗传,是生物界普遍存在的现象。
“一母生九子,连母十个样”这反映了生物的变异现象。
“一山不容二虎”――生物的种内斗争。
“飞蛾投火”――生物的应激性。
“一朝被蛇蛟,三年怕草绳”――生物的条件反射。
“一方水土育一方人”――生物与环境的关系。
在备课过程中有意识地挖掘,在教学过程中恰当的运用,一定能增加生物教学的趣味性,起到激发学生兴趣,促进学生学习的作用。
三、从理解问题的过程中引出概念――设疑法
设疑就是根据基本概念的“内涵”(即基本概念的本质)和“外延”(即基本概念的对象范围),根据学生的智力水平设计出问题,让学生通过阅读教材和观察现象回答,及时归纳总结,从而达到掌握和理解基本概念的目的。
结合学生基础知识水平,教师可通过设计难易适度的问题进行提问,让学生在回答问题的过程中归纳出这一基本概念。例如光合作用的概念,先分析光合作用的场所、产物、原料、条件及过程中的物质转变、能量转变,然后在掌握和理解这些知识点的基础上可直接提出“什么是光合作用?”此时学生自然就能概括出光合作用的概念。
还可根据教材的重难点以及学生在概念学习中可能出现的障碍,提出问题让学生回答,可有效地防止学生对概念所包含的内容想象的过宽或过窄。例如内环境的概念(包括血浆、组织液和淋巴),为防止学生把内环境中的血浆说成血液,可重点提出:血液有哪两部分组成?(血液包括血细胞和血浆)显然血细胞不属于内环境。
设疑是我们在上课时引导学生进行主动学习的方法之一。设疑可以使学生产生联想,可以提高学生学习的兴趣,可以促使学生积极思维,使课堂教学富有生命力。但必须重视学生的基础知识水平,根据教材的重难点以及学生在学习中可能出现的障碍,设计并提出难易适度的问题,不可面面俱到。让我们采取灵活、适度、明了、针对性强的设疑方法,通过学生的分析、归纳和想象,使学生准确掌握和理解生物学基本概念。
四、注重变式训练,迁移生物学概念
学生对概念的掌握并不是以学生复述、解释概念为最终目标,而是要以学生能运用概念去解决实际问题为最终目标。因此,要注重学生对概念的应用。讲述完概念后要及时布置练习,提出问题,促使学生去理解概念。检查学生掌握概念的情况是概念教学中最关键的一环,教学成功与否是以学生能否运用概念解决问题为参考,要科学地检查学生对概念的掌握情况。
例如,教材中对单倍体的定义是:体细胞含有本物种配子染色体数目的个体;对多倍体的定义是:体细胞中含有三个或三个以上染色体组的植株。在实际中,学生往往会把单倍体中含有三个或三个以上染色体组的个体,误判为多倍体。由配子直接发育形成的新个体都是单倍体(不管它含有多少个染色体组)。
例题:用四倍体水稻的花粉通过人工离体培养成的植株是(C)考察“概念的运用”
A.四倍体B.二倍体C.单倍体D.多倍体
解析:花粉为四倍体水稻的雄性配子,由配子直接发育形成的新个体都是单倍体,所以选C。
五、利用概念图法,构建概念系统教学
对于生物学的概念教学来说,很多的知识都是前后联系的,都具有一定的构架性和系统性。为了有效的把握各概念之间的关系,建立既定的概念逻辑结构,在教学的过程中,生物老师可以充分的利用概念图,构建概念教学的系统,这样不但可以让学生直观清晰完整的了解生物学概念,还能强化对概念的了解和运用。概念图教学它是以某一概念主体为导火线,然后将相关的相联系的概念用图谱的形式联系起来,让学生清晰可见,易于掌握。需要注意的是生物学概念图的制作有四个基本要点,分别是节点、连线、连接词和层次,其原则是宜小不宜大,强调自主构建。以“生物育种方法”这一概念为核的相关知识概念图如下所示:
参考文献
生物个体的概念范文3
关键词:高中生物;核心概念;引导学生
下面,以“种群”的核心概念为例探究如何加强核心概念教学。
一、提供丰富的感性材料,运用实例,构建生物科学概念
为了让学生更好地掌握种群的概念,教师可以给学生提供丰富的感性材料,如,利用多媒体展示一组优美图片:一片美丽的草原上一群绵羊在吃草;一个池塘里游动着许多鲫鱼;风景优美的山坡上长着大大小小的各种松树……让学生分析这些生物是否为一个种群,判断的依据又是什么。在学生对这些实例进行分析时,教师引导他们进行比较、分析,概括这个概念中需要明确的三点:一是“在一定自然区域内”,这句话不仅规定了种群生存的一个范围,还暗示着组成种群的生物必须是同一时间存在的。二是“同种生物”,这一点要借助“物种”的概念,即能够在自然状态下相互并且产生可育后代的一群生物。三是“全部个体”,一个种群所包含的成员是处于每个发育阶段的所有个体。这样最终形成科学的种群概念。
二、运用概念图借助多媒体进行生物概念教学
1.种群核心概念的外延是种群的特征,在教学中通过概念图来建立它们之间的关系。种群的特征主要表现为数量上的变化,种群密度是种群最基本的数量特征,出生率、死亡率、迁入率、迁出率决定种群密度,性别比例影响种群密度,年龄组成预测种群密度。在教学中逐步建构形成以下概念图(图a),使各概念之间建立明确的联系,进而丰富种群的核心概念。
这样的教学能有效地检查学生对概念的理解,同时还培养了学生收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力。另外,我们也可以用柱形图表示三种年龄组成,然后再变成曲线图。这种变化如果做成动画,效果会更加直观。首先建立稳定型的柱形图(如图d),然后画曲线(如图e),再把柱形图去掉(如图f),这样,就完成了两种图示的转换。
种群这个核心概念的另一个重要外延是种群数量变化的数学模型,这是教学的重点也是教学的难点,能否突破关系到对核心概念是否真正地掌握。在学习这两种数学模型时,除了基本的知识外,还要分析曲线所能表示的内在含义,如种群的增长速率。以往的教学中,都是另外画出种群增长速率的曲线图,这样,种群的数量增长曲线图和种群的增长速率曲线图没能有机地结合起来(图g)。笔者在教学中采用两个曲线图有机结合的方法,效果很好。
3.进行新情景下练习是检查学生对概念掌握情况的有效方法。如,在学完“S型”增长曲线后,可通过以下题目的练习,检查学生的学习情况。
【例】科研人员对海洋某种鱼的种群进行研究,结果如下图所示,下列分析中错误的是( )
A.B点时出生率与死亡率之差最大,种群数量处于值
B.D点时出生率等于死亡率,种群数量处于环境最大容纳量K值
C.D点时比B点时种群数量增长速率大,D时最适合捕捞
D.A~D区段内,种内斗争逐渐增强
【解析】这是一道用出生率和死亡率的关系考查S型曲线的题目,立意较新。D点对应的种群密度是最大的,而且出生率等于死亡率,因此,这时的种群数量为环境容纳量。种群密度为B时的出生率和死亡率的差最大,即种群的增长率最大。如何分析这个问题呢?我们可以假设单位时间内起始的种群数量为a,结束时的种群数量为b,新出生的个体数为c,死亡的个体数为d。单位时间内的种群增长率为×100%,出生率为×100%,死亡率为×100%。出生率-死亡率=×100%,而c-d也就是单位时间内新增的个体数,即出生率-死亡率=增长率。根据逻辑斯蒂方程可知,增长率最大时对应的种群数量为值。对于海洋捕捞的最佳时机,笔者认为应该在种群密度为C点时。因为在D点时虽可以获得最大捕捞量,但不利于资源利用的可持续发展。在B点时种群增长率最大,但获得的捕捞量不大,而且一旦捕捞,种群的数量就会少于,种群的增长率就会变小,再恢复就要慢得多。选择在C点时捕捞,既可获得较多的捕捞量,又使种群的增长率变得最大,实现了环境资源利用的可持续发展。故答案选D。可见,在新情景下检测学生的学习效果是检查核心概念掌握程度的有效方法。
在核心概念的学习中,首先要明确核心概念的内容,并明确它的内涵和外延。要提供丰富的感性材料,运用实例,运用概念图等构建生物核心概念。要借助多媒体进行生物概念教学,并用新情景下的实例来检测学生对概念的掌握情况。总之,加强核心概念的教学是非常重要和必需的,也是非常值得探究的。
参考文献:
[1]雷耀华.概念图在高中生物教学的应用优势[J].新课程研究,2010(191):60-61.
生物个体的概念范文4
一、“细胞分化”概念内涵及层级
1.在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上会发生稳定性差异。细胞的这种特化不仅是正常发育所必需的,而且还能提高细胞各种生理功能的效率。
2.一般说来,体内各种细胞均含有物种的全部基因,但基因的表达具有时空性。细胞之所以在形态、结构和功能上发生稳定性差异,是因为组织特异性基因选择表达成了组织特异性蛋白的缘故。从理论上讲,已分化的细胞仍然具有发育成一个完整个体的潜能。
3.细胞分化是渐进性的,其方向的限定早于形态差异的出现,且分化细胞的表型保持相对稳定,一般不可逆转。
之所以采用完整的陈述句的形式来表述概念,是因为这种表述方式更易于确认需要学生理解和掌握概念的内容及意义,也更易于建立概念之间的联系。
二、“细胞分化”概念教学的组织
在分析“细胞分化”的概念内涵及层级之后,教学设计应该紧紧围绕着相应的概念条款展开,通过列举事实、分析讨论,或者基于资料的探究等活动,帮助学生深层理解这些概念内涵,并基于概念理解而构建合理的知识结构(见图1)。
1.列举事实,尝试定义。呈现人的受精卵发育至胎儿的图片:列举学生熟知的根尖分生区细胞分化成伸长区、成熟区的事实,然后,引导学生抽象概括出:“细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上会发生稳定性差异的过程。”这是广大教师一贯坚持的做法,值得肯定。因为事实是用来帮助学生建立和理解概念的,事实当然要围绕着概念的结构来排布。但是,定义常常不等同于概念。“定义”通常用“是……”来表述,说得十分肯定。“概念”描述一类事物的本质,有时并不用“是”来描述。在引导学生下定义之后,教师还应该设置下列问题,吸引学生深入思考细胞分化的结果和生物学意义。①在人的个体发育过程中,假若没有细胞分化,受精卵能发育成胎儿吗?为什么?②细胞在形态、结构上出现特化,对于细胞完成其生理功能有何意义?③从遗传的角度分析,受精卵为什么能够发育成一个完整个体?问题3的设置实际上是指向“细胞全能性”这一核心概念的丰富内涵,之所以在此设置问题3,一方面是因为不仅已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,未分化的受精卵在自然条件下更容易发育成一个完整的个体。也就是说,“细胞全能性”这一概念是随着教学进程不断建构起来的;另一方面,其用意还在于探讨细胞分化的原因,起到承上启下的教学功效。
2.探究发现,明晰原因。美国地平线研究组(Horizon Research Team)主席维斯(Weiss)及高级研究助理帕斯利(Pasley)经过了18个月的观察,对364节课详细分析,发现优质课堂主要有几个特征,其中包括:①在课堂教学过程中,教师善用多种策略,为某个科学概念提供清晰的阐释;②吸引学生从事动脑筋的活动;③帮助学生理解学科的核心概念等。因此,可以引入相关科学史对细胞分化原因进行探讨。
资料1:最早试图对细胞分化机制作出解释的学者是Weismann(1883),他根据当时对马蛔虫的研究结果,提出了“体细胞分化是由于遗传物质丢失造成的,每一种组织只保留了其特有的遗传物质”的见解。在马蛔虫这一特例中,在卵裂过程中体细胞的染色体确实发生丢失现象。因此,Weismann这一观点在当时看来既符合逻辑,又有实际例证,因而被学术界所普遍接受。你同意上述观点吗?根据是什么?
资料2:1958年Steward等利用胡萝卜根的韧皮部组织培养出了完整的新植株;1970年Steward用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株。
资料3:1969年Nitch将烟草的单个单倍体孢子培养成了完整的单倍体植株。
分析资料2和资料3,你得出的结论是什么?基于对上述3则资料的分析探究,学生就容易得出以下结论:①高度分化的植物体细胞,遗传物质并没有丢失,仍含有发育成一个完整个体所需的全套基因,具有发育的全能性;②在二倍体染色体组中,只要有一套单倍体的基因组,就含有该物种的全部遗传信息,因此,植物的生殖细胞也具有发育的全能性。至此,细胞全能性的概念内涵已昭然若揭,师生共同归纳(见图2)。学生仍然会有2个疑问:①既然已分化细胞中含有相同的遗传信息,为什么细胞的形态、结构和生理功能会出现稳定性差异?②已分化的动物细胞是否也像植物细胞那样具有发育的全能性?针对疑问1,教师可以列举事实,循循善诱,问题指向要明确,最终让学生领悟“细胞分化是组织特异性基因表达的结果”。例如:通过分子杂交实验表明,在任何时间一种细胞的基因组只有一少部分基因在活动。在幼红细胞中,糖酵解酶系的编码基因、核糖体蛋白基因是否均能表达?血红蛋白基因、胰岛素基因是否都能表达?细胞的形态、结构与生理功能主要由哪种化学物质直接体现?幼红细胞最终分化成红细胞的主要原因是什么?针对疑问2,教师要向学生说明:到目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新个体,这是因为动物细胞的发育潜能随着分化程度的提高而逐渐变窄。但这种分化潜能的变化是对细胞整体而言的,对细胞核来说是否还保持着全能性呢?进而引导学生分析细胞核移植实验。
3.因果分析,把握特征。学生一旦理解了细胞分化的因果关系,就容易从中把握细胞分化的特征:①渐变性——细胞在发生形态差异之前的一定时间,细胞分化命运即已确定,基因活动模式已发生改变,从基因到蛋白质再到细胞形态、结构、功能特化是一个渐变过程。②不可逆性——分化细胞的表型保持相对稳定,以执行特
定的功能。然而,在某些条件下,分化细胞的基因活动模式可发生可逆的变化,又回到未分化状态。
生物个体的概念范文5
关键词 现代生物进化理论 探究教学模式 教学设计
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
1 教材分析
“现代生物进化理论的主要内容”是人教版实验教科书《必修2・遗传与进化》第七章第二节,是本章的核心内容,也是对以前学过的生物学知识的综合应用。本节包括3部分:第一部分是“种群基因频率的改变与生物进化”第一部分是“隔离与物种的形成”;第三部分是“共同进化与生物多样性的形成”。本节的教学是建立在学生已经掌握了达尔文的自然选择学说的基础上,进一步学习现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,而突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成过程中的三个基本环节。本节的教学重点是理解种群、种群基因库和基因频率等基本概念,学会基因频率的计算方法,理解突变和基因重组为进化提供原材料的原因;教学难点是使学生能够举例说明自然选择作用可以使种群基因频率发生定向改变。
本节的设计思路是基于情景探究教学模式,设置五大问题情境,以问题驱动学习,引导学生理解现代生物进化理论的重要概念和主要内容,培养学生自主探究、归纳推理等技能。
2 教学目标
2.1 知识与技能目标
(1)解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
(2)运用数学方法讨论种群基因频率的改变。
(3)说明现代生物进化理论的主要内容。
2.2 过程与方法目标
培养收集信息、分析信息的能力。
2.3 情感态度与价值观
以事实为依据得出结论的科学态度;从桦尺蠖黑化现象中认识到人类对生物进化的干扰,初步养成保护环境的意识。
3 教学过程
课前,教师准备“桦尺蠖黑化现象”的材料以及猎豹追捕斑马的视频,设置五大情境来展开现代生物进化理论的教学。
3.1 情境一
一种抗生素使用一段时间后,杀菌效果就会下降,原因是细菌产生了抗药性。用达尔文的自然选择学说解释细菌为什么产生抗药性?学生利用达尔文自然选择学说,从宏观角度解释细菌抗药性的产生。教师引导学生思考:这一解释有什么不完善之处吗?教师指出达尔文的自然选择学说不能从根本上解释进化原因,伴随着遗传学的发展,现代生物进化理论的提出完善并发展了自然选择学说。从而导入现代生物进化理论的学习。
3.2 情境二
如果在一群白色桦尺蠖群体中(基因型为aa)偶尔出现了一只黑色桦尺蠖(基因型为Aa),且黑色比白色更不容易被鸟捕食。那么,桦尺蠖的颜色将有怎样的变化?教师以此引出种群的概念。
思考题①:新出现的黑色桦尺蠖命运将会怎样?
学生回答:单个桦尺蠖个体可能存活下来,也可能被鸟吃掉。
思考题②:产生的新基因如何才能保留下来?
学生回答:黑色桦尺蠖只有在群体中不断繁殖产生后代,将新基因传递下去,才能使新基因保留下来,并使得桦尺蠖群体得以进化。
由此,学生可以意识到:研究生物的进化,仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的,还必须研究群体的基因组成的变化,并通过一组概念辨析:池塘中的全部鱼、池塘中的全部鲫鱼、东北虎和华南虎是否属于种群概念,由此引出种群的概念,并提出种群基因库的概念和基因频率的计算方法。通过概念的辨析,让学生归纳出现代生物进化理论的基本内容之一:种群是生物进化的基本单位。
3.3 情境三
以“群体桦尺蠖进化的实质是什么”启发学生认识种群基因频率的改变。教师引导学生通过数学方法讨论基因频率的变化。假设在桦尺蠖群体中存在着三种基因型的个体:AA的个体占了30%,Aa的个体占了60%,aa的个体占了10%。那么这个群体繁殖几代后,子代的基因频率会同亲代一样吗?
学生通过计算,发现子一代、二代及若干代以后,种群的基因频率是不变的。
思考题①:上述的计算结果是建立在什么条件之上呢?
学生回答:上述桦尺蠖种群非常大;所有的雌雄个体间都能自由并产生后代;没有迁入和迁出;不存在自然选择;不存在变异。
思考题②:对自然界的种群来说,这五个条件都成立吗?
学生回答:不可能。即使前4个条件可以满足,基因突变和染色体变异总会发生。通过讨论基因频率的变化可以认识到,自然界中种群的基因频率一定会发生变化,学生总结出现代生物进化理论的内容之二:种群进化的本质是基因频率的改变。
3.4 情境四
若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体),每个果蝇约有104对基因,假定每个基因的突变率都是10-5。那么每一代出现的基因突变数是多少?
学生运用数学方法,通过简单的计算知道种群中每代会产生不同方向的基因突变,且数量较大,这些新产生的基因通过繁殖得到积累,并构成这一种群的基因库,同时新基因通过自由组合产生更多基因型,为生物进化提供了材料。同时此教师强调:突变和重组都是随机的、不定向的,它们可以改变基因频率,但不能决定基因频率改变的方向,也就是不能决定生物进化的方向。
通过以上计算,学生归纳出现代生物进化理论的内容之三:突变和基因重组产生进化的原材料。
3.5 情境五
以“是什么主导着群体桦尺蠖的进化方向”出示桦尺蠖黑化材料,并创设情境示例:1870年,桦尺蠖种群的基因型频率如下:SS占10%,Ss占20%,ss占70%,S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下,假设树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存,使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。2-10年问,该种群每年的基因频率是多少?
学生通过材料分析以及计算,很自然得出是自然选择的结果,同时也意识到正是由于人类活动引起的工业污染改变了桦尺蠖的生活环境。
思考:当政府治理环境污染,使得工业区的环境得到改善后,请淡一谈桦尺蠖又会发生怎样的变化?
学生回答:由于政府这一改善环境的举措会再次影响自然选择,使桦尺蠖发生再次进化,黑色桦尺蠖数量减少,而浅色桦尺蠖数量增加。
由此,学生总结出现代生物进化理论的主要内容之四:自然选择决定生物进化的方向,并认识到人为干扰对自然界中生物进化的影响,初步养成保护环境的意识。
3.6 总结与应用
教师给出一段视频“草原七猎豹追捕斑马的镜头”,引导学生用现代生物进化理论的观点分析。学生讨论分析出:在生存斗争的过程中,无论是捕食者还是被捕食者,它们种群内部的有利基因的频率不断增大,不利基因的频率逐渐减小。在长期自然选择作用下,种群中适应环境的个体越来越多,更有利于种群的生存和繁衍。
生物个体的概念范文6
关键词:高考复习;单倍体;多倍体;基因工程
中图分类号:G633.91 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2012)09-0216-02
物种是指分布在一定的自然区域内,具有一定形态结构和生理功能,能够在自然状态下相互并且产生可育后代的一群生物,简称“种”。也就是说,不同物种之间一般是不能的,即使成功,也不能产生可育的后代。育种方法是遗传和变异知识在现实生活中应用的实例,也是生物课堂与当今科技知识相结合的例子,是高考中的热点。由于育种方法内容在教材中分散,将它们集中在一起作为一个专题来复习,能起到事半功倍的效果。各种育种方法的概念、原理、过程归纳如下:
1.杂交育种
1.1 概念:将两个或多个品种的优良性状通过集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
1.2 原理:基因重组,能将两亲本的优良性状集中在同一个个体,或者将两亲本控制同一性状的不同微效基因积累起来,产生在该性状上超过亲本的类型。正确选择亲本并合理组配是杂交育种成败的关键。
1.3 过程:用具有相对性状的纯合体作为亲本杂交获得子一代,子一代自交获得子二代,从子二代中选择符合要求的表现型个体。如果需要的表现型是隐性性状育种就此结束,如果需要的表现型是显性性状则用子二代中选出的个体进行连续自交,直至获得能稳定遗传的类型为止。
1.4 原则:根据育种目标要求,按下列原则进行:①亲本应有较多优点和较少缺点,亲本间优缺点力求达到互补;②亲本中至少有一个是适应当地条件的优良品种,在条件严酷的地区,双亲最好都是适应的品种;③亲本之一的目标性状应有足够的遗传强度,并无难以克服的不良性状;④生态类型、亲缘关系上存在一定差异,或在地理上相距较远。
1.5 优缺点
①优点:使双亲的基因重新组合,将优良性状集中在同一个个体,还能形成各种不同的类型,为选择提供丰富的材料。
②缺点:只能利用已有基因的重组,按需选择,并不能创造新的基因,育种年限长,且需年年制种。
1.6 举例:高产不抗病小麦与低产抗病小麦培育出高产抗病小麦。
2.诱变育种
2.1 概念:用人工方法诱发基因突变,从而产生新性状,创造新品种的育种方法。
2.2 原理:基因突变。用物理、化学方法诱发基因发生突变。
2.3 过程:利用物理因素(X射线、紫外线、激光等)、化学因素(硫酸二乙脂、 亚硝酸等)来处理生物,使生物发生基因突变,再筛选。
2.4 原则:所处理的生物材料必须是正在进行细胞分裂的细胞、组织、器官或生物,处理时期是细胞分裂的间期。经处理的生物材料经选择、培育才能获得需要的生物新品种。
2.5 优缺点:①优点:提高变异率,大幅度改良某些性状,加快育种进程;②缺点:有利变异个体少,需处理大量的实验材料(有很大盲目性)。
2.6 举例:①黑龙江省农科院用辐射方法处理培育成的“黑农五号”大豆品种;②高产量青霉菌的形成。
3.单倍体育种
3.1 概念:利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再人工诱导其染色体加倍,从而获得所需要的纯系植株的育种方法。
3.2 原理:染色体变异。诱导配子直接发育成植株,再用秋水仙素加倍成纯合体。
3.3 过程:先将花药离体培养形成单倍体幼苗,再用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗获得纯合子,然后从中选择优良植株。
3.4 优缺点:①优点是可以明显缩短育种年限,子代均为纯合子,加速育种进程;②缺点是技术复杂且需与杂交育种配合,成活率较低。
3.5 举例:抗病植株的育成
4.多倍体育种
4.1 概念:人工诱导染色体加倍,形成多倍体植株。
4.2 原理:染色体变异。秋水仙素能抑制处于分裂期细胞的纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
4.3 方法:用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子、幼苗。
4.4 优缺点: ①优点是操作简单,能较快获得器官大、营养高的品种;②缺点是所获品种发育延迟,结实率低,一般只适用于植物。
4.5 举例:三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦。
5.基因工程育种
5.1 概念:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状,从而获得高产、稳产、具有各种抗逆性的作物新品种。
5.2 原理:基因重组。
5.3 方法:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
5.4 优缺点:①优点是目的性强、育种周期短,克服远缘杂交不亲和障碍;②缺点是技术复杂、安全性问题多,可能引发生态危机。
5.5 举例:转基因抗虫棉
6.细胞工程育种
6.1 植物体细胞杂交
6.1.1 概念:用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。
6.1.2 原理:细胞的全能性
6.1.3 过程:先用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体,再将不同的原生质体放在一起,用离心、振动、电刺激、或聚乙二醇试剂使得原生质体融合从而得到杂种细胞,然后用植物组织培养的方法进行培育,得到杂种植株。
6.1.4 优缺点:①优点是克服远缘杂交不亲和障碍;②缺点是应用范围小,许多理论技术还不成熟。
6.1.5 举例:白菜——甘蓝、胡萝卜——羊角芹
6.2 动物体细胞克隆育种
6.2.1 概念:应用克隆技术,繁殖优良物种
6.2.2 原理:细胞的全能性
6.2.3 过程:将含有遗传物质的供体细胞的核移植到去除细胞核的卵母细胞中,利用微电流刺激等融合技术使两者融合为一体,经过一系列培养,然后再植入母体子宫中,使其最终发育成一个新个体。
6.2.4 优缺点:①优点是繁育优良动物、拯救濒危动物等,保护生态平衡;②缺点是成功率低
6.2.5 举例:“多莉羊”的培育
7.有关育种要注意的问题
7.1 育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种,以便更好地为人类服务。