生物学发展现状(精选8篇)
时间：2023-07-22
时间：2023-07-22
关键词：茄尼醇 烟草毛状根 进展与展望
中图分类号：S567、239 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0253-02
1 茄尼醇
茄尼醇（solanesol）是一种天然化合物，主要存在于茄科、桑科植物中，烟叶中含量最为显著，可达到0、3%～3%[1]。1956年，Rowland等[2]首次从烟薰烟叶中分离得到。茄尼醇化学名称为九聚异戊二烯醇，是一个四倍半烯萜醇，分子式C45H74O，分子量为631、07，茄尼醇粗品在常温下呈棕黑色糊状，加热后呈粘稠性的液状，有芳香味，纯品为白色粉状固体[3]。目前茄尼醇主要从烟叶中提取并进行纯化，纯度可达到95%以上。
茄尼醇本身具有较强的抗生物活性如抗氧化能力、消炎杀菌能力、抗辐射能力等，用于治疗坏血病、胃溃疡及十二指肠溃疡、坏死性牙周炎等，有凝血作用，可用于止血；还可治疗亚急性肝坏死、急慢性肝炎等[4]。茄尼醇由于其本身特殊的分子结构，可以用于合成多种医药中间体，在医药领域有着极其重要的作用，例如可以合成治疗肿瘤药物、抗艾滋病病毒药物、抗溃疡药物、泛醌类化合物如辅酶Q10和维生素K2等[5]，尤其是近些年发达国家对辅酶Q10的生产和广泛应用，使得茄尼醇的经济价值也迅猛攀升。茄尼醇是一种具有高科技含量和高附加值的应用型化合物，相信在今后相当长的一段时间内，都会是市场的热点。
2 毛状根
毛状根（hairy root）又称发根、发状根，是由Smih和Townsend于1907年发现并提出此概念，他们发现用发根农杆菌侵染植物外植体能诱导产生毛状根；Riker等于1930年再次阐述了该现象；1982年Chilton报道发根农杆菌侵染植物产生发状根的机理；到现在为止，已获得了300多种植物的毛状根体系。毛状根具有生长速度快、遗传性能稳定的特点，并且能够合成具有该植物特征的次生代谢产物，利用此特点，可以解决药用植物野生资源短缺、受自然环境因素影响大、栽培条件受限、人工栽培年限长、人力成本大、药用成分含量低及含量不稳定等问题，为人工利用生物技术生产合成有效药用成分提供了一条新途径。近些年，通过国内外专家、学者的不断研究探索，有一些毛状根已经进入大规模生产研究阶段，例如黄芪的毛状根培养[6]；紫草、人参、长春花等植物的毛状根已能进行工业化生产[7]。另一方面，通过对毛状根的诱导，可以产生再生植株，为分子育种、培养新的种子资源提供了可能。
到目前为止，利用发根农杆菌诱导产生毛状根，主要集中在双子叶植物中，现已诱导的毛状根多集中在茄科、菊科、十字花科、伞形科、五加科、豆科、蓼科等科，主要是草本植物。单子叶植物诱导产生毛状根的报道较少见，仅见周立刚等[8]从鸭趾草科植物露水草中诱导形成毛状根的报道。
研究发根农杆菌诱导产生毛状根的主要目的是利用毛状根产生次生代谢产物，便于进一步用于医药、化工、食品等领域的研究和生产。而次生代谢物的含量积累又与毛状根的生长量密不可分。目前研究发现，影响毛状根生长的因素主要有两方面，一是物理因素，主要包括温度、pH值、光照、通风量、培养容器及方法等。二是化学因素和生物技术，主要包括碳源、外源激素、前体物质、诱导子等[7]。
毛状根的扩大培养和规模化生产，目前主要利用生物反应器来进行，多种植物已可以利用生物反应器生产产品，但由于技术水平、工艺和成本等原因，仅少数植物产品，如人参皂苷、紫草宁、紫衫醇等，在美国、日本、德国等国家实现了商业化应用[7]。
3 烟草毛状根中茄尼醇研究进展
目前，关于烟草毛状根中茄尼醇的研究较少，国内较全面的有王英娟等[9]的相关报道。王英娟等研究发现，MS液体培养基培养出的烟草毛状根含量更高，但仍比废弃烟叶中的茄尼醇含量低43、2%。烟草毛状根中茄尼醇的研究主要围绕茄尼醇含量展开研究工作，研究内容主要包括以下几方面：
一是筛选更适合诱导烟草毛状根的农杆菌菌株和培养基。
二是筛选并培养更适合茄尼醇含量积累的烟草品种，作为外植体，以便进一步诱导产生毛状根。
三是研究适合烟草毛状根诱导和培养的方法；目前常用的方法有叶盘转化法、茎秆（或叶柄）涂抹法、原生质体共培养法等[3]。
四是研究更适合烟草毛状根次生代谢物茄尼醇积累的条件因子。影响次生代谢物积累的条件因子主要有化学条件因子、物理条件因子和生物技术条件因子[10]。化学条件因子包括激素的有无和激素的种类，培养基成分的影响等；物理条件因子包括光照的强度、时间，单色光的种类、温度与湿度等；生物技术常用的有反义技术、两步培养法、前体化合物饲养以及诱导子的添加等。其中，诱导子的种类、浓度、添加时间以及混合诱导子的应用等都可以影响次生代谢物的积累。
五是筛选茄尼醇含量积累更高的烟草毛状根根系，并进一步培养出人工种子和再生植株，进而培育出茄尼醇含量更高的烟草新品种。
烟草毛状根中茄尼醇的研究中存在的问题主要是茄尼醇含量偏低和茄尼醇含量的稳定性问题，由于毛状根诱导与培养过程中存在较为复杂的影响因子，致使不同的毛状根根系间茄尼醇含量的不稳定性增加。
4 烟草毛状根中茄尼醇研究展望
诸多条件因子的复杂影响导致了烟草毛状根中茄尼醇含量的最大积累较为困难，但是通过改变各种物理、化学条件因子，通过先进生物技术的不断应用和改进，提高烟草毛状根中茄尼醇的含量和稳定性是可以实现的；同时，通过设计和不断改进生物反应器，烟草毛状根的扩大化生产和工厂规模化生产也可期待，用以代替传统烟草种植为茄尼醇来源的途径。因此，研究提高烟草毛状根中次生代谢物茄尼醇含量和稳定性的方法和技术，对茄尼醇在医疗保健、医药化工、美容、食品等方面的应用具有及其重要的意义。
参考文献
[1] 陈爱国，申国明，梁晓芳，等、茄尼醇的研究进展与展望[J]、中国烟草科学，2007，28（6）：44-45、
[2] Rowland R L、、Flue-cured tobacco I、 Isolation of solanesol，an unsatuned alcohol[J]、J Am Chem Soc，1956，78（18）：4680-4683、
[3] Morton R A、 The chemistry and biochemistry of polyprenyl alcohols such as solanesol and dolichol[J]、Biochem J， 1972， 128（1）：11、
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[5] 王自社，刘文乾，等、茄尼醇的研究及应用进展[J]、安徽农业科学，2013，41（32）：12539-12540、
[6] 郑智仁，彭估松，刘涤、黄蔑毛状根的大量培养[J]、植物生理学通讯，1997，33（4）：133、
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[8] 周立刚、植物毛状根的培养及其化学进展[J]、天然产物研究与开发，1998（3）：91、
关键词：新课程标准；高中物理；实验教学；观察探究
物理课程始终是高中学生在高中知识学习过程中的重点和难点之一。随着人们教育理念的不断革新，对于教育工作开展过程中学生能力培养的重视程度也在不断提升。开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查分析，明确当下高中物理课堂所存在的不足之处，可以实现学生高中物理课堂学习效果的全面提升，为我国教育工作的良好开展奠定稳定的基础和提供强大的推动力。
一、基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查内容
开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查分析，首先应当明确基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查内容，主要可以将调查内容总结归纳为以下几点：
1、物理实验教学在新课程标准下开展的重要性研究
物理教学实践课堂的开展，是全面提升学生综合能力的关键性教学环节。
2、新课程标准下的科学探究以及物理实验性能研究
开展物理实验课堂教学，可以有效地在高中物理课堂上提升学生的实践能力和逻辑思维能力。
3、新课程标准中关于物理实验教学的实施建议思考探究
应当在物理教学过程中充分发挥学生所具有的积极主动性，实现学生自主学习能力的全面提升。
开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查，主要的调查内容包括：物理实验教学在新课程标准下开展的重要性研究，新课程标准下的科学探究以及物理实验性能研究，新课程标准中关于物理实验教学的实施建议思考探究。基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查内容的明_，可以有效地提升调查工作开展的方向性。
二、基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查方法探究
明确调查方法，也是顺利开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状调查分析的重要环节之一。进行基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查方法探究，主要可以将探究内容总结归纳如下：
1、对学生进行问卷调查
对学生进行问卷调查，可以有效地保证调查结果的真实有效性，并且更加明确地了解高中学生的学习所需。
2、对教师进行问卷调查
对教师进行问卷调查，可以有效提升所获得调查结果的规范性和具体性。
3、实际考察法
应用实际考察法进行调查，可以有效提升调查结果的全面性和地区针对性。
通过探究可知，开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查工作，主要可以将调查方式分为：对学生进行问卷调查，对教师进行问卷调查，实际考察法。调查方法的合理、有效应用，可以确保调查工作顺利开展以及调查结果的精确性。
三、基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查方向研究
根据我国高中课程的实际开展状况，主要可以将探究方向总结归纳为以下几点：
1、调查教师和学生对物理实验教学的认知程度
通过调查工作的开展，可以使教师和学生对物理教学课堂开展的重要性有更加明确的认知。
2、调查物理实验教学所具有的教学条件
实验教学场所的先进性以及设备的完善性，也是决定物理教学实验课堂开展水平的关键性因素。
3、调查高中生在物理实验课程中所具有的实践能力
物理教学实验课堂开展的核心目标就是锻炼学生的实践能力，因此高中生在物理实验课程上所具有的实践能力，也是调查工作开展的主要方向。
开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查方向探究，主要可以将调查方向总结归纳为：调查教师和学生对物理实验教学的认知程度，调查物理实验教学所具有的教学条件，调查物理实验课程的资源开况以及调查高中生在物理实验课程中所具有的实践能力。新课程标准下高中物理实验教学现状的明确性保障，是教师在开展高中物理实验教学时的关键性理念
之一。
总之，开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查分析，首先应当明确物理实验教学现状，进而选取调查方法和调查方向。开展基于新课程标准下高中物理实验教学现状的调查分析，可以更加有针对性地改善当下高中物理教学开展模式，进而获得更加理想的教学成果。
参考文献：
摘要：随着力学着手于生物体，尤其是人体相关运动研究的开展，生物力学成为交叉领域中重要的学科体系，运动生物力学是基于生物力学学科之上，结合体育科学体系产生的一门新兴学科，它的产生和发展，在我国此学科在理论、研究方法、测量分析等方面均取得了一定的发展。但考察分析运动生物力学和生物力学的现状，在喜悦于长足进步的同时，不得不承认，运动生物力学的基础理论并不完备，发展趋势仍有局限。
关键词：运动生物力学；发展现状；发展趋势
我国现代运动生物力学出现于上世纪五十年代末期,开始阶段只有少数几个体育学院开了运动生物力学讲座或选修课,国家体委科研所成立了运动生物力学研究组。由于众所周知的原因,运动生物力学在这一时期发展缓慢，到现在虽然有了质的飞跃，但是不能忽视这门学科本身还是有待完善的。本文就运动生物力学在我国的研究方法、研究领域和方向及发展趋势进行简单的阐述和分析，并对我国的运动生物力学作出一些展望。
一、我国运动生物力学的研究现状
1、研究方法
（1）常用的研究方法及仪器。在中国体育科学学会和原国家体委科教司的支持下,运动生物力学分会组织国内多名本学科的专家、教授讨论、撰写成的《运动生物力学测量方法》一书编入了当前运动生物力学研究中使用的主要方法和仪器。包括运动学方法中的平面定机、平面跟踪、立体定机摄影摄像测量方法;动力学方法中的三维测力台测试方法、等速测力仪测试方法;生物学方法中的人体形态学测量方法、人体重心测量方法、肌电测量方法等。另外还收入了一些国内使用尚不普及和少量国外新近使用的测量方法,包括运动学方法中的立体跟踪摄影摄像测量方法、红外光点摄像、激光测试仪、分段计时测量方法;动力学方法中的A、K、M 和B、K、M 测力仪测力方法、T、K、K 测力仪测力方法、赛艇多参数遥测分析系统测试方法、动态力的应变测试方法、人体运动能量测量方法。此外,还有多机同步测量方法、神经网络模型分析方法、数学模型与计算机仿真方法以及运动生物力学测试资料的统计处理与分析方法等［1］。
（2）新的研究方法及仪器。高精度的高速摄像测量系统的应用: 高清晰度、高速度(100～200 场/s以上) 的摄机和录像解析系统。图像自动识别仪器开始应用。高精度的红外光点遥测分析系统已用于研究实践。运动专项的测试仪器和运动器材的研制。磁感应测量仪器研制成功。数学力学模型和人体运动仿真在体育运动技术研究中的应用。运动技术分析的“专家系统”与神经网络模型已经应用于人体运动技术研究。肌电图测试分析向定量化迈进［2］。
2、目前我国的研究领域
（1）优化运动技术。针对某一特定运动项目（ 如田径、球类、速滑等）进行分析，改善运动技术的表现。如《对我国4名优秀短道女运动员弯道技术的生物力学分析》、《用力学原理分析直道滑跑技术》、《排球前后排扣球运动学分析》等［3］。这些研究以使运动员训练科学化，符合力学原理，符合人体规律，从而获得最佳的技能表现。
（2）改进人体基础运动如走、跑、跳、推、拉等，除此之外，还包括区别于竞技运动项目动作、动作系的研究。如《走步运动转变为跑步动作下肢和骨盘之运动学变化分析》、《步态生物力学研究进展》等［4］。大众体育和学校体育受到的重视远逊于竞技体育，实际上，这些研究是非常重要的，因为这些技术研究只有专业的运动员和教练员才会用得上，对于大多数人而言，充分体现“ 民本思想”，改善人体基础运动、改善健康的研究才是真正需要的。
（3）数学模式与模拟。这类数学模式模拟及电脑模拟的研究针对运动技术及人体运动进行分析，此类研究有别于一般仪器进行测量的方法，所以单分为一类［5］。
（4）运动器材设备开发设计。主要关于运动器材设计及力学特征分析，如网球拍、运动鞋、训练器材等。这方面的研究如《不同劲度网球拍对恢复系数的影响》、《不同质地泳衣对速度的影响分析》等。
（5）运动伤害的研究。主要对运动伤害机制及运动护具进行研究，避免运动损伤的发生。如《体能动力损伤机制理论研究分析》。这类研究主要是在研究的过程中部分借助于运动生物力学的研究方法、测试方法来分析造成伤害的动作规律，与人体结构结合总结得出预防运动伤害的方法［6］。
（6）人体测量学的研究由清华大学、白求恩医大和国家体科所合作，采用CT测试方法结合计算机图像处理分析系统，于1995年正式完成了中国成年人人体惯性参数的测定。
二、我国运动生物力学的发展趋势
通过对第六届全国体育科学大会和第十八届国际运动生物力学年会的对比分析，可以大致看出我国运动生物力学的发展趋势。
（1） 计算机是运动生物力学发展的核心。运动生物力学的理论研究将偏重于计算方法的准确和简炼、理论研究的系统性和完整性。借助电子计算机实现快速精确的测量和实时处理人体运动的各种力学参数，实现综合分析和联机分析，以及实现自动化控制是科技发展的必然趋势。
（2） 竞技体育方面的研究更加依赖高新技术。运动生物力学的研究将更加注重训练实践，研究成果要能为竞技体育服务，运动测试仪器的专项化以及高新技术和高新材料和仪器的创新和发展是这一发展方向的具体体现。
（3）运动损伤康复的研究将更加深入，而且与运动专项结合更加紧密，肌肉生物力学已成为热门课题，对预防运动损伤的研究也将是一个热门课题，但对于分子生物力学方面的研究成果还很少，今后，应广泛结合运动生物力学和生物学、运动生理学、运动医学等学科中的研究方法，共同解决人体运动中的有关问题。
（4）研究对象更加广泛，运动生物力学研究除继续对竞技体育进行研究外，还应向青少年、老年人、残疾人的体育运动、军事技术动作以及与人体有关的一些设备。
三、运动生物力学的展望
从以上运动生物力学学科体系现状的分析，不难看出运动生物力学的发展仍存在一定的问题。学科可以研究的内容很多，任务也不尽相同，但为适应生物力学的发展和体育科学的发展，现在运动生物力学的发展应有所侧重。运动生物力学还有许多有待于解决的问题，它的实用价值也只刚刚显露初红。
（1）提高动作技术不再局限于表层研究分析动作技术，更多应着手于研究并提出技术训练的具体方案（有关如何实现优化动作结构）；研制设计专用或通用的辅助训练动作、设施及器械。
（2）基础理论的建设将为运动生物力学发展巩固根基，开拓视野，扩展研究与应用领域。
（3）深入研究运动损伤机制，模拟分析运动损伤过程，设计合理的运动设备（器材、服装、鞋等）以防止运动损伤。
（4）计算机模拟、仿真技术是运动生物力学研究的重要手段。（云南师范大学体育学院；云南；昆明；650031）
参考文献：
［1］ 王向东、运动生物力学方法研究现状及发展趋势［J］、中国体育科技,2003,39（2）:15-23
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［4］ 郭静如、中国运动生物力学的进展［J］、天津体育学院学报,1996,(6):89-92、
1基于新课程改革的要求是量表开发的出发点
现在的新课程改革要求学生运用科学方法进行自主学习和探究物理知识，“授人以鱼不如授人以渔”，因此教师也需要把显性的科学方法教学渗透到平时的物理课堂中去，帮助学生构建合理的物理知识体系、方法教育，重在解决问题中，对科学方法进行操作训练，使学生有意识地掌握科学研究的方法和策略、学生在方法教育课堂中，知识的习得程度怎么样，方法的掌握程度如何，就需要设计适合方法教育的量表来评价、
2根据构建主义原理进行量表的开发
建构主义学习理论认为，知识是由个体通过与他人的交往主动建构的，而不是被动接受的、课堂教学最终目标是通过师生教学活动，实现学生的有效学习，进而提升学生的学习能力，促进学生全而发展，为学生可持续发展打下坚实的基础、教师不应是课堂教学的中心，学生应成为课堂教学的主体、评价课堂教学应把观察的焦点从教师转向学生、但决不是否定教师的引领作用，教师的引领是学生有效学习的基础、因此，方法教育的评价量表主要涉及两块，分别是学生的学习行为评价和教师的教学行为评价、这两个评价为一级指标，在一级指标下，又细分了许多二级指标，并对二级指标的完成情况打分构成了三级指标、
2、1学生学习行为的评价
在新课程的背景下，在课堂教学的学习系统结构中，学生是教学主体，只有让学生主体地位得到充分体现，才能让学生尽可能体会到方法教育的妙趣，感受物理理论的奥秘、所以，该评价量表特别设计了对学生的学习行为进行评价，而且加大了学生懂得、理解、会用科学方法学习物理知识的评价权重、
由学习理论，笔者将学生的学习行为评价分成四大类，分别是学生参与状态、学生交往状态、学生情感状态和学生发展状态、第一是学生参与状态，主要通过对学习的参与状态来评价学生是否积极主动地参与学习活动、学生参与状态又可以分成3点：（1）是否全员、全过程、积极主动地参与科学方法的学习活动；（2）是否积极主动地投入思考并踊跃发言，从讨论与发言中，是否自觉地进行科学方法运用的练习；（3）学生的倾听是否全神贯注，回答是否能在相关的物理概念中体现方法、第二是学生交往状态，主要观察学生的交往状态来评价师生交流互动是否有效、学生交往状态分为2点：（1）课堂上是否有丰富多样的信息活动，整个课堂气氛是否民主与活跃；（2）学生在学习过程中是否友好分工与合作，是否能分享运用科学方法的经验，遇到困难时学生能否主动与他人交流、合作、共同解决问题、第三是学生情感状态，主要观察学生的情感状态来评价是否体会到科学方法的妙用，形成方法和价值观、学生情感状态分为3点：（1）学生是否对物理科学方法的学习具有浓厚的学习兴趣；（2）学生是否能长时间保持这种兴趣，对相关方法的使用有强烈愿望；（3）学生是否学得轻松愉快，在将来的学习和生活中初步形成方法论、第四是学生发展状态，主要通过观察学生学习活动的有效性来评价学生是否学会、学生发展状态分为2点：（1）看学生是否掌握应学的知识和技能，是否全面完成了学习目标，学生的学习能力、实践能力和创新能力是否得到增强；
（2）看学生是否有运用学科方法处理问题后的满足、成功和喜悦等积极的心理体验，对后面的学习更有信心，充满学习的欲望，能为今后的发展打下基础、
学生学习行为的评价作为一级指标，权重有36分，然后在细分二级和三级指标的权重，通过观察学生的学习情况，再结合心理学理论设计了二、三级指标的具体得分、
2、2教师教学行为的评价
教师的教学行为是否符合物理课程的要求，是否体现方法教育将直接影响到学生求知欲，影响到学生学习能力的提升，影响到学生的可持续发展，所以，教师的教学行为将对学生学习行为构成重要影响、能否采用科学方法有效的构建物理知识体系，促进学生掌握知识和运用方法的行为，是对教师教学行为评价的基本原则、对方法教育课堂，笔者将从六个方面的教师教学行为进行评价、
第一方面，教学目标、（1）教学目标实现的全面性，主要通过观察学生在知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观等方面的行为表现来评价；（2）教学目标实现的全体性，主要通过观察不同层次学生的学习行为、教师教的全体来评价、
第二方面，教学内容、（1）教学内容的建构性，主要观察通过教材处理的教学内容是否有利于学生知识的建构，利于学生科学方法的掌握；（2）教学内容的适合性，主要观察教学内容是否适合不同层次的学生及有利于学生的全面发展、
第三方面，教学过程、（1）教师是否努力创设以问题为核心，知识为载体，科学方法为手段的学习情境，帮助学生在此情境中能运用恰当的方法处理问题；（2）教师是否引导学生对学习材料不断进行深入加工，并借此改善学生的学习策略，提升学生的学习的效率、
第四方面，学习方法指导、（1）物理学习方法、规律的应用指导；（2）归纳与演绎、控制变量法、类比法等科学方法的指导；（3）学习过程中如何选择科学方法的指导、
第五方面，课堂教学资源的开发与利用、（1）教学资源的开发，各种教学多媒体的有效运用；（2）课堂生成性教学资源的组织与利用，学生质疑求异的利用，重组课堂教学资源和课堂机智等、
第六方面，教学素养、（1）物理教学基本功，包括使用普通话，语言准确、规范、精练，有强烈感染力、板书合理、扼要、工整有美感，演示实验操作正确、熟练、有示范性各种教学媒体使用合理、正确；（2）物理学教学艺术，包括重点、难点的突出与突破方法好、高效；各种教学媒体使用合理、正确；教学方法灵活多样注重课堂信息反馈调节，教学机智性强、
教师教学行为的评价作是另一个一级指标，权重有64分，然后在细分二级和三级指标的权重，通过观察教师教学情况，结合心理学理论设计了二、三级指标的具体得分、
关键词：微观视域；图形；科学；艺术；视觉
1 从自然科学到微观图形
美，无处不在。随着当下科学技术的迅速发展与物质文明，现代图形设计对形式美的探究带着人类的眼睛进入了一个全新的视域。“跨界”是近些年在设计界经常被提及的一个词汇，它示意着艺术与科学的交融关系将变得尤为亲密。许多艺术家和设计师在研究自己专业领域的同时也开始设计其他学科来阐释自己对形式美的独特理解。
微观世界的图形样式对于形式语言的研究带来了意想不到的震撼。微观世界可以概括为“微观物体”和“微观现象”，通常人们将感官所不能直接感觉到的微小的物体叫做“微观物体”，人的肉眼可以分辨直径大于0、1mm以上的物体，小于该尺度的事物都属于微观物质。把与宏观概念相对应细微的活动表现叫“微观现象”。从原子的对撞，到DNA螺旋和X射线扫描，有许多方式可以揭露自然界基本组成之中最深层的模式，人们在不断解读各种科学新发现的同时还增长了对微观视觉的新认知。
显微镜的出现揭开了微观世界神秘的面纱。借助显微镜可以观察到姿态万千的微观自然形态，包括各种微观生物的物质结构和生命痕迹及其物质表皮色彩，组织肌理等。因此，微观影像便成为展示微观之美的最有说服力的证据，这些惊喜打破了人们对于自然物常规审美认知的状态。20世纪70年代尼康公司开始举办微观摄影比赛，从全世界募集在生命科学、材料科学等领域做出重要贡献的优秀摄影作品，旨在展现通过光学显微镜看到生命的美丽和复杂性。
2 微观视域中的物质与现象
细胞是最常见的微观物质形态，除病毒外的所有具有完整生命力的生物的最小单位，也经常被称为生命的积木。生物可分为单细胞生物（仅由单个细胞构成，包括大多数的细菌）和多细胞生物（包括植物和动物）。人体约包含60兆个细胞。植物细胞和动物细胞的大小在1μm到100μm之间，所以在显微镜下可见。通常情况显微镜下观察到的动植物细胞的图形会比较丰富多变，尤其是植物的细胞组成结构相对多元化，高等植物都有细胞膜，膜外有细胞壁，细胞壁中有各种细胞器如线粒体、叶绿体、质体和液泡等。动物细胞没有细胞壁，细胞质中常有中心体，而高等植物则没有。各种细胞总是保持自己的一定状态，由于细胞内在的结构和自身表面张力，以及外部的压力各不相同，因此，对于显微镜下观察的不同样本，不同的细胞结构就会表现出千奇百怪的细胞图形（图1、2）。细胞的图形样式多种多样，有球形、多边形，纺锤状和柱状等。
微观的细胞图形隐存着大自然中多元的视觉形式特征：形态、比例、对称、秩序、平衡、色彩、肌理等。通过显微镜的观察常常可以发现其微观物象不同于外表的形式表现。我们也许知道植物的根茎、花蕊、洋葱的表皮、微小动植物本身。但却并不知道如此形态各异的结构图形存在于物质世界的一些小角落里。
细菌和病毒在显微镜下也呈现出形态多样的图形结构。细菌（图3）是所有生物中数量最多的一类，属于原核生物。细菌的结构比较简单，是单细胞存在，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器。根据细菌的形状可以将其分为三类，即球形、杆形和螺旋形。球形细菌表现出的特征都是以圆形为基本单位进行组合，根据其排列方式可以分为单球形、双球形、四联球形、八叠球形等。杆菌细胞形态较复杂，有短杆状、棒杆状、梭状、月亮装、分枝状。螺旋菌可分为弧菌和螺菌。此外，人们还发现星状和方形细菌。病毒（图4）的尺寸只有细菌的千分之一。病毒是一些DNA或RNA分子，外面覆了一层蛋白质。微观视觉下的病毒形态有球状、杆状、砖形、冠状、丝状、链状。
自然界中的一些固态物质在微观的视角下也呈现出令人惊叹的形式美。有些矿物单体或化合物其肉眼不可见的部分经过多倍地放大展示在人们的面前，这些被观察到的晶体结构秩序完整，呈规则的几何多面体形态，给人以对于形式美的理性思考。在宏观与微观的自然物象之间，这种基于空间的审美差异将毫不犹豫地带来视觉感官的愉悦。
与此类似的微观现象还包括比如无线电波中的正弦波谱曲线（图5）；布朗运动中显微镜下捕捉到的花粉沿着曲折路径移动的轨迹；物理学家威尔逊发明的从云室和泡室观察到的粒子碰撞的轨迹，粒子射入泡室，猛冲穿越液态氢，产生连串的细小气泡形成粒子的移动轨迹；亚原子粒子在加速器中互撞，使粒子偏向不同的角度，从而进行路径的相对曲度，因此就可以寻觅基本粒子绚丽的弧线和轨迹（图6）。这些图形图像是科学家们对于自然科学内在规律的寻找与总结，作为“实验性艺术”的图形图像，它给现代设计却带来了新的视觉表现语言，是一种融合着科学与艺术的关系的抽象语言。
3 微观视域图形的特征
3、1 视觉简约性
微观视觉下的图形不像自然界的物质有着复杂的外部结构和肌理，不同的自然物种可以通过外部特征便可分辨出来。微观图形所表现出的只是单独的一个层次，从视觉形式语言来说，这些繁复多样的图形参杂交混着各种点、线、面之间关系的变化，而没有光影和体积，呈现了二维多样的世界。
3、2 意象关联性
微观视域图形一般给人以抽象的审美意识，它没有实际的客观形象，但图形本身却富有张力和生命律动，人们在对其产生视觉认知的同时还融入了主观情感的感悟。这些类似于生命活动和运动轨迹的图形，使人能够意象到自然状态事物本身的生命样式，并且这种意象感知是以视觉关联为前提的，它旨在反映这种关联内在的共性内涵。
3、3 神秘刺激性
人们总是对陌生的事物总是怀有好奇心。随着科学家对神秘的微观领域不断探索与发现，这种好奇心同时表现在对微观图形的想象，图形是自然现象规律对于科学原理视觉化的传播媒介，陌生的图形总会给人些许的兴奋和刺激感，基于科学原理的微观图形给世人呈现出一种新的视觉逻辑。
4 结语
艺术与科学的融合已经成为当代艺术设计发展的新方向。新科学技术的发展与推进为人类进一步发现微观世界奠定了物质基础，人们对未知的微观美视觉的追求也必然始终满怀热情，源自自然事物的微观视域将不断涌现更加丰富多彩的视觉图形。
参考文献：
[1]邬烈炎、来自自然的形式[M]、南京：江苏美术出版，2003：5460、
[2]皮尔斯・比卓尼（美）、美丽新视界―――我们前所未见的视觉极限[M]、湖南科学技术出版社，2012、
关键词：濒危物种，保护，生态破坏
一、濒危物种的概念
什么是濒危物种?从字义理解，是指接近危险状态的那些物种。科学上说，是指种群小，野外数量不增的生物类群，这里有两层含义，其一，种群小，是指组成该物种种群总量的个体数量少，或者数量有限。但如果要问种群数量要低于多少才能认为是数量少呢?我们认为，不同的生物种类应有不同的准则。近年来有人提出最小有效种群的概念，有助于对此的理解。其二是野外数量不增。对有的长期适应进化，处于自然平衡状态的种群，其数量可能是不增的，对于有的受环境胁迫和人类干扰而处于退化状态的种群，其数量也可能是不增的;野外数量不增，可能意味着数量平衡，也可能意味着下降，如果这样的种又是上面所指的小种群，那么，就可称之为濒危物种。但真正要确定濒危物种，还要靠相关领域的专家集体完成。目前，确定一个物种是否是濒危物种的依据主要有，一是由世界自然保护联盟(IUCN)编制的濒危物种红皮书(Red Data Book)及其相关的红色名录。二是根据濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)制定的濒危物种名录;三是《国家重点保护野生动植物名录》，该名录是国内有关专家，参考IUCN红皮书的内容，制定国内的红皮书，而后，以此为基础，根据我国有吴生物保护的法律而制定。在上述几种不同的名录中，对濒危物种又各自分为不同的等级。例如，我国出版的动物红皮书使用了灭绝、濒危、易危等级别(解众，汪松，1995;解众，陈焰，1997)，不同濒危等级的制定可用于不同的场合。随着环境的不断变化，物种的濒危状况处在经常的变化状况，上述濒危物种名录需要不定期更新，这要有相应的专家组织来完成，表1是我国红皮书中选定的濒危动植物种类。通过与我国现存各类生物物种相比较(钱迎倩，1994)，大致反映出不同类群生物的濒危状况。
二、濒危物种的保护
物种的保护，一般有三种主要类型，即自养保护、圈养保护和基因保护。
自养保护，即保护区保护，是指自然生态系统状态下保持物种的自然生长状态，使之不受环境及人为活动的干扰。建国以来，我国的保护区事业有很大的发展。目前我国自然保护区的类型主要有四大类，生态系统自然保护区、野生动物保护区、珍贵植物及各种植被自然保护区和自然历史遗迹保护区。从1956年开始建立我国第一处自然保护区，截至1992年9月，中国已建立保护区708处，总面积5609万公顷，占国土面积的5、84%(李渤生，1994);截至1996年底，中国已建立保护区7;处，总面积7185万公顷，占国土面积的7、19%(政府白皮书，1996)。《生物多样性公约》、《中华人民共和国自然保护区条例》和《中华人民共和国野生动物保护法》等的颁布为物种保护提供了法律依据。
圈养保护，即公园保护，指利用动物园、植物园以及相关的国家公园将动植物限制在特定范围内进行保护。以动物园的发展为例，1985年中国动物园协会成立以来，我国动物园发展很快，目前全国动物园和公园动物展区有170多处，其中具有一定规模的动物园有28个(李渤生，1994)。动物园的建设和发展为濒危动物设立了避难所，对动物的饲养、繁育、实验动物的研究、动物保护和动物学知识的宣传起到了重要作用。，生态破坏。
基因保护，即基因库保护，指利用分子生物学和遗传学技术将生物的遗传基因保存下来的方法。例如，中国农科院系统的作物种质资源库和在青海省建立的国家作物种子资源库等等。
三、濒危物种的研究
九五以来，国家自然科学基金委员会的系列调研报告陆续出版，如《植物科学》、《动物科学》、《生态学》发展战略等，发展战略对生命科学的项目申请起宏观调控作用。生命科学部在九五期间支持的重点项目中，包括原生动物进化和多样性;、川、滇、藏交界地区陆栖脊椎动物系统演化的研究;、重要植物类群区系演化的研究;、重要生物类群的分子系统与基因进化规律的研究;、中国珍稀濒危鸟类的生态适应机制及保护对策;等等。上述项目与我国涉危动植物的保护有着密切的联系。，生态破坏。这些项目的实施将在多大程度上推动我国保护生物学的研究，有赖于项目组主持人及相关单位科研处的共同努力，同时也关系到下个世纪初我国生物保护事业的发展。九五期间，重大项目中国关键地区生物多样性保育的研究;也已开始批准实施，本项目将对生物多样性、物种濒危机制与保护开展研究，其研究结果对我国濒危物种的保护、生态系统的持续维护提供理论支持。三志;在九五期间被基金委特批为重大项目继续给予支持。
四、分析与讨论
一般来说，濒危物种是一个相对的概念。物种不是从它产生那一天起就进入濒危的，而是有它自身的发展过程。另外，有的濒危物种也不一定总是处在濒危状态，也可能从濒危状态转向正常。因此，确定一个物种是否为濒危物种，除了上文提出的野外种群小，且数量不增两个必要条件外，还要对物种产生濒危的外在原因和内部条件进行全面分析，这样，才能给出客观准确的判断。我们清楚，虽说IUCN确定了红皮书和红色名录，我国也制定了重点保护动植物名录。这些名录也是需要不断修订的。，生态破坏。不仅应该关注名录内的物种，那在名录边缘的物种，也是需要认真对待的。，生态破坏。
在已经确定的濒危物种名录里面，那些物种是否得到有效保护，还有什么科学问题值得探索，是当前的紧迫问题。，生态破坏。我国保护区建设虽说已有很大发展，但不可能把所有的濒危物种都划入保护区内。，生态破坏。而且，保护区建设，保护区管理的研究是我国的薄弱环节。已经划入保护区的物种，其保护状况如何，有无值得深入研究的理论问题，跟其他发达国家的保护区理论研究有多少差距，是需要关注的。对没有划入保护区的圈养生物，既要开展其生物学、保育繁殖的研究，有条件的，还可能移栽或放归野外。对有的物种，可以使用野外保护和圈养保护相结合的办法。东北虎、朱鹤的研究可称为两个特例。
本文重点分析了濒危物种的确定准则，濒危物种保护的三种主要类型，即自养保护、圈养保护和基因保护。对自养保护的物种、保护区理论的研究、保护名录的编制、物种濒危状况和机制的研究是主要的研究领域。圈养保护的物种，有条件的可以开展保育和繁殖的研究、实验动物的研究、以及各种实验生理学和实验生态学的研究。对基因保护的物种，要开展保护方法、保护种类和保护机制的研究，要健全完善的法规，并争取跟国际接轨。中国的环境状况要靠自己的能力来改善，中国应当有能力改善环境状况，也同样有能力保护濒危物种。使物种保护和研究工作早日赶上国际水平。
参考文献：
[1]王加连,刘忠权、江苏盐城部级珍禽自然保护区生物多样性保护现状与对策[J]安徽师范大学学报(自然科学版),2006,(05)、
[2]安慧,崔萍,覃勇荣、关于木论部级自然保护区环境教育模式的思考[J]现代农业科技,2010,(15)、
关键词：物理教学 创新能力 创新精神
一、问题的提出
1、时代背景。
创新是人类诞生以来最古老而又最现实的问题，是人类教育的重要组成部分，它随着人类社会和整个教育的发展而发展，可谓历史悠久。当今世界的多元化、一体化和信息化的特征源于人力资源中最宝贵的部分――创新正在生活的每一角落里全面铺开。创新能力的开发已经直接关系到一个国家的发展和实力，因此各国对创新能力的开发越来越关注。如美国总统提醒人们：“我们正跨入一个新的时代――亟须一种新的创造精神的时代。”日本人也提出：“独创是国家兴亡的关键”，开发国民的创造力是“走向21世纪的道路”。由此可见，开发创新能力是未来社会和知识经济发展对人们提出的要求，也是当今世界教育改革的潮流。
2、物理教学现状。
物理学科，既有工具性，又有表达性，而且与现实生活密切相关，易于激发学生学习物理的兴趣和培养学生的创新性思维能力。然而初中物理教学的现状不尽如人意，不少教师教学观念陈旧，认为物理教学内容深度浅、范围广，定性的多，定量的少，静态为主，动态讨论为辅，无须培养学生的创新性思维能力；不少教师教学方法单纯，教学中照本宣科，方法含量少，教师讲、学生听，教学过程主要表现为“接受――理解――巩固――解题”，热衷于重复机械操练为主的题海战术，以致学生发现不了问题，更不会提出问题，很大程度上扼杀了学生的创新精神，培养学生的创新性思维能力更是无从谈起。物理教学的现状与时代所需求的创造型人才的差距是明显的。教育是为未来培养新型人才的，作为初中物理学科教学必须改革，特别要想方设法培养学生的创新性思维能力，这是时代的需要，更是新世纪中国教育发展的需要。
二、培养创造性思维能力的四大策略
1、创设宽松环境、激发学生好奇心的策略。
初中学生正处于青少年成长时期，学习情绪容易波动，学习的持久性差，注意力很难长时间地集中，如果课堂上的问题情境能引发他们的好奇心，引起他们的注意力，就能为创造教育的实施奠定基础。物理是一门以实验为基础的学科，在初中物理教学中，可以用实验来引起学生的兴趣，实验的设计要依据教学内容，直观、醒目、新颖。如在电功的教学中，我用大吊车玩具模拟电流做功，马上就引起了学生新奇的感觉。再如，讲电阻串联时，我就让学生自己设计求电阻串联后的总电阻，让学生自由地画到黑板上――只要你有与黑板上不同的连接方法，就可以画到黑板上。结果学生无拘无束，共画出了七、八种连接，最后我再作评讲，并一一演示给学生看。这样，学生学习情绪很高。
2、训练发散思维和辐合思维相结合的策略。
如学到重力时，向学生提问：物体不受重力作用时，下列现象不存在的是：A、人跳起后，不会落到地上；B、水从碗中倒不出来；C、人可以倒着行走；D、中学生将200千克的石头举不起来。这样一提问，好比一石激起千层浪，激活了学生的思维，引起了学生学习物理的兴趣。
3、训练直觉思维和逻辑思维相结合的策略。
伟大的物理学家牛顿说过：“没有大胆的猜测，就不能作出伟大的发现。”但在创造性活动中，仅依靠直觉猜测是不够的，还必须经过逻辑思维的论证和检验，而直觉猜测是创造性活动的起点。如在学习声学时，我让学生思考这样一个问题：假若声速变为0、1米/秒，将会发生哪些现象？A、听讲时，老师的嘴型与声音不同步；B、马路上，汽车鸣笛后不能马上听到，导致车祸发生； C、朋友聊天，距离很近但因听到的时间较长，不便交流。通过分析，让学生知道，声音的传播需要时间，因为它的速度较快，所以我们没有感到它传播的时间，从而来训练学生的直觉思维和逻辑思维。
4、发展学生联想力和想象力的策略。
因为创造性想象不是想入非非，它必须沿着一定方向、目的而展开，必须接受抽象思维的指导和调节，创造性思维的新颖性就有创造性想象的成分。如在学习牛顿第一定律后，我让学生做了这样一道题：在光滑的水平面上运动的物体，当突然消失一切外力作用的时候，物体将：A、马上停下来；B、将永远做匀速直线运动；C、运动一段路程后慢慢停下来；D、运动状态不能确定。我们常见的物体是外力作用时的状态，在物体不受外力时，可依靠创造性想象，思考物体存在的状态。
参考文献
[1]《物理创新思维能力的培养》、首都师大出版社。
[2]《教育心理学》、西南师大。
[3]张德锈 编著 《创造性思维的发展与教学》、湖南师范大学出版社。
[4]林崇德 《中学生能力发展与培养》。
[5]国内外创新科学理论。
[6]创新教育论纲、《教育研究》。
关键词： 基因 形状 思维导图 教学设计
1、教材分析
1、1教材内容分析
本节课选自人民教育出版社出版的全日制普通高中课程标准实验教科书《生物（必修2）遗传与进化》第四章第二节。本节内容是在前两章逐步阐明基因在哪里、基因是什么的基础上，进一步研究基因是如何起作用即基因的表达问题。本节内容承接基因指导蛋白质，层层推进，从微观到宏观，解释生物体多样性的内在原因。
1、2教学目标
（1）知识：掌握基因对性状控制的方式。
（2）能力：通过对图片的观察、资料的分析和遗传现象的归纳，提高小组合作能力和提取信息归纳信息的能力。
（3）情感态度与价值观：认识科学探究式不断深入的过程，培养学生坚持不懈的科学精神，树立正确的科学发展观。
2、教学过程
2、1新课导入
创设情境，激发学生的兴趣。教师利用多媒体设备播放一张很可爱的双胞胎照片吸引学生的眼球，引导学生观察照片，找出她们的相似地方，巩固前面性状和相对性状的知识点。然后通过连续的三个问题，设置悬念，激发学生往下学习的兴趣开始新课教学。
2、2新课教学
教师：基因控制蛋白质的合成与基因控制生物的性状有何关系？与生物遗传有什么关系？
实际上我们早已能够回答，请大家回忆必修一的相关知识，小组讨论蛋白质如何承担生命活动？两分钟后请同学起来回答。
板书：一、基因、蛋白质、性状的关系
学生：甲回答问题。
转承：PPT展示蛋白质功能图，并对学生的回答进行点评和补充。不同的蛋白质会使生物体呈现出不同的生理特性，所以蛋白质决定生物的性状；通过上节课的学习知道基因指导蛋白质的合成。故总结出蛋白质决定生物的性状，基因指导蛋白质的合成。
板书：蛋白质决定生物的性状，基因指导蛋白质的合成
转承：教师提示蛋白质决定生物的性状，基因指导蛋白质的合成是基因、蛋白质、性状两两之间的关系，引导学生思考三者之间的关系。然后播放正常红细胞和异常红细胞对比照片，引导学生观察找出差异，培养学生的观察能力。
教师：左边的是正常的红细胞，而右边的像镰刀的是异常的红细胞，通常把这种异常红细胞症状叫做镰刀形细胞贫血症。这种红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，在临床上还会出现周期性疼痛等，请大家思考这种疾病是如何产生的。
多媒体层层展示思维导图（图1）。
转承：教师利用思维导图讲解镰刀形细胞贫血病形成的原因，并结合课外准备的资料，指出预防的方式：避免携带者之间进行联姻和加强产前诊断。
教师：我们从这个例子可以发现生物性状的改变本质原因是什么？而蛋白质的结构由谁决定？
学生：生物性状的改变是因为血红蛋白的结构发生变化，而蛋白质的结构由基因决定。
板书：基因通过控制蛋白质的结构而控制性状
教师：大家接着来看一个例子。
多媒体展示思维导图（图2）。
转承：教师根据思维导图讲解囊性纤维病成病原因，并讲解患者表现出来的症状。
教师：同学们这两个例子有共同点吗？共同点在哪里？
学生回答问题。
强调：这些例子表现出的都是基因发生异常从而使蛋白质的结构发生异常。
转承：提问“基因控制生物的性状只能通过控制蛋白质的结构完成吗？”引起学生的思考，展示白化病患者的图片，使学生在视觉上得到冲击，对白化病有直观的了解。
教师：白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏而引起的疾病。这类病人通常是全身皮肤、毛发等缺乏黑色素，表现出怕光等行为。今天我们从源头解释白化病成病的原因。
多媒体展示思维导图（图3）。
转承：教师利用思维导图详细分析白化病形成的原因，并引导学生观察现象并总结得出结论。
教师：小组分析一下这个例子探讨基因与形状之间有什么关系，可以从中得出什么结论？讨论后请小组代表发言。
学生：讨论并记录小组的结论，代表发言。
转承：对学生的回答进行点评和纠正。
板书：基因通过控制酶的合成来控制代谢，控制生物性状
教师：我们从基因的角度来分析圆粒和皱粒豌豆形成的原因。
多媒体展示思维导图（图4）。
教师：这个例子我们又能得出怎样的结论？
学生：基因通过控制酶的合成来控制代谢，控制生物性状。
教师：通过上面的例子我们可以总结出基因、蛋白质、基因的关系有直接控制和间接控制两种。
板书：在两种方式后面加上直接控制和间接控制
强调：基因对性状的控制有两种方式，相比通过控制酶的合作控制性状，通过控制蛋白质结构成来控制性状要直接一些。
转承：再次展示上课前双胞胎的照片，引导学生观察并找出不同点并由教师讲解。
教师：从图片上，看双胞胎姐姐看起来明显要比妹妹黑上许多，这对双胞胎姐妹唯一的区别在于妹妹跟着妈妈在温软湿润的南方生活，而姐姐跟着爸爸生活在西北高原。为什么她们拥有相同的基因，但在某些性状上却有完全不同的表现，这就是我们下节课需要学习内容―性状与环境的关系，请同学们下课以后认真预习下一节课内容。
3、板书设计
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