生物学信息（精选12篇）
生物学信息 篇1
教育家乌申斯基说过:“没有任何兴趣, 而被迫进行的学习, 会扼杀学生掌握知识的意愿。”兴趣是最好的老师。要让学生主动地学习, 首先要唤起他们对学习内容的兴趣。随着信息化时代的到来, 多媒体教学以其特有的科学性和形象性, 展示出独特的内在魅力, 促进了教学形式的多样化, 极大地丰富了课堂教学活动, 激发了学生的学习兴趣。
一、运用课件直观展现教学内容
生物学教学的特点之一是要使学生尽可能多地从不同渠道, 以不同形式接触和学习生物学知识。初中生物学教材有许多内容现实生活中无法展现, 因此教学中, 教师应尽可能地把学生置身于真实的环境中, 让学生自然地接受生物学的熏陶, 了解生物学和生活的密切联系, 将生活和知识学习有机结合。为此, 教师的教学设计应力求直观性。例如, 在“生物的进化历程”教学过程中, 我没有按教材的编排顺序来讲解, 而是在网上下载了几段有关生物进化的短片制成课件让学生观看, 短片再现了生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化过程。学生通过观看影片, 很轻松地理解了生物进化的历程, 并深深地印在脑海中。实践证明, 直观、生动的生物学课件可以将大量的生物学知识与情景信息传输给学生, 既增强了教学效果, 又激发了学生学习生物学的兴趣。
二、运用影像资料创设教学情境
利用现代信息技术创设教学情境, 既能使学生形象直观地学习知识, 又能培养学生理解问题、解决问题的能力。同时, 教师在创设教学情境时, 一定要考虑学校的实际和当地的情况, 以及学生现有的知识水平、生活经验, 不要为情境而创设情境。另外, 情境创设一定要紧扣教学内容, 运用现代信息技术为学生提供学习的感知材料, 引导学生对问题进行分析、综合、概括, 使其思维向纵深发展, 给课堂注入新的活力, 从而激发学生的学习兴趣。例如, 我在教学“生态系统”一课时, 运用影像资料向学生呈现森林的自然美景:高大的树木, 美丽的花草, 各种小动物, 微风吹过树叶沙沙作响, 溪水淙淙……学生沉浸在大自然的美景中, 这时屏幕上出现如下几个问题让他们分组讨论:如果没有阳光, 森林会怎样?如果没有水会怎样?如果没有森林会怎样?如果没有动物会怎样……学生纷纷踊跃发言, 各抒己见。经过讨论后, 学生充分地认识到在森林中无论是非生物因素的变化, 还是某种生物的数量发生变化, 都会有许多生物受到影响。由此可知, 生物与环境是一个整体, 从而引入本课学习的课题———什么是生态系统。这样, 学生通过观看影像资料和进行讨论, 对有关生态系统抽象的知识就轻松地理解了。
三、利用互联网收集资料自主学习
新课程标准倡导探究性学习, 力图改变学生的学习方式, 引导学生主动参与, 乐于探究, 勤于动手, 培养学生收集和处理信息的能力及获取新知识的能力。因此, 教师不仅要传授学生知识, 还要教会学生自主学习。例如, 在教学“地球上生命的起源”一课时, 课前我布置预习作业, 让学生自己去网上查阅有关地球生命起源的假说, 并做好笔记。上课时, 我发现每个学生都做了充分的准备。我先让学生分组交流、讨论, 说一说自己认为哪种假说最合理, 并说出理由。然后每组选一名代表在班上汇报, 最后进行总结。这一课我完全放手让学生自主去学习, 教学中学生由被动接受知识转变为主动学习, 学得很轻松, 收到了良好的教学效果。
四、操作生物学实验模拟软件, 体验实验的乐趣
生物学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习生物学的兴趣, 帮助学生形成生物学概念, 获得生物学知识和实验技能, 有助于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。在生物学实验教学中, 有很多实验受条件的限制无法操作实践, 学生只有抽象地记忆实验的过程和结果。这样使学生对学习生物学产生畏难情绪, 严重影响了学生学习生物学的兴趣。现在有了生物学实验模拟软件, 很多没法动手操作的实验, 上课时学生都可以在电脑上操作了。比如, “绿叶在光下制造有机物”的实验, 对于农村的初级中学来说, 是没有条件做学生实验的。学生可以通过生物学实验模拟软件来做这个实验, 先选择实验仪器, 按照实验过程进行操作, 观察实验现象, 最后得出实验结论。这样可使学生轻松自然地掌握了这个实验的有关知识, 明白光是绿色植物制造有机物必不可少的条件。学生通过操作生物学模拟实验软件, 体会到实验的乐趣, 既加深了对知识的理解和掌握, 也充分调动了学生学习生物学知识的积极性。
如何合理利用现代信息技术, 激发学生学习生物学的兴趣, 是摆在我们初中生物学教师面前的难题。我相信, 只要我们不断地学习, 运用新的教学理念和新的教学手段, 学生一定会乐学、爱学生物学。
生物学信息 篇2
找出自己想要的基因片段
找出FASTA格式的基因序列，复制下来，保存在文本文档中
水稻瘤矮病
发生与危害 水稻瘤矮病于1976年在广东湛江地区发现，局部县市危害严重，近年在两广陆续有此病危害的报告，且有逐年加重的趋势，我国广东茂名地区曾大面积发生危害，近年在福建福州以南的一些县零星发生。
症状识别 水稻瘤矮病是由电光叶蝉、黑尾叶蝉和二点黑尾叶蝉传播的一种病毒病。病苗明显矮缩，叶色深绿，叶背和叶鞘长有淡黄绿色近球形小瘤状突起，有时沿叶脉连成长 条，叶尖卷转，个别新叶的一边叶缘灰白坏死，形成2-3个缺刻。病株根细弱，抽穗迟、细小、空粒多。
水稻瘤矮病感病植株
病原及发病条件 为水稻瘤矮病毒 [Rice gall dwarf Virus(RGDV)]。病毒粒体球状，直径65nm，由单一粒体组分和十二个片段的双链RNA组成。此病可由电光叶蝉、二条黑尾叶蝉；二点黑尾叶蝉、黑尾叶蝉和 马来亚黑尾叶蝉以持久性方式传播，也能通过二条黑尾叶蝉的卵传给下一代。国内以电光叶蝉和二点黑尾叶蝉为有效介体。二点黑尾叶蝉亦可经卵传播。
防治方法：
1)治虫防病，力争将传毒媒介昆虫电光叶蝉、二条黑尾叶蝉；二点黑尾叶蝉、黑尾叶蝉和马来亚黑尾叶蝉消灭在传毒前。杀虫药剂可用25%喹硫磷或40%乐果1000-1500倍稀释液，或菊酯类农药5000倍稀释液喷雾。
2)及早毁除病株，或踩入泥土，或集中烧毁，以防止蔓延。
3)如插后不久发病，还可立即补苗。
4)稻株大胎期用“九二0”纯品50000倍稀释液喷雾，使病株提早抽穗，可减轻为害。
5)每亩用10%叶蝉散可湿性粉剂200克；或每亩用25%速灭威可湿性粉剂150克；每亩用50%杀螟松乳油 + 40%稻温净乳油各50毫升均加水50千克喷雾
搜索对应的蛋白质序列
Proparam软件分析蛋白质理化性质
从分析结果可知：RGDV p8 各个氨基酸所占的比重，如上图。分子质量为47422da，氨基酸数目为426，正负电荷残基总数30/30，分子式为C2126H3316O623S15，在M-1 cm-1单位在280海里的水里测量的消光系数为48610和48360，脂肪指数为92.68，组氨酸His(H)最少为
0.5%，丝氨酸含量最多Ser(S)9.9%。
疏水性分析：
氨基酸的疏水性=各种氨基酸的疏水性—甘氨酸的疏水性 疏水性氨基酸在蛋白质的内部，由于其疏水性的像相互作用，在保持蛋白质三级结构的形成和稳定中起着重要的作用。
疏水性分析结果
由图可知在P8蛋白C端位置有一个典型的疏水区域。
Bioedit 分析结果
跨膜区域分析
膜蛋白是一类结构独特的蛋白质，执行着重要的细胞生物学功能。蛋白质序列含有跨膜区，提示他可能作为膜受体起作用，也可能定位在膜上的锚定蛋白或离子通道蛋白。对膜蛋白的跨膜螺旋进行预测是生物信息学的重要应用。
对RGDV P8蛋白使用TMHMM的跨膜区域分析结果1
信号肽预测
从分析结果可以看出，剪切位点分值24，信号肽分值为3，综合剪切位点的分值4 Coil 区分析
卷曲螺旋主要是控制蛋白质寡聚化的元件，含有卷曲结构的蛋白质主要是一些转录因子
通过分析发现，在P8蛋白在三种不同的窗口下尽然没有非常高的置信值，说明没有卷曲重复序列和七肽重复区。
亚细胞定位
1、通过分析可知最终预测的叶绿体转运肽，线粒体导肽，信号肽的其他类型的分值分别为0.178、0.066，0.148,0.660。信号的定位可能是他们中的最高值。
2、“Loc”表示上面分值所预测的可能定位，C表示定位于叶绿体，可能是cTP;M表示定位于线粒体，可能是mTP；S表示分泌通路，即分泌到细胞周质，可能是SP；_表示除前面三处外的其他位置。
3、“RC”是可靠性级别，分为五级。表示输出结果最高值与次高值之间的差异大小,具体五级如下：1.Diff>0.800;2.0.800>diff>0.600;3.0.600>diff>0.400;4.0.400>diff>0.200;0.200>diff.4.TPlen的预测剪切位点的序列长度。
有结果可知目的蛋白P8的分泌途径为_型，定位在其他细胞器，预测剪切位点序列为0个氨基酸。
结构域的分析及motif的搜索
常见的结构域的5种类型：全平行结构域、反平型结构域、α＋β结构域、α／β结构域及其他结构域类型。
结构域是蛋白质的功能结构和进化单元，结构功能域分析对于蛋白质的结构的分类和预测由重要的作用。
结果解读：
综合上诉结果可知，RGDV p8蛋白的第1~426位之间是个高度保守的结构功能域——Phytoerto_P8，即Phytoerto_P8家族成员共有的典型结构域，该结构功能域由多个植物呼肠孤病毒属外层衣壳蛋白P8序列组成，具有结构分子活性。
Motif 搜索
蛋白质二级结构预测
预测结果如下：
CCHHHHHHHHHHHHHHHHHEEECCCCCEEEEEHCCHHHHHHHHHHHEEHCCCECCCCCCCHHHHHHHHHHHHCCHHHHHHHECCCCCCCCCCCCCCCCCHHHHEECCCCCCCCHHHHHHHHCCCCCCCCCHHHHHHHHHHHHHCCCCCCCCCCCCHHHHHHCCCCCCCHHHHHHCCCCCHHHHCCCEEEECCCEEEEEECCCCCCCCCCEEEECCCCHHEEEECCEEEEEECCCCCEEEEEEEEEEECCCCCEEEEEECCCCCCCCCCCCCEEEEECCCCEEEEEEEECCCCEEEEEECCEEEEECCCCCEEEEEEEEECCCECCCCCHHHHHHHHHHHHHHCCHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHCCCCCCCCEEEECCHHHHHHHHHHHHHHCCCCCCHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHCCEECCC
其中C表示coil无规则卷曲，H表示heilx（α-螺旋），E表示extended（β—折叠）
蛋白质三级结构预测 同源建模
三级结构预结果
生物学信息 篇3
【关键词】信息技术 高中生物 课堂教学
生物学是一门重要的基础学科，如何提高高中生物教学质量一直是从事中学生物学教学的教师们所关注的问题，而教学手段和方法的改革是提高教学质量的一个有效途径。信息技术在当今中学课堂教学中的应用越来越广泛，对课堂教学效果的影响越来越突出，充分体现了其优越性。它集文字、声音、图形、图像、视频、动画等多种传播媒介集于一体，并可以有机地把它们组合到一起向学生传递信息，它的应用可以更新教学手段，转变教学观念，提高课堂教学的质量和效果。以下是我利用信息技术优化高中生物课堂教学几点认识：
一、利用信息技术，可以突出教学重点，突破教学难点。
传统的教学往往在教学重点、难点上花费大量的时间和精力，即使如此，由于认知手段的单一性，学生仍然感触不深，易产生疲劳感甚至厌烦情绪。但利用多媒体可以做到突出重点，突破难点。因为它形象具体，动静结合，声色兼备。比如讲“血液循环”时，心脏结构和血液循环的过程是重点和难点，心脏的结构比较复杂，涉及到的血管很多，学习起来容易混乱，特别是瓣膜的结构和功能比较抽象，不易理解。用多媒体课件演示各个腔连接的血管，各腔的壁的厚薄及瓣膜就一目了然，容易理解。对于循环过程及血液成分的变化，用红色表示动脉血、蓝色表示静脉血，分别将体循环和肺循环的flash动画课件演示，再将整个循环演示循序渐进，依次显示，学生思路就比较清晰了。通过反复操作，印象加深，最后再通过多媒体课件让学生巩固练习，取得了较好的课堂教学效果。所以只要恰当地加以运用多媒体，调动学生各种感官协同作用，解决教师难以讲清，学生难以听懂的内容，从而有效地实现精讲，突出重点，突破难点，取得了传统教学方法无法比拟的教学效果。
二、利用信息技术 ，可以将抽象知识形象化
采用多媒体信息技术，可以给学生提供实物图像、运动过程，利用放大、重复、慢放、定格特技手段来使教学内容直观、形象化，对学生的感官进行多路刺激，从而创设一种学生喜闻乐见的、生动活泼的教学氛围，从一定程度上消除听课造成的疲劳和紧张。虽然高中生物的大部分知识与生活实际联系很密切，学生对这部分知识能够很好的理解，但毕竟还有一部分很抽象的知识，光靠教师的口头讲解，学生是很难理解的，必须要配有一定的动画效果，通过感官的认识，才能更好的理解这部分抽象知识。特别是生理方面的知识，如讲“神经调节的基本方式”时，关于兴奋在神经中的传导，假如没有多媒体动画，教师只能把兴奋的传导途径在黑板上写一下，学生就得死记这个传导途径了，时间一长就忘记了。如把这部分知识配上多媒体动画，把兴奋形象的转化为一个“红点”，学生只要看一下这个“红点”在反射弧中的运动路径，就能通过感官的认识，理解性的记住这部分知识，教师也只要引导一下就行了，从而使一些抽象的知识变得更加的直观形象，更容易记住。
三、利用信息技术 ，可以突破时空的限制。
在生物教学中常常有因受地理分布区域的限制而无法观察到的动植物，或因节令、时间的限制而难以与教材同步的动植物，就可以运用信息技术突破时空的限制，把各种生物及现象搬到课堂上，这样有利于学生直观形象地观察。如在严寒的冬天，很难寻找到桃花；由于受到地域的限制，在大西北很难见到一些名贵的植物品种，学习保护动物儒艮时，学生多数没见过这种海洋生物，教师可通过多媒体技术可将遼阔的海洋、生物的形态特征展示在我们的学生面前；学习企鹅时，教师不可能带学生去南极洲亲自考察吧。但教师可以利用多媒体播放一段有关南极洲的光盘，同学们一看，企鹅的生境、形态、运动、孵卵、育雏等一目了然，形象直观生动。
四、利用信息技术 ，可以化微观为宏观，突破观察范围的限制。
有些生物的生理活动过程是微观的、连续的，因而用常规的教学手段无法直观地、科学地展示。运用信息技术技术，可以化微观为宏观。将微观的变化宏观的再现，激发了学生的学习兴趣，提高了抽象思维能力。如学习病毒相关知识时，病毒个体非常小，只有在电子显微镜下才能看见。教师可以通过多媒体播放一段利用超微摄影技术记录病毒的录像。在解剖并观察种子的结构中，由于菜豆种子和玉米种子较小，学生很难看清，通过实物投影，这个问题就迎刃而解了。再如，讲“分析尿液的形成”时，其中肾小球的滤过作用整个过程是微观的生理过程，常规教学无法直观地、科学地展示出来，我在搜索到相关的一个课件，它采用了三维动画技术，制作一个肾小管的模式图，用不同颜色的小圆圈代表水、无机盐、葡萄糖、尿素等，用大些的圆圈代表蛋白质、用更大的圆圈代表血细胞，用以说明肾小球过滤的原理。当动画播放时，学生犹如亲临其境，目睹了整个微观动态的生理过程，对内容有了很好的理解、记忆。
浅析信息技术与生物学教学的整合 篇4
一信息技术与生物学教学整合的原则
1. 目的性原则
生物教学利用信息技术也存在一些不足的问题, 因此, 在教学过程中, 为了避免出现“为追求外在的形式而不顾教学效果”的错误现象, 必须注意以下两点:第一, 要以课程教学大纲及学生接受能力为主。在备课时, 一定要遵循适量原则, 切不可贪多求快——信息量要适当, 要利于学生在课堂内完成记录、思考和接受。第二, 课件制作一定要适度。课件应主要针对某个教学难点、重点来设计, 紧扣教学内容, 切忌为追求视听效果而使课件内容华而不实。
2. 主体性原则
新课标要求在教学中要使学生成为学习的主体, 教师成为学生学习的组织者、引导者和合作者。要增强教与学的主动性与互动性, 激发学习兴趣和热情, 提高教学效率。
3. 开放性原则
现代生物课堂教学的显著特点是教师教学观念的开放, 这是一种相对而有限的开放:在观念上, 教师与学生是合作学习的伙伴;在教学内容和学习方式上, 不要局限于教材、课堂, 不要依赖于教师的传授, 途径更多, 范围更广。
4. 互补性原则
任何教学媒介既有长处, 又有其局限性。有些内容运用传统媒体就能取得良好效果, 如习题解析、原理推导等;而有些内容如动态的、微观的、抽象的生物情景就运用现代媒体去展示。因此, 需要教师从实际出发, 合理优化选用教学媒介, 综合发挥各自优势, 才能获得理想的教学效果。
二遵循信息技术与生物学科的整合原则, 真正促进学生三维目标的达成
1. 信息技术与生物学教学的整合有利于知识目标的达成
由于信息技术所具有的科技特点, 把信息技术用作辅助教学手段, 有利于认识事物、理解知识, 有利于促成学生巩固所学知识, 有利于生物教学重点、难点的突破。
生物学科教学的重难点, 比如人体细胞的呼吸、光合作用、生命活动的调节、生态系统等, 其特点是细微、动态、抽象, 看不见、摸不着, 理解有一定困难。而把信息技术引进课堂教学, 通过视听媒体提供通常难以看到或难以看清的一些事物的结构、形态或现象等, 就能化难为易、化繁为简、化抽象为具体, 可帮助分析特征、寻找规律、加深理解。
2. 信息技术与生物学教学的整合有利于促成能力目标的实现
第一, 利用信息技术手段让学生自主地学习。生物新课程倡导探究性学习, 以达到培养学生的观察思维能力和概括能力的目的。近年来出现的Web Quest Learing是一种很受欢迎的网上探究学习方式, 这种学习活动有以下特点: (1) 围绕一个明确的主题或问题; (2) 此类问题可以通过寻求信息而得到解答; (3) 答案没有唯一性。一个典型的Web Quest教学设计包括介绍、任务、资源、过程描述、学习建议、评价和总结七个部分。如兴奋在神经纤维上的传导, 其中兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的, 还有兴奋在神经元之间的传递, 要通过神经递质的释放、传递和突触后膜的接受, 通过了电信号、化学信号和电信号的转变, 从而使后一个神经元兴奋或抑制等不易看到生物现象, 运用Flash制作相应教学软件, 可以简单方便地将上述兴奋的传导展示出来, 且可以分步控制。通过课件、录像、电影等动态的画面, 从感性认识上升到理论认识, 有效地训练了学生的概括能力。
第二, 利用信息技术引导学生提出问题、引发创新意识、提倡创新精神。中学生具有好动、好学、好奇的特点, 乐于接受新鲜事物, 具有发明创造的潜能。一个有创造性的教师不仅是上好一节课, 而是怎样充分应用启发式、讨论式、参与式的教学方法, 发挥学生的聪明才智, 开拓学生思维, 把获得知识的过程交给学生。
3. 信息技术与生物学教学的整合有利于促成情感目标的实现
热爱自然、珍爱生命的情感、态度和价值观, 热爱祖国的真挚情感、辩证唯物主义的科学认识与实践观点, 是生物学教学中要求促成学生实现的情感目标。
在生物新课程标准中, 提出了热爱自然、珍爱生命、理解人与自然和谐发展的意义, 树立可持续发展的观念;引导学生关注我国生物资源、人口、环境、科技发展水平, 关心家乡建设以及认同我国科技、经济、社会发展的巨大成就, 在潜移默化中渗透热爱祖国的情感;渗透生物与环境是一个统一整体的观点, 要求学生达成结构和功能相适应、局部和整体相协调以及多样性与共同性相统一的辩证唯物主义观点。在运用信息技术开展生物学教学的过程中, 应注意这些观点、观念的启发和培养, 以期促成学生情感目标的实现。
三信息技术与生物学教学整合的启示
在教学活动中, 学生是学习的主体, 但不能因此而弱化教师的作用;不能出现“大胆放手让学生在网络中自学而不进行监控, 在讨论区自由发言而不用围绕主题”的现象, 不能过分依赖网络资源而忽视形态模型、演示实验等。
信息技术越来越发达, 应用越来越多, 但科技再发达, 现代教育技术也代替不了教师。技术本身是没有思想的, 不能体现人性化, 而教师在教学过程中个人的人格魅力对学生思想和心理的健康成长起着不可替代的作用。信息技术促进教师在传授知识的过程中转变角色, 更好地体现教师的人格魅力, 进而达成生物学教学的目标。
生物信息学 篇5
1，数学基础要好点。线代，高数，统计等。
2，计算机知识。windows ,linux, unix系统等，各种常用生物软件的使用。可以自己找来一个个试。
3，matlab 里面有的关于生物方面的工具包也很多的。
4，生物知识，不用说的。
其他： 如果要深入的话，最好会编程。什么java，perl，等。我是刚开始学。大家多指教。
导师推荐了好几本书：
《生物信息学概论》 “Introduction to bioinformatics”(英)T K Attwood , D J Parry-Smith 著罗静初 等译北京大学出版社 2002年4月第一版本书从生物信息学的研究对象、意义出发，介绍生物信息学研究的基本方法和常用工具。主要介绍的是核酸和蛋白质序列的计算机分析方法，探讨利用现有的计算机程序，从现有的数据库中能够获取什么、不能够获取什么。全书共分十章：1.概论，2.信息网络，3.蛋白质信息资源，4.基因组信息资源，5.DNA序列分析，6.双序列比对，7.多序列比对，8.二次数据库搜索，9.数据库搜索实例，10.序列分析软件包。每章末尾均提供了进一步阅读指南和有关的网址。这本书的一大特色在于丰富的例子和图表，使读者可以很直观的了解和掌握书中的内容。此外，书的末尾还附有与生物信息学相关的词汇表。总的说来，这本书实用性强，可以作为高等院校生物信息学教材，也可以作为生命科学和生物技术各领域分子生物学研究和开发工作者的生物信息学参考书。
《生物信息学手册》郝柏林 张淑誉 编著上海科学技术出版社 2000年10月第一版一本手册式的生物信息学书籍。除了介绍了生物信息学，还包括了计算机及计算机网络（这一部分提供了一些网址）和分子生物学的知识。更为重要的是，该书的主要部分?quot;生物信息数据库“和”服务、软件和算法“部分，提供了大量的网址。几乎是每一个条目下面都有不少网址。这本书将网络上的生物信息学资源进行了索引式的介绍，并作了必要的说明。书中列举了近千条网址和引文，基本涵盖了生物学研究的各个方面，堪称生物信息的汪洋大海中的导航图。对生物信息学的服务、软件和算法，本书也作了较全面的描述。本书可供广大生命科学工作者以及由物理学、数学和计算机学转入生命科学领域的研究教学人员参阅（上面可以查到很多网址）。
《生物信息学》赵国屏 等 编著科学出版社 2002年4月 第一版本书是”863“生物高科技丛书之一。它比较全面地介绍了生物信息学的若干个主要分支，并特别介绍了与人类基因组研究
相关的生物信息学的一些较新成果；着重介绍了数据库和数据库的查询、序列的同源比较及其在生物进化研究中的应用；以生物芯片中的生物信息学问题为例，介绍与基因表达相关的生物信息学问题；还介绍了蛋白质结构研究中的生物信息学问题，以及与分子设计和药物设计相关的生物信息学技术。本书可供生物信息学专业和生命科学相关专业的本科生、研究生和教学科研人员阅读学习，也可供相关专业的科技和应用机构的科研、管理和决策人员参考。注意，本书有很大篇幅是讲基因芯片和蛋白质结构预测的。
《生物信息学--基因和蛋白质分析的实用指南》 ”Bioinformatics--A
Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins "Andreas D.Baxevanis B.F.Francis Ouellette 著李衍达 孙之荣 等 译清华大学出版社 2000年8月 第一版这本书由前卫计算生物学家撰写，贯穿了已有的工具和数据库，包括应用软件、因特网资源、向数据库提交DNA序列以及进行序列分析和利用核酸序列与蛋白质序列进行预测的的方法。以下是该书的目录：1.因特网与生物学家，2.GeneBank序列数据库，3.结构数据库，4.应用GCG进行序列分析，5.生物数据库的信息检索，6.NCBI数据模型，7.序列比对和数据库搜索，8.多序列比对和实际应用，9.系统发育分析，10.利用核酸序列的预测方法，11.利用蛋白质序列的预测方法，12.鼠类和人类公用物理图谱数据库漫游，13.ACEDB: 基因组信息数据库，14.提交DNA序列数据库。本书有很多实际的序列和序列分析的例子。这本书适合高等院校的师生和从事生物工程研究的科技工作者阅读。
在第14章提及的通讯资源：互联网和通信地址；电话和传真号码
DDBJ/EMBL和GenBank的一般联系信息以及提交DNA序列到这些数据库的入口。
DDBJ（信息生物学中心，NIG）
地址：DDBJ，1111 Yata，Mishima，Shiznoka 411，Japan
传真：81-559-81-6849
提交： ddbjsub@ddbj.nig.ac.jp
更新： ddbjupd@ddbj.nig.ac.jp
信息： ddbj@ddbj.nig.ac.jp
互联网
主页：
WebIn：
GenBank（国家生物技术信息中心，NIH）
地址：Gen Bank National Center for Biotechnology Information, Nationtional Library of Medicine, National Institutes of Health, Building 38A, Room 8N805, Bethesda MD 20894
电话：301-496-2475
传真：301-480-9241
提交： gb-sub@ncbi.nlm.nih.gov
EST/GSS/STS batch-sub@ncbi.nlm.nih.gov
更新： update@ncbi.nlm.nih.gov
信息： datalib@ebi.ac.uk
互联网
主页：
BankIt:
在DNA序列数据库中使用的遗传密码：
DDBJ/EMBL/GenBank特征表文档可用WWW方式获得或者从EBI或NCBI的FTP服务器上得到PostScript文件。ftp://ncbi.nlm.nih.gov/genbank/docs/ ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/embl/doc/
EMBL和GenBank数据库的版本信息
EMBL ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/embl/release/relnotes.doc
GenBank ftp://ncbi.nlm.nih.gov/genbank/gbrel.txt
Sequin: DNA序列数据库的提交和更新工具 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Sequin
EST, STS和GTS主页，获取信息和向这些特定GenBank数据库提交序列
EST http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbEST
STS http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbSTS
GSS http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbGSS
生物实验与信息技术整合 篇6
“探究植物细胞的吸水和失水”是高中生物中的一个经典实验，该实验的实施可以帮助学生更好地掌握植物细胞失水和吸水的原理；帮助学生从不同的角度思考、分析、解释观察到的现象；帮助学生排除观察中各种无关因素的干扰，帮助学生树立善于发现问题并积极参与讨论探求新知的态度。由于该实验强度大，实验时间紧张，实验时教师难演示、难指导等问题的存在，导致使用传统显微镜进行该实验时成功率偏低，实验效果减弱。经过试验，笔者用实验室现成的器材加上家用数码相机和摄像头制作了简易的“摄像显微镜”，解决了在传统显微镜实验中出现的种种问题。本文就“摄像显微镜”在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中的应用及其优点做一简单的介绍。
一、“摄像显微镜”的应用优点
1.有助于拓展实验探究
在实验中使用由数码相机及摄像头改进而成的“摄像显微镜”可以帮助学生节约时间，所以我们可以在以上实验的基础上引导学生进行“探究紫色洋葱无色内表皮细胞吸水和失水”的探究性。将全班学生分成两个组，各小组采用洋葱不同表皮细胞和不同蔗糖溶液进行质壁分离实验，最后汇总全班各实验小组的照片，展示实验结果。
照片展示：（质壁分离）。
2.有助于师生及生生互动交流
在传统显微镜的实验教学中，由于时间和精力有限，教师只能对少数学生的显微镜物像进行观察，对少数学生的显微镜的操作进行指导。每位学生只能看到自己显微镜中的物像或个别地进行小范围的交流，所以由于互动交流的缺乏，使得学生在实验课堂中所获得的技能和知识都大大减少。
在由数码相机改进而成的“摄像显微镜”的实验教学中，通过多媒体技术，教师可以在每一个步骤中了解学生的实验进程，对所有学生进行监控和指导；同样，通过多媒体技术，师生可以看到不同视野的物像，进行分析总结，从而加强师生及生生之间的互动交流。
例如，学生利用“摄像显微镜”，通过分析讨论得出了如下结论：
（1）质壁分离时图像出现了不规则现象
结论：①细胞壁棱角和蔗糖溶液接触面积大，优先发生质壁分离。②外界溶液浓度过高，细胞失水过度。
（2）整个细胞被染成红色现象。
结论：细胞已经失去选择透过性，说明这些细胞是死细胞。
（3）物像只有轮廓，没有填充紫色
结论：取材步骤中撕下的是内表皮或是撕下外表皮时细胞破裂，内容物流失。
3.提高了学生学习生物的兴趣
生物学是一门实验科学，学生在生物实验教学除了能了解掌握一定的原理、技巧和方法外，还能提高生物的学习兴趣，而使用由数码相机及摄像头改进而成的“摄像显微镜”就很好地加强了生物实验的这一功能。在“摄像显微镜”实验的教学中，我们应对典型的美观的物像进行资源共享，对实验中的难点和重点进行适时的指导，对异常的错误操作步骤进行及时改正。以上的方方面面都可以提高学生的实验完成度和成功率，从而提高学生学习生物的兴趣。
二、结束语
在生物实验教学中，利用信息技术进行教学，充分发挥信息技术的辅助作用，可以很好地提高学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习，提升学生的创新能力和整体素质，提高教学效率。
参考文献
[1]罗益群.“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验初探[J].中学生物学，2005，21（1）.
[2]唐晓明，姚新叶.未曾预约的美丽——质壁分离实验图像不规则的再探究[J].教学仪器与实验，2010（10）.
生物学信息 篇7
一、现代信息技术在初中生物学教学中的优势
(1)给学生创设特定的学习情境,激发学习兴趣。美国著名教育学家布鲁纳说过:“学习的最好刺激乃是对所学材料的兴趣。”例如在讲授《动物的运动和行为》一课时,教师利用初中生性格活泼、好奇心强的特点,上课时首先播放一段各种动物在自然界中的视频:在非洲草原上,几头狮子正在悄悄地潜近斑马群;斑马似乎感觉到什么,突然停止了取食,昂头屏息,凝神谛听,一发现敌害便迅速奔逃。还有孔雀开屏、仙鹤起舞、大雁南飞、蜜蜂采蜜等画面。这样一下子吸引住了学生的注意力,学生们都在思考动物的行为有什么作用。这时,就激发了学生的求知欲,他们会急切地想了解其中的奥秘。这样,借助多媒体课件播放的视频,设置一个引人入胜的场景,能抓住学生的心理,从而把他们很自然地引入本课的学习。
(2)摆脱时空的限制,把学生带入生物学世界。生物学作为一门自然科学,正在向宏观和微观两个方向纵深研究,传统的教学手段对微观世界尤其是微观世界的动态变化却显得无能为力。比如病毒十分微小,要看清病毒的结构,往往难以做到。在这时,运用多媒体课件,就可以达到很好的教学效果。
例如在进行《细胞通过分裂产生新细胞》一课的教学时,细胞生长和分裂的过程,都是用肉眼无法直接看不到的,把细胞的生长和分裂的全过程做成Flash动画播放给学生观看,学生看到的是一个放大的、连续的、动态变化的微观细胞世界,可以达到很好的教学效果。中学生物学的教学内容,既有宏观世界的又有微观世界的,其时空跨度很大,使用多媒体课件可以摆脱这种时空的限制。
(3)虚拟现实,再现过去。在生物学中,有些知识不能看到或再现其全过程。例如在《地球上生命的起源》一课的教学中,原始地球是一种怎样的状态,很难用语言描述,而通过组织学生观看《宇宙与人》等与地球上生命起源有关的科教专题片,就能让学生在感官上了解原始地球是一种怎样的状态。在教学过程中运用传统的教学手段,教师通过讲解,再结合挂图进行教学,学生所获得的感性材料不仅少而且是不完整的、片面的,进行科学推测很难。这时,教师利用自己设计和制作的生物多媒体课件,可以形象地模拟“原始地球”的状态,非常形象直观,学生既加深了理解,又增强了记忆。
(4)易于突出重点、突破难点。在传统的教学方法中,教师在课堂上只靠文字和语言来传授知识。而中学生物学教材中的知识不仅抽象、难懂,而且又看不见摸不到,如病毒的结构、蒸腾作用、光合作用、抗原和抗体等,如果还用传统的教学方法进行教学,学生会难理解消化。这些重点、难点改用多媒体课件进行教学,不仅可以向学生提供丰富的感性材料,而且可以将图片拆分、组合、缩放,将视频文件重新剪辑,把抽象、难懂的知识用直观、形象的方式表现出来,从而让学生透过现象看到事物的本质。多媒体课件起到了突出重点、突破难点、化繁为简、化难为易的重要作用,提高了学生的学习效率。
二、初中生物学教学中运用现代信息技术的误区
(1)“虚”与“实”的关系。生物学作为一门自然科学,同时也是一门实验科学。教学过程中教师应当尽可能地将动植物标本、实物展示给学生,引导学生细致地观察和深入地分析;同时还应当根据教学内容,尽可能多地开展演示实验和学生分组实验,并积极创造条件让学生亲自动手进行实验操作。例如显微镜的操作、标本的制作、动植物细胞临时装片制作、培养基的制作、制作米酒技术等基本技能的训练,只有学生亲自动手操作才能达到《生物学课程标准》的要求。要是用多媒体课件取代学生动手实验的过程,一定会影响对学生实验能力的培养。所以,在实验教学中,教师一定要让学生动起来,放弃使用多媒体课件,解放学生的双手。因此,在生物学教学中特别是实验教学过程中,处理好“虚”与“实”的关系十分重要。
(2)“人”与“机”的关系。目前的多媒体课件教学中常见的现象是有些多媒体课件纯属一般性的讲稿,只是把教材中整段的文字和插图搬上电子白板,课件从内容到习题,与教材相差无几。教师利用这样的多媒体课件教学时,只是一页页把教案投放到电子白板上,讲课时用激光笔指着电子白板“读”,这样,一页一页很快过去了,时间不到一半,就把教学内容“读”完了,由于多媒体课件信息量大、节奏快,这就形成了新的“满堂灌”现象。此外,有的教师制作的多媒体课件过分追求画面的修饰、音乐和动画的播放, 这样分散了学生的注意力,反而忽略了教学内容。
综上所述,多媒体课件教学优劣并存,只要在正确的科学方法的指导下,通过全体师生不断地研究和探索,完全能将现代信息技术手段有效地整合到初中生物学课堂教学中去。同时,这样培养的学生,能在未来信息化的社会中完成《义务教育生物学课程标准》要求的目标并学会进行终身学习的本领,进而成长为优秀的人才。
摘要：随着计算机技术的飞速发展,把多媒体课件与传统教学相结合的教学方法,是一种新的教学手段,也是教学现代化的发展方向。教师要充分学习和掌握这门技术,发挥现代信息技术在初中生物学教学中的优势,从而提高生物学课堂的效率。但生物学多媒体课件的设计和制作一定要在生物学教学理论和教学实践的指导下,根据《义务教育生物学课程标准》的要求,还有教材内容的特点以及自身教学条件实际,进行合理规划,精心设计,科学的安排和组织,达到优势整合,才能更好地发挥多媒体课件在生物学教学中的作用,进而取得最好的教学效果。
生物学信息 篇8
一、用信息技术创设教学情景, 导入新课题
著名科学家爱因斯坦曾说过:“兴趣是最好的老师”。在现实生活中, 每个人都有这样的体验:当对某种事情表现出兴趣时, 做起来不仅效率高, 而且表现出色;当对某种事情缺乏兴趣时, 就是再容易的事情有时也完成不了。因此, 只有调动起学生的学习积极性和兴趣, 才能有效提高课堂教学效率。用信息技术创设教学情景具有得天独厚的优势, 它可以很方便地将视频、图片、动画、声音等多种媒体集成在一起, 将与教学内容相关的情境声情并茂地展现在学生面前, 能给学生强烈的视觉冲击和心理感受, 唤起学生强烈的好奇心、求知欲, 创造良好的课堂教学氛围.对学生学习兴趣的激发具有极高的应用价值.从而帮助学生更快地进入学习状态。
例如, 在讲《生态系统的物质循环》一节时, 我首先给学生们播放一段北方大自然春、夏、秋、冬视频:春季繁花似锦, 鸟儿飞鸣。夏季的森林里植物郁郁葱葱, 动物生机勃勃。在鸟儿的鸣叫声中, 萧瑟的秋风送走了南飞的候鸟, 迎来了满地的落叶。冬去春来, 候鸟回到了故乡, 落叶层的厚度在慢慢变薄, 来年夏季的森林依然生机盎然。视频播完后, 我提出问题:地面的落叶不会年年增厚反而减少了, 是什么原因?是谁让落叶腐烂?落叶中的物质又到哪去了?这时同学们积极思考, 兴趣盎然, 自然导入本节新课题。
二、信息技术与启发质疑整合, 提出设想
理学大师朱熹曾经说过:“读书无疑者, 须教有疑, 有疑者却要无疑, 到这里方是长进。”应用信息技术设置问题情景, 引发学生质疑, 激发求知欲, 再通过教师的即时引导, 把即将要探究的内容与学生的已有知识联系起来。强烈的学习兴趣能有效地激发学生的学习动机, 促进学生积极地思考, 激励学生展开讨论。学生通过观察、实验、思考、想象, 自已提出要研究的问题, 提出对问题的看法、设想, 为实验探究做铺垫。美国的心理学家布鲁纳曾经说过:“学习的最好刺激, 乃是对新学教材的兴趣。”用信息技术提供模拟实验可以突破时空的限制, 帮助学生提高思维能力和想象能力, 进而激发学生对新知识的兴趣和渴望, 调动学生的学习积极性。
例如, 在讲《DNA是主要的的遗传物质》这节课时, 我利用信息技术把格里菲思的“肺炎双球菌的转化实验”一一呈现出来, 并提出质疑:为什么在第四组实验中小鼠尸体上分离出了有毒性的S型活细菌?同学们积极思考, 热烈讨论, 纷纷发表自己的看法、设想。最后得出:无毒性的R型活细菌在与被加热杀死的S型细菌混合后, 转化为有毒性的S型活细菌, 而且这种性状转化是可以遗传的。教师进一步小结出:在第四组实验中, 已被加热杀死的S型细菌必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”, 这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。有学生立即提出“转化因子”是什么物质的质疑?教师顺势引导学生自己设想、猜测“转化因子”应该是什么样的物质, 为实验探究做好铺垫。
三、信息技术与设计实验方案整合, 实施探究
与传统教学方式相比, 信息技术与生物教学整合给学生自主、合作、探究学习提供了广阔的舞台, 为他们自由探索, 发挥个性特长创造了有利的条件。在课堂教学中教师要积极引导学生检验质疑设想是否正确, 最好的方法就是进行实验检验。启发学生思考并设计实验进行验证, 明确实验目的、步骤、选择器材进行探究实验, 在探究过程中不断发现新问题、修正实验方案以解决新问题。教师作为探究过程中的参与者和指导者, 要充分利用信息技术的优势不失时机地引导、启发学生通过互联网查找资料, 避免产生科学性的错误;组织学生讨论、改进实验方案, 实施实验探究, 得出正确结论。学生在轻松愉快的学习氛围中掌握知识, 增强能力。一旦通过感官刺激而获得的思维成功转化为现实, 学生在精神、心智上会达到极大的满足, 对生物学习就更有兴趣, 更爱钻研。
如在“肺炎双球菌的转化实验”中, 师生共同质疑“转化因子”到底是什么物质?为了解决这一疑问, 教师要启发学生利用互联网强大的搜索功能查找细菌的组成成分主要有哪些?设计探究实验来揭开“转化因子”的神秘面纱。明确了探索方向, 在任务驱动下, 学生紧紧围绕这一目标, 探求相关的知识和操作方法。经学生的合作学习, 大家一致认为应该把组成细菌的DNA、蛋白质、多糖分离提纯, 单独加入到培养了R型活细菌的培养基中, 进而确认出哪种物质是真正的“转化因子”。当多数同学都能设计出与艾弗里相似的实验时, 获得师生的肯定, 心理得到极大的满足, 激发出高昂的学习热情。这时教师利用多媒体把艾弗里证明DNA是遗传物质的实验方法和结果逐一展现出来, 使学生对S型细菌的DNA使R型细菌产生稳定遗传变化才是真正的“转化因子”问题有了深刻的印象。在这样的学习环境中, 学生学习高涨, 兴趣浓厚, 提高了课堂教学的有效性。
四、信息技术与探究教学相结合, 实践创新
探究式教学本质上是一种模拟科学研究的过程, 让学生在一定的时间内运用旧知识去探究未知的知识, 通过探究对所获得的现象、数据进行分析、比较、概括。进而上升为规律, 验证自己的假设, 让学生自主研究, 发现科学规律获得成就感, 激发学生主动探究的热情和兴趣。因此, 在有限的45分钟课堂时间里要运用探究获得结论、规律去解决社会生活中的实际问题, 最有效的方法就是借助于信息技术。
例如在讲授《转基因生物的安全性》这节课时, 由于学校条件的限制, 同学们不可能亲自参与这类实验, 只能设计一些检验的方法。为了在短时间内得出正确的结论, 教师必须指导学生在互联网上查找相关的实验研究资料, 把科学家们经过实验所获得的现象、数据、结论进行分析、比较、概括得出自己的结论。我把全班学生分为正方和反方在课堂上开展辩论活动, 交流“转基因生物与食物安全”问题。课堂上同学们通过列数据、摆事实, 争先恐后发表自己的观点, 学习气氛高涨, 全体同学的学习热情被调动起来, 充分体现了学生的主体作用。经过激烈的辩论, 教师引导同学们总结出:转基因生物既有利与也有弊, 不是完全的对立关系, 只要言之有理都是正确的观点。今后应该用“利”与“弊”两种观点实事求是地解释、分析生活中所遇到的转基因生物安全性问题。
五、及时给学生提供使用信息技术方法的指导, 为信息技术与教学整合奠定基础
信息技术是促进学生自主、合作、探究学习的重要手段, 学生信息技术的水平成为决定学生课堂学习效率的重要因素之一。教师要与信息技术学科教师联系, 得到他们的专业支撑, 通过集体备课、班级讲授练习的办法向全班同学传授信息技术使用方法, 也可在学生需要的时候提供个别辅导, 逐步培养学生成为熟练的信息处理者、常用工具软件的使用者。为信息技术与生物课堂教学整合打好基础。
信息技术与生物课堂教学的整合, 不仅仅是一种教学方法的更新, 更重要的是把学习空间还给了学生, 能有效地培养学生自主学习、主动发展的意识和能力, 充分挖掘学生的创新潜能。对学生生物科学素养、创新精神、实践能力和信息素养的提高具有极其重要的作用。教学实践证明信息技术与生物课堂教学整合, 能发挥现代信息技术教学优势, 有利于面向全体学生, 提高生物课堂教学的有效性, 为减轻师生负担、全面实施素质教育、实现教育现代化作出重要贡献。
参考文献
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生物学信息 篇9
一、信息技术与生物课堂教学整合, 有利于激发学生学习的兴趣
信息技术能综合地处理文本、图形、图像、动画、音频及视频影像等多种信息, 合理地利用以其形、光、声、色等多种图文声像并举的功能作用于学生的多个感官, 通过这样的形式来刺激学生对信息的兴趣, 从而学生的注意力集中了, 求知欲望增大了, 对学习不再是被动了。例如, 在“生物多样性及其保护”一节课的教学中, 把生物多样性的情况转化成图片或者影像放映给学生, 这一个做法将之前课堂上枯燥的文字和语言转化成了丰富多彩的图片和影像, 不但加深了学生对生物多样性的理解, 也让他们对所学的知识越来越感兴趣, 提高了课堂教学的效率。
二、充分利用信息技术与生物课堂教学相结合的模式, 创设有效的教学情境
我在设计课件时, 特别注重导入的环节, 首先考虑的是如何创设情境才能一下子吸引住学生的“眼球”。如在制作《花的结构》课件时, 截取各种花朵争相开放的画面, 并配上优美的音乐, 上课前进行播放, 学生们一走进教室, 便一下子被屏幕上各种花朵争相怒放的画面吸引住了。上课时, 教师发问:“屏幕上的画面显示的是植物的哪一个生理过程?”学生们异口同声的回答到:“是开花。”“那么什么是开花?植物为什么要开花?为什么开了花才会结果?”内容问题就一个一个提出, 学生心中有了疑问才会去思考, 这时再慢慢地导入新课的学习。在整个课堂中, 学生们都很积极地进行观察和思考, 将被动的接受变为了主动获取, 有利于加深课堂上教师所教授知识的印象, 从而更好地去掌握知识点。
三、充分利用信息技术与生物课堂教学相结合的模式, 促进学生的理解和记忆
在进行动植物生长发育的教学时, 旧式教学模式限制了学生的立体思维。这就要求我们必须改变教学方式, 我们可以充分利用信息技术, 例如, 可以利用多媒体再现家蚕、蝗虫、青蛙等生物生长发育的情景, 使学生有身临其境的感觉, 从而帮助学生理解、记忆所学内容。但是在教学中要注意的还有很多, 比如选择多媒体材料时, 一定要选择能表述所教授课堂的材料, 让学生在媒体和材料的运用中不断地思考, 从而提升认识的感念, 加深课堂讲述的内容和知识的印象。
四、充分利用信息技术与生物课堂教学相结合的模式, 突破教材的重难点
信息技术可使教学内容化抽象为具体、化微观为宏观, 启迪学生的思维, 帮助学生理解, 降低教学时的难度, 同时动态的画面会给学生一种不一样的感觉。面对新的教学方法, 学生也会有好奇和积极探究的心情, 进而能快速进入学习状态。如在讲《根对水分的吸收和利用》时, “土壤中的水分是怎样进入到根的导管中去的”这个问题是本节课的难点, 这时可以利用多媒体动态演示根部吸水的过程, 让学生很快地明白了所要讲述的问题。信息技术使得教学内容生动形象, 易于学生理解和记忆, 不仅突破了重难点, 还收到很好的教学效果。
五、信息技术与生物课堂教学整合, 培养学生的创新能力
在以往的生物教学过程中, 都是普遍采用一些“传递”的形式来授课。在这种教学形式下, 大部分学生都是被动的, 进而限制了学生的创新、探究能力。新形势下的教学运用了信息技术, 这一个新的方式不但给学生创造了更好的学习环境, 而且在已有的基础上提供了丰富的学习资源。学习过程是多向互动的, 学生要学会利用学校提供的各种信息资源, 通过教学方案认识、思考, 形成有效的学习模式。让学生在多样化的环境下, 敢说敢答, 确定自己的认知方式。
信息技术与生物课堂教学的整合是信息技术应用与教育的核心, 是改革教育模式、教学方法和教学手段的重要途径, 也是一种教学观念的转变。我认为, 只要我们在平常的教学中多加尝试、多用心机, 就可以将信息技术手段完美恰当地融合到生物课堂的教学过程中, 就像在传统教学中使用黑板和粉笔一样流畅、自然!
摘要：所谓生物课堂教学与信息技术整合, 就是把各种信息技术手段完美地融合到生物课堂教学中, 使我们的教学观念、教学手段、教学方式发生了重要的变化, 为师生打开了一个充满活力的生物世界, 增强了教与学的主动性, 优化了课堂教学, 创设了有效的教学情境。不仅激发了学生学习生物的兴趣, 而且突出了教材的重难点, 有效地促进了教学改革。因此, 在新一轮的课改中, 应积极将信息技术与生物课堂教学进行整合, 充分发挥学科优势, 使生物课堂教学因信息技术而精彩。
关键词：教材重点,教学情境,创新
参考文献
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生物信息学技术研究 篇10
生物信息学是由于生物学家经过实验得到的大量数据需要工具解释这些数据的意义,导致生物与计算机的结合而产生的。目前人们普遍接受的生物信息学定义是在美国人类基因组计划(HGP)第一个五年总结报告中给出的一个较为完整的解释:生物信息学是包含生物信息的获取、处理、贮存、分发、分析和解释的所有方面的一门学科,它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具进行研究,目的在于揭示大量而复杂的生物数据所包含的生物学意义。
生物信息学与计算生物学的区别:生物信息学主要侧重于对生物学中所得信息的采集、存贮、分析处理与可视化方面,更侧重于生物学领域中计算方法的使用和发展;而计算生物学主要侧重于使用计算技术对生物学问题进行研究方面。强调应用信息学技术对生物学领域中的假说进行检验,并尝试发展新的理论。也没有必要严格讨论生物信息学与计算生物学之间的区别,目前,生物信息学比计算生物学在生物学中应用更广,同时生物信息学可以通过Internet得到大量免费的数据库和应用程序。
生物信息学与基因组信息学。生物信息学不同于基因组信息学,它包含的范围更广,不仅包括基因组信息,如基因的DNA序列、染色体定位,也包括基因产物(蛋白质或RNA)的结构和功能及各生物种间的进化关系等其他信息资源。生物信息学既涉及基因组信息的获取、处理、贮存、传递、分析和解释,又涉及蛋白质组信息学如蛋白质的序列、结构、功能及定位分类、蛋白质连锁图、蛋白质数据库的建立、相关分析软件的开发和应用等方面,还涉及基因与蛋白质的关系如蛋白质编码基因的识别及算法研究、蛋白质结构、功能预测等,另外,新药研制、生物进化也是生物信息学研究的热点。
总之,生物信息学作为一门新的研究领域,它把DNA序列信息分析作为源头,在获得蛋白质编码区的信息后进行蛋白质空间结构模拟和预测,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。基因组信息学、蛋白质空间结构模拟以及药物设计构成了生物信息学的3个重要组成部分。
2 生物信息学主要研究内容
从生物信息学研究的具体内容上看,生物信息学主要包括序列比对、序列分析、功能基因组、基因表达数据分析、蛋白质结构、药物设计等方面。
2.1 序列比对
在生物学中序列是指核酸或氨基酸序列,序列比对是指比较两个或两个以上符号序列的相似性。双序列比较是将待研究序列与DNA或蛋白质序列库进行比较,用于确定该序列的生物属性,也就是找出与此序列相似的序列。常用的程序包有BLAST、FASTA等。多重序列比较是将待研究序列加入到一组与之同源,但来自不同物种的序列中进行多序列比较,以确定该序列与其它序列间的同源性大小。根据序列同源性分析的结果,重建反映物种间进化关系的进化树。常用的构建进化树的算法是UPGMA,软件包有PYLIP、MEGA等。多重序列比对是当前一个研究热点,常用算法有分治法,HMM及聚类法等。目前基因组比对也引起研究者们的关注。不同物种间的基因组比对既能够解释和预测他们蛋白质功能的相似性,又能够揭示不同物种间的联系。基因组比对由于涉及上亿的核酸,计算量很耗时,Delcher提出一种后缀树的方法比较两个基因组。研究基因组比对算法也是一个研究方向。
2.2 序列分析
随着越来越多生物体的DNA序列被人类测定,人们希望通过序列分析来获知其对应的基因和基因调控序列。重新组装在散弹法DNA测序过程中被打散的DNA序列,即研究基因重组算法是生物信息学研究的重点课题。基因重组的难点是DNA有很多重复的区域,相同的片段可能属于不同的区域。由于基因组中并非所有的核酸都构成基因,所以序列分析的另一个研究内容是对基因组中的基因和基因调控序列进行自动识别。基因识别是给定基因组序列后,正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置。从具有较多内含子的真核生物基因组序列中正确识别出起始密码子、剪切位点、内含子、外显子和终止密码子等。目前在基因识别方面的算法大体可分为基于统计的方法、基于同源性的方法和基于机器学习(如人工神经网络)方法。同时对非编码区域的识别也很重要。在人类基因组中,编码部分仅占总序列的3%～5%,其它的非编码区可能具有未被识别的功能。分析非编码区DNA序列需要大胆的想象和崭新的思路。
2.3 功能基因组
功能基因组的任务是进行基因组功能注释(Genome annotation),了解基因的功能,认识基因与疾病的关系,掌握基因的产物及其在生命活动中的作用。功能基因组学的研究主要包括以下几个方面的内容:(1)进一步识别基因,识别基因转录调控信息,分析遗传语言。(2)注释所有基因产物的功能,这是目前基因组功能注释的主要层次。1995年,Owen White设计出了第一套基因组注释软件系统。该系统能够自动识别基因、转录基因和其他生物学特征,并能够初步分析它们的功能。序列同源性分析、生物信息关联分析、生物数据挖掘是进行功能注释的主要生物信息学手段。(3)研究基因的表达调控机制,研究基因在生物体代谢途径中的地位,分析基因、基因产物之间的相互作用关系,绘制基因调控网络图。(4)比较基因组学研究,是识别和建立不同生物体的基因或其他基因组特征的联系。在基因组水平对各个生物进行对照比较,可以揭示生命的起源和进化、发现蛋白质功能。(5)功能基因组相关信息分析。包括与大规模基因表达谱分析相关的算法、软件研究,基因表达调控网络的研究;与基因组信息相关的核酸、蛋白质空间结构的预测和模拟,以及蛋白质功能预测。
2.4 基因表达数据的分析
对基因表达数据的分析可以获取基因功能和基因表达调控信息,这是生物信息学的重大挑战之一。目前对基因表达数据的处理主要是进行聚类分析,虽然聚类方法是基因表达数据分析的基础,但是目前这类方法只能找出基因之间简单的、线性的关系,需要发展新的分析方法以发现基因之间复杂的、非线性的关系。最近国际上在基因调控网络分析方面出现了许多有意义的工作,建立起一些基因调控网络的数学模型,如布尔网络模型、线性关系网络模型、微分方程模型、互信息相关网络模型等,在此基础研究基因调控网络的动力学性质。
2.5 蛋白质结构预测
蛋白质结构预测是生物信息学的重要应用。蛋白质的氨基酸序列(也称为一级结构)可以容易地由它的基因编码序列获得。蛋白质的结构对于理解蛋白质的功能十分重要。目前尚没有普遍可行方案实现蛋白质结构的准确预测;大多数方案为启发式的。
蛋白质结构预测分为二级结构预测和空间结构预测。理论和实验表明,不同的氨基酸残基在不同的局域环境下具有形成特定二级结构的倾向性,因此在一定程度上二级结构的预测可以归结为模式识别问题。二级结构预测的目标就是预测某一个片段中心的残基是α螺旋,还是β折叠,或是其它。常用方法有立体化学方法、图论方法、统计方法、最邻近决策方法、基于规则的专家系统方法、分子动力学方法和人工神经网络方法。目前较为常用的几种方法有:PHD、PSIPRED、Jpred、PSEDATOR、PSA。在空间结构预测方面,比较成功的理论方法是同源模型法。运用同源模型方法可以完成所有蛋白质10%～30%的空间结构预测工作。得到蛋白质结构后就可以进一步分析研究蛋白质的功能。
2.6 药物设计
基于生物大分子结构的药物设计是生物信息学中极为重要的研究领域。生物信息学可用于药物靶标基因的发现和验证。有许多数据库可用来获得不同组织在正常/疾病状态下基因表达的差异,通过搜索这些数据库,可以得到候选基因作为药物靶标,特异性地针对某一种疾病。另外,还可根据蛋白质功能区和三维结构的预测来对药物靶标进行鉴定,以便早期了解所研究蛋白的属性,预测它是否适用于药物作用。计算机辅助药物设计主要包括活性位点分析法、数据库搜寻、全新药物设计。目前,活性位点分析软件有DRID、GREEN、HSITE等。另外还有一些基于蒙特卡罗、模拟退火技术的软件如MCSS、HINT、BUCKETS等。目前数据库搜寻方法分为两类。一类是基于配体的,即根据药效基团模型进行三维结构数据库搜寻。该类方法中比较著名的软件有Catalyst和Unity,而以前者应用更普遍。另一类方法是基于受体的,也称为分子对接法,具代表性的分子对接软件主要有 DOCK、F1exX和GOLD。全新药物设计方法出现的时间虽然不长,但发展极为迅速,现已开发出一批实用性较强的软件,其主要软件有LUDI、Leapfrog、GROW、SPROU以及北京大学来鲁华等开发的LigBuilder等,其中LUDI最为常用。
3 结束语
生物信息学是一门新兴的极具发展潜力的学科,对计算机工作者也提出极高的要求,在序列比对中目前的研究热点主要有多序列比对算法及基因组比对算法。在序列分析中重点是研究基因重组及基因识别算法,同时对非编码区的识别也是个重点。同时后基因组时代从结构转向功能的研究涉及到基因组功能的注释,基因的表达调控机制,比较基因组的研究等内容。同时蛋白质的结构预测对蛋白质的功能理解也非常重要, 然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。
参考文献
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信息技术与生物课程的整合 篇11
关键词：高中生物；信息技术；课程资源
生物科学是自然科学中的基础学科之一，是研究生物现象和生命活动规律的一门科学。它是农、林、牧、副、渔、医药卫生及其他有关应用科学的基础。然而，单一的课堂模式使课堂缺少生机，学生缺少学习的积极性，所以，在教学过程中，教师要转变教学思想，要将信息技术与生物课程整合在一起，让学生在形象、直观的展示中轻松地掌握生物知识。
一、借助信息技术丰富生物课程资源
随着网络化时代的来临，单纯的教材知识的传授已经不能满足学生的求知欲，已经不能调动学生的学习积极性，因此，在授課的时候，教师要充分发挥信息技术的作用，要将有关的知识点展示给学生，开阔学生的视野，丰富学生的生物课程资源，以促使学生获得更好的发展。
如，在教学《杂交育种与诱变育种》时，由于这节课的教学目的就是为了让学生了解杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。所以，在授课的时候，我借助多媒体向学生展示了我国杂交育种和诱变育种的成果，如，袁隆平的杂交水稻与平时水稻的对比图；中国花白奶牛图；香水月季图等，之后，我又借助多媒体向学生介绍了中国的一些育种目标，如，中国兰花最重要的育种目标香味，花色、花型、株型、叶部性状、抗性等。这样的展示既可以让学生轻松地掌握基本的生物知识，又能让学生了解我国科技的不断进步，从而使学生的科学素养得到大幅度提高。
二、借助信息技术将生物课堂形象化
信息技术的最大特点就是集音频、视频、动画、图像为一体，其形象、直观是其价值的重要体现。而且，生物教学课本中涉及的图、文、形、像很多，教师如果能够有机地将两者结合起来，这不但可以将生物课堂形象化，而且还可以大大提高学生的理解能力，对提高学生的学习效率起着非常重要的作用。
如，在教学《DNA分子的结构》时，我借助多媒体向学生展示了一个动态的DNA双螺旋结构模型，一方面可以减少学生对抽象知识的畏惧心理，另一方面可以让学生形象地明白DNA的结构模型，加深学生的印象，进而提高学生的学习效率。
总之，在教学中，教师要有效地将信息技术与生物知识相结合，最大限度地发挥信息技术的优点，以实现高效的生物课堂。
参考文献：
钟世英.信息技术与生物课程整合的思考[J].中学生数理化（高中版）：学研版，2011（04）.
（作者单位 江西省赣州市寻乌中学）
生物教学与信息技术有效整合 篇12
一、现代信息技术能生动逼真地创设生物模型和情景
1. 从微观拓展到宏观
生物学作为一门自然学科, 其研究方向兼顾微观和宏观两个方面。传统的教学手段对微观世界显得有些无助, 而运用信息技术则可将微观的结构和功能或者生理过程生动逼真地呈现给学生。
2. 从宏观拓展到微观
宏观方面, 大多数学生对森林、草原、海洋等生态系统的认识是局部而非全面的, 个别的而非整体的, 对生态系统的结构和功能的理解也缺乏认识。教学中, 可以通过光盘、网络或视频捕捉来剪辑整理不同类型的生态系统的影像资料, 并加入声音或文字解说。生动的画面、逼真的声音, 能让同学们如身临其境, 加上其中简洁的说明, 不但可以加强其对知识的理解, 而且会留下深刻的印象。这样学生对各种生态系统就有了全面的整体的认识, 从而突破教学难点。而对于有关环境污染及环境保护等问题, 多媒体技术同样能实现从宏观到微观的拓展。
3. 生物情景从缓慢拓展到快速
生物学的研究内容包括生命的起源和生物的进化, 二者时间跨度都很大, 且原始生命起源过程不可能重演, 环境条件不可能改变。这样, 完成该课教学时, 一方面留给学生以广阔的想象空间, 另一方面也给学生理解进化论学说带来很大困难。信息技术能够充分运用多媒体展示的超媒体性, 可把一个自然界中无法变动的生物进化过程随意加快, 将几十亿年生命起源及生物进化过程的时间缩短, 帮助学生理解生命现象及生物发展进化规律, 使他们更好地形成感性认识。
4. 能从静态拓展到动态
在课堂教学中, 引入信息技术可帮助学生直观地感知生物过程。运用计算机超媒体集成展示信息的优势, 结合教学内容, 围绕教学目标, 选用文字、图片、声音、动画、视频等不同形态的信息对课文的内容、情境、模型、状态、生理过程等进行生动呈现, 就能使学生容易地理解复杂抽象的生理过程。
如:“排泄”这一章知识结构复杂, 内容较丰富, 知识点较为抽象。传统教学运用的挂图、模型及板书等都是静态过程, 不便学生理解。而且, 完成此教学需要大量时间, 较难突破教学难点。在教学中引入信息技术, 可运用多媒体技术集成展示的优势, 连续展示泌尿系统的组成、结构图片, 尿液的形成及排出过程的动画, 从而形象、直观、生动地表达出复杂抽象的生理过程, 教学重点、难点也就迎刃而解。
二、现代信息技术能优化学习环境, 实现教师主导地位、学生主体地位
1. 能体现教学中学生学习的主体性和教学的互动性
在教师组织和引导下, 师生一起学习、讨论和交流, 共同建立起学习群体。学生在学习的过程中, 可以根据自己的能力自主学习或讨论, 对于所学内容不明确的或不易弄懂的, 可以反复观看。学生还可以带着问题, 通过计算机与网络中心的服务器连接, 到网上虚拟科学馆、生物园、图书馆查找有关资料, 充分体现学生在学习过程中的学习主体性。在网络教学中, 可以轻易地进行师生之间、学生与学生之间的互动。
例如:在学习“生殖系统”一节时, 男女学生根据教师的要求, 在计算机网络中搜寻出自己需要的信息及自身性发育中的疑惑问题, 同时还可以就某些问题与教师、学生进行交流, 达到很好的教学效果。这节课不仅解决了多年来生物学教师难以解决的实际教学问题, 同时也充分证明了运用网络技术可实现生物教学中的分层教学和实现师生之间、学生与学生之间的平等互动。
2.能激发学生的学习兴趣
学习兴趣是学习动机中最活跃的因素, 学习兴趣的产生主要取决于学习内容的特性、学生已有的知识经验和学生对学习的愉快情感的体验。在传统的课堂教学中, 教师为激发学生学习的兴趣而采用或是绘声绘色, 或是用诗歌故事, 或是实物展示, 或是幻灯辅助等方法, 但是这些方法都难免容量小、手段单一, 而以计算机为核心的信息技术具有多媒体集成性、交互性等特点, 能有效地激发学生兴趣, 使学生产生强烈的学习欲望, 从而形成学习动机。
如:在“鸟类的多样性”这一课的教学中, 为激发学生学习的兴趣, 在课件的开始, 以一幅高山瀑布的画面配合流水潺潺、百鸟争鸣的声音, 然后展示十几种我国特有的珍稀鸟类的图片, 更加激发了学生学习本课的兴趣。
3. 有利于学生获得和掌握更多的新知识
进入新课题阶段, 教学的主要任务是使学生获得新知识、新技能。传统的生物学教学主要是教师讲授、学生被动地接受, 而很多抽象的很难用语言来描述的知识又经常是学生学习过程中的认知障碍。如果在教学中将这些抽象知识通过计算机的模拟功能具体化、形象化, 配合学生的讨论、交流, 其知识的接受和保持将大大优于传统教学效果。
如:在“开花和结果”这一课的教学中, 教师先应用多媒体课件为学生展示由桃花变成果实的过程, 再播放图形动画, 配以教师讲解, 学生很好地弄清花的结构和传粉、授精以及果实种子形成的过程。这样使学生获取了大量的信息, 从而掌握了更多知识。
4. 有利于培养学生的创新精神
传统的生物学教学方式和以指导为主的教学方式一般都采用“传递”的方式进行教学, 学生只是被动地接受知识, 这不利于培养学生的探究能力。信息技术的发展, 互联网、校园网的出现, 教育网站、电子书刊、虚拟图书馆、虚拟软件库、新闻组等为学生营造了一个探索发展的学习环境, 提供了非常丰富的学习资源。信息技术从演示教具变为学生探究问题获取知识的工具。在网络环境条件下, 学生的学习是多向互动的, 可以利用多种信息源 (教师作为信息源之一) , 通过检索、学习、构思, 将有关信息组合起来, 形成自己的观点, 获得自己的认知方式。这种新型的、民主的教育关系将有利于学生发展自己的个性, 激发他们的创造性思维, 培养和促进其创新精神、信息能力的发展, 实现学生为主体、教师为主导的新型教学模式的建构。
三、现代信息技术给生物教学提供了丰富的素材, 有助于教师讲清抽象的知识
从生物教学内容来看, 主要从微观和宏观两个方面来阐述生物的生命活动规律;从生物种类来看, 则主要讲述动物、植物和微生物的生命活动规律。很多教学内容单靠枯燥的语言、几幅挂图、几个静态的模型是很难表达的。如何让这些内容变得具体、直观、生动有趣呢?丰富的网络信息资源为生物教学带来了形式多样的、图文并茂的、声色俱全的素材。
如:谈到动植物的分类、生物形态、结构与功能及不同地域物种分布的差异时, 需要大量的材料供学生观察总结, 并且还需要从不同地理位置和气候条件下采集这些材料, 这给教师增添了工作负担, 利用互联网就可以省时省力、因地制宜、有选择地获取并展现信息, 让学生有机会“深入实际”, 观察不同地方的典型物种的特征。丰富的素材拓宽了学生的视野, 丰富了教学的内容, 使微观的、抽象的内容宏观化、具体化, 大大降低了教学的难度, 更易于学生的掌握。
四、现代信息技术有利于创造和谐、高效的课堂气氛
现代信息技术的“网络教学”具有新颖性、趣味性、娱乐性、知识性等特点。这些特点能创造出一种和谐、高效的课堂气氛, 促进学生思维能力的发展。由于网络教学充分利用了各种信息的载体 (比如:文字、声音、图像以及各种表现手法) , 极大地吸引了学生的注意力, 充分调动了学生的眼、耳、脑、口、手等器官对教学信息的反应, 使学生在不知不觉的欢快气氛中发挥出潜在的主动性, 从而整个身心都投入到学习活动中。学生在环环紧扣的学习活动中, 积极参与、积极思维, 大脑思维高度活跃, 从而使问题以最快的速度、最清晰的思路和最灵活简洁的方法得以解决。
五、现代信息技术与生物教学整合对教师的要求
目前, 现代信息技术的硬件已成为学校发展水平的重要标志, 丰富的硬件条件为教学方式的多样化提供了物质保证。因此摆在广大教师面前的一个现实问题是:如何科学、高效地使用这些教学硬件设施。这是一个与传统教学法一样重要的问题, 需要有一个不断积累素材、不断总结筛选、优化与提高的过程。
首先, 教师要掌握和运用先进的现代教育技术。这就要求教师要有娴熟的计算机操作技术, 会制作网页, 并具有上网收集资料的能力。
其次, 教师教学要突出重点、难点。运用现代信息技术的“网络教学”要注意展示的是教学的重点、难点内容, 这样才能提高课堂教学效率。一味地追求使用计算机, 过度使用视频影像, 或频繁地使用多媒体设备, 都会成为教学的干扰。
其三, 教师要善于组织学生。教师应具有较强的驾驭课堂的能力和课堂应变能力, 引导学生共同探讨问题、解决问题, 使学生有目的、有成效地学习。
其四, 教师要控制好学生的上网时间。网络教学提高了学生学习的兴趣, 给学生提供了自主学习的场所, 如果学生学习的自由度过大, 就容易偏离教学目标的要求。因此, 教师课前必须精心设计教学环节, 课上控制好节奏, 流畅地引导学生完成教学任务、提高学习质量。在课堂上, 教学活动要收放自如地处于教师的掌控下, 防止学生偏离教学目标。