必修1《分子与细胞》常见问题析疑

必修1分子与细胞常见问题析疑日期：2012-01-31来源：网络转摘 作者：字体：大中小必修1分子与细胞常见问题析疑人民教育出版社课程教材研究所李红高中生物学课程改革已经进入第三个年头。在过去两年的课改实践中，实验区的教师们积极探索，积累了许多鲜活生动的经验，使生物学的课堂教学呈现出学生参与程度高，乐于探究，师生互动，教学相长的喜人气象。但是教师们也从教材与教学关系的角度，提出了不少问题。这些问题的解决，有赖于教师课程观念的转变，也有赖于教材编者与教师们的进一步沟通。这篇“析疑”的目的，就是期望把教材编写的意图更好地传达给老师们，让课程改革的理念和教材编写的指导思想，通过老师们的创造性劳动，在课堂教学中开花结果。以下撷取一些有代表性的问题，与教师们探讨。1绪论课怎么上？新教材以“科学家访谈”代序，是对传统教科书绪论的突破。以分子与细胞为例，访谈的是我国著名生物学家，中科院院士邹承鲁教授。邹承鲁院士的研究领域是生物大分子，其研究工作与本模块的学习内容密切相关。教材通过介绍邹院士的工作，阐述学习、研究生物大分子的意义，解决“学什么”和“为什么学”的问题。“访谈”重点围绕人工合成结晶牛胰岛素展开，既谈到科学研究的过程和方法，也谈到科学家的勇气和创新，团队合作和锲而不舍的精神，以及为祖国为人类做贡献的志向，给学生多方面的启迪，让学生在具体的事例中，领悟应该“怎样学”科学。教师可以让学生先阅读“科学家访谈”，然后分小组讨论感想。为保证“讨论”不跑题，教师最好事先拟定讨论提纲，供学生讨论。为了更好地激发学生学习生物学的兴趣，教师还可以事先收集生命科学最新进展，以及需要依靠生命科学解决的重大问题的资料，组织学生讨论。这些资料最好与本模块的学习内容“分子”和“细胞”相关。2从生物圈到细胞一节内容多，1课时上不完，怎么办？第1章第1节从生物圈到细胞，包括两个内容“生命活动离不开细胞”和“生命系统的结构层次”，目的是为了帮助学生建构一个概念，即“细胞是最基本的生命系统，细胞是生命活动的基本单位”。概念的建构，不是靠教师告诉学生，而应该由学生通过自主学习获得。通过学生主动参与的，认真思考的探究性学习过程而建构的概念，才会比较容易整合进学生的知识网络，印象才深刻，记忆才长久；也才能在需要运用时，比较容易地提取，用于分析、解决实际问题。本节教材以及其他章节的教材中，提供了供学生分析、讨论用的大量图文资料，这些资料是重要的课程资源，是帮助学生建构概念的，不需要学生记忆。教学时，教师可安排不同的小组分别讨论不同的资料，然后小组代表汇报讨论结果，再由教师对讨论结果进行点评、修正和概括总结。如果在教学中明确教学目标，抓住核心概念的学习，就不会出现课时不够的情况了。3本模块的实验、探究很多，如何处理？在分子与细胞这册书中，一共安排了14个实验、探究。为什么教材要安排这么多的实验、探究呢？因为课程标准要求学生在本模块的学习中，重点掌握“观察和实验”的科学方法。课程标准在 “内容标准”中，明确列出了学生需要完成的多项实验和探究活动。鉴于我国高中生物教学的实际情况，我们的建议是：首先保证完成课程标准的“内容标准”中规定的实验和探究，如“使用高倍显微镜观察几种细胞”；其次，尽可能地开设课程标准的“活动建议”中列出的实验和探究，如“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”；有条件的学校，再安排教科书增加的实验，如“体验制备细胞膜的方法”（见下表）。此外，建议教师在课堂教学中采取精讲多做的策略，给实验和探究活动留出时间。配套的教师用书中所附“实验和探究”的光盘，也会对实验和探究活动的教学起到一定帮助。在课本中的编号实验/探究/模型建构的名称课标的要求对是否开设的建议实验1使用高倍显微镜观察几种细胞“内容标准”要求必做实验2检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质“活动建议”要求有条件的学校尽量开设实验3观察DNA和RNA在细胞中的分布“活动建议”要求有条件的学校尽量开设实验4体验制备细胞膜的方法课标未作要求根据需要选择开设实验5用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体“活动建议”要求有条件的学校尽量开设模型建构尝试制作真核细胞的三维结构模型“内容标准”要求必做探究1植物细胞的吸水和失水“活动建议”要求有条件的学校尽量开设实验6比较过氧化氢在不同条件下的分解课标未作要求根据需要选择开设探究2影响酶活性的条件“活动建议”要求有条件的学校尽量开设探究3探究酵母菌细胞呼吸的方式“活动建议”要求有条件的学校尽量开设实验7绿叶中色素的提取和分离“活动建议”要求有条件的学校尽量开设探究4环境因素对光合作用强度的影响“内容标准”要求必做实验8细胞大小与物质运输的关系“活动建议”要求有条件的学校尽量开设实验9观察根尖分生组织细胞的有丝分裂“内容标准”要求必做4第2章组成细胞的分子应该先学水和无机盐，还是蛋白质和核酸?原教材学生先学“水和无机盐”，后学“蛋白质和核酸”。这是由易到难的认知顺序。新教材学生先学“蛋白质和核酸”，后学“水和无机盐”。这是先抓主要矛盾的认知顺序。当人们在研究未知事物时，首先感兴趣的是其中最重要的东西，即先抓主要矛盾。在进行新教材的教学时，如果有的老师觉得先易后难的顺序比较好，让学生先学“水和无机盐”的内容也未尝不可。5“染色体”“性状”等概念的出现没有铺垫，缺乏循序渐进教科书中新概念的出现是有铺垫的。“染色体”“性状”等概念，学生应该在初中生物课中学过。高中课程标准的制订和教材的编写，是建立在初中的基础上的。学生觉得陌生，可能是由于初中的基础没打好。建议高中教师查阅初中生物课程标准和教材，了解学生应该具备的知识基础。如果学生的基础不太好，教师可以适当补补课。6对于概念的讲解是否都要一步到位？有些概念的学习是有一定难度的，学生的认知需要有一个螺旋式上升、循序渐进的过程。一套教科书的编写是一个整体工程，对于同一个概念，编者可能会安排在不同的章节让学生学习。但并不是简单重复，而是结合具体内容不断加深认识。例如，“核酸”的概念，在第2章第3节出现了，学生只是大致了解，将来在遗传与进化模块，学生还会详细地学习。又如“线粒体”“叶绿体”，第3章第2节只是简单提及，在第5章结合有氧呼吸和光合作用，再展开详细介绍它们的结构和功能。再如“细胞”“组织”“器官”“系统”的概念，学生在初中学过，本书第1章第1节提到，第6章学生在学习细胞增殖、分化、衰老和癌变时，对于这些概念及其相互关系还会有进一步的了解。建议老师们在备课时，应首先对三个必修模块学习内容的安排有一个通盘了解，以便在制订教学计划时，能够统筹考虑。7可否将细胞膜系统的边界和生物膜的流动镶嵌模型合并？在实际教学中，我们可以看到，不少老师都是这么处理的，将第3章第1节细胞膜系统的边界和第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型合并，作为一节课让学生学习。老师们觉得细胞膜系统的边界这一节内容比较简单，希望在讲解细胞膜的内容时，一次性地把细胞膜的组成、结构和功能以及这些知识的来龙去脉讲透。从讲解知识的角度来看，这样处理似乎挺有道理。但是这两节的学习内容，其教育价值仅仅是让学生了解相关的知识及其来源吗？首先看一下第3章第1节在全书中的位置。人教版分子与细胞一书的主线是“细胞是基本的生命系统”，各章节围绕这条主线展开（见下图）。这本书的编排体系渗透了系统论的思想。虽然书中没有谈系统论，但是学生沿着这本书的编写思路学完之后，会在不知不觉之中体验了系统论的研究方法，为在第3个必修模块稳态与环境中学习系统分析的方法打下基础。通过具体事例细胞的学习，领悟系统论的思想，对于提高学生的科学素养无疑是很有价值的。第3章的三节内容，完成的是对细胞这一基本的生命系统的结构的了解。第1节对细胞膜的学习，重点放在细胞膜作为系统的边界，具有哪些功能。其中细胞膜实现细胞间信息交流的功能是难点，需要教师安排一定的时间给学生讲解，让学?斫狻莆铡送猓笛?ldquo;体验制备细胞膜的方法”虽然是课标中没有要求的，但是其中涉及的对实验材料的选择，以及细胞膜制备的具体操作，都包含了重要的科学方法。应当充分利用教科书提供的这一素材，对学生进行科学方法的训练。这也需要一定的时间。再来看一下第4章第2节的教育价值。本节让学生通过分析科学家对生物膜结构的探索历程，来认识生物膜的结构，同时在科学方法、科学与技术的互动关系、科学的开放性等方面受到启示。可见，其中蕴涵了知识、方法、科学价值观等多维度的目标，其教育价值是很丰富的。但是在教学中，要想真正落实这三维目标并不容易，特别是科学方法和科学价值观的目标，需要给学生提供足够的时间，让学生自己看、思考、讨论、领悟，不提倡教师从头讲到尾。因此，本节的教学，如果没有1课时的时间，很难完成教学目标。而本节在第4章中又起承上启下的作用。第1节物质跨膜运输的实例，让学生通过对大量实例的分析，总结出物质跨膜运输的特点是选择透过性。为什么生物膜具备这样的特点，这是由膜的结构决定的，进入第2节生物膜的流动镶嵌模型。在了解了生物膜的结构之后，学生再来学习第3节物质跨膜运输的方式。第4章的三节内容之间递进关系清楚，逻辑严密，学生学习起来一气呵成，系统地完成对细胞这一基本的生命系统有关物质运输功能的了解。通过以上分析可以看出，把两节内容合并为1课时完成，并非明智之举。部分老师尝试之后，发现普遍存在的问题是：时间紧，学生没有足够的时间思考和讨论，科学方法和科学价值观目标没有得到很好的落实，有的难点知识，如细胞膜实现细胞间信息交流的功能等内容，教师匆匆带过，学生难以理解、掌握。所以我们建议老师们在充分领会教材编写意图的基础上，再对教材做创造性处理。8对细胞器的讲解把握到什么程度？关于细胞器和生物膜系统的内容，新教材比原教材做了较大幅度的删减。原因在于课程标准的要求是：举例说出几种细胞器的结构和功能；简述细胞膜系统的结构和功能。线粒体和叶绿体是最重要的两种细胞器，教材在第5章讲述细胞呼吸和光合作用的内容时，结合线粒体和叶绿体在其中所发挥的重要功能，详细讲述它们的结构。因此，教师在进行第3章第2节细胞器系统内的分工合作的教学时，不必补充太多的内容，否则可能会导致课时紧张。9关于对照实验和对比实验关于对照实验，科学方法论的书上一般是这么论述的：如果两组实验中，除了一个因素不同以外，其余因素都相同，那么这两组实验称为对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组。对照组和实验组要依据研究的问题和作出的假设来确定，有时候研究的问题和作出的假设改变了，对照组和实验组有可能会发生对换。一般来说，保持原有状态的组作为对照组，人为改变条件的组作为实验组；或者是，已知实验结果的组作为对照组，未知实验结果的组作为实验组。对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对照实验的范畴比对比实验广，因而又有人将对比实验称为相互对照实验。例如，在实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”中，1号试管是在常温下只加入过氧化氢溶液，2号试管是加入了过氧化氢溶液并在90 水浴中加热，3号试管是在过氧化氢溶液中加入FeCl3溶液，4号试管是在过氧化氢溶液中加入肝脏研磨液。那么，1号与2号、1号与3号、1号与4号是三组对照实验，其中1号是对照组，2号、3号、4号是实验组（更严谨一些，1号与3号、1号与4号作为对照实验时，1号中应加入与FeCl3溶液或肝脏研磨液等量的蒸馏水）；3号与4号是对比实验。在具体教学中，不提倡学生死记硬背科学方法名词，应注意避免把科学方法的教学知识化，值得提倡的做法是在具体的探究问题情境中指导学生理解并灵活运用科学方法。10如何落实课程标准对学生的科学探究能力的要求？普通高中生物课程标准（实验）在课程的具体目标中，对学生发展科学探究能力提出了11条“初步学会”的要求（课标第8页）：（1）客观地观察和描述生物现象；（2）通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；（3）分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；（4）确认变量；（5）作出假设和预期；（6）设计可行的实验方案；（7）实施实验方案，收集证据；（8）利用数学方法处理、解释数据；（9）根据证据作出合理判断；（10）用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；（11）听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护，以及作必要的反思和修改。这11条要求都明确、具体，是可操作，可检测的。分子与细胞中的4个探究活动指导，都是依据课程标准的要求，在具体的问题情境中，通过一系列的讨论题，引导学生在提出问题、作出假设、设计实验、记录数据、处理和分析数据、得出结果和结论、表达和交流等环节循序渐进地训练。希望教师重视教材中设计的探究活动，体会教材的编写意图，将课程标准的要求真正落到实处。分子与细胞教材具体问题答疑日期：2012-01-31来源：网络 作者：字体：大中小分子与细胞教材具体问题答疑人民教育出版社课程教材研究所李红关于吡罗红和甲基绿的配制，教科书介绍的是吡罗红和甲基绿混装粉的配制方法。如果买不到混装粉，分装粉该如何配制呢？如果化学试剂商店没有吡罗红甲基绿混装粉，可以分别购买甲基绿和吡罗红G（注意：用于核酸染色的是吡罗红G，请不要错买吡罗红B），然后按以下方法配制。染色剂A液的配制方法 取甲基绿2 g溶于98 mL蒸馏水中，取吡罗红G 5 g溶于95 mL蒸馏水中。取6 mL甲基绿溶液和2 mL吡罗红溶液加入到16 mL蒸馏水中，即为A液，放入棕色瓶中备用。染色剂B液的配制方法 B液是一种缓冲液，由乙酸钠和乙酸混合而成。先取乙酸钠16.4 g，用蒸馏水溶解至1 000 mL备用；再取乙酸12 mL，用蒸馏水稀释至1 000 mL备用。取配好的乙酸钠溶液30 mL和稀释的乙酸20 mL，加蒸馏水50 mL，配成pH为4.8的B液。染色剂的配制 染色剂是由A液、B液混合配制而成的。取A液20 mL和B液80 mL混合，就是实验中所用的吡罗红甲基绿染色剂。应该注意的是该试剂应现用现配。参考价格如下：北京化学试剂公司（地址是东四南大街160号，电话是65127916）甲基绿 牌号为“JBN-42590” 10 g 170元吡罗红G 牌号为“Fluka进分-ind” 5 g 232元合计 402元细胞核是细胞器吗?许多高校教材、细胞学专著、从事细胞学研究的科研人员，都把细胞核作为细胞器，这是没有问题的。为此我们专门请教了细胞学专家。但是多年来，咱们国家的中学生物教学一直把细胞核排除在细胞器之外单讲。这些都是人为定义的，是不是把细胞核作为细胞器，并不影响对细胞核、细胞器以及细胞结构与功能的理解。为了遵循教师们多年的教学习惯，目前教科书中没有明确指出细胞核是细胞器。“生物膜流动镶嵌模型”图片下部的紫色条带是什么结构？该图片源自国外教材，原书对此结构没有做说明。经专家推测，紫色条带结构是细胞膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，属于膜骨架系统，它参与维持细胞膜的形状并协助细胞膜完成多种生理功能。“高温对酶促反应速率的影响”与“高温对酶活性的影响”是一回事吗？温度对酶促反应速率的影响表现在两个方面。一方面当温度升高时，与一般化学反应一样，反应速率加快。另一方面由于酶是蛋白质，随着温度的升高，酶蛋白逐渐变性而失活，引起酶反应速率下降。如果用酶促反应速率对温度作图，曲线为钟罩形，不与温度横轴相交，因为酶失活不等于反应停止。绝大多数酶是蛋白质。几乎所有的蛋白质都因加热变性而凝固。即高温使酶失活。如果用酶活性对温度作图，钟罩形曲线在高温处与横轴相交，表示高温时酶失活。需要注意的是：酶活力的大小一般用一定条件下催化的某一化学反应的发应速率来表示。“水分子通过人工脂双层”与“水分子通过细胞膜”有什么区别？人工脂双层不含蛋白质，水分子可以自由扩散的方式通过人工脂双层；而在细胞膜中，除了脂双层外，还镶嵌有各种蛋白等，水分子在通过细胞膜时，一部分水通过脂双层出入细胞，另一部分水通过水通道蛋白进行扩散，也就是说，水分子通过细胞膜的方式并不单一，其中，水通道的方式速度更快，例如，在哺乳动物红细胞中，细胞膜上存在水通道蛋白，将红细胞移入低渗溶液中，红细胞很快就会吸水膨胀而溶血。值得注意的是，并不是所有的细胞膜上都存在水通道蛋白，如水生动物卵母细胞膜上的水通道蛋白就比较少。物质通过细胞膜进行被动运输有几种方式？物质通过细胞膜进行被动运输，有以下几种可能方式。1 能通过人工脂双层的物质，自然能通过细胞膜。2. 借助于运输蛋白（1）通道蛋白横跨细胞膜形成的水的通道，能使适宜大小的分子及带电荷的溶质通过简单的自由扩散从膜的一侧到另一侧。通道蛋白不直接与水分子或溶质分子相互作用，这些小的