《分子与细胞》教材分析 联系客服

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《分子与细胞》教材分析

一、学习意义与价值

1.促进辩证唯物主义自然观的形成

以细胞为基本单位的奇妙而多彩的生物世界,其组成的元素和化合物,既与非生命世界有普遍的联系,又有重大的区别,尤其是组成细胞的有机分子,如生命活动的主要承担者──蛋白质;遗传信息的携带者──核酸;具有多种生命功能的糖类和脂质。蛋白质、核酸和多糖又都是由特定单体构成的生物大分子,它们以碳链为骨架,成为细胞的结构基础,演绎着或简约、或繁复的生命之歌。学生形成从分子水平上看待生命的物质性和生命物质的特殊性的认识,对于他们树立正确的世界观极为重要。

生命系统由宏观到微观,大体说是由生物圈、生态系统、群落、种群到个体;由个体、系统、器官、组织到细胞。细胞是基本的生命系统(细胞内还有各种结构及各类分子和原子)。客观世界是由许多大大小小,互相联系而又有区别的系统所组成的,系统都有它的边界,由相互作用、相互依赖的组分组成,系统都有它自身的调控规律和发展、消亡的规律。就细胞而言,细胞膜是系统的边界;各类细胞器的分工合作是各组分的重要关系;细胞核是系统的控制中心,等等。 研究细胞这一基本的生命系统时,细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用(或者称之为细胞代谢),就是最核心的细胞生物学知识。生命活动的主动性、有序性和周围环境的统一性,尽在其中。生命系统的开放性,通过细胞生命活动的分析,能够深入到分子水平而比较透彻,而这些认识,又将是研究个体、种群、群落、生态系统这些层次的开放性的基础,也和遗传进化息息相关。

通过对细胞的增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的了解,将会具体而鲜明地形成事物都有其发生、发展、消亡的过程和规律这样的观点。辐射开去,可见世界万物,都有其发生、发展、消亡的规律,人们可以认识、应用这个规律,让世界更美好。就对待生命而言,我们应该爱护生命、珍惜生命。 2.为学习其他必修模块和选修模块奠定知识和能力的基础

《分子与细胞》模块,是学习所有其他模块的基础,各模块既具有相对的独立性,又相互依存。没有扎实的《分子与细胞》的基础,难以学习遗传的细胞基础和分子机制,进而难以理解现代生物进化理论。而机体内环境的稳态及其调控,涉及到许多种类的细胞及细胞参与的分子机制。即使是群体生物学(从种群、群落到生态系统)中生物和生物的关系,生物和非生物之间的关系,其物质、能量、信息的运动,均离不开细胞的生理活动和相关的分子机理。因此,学好《分子与细胞》就为另两个必修模块的学习,打下较好的知识基础,更不必说选修模块了。 《分子与细胞》模块中安排的实验、探究等活动占了全部必修模块的近一半,对学生能力的培养具有基础性作用。

此外,在学习本模块的过程中,学生学习兴趣的激发,学习方法的领悟,都对后续模块的学习有重要影响。

3.有助于学生对科学过程和本质的理解

(1)本模块精选了若干重大科学发现的历史过程

本模块选取了《细胞学说建立的过程》、《探索生物大分子的奥秘──与邹承鲁院士一席谈》、《细胞世界探微三例》、《对生物膜结构的探索历程》、《关于酶本质的探索》、《光合作用的探究历程》、《细胞的全能性》等方面的历史,而且尽量展示其曲折和艰辛、继承和创新,使学生爱读、置身于科学历史的氛围中去领悟和体会。

(2)科学过程没有终点,现代科学生机勃勃

本模块着意展示了相关内容的新进展。如《组装细胞》、《国际人类蛋白质组计划》、《授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究》、《干细胞研究进展与人类健康》、《细胞衰老的原因》等,使学生感受到现代生命科学不息的脉动,把今日的学习融合到促进生命科学未来发展的事业中去。

(3)科学的前进也依赖于技术和方法的改进

本模块教材十分关注技术的发明和科学方法的改进对解决相关科学问题所起的作用,在学生可理解的范围内,作了必要的介绍。如显微技术的发明和应用、体验制备细胞膜的方法、分离各种细胞器的方法、同位素示踪技术、荧光显示技术等。在科学方法上,从系统分析方法到各种具体的科学方法都有涉及,如模型方法、变量控制、对比实验等。

(4)理解科学过程,最重要的是亲历实验和探究

本模块列有实验9个,探究4个,模型建构1个,课外制作1个。其中实验和探究,一方面紧扣学习的核心内容,另一方面涉及多种方法和技能,所需仪器设备条件相对简单,易于完成。所有实验和探究常有“提示”、“案例”、“讨论”等内容,以强化学生理解科学过程。

4.在现实生活的背景中学习生物学,为现实生活服务

《分子与细胞》涉及的内容,虽属微观,相对深奥,但鉴于细胞是基本的生命系统,它和人们的日常生活、医疗保健、环境保护、经济活动等方面仍密切相关。这方面研究的现代进展,更深刻地影响人类社会的生活、生产和发展。许多研究成果已经或将要走进我们的生活:植物细胞在培养瓶中悄然长成幼苗;动物体细胞核移植诞生了克隆动物;不同生物细胞间DNA的转移创造出新的生物类型及其产品;病危的生命期盼着干细胞移植的救助……。

学生学习的最终目的,是促进自身的全面发展,并且为社会的发展和进步服务。把学习和现实生活联系起来,本质是一种价值的追求,是科学的人文化。 本模块的教学建议

由于一个模块反映了本学科一个或一组的主题或核心概念;有主要的、贯彻始终的科学思想观念和方法;有学习、探究的相似的情境;有内在的逻辑联系等,因此需要对教学进行整体设计。 整体设计要考虑的要点如下:

(1)本模块涉及哪些核心概念,它们应通过怎样的教学策略和方式来建立? (2)本模块的教学时数应怎样合理分配,哪些是学生可以自学的,哪些是需要教师指导的,哪些是必须讲解的?

(3)本模块的实验、探究、制作、搜集资料等活动,需要什么条件,每一项达到的目的存在怎样的区别,过程和方法的要点怎样?

(4)本模块学习过程中需要补充哪些课程资源,哪些课程资源是经过努力可以开发和利用的?

(5)本模块的哪些教学内容和教学过程需要依靠集体的力量进行研究,研究的问题的重点是什么?

(6)本模块教学内容中有哪些是不太熟悉的,如何有计划地逐一学习解决? (7)通过本模块的教学,你准备在哪些方面积累经验,并尝试作理论上的概括和提炼?

对核心概念及概念间的相互关系,当然不应是静态的背诵和记忆,而应当在动态的,自主、探究、合作的学习过程中建立和形成,并重在理解和应用。也不应孤立地去掌握,宜围绕着若干中心问题形成概念“串”。 二、教学计划

表 1 科学探究活动一览表 活动栏目类别 活动内容 在教科书中的位置 使用高倍显微镜观察几种细胞 第1章第2节 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 第2章第1节 观察DNA和RNA在细胞中的分布 第2章第3节 体验制备细胞膜的方法 第3章第1节 实验 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 第3章第2节 比较过氧化氢在不同条件下的分解 第5章第1节(一) 绿叶中色素的提取和分离 第5章第4节(一) 细胞大小与物质运输的关系 第6章第1节 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 第6章第1节 植物细胞的吸水和失水 第4章第1节 影响酶活性的条件 第5章第1节(二) 探究 探究酵母菌细胞呼吸的方式 第5章第3节 环境因素对光合作用强度的影响 第5章第4节(二) 生命系统的结构层次 第1章第1节 原核细胞和真核细胞 第1章第2节 组成细胞的化合物 第2章第1节 氨基酸的结构特点 第2章第2节 蛋白质的结构及其多样性 第2章第2节 脂肪的分布和作用 第2章第4节 思考与讨论 细胞中无机盐的作用 第2章第5节 哺乳动物红细胞的吸水和失水 第4章第1节 对生物膜结构的探索历程1 第4章第2节 对生物膜结构的探索历程2 第4章第2节 被动运输 第4章第3节 ATP的利用 第5章第2节 光合作用的过程 第5章第4节(二) 课外制作 利用废旧物品制作生物膜模型 第4章第2节 表 2 本模块教学课时数(36课时) 教学内容 课时数 第1章 走近细胞 3 第1节 从生物圈到细胞 1 第2节 细胞的多样性和统一性 2 第2章 组成细胞的分子 6 第1节 细胞中的元素和化合物 1 第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质 2 第3节 遗传信息的携带者──核酸 1 第4节 细胞中的糖类和脂质 1 第5节 细胞中的无机物 第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜──系统的边界 第2节 细胞器──系统内的分工合作 第3节 细胞核──系统的控制中心 第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 物质跨膜运输的实例 第2节 生物膜的流动镶嵌模型 第3节 物质跨膜运输的方式 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 一 酶的作用和本质 二 酶的特性 第2节 细胞的能量“通货”──ATP 第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸 第4节 能量之源──光与光合作用 一 捕获光能的色素和结构 二 光合作用的原理和应用 第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖 第2节 细胞的分化 第3节 细胞的衰老和凋亡 第4节 细胞的癌变

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