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1、分子与细胞教材具体问题答疑（一）人民教育出版社 课程教材研究所李红1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
2、 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。2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
3、，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。3“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。4“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
4、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。5“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
5、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水通道蛋白就比较少。6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，这些小的分子可以自由地扩散。（2）门通道。“门”瞬时地开
6、放。仅在对特定的刺激（细胞外的特定物质或细胞内外特异离子浓度发生变化时）发生反应短暂地打开。在短暂的瞬时开放的时间里，一些离子、代谢物或其他溶质自由扩散通过细胞膜。绝大多数门通道运输离子，对其转运的离子具有高度选择性。（3）载体蛋白。是跨膜蛋白分子，能与特定的分子，如葡萄糖、氨基酸或金属离子等结合通过膜。具有高度特异性，与物质进行暂时性的、可逆的结合和分离。（注：主动运输也需要载体蛋白）（4）离子载体。是小的疏水分子，溶于膜的脂双层中，大部分是微生物合成的。可动离子载体在膜的一侧结合离子，在另一侧释放离子。通道离子载体形成跨膜的通道，运输离子，具有瞬时开放的特点。有的专著把（1）通道蛋白和（2
7、）门通道两种情况合并为通道蛋白一种类型，由于绝大多数通道蛋白运输离子，有的专著将其称为离子通道，实际上，除离子通道外，应该至少还有水通道。一般书上不提（4）离子载体这种情况。由此可见，离子的运输情况是比较复杂的。人教版教科书考虑到高中学生的认知水平和接受能力，在参考了大量的国外最新版教科书及请教了细胞学专家之后，确定了目前“物质跨膜运输方式”的学习内容。当然，随着生物科学的发展，对物质跨膜运输机制更深入透彻的研究，教科书也将不断改进。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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、”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
14、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
15、，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
