分子與細胞教材分析

分子與細胞教材分析第一頁，共七十八頁，2022年，8月28日一、《分子與細胞》模塊的定位分子與細胞遺傳與進化穩(wěn)態(tài)與環(huán)境選修模塊第二頁，共七十八頁，2022年，8月28日必修模塊選擇的是生物科學的核心內(nèi)容，同時也是現(xiàn)代生物科學發(fā)展最迅速、成果應用最廣泛、與社會和個人生活關系最密切的領域。所選內(nèi)容能夠幫助學生從微觀和宏觀兩個方面認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)和結構基礎、發(fā)展和變化規(guī)律以及生命系統(tǒng)中各組分間的相互作用。

《普通高中生物課程標準》關于必修模塊第三頁，共七十八頁，2022年，8月28日

本模塊有助于學生較深入地認識生命的物質(zhì)基礎和結構基礎，理解生命活動中物質(zhì)的變化、能量的轉(zhuǎn)換和信息的傳遞；領悟觀察、實驗、比較、分析和綜合等科學方法及其在科學研究過程中的應用；科學地理解生命的本質(zhì)，形成辯證唯物主義自然觀。

《普通高中生物課程標準》關于“分子與細胞”模塊第四頁，共七十八頁，2022年，8月28日“內(nèi)容標準”中的要求本模塊選取了細胞生物學方面的最基本的知識，是學習其他模塊的基礎。它還反映了細胞生物學研究的新進展及相關的實際應用。通過本模塊的學習，學生將在微觀層面上，更深入地理解生命的本質(zhì)。了解生命的物質(zhì)性和生物界的統(tǒng)一性，細胞生活中物質(zhì)、能量和信息變化的統(tǒng)一，細胞結構和功能的統(tǒng)一,生物體部分和整體的統(tǒng)一等，有助于辯證唯物主義自然觀的形成。學習細胞的發(fā)現(xiàn)、細胞學說的建立和發(fā)展等內(nèi)容，有助于學生對科學過程和本質(zhì)的理解。第五頁，共七十八頁，2022年，8月28日二、《分子與細胞》模塊的教育價值1.促進辯證唯物主義自然觀的形成（1）理解生命的物質(zhì)性及生命物質(zhì)的特殊性世界是物質(zhì)的生命世界的基本單位是細胞元素和化合物生命世界的特殊物質(zhì)第六頁，共七十八頁，2022年，8月28日（2）理解生命系統(tǒng)有許多層次，細胞是基本的生命系統(tǒng)細胞器官組織系統(tǒng)個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈第七頁，共七十八頁，2022年，8月28日認識系統(tǒng)系統(tǒng)的邊界系統(tǒng)的成分及其相互作用系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展與消亡系統(tǒng)的調(diào)控第八頁，共七十八頁，2022年，8月28日（3）理解生命系統(tǒng)的開放性，即要與周圍環(huán)境進行物質(zhì)和能量的交換，信息傳遞生命系統(tǒng)環(huán)境將一塊方糖放入水中，方糖就會立即溶解，消失得無影無蹤。溶解在水中的方糖還能再自行變回原來的形狀嗎？為什么？一種名叫硅藻的小生物，生活在水中，它們能用溶解在水中的硅化物制成絢麗精致的外殼，而通常情況下水體中硅化物的含量極為微少，僅有百萬分之幾，這一含量遠比溶解了方糖后杯中的含糖量低微得多了。第九頁，共七十八頁，2022年，8月28日（4）理解細胞的生命歷程，領悟事物的發(fā)生、發(fā)展與消亡命的普遍規(guī)律細胞增殖分化衰老凋亡癌變第十頁，共七十八頁，2022年，8月28日2.有助于學生對科學過程和本質(zhì)的理解（1）本模塊精選了若干重大科學發(fā)現(xiàn)的歷史過程“細胞學說建立的過程”“細胞世界探微三例”“對生物膜結構的探索歷程”“關于酶本質(zhì)的探索”“光合作用的探究歷程”“細胞的全能性”第十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日（2）本模塊著意展示了科學進展、技術改進“組裝細胞”“國際人類蛋白質(zhì)組計劃”“授予諾貝爾化學獎的通道蛋白研究”“干細胞研究進展與人類健康”“細胞衰老的原因”“顯微技術的發(fā)明和應用”“體驗制備細胞膜的方法”“分離各種細胞器的方法”“同位素示蹤技術、熒光顯示技術”第十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日（3）加強實驗與探究，體驗科學過程本模塊有實驗：9個探究活動：4個模型建構：1個課外制作：1個資料搜集：2個第十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日類型名稱所在章節(jié)實驗使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞（課標“內(nèi)容標準”要求）第1章，第2節(jié)檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)（課標“活動建議”要求）第2章，第1節(jié)觀察DNA和RNA在細胞中的分布（課標“活動建議”要求）第2章，第2節(jié)體驗制備細胞膜的方法（非課標要求）

第3章，第1節(jié)用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體（課標“活動建議”要求）第3章，第2節(jié)比較過氧化氫在不同條件下的分解（非課標要求）

第5章，第1節(jié)綠葉中色素的提取和分離（課標“活動建議”要求）第5章，第4節(jié)細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P系（課標“活動建議”要求）第6章，第1節(jié)觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂（課標“內(nèi)容標準”要求）第6章，第1節(jié)探究植物細胞的吸水和失水（課標“活動建議”要求）第4章，第1節(jié)影響酶活性的條件（課標“活動建議”要求）第5章，第1節(jié)探究酵母菌細胞呼吸的方式（課標“活動建議”要求）第5章，第3節(jié)環(huán)境因素對光合作用強度的影響（課標“內(nèi)容標準”要求）第5章，第4節(jié)模型建構嘗試制作真核細胞的三維結構模型（課標“內(nèi)容標準”要求）第3章，第3節(jié)課外制作利用廢舊物品制作生物膜模型（課標“活動建議”要求）第4章，第2節(jié)資料搜集干細胞研究進展與人類健康（課標“活動建議”要求）第6章，第2節(jié)社會老齡化的相關問題（課標“活動建議”要求）第6章，第3節(jié)第十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日

需要完成的“探究”：探究：影響酶活性的條件探究：植物細胞的吸水和失水探究：環(huán)境因素對光合作用強度的影響探究：酵母菌細胞呼吸的方式

（操作難度大，可訓練學生設計方案）第十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日3.體現(xiàn)與社會生產(chǎn)和生活的聯(lián)系“問題探討”：來源于生活中的問題“科學、技術、社會”：溝通三者聯(lián)系，揭示三者互動第十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日三、《分子與細胞》教材設計思路1.以“科學家訪談”代序這是對傳統(tǒng)教科書中的“緒論”或“前言”的突破，體現(xiàn)了：

見人物、見事實、見鮮活的精神；有知識、有過程、有殷切的囑托。第十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日第十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日

本模塊是編者親訪了我國著名生物化學家、中科院院士鄒承魯寫成的。以“我發(fā)現(xiàn)許多生命科學的問題，都要到細胞中尋找答案，而對細胞生命活動規(guī)律的闡明，又必須建立在闡明生物大分子結構和功能的基礎上”。由此切入本模塊的主題。最后以“辦老實事，說老實話，做老實人”作結。

學什么？為什么學？怎樣學？盡在其中！第十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日2.以細胞是基本的生命系統(tǒng)構建內(nèi)容體系細胞是基本的生命系統(tǒng)生命系統(tǒng)的層次：走近細胞系統(tǒng)的組成結構系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的發(fā)展和變化從生物圈到細胞細胞的增殖系統(tǒng)的邊界——細胞膜系統(tǒng)內(nèi)的分工合作——細胞器系統(tǒng)的控制中心——細胞核細胞的物質(zhì)輸入和輸出細胞的能量供應和利用細胞的多樣性和統(tǒng)一性細胞的分化細胞的衰老、凋亡、癌變組成細胞的分子第二十頁，共七十八頁，2022年，8月28日3.以問題驅(qū)動學習，引導自主、探究和合作（1）章首頁由“引言—圖片—名言（或詩句）”組成。（2）每節(jié)都以“問題探討”專欄開始。由“圖片—情境描述—討論題”組成。（3）以問題形式組成“本節(jié)聚焦”專欄。一般不少于3個。（4）各節(jié)都設置有“資料分析”，“思考與討論”等專欄，學生自主、探究、合作學習搭建平臺。（5）以“發(fā)現(xiàn)問題—研究—新問題—再研究—再發(fā)現(xiàn)”的形式來描述科學史。（6）在“實驗”、“探究”等活動中，一般提供背景資料、思路提示，引發(fā)學生自主探究。第二十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日

所謂“任務驅(qū)動”，就是將所要學習的新知識隱含在一個或幾個任務中，學生通過對任務進行分析、討論，明確它大體涉及哪些知識，并找出其中的新知識，然后在教師的指導、幫助下找出解決問題的方法?；谡n程整合思想的信息技術教學模式正是借助其他學科中各種各樣的主題任務來驅(qū)動教學。任務是學科教學所要解決的問題，信息技術是解決問題的工具。在信息技術課中體現(xiàn)“任務驅(qū)動”教學法，就是讓學生在一個個典型的信息處理任務的驅(qū)動下展開學習活動，在完成任務的過程中，培養(yǎng)學生應用信息技術分析問題、解決問題的能力。第二十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日第二十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日4.每節(jié)設置“練習”，每章設置“自我檢測”和“本章小結”，及時復習和鞏固，強化自我評價檢測類型檢測功能節(jié)后練習基礎題鞏固對基本概念和原理的理解拓展題培養(yǎng)知識遷移和發(fā)散思維能力，供學有余力的學生選做自我檢測概念檢測檢測概念理解的準確性，分析概念之間的邏輯聯(lián)系知識遷移運用所學知識分析和解決新情境中的問題，特別是來自生產(chǎn)和生活實際的問題技能應用訓練科學探究技能思維拓展在本章內(nèi)容基礎上進一步拓展，進行更深入、更廣闊的思考，培養(yǎng)求異思維和發(fā)散思維等能力第二十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日第二十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日四、《分子與細胞》教材的章節(jié)簡析章節(jié)課時章節(jié)課時第1章，走近細胞3第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?第1節(jié)從生物圈到細胞1第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型1第2節(jié)細胞的多樣性和統(tǒng)一性2第3節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?第2章，組成細胞的分子5第5章細胞的能量供應和利用9第1節(jié)細胞中的元素和化合物1第1節(jié)降低化學反應活化能酶3第2節(jié)生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)1第2節(jié)細胞的能量“通貨”ATP1第3節(jié)遺傳信息的攜帶者核酸1第3節(jié)ATP的主要來源2第4節(jié)細胞中的糖類和脂質(zhì)1第4節(jié)能量之源：光合作用3第5節(jié)細胞中的無機物1第6章細胞的生命歷程5第3章細胞的基本結構5第1節(jié)細胞的增殖2第1節(jié)細胞膜1第2節(jié)細胞的分化1第2節(jié)細胞器2第3節(jié)細胞的衰老和凋亡1第3節(jié)細胞核2第4節(jié)細胞的能量1第4章細胞的物質(zhì)輸入和輸出4第二十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日第1章走近細胞第1節(jié)從生物圈到細胞第2節(jié)細胞的多樣性和統(tǒng)一性第二十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日本章的地位和作用認識研究細胞的重要性認識生命系統(tǒng)的層次性，明確細胞是基本的生命系統(tǒng)了解細胞的多樣性和統(tǒng)一性理解細胞學說的內(nèi)容和意義初步學會從系統(tǒng)的視角看問題初步認識科學發(fā)現(xiàn)的特點總之：為后續(xù)各章的學習打基礎第二十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日第1節(jié)從生物圈到細胞生命活動離不開細胞

“問題探討”讓學生體會即使是不具備細胞結構的病毒，其生命活動也離不開細胞。接著通過資料分析來認識所有的生命活動都離不開細胞生命系統(tǒng)的結構層次

圖示生命系統(tǒng)的各個層次，明確細胞是最基本的生命系統(tǒng)，為全書乃至整個必修課程打基礎第二十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日第2節(jié)細胞的多樣性和統(tǒng)一性觀察細胞

練習使用高倍鏡，增加對細胞的感性認識（課標：獨立操作水平）原核細胞和真核細胞

重點介紹原核細胞和原核生物細胞學說的建立過程

簡介細胞學說內(nèi)容，引導學生分析細胞學說的建立過程，理解科學發(fā)現(xiàn)模式（課標：應用水平）。第三十頁，共七十八頁，2022年，8月28日第2章

組成細胞的分子

第1節(jié)

細胞中的元素和化合物第2節(jié)生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)第3節(jié)

遺傳信息的攜帶者——核酸第4節(jié)

細胞中的糖類和脂質(zhì)第5節(jié)

細胞中的無機物第三十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日與原高中教材相比，本章內(nèi)容有所拓展，如“觀察DNA”和“RNA”在細胞中的分布?；靖拍詈驮韼谉o增加。主要材料：質(zhì)量分數(shù)為0.9%NaCl質(zhì)量分數(shù)為8%鹽酸（增加細胞膜的通透性）吡羅紅甲基綠染色劑(需現(xiàn)配)吡羅紅——RNA呈紅色；甲基綠——DNA呈綠色口腔上皮或洋蔥表皮

在顯微鏡下觀察第三十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日第1節(jié)細胞中的元素和化合物

“問題探討”呼應章引言，意在激發(fā)興趣，培養(yǎng)提出問題的能力簡介細胞中的元素和化合物，并引導學生思考與討論有關問題實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。與原教材相比，此實驗的不同點是提高了要求，增加了檢測材料和方法的選擇性，以及對檢測結果的預期。第三十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日第2節(jié)

生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)從生活經(jīng)驗入手進行“問題探討”通過思考與討論認識氨基酸的結構特點簡介蛋白質(zhì)的結構以圖代文示蛋白質(zhì)的功能注意與社會和個人生活的聯(lián)系第三十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日第三十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日第3節(jié)

遺傳信息的攜帶者——核酸增加了實驗：觀察DNA和RNA在細胞中的分布。實驗操作較簡單。介紹了核酸的基本結構及DNA與RNA的區(qū)別。第三十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日第4節(jié)

細胞中的糖類和脂質(zhì)

從生活經(jīng)驗入手介紹糖類和脂質(zhì)的種類和化學組成文中穿插與“與生活的聯(lián)系”小字最后歸納出生物大分子以碳鏈為骨架。這是課標要求的內(nèi)容，利于認識生物大分子的共同特點，應當重視第三十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日第5節(jié)細胞中的水和無機鹽從電解質(zhì)飲料入手進行“問題探討”，不求完備答案，意在激活思維以講述與討論相結合的方式展開正式內(nèi)容對整章內(nèi)容進行總結第三十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日本章內(nèi)容特點通過思考與討論、實驗等活動認識細胞的物質(zhì)基礎。注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。強調(diào)生物大分子以碳鏈為骨架。第三十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日第3章

細胞的基本結構第1節(jié)細胞膜——系統(tǒng)的邊界第2節(jié)細胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作第3節(jié)

細胞核——系統(tǒng)的控制中心強調(diào)從系統(tǒng)的視角來認識細胞的基本結構第四十頁，共七十八頁，2022年，8月28日重要的是：把細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)。

系統(tǒng)的組成、結構把細胞作為系統(tǒng)的功能（物質(zhì)、能量、信息）基本的生命系統(tǒng)系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、消亡關注章引言：以自行車拆裝為例，運用類比的方法揭示細胞作為系統(tǒng)的基本特征。系統(tǒng)不是其組分的簡單堆砌，而是通過組分間結構和功能的密切聯(lián)系，形成的統(tǒng)一整體。第四十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日第1節(jié)

細胞膜——系統(tǒng)的邊界本節(jié)重在認識細胞膜的化學成分和功能增加了實驗：體驗制備細胞膜的方法關于細胞膜的功能，教材講述了三種主要功能，其他功能由學生補充。

至于如何實現(xiàn)這些功能，將在后續(xù)章節(jié)和模塊中講，此處不須深究。第四十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日第2節(jié)

細胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作關于細胞器，知識內(nèi)容與原教材基本相同實驗中增加了觀察線粒體的內(nèi)容，所需要試劑較貴，可視條件靈活掌握增加了細胞器之間的協(xié)調(diào)配合、細胞的生物膜系統(tǒng)的內(nèi)容，利于學生理解細胞是一個系統(tǒng)，細胞是活的，細胞是一個協(xié)調(diào)的整體。第四十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日第3節(jié)

細胞核——系統(tǒng)的控制中心通過資料分析認識細胞核的功能講述細胞核的結構

以功能帶結構，體會結構與功能的統(tǒng)一安排制作真核細胞的三維結構模型的活動，體會模型方法第四十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日第4章

細胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型第3節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降谒氖屙?，共七十八頁?022年，8月28日必修教材中的第一個探究活動：植物細胞的吸水和失水。（原教材：觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原）與原教材實驗內(nèi)容相近，但有區(qū)別：重在探究的引導。讓學生自主發(fā)現(xiàn)原生質(zhì)層、細胞壁對水分進出細胞的關系。要求學生提出問題、作出假設、設計實驗。

設計問題串，分析科學家探索生物膜結構的曲折歷程。第四十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗皢栴}探討”分析滲透現(xiàn)象，為本節(jié)打基礎細胞的吸水和失水是作為物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗齺碇v的，這與原教材不同探究：植物細胞的吸水和失水，重點是弄清楚水分跨膜運輸?shù)奶攸c，以及膜的特性。這是高中生物第一個“探究”，在提出問題、作出假設、設計實驗等環(huán)節(jié)均需要較多指導。因此教材中提供了參考案例結合其他實例說明細胞膜是選擇透過性膜第四十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日第四十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日第四十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日本節(jié)特點重點是水的跨膜運輸。植物細胞的吸水和失水實驗與以往教材中植物細胞的質(zhì)壁分離和復原有很大區(qū)別，探究的問題主要是膜的特性和跨膜運輸。其他物質(zhì)的跨膜運輸通過資料分析來認識。第五十頁，共七十八頁，2022年，8月28日第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型對生物膜結構的探索歷程流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容第五十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日第五十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日第五十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日本節(jié)特點讓學生通過分析科學家對生物膜結構的探索歷程，來認識生物膜的結構，同時在科學方法、科學態(tài)度等方面受到啟示。體現(xiàn)科學的開放性。利用廢舊物品制作生物膜模型。第五十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日第3節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞奖粍舆\輸主動運輸小字簡介胞吞和胞吐第五十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日第五十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日第五十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日第5章細胞的能量供應和利用

第1節(jié)

降低化學反應活化能的酶第2節(jié)細胞的能量“通貨”——ATP第3節(jié)ATP的主要來源——細胞呼吸第4節(jié)能量之源——光與光合作用本模塊定位在細胞水平，而非個體水平第五十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日第1節(jié)降低化學反應活化能的酶一、酶的作用和本質(zhì)

1.“問題探討”讓學生分析經(jīng)典實驗

2.細胞代謝的概念

3.實驗：比較過氧化氫酶在不同條件下的分解。簡介控制變量的方法

4.打比方的方式講解酶能降低活化能

5.資料分析：關于酶本質(zhì)的探索，強化對科學過程和本質(zhì)的認識

第五十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日比較過氧化氫在不同條件下分解速率快慢的實驗要求學生理解什么是自變量、因變量、無關變量，以及對照實驗。探究酵母菌細胞呼吸的方式，這個實驗難度比較大，學生一般對其中某些原理和檢測產(chǎn)物的方法不了解，所以教材對提出問題和設計實驗這兩個步驟提供了必要的參考案例和參考資料。在這個實驗中，提出了“對比實驗”的概念。第六十頁，共七十八頁，2022年，8月28日第六十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日第六十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日二、酶的特性通俗講解酶的高效性和專一性通過實驗得出酶的作用條件較溫和的結論全過程探究，從提出問題到得出結論都由學生自主完成。注意與社會的聯(lián)系，體現(xiàn)STS教育思想第六十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日第六十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日第六十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日第2節(jié)細胞的能量“通貨”——ATP強調(diào)“通貨”吸能和放能反應與ATP水解和合成相耦聯(lián)以圖代文示ATP的利用第六十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日第3節(jié)ATP的主要來源——細胞呼吸問題探討聯(lián)系科學史，呼吸與體外燃燒的異同。探究：酵母菌細胞呼吸的方式。需要學生設計對比實驗，根據(jù)教材中參考資料進行設計，有一定難度，可培養(yǎng)學生的技術設計能力。講述有氧呼吸和無氧呼吸及其應用。第六十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日第六十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日第六十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日第4節(jié)能量之源——光與光合作用一、捕捉光能的色素

本小節(jié)內(nèi)容與以往教材區(qū)別不大。二、光合作用的原理和應用