高一生物细胞的基本结构教材分析

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在细胞质中，除了细胞器外，还有呈胶质状态的细胞质基质。细胞质基质不是简单的胶状物质，其中含有多种成分，是细胞代谢的重要场所，所以教科书也对细胞质基质做了简要介绍。细胞骨架是当今细胞生物学研究的热点领域，细胞的多种生命活动都与细胞骨架有关。教科书以小字的形式简单介绍了细胞骨架，以增加学生对生物学研究前沿的了解。细胞骨架不是必学内容，学生大致了解即可。
线粒体和叶绿体是两种非常重要的细胞器，学生在第5章《细胞的能量供应和利用》学习细胞呼吸和光合作用的有关内容的时候，还会进一步认识线粒体和叶绿体的结构和功能。这里安排的《用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体》的实验，目的是让学生了解叶绿体和线粒体的形态和分布，增加对叶绿体和线粒体的感性认识，学习在光学显微镜下观察叶绿体和线粒体的方法。
学生在学习了各种细胞器的结构和功能之后，脑子里还是一个个独立的细胞器的印象，还没有把这些细胞器作为一个系统的组成成分联系起来。“细胞器之间的协调配合”以分泌蛋白的合成和运输为例，通过让学生分析分泌蛋白合成并分泌到细胞外的过程，体会细胞器之间的分工合作。“资料分析”提供的资料是科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中用同位素标记法所做的实验。为了帮助学生理解这一实验过程，教科书配以详细的实验过程图解，并用讨论题引导学生一步步进行分析。学生分析的结果是否准确？真实的情况又是怎样的呢？为了给学生留下科学、清晰的印象，使学生能够把理解了的知识准确地整合到已有的知识网络中，在“资料分析”之后，教科书用一段文字形象生动地描述了分泌蛋白的合成和运输过程，以及这一过程所涉及的细胞器在其中所起的作用，还有这些细胞器之间的联系。参与这一过程的细胞器大都具有膜，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统，由此引出下一个学习内容“细胞的生物膜系统”。
细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极为重要的作用。生物膜系统的结构和功能，不仅是当前细胞生物学研究的热点领域，也是课程标准要求学生了解的内容。在这个学习内容里，教科书还安排了“相关信息”，介绍根据生物膜的特性开发的一种新的制药工艺，把用磷脂制成的小球，包裹着药物，运输到患病部位，达到治病的目的；以及“与社会的联系”，介绍了用于治疗肾功能障碍的人工肾，其中起关键作用的血液透析膜就是人工合成的膜材料，加强学习内容与社会生产和生活的联系。
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本节之后安排了“科学家的故事──细胞世界探微三例”。这个阅读资料，精选了三位于1974 年同时获得诺贝尔生理学或医学奖的细胞生物学家的事迹。之所以选择这三位细胞学家，是因为他们所从事的工作与本节的学习内容密切相关。例如，克劳德的工作是摸索出采用差速离心将细胞组分分离开的方法；德迪夫发现了溶酶体；帕拉德改进了电子显微镜样品固定技术，并应用于动物细胞超微结构的研究，发现了核糖体和线粒体结构，不仅如此，他还将对细胞结构和功能的静态描述，引向动态研究，课文里的资料分析，就是由帕拉德通过大胆想像作出推测，再用同位素示踪技术加以证实的实验，这个实验后来成为生物学史上最精彩的实验之一。三位科学家的故事是对本节内容的丰富和补充，与正文的讲解前后呼应，相得益彰，使整节教材充实、丰满。通过阅读这三位科学家的故事，学生不仅可以加深对知识内容的理解，还了解到细胞学研究的常用技术和方法，如对细胞组分进行分离的差速离心法，观察细胞超微结构的电子显微镜技术，研究细胞器功能的同位素示踪技术等；此外，克劳德的勇于探幽入微，德迪夫的敏锐的洞察力，帕拉德的善于利用先进技术手段，都可以让学生体会到：科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合，受到情感态度价值观方面的启迪。
第3节《细胞核──系统的控制中心》，课程标准的要求是“阐明细胞核的结构与功能”，这是理解水平的要求。如果教科书只是平铺直叙细胞核的结构和功能，是不可能帮助学生达到这一学习目标的。本节的设计力图通过创设有利于学生开展探究性学习的情境，让学生对细胞核的重要性，以及结构与功能相适应的观点有深刻的领会。
在没有学过细胞核的结构之前，学生容易把核仁误认为细胞核。本节的“问题探讨”从学生容易混淆的问题入手，让学生充分讨论细胞核的重要作用。学生的回答很可能是不全面的，不完善的，或者是建立在想像而非科学事实的基础上的。那么事实是怎样的呢？ “细胞核的功能”就从“资料分析”开始，给学生提供一系列的科学实验事实，让学生分析细胞核的功能。黑白美西螈的核移植实验，蝾螈受精卵的横缢实验，变形虫的切割实验，伞藻的嫁接实验和核移植实验，科学家分别用不同物种的细胞作实验材料，从几个方面有力地证明，细胞核是细胞代谢和遗传的“控制中心”。
细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的。教科书紧接着以图代文介绍了细胞核的结构。在细胞核的结构里，最重要的结构是染色质。教科书重点阐述了DNA 、染色质、染色体的关系。正是由于DNA上贮存着遗传信息，细胞核才能成为细胞的代谢和遗传的控制中心。至此，学生对于细胞核的功能才会有比较透彻的理解。这段叙述之后，教科书有一句话：“因此，对细胞核功能的较为全面的阐述应该是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。”这句话，是对本节内容的画龙点睛。旁栏思考题“同一个生物体内所有细胞的‘蓝图’都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的形态、功能如此多样？结构也不完全相同？” 学生可能回答不上来。没关系，教师不必着急给出答案，可以让学生带着问题继续后面内容的学习，当学生学到本书第6章《细胞的生命历程》中有关细胞分化的知识时，学生就会恍然大悟的。
在学习了细胞的结构和功能之后，课程标准要求学生“尝试建立真核细胞的模型”。因此，教科书在本节安排了“模型建构──尝试制作真核细胞的三维结构模型”，为学生建构真核细胞模型提供了方法指导。但是这个指导只是引导性的，并没有指定具体的材料用具，列出详细的活动步骤，而是给学生发挥各自的创造潜能留出了充分的空间，也为教师的创造性教学留出了空间。教科书在提供两张模型照片供学生参考的同时，也提出了评价模型的参考指标，如科学性、艺术性、成本低廉等。建构模型的方法，是高中课程标准和教材对学生提出的高于初中水平的科学方法和探究能力的要求，在高中阶段生物学课程的学习中，学生会陆续接触到物理模型、概念模型和数学模型等模型的建构，对模型方法会有比较全面的学习和了解。真核细胞三维结构模型是需要学生建构的第一个模型，因此教科书在这里插入了科学方法──模型方法的介绍，使学生在建构模型之前，对于什么是模型先有一个初步的了解。
本节的最后一段话“细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。这是几十亿年进化的产物。细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。”是对章首页引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》的话“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧！”的呼应，再次点明细胞作为一个基本的生命系统，它的重要性和必然性。

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