《分子与细胞》教材分析

高中课程标准实验教科书生物1必修分子与细胞解析一、教材主线《分子与细胞》教材的知识主线是什么？（注：知识主线能够帮助把教材内容结构化、系统化、网络化）教材主线《分子与细胞》——细胞是基本的生命系统系统的组成、结构把细胞作为系统的功能（物质能量信息的交流）基本的生命系统系统的产生、发展、消亡生命系统结构层次系统的组成和结构组成细胞的分子系统的边界——细胞膜系统内的分工合作——细胞器系统的控制中心——细胞核系统的功能物质的输入和输出能量的供应和利用系统的发展变化细胞的生长和增殖细胞的分化、衰老、凋亡和癌变细胞是基本的生命系统细胞—组织—器官—系统—个体—种群—群落—生态系统二、以“科学家访谈”代序对传统教科书的绪论的突破，见人、见事、见精神；有知识、有过程、有殷殷的嘱托课例分析1科学家访谈“科学家访谈”邹承鲁院士谈人工合成结晶牛胰岛素的过程科学家的勇气和创新团队合作和锲而不舍的精神为国争光、为人类做贡献的志向“科学家访谈”教学建议学生阅读“科学家访谈”，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。三、第1章《走近细胞》本章的地位和作用认识研究细胞的重要性认识生命系统的层次性，明确细胞是基本的生命系统了解细胞的多样性和统一性理解细胞学说的内容和意义初步学会从系统的视角看问题初步认识科学发现的特点总之：为后续各章的学习打基础第1节从生物圈到细胞生命活动离不开细胞“问题探讨”让学生体会即使是不具备细胞结构的病毒，其生命活动也离不开细胞。接着通过资料分析来认识所有的生命活动都离不开细胞生命系统的结构层次图示生命系统的各个层次，明确细胞是最基本的生命系统，为全书乃至整个必修课程打基础课例分析2《分子与细胞》第1章第1节从生物圈到细胞教学中可能遇到的问题1.资料很多，都要给学生讲清楚吗？抓住核心概念和原理2.对概念的讲解是否都要一步到位？螺旋式上升，不断加深认识例：（1）种群、群落（必修3）（2）细胞、组织、器官、系统（第6章）（3）核酸（必修2）（4）线粒体、叶绿体（第5章）核糖体（必修2）中心体（第6章）第2节细胞的多样性和统一性观察细胞使用显微镜观察多种多样的细胞（课标：独立操作水平）原核细胞和真核细胞重点介绍原核细胞和原核生物，为什么？细胞学说建立的过程简介细胞学说内容，引导学生分析细胞学说建立的过程（课标：应用水平），理解科学发现模式四、第2章《组成细胞的分子》第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物第2节生命活动的主要承担者——蛋白质第3节遗传信息的携带者——核酸第4节细胞中的糖类和脂质第5节细胞中的无机物教学中可能遇到的问题本章后4节的先后顺序可否调换？两种认知规律（1）先易后难（2）先抓主要矛盾均可第1节细胞中的元素和化合物“问题探讨”呼应章引言，意在激发兴趣，培养提出问题的能力简介细胞中的元素和化合物，并引导学生思考与讨论有关问题实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。与原教材相比，此实验的不同点是提高了要求，增加了检测材料和方法的选择性，以及对检测结果的预期教学中可能遇到的问题本模块实验较多（1）为什么？本模块要求掌握的科学方法——观察、实验（2）如何处理？保证完成课标要求的实验（精讲多做、教参后附有“实验和探究”的光盘）使用高倍显微镜观察几种细胞（课标“内容标准”要求，下同）检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质观察DNA和RNA在细胞中的分布（课标“活动建议”要求，下同）体验制备细胞膜的方法（非课标要求，下同）用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体尝试制作真核细胞的三维结构模型探究植物细胞的吸水和失水比较过氧化氢在不同条件下的分解探究影响酶活性的条件探究酵母菌细胞呼吸的方式绿叶中色素的提取和分离探究环境因素对光合作用强度的影响细胞大小与物质运输的关系观察根尖分生组织细胞的有丝分裂第2节生命活动的主要承担者——蛋白质从生活经验入手进行“问题探讨”通过思考与讨论认识氨基酸的结构特点简介蛋白质的结构以图代文示蛋白质的功能注意与社会和个人生活的联系第3节遗传信息的携带者——核酸增加了实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布。实验操作较简单介绍了核酸的基本结构及DNA与RNA的区别教学中可能遇到的问题有些概念的介绍缺乏循序渐进？（如“染色体”，学生没听说过）建议高中老师了解初中课标和教材第4节细胞中的糖类和脂质从生活经验入手介绍糖类和脂质的种类和化学组成文中穿插与“与生活的联系”小字最后归纳出生物大分子以碳链为骨架。这是课标要求的内容，利于认识生物大分子的共同特点，应当重视第5节细胞中的水和无机盐从电解质饮料入手进行“问题探讨”，不求完备答案，意在激活思维以讲述与讨论相结合的方式展开正式内容对整章内容进行总结五、第3章《细胞的基本结构》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——系统的控制中心强调从系统的视角来认识细胞的基本结构第1节细胞膜——系统的边界本节重在认识细胞膜的化学成分和功能增加了实验：体验制备细胞膜的方法关于细胞膜的功能，教材讲述了三种主要功能，其他功能由学生补充。至于如何实现这些功能，将在后续章节和模块中讲，此处不须深究第2节细胞器——系统内的分工合作关于细胞器，知识内容比原教材简化实验中增加了观察线粒体的内容，所需要试剂较贵，可视条件灵活掌握增加了细胞器之间的协调配合、细胞的生物膜系统的内容，利于学生理解细胞是一个系统，细胞是活的，细胞是一个协调的整体。教学中可能遇到的问题有关细胞器的内容，教材简化很多，补充多少合适（课改与应试的矛盾）？1.完成基本要求的前提下，如果课时允许，可适当补充课标：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2.留待高三复习时补充第3节细胞核——系统的控制中心通过资料分析认识细胞核的功能讲述细胞核的结构以功能带结构，体会结构与功能的统一安排制作真核细胞的三维结构模型的活动，体会模型方法课例分析3《分子与细胞》第3章第1节细胞膜——系统的边界第1章走近细胞第1节从生物圈到细胞第2节细胞的多样性和统一性第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物第2节生命活动的主要承担者—蛋白质第3节遗传信息的携带者—核酸第4节细胞中的糖类和脂质第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节细胞的癌变第3章第1节细胞膜——系统的边界重在认识细胞膜作为系统边界的功能增加实验：体验制备细胞膜的方法了解细胞膜的化学成分第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型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。教学：教师不要从头讲到尾，应让学生自己看、讨论、领悟《细胞膜——系统的边界》教学建议重点：1.细胞膜的功能2.体验制备细胞膜的方法（材料选择、制备方法）如果把第4章结构模型一节移过来，会鼓出“大肚子”因为该节内容重在发现过程，给学生科学方法的启迪六、第4章《细胞的物质输入和输出》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1节物质跨膜运输的实例探究：植物细胞的吸水和失水（课标：通过模拟实验研究膜的透性观察植物细胞的质壁分离和复原）重点是弄清楚水分跨膜运输的特点，以及膜的特性。这是高中生物第一个“探究”，在提出问题、作出假设、设计实验等环节均需要较多指导。因此教材中提供了参考案例第2节生物膜的流动镶嵌模型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。教学：教师不要从头讲到尾，应让学生自己看、讨论、领悟第3节物质跨膜运输的方式被动运输主动运输（小字简介）胞吞和胞吐七、第5章《细胞的能量供应和利用》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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——光与光合作用第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质1.“问题探讨”让学生分析经典实验2.细胞代谢的概念3.实验：比较过氧化氢酶在不同条件下的分解。简介控制变量的方法4.打比方的方式讲解酶能降低活化能5.资料分析：关于酶本质的探索，强化对科学过程和本质的认识二、酶的特性通俗讲解酶的高效性和专一性通过实验得出酶的作用条件较温和的结论全过程探究“影响酶活性的条件”，从提出问题到得出结论都由学生自主完成注意与社会的联系，体现STS教育思想第2节细胞的能量“通货”——ATP强调“通货”吸能和放能反应与ATP水解和合成相耦联以图代文示ATP的利用第3节ATP的主要来源——细胞呼吸问题探讨联系科学史，呼吸与体外燃烧的异同。探究：酵母菌细胞呼吸的方式。需要学生设计对比实验，根据教材中参考资料进行设计，有一定难度，可培养学生的技术设计能力。讲述有氧呼吸和无氧呼吸及其应用。第4节能量之源——光与光合作用一、捕捉光能的色素本小节内容与以往教材区别不大二、光合作用的原理和应用探究“环境因素对光合作用强度的影响”注意：此探究具有更高的开放性，问题和方案都由学生自主确定，教材仅提供一个参考案例课例分析4探究：影响酶活性的条件探究：植物细胞的吸水和失水探究：环境因素对光合作用强度的影响探究：酵母菌细胞呼吸的方式如何进行“探究”活动的教学？普通高中生物课程标准（实验）关于科学探究能力的要求客观地观察和描述生物现象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分析问题，阐明与研究与研究该问题相关的知识确认变量作出假设和预期普通高中生物课程标准（实验）关于科学探究能力的要求设计可行的实验方案实施实验方案，收集证据利用数学方法处理、解释数据根据证据作出合理判断用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点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什么是科学探究？美国国家研究理事会《国家科学教育标准》：科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。科学探究也指的是学生建构知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。什么是科学探究？《初中生物课程标准》：生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。科学探究的一般过程1.提出问题2.作出假设3.制定计划4.实施计划5.得出结论6.表达、交流老师们常问到的一些概念单一变量原则自变量因变量无关变量对照实验实验组对照组对比实验关于变量自变量是人为改变的变量因变量是指随着自变量的变化而变化的变量无关变量是指除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。无关变量也可能对实验结果产生影响，要尽可能地排除无关变量对实验的影响关于对照实验如果两组实验中，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。关于对照组和实验组一般来说，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