动态 版块 发帖 消息 我的
高中生物掌上资源
欢迎光临高中生物掌上资源社区!
韬哥Lv17   
必修1《分子与细胞》教材20个问题答疑     

必修1《分子与细胞》教材20个问题答疑(视频+文字稿)

 

2020年秋季人教版普通高中新教材网络答疑

高中生物学

(必修1《分子与细胞》)

主讲:人民教育出版社 吴成军


老师们,大家好!我是吴成军,是《分子与细胞》这个模块教材的责任编辑。

这本教材已经使用了两年时间了,在教学的过程中,老师们针对教材和教学有很多的问题,我平时也回答了很多问题。今天我所收集到的问题,可能有的老师已经知道(答案)了,但有些问题我们还可以进行探讨。所以今天针对这些问题,我是以一种研讨的心态跟各位老师交流。因为在我们高中阶段的生物学教学过程中,有些问题的回答并不是绝对的,不是我说是什么它就是什么。因为我们知道生物学科的一些概念、定理、原理,往往有很多的一些特例,或者在不同这个学习阶段,对这些知识的理解可能都是有不同的。所以今天的一些问题的解答是有着我跟大家一起研讨的一个味道。

我一共收集了20个问题,有可能还会有更多的问题。这些问题,有的是各省的一些老师反馈过来的,也有我在一些地方进行回访活动时他们当面向我提出来的。那我现在就开始了。

 

一、糖类和脂质是生物大分子吗?

首先,我们谈第一个问题。糖类和脂质是不是生物大分子?为什么有这个问题产生呢?是因为我们发现有不同的版本的教材,把糖类、脂质也看成了生物大分子,还有就是有的大学教材有可能提到糖类、脂质是生物大分子的问题,所以,老师们经常问这个问题,

我们首先看看教材是怎么说的。我们教材说的是,“生物大分子是由许多单体连接成的多聚体,因此,生物大分子也是以碳链为基本骨架的。”我们可以看到这一句话,由很多单体连接成的多聚体。下面教材讲到的多糖、蛋白质、核酸,它们都是生物大分子。

我们先来分析下这个糖类。糖类包括单糖、二糖、多糖。单糖肯定不是生物大分子,这个是没有任何疑问的,二糖也不是的,多糖为什么是生物大分子?因为它是由很多的单体构成的。如果再演示一下什么是生物大分子啊,实际上我们从分子量的角度来看,它应该是5000~1万左右的分子量,不同的大学教材讲的都不一样,有的说是5000,有的说是1万。不管是5000还是1万,如果以5000为标准的话,那当然糖类中的单糖、二糖肯定就不是生物大分子。脂质是不是呢?脂质包括磷脂、固醇还有脂肪。在这里,脂肪相对来说,大家可能会有争议,它究竟是不是生物大分子呢?按照生物大分子由单体构成的(这个概念),那脂肪……它不是由很多单体构成的。甘油三酯,是由甘油和脂肪酸构成的,它不是由很多的单体一个一个地共同连接成的。为什么有时会认为脂肪是生物大分子?会产生这种错觉呢?是因为平时生活中我们见到的脂肪容易凝集成团,比如说动物脂肪,是油脂,是固体的,还有植物的油滴,都以为它是一个生物大分子。实际上,它的分子量远远不够5000~1万,所以以这个标准(分子量)来看,糖类和脂质是生物大分子这个表述不是特别严谨。我们通常认为是多糖、蛋白质、核酸是生物大分子。那么老师如果碰到相关的试题、练习题,应该以我们教材的讲法为准,这样就能避免给自己的教学造成困惑。这是我回答的第一个问题。

二、在“蛋白质”一节,教材上“与生活的联系”把蛋白质盐析的相关内容删除,为什么?

第二个问题。“与生活的联系”这个栏目中把蛋白质盐析的相关内容删除了,为什么?我们来看看教材是怎么说的。教材在讲到蛋白质的时候,有一个“与社会的联系”,里面讲到蛋白质变性的内容,涉及改变了蛋白质的空间结构、构象,以及它的理化性质的改变和生物活性的丧失现象。里面讲到了哪些可以导致蛋白质变性,有加热、加酸、加酒精,引起细菌和病毒的蛋白质变性,达到消毒、灭菌目的。老师们就觉得,盐析是高考中考过的,为什么要把它删除呢?

我首先想厘清一个要点,高考考过了,是针对我们的旧教材来考试的,那新教材把它删除了,那么高考肯定就会考虑考不考这个问题。所以不能拿高考为标准来判断新教材它的删除还是增减这个标准的。为什么删除这个盐析呢?是因为从与社会的联系这个方面看,盐析在生活中用得比较少,它没有与生活、与社会这些方面很好地联系起来。比如我们讲的加热、加酸、加酒精等等的使蛋白质变性,这个与我们的生活联系得非常紧密,而盐析相对来说就用得很少了,因为很少,所以它删除了,这个是很正常的一种现象。而且在讲化学的时候,化学课肯定还讲盐析的,所以你不用担心学生不知道盐析。可以说蛋白质变性、蛋白质的功能等很多方面,在化学课里面也会讲得更加详细。生物学科中只选取与我们的生活有关的内容来讲解,我们要理解生物学的有限责任,有限社会责任这种观点、这个表述,这是我们谈到的第二个问题。

三、新教材融入较多的化学知识,如氨基、羧基、水、脂肪等的化学结构式,学生学起来由于化学知识不够,难度很大,应该如何处理?

第三个问题啊,就是刚才谭(永平)老师讲到的一个问题,新教材融入了很多的化学知识,我们学生学起来感觉难度很大,这个怎么处理?谭老师回答得很好,我只想补充一点,我也没删除这个问题。这是因为,这是一个老问题,这个老问题问了十几年了,有高中生物教材以来,就一直有这个问题了。那么今天还在问这个问题,那是不是能解决呢?那肯定是难以根本解决问题的。因为我们的模块就叫分子与细胞,那肯定要讲分子。那讲分子,肯定会讲构成生命的或者细胞的重要的大分子物质,那肯定要讲很多的化学物质,如化学键、化学基团,还有化学结构。我们学生刚从初三进入到高一,学习起来肯定没有这种知识,所以学起来肯定是有困难,这是一个正常的现象,是不可避免的,也避不开的一种现象,怎么样处理我们都会存在问题。但是我想说的一点是,我跟谭老师的观点是一样的。我们在学习这个化学知识的时候,我们不需要把这个化学键、化学结构讲得非常清楚。我们可以从宏观的角度来讲它,比如说,把氨基、羧基作为一个单位来讲它,是吧?我们不要讲里面的形成一些化学键的名称,这样就会减少学生很多的学习负担,这是我的一个建议。比如说,我们可以以甲基,一个最简单的基团为例。甲基,它有一个碳、四个氢。四个氢,我们可以用氨基或者羧基,或者R基去替代它,我们以一个整体来看待它,这样氨基酸的结构就相对好理解它了。包括脂肪的分子也是一样的,呈现(结构式)目的是让学生知道这些有机分子的结构相对比较复杂,是由碳链构成的,具有这样的分子结构特点。这是我们的处理方法,要从一个整体的角度来看待这些基团,而不要涉及具体的细节。等以后我们学了有机化学了,或者是到高二高三我们随着知识的不断积累,我们回头再看这些化学键、化学知识,就会觉得非常简单了,所以老师们不要一上来就把这些概念讲得特别深入。这个往往是高三老师容易出现的一个弊端,上了高三之后回来再上高一,总想把一个知识从根本上来解决问题,这个是违背我们的教育规律的,也违背我们学生学习概念的渐进性。我们要理解这样的一个规律,希望老师们不要为这个事情来操心。

另外,我还想补充一点,讲这些结构式、化学结构,其实也跟我们的这次落实生命观念这个教育是有关系的。因为结构决定功能,如果不讲结构,我们直接说它的一些功能特点,那这个就更加微观了,其实更不好理解了。所以为了帮助学生理解结构与功能观,自然而然就增加了相应的一些分子结构的特点的一些讲授。这个是与当前的教育理念有关系的,所以老师们在处理这些问题的时候,希望从学生的这种认知特点,或者是在具有的知识结构基础上来进行教学,而不要过分地加深加大难度,这是我想补充的观点。

四、细胞核是不是细胞器?细胞骨架是细胞器吗?是细胞质的部分内容吗?

第四个问题是,细胞核是不是细胞器?还有,细胞骨架是细胞器吗?细胞骨架是细胞质的部分内容吗?这个问题是我在安徽回访的时候老师们不断问的一个问题。首先,为什么会产生这些问题呢?为什么问细胞核是不是细胞器呢?我想这也是一个老问题。因为有的大学教材认为,细胞核是细胞中最大的细胞器,因为大学教材里给细胞器下的定义就是,具有膜结构的这样的一个功能单位。如果是具有膜结构的一个功能单位,那细胞核当然就是一个细胞器了。但是,拿这个定义在中学里面套用的话,就会造成混乱。比如,核糖体就没有膜结构,那它就不是细胞器了?如果我说,根据这个定义,核糖体因为没有膜结构,它就不是细胞器,你肯定不干,你肯定不同意,是不是?这样,相互之间就有矛盾。在中学里,我们认为,细胞分为三部分,细胞膜、细胞质和细胞核。如果细胞核是细胞器,那么细胞只分为两部分了,就是细胞膜和细胞质了,这个与我们的传统认知不符。所以说不要纠结细胞核是不是细胞器。它就算是细胞器,它能对我们的学习造成困惑吗?不会。所以这点我们要注意,在中学层面上,我们认为细胞核不是细胞器,这点我们要注意(将二者)区分开。

那细胞骨架是细胞器吗?好多老师问这个问题。为什么产生这个疑问呢?是因为教材中植物细胞动物细胞的结构图中都没有标出细胞骨架。其实,细胞骨架在细胞中占有非常大的比重,细胞的大小、细胞中的一些通讯、物质的传递等等,都跟细胞骨架有很大的关系。其实,到底什么是细胞器呢?我可以给出这样一个定义,来(帮助大家)做出判断的。细胞器是指能够行使一定功能的细胞结构。我觉得这样说细胞器可能比较好一点。它有一定的结构,能够行使一定的功能,具有一定的结构特点,这样可以称之为细胞器。这样呢,核糖体就可以认为它是细胞器,细胞骨架实际上也可以认为是细胞器,它也是细胞质的组成部分。这样就可以圆满地解决了我们的问题。细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核构成的。细胞质又分为细胞质基质和细胞器这两部分。这样,我就觉得这个概念相对在中学层面上可以解释得通。

另外,我还想给老师们提供一个想法,就是我们来纠结某种结构是不是细胞器,其实在我看来意义都不大。你说它是细胞器,那么就有真理了吗?就到了真理的位置吗?也不一定,生物学科的很多东西很复杂,我们不要太过分纠结这些是不是细胞器。那考试中考不考呢?我相信,没有一门考试,不管是会考还是高考,绝对不会说:下列有关细胞结构是细胞器的是(   )。没有这种考题出现,不会这样出题,题目要么是告诉你下列有关细胞器的叙述是正确的是(   ),不会让你识别是不是细胞器。所以希望大家要厘清这点,要知道我们的教学、我们的重点是在哪里,对这些问题我们不要花过多的时间来进行研究。这是我讲的第四个问题。

五、新课本说溶酶体主要分布于动物细胞中,教材中的植物细胞并未画出溶酶体,讲解时是否可以说溶酶体存在于动植物细胞中?

第五个问题是有关溶酶体的问题,这个问题很多老师提起来,说这个动物细胞中有溶酶体,那植物细胞中有没有溶酶体呢?到底是怎么产生这个问题的?原因是因为在我们的老教材中,植物细胞中画出了溶酶体,而在新教材中没有画出来。为什么没有画出来?是因为我们认为,动物细胞有溶酶体,植物细胞中,从中学层面上看,它没有溶酶体。所以植物细胞没有溶酶体,我们可以这样理解它。

那为什么这样理解呢?我们也查了好多的大学教科书,包括专业性强的、比较权威的大学书籍,比如说《植物生理学》等等,在这些教材中基本上没有人提植物细胞中有溶酶体这样一种细胞器,基本上不讲。溶酶体的作用主要是分泌物质,分泌很多水解酶或者是溶解很多的物质,它分泌一些酶将物质分解掉、消化掉。在动物细胞中它表现得比较明显,而在植物细胞中,相对的说我们认为它并不是像动物细胞那样清晰,所以这次我们就删除了。不过我们编写的时候说,溶酶体主要是位于动物细胞中,主要是动物细胞中有,这样去理解它。至于说教学中我们讲不讲植物细胞中有没有溶酶体呢?其实我建议大家也没必要强化它,也没必要讲它,我们就把溶酶体看作动物细胞中的一种细胞器,不要把它看成植物细胞的一种细胞器,在中学层面上这样判断是可以的。另外,还是我刚才说的一句话,在“植物细胞有没有溶酶体?”这个问题上,我建议你不要花精力,要以教材为主,毕竟教材是经过专业委员会审查的,也是得到了很多专家的认可的,我们在教材中去掉“植物中有溶酶体”的表述,我们是有充分理由的,所以这点希望大家要注意。这是对第五个问题的解答。

六、为什么要删除观察线粒体的实验?

第六个问题,为什么要删除观察线粒体的实验?首先,我们说删不删除一个实验跟这个实验的这几个因素有关系。一个因素是课标中有没有?第二个是这个实验的价值大不大?第三是在中学层面上能不能很好地在课堂教学中开展?基于这三点可以看出,第一,课标中没有这个实验,我们就删除了。第二点,这个实验的价值其实并不是特别大,因为它的效果并不太好。通过染色的方法来观察线粒体是很难看得清楚的。好多老师并没有完成这个实验,而只是靠讲、靠记,记什么呢?记它的染色的颜色变化。相对来说,现在线粒体比叶绿体小很多,观察起来非常费劲,所以基于这些理由就删除了这个实验。增加的实验是在观察叶绿体的时候观察细胞质的流动,这样的一个改进就非常好了。因为细胞质的流动,我们直接观察起来不是特别明显。但因为有了叶绿体的标记,有了叶绿体在细胞质中的这个润度,就可以看得出细胞质是在流动的。所以将(观察细胞质的流动)与观察叶绿体放在一块儿,我想这就是对这个实验的进一步深化,也符合学生的观察习惯,能够得到很好的观察效果吧。所以这样处理是得到了很多老师认同的。那有的老师说,上课还讲不讲?对线粒体的染色等知识还记不记呢?我觉得没必要,教材上没讲呢,你也没必要让学生背诵这些原理,而且这些原理记下来也没多大意义,是吧?这是我要说的第六个问题。

七、为什么要删除DNARNA在细胞中的分布?是否可以作为素材用于教学?如何把握?

第七个问题也是实验有关。就是有关DNARNA在细胞中的分布。这个实验为什么删除了?在教学中我们是否可以增加这个实验?同样的道理,这个实验在课标中没有,同时做起来效果也不是特别好,它是一个粗染色。我们知道,细胞核中有DNA,也有大量的RNARNA甚至比DNA还多。那为什么我们用甲基绿吡罗红对细胞核进行染色,只染了DNA而没有对RNA进行染色呢?这个染色是一个粗染色,定位不是特别精准,它对细胞合成的RNA并没有染上颜色。所以基于这样的现象来看,我们强化这个实验显然是不合适的,所以删除了这个实验。我也建议大家没必要在教学中增加这个实验的教学,讲也没必要讲,教材既然删除了那就没必要把它作为教学素材进行补充。当然啦,你说你做课外活动,你来做一做,我也不反对,这是说的第七个问题。

八、分泌蛋白是在游离的核糖体上合成,还是在附着在内质网上的核糖体上合成?内质网参与蛋白质的合成吗?

第八个问题,就相对来说要多花一点时间(解答)了。这个问题是,分泌蛋白是在游离的核糖体上合成,还是在附着在内质网上的核糖体上合成的?这个问题很多老师都问起。我们首先看教材是怎么表述的。教材说,“分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。”就是因为这段话的变化,就对老师的教学产生了一些影响,老师们就追究起来。

首先,第一个问题是,蛋白质的合成场所是不是核糖体?还有,是在游离的核糖体中,还是在附着在内质网上的核糖体上合成的?我想,这些问题我觉得其实是老师们真得想得太多了,扣字眼抠得太多了。我问你,它肯定是在核糖体中合成的,这个是没问题的吧。既然都是核糖体, 那非得要分是在光面内质网上还是在粗面内质网上合成的吗?这样就给我们造成一种困惑。我们说,分泌蛋白它确实是应该在粗面内质网上进一步合成,那是因为这个核糖体与内质网之间并不是牢不可破的,不是说核糖体就一直在粗面内质网上,它是一个动态的过程。就是,核糖体它可以游离在细胞质中,也可以附着在内质网上。那附着的核糖体多了,内质网就自然变成了粗面内质网了,核糖体也可以脱离开内质网。正常的情况下,蛋白质它就是由游离核糖体开始合成,然后,因为经过信号肽引导,有一部分(肽链)会进入内质网腔中,进一步其合成过程。所以这样我们才说,分泌蛋白的合成是在内质网中进行的。那么前一段是在游离核糖体中,你一定要说是在粗面内质网上合成的,这话也不是特别严谨、科学,是吧?只是后来它(指核糖体)在合成的一部分环境中,它是附着在内质网上,在腔中进一步进行其合成、加工的过程。

所以我给大家的建议是,不要试图去分清楚是在游离的核糖体上合成的,还是在粗面内质网上合成的,不要这样区分,大家就认为它(分泌蛋白)是在核糖体中合成的就可以了。这是我给大家的一个重要的建议,不要去区分是游离的还是附着的(核糖体),就是在核糖体上合成的。那既然这个结论下出了,老师们就有问题要问,内质网不也参与了蛋白质的合成吗?那我们在做习题之中,我们到底是回答蛋白质的合成场所是内质网呢?还是与核糖体一起回答呢?只填核糖体可以吗?大家既然问到这个问题,我们确实可以讨论一下,可以一起研讨一下。我认为不是这样理解的。首先,从蛋白质的角度来看,毫无疑问,我们只应该填核糖体就可以了,而不需要填内质网。原因是什么?原因有两点,第一个是,蛋白质的一级结构可以决定其次级结构,这原先是一种假设,但是后来这种假设得到了很多证明,也就是说它的一结构非常重要。第二点原因是,有的细胞中并没有内质网其实也能合成蛋白质,或者是说,有的蛋白质比如胞内蛋白,它并不是在内质网上进一步的加工、合成的,也可以形成蛋白质。这些蛋白质的立体空间结构是怎么形成的呢?是因为细胞中有一种分子伴侣可以对一级结构进行折叠,从而形成一定的空间结构的蛋白质。所以我们说,内质网上这个加工、合成的过程并不是所有蛋白质必需的一道工序,应该是在分泌蛋白(的合成)中才需要的一些功能。如果我们在答题过程中要回答蛋白质的合成场所是什么,我们只需要填核糖体就可以了,不需要再加上内质网。这是我的个人建议,但是我觉得这个建议立得住的。分泌蛋白的合成,内质网的确参与了,但并不是参与了具有真正意义的一级结构的合成,它只是对一级结构进行一些折叠、加工,是这样的一种合成过程。所以我们认为,只需填蛋白质的合成场所是核糖体就可以了。内质网在蛋白质合成过程中,只是起着主要是折叠、加工的一种作用,这点我们要明白。

总之一句话,我们如果讲概念,要明确是在高中层面上。我们只需要告诉学生,蛋白质的合成场所是核糖体,分泌蛋白的合成涉及到的细胞器,有核糖体、内质网、高尔基体。请注意,是涉及到的细胞器。合成的细胞器场所,我觉得只需要答核糖体就可以了。希望我对这个问题(的解答)让大家满意。

那么这个问题派生出来的还有一个问题。教材中在讲到动植物细胞的这个亚显微结构的时候,在讲到内质网的时候,将内质网分为粗面内质网和光面内质网,粗面内质网讲得比较多而光光面内质网讲得比较少,有的老师就问为什么光面内质网的功能(教材上)并没有说明。我们知道,光面内质网的功能主要与脂质的合成有关。我们讲的大分子物质主要是讲蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。合成蛋白质是生物、是细胞中最主要的、重要的一项功能。后面也讲到了分泌蛋白的合成运输。所以(教材)在前面多讲一点粗面内质网的这个结构特点以及功能,这是可以理解的,它是为后面讲分泌蛋白的合成和运输打下基础的,是吧?光面内质网与脂质的合成有关,而在前面并不讲到脂质,所以就没有过分地强调它(光面内质网)的一些功能。如果你觉得教材讲得简单了,你可以适当地补充一句话,光面内质网是与脂质的合成是有关系的,把这个话讲清楚了就没问题了。所以这是我给大家的一个建议。

九、糖被只包含多糖吗?与糖蛋白之间有什么关系?

第九个问题也是一个非常重要的问题。好多老师问起来说,这个糖被只包含多糖吗?它与糖蛋白之间有什么关系?顾名思义,糖被是一种多糖而形成的被子,也就意味着它是由在细胞膜表面的多糖构成的,所以叫做糖被,因为是被子嘛。这是顾名思义我们对这个概念的理解,所以这个糖被主要指的是细胞膜外面的一些多糖分子。但是,这些多糖分子很多情况下是与蛋白质结合在一起的,形成糖蛋白,当然也可以与脂质结合在一起形成糖脂,但主要是糖蛋白。那么这些糖蛋白分子就有了识别功能。那,这个糖被有识别功能与糖蛋白有识别功能,这是什么关系呢?其实那个糖被它是有很多多糖分子构成的,那么这些多糖分子与蛋白质相连形成糖蛋白,既然糖蛋白有识别的功能,那自然而然也可以认为糖被也有一种识别的功能,我们可以这样理解。

其实糖被这个概念也是不断地发展的,我也查了很多的大学教材,说实话,大学教材中自相矛盾的地方还挺多。前面说的糖被是多糖的被子,后面又讲到了糖蛋白有识别功能,所以老师的疑问也是有道理的。因此,我在这里给大家一个建议,糖被主要指的是细胞膜外的一些多糖分子,多糖与蛋白质结合在一起形成糖蛋白,所以有识别的功能。这样去理解我觉得问题就不大。另外我还想说的是,教材中将这个糖被知识印刷为楷体字,要求学生阅读下、大致了解下就可以了,我们不需要做过多的拓展、加深,也不需要作为主干知识来讲,我想这一点希望大家也注意一下。那么未来我们在讲到了后面的一些糖蛋白的时候,我们讲到识别功能,我们可以跟前面的知识结合在一起给学生讲解。总之。我们这样理解它,我刚才说的一句话我再强调一下,细胞膜外面的多糖可以成为糖被,如果这些多糖分子与蛋白质结合在一起就具有了识别的功能,这样去理解,我觉得是比较科学、图片可信的。

十、胞吞、胞吐是跨膜运输吗?是主动运输吗?

10个问题是胞吞、胞吐是跨膜运输吗?是不是主动运输?这个问题也是好多老师问,而且问得还非常多。首先回答第一个问题,胞吞、胞吐是跨膜运输吗?什么叫跨膜,我们顾名思义地理解,是指从膜的的一端到另一端,从膜外到膜内或者是从膜内到膜外,这叫跨膜,通过了膜叫跨膜运输。胞吞、胞吐是从膜的一侧到另一侧吗?那自然是的嘛!是跨膜运输,这个概念应该是没问题的。这是我想肯定的一点,我们老师真的不需要纠结。为什么会有这个问题存在呢?原因主要是一些教辅书认为它不是跨膜运输。我觉得这一点是不科学的。我举一个例子,在2017年的全国高考题中或是2016年全国高考题中有一道题有这么一个空就特意问到了胞吞、胞吐作为跨膜运输具有什么的特点?首先就明确了它就是跨膜运输,然后再问它有什么特点。所以我们可以看到,(高考题)告诉你胞吞、胞吐是跨膜运输了。那么是不是主动运输呢?这个问题回答起来有一定难度。如果从教材的定义来看,它当然不算主动运输,因为主动运输的定义是需要载体蛋白,同时还是一种逆浓度梯度的运输。胞吞、胞吐不需要蛋白质做载体。所以不是主动运输。如果从广义上看,从字面上理解主动二字,实际上它是细胞的一种主动行为,也可以认为它是一种主动运输,但这种理解是泛泛而谈的,如果从更宏大概念去理解、去判断,我想给大家一个明确的说法,我个人认为依照教材的定义,不要把胞吞、胞吐当作主动运输,不要这样理解。我们在编写教材的时候,我们的标题就是“主动运输与胞吞、胞吐”,对不对?将胞吞、胞吐与主动运输并列起来,它是另一种物质运输的方式。我个人理解,从定义的角度来看,我们可以认为它(胞吞、胞吐)不是主动运输。但是从更广泛的意义来理解,它也算一种主动运输。所以依照教材的定义,我们可以认为它不是主动运输。

讲到这儿呢,我想提醒大家一点,我们老师可能在问这些问题的时候,他的问题就来源于教辅。有些教辅实际上就没有经过严肃认真地处理,或者说没有经过讨论,而是将一些资料整合在一块儿,所以大家看到这些问题就会产生一些疑问,实际上就干扰了我们正常的教学行为。大家要注意区分开,教辅上的一些说法往往不一定都是正确的,希望大家能进行识别。另外我还想说的是,我们来探讨胞吞、胞吐是不是跨膜运输、主动运输有意义吗?我们想其实意义并不大。我这里重点强调一下,我们要重点探讨的是胞吞、胞吐它作为一种运输物质的方式,具有什么特点、有什么意义,这才是我们教学的重要环节,而不是去识别它是不是跨膜运输。是不是主动运输?讨论这个问题意义不大,希望老师们不要在这个方面多花精力,这个对我们的教学是不利的,也对我们生物学科概念的形成不利,所以希望大家要注意。

十一、葡萄糖的运输方式是主动运输吗?

11个问题是,葡萄糖的运输方式是主动运输吗?这个问题经常有老师问我。说小肠腔中的葡萄糖进入到上皮细胞,应该是一种被动运输,因为小肠中的葡萄糖比较多,所以它是以协助扩散的方式来进行的。但我想告诉你一个基本事实,第一,我们每天吃进去的并不是葡萄糖,而是淀粉,淀粉要水解成葡萄糖需要时间,是吧?第二,我们的小肠一共六米长,总面积达到200平米,这么大的面积,在淀粉分解成葡萄糖之后,在局部的范围内它的浓度并不是特别高的。所以,在小肠吸收葡萄糖进入上皮细胞这个过程,还是逆浓度梯度进行的。那么它是怎么逆浓度梯度进行呢?是靠钠钾泵。葡萄糖是与钠离子共用一个泵来进行运输的,钠离子是顺浓度梯度来进行,它有一个势能,这样会导致载体空间结构的变化,从而将葡萄糖运输到上皮细胞之中,葡萄糖进入上皮细胞中是逆浓度梯度,而钠离子的运输是顺浓度梯度,我们可以看到,从某种意义上来说葡萄糖是一种主动运输方式。而葡萄糖从上皮细胞到组织液中这就是顺浓度梯度了,它是以一种协助扩散的方式来进行的,因为它不消耗能量。因此,葡萄糖其实有两种运输方式,所以大家要注意,不要认为它一定是主动运输或者协助扩散,我们要具体问题具体分析。考试中绝对不可能直接问你葡萄糖的运输方式是主动运输还是协助扩散,这样问法肯定是不科学的,我们要根据具体情况去做出判断。

另外我还想说的一点是,这个主动运输一定是逆浓度梯度吗?这个问题老师们讨论了很久,也经常问我。我来想给大家说说我的观点,我认为主动运输它就是一种逆浓度梯度的运输,需要载体,也消耗能量。那么生物经过上亿年的进化,它早就形成了一种非常受环境因素影响的一种机制。当它顺浓度梯度的时候,毫无疑问它就不需要进行主动运输,不需要消耗呼吸作用产生的能量,当逆浓度梯度运输的时候就需要消耗能量,这是生物的一种机制。那顺浓度梯度运输能否是主动运输呢?我告诉你,如果顺浓度梯度的时候,可能会有一种电势能、电压能或者是浓度势能,导致载体的空间结构发生改变,这个时候它进行的就应该是一种协助扩散。凡是谈到主动运输,一定是逆浓度梯度的,这是我个人的一个观点。所以我们在讲这些内容的时候,一定要给学生讲清的是原理,而不是死记概念,或者是我们要理解这个概念来进行判断一个情景下它是怎样进行一种运输的方式,不要死记硬背某种物质到底是怎么样运输的,所以这点呢希望大家一定要注意。

十二、新教材与老教材的比较问题,如光合作用的一些资料老教材有而新教材删除了的问题

新教材中与老教材相比有许多内容删除了,有些光合作用的资料删除了,比如说柳树实验、普利斯特利实验,这些都删除了。那新教材中为什么删除这些资料呢?是因为这些材料、这些科学史在初中教材中都有讲解、都有介绍的,到了高中如果这些材料还放进教材之中就内容重复了。所以教材就删除了这些科学研究、科学史,而留下来与高中阶段的光合作用定义相关的一些实验,比如将与光反应实验有关的一些实验放进教材中,做为一个思考讨论的活动,所以应该这样去理解它。我们的教育教学中有没必要把初中这些实验放在高中再讲?我个人觉得是没有必要的。初中已经学过的,我们再次重复它,我们时间上是不够的。还有原因就是它可能不太利于我们对于高中光合作用原理的学习,不利于对光反应和暗反应这个核心内容的学习,在另一部分内容占用了时间,那在重要概念的学习上时间可能就少了,所以我建议就没必要增加了。这是第12个问题,

十三、ATP是如何供能的?

13个问题是有关ATP供能的问题。这个问题是不少的老师有一个接受程度的问题。其实ATP供能是非常复杂的一个问题,我们旧教材讲的是释放能量,而在新教材讲的是ATP有一种特殊的化学键,它这个供能是一种叫能化的过程,或者说是磷酸化的过程。也就是说这个磷酸与受体结合就是一个供能的过程。怎么理解呢?这个分子基团或者电子基团它们处于不同的位置,所具有的能量是不一样的,要理清楚这一点,我们才能够回答这个问题。比如说我们讲这个原子核,原子核内有质子,外面有一些电子,电子在不同轨道上运行。这些电子由低轨道向高轨道上运行,那自然就是吸能,由高轨道向低轨道运行,那就是释放能量,比如释放光子,是吧?从这一点我们可以看出,电子位于不同的位置上,它就具有不同的能量。我们在生物化学反应中称之为自由能,它是以一种自由能的形式存在的。那么,ATP中的磷酸基团本身是带负电,两个带负电的磷酸基团之间会相互排斥,就会形成不太稳定的一种化合物,在ATP酶的作用下,这个磷酸基团自然而然就会脱离ATP而与受体结合,就相当于(磷酸基团)带着一种能量与受体结合,磷酸基团本身有一些自由能,再加上ATP本身有一定质量,于是就导致了受体的空间结构发生改变。比如说(受体)空间结构原先是那样的,那么磷酸化一结合,就会导致其整个的构象发生改变了。原来是钾离子在这(细胞外),然后因为受体的构象发生改变了,受体就与钾离子结合并将其翻转过来带进细胞内了,钾离子就进来了,可以这样理解。也就是说,ATP的供能,我们可以理解为就是一种磷酸化的过程。所以,这点(新教材关于ATP供能的表述)是一个非常大的观念的转变,希望老师们要好好的理解它,不要狭隘理解为这个供能就一定是热能。

我再举个例子,大家来看看这张图。

Image

图中是(类囊体)囊膜上的一种电子传递链,也就是进行光合作用的类囊体那个膜结构上的电子传递链。我们可以看到,这个电子的传递过程,这个运动过程,本身就是一个供能的过程。你看,光系统Ⅱ使高能电子被激活了之后,在质体醌的氧化还原过程中,就可以将质子运到了膜内。这个过程中消耗的就是电子的自由能,是吧?那电子的能量就变低了,能量就不够了,电子最终要传递到NADP,那么它的能量不够怎么办?那就需要光系统再对电子进行加速,也就是说激活它让它能量变得更高一些,这个时候才能与NADP结合形成质子和(图中)球形的NADPH,这个NADPH本身就具有能量,同时也是还原剂。我们可以看到,实际上它是以一种自由能的形式而存在,它的位置不同,就具有不同的能量。再看图中这部分,这个质子在膜内很多,而在膜外相对会少一些,这样质子由膜内向膜外流动过程之中,这就是一种顺浓度梯度了,它都需要通过一个载体才能进行,这个载体就是ATP合酶, ATP合酶具有特殊的结构。在这个电子势能的作用之下,那么ATP合酶的空间结构发生改变,它就用其中的某一个结构抓取了ADP和磷酸从而形成了ATP,这样,我们所谓的能量就由质子势能转变成了ATP中的一种能量。你看这个都是热能吗?它不是热能啊。所以我们要理解这个能量不能简简单单按照热能那样去理解它。在生命活动中有许多活动比如说肌肉收缩,它是肌纤蛋白或者肌球蛋白的这种运动,这个运动也是磷酸化导致的空间结构的改变,从而使肌肉纤维发生收缩反应或舒张反应,运动就发生了。

所以我们理解它(ATP)的供能过程,实际上很多情况下是一种磷酸化的过程,我们要改变这个观念和认知。

十四、为什么删除“细胞大小与物质运输的关系”实验?

下一个问题就是教材中删除了“细胞大小与物质运输的关系”实验,为什么?还需要做不做?我想提醒大家,删除了某个实验绝对是有理由的。刚才我也提到了,课标有没有?价值大不大?这些都可以作为一个实验是否删除的一个理由。另外我还想说的是,细胞的大小与物质运输之间并没有绝对的联系。实际上,细胞不能无限长大,并不能用细胞大小与物质运输的关系来进行充分的说明。细胞之所以不能无限长大,跟细胞里面的遗传物质的调控有关,还跟细胞骨架的支撑作用有关。就像问:我们人为什么不能无限长大呢?肯定讨论这个问题就没意义了。谁都不能无限长大,是不是啊?所以我们探讨这个问题的理由并不是特别充分,因此教材就删除了这个实验。那教学中我们还做不做这个实验呢?当然我是建议大家就没必要做了,因为这是删除的实验。我跟谭老师的观点是一样的,删除的实验没必要做。教材中那么多实验,我们都需要花时间,所以我们不要在这个实验浪费时间。

十五、淀粉酶对淀粉和蔗糖的实验中,加入斐林试剂后煮沸一分钟,与第81页说的60℃保温,如何跟学生解释?

15个问题是淀粉酶对淀粉和蔗糖的实验中,加入斐林试剂后煮沸一分钟,与第81页说的60℃保温,怎么跟学生解释?有的老师说前后不一致,为什么你这个教材前面说是保温,后面又加热呢?我想,你提出这个问题我可以做出一个基本判断,你可能做实验少了,或者因为你没做过什么实验,你才提出这个问题。做过实验的老师绝对能体会到为什么一个是保温、一个是加热(煮沸)的原因。因为保温需要很长的时间来完成,保温相对来说比较稳妥,但是耗时很长,弹性系数很高。如果我们想更快地得出一个结论,我们就可以进行加热煮沸,这样就能很快地得出一个效果来。这一点我们要理解,教材前后(不必)非得都一模一样、完全一致,我觉得(教材上)实验在一些技能方面的东西没必要非得严格地保持(前后)一致,我们自己动手做一做就知道是什么道理、什么原因了。这是一个小问题啊。

十六、有丝分裂为什么没有间期?能不能讲G1SG2期?

16个问题是有丝分裂中为什么没有间期?也就是间期为什么不在有丝分裂的概念之中呢?我想谈两个理由,第一,什么叫有丝?出现了纺锤丝或星射线才称为有丝,是吧?那间期有没有丝呢?没有丝。从这个意义上来理解,间期不应该算作有丝分裂的一个环节。更重要的是第二个理由,大学教材在研究细胞周期的时候通常将细胞周期分为间期和分裂期,不把间期放在有丝分裂中来进行研究的,因为间期是一个非常特殊的时期,时间漫长,它往往是细胞周期中的一个概念。正是出于与大学教材保持一致的理由,我们才进行这样的调整的。至于,我们需不需要讲授在间期中涉及到 的G1SG2期。我个人觉得不需要讲,在新教材、新授课过程中我们觉得意义不是特别大,就算讲了其实学生也很难理解。因为讲这个内容的时候,得与DNA的复制、转录、翻译、蛋白质的合成联系上,甚至跟酶的作用都有关系,在这些知识不具备的情况下,你去讲毫无疑问是加重学生的负担。那什么时候可以讲呢?实际上到了高三复习这个时候你可以适当地补充一下,这个是没问题的,是吧?因为G1SG2期要涉及到刚才提到的必修二的知识,特别是基因对性状的控制这块内容知识。以上是我对第16个问题的解答。

十七、动物细胞有丝分裂图中没有画同源染色体,为什么?

17个问题是动物细胞中有丝分裂图中没有同源染色体,为什么?老师们提这个问题啊我觉得还是有点奇怪的啊!为什么说?因为动物细胞有丝分裂中染色体复制、着丝点一分为二,然后染色单体分开成为染色体,它不涉及到同源染色体,为什么要画出来呢?那是因为你学了减数分裂之后,我们强调了同源染色体联会配对,才有这个概念,是吧?在有丝分裂中,染色体没有这种行为,我们就没必要强调同源染色体,是不是啊?那你在讲减数分裂时你可以再谈一谈有丝分裂过程中有同源染色体,但是没有联会配对的这种现象。你拿有丝分裂与减数分裂进行对比、分析,这个是可以的。在刚开始讲有丝分裂时不讲同源染色体完全是正常的一种现象啊。

十八、根据教材细胞全能性的定义,“壁虎断尾、再生”属不属于细胞全能性?

这个问题不止一个老师问我,我估计肯定是习题中有这个问题,不然的话老师们不会问我。那我想,我们关于细胞全能性的概念是,已经分化的细胞,能够形成生物个体或者是形成各种类型的细胞。这样才称为细胞的全能性。壁虎断尾,它是一个细胞能形成尾巴吗?不是的,它是由很多细胞才能从断掉的尾部逐渐形成尾巴的是吧?没有个体的产生,尽管有很多类型的细胞形成,却是由很多细胞逐步分裂分化而形成的,而不是由某一个细胞形成的。就像我们一个班级,一位老师教课,如果他教的学科有语文、数学、外语、物理、政治、生物,都是他教,那他就是全能性老师,厉害!是吧?但是一个班由很多老师教,每个老师共同教这个班,那你就不能说这个班体现了老师的全能性。所以我们如果这样理解就到位了。

十九、为什么把细胞癌变的内容移到了必修二中?这样做是不是弱化了细胞癌变的知识内容?

19个问题是,为什么把细胞癌变的内容移到了必修二中?这样做是不是弱化了细胞癌变的知识内容?其实我也有同感,这个不是我们教材非得要这样安排的,这是课标的要求。课标是将细胞癌变作为基因突变的一个具体的实例来讲的,那当然弱化了癌变的内容,但是我希望老师们在讲细胞癌变这个内容的时候,适当的可以增加一些内容。

二十、课时不够怎么办?

最后讲一个重要的问题,就是课时不够怎么办?课时不够怎么办呢?这个是老师们经常问一个问题,其实课时不够很正常,因为是由各种原因造成的。(一周)只有两课时。实际上我们知道,两课时肯定是很难完成(教学进度)的,因为新学期有很多的各种活动、任务。那么不够怎么办?我实际了解到的情况是,有的老师第一本书只上到了第五章就结束了,第六章留到下学期再上。这是一个思路。第二点呢,我想就是我们要正确地处理教材,教材中不是每个地方我们都要深讲、多讲的,教材上不是每一个活动我们都要全力以赴地去完成的,不是每个概念都要去建构的。我个人认为,重要的概念是一定需要建构,一般的内容普通讲解就没问题的。甚至教材中某些内容,比如细胞学说的建立过程,读一读就可以了,干嘛非得花那么多时间来整理它呢?我觉得就没必要了。有的内容我们确实可以简化处理,有的内容就要多深入的处理,特别是重要概念的建构过程中,我们要多花点时间,而对于非重要的内容,我们要少花点时间。这样我们就可以节约大量的时间,在教学中就可以达到一个平衡的状态。所以希望老师们应该研究教材,研究课标,从学科的本质的角度来看,哪些内容确实是重要的,能够对概念的形成理解,对科学思维的培养,对探究能力的培养确实有益处的,在这些方面我们要多花点时间。一般的知识我们快速地讲讲,学生了解下就可以了,这样我们就可以较好地安排时间。

我跟大家交流的时间就这么多,以后有时间再跟大家一起进一步交流,我相信大家还有很多问题想向我提问。我希望以后有机会我们再在网络上见面。

谢谢各位老师,再见。

 2  已被阅读了84次  楼主 2020-12-14 14:42:17
回复列表

回复:必修1《分子与细胞》教材20个问题答疑

guest
登录之后更精彩~

 试卷网最近更新

 

版权申明:本站为公益网站,共享交流平台。资源多来源于网络,如涉及侵权,请联系管理员删除。