生物细胞的基本结构范文

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【中图分类号】Q2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）12-0009-02

生物技术是推动21世纪科技进步的最重要的技术之一，是实现我国经济社会全面协调可持续发展的重要产业。围绕生物技术核心的“着力提升生物医药研发能力，开发医药新产品，加快发展生物医学工程技术和产品，大力发展生物育种，推进生物制造规模化发展，加速构建具有国际先进水平的现代生物产业体系，加快海洋生物技术及产品的研发和产业化”，已成为“十二五”国家战略性新兴产业发展规划中的重要内容。

总书记在清华大学百年校庆大会上的重要讲话中提出“着力推动‘中国制造’向‘中国创造’转变”，建立创新性国家已成为国家战略任务。在创新已成为经济社会发展的主要驱动力的今天，具有创新知识的人才是实现“中国创造”的核心要素。高等教育的根本任务是人才培养，因此，面对建设创新型国家对人才的重大需求，探索高等学校创新性人才培养的教育模型和教育机制，培养更多符合时代需求的创新性人才，是落在广大教育工作者肩上的重要任务。

西南大学生物技术专业本科首批招生于1999年秋季，是国内较早设置该专业的高校之一。作者一直致力于生物技术（工程）专业细胞生物学课程教学，对课程建设与实践颇有一些心得体会，本文就培养创新型生物技术（工程）人才的细胞生物学课程建设和实践进行探讨。

1. 细胞生物学理论内容的优化

作为生物技术专业重要的专业基础课程，细胞生物学既具理论的抽象性，同时又富有技术的实践性。从理论角度，细胞生物学与生物化学、分子生物学、遗传学等其它专业课程互相联系、渗透，密不可分，同时又是细胞工程等生物技术其它专业课程的基础，在生物技术课程体系中起着承上启下的枢纽作用。

分析当前高等本科教育的国内细胞生物学教材不难发现，教材的组织架构基本是依循在介绍细胞基本成分之后，从细胞膜、细胞质、细胞核这种像剥蛋壳式的由外向内的机械式线条，显得呆滞和孤立，缺乏与其它课程的有机联系。从内容的组织上诸多内容与生物化学、分子生物学、遗传学等课程内容重复，如细胞的成分与结构、细胞核结构与功能（染色体结构与功能）等。科学设置细胞生物学课程体系，对学生牢固掌握基础理论、引导学生从基础理论原理中衍生创新设计能力、综合培养学生科学思维能力、提升学生综合素质至关重要。

1.1形成 以“细胞结构和功能-细胞生命活动原理-细胞的分子、遗传改造原理”的理论课程体系

即在理论的组织架构上以细胞功能结构为基础，贯穿细胞活动的基本原理，衍生现代新理论、新技术和领域发展新趋势。内容上主要表现于

①以“细胞结构和功能-细胞生命活动原理-细胞的分子、遗传改造原理”为模块设置理论课程，围绕细胞基本结构和功能系统阐述细胞生物学基本概念、基础理论和基本方法原理。②在现有基础理论课群中，增设以现代生物技术为基础的细胞生物技术基本原理理论课程，课程内容注重以原核细胞与真核细胞为表达系统的生物技术发展过程和技术原理的阐述，让学生能从技术原理和历史技术创新角度对现代生物技术进行系统了解，更能将生物化学理论、分子与遗传技术原理在细胞层次统一结合起来，在理论教学中阐述细胞内生命活动的基本原理，以及生物技术改造的理论基础。③19世纪年代末，显微镜的发明缔造了细胞生物学的根基，近代物理学的发展更是促进了细胞生物学的突飞猛进。在新技术、新发明层出不穷的现代社会的教育过程中，将现代科学信息、现代科学理念、科学技术实时引入教学中，不仅是对细胞生物学的扩充，更是培养学生创新性思维的重要内容。因此，跟踪物理理论技术发展，结合生物技术及其它交叉领域的新理论、新技术的创新，培养学生创新意识的理论内容显得必不可少。

1.2建立“活化”的理论教学模式

①活化——教学理念要以活细胞为根基：细胞不仅仅是物理或化学上的纯结构组成，或是无机小分子及有机大分子的无生命的随机组合。细胞是有生命的，它不仅表现在它是生命结构和功能的基本单位，更重要的是细胞是生命的连续体系，从结构和功能都表现为基本物质在时空上的动态组合和生命代谢活动的有序性。因此，理论教学中，以细胞内蛋白质的合成、运输与分泌为主线索，设置细胞结构和功能的课程内容，表现细胞结构与功能的联系和细胞生命活动的时空表达。

②活化——课堂教学要有活跃的氛围：摒弃传统的理论教条式的灌输模式，采用现代多媒体技术和丰富的网络资源，将死板的文字描述转变为形象影像、动画，启动学生想象力。课堂教学中采用问题式、讨论式的教学方法，围绕一个理论主题问题，在讨论过程中“教”与“学”互动、“师”与“生”角色互换，以培养学生主动学习和以问题为基础的探索理论的能力，学生的科学思维能力在自然中养成，创新之火在自然中点燃。

2. 实验课程

实验课程的内涵并不是理论课程简单的实验验证，而应该把它看作是创新型人才苗子孵育的第一基地。

2.1形成层次化的实验课程体系

整合现有细胞生物学实验课程，根据现代生物技术的产业特点和发展趋势，扩充与现代生物技术方法和措施相关的细胞生物技术基础实践，沿“细胞结构基础-细胞综合技术-创新研究”递进式内容，融合现有分散的专业、专业基础实验课，创新性构建一个系统的、层次化的生物技术本科专业的细胞生物学实验课程内容：

①细胞结构基础内容：一对一的细胞结构印证，组合经典细胞生物学实验内容，从细胞基本结构、细胞组分的分析、到细胞拆合和重组，利用基本技术和方法验证理论知识，完整认识细胞基本结构和基本方法，建立运用科学原理解决具体问题的实验基础。此部分内容为细胞及其技术手段和方法的认识和专业基础技能实验训练内容。除必要的经典实验外，增设生物技术领域前沿技术和方法，保持实验内容的先进性。

②细胞综合培育内容：一主题多技术的综合运用。以细胞培养为主线条，按细胞融合、细胞转染及细胞基因重组、重组细胞遗传表达产物的分离纯化内容进行模块设置实验内容。

③创新研究内容：多知识、多技术、生物技术多领域的发散式的自主实验性研究内容。“细胞结构基础-细胞综合技术-创新研究”的实验课程体系。

2.2建立“4+3+2+1”制式的实验教学模式

①40%基础指令性实验教学：教师决定实验内容，设定实验程序，学生进行验证性操作。对于前沿技术手段，采用网络资源和多媒体技术进行系统介绍。强化学生对细胞基本结构的认识，培养学生对现代细胞生物学方法的认识和应用、对细胞生物学基本技能的熟练掌握。

②30%综合指导性实验教学：教师命题，教师主导性设计，以一个实验内容使学生了解多种实验技术和方法的综合运用。培养学生综合运用实验技能能力和团队合作能力。

③20%综合研究性实验教学：教师命题，教师指导学生设计，综合应用多种实验技术和方法在一个实验主题中。培养学生的科学思维能力和综合设计能力。

④10%自主创新性实验教学：学生自由选题，自主设计，教师辅地帮助学生创新性实践。对可能的学生创新性研究成果，适时地进行成果转化或专利保护，认识知识产权保护的重要性。培养学生的创新精神和创新实践能力。

以上内容思考意旨是通过系统化内容的细胞生物学课程设置，建立集基本（础）知识、基本技能、实践能力、科学创新思维培植为一体、适合以培养生物技术专业学生综合素质、实践能力和创新能力的细胞生物学课程体系。

参考文献：

[1]国务院.“十二五”国家战略性新兴产业发展规划.2012

[2].清华大学百年校庆讲话.2011

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（一）课程标准要求及解读

对于生物膜的结构，山东省2017级生物学科教学指导意见中的要求为“概述生物膜的结构”。概述为理解水平，即不仅要说出流动镶嵌模型的基本内容，还应该建立生物膜结构和功能之间的联系。2017版《普通高中生物学课程标准》中与这一部分有关的学业要求有：“从结构和功能相适应这一视角，解释细胞由多种多样的分子组成，这些分子是细胞执行各项生命活动的物质基础；建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的统一整体。”本节课是在学习了细胞膜功能和生物膜系统功能的基础上进行的，所以可以很好地使学生形成结构和功能相适应的观点，从而提高生命观念这一核心素养，所以这是本节课的一个重要目标。本节课将以生物膜结构的探究历程为主线，构建生物膜的流动镶嵌模型，从而使学生对细胞结构有一个更清晰的认识，进而能阐明其功能，所以引导学生回顾生物膜结构的探究历程进而总结出流动镶嵌模型的主要内容是本节课重要的学习目标。另外课标要求注重生物科学史和科学本质的学习，而本节课恰恰是以生物膜结构的探究历程为主线，可以让学生沿着科学家探索的道路，理解科学的本质和科学研究的思路、方法，让学生认识到“科学知识可能随着研究的深入而改变”“科学工作依赖观察和推论”“科学工作采用基于实证的范式”。

（二）教材与教学内容分析

1、内容分析

“生物膜的结构”为人教版高中生物学教材《分子与细胞》第4章第2节《生物膜的流动镶嵌模型》的内容，是上一章中“细胞膜——系统的边界”内容的延伸，与第4章第1节“物质跨膜运输的实例”和第3节“物质跨膜运输的方式”联系紧密，起到承上启下的作用。教学内容主要包括两部分 ：科学家对生物膜结构的探究历程；生物膜流动镶嵌模型的基本内容。在此基础上建立细胞膜结构和功能的联系，使学生认同结构与功能相适应的观点。对于生物膜结构的探索历程，教材中选取的资料简明扼要，所以在教学中以教材提供的资料为主，补充了冷冻断裂技术，以便学生认识蛋白质在膜中的分布情况和技术对于科学发展的推动作用；对于荧光标记人-鼠细胞融合的实验，不是直接给出，而是先让学生设计实验，以此培养学生科学探究的核心素养。

2、重难点分析

教学重点：生物膜结构的探究历程；生物膜流动镶嵌模型的基本内容。

教学难点：探究蛋白质分子是否能够运动的实验设计；建立细胞膜结构和功能的联系。

（三）学情分析

学生己经学习了细胞膜的成分和功能，认同了细胞膜作为系统边界对于细胞生命活动的重要意义，但对细胞膜的结构完全不了解 ，所以应该从膜的功能引入本节课的学习，最终让学生认同结构和功能是相适应的这一基本的生物学观点。高一学生对于科学研究的一般方法和科学的本质等缺乏深入认识，科学探究能力需要逐步培养，所以本节课应该通过分析生物膜结构的探究历程和实验设计，提高学生对科学研究方法和科学本质的认识，提高学生的科学探究能力。

二、教学目标

1.通过资料分析，回顾生物膜的探究历程，理解科学的本质和科学研究的思路、方法，通过血型的介绍增强社会责任感。（科学思维、科学探究、社会责任）

2.说出流动镶嵌模型的主要内容。（生命观念）

3.建立细胞膜结构和功能的联系，认同结构和功能相适应的观点。（科学思维、生命观念）

三、评价设计

目标1、通过目标检测题1学生对相关问题的回答进行评价进行评价

目标2、通过目标检测题2进行评价

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课题

第4章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型

课型

探究课

姓名

黄爱

教学

目标

1. 能复述科学家探索生物膜结构的科学史；

2. 记住生物膜流动镶嵌模型的基本内容及生物膜的结构特点和功能特点。

重点

难点

重点  1．通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律；

2．生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。

难点  探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。

课前

准备

1.超轻粘土，火柴棍，细铁丝；磁铁扣，纸板。

2.生物膜的流动镶嵌实物模型。

3.PPT课件，导学案。

教学

方法

任务驱动法、讲授演示法、启发式教学

课时

25 min

课  堂  教  学  过  程  设  计

教学内容

教师行为

学生行为

媒体运用

时间

课前

回顾

下发导学案，监督学生默写,掌握学生情况。

快速回忆；

查书记牢

2min

趣味

引入

来猜个谜语。

播放课件，猜谜语：是谁,隔开了原始海洋的动荡；

是谁,为我日夜守边防；是谁,为我传信报安康。没有你,我——一个小小的细胞，会是何等模样?

细胞膜作为细胞的边界，具有这样强大的功能，生物学观点认为结构和功能是相适应的，那么生物膜具有什么样的结构，使其能完成以上的功能呢？这是这节课我们要探究的内容。

1.坐直向前看。

2.很快指出谜底是细胞膜，并在老师的指导下找出隐藏在谜语中细胞膜的三个功能。

 

 

PPT展示

 

 

 

 

2min

 

 

目标

解读

 

1.在重温科学家们对生物膜的结构近二百年的研究历程的同时，感悟并尝试使用科学探究中常用的基本方法，如提出假说、严谨推理和实验验证等。

2.目前广泛使用的是流动镶嵌模型，记住这个模型的基本内容及特点。

 

 

听讲与思考

 

PPT展示

1min

 

自主

学习

布置学生快速浏览教材P65-67，填写学案。

（因课时较短，课上省掉这个环节）

1.阅读教材。

2.填写导学案自主学习部分。

5min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

合作

探究

师精讲：

一、对生物膜结构的探索历程

我们已经知道细胞膜的成分主要是脂质和蛋白质，生物学是一门实验科学，任何结论都依赖于科学实验，我们来看一看这个结论是怎样得来的？

1.19世纪末，欧文顿用500多种化学物质做了上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样。凡是可溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是根据相似相溶原理得出结论：膜是由脂质组成的。

2.20世纪初，科学家第一次从哺乳动物的红细胞中提取出细胞膜，通过化学分析，发现膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。得出结论：膜的主要成分是脂质和蛋白质。

注意：第一个实验是推断，第二个实验才通过提取分离和鉴定得到准确结论。

脂质和蛋白质是怎样排布形成膜结构的呢？

3.1925年荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积是红细胞表面积的2倍。得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。

板书磷脂分子结构，解释头部亲水，尾部疏水的特性。

学案上合作探究问题1和问题2，PPT演示问题答案

蛋白质与这双层磷脂分子是如何组合的？

4.1959年，罗伯特森在电镜下看到了“暗-亮-暗”三层结构，得出结论：生物膜是由“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构构成。描述为静态的统一结构。

    静态结构不能解释的现象引出下一个实验。

5.1970年，科学家用荧光染料标记蛋白质，做人鼠细胞融合实验，得出结论：细胞膜具有流动性。

6.1972年，桑格和尼克森在前人观点的基础上，进一步研究得出结论：提出的生物膜的流动镶嵌模型为大多数人所接受。

二、流动镶嵌模型的基本内容

磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。

蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。

展示模型，强调蛋白质的存在位置。

提出合作探究问题3：糖被存在于细胞膜外。看书对糖被的介绍，画出重点内容。

合作探究问题4：结构特点是具有一定的流动性，

功能特点是选择透过性。

 

 

 

1.听讲与思考。

2.与老师回应和交流，认真分析与记忆。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.思考合作探究问题1和问题2，小组讨论，小组派人到黑板上展示磷脂分子排列情况。

 

 

 

 

 

4.当堂记背蛋白质分子的存在形式。

5.观看模型；

体会制作过程；

思考自己动手制作需要的材料、步骤和时间。

观察糖被存在位置。

看书并标划。

填写导学案。

 

 

 

PPT演示图片

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PPT演示图片

 

PPT演示图片

 

 

PPT演示视频

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PPT演示图片

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15min

达标

测评

布置学生完成学案上的4道习题，及时检测。

校对答案，反馈效果。

自习审题做题；

补充知识盲区。

 

4min

课堂

小结

1.提纲式讲述主干知识，围绕“生物膜的流动镶嵌模型”，说明生物膜的流动镶嵌模型的基本内容和生物膜的结构特点。

2.布置课外作业，鼓励自己动手制作更精美的模型。

 

 

1.梳理知识，活学活用。

2.完善笔记，合理安排作业时间。

 

 

PPT演示课程结束

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细菌细胞膜的结构与功能在“无性繁殖”、多如牛毛的、各种版本的微生物学教科书里都安排在“原核微生物”一章,而细胞膜最重要的功能之一——选择性的控制细胞内、外地营养物质和代谢产物的运送机制,则一般被安排在“微生物的营养”一章。学生在学习物质的跨膜运输机制之前学习细胞膜的功能,不免感到抽象、空洞和枯燥,所谓“知其然,不知所以然”。而学生在几个周的教学之后方在“营养”一章学习到“营养物质的跨膜运输机制”,对“营养物质进入细胞”的方式理解同样抽象、不深刻,这是一个教科书编撰的系统性将结构与功能割裂的典型例子。

在我们实际教学采用的教材中,上述两部分内容分别位于教材的第一章“原核微生物的细胞结构”和第四章“微生物的营养”。为了便于学生理解,我们尝试把它们放在一次课里来讲授,收到比较好的教学效果。

1教学方法

根据本节课的特点和学生的实际情况,为了突出重点、突破难点,按照学生的认知规律,主要采用以下的教学方法。

(1)创设情境,激趣导入,提出探索问题:可以采用相关幻灯片,来引起学生对细胞膜的兴趣,导入课题。

(2)采用多媒体课件教学。大量运用幻灯片展示,创设了各种不同的情境,以充分调动学生多种感官的参与,变被动接受为主动探究,激发兴趣、突破难点,体现“学生主体、教师引导”的教学理念。

(3)利用多媒体网络提供的学习材料,学生自主学习,开拓视野,同时也能激发学生学习的兴趣。

2教学过程设计

(1)首先创设情境,激趣导入,提出问题。

多媒体动画演示以下三个动画。

①水分子进入细胞膜的过程。

②葡萄糖分子进入细胞膜的过程。

③钾离子进入细胞膜的过程。

在学生观看动画之后,老师可提出问题:这三种物质进入细胞膜的方式相同吗？这种不同是由生物膜的什么决定的？与膜的结构有何关系？

由此引出本节课题,激发学生对探究学习细胞膜的兴趣。

(2)多媒体演示细胞膜的基本结构及化学组成。通过此环节,使学生对细胞膜有一个全面的认识。

(3)多媒体演示液态镶嵌模型的基本要点。使学生建立细胞膜是流动的,具有一定柔性或者叫可塑性的观念。为学生理解物质的跨膜运输奠定基础。

(4)在学生了解细胞膜的基本结构和液态镶嵌模型的基础上,引入营养物质的跨膜运输的四种基本机制,弄清每一种营养物质的跨膜运输机制与细胞膜结构的关系。这样将细胞膜的结构和物质的跨膜运输结合起来讲授,既符合自然界结构与功能的一致性的基本规律,同时使学生更容易理解。

(5)在细胞膜的结构与物质跨膜运输讲授完毕之后,最后对细胞膜的主要功能进行总结。

教材处理是为师者的基本功。教材处理的基本原则就是要优化教学内容,突出教材重点,注重知识之间,以及知识与能力之间的联系,而检验教材处理之效果的唯一标准是实际的教学效果。总之,我们应该切切实实地将教材处理作为教学设计的先行,而充分考虑学生学习的便利和效果则应是教材处理的基本出发点。如此,在我们钻研教材的时候,我们心中就可能会有教材处理的思路了。

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依据生物膜的双层脂膜结构的这种特殊结构，采用人工膜进行较易操作的实验做离体实验研究的方法，是不断深入掌控生物膜基本功能的重要研究方法之一。现在常用的两种人工膜模型，平板双层磷脂膜（BLM）和球形脂质体（Liposome）可以说是自然生物膜结构的充分体现。生物体生命活动的基本过程是以电荷为载体与生物膜结构息息相关的。用电化学的理论、方法和技术进行模拟生物膜功能的研究是认识生命活动最直接和明确的途径，模拟生物膜的电化学研究是近期生物电化学研究发展的必然。仿生膜的研究对生物膜研究具有极其显著的理论和应用价值，特别是膜的制备方面的相关问题研究。文章从多种途径，研究仿生膜制备的方法，列举了具体的制作过程，具有极大的现实指导意义。生物膜是细胞内膜和细胞外膜的统称，此外还包括高等动物体内的复合膜。生物体生命在进化过程中，膜的出现具有特殊的意义，质膜的形成是非细胞生物（如病毒、噬菌体）与细胞生物的一个重要分界点，细胞内膜体系的发展是细胞生物从低级向高级进化的反映。现代科学研究表明，生物膜特有的脂双分子层结构和DNA双螺旋结构、蛋白质a-螺旋结构一样，都是生命体系的基本结构，是细胞的重要特征之一。生物膜维持着细胞内各部分的结构有序性，它关系到细胞内的能量代谢转换、蛋白质等大分子的生物合成、细胞和外界环境的物质交换及信息传递等重要过程，因此，生物膜结构既是细胞结构的基本形式，也是生命活动的主要结构基础。总之，寻找新的仿生膜合成方法是当代科学家们理应担当的艰巨的研究任务，可以说，仿生膜制备方法的发展是仿生膜发展及对生物膜研究的基础。

1 生物膜

1.1 生物膜的组成原料

大量研究已表明生物膜基本原料是由水和类脂、蛋白质、糖（糖蛋白、糖脂）等组成，此外还有少量的核酸和无机离子[2]。脂类是一些不溶于水而溶于有机溶剂的大分子，在膜中主要起基础结构作用，其流动性可辅助蛋白质发挥功能，脂的极性端参与生物膜的相互作用，有少数几种脂类还参与信息的传递过程。多数膜蛋白是酶、受体或通道，具有一定的生物学功能，在细胞与外界的相互作用及物质和信息的交换中起着重要的作用。糖类多以复合物形式存在，通过共价键与某些脂类或蛋白质组成糖脂或糖蛋白。类脂和蛋白质是生物膜的主要成分，约占膜总重量的80%，水占膜总重量的15-20%。在不同的细胞中或在同一细胞不同的细胞器中以及不同的细胞膜层中，类脂和蛋白质比例相差很大。膜的蛋白质含量与细胞的代谢、吸收、分泌等生物活性有关。一般来说，功能越复杂多样的膜，所含蛋白质的种类越多，所占重量的比例也越大。

1.2 生物膜的结构（流动镶嵌模型）

70年代Simger和Nicolson[3]提出的细胞膜流动镶嵌模型至今仍被普遍采用（图1）。

该模型强调了生物膜的动态结构，特别是流动性和不对称性。其特征有五点：（1）类脂分子特别是磷脂分子是构成细胞膜的基本物质；（2）类脂分子以双分子层方式排列，其极性端朝向膜外；（3）蛋白质分子镶嵌在脂双层中；（4）类脂的各种成分在膜内外的分部是不对称的，膜蛋白的分布也表现高度的不对称性；（5）细胞膜不是静止的，而是流动的。类脂和蛋白质可以在脂双层内进行多种形式的运动。

1.3 生物膜的性质和功能组成

1.3.1 生物膜的性质

主要体现在脂双模的稳定性，生物膜脂双层的非对称性，膜的电惰性与可修饰性，相变温度，膜的通透性，膜的流动性，膜的多型性。

1.3.2 生物膜的功能

主要包括细胞膜的屏障作用，细胞膜的物质运输作用，细胞膜的受体作用，融合作用，细胞膜的信息传递作用。

2 模拟生物膜的模型

50年代末，Muller.P等人[1]在水溶液间成功形成自组装Planar Bilayer Lipid Membrane（简称BLM膜），这种膜与生物膜的组成和结构相似，因此可作为生物膜的模型用于各种研究。BLM膜与后来相继出现的各种模拟生物膜（包括L-B膜，支撑的BLM膜）为我们提供了研究生物膜的有效手段。如今，生物膜研究已经成为综合生物学、化学及物理学的跨学科工程。它的成就已在生物化学、细胞生物学、药理学等领域起到不可估量的作用。特别是70年代以来，各种物理化学新技术、新方法的应用使生物膜的研究已经深深地渗入到电化学、生物化学、生物物理学、分子生物学、生理学、病理学等各个学科领域，并极大地推动这些学科的发展。实际上，生物膜研究已成为分子生物学中最令人瞩目和最活跃的研究领域之一。

2.1 传统的类脂双层膜

实验中，传统的BLM是通过把类脂溶液铺展在界于两种不同水溶液间憎水部分的小孔上形成的。这种方式由Muller等在60年代首先报道。由此方法形成的BLM，其性能的变化如电势、电容及电流很容易由放置于膜另一侧的参比电极所测得。直到今天，这种传统的方法仍然是最简单可行的技术。

2.2 支撑的类脂双层膜

2.2.1 固体支撑的自组装类脂双层膜（s-BLM）

固体支撑的自组装类脂双层膜（s-BLM）克服了传统BLM膜稳定性不能持久的缺点，为发展实用的生物传感器提供了可能。这方面的工作可追溯到70年代，Mountz等[10]把具有一定强度和尺寸的类囊体膜作为模型系统用作太阳能转换装置。后来又发展了金属[11]、导电SnO。玻璃[12]、凝胶[13，14]等固体支撑的自组装类脂双层膜。

80年末，Tien及其合作者[15，16]发现可在金属（金、银、铂、不锈钢等）的新生表面上自组装形成类脂双层膜（s-BLM）。

2.2.2 固体支撑的自组装杂化类脂双层膜（s-HLM）

80年代初，Tscharner和McConnell[17]首先制备出烷基化的疏水基底支撑的双层膜。他们是根据Sagiv[18]在自组装单层中的工作，先将玻璃片用硅烷烷基化，再沉积上磷脂单层，其中关键是玻片的预处理。磷脂单层用L-B法制备，采用“dipping”方式将玻片从上向下，浸入水面上铺有磷脂单层的槽内，即形成硅烷/磷脂双层。1984年Horn[19]将新解理的云母片浸入含有脂质体的溶液中，脂质体会先吸附于云母片上，然后打开（一般采用带负电的磷脂制备脂质体，加入少量Ca2+以促进脂质体打开），最后完全铺展于云母片上形成双层。80年代中期，McConnell[20]等将玻片和石英片经亲水处理或烷基化处理后，采用L-B法连续两次将磷脂单层沉积到基底上，形成双层脂膜，这种方法可以使用所有种类的磷脂，也能将功能性物质在L-B膜池中重组入单层后带入脂双层。1991年Kalb等采用类似的方法将石英片亲水处理，然后用L-B膜法拉上磷脂单层，使石英表面烷基化，再将此石英片泡在磷脂泡囊中，就可以形成双层脂膜，其成膜过程如图2所示。另外在玻璃珠上、在亲水的聚合物上都成功地制备出支撑双层脂膜。

由于自组装烷基硫醇的高稳定性和容易使金属表面烷基化，在金属基底上制备烷基硫醇/磷脂双层膜也日益引起人们的重视。90年代初，Stelzle等首先报导采用自组装方法制备出金表面上的硫醇单层，然后将磷脂单层通过脂质体吸附并铺展于硫醇烷基化的金表面上，形成支撑双层膜。除了采用泡囊吸附的办法和L-B膜法外，Florin和Gaub报导了一种更为简单的方法――涂抹法，将磷脂的癸烷溶液直接涂抹在硫醇烷基化的金电极表面，几分钟后，在电化学池中±100mV的电位窗内连续扫描以促进磷脂单层的形成，并用光学显微镜观察了膜的形成过程。

2.3 脂质体

脂质体是由Bangham博士在剑桥大学首次发现并命名的，并于60年代中期在分子生物杂志上发表。脂质体是由类脂组成的双分子空心球。当类脂分散在水中时，类脂由于其固有的特性，在水中自发地形成空心的双层球，在球的中间可加载亲水成分，而在双层膜中间可加载脂溶性成分。现在类脂应用最多的是卵磷脂。脂质体根据其形态可分为三种：多层脂质体（MLV）、大的单层体（LUV）和小的单层体（SUV），这一般取决于制备工艺。其基本结构如图3。

2.3.1 固体仿生膜的制备方法

与传统的物化合成方法相比，膜的仿生合成具有以下特点：可以在较低的温度下以较低的成本制备膜材料；通常不必进行后续处理就可以获得致密的晶态膜；能制备厚度均匀、形态复杂的多层膜；由于仿生膜的微观结构易于控制，因此可以仿生制备具有纳米结构的膜材料。合成具有生物活性的仿生膜材料是许多化学家和生物学家追求的目标，对于仿生膜的制备，已经有了一些较为成熟的方法，其主要方法有自组装成膜法、LB膜法、接枝改性法、原位聚合法、烧铸法、化学气相沉积法（CVD）、分子沉积法。

2.3.2 仿生膜的合成

以有机大分子组装体引导下制备完整、均匀的无机膜为研究目标，以两亲性有机大分子──十六烷基三甲基溴化铵（简称CTAB）和硅源──正硅酸乙酯（简称TEOS）为原料，研究了影响仿生膜生成的关键因素，在有机大分子组装体引导下合成了完整的无支撑仿生膜，从研究发现影响仿生膜生成的关键因素有：pH值对成膜的影响，CTAB初始浓度对成膜的影响，CTAB/TEOS配比对成膜的影响。

3 结束语

实验以正硅酸乙酯为硅源、CTAB有机大分子的组装体为模板制备仿生合成膜的过程进行。初步研究结果，首先，溶液pH值、CTAB初始浓度、CTAB/TEOS配比对仿生合成膜的生成有显著影响。实验范围内优选的操作条件为：CTAB：TEOS：H2O（摩尔比）=0.08：0.07：120，pH=0，CTAB初始浓度0.037mol・L-1。在优选条件下，制成了表面完整、有弹性、结构呈梯度分布的仿生合成膜。其次，例举一些仿生膜的制备方法供读者参考。

参考文献

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[17]v.v.Tscharner，H.M.McConnell，Physical properties of lipid monolayers on alkylated planar glass surface，Biophys.J.1981，36：421-427.

篇6

《生物学》教科书中每章节都设置了较多“活动”内容。例如在“细胞的基本结构和功能”一节中，设置的“活动”有：“观察人和动物细胞的基本结构”“观察植物细胞的基本结构”。如果你在学习时，主动积极参与活动，用显微镜观察有关的不同种类的细胞，并绘制一些细胞图，并经过“讨论”思考解决相关的问题，比较动植物细胞的异同。按上述方法再去学“细胞是生命活动的单位”“细胞是通过分裂而增殖”等内容，这样，你需要理解记忆的相关的基础知识：细胞是构成生命活动的基本单位，细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核的功能，细胞之间的联系，生物细胞的生长方式，细胞分裂的方式和生长现象等，就能熟练地运用它们去解决一些问题和加深对相关问题的理解，从而达到对知识的融会贯通。

二、细致观察，认真思考

青蛙是怎样捕食的？细菌的形态有多少种？玉米幼苗一天之内能够长多高？等等，这些都需要进行科学观察。观察时要细致，认真思考所发现的问题。在学习生物课过程中有很多观察的“活动”。如“观察一滴水中的生命”“观察变形虫”“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂”……通过观察，就会在脑海中形成相关的印象和知识。但是有些基本概念、原理规律等就不能进行观察，而教科书上常用相关示意图表示。如“细胞分裂示意图”“细胞分裂过程中染色体变化示意图”，对于这些示意图，应该细致观察“阅读”，认真想象思考，这样就可能较易理解掌握相关的知识。又如“人体内物质的运输”一章，重点、难点都是血液循环，如果把心脏、血管的结构特点与体循环、肺循环路线及血液变化简图有机地结合起来，并识记这个简图，就可完成以下知识点的记忆：心脏结构的特点；从图中箭头方向可解释什么叫动脉、什么叫静脉；根据血液颜色可解释什么是动脉血、什么是静脉血；根

据箭头可找出体循环路线、肺循环路线，图中可看出气体交换部位、气体扩散方向和血液变化。

三、运用“比较”法记忆，深化理解

篇7

教材是课程知识内容的载体，是进行教学活动的基本材料之一[2，3]。如何选择和使用教材对教学任务的实施、完成和对教学质量的影响至关重要。通过对相关院校的走访、大量资料的查阅以及结合本校水产养殖学科的专业特点、课程学时数以及授课对象，最终确定以翟中和等主编的《细胞生物学》为教学用教材，并及时跟进该书的新版本。在应用该教材的同时，特别注重其他教科书的参考和补充，如将王金发编著的《细胞生物学》、王堃仁等主编的《细胞生物学》、郑国锠等主编的《细胞生物学》、Alberts主编的《Molecular Biology of the Cell》等作为本课程的参考教科书。此外，教师在备课过程中还注重寻求教科书之外的教学资源，如国内外重要学术期刊、国内外知名大学《细胞生物学》课程网站，特别是国外互联网站上与细胞生物学知识相关的网络资源。教学中将教材、参考教科书以及教科书之外的教学资源相互补充和凝练，力求教学内容的系统性和前瞻性。 

二、教学内容的遴选 

《生物化学》、《遗传学》、《细胞生物学》和《生理学》等是水产学院重要的学科基础课。这些课程在内容上联系极为密切，相互交叉和渗透。在《细胞生物学》课程的教学中，既要避免本课程与其他课程内容的过度重复又要保证授课内容的完整性、体现细胞生物学的核心内容。根据水产学院的教学安排以及授课学生的实际情况，在《细胞生物学》理论课教学中对所用教材的内容进行遴选，合理取舍与合并，最终形成十章作为本校水产养殖学科《细胞生物学》理论课教学内容，即：“绪论”、“细胞的基本知识”、“细胞生物学的主要研究方法”、“细胞表面”、“细胞基质和内膜系统”、“线粒体”、“细胞骨架”、“细胞核与染色体”、“细胞周期和细胞的分裂与分化”和“细胞的衰老与凋亡”。《细胞生物学》理论课的教学内容遴选后，授课中以细胞的结构和功能为主线，从显微、亚显微和分子水平阐述细胞结构，特别是结构与功能的相关性，认识细胞重要生命活动的基本内容和本质，掌握细胞生物学的基本概念和基础理论，在《生物化学》、《遗传学》和《生理学》课程学习的基础之上，通过《细胞生物学》的教学，使学生的知识体系更加系统化、深入化。 

三、调整与优化教学内容，因材施教，提高教学效果 

由于课堂教学仍然是在校学生获取知识的主要形式[4]，因此教学内容确定后，教师要梳理每一章的教学内容，清晰讲授的重点和应达到的具体教学目的。首先，教师要意识到第一次课的重要性，它对激发学生的学习兴趣有着重要的作用。与其他课程一样，课程的讲授内容通常以绪论开篇。但是，不仅许多学生不重视绪论的内容，教师也容易出现缺乏对绪论讲授的激情[5]。教学中我们将教材[1]中绪论的内容重排、调整与优化，收到了较好的教学效果。授课中将细胞生物学的发展简史作为最先讲授的内容，并结合一些与之相关的逸闻趣事，激发学生对该门课程学习的兴趣，使学生在轻松的氛围中了解学科的诞生、认识学科的发展与实验仪器和技术进步的关系；通过介绍“细胞学说”的建立，不仅使学生掌握了该学说的基本原理，还使学生意识到善于点滴积累以及归纳和总结对学习和工作的重要性，通过上述学习学生们也弄清了细胞生物学最基本的研究内容。之后再介绍当今细胞生物学的主要研究内容和研究热点，并将教材目录与绪论的内容相联系，这样不仅使细胞生物学的研究内容深记于学生的脑海中，也便于他们对本课程后续内容的学习和提高学习的信心。其次，授课内容的顺序编排要便于学生与已掌握的有关知识相衔接。根据授课对象的实际情况，教学中按着细胞的组织结构从外向内，即：细胞表面→细胞质→细胞核的顺序，并将结构或功能上联系极为密切的细胞结构的知识放在一起讲授。以本课程的“细胞表面”与“细胞基质和内膜系统”两章为例，对教材以及相关的教科书中的有关内容做了较大的调整，重新编排与优化。授课时“细胞表面”一章，首先介绍细胞表面的结构组成（质膜、细胞外基质和细胞外被、细胞表面的特化结构细胞连接），各结构的特点、功能以及这些结构的相互关系；通过这样的讲授使学生清楚地知道多细胞生物中虽然所有的细胞都具有“质膜”这样一个界膜，它是细胞表面核心结构，但多细胞生物不仅由细胞构成，细胞外还有细胞外基质，同时没有一个细胞是孤立的，细胞与细胞或与细胞外基质形成特定的组织连接结构，从而使多细胞生物成为一个和谐的统一体。之后再详尽地介绍细胞表面核心结构——质膜的物质的运输和信号转导功能，通过这部分的学习又使学生对膜的不对称性和流动性有了更好的理解。此外，由于核糖体与内质网在功能上的关系极为密切，因此将核糖体并入内膜系统中介绍，形成本课程的“细胞基质和内膜系统”一章。授课中首先讲解非膜性细胞器——核糖体在细胞中的分布、化学组成和结构以及功能，之后介绍内膜系统中的内质网、高尔基体和溶酶体的超微结构与功能，但内质网和高尔基体的蛋白质加工功能与蛋白质的分拣形成本章独立的一节，即“蛋白质的分拣与加工”，内容包含信号假说、蛋白质的修饰与加工、蛋白质的分拣和膜泡运输，此节为本章的教学重点之一。介绍信号假说时，由于有了核糖体的知识基础，再结合具体的研究成果，学生则很容易理解分泌性蛋白的合成在细胞基质中起始、肽链延伸暂停、向内质网膜转移等信号假说的具体内容；通过本节其他知识内容的学习，清晰了蛋白质的修饰加工可发生在肽链的合成以及运输过程中，因此构成了蛋白质合成、加工与运输的完整体系。此外，将溶酶体的发生也独立成节，放在“蛋白质的加工与分拣”一节之后，以溶酶体酶的M6P分拣途径为例，将信号假说、蛋白质的加工与分拣以及膜泡运输的部分内容串联起来。通过上述讲授内容的遴选、调整与优化，也使学生对结构、功能、发生上相互关联的内膜系统的理解更加透彻。再次，根据教学时数适当安排自学与课后讨论的教学内容，培养学生自主和探究学习的能力。如“细胞生物学的主要研究方法”一章，不可能在有限的学时内将该部分内容讲透彻，因此该部分内容以学生自学、课下参观相关的仪器设备及与教师交流讨论的形式实现学生对该部分知识的获取；此外根据授课专业特点，叶绿体的知识也以学生自学和课下与老师交流的方式进行。最后，注重讲授内容与其他课程内容上既不过度重复又要较好地衔接。如在讲授质膜的功能——钠钾泵的知识时注意与《生理学》膜电位的知识相联系、细胞骨架中微丝的功能时注重与《生理学》以及《组织胚胎学》肌肉收缩内容的衔接，线粒体功能的讲解则考虑与《生物化学》的内容不过度重复和较好的衔接，而细胞核与染色体的知识需要考虑学生在《遗传学》课程上已掌握的知识。由于本课程的开设在上述几门课程之后，这就要求我们与上述课程的任课教师以及授课学生良好的沟通，适当调整本课程的授课内容与重点，从而使学生通过《细胞生物学》课程的学习，使他们知识体系更加系统化、深入化。 

由于细胞生物学的知识面广、信息量大、发展快，因此教学内容的改革是教学改革最重要的部分。结合我校水产养殖学科的专业特点和授课对象的实际情况，对《细胞生物学》理论课的教学内容进行遴选、调整重排与优化，并且应用于《细胞生物学》的教学中，提高了教学效果。此外，通过多年的教学实践我们深深地体会到，完成好教学内容，教师尤其要注重自身知识理论水平的提高，不断地丰富教学内容，才能不断提高教学效果与教学质量。 

参考文献： 

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在生物课程中生物学概念是基本内容组成，并且使生物学课程的核心，它主要就是对生命的基本特征、规律等进行讲解，让学生对生物学有一个基本认识且为以后的生物学习打下坚实的基础。而在初中生物概念教学中，教师不能一味的将概念灌输到学生的头脑中，应该考虑到学生的接受能力，然后进行合理的教学。那么怎样的方法途径才能够让生物学概念知识被学生很好的吸收呢？下面我们就来做研究探讨并找出解决问题的实施途径。

一、建立重要概念意识，明确生物教学中的“重要概念”

在生物学教学中，为了提高课堂学习效率，教师们就要将重要概念的内容进行组织并开展教学活动，这样才能让学生对重点知识有深刻的了解和认识。那么应该怎样开展教学活动呢？首先，教师应围绕重要概念进行展开，根据概念内容选择教学方式，无论是用实验、讲解、资料分析等，都是可以为学生构建正确的重要概念并帮助学生理解知识点。就比如说，在学习“生物体的结构层次”时，教师就也可以列出以下几个重要概念：1.细胞是生物体结构和功能的基本单位。2.植物细胞和动物细胞相比，，植物细胞具有叶绿体和细胞壁结构，但是动物细胞不具备。3.生物都是有单细胞和多细胞组成的。4.动物细胞和植物细胞都具有细胞质、细胞膜、细胞核、线粒体等结构。5.细胞进行分裂、分化，主要就是用于生物体的生长、发育和生殖。

二、亲身实践，积累知识

由于生物学教学与人身体反应具有很大联系，因此在生物学教学中教师就可以通过学生的亲身实践来了解生物概念规律以及基本原理。这种方式就是让学生亲身体验，用直接感受来让学生深刻记忆，从而达到积累知识的目的。对于初中生来说，他们的思维是很活跃以及有较强的好奇心，所以任何事情都能够引发他们去思考。生物学可想而知和我们的现实生活息息相关，而在课堂上用生物学内容讲生活中不为人熟知的科学用教学方式讲述出来，这样的方法必然会引起学生极大地学习兴趣，并且也能让学生们深刻记忆。就比如说，教师在讲“反射”这课之前可以和学生们做一个小游戏，挑选几名学生让他们蒙住眼睛，在不知道的情况下让他们去伸手碰热杯子，然后让其他的学生来观察被蒙眼睛学生的反应。其实像这样的例子在生活中数不甚数，通过这个亲身实践，让学生讨论思考举出生活中类似的例子，这样就能够让学生们能够对反射有更深层次的了解。而且还可以让学生体验膝跳反射，学生自己体验简单的反射存在，这样不仅有利于激发学生的学习兴趣，还能提高他们的交际能力以及分析能力。像这样的教学方式就能够引发学生对本节“反射”课程学习的热情与积极性，让他们真正的掌握好重点概念，并且可以活跃课堂气氛，从而达到解决初中生物学重要概念课堂教学的目的，实现生物学教学意义。

三、运用对比，引导区分

一般在初中生物教材上都是概念居多，对比较少，这样就很容易让学生们混淆一些相似的内容。比如说动植物细胞的基本结构，植物光合作用和呼吸作用等等，而用对比的形式将他们进行对比，这样就更能让学生掌握基本概念以及属性。

例如光合作用与呼吸作用的对比：

联系呼吸作用的进行必须要光合作用制造有机物；光合作用的进行必须要呼吸作用释放能量，这两者之间是相互依存的。 结语：综上所述，我们对生物学中重要概念的教学做了一些研究和探讨，作为教师应该在讲课之前对讲课内容做好充足准备，并且在课堂上还应该根据学生提出的观点进行灵活的讲解，从而达到重要概念的建构。如果学生只能记住一些生物学事实，而不能通过事实的抽象构建生物学重要概念，那么这就不能够解决生物学中相应问题，同时也不利于学生生物课程的学习。所以，想要初中生物学重要概念的课堂教学更加有效，且能提升学生的知识掌握能力，那么教师在生物学教学中就要扮演好主导者、合作者和参与者，和学生们共同实践并做好有效指导。

参考文献：

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中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0138-01

“分子与细胞”是高中生物学课必修内容的第一个模块。本模块以细胞这一最基本的生命系统为纽带，讲述了细胞的物质组成及变化特点，让学生从分子水平上理解生命的物质性和特殊性。与模块2、3相比，该模块从微观的细胞解读生命，宏观可以感知，“微观”的生命本质，看不见摸不着，理解起来抽象，涉及的内容相对枯燥，给教学带来一定的难度。如何激发学生的学习兴趣，帮助学生理解“分子与细胞”，把细胞讲“活”，把课堂讲“活”，结合北师大版教材，主要从以下几个方面着手。

1 深挖教材，寻找“活”的入手点

细胞微小，但却是有生命的。在授课时，挖掘细胞的生命体现，使学生认识到：哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计的任何智能电脑更精巧，使得学生在惊奇的刺激下，自觉产生学习兴趣。这些素材可能是一句话，一个编排顺序，教师要有一双发现的眼睛，去找寻，去挖掘。

在讲《绪论》时，细胞学说提到“细胞是生物体结构和功能的基本单位”，这句话，很多同学都能脱口而出，可是怎样理解“结构和功能的基本单位”却是一个难点。结合初中内容，我用多媒体展示了：草履虫、变形虫、酵母菌、衣藻、绿眼虫等这些单细胞生物，都能独立完成生命活动，既承接了初中的知识又能让学生感悟细胞是活的，是有生命的，加深同学们对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”的理解。

高中新课程对教师提出了更高的要求，模块教学需要教师站在“整体把握”的角度，从模块内容的内在逻辑体系出发，引导学生学习模块内容。为了落实这一目标，再上《绪论》的时候，我引导同学们看目录，从整体把握细胞：同学们发现都是以“细胞的”的形式来表达的，大致可分为“细胞的化学组成”“细胞的物质代谢”“细胞的能量代谢”“细胞的信息传递”“细胞的增殖”“细胞的分化、衰老和凋亡”。有的同学看完之后，发出“细胞”的一生的感叹。再次体验细胞是“活”的。

在“细胞”结构章末总结时渗透。如同客观世界一样，细胞有自身内部的各个部门，各司其职。既相互作用、相互联系、又相互区别、相互独立，如：细胞膜是细胞表面结构与功能的核心，它与其他结构一起，使细胞有了一个相对稳定的微环境，从而物质交换、信息传递、细胞识别和免疫反应等功能。生物膜系统中，内质网膜，高尔基体膜，细胞膜将细胞分隔为各个小的空间。既能够分工也可以相互合作完成了分泌蛋白的加工包装和分泌，承担起生物的生命活动。此外，细胞膜的选择透过性，糖蛋白的识别作用，溶酶体的消化作用，线粒体的动力工厂、叶绿体养料制造车间的体现，都给同学们展示了一个有生命力的细胞。

2 例子、图片增多，贴近生“活”

《普通高中生物课程标准》倡导“注重于现实生活的联系”的课程理念，确立生物课程与现实生活的连续性，从而使课程植根与学生生活的“土壤”，具体体现在：

模块教学中，图片较以前增加。仅北师大版《分子与细胞》教材中有标名的就有106幅。所选用的插图都非常精美，在视觉上给人以美的享受，图文结合得非常恰当，更为重要的是图片紧贴生活，对学生有很强的吸引力。如“构成生命的元素”中“患佝偻病的儿童”显示儿童缺钙的危害；“桃树的黄叶病”体现了果树缺铁的影响；“水是生命活动的第一要素”中“水母的含水量高达97%”体现水在细胞中含量最多；“新鲜与枯萎的花朵”直观体现水对植物细胞形态的影响。这些图片均来自于生活，同学们能有切身感受。教学中充分利用图片，将基础知识与现实生活密切联系，是有效的教学方法之一。

模块教学中，实例与人们日常生活、医疗保健等方面的密切联系。如根据细胞膜的选择透过性得到的启发，在“选学”内容中安排用各种人造纤维造成人工膜，对海水淡化的处理，制成的人工肾，血液透析膜等内容，在“开阔视野”小专栏中安排溶酶体与硅肺―― 工业上的职业病形成成因。涉及细胞的癌变、细胞的分化、衰老、凋亡这样的例子比比皆是。

在教学中多引导学生对图片的理解，提醒同学们对“开阔视野”、“选学”内容的关注，把图片、实例与生活联系起来，是促进学生与其生活有机融合起来的基本途径，也是提升学生学习兴趣有效教学方法。

3 教学方式灵活，“活”动多起来

绘制细胞亚显微结构示意图。由于多媒体的采用，使的教师动手绘图的机会大大减少。在平时的授课时，教师尽可能在黑板上勾勒细胞亚显微结构的简笔画示意图，学生临摹。引导学生动手动脑，多种感官刺激，记忆更加深刻牢固。同时要强调注意突出细胞各部分结构的特征，结构名称对照，使学生明白结构和功能相适应的原理。

实验、探究活动不能少。生物学使一门以实验为基础的自然学科。开展好实验能激发学生学习兴趣，领悟学习方法，提高学生能力的培养，对后续模块的学习有重要的影响。“分子与细胞”模块中安排的实验、探究等活动占了全部必修模块的近一半的内容此外，在本模块的过程中，结合本学校的实际情况，尽可能的创造条件，完成教材中实验，而且尽量不要将探究性实验演变为验证性实验。

教学方法多样。对于微观的细胞，基础理论理解起来抽象。因此，在基础理论模块教学过程中采取启发法、讨论法及比喻法等教学方法，使深奥的理论浅显化，抽象事物具体化，降低学习难度同时也是学生情感态度价值观培养的最好素材。“探讨细胞的衰老凋亡与人体健康的关系”“讨论恶性肿瘤的防治”高中生物新课程各模块内容中的每节都用“问题探讨”来创设学习情境， 其中有相当一部分是取自现实生活中的题材和问题，让学生依据所学生物学知识去解决问题；在课后“练习”和“自我检测”中， 也设有大量的联系生活实际的题目，目的是要构建一种理论联系实际的氛围，创设一种进一步理解和应用知识的情境，加上教师的延伸和补充，能使学生把学习和现实生活联系起来，提高学习兴趣。

参考文献

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根据生物高考考纲要求和命题“源于课本而高于课本”的原则，我们不难发现教材的重要性。我们更应清楚基础知识是学生解决问题的源泉，缺乏基础知识就成了无源之水，基础知识掌握量的多少直接影响复习的效率。生物复习过程中，一方面，教师的作用不能忽视，教师应充分利用课堂时间引导学生对基础知识加以整合，使之成为知识链和知识网，便于学生理解性记忆和回顾。另一方面，学生自身主体作用更重要，学生应该养成良好的复习习惯，学会主动对各章节内容或相关知识进行整理和归类，自觉发现其中有联系的部分，再合理配以各章节练习和综合练习，这样有助于将死知识学活，将局部知识进行延伸和拓展，进而归纳出一条主线，以利于系统地理解基础知识，并形成联系的观点，同时也能起到训练思维灵活性的作用。从生物复体要求看，无论一轮复习还是二轮复习或三轮复习不断地“回归”教材是必须始终坚持的原则，只有这样才能真正达到温故而知新的效果。

二、树立生物学研究的基本哲学观点

生物学的研究就是要遵循和反映生物体自身、生物体之间、生物与环境之间客观存在的各种固有的关系和规律。因此，在生物教学和生物总复习当中是否树立了生物学研究的基本观点将直接关系到教学、总复习的成败，直接关系到考生能否正确地分析问题和解答问题。生物学研究的基本观点主要包括：生命的物质性观点，三个统一观点，辩证的观点。

(一)生命的物质性观点

生命科学则是研究生命物质原生质的复杂高级运动形式。组成原生质的化合物则是生物体结构和功能的物质基础。生物体遗传和变异的物质基础是核酸，主要是DNA。DNA的复制就是物质的运动形式，DNA严格复制就体现遗传，DNA复制出现差错(基因突变)就发生变异，红细胞运输氧气的物质基础是血红蛋白。食物进行化学性消化的物质基础是各种消化酶。植物细胞渗透作用吸水的物质基础是液泡中存在多种溶质的细胞液。植物细胞对离子的选择吸收的物质基础是细胞膜上具有功能专一性的载体。性状分离的物质基础是杂合体内存在等位基因。呼吸作用之所以能进行是因为细胞内存在着催化有机物分解的呼吸酶。总之，各种生命活动都有其物质基础，没有物质基础的生命现象是不存在的。

(二)三个统一的观点

三个统一的观点是指生物体的结构与功能的统一，生物体局部与整体的统一，生物体与环境的统一。

(1)物体的结构与功能的统一。生物体的结构与功能的统一是有不同层次上的统一。

①分子水平上的结构和功能的统一。例如，DNA分子的结构与其贮存遗传信息、传递遗传信息和表达遗传信息的功能是统一的。ATP分子的结构与其为生命活动直接供能的功能是统一的。腺嘌呤与胸腺嘧啶之间，鸟嘌呤与胞嘧啶之间的互补配对能力是与它们分子结构相统一的。

②亚显微水平的结构和功能的统一。例如，线粒体的亚显微结构与其有氧呼吸的功能是统一的。叶绿体的亚显微结构与其光合作用的功能是统一的。细胞膜的亚显微结构与其保护、物质交换等功能是统一的。

③显微水平的结构与功能的统一。例如，神经元的结构与其接受刺激，产生兴奋和传导兴奋的功能是统一的。红细胞的形态结构与其运输氧气的功能是统一的。具有微绒毛的小肠绒毛上皮细胞与其吸收的功能是统一的。根毛细胞的结构与其渗透吸水的功能是统一的。

④组织水平的结构与功能的统一。例如，肺泡的单层上皮结构与其气体交换的功能是统一的。叶表皮(保护组织)细胞排列紧密，上有气孔，有透明的角质层与其保护、蒸腾作用、呼吸等功能是统一的。

⑤器官水平的结构和功能的统一。例如，叶的功能与其进行光合作用和蒸腾作用的功能是统一的。茎的结构与其支持和输导的功能是统一的。胃的结构与其暂时贮存食物和初步消化食物的功能是统一的。

⑥系统水平的结构和功能的统一。例如，消化系统的结构与其连续性地进行消化和吸收的功能是统一的。泌尿系统的结构与其形成尿液和排出尿液的功能是统一的。呼吸系统的结构与其完成肺通气和肺泡内的气体交换的功能是统一的。

⑦种群水平的结构与功能的统一。例如，种群的年龄结构、性别比例与其繁殖功能、基因自由交流的功能是统一的，种群才能成为物种繁殖的单位，生物进化的单位。

⑧群落水平的结构和功能的统一。例如，群落的营养结构，即生物问的取食关系将决定群落中的能量流动和物质循环。

⑨生态系统水平上的结构与功能的统一。例如，生态系统的四个组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)与生态系统的二大基本功能(能量流动、物质循环)是统一的。

(2)生物体局部与整体的统一

例如，根吸收的水分可用于光合作用和有关的代谢活动，保证植物整体代谢活动的正常进行。一株大树主干树皮受到严重的环剥将导致大树死亡。人体进行剧烈运动时，随着运动系统活动的加强，循环、呼吸等器官系统的活动也随之加强，而消化、泌尿系统的活动随之减弱，各器官系统的协调活动保证了人体适应剧烈的运动状态。

(3)生物体与环境的统一

在生命发生发展过程中，生物长期与环境相互作用，生物生存依赖于环境提供物质和能量，生物的生命活动又会影响改变环境。可见，生物与环境是一个密不可分的整体。生物的应激性就是对不断变化的环境做出的应答反应，以保证生物体进行正常的生命活动，适应不断变化的环境。反过来，环境的变化又对生物体的变异进行选择，促进生物的进化。

只要坚持用三个统一的观点分析某些生物学现象，就能从不同的层面理解“生物是一个有机的统一整体”，思维就会正确启动，并得出科学的结论。例如，在复习“组成细胞的元素和化合物”时，直接把碳循环、硫循环、氮循环等物质循环知识和能量流动联系起来。

(三)辩证的观点

矛盾双方的对立统一是事物发展的根本原因。这一重要的哲学原理在生物界得到了充分的体现。例如，

新陈代谢的同化作用和异化作用的对立统一保证生物体不断地进行自我更新，维持生命。遗传和变异的对立统一推动生物不断地进化。大脑皮层兴奋与抑制的对立统一保证大脑皮层的功能得以正常进行。根吸收水分、叶蒸腾水分，二者的对立统一才能保证植物体对水分的需求。

事物间的联系是事物发展的又一重要原因。例如，生态系统发展到―定阶段时，群落中的各种生物通过信息交流建立了相对稳定的关系，形成了典型的食物链和食物网。如果人为地消灭一个物种，或引进一个物种就会破坏原有的生态平衡。这种错误的做法就是没有看到群落中各种生物之间已形成的内在联系和相互依存的协调关系。―个细胞之所以能进行正常的代谢活动，是因为细胞各个结构之间在功能上存在内在的联系。例如，胰岛素的生物合成是在细胞核基因的指导下进行行的，所需要的氨基酸主要是通过细胞膜吸收进来的，所需要的ATP主要由线粒体提供的。在核糖体上合成后还要通过内质网运输到高尔基体加工，然后通过胰岛细胞的细胞膜外排出去。可见，胰岛素的生物合成是细胞核、细胞膜和有关细胞器共同参与完成的。

内因是事物变化的根据，外因是事物的变化条件，外因要通过内因起作用，这一辨证的哲学观点在生物界也得到了充分的体现。例如，一个活的完整的胚是种子能萌发的内因，适宜的温度、适量的水分、充足的空气是种子萌发的外因。基因型是性状表现的内因，环境是性状表现的外因，所以表现型是基因型与环境相互作用的结果。因为遗传物质是控制生物性状的内因，所以遗传物质的自然改变(基因突变)或人为改变(转基因技术)都会使生物出现新的性状。

如果在总复习当中坚持运用上述生物学研究的方法和基本观点，那么学生就会对所学知识有更深刻的理解，分析问题也会更全面、更深刻、更科学准确。

三、将实验专题内容渗透到教学的每一章节内容中

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一、突显学科教学理念，有效地指导教学

为了彰显本学科的课程特性，应突出体现面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习的课程理念，有效地指导教学，提高备考复习的效率，引导学生参与教学活动并加大其参与活动的深度。复习过程中利用教材中每节课的目标模块，指导学生的自主学习和自我评价，引导学生应用探究的方法，去构建完整的知识系统，有助于对学生学习方法的指导。落实自我评价模块，体现学习目标的要求，对学习目标进行检测和反馈，提升学生的思维能力，最后合理配置题型，充分发挥各种题型的功能，落实《课标》的要求。

二、以基础知识和基本技能为主，突出“三维”目标

在备考复习时，要深入理解《课标》对每一部分内容的要求，深化对初中生物结业考试《考纲》要求的认识，抓住《课标》所要求的重点，适当兼顾各版本教材的覆盖面。在教学过程中首先要抓住“双基”，明确生物学基本概念、原理和规律的内涵，进而拓展其外延，使学生从真正意义上理解所学的基本概念、原理和规律。合理地利用各种题型互补的优势，完成知识体系架构的构建，用选择、连线、判断、实验探究、识图作答、思维拓展等题型来反应复习掌握的程度。习题内容要涵盖《课标》的十个一级主题，全面体现《课标》的要求，注重对学生基础知识和基本技能的考查，这样做不但可以随时检查学生对《课标》所规定内容的掌握情况，还能全面了解教师对《课标》的理解是否到位。例如，在复习细胞的结构时，核心内容是动物和植物细胞的基本结构和每部分的基本功能。我的学案设计了有针对性的训练：1.识图题，填写细胞的结构。2.连线题，熟识细胞各部分的功能。3.比较动植物细胞的差别。4.变式习题。这四个题就使七年级上册的一个重点内容得以突破，却没有给学生带来较大的负担。

三、注重知识的灵活运用，贴近生活，解决实际问题

生物学知识来源于生活。生物《课标》强调，教学的目的是使生物学知识应用于生活，解决生活中的实际问题。通过生物学科的学习，让学生了解科学、技术和社会的相互关系，关注和参与与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策，是生物科学素养的重要组成部分，也是培养学生的自然、社会责任感的重要途径。如选取2010年南京中考生物试题的第四题的第一小题：根是陆生植物吸水的主要器官，它从土壤中吸收大量的水，满足植物体生长发育的需要。下图是细胞吸水和失水模式图。请回答以下问题：

(1)根吸收水的主要部位是根尖的

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区。

(2)施肥过多植物会出现“烧苗”现象，其原因是土壤溶液浓度

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根细胞细胞液浓度。

(3)下图中，

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图表示细胞处于失水状态。(4)在细胞中，控制细胞内外物质进出的结构是

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知识体系是指学习者把学习过程中获得的知识，通过一定方式联系起来，构成一个学科知识体系。

2.构建知识体系的必要性

（1）知识发展的需要

目前高中生物必修模块主要注重的是对生命系统的物质和结构基础、发展变化规律以及生命系统中各成分间的相互作用的学习，贯穿于其中的知识主线是“细胞是最基本的生命系统”，而选修模块更是以“细胞是最基本的生命系统”为基础从微观方面展开，纵观所有知识，脉络清晰，主线明了，但是美中不足的是知识点较分散，不易把握，而构建知识体系能把学生的认知水平提高一个层次，从原来仅仅注重单点知识学习转变到注重知识内在联系的体系学习，易于比较、归纳和综合，从被动学习转变到主动获取知识的过程。

（2）解答习题的需要

高中生物习题考查的趋势已经不再是只从一个角度单独考查某一知识点，而是系统地考查，注重从复杂的知识网络中进行归纳综合，提炼出最佳答案。如2009年江苏生物高考第14题从卵子和的形态特点与功能入手，对细胞器（线粒体的功能）、物质跨膜运输等方面综合考查，2008江苏生物高考第21题考查的知识点包括生物膜系统和细胞器等等。这就要求我们平常在复习的时候注重对前后所学的知识进行联系、归纳和整合，连接成体系。

二、生物复习课中构建知识体系的策略探究

1.生物复习课中知识体系的呈现方法

（1）线索框架图式

框架图式的典型特点就是概括性强，知识内在联系紧密，易于构建，具体构建方法是找点―连线―建网。要求对于本模块知识掌握得十分熟练，具体如下：

①找点

即找出与主题相关的知识点，特别注意防止遗漏，知识点可以根据范围大小，分为一级知识点和二级知识点：如构建细胞模块专题知识体系时，细胞的分子组成，细胞的结构和功能，细胞工程就是一级知识点，而组成细胞的元素、组成细胞的化合物、细胞膜、细胞器、细胞核、植物组织培养、植物体细胞杂交等就是二级知识点。

②连线

连线就是把所找出来的知识点根据它们之间的内在联系连起来，又有主线和支线之分，所谓主线就是连接一级知识点的线，数目一般较少，而支线则是连接二级知识点之间的线，数目众多：如细胞模块部分，主线即为细胞的分子组成―细胞的结构和功

能―细胞工程，细胞的结构和功能中的二级知识点可以连接为细胞膜―细胞器―细胞核。

（2）中心辐射式

中心辐射式的要点是找准一个关键的切入点，即专题的中心点，以此向外辐射延伸，然后可以二级知识点为中心继续向下延伸，如基因工程部分知识体系可以整理如下：

（3）括号概括式

括号概括式的典型特点就是操作简单、概括性强、清晰明了，主题思路和中心辐射式类似，也是先找准中心，然后向外层层延伸。

2.生物复习课中知识体系的构建方法

（1）根据知识发展特点和分层结构构建知识体系

高中生物教材中的知识安排是层层递进的，是按照知识发展特点和学生的认知结构而安排的，即可从大的角度帮助学生把握生物各个学习阶段的基本线索和主要内容，要求学生明确考试大纲对此部分知识的考试内容，即框架明示的主干知识点，立足于教材，并弄清楚这些知识之间的内在联系，解决概念和基本理论，而贯穿于其中的基本线索就是各个阶段学习的主干知识点。然后以基本线索为中心向外延伸，就成了基本框架。

（2）根据知识的内在逻辑联系构建知识点

知识不是单独存在的，高中生物学中各模块知识之间有着必然的联系，所以整理知识体系也可以根据知识间的内在联系展

开，这就要求教师在平常的教学中对前后知识的衔接、过渡多加注意，并带领学生从深层次挖掘知识间的逻辑关系。