生命——物質系統結構層次在教學中的銜接

喬保勇

1. 教學背景

由于在初中階段,缺少有機化學方面的基礎知識學習,而新課程實驗教材《分子與細胞》第二章介紹細胞的化學組成時,一連串地提出了許多有機分子概念,如氨基酸、單糖、單體等,使絕大多數高一新同學認為本章是一個陌生而又難以理解的知識模塊。因此,如何在教學中以適當的方法引入有機分子和生物化學概念成為實際教學中急需解決的問題。

教材第一章第一節通過聯系初中對生物圈、動植物及人體系統的知識講述了生命系統的結構層次,闡明了細胞是生命活動的基本結構和功能單位,而初中化學對原子、分子和元素也已作初步介紹,所以闡明和構建物質和生命兩大系統結構層次的銜接有助于高一新生理解和把握細胞化學組成的知識體系。

2. 教學過程

物質和生命系統結構層次相聯系后,所涉及的主要概念如右圖所示。

在實際的教學過程中,由微觀到宏觀逐次設問和展示各結構層次的概念:目前已知的最小粒子是夸克;然后讓學生回憶初中原子結構的知識,原子由質子、中子和核外電子組成,它們又由夸克構成;由于核外電子數目的不同,不同原子形成不同的元素;原子組成分子,分子可以分為無機小分子(如水、無機鹽等)和有機小分子(以C為基本骨架);多個有機小分子(又稱單體)可以聚合成生物大分子(又稱多聚體);多種生物大分子和水、無機鹽等形成能夠發生生物化學反應,體現生命活動的混合物——原生質;原生質可以構成細胞器,如各種膜類結構;細胞器作部件組成細胞,類似汽車部件構成汽車;然后基于細胞讓同學回答復習生命系統的結構層次。

閱覽物質——生命兩大系統的結構層次圖,設問:組成細胞的生物大分子有哪些?組成這些生物大分子(即多聚體)的有機分子(即單體)是什么?這些單體又由哪些元素組成?隨即向學生展示四大類生物大分子及組成它們的單體和元素種類(見圖)。

最后提示學生:生命不僅是有層次的,而且是物質的,有其現實的物質系統作基礎,從而有效強化中學生的唯物主義世界觀。

3. 實踐意義

建立生命——物質系統結構層次的聯系在教學中的實際意義:

復習、鞏固和加強對生命系統結構層次的記憶和理解,并將其與物質系統有機相聯系;

將細胞化學成分納入更廣、更易理解的知識體系中,有助于對單體、多聚體和生物大分子及細胞器等概念的理解和記憶;

為本章學習蛋白質、核酸、糖類和脂質作鋪墊,便于更深入理解,有助于本章第一節中大量元素、基本元素和最基本元素等概念的理解;

更明確地揭示生命的物質基礎和層次結構,強化唯物主義世界觀。

責任編輯潘孟良