陳兆亮 (河北省秦皇島市第一中學 河北秦皇島 066006)
康 珍 (河北省秦皇島開發區燕山大學附屬中學 河北秦皇島 066006)
董新春 郭建坤 鄭香梅 張英鋒 (河北省秦皇島市第一中學 河北秦皇島 066006)
本節課為人教版高中《必修1·分子與細胞》第三章第二節“細胞器——系統內的分工合作”中的內容。該節包括“細胞器之間的分工”“細胞器之間的協調配合”兩部分內容,是學生認識細胞整體結構的重要組成部分,在本章中占有重要地位。“細胞器之間的分工”這部分主要內容是認識各種細胞器,知道細胞器的名稱,并能說出其結構和功能,是學習“細胞器之間協調配合”的基礎,同時也為后面學習植物細胞吸水和失水、細胞呼吸、光合作用、有絲分裂等內容打下基礎。“細胞器之間的協調配合”這部分內容以分泌蛋白的合成和運輸為例,讓學生分析分泌蛋白合成并分泌到細胞外的過程,體會細胞器之間的分工和協調配合,明確各種生物膜在結構上的聯系和功能上的分工協作,深入理解細胞是生物體結構和功能的基本單位,形成一定的知識體系。
本節的教學重、難點有:細胞亞顯微結構的識圖辨別、細胞器的結構與功能、細胞器間的比較與歸類、生物膜的結構及功能等相關知識。這些內容都是學習后續各章節的重要基礎,也是高考中的高頻考點。關于細胞的結構和功能等微觀水平的內容,離學生的生活經驗較遠。在這種狀態下,學生學習本課內容有一定的難度和挑戰性。不少學生學習時都感到困難和無從下手,筆者就教學中如何幫助學生突破重難點,談幾點體會。
學生在七年級上學期就已經學習過光合作用的過程,了解光合作用的場所是葉綠體;也學習了機體分解有機物釋放能量的呼吸作用,對動植物細胞的顯微結構也比較熟悉。而本節是從微觀即亞顯微結構來學習幾種細胞器,學生以前從未接觸過。由此,本節課伊始,教師可利用多媒體同時展示動植物細胞顯微結構模式圖和動植物細胞亞顯微結構模式圖,創設對比情境,以舊知喚起新知,激發學生學習熱情。教師提出問題:在兩種不同的觀察視角下,兩者為什么差別會很大呢?從而引起學生思考顯微結構與亞顯微結構的不同。教師可進一步追問:細胞的亞顯微結構是顯微結構的再放大,細胞的亞顯微結構是什么樣呢?由此,通過將學生熟悉的事物與學生不熟悉的、有待了解的事物相對比,有助于突破學生認知上的難點,導入新課。
關于該部分內容,教材語言精練,圖文并茂,為引導學生自主學習奠定了基礎。學生結合教師分配的任務1——認識細胞器,以小組為單位,通過自學和合作學習,認識各種細胞器的結構和功能,并觀察手中的細胞器卡片,辨認各細胞器的名稱、亞顯微結構及功能。各小組學習完成后交流并分享。學生從幾種細胞器卡片中任意抽出一張,教師利用多媒體課件同步展示這種細胞器的結構簡圖。學生說出細胞器的名稱,并描述這種細胞器的結構、功能等,其他小組進行糾錯和補充。教師有意識地訓練學生的自主學習以及識圖能力,并采用小組抽簽回答的方法,讓學生在課堂都有事可做,都有發表見解、展示自我的機會,都能體驗自己的價值,極大地激發了學生熱情和競爭意識。另外,小組間在糾錯和補充過程中,不同觀點發生了碰撞、激辯和重組,學生達到了對細胞器知識的梳理和更深層次的理解和感悟,也鍛煉了邏輯思維能力和創新能力,培養了團隊協作精神和競爭意識。與此同時,通過任務1活動,教師要關注學生中存在的共性問題,如學生對那些結構相似或功能相近的線粒體與葉綠體、內質網與高爾基體、核糖體與溶酶體等細胞器,容易發生混淆現象,因此要適時點撥。
學生利用教師提供的材料,各學習小組討論分工,完成任務2——制作細胞器模型及構建動植物細胞的三維結構模型。每位組員制作一兩種細胞器并熟悉細胞器的名稱和功能。教師同時利用多媒體展示問題,引發學生思考:在所制作的細胞器模型中,哪些是動物細胞特有的?哪些是高等植物細胞特有的?哪些是動、植物細胞共有的?在所制作的細胞器模型中,哪些有雙層膜?哪些有單層膜?哪些是無膜的?各種細胞器在細胞內的空間分布是怎樣的,具有什么功能?它們之間有聯系嗎?
各小組制作完成后,由各小組代表拿著本組作品到講臺展示,向同學介紹他們所制作的細胞是什么細胞,包含哪些細胞器。其他小組可以對展示的模型提出改進意見,教師適時引導、補充,并對做得較好的小組進行鼓勵。由此,學生通過親自動手制作細胞器模型,一方面加深其對細胞器結構的認識,另一方面幫助掌握這些細胞器在動、植物細胞中的分布。這不僅能培養學生的動手能力,也激發學生學習生物學的興趣,同時也能讓學生感受到模型建構的過程也是一個學習的過程,更是一個思考的過程,使微觀、抽象、理論性較強的知識轉化為形象、生動、直觀、易于理解的知識,并獲得相應的科學情感體驗。
通過前面的學習,學生雖然對細胞器有了一定的了解,但腦海中還是孤立的印象,還沒有形成對各種細胞器系統的歸類與比較,還不能很好地理解彼此之間的相互聯系,還未形成知識體系,更不能在解題中靈活運用相應的知識。由此,教師分配任務3——歸類比較細胞器,教師要求學生在自主學習的基礎上填寫表1,然后小組內討論,相互補充。
列表比較從不同的角度來區分各種細胞器的結構、功能的異同,有效地幫助學生掌握了這些重要的細胞器相關知識。但由于該內容具有一定的綜合性,學生認識的局限和思維特質可能出現一定的錯誤,教師要及時發現學生思維的誤區,針對學生的存在的共性問題,及時糾正。
雖然學生對各種細胞器的結構及功能有了一定的理解,但還不能理解彼此間的相互聯系、相互作用及其對細胞整個系統的重要性。教師利用教材中豚鼠胰腺腺泡細胞分泌蛋白形成過程圖,引導學生思考“3H-亮氨酸出現的時間和地點”,來描述亮氨酸轉移的途徑,從而思考分泌蛋白的合成和運輸的過程。由小組長實施組內分工,進行角色扮演,如用某個學習文具代表3H-亮氨酸,成員扮演有關的細胞器或細胞結構,隨著文具的傳遞,學生依次說出所代表的細胞結構名稱和作用。

表1 動植物細胞中細胞器比較與歸類
教師進一步提出問題:在核糖體上合成的分泌蛋白為什么要經過內質網和高爾基體,而不是直接運輸到細胞膜外呢?內質網和高爾基體在分泌蛋白的合成和運輸過程中具體有什么作用呢?學生通過剛才的角色扮演活動進行總結;分泌蛋白在內質網上的核糖體合成后,進入內質網;通過折疊、組裝,加工成較成熟蛋白質,由囊泡轉移至高爾基體;在高爾基體中通過精密加工、分類和包裝后,形成成熟蛋白質(分泌蛋白),由囊泡送至細胞膜,由細胞膜以胞吐形式分泌到細胞外。這一過程使學生主動感知知識形成;使學生認同科學研究成功的要素——探索精神、理性思維及技術手段的支持;感知到知識間的層層遞進,由功能的聯系,到結構的聯系,在理解的過程中體會到結構與功能的統一性。
教學過程中,教師可以通過練習題進行教學效果的評價,及時查漏補缺,促進學生更有效的深入學習。
例1中甲、乙兩圖是植物、動物細胞的亞顯微結構模式圖。請據圖回答問題。
(題中[]內填寫圖中指示結構的序號。)

圖1 植物、動物細胞的亞顯微結構模式
(1)甲細胞與乙細胞相比,甲有細胞壁、[ ]__、[ ]____,而無[ ]____。
(2)如果乙細胞為胰腺外分泌腺細胞,其分泌物有胰淀粉酶等,則與胰淀粉酶的加工有關的細胞器有____________(用圖中序號回答)。
(3)如果甲細胞是植物根尖細胞,則該細胞沒有的結構是大液泡和[ ]______。
(4)甲細胞中不具有膜結構的細胞器是____(用圖中序號回答),如果在該細胞器上合成的物質中含有50個氨基酸,則在該細胞器上最多將會有______個水分子生成。
(5)如果把乙細胞放在含有3H標記的氨基酸的培養液中保溫一段時間后,可測到3H的結構有__(填圖中序號)。
答案:(1)[⑦]葉綠體 [③]液泡 [①]中心體(2)⑤⑨ (3)[⑦]葉綠體(4)⑧ 50 (5)②⑤⑧⑨