陈兆亮 (河北省秦皇岛市第一中学 河北秦皇岛 066006)
康 珍 (河北省秦皇岛开发区燕山大学附属中学 河北秦皇岛 066006)
董新春 郭建坤 郑香梅 张英锋 (河北省秦皇岛市第一中学 河北秦皇岛 066006)
本节课为人教版高中《必修1·分子与细胞》第三章第二节“细胞器——系统内的分工合作”中的内容。该节包括“细胞器之间的分工”“细胞器之间的协调配合”两部分内容,是学生认识细胞整体结构的重要组成部分,在本章中占有重要地位。“细胞器之间的分工”这部分主要内容是认识各种细胞器,知道细胞器的名称,并能说出其结构和功能,是学习“细胞器之间协调配合”的基础,同时也为后面学习植物细胞吸水和失水、细胞呼吸、光合作用、有丝分裂等内容打下基础。“细胞器之间的协调配合”这部分内容以分泌蛋白的合成和运输为例,让学生分析分泌蛋白合成并分泌到细胞外的过程,体会细胞器之间的分工和协调配合,明确各种生物膜在结构上的联系和功能上的分工协作,深入理解细胞是生物体结构和功能的基本单位,形成一定的知识体系。
本节的教学重、难点有:细胞亚显微结构的识图辨别、细胞器的结构与功能、细胞器间的比较与归类、生物膜的结构及功能等相关知识。这些内容都是学习后续各章节的重要基础,也是高考中的高频考点。关于细胞的结构和功能等微观水平的内容,离学生的生活经验较远。在这种状态下,学生学习本课内容有一定的难度和挑战性。不少学生学习时都感到困难和无从下手,笔者就教学中如何帮助学生突破重难点,谈几点体会。
学生在七年级上学期就已经学习过光合作用的过程,了解光合作用的场所是叶绿体;也学习了机体分解有机物释放能量的呼吸作用,对动植物细胞的显微结构也比较熟悉。而本节是从微观即亚显微结构来学习几种细胞器,学生以前从未接触过。由此,本节课伊始,教师可利用多媒体同时展示动植物细胞显微结构模式图和动植物细胞亚显微结构模式图,创设对比情境,以旧知唤起新知,激发学生学习热情。教师提出问题:在两种不同的观察视角下,两者为什么差别会很大呢?从而引起学生思考显微结构与亚显微结构的不同。教师可进一步追问:细胞的亚显微结构是显微结构的再放大,细胞的亚显微结构是什么样呢?由此,通过将学生熟悉的事物与学生不熟悉的、有待了解的事物相对比,有助于突破学生认知上的难点,导入新课。
关于该部分内容,教材语言精练,图文并茂,为引导学生自主学习奠定了基础。学生结合教师分配的任务1——认识细胞器,以小组为单位,通过自学和合作学习,认识各种细胞器的结构和功能,并观察手中的细胞器卡片,辨认各细胞器的名称、亚显微结构及功能。各小组学习完成后交流并分享。学生从几种细胞器卡片中任意抽出一张,教师利用多媒体课件同步展示这种细胞器的结构简图。学生说出细胞器的名称,并描述这种细胞器的结构、功能等,其他小组进行纠错和补充。教师有意识地训练学生的自主学习以及识图能力,并采用小组抽签回答的方法,让学生在课堂都有事可做,都有发表见解、展示自我的机会,都能体验自己的价值,极大地激发了学生热情和竞争意识。另外,小组间在纠错和补充过程中,不同观点发生了碰撞、激辩和重组,学生达到了对细胞器知识的梳理和更深层次的理解和感悟,也锻炼了逻辑思维能力和创新能力,培养了团队协作精神和竞争意识。与此同时,通过任务1活动,教师要关注学生中存在的共性问题,如学生对那些结构相似或功能相近的线粒体与叶绿体、内质网与高尔基体、核糖体与溶酶体等细胞器,容易发生混淆现象,因此要适时点拨。
学生利用教师提供的材料,各学习小组讨论分工,完成任务2——制作细胞器模型及构建动植物细胞的三维结构模型。每位组员制作一两种细胞器并熟悉细胞器的名称和功能。教师同时利用多媒体展示问题,引发学生思考:在所制作的细胞器模型中,哪些是动物细胞特有的?哪些是高等植物细胞特有的?哪些是动、植物细胞共有的?在所制作的细胞器模型中,哪些有双层膜?哪些有单层膜?哪些是无膜的?各种细胞器在细胞内的空间分布是怎样的,具有什么功能?它们之间有联系吗?
各小组制作完成后,由各小组代表拿着本组作品到讲台展示,向同学介绍他们所制作的细胞是什么细胞,包含哪些细胞器。其他小组可以对展示的模型提出改进意见,教师适时引导、补充,并对做得较好的小组进行鼓励。由此,学生通过亲自动手制作细胞器模型,一方面加深其对细胞器结构的认识,另一方面帮助掌握这些细胞器在动、植物细胞中的分布。这不仅能培养学生的动手能力,也激发学生学习生物学的兴趣,同时也能让学生感受到模型建构的过程也是一个学习的过程,更是一个思考的过程,使微观、抽象、理论性较强的知识转化为形象、生动、直观、易于理解的知识,并获得相应的科学情感体验。
通过前面的学习,学生虽然对细胞器有了一定的了解,但脑海中还是孤立的印象,还没有形成对各种细胞器系统的归类与比较,还不能很好地理解彼此之间的相互联系,还未形成知识体系,更不能在解题中灵活运用相应的知识。由此,教师分配任务3——归类比较细胞器,教师要求学生在自主学习的基础上填写表1,然后小组内讨论,相互补充。
列表比较从不同的角度来区分各种细胞器的结构、功能的异同,有效地帮助学生掌握了这些重要的细胞器相关知识。但由于该内容具有一定的综合性,学生认识的局限和思维特质可能出现一定的错误,教师要及时发现学生思维的误区,针对学生的存在的共性问题,及时纠正。
虽然学生对各种细胞器的结构及功能有了一定的理解,但还不能理解彼此间的相互联系、相互作用及其对细胞整个系统的重要性。教师利用教材中豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图,引导学生思考“3H-亮氨酸出现的时间和地点”,来描述亮氨酸转移的途径,从而思考分泌蛋白的合成和运输的过程。由小组长实施组内分工,进行角色扮演,如用某个学习文具代表3H-亮氨酸,成员扮演有关的细胞器或细胞结构,随着文具的传递,学生依次说出所代表的细胞结构名称和作用。
表1 动植物细胞中细胞器比较与归类
教师进一步提出问题:在核糖体上合成的分泌蛋白为什么要经过内质网和高尔基体,而不是直接运输到细胞膜外呢?内质网和高尔基体在分泌蛋白的合成和运输过程中具体有什么作用呢?学生通过刚才的角色扮演活动进行总结;分泌蛋白在内质网上的核糖体合成后,进入内质网;通过折叠、组装,加工成较成熟蛋白质,由囊泡转移至高尔基体;在高尔基体中通过精密加工、分类和包装后,形成成熟蛋白质(分泌蛋白),由囊泡送至细胞膜,由细胞膜以胞吐形式分泌到细胞外。这一过程使学生主动感知知识形成;使学生认同科学研究成功的要素——探索精神、理性思维及技术手段的支持;感知到知识间的层层递进,由功能的联系,到结构的联系,在理解的过程中体会到结构与功能的统一性。
教学过程中,教师可以通过练习题进行教学效果的评价,及时查漏补缺,促进学生更有效的深入学习。
例1中甲、乙两图是植物、动物细胞的亚显微结构模式图。请据图回答问题。
(题中[]内填写图中指示结构的序号。)
图1 植物、动物细胞的亚显微结构模式
(1)甲细胞与乙细胞相比,甲有细胞壁、[ ]__、[ ]____,而无[ ]____。
(2)如果乙细胞为胰腺外分泌腺细胞,其分泌物有胰淀粉酶等,则与胰淀粉酶的加工有关的细胞器有____________(用图中序号回答)。
(3)如果甲细胞是植物根尖细胞,则该细胞没有的结构是大液泡和[ ]______。
(4)甲细胞中不具有膜结构的细胞器是____(用图中序号回答),如果在该细胞器上合成的物质中含有50个氨基酸,则在该细胞器上最多将会有______个水分子生成。
(5)如果把乙细胞放在含有3H标记的氨基酸的培养液中保温一段时间后,可测到3H的结构有__(填图中序号)。
答案:(1)[⑦]叶绿体 [③]液泡 [①]中心体(2)⑤⑨ (3)[⑦]叶绿体(4)⑧ 50 (5)②⑤⑧⑨