基于核心素养的细胞器的复习

2020/03

基于核心素养的细胞器的复习

吴文锦

【摘要】生物核心素养是生物学科价值的体现，高中生物学科核心素养包含生命观念、理性思维、科学探

细胞器

复习

【文献标识码】A

【文章编号】1002-3275（2020）03-76-02

究和社会责任。用核心素养来指导细胞器的复习，帮助学生构建知识联系，促进学生生物学核心素养的发展。

【关键词】核心素养

【中图分类号】G633.91

核心素养是学生适应社会发展和终生发展所必备的品格和关键能力。生物学科核心素养主要包括四个方面的内容：生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。细胞器作为细胞结构，是高中生物教学的重要基础内容，教师在复习细胞器的过程中，可以立足于核心素养的理念进行教学设计，在教学中提升学生的核心素养。

的附着点。把两个知识点整合起来，便可总结出线粒体内膜面积大，可增加酶的附着点，从而使有氧呼吸第三阶段有关酶的数量增多。借助结构与功能观，学生能将教材内容整合起来，建构知识体系。

（二）进化与适应观

进化观认为，生物都是进化来的，生物进化既是自然选择也是适者生存的过程。进化过程中，经过自然选择，导致生物与环境相适应。[2]复习细胞器时可渗透进化与适应观来开展对细胞器的想象。在高三复习中笔者发现，学生对线粒体和叶绿体中DNA复制、转录及翻译的状况缺乏想象和理解。此时教师可向学生简要介绍内共生起源学说，内共生起源学说是针对线粒体和叶绿体起源提出的假说。美国生物学家马古利斯认为原核生物吞入了好氧细菌，这些好氧细菌没有被分解与消化，而是与寄主之间形成了一种互利共生的关系，于是成为了细胞中的线粒体。同理，叶绿体被认为是蓝藻被细胞吞噬后形成的。[3]由于课本必修2第67页有涉及到原核细胞内遗传物质的分布和表达的内容，因此学生对原核细胞内遗传物质的情况较为了解，学生可以将对细菌和蓝藻内遗传物质的想象分别迁移到线粒体和叶绿体中。

一、生命观念

生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们进行实证后的观点，能够理解或解释生物学相关事件或现象意识，观念和思想方法。以下从四个方面论述如何开展基于生命观念的细胞器学习。

（一）结构与功能观

结构与功能观认为：一定的结构必然有与之对应的功能存在，且任何功能的发挥都需要一定的结构来实现。[1]学习细胞器可借助结构与功能观建构知识网络，加深学生对各种细胞器的理解。以线粒体为例，线粒体是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第二、第三阶段都在线粒体中进行，课本必修1第93页展示了线粒体的结构示意图，旁边段落进行了文字说明。课本必修1第49页在描述生物膜的作用时提到了许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些生物化学反应都需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量

（三）稳态与平衡观

稳态与平衡观是指处于正常生命活动的生命系统，其结构和功能能够维持在相对稳定的状态，是一

吴文锦/福建福州第八中学，一级教师，从事高中生物教学（福州350004）

【基金项目】2018年度福建省中青年教师教育科研项目（基础教育研究专项）“生命观念在课堂教学中的实施途径研究”（JZ180285）

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JICHUJIAOYUYANJIU·吴文锦基于核心素养的细胞器的复习

种动态平衡，而不是稳定不变，它是从细胞到生物圈所有层次生命系统都存在的特性。以细胞为例，细胞在维持稳态的过程中，存在细胞器的更新、衰老或损伤，细胞要对其进行清除，此时溶酶体起到了重要作用。溶酶体中含有多种酸性水解酶，它能分解细胞中失去功能的结构碎片，使组成这些结构的物质重新被细胞利用，实现了细胞内物质的更新，保证了细胞内部的稳态。

（四）物质与能量观

物质与能量观认为生命由物质构成，物质的代谢、转化离不开能量。物质是能量流动的载体，能量是物质代谢的动力。呼吸作用和光合作用便是以物质为载体的能量变化过程。线粒体是有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用的场所，因此在复习线粒体和叶绿体的过程中，可从物质和能量的角度帮助学生复习。细胞进行有氧呼吸的实质是把糖类等有机物进行彻底氧化分解，这个过程中伴随着能量的转换，即糖类中的化学能转化为热能和ATP中的化学能，ATP中不稳定的化学能用于各种生命活动。此过程的分析可让学生更加深刻地理解为何线粒体被称为“动力车间”以及它在细胞能量转换的重要作用。对于植物而言，它们获得糖类的方式是光合作用，叶绿体作为光合作用的场所，物质方面把二氧化碳和水转变为糖与氧气，在物质转换的同时也发生着复杂的能量转换：光能→电能→ATP中不稳定的化学能→糖类中稳定的化学能，这样的能量转换能让植物得到比较稳定的储能物质糖类用于呼吸作用。

二、理性思维

理性思维是一种基于证据与逻辑推理的思维方式，包括形式逻辑思维、批判性思维和发散性思维等。理性思维的培养能够引导学生遵循事物发展的规律认识本质。[4]细胞器复习过程中可对该思维方式进行应用与训练，以复习哺乳动物成熟红细胞为例，哺乳动物成熟红细胞能够作为制备细胞膜的理想材料是因为其没有细胞核和细胞器。教师可引导学生发散思维，设置问题让学生探究哺乳动物成熟红细胞缺乏细胞器带来的影响。学生意识到真核细胞缺乏了线粒体就无法进行有氧呼吸，只能进行无氧呼吸。教师可接着问学生：“哺乳动物成熟红细胞没有核糖体？其中的血红蛋白是如何合成的？”这个问题是很多学生悬而未决的疑问，血红蛋白的存在与核糖体的缺乏形成了矛盾。教师可引导学生了解未成熟时的红细胞有核糖体等细胞器，该时期可进行血红蛋白的合成。通过这种发散思维的方式引导学生构建出哺乳动物红细胞各个时期细胞器的变化过程，从而对细胞器进行知识整理。

三、科学探究

科学探究是生物学科能力培养的重要组成部分，它指的是能够发现现实生活中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。[5]课本中有多个实验涉及到细胞器的观察，在完成课本观察的基础上，可对细胞器的观察实验进行拓展。以观察叶绿体为例，课本中选用的材料是藓类、菠菜和黑藻的叶片，原因是叶片薄，仅由一两层细胞构成，有利于观察。由于学生对藓类和黑藻叶片比较陌生，菠菜叶在他们眼里和其他叶片没有太大区别。对此，在做此实验时，教师可让学生先尝试用教室周边的植物叶片作材料进行观察。学生通过尝试和比较发现随意选取的叶片由于叶片厚，对叶绿体形态的观察造成干扰。接着再提供藓类、菠菜或黑藻叶片给学生，学生便能感受到藓类、菠菜或黑藻叶片的优点，而从培养学生科学探究的品质。

四、社会责任

社会责任是指基于生物学的认知，参与个人与社

会事物的讨论，做出理性解释和判断，尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。[6]培养学生的社会责任感是高中生物教学的重要任务，学生通过学习开始关注生物学的社会议题、形成生态意识、接受健康生活理念，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。例如学生通过学习了解了绿色植物作为生产者，在生态系统中的重要地位与叶绿体密切相关，叶绿体进行光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中，这是生态系统的主要能量来源，叶绿体这种细胞器背后关联的是世界的能源问题。解决能源问题的方法多种多样，从叶绿体的角度进行思考，我们除了多植树造林，也应该保证叶绿体的工作效率。通过教学培养学生的生态意识，提升他们的社会责任感。

用生物学核心素养来引领细胞器的复习，不仅让学生的知识点把握更加扎实，知识网络更加完善，更重要的是对学生生命观念的渗透、理性思维的发展、科学思维的培养、社会责任的树立起到了推动作用。

【参考文献

】［1］［2］苏科庚．对“生命观念”的理解［J］．中学生物学，2016（15）．

［3］［4］［5］郭泽刚，窦本银，王赢．用“生命观念”攻克难点［J］．中学生物教学，2018（6）．

［6］徐文珍，叶巧燕，黄健．发展学生生物学核心素养的思考［J］．福建基础教育研究，2016（11）．

（责任编辑云峰

）2020年2月·03

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