生命——物质系统结构层次在教学中的衔接

乔保勇

1. 教学背景

由于在初中阶段,缺少有机化学方面的基础知识学习,而新课程实验教材《分子与细胞》第二章介绍细胞的化学组成时,一连串地提出了许多有机分子概念,如氨基酸、单糖、单体等,使绝大多数高一新同学认为本章是一个陌生而又难以理解的知识模块。因此,如何在教学中以适当的方法引入有机分子和生物化学概念成为实际教学中急需解决的问题。

教材第一章第一节通过联系初中对生物圈、动植物及人体系统的知识讲述了生命系统的结构层次,阐明了细胞是生命活动的基本结构和功能单位,而初中化学对原子、分子和元素也已作初步介绍,所以阐明和构建物质和生命两大系统结构层次的衔接有助于高一新生理解和把握细胞化学组成的知识体系。

2. 教学过程

物质和生命系统结构层次相联系后,所涉及的主要概念如右图所示。

在实际的教学过程中,由微观到宏观逐次设问和展示各结构层次的概念:目前已知的最小粒子是夸克;然后让学生回忆初中原子结构的知识,原子由质子、中子和核外电子组成,它们又由夸克构成;由于核外电子数目的不同,不同原子形成不同的元素;原子组成分子,分子可以分为无机小分子(如水、无机盐等)和有机小分子(以C为基本骨架);多个有机小分子(又称单体)可以聚合成生物大分子(又称多聚体);多种生物大分子和水、无机盐等形成能够发生生物化学反应,体现生命活动的混合物——原生质;原生质可以构成细胞器,如各种膜类结构;细胞器作部件组成细胞,类似汽车部件构成汽车;然后基于细胞让同学回答复习生命系统的结构层次。

阅览物质——生命两大系统的结构层次图,设问:组成细胞的生物大分子有哪些?组成这些生物大分子(即多聚体)的有机分子(即单体)是什么?这些单体又由哪些元素组成?随即向学生展示四大类生物大分子及组成它们的单体和元素种类(见图)。

最后提示学生:生命不仅是有层次的,而且是物质的,有其现实的物质系统作基础,从而有效强化中学生的唯物主义世界观。

3. 实践意义

建立生命——物质系统结构层次的联系在教学中的实际意义:

复习、巩固和加强对生命系统结构层次的记忆和理解,并将其与物质系统有机相联系;

将细胞化学成分纳入更广、更易理解的知识体系中,有助于对单体、多聚体和生物大分子及细胞器等概念的理解和记忆;

为本章学习蛋白质、核酸、糖类和脂质作铺垫,便于更深入理解,有助于本章第一节中大量元素、基本元素和最基本元素等概念的理解;

更明确地揭示生命的物质基础和层次结构,强化唯物主义世界观。

责任编辑潘孟良