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“分子與細胞”模塊的解讀
“分子與細胞” 是高中生物學課程共同必修內容的第1個模塊，本模塊的內容包括：細胞的分子組成，細胞的結構，細胞的代謝，細胞的增殖，細胞的分化、衰老和凋亡5部分。
1 學生學習本模塊的目的意義
自然界和社會中千差萬別的事物，都是運動著的物質的不同表現形式，生命則是物質運動的最高形式。地球上的生命，除病毒外都是由細胞組成的，細胞是生物體結構與生命活動的基本單位。不同生物的細胞，其物質分子組成大體是相同的，即都含有水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸。因此，要認識生命活動的規律和探索生命的本質，應從研究生命分子和細胞開始。
本模塊選取了細胞生物學的最基本知識，以及細胞研究的新進展和實際應用，這些知識內容也是學習其他模塊必備的基礎。通過本模塊的學習，學生將在微觀層面上了解生命的物質性和生物界的物質統一性，活細胞中物質、能量和信息變化的統一，細胞結構與功能的統一，生物體部分和整體的統一等，有助于辯證唯物主義自然觀的形成。學習細胞的發現、細胞學說的建立和發展，有助于學生對科學過程和本質的理解。本模塊的學習目標是：
1.1 知識性目標
1）簡述生命的基本化學組成，理解地球上的生命就是以碳元素為基礎構建的，生物大分子的基本性質取決于碳骨架長短、結構排列和功能基團；概述細胞內的水和無機鹽的作用，闡明生物大分子的結構和功能。檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質。
2）歸納細胞學說的基本論點，明確電鏡觀察技術、細胞破碎技術和超離心技術是探索細胞結構和功能的重要途徑和方法；認識生物膜系統是生命的最基本結構，胞質溶膠是細胞多種代謝活動的場所，細胞器對活細胞完成各種生命活動的重要作用，細胞核是遺傳和代謝活動的調控中心，理解細胞是生命活動的單位。
3）探究活細胞的細胞膜具有選擇通透性，說明不同物質進出細胞的方式。探究活細胞內酶的來源、作用特性和化學屬性，以及影響酶活性的因素。解釋ATP與ADP相互轉化的關系，闡明ATP在能量代謝中的作用。闡明光合作用過程中的光系統與光反應、暗反應與葡萄糖生成，簡述提高光合作用效率的措施，認識光合作用在自然界中的重要性。
4）舉例說出細胞增殖及其意義，圖解分生組織細胞的生長和增殖的周期性。概述分裂間期細胞的代謝活動及結果，描述細胞的無絲分裂過程和特征，觀察細胞有絲分裂并概述其過程和特征。
5）舉例說明細胞分化是生物個體發育的主要過程，分化細胞仍然具有發育的潛能。舉例說明細胞衰老和死亡是一種正常生命現象，探討細胞衰老和凋亡與人類健康的關系。描述癌細胞的主要特征，分析說明細胞發生癌變的原因，搜集和交流防治惡性腫瘤的資料。
1．2 技能性目標
1）通過用圖示將化學元素加以歸類，用表格概括水和無機鹽的知識，將糖類和脂類知識條理化，用綱要法歸納蛋白質的知識體系，用流程圖呈示核酸分子的研究過程，用比較和對比方法處理有關細胞器的學習材料，接受學習方法和策略的訓練，提高自主學習能力。
2）通過觀察細胞中DNA和RNA的分布，觀察線粒體和葉綠體，鑒定組織中可溶性還原糖、蛋白質、淀粉和脂肪，提取和分離葉綠體色素，制作和觀察根尖細胞有絲分裂壓片等實驗，培養實驗操作技能和實驗觀察能力；通過探究細胞膜的透性，誘發植物細胞質壁分離和復原，探究影響酶活性的因素，探究酵母菌的呼吸方式等實驗，接受科學探究方法的訓練，培養其科學探究能力。通過模擬研究生物膜的透性，物質擴散速率與細胞大小的關系，培養其實驗創新能力。
3）通過剖析細胞各部分的結構與功能、局部與整體的關系，分析細胞的分裂與分化、分化與去分化、分化與轉化的關系，觀察和分析有絲分裂不同時期細胞之間的結構聯系及發展變化，培養和提高其抽象思維能力。
1．3 情感性目標
1）主動搜集有關干細胞的研究與應用、防治惡性腫瘤等方面的資料，積極參與有關細胞學研究的參觀、觀察、模擬或探究實驗活動，關注細胞生物學和分子生物學研究的新進展，認同細胞工程研究具有的重大科學價值和應用價值，提高學習興趣和增強學習主動性。
2）深刻地認識生命的物質性及其生物界的物質統一，生物界與非生物界的物質統一，認識細胞結構與功能的統一、各種活細胞中物質、能量和信息變化的統一，生物體部分和整體的統一等，接受辯證唯物主義教育和逐步樹立科學的自然觀。
3）在探究性實驗活動中，要善于從親身經歷的事物中發現和提出問題，嘗試構想假說，自主設計實驗計劃，在執行實驗方案中收集數據，通過分析數據得出探究結論，從而培養實事求是的科學態度和一絲不茍的科學精神。
2 本模塊在高中課程中的地位
“分子與細胞” 是高中生物學課程共同必修內容的第1個模塊。它與其他兩個模塊共同組成一個相對完整的知識系統，作為高中生物學的核心內容；也與選修模塊的某些內容聯系緊密，成為繼續學習這些知識的必要基礎。
2．1 本模塊在共同必修部分的地位
在高中生物學課程的共同必修模塊內容中，“分子與細胞”部分主要是闡述生命的本質，即生命的化學基礎和結構基礎，實現自我更新的生理基礎，實現自我復制的遺傳信息傳遞基礎；“遺傳與進化”部分主要是闡述生命的延續性，以及生物界的發生和發展過程及原因；“穩態與環境”部分則主要是闡述生命系統通過自我調節機制使其保持穩態并適應環境，以及生態系統通過自動調節作用使其結構與功能達到協調統一并持續發展。因此，共同必修部分的3個模塊內容之間的知識聯系很密切。
本模塊的“細胞的分子組成”單元主要闡述生命的化學基礎，即生命是由水、無機鹽和生物大分子組成的高度有序的動態體系，能量是推動生命體系的物質運動和保持有序狀態的動力，信息傳遞是維系生命體系的調控機制。因此，物質、能量和信息是一切生命系統的化學基礎。該單元闡述的生命分子的結構和功能，不僅是學習細胞的結構、功能、代謝和繁殖等知識的基礎，而且也是學習遺傳與進化、穩態與環境等知識的基礎。例如，蛋白質和核酸等知識是進一步探討DNA分子的結構與功能，基因和遺傳信息的概念，遺傳信息的傳遞和表達，以及基因的調控等知識的必要前提。蛋白質的結構與功能等知識也是學習激素調節機制的必要前提。此外，生命系統的物質、能量和信息傳遞等知識，成為理解生態系統的物質循環、能量流動和信息交流的重要基礎。
本模塊的“細胞的結構”單元主要闡述生命的結構基礎，即細胞是生物體結構和功能的基本單位。既然細胞是生命活動的單位，有關細胞的結構與功能的知識，必然對繼續學習細胞代謝和增殖等知識起著重要作用。有關細胞核的知識，對于深入理解有性生殖中配子的作用，以及傳種接代過程中基因的傳遞、重組和突變等知識起著重要作用。
本模塊的“細胞的代謝”單元主要闡述生命實現自我更新的生理基礎，即生命活動所需要的能量來自于光合作用和細胞呼吸兩個過程，細胞膜是細胞與環境之間進行物質交換和能量交換的必要條件，細胞內的物質轉變和能量轉變也必須在酶的催化下才能進行,ATP則是生命系統輸入、儲藏和輸出能量，以及細胞實現能量釋放、轉移、貯存和利用的關鍵化合物。有關細胞與環境之間進行物質交換和能量交換的知識，是繼續學習生態系統內物質循環和能量流動等知識的基礎；有關細胞內物質轉變和能量轉變的知識，則是學習內環境及穩態等知識的基礎。
本模塊的“細胞的增殖”單元主要闡述生命實現自我復制的遺傳信息傳遞基礎，即細胞增殖是通過細胞周期實現的，在細胞生長和分裂的周期中，復制的遺傳信息平均分配到兩個子細胞中去，使親代細胞與子代細胞保持遺傳的相對穩定性。該單元知識是學習減數分裂、配子生成和融合、合子發育的重要基礎，也是學習DNA復制及遺傳信息傳遞的重要基礎。
本模塊的“細胞分化、衰老和凋亡”單元主要闡述生命的有限性，即分化是細胞、組織和器官的特化，是新生細胞的結構與功能進一步發展的必然，同樣，細胞衰老和調亡是特化細胞的結構與功能活動的必然。細胞癌變則是細胞發生畸形分化的結果。這部分內容與繼續學習生物的個體發育、基因的調控機制、基因突變、人類遺傳病等知識有著密切聯系。
2．2 本模塊與選修模塊的內在聯系
“分子與細胞”模塊的某些內容，與選修模塊的相關內容有著內在聯系。例如，選修模塊中有關酶的應用、微生物發酵、蛋白質的提取和分離、生物凈化原理和方法等，都是以“酶與代謝”部分的相關內容為基礎的。克隆技術、胚胎干細胞移植等內容，都是對有關細胞全能性知識的應用、引申和拓展。此外，學生通過“分子與細胞”模塊的探究性學習活動獲得的技能，對進一步學習生物技術實踐等知識起到保證作用。
3 本模塊課程內容的要求
本模塊內容包括：細胞的分子組成，細胞的結構，細胞的代謝，細胞的增殖，細胞的分化、衰老和凋亡5個部分。每部分內容都是一個相對獨立的命題，對各個命題的內容要求如下：
3．1“細胞的分子組成”部分 本部分內容的單元知識點有：細胞的元素組成、細胞的分子組成、水和無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、核酸等，要求是：簡述生命元素的類別，說明生物大分子以碳鏈為骨架。說出細胞內水和無機鹽含量、存在形式和生理作用；概述糖類的種類和作用，明確糖類既是細胞的重要結構成分，又是生命活動的主要能源；知道脂質具有區別于糖類的特征組分，舉例說出脂質的種類和作用；舉例說出蛋白質的相對分子質量大，闡明蛋白質是結構和功能最復雜的生物大分子，認識蛋白質分子的空間結構對其功能起決定性作用；簡述科學家研究核酸化學組成的大體過程，概述核酸的分子結構和功能。檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質，觀察DNA、RNA在細胞中的分布。
3．2“細胞的結構”部分 本部分內容的單元知識點有：細胞的發現和細胞學說的建立、細胞的研究方法。細胞的類別、細胞的基本結構、細胞膜、細胞器、細胞核、細胞的整體性等。要求是：簡介虎克和列文虎克在細胞發現過程中的貢獻，簡述細胞學說的創立過程及其基本觀點。列舉細胞的多樣性，觀察多種多樣的細胞。闡明生物膜結構“流動鑲嵌模型”的主要論點，簡述細胞膜的大體功能；說出細胞溶膠的功能，描述細胞骨架的作用；舉例說出幾種細胞器的結構和功能，觀察線粒體和葉綠體；簡述細胞核的基本結構，闡明細胞核貯存遺傳信息。舉例說出細胞各部分結構相互聯系和協調一致，理解細胞是一個有機的統一體。
3．3“細胞的代謝”部分 本部分內容的單元知識點有：物質進出細胞的方式、ATP與代謝、酶與代謝、光合作用、細胞呼吸等，要求是：實驗探究物質通過半透膜的擴散原理，觀察植物細胞質壁分離和復原現象，論證細胞膜具有選擇通透性；說明離子和小分子物質的跨膜運轉方式，以及大分子和顆粒性物質的膜泡運轉方式。探究活細胞內酶的來源、作用、化學屬性，以及酶作用的特性；探究溫度FH等因素對酶活性的影響。簡述ATP分子結構，解釋ATP與ADP相互轉化的關系，說明ATP的生成途徑，闡明ATP在能量代謝中的作用。分析科學家對光合作用的認識過程，形成光合作用的基本概念；提取和分離葉綠體色素，簡述葉綠體色素的吸收光譜和作用光譜；闡明光合作用的過程及實質，探究影響光合作用速率的環境因素，認識光合作用原理對提高作物產量的指導作用，理解光合作用是生物界乃至整個自然界最基本的物質代謝和能量代謝。探究酵母菌的呼吸方式，闡述有氧呼吸的化學過程，舉例說明無氧呼吸與有氧呼吸的異同，理解細胞呼吸是生物體獲得能量的主要代謝途徑。
3．4“細胞的增殖”部分 本部分內容的單元知識點有：細胞增殖及其意義、細胞周期、細胞分裂間期、無絲分裂、有絲分裂等，要求是：模擬探究物質擴散速率與細胞大小的關系，理解生物體大多是由許多體積很小的細胞組成的道理，以及細胞分裂是其發展的必然；舉例說明細胞分裂是生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎。簡述細胞生長和增殖的周期性，圖解一個細胞周期的持續時間和大體分期。概述問期細胞內進行的正常代謝活動，理解問期是細胞分裂期的準備階段；描述細胞的無絲分裂過程，概述植物細胞的有絲分裂，觀察植物細胞有絲分裂各個分期的特征，簡述動物細胞有絲分裂與植物細胞的異同，歸納細胞有絲分裂的共同特征。
3．5“細胞的分化、衰老和凋亡”部分 本部分內容的單元知識點有：細胞分化、細胞衰老和凋亡、細胞癌變等，要求是：以合子發育為例，說明細胞分化是生物個體發育的主要過程；以植物組織培養和動物克隆為例，說明分化細胞仍然保持其全能性；搜集有關干細胞研究進展和應用的資料。列舉細胞衰老和凋亡是一種正常生理活動的事實，簡述衰老細胞的主要特征，探討防止細胞衰老和延長細胞壽命的可能性，綜述有關細胞衰老的理論研究成果。描述癌細胞的主要特征，對致癌因子進行分類，說出正常細胞發生癌變的原因；關注惡性腫瘤的防治，搜集和交流防治惡性腫瘤方面的資料。

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