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2019 版 北师大版 高中生物学 必修 1 分子与细胞
《第 3 章 细胞的物质基础》 大单元整体教学设计
[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分
解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
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十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
《普通高中生物学》必修 1 《分子与细胞》模块中的第 3 章《细胞的物质
基础》是生物学学习的基础章节之一。本章内容主要涉及构成细胞的基本物质,
包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等,这些都是生命活动不可或缺
的物质基础。通过本章的学习,学生不仅能够了解这些物质的基本结构和功能,
还能够深入理解它们在细胞代谢、遗传信息传递、生物体生长和发育等过程中
的重要作用。
具体来说,本章分为五个小节:
第一节 水与无机盐:介绍水在细胞中的存在形式、功能以及无机盐的种类
和在细胞中的作用。
第二节 糖类与脂质:阐述糖类的分类、功能及其在细胞能量供应中的作用,
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同时介绍脂质的种类、结构和功能。
第三节 蛋白质:详细讲解蛋白质的结构、功能及其在生命活动中的重要性,
包括酶、激素、抗体等生物活性分子的本质。
第四节 核酸:介绍核酸的种类、结构及其在遗传信息传递中的作用,包括
DNA 和 RNA 的基本组成和功能。
第五节 元素与生物大分子:总结构成生物大分子的基本元素,以及这些元
素如何组合成复杂的生物大分子。
(二)单元内容分析
水与无机盐
水的存在形式:自由水和结合水。自由水参与细胞内的化学反应和物质运
输,结合水则是细胞结构的重要组成部分。
水的功能:作为溶剂、参与化学反应、运输物质、维持细胞形态等。
无机盐的种类和作用:无机盐在细胞中主要以离子形式存在,参与维持细
胞的渗透压、酸碱平衡、神经肌肉兴奋性等多种生理活动。
糖类与脂质
糖类的分类:单糖、二糖和多糖。
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糖类的功能:作为能源物质、细胞结构成分、信号分子等。
脂质的种类和结构:脂肪、磷脂、固醇等。
脂质的功能:储存能量、构成细胞膜、参与信号传导等。
蛋白质
蛋白质的结构:一级结构(氨基酸序列)、二级结构( α- 螺旋、 β- 折叠
等)、三级结构和四级结构。
蛋白质的功能:酶、激素、抗体、结构蛋白等。
蛋白质的合成和降解:基因表达、翻译后修饰、蛋白质降解等过程。
核酸
核酸的种类和结构: DNA 和 RNA ,包括碱基、五碳糖和磷酸基团。
核酸的功能:遗传信息的储存和传递、基因表达调控等。
DNA 复制和 RNA 转录: DNA 复制的过程、 RNA 转录和翻译的基本机制。
元素与生物大分子
构成生物大分子的基本元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫等。
元素组合成生物大分子的方式:通过共价键、氢键等非共价键形成复杂的
空间结构。
(三)单元内容整合
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本章内容以细胞的物质基础为主线,将水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质
和核酸等有机整合在一起,形成一个完整的知识体系。通过本章的学习,学生
不仅能够了解这些物质的基本性质和功能,还能够深入理解它们在细胞代谢、
遗传信息传递等过程中的相互作用和协调机制。
在整合过程中,应注重以下几点:
知识点的内在联系:挖掘不同物质之间的内在联系,如糖类与脂质在能量
供应上的互补作用、蛋白质与核酸在遗传信息传递中的协同作用等。
实验与实践的结合:通过实验和实践活动,加深学生对细胞物质基础的理
解和掌握。例如,通过检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质实验,让学生
亲身体验这些物质在生物组织中的存在和性质。
跨学科知识的融合:将生物学知识与化学、物理学等学科知识相融合,拓
宽 学生的知识 视野 和 思 维空间。例如, 利 用化学知识解 释 生物大分子的结构和
性质, 利 用物理学知识理解细胞内的物质运输和能量转 换 等。
二、《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
高中生物学学科核 心 素 养
(一)生命 观念
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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 们经过实 证 后的 观 点,是能够理解或解 释 生物学相 关事件 和 现象 的 意 识、
观念 和 思想 方 法 。在《第 3 章 细胞的物质基础》中,生命 观念 主要体 现 在以下
几个方 面 :
结构与功能 观 :理解细胞物质基础的结构与功能之间的 关 系。例如,蛋白
质的空间结构 决定 了其功能 特 性 ; 细胞膜的结构 决定 了其 选择 透过性等功能。
物质与能量 观 : 认 识细胞内的物质代谢和能量转 换 过程。例如,糖类通过
糖解作用、 柠檬 酸 循环 和氧化磷酸化等过程 释放 能量供细胞 使 用。
稳 态与平衡 观 :理解细胞内 环境稳 态的维持机制。例如,细胞通过调节水、
无机盐等物质的 含 量和分 布 来维持其渗透压和酸碱平衡。
进 化与 适 应 观 :理解生物大分子的 进 化 历 程和 适 应机制。例如, DNA 的复
制和修复机制 保证 了遗传信息的 稳定 性和 连续 性 ; 蛋白质的合成和降解机制 保
证 了细胞对 环境 的 适 应性和可 塑 性。
(二)科学 思 维
科学 思 维是 指尊 重 事 实和 证据 , 崇尚严谨 和 务 实的 求 知态 度 ,运用科学的
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思 维方 法认 识 事 物、解 决 实 际问题 的 思 维习 惯 和能 力 。在《第 3 章 细胞的物质
基础》中,科学 思 维主要体 现 在以下几个方 面 :
归纳 与 概 括:通过对细胞物质基础的学习, 归纳出 不同物质在细胞内的共
同 特 点和作用 规律 。例如,糖类、脂质和蛋白质都是细胞内的能源物质和结构
成分, 但 它们在结构和功能上存在 显著差异 。
演绎 与 推 理:运用 已 知的生物学原理和 规律推 导 出新 的结 论 或解 决 实 际问
题 。例如, 根据 DNA 的 双 螺旋结构和碱基互补 配 对原则 推 导 出 DNA 复制和
RNA 转录的基本机制。
模 型 与 建 模:通过构 建 细胞物质基础的模 型 来加深对其结构和功能的理解。
例如,构 建 蛋白质的三维结构模 型 来理解其空间结构与功能之间的 关 系。
批判 性 思 维:对 现 有的生物学理 论 和 观 点 进行批判 性 思考 和 评 价。例如,
对 关于 生物大分子结构和功能的传 统观 点 进行 质 疑 和 探讨 , 提出新 的 假设 和 观
点。
创造 性 思 维:在生物学学习和 研究 中运用 创造 性 思 维来 提出新 的 问题 、 新
的方 法 和 新 的解 决 方 案 。例如,通过 创造 性 思 维来 设计新 的实验方 案 来 探究 细
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胞物质基础的 未 知 领域 。
(三)科学 探究
科学 探究 是 指 能够发 现现 实 世界 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 以及对结 果 的 交流 与 讨论 的能 力 。在
《第 3 章 细胞的物质基础》中,科学 探究 主要体 现 在以下几个方 面 :
问题 发 现 与 提出 :通过 观察 和分析细胞物质基础的相 关现象 和 问题 来发 现
并提出新 的科学 问题 。例如,通过 观察 不同生物组织中的糖类、脂质和蛋白质
含 量 差异 来 提出关于 细胞代谢和能量供应的 问题 。
实验 设计 与实 施 : 根据 科学 问题设计并 实 施 相应的实验方 案 来 探究 细胞物
质基础的相 关规律 和机制。例如, 设计并 实 施 检测生物组织中的还原糖、脂肪
和蛋白质的实验来 探究 这些物质在生物组织中的存在和性质。
数据收集 与分析:在实验过程中 收集 相 关数据并进行统计 分析以 得出 科学
结 论 。例如,在实验过程中 收集 不同生物组织中的糖类、脂质和蛋白质 含 量 数
据并进行统计 分析以 得出 这些物质在生物组织中的分 布 和 变 化 规律 。
结 果交流 与 讨论 :将实验结 果进行交流 和 讨论 以分 享 科学发 现 和 促进 学 术
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交流 与合作。例如,在 课堂 上 展示 实验结 果并 与同学和 老师进行讨论 以分 享 科
学发 现 和 探讨 实验过程中的 问题 和 挑战 。
(四) 社会责任
社会责任 是 指 基 于 生物学的 认 识,参与个 人 与 社会事务 的 讨论 ,作 出 理性
解 释 和 判断 ,解 决 生 产 生活 问题 的 担当 和能 力 。在《第 3 章 细胞的物质基础》
中, 社会责任 主要体 现 在以下几个方 面 :
健康 生活方式:基 于 细胞物质基础的 认 识来 倡 导 健康 的生活方式。例如,
通过了解糖类、脂质和蛋白质在能量供应中的作用来 倡 导 均 衡 饮食 和 适 量运动
等 健康 生活方式。
环境保护 :基 于 细胞物质基础的 认 识来参与 环境保护 活动。例如,通过了
解无机盐在细胞内的作用来 倡 导 减少污染 和 保护 水 资 源等 环境保护 活动。
科学传 播 :将细胞物质基础的相 关 知识传 播给公众 以 提 高 公众 的科学素 养
和 认 识水平。例如,通过 撰写 科普 文 章或参与科普活动来将细胞物质基础的相
关 知识传 播给公众 。
政策 制 定 :基 于 细胞物质基础的 认 识来参与相 关政策 的制 定 和 讨论 。例如,
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通过了解糖类、脂质和蛋白质在代谢性 疾病 中的作用来参与相 关公 共 政策 的制
定 和 讨论 以 改善公众健康 水平。
《普通高中生物学 课 程 标准 ( 2017 年版 2020 年 修 订 )》对高中生物学
学科核 心 素 养 的要 求 为《第 3 章 细胞的物质基础》的教学 提 供了 明确 的 指 导和
方 向 。在教学过程中,应注重 培养 学生的生命 观念 、科学 思 维、科学 探究 和 社
会责任 等核 心 素 养 ,以 提 高其生物学素 养 和 综 合能 力 水平。
三、 学情分析
(一) 已 知内容分析
在 进 入高中生物学必修 1 《分子与细胞》第 3 章《细胞的物质基础》的学
习之 前 ,学生 已 经具 备 了一 定 的生物学基础知识,这些知识主要来源 于初 中生
物学 课 程的学习以及 日常 生活的 积累 。学生 已 经对细胞的基本结构和功能有了
初步 的了解, 认 识 到 细胞是生物体结构和功能的基本单 位 。学生还可能 接触 过
一些基本的化学物质,如水、糖类、脂质、蛋白质和核酸等, 并 对它们在生命
活动中的作用有一 定 的 感 性 认 识。
在 初 中 阶段 ,学生 已 经学习了水的组成、性质及其在生物体内的作用,如