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2020 版 沪科技版 高中生物学 必修 1 分子与细胞
《第 2 章 细胞的分子组成》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》的第 2 章《细胞的分子组成》
是生物学学习的基础章节,它为学生揭示了构成细胞的各种基本分子以及这些
分子在细胞生命活动中的重要作用。本章内容主要分为四个小节,分别是:
第 1 节 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 等元素组成复杂的生物分子:这一节主要介
绍了细胞主要由 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 等元素构成,这些元素以碳链为骨架形
成复杂的生物分子,如蛋白质、核酸、糖类和脂质等。通过了解这些元素的分
布和特性,学生能够初步认识到生物体与非生物环境的统一性,以及生物体内
元素的特殊性和多样性。
第 2 节 蛋白质和核酸是重要的生物大分子:这一节深入探讨了蛋白质和核
酸作为细胞中最重要的两类生物大分子的结构、功能及其与生命活动的关系。
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蛋白质是生命活动的主要承担者,其功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结
构;而核酸则是储存与传递遗传信息的生物大分子,包括 DNA 和 RNA 两类。
第 3 节 糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质:本节内容主要介绍了糖
类和脂质在细胞中的结构和功能。糖类不仅是细胞的重要结构成分,还是生命
活动的主要能源物质;脂质则主要包括脂肪、磷脂和固醇等,对维持细胞结构
和功能具有重要作用。本节还包含了一个探究实验,即检测生物组织中的还原
糖、脂肪和蛋白质,以帮助学生掌握相关的实验技能。
第 4 节 水和无机盐是生命活动的必需物质:水是细胞中含量最多的化合物,
对维持细胞的生命活动具有重要作用;无机盐则以离子形式存在于细胞中,虽
然含量较少,但对生命活动同样不可或缺。本节内容还涉及到了水在细胞中的
存在形式、无机盐与生命活动的关系以及细胞缺水对生命活动的影响等知识点。
通过本章的学习,学生不仅能够掌握细胞分子组成的基础知识,还能够培
养科学思维、科学探究和社会责任等生物学学科核心素养,为后续章节的学习
打下坚实的基础。
(二)单元内容分析
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本单元内容以细胞的分子组成为核心,围绕 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 等元素
在生物体中的分布和作用展开,逐步深入到蛋白质、核酸、糖类和脂质等生物
大分子的结构和功能。具体内容分析如下:
元素组成与生物分子:
元素分布:介绍地壳中天然存在的元素种类及其在人体细胞、玉米细胞中
的含量分布,引导学生认识到生物体元素组成与非生物环境的统一性。
生物分子形成:阐述 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 等元素如何以碳链为骨架形成
复杂的生物分子,如蛋白质、核酸、糖类和脂质等。
蛋白质与核酸:
蛋白质结构:介绍蛋白质由氨基酸组成,氨基酸通过脱水缩合形成肽链,
肽链进一步折叠形成具有特定空间结构的蛋白质。
蛋白质功能:阐述蛋白质在细胞中的多种功能,如结构支持、物质运输、
催化反应、信息传递和免疫调节等。
核酸结构:介绍核酸由核苷酸组成, DNA 和 RNA 的结构特点及其在遗传
信息储存与传递中的作用。
糖类和脂质:
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糖类分类与功能:介绍糖类的分类(单糖、双糖和多糖)及其在细胞中的
结构和功能,如葡萄糖作为能源物质、纤维素作为细胞壁的主要成分等。
脂质分类与功能:介绍脂质的分类(脂肪、磷脂和固醇)及其在细胞中的
结构和功能,如脂肪作为储能物质、磷脂作为细胞膜的主要成分等。
探究实验:通过检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质,帮助学生掌握
相关的实验技能,加深对生物分子组成和功能的理解。
水和无机盐:
水的作用:介绍水在细胞中的存在形式(自由水和结合水)及其对生命活
动的重要作用,如作为溶剂、参与化学反应、维持细胞形 态 等。
无机盐作用:阐述无机盐在细胞中的含量、存在形式及其对生命活动的重
要作用,如维持细胞 渗透压 、参与 酶促 反应、构成生物分子等。
细胞缺水影响:分析细胞缺水对生命活动的影响, 强 调水对生命活动的重
要性。
( 三 )单元内容 整 合
为了 使 学生 更好 地理解和掌握本单元内容,需要对单元内容进 行整 合和 优
化。具体 整 合思 路 如下:
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以元素组成为主 线 : 将 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 等元素在生物体中的分布和
作用作为主 线 , 贯穿整 个单元的学习过 程 。通过引导学生分析这些元素的特性
及其在生物分子形成中的作用,帮助学生 建立 对生物分子组成的 整 体认识。
分 层次 学习生物分子: 按照 生物分子的复杂 程度 和重要性,分 层次 学习蛋
白质、核酸、糖类和脂质等生物大分子的结构和功能。 先从简 单的糖类和脂质
入 手 ,逐步深入到复杂的蛋白质和核酸,帮助学生逐步 建立 对生物分子的 全面
认识。
结合实验探究:通过 设计 探究实验(如检测生物组织中的还原糖、脂肪和
蛋白质), 让 学生在实 践 中掌握相关的实验技能,加深对生物分子组成和功能
的理解。通过实验结 果 的分析和讨 论 ,培养学生的科学思维和科学探究能 力 。
强 化生命 观念 教 育 :在学习生物分子组成和功能的过 程 中, 注 重 强 化生命
观念 教 育 。引导学生认识到生命 现象 的复杂性和多样性,以及生物分子在生命
活动中的重要作用。通过培养学生的生命 观念 ,帮助 他们更好 地理解生命科学
的本质和 意义 。
通过以 上整 合思 路 的实 施 ,可以 使 本单元内容 更 加系统、有序地 呈现给 学
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生,帮助 他们更好 地理解和掌握细胞的分子组成及其相关知识。
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
根据 《普通高中生物学 课程标准 ( 2017 年版 2020 年 修 订 )》的要 求 ,
高中生物学学科核心素养主要包括生命 观念 、科学思维、科学探究和社会责任
四个 方面 。以下是对这四个 方面 的具体分解和阐述:
(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 。在本单元的教学中,生命 观念 的培养主要体 现 在以下 几 个 方
面 :
结构与功能 观 :引导学生认识到生物体的结构和功能是相 适 应的。 例 如,
通过学习细胞膜的结构和功能, 让 学生理解磷脂双分子 层 作为细胞膜的基本骨
架,其 亲 水 头部 和 疏 水 尾部 的 排 列 方 式有助于细胞膜的 稳 定性和 选择 性通 透 性。
通过学习蛋白质在细胞膜中的分布和功能, 让 学生认识到蛋白质在细胞膜物质
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运输、信 号转 导等过 程 中的重要作用。
进化与 适 应 观 :引导学生理解生物体的进化是生物种 群 在 长时 间自然 选择
作用下的结 果 。 例 如,通过学习不同生物体中元素组成的 差异 性和相 似 性, 让
学生认识到生物体元素组成与非生物环境的统一性,以及生物体在进化过 程 中
对环境 变 化的 适 应性。
稳态 与 平衡观 :引导学生理解生物体能够通过自 我 调节机 制 维持内环境的
稳态 。 例 如,通过学习无机盐在细胞中的作用, 让 学生认识到无机盐对维持细
胞 渗透压 、酸 碱平衡 等 稳态条件 的重要作用。
物质与能量 观 :引导学生理解生命活动离不开物质和能量的 转 化和传递。
例 如,通过学习糖类的分解和合成过 程 , 让 学生认识到糖类在细胞中的能量储
存和 释放 作用;通过学习 光 合作用和 呼吸 作用, 让 学生理解 光 能和化学能在生
物体内的 转 化和传递过 程 。
(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
思维 方法 认识 事 物、解决实 际问题 的思维习 惯 和能 力 。在本单元的教学中,科
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学思维的培养主要体 现 在以下 几 个 方面 :
归纳 与 概 括:引导学生通过 观察 和分析生物分子的结构和功能特点, 归纳
出 它 们 的 共 同 规律 和特性。 例 如,通过学习不同类 型 的糖类分子(如单糖、双
糖和多糖), 让 学生 归纳出 糖类的基本组成单元(单糖)及其 连接方 式(糖苷
键 )。
演绎 与 推 理:引导学生 根据已 知的生物分子结构和功能特点, 推 理 出未 知
的生物分子可能具有的结构和功能。 例 如,通过学习蛋白质的氨基酸序列和空
间结构 之 间的关系, 让 学生 推 理 出改变 氨基酸序列可能会导 致 蛋白质功能 发 生
变 化的结 论 。
模型 与 建模 :引导学生运用 模型方法 理解和解 释 生物分子的结构和功能特
点。 例 如,通过学习 DNA 双 螺旋 结构 模型 , 让 学生理解 DNA 分子的空间结构
和遗传信息储存 方 式 之 间的关系;通过学习蛋白质的 三 维结构 模型 , 让 学生理
解蛋白质的空间结构与其功能 之 间的关系。
批判 性思维:引导学生对生物学中的 观 点和结 论 进 行批判 性思 考 和分析。
例 如,通过学习 转 基 因 生物的 安全 性 问题 , 让 学生理解不同人对 转 基 因 生物 安
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全 性和 伦 理性的不同 观 点和 看法 , 并 培养 他们 运用科学思维 方法 进 行客观 分析
和 评价 的能 力 。
( 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 。在本
单元的教学中,科学探究的培养主要体 现 在以下 几 个 方面 :
问题发现 与 提出 :引导学生通过 观察 和分析生物分子的结构和功能特点,
发现并提出 与生命活动相关的 问题 。 例 如,通过 观察 不同生物体中元素组成的
差异 性和相 似 性,引导学生 提出 关于生物体元素组成与环境 适 应性 之 间关系的
问题 。
实验 设计 与实 施 :引导学生 根据提出 的 问题设计并 实 施 相应的实验 方案 。
例 如,在探究实验 “ 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 ” 中,引导学生
设计 实验步 骤 、 选择 实验 材料 和 试 剂、 观察 实验 现象并记录 实验结 果 等。
结 果 分析与讨 论 :引导学生对实验结 果 进 行 分析和讨 论 , 得出 科学结 论 。
例 如,在探究实验 “ 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 ” 中,引导学生