聯(lián)系觀原理在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

趙玉 徐小穎

摘?要：本文以生物膜系統(tǒng)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和功能的聯(lián)系為例，介紹聯(lián)系的普遍性和多樣性原理在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：聯(lián)系觀;生物膜系統(tǒng);高中生物學(xué)

世界上的一切事物都處在普遍聯(lián)系之中，沒有任何一個事物孤立地存在，整個世界就是一個普遍聯(lián)系的統(tǒng)一整體。聯(lián)系觀要求在觀察事物和處理問題時，堅持聯(lián)系、反對孤立的觀點。生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出生物學(xué)包括人類認(rèn)識自然現(xiàn)象和規(guī)律的一些特有的思維方式，注重與人文社會學(xué)科的聯(lián)系。

一、 聯(lián)系觀的原理及方法論

（一）聯(lián)系的普遍性和多樣性

生命系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能之間、生命系統(tǒng)之間、生命系統(tǒng)與無機環(huán)境之間的具有直接或間接的聯(lián)系，生命系統(tǒng)是統(tǒng)一整體，生命系統(tǒng)與無機環(huán)境也構(gòu)成了統(tǒng)一整體，生命系統(tǒng)不能單獨存在，各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能之間是緊密聯(lián)系的，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項生命活動。這些聯(lián)系是客觀存在的，具有一定的規(guī)律性。在分析生命現(xiàn)象或規(guī)律、解決生物學(xué)問題的過程中，善于運用聯(lián)系的普遍性、客觀性原理，討論生命系統(tǒng)各組成部分、生命系統(tǒng)與無機環(huán)境之間的聯(lián)系，從多個角度進行思考和分析，避免用孤立、片面的觀點分析。

由于生命現(xiàn)象的獨特性和規(guī)律性，生命系統(tǒng)內(nèi)部及外部之間聯(lián)系的途徑、形式、媒介等多種多樣，聯(lián)系在普遍性基礎(chǔ)上具有差異性。分析不同生命現(xiàn)象或規(guī)律時，要考慮生命系統(tǒng)內(nèi)、外聯(lián)系的特殊性和多樣性。

二、 “細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)”教材分析

“細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)”這一節(jié)是在高一學(xué)生對細(xì)胞器的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進行的延伸性教學(xué)，著重介紹了生物膜系統(tǒng)的組成以及分泌蛋白的合成與運輸過程，體現(xiàn)細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項生命活動的過程。

三、 “細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)”教學(xué)設(shè)計

（一）教學(xué)環(huán)節(jié)1：生物膜系統(tǒng)在組成成分上的聯(lián)系

教學(xué)情境：展示細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)示意圖，引出生物膜的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特點。

師：同學(xué)們能否說出細(xì)胞膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)？其他生物膜與細(xì)胞膜相比，化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)一樣嗎？是否具有一定的聯(lián)系？能否從聯(lián)系觀的角度理解生物膜系統(tǒng)？

生1：我通過回顧細(xì)胞膜的組成和結(jié)構(gòu)，得知細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，膜外還有2%～10%的糖類，結(jié)構(gòu)特點為流動鑲嵌模型。

生2：我發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜能與小泡融合實現(xiàn)胞吞胞吐，根據(jù)相似相溶的原理，說明細(xì)胞膜與其他生物膜在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上大致相同，都主要由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和少量糖類組成，結(jié)構(gòu)為流動鑲嵌模型。

生3：我們經(jīng)過討論，認(rèn)為生物膜上的化合物成分是相同的，但是不同的細(xì)胞膜的物質(zhì)組成成分有差異，推理不同類型的生物膜之間的組成成分的含量有差異，如代謝旺盛的生物膜（如線粒體內(nèi)膜），蛋白質(zhì)含量高;與細(xì)胞識別有關(guān)的生物膜（如細(xì)胞膜），糖類含量高。

師：細(xì)胞器膜、細(xì)胞膜和核膜等生物膜結(jié)構(gòu)，因為在化學(xué)組成和膜結(jié)構(gòu)上具有一定的相似性而形成的統(tǒng)一整體，叫作生物膜系統(tǒng)，這是生物膜在物質(zhì)間的聯(lián)系性。如大腸桿菌等原核生物，只有細(xì)胞膜的存在，未形成統(tǒng)一整體，因此沒有生物膜系統(tǒng)。不同的生物膜普遍具有磷脂雙分子層，但組成成分含量具有差異，完成不同的生命活動，體現(xiàn)聯(lián)系的多樣性。

設(shè)計意圖：聯(lián)系的普遍性體現(xiàn)在高中生物學(xué)具體知識內(nèi)容中，任何一個知識點的內(nèi)容都與其他知識點內(nèi)容之間有著直接或間接的聯(lián)系，沒有割裂的、單獨存在的生物學(xué)知識。高中生物學(xué)各個模塊之間、各個主題之間、各個章節(jié)之間都有知識或科學(xué)方法的聯(lián)系。在本節(jié)中生物膜系統(tǒng)的成分就聯(lián)系到了細(xì)胞膜成分的相關(guān)知識，理解同一類物質(zhì)在成分上的相似性。我們教學(xué)聯(lián)系其他知識點需要考慮學(xué)生的認(rèn)知水平，需要教師的點撥，但是不能超越學(xué)生的實際水平，避免為了聯(lián)系而聯(lián)系。

（二）教學(xué)環(huán)節(jié)2：生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系

教學(xué)情境：展示動物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)示意圖，引出生物膜在結(jié)構(gòu)上的直接或間接聯(lián)系。

師：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞中是單獨存在的嗎？與其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)間有什么聯(lián)系嗎？

生4：通過圖片資料學(xué)習(xí)可得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與外層核膜直接聯(lián)系，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與內(nèi)外層核膜之間的腔彼此相通。在某些細(xì)胞內(nèi)還可以看見內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細(xì)胞膜是直接相連的。有的細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與線粒體外膜直接連接。

師：高爾基體并沒有與其他具膜的結(jié)構(gòu)相連接，那它與其他細(xì)胞器還有聯(lián)系嗎？

生5：高爾基體并沒有與其他具膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)直接相連，它們之間是通過囊泡聯(lián)系。生物膜具有流動性的特點，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過小泡移動到高爾基體，與高爾基體融合;高爾基體膜又可形成小泡，移動到細(xì)胞膜與細(xì)胞膜融合。

師：細(xì)胞是一個統(tǒng)一的整體，生命系統(tǒng)內(nèi)部各結(jié)構(gòu)間不能割裂獨立存在。生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系分為直接聯(lián)系和間接聯(lián)系兩種。直接聯(lián)系就是兩種具膜生物結(jié)構(gòu)直接接觸產(chǎn)生的聯(lián)系，包括核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜之間的聯(lián)系、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細(xì)胞膜之間的聯(lián)系、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體之間的聯(lián)系。間接聯(lián)系是通過具膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)出芽或內(nèi)陷形成小泡相連，主要的是高爾基體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞膜之間的聯(lián)系。生命系統(tǒng)的內(nèi)部各細(xì)胞結(jié)構(gòu)可以通過直接或間接聯(lián)系在一起，使生命系統(tǒng)構(gòu)成了一個統(tǒng)一的整體，體現(xiàn)了聯(lián)系的普遍性和多樣性。同學(xué)們能否用概念圖表示各生物膜之間結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系呢？

學(xué)生展示概念圖（整理后見圖1）。

（三）教學(xué)環(huán)節(jié)3：生物膜在功能上的聯(lián)系

情境創(chuàng)設(shè)：展示“核糖體上合成的分泌蛋白分泌到細(xì)胞外的過程”，引出生物膜在結(jié)構(gòu)與功能、功能與功能間的聯(lián)系。

師：3H標(biāo)記的亮氨酸放射性隨著時間的推移被檢測到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)依次是什么？這些結(jié)構(gòu)在分泌蛋白形成過程中的作用是什么？這些結(jié)構(gòu)能否產(chǎn)生形成分泌蛋白？

生6：3H標(biāo)記的亮氨酸放射性被檢測到的場所依次是核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→小泡→高爾基體→小泡→細(xì)胞膜→細(xì)胞外。

生7：核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對初步合成的多肽進行加工（糖基化等），小泡轉(zhuǎn)運多肽至高爾基體，高爾基體對蛋白質(zhì)進行裝配、包裝和發(fā)送，小泡裝運包裝好的蛋白質(zhì)至細(xì)胞膜，與膜融合后釋放蛋白質(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜等細(xì)胞結(jié)構(gòu)各自具有獨特的功能，不能單獨合成分泌蛋白。

師：同學(xué)們能否根據(jù)分泌蛋白的形成過程，分析說明細(xì)胞是一個統(tǒng)一整體？請同學(xué)們先進行組內(nèi)討論，說出自己的認(rèn)識，形成共識后組外交流。

生8：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體在蛋白質(zhì)合成和加工過程中承擔(dān)各自的作用，通過囊泡將蛋白質(zhì)合成過程中中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移、生物膜的融合等緊密聯(lián)系在一起，體現(xiàn)細(xì)胞是一個統(tǒng)一整體。

師：細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)，各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)在物質(zhì)代謝、能量代謝等方面是普遍聯(lián)系的，細(xì)胞的生命活動需要能量，分泌蛋白的合成及運輸?shù)倪^程需要線粒體這個“動力站”提供能量。

學(xué)生展示概念圖（整理后見圖2）。

師：由此可見，各生物膜在化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和功能上相互聯(lián)系，協(xié)調(diào)一致，共同完成生命的各項活動。

設(shè)計意圖：聯(lián)系的多樣性表現(xiàn)生物之間或生命活動規(guī)律之間的直接聯(lián)系、間接聯(lián)系、內(nèi)部聯(lián)系和外部聯(lián)系、本質(zhì)聯(lián)系和非本質(zhì)聯(lián)系、必然聯(lián)系和非必然聯(lián)系等。分泌蛋白的形成過程體現(xiàn)了生物膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能方面的直接和間接聯(lián)系。從形成的結(jié)構(gòu)入手，讓學(xué)生分析每一結(jié)構(gòu)對應(yīng)的功能以此來判斷蛋白質(zhì)的形成過程，形成完整的概念圖，重視學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

四、 哲學(xué)原理的應(yīng)用

【例1】?研究表明，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜、細(xì)胞膜以某種方式相聯(lián)系。這種結(jié)構(gòu)特點表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的重要功能之一是（ ）

A. 擴展細(xì)胞內(nèi)膜，有利于酶的附著

B. 提供細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)耐ǖ?/p>

C. 提供核糖體附著的支架

D. 參與細(xì)胞內(nèi)的某些代謝活動

分析：細(xì)胞各種結(jié)構(gòu)之間由于物質(zhì)和能量代謝聯(lián)系在一起，聯(lián)系具有普遍性，結(jié)構(gòu)方面的聯(lián)系是為了保證生命活動的正常進行，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜、細(xì)胞膜以某種方式相聯(lián)系，形成了生物膜系統(tǒng)，共同完成細(xì)胞作為生命系統(tǒng)整體的生理活動，體現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能具有統(tǒng)一性，而不是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)獨立執(zhí)行某項生理功能，如選項A、C、D。

答案：B

生命系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)之間、結(jié)構(gòu)之間、結(jié)構(gòu)與功能、功能與功能之間是普遍聯(lián)系的，物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)之間相互影響、轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)決定功能，共同完成生命的各項活動，體現(xiàn)細(xì)胞是一個統(tǒng)一的整體。

（通訊作者：徐小穎）

參考文獻：

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[3]蔣選榮.在高中生物學(xué)教學(xué)中哲學(xué)方法論應(yīng)用的思考[J].基礎(chǔ)教育研究，2018（9）：5-9+1.

作者簡介：

趙玉，徐小穎，江蘇省揚州市，揚州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院。