联系观原理在高中生物学教学中的应用
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作者:赵玉 徐小颖
摘 要：本文以生物膜系统的化学组成、结构和功能的联系为例，介绍联系的普遍性和多样性原理在高中生物学教学中的应用。
关键词：联系观;生物膜系统;高中生物学
世界上的一切事物都处在普遍联系之中，没有任何一个事物孤立地存在，整个世界就是一个普遍联系的统一整体。联系观要求在观察事物和处理问题时，坚持联系、反对孤立的观点。生物学课程标准提出生物学包括人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式，注重与人文社会学科的联系。
一、 联系观的原理及方法论
（一）联系的普遍性和多样性
生命系统内部结构和功能之间、生命系统之间、生命系统与无机环境之间的具有直接或间接的联系，生命系统是统一整体，生命系统与无机环境也构成了统一整体，生命系统不能单独存在，各种细胞结构和功能之间是紧密联系的，共同执行细胞的各项生命活动。这些联系是客观存在的，具有一定的规律性。在分析生命现象或规律、解决生物学问题的过程中，善于运用联系的普遍性、客观性原理，讨论生命系统各组成部分、生命系统与无机环境之间的联系，从多个角度进行思考和分析，避免用孤立、片面的观点分析。
由于生命现象的独特性和规律性，生命系统内部及外部之间联系的途径、形式、媒介等多种多样，联系在普遍性基础上具有差异性。分析不同生命现象或规律时，要考虑生命系统内、外联系的特殊性和多样性。
二、 “细胞的生物膜系统”教材分析
“细胞的生物膜系统”这一节是在高一学生对细胞器的形态结构和功能学习的基础上进行的延伸性教学，着重介绍了生物膜系统的组成以及分泌蛋白的合成与运输过程，体现细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动的过程。
三、 “细胞的生物膜系统”教学设计
（一）教学环节1：生物膜系统在组成成分上的联系
教学情境：展示细胞膜的結构示意图，引出生物膜的物质组成和结构特点。
师：同学们能否说出细胞膜的化学组成和结构？其他生物膜与细胞膜相比，化学组成和结构一样吗？是否具有一定的联系？能否从联系观的角度理解生物膜系统？
生1：我通过回顾细胞膜的组成和结构，得知细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，膜外还有2%～10%的糖类，结构特点为流动镶嵌模型。
生2：我发现细胞膜能与小泡融合实现胞吞胞吐，根据相似相溶的原理，说明细胞膜与其他生物膜在化学组成和结构上大致相同，都主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成，结构为流动镶嵌模型。
生3：我们经过讨论，认为生物膜上的化合物成分是相同的，但是不同的细胞膜的物质组成成分有差异，推理不同类型的生物膜之间的组成成分的含量有差异，如代谢旺盛的生物膜（如线粒体内膜），蛋白质含量高;与细胞识别有关的生物膜（如细胞膜），糖类含量高。
师：细胞器膜、细胞膜和核膜等生物膜结构，因为在化学组成和膜结构上具有一定的相似性而形成的统一整体，叫作生物膜系统，这是生物膜在物质间的联系性。如大肠杆菌等原核生物，只有细胞膜的存在，未形成统一整体，因此没有生物膜系统。不同的生物膜普遍具有磷脂双分子层，但组成成分含量具有差异，完成不同的生命活动，体现联系的多样性。
设计意图：联系的普遍性体现在高中生物学具体知识内容中，任何一个知识点的内容都与其他知识点内容之间有着直接或间接的联系，没有割裂的、单独存在的生物学知识。高中生物学各个模块之间、各个主题之间、各个章节之间都有知识或科学方法的联系。在本节中生物膜系统的成分就联系到了细胞膜成分的相关知识，理解同一类物质在成分上的相似性。我们教学联系其他知识点需要考虑学生的认知水平，需要教师的点拨，但是不能超越学生的实际水平，避免为了联系而联系。
（二）教学环节2：生物膜在结构上的联系
教学情境：展示动物细胞的结构示意图，引出生物膜在结构上的直接或间接联系。
师：内质网在细胞中是单独存在的吗？与其他细胞结构间有什么联系吗？
生4：通过图片资料学习可得内质网膜与外层核膜直接联系，内质网腔与内外层核膜之间的腔彼此相通。在某些细胞内还可以看见内质网膜和细胞膜是直接相连的。有的细胞的内质网膜与线粒体外膜直接连接。
师：高尔基体并没有与其他具膜的结构相连接，那它与其他细胞器还有联系吗？
生5：高尔基体并没有与其他具膜的细胞结构直接相连，它们之间是通过囊泡联系。生物膜具有流动性的特点，内质网通过小泡移动到高尔基体，与高尔基体融合;高尔基体膜又可形成小泡，移动到细胞膜与细胞膜融合。
师：细胞是一个统一的整体，生命系统内部各结构间不能割裂独立存在。生物膜系统结构上的联系分为直接联系和间接联系两种。直接联系就是两种具膜生物结构直接接触产生的联系，包括核膜和内质网膜之间的联系、内质网膜和细胞膜之间的联系、内质网膜和线粒体之间的联系。间接联系是通过具膜细胞结构出芽或内陷形成小泡相连，主要的是高尔基体与内质网和细胞膜之间的联系。生命系统的内部各细胞结构可以通过直接或间接联系在一起，使生命系统构成了一个统一的整体，体现了联系的普遍性和多样性。同学们能否用概念图表示各生物膜之间结构上的联系呢？
学生展示概念图（整理后见图1）。
（三）教学环节3：生物膜在功能上的联系
情境创设：展示“核糖体上合成的分泌蛋白分泌到细胞外的过程”，引出生物膜在结构与功能、功能与功能间的联系。
师：3H标记的亮氨酸放射性随着时间的推移被检测到的细胞结构依次是什么？这些结构在分泌蛋白形成过程中的作用是什么？这些结构能否产生形成分泌蛋白？
生6：3H标记的亮氨酸放射性被检测到的场所依次是核糖体→内质网→小泡→高尔基体→小泡→细胞膜→细胞外。 生7：核糖体是合成蛋白质的场所、内质网对初步合成的多肽进行加工（糖基化等），小泡转运多肽至高尔基体，高尔基体对蛋白质进行装配、包装和发送，小泡装运包装好的蛋白质至细胞膜，与膜融合后释放蛋白质。内质网、高尔基体、细胞膜等细胞结构各自具有独特的功能，不能单独合成分泌蛋白。
师：同学们能否根据分泌蛋白的形成过程，分析说明细胞是一个统一整体？请同学们先进行组内讨论，说出自己的认识，形成共识后组外交流。
生8：核糖体、内质网、高尔基体在蛋白质合成和加工过程中承担各自的作用，通过囊泡将蛋白质合成过程中中间产物的转移、生物膜的融合等紧密联系在一起，体现细胞是一个统一整体。
师：细胞是基本的生命系统，各种细胞结构在物质代谢、能量代谢等方面是普遍联系的，细胞的生命活动需要能量，分泌蛋白的合成及运输的过程需要线粒体这个“动力站”提供能量。
学生展示概念图（整理后见图2）。
师：由此可见，各生物膜在化学组成、结构和功能上相互联系，协调一致，共同完成生命的各项活动。
设计意图：联系的多样性表现生物之间或生命活动规律之间的直接联系、间接联系、内部联系和外部联系、本质联系和非本质联系、必然联系和非必然联系等。分泌蛋白的形成过程体现了生物膜系统在结构和功能方面的直接和间接联系。从形成的结构入手，让学生分析每一结构对应的功能以此来判断蛋白质的形成过程，形成完整的概念图，重视学生的自主学习。
四、 哲学原理的应用
【例1】 研究表明，内质网膜与核膜、细胞膜以某种方式相联系。这种结构特点表明内质网的重要功能之一是（ ）
A. 扩展细胞内膜，有利于酶的附着
B. 提供细胞内物质运输的通道
C. 提供核糖体附着的支架
D. 参与细胞内的某些代谢活动
分析：细胞各种结构之间由于物质和能量代谢联系在一起，联系具有普遍性，结构方面的联系是为了保证生命活动的正常进行，内质网膜与核膜、细胞膜以某种方式相联系，形成了生物膜系统，共同完成细胞作为生命系统整体的生理活动，体現细胞结构和功能具有统一性，而不是内质网独立执行某项生理功能，如选项A、C、D。
答案：B
生命系统内部物质之间、结构之间、结构与功能、功能与功能之间是普遍联系的，物质组成结构，结构之间相互影响、转化，结构决定功能，共同完成生命的各项活动，体现细胞是一个统一的整体。
（通讯作者：徐小颖）
参考文献：
[1]蒋选荣.新时代高中生物学教学的哲学建构[J].教学与管理，2019（10）：53-55.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2017.
[3]蒋选荣.在高中生物学教学中哲学方法论应用的思考[J].基础教育研究，2018（9）：5-9+1.
作者简介：
赵玉，徐小颖，江苏省扬州市，扬州大学生物科学与技术学院。
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