深度读：高中生物学新教材—5
今天读书内容：细胞中的糖类和脂质。
本节问题探讨以动物细胞培养添加葡萄糖为情境，设计了两个问题。一个问题关于葡萄糖的作用，另一个问题意在说明糖类可以在细胞内转化为脂肪。部分学生更乐于接受生活化的情境，也可以用教材正文中北京鸭的例子，北京鸭主要吃的是糖，结果积累大量脂肪。这个例子和问题探讨中的例子有异曲同工之处。
2.1糖类的功能
新教材开门见山地提出，糖类是主要的能源物质。这个内容初中生物已有基础，学生在日常生活中也相对熟悉，并不会显得很突兀。至于糖类用作生物体的结构成分，则分散在纤维素和几丁质中进行介绍。
学生大都会有一个前科学概念：糖类是有甜味的物质。我们可以通过具体实例让学生体会到有些糖没有甜味，而有甜味的物质（如甘氨酸）也不一定是糖。这种认知上的冲突会促使学生思考糖到底是啥？
学生如果有简单的有机化学基础，可以讲讲糖类是多羟基的醛或者酮及其衍生物，在此基础上学生也能更好地理解还原糖和非还原糖。若缺乏有机化学基础，则直接过渡到“碳水化合物”，并让学生明确糖类分子都含有C、H和O。
2.3糖的分类与现行教材一致，新教材将糖类根据水解情况分为单糖、二糖和多糖等。我个人会跟学生提寡糖，并指出二糖属于寡糖。这样做是基于以下考虑：一方面处理糖被时可以直接说寡糖；另一方面，根据汉语习惯，三个或三个以上称为“多”，但是这用在多糖上是不对的，讲一下寡糖可以让学生更好地了解多糖。新教材这里不提寡糖，可能是出于简化教学内容的考虑，尽量避免涉及与概念建构关系不密切的专业术语，这更有利于学生掌握。只是将糖类分为单糖、二糖和多糖等几类物质时，这个“等”字是不能省的。
此处还可以从还原糖检测实验出发，将糖类分为还原糖和非还原糖。
2.4单糖与二糖现行教材讲“二糖必须水解成单糖才能被吸收”，这个说法是有限定范围的，比如说人确实不能直接吸收二糖，但是部分植物细胞可以吸收蔗糖，大肠杆菌还可以吸收乳糖等，新教材改成了“二糖一般要水解为单糖才能被细胞吸收”，这样的表述更严谨了。
我家小女儿曾被怀疑乳糖不耐受，因此我在自己的课堂常补充这个例子。正常婴幼儿体内含乳糖酶，该酶可以将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖，然后被人体吸收利用。有些婴儿可能缺乏乳糖酶，乳糖作为二糖不能被人体直接吸收利用；但是一些微生物却能利用乳糖，这会导致某些微生物大量繁殖，最终出现类似腹泻的症状。出现乳糖不耐受之后，只需要在乳汁或奶粉中加入乳糖酶就好。东亚人群进入童年阶段后，也会丧失分泌乳糖酶的能力，所以大部分东亚人进入青春期后并不适合喝鲜奶。
二糖的分布没有必要过分强调。新教材提到蔗糖和麦芽糖在部分植物细胞中含量丰富，乳糖主要存在于动物乳汁中。上述表述并不是说其它生物细胞中没有相应的糖。
2.5多糖从新教材图2-3（见上图）中可以看到，虽然淀粉、糖原和纤维的单体都是葡萄糖，但三种多糖中葡萄糖的连接方式有差异，这最终导致了三种多糖在结构上的差异，并最终反映到功能差异上。上述分析有助于学生形成结构和功能相适应的观念。
新教材用一个旁栏，介绍了糖尿病人需要控制馒头、米饭等主食的摄入。这个旁栏设计除了再次让学生明确淀粉的单体是葡萄糖外，更重要的是引导学生关注健康。
新教材还对糖原的表述做了些许变化，明确肝糖原可以分解补充血糖。习惯现行教材的教师可能会额外补充肌糖原不能分解，实际上肌糖原可以分解产生葡萄糖（6-磷酸葡萄糖），只是它留在了肌细胞中继续细胞呼吸，而不能运出补充血糖。
几丁质的介绍是新教材新加的。这里需要注意几丁质是含有N的，也就是说作为糖类，除了C、H、O之外，还可能含有其他元素。
此处借用《中国居民膳食指南（2016）》的控糖意见，指出日常饮食中很容易糖摄入过量，一些疾病则与长期糖摄入超标有着间接或间接的关系。这里的意图主要是引导学生关注生活、关注自身健康，从而促使学生建立健康的饮食习惯，控制高糖类副食的摄入。
3.1脂质的元素组成和性质
新教材对脂质的介绍从学生比较熟悉的脂肪出发。这里脂质的元素组成必须强调，尤其是要强调脂质中含氧较少，含氢较多。
脂质不溶于水易溶于有机溶剂需要跟学生讲清楚，接下来一章讲细胞膜以及后续讲自由扩散时需要用到。
3.2思考与讨论新教材这里设计了一个思考与讨论，涉及脂质在动植物体内的分布以及脂肪的作用。这个思考与讨论要紧密结合学生的生活经验，引发学生的兴趣和思考，提高学生的参与度。
3.3脂肪是良好的储能物质学生要弄清单位质量的脂肪释放的热量比糖多，因此脂肪是更优良的储能物质；而脂肪之所以氧化分解释放的能量多，是因为脂肪含有更多的氢和更少的氧。暂时没有办法跟学生解释，为什么脂肪中氢多氧少就能释放出更多的能量。这里是一个伏笔，留待学习细胞呼吸后可以初步解开这个问题的部分面纱。
这里强调脂肪是良好的储能物质，但并不是说脂肪是唯一的储能物质。淀粉是植物体内的储能物质，糖原是动物体内的暂时储能物质，只是两者的储能效果都不如脂肪。
3.4饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸这部分内容是新教材加的，与学生的生活关系密切，有助于学生养成健康的生活方式。如若学生基础稍好，可以多讲讲不饱和脂肪酸，深入处理不饱和脂肪酸就会涉及到顺式脂肪酸和反式脂肪酸，新教材讲不饱和脂肪酸熔点较低不易凝固，这其实只是顺式脂肪酸的特性，反式脂肪酸反而很容易凝固。
与现行教材相比，新教材对磷脂元素组成的表述有小小的变动。“磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N”，这句话的意思是磷脂都含有C、H、O和P，有些还含有N。教材给出的磷脂示意图（见上图所示）中，和甘油相连的是磷酸化的胆碱（甘油的另两个羟基和脂肪酸相连），而胆碱恰恰是含有N的。教材这里给出的只是磷脂的一个例子，有些磷脂比如磷脂酰肌醇则是不含N的。
固醇类物质很多，新教材选择了胆固醇、性激素和维生素D进行简略介绍。选择的这三种固醇类物质要么学生比较有兴趣，要么就是和生活联系紧密。
一般认为胆固醇和人体健康关系密切，过量摄入胆固醇会影响健康。维生素D可以促进钙磷吸收，可以引导学生注意一些钙药广告中强调添加了维生素D。
3.7糖脂相互转化新教材加了糖脂相互转化的内容，这部分内容刚好和本节问题探讨的问题相呼应。
在介绍糖类转化为脂肪时，还是应该讲清楚，血糖高时优先生成糖原，而糖原作为暂时性的糖库，其储量有限。生成糖原后，血糖含量还是处于较高水平，糖类才会转为脂肪等物质。反过来，氧化分解供能时，优先使用的是血糖和糖原，然后才是脂肪。概括起来就是：糖类很容易转化成脂肪，但脂肪不容易转化形成糖。这有助于人们认识到：增肥容易，减肥太难。日常生活中应该合理饮食，保持健康。
不过也有例外，比如我自己，每次体检都是甘油三酯偏低，而血糖一直都处于较高的临界水平，我猜测可能是糖类转化为脂肪过程中某些酶可能出了问题。这也是新教材吸引了我关注自己的健康。
4围绕概念教学，发展核心素养本节主要让学生掌握“糖类有多种类型，它们既是细胞的重要组成成分，又是生命活动的主要能源物质”、“不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用”这两个概念。本章概念涉及的内容较多，并对学生后续学习非常重要，需要慎重选择教学内容，以服务于概念的建构和生物学核心素养的发展。
通过学习，学生能够了解到糖类和脂质不仅参与细胞的结构组成，也是细胞执行多项生命活动的物质基础，进一步发展学生对生命的物质观的认识。教材还通过旁栏思考题（糖尿病人限制主食摄入）、与社会的联系（控糖）、脂肪的作用（肥胖等）等安排了与健康相关的内容，这有助于学生提高健康意识，建立健康的饮食习惯。淀粉、糖原和纤维素的单体相同，但结构不同，最终功能也不同，这有助于学生形成结构和功能相适应的观念。