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新教材系列:《细胞中的无机物》一节读后感

刘永生151 生命教育观察 2022-07-01

今天读书内容“细胞中的无机物”。这部分内容与现行教材相比,写的足够好了,所以本文纯属凑数之作。

1、分一下“生物体内的水”和“细胞中的水”

现行教材先把细胞内的水分为自由水和结合水,然后分别对两者进行介绍。但是其中面临的一个困境是这样的:多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中,把细胞代谢的废物运出体外——这两个功能涉及到的水并不位于细胞内,而是位于细胞外。如果把自由水定义局限于细胞内的水,那么这些功能都不应属于自由水的功能,但确实又是水在生物体内的重要作用。为了调和这个矛盾,新教材先介绍了水在生物体内(当然也包括了细胞内)的作用,然后再提细胞内的水分为自由水和结合水。

2、关于水的介绍增加

2.1水是良好的溶剂

水是良好的溶剂这一内容,教材加强了学科间的联系,从化学的角度分析了水为什么是良好的极性溶剂。但是教材介绍有一点不尽如人意,新教材解释了水是极性分子之后,谈到“带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合”,因此水是良好的极性溶剂。这个表述的瑕疵在于:不带电的分子在水中也可以有很好的溶解性,比如葡萄糖等。教材其实可以多写一点,葡萄糖等物质也会由于电子的不对称分布而呈现一定的极性,导致它们容易与水结合(这是共价化合物溶解于水的情况);然后再说带电的离子也容易与水结合(这是离子化合物溶解于水的情况)。这样把共价化合物和离子化合物分开写会更好一些,能够让学生对水是良好的极性溶剂有更好的理解。

顺带提一句,“带有正电荷或负电荷的分子”这个表述是会被化学老师一脚踹出教室的,在化学中,分子应该是电中性的。只是生物中确实常出现DNA带负电这样的表述,这里咱既然入了生物的坑,大家都这样表述已约定俗成,这种表述上我也就不抠了。

2.2氢键与水的比热容

“由于氢键的存在,水具有较高的比热容”,教材这个表述相当不错,唯一的缺点就是对初学的学生、甚至是化学稍差的老师不太友好。温度是表征一个体系中分子平均动能的物理量,升高温度时水分子的平均动能会增加,但是氢键的存在会限制水分子动能的增加,这样就需要提供更多的能量才能升高温度,因此水具有较高的比热容(这里我的表述仍然是不严谨的)。

2.3对结合水更丰富的表述

新教材对结合水的表述更加丰富,介绍了结合水主要与“蛋白质、多糖等物质结合,这样,水就失去了流动性和溶解性,成为生物体的构成成分。”这样的表述,对于学生正确认识结合水具有重要的意义。在学习了蛋白质部分之后,可以谈谈水在维持蛋白质空间结构中的作用(这个要求有点高),这样学生就更能体会为什么结合水是细胞结构的一部分。

附带说一下冬小麦结冰的伤害,新教材刚好说到了这个例子。对于细胞而言,可怕并不是结冰本身,而是冰晶带来的物理性伤害。另外,水在结冰后体积会增大,而低温时膜脂流动性有所会降低,细胞内结冰就可能导致细胞膜被撑破。进化过程中,构成植物的膜脂中不饱和脂肪的含量更高,不饱和脂肪酸含量高会赋予植物细胞质膜在低温条件下更好的流动性。

3、细胞中的无机盐

和现行教材相比,些许变化,不赘述了。

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