“分子与细胞” 是高中生物学课程共同必修内容的第1个模块，本模块的内容包括：细胞的分子组成，细胞的结构，细胞的代谢，细胞的增殖，细胞的分化、衰老和凋亡5部分。

1 学生学习本模块的目的意义

自然界和社会中千差万别的事物，都是运动着的物质的不同表现形式，生命则是物质运动的最高形式。地球上的生命，除病毒外都是由细胞组成的，细胞是生物体结构与生命活动的基本单位。不同生物的细胞，其物质分子组成大体是相同的，即都含有水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸。因此，要认识生命活动的规律和探索生命的本质，应从研究生命分子和细胞开始。

本模块选取了细胞生物学的最基本知识，以及细胞研究的新进展和实际应用，这些知识内容也是学习其他模块必备的基础。通过本模块的学习，学生将在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性，活细胞中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等，有助于辩证唯物主义自然观的形成。学习细胞的发现、细胞学说的建立和发展，有助于学生对科学过程和本质的理解。本模块的学习目标是：

1.1 知识性目标

1）简述生命的基本化学组成，理解地球上的生命就是以碳元素为基础构建的，生物大分子的基本性质取决于碳骨架长短、结构排列和功能基团；概述细胞内的水和无机盐的作用，阐明生物大分子的结构和功能。检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。

2）归纳细胞学说的基本论点，明确电镜观察技术、细胞破碎技术和超离心技术是探索细胞结构和功能的重要途径和方法；认识生物膜系统是生命的最基本结构，胞质溶胶是细胞多种代谢活动的场所，细胞器对活细胞完成各种生命活动的重要作用，细胞核是遗传和代谢活动的调控中心，理解细胞是生命活动的单位。

3）探究活细胞的细胞膜具有选择通透性，说明不同物质进出细胞的方式。探究活细胞内酶的来源、作用特性和化学属性，以及影响酶活性的因素。解释ATP与ADP相互转化的关系，阐明ATP在能量代谢中的作用。阐明光合作用过程中的光系统与光反应、暗反应与葡萄糖生成，简述提高光合作用效率的措施，认识光合作用在自然界中的重要性。

4）举例说出细胞增殖及其意义，图解分生组织细胞的生长和增殖的周期性。概述分裂间期细胞的代谢活动及结果，描述细胞的无丝分裂过程和特征，观察细胞有丝分裂并概述其过程和特征。

5）举例说明细胞分化是生物个体发育的主要过程，分化细胞仍然具有发育的潜能。举例说明细胞衰老和死亡是一种正常生命现象，探讨细胞衰老和凋亡与人类健康的关系。描述癌细胞的主要特征，分析说明细胞发生癌变的原因，搜集和交流防治恶性肿瘤的资料。

1．2 技能性目标

1）通过用图示将化学元素加以归类，用表格概括水和无机盐的知识，将糖类和脂类知识条理化，用纲要法归纳蛋白质的知识体系，用流程图呈示核酸分子的研究过程，用比较和对比方法处理有关细胞器的学习材料，接受学习方法和策略的训练，提高自主学习能力。

2）通过观察细胞中DNA和RNA的分布，观察线粒体和叶绿体，鉴定组织中可溶性还原糖、蛋白质、淀粉和脂肪，提取和分离叶绿体色素，制作和观察根尖细胞有丝分裂压片等实验，培养实验操作技能和实验观察能力；通过探究细胞膜的透性，诱发植物细胞质壁分离和复原，探究影响酶活性的因素，探究酵母菌的呼吸方式等实验，接受科学探究方法的训练，培养其科学探究能力。通过模拟研究生物膜的透性，物质扩散速率与细胞大小的关系，培养其实验创新能力。

3）通过剖析细胞各部分的结构与功能、局部与整体的关系，分析细胞的分裂与分化、分化与去分化、分化与转化的关系，观察和分析有丝分裂不同时期细胞之间的结构联系及发展变化，培养和提高其抽象思维能力。

1．3 情感性目标

1）主动搜集有关干细胞的研究与应用、防治恶性肿瘤等方面的资料，积极参与有关细胞学研究的参观、观察、模拟或探究实验活动，关注细胞生物学和分子生物学研究的新进展，认同细胞工程研究具有的重大科学价值和应用价值，提高学习兴趣和增强学习主动性。

2）深刻地认识生命的物质性及其生物界的物质统一，生物界与非生物界的物质统一，认识细胞结构与功能的统一、各种活细胞中物质、能量和信息变化的统一，生物体部分和整体的统一等，接受辩证唯物主义教育和逐步树立科学的自然观。

3）在探究性实验活动中，要善于从亲身经历的事物中发现和提出问题，尝试构想假说，自主设计实验计划，在执行实验方案中收集数据，通过分析数据得出探究结论，从而培养实事求是的科学态度和一丝不苟的科学精神。

2 本模块在高中课程中的地位

“分子与细胞” 是高中生物学课程共同必修内容的第1个模块。它与其他两个模块共同组成一个相对完整的知识系统，作为高中生物学的核心内容；也与选修模块的某些内容联系紧密，成为继续学习这些知识的必要基础。

2．1 本模块在共同必修部分的地位

在高中生物学课程的共同必修模块内容中，“分子与细胞”部分主要是阐述生命的本质，即生命的化学基础和结构基础，实现自我更新的生理基础，实现自我复制的遗传信息传递基础；“遗传与进化”部分主要是阐述生命的延续性，以及生物界的发生和发展过程及原因；“稳态与环境”部分则主要是阐述生命系统通过自我调节机制使其保持稳态并适应环境，以及生态系统通过自动调节作用使其结构与功能达到协调统一并持续发展。因此，共同必修部分的3个模块内容之间的知识联系很密切。

本模块的“细胞的分子组成”单元主要阐述生命的化学基础，即生命是由水、无机盐和生物大分子组成的高度有序的动态体系，能量是推动生命体系的物质运动和保持有序状态的动力，信息传递是维系生命体系的调控机制。因此，物质、能量和信息是一切生命系统的化学基础。该单元阐述的生命分子的结构和功能，不仅是学习细胞的结构、功能、代谢和繁殖等知识的基础，而且也是学习遗传与进化、稳态与环境等知识的基础。例如，蛋白质和核酸等知识是进一步探讨DNA分子的结构与功能，基因和遗传信息的概念，遗传信息的传递和表达，以及基因的调控等知识的必要前提。蛋白质的结构与功能等知识也是学习激素调节机制的必要前提。此外，生命系统的物质、能量和信息传递等知识，成为理解生态系统的物质循环、能量流动和信息交流的重要基础。

本模块的“细胞的结构”单元主要阐述生命的结构基础，即细胞是生物体结构和功能的基本单位。既然细胞是生命活动的单位，有关细胞的结构与功能的知识，必然对继续学习细胞代谢和增殖等知识起着重要作用。有关细胞核的知识，对于深入理解有性生殖中配子的作用，以及传种接代过程中基因的传递、重组和突变等知识起着重要作用。

本模块的“细胞的代谢”单元主要阐述生命实现自我更新的生理基础，即生命活动所需要的能量来自于光合作用和细胞呼吸两个过程，细胞膜是细胞与环境之间进行物质交换和能量交换的必要条件，细胞内的物质转变和能量转变也必须在酶的催化下才能进行,ATP则是生命系统输入、储藏和输出能量，以及细胞实现能量释放、转移、贮存和利用的关键化合物。有关细胞与环境之间进行物质交换和能量交换的知识，是继续学习生态系统内物质循环和能量流动等知识的基础；有关细胞内物质转变和能量转变的知识，则是学习内环境及稳态等知识的基础。

本模块的“细胞的增殖”单元主要阐述生命实现自我复制的遗传信息传递基础，即细胞增殖是通过细胞周期实现的，在细胞生长和分裂的周期中，复制的遗传信息平均分配到两个子细胞中去，使亲代细胞与子代细胞保持遗传的相对稳定性。该单元知识是学习减数分裂、配子生成和融合、合子发育的重要基础，也是学习DNA复制及遗传信息传递的重要基础。

本模块的“细胞分化、衰老和凋亡”单元主要阐述生命的有限性，即分化是细胞、组织和器官的特化，是新生细胞的结构与功能进一步发展的必然，同样，细胞衰老和调亡是特化细胞的结构与功能活动的必然。细胞癌变则是细胞发生畸形分化的结果。这部分内容与继续学习生物的个体发育、基因的调控机制、基因突变、人类遗传病等知识有着密切联系。

2．2 本模块与选修模块的内在联系

“分子与细胞”模块的某些内容，与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用、微生物发酵、蛋白质的提取和分离、生物净化原理和方法等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。克隆技术、胚胎干细胞移植等内容，都是对有关细胞全能性知识的应用、引申和拓展。此外，学生通过“分子与细胞”模块的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。

3 本模块课程内容的要求

本模块内容包括：细胞的分子组成，细胞的结构，细胞的代谢，细胞的增殖，细胞的分化、衰老和凋亡5个部分。每部分内容都是一个相对独立的命题，对各个命题的内容要求如下：

3．1“细胞的分子组成”部分  本部分内容的单元知识点有：细胞的元素组成、细胞的分子组成、水和无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸等，要求是：简述生命元素的类别，说明生物大分子以碳链为骨架。说出细胞内水和无机盐含量、存在形式和生理作用；概述糖类的种类和作用，明确糖类既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源；知道脂质具有区别于糖类的特征组分，举例说出脂质的种类和作用；举例说出蛋白质的相对分子质量大，阐明蛋白质是结构和功能最复杂的生物大分子，认识蛋白质分子的空间结构对其功能起决定性作用；简述科学家研究核酸化学组成的大体过程，概述核酸的分子结构和功能。检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质，观察DNA、RNA在细胞中的分布。

3．2“细胞的结构”部分  本部分内容的单元知识点有：细胞的发现和细胞学说的建立、细胞的研究方法。细胞的类别、细胞的基本结构、细胞膜、细胞器、细胞核、细胞的整体性等。要求是：简介虎克和列文虎克在细胞发现过程中的贡献，简述细胞学说的创立过程及其基本观点。列举细胞的多样性，观察多种多样的细胞。阐明生物膜结构“流动镶嵌模型”的主要论点，简述细胞膜的大体功能；说出细胞溶胶的功能，描述细胞骨架的作用；举例说出几种细胞器的结构和功能，观察线粒体和叶绿体；简述细胞核的基本结构，阐明细胞核贮存遗传信息。举例说出细胞各部分结构相互联系和协调一致，理解细胞是一个有机的统一体。

3．3“细胞的代谢”部分  本部分内容的单元知识点有：物质进出细胞的方式、ATP与代谢、酶与代谢、光合作用、细胞呼吸等，要求是：实验探究物质通过半透膜的扩散原理，观察植物细胞质壁分离和复原现象，论证细胞膜具有选择通透性；说明离子和小分子物质的跨膜运转方式，以及大分子和颗粒性物质的膜泡运转方式。探究活细胞内酶的来源、作用、化学属性，以及酶作用的特性；探究温度FH等因素对酶活性的影响。简述ATP分子结构，解释ATP与ADP相互转化的关系，说明ATP的生成途径，阐明ATP在能量代谢中的作用。分析科学家对光合作用的认识过程，形成光合作用的基本概念；提取和分离叶绿体色素，简述叶绿体色素的吸收光谱和作用光谱；阐明光合作用的过程及实质，探究影响光合作用速率的环境因素，认识光合作用原理对提高作物产量的指导作用，理解光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢。探究酵母菌的呼吸方式，阐述有氧呼吸的化学过程，举例说明无氧呼吸与有氧呼吸的异同，理解细胞呼吸是生物体获得能量的主要代谢途径。

3．4“细胞的增殖”部分  本部分内容的单元知识点有：细胞增殖及其意义、细胞周期、细胞分裂间期、无丝分裂、有丝分裂等，要求是：模拟探究物质扩散速率与细胞大小的关系，理解生物体大多是由许多体积很小的细胞组成的道理，以及细胞分裂是其发展的必然；举例说明细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。简述细胞生长和增殖的周期性，图解一个细胞周期的持续时间和大体分期。概述问期细胞内进行的正常代谢活动，理解问期是细胞分裂期的准备阶段；描述细胞的无丝分裂过程，概述植物细胞的有丝分裂，观察植物细胞有丝分裂各个分期的特征，简述动物细胞有丝分裂与植物细胞的异同，归纳细胞有丝分裂的共同特征。

3．5“细胞的分化、衰老和凋亡”部分  本部分内容的单元知识点有：细胞分化、细胞衰老和凋亡、细胞癌变等，要求是：以合子发育为例，说明细胞分化是生物个体发育的主要过程；以植物组织培养和动物克隆为例，说明分化细胞仍然保持其全能性；搜集有关干细胞研究进展和应用的资料。列举细胞衰老和凋亡是一种正常生理活动的事实，简述衰老细胞的主要特征，探讨防止细胞衰老和延长细胞寿命的可能性，综述有关细胞衰老的理论研究成果。描述癌细胞的主要特征，对致癌因子进行分类，说出正常细胞发生癌变的原因；关注恶性肿瘤的防治，搜集和交流防治恶性肿瘤方面的资料。

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