现代细胞生物学的发展是十分迅速的，特别是20世纪后半叶，在生物膜、细胞骨架、细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡与衰老、染色体结构和功能、细胞信号转导、细胞工程等领域取得了许多振奋人心的成就。本章教材在学生学习了高中生物必修课《生命的基本单位——细胞》一章的基础上，以生物膜系统和细胞工程为代表，介绍了细胞生物学在理论研究和应用方面的一些重要进展。

一、本章的教学目的和要求

根据《全日制普通高级中学生物教学大纲（供试验用）》的规定，本章的教学目的和要求是：理解细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都紧密联系的统一整体，了解研究生物膜的重要意义；了解细胞的全能性；了解细胞工程的主要内容及其应用；初步学会植物组织培养的基本方法（实习，选做）。

二、本章的主要内容和特点

本章教材包括两节：《细胞的生物膜系统》和《细胞工程简介》。此外，本章还有一个学生实习《学习植物组织培养技术（选做）》。

第一节《细胞的生物膜系统》，围绕“细胞的生物膜系统在结构和功能上都是紧密联系的统一整体”，展开讲述各种生物膜在结构和功能上的联系，并且由此得出生物膜系统的概念。本节教材还讲述了生物膜系统在细胞的生命活动中的重要作用，以及研究生物膜的重要意义。

本节内容是对高中生物必修课中《生命的基本单位——细胞》一章内容的扩展和补充，所讲述的细胞的有关结构和功能则更加细微。为了使本节内容通俗易懂，教材在编写方式上，一方面多从实例入手，一方面采取了一些打比方的做法。例如，把细胞比喻成“一台复杂而精巧的生命机器”，把细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，比喻成“机器中一些功能相关的部件”等。

关于各种生物膜在结构上的联系，教材介绍了内质网膜与核膜、内质网膜与细胞膜、内质网膜与线粒体膜在结构上的直接联系，以及内质网膜、高尔基体膜和细胞膜三者之间在结构上的间接联系。图4．1形象地展示了内质网膜与细胞膜、核膜的联系。

细胞内的各种生物膜在结构上是相互联系的，它们在化学组成上也有相似之处，教材以小字的形式介绍了生物膜在化学组成上的异同点。

关于各种生物膜在功能上的联系，教材首先从实例引入，介绍科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，做过的在豚鼠胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸的实验。实验表明，分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网——高尔基体——细胞膜的方向运输的。然后提出问题“在核糖体上合成的分泌蛋白，为什么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜呢？”引导学生思考。接着，才讲述分泌蛋白在核糖体上合成以后，在内质网和高尔基体中的加工过程。最后得出结论：细胞内的各种生物膜在功能上是既有分工、又有联系的。

教材通过对细胞内的生物膜在结构和功能上的联系的分析，总结出细胞的生物膜系统的概念。并且在高中生物必修课的基础上，归纳了生物膜系统在细胞生命活动中的三点重要作用。教材对这三点作用的叙述虽然文字不多，但是丰富了生物膜系统概念的内涵，对学生理解生物膜系统的概念是很有帮助的。

细胞生物学家十分重视对生物膜的研究，教材从理论和应用两个方面阐述了研究生物膜的重要意义，并且用实例加以说明。

最近几十年来，细胞生物学的进展是十分迅速的。但是，由于课时有限，本节教材只讲述了“细胞的生物膜系统”的内容。为了让学生了解更多的有关细胞生物学研究领域取得的新成就，在本节教材的最后，安排了一篇关于“细胞的骨架系统”的课外读。

第二节《细胞工程简介》包括两个小节：《植物细胞工程》和《动物细胞工程》。细胞工程是一门新兴的科学技术，本节教材在引言部分介绍了细胞工程的定义，还介绍了细胞工程的成果之一──新的蔬菜品种“白菜─甘蓝”，并且配有照片，使学生对细胞工程有一些感性认识。

第一小节《植物细胞工程》，讲述了细胞的全能性、植物组织培养和植物体细胞杂交等三方面内容，植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，因此教材把细胞全能性的内容安排在植物组织培养的内容之前讲述。高中必修教材在讲述关于细胞分化的内容时，已经简单介绍了一些有关细胞全能性的知识，还介绍了美国科学家在1958年用胡萝卜的细胞培养出完整植株的实验，并且配有实验步骤图解，以及通过细胞培养形成的胡萝卜植株的照片。本小节内容在高中必修教材的基础上，进一步阐述了细胞全能性的概念，生物体细胞没有表现出全能性的原因，以及在特定的条件下，可以把离体的植物器官、组织或细胞培养成完整的植物体的事实，为讲述植物组织培养技术打基础。

关于植物组织培养，高中必修教材在《生物的生殖和发育》一章中已作了一些介绍，选修教材讲述的内容是必修教材内容的深化和扩展，重点讲述植物组织培养技术的基本原理，即离体培养的植物细胞脱分化和再分化的过程。讲述植物组织培养技术的应用时，补充介绍了大规模的植物细胞培养在生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等方面的应用，以及植物组织培养技术在制备人工种子上的应用。植物体细胞杂交技术是在植物组织培养技术的基础上发展起来的，因而安排在植物组织培养的内容之后讲述。关于这部分内容，教材通过20世纪60年代科学家用番茄和马铃薯的体细胞杂交的实例，介绍了植物体细胞杂交的过程，已经取得的进展和尚未解决的问题。这样叙述有助于激发学生探索生命科学奥秘的兴趣。在讲述植物体细胞杂交的过程时，教材以图代文，不仅使教材简明紧凑，而且能够形象他说明问题，加深学生记忆，还有助于锻炼学生从图形中抽象概括出知识的能力。

在第一小节《植物细胞工程》的后面，安排了学生实习《学习植物组织培养技术》。这个实习需要的时间长，对设备的要求也比较高，供有条件的学校选做。对于不具备条件的学校，可以改为到附近的科研单位或高校生物系参观植物组织培养。

第二小节《动物细胞工程》，介绍了动物细胞工程中最基本和最具代表性的三项技术动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体。在介绍每一项技术时，教材都是先讲述这项技术的大致操作过程，并且配有示意图，然后讲述技术的应用。在这三项技术中，教材重点讲述的是单克隆抗体技术。单克隆抗体在生物学基础理论的研究和生产实践中都有很高的应用价值，英国科学家米尔斯但和柯勒由于成功地制备了单克隆抗体而获得1984年的诺贝尔医学和生理学奖。教材在介绍单克隆抗体的制备时，没有讲述烦琐的制备过程，而是简介单克隆抗体制备方案的设计思路，培养学生的科学思维方法。

为了让学生多了解一些有关的科学发现史，教材在讲述动物细胞融合技术时，用小字介绍了动物细胞融合的发展简史。

动物细胞工程包括的技术范畴是比较广的，为了开阔学生的视野，教材还用小字和课外读的形式介绍了动物细胞工程的其他技术——哺乳动物的胚胎移植技术和核移植技术。

三、教学中应注意的几个问题

1．注意与高中必修教材相关内容的衔接

本章教材的许多内容，是在高中必修教材基础上的深入和扩展。例如，第一节《细胞的生物膜系统》，是以必修教材的第二章《生命的基本单位——细胞》为基础的；第二节的“细胞的全能性”，在必修教材的第二章第三节也有知识基础；第二节的“植物组织培养”，需要用到必修教材的第五章《生物的生殖和发育》中第一节的有关内容作为基础。因此，老师在讲述这些内容时，要注意与高中必修教材相关内容的衔接。有些内容的讲述，可以从学生已有的知识引入。例如，在讲述细胞的生物膜系统时，先让学生回忆必修课中学过的有关细胞亚显微结构的知识，想一想哪些细胞器（或细胞结构）是由单层膜构成的，哪些细胞器（或细胞结构）是由双层膜构成的，由此引入，讲述生物膜的定义，学生比较容易理解。

2．注意体现STS思想

在教学中体现STS思想，就是要把科学知识的讲述与技术的应用和社会问题联系起来。本章教材有不少内容是联系生产和生活实际的，例如，在讲述研究生物膜的重要意义，以及各项细胞工程技术的应用时，都介绍了科学技术在攻克人类疾病或提高粮食产量、改善作物品质等方面的例子。在第二节第一小节的习题中，有一道简答题“运用植物组织培养技术能大幅度提高粮食产量吗？为什么？”也体现了科学、技术与社会相联系的思想。教师在教学时，不必局限于教材所举的例子，可以结合本地区的实际，补充学生熟悉的事例，或者引导学生运用所学知识分析当前面临的社会问题，探讨解决问题的途径，切实体现STS思想。

3．既讲成果，也讲差距

细胞工程是一门有着美好发展前景的科学技术，有的成果已经在生产上应用，如试管苗的快速繁殖、单克隆抗体诊断盒等。但是总的来说、细胞工程的许多成果目前还停留在实验室研究阶段，距离实际推广应用还有一定距离。因此，教师在给学生介绍细胞工程取得的进展时，不仅讲成果，也要讲差距。尤其要让学生们了解，在每一项成果之后，都有许多科学家的艰辛劳动。激励学主迎难而上，顽强拼搏，为攻克科学难关而发奋学习。

4．注意对学生进行科学方法的训练

教材在讲述单克隆抗体的制备时，隐含了对科学研究方法的介绍。单克隆抗体制备成功的关键，在于正确选择了用于杂交的两种细胞。教师可以结合《动物细胞工程》这一小节习题中的简答题“制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？”启发学生思考，对学生进行科学方法的训练。