福建省泉州市安溪銘選中學(xué) 王金藝

紅細胞體積很小，直徑只有7—8μm，雙凹形，邊緣較厚，內(nèi)部充滿豐富的血紅蛋白，其中血紅蛋白約占細胞重量的32%，水占64%，其余4%為脂肪、糖類和各種電解質(zhì)。

一、以鐮刀型細胞貧血癥為例，培養(yǎng)生命觀念中的關(guān)鍵能力：結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀

在必修一P9“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”實驗時，讓學(xué)生用推片法制作血涂片，并引導(dǎo)觀察顯微鏡下的紅細胞的形態(tài)。首先比較新教材（人教版2019 年6 月第1 版）P80中正常人的紅細胞和鐮刀型細胞貧血癥患者的細胞結(jié)構(gòu)，引領(lǐng)學(xué)生有目的閱讀并理解細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的功能性變化：正常紅細胞具有彈性，易變形通過直徑比它還小的毛細血管；而鐮刀型細胞易破裂，導(dǎo)致溶血性貧血。然后，進一步深入到分子水平的本質(zhì)探究。利用新教材中兩種形態(tài)的mRNA、多肽鏈的排序進行異同性比較，使學(xué)生得出“基因突變”的概念、因果邏輯關(guān)系，也培養(yǎng)了學(xué)生的逆向思維能力。再者嘗試性地構(gòu)建增添、缺失、其他位置替換，讓學(xué)生查密碼子表，得出蛋白質(zhì)表達結(jié)構(gòu)的差異。最后重構(gòu)知識體系，與P78 苯丙氨酸的代謝圖聯(lián)系，增強學(xué)生結(jié)構(gòu)和功能的緊密聯(lián)系。

紅細胞的增生發(fā)育過程為：多能干細胞（造血干細胞）→單能干細胞→原始紅細胞→幼紅細胞（分早、中、晚三個時期）→網(wǎng)織紅細胞→成熟紅細胞。成熟過程中，血紅蛋白逐漸增加，細胞核活性逐漸衰減，從晚幼紅細胞開始失去分裂能力。成熟紅細胞無細胞核和細胞器，使紅細胞容納血紅蛋白的空間更大，使O2的攜帶能力加強。如果成熟紅細胞進行有氧呼吸，則O2會在細胞內(nèi)被利用損耗，影響O2的運輸效率。而且科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：哺乳動物成熟紅細胞缺乏有氧呼吸酶系，即使O2充足也不能進行有氧呼吸。后來證實哺乳動物成熟紅細胞只進行無氧呼吸，產(chǎn)物為乳酸而不是酒精。劉凝慧通過對21 種脊椎動物紅細胞變性能力進行測量發(fā)現(xiàn)，無核紅細胞具有較高的變性能力，雙凹平盤狀紅細胞變性能力強于其他形態(tài)，這無疑是動物進化中不斷適應(yīng)的結(jié)果。

二、利用P90“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗做變式探究，培養(yǎng)科學(xué)探究中的關(guān)鍵能力：觀察與提出問題、方案設(shè)計與實驗、結(jié)果分析與表達

設(shè)置探究任務(wù)：請設(shè)計方案探究“人的成熟紅細胞的細胞呼吸方式”。（1）提出問題：人的成熟紅細胞進行的是什么呼吸方式？（2）做出假設(shè)：人的成熟紅細胞進行的是無氧呼吸。（3）設(shè)計實驗：仿照P91 的兩套呼吸裝置。（4）進行實驗。（5）得出結(jié)論、交流討論。

與教材對應(yīng)，實驗結(jié)果應(yīng)為有氧呼吸裝置中石灰水不變渾濁，無氧呼吸裝置中錐形瓶內(nèi)的pH 應(yīng)變小。血液中有其他血細胞，能進行有氧呼吸。進而引導(dǎo)學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)，探討對變量的有效控制辦法，減少實驗誤差。

三、利用P64“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”培養(yǎng)理性思維中的關(guān)鍵能力：歸納與演繹、模型建構(gòu)、批判性思維

資料1：哺乳動物成熟紅細胞沒有細胞核及眾多的細胞器。資料2：幼紅細胞有細胞核和豐富的游離核糖體；網(wǎng)織紅細胞無核，殘留有核糖體。資料3：網(wǎng)織紅細胞中不再有新RNA 的合成，但經(jīng)檢測存在一定量的mRNA。

利用資料進行推理，歸納出成熟紅細胞的血紅蛋白一部分在幼紅細胞合成，少量在網(wǎng)址紅細胞合成。通過分析，建立血紅蛋白基因表達模型：

有核、有核糖體階段：血紅蛋白基因→血紅蛋白mRNA →血紅蛋白

無核、有核糖體階段：血紅蛋白mRNA →血紅蛋白

無核、無核糖體階段：不能合成

同時，可繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，如通過分析已可知血紅蛋白應(yīng)在游離核糖體合成，如果不是在游離核糖體而是在附著核糖體，那血紅蛋白將如何分布？

四、利用科學(xué)宣傳、社區(qū)服務(wù)培養(yǎng)社會責(zé)任中的關(guān)鍵能力：崇尚科學(xué)、健康生活

目前，我國的血液病中較常見的有缺鐵性貧血、營養(yǎng)不良性貧血、鐮刀型細胞貧血癥、白血病，學(xué)生可利用假期進行“貧血病科普”專題宣傳活動，讓社區(qū)居民加深對貧血種類、原理、病因和治療的了解，提升健康生活的理念。