今天讀書內(nèi)容：細(xì)胞器之間的分工合作。

本節(jié)問題探討以我國(guó)自行研制C919飛機(jī)為背景，要求學(xué)生分析研制中各部門的分工與合作，類比細(xì)胞中不同結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。其中隱含整體和局部的觀念以及對(duì)細(xì)胞內(nèi)各組分協(xié)調(diào)關(guān)系的理解；同時(shí)也能引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注我國(guó)的科技發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷。

新教材中差速離心法的原理介紹更清楚了，學(xué)生能夠通過(guò)閱讀教材即明確差速離心是分級(jí)分離的?，F(xiàn)行教材介紹差速離心時(shí)過(guò)于概括，不利于學(xué)生理解。

新教材介紹細(xì)胞器之間的分工時(shí)，著重強(qiáng)調(diào)各細(xì)胞器的功能，而非形態(tài)和結(jié)構(gòu)。一些重要的細(xì)胞器如線粒體和葉綠體的結(jié)構(gòu)分別安排在細(xì)胞呼吸和光合作用中進(jìn)行介紹。受教輔資料的影響，教師多會(huì)在此處補(bǔ)充細(xì)胞器結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，這樣課堂會(huì)略顯單調(diào)、乏味；而且這一節(jié)的主題最終要落到細(xì)胞器之間既有分工又有合作上來(lái)，過(guò)于強(qiáng)調(diào)細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)會(huì)沖淡這一主題。

新教材換用了全新的動(dòng)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，更加美觀；并且圍繞動(dòng)植物細(xì)胞展示其中的細(xì)胞器，避免了現(xiàn)行教材分開處理給人帶來(lái)的散亂感。

新教材圖示中存在胞間連絲，但是這個(gè)結(jié)構(gòu)并不是本節(jié)的要點(diǎn)，所以沒有標(biāo)注。但我個(gè)人覺得，既然剛剛學(xué)習(xí)過(guò)細(xì)胞間的信息交流可以通過(guò)胞間連絲進(jìn)行，那么讓學(xué)生了解一下胞間連絲還是必要的；同時(shí)也可以讓學(xué)生明確植物細(xì)胞是共質(zhì)體的。

如圖所示我添加的紅線對(duì)應(yīng)的細(xì)胞壁屬于圖示細(xì)胞，而綠線對(duì)應(yīng)的細(xì)胞壁屬于它旁邊的細(xì)胞。相鄰細(xì)胞的細(xì)胞壁中間形成了連續(xù)的“通道”（細(xì)胞壁上的“小孔”），并且相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜是連通的，甚至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也是連通的。正是由于胞間連絲的存在，相連兩個(gè)植物細(xì)胞之間可以進(jìn)行直接的物質(zhì)交換和信息交流。

新教材對(duì)于液泡和溶酶體存在的場(chǎng)所表述比較曖昧。“液泡主要存在于植物的細(xì)胞中”，“溶酶體主要分布在動(dòng)物細(xì)胞中”。

對(duì)于液泡來(lái)說(shuō)，該詞常出現(xiàn)在植物學(xué)中，研究無(wú)脊椎動(dòng)物學(xué)的人也使用液泡，有人把原生生物中的伸縮泡稱之為液泡。教材這里的敘述主要是為了更嚴(yán)謹(jǐn)。

現(xiàn)行教材認(rèn)為動(dòng)植物細(xì)胞都具有溶酶體。一些專業(yè)書將溶酶體限定在動(dòng)物細(xì)胞中。植物細(xì)胞中的圓球體具有酸性水解酶，也有人將其稱為“植物的溶酶體”，但是圓球體的膜是單層磷脂構(gòu)成，圓球體還能聚集脂肪，這些和溶酶體不同。植物液泡也具有部分動(dòng)物溶酶體的作用（一些酸性水解酶類以及參與細(xì)胞自噬），但普遍仍認(rèn)為液泡不同于溶酶體。

新教材的表述是“中心體分布在動(dòng)物和低等植物細(xì)胞中”。我查閱了一篇有關(guān)中心體的綜述文獻(xiàn)^[1]。其中的關(guān)鍵內(nèi)容見下圖：

根據(jù)該文所述，賈第蟲（Giardia）、裸藻（Euglena）、纖毛蟲（ciliates）、動(dòng)物、綠藻（Green algae）、低等植物【lower plants，苔蘚（moss）和蕨類（ferns）】是含有中心體的，而紅藻（Red algae）、真菌（fungi）和陸生高等植物（higher land plants）不含有中心體。該文作者對(duì)植物高等和低等的劃分和我們的傳統(tǒng)有差異，我們一般認(rèn)為從苔蘚開始就算高等植物了，蕨類同樣也是高等植物，它們是具有中心體的。同時(shí)我們還會(huì)注意到，作為低等植物的紅藻類是沒有中心體的。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能的表述變化有兩點(diǎn)：一、不再明確提內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的車間，二、增加了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為運(yùn)輸通道的作用。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能合成脂質(zhì)，這個(gè)提法本身并沒有問題，新教材刪去了這個(gè)表述，可能考慮該功能的表述過(guò)于孤立、突兀，不利于強(qiáng)調(diào)本節(jié)的主題——細(xì)胞器間的分工合作用。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)相關(guān)的功能可以為后來(lái)分泌蛋白的合成和運(yùn)輸做鋪墊，也可以盡量避免一些模擬題片面孤立的考察教材上的零散知識(shí)。

新教材對(duì)細(xì)胞骨架的介紹相對(duì)簡(jiǎn)略。曾經(jīng)有人問起細(xì)胞骨架和細(xì)胞器之間是什么關(guān)系，為此我查了一下，關(guān)于細(xì)胞器的定義。最苛刻的定義中只把線粒體和葉綠體視作細(xì)胞器；稍微寬松一點(diǎn)，把膜性結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞器；最寬松則把大分子復(fù)合體也稱為細(xì)胞器。我們看到教材把核糖體（rRNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的大分子復(fù)合體）等也視作細(xì)胞器。從這個(gè)角度看，新教材選擇了細(xì)胞器最寬松的定義，因此細(xì)胞骨架作為大分子復(fù)合體也屬于細(xì)胞器。

由于教材重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了真核細(xì)胞的細(xì)胞骨架，很多教輔就想當(dāng)然地認(rèn)為原核細(xì)胞沒有細(xì)胞骨架。其實(shí)，一般認(rèn)為原核細(xì)胞也是具有細(xì)胞骨架系統(tǒng)的，有興趣的朋友可以自行檢索細(xì)胞骨架蛋白FtsZ、MerB等詞條，這里就不再提了。

這是一個(gè)很多教師關(guān)心的問題，因?yàn)榻梯o們常玩。世界上第一臺(tái)電子顯微鏡出現(xiàn)在1928年，在此之前科學(xué)家不可能使用電子顯微鏡觀察細(xì)胞器，因此1928年之前確認(rèn)的細(xì)胞器，只能通過(guò)光學(xué)顯微鏡發(fā)現(xiàn)。

比如中心體，Edouard Van Beneden在1883年就觀察到了中心體，彼時(shí)科學(xué)家沒有電子顯微鏡可用，因此光學(xué)顯微鏡下是可以看到中心體的。我們使用光學(xué)顯微鏡不能看到中心體，一方面是因?yàn)槠胀ǜ咧械墓鈱W(xué)顯微鏡分辨率不高；另一方面中心體沒有明顯的光學(xué)特征，需要染色后才能看到。類似的很多細(xì)胞器都是通過(guò)染色處理，然后在顯微鏡下觀察其存在。當(dāng)然，光學(xué)顯微鏡只能確認(rèn)細(xì)胞器的存在，并不能觀察到這些細(xì)胞器內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)，細(xì)胞器精細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察還需要借助于電子顯微鏡。

與現(xiàn)行教材相比，改動(dòng)主要有兩點(diǎn)：1、刪去了線粒體觀察；2、觀察葉綠體時(shí)，除了形態(tài)和分布的要求外，還要求觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)。

刪去了線粒體的觀察，我猜測(cè)主要是基于課時(shí)安排的需要。這節(jié)課的建議課時(shí)是兩課時(shí)，其中還包括了實(shí)驗(yàn)，完成起來(lái)難度比較大，如果再安排線粒體的觀察，就更難完成教學(xué)內(nèi)容了。與此同時(shí)，葉綠體觀察已經(jīng)讓學(xué)生親自體驗(yàn)了用高倍鏡觀察葉綠體，能夠確認(rèn)細(xì)胞器的真實(shí)存在，已然達(dá)到了預(yù)定的教學(xué)目的。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們做的體會(huì)是：盡量選擇黑藻。一方面黑藻可以直接制成裝片進(jìn)行觀察，不需要像菠菜那樣要撕取葉下表皮，不熟練的同學(xué)可能一節(jié)課都撕不好。另一方面，黑藻的細(xì)胞質(zhì)環(huán)流特別明顯，有些地方開展這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，天氣有些冷，胞質(zhì)環(huán)流不明顯，可以將黑藻在溫水中放一會(huì)再觀察。

最后，我再啰嗦一句：黑藻不是低等藻類植物，它是單子葉植物。

[1]Marshall W. F.: Centrioleevolution. Current Opinion in Cell Biology,2009,21(1):14–15.