深度读：高中生物学新教材—5
今天读书内容：细胞中的糖类和脂质。
本节问题探讨以动物细胞培养添加葡萄糖为情境，设计了两个问题。一个问题关于葡萄糖的作用，另一个问题意在说明糖类可以在细胞内转化为脂肪。部分学生更乐于接受生活化的情境，也可以用教材正文中北京鸭的例子，北京鸭主要吃的是糖，结果积累大量脂肪。这个例子和问题探讨中的例子有异曲同工之处。
新教材开门见山地提出，糖类是主要的能源物质。这个内容初中生物已有基础，学生在日常生活中也相对熟悉，并不会显得很突兀。至于糖类用作生物体的结构成分，则分散在纤维素和几丁质中进行介绍。
学生大都会有一个前科学概念：糖类是有甜味的物质。我们可以通过具体实例让学生体会到有些糖没有甜味，而有甜味的物质（如甘氨酸）也不一定是糖。这种认知上的冲突会促使学生思考糖到底是啥？
学生如果有简单的有机化学基础，可以讲讲糖类是多羟基的醛或者酮及其衍生物，在此基础上学生也能更好地理解还原糖和非还原糖。若缺乏有机化学基础，则直接过渡到“碳水化合物”，并让学生明确糖类分子都含有C、H和O。
与现行教材一致，新教材将糖类根据水解情况分为单糖、二糖和多糖等。我个人会跟学生提寡糖，并指出二糖属于寡糖。这样做是基于以下考虑：一方面处理糖被时可以直接说寡糖；另一方面，根据汉语习惯，三个或三个以上称为“多”，但是这用在多糖上是不对的，讲一下寡糖可以让学生更好地了解多糖。新教材这里不提寡糖，可能是出于简化教学内容的考虑，尽量避免涉及与概念建构关系不密切的专业术语，这更有利于学生掌握。只是将糖类分为单糖、二糖和多糖等几类物质时，这个“等”字是不能省的。
此处还可以从还原糖检测实验出发，将糖类分为还原糖和非还原糖。
现行教材讲“二糖必须水解成单糖才能被吸收”，这个说法是有限定范围的，比如说人确实不能直接吸收二糖，但是部分植物细胞可以吸收蔗糖，大肠杆菌还可以吸收乳糖等，新教材改成了“二糖一般要水解为单糖才能被细胞吸收”，这样的表述更严谨了。
我家小女儿曾被怀疑乳糖不耐受，因此我在自己的课堂常补充这个例子。正常婴幼儿体内含乳糖酶，该酶可以将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖，然后被人体吸收利用。有些婴儿可能缺乏乳糖酶，乳糖作为二糖不能被人体直接吸收利用；但是一些微生物却能利用乳糖，这会导致某些微生物大量繁殖，最终出现类似腹泻的症状。出现乳糖不耐受之后，只需要在乳汁或奶粉中加入乳糖酶就好。东亚人群进入童年阶段后，也会丧失分泌乳糖酶的能力，所以大部分东亚人进入青春期后并不适合喝鲜奶。
二糖的分布没有必要过分强调。新教材提到蔗糖和麦芽糖在部分植物细胞中含量丰富，乳糖主要存在于动物乳汁中。上述表述并不是说其它生物细胞中没有相应的糖。
从新教材图2-3（见上图）中可以看到，虽然淀粉、糖原和纤维的单体都是葡萄糖，但三种多糖中葡萄糖的连接方式有差异，这最终导致了三种多糖在结构上的差异，并最终反映到功能差异上。上述分析有助于学生形成结构和功能相适应的观念。
新教材用一个旁栏，介绍了糖尿病人需要控制馒头、米饭等主食的摄入。这个旁栏设计除了再次让学生明确淀粉的单体是葡萄糖外，更重要的是引导学生关注健康。
新教材还对糖原的表述做了些许变化，明确肝糖原可以分解补充血糖。习惯现行教材的教师可能会额外补充肌糖原不能分解，实际上肌糖原可以分解产生葡萄糖（6-磷酸葡萄糖），只是它留在了肌细胞中继续细胞呼吸，而不能运出补充血糖。
几丁质的介绍是新教材新加的。这里需要注意几丁质是含有N的，也就是说作为糖类，除了C、H、O之外，还可能含有其他元素。
此处借用《中国居民膳食指南（2016）》的控糖意见，指出日常饮食中很容易糖摄入过量，一些疾病则与长期糖摄入超标有着间接或间接的关系。这里的意图主要是引导学生关注生活、关注自身健康，从而促使学生建立健康的饮食习惯，控制高糖类副食的摄入。
新教材对脂质的介绍从学生比较熟悉的脂肪出发。这里脂质的元素组成必须强调，尤其是要强调脂质中含氧较少，含氢较多。
脂质不溶于水易溶于有机溶剂需要跟学生讲清楚，接下来一章讲细胞膜以及后续讲自由扩散时需要用到。
新教材这里设计了一个思考与讨论，涉及脂质在动植物体内的分布以及脂肪的作用。这个思考与讨论要紧密结合学生的生活经验，引发学生的兴趣和思考，提高学生的参与度。
学生要弄清单位质量的脂肪释放的热量比糖多，因此脂肪是更优良的储能物质；而脂肪之所以氧化分解释放的能量多，是因为脂肪含有更多的氢和更少的氧。暂时没有办法跟学生解释，为什么脂肪中氢多氧少就能释放出更多的能量。这里是一个伏笔，留待学习细胞呼吸后可以初步解开这个问题的部分面纱。
这里强调脂肪是良好的储能物质，但并不是说脂肪是唯一的储能物质。淀粉是植物体内的储能物质，糖原是动物体内的暂时储能物质，只是两者的储能效果都不如脂肪。
这部分内容是新教材加的，与学生的生活关系密切，有助于学生养成健康的生活方式。如若学生基础稍好，可以多讲讲不饱和脂肪酸，深入处理不饱和脂肪酸就会涉及到顺式脂肪酸和反式脂肪酸，新教材讲不饱和脂肪酸熔点较低不易凝固，这其实只是顺式脂肪酸的特性，反式脂肪酸反而很容易凝固。
与现行教材相比，新教材对磷脂元素组成的表述有小小的变动。“磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N”，这句话的意思是磷脂都含有C、H、O和P，有些还含有N。教材给出的磷脂示意图（见上图所示）中，和甘油相连的是磷酸化的胆碱（甘油的另两个羟基和脂肪酸相连），而胆碱恰恰是含有N的。教材这里给出的只是磷脂的一个例子，有些磷脂比如磷脂酰肌醇则是不含N的。
固醇类物质很多，新教材选择了胆固醇、性激素和维生素D进行简略介绍。选择的这三种固醇类物质要么学生比较有兴趣，要么就是和生活联系紧密。
一般认为胆固醇和人体健康关系密切，过量摄入胆固醇会影响健康。维生素D可以促进钙磷吸收，可以引导学生注意一些钙药广告中强调添加了维生素D。
新教材加了糖脂相互转化的内容，这部分内容刚好和本节问题探讨的问题相呼应。
在介绍糖类转化为脂肪时，还是应该讲清楚，血糖高时优先生成糖原，而糖原作为暂时性的糖库，其储量有限。生成糖原后，血糖含量还是处于较高水平，糖类才会转为脂肪等物质。反过来，氧化分解供能时，优先使用的是血糖和糖原，然后才是脂肪。概括起来就是：糖类很容易转化成脂肪，但脂肪不容易转化形成糖。这有助于人们认识到：增肥容易，减肥太难。日常生活中应该合理饮食，保持健康。
不过也有例外，比如我自己，每次体检都是甘油三酯偏低，而血糖一直都处于较高的临界水平，我猜测可能是糖类转化为脂肪过程中某些酶可能出了问题。这也是新教材吸引了我关注自己的健康。
本节主要让学生掌握“糖类有多种类型，它们既是细胞的重要组成成分，又是生命活动的主要能源物质”、“不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用”这两个概念。本章概念涉及的内容较多，并对学生后续学习非常重要，需要慎重选择教学内容，以服务于概念的建构和生物学核心素养的发展。
通过学习，学生能够了解到糖类和脂质不仅参与细胞的结构组成，也是细胞执行多项生命活动的物质基础，进一步发展学生对生命的物质观的认识。教材还通过旁栏思考题（糖尿病人限制主食摄入）、与社会的联系（控糖）、脂肪的作用（肥胖等）等安排了与健康相关的内容，这有助于学生提高健康意识，建立健康的饮食习惯。淀粉、糖原和纤维素的单体相同，但结构不同，最终功能也不同，这有助于学生形成结构和功能相适应的观念。