關(guān)于浙教版高中生物新教材的幾點(diǎn)建議

徐海英

浙教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物新教材選修本3(以下簡(jiǎn)稱新教材)已于2008年8月在浙江全省地區(qū)試用。新教材較以前的老教材(選修)在內(nèi)容的選擇上更遵循時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性三個(gè)原則。本模塊教材呈現(xiàn)的基因工程、克隆技術(shù)和胚胎工程基本上是在微觀方面反映生物科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展,而生態(tài)工程則更多地反映了在宏觀方面的時(shí)代性,生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題則把生物科學(xué)技術(shù)和社會(huì)緊密聯(lián)系在一起,更具有強(qiáng)烈的時(shí)代性。但在教學(xué)過(guò)程中我們也發(fā)現(xiàn)新教材以及配套的教師教學(xué)用書(以下簡(jiǎn)稱教參)從形式到內(nèi)容還存在著一些值得商榷的地方,現(xiàn)匯總?cè)缦?供參考。

一、 關(guān)于第一章 《基因工程》的幾點(diǎn)建議

問(wèn)題1新教材本章與老教材第二、三章內(nèi)容的脫節(jié)

(1)在關(guān)于新教材本章引言教學(xué)中,我們都發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)問(wèn)題:引言的內(nèi)容“基因工程不僅在基因的結(jié)構(gòu)、功能和表達(dá)調(diào)控等基礎(chǔ)理論”,對(duì)于學(xué)完必修三個(gè)模塊的高二學(xué)生來(lái)說(shuō),就很難理解基因的結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)調(diào)控,而老教材第三章中是有知識(shí)講解的。具體的原因是:教材在編寫過(guò)程中,沒(méi)有考慮學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ),可能錯(cuò)認(rèn)為學(xué)生已學(xué)習(xí)了老選修了。對(duì)于很多有興趣的學(xué)生我們是通過(guò)補(bǔ)充講授及學(xué)生自主資料查閱來(lái)完成,但還是覺(jué)得很吃力,學(xué)生也感到難以接受。

【建議】結(jié)合必修2中基因工程的知識(shí),在引言上對(duì)于基因工程的意義可作修改,以提高學(xué)生學(xué)習(xí)基因工程的知識(shí)連貫性。

(2)新教材P3“質(zhì)粒在細(xì)菌中以獨(dú)立于染色體之外的方式存在?！贝_實(shí)一般基因工程所用的質(zhì)粒主要是來(lái)自細(xì)菌的,但在質(zhì)粒的介紹中還是應(yīng)該比較準(zhǔn)確的。而且細(xì)菌沒(méi)有染色體,盡管高等教育中把細(xì)菌擬核的DNA可認(rèn)為是染色體。

【建議】結(jié)合老選修中基因工程的知識(shí),對(duì)于質(zhì)粒的介紹可修改為“質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的小型的雙鏈環(huán)狀DNA分子?！边@樣修改,對(duì)于概念中的“染色體外的”也能更好地理解。

(3)新教材P5“獲得目的基因通常有兩種方法?！逼渲袑?duì)于目的基因的序列是已知的,我們可以用化學(xué)方法合成目的基因或者用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增目的基因。在這里的化學(xué)合成方法應(yīng)該是指根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)后,利用DNA合成儀化學(xué)合成還是也包括了以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板反轉(zhuǎn)錄法合成。PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因是需要DNA模板的,用這種方法獲得目的基因應(yīng)該是獲得一定數(shù)量的目的基因,而并非從無(wú)到有的獲得;如果目的基因的核苷酸序列是未知的,新教材認(rèn)為建立一個(gè)包括目的基因在內(nèi)的基因文庫(kù)?；蛭膸?kù)的概念比較抽象。

【建議】我認(rèn)為應(yīng)該把“化學(xué)合成”改為“人工合成”包括反轉(zhuǎn)錄法和推測(cè)后的化學(xué)合成法。對(duì)于基因文庫(kù)的介紹可以稍微詳細(xì)些。如基因文庫(kù)的概念(用重組DNA技術(shù)將某種生物細(xì)胞的總DNA或染色體DNA的所有片斷隨機(jī)地連接到基因載體上,然后轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)乃拗骷?xì)胞中,通過(guò)細(xì)胞增殖而構(gòu)成各個(gè)片段的無(wú)性繁殖系(克隆),在制備的克隆數(shù)目多到可以把某種生物的全部基因都包含在內(nèi)的情況下,這一組克隆的總體就被稱為某種生物的基因文庫(kù)。)和基因文庫(kù)的建立。

(4) 新教材P14“植物葉綠體中的二磷酸核酮糖羧化酶”及“生物固氮”這兩方面的基因工程的最新嘗試。我們認(rèn)為內(nèi)容介紹有些脫離了學(xué)生已有的知識(shí)積淀,而老選修第二、三章是對(duì)C3和C4植物的光合作用過(guò)程及生物固氮都是作為章節(jié)具體介紹后再來(lái)學(xué)習(xí)基因工程的發(fā)展前景的。

【建議】既然光合作用及生物固氮對(duì)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量是非常重要的,可否對(duì)這兩部分內(nèi)容作適當(dāng)?shù)脑黾友a(bǔ)充,使知識(shí)成系統(tǒng)些。

問(wèn)題2新教材本章出現(xiàn)了一些陌生的生物名詞

(1)新教材P7“轉(zhuǎn)入了人胰島素基因的大腸桿菌,可以合成人胰島素原。經(jīng)進(jìn)一步的加工后可獲得具有生物活性的胰島素”,學(xué)生對(duì)于其中的胰島素原的理解,根據(jù)所學(xué)知識(shí),他們猜想是胰島素的前身,可能還是肽鏈,活性較低甚至沒(méi)有活性。那么對(duì)于為什么大腸桿菌內(nèi)目的基因表達(dá)出的只能是前身,學(xué)生也展開(kāi)了積極討論,最終得出大腸桿菌是細(xì)菌原核生物,細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器來(lái)對(duì)核糖體上合成的胰島素原進(jìn)行加工。

【建議】在這里并非教材編制上的修改,而是建議一線教師可以作為基因工程教學(xué)的好素材進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)討論,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的濃厚興趣。

(2)新教P9“圖1-5轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)生過(guò)程”這一示意圖我們認(rèn)為有兩點(diǎn)值得思考,一是圖中的Ti質(zhì)粒這一陌生名詞,二是該過(guò)程其實(shí)就是土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,也是植物基因工程最常用的目的基因?qū)敕ā?/p>

【建議】 對(duì)于Ti質(zhì)粒能否在教材或教參中作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充(Ti質(zhì)粒為植物根癌土壤桿菌中存在的質(zhì)粒,其特定部位與植物核內(nèi)DNA組合來(lái)表達(dá)信息,使植物細(xì)胞腫瘤化。即此質(zhì)粒既有在細(xì)菌中表達(dá)的基因,又有在高等植物中表達(dá)的基因,這是很獨(dú)特的。)對(duì)于土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的圖片呈現(xiàn)與人教版有些出入,我們經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn)新教材圖示為把重組質(zhì)粒導(dǎo)入植物細(xì)胞中,而人教版圖為將重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌后再讓土壤農(nóng)桿菌去感染植物細(xì)胞。通過(guò)資料的查閱我們認(rèn)為應(yīng)該是借助農(nóng)桿菌的感染實(shí)現(xiàn)外源基因向植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與整合的。

(3)新教材P15“蛋白質(zhì)工程是利用基因工程技術(shù)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,以便獲得具有理想生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)”,以及下一段落中“目前蛋白質(zhì)工程主要是改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì),通過(guò)修改蛋白質(zhì)中的氨基酸序列來(lái)改進(jìn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,提高蛋白質(zhì)的活性、穩(wěn)定性和產(chǎn)率?！钡鹊让枋龆际箤W(xué)生對(duì)本已陌生的蛋白質(zhì)工程更加有了錯(cuò)誤的理解,那就是蛋白質(zhì)工程的改造對(duì)象是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)工程怎么會(huì)是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的呢?

【建議】 我們知道“后基因組時(shí)代”將是“蛋白質(zhì)組學(xué)時(shí)代”,即從對(duì)基因信息的研究轉(zhuǎn)向?qū)Φ鞍踪|(zhì)信息的研究,包括研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用及蛋白質(zhì)相互關(guān)系和作用。而且作為“第二代基因工程”的蛋白質(zhì)工程應(yīng)該在概念、原理及主要步驟等方面作些介紹,能夠讓學(xué)生較全面地了解并與生物科學(xué)前沿相碰撞。

二、 關(guān)于第二章 《克隆技術(shù)》的幾點(diǎn)建議

問(wèn)題1新教材本章出現(xiàn)了一些在知識(shí)呈現(xiàn)上的顛倒和重復(fù)

(1)新教材P18“細(xì)胞水平克隆技術(shù)”,其中介紹了雜交瘤制備單克隆抗體及雜交瘤細(xì)胞系,這些是在本章第三節(jié)動(dòng)物克隆中具體講解的,這一深?yuàn)W復(fù)雜的技術(shù)給學(xué)生不知如何學(xué)習(xí)本章的感覺(jué)。

【建議】 對(duì)于細(xì)胞水平上的克隆技術(shù)能否舉出學(xué)生日常生活中常見(jiàn)的或可理解的實(shí)例,如我們把具有分裂能力的動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng),觀察到細(xì)胞數(shù)量增多,這樣就把知識(shí)要求大大降低,淺顯易懂。

(2)新教材P22在植物組織培養(yǎng)程序中已介紹了原生質(zhì)體培養(yǎng),在P24中再次介紹了原生質(zhì)體培養(yǎng),如果說(shuō)有所不同的話,那只能說(shuō)前面介紹了原生質(zhì)體的概念后面介紹了原生質(zhì)體的獲得。

【建議】原生質(zhì)體的培養(yǎng)本身對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)就是新的知識(shí),能否就把內(nèi)容有機(jī)地整合起來(lái)。

問(wèn)題2新教材本章出現(xiàn)了一些陌生的生物名詞和模糊的知識(shí)

(1)新教材P22介紹了植物組織培養(yǎng)通過(guò)獲得胚狀體來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這里涉及到搖床等實(shí)驗(yàn)器具以及胚性細(xì)胞、胚狀體等專業(yè)名詞。

【建議】對(duì)于植物組織培養(yǎng)中的一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)可以在教參中有所介紹。

在這里搖床的使用是單離細(xì)胞的方法——物理方法。這是最早采用且至今仍用得最多的方法。即懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞經(jīng)搖床振動(dòng)使細(xì)胞分散,如果向細(xì)胞懸浮液中吹入脈沖壓縮空氣,會(huì)使細(xì)胞分散得更好;分離時(shí)用鎳絲網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾,細(xì)胞大的植物種類用200一300目,細(xì)胞小的用400目。過(guò)濾后用500轉(zhuǎn)/分密度梯度離心5—10分鐘,使單離細(xì)腦沉淀在離心管底,收集之。