高中生物概念教學(xué)需嚴(yán)謹(jǐn)

諸劍虹

高中生物學(xué)教學(xué)目的是讓學(xué)生獲得生物科技基礎(chǔ)知識(shí)并了解其應(yīng)用，初步學(xué)會(huì)生物科學(xué)探究方法，提高生物實(shí)驗(yàn)基本技能、獲取新知、信息搜集處理、分析解決問題、合作交流的能力，通過認(rèn)識(shí)生物科學(xué)本質(zhì)來提高對(duì)生物科學(xué)探索的興趣并增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，形成科學(xué)的世界觀和價(jià)值觀。而大自然種類繁多的生物中存在著一些生命本質(zhì)共性的規(guī)律，這些從大量事實(shí)中歸納抽提出的事物本質(zhì)構(gòu)成了概念。高中生物學(xué)教學(xué)要教給學(xué)生規(guī)律性的東西，因?yàn)樯锟茖W(xué)事實(shí)太龐雜了，通過概念教學(xué)能使學(xué)習(xí)深入到生命本質(zhì)。學(xué)習(xí)結(jié)果是學(xué)生會(huì)忘掉很多具體的事實(shí)，而長(zhǎng)期保留的是學(xué)到的概念和抽提概念的方法和應(yīng)用。同樣概念間的聯(lián)系學(xué)習(xí)可提高學(xué)習(xí)效率，成為一個(gè)有科學(xué)素養(yǎng)的人，能面對(duì)生活中遇到生物學(xué)相關(guān)問題做出合理的分析和決策。因此嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍罱虒W(xué)能讓學(xué)生問題分析入木三分并觸類旁通，從而有助于他們將來勇敢地面對(duì)問題和解決問題，提高生活質(zhì)量。而一個(gè)概念應(yīng)該具有特定的內(nèi)涵和外延，畢竟一個(gè)概念不能包羅萬象而概念又要具有簡(jiǎn)潔性，因而概念的適用范圍就需明確，否則易張冠李戴得出錯(cuò)誤結(jié)論。

1 概念不是一成不變的

隨著生物學(xué)的快速發(fā)展，人們的認(rèn)識(shí)不斷深入，概念也在不斷發(fā)展中。如病毒的發(fā)現(xiàn)使得典型的中心法則得到補(bǔ)充（RNA自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄），基因概念得到擴(kuò)展（有遺傳效應(yīng)的核酸片段），同樣細(xì)胞學(xué)說認(rèn)為一切生物由細(xì)胞構(gòu)成說的過于絕對(duì)（病毒不是細(xì)胞構(gòu)成的）。

隨著教學(xué)內(nèi)容的增多，原來為了簡(jiǎn)化認(rèn)識(shí)而闡述的概念與結(jié)論就顯得不再嚴(yán)謹(jǐn)。如初學(xué)減數(shù)分裂時(shí)，學(xué)生可得出配子不含同源染色體，細(xì)胞不均等分裂為卵細(xì)胞形成過程；等學(xué)過多倍體后進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到染色體組及二倍體的配子才不含同源染色體；學(xué)過卵裂后才認(rèn)識(shí)到不均等分裂也可發(fā)生在有絲分裂。初學(xué)有絲分裂時(shí)，學(xué)生知道染色體有1個(gè)著絲粒和2條臂，復(fù)制后姐妹染色體時(shí)染色體數(shù)∶DNA數(shù)為1∶2，但學(xué)過端著絲粒染色體后發(fā)現(xiàn)只含2條臂的染色體也可能含染色單體。根據(jù)同源非姐妹染色單體間交叉互換和非同源染色體自由組合發(fā)生基因重組，歸納出基因重組發(fā)生在真核核基因減數(shù)第一次分裂的過程中；學(xué)過基因工程后認(rèn)識(shí)到廣義的基因重組還包括基因工程和R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌過程，適用范圍擴(kuò)展到全部生物。

2 概念具有適用范圍

生物學(xué)是通過繁雜的各種生物現(xiàn)象中抽提出一般規(guī)律，因而存在著大量的例外，概念的使用需注意其適用范圍。如浙科版必修1教材85頁中寫道“進(jìn)行光合作用的生物包括植物、藻類和某些細(xì)菌，它們以二氧化碳和水為原料，通過葉綠體，利用光能合成糖類等有機(jī)物質(zhì)”，顯然通過葉綠體的光合作用不應(yīng)包括光合細(xì)菌。95頁“在光照條件下，人們測(cè)得的CO2吸收量是植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量，叫表觀光合速率”，這里的適用條件是指植物個(gè)體，當(dāng)植物表觀光合速率為0時(shí)，其葉肉細(xì)胞表觀光合速率>0，葉綠體從外界環(huán)境吸收的CO2總量卻是真正光合速率，因此辨析二者光合速率時(shí)不僅需注意區(qū)別產(chǎn)生量還是釋放量，還要注意對(duì)象是個(gè)體、細(xì)胞或是細(xì)胞器。測(cè)定表觀光合速率時(shí)用NaCO3、細(xì)胞呼吸時(shí)用NaOH，變化的都是O2量，而用清水時(shí)測(cè)定變化的是O2和CO2的差值或?qū)φ战M的物理因素改變。在測(cè)定細(xì)胞呼吸時(shí)，若隨O2濃度增加，其O2吸收量和CO2釋放量相等時(shí)只進(jìn)行需氧呼吸，該結(jié)論的前提是呼吸底物為糖類；若隨O2濃度進(jìn)一步增加時(shí)O2吸收量>CO2釋放量，說明有非糖物質(zhì)（如脂質(zhì)）成為呼吸底物，則假設(shè)只進(jìn)行需氧呼吸，則O2吸收量>CO2釋放量；可見此情境下O2吸收量和CO2釋放量相等時(shí)既有需氧呼吸也有厭氧呼吸。

3 概念推論不能絕對(duì)化

教師由于教學(xué)的需要，常常需要通過實(shí)例展示、分析和歸納出言簡(jiǎn)意賅的系列結(jié)論，促進(jìn)學(xué)生快速獲得并運(yùn)用這些結(jié)論或規(guī)律。然而生物學(xué)畢竟是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，很多想當(dāng)然的推論也許并不恰當(dāng)甚至錯(cuò)誤的，需要教師時(shí)刻反思來盡量避免誤人子弟。如DNA雙鏈含氫鍵，推出RNA單鏈不含氫鍵（tRNA含氫鍵）；真核核基因轉(zhuǎn)錄修飾的地點(diǎn)在細(xì)胞核，而翻譯在核糖體，推導(dǎo)出邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯過程只發(fā)生在原核細(xì)胞（如2013年浙江卷第三題邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯過程圖示，D項(xiàng)中“該過程發(fā)生在真核細(xì)胞中”被判為錯(cuò)誤，事實(shí)上真核細(xì)胞的質(zhì)基因是能發(fā)生邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯的）。

浙科版必修2教材中7頁寫道“由兩個(gè)基因型相同的配子結(jié)合而成的個(gè)體，即稱為純合子”，如CC或cc即為純合子，純合子自交后代仍是純合子，不會(huì)出現(xiàn)性狀分離，即穩(wěn)定遺傳，但由此推出能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體為純合子（Cc雜合子自交會(huì)性狀分離，但若白花→紅花由基因A控制，紅花→黑花由基因B控制，則白花基因型aa__，其自交后代仍是白花，但不能由此推出該白花為純合子，如aaBb）。那么純合子就能穩(wěn)定遺傳了嗎？若Aa個(gè)體遇寒潮可能產(chǎn)生Aa的雌雄配子，一旦自交就可能形成新物種AAaa，而AAaa自交后代性狀分離比35∶1。由此推出純合子只產(chǎn)生一種配子、能穩(wěn)定遺傳的適用條件是針對(duì)二倍體，如單倍體育種能顯著縮短育種年限，因?yàn)槟芸焖佾@得純種，對(duì)于多倍體AAaa利用單倍體育種就不一定了。

判斷遺傳方式時(shí)，教師常會(huì)總結(jié)：① 無中生有為隱性而有中生無為顯性，但若涉及多因一效就可能出現(xiàn)矛盾。如2012年山東高考卷第六題：第Ⅱ代一對(duì)患病夫婦的雙方父母正常且所生子女也正常，用單基因遺傳病無法解釋而用雙顯才正常即可解釋，為此2013江蘇卷也考了同樣問題。② 后代表型有明顯的性別差異為伴性遺傳，但若涉及從性遺傳就會(huì)發(fā)現(xiàn)又是例外[如實(shí)驗(yàn)一：P（♂）純長(zhǎng)毛×純短毛（♀）→F1雄兔全為長(zhǎng)毛、雌兔全為短毛，實(shí)驗(yàn)二：F1雌雄個(gè)體交配→F2雄兔長(zhǎng)毛∶短毛=3∶1、雌兔長(zhǎng)毛∶短毛=1∶3。顯然若按伴性假設(shè)則F2雌雄兔長(zhǎng)毛∶短毛=1∶1而不符合，若按從性遺傳AA長(zhǎng)毛、aa短毛而Aa♂長(zhǎng)毛、Aa♀短毛假設(shè)則可解釋，并可用測(cè)交來驗(yàn)證假設(shè)]。同理后代出現(xiàn)9∶3∶3∶1分離比時(shí)，可推出親本為雙雜自交，而出現(xiàn)3∶1分離比時(shí)可推出親本為單雜自交，事實(shí)上也可表示雙顯才視覺正常時(shí)的雙雜測(cè)交后代性狀分離比。

計(jì)算1個(gè)AaBb的精原細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生的精細(xì)胞種類數(shù)時(shí)，若只考慮自由組合時(shí)產(chǎn)生2種，若考慮連鎖互換時(shí)產(chǎn)生4種，但已知1個(gè)AaBb的精原細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab 4種精細(xì)胞時(shí)，并不能推出相應(yīng)基因位置，連鎖互換或獨(dú)立遺傳但其中1對(duì)發(fā)生互換結(jié)果相同。由此可見，等位基因分離發(fā)生在減Ⅰ后期的前提不考慮互換，類似的姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因，既有可能來源于交叉互換也可能來自于基因突變，若同源染色體上相同基因成單為突變、成雙最可能為互換。又如肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)—肽鏈數(shù)，該結(jié)論并未考慮環(huán)狀多肽，鑒定蛋白質(zhì)用雙縮脲試劑而使雙縮脲試劑變紫色的還可能是多肽或雙縮脲。

概念教學(xué)是培育科學(xué)素養(yǎng)、能力提升的重要手段，教師要拓展視野，多加推敲與研究，才能減少誤區(qū)并有利于學(xué)生養(yǎng)成發(fā)展的世界觀。如反密碼子CGG只能識(shí)別密碼子GCC，說明密碼子與反密碼子的閱讀并不同向，查閱資料可知DNA聚合酶、RNA聚合酶按3'→5'，核糖體按5'→3'方向識(shí)別移動(dòng)，反密碼子按3'→5'而密碼子按5'→3'閱讀。正因?yàn)楹怂嵊蟹较蛐?，DNA復(fù)制的前導(dǎo)鏈連續(xù)而后導(dǎo)鏈成岡崎片段，說明DNA復(fù)制還需要DNA連接酶。