在中學(xué)生物教學(xué)中對高等教材的處理和應(yīng)用

李進(jìn)京

在中學(xué)從事生物學(xué)教學(xué)的教師大都經(jīng)過高等教育，因此也系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過生物學(xué)方面的大學(xué)教材。在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中，如果教師能恰當(dāng)利用大學(xué)教材，則能起到如虎添翼的作用，如果利用不當(dāng)，則事倍功半。如何利用高等教材，從而達(dá)到理想的教學(xué)效果呢？筆者結(jié)合自己的體會，談?wù)勅绾卧谥袑W(xué)生物教學(xué)中正確處理和應(yīng)用高等教材。

1 對待高等教材與中學(xué)教材中不一致的概念知識的方法

有些概念或生物學(xué)知識在中學(xué)教材與大學(xué)教材中說法的不一致，教師在教學(xué)過程中不要提及大學(xué)教材的說法，應(yīng)以中學(xué)教材為準(zhǔn)。

如關(guān)于細(xì)胞核，高等教材中把它歸屬于細(xì)胞器，認(rèn)為它是存在于真核細(xì)胞中的封閉式膜狀細(xì)胞器。但在中學(xué)教材中，真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和細(xì)胞壁（植物細(xì)胞及酵母菌等具有），并且把細(xì)胞質(zhì)又分為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器，即把細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)歸于同一個分類層次上。在中學(xué)階段教授細(xì)胞結(jié)構(gòu)知識時，教師就應(yīng)以中學(xué)教材為標(biāo)準(zhǔn)，并讓學(xué)生明確細(xì)胞核是與細(xì)胞質(zhì)并列的結(jié)構(gòu)，同時也是原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的根本區(qū)別點。

又如關(guān)于四分體的概念，中學(xué)教材中把在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會的一對同源染色體稱為一個四分體。而在高等教材中卻是敘述在減數(shù)第一次分裂中分裂前期的偶線期中，每一對同源染色體互相配對稱聯(lián)會，聯(lián)會的結(jié)果是每對同源染色體形成一個二價體，不稱為四分體。在高等教材中的四分體是這樣定義的，即認(rèn)為減數(shù)分裂的結(jié)果通常是由一個母細(xì)胞產(chǎn)生四個子細(xì)胞，稱為四分體。所以有關(guān)四分體的知識在高等教材與中學(xué)生物教材中也是不一致的。但教師在教學(xué)中應(yīng)以中學(xué)教材為準(zhǔn)，切不可提及二價體等知識。

2 不過多補充中學(xué)生物教材中不涉及的高等教材知識

有些生物學(xué)教師喜歡在教學(xué)過程中補充高等教材知識，恰當(dāng)?shù)难a充會增加學(xué)生的興趣，提高教學(xué)效率，但是不能過多地補充高等教材知識，否則會加重學(xué)生負(fù)擔(dān)。如關(guān)于遺傳規(guī)律9∶3∶3∶1的各種變形中，教師不應(yīng)提及基因互補作用、基因上位、抑制作用等概念。在考試中如果涉及到這些問題，試題題干中會以新信息的形式呈現(xiàn)，學(xué)生只要會利用題中給出的信息結(jié)合遺傳規(guī)律解決問題即可。在歷年的高考試題中，這也是一種常見的考查方式。

【例1】 （2016·江蘇卷節(jié)選）在光合作用過程中，CO2與RuBP（五碳化合物）結(jié)合的直接產(chǎn)物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三個。圖1為葉肉細(xì)胞中部分代謝途徑示意圖。

淀粉是暫時存儲的光合作用產(chǎn)物，其合成場所應(yīng)該在葉綠體的 。淀粉運出葉綠體時先水解成TP或 ，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細(xì)胞質(zhì)中，合成由 糖構(gòu)成的蔗糖，運出葉肉細(xì)胞。

分析：此題中有關(guān)RuBP和磷酸丙糖去路等光合作用知識在高中生物教材中未介紹，但學(xué)生根據(jù)題中給出的信息，并結(jié)合中學(xué)教材介紹的已有知識就能解答。

淀粉合成場所位于葉綠體基質(zhì)。根據(jù)圖示，葉綠體膜上存在六碳糖載體，淀粉被運出葉綠體時先水解成TP或六碳糖，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細(xì)胞質(zhì)中。蔗糖由葡萄糖和果糖結(jié)合而成。

答案：基質(zhì)中 葡萄糖 葡萄糖和果糖

3 分析某些中學(xué)生物試題時，不需考慮高等教材的復(fù)雜知識

以伴性遺傳為例，在中學(xué)生物教材中介紹有關(guān)X、Y型性別決定的伴性遺傳時，只介紹了伴X遺傳，并且還只考慮X染色體的非同源區(qū)段。個別教師在教學(xué)過程中可能還會介紹伴Y遺傳。即使這樣，伴Y遺傳也只是考慮Y染色體的非同源區(qū)段。

這樣學(xué)生在分析有關(guān)遺傳方式時，除了排除不可能是伴Y遺傳時，只考慮某基因是否位于X染色體上即可（即只考慮位于X染色體的非同源區(qū)段），如果基因不在X染色體上即為常染色體遺傳。如分析某遺傳病遺傳方式，如果父母都正常，但生育一個患病女孩，即確定為常染色體隱性遺傳。

【例2】 （2016·全國課標(biāo)Ⅰ卷）已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學(xué)甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。同學(xué)乙用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結(jié)果，回答下列問題：

（1） 僅根據(jù)同學(xué)甲的實驗，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性？

（2） 請用同學(xué)甲得到的子代果蠅為材料設(shè)計兩個不同的實驗，這兩個實驗都能獨立證明同學(xué)乙的結(jié)論（要求：每個實驗只用一個雜交組合，并指出支持同學(xué)乙結(jié)論的預(yù)期實驗結(jié)果）。

分析：該題要求判斷某基因在染色體的位置，在此只考慮是否位于X染色體的非同源區(qū)段，不用考慮了。如果在教學(xué)中，教師過多介紹XY染色體同源區(qū)段知識，部分學(xué)生再考慮XY染色體同源區(qū)段遺傳情況時，就無法對題進(jìn)行正確的解答。

（1） 由于常染色體雜合子測交情況下也符合題干中的比例，故不能僅根據(jù)甲同學(xué)實驗結(jié)果判斷控制黃體的基因位于X染色體上，也不能證明控制黃體的基因表現(xiàn)為隱性。

（2） 設(shè)控制灰體的基因為A，控制黃體的基因為a，假定相關(guān)基因位于X染色體上，則同學(xué)甲的實驗中，親本黃體雄蠅基因型為XaY，而雜交子代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型且分離比為1∶1∶1∶1，則親本灰體雌蠅為雜合子，即XAXa，遺傳圖解如圖1所示。

F1代果蠅中雜交方式共有4種。其中，灰體雌蠅和黃體雄蠅雜交組合與親本相同，由（1）可知無法證明同學(xué)乙的結(jié)論。而黃體雌蠅與黃體雄蠅雜交組合中，子代均為黃體，無性狀分離，亦無法證明同學(xué)乙的結(jié)論。故應(yīng)考慮采用灰體雌蠅與灰體雄蠅、黃體雌蠅與灰體雄蠅的雜交組合，遺傳圖解如圖2所示?；殷w雌蠅與灰體雄蠅雜交：

由圖解可知，灰體雌蠅與灰體雄蠅雜交，后代表型為：雌性個體全為灰體，雄性個體灰體與黃體比例接近1∶1。黃體雌蠅與灰體雄蠅雜交的遺傳圖解如圖3所示。

由圖解可知，黃體雌蠅與灰體雄蠅雜交，后代表現(xiàn)型為雌性個體全為灰體，雄性個體全為黃體。

答案（1） 不能

（2） 實驗1：雜交組合：♀灰體×♂灰體

預(yù)期結(jié)果：子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體，雄性中一半表現(xiàn)為灰體，另一半表現(xiàn)為黃體

實驗2：雜交組合：♀黃體×♂灰體

預(yù)期結(jié)果：子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體，雄性都表現(xiàn)為黃體

當(dāng)然，有關(guān)X、Y染色體同源區(qū)段的知識在高考中并非不會涉及，比如在2005年廣東卷、2007年全國卷中都考查了X、Y染色體同源區(qū)段的知識。不過根據(jù)題中給出的有效信息就能分析了。因此在教學(xué)中，教師應(yīng)讓學(xué)生明確，除非題中給出了X、Y染色體同源區(qū)段信息，否則就不需要考慮這些知識。

4 不要脫離高等教材知識，給學(xué)生總結(jié)一些具有科學(xué)性錯誤的知識

前面分析了不能在教學(xué)中過多地引入大學(xué)教材知識，但是在中學(xué)教學(xué)中也不能完全脫離大學(xué)教材。

不少教師在從事教學(xué)工作較長時間后，會對高等教材知識越來越模糊。這樣可能在對中學(xué)教材的某些知識進(jìn)行一些拓展性規(guī)律總結(jié)時，存在科學(xué)性錯誤。

如在學(xué)習(xí)真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)時，一些教師根據(jù)蛔蟲寄生在腸道的特點，認(rèn)為腸道中缺少氧氣，不能進(jìn)行有氧呼吸，所以蛔蟲長期生活在無氧環(huán)境中，線粒體會退化，即總結(jié)為真核細(xì)胞一般都有線粒體，但蛔蟲無線粒體。這個總結(jié)的所謂特例被眾多教輔資料廣泛引用，并傳授給學(xué)生。其實只要在百度中隨便輸入一個“蛔蟲線粒體”的關(guān)鍵詞，就會出現(xiàn)不少關(guān)于蛔蟲線粒體方面研究的文章。教師只要了解一下蛔蟲的生活史，就能了解蛔蟲是否有線粒體了。

蛔蟲的發(fā)育過程包括蟲卵在外界土壤中的發(fā)育和蟲體在人體內(nèi)發(fā)育的兩個階段。其生活史不需要中間宿主。自人體排出的蛔蟲卵有受精卵和未受精卵兩種。其中散布于土壤中的受精蛔蟲卵，在潮濕、蔭蔽、氧氣充足和溫度適宜（21～30℃）的條件下，約經(jīng)2周，蟲卵就會發(fā)育為幼蟲。再經(jīng)過1周，幼蟲進(jìn)行第一次蛻皮后變?yōu)槎谟紫x，此時稱為感染期卵。當(dāng)人體誤食含有感染期卵的食物后，在小腸環(huán)境的條件下卵內(nèi)幼蟲會自卵殼孵出。孵出的幼蟲侵入小腸黏膜和黏膜下層，并鉆入腸壁小靜脈或淋巴管，經(jīng)門靜脈系統(tǒng)到肝，再經(jīng)右心到肺，幼蟲穿過肺毛細(xì)血管進(jìn)入肺泡。在此，幼蟲經(jīng)過第二次及第三次蛻皮最后發(fā)育為四期幼蟲，然后又沿支氣管、氣管移行到咽，被吞咽入食管，經(jīng)胃到小腸，并發(fā)育為成蟲。所以蛔蟲一生并非一直在缺少氧氣的腸道生活。

蛔蟲通過小腸上皮細(xì)胞微絨毛吸收葡萄糖、氨基酸及脂肪酸。成蟲的能量來源主要是通過厭氧糖酵解過程而獲得。由于成蟲的丙酮酸激酶的活性低，因此只能將糖分解到磷酸烯醇式丙酮酸，再經(jīng)過多種酶的作用，最后生成蘋果酸。在線粒體內(nèi)，其中一部分蘋果酸進(jìn)行稱為替代途徑的還原反應(yīng)，經(jīng)延胡索酸還原為琥珀酸。在這個反應(yīng)中，多產(chǎn)生一分子的ATP。這也是蛔蟲適應(yīng)低氧寄生環(huán)境的結(jié)果。

又如在學(xué)習(xí)光合作用時，一些教師根據(jù)生成1分子葡萄糖需要消耗12分子水和6分子二氧化碳來分析，認(rèn)為在光合作用的暗反應(yīng)中生成了6分子的水。其實在光合作用的暗反應(yīng)階段不僅不會產(chǎn)生水，反而還消耗水。

在中學(xué)生物教學(xué)中，高等教材并不能束置高閣。當(dāng)教師有疑難問題時，最好的教師就是大學(xué)教材，通過翻閱大學(xué)教材，能解決很多生物學(xué)教學(xué)過程中遇到的難點。

5 根據(jù)高等教材與中學(xué)教材的銜接點命制一些新信息題

在多年高考試題中，很多就是根據(jù)大學(xué)教材與中學(xué)教材的某些銜接點，通過新信息的形式進(jìn)行命題考查。在高考備考中，教師也不妨多找一些大學(xué)與中學(xué)教材的銜接點，嘗試根據(jù)這些知識來命制一些練習(xí)題，從而提高高考備考的效率。

比如下面兩個例題就是根據(jù)《植物生物學(xué)》上的有關(guān)插圖或文字知識為背景命制的。

【例3】 根據(jù)題意回答下列與植物激素調(diào)節(jié)有關(guān)的問題：

（1） 在高等植物中，生長素運輸方式有兩種：一種是通過韌皮部運輸，運輸方向決定于兩端有機(jī)物濃度差等因素，它的運輸方式為 運輸，另一種是只能從 運輸，即屬于極性運輸。

（2） 有試驗指出用生長素處理豌豆上胚軸，3 d后頂端1 cm處蛋白質(zhì)含量比對照組增多2.5倍，RNA含量增多4倍。由此可見，生長素能促進(jìn) 的合成。此外，生長素還能通過使細(xì)胞壁松弛來促進(jìn)細(xì)胞

。能促進(jìn)細(xì)胞具有此生理現(xiàn)象的還有 素。

（3） 赤霉素的生理作用可歸納為兩部分，即表現(xiàn)為促進(jìn)兩性花的雄花形成等的促進(jìn)作用和抑制成熟等的抑制作用，那么它 （填“具有”或“不具有”）兩重性。

（4） 天然存在的細(xì)胞分裂素可分為游離的細(xì)胞分裂素和存在tRNA中的細(xì)胞分裂素。因此它的獲得可以通過 水解產(chǎn)生和從頭開始合成。

分析：本題考查了生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等植物激素的生理作用與生長素運輸特點等知識。其中有些知識在中學(xué)教材中并未介紹，需要根據(jù)題中給出的信息回答有關(guān)問題。

（1） 從題意中的運輸方向決定于兩端有機(jī)物濃度差等因素，說明它并不是從低濃度到高濃度，即不屬于主動運輸而屬于被動運輸。而極性運輸只能從形態(tài)學(xué)的上端到形態(tài)學(xué)的下端，而不能倒過來運輸。

（2） 由于生長素處理后會出現(xiàn)RNA和蛋白質(zhì)含量增多現(xiàn)象，說明生長素可能會促進(jìn)基因的表達(dá)，即促進(jìn)了RNA和蛋白質(zhì)合成。此外，生長素還能促進(jìn)細(xì)胞伸長，而赤霉素也能促進(jìn)細(xì)胞伸長。

（3） 兩重性表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)高濃度抑制，不是指某激素對不同的生理過程可能有促進(jìn)或抑制的現(xiàn)象。

（4） 題中已知有存在于tRNA中的細(xì)胞分裂素，則tRNA分解后可能會產(chǎn)生細(xì)胞分裂素，即可通過tRNA水解獲得細(xì)胞分裂素。

答案：（1） 被動 植物體的形態(tài)學(xué)上端向下端 （2） 0 RNA和蛋白質(zhì) 伸長 赤霉 （3） 不具有 （4） tRNA

【例4】 圖4是光合作用和呼吸作用之間能量轉(zhuǎn)變的圖解?；卮鹣铝袉栴}：

（1） 某蘋果樹在較強光照下，產(chǎn)生圖示NADPH的具體場所是 。產(chǎn)生圖示NADH的具體場所是 。它們的作用分別是 。

（2） 在NADPH和ATP等都含磷元素，植物吸收磷元素的方式是

（3） 圖中過程①表示 過程。圖中過程②能大量進(jìn)行的條件是 。

（4） 除圖示細(xì)胞結(jié)構(gòu)外，ATP還可在 產(chǎn)生。呼吸作用過程產(chǎn)生的ATP （能、不能）被應(yīng)用于過程①，正在生長的植物，過程①與過程②相比，每小時產(chǎn)生ATP的量 （相等、較多、較少）。

分析：本題以《植物生理學(xué)》上的插圖為背景材料進(jìn)行的考查。

（1） 圖中的NADPH是光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]，發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜，圖中的NADH是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]，能產(chǎn)生NADH的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。

（2） 植物吸收礦質(zhì)元素的方式是主動運輸。

（3） 圖中過程①是光合作用過程ATP水解生成ADP的過程。該過程是將ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在有機(jī)物中。而過程②是細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生ATP的過程。該過程能大量進(jìn)行屬于有氧呼吸，必須條件是氧氣充足存在。

（4） 正在生長的植物，光合作用強度大于呼吸作用強度，因此在單位時間內(nèi)光合作用過程產(chǎn)生的ATP也比呼吸作用產(chǎn)生的ATP多。

答案：（1） 葉綠體類囊體薄膜 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì) NADPH用于還原C3。NADH與氧氣結(jié)合生成水。（2） 主動運輸 （3） 將ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 氧氣充足（或有氧） （4） 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 不能 較多