山東 徐士紅 陳蔡向
在一輪復習中,基于新高考形式新舊教材部分知識呈現(xiàn)形式不同,教師和學生可能會在教學和學習過程中產生困擾,讓學生對新舊教材知識運用感到力不從心,教師對相關新舊教材沖突的題目感到無所適從,筆者通過對比高中生物必修1 新舊教材的幾個方面,總結出一輪復習中新舊教材把握與新高考對接及相關備考策略與建議。
舊教材必修1 第1 章第2 節(jié)“細胞的多樣性和統(tǒng)一性”中,只說明真核細胞、原核細胞的區(qū)別與統(tǒng)一性,未拓展支原體、衣原體、立克次氏體等原核生物,新教材在課后習題中用圖示展現(xiàn)其結構——無細胞壁,將原核生物中的特例舉出并拓展延伸。
【例1】(原創(chuàng)題)新冠病毒、肺炎鏈球菌和肺炎支原體均可引發(fā)肺炎,但三者的結構有所不同,新冠病毒是一種含有單鏈RNA 的病毒。圖1 是新冠病毒和支原體的結構模式圖,請回答下列問題:
圖1
(1)新冠病毒與支原體相比,兩者在結構上最本質的區(qū)別是______________________。
(2)與真核細胞相比,支原體細胞在結構上最大的特點是______________________。
(3)結構1 是___________,其主要組成成分是________________。結構6 是支原體細胞的細胞器,則6 的功能是_________________。
(4)物質3 是分布在擬核的________狀大分子物質,該物質徹底水解后的產物有______________種,物質3 與新冠病毒的遺傳物質化學成分上的區(qū)別是______________________。
(5)將支原體細胞置于清水中,其_______________(填“會”或“不會”)吸水漲破,原因是__________________________________________。
【答案】(1)新冠病毒沒有細胞結構(或支原體有細胞結構)(2)沒有以核膜為界限的細胞核 (3)細胞膜 脂質和蛋白質 合成蛋白質 (4)環(huán) 6 物質3 特有的是脫氧核糖和胸腺嘧啶(T),新冠病毒的遺傳物質RNA 特有的是核糖和尿嘧啶(U)(5)會 細胞壁對細胞起支持與保護的作用,支原體沒有細胞壁,會吸水漲破
【詳解】(1)新冠病毒為病毒,支原體為原核生物,兩者在結構上最本質的區(qū)別是新冠病毒沒有細胞結構。
(2)支原體為原核生物,與真核細胞相比,支原體最大的特點是沒有以核膜為界限的細胞核。
(3)結構1 是細胞膜,主要由蛋白質和脂質構成,細胞膜的內側附有多種酶,可以催化多種化學反應的進行;結構6 是核糖體,核糖體是原核細胞唯一的細胞器,是蛋白質合成的場所。
(4)原核細胞的擬核含一個裸露的大型環(huán)狀DNA 分子,結構3 是DNA,該物質徹底水解后的產物有6 種(4 種堿基、1 種磷酸、1 種脫氧核糖);新冠病毒的遺傳物質是RNA,與新冠病毒的遺傳物質化學成分上的區(qū)別是物質3 特有的成分是脫氧核糖和胸腺嘧啶(T),新冠病毒的遺傳物質RNA 特有的是核糖和尿嘧啶(U)。
(5)圖示支原體結構中沒有細胞壁,細胞壁具有保護和支持的作用,可以維持細胞的形態(tài),故將支原體細胞置于清水中,其會吸水漲破。
舊教材中原核生物藍藻易與綠藻、黑藻、紅藻等真核生物混淆,新教材中將藍藻稱藍細菌;舊教材第5 章第2 節(jié)“細胞的能量‘通貨’——ATP”,新教材改為“細胞的能量‘貨幣’ATP”;對ATP 的稱呼也有所改變,舊教材稱其為三磷酸腺苷的英文名稱縮寫,新教材中描述ATP 是腺苷三磷酸的英文名稱縮寫;舊教材中的高能磷酸鍵“~”在新教材中僅描述了“~”代表一種特殊的化學鍵,并未提及高能磷酸鍵這一名詞;舊教材堿性染料龍膽紫溶液在新教材第116 頁中被稱為甲紫溶液。
【例2】睡眠是動物界普遍存在的現(xiàn)象。腺苷是一種重要的促眠物質。
(1)圖2 為腺苷合成及轉運示意圖。由圖2 可知,儲存在囊泡中的ATP 通過_________方式轉運至胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解,脫去_________個磷酸產生腺苷;圖中AMP 也是合成__________的基本單位。
圖2
(2)為了高特異性、高靈敏度地記錄正常睡眠-覺醒周期中基底前腦(BF)胞外腺苷水平的變化,研究者設計了一種腺苷傳感器(圖3),并使之表達在BF區(qū)細胞膜上。據(jù)圖推測,傳感器的工作原理可能是_______________________________________________________________________________________________________________。
圖3
(3)ATP又稱腺苷三磷酸,可以簡寫成A—Pα~Pβ~Pγ。由于末端磷酸基團具有較高的轉移勢能,使得遠離A 的化學鍵不穩(wěn)定,該鍵容易斷裂和重新生成,形成了ATP 的循環(huán)供能機制。利用放射性同位素標記法,以培養(yǎng)液中葉綠體為材料,設計實驗驗證上述結論。請簡要寫出實驗思路并預期實驗結果。
【答案】(1)胞吐 3 RNA (2)腺苷與受體結合改變受體空間結構,進而使綠色熒光蛋白構象改變并(在被激發(fā)后)發(fā)出熒光,因此可通過檢測熒光強度來指示腺苷濃度 (3)實驗思路:在培養(yǎng)液中加入放射性同位素32P 標記的磷酸,光照一段時間后,提取葉綠體中的ATP,并分別檢測β、γ 位磷酸是否含有放射性。預期實驗結果:γ 位磷酸含有放射性,β 位磷酸不含放射性。
【詳解】(1)由圖2 可知,儲存在囊泡中的ATP 通過胞吐方式轉運至胞外;ATP 的結構簡式為A—P~P~P,A 為腺苷,所以ATP 需要被膜上的核酸磷酸酶分解,脫去3 個磷酸形成腺苷;圖2 中AMP 為腺苷一磷酸,腺苷由核糖和腺嘌呤組成,AMP 也稱為腺嘌呤核糖核苷酸,故其為合成RNA 的基本單位。
(2)由圖3 可知,腺苷通過與受體結合改變受體空間結構,進而使綠色熒光蛋白構象改變并(在被激發(fā)后)發(fā)出熒光,因此可通過檢測熒光強度來指示腺苷濃度。
(3)為證明上述結論,可利用放射性同位素標記培養(yǎng)液中的磷酸,讓細胞利用其合成ATP,并檢測ATP 不同位置的磷酸基團的放射性情況。
舊教材第6 章第3 節(jié)為“細胞的衰老和凋亡”,新教材為“細胞的衰老和死亡”,明確細胞死亡包括細胞凋亡和細胞壞死,且拓展細胞自噬這一內容,整章內容對細胞生命歷程進行新的整合深化。
【例3】如圖4 所示在血清饑餓脅迫條件下,線粒體會轉化形成swell 和donut 兩種形態(tài)。swell 線粒體丟失膜電勢并表達部分基因,從而促進其自噬降解;而donut 線粒體保持膜電勢從而抵抗線粒體自噬,即便使用化學藥物使donut 線粒體丟失膜電勢,雖不能供能但仍能抵抗自噬。脅迫條件解除后,donut 線粒體能恢復正常狀態(tài)。下列推測錯誤的是 ( )
圖4
A.線粒體自噬過程中其外膜上的葡萄糖轉運載體可能受損,影響其功能
B.血清饑餓脅迫時,衰老、受損或供能不足的線粒體會轉化成donut 線粒體
C.線粒體膜電勢的維持保證了線粒體供能的正常進行
D.圖示細胞自噬過程體現(xiàn)了生物膜的選擇透過性
【答案】ABD
【詳解】線粒體不能分解葡萄糖,進入線粒體的底物是丙酮酸,其外膜上無葡萄糖轉運載體,A 錯誤;血清饑餓脅迫時,衰老、受損或供能不足的線粒體會轉化成swell 線粒體,從而促進其自噬降解,B 錯誤;根據(jù)題干信息“swell 線粒體丟失膜電勢并表達部分基因,從而促進其自噬降解”“即便使用化學藥物使donut 線粒體丟失膜電勢,雖不能供能但仍能抵抗自噬”可知,線粒體膜電勢的維持是線粒體供能的必要條件,保證了線粒體供能的正常進行,C 正確;圖示細胞自噬過程通過膜融合完成,體現(xiàn)了生物膜的流動性,D 錯誤。
在第5 章第1 節(jié)“降低化學反應活化能的酶”中,舊教材第83 頁未對酶的專一性進行實驗探究,新教材第81 頁明確了實驗的設計方案,用淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解來進行探究,斐林試劑檢測觀察實驗結果,可見新教材更注重實驗探究及設計。
【例4】下列有關酶的實驗設計思路,說法正確的有幾項 ( )
①利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗證酶的專一性
②利用過氧化氫、鮮肝勻漿和FeCl3研究酶的高效性
③利用胃蛋白酶、蛋清和pH 分別為5、7、9 的緩沖液驗證pH 對酶活性的影響,用雙縮脲試劑檢測
④可利用過氧化氫和過氧化氫酶探究酶的最適溫度和最適pH
⑤利用淀粉和淀粉酶探究pH 對酶活性的影響
⑥探究胃蛋白酶的最適pH,可在酶促反應體系中不斷添加鹽酸調整pH
A.一項 B.兩項 C.三項 D.四項
【答案】A
【詳解】利用淀粉、蔗糖、淀粉酶來驗證酶的專一性時,不可采用碘液檢測,因為蔗糖無論是否被淀粉酶水解,都不能用碘液檢測出來,而應該選用斐林試劑,①錯誤;酶與無機催化劑相比具有高效性,鮮肝勻漿含過氧化氫酶可催化過氧化氫的分解,F(xiàn)eCl3作為無機催化劑也能催化過氧化氫的分解,因此可以利用過氧化氫、鮮肝勻漿和FeCl3研究酶的高效性,②正確;胃蛋白酶的適宜pH 是1.5~2.0,所以利用胃蛋白酶來驗證pH 對酶活性的影響時,pH 不能設置成5、7、9,雙縮脲試劑檢測會改變溶液pH,且胃蛋白酶的成分也是蛋白質,若用雙縮脲試劑檢測則始終出現(xiàn)紫色現(xiàn)象,可通過觀察蛋白塊消失時間來進行檢測,③錯誤;過氧化氫受熱易分解,不可利用過氧化氫和過氧化氫酶探究酶的最適溫度,④錯誤;淀粉在酸性條件下會分解,所以不能利用淀粉和淀粉酶探究pH 對酶活性的影響,⑤錯誤;探究胃蛋白酶的最適pH,需要設置一系列的pH 梯度溶液,而不是在酶促反應體系中不斷添加鹽酸調整pH,⑥錯誤。
新教材構建了高中生物完整的知識體系——各模塊之間相對獨立又橫向、縱向聯(lián)系,高考題的命題來源主要是教材中的重要圖解、核心概念及實驗中包含的此類題型的解題思路等。因此筆者建議:
1.認真對照《普通高中生物學課程標準(2017 年版2020 年修訂)》(以下簡稱《課程標準》),新教材增加的內容一定補充強調,如觀察細胞質流動等;《課程標準》上沒有的,舊教材上有的,可以大膽刪去,如觀察DNA、RNA 的分布,線粒體的觀察等。
2.教師要多研究新教材,可把有些新知識當作命題的背景,在平時的訓練中注意多總結方法、技巧,培養(yǎng)學生科學思維及科學探究等學科核心素養(yǎng)。
3.引導學生自己整理、建構主干知識網絡,落實課本,形成體系;精讀課本,不僅要讀正文,“問題探討”“與生活的聯(lián)系”“知識鏈接”“練習題”“思維拓展”等模塊的內容也是很好的命題素材。
4.加強實驗設計題目的審題、解題指導。在實驗模塊的復習中,教師可歸納總結成專題進行專項訓練,選取恰當題目對學生實驗設計題目的審題能力和解題技巧進行專項訓練、強化,應注重加強解題方法和答題模式的指導。