高中生物教学中常见问题辨析

    樊永林

    

    

    

    摘要:本文以笔者在多年的教学中积累起来的错误知识点为例,以课本和教师教学用书为依据,对这些错误知识点产生的根源以及造成的后果进行剖析,旨在倡导大家以《考纲》和《考纲说明》为依据,以课本为根本,着重培养学生运用理性思维分析问题、解决问题的能力,决不能陷入教辅资料的误区之中。

    关键词:高中生物教学;常见问题;辨析

    中图分类号:G633.91 文献标识码:A文章编号:1992-7711(2021)11-081

    生物学是一门理论性和实践性很强的自然科学,经过人们大量的探索研究,已经总结出一系列关于生物生命活动的规律。为了便于学生复习记忆,作为老师包括教辅资料,通常喜欢将这些规律以最简洁的形式教给学生,这样学生是容易记住了,但如果不认真加以考究,可能会使学生陷入认识误区,导致学生做题错误频发或无从下手。

    一、果糖分布于植物细胞,半乳糖分布于动物细胞

    在高中生物必修1《分子与细胞》教材中涉及细胞中的糖类知识,糖类大致可分为单糖、二糖和多糖等三类,教材用一定的篇幅介绍了二糖和多糖的常见种类及分布,但对单糖教材只提到了常见种类(如葡萄糖、果糖、半乳糖等),却未提及分布,“分布”作为糖类的一个重要考点,很多教辅资料都要归纳总结,且通常通过以下图解呈现糖类的分布。

    从以上图解可知,果糖只分布于植物细胞,半乳糖只分布于动物细胞,果真是这样的吗?

    大家知道,果糖是一种重要的单糖,常广泛存在于水果和蜂蜜中,或与葡萄糖化合形成蔗糖。食物中游离的果糖以及蔗糖经消化后产生的果糖均可被小肠绒毛上皮细胞吸收进入血液,经血液循环到达肝脏,到达肝脏的果糖很容易被转化为葡萄糖,然后参与糖代谢。由此可见,果糖既存在于植物细胞,也存在于动物细胞。

    半乳糖是乳糖的组成成分,可见半乳糖一定存在于动物细胞中。值得一提的是,人教版高中生物必修1《分子与细胞》的《教师教学用书》第47页中有这样的描述:“植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶物质等,这些物质是构成植物细胞壁的主要成分”,而半纤维素又是多缩戊糖(如多缩木糖和多缩阿拉伯糖)和多缩己糖(如多缩甘露糖和多缩半乳糖)的混合物,可见,半乳糖不仅存在于动物细胞,而且也存在于植物细胞。

    二、胞吞和胞吐属于非跨膜运输

    关于物质出入细胞方式的判断,多少年来几乎所有的高考复习资料上都是如下转载,老师也习以为常,听之任之,且成了每次复习到此必上的一道菜,即:

    可是,2016年理综课标全国Ⅱ卷中一道高考题才打破了以上延续多年的错误。此高考题如下(只转载原题干和第2问):

    30.乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。据图回答问题:

    (2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡内的AC(乙酰胆碱)通过??? 这一跨膜运输方式释放到??? ,再到达突触后膜。

    【答案】 (2)胞吐 突触间隙

    由题中第(2)问可知,胞吐属于跨膜运输,由这道高考题才引发了老师们对以上概念图的大讨论,原来跨膜运输是指“物质出入细胞的过程”,且在人教版高中生物必修1《分子与细胞》第4章第3节专门讲了跨膜运输的几大方式,包括被动运输(又分为自由扩散和协助扩散)、主动运输、胞吞和胞吐等,从此以后老师们再也不会引入“非跨膜运输”这个似懂非懂的概念。

    三、葡萄糖出入组织细胞均为协助扩散

    人教版高中生物必修1《分子与细胞》(2007年2月第2版)第70页倒数第1段有这样的表述:“离子和一些较大的分子如葡萄糖等,不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助葡萄糖等一些物质顺浓度梯度跨膜运输。”因此有的教师就片面地理解为“葡萄糖进入组织細胞都是顺浓度梯度的协助扩散”,而且作为协助扩散的典型例子总结给学生。结果当2015年高考生物(江苏卷)选择第6题呈现在我们面前时,对D选项的错误性就连部分老师都无法认知。原题如下:

    6.下图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是(C)

    A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同

    B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同

    C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同

    D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同

    那么D选项错在哪儿昵?其实葡萄糖在动物体和人体内,可以用协助扩散方式通过细胞膜。除此以外,葡萄糖也可以用主动运输方式通过细胞膜。例如,小肠绒毛的上皮细胞可以用主动运输方式吸收葡萄糖。可见,D选项的错误性就在于“各细胞吸收葡萄糖的方式相同”,4种细胞中只有小肠上皮细胞对葡萄糖的吸收是主动运输,其余3种细胞对葡萄糖的吸收为协助扩散。

    四、水的光解不需要酶来催化

    之所以得出这样的结论,是因为2004年初审通过的人教版高中生物必修1《分子与细胞》(2007年2月第2版)第103页图515光合作用过程的图解中,关于水的光解条件,只提到了色素和光,据此几乎所有的高三复习资料将水光解的反应式写为:

    2H2O4[H]+O2,这样就给教者造成一种错觉——水的光解不需要酶来催化,甚至有的老师直接告诉学生这一结论,其实此问题在大学教材和高中生物必修1《分子与细胞》的《教师教学用书》中早有定论。以下是来自人教版高中生物必修1《分子与细胞》的《教师教学用书》P111中的一张图片——光反应中的电子传递链。

    从以上电子传递链可知,水的光解需要分解水的酶来催化,该酶是一种含锰蛋白,其作用还需Cl-来活化。

    五、DNA分子的解旋都需要解旋酶的作用

    众所周知,DNA分子复制时的解旋需要解旋酶来催化,而遗传信息的转录即基因的转录同样需要DNA解旋,那么该解旋过程是否也需要解旋酶来催化呢?笔者先仔细研读了2004年初审通过的人教版高中生物必修2《遗传与进化》的有关内容,发现课本第63页上并没有提及解旋酶且在插图44中只标有RNA聚合酶。然后本人又拜读了2019年国家教材委员会专家委员会审核通过的人教版普通高中生物学必修2《遗传与进化》的有关内容,其中在65页上是这样写的:“当细胞开始合成某种蛋白质时,RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合,使DNA双链解开,双链的碱基得以暴露。”由此可见,在基因的转录过程中,RNA聚合酶具有双重作用,一是解旋,二是催化RNA分子的合成。但在很多的高三复习资料中,将基因转录过程的解旋想当然地写成是解旋酶作用的结果,由于复习资料对教学的错误诱导,致使学生对相关的题目无法作答或做错。

    在日常教学中,类似的问题还有不少。教师在遇到这些问题时,一定要仔细钻研教材,认真学习教材配发的《教师教学用书》,同时教师之间要勤于交流、善于研讨,做到告诉学生的一定是正确的结论。切不可以高三教辅资料为本,提出一些错误的结论而误导学生。

    参考文献:

    [1]沈同,王镜岩,赵邦悌等.生物化学上册[M].北京:高等教育出版社,1980:29-30.

    [2]人民教育出版社生物室.全日制普通高级中学(必修)生物第一册教师教学用书[M].北京:人民教育出版社,2003:24-25.

    (作者单位:甘肃省平凉市静宁县第二中学,甘肃 平凉743400)