王元軍
(江蘇省丹陽市第五中學(xué) 212300)
在人教版高中生物學(xué)教材必修2“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”的學(xué)習(xí)中,很多學(xué)生誤以為tRNA攜帶的氨基酸種類是由反密碼子決定的。要解決此困惑,首先要明確兩者所處的位置不同:密碼子是指mRNA上的3個相鄰的堿基,反密碼子是由tRNA核苷酸鏈的一端環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的3個堿基組成,它能與mRNA上相應(yīng)的密碼子進(jìn)行互補配對。其次要能區(qū)分兩者不同的行使功能:密碼子可以決定氨基酸的種類,反密碼子是保證tRNA所攜帶的氨基酸在合成蛋白質(zhì)時被放到正確的位置。
在教學(xué)過程中,可利用類比的方法,將抽象概念生活化,使易混概念形象化。例如:可將“密碼子”比喻成某個企業(yè)的“經(jīng)理”,將“反密碼子”比喻成“經(jīng)理”雇傭的運輸氨基酸(貨物)的“卡車司機”。然后啟發(fā)學(xué)生思考兩個問題:①每一次運哪一種氨基酸究竟是“經(jīng)理”說了算,還是“卡車司機”說了算?②“卡車司機”將氨基酸運回后,能不能私自決定將氨基酸隨意停放在某個地方,還是要找到密碼子這個“經(jīng)理”,得到指令后,才可以決定。經(jīng)過這樣的類比,凸顯出反密碼子的作用主要是保證tRNA所攜帶的氨基酸在合成蛋白質(zhì)時被放到正確的位置,從而將一個抽象復(fù)雜的關(guān)系簡化成一個直觀簡單的關(guān)系,便于學(xué)生理解掌握。
在高中生物學(xué)教材中,細(xì)胞凋亡是指由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程;細(xì)胞壞死是指在種種不利因素影響下,由于細(xì)胞正常代謝活動受損或中斷所引起的細(xì)胞損傷和死亡。學(xué)生在學(xué)習(xí)這兩個概念時,經(jīng)常是“一聽就懂,一做就錯”,問題的關(guān)鍵在于學(xué)生并沒有真正掌握概念的本質(zhì)。
進(jìn)一步分析,“細(xì)胞凋亡”是一種自然的生理過程,受到嚴(yán)格的由遺傳機制決定的程序性死亡,是體內(nèi)細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程。簡言之,是死在自己手上的,屬于“自殺性行為”。而“細(xì)胞壞死”并不是細(xì)胞想自動結(jié)束生命,是在病菌、病毒等不利因素的作用下,不得不結(jié)束生命,是一種被動性死亡,則屬于“他殺性行為”。因此,只要扣住“自殺”和“他殺”的本質(zhì),就可以清楚地區(qū)分兩者關(guān)系。例如,在相關(guān)試題中,會有這樣的問題:細(xì)胞的自我更新、被病原體感染的細(xì)胞的清除是由細(xì)胞壞死完成的,還是由細(xì)胞凋亡完成的?根據(jù)上述分析,細(xì)胞的自我更新是細(xì)胞的自我增殖與自我死亡;細(xì)胞被病原體感染后會啟動人體的自身免疫系統(tǒng),從而依靠自己巨噬細(xì)胞將此類細(xì)胞清除,都屬于“自殺性行為”。所以,應(yīng)屬于細(xì)胞凋亡。
由于交叉互換和染色體易位的過程中都發(fā)生了染色體片段的交換,所以,很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易將這兩者混為一談,難以辨別。其實,區(qū)分交叉互換和染色體易位的關(guān)鍵點在于:兩者片段的交換發(fā)生在誰和誰之間。交叉互換中染色體片段的交換發(fā)生在一對同源染色體的非姐妹染色單體之間,其結(jié)果可產(chǎn)生新的基因型,屬于基因重組;而染色體易位中染色體片段的交換發(fā)生在非同源染色體之間的染色單體上,其結(jié)果是染色體上基因的排列順序發(fā)生改變,屬于染色體變異。
DNA聚合酶和DNA連接酶兩者作用的結(jié)果都是產(chǎn)生磷酸二酯鍵,進(jìn)而形成DNA的長鏈。兩者作用的不同點是什么?DNA聚合酶的作用機理是:以dNTP(脫氧核糖核苷三磷酸)為前提催化DNA的合成,需要模板和引物的存在,不能起始合成新的DNA鏈,而是催化dNTP加到生長中的DNA鏈的3′-OH末端,催化DNA合成的方向是5′→3′。而DNA連接酶是一種封閉DNA鏈上缺口的酶,借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA鏈的5′-磷酸基團(tuán)的末端與另一DNA鏈的3′-OH生成磷酸二酯鍵。只有兩條緊鄰的DNA鏈才能被DNA連接酶催化連接[1]。所以,關(guān)鍵點就是DNA聚合酶是通過形成磷酸二酯鍵,將一個個孤零零的脫氧核苷酸連接到已有的DNA鏈上,進(jìn)行“添磚加瓦”,使DNA得以延長;而DNA連接酶是通過形成磷酸二酯鍵,將相鄰的兩個DNA片段進(jìn)行連接,修補DNA。
在關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動的學(xué)習(xí)中,學(xué)生常常分不清能量的攝入量和同化量之間的區(qū)別。雖然,能量流動的過程是以營養(yǎng)級為單位,沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的,但在學(xué)習(xí)理解的過程中,不妨讓學(xué)生以自身個體代替營養(yǎng)級,讓其思考自己每天吃進(jìn)食物的轉(zhuǎn)變過程。在親身體驗的情境下,就容易理解攝入量就是吃進(jìn)去的食物中所含有的能量,同化量則是指食物經(jīng)過消化后吸收到體內(nèi)的能量。吃進(jìn)去的食物是不可能全部被同化和利用的,其中有相當(dāng)一部分是以排糞、排尿的方式損失掉了。在此基礎(chǔ)上,再由個體拓展到一個群體,與其他學(xué)生一起建立某營養(yǎng)級的能量收支公式:C=A+FU(C代表動物從外界攝取的能量,A代表被同化的能量,F(xiàn)U代表以糞、尿形式損失的能量)。需要注意的是,A值在不同種類的生物中是大不相同的。例如,蝗蟲只能消化它們所吃進(jìn)食物的30%,其余的70%將以糞便形式排出體外;而鼠類一般可以消化它們所吃進(jìn)食物的85%~90%[2],其余少部分以糞便形式排出體外。
概念教學(xué)是高中生物學(xué)教學(xué)的重點和難點。在教學(xué)過程中,教師若能采用各種教學(xué)手段幫助學(xué)生理解易混淆概念,則不僅可使生物課堂教學(xué)變得更為豐滿,還可以提升學(xué)生對生物學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣,為后續(xù)知識的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
(基金項目:江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“基于‘教師即研究者’的品質(zhì)課堂教學(xué)實踐研究”,No.2015/02/498)