鞏偉子 王強(qiáng)

摘 要：為了全面發(fā)展和落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)，新教材緊跟時(shí)代步伐，在原有的基礎(chǔ)上對部分概念做了進(jìn)一步的完善，不僅反映生物學(xué)研究的最新成果，更是體現(xiàn)出生物學(xué)學(xué)科內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。對比新舊教材人教版“分子與細(xì)胞”，對其中5個(gè)基本概念的完善進(jìn)行評(píng)析，并提出幾點(diǎn)教學(xué)建議，以便更好地完成高中生物學(xué)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：人教版新教材;基本概念;評(píng)析

十余年來，《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》和《普通高中課程方案》指導(dǎo)我國普通高中課程改革的實(shí)踐。但面對經(jīng)濟(jì)、科技、生活的深刻變化，新時(shí)代社會(huì)主要矛盾的轉(zhuǎn)化，及對人才培養(yǎng)質(zhì)量的新要求，以更好地發(fā)展素質(zhì)教育，落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，2013年啟動(dòng)課程修訂工作，以此為藍(lán)本，修訂并發(fā)布《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》。

為了發(fā)展核心素養(yǎng)，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，2016年初啟動(dòng)教材修訂工作，新教材以“聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，彰顯教材育人價(jià)值”為修訂總體思路，以《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》為依據(jù)[1]，至2019年6月基本完成[2]。修訂后必修教材的結(jié)構(gòu)框架、組織主線總體基本不變，章節(jié)微調(diào)，凸顯大概念教學(xué)。隨著對學(xué)科的深入研究，不斷產(chǎn)生新的研究成果，對比發(fā)現(xiàn)，可能舊教材部分內(nèi)容有所偏差甚至錯(cuò)誤，這需要對舊教材內(nèi)容重新澄清認(rèn)識(shí)，生成正確的新知。與此同時(shí)，需要對教材中的內(nèi)容進(jìn)行完善和更新，而內(nèi)容的完善和更新的核心基礎(chǔ)就是基本概念。這不僅能增強(qiáng)生物學(xué)知識(shí)的科學(xué)性，更對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)及大概念教學(xué)起到重要的支撐作用，更好地發(fā)展學(xué)生的結(jié)構(gòu)和功能觀[3]，有利于學(xué)生深度學(xué)習(xí)，正確認(rèn)識(shí)到生物學(xué)的科研價(jià)值。本文對新教材人教版必修一“分子與細(xì)胞”中五個(gè)基本概念的完善進(jìn)行分析。

一、脂肪

在舊教材32頁只提到脂肪是脂質(zhì)的一種;新教材26頁，給了脂肪確切的定義，明確提出“脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油發(fā)生反應(yīng)而形成的酯，即三酰甘油（又稱甘油三酯）”[4]。

細(xì)胞中的有機(jī)化合物有蛋白質(zhì)、核酸、糖類和脂質(zhì)，作為高中生物課本中提到的三種生物大分子，即蛋白質(zhì)、核酸及糖類中的多糖都是由單體通過脫水縮合連接而成的多聚體，而脂肪作為脂質(zhì)中最常見的一類。舊教材中，學(xué)生在預(yù)習(xí)或?qū)W習(xí)本節(jié)內(nèi)容后，會(huì)認(rèn)為脂肪也是作為細(xì)胞中的生物大分子之一，對內(nèi)容產(chǎn)生誤解。根據(jù)新教材對脂肪做出確切的定義后，可以讓學(xué)生更好地判別與生物大分子之間的區(qū)別，對內(nèi)容的掌握更加準(zhǔn)確。

為了更加方便理解概念，新教材展示出脂肪組成部分及結(jié)構(gòu)式，增添了圖示，這與之后提到磷酸結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)容進(jìn)行對比，有助于學(xué)生對其化學(xué)組成有更好的認(rèn)知。本定義的提出，不僅降低了學(xué)習(xí)的難度，更讓學(xué)生對脂肪在生活上或者學(xué)術(shù)上都有更深的認(rèn)識(shí)。

二、蛋白質(zhì)變性

舊教材23頁先是提到蛋白質(zhì)的鹽析，并說明鹽析不能使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，然后以煮熟的雞蛋為例，從而引出可以使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的變性，但對蛋白質(zhì)變性沒有進(jìn)行描述;新教材32頁直接描述“蛋白質(zhì)變性是蛋白質(zhì)在某些物理或化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象”。

蛋白質(zhì)變性和蛋白質(zhì)鹽析都可使蛋白質(zhì)發(fā)生凝集而析出，新教材首先對蛋白質(zhì)變性給出明確的描述，能更好地辨別蛋白質(zhì)的變性和鹽析。再舉出因物理或化學(xué)因素導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生變性的一些實(shí)例，不僅讓學(xué)生更容易理解，更是注重與社會(huì)生活的聯(lián)系。且蛋白質(zhì)的變性明確說明在物理或化學(xué)因素下，只是破壞了其特定的空間結(jié)構(gòu)，并未使得蛋白質(zhì)的肽鍵發(fā)生斷裂，因雙縮脲試劑作用在肽鍵上，所以變性后的蛋白質(zhì)，仍能與雙縮脲試劑發(fā)生特定的紫色反應(yīng)。而這一點(diǎn)作為常頻考點(diǎn)，降低了考點(diǎn)難度，不僅有利于學(xué)生深度學(xué)習(xí)，更能提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、協(xié)助擴(kuò)散

舊教材70-71頁，進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散，叫作協(xié)助擴(kuò)散;新教材66頁，這種借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，叫作協(xié)助擴(kuò)散，也叫易化擴(kuò)散。

從概念上看，將“借助載體蛋白”改為“借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白”，以第四版翟中和的細(xì)胞生物學(xué)為參考，指出：脂雙層對離子、絕大多數(shù)極性分子及細(xì)胞代謝產(chǎn)物的通透性極低，形成細(xì)胞的滲透性屏障，這些物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)就需要膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與。而轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以分為兩類，即載體蛋白和通道蛋白，由此可見[5]，載體蛋白只是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的一種類型，是包含關(guān)系。同時(shí)，新教材對載體蛋白和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白做了解釋說明，它們對物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制不同，前者是與轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)特異結(jié)合后，通過改變自身構(gòu)象實(shí)現(xiàn)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，后者是不需要結(jié)合，通過自身通道實(shí)現(xiàn)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。在主動(dòng)運(yùn)輸描述中，指出需要載體蛋白的協(xié)助。所以依賴載體蛋白的物質(zhì)運(yùn)輸有協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸，而依賴通道蛋白的只有協(xié)助擴(kuò)散。因此借助膜上蛋白進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)不都是載體蛋白，還有通道蛋白。

除此之外，在舊教材的教學(xué)中，對水的跨膜運(yùn)輸，普遍認(rèn)為是通過自由擴(kuò)散的方式緩慢通過脂雙分子層，但對某些組織，比如眼淚的形成，腎小管對水的重吸收等現(xiàn)象不能更好地做出解釋。研究表明，這些組織上的水分子是通過膜上的水通道蛋白快速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)。因此，新教材中，對水的跨膜運(yùn)輸認(rèn)為，盡管可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞，但更多的是通過協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。此概念的提出，更好地體現(xiàn)出生物學(xué)學(xué)科的前瞻性、嚴(yán)謹(jǐn)性以及知識(shí)體系的系統(tǒng)性。

四、著絲粒取代著絲點(diǎn)

舊教材112-113頁，在細(xì)胞增殖一節(jié)中，提到兩條染色單體由共同的一個(gè)著絲點(diǎn)連接、每條染色體著絲點(diǎn)兩側(cè)都有紡錘絲附著、著絲點(diǎn)分裂成兩個(gè)姐妹染色單體分開;新教材112-113頁中全用著絲粒代替著絲點(diǎn)。

著絲粒是主縊痕處中期將兩條染色單體連在一起的特殊部位。是由著絲粒DNA、著絲粒蛋白、染色體連接蛋白三部分組成，其功能是姐妹染色單體的連接點(diǎn)，不直接與紡錘絲相連，在有絲分裂的后期，著絲粒分開。著絲點(diǎn)，又稱動(dòng)粒，是指主縊痕處染色單體外側(cè)表層部位的特殊結(jié)構(gòu)，位于著絲粒兩側(cè)[6]。是由內(nèi)板、外板、中間間隙三部分組成，其功能是紡錘絲的附著點(diǎn)，只雖紡錘絲的牽引而分離。所以著絲粒是將兩條染色單體相連接，但著絲粒不等同于著絲點(diǎn)。而教材中在描述有絲分裂的前期、中期及末期時(shí)，針對的對象是染色體，因此應(yīng)將著絲點(diǎn)替換，改為著絲粒。

五、細(xì)胞的全能性

舊教材119頁，細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能;新教材121頁，細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。

從舊教材對細(xì)胞全能性概念的描述上看，是針對已經(jīng)分化了的細(xì)胞，但這不能說明未經(jīng)分化的細(xì)胞就不具有細(xì)胞的全能性。比如受精卵，作為個(gè)體生長發(fā)育的基礎(chǔ)，以分裂為基礎(chǔ)，再經(jīng)過分化形成各種細(xì)胞或組織，最后發(fā)育形成完整個(gè)體。因此，在舊教材旁欄和新教材正文中，都提到受精卵、早期胚胎細(xì)胞等都具有全能性。

除此之外，教材中提到胚胎干細(xì)胞，在功能上具有發(fā)育的全能性，可發(fā)育成動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。從舊教材細(xì)胞的全能性概念上看出，分化后的細(xì)胞能發(fā)育成完整個(gè)體，但可發(fā)育成動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞的胚胎干細(xì)胞也具有全能性，這便產(chǎn)生矛盾，對舊教材中細(xì)胞的全能性的表述有待商榷。在新教材中，增添“或分化成其他各種細(xì)胞”，就消除教材對細(xì)胞全能性的不同界定，更準(zhǔn)確地理解動(dòng)物干細(xì)胞具有全能性。

目前為止，在植物細(xì)胞中，像纖維細(xì)胞、導(dǎo)管分子等高度分化已經(jīng)失去活性的細(xì)胞不具有全能性外，其他的細(xì)胞基本上都有全能性;在動(dòng)物細(xì)胞中，某些低等動(dòng)物組織細(xì)胞、生殖細(xì)胞、受精卵、干細(xì)胞及高等動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核等有全能性外，像高等動(dòng)物體細(xì)胞是否具有全能性仍在探索。

隨著生物學(xué)科的迅猛發(fā)展，教材內(nèi)容會(huì)緊跟時(shí)代，對部分概念進(jìn)行完善或更迭，這體現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。教師要注重學(xué)科本質(zhì)觀的體現(xiàn)，要及時(shí)分析新教材在內(nèi)容上的變化，與全面發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)為核心的宗旨相吻合。在教學(xué)中，及時(shí)體現(xiàn)新教材內(nèi)容，給出教材現(xiàn)有科學(xué)性知識(shí)，便于學(xué)生對該領(lǐng)域的理解;根據(jù)實(shí)際，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段;加強(qiáng)與其他學(xué)科的銜接，注意跨學(xué)科概念。最后，通過新知識(shí)的引入，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用辯證及反思的態(tài)度看待其他內(nèi)容，更好地落實(shí)和發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]朱正威，趙占良.普通高中教科書·生物學(xué)·必修1·分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2019：61-68.

[5]翟中和，王喜忠，丁明孝.細(xì)胞生物學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2011.

[6]馮漢茹.再談著絲粒、著絲點(diǎn)在有絲分裂和減數(shù)分裂中的修訂[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2018（4）：46-49.

作者簡介：鞏偉子，男，甘肅省定西市安定區(qū)東方紅中學(xué)，一線教師，碩士研究生在讀。

王強(qiáng)，男，甘肅省慶陽市慶城縣隴東中學(xué)，一線教師，本科。