高中生物概念教學需嚴謹

諸劍虹

高中生物學教學目的是讓學生獲得生物科技基礎知識并了解其應用，初步學會生物科學探究方法，提高生物實驗基本技能、獲取新知、信息搜集處理、分析解決問題、合作交流的能力，通過認識生物科學本質來提高對生物科學探索的興趣并增強社會責任感，形成科學的世界觀和價值觀。而大自然種類繁多的生物中存在著一些生命本質共性的規律，這些從大量事實中歸納抽提出的事物本質構成了概念。高中生物學教學要教給學生規律性的東西，因為生物科學事實太龐雜了，通過概念教學能使學習深入到生命本質。學習結果是學生會忘掉很多具體的事實，而長期保留的是學到的概念和抽提概念的方法和應用。同樣概念間的聯系學習可提高學習效率，成為一個有科學素養的人，能面對生活中遇到生物學相關問題做出合理的分析和決策。因此嚴謹的概念教學能讓學生問題分析入木三分并觸類旁通，從而有助于他們將來勇敢地面對問題和解決問題，提高生活質量。而一個概念應該具有特定的內涵和外延，畢竟一個概念不能包羅萬象而概念又要具有簡潔性，因而概念的適用范圍就需明確，否則易張冠李戴得出錯誤結論。

1 概念不是一成不變的

隨著生物學的快速發展，人們的認識不斷深入，概念也在不斷發展中。如病毒的發現使得典型的中心法則得到補充（RNA自我復制和逆轉錄），基因概念得到擴展（有遺傳效應的核酸片段），同樣細胞學說認為一切生物由細胞構成說的過于絕對（病毒不是細胞構成的）。

隨著教學內容的增多，原來為了簡化認識而闡述的概念與結論就顯得不再嚴謹。如初學減數分裂時，學生可得出配子不含同源染色體，細胞不均等分裂為卵細胞形成過程；等學過多倍體后進一步認識到染色體組及二倍體的配子才不含同源染色體；學過卵裂后才認識到不均等分裂也可發生在有絲分裂。初學有絲分裂時，學生知道染色體有1個著絲粒和2條臂，復制后姐妹染色體時染色體數∶DNA數為1∶2，但學過端著絲粒染色體后發現只含2條臂的染色體也可能含染色單體。根據同源非姐妹染色單體間交叉互換和非同源染色體自由組合發生基因重組，歸納出基因重組發生在真核核基因減數第一次分裂的過程中；學過基因工程后認識到廣義的基因重組還包括基因工程和R型細菌轉化為S型細菌過程，適用范圍擴展到全部生物。

2 概念具有適用范圍

生物學是通過繁雜的各種生物現象中抽提出一般規律，因而存在著大量的例外，概念的使用需注意其適用范圍。如浙科版必修1教材85頁中寫道“進行光合作用的生物包括植物、藻類和某些細菌，它們以二氧化碳和水為原料，通過葉綠體，利用光能合成糖類等有機物質”，顯然通過葉綠體的光合作用不應包括光合細菌。95頁“在光照條件下，人們測得的CO2吸收量是植物從外界環境吸收的CO2總量，叫表觀光合速率”，這里的適用條件是指植物個體，當植物表觀光合速率為0時，其葉肉細胞表觀光合速率>0，葉綠體從外界環境吸收的CO2總量卻是真正光合速率，因此辨析二者光合速率時不僅需注意區別產生量還是釋放量，還要注意對象是個體、細胞或是細胞器。測定表觀光合速率時用NaCO3、細胞呼吸時用NaOH，變化的都是O2量，而用清水時測定變化的是O2和CO2的差值或對照組的物理因素改變。在測定細胞呼吸時，若隨O2濃度增加，其O2吸收量和CO2釋放量相等時只進行需氧呼吸，該結論的前提是呼吸底物為糖類；若隨O2濃度進一步增加時O2吸收量>CO2釋放量，說明有非糖物質（如脂質）成為呼吸底物，則假設只進行需氧呼吸，則O2吸收量>CO2釋放量；可見此情境下O2吸收量和CO2釋放量相等時既有需氧呼吸也有厭氧呼吸。

3 概念推論不能絕對化

教師由于教學的需要，常常需要通過實例展示、分析和歸納出言簡意賅的系列結論，促進學生快速獲得并運用這些結論或規律。然而生物學畢竟是一門實驗學科，很多想當然的推論也許并不恰當甚至錯誤的，需要教師時刻反思來盡量避免誤人子弟。如DNA雙鏈含氫鍵，推出RNA單鏈不含氫鍵（tRNA含氫鍵）；真核核基因轉錄修飾的地點在細胞核，而翻譯在核糖體，推導出邊轉錄邊翻譯過程只發生在原核細胞（如2013年浙江卷第三題邊轉錄邊翻譯過程圖示，D項中“該過程發生在真核細胞中”被判為錯誤，事實上真核細胞的質基因是能發生邊轉錄邊翻譯的）。

浙科版必修2教材中7頁寫道“由兩個基因型相同的配子結合而成的個體，即稱為純合子”，如CC或cc即為純合子，純合子自交后代仍是純合子，不會出現性狀分離，即穩定遺傳，但由此推出能穩定遺傳的個體為純合子（Cc雜合子自交會性狀分離，但若白花→紅花由基因A控制，紅花→黑花由基因B控制，則白花基因型aa__，其自交后代仍是白花，但不能由此推出該白花為純合子，如aaBb）。那么純合子就能穩定遺傳了嗎？若Aa個體遇寒潮可能產生Aa的雌雄配子，一旦自交就可能形成新物種AAaa，而AAaa自交后代性狀分離比35∶1。由此推出純合子只產生一種配子、能穩定遺傳的適用條件是針對二倍體，如單倍體育種能顯著縮短育種年限，因為能快速獲得純種，對于多倍體AAaa利用單倍體育種就不一定了。

判斷遺傳方式時，教師常會總結：① 無中生有為隱性而有中生無為顯性，但若涉及多因一效就可能出現矛盾。如2012年山東高考卷第六題：第Ⅱ代一對患病夫婦的雙方父母正常且所生子女也正常，用單基因遺傳病無法解釋而用雙顯才正常即可解釋，為此2013江蘇卷也考了同樣問題。② 后代表型有明顯的性別差異為伴性遺傳，但若涉及從性遺傳就會發現又是例外[如實驗一：P（♂）純長毛×純短毛（♀）→F1雄兔全為長毛、雌兔全為短毛，實驗二：F1雌雄個體交配→F2雄兔長毛∶短毛=3∶1、雌兔長毛∶短毛=1∶3。顯然若按伴性假設則F2雌雄兔長毛∶短毛=1∶1而不符合，若按從性遺傳AA長毛、aa短毛而Aa♂長毛、Aa♀短毛假設則可解釋，并可用測交來驗證假設]。同理后代出現9∶3∶3∶1分離比時，可推出親本為雙雜自交，而出現3∶1分離比時可推出親本為單雜自交，事實上也可表示雙顯才視覺正常時的雙雜測交后代性狀分離比。

計算1個AaBb的精原細胞減數分裂時產生的精細胞種類數時，若只考慮自由組合時產生2種，若考慮連鎖互換時產生4種，但已知1個AaBb的精原細胞減數分裂時產生AB、Ab、aB、ab 4種精細胞時，并不能推出相應基因位置，連鎖互換或獨立遺傳但其中1對發生互換結果相同。由此可見，等位基因分離發生在減Ⅰ后期的前提不考慮互換，類似的姐妹染色單體上出現等位基因，既有可能來源于交叉互換也可能來自于基因突變，若同源染色體上相同基因成單為突變、成雙最可能為互換。又如肽鍵數=氨基酸數—肽鏈數，該結論并未考慮環狀多肽，鑒定蛋白質用雙縮脲試劑而使雙縮脲試劑變紫色的還可能是多肽或雙縮脲。

概念教學是培育科學素養、能力提升的重要手段，教師要拓展視野，多加推敲與研究，才能減少誤區并有利于學生養成發展的世界觀。如反密碼子CGG只能識別密碼子GCC，說明密碼子與反密碼子的閱讀并不同向，查閱資料可知DNA聚合酶、RNA聚合酶按3'→5'，核糖體按5'→3'方向識別移動，反密碼子按3'→5'而密碼子按5'→3'閱讀。正因為核酸有方向性，DNA復制的前導鏈連續而后導鏈成岡崎片段，說明DNA復制還需要DNA連接酶。