在中學生物教學中對高等教材的處理和應用

李進京

在中學從事生物學教學的教師大都經過高等教育，因此也系統地學習過生物學方面的大學教材。在中學生物學教學中，如果教師能恰當利用大學教材，則能起到如虎添翼的作用，如果利用不當，則事倍功半。如何利用高等教材，從而達到理想的教學效果呢？筆者結合自己的體會，談談如何在中學生物教學中正確處理和應用高等教材。

1 對待高等教材與中學教材中不一致的概念知識的方法

有些概念或生物學知識在中學教材與大學教材中說法的不一致，教師在教學過程中不要提及大學教材的說法，應以中學教材為準。

如關于細胞核，高等教材中把它歸屬于細胞器，認為它是存在于真核細胞中的封閉式膜狀細胞器。但在中學教材中，真核細胞結構包括細胞膜、細胞質、細胞核和細胞壁（植物細胞及酵母菌等具有），并且把細胞質又分為細胞質基質和細胞器，即把細胞核與細胞質歸于同一個分類層次上。在中學階段教授細胞結構知識時，教師就應以中學教材為標準，并讓學生明確細胞核是與細胞質并列的結構，同時也是原核細胞與真核細胞的根本區別點。

又如關于四分體的概念，中學教材中把在減數分裂過程中聯會的一對同源染色體稱為一個四分體。而在高等教材中卻是敘述在減數第一次分裂中分裂前期的偶線期中，每一對同源染色體互相配對稱聯會，聯會的結果是每對同源染色體形成一個二價體，不稱為四分體。在高等教材中的四分體是這樣定義的，即認為減數分裂的結果通常是由一個母細胞產生四個子細胞，稱為四分體。所以有關四分體的知識在高等教材與中學生物教材中也是不一致的。但教師在教學中應以中學教材為準，切不可提及二價體等知識。

2 不過多補充中學生物教材中不涉及的高等教材知識

有些生物學教師喜歡在教學過程中補充高等教材知識，恰當的補充會增加學生的興趣，提高教學效率，但是不能過多地補充高等教材知識，否則會加重學生負擔。如關于遺傳規律9∶3∶3∶1的各種變形中，教師不應提及基因互補作用、基因上位、抑制作用等概念。在考試中如果涉及到這些問題，試題題干中會以新信息的形式呈現，學生只要會利用題中給出的信息結合遺傳規律解決問題即可。在歷年的高考試題中，這也是一種常見的考查方式。

【例1】 （2016·江蘇卷節選）在光合作用過程中，CO2與RuBP（五碳化合物）結合的直接產物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三個。圖1為葉肉細胞中部分代謝途徑示意圖。

淀粉是暫時存儲的光合作用產物，其合成場所應該在葉綠體的 。淀粉運出葉綠體時先水解成TP或 ，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細胞質中，合成由 糖構成的蔗糖，運出葉肉細胞。

分析：此題中有關RuBP和磷酸丙糖去路等光合作用知識在高中生物教材中未介紹，但學生根據題中給出的信息，并結合中學教材介紹的已有知識就能解答。

淀粉合成場所位于葉綠體基質。根據圖示，葉綠體膜上存在六碳糖載體，淀粉被運出葉綠體時先水解成TP或六碳糖，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細胞質中。蔗糖由葡萄糖和果糖結合而成。

答案：基質中 葡萄糖 葡萄糖和果糖

3 分析某些中學生物試題時，不需考慮高等教材的復雜知識

以伴性遺傳為例，在中學生物教材中介紹有關X、Y型性別決定的伴性遺傳時，只介紹了伴X遺傳，并且還只考慮X染色體的非同源區段。個別教師在教學過程中可能還會介紹伴Y遺傳。即使這樣，伴Y遺傳也只是考慮Y染色體的非同源區段。

這樣學生在分析有關遺傳方式時，除了排除不可能是伴Y遺傳時，只考慮某基因是否位于X染色體上即可（即只考慮位于X染色體的非同源區段），如果基因不在X染色體上即為常染色體遺傳。如分析某遺傳病遺傳方式，如果父母都正常，但生育一個患病女孩，即確定為常染色體隱性遺傳。

【例2】 （2016·全國課標Ⅰ卷）已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。同學乙用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現為隱性。請根據上述結果，回答下列問題：

（1） 僅根據同學甲的實驗，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現為隱性？

（2） 請用同學甲得到的子代果蠅為材料設計兩個不同的實驗，這兩個實驗都能獨立證明同學乙的結論（要求：每個實驗只用一個雜交組合，并指出支持同學乙結論的預期實驗結果）。

分析：該題要求判斷某基因在染色體的位置，在此只考慮是否位于X染色體的非同源區段，不用考慮了。如果在教學中，教師過多介紹XY染色體同源區段知識，部分學生再考慮XY染色體同源區段遺傳情況時，就無法對題進行正確的解答。

（1） 由于常染色體雜合子測交情況下也符合題干中的比例，故不能僅根據甲同學實驗結果判斷控制黃體的基因位于X染色體上，也不能證明控制黃體的基因表現為隱性。

（2） 設控制灰體的基因為A，控制黃體的基因為a，假定相關基因位于X染色體上，則同學甲的實驗中，親本黃體雄蠅基因型為XaY，而雜交子代出現四種表現型且分離比為1∶1∶1∶1，則親本灰體雌蠅為雜合子，即XAXa，遺傳圖解如圖1所示。

F1代果蠅中雜交方式共有4種。其中，灰體雌蠅和黃體雄蠅雜交組合與親本相同，由（1）可知無法證明同學乙的結論。而黃體雌蠅與黃體雄蠅雜交組合中，子代均為黃體，無性狀分離，亦無法證明同學乙的結論。故應考慮采用灰體雌蠅與灰體雄蠅、黃體雌蠅與灰體雄蠅的雜交組合，遺傳圖解如圖2所示。灰體雌蠅與灰體雄蠅雜交：

由圖解可知，灰體雌蠅與灰體雄蠅雜交，后代表型為：雌性個體全為灰體，雄性個體灰體與黃體比例接近1∶1。黃體雌蠅與灰體雄蠅雜交的遺傳圖解如圖3所示。

由圖解可知，黃體雌蠅與灰體雄蠅雜交，后代表現型為雌性個體全為灰體，雄性個體全為黃體。

答案（1） 不能

（2） 實驗1：雜交組合：♀灰體×♂灰體

預期結果：子一代中所有的雌性都表現為灰體，雄性中一半表現為灰體，另一半表現為黃體

實驗2：雜交組合：♀黃體×♂灰體

預期結果：子一代中所有的雌性都表現為灰體，雄性都表現為黃體

當然，有關X、Y染色體同源區段的知識在高考中并非不會涉及，比如在2005年廣東卷、2007年全國卷中都考查了X、Y染色體同源區段的知識。不過根據題中給出的有效信息就能分析了。因此在教學中，教師應讓學生明確，除非題中給出了X、Y染色體同源區段信息，否則就不需要考慮這些知識。

4 不要脫離高等教材知識，給學生總結一些具有科學性錯誤的知識

前面分析了不能在教學中過多地引入大學教材知識，但是在中學教學中也不能完全脫離大學教材。

不少教師在從事教學工作較長時間后，會對高等教材知識越來越模糊。這樣可能在對中學教材的某些知識進行一些拓展性規律總結時，存在科學性錯誤。

如在學習真核細胞結構時，一些教師根據蛔蟲寄生在腸道的特點，認為腸道中缺少氧氣，不能進行有氧呼吸，所以蛔蟲長期生活在無氧環境中，線粒體會退化，即總結為真核細胞一般都有線粒體，但蛔蟲無線粒體。這個總結的所謂特例被眾多教輔資料廣泛引用，并傳授給學生。其實只要在百度中隨便輸入一個“蛔蟲線粒體”的關鍵詞，就會出現不少關于蛔蟲線粒體方面研究的文章。教師只要了解一下蛔蟲的生活史，就能了解蛔蟲是否有線粒體了。

蛔蟲的發育過程包括蟲卵在外界土壤中的發育和蟲體在人體內發育的兩個階段。其生活史不需要中間宿主。自人體排出的蛔蟲卵有受精卵和未受精卵兩種。其中散布于土壤中的受精蛔蟲卵，在潮濕、蔭蔽、氧氣充足和溫度適宜（21～30℃）的條件下，約經2周，蟲卵就會發育為幼蟲。再經過1周，幼蟲進行第一次蛻皮后變為二期幼蟲，此時稱為感染期卵。當人體誤食含有感染期卵的食物后，在小腸環境的條件下卵內幼蟲會自卵殼孵出。孵出的幼蟲侵入小腸黏膜和黏膜下層，并鉆入腸壁小靜脈或淋巴管，經門靜脈系統到肝，再經右心到肺，幼蟲穿過肺毛細血管進入肺泡。在此，幼蟲經過第二次及第三次蛻皮最后發育為四期幼蟲，然后又沿支氣管、氣管移行到咽，被吞咽入食管，經胃到小腸，并發育為成蟲。所以蛔蟲一生并非一直在缺少氧氣的腸道生活。

蛔蟲通過小腸上皮細胞微絨毛吸收葡萄糖、氨基酸及脂肪酸。成蟲的能量來源主要是通過厭氧糖酵解過程而獲得。由于成蟲的丙酮酸激酶的活性低，因此只能將糖分解到磷酸烯醇式丙酮酸，再經過多種酶的作用，最后生成蘋果酸。在線粒體內，其中一部分蘋果酸進行稱為替代途徑的還原反應，經延胡索酸還原為琥珀酸。在這個反應中，多產生一分子的ATP。這也是蛔蟲適應低氧寄生環境的結果。

又如在學習光合作用時，一些教師根據生成1分子葡萄糖需要消耗12分子水和6分子二氧化碳來分析，認為在光合作用的暗反應中生成了6分子的水。其實在光合作用的暗反應階段不僅不會產生水，反而還消耗水。

在中學生物教學中，高等教材并不能束置高閣。當教師有疑難問題時，最好的教師就是大學教材，通過翻閱大學教材，能解決很多生物學教學過程中遇到的難點。

5 根據高等教材與中學教材的銜接點命制一些新信息題

在多年高考試題中，很多就是根據大學教材與中學教材的某些銜接點，通過新信息的形式進行命題考查。在高考備考中，教師也不妨多找一些大學與中學教材的銜接點，嘗試根據這些知識來命制一些練習題，從而提高高考備考的效率。

比如下面兩個例題就是根據《植物生物學》上的有關插圖或文字知識為背景命制的。

【例3】 根據題意回答下列與植物激素調節有關的問題：

（1） 在高等植物中，生長素運輸方式有兩種：一種是通過韌皮部運輸，運輸方向決定于兩端有機物濃度差等因素，它的運輸方式為 運輸，另一種是只能從 運輸，即屬于極性運輸。

（2） 有試驗指出用生長素處理豌豆上胚軸，3 d后頂端1 cm處蛋白質含量比對照組增多2.5倍，RNA含量增多4倍。由此可見，生長素能促進 的合成。此外，生長素還能通過使細胞壁松弛來促進細胞

。能促進細胞具有此生理現象的還有 素。

（3） 赤霉素的生理作用可歸納為兩部分，即表現為促進兩性花的雄花形成等的促進作用和抑制成熟等的抑制作用，那么它 （填“具有”或“不具有”）兩重性。

（4） 天然存在的細胞分裂素可分為游離的細胞分裂素和存在tRNA中的細胞分裂素。因此它的獲得可以通過 水解產生和從頭開始合成。

分析：本題考查了生長素、赤霉素、細胞分裂素等植物激素的生理作用與生長素運輸特點等知識。其中有些知識在中學教材中并未介紹，需要根據題中給出的信息回答有關問題。

（1） 從題意中的運輸方向決定于兩端有機物濃度差等因素，說明它并不是從低濃度到高濃度，即不屬于主動運輸而屬于被動運輸。而極性運輸只能從形態學的上端到形態學的下端，而不能倒過來運輸。

（2） 由于生長素處理后會出現RNA和蛋白質含量增多現象，說明生長素可能會促進基因的表達，即促進了RNA和蛋白質合成。此外，生長素還能促進細胞伸長，而赤霉素也能促進細胞伸長。

（3） 兩重性表現為低濃度促進高濃度抑制，不是指某激素對不同的生理過程可能有促進或抑制的現象。

（4） 題中已知有存在于tRNA中的細胞分裂素，則tRNA分解后可能會產生細胞分裂素，即可通過tRNA水解獲得細胞分裂素。

答案：（1） 被動 植物體的形態學上端向下端 （2） 0 RNA和蛋白質 伸長 赤霉 （3） 不具有 （4） tRNA

【例4】 圖4是光合作用和呼吸作用之間能量轉變的圖解。回答下列問題：

（1） 某蘋果樹在較強光照下，產生圖示NADPH的具體場所是 。產生圖示NADH的具體場所是 。它們的作用分別是 。

（2） 在NADPH和ATP等都含磷元素，植物吸收磷元素的方式是

（3） 圖中過程①表示 過程。圖中過程②能大量進行的條件是 。

（4） 除圖示細胞結構外，ATP還可在 產生。呼吸作用過程產生的ATP （能、不能）被應用于過程①，正在生長的植物，過程①與過程②相比，每小時產生ATP的量 （相等、較多、較少）。

分析：本題以《植物生理學》上的插圖為背景材料進行的考查。

（1） 圖中的NADPH是光反應產生的[H]，發生在葉綠體類囊體薄膜，圖中的NADH是細胞呼吸產生的[H]，能產生NADH的場所有細胞質基質和線粒體基質。

（2） 植物吸收礦質元素的方式是主動運輸。

（3） 圖中過程①是光合作用過程ATP水解生成ADP的過程。該過程是將ATP中活躍的化學能轉化成穩定的化學能儲存在有機物中。而過程②是細胞呼吸過程中產生ATP的過程。該過程能大量進行屬于有氧呼吸，必須條件是氧氣充足存在。

（4） 正在生長的植物，光合作用強度大于呼吸作用強度，因此在單位時間內光合作用過程產生的ATP也比呼吸作用產生的ATP多。

答案：（1） 葉綠體類囊體薄膜 細胞質基質和線粒體基質 NADPH用于還原C3。NADH與氧氣結合生成水。（2） 主動運輸 （3） 將ATP中活躍的化學能轉化成有機物中穩定的化學能 氧氣充足（或有氧） （4） 細胞質基質 不能 較多