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对高中生物教材中几处知识的质疑及建议

2021-04-19 90 上传者：管理员

摘要：教材是教学的纲要，是教师备课的依据，是学生学习的主要载体，也是考查考试，尤其是高考命题的主要依据。因此，教材出现知识滞后、错误、漏洞或概念不严谨、逻辑不严密、知识不系统等问题，都会给教师和学生带来很大的困扰。不仅如此，有一些教辅资料编写出了一些难题、偏题、怪题，给学生和教师增加了不必要的负担，干扰了正常的教学活动。

关键词：
教学活动
教辅资料
生物教材
高中生物
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随着世界科技迅速发展，生理医学和化学诺贝尔奖获奖成果的公布，使得生物知识的更新是非常快速的。这就要求中学生物教材的知识更新要紧跟科技发展的速度，才能体现出生命科学的前沿性，给学生新的知识体系和发展理念，进一步激发学生对前沿科学的探究欲望。

目前，笔者所执教的学校采用的生物教材知识存在滞后或漏洞的问题。基于此，笔者罗列出经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过的普通高中课程标准实验教科书生物必修(人教版)存在的几处问题，旨在与广大生物教师进行探讨商榷，希望以后的生物教材概念更准确、知识更完善、内容更系统、观点更新颖。

问题一：必修1第四章第三节第70页标题下“问题探讨”的左图中“水分子、甘油、乙醇通过脂双层”自由扩散，但是图示中水分子显然是错误的。

教材第74页阅读材料中已对2003年诺贝尔化学奖获得者的研究成果给予了说明，此研究已确认了“水通道蛋白是生物膜输导水分子的通道”，而脂双层的内部是疏水层，几乎阻碍所有的水分子及水溶性分子通过，所以水分子不能从磷脂双分子层上扩散通过。

问题二：必修1第五章第四节《光与光合作用》中，光反应机理不清楚，缺乏系统性和逻辑性。

教材第97页标题一提出了“捕获光能的色素”，并对光合色素的分布、种类、吸收光谱及作用进行了概述，但在标题二的光合作用原理的光反应阶段，没有进一步说明光合色素吸收光能、传递光能、转化光能的机理，使得光反应阶段展示的水分子光解、ATP合成及还原型辅酶Ⅱ(【H】)的形成过程缺乏理论依据，难以让学生真正理解光反应的机理，所以笔者建议编者完善这部分内容。

问题三：必修2第三章第一节《DNA是主要的遗传物质》的探究实验2“噬菌体侵染细菌的实验”的结论不符合对照实验的规则，即噬菌体的DNA是遗传物质，没有对蛋白质下结论，此结论有待商榷。

本实验的设计思路是采用放射性示踪法对T2噬菌体的蛋白质和DNA分别用35S和32P标记，通过用被标记的噬菌体侵染大肠杆菌并增殖子代噬菌体来追踪被标记的亲代噬菌体的蛋白质和DNA哪种物质到达子代噬菌体，以证明这种物质是遗传物质，另一种不是遗传物质。这是一组对比实验，与光合作用中用18O标记H2O和CO2追踪光合产物O2来源于H2O，而不是CO2的实验是相同的原理和方法，所以得出的结论也应该是相一致的，即噬菌体的DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。但是，教材给出的实验结论只说明DNA是遗传物质。

对此结论，教辅资料专门编写试题：关于“噬菌体侵染侵染细菌的实验”的叙述，不能说明的是()。此题选择的选项是：“35S和32P标记噬菌体侵染细菌的实验说蛋白质不是遗传物质”。解释是“此实验只能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质。因为35S标记的亲代蛋白质没有注入大肠杆菌内，不能证明它是否会控制噬菌体的性状或传给子代噬菌体的”。其实，这是给学生设置不必要的难题，这就是一个简单的对照实验，给噬菌体提供了寄主，给予同等的侵染机会，DNA到达子代，而蛋白质没有传给子代，就说明控制噬菌体的性状和传代的物质不需要蛋白质，证明了蛋白质不是遗传物质。如果没有对蛋白质是否是遗传物质下结论，那也不符合探究性实验的设计思路和设计原则。

问题四：必修2第三章第四节中“基因是有遗传效应的DNA片段”这个概念的内涵有待扩展。

教材第三章第一节“DNA是主要的遗传物质”的探究实验结论是：DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是一些病毒的遗传物质。然而，目前像新冠肺炎病毒这样的传染性疾病的流行，所以教师应该让学生对RNA病毒的基因有所了解，不能单一地将基因定义在DNA上。因此，笔者认为，基因的定义应该扩展为“核酸上有遗传效应的核苷酸序列”更确切。

问题五：必修2第五章第一节中“基因重组的概念”的内涵过于片面，与教材多处知识相矛盾、相冲突，有待准确定义。

教材基因重组的定义是指，生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。此概念的范围只在生物体通过减数分裂形成配子时，四分体时期同源染色体的非姐妹单体交叉互换，染色单体上的非等位基因重组及非同源染色体的自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因重组。这里只说明了染色体上的基因重组的来源，而教辅资料关于基因重组的练习题都紧紧扣住这个概念范畴考查学生，让学生选择基因重组只能发生在减数分裂过程。但是，高中生物教材中涉及的以下事例都是基因重组的应用：

第一，杂交育种。将双亲优良性状重组培育杂种育种方式，首先通过杂交亲本产生的雌、雄配子在受精过程雌、雄配子的基因重组完成了父母双亲优良性状的基因在F1子代中的重组，然后由F1在产生配子时通过减数分裂过程形成重组配子，再通过雌雄配子受精作用产生重组新性状的F2个体。那么，减数分裂和受精作用就是双亲优良性状基因的重组的两个重要生理过程。没有受精作用的过程只有减数分裂的过程，怎么会产生具有双亲优良性状的重组个体?所以受精作用是有性生殖生物广泛的基因重组过程。

第二，肺炎双球菌的转化实验。加热杀死的S型菌的DNA使活的R型细菌转化成S型细菌的过程就是一种DNA的转导，导入R型菌内的S型细菌的DNA与R型细菌的DNA重组，产生了表达S型细菌性状的重组子代，这仍然是典型的基因重组——DNA的转导，是原核生物中较普遍的一种变异来源。

第三，基因工程。基因工程的原理就是定向地将目的基因导入受体细胞而进行跨种基因重组育出新品种的方法。

由上可知，自然界中基因重组的变异是很普遍的，可分为分子水平上的重组和细胞水平上的重组。如基因工程中目的基因与表达载体的重组，就是基因在DNA分子上的重组。细胞水平上的基因重组方式有不同细胞的融合、原核细胞间DNA的转导、病毒侵染细胞并将病毒基因整合在寄主细胞染色体上的过程等，均可导致细胞发生基因重组。而教材给基因重组的概念内涵太过狭窄，给教学带来了很多干扰，使学生对此概念的理解和运用产生了困惑。

问题六：必修3第二章第一节《人脑高级功能》中，语言功能是人脑特有的高级功能，涉及人类的听、说、读、写，这里的“特有”应有质疑。

从目前大量的研究成果证明，动物也具有丰富多彩的语言交流能力，尤其是高等哺乳动物及鸟类，它们也有说话和听话的能力，只是人类还不能准确翻译它们的语言。这只是说动物的语言功能区比人类的简单，但不能说是语言功能是人类特有，其他生物没有。

问题七：必修3第五章第一节《生态系统的结构》中，对营养结构表述不完整。

课本第92页“食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的能量流动和物质循环就是沿着这种渠道进行的”，这里的食物链(网)只是捕食(寄生)链，仅仅由生产者和消费着构成，而生态系统是一个复杂而完整的动态体系，仅有生产者和消费者是不能完成物质循环与能量流动的，完整的营养结构应包括生产者、消费者、分解者构成的捕食链和腐生链。另外，捕食链和腐生链再加上非生物的物质与能量，才能构成生态系统的整体结构。

问题八：必修3第五章第五节《生态系统的稳定性》中对抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念与关系的理解，很多辅导资料出现了错误。

教材没有明确给出生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性与营养结构的复杂程度的关系，但很多教辅资料上都用这样的曲线表述两者的关系(如图1所示)：

曲线图说明在一般情况下，两者存在相反的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之也是如此。

笔者认为，这种关系图是错误的，两种力都是生态系统自我调节能力的体现，它们与营养结构的复杂程度的关系无法用反相关曲线表示。如荒漠生态系统、北极苔原生态系统等，它们的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，热带雨林的抵抗力和恢复力都很高。另外，即使在相同环境中，营养结构简单的生态系统破坏后比结构复杂的生态系统恢复容易，那只说明恢复时间的长短有差异，并不能说明恢复能力的强弱。实际上，两者的关系相当复杂，不能用曲线简单表示。

刘媚霞,唐清云.对高中生物教材中几处知识的质疑及建议[J].知识窗(教师版),2021(03):86-87.