在中学生物教学中对高等教材的处理和应用

李进京

在中学从事生物学教学的教师大都经过高等教育，因此也系统地学习过生物学方面的大学教材。在中学生物学教学中，如果教师能恰当利用大学教材，则能起到如虎添翼的作用，如果利用不当，则事倍功半。如何利用高等教材，从而达到理想的教学效果呢？笔者结合自己的体会，谈谈如何在中学生物教学中正确处理和应用高等教材。

1 对待高等教材与中学教材中不一致的概念知识的方法

有些概念或生物学知识在中学教材与大学教材中说法的不一致，教师在教学过程中不要提及大学教材的说法，应以中学教材为准。

如关于细胞核，高等教材中把它归属于细胞器，认为它是存在于真核细胞中的封闭式膜状细胞器。但在中学教材中，真核细胞结构包括细胞膜、细胞质、细胞核和细胞壁（植物细胞及酵母菌等具有），并且把细胞质又分为细胞质基质和细胞器，即把细胞核与细胞质归于同一个分类层次上。在中学阶段教授细胞结构知识时，教师就应以中学教材为标准，并让学生明确细胞核是与细胞质并列的结构，同时也是原核细胞与真核细胞的根本区别点。

又如关于四分体的概念，中学教材中把在减数分裂过程中联会的一对同源染色体称为一个四分体。而在高等教材中却是叙述在减数第一次分裂中分裂前期的偶线期中，每一对同源染色体互相配对称联会，联会的结果是每对同源染色体形成一个二价体，不称为四分体。在高等教材中的四分体是这样定义的，即认为减数分裂的结果通常是由一个母细胞产生四个子细胞，称为四分体。所以有关四分体的知识在高等教材与中学生物教材中也是不一致的。但教师在教学中应以中学教材为准，切不可提及二价体等知识。

2 不过多补充中学生物教材中不涉及的高等教材知识

有些生物学教师喜欢在教学过程中补充高等教材知识，恰当的补充会增加学生的兴趣，提高教学效率，但是不能过多地补充高等教材知识，否则会加重学生负担。如关于遗传规律9∶3∶3∶1的各种变形中，教师不应提及基因互补作用、基因上位、抑制作用等概念。在考试中如果涉及到这些问题，试题题干中会以新信息的形式呈现，学生只要会利用题中给出的信息结合遗传规律解决问题即可。在歷年的高考试题中，这也是一种常见的考查方式。

【例1】 （2016·江苏卷节选）在光合作用过程中，CO2与RuBP（五碳化合物）结合的直接产物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三个。图1为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。

淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的 。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或 ，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由 糖构成的蔗糖，运出叶肉细胞。

分析：此题中有关RuBP和磷酸丙糖去路等光合作用知识在高中生物教材中未介绍，但学生根据题中给出的信息，并结合中学教材介绍的已有知识就能解答。

淀粉合成场所位于叶绿体基质。根据图示，叶绿体膜上存在六碳糖载体，淀粉被运出叶绿体时先水解成TP或六碳糖，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中。蔗糖由葡萄糖和果糖结合而成。

答案：基质中 葡萄糖 葡萄糖和果糖

3 分析某些中学生物试题时，不需考虑高等教材的复杂知识

以伴性遗传为例，在中学生物教材中介绍有关X、Y型性别决定的伴性遗传时，只介绍了伴X遗传，并且还只考虑X染色体的非同源区段。个别教师在教学过程中可能还会介绍伴Y遗传。即使这样，伴Y遗传也只是考虑Y染色体的非同源区段。

这样学生在分析有关遗传方式时，除了排除不可能是伴Y遗传时，只考虑某基因是否位于X染色体上即可（即只考虑位于X染色体的非同源区段），如果基因不在X染色体上即为常染色体遗传。如分析某遗传病遗传方式，如果父母都正常，但生育一个患病女孩，即确定为常染色体隐性遗传。

【例2】 （2016·全国课标Ⅰ卷）已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：

（1） 仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？

（2） 请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论（要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果）。

分析：该题要求判断某基因在染色体的位置，在此只考虑是否位于X染色体的非同源区段，不用考虑了。如果在教学中，教师过多介绍XY染色体同源区段知识，部分学生再考虑XY染色体同源区段遗传情况时，就无法对题进行正确的解答。

（1） 由于常染色体杂合子测交情况下也符合题干中的比例，故不能仅根据甲同学实验结果判断控制黄体的基因位于X染色体上，也不能证明控制黄体的基因表现为隐性。

（2） 设控制灰体的基因为A，控制黄体的基因为a，假定相关基因位于X染色体上，则同学甲的实验中，亲本黄体雄蝇基因型为XaY，而杂交子代出现四种表现型且分离比为1∶1∶1∶1，则亲本灰体雌蝇为杂合子，即XAXa，遗传图解如图1所示。

F1代果蝇中杂交方式共有4种。其中，灰体雌蝇和黄体雄蝇杂交组合与亲本相同，由（1）可知无法证明同学乙的结论。而黄体雌蝇与黄体雄蝇杂交组合中，子代均为黄体，无性状分离，亦无法证明同学乙的结论。故应考虑采用灰体雌蝇与灰体雄蝇、黄体雌蝇与灰体雄蝇的杂交组合，遗传图解如图2所示。灰体雌蝇与灰体雄蝇杂交：

由图解可知，灰体雌蝇与灰体雄蝇杂交，后代表型为：雌性个体全为灰体，雄性个体灰体与黄体比例接近1∶1。黄体雌蝇与灰体雄蝇杂交的遗传图解如图3所示。

由图解可知，黄体雌蝇与灰体雄蝇杂交，后代表现型为雌性个体全为灰体，雄性个体全为黄体。

答案（1） 不能

（2） 实验1：杂交组合：♀灰体×♂灰体

预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体

实验2：杂交组合：♀黄体×♂灰体

预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体

当然，有关X、Y染色体同源区段的知识在高考中并非不会涉及，比如在2005年广东卷、2007年全国卷中都考查了X、Y染色体同源区段的知识。不过根据题中给出的有效信息就能分析了。因此在教学中，教师应让学生明确，除非题中给出了X、Y染色体同源区段信息，否则就不需要考虑这些知识。

4 不要脱离高等教材知识，给学生总结一些具有科学性错误的知识

前面分析了不能在教学中过多地引入大学教材知识，但是在中学教学中也不能完全脱离大学教材。

不少教师在从事教学工作较长时间后，会对高等教材知识越来越模糊。这样可能在对中学教材的某些知识进行一些拓展性规律总结时，存在科学性错误。

如在学习真核细胞结构时，一些教师根据蛔虫寄生在肠道的特点，认为肠道中缺少氧气，不能进行有氧呼吸，所以蛔虫长期生活在无氧环境中，线粒体会退化，即总结为真核细胞一般都有线粒体，但蛔虫无线粒体。这个总结的所谓特例被众多教辅资料广泛引用，并传授给学生。其实只要在百度中随便输入一个“蛔虫线粒体”的关键词，就会出现不少关于蛔虫线粒体方面研究的文章。教师只要了解一下蛔虫的生活史，就能了解蛔虫是否有线粒体了。

蛔虫的发育过程包括虫卵在外界土壤中的发育和虫体在人体内发育的两个阶段。其生活史不需要中间宿主。自人体排出的蛔虫卵有受精卵和未受精卵两种。其中散布于土壤中的受精蛔虫卵，在潮湿、荫蔽、氧气充足和温度适宜（21～30℃）的条件下，约经2周，虫卵就会发育为幼虫。再经过1周，幼虫进行第一次蜕皮后变为二期幼虫，此时称为感染期卵。当人体误食含有感染期卵的食物后，在小肠环境的条件下卵内幼虫会自卵壳孵出。孵出的幼虫侵入小肠黏膜和黏膜下层，并钻入肠壁小静脉或淋巴管，经门静脉系统到肝，再经右心到肺，幼虫穿过肺毛细血管进入肺泡。在此，幼虫经过第二次及第三次蜕皮最后发育为四期幼虫，然后又沿支气管、气管移行到咽，被吞咽入食管，经胃到小肠，并发育为成虫。所以蛔虫一生并非一直在缺少氧气的肠道生活。

蛔虫通过小肠上皮细胞微绒毛吸收葡萄糖、氨基酸及脂肪酸。成虫的能量来源主要是通过厌氧糖酵解过程而获得。由于成虫的丙酮酸激酶的活性低，因此只能将糖分解到磷酸烯醇式丙酮酸，再经过多种酶的作用，最后生成苹果酸。在线粒体内，其中一部分苹果酸进行称为替代途径的還原反应，经延胡索酸还原为琥珀酸。在这个反应中，多产生一分子的ATP。这也是蛔虫适应低氧寄生环境的结果。

又如在学习光合作用时，一些教师根据生成1分子葡萄糖需要消耗12分子水和6分子二氧化碳来分析，认为在光合作用的暗反应中生成了6分子的水。其实在光合作用的暗反应阶段不仅不会产生水，反而还消耗水。

在中学生物教学中，高等教材并不能束置高阁。当教师有疑难问题时，最好的教师就是大学教材，通过翻阅大学教材，能解决很多生物学教学过程中遇到的难点。

5 根据高等教材与中学教材的衔接点命制一些新信息题

在多年高考试题中，很多就是根据大学教材与中学教材的某些衔接点，通过新信息的形式进行命题考查。在高考备考中，教师也不妨多找一些大学与中学教材的衔接点，尝试根据这些知识来命制一些练习题，从而提高高考备考的效率。

比如下面两个例题就是根据《植物生物学》上的有关插图或文字知识为背景命制的。

【例3】 根据题意回答下列与植物激素调节有关的问题：

（1） 在高等植物中，生长素运输方式有两种：一种是通过韧皮部运输，运输方向决定于两端有机物浓度差等因素，它的运输方式为 运输，另一种是只能从 运输，即属于极性运输。

（2） 有试验指出用生长素处理豌豆上胚轴，3 d后顶端1 cm处蛋白质含量比对照组增多2.5倍，RNA含量增多4倍。由此可见，生长素能促进 的合成。此外，生长素还能通过使细胞壁松弛来促进细胞

。能促进细胞具有此生理现象的还有 素。

（3） 赤霉素的生理作用可归纳为两部分，即表现为促进两性花的雄花形成等的促进作用和抑制成熟等的抑制作用，那么它 （填“具有”或“不具有”）两重性。

（4） 天然存在的细胞分裂素可分为游离的细胞分裂素和存在tRNA中的细胞分裂素。因此它的获得可以通过 水解产生和从头开始合成。

分析：本题考查了生长素、赤霉素、细胞分裂素等植物激素的生理作用与生长素运输特点等知识。其中有些知识在中学教材中并未介绍，需要根据题中给出的信息回答有关问题。

（1） 从题意中的运输方向决定于两端有机物浓度差等因素，说明它并不是从低浓度到高浓度，即不属于主动运输而属于被动运输。而极性运输只能从形态学的上端到形态学的下端，而不能倒过来运输。

（2） 由于生长素处理后会出现RNA和蛋白质含量增多现象，说明生长素可能会促进基因的表达，即促进了RNA和蛋白质合成。此外，生长素还能促进细胞伸长，而赤霉素也能促进细胞伸长。

（3） 两重性表现为低浓度促进高浓度抑制，不是指某激素对不同的生理过程可能有促进或抑制的现象。

（4） 题中已知有存在于tRNA中的细胞分裂素，则tRNA分解后可能会产生细胞分裂素，即可通过tRNA水解获得细胞分裂素。

答案：（1） 被动 植物体的形态学上端向下端 （2） 0 RNA和蛋白质 伸长 赤霉 （3） 不具有 （4） tRNA

【例4】 图4是光合作用和呼吸作用之间能量转变的图解。回答下列问题：

（1） 某苹果树在较强光照下，产生图示NADPH的具体场所是 。产生图示NADH的具体场所是 。它们的作用分别是 。

（2） 在NADPH和ATP等都含磷元素，植物吸收磷元素的方式是

（3） 图中过程①表示 过程。图中过程②能大量进行的条件是 。

（4） 除图示细胞结构外，ATP还可在 产生。呼吸作用过程产生的ATP （能、不能）被应用于过程①，正在生长的植物，过程①与过程②相比，每小时产生ATP的量 （相等、较多、较少）。

分析：本题以《植物生理学》上的插图为背景材料进行的考查。

（1） 图中的NADPH是光反应产生的[H]，发生在叶绿体类囊体薄膜，图中的NADH是细胞呼吸产生的[H]，能产生NADH的场所有细胞质基质和线粒体基质。

（2） 植物吸收矿质元素的方式是主动运输。

（3） 图中过程①是光合作用过程ATP水解生成ADP的过程。该过程是将ATP中活跃的化学能转化成稳定的化学能储存在有机物中。而过程②是细胞呼吸过程中产生ATP的过程。该过程能大量进行属于有氧呼吸，必须条件是氧气充足存在。

（4） 正在生长的植物，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此在单位时间内光合作用过程产生的ATP也比呼吸作用产生的ATP多。

答案：（1） 叶绿体类囊体薄膜 细胞质基质和线粒体基质 NADPH用于还原C3。NADH与氧气结合生成水。（2） 主动运输 （3） 将ATP中活跃的化学能转化成有机物中稳定的化学能 氧气充足（或有氧） （4） 细胞质基质 不能 较多