基于生物图信息加工的概念复习策略——以“基因控制蛋白质合成”为例

周海旸

(1 江苏省南京市玄武高级中学 南京 210016； 2 江苏第二师范学院生物教育研究所 南京 210013)

生物图是生物科学的第二语言，包括高中生物学教材中的结构模式图、生理功能图、数据例析表格、坐标曲线统计图、遗传图解系谱图等，其最大的特点是既直观又能承载大量信息，能把复杂的内容简明扼要地表述出来，变复杂为简单，变抽象为形象，是表达、概括、拓展和深化生物学概念的重要形式[1]。

本文就以“基因控制蛋白质合成”一节为例，阐述在细化生物学概念的基础上对生物图进行分类、分析、整合等信息加工活动，引导学生实现图文转化，深入理解生物学概念。

1 依据课程标准，解剖核心概念

课程标准中关于本节具体内容标准的表述是： 说明基因和遗传信息的关系；概述遗传信息的转录和翻译。根据生物学学科知识结构可将概念分为生物学核心概念、生物学重要概念、生物学一般概念[2]。笔者将“基因控制蛋白质合成”一节的概念进行了分类(表1)。

表1 “基因控制蛋白质合成”概念分类

2 选择经典图示，辨析一般概念

从生物学概念的内涵和外延看，生物学一般概念之间的关系包括从属关系、交叉关系、并列关系等。在概念复习教学过程中，可利用经典的生物图来帮助学生厘清概念之间的逻辑关系。

2.1 从属关系一般概念的建立 基因、DNA、遗传信息之间存在着从属关系，可选择图1和图2进行教学。基因、DNA、遗传信息这三个概念中，遗传信息这个概念最为抽象，学生理解起来比较困难，可选择从学生熟悉的染色体这个概念入手，借助对图1和图2的信息加工一步步厘清这几个概念之间的关系(表2)。

图1 染色体的结构

图2 遗传信息、基因与DNA的关系

生物图信息加工的策略图1识图: 在图1中标注DNA、基因、遗传信息三个概念图2画图: 在图2三个空白的椭圆中填写DNA、基因、遗传信息图1设计问题辨析基因、DNA、遗传信息的关系: DNA上的任意一段都是基因吗?DNA与基因有怎样的数量关系?DNA的特异性与多样性与遗传信息之间的关系?遗传信息可以有哪些表述

学生对于图1比较熟悉，在图1中标注概念是引导学生对于三个概念的内涵进行思考，接着引导学生画出图2，直接表示了三个概念之间的从属关系，接着回到图1进一步对三个概念进行比较，学生可以说出如下语句： DNA上有遗传效应的片段是基因，没有遗传效应的片段不是基因；一个DNA分子中有多个基因。DNA的特异性与多样性就是指DNA中碱基对的排列顺序的特异性和多样性，也就是遗传信息的特异性和多样性。遗传信息可以表述为基因(DNA)中碱基对(脱氧核苷酸对)的排列顺序。学生面对直观的图解，在教师的一步步设问下对已有的生物学知识进行信息加工，逐渐清晰地了解基因、DNA、遗传信息之间的从属关系。

2.2 交叉关系一般概念的比较 在这一节中，有许多交叉关系的一般概念，如DNA与RNA、 3种不同的RNA、 mRNA与密码子等。可利用系列生物图对这些交叉概念进行比较，进而弄清楚其间的逻辑关系。

图3 DNA与RNA的结构比较

图4 三种RNA的结构

首先，依据图3让学生列表比较DNA与RNA的异同。其次，根据图4列表比较三种RNA的结构及功能。从DNA到RNA，再到3种RNA的结构和功能，符合学生的认知，结合图解的直观表达，更有利于理解和接受，同时也为后面转录和翻译的过程奠定基础。

2.3 并列关系一般概念的辨析 转录和翻译属于一组并列概念，选择图5进行教学。首先，指认图中涉及的细胞结构和物质；其次，详细说明转录和翻译的过程；最后，列表比较转录和翻译。转录和翻译这两个过程都是微观和抽象的，图5是关于转录和翻译过程的一张整体图解，对照图解来详细说明转录和翻译的过

图5 转录及翻译过程示意图

程可以帮助学生将静态的图解转变为动态的过程，理解起来更加顺畅，列表比较则是进一步将转录和翻译这两个概念具体化和清晰化。

3 比较相近图形，深化重要概念

经过上述系列经典图示的信息加工，学生已经明确了基因携带着遗传信息；基因控制蛋白质的合成实现了遗传信息的表达；基因控制蛋白质的合成包括了转录和翻译两个步骤。接着出示图6和图7。图6是电镜下拍到的翻译过程，是真实的照片，通过对图7中核糖体和多肽链的指认，可帮助学生在模式图和真实图解之间搭一座桥梁；图7是原核生物体内基因表达的模式图，其转录和翻译是同时进行的，通过比较真核生物与原核生物细胞内基因表达的异同，学生对于基因表达的理解会更加深入。所有生物都有一套转录和翻译的机制，学生需要了解这些机制的共性，同时，在不同生物体内，又存在着一些与结构相适应的不同之处。一幅幅生动的图解将这些相同点和不同点展现得非常清楚，当这些图解和概念同时储存在学生脑中，自

图6 电镜下的翻译过程

图7 原核生物体内基因表达模式图

然也就深化了对重要概念的理解。

4 构建概念图，形成概念体系

概念图是一种很好的厘清概念的工具，它能以整体的、简练的方式来呈现、组织概念。它可以再现学科的知识体系结构，有利于学生将新知识建构到已有的知识结构中。通过以上的教学，教师或者学生可以建构出有关基因控制蛋白质合成的概念图(图8)，这样可以促使学生深刻领会重组后概念生成的意义。

图8 本节概念图

生物学概念是思维的细胞，图形是生物学概念的另一种语言，在不同的学段选择适合的生物图进行教学，在帮助学生构建概念、深入理解概念等方面起到了事半功倍的效果。此外，收集经典生物图、自己制作生物图、引导学生构建概念图等也是教学中重要的途径和手段，需要教师不断的积累和学习。