高中生物學(xué)教材中幾組易混淆概念的辨析

王元軍

(江蘇省丹陽(yáng)市第五中學(xué) 212300)

1 密碼子與反密碼子

在人教版高中生物學(xué)教材必修2“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”的學(xué)習(xí)中，很多學(xué)生誤以為tRNA攜帶的氨基酸種類是由反密碼子決定的。要解決此困惑，首先要明確兩者所處的位置不同：密碼子是指mRNA上的3個(gè)相鄰的堿基，反密碼子是由tRNA核苷酸鏈的一端環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的3個(gè)堿基組成，它能與mRNA上相應(yīng)的密碼子進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)。其次要能區(qū)分兩者不同的行使功能：密碼子可以決定氨基酸的種類，反密碼子是保證tRNA所攜帶的氨基酸在合成蛋白質(zhì)時(shí)被放到正確的位置。

在教學(xué)過(guò)程中，可利用類比的方法，將抽象概念生活化，使易混概念形象化。例如：可將“密碼子”比喻成某個(gè)企業(yè)的“經(jīng)理”，將“反密碼子”比喻成“經(jīng)理”雇傭的運(yùn)輸氨基酸(貨物)的“卡車(chē)司機(jī)”。然后啟發(fā)學(xué)生思考兩個(gè)問(wèn)題：①每一次運(yùn)哪一種氨基酸究竟是“經(jīng)理”說(shuō)了算，還是“卡車(chē)司機(jī)”說(shuō)了算？②“卡車(chē)司機(jī)”將氨基酸運(yùn)回后，能不能私自決定將氨基酸隨意停放在某個(gè)地方，還是要找到密碼子這個(gè)“經(jīng)理”，得到指令后，才可以決定。經(jīng)過(guò)這樣的類比，凸顯出反密碼子的作用主要是保證tRNA所攜帶的氨基酸在合成蛋白質(zhì)時(shí)被放到正確的位置，從而將一個(gè)抽象復(fù)雜的關(guān)系簡(jiǎn)化成一個(gè)直觀簡(jiǎn)單的關(guān)系，便于學(xué)生理解掌握。

2 細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死

在高中生物學(xué)教材中，細(xì)胞凋亡是指由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程；細(xì)胞壞死是指在種種不利因素影響下，由于細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷所引起的細(xì)胞損傷和死亡。學(xué)生在學(xué)習(xí)這兩個(gè)概念時(shí)，經(jīng)常是“一聽(tīng)就懂，一做就錯(cuò)”，問(wèn)題的關(guān)鍵在于學(xué)生并沒(méi)有真正掌握概念的本質(zhì)。

進(jìn)一步分析，“細(xì)胞凋亡”是一種自然的生理過(guò)程，受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性死亡，是體內(nèi)細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程。簡(jiǎn)言之，是死在自己手上的，屬于“自殺性行為”。而“細(xì)胞壞死”并不是細(xì)胞想自動(dòng)結(jié)束生命，是在病菌、病毒等不利因素的作用下，不得不結(jié)束生命，是一種被動(dòng)性死亡，則屬于“他殺性行為”。因此，只要扣住“自殺”和“他殺”的本質(zhì)，就可以清楚地區(qū)分兩者關(guān)系。例如，在相關(guān)試題中，會(huì)有這樣的問(wèn)題：細(xì)胞的自我更新、被病原體感染的細(xì)胞的清除是由細(xì)胞壞死完成的，還是由細(xì)胞凋亡完成的？根據(jù)上述分析，細(xì)胞的自我更新是細(xì)胞的自我增殖與自我死亡；細(xì)胞被病原體感染后會(huì)啟動(dòng)人體的自身免疫系統(tǒng)，從而依靠自己巨噬細(xì)胞將此類細(xì)胞清除，都屬于“自殺性行為”。所以，應(yīng)屬于細(xì)胞凋亡。

3 交叉互換與染色體易位

由于交叉互換和染色體易位的過(guò)程中都發(fā)生了染色體片段的交換，所以，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易將這兩者混為一談，難以辨別。其實(shí)，區(qū)分交叉互換和染色體易位的關(guān)鍵點(diǎn)在于：兩者片段的交換發(fā)生在誰(shuí)和誰(shuí)之間。交叉互換中染色體片段的交換發(fā)生在一對(duì)同源染色體的非姐妹染色單體之間，其結(jié)果可產(chǎn)生新的基因型，屬于基因重組；而染色體易位中染色體片段的交換發(fā)生在非同源染色體之間的染色單體上，其結(jié)果是染色體上基因的排列順序發(fā)生改變，屬于染色體變異。

4 DNA聚合酶與DNA連接酶

DNA聚合酶和DNA連接酶兩者作用的結(jié)果都是產(chǎn)生磷酸二酯鍵，進(jìn)而形成DNA的長(zhǎng)鏈。兩者作用的不同點(diǎn)是什么？DNA聚合酶的作用機(jī)理是：以dNTP(脫氧核糖核苷三磷酸)為前提催化DNA的合成，需要模板和引物的存在，不能起始合成新的DNA鏈，而是催化dNTP加到生長(zhǎng)中的DNA鏈的3′-OH末端，催化DNA合成的方向是5′→3′。而DNA連接酶是一種封閉DNA鏈上缺口的酶，借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA鏈的5′-磷酸基團(tuán)的末端與另一DNA鏈的3′-OH生成磷酸二酯鍵。只有兩條緊鄰的DNA鏈才能被DNA連接酶催化連接[1]。所以，關(guān)鍵點(diǎn)就是DNA聚合酶是通過(guò)形成磷酸二酯鍵，將一個(gè)個(gè)孤零零的脫氧核苷酸連接到已有的DNA鏈上，進(jìn)行“添磚加瓦”，使DNA得以延長(zhǎng)；而DNA連接酶是通過(guò)形成磷酸二酯鍵，將相鄰的兩個(gè)DNA片段進(jìn)行連接，修補(bǔ)DNA。

5 攝入量與同化量

在關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生常常分不清能量的攝入量和同化量之間的區(qū)別。雖然，能量流動(dòng)的過(guò)程是以營(yíng)養(yǎng)級(jí)為單位，沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的，但在學(xué)習(xí)理解的過(guò)程中，不妨讓學(xué)生以自身個(gè)體代替營(yíng)養(yǎng)級(jí)，讓其思考自己每天吃進(jìn)食物的轉(zhuǎn)變過(guò)程。在親身體驗(yàn)的情境下，就容易理解攝入量就是吃進(jìn)去的食物中所含有的能量，同化量則是指食物經(jīng)過(guò)消化后吸收到體內(nèi)的能量。吃進(jìn)去的食物是不可能全部被同化和利用的，其中有相當(dāng)一部分是以排糞、排尿的方式損失掉了。在此基礎(chǔ)上，再由個(gè)體拓展到一個(gè)群體，與其他學(xué)生一起建立某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量收支公式：C=A+FU(C代表動(dòng)物從外界攝取的能量，A代表被同化的能量，F(xiàn)U代表以糞、尿形式損失的能量)。需要注意的是，A值在不同種類的生物中是大不相同的。例如，蝗蟲(chóng)只能消化它們所吃進(jìn)食物的30%，其余的70%將以糞便形式排出體外；而鼠類一般可以消化它們所吃進(jìn)食物的85%～90%[2]，其余少部分以糞便形式排出體外。

概念教學(xué)是高中生物學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，教師若能采用各種教學(xué)手段幫助學(xué)生理解易混淆概念，則不僅可使生物課堂教學(xué)變得更為豐滿，還可以提升學(xué)生對(duì)生物學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣，為后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

(基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“基于‘教師即研究者’的品質(zhì)課堂教學(xué)實(shí)踐研究”，No.2015/02/498)