高中生物(苏教版)必修2教科书

高中生物（苏教版）必修2教科书几个教学难点问题梁平[e-mail]问题1：同源染色体之间的交换疑惑：”必修2教科书的第80页图4-20“同源染色体之间的交换示意图”ABCABCabcabcABABababccCCABcABCabcabC有的老师认为，这张图的第二个小图（也就是下图中中间的图）似乎有问题。因为非姐妹染色单体之间发生交换应该先交叉后交换，而这张图上的非姐妹染色单体交叉的时候，已经看到交换完成了。那么，到底是先交换后交叉呢，还是先交叉后交换呢？解释1：在遗传学家研究同源染色体之间的交换问题时，最初也是以为先交叉后交换的，后来发现其实并不是这样的。真正的过程是非姐妹染色单体之间是先交换然后才发生交叉，也就是说在减数分裂的过程中，非姐妹染色单体之间首先发生遗传物质的交换，然后才在显微镜下看到他们之间发生交叉现象。或者说交换是交叉现象出现的原因，交叉是交换之后产生的结果。解释2：来自于权威的教材高等教育出版社出版的复旦大学赵寿元教授主编的《遗传学》或华中农业大学杨业华教授主编的《普通遗传学》或南开大学王亚馥、戴灼华教授主编的《遗传学》等，其中都有对这一问题的明确说明。例如，《遗传学》（王亚馥、戴灼华高等教育出版社）26页：在粗线期，非姐妹染色单体间有可能发生对等片断的交换。发生过交换的位置处在双线期可见交叉结。（而粗线期在双线期前）解释2：来自于权威教材例如，《普通遗传学》（杨业华高等教育出版社）40页：由于同源染色体非姐妹染色单体在粗线期的交换，因而在二价体的不同部位出现数目不等的交叉，……交叉是同源染色体间非姐妹染色单体发生交换的结果，…以及复旦大学赵寿元教授主编的《现代遗传学》中等都有清晰的说明和图示。因此，遗传物质间的交换在先，细胞学上可见的交叉在后。故交叉是交换的有形结果。所以，苏教版教科书中的图4-20是完全正确的。问题2：单倍体育种疑惑：必修2教科书的第46页图3-24“单倍体育种示意图”单倍体在生产上没有什么价值，但是单倍体在育种中具有特殊的意义。我们常常运用花药离体培养的方法获得单倍体植株，在经过人工诱导的方法使染色体数目加倍，变成二倍体植株。利用单倍体植株培育新品种能明显地缩短育种的年限。有的教师则有疑问，认为单倍体育种如果用花药进行组织培养，由于花药的细胞是二倍体细胞，培养出来的新个体应该是二倍体而不是单倍体。苏教版教材是说用花粉离体培养，其他有的版本是花药离体培养，有的版本两个都有，那么这两个之间到底有没有区别呢？解释：从概念来看，花药离体培养是把含有发育到一定阶段花粉的花药接种到培养基上，通过改变花药内花粉粒的发育程序，使其分裂形成细胞团，进而分化成胚状体，形成愈伤组织，由愈伤组织再分化成植株。花粉离体培养则是指把花粉从花药中分离出来，以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术，由于花粉已是单倍体细胞，诱发它经愈伤组织或胚状体发育而成的植株都是单倍体，且不受花药的药隔、药壁、花丝等体细胞的干扰。。解释：从培养层次来看花药离体培养属器官培养，花粉离体培养属细胞培养，但花药离体培养和花粉离体培养的目的一样，都是要诱导单倍体的花粉细胞发育成单倍体植株。实质上无论花药还是花粉，最终是精细胞培养成单倍体。解释：从培养过程来看花药离体培养相对较容易，技术比较成熟，但最后需要对培养成的植株进行染色体倍数目的检测；花粉离体培养尽管不受花药壁、药隔等二倍体细胞的干扰，但这种特殊单倍体细胞的培养技术难度较大，目前只在少数植物上获得了成功。所以，苏教版教材中说“育种工作者常常采用花粉离体培养的方法获得单倍体植株，……”，这种说法非常有科学道理。我们的图中箭头所指的方向也是指花药。这也是考虑到我们老师的思维，便于理解，今年我们改为“花药（花粉）”照顾到老师的习惯。花粉和花药在这里是两种说法，所指的意思是一样的，最终的结果也是相同的。问题3：遗传密码子中的起始密码疑惑：必修2教科书的第70页表4—1“20种氨基酸的遗传密码子表”中有这样的描述：AUG不仅编码甲硫氨酸，同时也是真核细胞惟一的起始密码子。有的老师认为：有的版本的高中生物学教材说，AUG是起始密码子，GUG甚至UUG也不仅可以编码氨基酸，同时也可以作为起始密码子。解释1：来自于权威的高等教材老师们不妨查阅一下相关的教材和论著。例如，高等教育出版社王镜岩主编的《生物化学》第三版下527页，“在真核生物的mRNA中，最靠近5’端的AUG序列通常是起始密码子”；514页“在大肠杆菌中，有时缬氨酸密码子GUG和亮氨酸密码子UUG也可以作为起始密码子”。高等教育出版社《遗传学》（王亚馥、戴灼华）第299页，“真核生物mRNA中的非编码区包括5’端的“帽”结构…真核生物mRNA为模板的生物合成起始于“帽”结构中的第一个起始密码AUG”。高等教育出版社《生物化学》沈同主编下册404页，“大肠杆菌中肽链合成的起始，mRNA上的起始密码子常为AUG，少数情形下为GUG”；409页，“真核细胞蛋白质的合成起始密码子为AUG，真核细胞mRNA上只有一个起始密码子。”解释2：相关的科学网站生物谷网（）：目前已经明白，mRNA转录本5’末端的独特结构是mRNA翻译起始效率的最主要决定因素。至今还没有发现通用的有效起始翻译的共同序列。已知序列的绝大部分（91%）E.coli基因的翻译起始区均含有起始密码子AUG，GUG的利用率为8%，而UUG的利用率则为1%。从一些专家主编的高等教材和一些著名的生物学网站中可以发现，一般的生物（真核和大部分的原核生物）起始密码子是AUG,而只在大肠杆菌等少数种类的原核生物中发现，有时GUG、UUG也可以作为起始密码子。苏教版教材上“AUG是真核生物惟一的起始密码子”的论述是综合了上述有关论述而确定的，是一种比较准确的描述。问题4：基因和苯硫脲（PTC）味盲的关系的实验苏教版高中生物必修2教科书第4章研究性学习——“基因和苯硫脲（PTC）味盲的关系”的研究性学习活动，是一个简便易行的实验。但是，做好实验还需要准确配制不同浓度的苯硫脲试剂，运用正确的实验方法和统计方法等。由于该实验数据主要来自学生自述，容易出现数据结果的偏差，是教学的一个难点。苯硫脲是一类有机化合物，人类对苯硫脲的味觉功能存在差异。根据已经知道的基因T和t是控制这一性状的等位基因，可以对人类有关苯硫脲的味觉功能进行调查。那么，人群中T和t的基因型频率究竟如何呢？我们来看一看实验情况。主要实验方法及过程：1．分小组在阅读课文“基因和苯硫脲（PTC）味盲的关系”的基础上，提出问题。2．由于在做假设时，认为一般苦味物质都能被尝出，所以实际上学生所做的假设是：人们能够尝出低浓度的苯硫脲，基因型为TT或Tt的个体会多一些。3．学生分小组利用质量分数1/750的苯硫脲母液配制不同浓度的苯硫脲试剂，在试剂瓶上贴上标签，注明浓度，分别放置，准备好课堂实验。在实验中，学生自主设计表格或图形，用以记录相关数据。尝味基因/浓度TT（1/750000）Tt（1/380000）tt（1/24000）人数基因型比例4．课堂上实施实验。学生分组让学生品尝苯硫脲。将一定浓度的苯硫脲试剂滴入被测试者口中（实验中一定要注意测试浓度从低浓度到高浓度）。从低浓度开始在舌根滴几滴溶液，换浓度一定用蒸馏水清理口腔和滴管。5．统计各种味觉者人数，以尝味情况推测其基因型（高一（15）班），如下图36人中苯硫脲尝味情况统计6．表示如下：尝味基因/浓度TT（1/750000）Tt（1/380000）tt（1/24000）tt（1/750）人数07262基因型比例0、20%、74.3%、5.7%在其他班级的统计结果基本如此，能够尝出1/750000以下低浓度苯硫脲者极少，大多数人对苦味并不敏感。这个结果出乎大家的意料，引起了学生的讨论：为什么较多的人对苦味不敏感？学生们通过讨论，从实验的角度认为导致结果与教材提供的数据不符的原因可能是以下两方面。①实验方法的问题：人的感受苦味的味蕾主要分布在舌根，甜味味蕾主要分布在舌尖，咸味味蕾在舌缘，酸味味蕾在舌头后缘两侧。如果实验时，苯硫脲试剂滴在了舌尖，没有到达舌根，可能会影响人的感觉。②实验操作的问题：如果实验时，口腔里有较多的唾液，可能会使苯硫脲试剂的浓度降低，导致过低浓度不易辨别。如果实验时没有用清水清洁口腔，可能会影响对苯硫脲的感觉。③溶液浓度的问题：由于实验试剂的质量分数非常小，如果在配制试剂时稍有不慎，就有可能影响了实验效果。例如在配制母液时，称量器材是电子天平，而学生用母液配制各种浓度的试剂时，却只是使用量筒和滴管，难免造成误差。还有每次换溶液滴管没有很好清洗，低浓度稀释高浓度。《中国优生与遗传杂志》2001年第9卷第01期“遗传味觉-苯硫脲尝味能力的分析”，对常州地区559人苯硫脲(PTC)尝味能力测试结果分析表明:PTC尝味阈值呈双峰分布,味盲峰值在＞1号(1号相当PTC浓度1/750),味盲基因（t）频率0.3020,尝味基因(T)频率0.6980。由此推测味盲基因型tt接近10%。综合该实验过程和对实验结果的探讨，我们认为，人群中苯硫脲（PTC）味盲的个体约占10%的数据应该是可靠的。实验过程得到的数据虽然可能不很准确，但却让学生经历了真正的研究性学习过程。书上有许多探究性的实验，我们不一定每个都做，都做就不是提高能力，而是把实验搬到学生的头脑中，又走回老路了，做哪几个，可以根据学校的条件，学生的特点，当地的状况，需要我们老师动脑筋。关键去培养他们探究能力，怎么提问题，做假设，设计实验等等，每学期通过几个探究实验去培养。积极思维P69，实验设计的创新性——方法、思路，需要去领会。当尼伦贝格小组在测定氨基酸密码子的同时，美国科学家霍拉纳在威斯康星大学用另外的方法也在进行遗传密码的破译工作。其所用的方法是：先合成各种二、三或四核苷酸，然后把这同一种寡核苷酸缩合成周期性的较长的多核苷酸，再进行细胞外蛋白质合成实验。他们的实验结果和结论如下（实验设计巧妙，老师要培养学生这种探究的能力）1、将AC二核苷酸缩合为ACACACACAC……长链，以它作人工信使进行蛋白质合成，结果发现产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体，这说明。2、在（CAA）n即CAACAACAACAA……为人工信使时，蛋白质合成产物为谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。三者的密码子都可能是。3、将两组实验加以比较，能得出ACA是的密码子，那么，必定为组氨酸的密码子了。他们于1968年都因遗传密码破译而获诺贝尔奖。1\苏氨酸的密码子可能是ACA，也可能是CAC；同样，组氨酸的密码子可能是CAC，也可能是ACA。2\CAA、AAC、ACA3\苏氨酸；CAC我们的老师喜欢去预测题目，我不赞同。因为高考变数很大，预测只能猜猜！素质教育才是出路！所以书上的实验要动脑筋去做，也可以根据当地的特点适当的改变。温家宝说，我最近一直在思考两个问题：一个是，素质教育决不是不要考试，而是要求考核具有综合性、全面性和经常性。所谓综合性，就是要教学生既会动脑、又会动手；所谓全面性，就是要使学生德智体美劳全面发展；所谓经常性，就是要根据学生长期的学习表现决定成绩。第二个是，减轻学生的负担决不是对学生放松要求和撒手不管，而是给孩子更多的时间接触世界，接触事物，接触生活，学习更多的知识，做更多的事，思考更多的问题，培养独立思维和创造能力。素质教育对学校、对教师、对学生的要求都更高了，而不是低了。问题5：tRNA（转运RNA）的结构疑惑：从教材图4-14（下图）来看，tRNA呈现出的是一种倒“L”型字母形结构。在平时的教学过程中，有些老师就会产生疑问，“tRNA为什么会呈现这样的结构？”我们熟知的其他的版本是“三叶草”解释1：从RNA的结构看tRNA的主要生物学功能是转运氨基酸，参与蛋白质的生物合成。tRNA含有两个关键的部位，一个是氨基酸结合部位，另一个是与mRNA的结合部位。对于组成蛋白质的20种氨基酸来说，每一种至少有一种tRNA来负责转运。大多数氨基酸具有几种用来