高中生物（蘇教版）必修2教科書幾個教學難點問題

梁平liangstock@問題1：同源染色體之間的交換

疑惑：”必修2教科書的第80頁圖4-20“同源染色體之間的交換示意圖”

ABCABCabcabcABABababccCCABcABCabcabC有的老師認為，這張圖的第二個小圖（也就是下圖中中間的圖）似乎有問題。因為非姐妹染色單體之間發生交換應該先交叉后交換，而這張圖上的非姐妹染色單體交叉的時候，已經看到交換完成了。那么，到底是先交換后交叉呢，還是先交叉后交換呢？解釋1：在遺傳學家研究同源染色體之間的交換問題時，最初也是以為先交叉后交換的，后來發現其實并不是這樣的。真正的過程是非姐妹染色單體之間是先交換然后才發生交叉，也就是說在減數分裂的過程中，非姐妹染色單體之間首先發生遺傳物質的交換，然后才在顯微鏡下看到他們之間發生交叉現象。或者說交換是交叉現象出現的原因，交叉是交換之后產生的結果。

解釋2：來自于權威的教材高等教育出版社出版的復旦大學趙壽元教授主編的《遺傳學》或華中農業大學楊業華教授主編的《普通遺傳學》或南開大學王亞馥、戴灼華教授主編的《遺傳學》等，其中都有對這一問題的明確說明。例如，《遺傳學》（王亞馥、戴灼華高等教育出版社）26頁：在粗線期，非姐妹染色單體間有可能發生對等片斷的交換。發生過交換的位置處在雙線期可見交叉結。（而粗線期在雙線期前）

解釋2：來自于權威教材例如，《普通遺傳學》（楊業華高等教育出版社）40頁：由于同源染色體非姐妹染色單體在粗線期的交換，因而在二價體的不同部位出現數目不等的交叉，……交叉是同源染色體間非姐妹染色單體發生交換的結果，…以及復旦大學趙壽元教授主編的《現代遺傳學》中等都有清晰的說明和圖示。因此，遺傳物質間的交換在先，細胞學上可見的交叉在后。故交叉是交換的有形結果。所以，蘇教版教科書中的圖4-20是完全正確的。問題2：單倍體育種

疑惑：必修2教科書的第46頁圖3-24“單倍體育種示意圖”

單倍體在生產上沒有什么價值，但是單倍體在育種中具有特殊的意義。我們常常運用花藥離體培養的方法獲得單倍體植株，在經過人工誘導的方法使染色體數目加倍，變成二倍體植株。利用單倍體植株培育新品種能明顯地縮短育種的年限。有的教師則有疑問，認為單倍體育種如果用花藥進行組織培養，由于花藥的細胞是二倍體細胞，培養出來的新個體應該是二倍體而不是單倍體。

蘇教版教材是說用花粉離體培養，其他有的版本是花藥離體培養，有的版本兩個都有，那么這兩個之間到底有沒有區別呢？解釋：從概念來看，花藥離體培養是把含有發育到一定階段花粉的花藥接種到培養基上，通過改變花藥內花粉粒的發育程序，使其分裂形成細胞團，進而分化成胚狀體，形成愈傷組織，由愈傷組織再分化成植株。花粉離體培養則是指把花粉從花藥中分離出來，以單個花粉粒作為外植體進行離體培養的技術，由于花粉已是單倍體細胞，誘發它經愈傷組織或胚狀體發育而成的植株都是單倍體，且不受花藥的藥隔、藥壁、花絲等體細胞的干擾。。解釋：從培養層次來看花藥離體培養屬器官培養，花粉離體培養屬細胞培養，但花藥離體培養和花粉離體培養的目的一樣，都是要誘導單倍體的花粉細胞發育成單倍體植株。實質上無論花藥還是花粉，最終是精細胞培養成單倍體。解釋：從培養過程來看花藥離體培養相對較容易，技術比較成熟，但最后需要對培養成的植株進行染色體倍數目的檢測；花粉離體培養盡管不受花藥壁、藥隔等二倍體細胞的干擾，但這種特殊單倍體細胞的培養技術難度較大，目前只在少數植物上獲得了成功。所以，蘇教版教材中說“育種工作者常常采用花粉離體培養的方法獲得單倍體植株，……”，這種說法非常有科學道理。我們的圖中箭頭所指的方向也是指花藥。這也是考慮到我們老師的思維，便于理解，今年我們改為“花藥（花粉）”照顧到老師的習慣。花粉和花藥在這里是兩種說法，所指的意思是一樣的，最終的結果也是相同的。

問題3：遺傳密碼子中的起始密碼疑惑：必修2教科書的第70頁表4—1“20種氨基酸的遺傳密碼子表”中有這樣的描述：AUG不僅編碼甲硫氨酸，同時也是真核細胞惟一的起始密碼子。有的老師認為：有的版本的高中生物學教材說，AUG是起始密碼子，GUG甚至UUG也不僅可以編碼氨基酸，同時也可以作為起始密碼子。解釋1：來自于權威的高等教材老師們不妨查閱一下相關的教材和論著。例如，高等教育出版社王鏡巖主編的《生物化學》第三版下527頁，“在真核生物的mRNA中，最靠近5’端的AUG序列通常是起始密碼子”；514頁“在大腸桿菌中，有時纈氨酸密碼子GUG和亮氨酸密碼子UUG也可以作為起始密碼子”。高等教育出版社《遺傳學》（王亞馥、戴灼華）第299頁，“真核生物mRNA中的非編碼區包括5’端的“帽”結構…真核生物mRNA為模板的生物合成起始于“帽”結構中的第一個起始密碼AUG”。高等教育出版社《生物化學》沈同主編下冊404頁，“大腸桿菌中肽鏈合成的起始，mRNA上的起始密碼子常為AUG，少數情形下為GUG”；409頁，“真核細胞蛋白質的合成起始密碼子為AUG，真核細胞mRNA上只有一個起始密碼子。”從一些專家主編的高等教材和一些著名的生物學網站中可以發現，一般的生物（真核和大部分的原核生物）起始密碼子是AUG,而只在大腸桿菌等少數種類的原核生物中發現，有時GUG、UUG也可以作為起始密碼子。蘇教版教材上“AUG是真核生物惟一的起始密碼子”的論述是綜合了上述有關論述而確定的，是一種比較準確的描述。問題4：

基因和苯硫脲（PTC）味盲的關系的實驗

蘇教版高中生物必修2教科書第4章研究性學習——“基因和苯硫脲（PTC）味盲的關系”的研究性學習活動，是一個簡便易行的實驗。但是，做好實驗還需要準確配制不同濃度的苯硫脲試劑，運用正確的實驗方法和統計方法等。由于該實驗數據主要來自學生自述，容易出現數據結果的偏差，是教學的一個難點。

苯硫脲是一類有機化合物，人類對苯硫脲的味覺功能存在差異。根據已經知道的基因T和t是控制這一性狀的等位基因，可以對人類有關苯硫脲的味覺功能進行調查。那么，人群中T和t的基因型頻率究竟如何呢？我們來看一看實驗情況。主要實驗方法及過程：1．分小組在閱讀課文“基因和苯硫脲（PTC）味盲的關系”的基礎上，提出問題。2．由于在做假設時，認為一般苦味物質都能被嘗出，所以實際上學生所做的假設是：人們能夠嘗出低濃度的苯硫脲，基因型為TT或Tt的個體會多一些。3．學生分小組利用質量分數1/750的苯硫脲母液配制不同濃度的苯硫脲試劑，在試劑瓶上貼上標簽，注明濃度，分別放置，準備好課堂實驗。在實驗中，學生自主設計表格或圖形，用以記錄相關數據。嘗味基因/濃度TT（1/750000）Tt（1/380000）tt（1/24000）人數基因型比例4．課堂上實施實驗。學生分組讓學生品嘗苯硫脲。將一定濃度的苯硫脲試劑滴入被測試者口中（實驗中一定要注意測試濃度從低濃度到高濃度）。從低濃度開始在舌根滴幾滴溶液，換濃度一定用蒸餾水清理口腔和滴管。5．統計各種味覺者人數，以嘗味情況推測其基因型（高一（15）班），如下圖

36人中苯硫脲嘗味情況統計

6．表示如下：嘗味基因/濃度TT（1/750000）Tt（1/380000）tt（1/24000）tt（1/750）人數07262基因型比例0、20%、74.3%、5.7%在其他班級的統計結果基本如此，能夠嘗出1/750000以下低濃度苯硫脲者極少，大多數人對苦味并不敏感。這個結果出乎大家的意料，引起了學生的討論：為什么較多的人對苦味不敏感？學生們通過討論，從實驗的角度認為導致結果與教材提供的數據不符的原因可能是以下兩方面。

①實驗方法的問題：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，咸味味蕾在舌緣，酸味味蕾在舌頭后緣兩側。如果實驗時，苯硫脲試劑滴在了舌尖，沒有到達舌根，可能會影響人的感覺。②實驗操作的問題：如果實驗時，口腔里有較多的唾液，可能會使苯硫脲試劑的濃度降低，導致過低濃度不易辨別。如果實驗時沒有用清水清潔口腔，可能會影響對苯硫脲的感覺。③溶液濃度的問題：由于實驗試劑的質量分數非常小，如果在配制試劑時稍有不慎，就有可能影響了實驗效果。例如在配制母液時，稱量器材是電子天平，而學生用母液配制各種濃度的試劑時，卻只是使用量筒和滴管，難免造成誤差。還有每次換溶液滴管沒有很好清洗，低濃度稀釋高濃度。《中國優生與遺傳雜志》2001年第9卷第01期“遺傳味覺-苯硫脲嘗味能力的分析”，對常州地區559人苯硫脲(PTC)嘗味能力測試結果分析表明:PTC嘗味閾值呈雙峰分布,味盲峰值在＞1號(1號相當PTC濃度1/750),味盲基因（t）頻率0.3020,嘗味基因(T)頻率0.6980。由此推測味盲基因型tt接近10%。綜合該實驗過程和對實驗結果的探討，我們認為，人群中苯硫脲（PTC）味盲的個體約占10%的數據應該是可靠的。實驗過程得到的數據雖然可能不很準確，但卻讓學生經歷了真正的研究性學習過程。書上有許多探究性的實驗，我們不一定每個都做，都做就不是提高能力，而是把實驗搬到學生的頭腦中，又走回老路了，做哪幾個，可以根據學校的條件，學生的特點，當地的狀況，需要我們老師動腦筋。關鍵去培養他們探究能力，怎么提問題，做假設，設計實驗等等，每學期通過幾個探究實驗去培養。積極思維P69，實驗設計的創新性——方法、思路，需要去領會。當尼倫貝格小組在測定氨基酸密碼子的同時，美國科學家霍拉納在威斯康星大學用另外的方法也在進行遺傳密碼的破譯工作。其所用的方法是：先合成各種二、三或四核苷酸，然后把這同一種寡核苷酸縮合成周期性的較長的多核苷酸，再進行細胞外蛋白質合成實驗。他們的實驗結果和結論如下（實驗設計巧妙，老師要培養學生這種探究的能力）

1、將AC二核苷酸縮合為ACACACACAC……長鏈，以它作人工信使進行蛋白質合成，結果發現產物是蘇氨酸和組氨酸的多聚體，這說明

。

2、在（CAA）n即CAACAACAACAA……為人工信使時，蛋白質合成產物為谷氨酰胺、天冬酰胺和蘇氨酸的多聚體。三者的密碼子都可能是

。3、將兩組實驗加以比較，能得出ACA是

的密碼子，那么，

必定為組氨酸的密碼子了。

他們于1968年都因遺傳密碼破譯而獲諾貝爾獎。1\蘇氨酸的密碼子可能是ACA，也可能是CAC；同樣，組氨酸的密碼子可能是CAC，也可能是ACA。2\CAA、AAC、ACA3\蘇氨酸；CAC我們的老師喜歡去預測題目，我不贊同。因為高考變數很大，預測只能猜猜！素質教育才是出路！所以書上的實驗要動腦筋去做，也可以根據當地的特點適當的改變。

溫家寶說，我最近一直在思考兩個問題：

一個是，素質教育決不是不要考試，而是要求考核具有綜合性、全面性和經常性。所謂綜合性，就是要教學生既會動腦、又會動手；所謂全面性，就是要使學生德智體美勞全面發展；所謂經常性，就是要根據學生長期的學習表現決定成績。

第二個是，減輕學生的負擔決不是對學生放松要求和撒手不管，而是給孩子更多的時間接觸世界，接觸事物，接觸生活，學習更多的知識，做更多的事，思考更多的問題，培養獨立思維和創造能力。素質教育對學校、對教師、對學生的要求都更高了，而不是低了。

問題5：tRNA（轉運RNA）的結構

疑惑：從教材圖4-14（下圖）來看，tRNA呈現出的是一種倒“L”型字母形結構。在平時的教學過程中，有些老師就會產生疑問，“tRNA為什么會呈現這樣的結構？”

我們熟知的其他的版本是“三葉草”解釋1：從RNA的結構看tRNA的主要生物學功能是轉運氨基酸，參與蛋白質的生物合成。tRNA含有兩個關鍵的部位，一個是氨基酸結合部位，另一個是與mRNA的結合部位。對于組成蛋白質的20種氨基酸來說，每一種至少有一種tRNA來負責轉運。大多數氨基酸具有幾種用來轉運的tRNA，一個細胞中，通常含有50或更多的不同的tRNA分子。

RNA的二級結構，“三葉草”形“拐杖”形是三級結構。tRNA在二級結構的基礎上進一步折疊成為倒“L”字母形的三級結構。tRNA的三級結構也是它的功能結構，也就是說，三級結構才有運輸氨基酸和識別密碼子的功能。解釋2：權威的教材王鏡巖等主編《生物化學》下冊第三版p517～p533和焦鴻俊主編的《基礎生物化學》第一版P18～P22、P316～P318都有詳細的敘述；“tRNA三葉草型的二級結構可以折疊成L-型的三維結構，這一結構由兩個螺旋以直角的方位構成,上有許多和多肽合成的位點。”翟中和《細胞生物學》311頁在講蛋白質合成時，用了右圖。tRNA顯然也是“拐杖”形的教材根據其形狀選擇一種倒“L”型或“拐棍”的結構進行表述，即表達出tRNA三級結構的形狀特征，是非常準確的。又回避了在中學階段所不一定要敘述的知識內容。問題6：孟德爾豌豆實驗疑惑：蘇教版教材說的孟德爾做的豌豆實驗七個性狀，花的顏色（紫、白），花的位置（腋生、頂生），豆莢形狀（飽滿、皺縮），豆莢顏色（綠色、黃色），種子形狀（圓形、皺縮），子葉顏色（黃色、綠色），莖的高度（高莖、矮莖）；其他的版本，把花的顏色換為種皮顏色，那么孟德爾到底做了哪七對相對性狀呢？解釋1：孟德爾發表的手稿孟德爾所做的性狀在其發表的文稿中有清晰的記載，Purpleorwhitepetals（花瓣）紫色或白色花瓣孟德爾作了哪7對豌豆相對性狀實驗是什么？花瓣解釋2：權威的教材趙壽元主編的《遺傳學》教材，陳閱增主編的《普通生物學》都是記載花的紫色和白色，沒有提到種皮的顏色。如《普通生物學》P391，紫花豌豆和白花豌豆雜交，F1都是開白花等等。解釋3：基因對性狀的控制其實，花瓣的顏色和種皮的顏色這兩對相對性狀都是由一對基因控制的，是一種罕見的一個基因控制多對性狀的例子。這也是有的教材用種皮的顏色的一個原因，因為結果是一樣的。

但教材要體現科學性，我們按照孟德爾原始的記載來敘述，況且，種皮的顏色比較特殊，首先現實生活中種皮的顏色一般是透明的，有的我們所看到的種皮的顏色實際上是種子中子葉的顏色。其次，F1種皮的顏色它是和母本有關系，和父本沒有關系，由母本體細胞（珠被）發育而來，而F2才開始遺傳父母本，比較復雜，比較繁瑣。蘇教版和其他版本大體上是一致的，但各有特色。（下面會講）即使有一些不同，只要不是科學性的問題，我們都考慮到老師的習慣和思維，在教材的一些欄目用小字標明。老師是可以用的。我們認為教材中所有的內容要根據學生的發展來選用；其他版本有你可以選用（不同的地方我們一般在知識海洋中有呈現，所以知識海洋的設立就是這個初衷。）；書中對你有幫助的內容老師都可以用。謝謝！9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Tuesday,February11,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。12:44:5212:44:5212:442/11/202512:44:52PM11、夫學須志也，才須學也，非學無以廣才