對人教版“分子與細胞”新教材中5個基本概念完善的評析

鞏偉子 王強

摘 要：為了全面發展和落實學生核心素養，新教材緊跟時代步伐，在原有的基礎上對部分概念做了進一步的完善，不僅反映生物學研究的最新成果，更是體現出生物學學科內容的嚴謹性和科學性。對比新舊教材人教版“分子與細胞”，對其中5個基本概念的完善進行評析，并提出幾點教學建議，以便更好地完成高中生物學教學。

關鍵詞：人教版新教材;基本概念;評析

十余年來，《普通高中生物課程標準（實驗稿）》和《普通高中課程方案》指導我國普通高中課程改革的實踐。但面對經濟、科技、生活的深刻變化，新時代社會主要矛盾的轉化，及對人才培養質量的新要求，以更好地發展素質教育，落實立德樹人的根本任務，2013年啟動課程修訂工作，以此為藍本，修訂并發布《普通高中生物學課程標準（2017版）》。

為了發展核心素養，落實課程標準的要求，2016年初啟動教材修訂工作，新教材以“聚焦學科核心素養，彰顯教材育人價值”為修訂總體思路，以《普通高中生物學課程標準（2017版）》為依據[1]，至2019年6月基本完成[2]。修訂后必修教材的結構框架、組織主線總體基本不變，章節微調，凸顯大概念教學。隨著對學科的深入研究，不斷產生新的研究成果，對比發現，可能舊教材部分內容有所偏差甚至錯誤，這需要對舊教材內容重新澄清認識，生成正確的新知。與此同時，需要對教材中的內容進行完善和更新，而內容的完善和更新的核心基礎就是基本概念。這不僅能增強生物學知識的科學性，更對培養學生的核心素養及大概念教學起到重要的支撐作用，更好地發展學生的結構和功能觀[3]，有利于學生深度學習，正確認識到生物學的科研價值。本文對新教材人教版必修一“分子與細胞”中五個基本概念的完善進行分析。

一、脂肪

在舊教材32頁只提到脂肪是脂質的一種;新教材26頁，給了脂肪確切的定義，明確提出“脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油發生反應而形成的酯，即三酰甘油（又稱甘油三酯）”[4]。

細胞中的有機化合物有蛋白質、核酸、糖類和脂質，作為高中生物課本中提到的三種生物大分子，即蛋白質、核酸及糖類中的多糖都是由單體通過脫水縮合連接而成的多聚體，而脂肪作為脂質中最常見的一類。舊教材中，學生在預習或學習本節內容后，會認為脂肪也是作為細胞中的生物大分子之一，對內容產生誤解。根據新教材對脂肪做出確切的定義后，可以讓學生更好地判別與生物大分子之間的區別，對內容的掌握更加準確。

為了更加方便理解概念，新教材展示出脂肪組成部分及結構式，增添了圖示，這與之后提到磷酸結構部分的內容進行對比，有助于學生對其化學組成有更好的認知。本定義的提出，不僅降低了學習的難度，更讓學生對脂肪在生活上或者學術上都有更深的認識。

二、蛋白質變性

舊教材23頁先是提到蛋白質的鹽析，并說明鹽析不能使蛋白質結構發生變化，然后以煮熟的雞蛋為例，從而引出可以使蛋白質結構發生變化的變性，但對蛋白質變性沒有進行描述;新教材32頁直接描述“蛋白質變性是蛋白質在某些物理或化學因素作用下其特定的空間構象被破壞，從而導致其理化性質的改變和生物活性喪失的現象”。

蛋白質變性和蛋白質鹽析都可使蛋白質發生凝集而析出，新教材首先對蛋白質變性給出明確的描述，能更好地辨別蛋白質的變性和鹽析。再舉出因物理或化學因素導致蛋白質發生變性的一些實例，不僅讓學生更容易理解，更是注重與社會生活的聯系。且蛋白質的變性明確說明在物理或化學因素下，只是破壞了其特定的空間結構，并未使得蛋白質的肽鍵發生斷裂，因雙縮脲試劑作用在肽鍵上，所以變性后的蛋白質，仍能與雙縮脲試劑發生特定的紫色反應。而這一點作為常頻考點，降低了考點難度，不僅有利于學生深度學習，更能提升學生的生物學學科核心素養。

三、協助擴散

舊教材70-71頁，進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散，叫作協助擴散;新教材66頁，這種借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式，叫作協助擴散，也叫易化擴散。

從概念上看，將“借助載體蛋白”改為“借助膜上的轉運蛋白”，以第四版翟中和的細胞生物學為參考，指出：脂雙層對離子、絕大多數極性分子及細胞代謝產物的通透性極低，形成細胞的滲透性屏障，這些物質跨膜轉運就需要膜上的轉運蛋白參與。而轉運蛋白可以分為兩類，即載體蛋白和通道蛋白，由此可見[5]，載體蛋白只是轉運蛋白的一種類型，是包含關系。同時，新教材對載體蛋白和轉運蛋白做了解釋說明，它們對物質的轉運機制不同，前者是與轉運物質特異結合后，通過改變自身構象實現跨膜轉運，后者是不需要結合，通過自身通道實現跨膜轉運。在主動運輸描述中，指出需要載體蛋白的協助。所以依賴載體蛋白的物質運輸有協助擴散和主動運輸，而依賴通道蛋白的只有協助擴散。因此借助膜上蛋白進行跨膜轉運的物質不都是載體蛋白，還有通道蛋白。

除此之外，在舊教材的教學中，對水的跨膜運輸，普遍認為是通過自由擴散的方式緩慢通過脂雙分子層，但對某些組織，比如眼淚的形成，腎小管對水的重吸收等現象不能更好地做出解釋。研究表明，這些組織上的水分子是通過膜上的水通道蛋白快速實現轉運。因此，新教材中，對水的跨膜運輸認為，盡管可以通過自由擴散進出細胞，但更多的是通過協助擴散進行轉運。此概念的提出，更好地體現出生物學學科的前瞻性、嚴謹性以及知識體系的系統性。

四、著絲粒取代著絲點

舊教材112-113頁，在細胞增殖一節中，提到兩條染色單體由共同的一個著絲點連接、每條染色體著絲點兩側都有紡錘絲附著、著絲點分裂成兩個姐妹染色單體分開;新教材112-113頁中全用著絲粒代替著絲點。

著絲粒是主縊痕處中期將兩條染色單體連在一起的特殊部位。是由著絲粒DNA、著絲粒蛋白、染色體連接蛋白三部分組成，其功能是姐妹染色單體的連接點，不直接與紡錘絲相連，在有絲分裂的后期，著絲粒分開。著絲點，又稱動粒，是指主縊痕處染色單體外側表層部位的特殊結構，位于著絲粒兩側[6]。是由內板、外板、中間間隙三部分組成，其功能是紡錘絲的附著點，只雖紡錘絲的牽引而分離。所以著絲粒是將兩條染色單體相連接，但著絲粒不等同于著絲點。而教材中在描述有絲分裂的前期、中期及末期時，針對的對象是染色體，因此應將著絲點替換，改為著絲粒。

五、細胞的全能性

舊教材119頁，細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能;新教材121頁，細胞的全能性是指細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。

從舊教材對細胞全能性概念的描述上看，是針對已經分化了的細胞，但這不能說明未經分化的細胞就不具有細胞的全能性。比如受精卵，作為個體生長發育的基礎，以分裂為基礎，再經過分化形成各種細胞或組織，最后發育形成完整個體。因此，在舊教材旁欄和新教材正文中，都提到受精卵、早期胚胎細胞等都具有全能性。

除此之外，教材中提到胚胎干細胞，在功能上具有發育的全能性，可發育成動物體內任何一種組織細胞。從舊教材細胞的全能性概念上看出，分化后的細胞能發育成完整個體，但可發育成動物體內任何一種組織細胞的胚胎干細胞也具有全能性，這便產生矛盾，對舊教材中細胞的全能性的表述有待商榷。在新教材中，增添“或分化成其他各種細胞”，就消除教材對細胞全能性的不同界定，更準確地理解動物干細胞具有全能性。

目前為止，在植物細胞中，像纖維細胞、導管分子等高度分化已經失去活性的細胞不具有全能性外，其他的細胞基本上都有全能性;在動物細胞中，某些低等動物組織細胞、生殖細胞、受精卵、干細胞及高等動物體細胞的細胞核等有全能性外，像高等動物體細胞是否具有全能性仍在探索。

隨著生物學科的迅猛發展，教材內容會緊跟時代，對部分概念進行完善或更迭，這體現生物學學科的科學性和嚴謹性。教師要注重學科本質觀的體現，要及時分析新教材在內容上的變化，與全面發展學生學科素養為核心的宗旨相吻合。在教學中，及時體現新教材內容，給出教材現有科學性知識，便于學生對該領域的理解;根據實際，改進教學方法和教學手段;加強與其他學科的銜接，注意跨學科概念。最后，通過新知識的引入，讓學生學會用辯證及反思的態度看待其他內容，更好地落實和發展學科核心素養。

參考文獻：

[1]趙占良，譚永平.聚焦學科核心素養，彰顯教材育人價值：普通高中生物學教材修訂的總體思路[J].課程·教材·教法，2020，40（1）：82-89.

[2]譚永平.人教版《普通高中教科書生物學》修訂情況簡介[J].生物學教學，2019，44（10）：10-14.

[3]曾淑貞.人教版高中生物學新教材必修1中“被動運輸”內容的變化之反思[J].生物學教學，2020，45（9）：19-21.

[4]朱正威，趙占良.普通高中教科書·生物學·必修1·分子與細胞[M].北京：人民教育出版社，2019：61-68.

[5]翟中和，王喜忠，丁明孝.細胞生物學[M].北京：高等教育出版社，2011.

[6]馮漢茹.再談著絲粒、著絲點在有絲分裂和減數分裂中的修訂[J].中小學教學研究，2018（4）：46-49.

作者簡介：鞏偉子，男，甘肅省定西市安定區東方紅中學，一線教師，碩士研究生在讀。

王強，男，甘肅省慶陽市慶城縣隴東中學，一線教師，本科。