■秦慧君
近年來,在高中生物教學相關研究中,概念研究與概念學習的方法逐漸受到重視[1][2][3]。原因在于,高中生物具備豐富的概念,且不少概念相近,容易混淆。這些概念既是高考出題的重點,也是學生在答題時易因“似是而非”而出錯的失分點。在教學過程中靈活運用各種教學方式指導幫助學生理解和掌握這些易混淆概念,不僅能打牢學生學習生物學科的基礎,也能激發學生在課堂內外探究生物知識的興趣。
高中生物必修一《分子與細胞》[4]從微觀視角來探究生命世界的奧秘,涉及的概念本身就較為抽象,導致學生比較難理解,容易“迷失”。為此,本文對這些概念進行了系統梳理,并將其歸納為五個類別:生物個體類、細胞結構類、分子類、生理過程類、實驗技術類(詳見表1)。在此基礎上,本文結合教學實踐,對其中的部分概念進行了辨析,希望能夠促進學生對生物概念的掌握,提升教學的有效性。

表1 高中生物必修一易混淆概念一覽表
1.原核生物
原核生物是由原核細胞構成的生物。原核細胞是指沒有以核膜為界限的細胞核(真正的細胞核),而只是有一個沒有核膜為界限的“模擬”細胞核,所以叫擬核。除沒有真正的細胞核以外,也缺少各種細胞器,原核細胞唯一的細胞器是用于合成蛋白質的核糖體。
2.原生生物
原生生物簡單來說是一類真核微生物的集合。多為單細胞水生生物,亦有部分是多細胞的,但不具有組織分化。原生生物簡單的結構也使其與其他真核生物如真菌、動物或植物相區分。
3.真核生物
真核生物是由真核細胞構成的生物。真核細胞是指有以核膜為界限的細胞核。
教學實踐:在這一組易混淆概念的教學過程中,不僅僅是讓學生知道概念,更重要的是讓學生對自然界中的生物有一個宏觀整體性的認識。自然界中的生物包括原核生物、真核生物,還有一類非常特殊的生物——病毒(比如新型冠狀病毒)。可以引導學生制作如表2所示的概念圖,一目了然,方便學生理解、記憶和復習。

表2 生物概念圖
在講到真核生物的時候,教師可以引導學生思考:是不是所有的真核細胞都有細胞核呢?答案是否定的。因為哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核,并且沒有各種具有膜的細胞器,這個特殊的知識點需要教師在教學過程中引導學生思考并掌握。原核生物和真核生物都有細胞結構,而病毒沒有細胞結構。教師此時可以啟發學生思考:病毒這個生物體有沒有細胞結構?答案是沒有。那為什么說細胞是生物體結構和功能的基本單位呢?這是因為病毒必須寄生在宿主體內才能生存繁殖,所以說細胞是生物體結構和功能的基本單位。
小結:對于本組概念的教學,利用表格制作概念圖,可以讓學生有一個宏觀系統的認識;教師設置的問題串,可以啟發學生思考,讓學生對知識的理解更全面、深刻。
1.藍藻
藍藻,又稱藍細菌。雖然名字里帶一個“藻”字,但它屬于沒有真正細胞核的原核生物。需要注意的是色球藻、念珠藻、顫藻、螺旋藻、發菜,它們都屬于藍細菌,是原核生物。
2.綠藻
綠藻(如衣藻)、紅藻(如紫菜)、褐藻(如海帶)同樣是藻類,但卻就是具有真正細胞核的真核生物。
教學實踐:藍藻屬于原核生物,根據原核生物的概念,藍藻沒有葉綠體這個細胞器,而葉綠體是進行光合作用的場所。此處教師可以引導學生思考:是不是沒有葉綠體就不能進行光合作用?值得強調和注意的是藍藻沒有葉綠體,但是含有藻藍素、葉綠素和相關的酶,也能進行光合作用,所以準確地說葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。此處繼續啟發學生思考生活中常見的紅莧菜、秋海棠的葉子,常常是紅色或者紫紅色的,它們也能進行光合作用嗎?答案是能!為什么呢?這些葉子看起來雖然是紅色的,但葉子里也有葉綠素。只不過是因為含有紅色的花青素比較多,顏色很濃,把綠色掩蓋了。這里教師可以引導學生回家自己做一個實驗,將紅葉子放在熱水里煮一下,觀察一下實驗現象。花青素易溶于水,而葉綠素不溶于水。在熱水里,花青素溶解了,葉綠素仍留在葉子中,煮過后的葉子由紅變綠了。這就證明了紅葉子上確實有葉綠素存在。
小結:教師可以通過設置問題串的形式啟發學生動腦思考并聯系生活實際進行趣味生活小實驗,把枯燥的知識變得簡單有趣,激發學生的學習興趣和熱情。
1.原生質體
植物細胞工程中去掉細胞壁后剩余的植物細胞稱為原生質體。
2.原生質層
原生質層指細胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細胞器。
教學實踐:講質壁分離的時候,教師可以讓學生思考這里的“質”指的是什么,根據學生回答的情況,教師與學生共同找出這組易混淆概念的區別。然后介紹質壁分離的原理,即植物細胞通過滲透作用吸水和失水時主要取決于細胞液的濃度和外界溶液的濃度。其中細胞液是指液泡中的液體,當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時,細胞液中的水透過原生質層進入外界溶液,使細胞壁和原生質層都有一定程度的收縮,但是細胞壁比原生質層的伸縮性小,原生質層與細胞壁分離開來,也就是質壁分離。因此,質壁分離的“質”指的是原生質層。同時,教師可以利用探究實驗“探究植物細胞的吸水和失水”,引導學生觀察紫色洋蔥表皮細胞的質壁分離現象。通過親自觀察,學生會深刻理解原生質層的概念及其內涵。
小結:本組易混淆概念的教學利用了探究實驗的方式讓學生親自觀察,使其充分體會概念的內涵和本質,而不是死記硬背。
1.染色質
染色質是極細的絲狀物,因容易被堿性染料染成深色而得名,主要由DNA 和蛋白質組成,是細胞分裂結束時由染色體解螺旋形成的。
2.染色體
染色體是在細胞分裂時,由染色質高度螺旋、縮短變粗形成的。
3.染色單體
染色單體也叫姐妹染色單體,是指原來的染色體復制后由同一個著絲點連接的兩條染色體,一條是本來的,一條是復制的。因為是復制而成的,姐妹染色單體形態和所包含的基因完全相同。需要注意的是,著絲點分開就不能再稱為姐妹染色單體。
教學實踐:將這幾組易混淆概念聯系對比分析,有助于學生區分并加深理解,也有助于學生加深對有絲分裂和無絲分裂過程的理解。染色體和染色質是同一物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。這里老師或者學生可以通過形體來演示,站起來和蹲下去,一個細長,利于復制,一個粗短,利于分裂,加深學生理解。
染色體如果由兩條染色單體通過著絲粒連在一起,就像“手拉手”一樣,親密得如同“姐妹”,這時候它們分別稱為姐妹染色單體;當著絲粒分裂后,他們之間“分手了”就不叫姐妹了,當然也就不能稱作姐妹染色單體了,而是分別成為獨立的染色體。教師可以用通俗的語言來解釋:“手拉手”的時候叫姐妹,“分手了”就不叫姐妹了。這樣一句簡單的話可能更有利于學生的記憶。
小結:對這組概念的教學除了可以利用一些小模具來演示之外,教師還可以將抽象的概念用通俗的語言來解釋,讓抽象概念變得具體化、形象化。
吞噬作用是一類特殊的胞吞作用。吞噬作用是原生生物攝取食物的一種方式。在高等多細胞生物體中,吞噬作用往往發生在巨噬細胞和中性粒細胞,主要是清除侵染機體的病原體以及衰老或凋亡的細胞。吞噬作用需要被吞噬物與吞噬細胞表面的受體結合并激活細胞表面的受體,將信號傳遞到細胞內引起細胞應答反應。比如當抗體和抗原微生物結合之后,暴露出尾部的Fc 區域,該區域被巨噬細胞表面的Fc 受體識別,誘發吞噬細胞將病原微生物包裹起來形成吞噬體,最后與溶酶體融合,并在其中被各種水解酶降解。除各噬外來入侵者,人的巨噬細胞每天通過吞噬作用清除衰老的紅細胞。
自噬作用通俗地說就是細胞吃掉自身的結構和物質。在一定條件下,細胞會將受損或功能退化的細胞結構等,通過溶酶體降解后再利用。處于營養缺乏條件下的細胞,通過自噬作用可以獲得維持生存所需要的物質和能量;在細胞受損,微生物入侵或細胞衰老時,通過自噬作用清除受損衰老的細胞器以及感染的微生物和毒素,從而維持細胞內部環境的穩定。研究表明,人類許多疾病的發生,可能與細胞自噬發生障礙有關。
教學實踐:通過以上分析,溶酶體參與了細胞吞噬作用和自噬作用。教師在教學時可以利用下面這道試題進行輔助引導,讓學生加深理解。
溶酶體參與了細胞的吞噬作用和自噬作用,下列說法正確的是( )
A.具有吞噬作用的細胞才有自噬作用
B.清除衰老損傷的細胞和細胞器是通過自噬作用完成的
C.溶酶體膜破裂釋放出的各種酸性水解酶在細胞質基質中活性不變
D.營養物質缺乏時,細胞可通過加強自噬作用降解非必需物質以維持基本生存
解析:吞噬作用發生在有吞噬作用的細胞,但是自噬作用發生在多種真核細胞中。A 錯誤。清除衰老損傷的細胞是吞噬作用,而清除衰老損傷的細胞器屬于自噬作用。B 錯誤。溶酶體的環境呈酸性,因此在細胞質基質中PH 發生了變化,所以水解酶的活性也會發生變化。C 錯誤。D 選項根據概念內涵是正確的。所以選擇D 項。
小結:本組概念的學習讓學生了解概念的內涵,并通過對一道典型的例題的分析來檢測和鞏固學生對概念的掌握程度。
總體而言,在對高中生物易混淆概念的教學實踐中,教師可以靈活采用多種教學方法。例如,問題引導啟發學生思考、與實際生活相聯系、實驗探究與觀察、典型例題分析、思維導圖、概念圖、表格對比等,讓微觀概念變宏觀、抽象概念變具體,讓學生加深對易混淆概念的理解。由于篇幅有限,本文結合教學實踐僅對高中生物中的部分易混淆概念進行了辨析。教師可以根據高中生物必修一易混淆概念一覽表(表1)指導學生建立檢驗清單,幫助學生系統檢驗對易混淆概念的掌握情況,有助于提升教學效果。