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任务情境在考查生物学学科核心素养中的作用 吴成军,人民教育出版社课程教材研究所编审   核心素养的观念、品格和能力需要借助任务情境进行推测,任务情境的测评也可以推动建构式教学的发展;借助于任务情境可以考查生命观念、科学思维、科学探究和社会责任;任务情境类型有多种,能起到发展生物学科核心素养的重要作用。 考试评价指向核心素养是课程标准的要求。要考查学生的生物学学科核心素养水平,就需要在一定的任务情境中设置不同层次的问题,真实反映学生在分析问题和解决问题的过程中所表现出来的能力、品格和价值观念。这里所说的任务情境是指情境中有任务(或者提出问题),即在呈现情境时一定要提出问题或要求学生完成相应的任务。   一、创设任务情境是考查核心素养的必然要求 教学中需要创设情境,考试测评中也需要创设情境。创设真实的任务情境,就是要促进学生“在真实的任务情境中解决真实的问题,促进学生真实地发展”。   (一)测评素养水平需要真实的任务情境 核心素养是指在相对复杂的情境中所表现出来的正确的价值观念、必备品格和关键能力。核心素养的本质是个体的内在品质或特征。有些品质或特征具有潜在性,是很难直接测量的。个体所具有的核心素养及其水平,必须借助于他们在解决具体任务(也为情境中的问题)中的表现加以推测和判断。这就是选择任务情境以及使用任务情境考查核心素养的原因。 如同测评一个人的驾驶素养一样,只有在社会情境中才能真实考查驾驶员的驾驶素养。同样,只有在真实的任务情境中才能考查学生生物学学科核心素养的发展状况。真实的情境呈现真实可靠的问题任务,学生的观念、能力和社会责任意识可以得到真实的反映。   (二)情境式测评推动建构教学的发展   评价是一种基于证据和事实的推理过程。即通过学生在评价任务上的表现来推断他们的特征或水平。评价关心的不仅是学生在特定任务上的外在表现,而且关注导致这些表现背后的各种建构学习状况。学科核心素养的测评强调的就是建构的过程,这一过程的载体是任务情境,在这个任务情境中, 学生表现出具体的素养。建构测评反映在课程教学中,就会促进教学的发展,即以建构过程为核心的测评需要在学习过程中得到反映,只有学习过程建构的实现才能保证测评建构的顺利进行,反过来说,测评时的建构可推动学习过程的建构。   二、创设任务情境考查生物学学科核心素养   (一)考查生命观念 生命观念是由系统观、物质观、结构与功能观、物质和能量观、信息观、稳态与调节观、适应与进化观、生态观等组成。生命观念是抽象和概括的产物,它们由一系列的概念所支撑。考查生命观念通常通过考查概念而得以实现。 除了考查概念、渗透生命观念外,有些生命观念是可以直接考查的。例如,关于结构与功能观,分子、细胞、个体和生态系统都有其结构,结构决定其功能,考查具体的结构与其功能的关系,是考查生命观念的常考点。如: 细胞器是细胞的重要组成成分,各细胞器的功能与其结构密切相关。下列关于细胞器结构和功能的叙述,错误的是 A.细胞器的种类和数量及分布与细胞功能相适应 B.分泌蛋白的加工与内质网和高尔基体密切相关 C.叶绿体和线粒体与细胞内物质和能量的转化有关 D.无叶绿体和线粒体生物的代谢类型为异养需氧型 答案:D 在本题中,题干是一个启发式情境,选项B、C、D也是情境。本题是将抽象的概念转化为具体的情境,考查的是对概念的理解能力,渗透考查的是结构与功能观中的“结构与功能相统一相适应的”生命观念。   (二)考查科学思维 科学思维主要是指理性思维,理性思维的本质是逻辑思维。逻辑思维主要是判断事物之间的因果关系,即逻辑是将因与果之间建立联系的思维。在生物学的思维体系中,由因推果和由果溯因是重要的科学思维方式。无论是因还是果,都是事实和证据的再现,情境是提供事实与证据的载体。 科学思维的最高素养水平表现为一系列的能力水平:(1)能够在新的问题情境中,基于事实和证据,采用适当的科学思维方法揭示生物学规律或机制的能力;(2)在面对生活中与生物学相关的问题时,能进行合理的逻辑推理,并做出正确决策的能力。 【2016年高考理综全国Ⅱ卷】果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于这对性状的表现型而言,G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中 A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死 B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死 C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死 D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死 答案:D 本题考查致死情境下果蝇的伴性遗传,考查了考生获取信息,进行逻辑推理的科学思维,符合科学思维能力水平的第1条。从“受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死”“一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌:雄=2:1”发现致死的个体是雄蝇,由此推测,基因(G、g)位于X染色体上。写出正常雌蝇可能的基因型是:XGXG、XGXg、XgXg,由“雌蝇有两种表现型”可推知必须是XGXG死亡,才会出现“雌蝇有两种表现型”的事实。   (三)考查科学探究 科学探究是学习科学知识、发展科学思维、形成科学态度和精神的一种过程。科学探究既是学习方式也是研究方式。科学探究表现为一种综合的能力,其本质是提出问题和解决问题,其核心内涵包括探究的问题、方法、过程、结果和交流,科学探究还包括科学态度和精神。学科教学中的科学探究一般包括提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流几个环节。 科学思维和科学探究的考查常常结合在一起,在科学探究活动中考查学生的科学思维,是常考的方式。考查基于逻辑提出问题、作出假设和预期的能力;探究步骤的设计和评估能力;对科学方法的运用能力;对探究结果的分析和评估能力,等等。 科学探究的考查需要创设情境,情境是思维的落脚点和着力点。情境的复杂程度决定了思维的深度和探究的难度。 【2019年高考理综全国Ⅰ卷】将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大, 叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。 (1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。 (2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要原因是 。 (3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 参考答案:(1)增强;(2)降低。气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少;(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA 处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。 本题依托ABA含量变化对气孔开度的影响这一情境考查了学生的科学探究和科学思维。本题的第(3)问是在第(2)问的基础上,要求学生验证题干中的结论。回答第(3)问时,要确认是验证性实验设计,验证就意味着实验后所获得的结果,是题干中所述的“干旱条件下气孔开度减小是由ABA 引起的”,由此对缺失ABA植株进行ABA处理,气孔的开度应该减小。依此进行设计实验,就需要对突变体进行ABA处理,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。依据对照原则,还需要设计一组实验进行对照,对照组当然是也要进行ABA处理,但气孔的开度不变。   (四)考查社会责任 在中国学生发展核心素养框架体系中,社会责任素养主要包括家庭责任、集体责任、国家责任和人类可持续发展等多个方面,是个体针对这些责任的认知、情感和行动的综合表现。 生物学课程标准中,社会责任是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,解决生产生活问题的担当和能力。这种担当和能力主要体现在参与意识、解决问题和实践行动三个层面。参与意识:学生应能够以造福人类的态度和价值观,积极运用生物学的知识和方法,关注社会议题,参与讨论并作出理性解释,辨别迷信和伪科学。解决问题:结合本地资源开展科学实践,尝试解决现实生活问题。实践行动:树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,形成生态意识,参与环境保护实践;主动向他人宣传关爱生命的观念和知识,崇尚健康文明的生活方式,成为健康中国的促进者和实践者。 在纸笔测试中,想要全面落实这三个层面的社会责任的考查,显然是非常困难的,因为这三个层面中的“实践行动”是外显行为,只能通过观察外在表现进行定量或定性的考查,纸笔测试无法提供实践活动场景,因而不能方便地进行观察考查。但是,外显行为都有内在的逻辑基础,也就是说,内在逻辑是外显的根本支撑。因此,考查内在逻辑就是纸笔测试的落脚点。 概念是逻辑的产物,思维是逻辑的本质。考查社会责任,应该以概念为载体,以思维为表现,即运用概念在分析健康、安全、生态、发展等社会问题和解决这些问题过程中所表现出的思维能力。而社会问题的提出需要依托相应的社会情境。 【2020年高考理综全国Ⅱ卷】植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题: (1)在植树造林时,一般认为,全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比,按照种植一种植物方式所构建的生态系统,其抵抗力稳定性_______。抵抗力稳定性的含义是_______。 (2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式,其做法是收集有机物质,包括人畜粪便、枯枝落叶等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,再施用到农田中。施用有机肥料的优点是_______(答出3点即可)。在有机肥料的形成过程中,微生物起到了重要作用,这些微生物属于生态系统组分中的_______。 (3)在污水净化过程中, 除发挥污水处理厂的作用外,若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素,请提供一个方案:_______。 参考答案: (1)低生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力;(2)改善了土壤结构;培育了土壤微生物,实现了土壤养分的循环利用分解者;(3)种植能吸收这些金属元素的水生植物,再从植物中回收金属。 本题设置了考查了植树造林、“无废弃物农业”、污水净化三个任务情境,考查学生掌握某些生物学基本原理的状况,又考查了学生运用相关原理解决生产实践问题的能力。 第(1)问是对植树造林的一种深入思考,帮助考生树立起正确的生态观;第(2)问考查的是对“无废弃物农业”生产中物质循环原理的理解和应用,渗透了生态农业的理念;第(3)问考查的是实践设计和应用能力,渗透了回收资源、保护环境的理念。本题的三个问题是递进关系。 社会责任的考查离不开情境的创设,离开情境考查社会责任,就生物学科而言往往就是说教,只有在真实的情境中,才能检测出学生与生物学科有关社会责任意识的建立。情境可以来源于生活、生产和科学研究等。 根据任务情境的复杂程度,分析问题、解决问题时不一定单向指向生命观念、科学思维、科学探究或社会责任中的某一项,多数情况下是生物学学科核心素养的综合表现,如生命观念和科学思维,科学思维与科学探究,或者是不同的问题指向不同的素养水平。   三、任务情境的类型和作用   情境的分类方法有很多,根据情境的作用可将情境分为背景型、启发型、解释型、探究型等。背景型是指提供主题背景,而答题或选择是围绕这个主题而进行的,背景可以提供答题所需要的信息,因此也可以称为信息型;启发型是指提供的信息对答题有启发作用,有一定的帮助作用;解释型是指对某个重要的知识内容进行定义,并由此要求学生根据已有知识对定义进行微观解释;探究型是指提供的背景材料,然后根据这些背景材料提出可以探究的问题,要求学生探究完成。当然,在实际的命题中,不可能将情境的类型分得十分清楚,对其作用进行清晰地界定。下面的试题情境类型就是一种背景型。 【2020年高考理综全国Ⅲ卷】细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是 A.一种反密码子可以识别不同的密码子 B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合 C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成 D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变 答案:C 试题提供的主题背景是答题所需要的信息。考查的是获取信息进行逻辑推理的能力。从题干信息中可知:反密码子CCI对应的密码子有GGU、GGC和GGA,所转运的氨基酸均为甘氨酸,从而可以判断选项A和选项D是正确的。从图示中推理判断密码子与反密码子之间的碱基通过氢键结合,选项B正确。从图示中可以看出,tRNA分子是由一条链组成,选项C错误。本题考查的内容是对学生已有知识的一种拓展,学生无法依靠死记硬背而获取答案,只能根据已学知识和题干所提供的信息进行推理和判断。本题在让学生理解生命运行机制严谨的同时,渗透了生命能通过有效的机制维护其稳定的特性,以保证在复杂变化的环境中能够稳定生存。本题让学生认识和体会了生命的神奇。 也可以根据情境的知识领域分类。试题的情境可以是生命科学的研究成果,让学生认识生命科学发展的新成果,激发学生学习科学知识的动力;也可以是与生活、生产密切相关的素材,能够很好地考查学生运用已有的知识和技能解决现实中问题的能力;情境素材还可以与身体健康密切相关,在解答试题的过程中,体现出健康生活观念的建立状况。   (一)以科学研究为任务情境   科学研究包括科学研究的成果和科学实验。科学研究的成果可以是前人的研究成果,也可以是当今已完成的研究成果。这些成果应该与高中所学的内容联系紧密,或者成果的解释可以通过学生已有的知识进行分析、推理和判断而得出。 科学实验是生物学的重要组成部分。科学实验包括教材中的学生实验,科学家的研究过程、方法和成果,热点科学研究进展等。科学实验由科学原理、方法、过程、现象和结果组成。这些素材都可以设置成相应的情境考查学生的科学思维和科学探究。 以我国科学家的研究成果、过程和方法为情境,在考查重要概念、思维和探究过程的同时,还渗透考查了学生社会责任的发展状况。让学生真实体会到我国科学研究的成就,在提高学生的民族自豪感和国家认同的同时,也激发了学生刻苦学习、立志为国家的科技发展作出贡献的使命感。 以科学研究的过程和结果为情境,考查重要概念的理解和运用,渗透关爱生命、关爱他人、健康生活的责任意识。例如,以糖尿病的发病机制为情境,考查激素调节和物质代谢的相关知识,同时渗透关爱糖尿病病人、健康生活的责任意识。 【2020年高考理综全国Ⅰ卷】某研究人员用药物W进行了如下实验:给甲组大鼠注射药物W,乙组大鼠注射等量生理盐水,饲养一段时间后,测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明:乙组大鼠无显著变化;与乙组大鼠相比,甲组大鼠的血糖浓度升高,尿中葡萄糖含量增加,进食量增加,体重下降。回答下列问题: (1)由上述实验结果可推测,药物W破坏了胰腺中的_______细胞,使细胞失去功能,从而导致血糖浓度升高。 (2)由上述实验结果还可推测,甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加,导致肾小管液的渗透压比正常时的_______,从而使该组大鼠的排尿量_______。 (3)实验中测量到甲组大鼠体重下降, 推测体重下降的原因是_______。 (4)若上述推测都成立,那么该实验的研究意义是_______(答出1点即可)。 参考答案:(1)胰岛B;(2)高 增加;(3)甲组大鼠胰岛素缺乏,使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量,导致机体脂肪和蛋白质的分解增加;(4)获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物,这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。 本题是以科学实验为试题情境,既考查了对基本概念的理解能力,也考查了分析和推理能力,还渗透了建立动物模型的医学意义的社会责任意识。   (二)以健康生活为任务情境   了解人体的调节机制,学会健康地生活,是学习生物学的重要目的之一。与自身健康有关的试题情境,可以最大限度地激发学生解释生理现象、过程和结果的潜能,既考查了对概念的理解与应用,做到了学以致用,也提高了能力和素养。与健康生活有关的任务情境,也能考查学生的社会责任意识的建立情况。 营养物质的吸收和利用,细胞癌变的相关内容,人体的神经调节、体液调节和免疫调节,这些内容与健康联系最为紧密,也是创设情境的载体。 【2019年北京卷】HA和NA是流感病毒表面的两种糖蛋白,甲型流感病毒的HA、NA氨基酸序列的变异频率非常高,导致每年流行的病毒毒株可能不同。每年要根据流行预测进行预防接种。研究者通过实验观察NA 抗体对病毒侵染细胞的抑制作用。主要实验材料包括:感染流感病毒后63天、21天的两位康复者的NA抗体(分别为D63、D21)、对照抗体、流感病毒和易感细胞。 (1)实验的主要步骤依次是:培养易感细胞、______(选择并排序)等。 a.将抗体分别与流感病毒混合 b.将各混合物加入同一细胞培养瓶 c.将各混合物分别加入不同细胞培养瓶 d.检测NA抗体与易感细胞的结合率 e.检测培养物中病毒的增殖量 f.检测细胞对病毒的损伤程度 (2)图中实验结果表明,两位康复者均产生了抗NA的抗体,其中对流感病毒抑制效果较好的抗体是______。选用的对照抗体应不能与______特异性结合。 (3)依据本实验结果提出疫苗研制的思路。     (4)若你已被确诊为流感患者,请例举具体的应对措施。 参考答案: (1)a、c、e ;(2)D63 流感病毒;(3)可选用NA制备流感疫苗;(4)包括遵医嘱治疗和避免病毒传播两个方面。(合理即可)   甲型流感严重危害人类健康,本题让学生从试题提供的实验步骤中选出合理步骤并排序,分析并依据实验结果提出研制疫苗的思路,进而针对自己患流感的情况提出应对措施,让学生展示在应对自己健康、关爱他人健康实际问题中表现出来的素养水平,让学生养成崇尚健康,学会健康生活的行为和习惯。   (三)以农业生产为任务情境   光合作用可以将太阳能转化为化学能并储存在糖类等有机物中,是地球上所有生物得以生存和发展的基础;呼吸作用与光合作用相对应,为生物进行生命活动提供能量。因此,光合作用和呼吸作用是生命活动的两大基础代谢,是生物学中的重要概念。光合作用、呼吸作用与农业生产关系密切,利用其中的原理可以分析和解决农业生产中的问题,激发学生运用科学知识解决生产实践中问题的兴趣,考查了科学思维和科学探究,培养热爱劳动的情感。 【2020年高考理综全国Ⅰ卷】农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题: (1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施, 该栽培措施对作物的作用有_______(答出2点即可)。 (2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是_______(答出1点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是_______,选择这两种作物的理由是_______。   参考答案:(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争,增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用;(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)A和C 作物A光饱和点高且长得高,可利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用 试题呈现四种作物在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点这些真实的实验数据,让学生根据这些数据进行分析,判断最适合种植的作物以及选择种植的原因。考查的是获取信息的能力和进行逻辑判断的能力。这样试题的优点是,学习与生产实践相联系,提高了科学可以促进农业生产的成就感。   (四)以遗传现象为任务情境   遗传学是普通高中生物学中逻辑思维水平最高的内容。遗传定律及其形成过程是科学思维的产物,也是科学探究的结果。考查学生是否真正理解、运用遗传规律形成过程中的思路、方法,进而考查学生进行逻辑推理、设计实验方案、预期实验结果的科学探究能力和科学思维水平。 孟德尔采用豌豆进行杂交实验,发现了基因的分离定律和自由组合定律,摩尔根利用果蝇进行杂交实验,证明了遗传定律的重要性,同时还发现了伴性遗传。孟德尔和摩尔根进行杂交实验时都采用了“假说-演绎法”,即根据实验现象进行分析和推理,提出相应的假说,为证明假说的正确性而设计实验以证明假说的正确性。这其中有着严密的逻辑思维,是考查学生科学思维和科学探究的极好素材。 已知果蝇的刚毛和截毛受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。某人用刚毛♀果蝇和刚毛♂果蝇杂交,F1中出现的性状表现及比例为,刚毛♀:刚毛♂:截毛♂=2:1:1。 回答下列问题: (1)根据以上杂交实验能否判断控制果蝇的刚毛和截毛基因位于X染色体上?你判断的依据是什么? (2)如果将F1的截毛雄果蝇与同代中的刚毛雌果蝇进行杂交实验,请预测后代可能出现的结果。 (3)如果想得到截毛雌果蝇,请以上述题干中的果蝇为材料设计一个最简单的实验。 参考答案:(1)控制截毛基因位于X染色体上;在F1中截毛只出现在雄性个体之中。(2)会出现两种情况:一种情况是杂交后代无论雌雄均为红眼果蝇;另一种情况是:刚毛♀:刚毛♂:截毛♀:截毛♂=1:1:1:1。(3)将截毛♂与亲代的刚毛♀果蝇进行杂交。   本题的考查思路是对摩尔根果蝇杂交实验的迁移。由“刚毛♀果蝇和刚毛♂果蝇杂交,F1中出现的性状表现及比例为,刚毛♀:刚毛♂:截毛♂=2:1:1”类比,可以联想到“红眼♀果蝇和白眼♂果蝇杂交,F1中出现的性状表现及比例为,红眼♀:红眼♂:白眼♂=2:1:1”,由可以推理判断:“刚毛”相当于“红眼”,“截毛”相当于“白眼”,由于控制“白眼”的基因位于X染色体上,由此可推“截毛”也是位于X染色体上的。当然这是解题的快捷方式,是情境和思维的迁移。真正理解和解答此题,还得从性别与性状的联系上进行分析。   除上述四类情境外,以生态文明为情境的试题可以让学生形成正确的生态观和生态文明意识。习近平总书记在党的“十九大”报告中指出,要“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”。生态文明建设是我国经济、政治、文化、社会、生态总体布局的重要组成部分。因此,设置与生态有关的情境,要求学生运用已学过的生态学原理解释或解决生产生活中的实际问题,既考查了学生的生命观念,又有利于学生建立正确的生态文明观,形成爱护自然、保护生态的社会责任意识。任务情境还可选择中华优秀传统文化,如与生物学有关诗歌、谚语等,渗透中华优秀传统文化的传承。   四、命制任务情境试题要注意的问题   在命制试题考查生物学学科核心素养的过程中,有两种情况选择和使用情境:一是依据评价的目标整合已有的情境来命制相应的试题,以实现评价目标;二是根据评价的目标来寻找和选择相应的情境。这两种情况并不是完全分开的,在命制成套的试题时,两种情况都可能用到。但是,不管是哪种情况,都需要在命制试题时注意以下问题。 (1)从立意来看,试题要体现立德树人的方向,要服务于学生的发展,要考查学生的生物学学科核心素养。 (2)从情境的表述来看,情境要科学,表述要简洁,尽量去掉无关的信息。 (3)从问题的设计来看,问题的指向性要明确、恰当,不能泛泛而问。如果是非选择性试题,问题的设计尽量做到具有层次性,能体现出递进关系,简单的问题在前,难度大的问题在后。 (4)从思维的考查来看,要适当控制思维量,试题的背景材料与问题链的信息量要相当,以保证试题的难易程度。     文章来源:《基础教育课程》杂志2020年第8期(合)  
 0   0  2天前
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mRNA疫苗是如何发挥作用的(附视频) 来源:“生命科学教育”公众号        疫苗是指一种可以模仿具有传染性病原体刺激机体的药物制剂,其刺激机体免疫系统产生抗体和记忆B/T淋巴细胞,然后当真正的病原体入侵机体时会被记忆B/T细胞识别而触发免疫反应,然后抗体会识别并杀死病原体。 传统意义上,疫苗可以是一种低致病性的病原体微生物菌株(减毒疫苗),或者是已经灭活的不具致病性的微生物(主要是来自病原体的纯化蛋白)。但在mRNA疫苗中,机体可以直接获取用于翻译表达制备病原体蛋白的mRNA,而不是直接注射病原体蛋白,这可以降低机体的不良反应,实现高效的免疫效应。    与传统疫苗不同,mRNA疫苗是化学方法制作的,而不是生物合成的。同时,因为不需要收集和纯化蛋白(接种病毒到鸡蛋或者动物细胞株中)这些实验操作,制备mRNA疫苗变得更快且容易操作。目前,限制mRNA疫苗使用的最大问题是它们的固有不稳定性,因为一旦温度高于零点,它们就可能被分解掉。  因为mRNA疫苗的温度敏感特点,高于冰点就容易被分解,所以开发mRNA疫苗最具挑战的仍然是其不稳定性。这就是为什么辉瑞公司的mRNA疫苗需要在-70度的温度储存,而Modena公司声称,它的疫苗可以在大多数家庭或医疗冰箱温度下保存长达六个月。   mRNA疫苗如何工作? 当一个人接受了编码病毒蛋白的mRNA注射后,这个人的细胞就会翻译它们,在体内表达病毒蛋白。预计在mRNA注射后24-48小时内,肌肉细胞内的蛋白质水平达到峰值,并可能持续几天。蛋白质抗原由抗原提呈细胞提呈给免疫系统,激活特定免疫细胞,触发免疫应答反应。 因此,当机体再次被病原体感染时,其体内的强大抗体和记忆B/T细胞可以快速产生更强的免疫应答反应去中和病原体,达到保护机体的作用。 以上内容来自每日生物评论,文章编译自:https://microbeonline.com/ 以下视频来自“ACS美国化学会”,版权归其所有。如有侵权,请通知删除。 参考文献: 1.   Hubaud A. (2015 May 5) RNA vaccines: a novel technology to prevent and treat disease. Harvard University. http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2015/rna-vaccines-a-novel-technology-to-prevent-and-treat-disease/ 2.   Jackson, N.A.C., Kester, K.E., Casimiro, D. et al.The promise of mRNA vaccines: a biotech and industrial perspective. npj Vaccines 5, 11 (2020). https://doi.org/10.1038/s41541-020-0159-8  
 0   0  6天前
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程红兵:教育的希望在民间,在那些没有荣誉称号的一线教师身上 作者:程红兵,上海金茂教育集团总校长兼教育研究院院长   从教30年,我走过成百上千所学校,见过成千上万个教师,发现了如星星闪烁一般自由美丽的教师。我曾不只一次说过,不只在一个地方说过,教育的希望在民间,这里所谓的民间就是一线的教师,就是天天和孩子们在一起的教师,就是伴随着孩子们逐渐长大的教师,因为民间有一批自由的教师存在。   01 评职称的初衷是好的,但最大的问题就在于把教师引向教育以外的东西 曾任耶鲁大学校长的贝诺·施密德特,在耶鲁大学学报上公开撰文批判中国大学,他说“学者退休的意义就是告别糊口的讲台,极少数人对自己的专业还有兴趣,除非有利可图。他们没有属于自己真正意义上的事业。” 原因可能是多种多样的,但从这些教师身上引起我更多的反思,反思我们习以为常的许多东西,有没有背离我们初衷的地方;反思我们自以为是的工作,有没有南辕北辙的可能。 比如为了激励教师,各级政府评选各种级别的优秀教师、优秀园丁、优秀教育工作者;各级教育专业部门评定各种级别的骨干教师、学科带头人、特级教师;人事部门会同教育部门给教师们评聘初级教师、中级教师、高级教师。 每一次评选、评定、评聘都毫无疑问地激励了不少教师,但是我们身处其中的人也都渐渐看到,若干次评选之后,若干年评定之后,我们的这些职称、称号都毫不例外地贬值了。 于是我们重新创造新的概念、新的荣誉称号,君不见有教育功臣评选出现,有教授级高级教师评聘出现,有教书育人楷模评定出现,还有一些地方将出台由政府出面颁发的“教育家”称号,现在据说这个计划在批评与嘲讽之中最终夭折。 可以肯定的是这些评选、评聘的初衷是好的,也是起过一定的作用。但是这种评选最大的问题就在于把教师们引向教育以外的东西,引向功利的目标,外在的功利目标会败坏教育内在的价值目的,从而走向背离初衷,走向南辕北辙。可怕的是我们至今还有很多人视而不见,充耳不闻,或者根本就是浑然不觉! 我们为什么不能更多地引导教师热爱教育本身、引导教师热爱教学本身,让教师们热衷于跟孩子们一起玩耍、痴迷于跟孩子们一起学习、醉心于跟孩子们一起探究。 我深知这是非常不易的,但我也深信在今天教育的土壤里肯定有这样的人,肯定有这样的学校,肯定有这样的事件、事实、细节,我也坚信当功利主义走到极点的时候,人们更多地会反思我们到底需要什么样的教育,什么才能真正使人幸福快乐,教育究竟应该如何才能造就人才,教师究竟应该成为怎样的教师。   02 有一种教师,保持着对教育的虔诚 今天的教育还存在诸多问题,所以我们寄希望于理想的教师。 我心中的理想教师,就是一种我称之为自由教师的人。自由是这些教师身上的本质属性,就是不受社会的各种诱惑所影响,不受各种功利的目的所左右,他们就是因为热爱教育本身,就是热爱学科教学本身,他们就是喜欢跟孩子们在一起,喜欢按照教育教学的基本规律,按照孩子们自身成长的规律,尽自己所能帮着孩子们学习知识、掌握技能、热爱学习,喜欢静静地看着孩子们慢慢成长,成长为一个好人、一个有益于社会的好人。 除此之外,别无想法,更别无追求。为了这样单纯的目的,他们享受这个过程,喜欢看着孩子们开心的样子,喜欢看着同行们开心的样子,自己因此而开心,这是一种由衷的快乐。 他们超越了许多羁绊、许多诱惑、许多束缚、许多误导,尽享教育本身的乐趣,这种趣味是一种文化能力和审美品质,它诉诸判断和决定,它对世界的兴趣是“超越功利”的,它凝聚为有教养的个人的精神气质,他们的心是安静的,目光是向内的,目标是单纯的,知道要做好教师的工作就得最大限度发掘自己的潜能,保持对教育的虔诚。   03 教育的希望在民间,在于那些没有荣誉称号的一线教师 也许读者会以为我所说的自由教师根本就是不存在的,根本就是我的一厢情愿,根本就是教育的乌托邦。恰恰相反,理想的自由教师在今天的土壤里确实存在。 从教30年,我走过成百上千所学校,我见过成千上万个教师,发现了如星星闪烁一般自由美丽的教师。 我曾不只一次说过,不只在一个地方说过,教育的希望在民间,这里所谓的民间就是一线的教师,就是天天和孩子们在一起的教师,就是伴随着孩子们逐渐长大的教师,因为民间有一批自由的教师存在。 有一位教师,他所表现出来的价值取向是让我感佩的理由,在他身上洋溢着一种自由情怀,他对于信息技术这门学科的由衷热爱,对信息技术学科教学的由衷热爱,他的兴趣点在于把孩子们领进科学的大门,让孩子们学会研究,让孩子们享受发现的快乐、体验研究的成功、感受科学的魅力,这就是他最大的快乐,这就是他的兴奋点,这就是他的幸福之处。 除此之外他一概没有兴趣: 他对家教没有兴趣,从来没有带过一个家教; 他对所谓的课题研究没有兴趣,他没有申报过一个课题; 他对撰写论文没有兴趣,除了被逼无奈写过一篇文章发表之外,再没有第二篇文章发表; 他对出版专著没有兴趣,他从来没有计划出版一本个人专著,更不会把时间花在东拼西凑、复制粘贴上; 他对评选优秀教师没有兴趣,你们爱评谁就评谁; 他对申报特级教师没有兴趣,谁想申报谁申报,他没有时间去准备繁琐的申报材料。 凡信息技术学科教学以外的东西,凡教育以外的东西与他无关!他只对教育本身有兴趣,所谓的教育本身,就是他喜欢他的学科,因此投入了很多时间和精力,他就是喜欢学生跟着他一起玩信息技术科学,一起玩研究,或者说是在科学中玩耍,在研究中玩耍,在发现中玩耍,一种非常原始的、单纯的教育。 在这位老师身上有一种非常纯粹的东西,他培养孩子对科学单纯的热爱,而不是附加在竞赛上面诸如保送、加分的功利。 所以这位老师,这个所谓的奥赛金牌教练呼吁将奥赛热降温,这个看似矛盾的地方,恰恰说明他对回归科学研究原初意义或者叫本体意义的追求。 呼吁奥赛降温,就是希望学生、家长去掉对伪科学或者对科学外在的糖衣的热爱和追求,真正回归学习的本真状态。     来源:教育思想网 https://www.sohu.com/a/445370562_227820  
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人教版普通高中教科书生物学选择性必修3 《生物技术与工程》修订情况简介 刘丹(人民教育出版社课程教材研究所 北京 100081)   摘 要 人教版普通高中教科书生物学选择性必修3《生物技术与工程》继承原高中生物选修教材的优点,依据新课标要求编写而成。编写思路上遵循从个体水平到细胞水平再到分子水平,由易到难、由具体到抽象的思路组织了前三章的内容,并在此基础上再引导学生关注生物技术的安全性与伦理问题编写体例与整套教材既基本保持一致,又具有自己的风格和特色主要内容则是在原来三本高中生物选修教材的基础上进行了取舍、整合和扩充教材的主要特色包括:渗透社会主义核心价值观,弘扬中华优秀传统文化,重视创设真实的问题情境,全面培养思维能力,反映生物科技新进展并优化装帧设计。 关键词 高中生物学 选择性必修3 人教版教材 修订   人教版普通高中教科书生物学选择性必修3《生物技术与工程》已于2020年秋季投入使用,为了帮助教师更好地理解和使用新教材,下面对教材修订的情况进行简要介绍。 1 编写思路 《生物技术与工程》模块的内容包括基因工程、细胞工程、发酵工程等,它们分别涉及分子水平、细胞水平和个体水平的操作。细胞工程和基因工程的内容相对艰深,离学生的生活经验较远,如果一开始就让学生学习,可能会使他们产生畏难心理,影响学习的积极性。因此,教材遵循从个体水平到细胞水平再到分子水平,由易到难、由具体到抽象的思路组织了前三章的内容,并在此基础上再引导学生关注生物技术的安全性与伦理问题。 教材第1章发酵工程先以学生熟悉的传统发酵技术引入,并让学生亲自动手制作传统发酵食品来激发他们的学习兴趣;然后介绍微生物培养的有关技术,丰富学生对生物技术的认知;进而建立起技术与工程的联系,让学生了解发酵工程的基本环节和应用。第2章细胞工程则按照操作对象的不同,分别以植物细胞工程、动物细胞工程和胚胎工程各为一节来组织内容;这三节又基本遵循着“工程的原理→涉及的技术→工程(技术)的应用”的思路来进行编写。第3章基因工程的内容微观、复杂,这给学生的学习和理解带来了一定的难度,所以教材首先专门用一节来讲述基因工程需要用到的3种基本工具的作用;然后系统介绍运用这些工具进行基因工程操作的基本程序以及基因工程的应用;最后再通过对第二代基因工程——蛋白质工程的介绍进一步补充和丰富基因工程的内容。第4章生物技术的安全性与伦理问题主要对目前社会上受到广泛关注的3个议题“转基因产品的安全性”“关注生殖性克隆人”“禁止生物武器”进行分析和探讨,阐明我国相关的政策、规定和立场等,引导学生理性地表明观点和参与讨论。 2 编写体例 本册教材与整套教材的编写体例既基本保持一致,又具有自己的风格和特色。与其他几册教材一样,本册教材每章都由章首页、节、“本章小结”和“复习与提高”组成。但是与其他几册的章首页中都有一首小诗不同,本册教材编排的是工程或伦理的定义。紧接着章首页,教材设计了“科技探索之路”在这一部分,教材创造性地以时间轴的形式呈现了本章生物工程的发展脉络。这一方面凸显了工程发展历史的相对完整性,另一方面可以帮助学生在科学史的引领下梳理本章相关的知识内容,并且由于时间轴上呈现的科学史素材都是具有开创性的工作,还能够鼓励学生探索和创新。考虑到本书是高中阶段生物学课程的最后一个模块,每章最后“复习与提高”中的习题不再有选择题,而是设计了几道综合性的大题,很多都需要学生综合运用本章和其他章或模块所学的知识来进行解答。 随着生物技术与工程的飞速发展,其社会属性越发显著,深刻地改变或影响着人类的生产生活。本册教材在编排节的体例时,充分体现了生物技术、工程与社会之间的互动。每节都以“从社会中来”的栏目开篇,通过创设社会生活中真实的问题情境,来建立学生的生活经验与本节内容的联系。每节正文之后则设置了与开篇相呼应的“到社会中去”的栏目,又回到社会中,或让学生进行调查、参观等社会实践活动,进一步了解技术和工程实际应用的情况;或启发学生思考技术应用于工程实践时面临的问题,引导他们认识技术与工程的区别和联系等等。为了避免内容的重叠,本册教材不再编排其他几册教材都有的“科学•技术•社会”“与社会的联系”等栏目。另外,除了整套教材统一设置的“探究•实践’“思考’讨论’“思维训练”“与生物学有关的职业”等栏目,本册教材在正文中还穿插了“资料卡”帮助学生理解教材内容,在节后安排了“拓展视野”供感兴趣的学生自主阅读。 3 主要内容的变化 本册教材是在原来三本高中生物选修教材的基础上进行了取舍、整合和扩充而成。新教材对应原选修教材的章节以及相应内容的变化详见表1。需要说明的是,原选修3专题5“生态工程”移到了选择性必修2模块进行介绍。 4 修订的特色 4.1 渗透社会主义核心价值观 课标中明确提到,生物学课程是树立社会主义核心价值观、落实立德树人根本任务的重要载体。教材是课程资源的核心,将社会主义核心价值观有机融入教材是培育和践行社会主义核心价值观的重要途径。同时这对于提升教材的德育功能又具有重要意义。本册教材在修订时,充分挖掘学科内容与社会主义核心价值观的契合点,有机渗透了社会主义核心价值观。例如,教材增加了不少介绍我国生物科技成就和发展的内容,如体细胞克隆猴、世界首例转基因鱼等,以对学生进行爱国主义教育,让他们体会到这些科技成就在世界上的影响力,培养学生的国家认同感和民族自信心;教材通过介绍发酵工程制药工、细胞培养工程师等与生物学有关的职业,让学生不仅认识到这些职业的社会价值,还明白了敬业精神是一种优秀的职业品质,从而为他们奠定良好的职业素养基础;通过引导学生理性参与转基因产品的安全性、生殖性克隆人等社会热点问题的讨论,促进社会的和谐安定;通过介绍与生物技术有关的政策、法规,如《农业转基因生物安全管理条例》《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》等,增强学生的法治观念。 4.2 弘扬中华优秀传统文化 中华优秀传统文化源远流长、博大精深,它蕴含着丰富的道德情操、审美品格、哲学思想等。依托中华优秀传统文化,生物学教材既可以展现中国“韵味”,又能实现学生科学素养与人文素养的共同发展。本册教材修订在融入中华优秀传统文化方面进行了积极的探索与实践。例如,教材在讲述发酵与传统发酵技术时,介绍了我国悠久的酿酒历史和一些传统发酵食品的制作原理,反映了我国丰富多彩的传统饮食文化;在“植物细胞工程”一节的“从社会中来中”引用了我国历史上第一部兰谱《金漳兰谱》中对兰花的描述,优美的古文提高了教材的可读性,让学生深切感受到兰花之美,也更能激起他们对兰花繁育问题的关注;在介绍体细胞核移植技术时,教材引用了我国四大名著之一《西游记》中的片段,展示了中华先贤的想象力;在引导学生理性看待转基因技术时,教材还提到了儒家思想“君子和而不同,小人同而不和”,展现了先人的做人智慧与处世哲学。 4.3 重视创设真实的问题情境 为学生的学习创设情境是教材编写的一个重要着力点。与生物学有关的情境素材有很多,但最有价值的莫过于真实的情境,因为它最能引起学生的情感共鸣,激发他们的学习兴趣和探究欲望。本册教材高度重视创设真实的问题情境,除了前面提到的“从社会中来”“到社会中去”栏目,教材还创编了大量具有真实问题情境的习题。其中有的情境来源于科学研究,如我国科学家屠呦呦发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率,科学家培育“黄金大米”、抗冻番茄、IPS细胞等研究成果;有的来源于学生的生活经历,如学生吃冰激凌后出现腹泻现象,他们怀疑冰激凌中的大肠杆菌含量超标,于是提出了进行检测的实验思路;还有的来源于生产实践,如解决青霉素发酵生产中遇到的问题,提高甜叶菊的繁育效率,快速繁殖杜泊羊等。这些情境让生物技术与工程的学习变得更有现实意义,也有利于学生树立运用所学知识去解决实际问题的意识。 4.4 全面培养思维能力 科学、技术与工程是3种不同的社会实践活动,与此相对应的科学思维、技术思维与工程思维是3种不同类型的思维方式。本册教材综合渗透了科学思维、技术思维与工程思维的培养以第3章第2节“基因工程的基本操作程序”中的“到社会中去"为例,其中提出了棉铃虫对Bt抗虫蛋白产生抗性的可能,让学生寻找相关证据和了解科学家采取的应对措施。在这里基于证据分析棉铃虫是否对抗虫棉产生严重抗性是科学思维训练的内容;通过分析得出的结论可以为技术思维提供指导,即科学家需要建构相应的技术来延缓棉铃虫抗性的产生;而该技术终将是利用基因工程培育转基因抗虫棉的一个环节,需要与其他环节统筹协调才能发挥其效能,进而培育出高抗且稳定的抗虫棉,这就涉及工程思维。 对于学科核心素养中重要的科学思维素养的发展,教材中还安排了两个“思维训练”:“评估论点的可信程度”意在引导学生运用所学的知识,结合获得的证据去批判质疑“吃水果'酵素'可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力”的论点,训练学生的批判性思维;“评估获取证据的难度”通过让学生评估证明转基因食品安全或不安全哪个获取所需证据的难度大,来提高学生的评估论断能力,并启发他们理性参与转基因技术及其相关问题的讨论“辩论会”同样也是引导学生基于证据理性参与转基因食品是否安全的讨论。教材在这个栏目中特意指出了辩论时的注意事项,从而让学生明白,辩论时既要学会获取和运用证据,还要懂得甄别证据,并且要进行合客观、合逻辑的推理判断。 4.5 反映生物科技新进展 实验版高中生物学教材已经使用了十余年,在这些年间生物技术领域取得了很多创新性的研究成果,它们在改善人类的健康、生存环境,提高农牧业、工业的产量等方面产生了重大影响。本册教材对工程应用的介绍、课外阅读素材的选择、习题的设计、课外实践活动的编排等都注意了反映生物科技的新进展。例如,第1章发酵工程介绍了发酵工程在新能源开发领域的应用并以此为背景编制了习题“拓展视野”栏目中介绍了筛选微生物菌种的先进技术一高通量筛选;第2章细胞工程的“科技探索之路”介绍了培育诱导多能干细胞、世界上第一个用单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿、体细胞克隆猴等最新的科学研究成果,“动物细胞工程”一节增加了与干细胞有关的学习内容和习题等;第3章基因工程的“科技探索之路”补充了高通量测序技术、基因组编辑技术的内容,“基因工程的应用”一节更新了全世界转基因作物种植情况的数据,“蛋白质工程的原理和应用”一节安排了让学生了解生物信息学,尝试进行基因和蛋白质序列分析的课外实践活动等;第4章生物技术的安全性与伦理问题在“关注生殖性克隆人”一节还专门提到了警惕用新技术研究生殖性克隆人的问题,这章的习题也有不少体现了最新的科研进展,如人猪嵌合体胚胎的培育、用基因组编辑技术修正与肥厚型心肌病发生相关的基因等。这些生物科技进展的呈现,一方面拓宽了学生的思路、开阔了他们的眼界,另一面可以帮助他们理解科学本质,培养不断探索和创新的科学精神。 4.6 优化装帧设计 插图方面,教材前三章的章首页统一采用了实物底图:蓝天白云与大型的发酵设备交相辉映,彰显出发酵工程的勃勃生机;两只俏皮可爱的小克隆猴,让学习的内容鲜活起来,拉近了细胞工程与学生的距离;转基因抗虫棉棉铃部分的特写照片,给人以强烈的视觉冲击,映衬着它的绿色背景则让我们感受到了基因工程不断焕发出新的活力;第4章章首页的创意图展示了复杂的基因密码,它象征着生物科学技术与伦理道德的复杂关系。本册教材中的绘图全部都是原创,绝大多数绘图与实物十分接近,如啤酒的工业化生产流程图、CO2培养箱图、PCR仪图等,从而给学生以最真实的体验和感受。另外,还有很多实物照片来源于科学家一手的研究资料,如脱毒马铃薯田、转基因番木瓜、体细胞核移植相关操作等的照片,这最大程度地保证了图片的准确性和清晰度。 排版方面,教材“科技探索之路”中设计的时间轴是创新,它们形式多样、各具特色。第1章发酵工程科学史料丰富,教材采用了线性的时间轴,将历史悠久的发酵工程相关图文素材在时间轴两侧交错呈现,从而使版面内容简明易读;第2章植物细胞工程和动物细胞工程是细胞工程相对独立的两个研究领域,教材分别以大树的树干和延伸的道路来作时间轴,而大树长在道路旁的和谐画面,又体现了这两部分内容都是细胞工程的重要组成部分,是一个统一的整体;第3章由于基因工程的操作对象是DNA分子,因此教材创造性地以DNA链为时间轴来呈现基因工程诞生和发展的脉络。这些富于巧思的设计不但高度契合内容主旨,而且让生物学教材成为了美的传播者,可促进学生审美能力的提高 打磨教材“永无止境”,每一次教材的修订都凝聚着编写团队以及参与调研、审读、试教的专家和一线师生的心血和汗水,都是一次新的完善和提高   主要参考文献 [1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)[M] .北京:人民教育出版社,2018:5. [2]李永胜.科学思维、技术思维与工程思维的比较研究[J] .创新,2017,11(4):27-34,2.来源:《生物学教学》网络首发论文  2021-01-19    
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高考生物166个易错提醒 来源:“羽佳生物教学“公众号   1.细胞内自由水与结合水的比值升高,则代谢旺盛,反之则代谢缓慢,如衰老细胞与癌变细胞相比,前者该比值下降,后者该比值升高。 2.秋冬季节,蒸腾作用弱,吸水减少,结合水含量相对升高,有利于植物抗寒性提高。 3.种子晾晒过程中,丧失的主要是自由水,此时细胞仍具活力,种子烘烤过程中可导致结合水丧失,此时种子丧失活性。 4.并非所有的糖类都是能源物质,如核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。 5.并非所有的糖都有还原性,如蔗糖、淀粉均为非还原糖。 6.糖原代谢的最终产物不是葡萄糖,而是CO2和H2O。 7.高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键,而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。 8.低温和盐析未使蛋白质的空间结构遭到破坏。 9.误认为RNA中没有氢键。RNA中其实也有氢键,如tRNA的“三叶草”结构中的局部也有氢键。 10.误认为DNA单链中连接磷酸基团和脱氧核糖的是氢键,其实是磷酸二酯键。 11.能进行光合作用的生物,不一定有叶绿体,但植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。 12.能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体,但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。 13.一切生物蛋白质合成场所一定是核糖体。 14.有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。 15.高尔基体经膜泡分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白一定经高尔基体加工。 16.人工膜≠生物膜:生物膜具有“载体蛋白”,故具有选择透过性,人工膜为半透性膜,物质能否通过取决于孔径大小。 17.溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。 18.渗透平衡≠浓度相等:达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧溶液的浓度未必相等,如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达渗透平衡,但浓度总不会相等。 19.大分子物质出入细胞一定经过胞吐或胞吞,但胞吐的物质未必是大分子物质,如释放的神经递质。 20.消耗能量的物质运输方式有主动运输、胞吞和胞吐。 21.神经细胞产生静息电位和动作电位时,K+外流和Na+内流属于协助扩散。 22.需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外,不要漏掉协助扩散。 23.消耗能量的运输方式除主动运输外,不要漏掉胞吞和胞吐。 24.从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外,不要漏掉协助扩散。 25.影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外,不要漏掉浓度差。 26.与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外,不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。 27.运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外,不要漏掉协助扩散。 28.ATP≠能量,ATP是一种高能磷酸化合物,是一种储能物质,不能将两者等同起来。 29.生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。其供应依赖于ATP与ADP间快速转化。 30.ATP合成时可产生水,ATP水解时需消耗水。 31.反应速率≠化学平衡。酶只是降低了化学反应的活化能,所能催化的是本来就能发生的反应,提高了反应速率,缩短了到达平衡点的时间,而平衡点的大小只能由底物的量来决定。 32.酶促反应速率≠酶活性。温度和pH是通过影响酶的空间结构改变酶的活性,进而影响酶促反应速率;而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率。 33.误认为“酶的本质是蛋白质”,实际上绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,合成原料是氨基酸或核糖核苷酸,合成场所是核糖体或细胞核。 34.误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”,实际上,凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶。 35.误认为“酶具有调节、催化等多种功能”,实际上酶是生物催化剂,只起催化作用。 36.误认为“酶只在细胞内起催化作用”,实际上酶既可在细胞内发挥作用,也可在细胞外发挥作用。 37.误认为“低温引起酶变性失活”,实际上低温影响酶的活性,不破坏酶的结构,且低温处理后再回到最适温度时,仍具有高效催化性。 38.误认为“过氧化氢酶和加热促使过氧化氢分解的机理相同”,实际上过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能,而加热是使过氧化氢分子获得能量,从常态转变为容易分解的活跃态。 39.细胞呼吸的实质是氧化分解有机物,释放能量,无论是否有氧气的参与,都是生物氧化过程。 40.细胞呼吸的底物是有机物而并不只是糖类,糖类是主要的能源物质。 41.线粒体只能利用丙酮酸,不能吸收利用葡萄糖。 42.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 43.原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 44.叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能,不能制造能量。 45.蓝藻没有叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用。 46.叶绿体和线粒体中含有DNA、RNA和核糖体。 47.液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。 48.光反应停止,暗反应不会立刻停止,因为光反应产生[H]和ATP还可以维持一段时间的暗反应。 49.高度分化的细胞不分裂,没有细胞周期,如洋葱表皮细胞、浆细胞、效应T细胞等。 50.进行减数分裂的细胞没有细胞周期,但若精原细胞通过有丝分裂增殖,则有细胞周期。 51.秋水仙素(或低温)作用于细胞分裂前期,抑制纺锤体的形成;抗癌药物一般抑制癌细胞的DNA复制,即作用于细胞分裂的间期。 52.在受到抗原刺激后,B细胞和记忆细胞迅速增殖,细胞周期变短。 53.同源染色体的形态、大小一般都相同,但也有大小不同的,如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体,X染色体较大,Y染色体较小。 54.着丝点分裂后,姐妹染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同,但不叫同源染色体,这两条染色体是经复制形成的,其上的基因相同,若不同则可能是由基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。 55.同源染色体的存在:体细胞中也存在同源染色体,只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。 56.细胞分化是基因选择性表达的结果,但基因的选择性表达不一定发生分化。 57.正常的体细胞中存在原癌基因和抑癌基因,原癌基因和抑癌基因分别包含若干个基因,不是单一基因突变就能导致细胞癌变。 58.误认为复制、转录只发生在细胞核中,其实DNA存在的部位都可发生,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。 59.误认为转录产物只有mRNA,其实转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA,但携带遗传信息的只有mRNA。 60.误认为DNA转录只转录出1条(种)RNA,其实转录的单位是基因,不同基因转录出的RNA不同。 61.误认为所有密码子都能决定氨基酸,64种密码子中,其实有3种密码子并不决定氨基酸,属于终止密码子;反密码子有61种,具有特异性。 62.误认为密码子=反密码子,其实密码子在mRNA上,反密码子在tRNA上。 63.杂合子(Aa)产生雌雄配子种类相同、数量不相等。 64.杂合子(Aa)雌雄配子都有两种(A∶a=1∶1)。 65.一般来说雄配子数远多于雌配子数。 66.自交≠自由交配。 67.自交:强调相同基因型个体之间的交配。 68.自由交配:强调群体中所有个体随机交配。 69.性状分离≠基因重组。 70.性状分离是等位基因分离所致,基因重组是控制不同性状的基因重新组合的结果。 71.患病男孩(或女孩)概率≠男孩(或女孩)患病概率 72.患病男孩(或女孩)概率:性别在后,可理解为在所有后代中求患病男孩(或女孩)的概率,这种情况下需要乘生男生女的概率1/2。 73.男孩(或女孩)患病概率:性别在前,可理解为在男孩(或女孩)中求患病孩子的概率,这种情况下不用乘生男生女的概率1/2。 74.在基因型的书写中,常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上,性染色体上的基因则需将性染色体及其上的基因一同写出,如XBY。一般常染色体上的基因写在前,性染色体及其上的基因写在后,如DdXBXb。 75.在表现型的书写中,对于常染色体遗传不需要带入性别;对于伴性遗传则既要描述性状的显隐性,又要将性别一同带入。 76.体细胞中发生的基因突变一般不能通过有性生殖传递给后代,有些植物可以通过无性繁殖传递给后代。 77.基因重组一般发生在控制不同性状的基因间,至少两对基因,如果是一对等位基因的遗传,后代出现新类型可能来源于性状分离或基因突变,而不会是基因重组。 78.自然条件下,细菌等原核生物和病毒的可遗传变异只有基因突变;真核生物无性繁殖时的可遗传变异有基因突变和染色体变异。 79.单倍体并非都不育,其体细胞中也并非都只有一个染色体组,并不一定没有等位基因和同源染色体。如由多倍体的配子发育成的个体,若含偶数个染色体组,则形成的单倍体含有同源染色体及等位基因。 80.变异的利与害是相对的,其利害取决于所生存的环境条件。 81.杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种,则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离;若选育隐性优良纯种,则只要在子二代出现该性状个体即可。 82.诱变育种与杂交育种相比,前者能产生新基因,创造变异新类型;后者不能产生新基因,只是实现原有基因的重新组合。 83.杂交育种与杂种优势不同 84.杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育,直到获得稳定遗传的具有优良性状的新品种。 85.杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状,并不要求遗传上的稳定。 86.杂交种与多倍体的比较:多倍体生长周期长,晚熟;而杂交种可早熟,故根据成熟期早晚可判定是多倍体还是杂交种。 87.花药离体培养与单倍体育种不同:花药的离体培养仅获得单倍体幼苗,单倍体育种包括花药的离体培养和诱导单倍体染色体加倍。 88.生物进化≠物种的形成 89.生物进化的实质是种群基因频率的改变,物种形成的标志是生殖隔离。 90.生物发生进化,并不一定形成新物种,但是新物种的形成要经过生物进化,即生物进化是物种形成的基础。 91.物种形成与隔离的关系:物种的形成不一定要经过地理隔离,但必须要经过生殖隔离。 92.共同进化并不只包括生物与生物之间的共同进化,还包括生物与环境之间的共同进化。 93.离体神经纤维上传导≠生物体内神经纤维上兴奋传导 94.离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。 95.在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。 96.产生感觉≠完成反射 97.一切感觉无一不是形成于大脑皮层,其产生路径为感受器→传入神经→上行传导至大脑皮层,可见传出神经及效应器受损时仍可产生感觉,但感受器或传入神经及神经中枢受损时将不形成感觉。 98.激素种类多,量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化。 99.甲状腺激素在正常情况下缓慢地调节代谢,进而影响体温;肾上腺素在应急状态下快速调节代谢,进而迅速影响体温,因此又有“应急激素”之称。 100.生长激素和甲状腺激素都有促进生长发育的作用,甲状腺激素主要促进发育,生长激素主要促进生长。 101.胰腺分为内分泌部和外分泌部:外分泌部分泌含多种消化酶的胰液;内分泌部(即胰岛)分泌胰岛素和胰高血糖素。 102.体液≠内环境:体液包括细胞外液(内环境)和细胞内液。 103.内环境达到稳态时,机体未必不得病(如遗传病)。 104.内环境稳态遭到破坏时,代谢速率未必下降,有可能上升。 105.血液≠血浆:血液包括血浆(内环境)和血细胞。 106.误以为寒冷环境中产热大于散热,或炎热环境中散热大于产热。其实,无论是在寒冷还是在炎热环境中,机体产热与散热都保持平衡,如果两者没有保持平衡,体温就会升高或降低。 107.误以为温度感受器和体温调节中枢都在下丘脑中。体温调节中枢在下丘脑中,但温度感受器在皮肤、黏膜和内脏中。 108.误以为抗利尿激素的来源是垂体。抗利尿激素是由下丘脑合成、分泌,由垂体释放的。 109.误以为渴感在下丘脑的水盐调节中枢中产生。渴感和其他感受一样,都在大脑皮层中产生。 110.唯一能产生抗体的细胞:浆细胞。 111.唯一不能识别抗原的免疫细胞:浆细胞。 112.唯一能识别抗原但没有特异性的免疫细胞:吞噬细胞。 113.吞噬细胞既作为第二道防线参与非特异性免疫,又参与细胞免疫和体液免疫。 114.T细胞既参与体液免疫,又参与细胞免疫。 115.生长素的合成部位主要是幼嫩部位,如胚芽鞘的尖端。 116.生长素并不是由色氨酸直接转化而生成的,而是由色氨酸经一系列转化产生的。 117.生长素的合成不需要光,但单侧光、重力等会引起生长素分布不均匀。 118.激素调节≠植物生命活动调节 119.说明:激素调节只是植物生命活动调节的一部分。 120.原因:光照、温度等环境因子的变化会引起植物体内产生包括激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。 121.植物激素≠植物生长调节剂 122.植物激素:植物体自身合成的调节物质。 123.植物生长调节剂:人工合成的调节物质。 124.增长率=(末数-初数)/初数=(Nt-N0)/N0(无单位)。“J”型曲线增长率为恒定值,“S”型曲线增长率为“逐渐下降”。 125.增长速率=(末数-初数)/单位时间=(Nt-N0)/t(有单位,如个/年)。“J”型曲线增长速率一直上升,也呈“J”型,“S”型曲线增长速率呈“钟型”。图示如下: 126.“J”型增长的数学模型Nt=N0λt中,λ代表种群数量是一年前种群数量的倍数,而不是增长率。当λ>1时,种群数量增大;当λ=1时,种群数量保持稳定;当λ<1时,种群数量减小。 127.物种组成≠丰富度 128.物种组成是区别不同群落的重要特征;丰富度是群落中物种数目的多少。 129.竹林中的竹子高低错落有致不是群落的垂直结构,这里的竹子实为一个种群范围。群落垂直结构中不同层次的生物为不同物种生物。 130.从山顶到山脚下植物的分布不属于垂直结构,而是属于水平结构。高山是由于地形变化形成的,其上植物的分布取决于温度,这种结构应该属于群落的水平结构。 131.物质鉴定类。利用化学试剂与相关物质产生特定颜色反应,进行物质检测时,如实验材料本身具有其他颜色,在检测前首先要进行脱色处理。 132.显微观察类实验要先制片,不同材料用不同的制片方法。主要有装片法(把整个实验材料制成装片,如用葫芦藓观察叶绿体)、切片法(把材料切成薄片,以便观察,如脂肪的鉴定)和压片法(把材料压成一层薄片,以便观察,如观察根尖细胞的有丝分裂)三种。 133.以成熟的植物细胞为材料,利用质壁分离也可以鉴定细胞死活。 134.用物理或化学试剂诱变时,处理的材料应该是具有分裂能力的组织或细胞;观察染色体变异时,一定要选择正处于分裂期的细胞进行观察。 135.类比推理法与假说—演绎法的区别 项目 假说—演绎法 类比推理法 原理 在提出问题,作出假设的基础上演绎推理并设计实验得出结论 将未知的和已知的做比较,根据惊人的一致性推理并得到结论 结论 具有逻辑必然性,是科学结论,一定正确 不具有逻辑必然性,仅是假说,不一定正确 实例 孟德尔发现两大遗传定律;摩尔根通过果蝇杂交实验证明“基因在染色体上” 萨顿假说:根据基因和染色体存在着明显的平行关系推出基因在染色体上 136.假说是根据实验现象和有关知识提出的解释问题的设想,这种设想可以通过构建模型的形式进行解释。假设及模型的正确与否均再进一步验证与完善。 137.对比实验是指设置两个或两个以上的实验组通过对结果的分析比较,探究某种因素对实验结果的影响,而对照实验一般要设置对照组和实验组。 138.同位素标记技术,标记的是元素,可出现在不同化合物中,不会消失;荧光标记技术一般标记的是某种特定生物大分子,该分子分解则无荧光显现;两者均可用相关仪器检测追踪。 139.样方法误差归纳①未做到“随机”取样。②未找到“分布比较均匀”的地块,导致数量“过密”或“过稀”。③未对“多个”样方取平均值。④样方边线上的个体未做到计上不计下,计左不计右,而是全部统计。 140.标志重捕法误差归纳①标记物易脱落:可导致重捕个体中带标记的个体数据偏小,据计算公式N总=初捕数×再捕数/再捕中标记数,推知,再捕中标记数若减小,则N总会比真实值偏大。②被捕一次后,难以被再次捕获:可导致再次捕获的个体中标记数偏小,最终统计结果偏差应与①相同,即相对真实值偏大。③标记物影响了动物活动,导致易被捕捉:可导致再次捕获的个体中标记数偏大,依据公式可推知,计算所得结果比真实值应偏小。④调查期间有较多个体出生、死亡或迁入、迁出。 141.利用平板菌落计数法的计算公式估算水样中的活菌数:C/V×M(稀释倍数)。 142.平板划线法适用于微生物的纯化,但不能用于微生物计数。 143.观察菌落需要用固体培养基,因此培养基要添加琼脂。 144.菌种用甘油管藏法长期保存,保存时菌液中常添加一定量的甘油。 145.DNA连接酶≠DNA聚合酶:DNA连接酶连接两个DNA片段,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。 146.限制酶≠DNA酶≠解旋酶:限制酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列,并使两条链在特定的位置断开;DNA酶可将DNA水解为其组成单位;解旋酶将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。 147.启动子≠起始密码子,终止子≠终止密码子 148.起始密码子和终止密码子位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。 149.基因治疗≠基因诊断 150.基因治疗:将正常基因导入有基因缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,以达到治疗的目的——其原理为“基因重组”及“基因表达”。 151.基因诊断:制作特定DNA探针与病人样品DNA混合,分析杂交带情况——其原理为“DNA分子杂交”。 152.杂种细胞≠重组细胞≠杂交细胞 153.杂种细胞:植物体细胞杂交; 154.重组细胞:核移植; 155.杂交细胞:动物细胞融合。 156.原代培养≠传代培养 区别是否进行了分瓶培养。 157.排卵是指卵子从卵泡中排出; 158.体外受精对象:获能精子和成熟卵子。 159.体外受精条件:获能溶液或专用受精溶液; 160.区别两种标志:①受精的标志:看到两个极体。 161.受精完成的标志:雌雄原核融合; 162.胚胎移植或胚胎分割的两个时期:桑椹胚和囊胚; 163.两种“冲卵”的不同:胚胎移植:冲出的是早期胚胎。体外受精:冲出的是卵子; 164.两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体是否妊娠进行检查; 165.胚胎移植成功的关键:供、受体同期发情处理。供体用促性腺激素做超数排卵处理; 166.胚胎分割的两个关注点:快速繁殖动物的最佳方法。后代具有相同的遗传物质。  来源:https://mp.weixin.qq.com/s/CfB8VqDkJMOQTmys30hLwQ点击下载WORD版:高考生物166个易错提醒
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生物印记:2019新人教版高中生物学​必修+选择性必修(线上读)   来源:“生物印记”公众号   2019新人教版高中生物学 必修1-分子与细胞 (电子课本及答案) 生物学必修1分子与细胞:目录、科学家访谈 第1章:走近细胞 1.1 细胞是生命活动的基本单位(课本及答案) 1.2 细胞的多样性和统一性(课本及答案) 第2章:组成细胞的分子 2.1 细胞中的元素和化合物(课本及答案) 2.2细胞中的无机物(课本及答案) 2.3 细胞中的糖类和脂质(课本及答案) 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者(课本及答案) 2.5 核酸是遗传信息的携带者(课本及答案) 第3章:细胞的基本结构 3.1 细胞膜的结构和功能(课本及答案) 3.2 细胞器之间的分工合作(课本及答案) 3.3 细胞核的结构和功能(课本及答案) 第4章:细胞的物质输入和输出 4.1 被动运输(课本及答案) 4.2 主动运输与胞吞、胞吐(课本及答案) 第5章:细胞的能量供应和利用 5.1 降低化学反应活化能的酶(课本及答案) 5.2 细胞的能量“货币”ATP(课本及答案) 5.3 细胞呼吸的原理和应用(课本及答案) 5.4 光合作用与能量转化(课本及答案) 第6章:细胞的生命历程 6.1 细胞的增殖(课本及答案) 6.2 细胞的分化(课本及答案) 6.3 细胞的衰老和死亡(课本及答案)     2019新人教版高中生物学 必修2-遗传与进化 (电子课本及答案) 必修2遗传与进化:目录、科学家访谈 第1章 遗传因子的发现 1.1 孟德尔的豌豆杂交实验(一)(课本及答案) 1.2 孟德尔的豌豆杂交实验(二)(课本及答案) 第2章 基因和染色体的关系 2.1 减数分裂和受精作用(课本及答案) 2.2 基因在染色体上(课本及答案) 2.3 伴性遗传(课本及答案) 第3章 基因的本质 3.1 DNA是主要的遗传物质(课本及答案) 3.2 DNA的结构(课本及答案) 3.3 DNA的复制(课本及答案) 3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段(课本及答案) 第4章 基因的表达 4.1 基因指导蛋白质的合成(课本及答案) 4.2 基因表达与性状的关系(课本及答案) 第5章 基因突变及其他变异 5.1 基因突变与基因重组(课本及答案) 5.2 染色体变异(课本及答案) 5.3 人类遗传病(课本及答案) 第6章 现代生物进化理论 6.1 生物有共同祖先的证据(课本及答案) 6.2 自然选择与适应的形成(课本及答案) 6.3 种群基因组成的变化与物种的形成(课本及答案) 6.4 协同进化与生物多样性的形成(课本及答案)   2019新人教版 选择性必修1《稳态与调节》(电子书)   目录 第1章  人体的内环境与稳态 第2章  神经调节 第3章  体液调节 第4章  免疫调节 第5章  植物生命活动的调节       2019新人教版  选择性必修2-生物与环境(电子书)    目录 第1章 种群及其动态 第2章 群落及其演替 第3章 生态系统及其稳定性 第4章 人与环境   2019新人教版  选择性必修3-生物技术与工程(电子书)    目录 第1章 发酵工程 第2章 细胞工程 第3章 基因工程 第4章 生物技术的安全性与伦理问题
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枫梓生物:【新人教版】高中生物学必修&选择性必修合辑(目录版)     新版必修1 分子与细胞 科学家访谈(施一公院士) 第1章 走进细胞 第 2 章 组成细胞的分子 第3章 细胞的基本结构 第4章 细胞的物质输入和输出 第5章 细胞的能量供应和利用 第6章 细胞的生命历程 附  录 实验室的基本安全规则     新版必修2 遗传与进化 科学家访谈(袁隆平院士) 第1章 遗传因子的发现 第2章 基因和染色体的关系 第3章 基因的本质 第4章 基因的表达 第5章 基因突变及其他变异 第6章 生物的进化     新选择性必修1 稳态与调节 科学家访谈(许智宏院士) 第1章 人体的内环境与稳态 第2章 神经调节 第3章 体液调节 第4章 免疫调节 第5章 植物生命活动的调节     新选择性必修2 生物与环境 科学家访谈(方精云院士) 第1章 种群及其动态 第2章 群落及其演替 第3章 生态系统及其稳定性 第4章 人与环境     新选择性必修3 生物技术与工程 科学家访谈(杨焕明院士) 第1章 发酵工程 第2章 细胞工程 第3章 基因工程 第4章 生物技术的安全性与伦理问题 附录  
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人教版《普通高中教科书生物学 选择性必修2 生物与环境》教材介绍   王颖(人民教育出版社课程教材研究所)   摘要  《生物与环境》教材围绕重要概念组织内容,分为四章,按照种群、群落、生态系统、人与环境的顺序编排。教材体现了系统观、生态观、稳态与平衡观、结构与功能观、物质与能量观、信息观等生命观念;注重训练学生的整体性思维、建立模型、理解因果关系等;增加了学生活动的数量,提高活动的开放性;并从培育爱国情怀、宣传生态文明思想、弘扬中华优秀传统文化、渗透科学精神、培育科学技术价值观等方面体现社会责任素养。   关键词  教材、选择性必修2、生物与环境、学科核心素养    根据《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称“课程标准”),原必修3模块“稳态与环境”被拆分为选择性必修1“稳态与调节”和选择性必修2“生物与环境”,拆分后的两个模块都增加了课程内容。在教材修订时,这两个模块的教材需重新组织内容,本文介绍选择性必修2“生物与环境”教材的修订情况。   1 教材内容的选取和组织 教材选取内容的主要依据是课程标准中的课程内容,选择性必修2模块的课程内容规定了一条大概念(即概念2)及多条下位概念。据此可确定教材内容包括种群、群落、生态系统,以及人与环境的关系等。 组织教材内容,需要考虑内容之间的逻辑关系,以及学生的认知规律。生态学是研究生物与环境相互关系、研究生态系统的结构和功能的科学。每种生物都不是孤立的,同一时空同种生物的集合就是种群;生活在同一区域的不同种群之间相互作用、彼此相依,并形成了群落;群落与无机环境的总和(即生物成分与非生物成分的总和)就是生态系统。人具有利用和改造自然界的能力,也影响着环境,生态学的研究逐渐衍生到人类生态学,关注人与环境的关系。基于对上述内容逻辑关系的分析,教材前三章依次介绍种群、群落和生态系统;第4章介绍人与环境。这四章内容层层递进,符合生态学研究从个体到种群、群落、生态系统,再到人类生态学的顺序。 在具体章节中,教材内容围绕大概念及下位概念展开。例如,概念2.1.3为“举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征”。为落实这条概念,教材在种群一章新编第3节“影响种群数量变化的因素”。教材还有多种举措帮助学生建构概念。例如,用事实性材料作为学生建构概念的基础,用黑体字呈现重要概念,通过本章小结总结并体现概念间的联系等。 结合生态学内容的特点,编写本模块教材时还注意体现以下三个方面:(1)从群体水平介绍生命世界的客观规律,因此教材内容注重引导学生从群体水平思考问题。(2)体现种群、群落和生态系统等各个层面不同系统的动态平衡;而且这三章的章标题也突出了动态平衡,如第1章“种群及其动态”、第2章“群落及其演替”、第3章“生态系统及其稳定性”,各章内容均体现了稳态与平衡观。(2)充分联系生产生活,各章各节均安排了与生产实践、生活实际密切相关的内容,体现科学、技术与社会的关系,并进行社会责任教育。   2 教材章节内容的主要变化 根据课程标准的课程内容,新教材新增一些内容,以下按章分别简略介绍。 第1章新增第3节“影响种群数量变化的因素”,分三个小标题:非生物因素、生物因素、种群研究的应用。其中“思考·讨论”活动“分析影响种群数量的其他生物因素”的素材,是实验版教材“群落的结构”一节中反映种间关系的实例(大草履虫和双小核草履虫的种间竞争、猞猁捕食雪兔的实例)。种间关系的类型多样,但“种间竞争”和“捕食”在自然界比较常见,因种间竞争或捕食而种群数量受影响的现象也易于理解,因此分析这两个实例,有助于学生理解影响种群数量的生物因素。种间关系的概念和类型,并非本节的重点,因此依然安排在群落一章。 第2章第1节增加了“群落的季节性”“生态位”等内容。生态位的内容比较抽象,但有助于学生理解每个物种在群落中独特的地位或作用。第2章还新增第2节“群落的主要类型”,介绍了荒漠、草原、森林三种生物群落的外貌、生物的适应性特征等。为什么只介绍了三种生物群落呢?这是因为该节的重点不是让学生了解生物群落的类型、特征等事实性知识,而是要通过分析不同群落中的生物具有的与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点等,理解生物群落的形成是进化和适应的结果。 第3章5节的安排维持不变,但在第2节“生态系统的能量流动”中新增生态金字塔的内容,介绍了能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔;在第3节“生态系统的物质循环”中增加了生物富集的内容,考虑到初中七年级上册介绍了DDT的生物富集,新教材此处以重金属铅为例进行介绍。 新教材第4章包括三节内容,第1节为“人类活动对生态环境的影响”,主要包括两方面:一是人口增长对环境造成的压力,二是关注全球性生态环境问题。第2节为“生物多样性及其保护”,包括生物多样性的价值、生物多样性丧失的原因以及保护生物多样性。第3节为“生态工程”,分两小节,第一小节为“生态工程的基本原理”,介绍了马世骏先生提出的整体、协调、循环、自生的基本原理;第二小节为“生态工程的实例和发展前景”,介绍了三个实例:农村综合发展型生态工程、湿地生态恢复工程和矿区废弃地的生态恢复工程。与实验版教材选修3中“生态工程”内容相比,这部分内容作了很大精简。   3 教材在学科核心素养方面的侧重点 课程标准凝练了生物学的学科核心素养,如何落实学科核心素养,是本次教材编写的重要任务。以下介绍本模块教材在学科核心素养方面的侧重点。 3.1 生命观念   本模块教材内容主要体现了生命的系统观、生态观、稳态与平衡观、结构与功能观、物质与能量观、信息观等生命观念。 生命的系统观是从系统的视角认识生命的观念。所谓系统,是指同类事物按一定的关系组成的整体。[1]生物体本身就是一个系统。种群由同种生物的许多个体组成;群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚;生态系统是由生物群落与环境组成的统一整体;生物圈可以视作地球上最大的生态系统。种群、群落、生态系统,分别是由很多个体按照一定的关系组成的群体,各自都是系统。每一个较小的系统都是高一级系统的子集。学习这些内容,学生可以逐步认识局部与整体、个体与群体的关系,并学会用整体性思维认识和处理问题。 生态观是生态学的核心观念。生态观是对生态系统结构与功能等基本规律的整体认识,包含对人与环境关系的认识。生态系统由多种组分组成,各组分之间相互作用、相互联系,使生态系统处于平衡中,因此生态系统具有整体性、层次性和稳定性等特点。随着人类社会的发展,人类既依赖于自然界,对自然界的影响也越来越大。学习本模块有助于学生形成尊重自然、顺应自然、保护自然的生态观,形成人与自然和谐共生等观念。 稳态与平衡观主要是对个体或系统保持相对稳定状态和平衡能力的理解。稳态并不是稳定不变,而是指一种可变的、相对稳定状态的维持。生物体内各个系统的相互联系、协调统一使个体处于稳态与平衡中。对种群、群落、生态系统而言,每个系统内因组成要素之间的相互作用而保持平衡;不同层次的系统之间又相互关联、不可分割,使更大一级的系统保持平衡。如果受到干扰,在一定限度内,生态系统也具有恢复生态平衡和生态系统稳定性的能力。学习本模块,有助于学生以运动、发展的观点看待问题,并认识到生态系统的稳态与平衡的实现是有限的,从而与生态观、系统观联系在一起。 为什么系统可以保持相对稳定的状态呢?这与系统的结构密切相关。生态系统的结构越复杂,该生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。生态系统的结构不同,其外貌、功能也会不同。维持生态系统稳定性的关键是能量的持续摄入,在能量流动的过程中,太阳能首先转化为化学能,能量就有了物质载体,能量沿食物链流动,伴随着物质的变化。物质循环往复;能量驱动生命运转。物质与能量是生命、生态系统存在的前提。在这个过程中,信息起着调控作用,生态系统也是物质、能量和信息的统一体。多种不同的生态系统,其中的生物各异,各种生物具有的适应环境的形态结构、生理特征和分布特点等,都是长期进化与适应的结果。 由此可见,生命的系统观、生态观、物质和能量观、信息观、稳态与平衡观、进化与适应观都是相互关联,要理解其中任何一个观念,应该从整体上理解,认识它们之间的相互关系。 3.2 科学思维  新教材重视科学思维的落实,与前几个模块教材一致,本模块新教材注重培养学生的质疑精神、证据意识,以及训练逻辑思维能力,还设计了显性的“科学方法”“思维训练”等栏目。[2]除此之外,本模块新教材在训练整体性思维、建立模型、理解因果关系等方面有独特价值。 3.2.1 整体性思维   生态学思维就是整体性思维的典范。它关注事物和过程的网状因果关系和环状因果关系,重视非线性的和循环因素的分析;注重将人类生态系统作为各种组分相异相依、相克相生、共存共荣的有机整体。[3]教材注重引导学生从整体上分析问题。例如,分析种群的数量变化受哪些因素的影响。影响种群数量变化的因素分为非生物因素和生物因素;也可以分为种群内的因素(内因)和种群外的因素(外因),外因通过内因起作用,在理解种群变化时,应从整体上综合理解这些影响因素。又如,生态系统稳定性与生态系统的组分和结构直接相关,设计提高生态系统稳定性的方案,应从物种多样性、结构复杂性以及人工林的经济效益、生态保护等多方面综合考虑。 此外,教材通过“科学方法”栏目有针对性地设计了“视角决定问题”“研究能量流动的基本思路”等,这两个“科学方法”栏目都引导学生从整体来分析问题。例如,“视角决定问题”以种群和群落研究为例,分析了两个不同层次的研究所关注问题的差异。 3.2.2  建立模型   模型是人们按照特定的科学研究目的,在一定的假设条件下,再现原型客体某种本质特征(如结构特性、功能、关系、过程等)的物质形式或思维形式的类似物。[4]模型分为物理模型、数学模型、概念模型等。建立模型可以将复杂的内容用简易、直观的模型予以呈现。前三册教材已经设计了一些建立模型的内容,如“建立减数分裂中染色体变化的模型”“制作DNA双螺旋结构模型”“自然选择学说的解释模型”“用数学方法讨论基因频率的变化”等。本模块继续加强建立模型能力的培养。“科学方法”栏目介绍了如何建立种群增长的数学模型,接着正文通过具体案例,引导学生推演出数学公式和曲线图。然后教材在“J形增长”内容部分,介绍如何构建J形模型。这样学生就完成了用建立数学模型的方法来表征种群数量变化的学习任务,从而用模型表征了复杂抽象的概念。 此外,教材的其他模型还有生态系统的结构模型、研究能量流动的基本思路、碳循环模型、负反馈调节模型等。 3.2.3 生物学因果关系   因果关系是一个事件与另一个事件的相互作用关系。前一事件的发生,必然导致后一事件,则这两个事件为因果关系,前一事件为因,后一事件为果。生物学中的因果存在多种可能性;既有线性因果,也有循环因果。 在研究生物学问题时,由于生物学研究对象的特殊性和复杂性,不能仅仅用简单的线性因果决定论来思考。[2]以种群为例,影响种群数量的因素有很多,既有内因,也有外因,影响往往是多因素的共同作用。所以,某地捕食者(狼)和猎物(兔)的种群数量变化既相互影响,也受环境因素影响。捕食者和猎物的种群数量往往呈现循环因果现象,其机制表现为负反馈调节。本模块专门设计了“分析循环因果关系”的思维训练,解释了何为循环因果,并引导学生从生物学个体水平、群体水平两方面分析实例。实际上,循环因果也是一种思维方式,体现了生态学思想注重整体性思维的特点。 3.3 科学探究 3.3.1 设计多样的探究活动  新教材有8个“探究·实践”,其中2个是新增的,为“调查当地的环境状况,提出保护环境的建议或行动计划”和“搜集保护生物多样性的实例”。其余6个是实验版教材就有的,修订时略作修改。例如,将“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”改为“调查当地某生态系统中的能量流动情况”,后者扩大了活动的开放性。 新教材共有25个“思考·讨论”活动,新增的有“分析自然界种群增长的实例”“影响种群数量的其他生物因素”“分析种间关系对群落的影响”“分析当地自然群落中某种生物的生态位”“群落中生物的适应性”“不同森林群落中植物对环境的适应”“分析人类活动影响群落演替的实例”“人口增长过快带来的环境压力”等。这些活动为启发学生思维、建构概念及概念网络等提供了脚手架。 3.3.2  提高探究活动的情境性和开放性   建构式的科学探究提倡在情境中,引导学生主动学习。新增的“思考·讨论”活动大多以真实的科学研究为素材。例如,“分析当地自然群落中某种生物的生态位”的活动以崇明东滩鸟类国家级自然保护区中4种鸟类生境情况的调查数据为情境内容;“分析人类活动影响群落演替的实例”使用了两个情境,分别是我国黄土高原环境变迁的过程(过去曾郁郁葱葱,现在却出现濯濯童山);长江中游某湖泊生物多样性下降的事实。这些科学研究成果经简化处理,既真实,也具有可操作性。 新教材提高了活动的开放性。例如,教材靠前章节中的“探究·实践”活动大多给出了活动方案或参考案例,靠后的如“调查当地的环境状况,提出保护环境的建议或行动计划”只给出提示,探究计划由学生自己完成,这样学生可根据当地实际情况开展活动。此外,考虑到一些章节的实践活动便于在课后继续开展,教材还安排了两个“课外实践”:验证昆虫之间是否存在化学信息的传递,参观庭院生态系统或生态园,让学生根据实际情况设计和实施相应的活动。 3.4 社会责任 3.4.1 培育爱国情怀 (1)充分反映我国的科技成就   教材充分反映我国在生态学领域取得的科技成就。例如,“科学家访谈”介绍了我国生态学家方精云先生以及他的研究成果。第1章第1节介绍了我国科学家调查东北豹数量的成果,该节“生物科技进展”解释了调查大熊猫、东北豹等种群数量的方法。“科学家的故事”介绍了马世骏先生治理蝗灾的经历。第2章分析生态位时,介绍了对崇明东滩国家级自然保护区4种占优势的水鸟的生境和食物种类等的研究结果。“科学·技术·社会”栏目先后介绍了我国“间作套种”的农业生产方式“板栗—茶树结构”“稻—鱼—蛙结构”。第4章第2节讲述生物多样性的价值时,介绍了诺贝尔生理学或医学奖得主屠呦呦从黄花蒿中提取出治疗疟疾的药物——青蒿素;第4节以北京奥林匹克森林公园为例,引入对生态工程的学习;生态工程的基本原理部分,介绍了马世骏提出的整体、协调、循环、自生等生态学基本原理,这部分内容也回扣了第1章第1节有关马世骏的“科学家的故事”;该章末尾的“生物科技进展”介绍了由方精云领衔完成的我国定量评估陆地生态系统固碳效应的研究,与“科学家访谈”首尾呼应。 (2)介绍我国特有的生物资源   教材介绍了大量我国的动植物资源或生态系统。例如,4个章首页分别以东北豹、华北地区的人工林、大兴安岭森林和呼伦贝尔草原交界处、云南省红河州哈尼梯田为情境。第1章第1节以东北豹创设了贯穿整节的情境;第2章介绍群落的物种组成时,讲述我国新疆北部的针叶林和福建武夷山的常绿阔叶林;介绍群落的季节性时,搭配候鸟飞抵鄱阳湖越冬的照片;分析群落中生物的适应性时,介绍天山山脉北麓的群落类型。第4章第2节“问题探讨”以中华蛩蠊为例引入。此外,在习题中,大树杜鹃、普氏原羚、貂熊、大熊猫、亚洲象等动植物,长白山北坡、江南水乡等我国特有的生态环境,都成为习题的情境。 3.4.2 宣传生态文明思想   生态文明建设关系人民福祉,关乎民族未来。在教材中体现生态文明思想,是修订教材时重点落实的内容。新教材既介绍生态文明思想内涵,又介绍了我国在生态文明建设方面取得的突出成就。 (1)突出反映生态文明思想   教材多处内容介绍了生态文明思想的内涵。例如,“科学家访谈”以“尊重自然、顺应自然、保护自然”为标题,访谈就生态文明思想设计问题,介绍生态文明是我国的重大战略之一,解释“尊重自然、顺应自然、保护自然”的内涵,说明生态学与生态文明建设的关系等。第4章第1节,介绍我国政府十分重视生态文明建设,并写道:“建设生态文明,要求每一个公民从我做起,积极投身到生态文明建设中。对于节能环保的绿色生活方式,我们不仅要深入理解,身体力行,而且要广为宣传,使之成为全社会的共识”,这实际上反映了生态文明思想中的“坚持建设美丽中国全民行动”的内涵。 教材还多次呈现“生态兴则文明兴”“人与自然是命运共同体”“绿水青山就是金山银山”等生态文明思想的要点,多次强调我国党和政府高度重视生态文明建设。例如,第4章末尾写道:“在党的十九大报告中,首次把美丽中国作为建设社会主义现代化强国的重要目标,对生态文明建设提出了一系列新思想、新目标、新要求和新部署,为建设美丽中国提供了指导方针和行动指南。” (2)展示我国生态文明建设成就   近年来,我国着力解决突出的环境问题,并用严格的制度、严密的法治来保护生态环境,也取得了很多成就。教材积极反映我国的生态文明建设成就。第1章介绍东北豹一度濒危,但经过我国政府一系列治理,环境得到改善,东北豹数量持续增加。第2章第2节以三江源国家公园为“问题探讨”的情境;在第3节群落的演替中,介绍我国人工治沙实现了从“沙进人退”到“沙退人进”“人沙和谐”的历史性转变,我国实施退耕还林、还草、还湖以来取得的成就,并配有陕西省延安市吴起县实施退耕还林前后的对比照片。第3章讲生态系统的稳定性时,介绍了我国的“三北防护林”工程。第4章介绍湿地生态恢复工程时,讲述了厦门筼筜湖生态恢复的过程等。课外阅读栏目讲述了塞罕坝人克服重重困难,创造荒原变林海的绿色奇迹的故事;讲述我国兴建青藏铁路时修建了许多涵洞或高架桥,以尽量避免干扰藏羚羊等野生动物的正常生活等;介绍我国科学家对我国陆地生态系统固碳作用的研究,为我国应对气候变化的国际谈判提供重要支撑。 (3)反映环境现状,树立保护环境的情感   除了从正面宣传生态文明建设的成就,教材还列举了人口增长、环境污染等突出问题。第1章第1节通过“与社会的联系”介绍了我国出生人口的男女性别比例持续升高的现状,列举了我国政府进行综合治理所采取的多项措施。第3章介绍了生物富集,说明人类活动向环境中排放的有害物质,最终会危害位于食物链顶端的人类自己。第4章第1节从人口增加、全球性生态环境问题等两个方面反映了人类活动对生态环境的影响,激发学生保护生态环境的意愿;第2节介绍了生物多样性正在丧失,引导学生保护生物多样性。 3.4.3  弘扬中华优秀传统文化   本模块教材选用了不少古诗词,弘扬传统文化中的语言文化。例如,“问题探讨”用白居易《赋得古原草送别》中的诗句“离离原上草,一岁一枯荣。野火烧不尽,春风吹又生”形容我国北方原野上草本植物的生长变化。课后习题用《诗经·小雅·小宛》中“螟蛉有子,蜾蠃负之”为情境,考查蜾蠃与螟蛉的种间关系;用《诗经·国风》“燕燕于飞,差池其羽”“燕燕于飞,上下其音”创设情境,考查对信息传递的理解。第4章章首页记录了庄子的名言“天地与我并生,而万物与我为一”,反映了我国古代先人的人与自然和谐共生的哲学思想。 在讲群落的结构时,介绍我国最晚在明代就开始将四大家鱼进行混养,与群落垂直结构的知识建立联系;介绍立体农业时,记载了我国古籍《氾胜之书》所记载的我国西汉时期的“间作套种”的农业生产方式,反映了我国先民的智慧。 3.4.4  培育科学精神   科学精神的教育也是科学教育的目标之一,教材则是融入科学精神的载体。 “科学家访谈”描写了方精云为了研究我国的植被,几乎踏遍了全国所有重要的山脉;回忆了他在北极开展科学考察的艰苦历程;分享了他进行科学研究的秘诀,展现了他敬业、求真、探索等科学精神。“科学家的故事”讲述了马世骏治理蝗灾的过程,体现了敬业、合作、探索等科学精神。 探究活动也在培养学生的科学精神,例如,“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”活动中强调要随机取样;“培养液中酵母菌种群数量的变化”说明要做重复实验;等等。 3.4.5  形成正确的科学技术价值观   落实科学、技术和社会的关系,形成正确的科学技术价值观也是贯彻生物学课程、提升社会责任素养的重要任务,本模块教材凸显了科学知识与生产实践、生活实际的联系。大部分章节在介绍知识内容后,都安排了联系社会的内容,例如,第1章第3节最后一个小标题是“种群研究的应用”;第2章第3节的后两个小标题分别为“人类活动对群落演替的影响”“退耕还林、还草、还湖”,介绍人类根据群落演替的知识影响生态环境的实例。第3章第2~4节分别介绍了研究能量流动的实践意义、研究物质循环对于改进农业生产方式的启示,信息传递在农业生产中的应用等内容。第4章生态工程部分,大量介绍了人类对生态系统进行改造的原理和实例,反映了科学、技术与社会的关系。这些内容均反映了科学技术与生产实践、生活实际的关系,反映了科学技术帮助人类社会朝有利于人类生存的方向发展。   参考文献: 【1】中国社会科学院语言研究所词典编辑室. 现代汉语词典(第7版)[M]. 2016:1407. 【2】王颖. 建立生命观念,发展科学思维——《生物学·必修2·遗传与进化》修订情况介绍(一)[J]. 中学生物教学,2019(23):4-7. 【3】赵占良. 试论中学生物学的学科本质[J]. 中学生物教学,2016(1-2):4-8. 【4】谭永平. 高中生物学新课程中的模型、模型方法及模型建构[J]. 生物学教学,2009(1):11-12.   转自《生物学教学》2020年第11期  
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浅析证据意识及其在高中生物学必修2“遗传与进化”模块中的渗透   人民教育出版社课程教材研究所(10081) 林青   摘要:在中学生物学教学中,证据意识是以“求真务实”为核心的品格,以科学地“获取、评价、表达、运用”证据的能力为基础。证据意识是学生发展核心素养的必备要素之一,是生物学学科核心素养的重要要求之一。高中生物学必修2“遗传与进化”模块的编写主线是基于科学研究的证据线,教材诸多方面都特别注重了对证据意识的渗透,本文结合教材内容进行了具体剖析,并就如何利用好教材培养学生的证据意识提出了建议。   关键词:证据意识,必修2遗传与进化,高中生物学,核心素养    1.证据意识的内涵 “证据意识”这个词我们并不陌生,但关于证据意识在中学生物学教学中的具体内涵,目前似乎还没有一个明确的界定。关于“证据意识”的概念,较早出现的解释大多是从法学角度的“证据”概念与心理学角度的“意识”概念出发进行提炼的。例如,证据意识是人的头脑对于能够证明某事物的真实性的有关事实或材料的反映,是感觉、思维等各种心理过程的总和[1]。这个关于证据意识的概念,并不能很好地体现中学生物学教学的特性。那么,在中学生物学教学中我们该怎样理解“证据意识”呢?    1.1 证据意识以“求真务实”为核心 “崇尚真知,能理解和掌握基本的科学原理和方法;尊重事实和证据,有实证意识和严谨的求知态度[2]。在“中国学生发展核心素养”的文化基础中,以上内容在科学精神的3个基本要点之一理性思维中作为主要表现被提出。”这里的 “尊重事实和证据”“有实证意识”即指向要有证据意识。可见,证据意识是学生发展核心素养的必备要素之一。文化基础是学生发展核心素养总体框架的三大方面之一,其内涵包括“追求真、善、美的统一”,而证据意识体现的正是对“真”的追求,即“求真”。 “求真、求实”的证据意识在中学历史教学中的研究相对比较充分,可参考以下论点。“‘求真、求实’是证据意识的要求,培养学生的证据意识,不仅能够使其提高自己的历史学习能力,更能够逐步树立起尊重历史、求真求实的科学态度[3]。”“要追求真实的历史,寻找坚实可信的史料证据,逐步树立‘求真、求实’的证据意识[4]。”“证据意识的核心是‘求真、求实’。培养学生‘求真、求实'的证据意识是中学历史课程的重要目标之一。新的历史课程改革下,证据意识的培养重在追求真实,而真实是需要支撑的,这种支撑主要是指可靠的历史材料。在中学历史教学的过程中培养学生的证据意识,就是要利用中学历史学科教学内容,对学生进行以‘求真、求实’为中心的史证教育。[5]”  在自然科学学科的教学中,关于证据意识的研究还十分有限。中学化学教学领域的相关研究提出“证据意识的核心是‘求真务实’,在日常化学教学中,应注重学生阅读证据,选择证据,运用证据的能力,养成求真务实的科学态度和做人原则。”赵占良老师在文章中指出“人类追求真、善、美都离不开思维,求真的思维是科学思维。”而科学思维是基于事实证据的,且崇尚严谨和务实的求知态度:严谨主要是指获取证据的方法和从证据到结论的思维是严密的、周全的、无漏洞的;务实主要是指使人的认知符合客观事物的真实情况[6]。” 根据以上分析,笔者认为在中学生物学教学中,证据意识应该以“求真务实”为核心,一方面要有对“真知”的探索意识,有为此获取证据的意识;另一方面要尊重事实,运用真实可信的证据,以严谨、实事求是的态度去证实或证伪,从而获得“真知”。   1.2 证据意识以科学地“获取、评价、表达、运用”证据的能力为基础 既然证据意识在科学精神基本要点之一的理性思维中被提出,说明其在自然科学学科的学科核心素养发展中具有重要意义。这一点从生物学、物理、化学三科提炼的学科核心素养中就可见一斑。 证据意识在化学学科核心素养中最为显性,“证据推理与模型认知”作为学科核心素养的5个方面之一被提出,并具体解释为“具有证据意识,能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设,通过分析推理加以证实或证伪;建立观点、结论和证据之间的逻辑关系[7]。”生物学和物理都在科学思维的内涵中明确指向要有证据意识,分别表述为“尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物,解决实际问题的思维习惯和能力[8]”以及“基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判,进行检验和修正,进而提出创造性见解的能力与品格[9]”。理性思维是科学思维的核心,因此,科学思维包含证据意识的内容无可厚非。除科学思维,物理学科核心素养在科学探究素养下也明确提出要基于证据得出结论并作出解释[9]。生物学学科核心素养的科学探究素养虽然没有显性地表明这一点,但作出假设和得出结论要基于证据是科学探究过程的基本原则。 基于以上资料,不难看出,在核心素养的具体要求中,不仅要求要尊重事实和证据,还对“基于事实证据作出假设、进行推理、得出结论”等证据的运用层面提出了要求。在中学化学教学的相关研究中,“化学证据意识”被提炼为:在化学学科教学和学习过程中,重视和尊重证据,寻找并依靠证据来得出和解释结论的心理状态和相关能力[10]。笔者认为,除获取和运用证据外,证据意识还应包含评价和表达证据,即证据意识以科学地“获取、评价、表达、运用”证据的能力为基础。首先,要能够有获取证据来解决问题的意识。其次,要能够评价证据的相关性。赵占良老师指出,所谓证据,是指可以用来作出判断的事实依据,它建立在事实基础上,但并不等同于事实,只有与论题直接相关的事实才能作为证据[6]。因此,能够在林林总总的事实中对它们与论题的相关性进行分析与评价,是证据意识的重要方面。再次,要能够科学地表达证据,这一点很容易被忽略,但这是能够充分发挥证据价值的重要保证,如孟德尔之所以能清晰地揭示出遗传规律,与其使用不同的字母代表遗传因子来简单明了地表示遗传过程是有直接关系的。科学地表达后,还要能够科学地运用证据,能够基于证据提出假设、进行推理、得出结论等。 基于以上论述,笔者认为,在中学生物学教学中,证据意识是以“求真务实”为核心的品格,它以科学地“获取、评价、表达、运用”证据的能力为基础。在教材编写和实际教学中,可以通过训练学生“获取、评价、表达、运用”证据的能力来帮助学生树立证据意识。   2.高中生物学必修2“遗传与进化”模块中证据意识的渗透 在自然科学中,证据是作出判断、证明论点、得出科学结论的基础。科学家往往需要先获得证据再运用论证方法评价证据和观点之间的相关性,从而得出科学结论[11]。必修2模块是以科学史为编写主线的,而科学史的线索其实就是科学研究的证据线。在编写中,教材的诸多内容都注重向学生渗透证据意识。   2.1 必修2的编写主线也表现为科学研究的证据线 必修2模块主要是依据课程标准中“概念3 遗传信息控制生物性状,并代代相传”与“概念4  生物的多样性和适应性是进化的结果”两个大概念来进行内容选取与组织的。分析科学发展的历史,我们可以梳理出围绕“基因”这一核心概念以及“基因与性状关系”这一核心问题的认识线索,也可以说是逻辑线索,即为认识主线。而认识主线的走向是基于真实的科学研究证据,认识主线上的每一个节点都对应重要的实验证据,因此与认识主线相对应的有一条证据主线。根据认识主线和证据主线,结合课程标准的具体要求,教材最终设置了对应的内容,形成内容主线,进而形成了必修2的编写框架。因此,要准确理解、把握必修2的编写主线,必须抓好这三条线——认识主线、证据主线以及内容主线,具体如图1所示。   图1 必修2模块的认识主线、证据主线以及内容主线   需要特别指出的是认识主线与证据主线的关系,笔者认为他们是相互影响的,因此在图1中他们之间以双箭头连接。唯物主义认识论原理告诉我们,实践是认识的来源,是认识发展的动力,而认识对实践又具有反作用。实践的来源是客观世界,所谓一切从实际出发,这里的实际可以理解为客观事实,包括可以得到可靠结论的让人信服的证据。自然科学的研究对象是自然界中的万事万物,在科学发展的历程中,人们基于事实证据对事物间的规律进行归纳(归纳法),或是基于事实证据提出假说,并根据假说进行演绎推理(假说—演绎法),从而形成某种认识;在认识的驱动下,人们去获取证据来进行验证;获得的证据又会影响认识,如对提出的假说进行判断、修正或是进一步提出新的假说,并去获取新的证据予以验证,从而推动认识的发展。因此,认识主线的发展与证据主线的发展是相辅相成的,这两条线也是我们真正理解必修2编写思路的重点。了解了认识发展的主线以及科学研究的证据主线,自然也就明白了必修2内容为什么这样选取与组织。 按照科学史进行编排的思路本身就是对科学发展过程中“求真务实”的体现,也表明证据意识在推动科学发展中的重要作用。   2.2 关键节点以科学实验为证据,引导学生分析与评价证据,并运用证据得出结论 从编写思路的梳理中不难看出,本模块的内容设置在关键节点上都是以实验为证据的。教材在充分考虑学生接受能力以及课程标准要求的基础上,都尽量还原科学实验的原貌,力求让学生体验科学研究的真实过程,体会科学家是如何“获取、评价、表达、运用”证据的,并通过 “问题串”“问题探讨”“思考·讨论”等引导学生科学地分析与评价证据,并学会运用证据得出结论。 第1章“遗传因子的发现”整章的编写其实就是围绕孟德尔豌豆杂交实验展开的。开篇第一个“问题探讨”以“你的证据有哪些?”这一问题引入,引领学生从孟德尔的实验中寻找证据,探索遗传规律。在讲到核心实验时如“一对相对性状的杂交实验”“两对相对性状的杂交实验”,教材采用问题串的形式,以问题驱动,使学生能够在孟德尔真实实验证据的基础上逐步总结出“分离定律”与“自由组合定律”,从而以证据引领,很好地完成了本章核心内容的组织。可以看出,本模块从开篇第一章起就注重对学生证据意识的培养。 “在证据的基础上得出结论”是本模块在编写时一直贯彻的基本思路,除上述的“遗传定律的发现”,还有“证明基因在染色体上”“揭示遗传物质本质”“DNA双螺旋模型的建立”“DNA的半保留复制”等内容。其中“证明基因在染色体上”“揭示遗传物质本质”“DNA的半保留复制”等的科学研究过程,都反应了实验证据是怎样打破人们的固有思维,揭示真理的。例如,摩尔根的果蝇实验使其从对“萨顿的基因位于染色体上”学说的态度从怀疑转变为支持;格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验推翻了人们对蛋白质是遗传物质的主导观点。这既反映了前面所说的“认识”与“证据”之间的相互关系,证据推动了认识的发展;又充分体现了证据意识“求真务实”的核心。 第4章中“表观遗传”的内容是教材新加入的内容,这部分内容属于比较前沿的科学进展,对老师和学生来说都比较陌生,且理解起来难度较大,课程标准对这部分的要求并不高。教材以“柳穿鱼花的形态结构”和“小鼠毛色的遗传”两个真实的实验证据来引导学生理解什么叫“基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象”。 第6章新增了“生物有共同祖先的证据”一节,综合培养了学生的证据意识,可以说是必修2模块对证据意识的培养较为显性化的体现。这部分内容王颖老师已给出详细的介绍,在此不再赘述[11]。   2.3 本模块科学方法侧重点“假说—演绎法”的训练过程也是对证据意识的培养过程 假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,也是必修2模块科学方法训练的侧重点。假说—演绎法是在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验来检验。由此定义,不难看出,“证据”在其中扮演了重要的角色。一方面,最为显性的是预测的结果需要由真实的实验证据来检验,假说是否成立则决定于推论是否得到证据支持;另一方面,提出假说本身也是依赖于事实证据,在某种程度上讲,提出假说能力的强弱依赖于证据意识的强弱。教材还专门设置了一个“提出假说”的思维训练活动,具体训练学生基于实验证据提出假说的能力。因此,可以说本模块对假说—演绎法的训练实际上也是对证据意识的培养。   3.用好教材,培养学生的证据意识 证据意识是学生发展核心素养必备的要素之一,是生物学学科核心素养的重要要求之一,是发展科学思维与科学探究素养的重要基础,培养学生的证据意识具有重要的教育价值,应当在教学中予以重视。必修2模块在编写中特别注重了证据意识的渗透,因此,应当充分用好教材来对学生进行证据意识的培养,具体可从训练学生“获取、评价、表达、运用”证据的能力等方面入手,使学生逐渐形成“求真务实”的品格,全面提升学生的证据意识。 第一,在学习本模块时,要能够帮助学生梳理出教材编写的认识主线、证据主线和内容主线,并厘清三条线的关系,一方面可以使学生明白科学的发展是基于证据的,认识到培养证据意识的必要性;另一方面也可以让学生真正理解本模块学习的价值和意义。 第二,要充分利用好教材中诸多对科学研究过程的介绍,使学生体会科学家获取证据、表达证据的过程,并结合教材设计的问题串、“问题探讨”和“思考·讨论”等来训练学生如何科学地分析、评价实验证据,并运用证据得出结论,从而逐步培养证据意识。 第三,作为发展科学思维与科学探究素养的重要基础,证据意识的培养也依托于科学思维与科学探究的训练,教材中设置了“思维训练”与“探究·实践”栏目,其中很多活动可以有效地提高学生的证据意识。例如,“提出假说”的思维训练可以有效培养学生根据实验证据提出假说的能力,“分析相关性”的思维训练可以很好地培养学生评价证据相关性的能力;“探究·实践”活动“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”“探究抗生素对细菌的选择作用”可以培养学生获取证据的能力[11]。 第四,在假说—演绎法的训练中培养学生基于证据提出假说以及通过实验证据检验假说的能力,对证据的运用层次进行强化训练,并使学生体会事实证据是认识的基础,是推动认识发展的重要动力,形成辩证唯物主义的观点。    参考文献 [1]周智荣.中学历史教学中学生证据意识的培养[J].教学月刊(中学版),2007(6):26. [2]核心素养研究课题组. 中国学生发展核心素养[J]. 中国教育学刊,2016(10):1-3. [3]许沙沙. 高中历史教学中证据意识的培养研究[D]. 山东:山东师范大学,2018:11. [4]汤金波. 中学历史教学中证据意识的培养[D]. 江苏:扬州大学,2014:7,12. [5]崔文超. 中学历史教学中证据意识的培养研究[D].山东:山东师范大学,2014:2,6,14. [6]赵占良. 对生物学学科核心素养的理解(二)——科学思维及其教学[J]. 中学生物教学,2019(10):4-7. [7]中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准(2017年版)[M]. 北京:人民教育出版社,2018:3-4. [8]中华人民共和国教育部. 普通高中生物学课程标准(2017年版)[M]. 北京:人民教育出版社,2018:4. [9]中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准(2017年版)[M]. 北京:人民教育出版社,2018:4-5. [10]江娟. 中学化学教学中证据意识的培养研究[D]. 云南:云南师范大学,2019:16. [11]王颖. 建立生命观念发展科学思维——《生物学·必修2·遗传与进化》修订情况介绍(一)[J]. 中学生物教学,2019(12):4-7.   转自《中学生物教学》2020年第5期     
 2   0  44天前
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人教版新教材选择性必修1《稳态与调节》教材20个问题答疑(视频+文字稿) 来源:“生命科学教育”公众号 2020年秋季人教版普通高中新教材网络答疑 高中生物学 (选择性必修1《稳态与调节》)  主讲:人民教育出版社 包春莹   各位老师大家下午好!我是人教社生物室包春莹。 接下来的时间由我跟大家交流一下选择性必修1《稳态与调节》这个模块里边我们前期通过各种途径征集到的老师们的问题。我汇总了20个有代表性的问题来跟老师们交流一下。   一、淋巴液和组织液之间的箭头是单向还是双向? 第一个问题就是关于淋巴液和组织液之间的箭头是单向还是双向的问题。这个问题自从上一个版本教材开始,长期以来就在教学领域里一直存在争论。我想,我们分析这个问题的时候要看一下我们讨论的角度是什么。通常情况下,在组织液和血浆的交换过程中,如果从一个总的趋势来看,那么可以说它是一个单向的,这是没有问题的。但是,如果从我们实验版教材必修3里面的图1-3“细胞直接与内环境进行物质交换”来看,就要另外分析了。这张图写的是“物质交换”,也就是说,从物质交换的角度来看,有一些物质是可以通过自由扩散来进出的,比如说二氧化碳、氧气、水分等等。所以,从这方面来看,我觉得箭头是单向还是双向的,它是不矛盾的。 为什么老师们经常会对这个问题产生纠结呢?就是因为有一些试题描述得不太严谨,那会使学生产生误解的。我觉得,如果试题描述得比较准确,学生应该来讲是不会产生这个问题的。所以就是你从什么角度看问题。   二、关于第19页自主神经的组成和功能示例图,是否太过于简单? 第二个问题呢,就是关于教材的第19页自主神经系统的组成和功能的一个示例图。 很多老师提到说这个图给的过于简单了,而且说会在上课的时候把大学教材里边关于自主神经系统组成的、特别复杂的那张图拿过来给学生讲。这张图为什么就选了这五个器官来让学生讨论分析呢?我想,我们的目的不是要让学生去判断交感神经和副交感神经对某一个器官的作用是怎么样的,而是应该让学生基于两者对同一个器官作用的事实去分析和判断这种调节活动对机体稳态的影响。所以,我们只是拿这幅图来作为例子来用的。在解读交感神经和副交感神经对于机体稳态调节的作用的时候,请不要绝对化,咱们的教材写的是它们的作用是相反的。这种相反的关系最终表现为协调,但是两者的作用并不一定是完全相反。这个内容跟生物学中很多规律、定律来比,肯定是存在例外的。如果你想给学生补充教参中的内容,没关系,是可以有一些的。 再一个问题就是关于这张图很多老师说为什么教材用了这样的一种方式,器官在中间而神经系统在两侧?我上课能不能选择神经系统搁在中间的图呢?我说,是没有问题的,都可以用。其实,我们当时在编写教材的时候,是做了两个版本的。这两幅图就相当于是在两个不同的模式中做出来的。但是我们后续发现,用现在的新教材里面呈现的这张图对于学生理解交感和副交感神经对于同一器官的协调作用更有好处,所以最后教材就选择了器官在中间的这种呈现方式。这是关于对这张图的解释。   三、关于血管的神经支配问题 第三个问题就是关于血管的几个神经支配的问题。我们教材里面有一个交感神经的支配的内容。 对于多数血管的神经支配来讲,它只接受交感神经的支配,比如脑血管、冠状血管、皮肤粘膜、胃肠道粘膜等等,只有少数血管接受交感神经和副交感神经的双重支配。所以(教材上的内容)这是没有问题的。 老师们还问到,对于大多数血管只接受交感神经的单一支配,它是怎样进行调节的?这其实就涉及到神经递质的问题。比如说,大多数交感神经末梢释放的是去甲肾上腺素,但是不同血管上分布的去甲肾上腺素的受体是不一样的,有α受体,也有β受体。去甲肾上腺素与α受体结合的时候起到了收缩血管的作用,如果它与β受体结合则会引起血管舒张,是这样的一个情况。还有极少部分的交感神经的末梢释放的递质是乙酰胆碱,则其效应是舒张血管。这些知识比较复杂,所以教材里面就没有呈现那么多。   四、教材第19页瞳孔的扩大和缩小与教参第54页瞳孔括约肌仅受副交感神经的支配,矛盾吗? 第四个问题,教材第19页里这个自主神经系统的插图中,关于瞳孔的扩大和缩小,与教参第54页讲到的瞳孔括约肌仅受副交感神经支配的说法矛盾不矛盾?我认为,对于瞳孔的扩大和缩小来讲,控制其扩大和缩小的肌肉包括瞳孔扩大肌和瞳孔括约肌。瞳孔扩大肌是接受交感神经支配的,瞳孔括约肌是受副交感神经支配的,所以教材这幅图跟教参第54页的描述是不矛盾的。   五、第23页关于膝跳反射,为什么敲击的位置和感受器不是同一位置? 第五个问题是教材第23页关于膝跳反射,为什么敲击的位置与感受器的位置不是同一位置?其实初中七年级下册教材就让学生做过这个实验。大家都知道,敲击的部位是肌腱,,肌腱是肌肉两端的组织,肌肉包括肌腹和肌腱两个部分。敲击肌腱后牵拉的部位是肌纤维之间的肌梭。肌梭属于牵张感受器,效应器是肌纤维,所以教材上的叙述是没有问题的。   六、第25页,刺激传入神经和传出神经引起的反应属于反射吗? 第六个问题,教材第25页关于刺激传入神经和传出神经所引起的反应属于反射吗?这个问题其实可能是由教材里面的一道习题引起的。我想,判断这个问题还是回归到反射的定义。教材里面讲到,反射是在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。这一概念最初用于说明机体接受刺激和产生反应之间的一个因果关系,并在对脊髓和脑的应用实验性分析研究的基础上做了一些完善。一般认为,反射需要通过完整的反射弧才能完成。有一些老师会认为,在实验条件下仅仅刺激减压神经,比如传入神经也可以引起血压下降的这种现象也可以作为反射。教材中这个刺激坐骨神经腓肠肌标本图解中间给出的是传出神经,仅仅刺激腓肠肌,是能够做出反应,但是这种反应不称为反射。主要原因就是这个反应的完成是没有在中枢神经系统参与的。你如果要去看大学教材,或者是问专门搞这方面研究的大学老师,他会告诉你,在实验条件下,仅仅刺激传入神经,有时候是可以作为一个反射来看待的。但是在(中学)这种情况下,(反射)一定是要有中枢神经系统参与的。   七、课标中在内分泌腺组成那里列出了胸腺,教材为什么没有安排? 第七个问题就是,课标在内分泌腺组成里面列出了胸腺,是要求讲胸腺的,那为什么教材里边没有安排?原因是什么?在这里我简单给老师做一个解释,胸腺早期的时候主要是分泌胸腺激素,但是胸腺激素这个词已经被淘汰了,现在改称为胸腺肽,胸腺肽是作为免疫系统的一种细胞因子来起作用的。所以教材里就把胸腺放在“免疫调节”里面来讲了,在内分泌腺这一块内容里就没有提了。当然如果你觉得在这里讲合适,那也没有关系。我觉得给学生说明就可以了。这是第七个问题。   八、关于第49页的思维训练 第八个问题,那就是关于咱们教材第49页的“思维训练”。 这个思维训练的内容是,某科学家为了研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用,提出来了一个假说(教材里面给了两个假说),基于这个假说研究者如何如何设计实验,根据这个实验得到了一个什么结果?由这个实验结果要求学生判断科学家提出来的假说,哪一个假说是成立的?这个思维训练题目本身从逻辑上来讲是没有问题的,但是老师们说该如何完整地解释这个实验现象呢?当来自睾丸的激素信号缺失的时候,雄性生殖器官不能出现,这个是没有问题的。为什么会有雌性的外生殖器呢?另外,当卵巢的激素信号缺失的时候,为什么还会出现了雌性外生殖器?老师们问的其实就是牵扯到这一方面的问题。我想,我们需要全面地来了解这个实验,我想给老师们还原一下我们编这个思维训练的一个早期实验。这个活动中描述的实验是来自于科学家在1947年发表的论文,当时科学家就是想知道性激素是不是会影响哺乳动物性染色体决定的性别发育的过程。实验结果是,不管在什么时候进行手术,所有性染色体组成为雌性的兔的胚胎都保留了雌性的特征,相比之下,雄性性染色体组成的兔在手术后的表现会因为胚胎所处的时间不同而有很大的不同。下面我列出来的这两条就是当时实验的结果。   在胚胎发育到第23到第24天的时候进行手术,雄性器官的发生几乎是正常进行的。也就是说,这个摘除手术有一个临界期,当过了比如说21天或者22天以后,到第23、24天之后进行手术的时候,几乎发育是正常的。但是如果在第19到21天之间,将雄性的胚胎手术去除原始的性腺,就获得了雌性的表型。这就是咱们这个思维训练给的这个假说的内容,要解释这些内容可能你首先得知道,在发育的早期胚胎中有两套的生殖管道,一套被称为中肾管,一套被称为中肾旁管,中肾管和中肾旁管在后续的发育过程中一套是要退化的,另一套会逐渐发育。   那么当一套退化以后,之后才会出现一个性别的分化。我们现在正在用的选修3生物技术工程的教材里边有一个课外阅读栏目讲到了这个SRY基因,从遗传水平上看,Y染色体上的 SRY基因的激活是产生睾丸决定因子的。缺少Y染色体是形成卵巢的一个先决条件。女性胚胎最初的性别分化并不依赖激素。SRY基因其实是决定性别的很重要的一个因素。因为这Y染色体比较短,结果交换的时候这个基因很少到X染色体上。但是现在有研究表明,如果把这个Y染色体上的SRY基因敲除或者仅仅是把这个基因弄到X染色体上,那么性别的发育则是由这个SRY基因来决定的。也就是说,这睾丸决定因子主要是控制着性腺的原始分化,如果没有这种因子的话,就会产生一个雌性的性腺。还有一点老师们要知道的就是,与睾丸细胞具有强烈释放激素的能力相反,在胚胎发育期间卵巢细胞几乎是不产生激素的。所以我觉得,这些内容可能对于老师们理解这个实验比较重要。   对于这个实验来讲,也就是说在恰当的时间切除了染色体组成为X、Y的、尚没有分化的性腺,这时候就没有办法形成睾丸,也就没办法影响中肾管的发育。而中肾旁管的发育,也就是朝着雌性这方面的发育是不需要激素刺激的,而且也没有雌激素的刺激,所以中肾旁管最终发育成了一个雌性的性器官。这就是对这个实验的一个解释。   我今天还想跟老师们讲的是,这次教材里面会讲到这个批判性思维,我们在进行推理的时候,有很多重要的思维特征比如准确性、充分性、相关性是非常重要的。前一阵的时候看到老师们在网上讨论必修1里边有一道习题,老师们在网络上问,离体的叶绿体是在一定的条件下能够释放氧气。   这句话为什么是答案?我认为这个描述是对的,请大家看大前提,大前提这句话的意思是下列说法是否支持“细胞是生命活动的基本单位”这一个说法,而这句话不支持。教材里面很多内容是跟批判性思维有很重要的一个关系。比如说还有我们这次的选择性必修1里边的最后一章的习题,专门安排了一道基于克隆羊的一道实验题。这道题是给了当时科学家做克隆羊的时候的一些实验数据以及与该实验的一些相关问题,比如如果用克隆羊的办法来克隆人的话,那么存在的伦理问题是什么?让学生来回答。其实教材里边讲了很多问题,比如说克隆人的一些的伦理问题,学生在答这道题的时候不是要你把教材里面讲到的这些伦理问题都罗列一遍,而应该是基于这个实验的数据,我得出来的这个伦理问题是什么?一定要回答跟这个结论相关的内容。   九、关于血糖调节 第九个问题就是关于血糖的神经调节的。 教材中间讲到,血糖的平衡还受到神经系统的调节。比如说当血糖含量降低的时候出现什么样的一个状况啊?很多教辅资料上,包括老师们在上课的时候,都觉得这里边教材举的例子是不全的,上课的时候我一定要把这个血糖含量升高的这个调节过程给画下来。我觉得应该考虑到神经调节对于胰岛素的分泌作用是非常有限的。为什么教材没有写呢?就是神经调节对于胰岛素的分泌作用是非常非常有限的,仅仅是提高其作用的敏感性,而且对于这个血糖调节的过程来讲,主要还是激素调节在起作用,神经调节并不是主要的。而且考虑到神经调节对胰岛素的作用,所以教材里边没有举例,而不是说写得不全。   十、甲状腺机能亢进时,TRH的量会如何变化? 第10个问题,当机体血液中甲状腺激素水平升高的时候,促甲状腺激素(TSH)的水平会发生什么样的变化? 教材上说是TSH的水平会降低。很多试题里会把促甲状腺激素释放激素(TRH)的量的变化让学生来答,答案给的是下降。其实这可能是有科学性错误的。 我们教材里面并没有讲这个(内容)。那么当甲状腺激素水平升高的时候,TRH的量究竟是怎么变的呢?我觉得老师们在讲的时候一定不要让学生记这个结论,说TSH的量变了TRH也会减少,这个结论可能是不太准确的。为什么不太准确呢?就是因为这个TRH不仅受到了甲状腺激素对它的反馈调节,还受到了促甲状腺激素(TSH)对它的一个反馈调节。这两个反馈调节下去,你可以让学生分析一下,你会发现这两个调节它的作用刚好是相反的。因为对于甲状腺激素来讲,它对于促甲状腺激素的负反馈减弱了以后,促甲状腺激素对于促甲状腺激素释放激素的作用相当于抑制作用解除了,因此这两者的作用刚好是相反的,所以TRH的分泌量是无法确定的。这也就是临床上甲亢患者的TRH的含量是不会去检测的一个原因,因为它可能正常,也可能降低,也可能升高,取决于这两种激素之间的平衡。所以教材里面没有讲这点。   十一、关于激素的相互作用,为什么不再使用“拮抗”一词? 拮抗和拮抗作用这两个词专家认为是对应于激动效应,是一对药理学专业术语,描述的是激素、药物和特异性受体之间的相互作用。只有当这两个名词结合使用的时候才能够让学生理解得比较清楚,拮抗和协同不是对应的一对词汇,单独的出现,会造成学生理解困难甚至是误解。所以专家不建议使用这个词,教材里目前这个词已经不再使用了。当然,刚才我在后台看到有老师也问到了,就是教参中在某处还出现了拮抗这个词,那可能是我们漏掉把它删除了。   十二、高温环境下体温调节中有激素调节吗? 第12个问题是高温条件下体温调节过程中有激素调节吗?有激素调节的作用,这个是肯定的。对于这个问题呢,我写的比较详细,因为这个问题是在(2020年)第11期《中学生物教学》期刊中有一篇文章对于《稳态与调节》模块中部分知识内容的辨析,里边进行了详细的讲解,所以我在这儿就不念了。 十三、第60页,大量失水如何使细胞外液量减少以及血钠含量降低? 第13个问题,教材第60页,大量失水如何使细胞外液量减少及血钠含量降低?我想这块教材描述的时候是讲到了失水是什么,这个失水包括等渗性失水、高渗性失水和低渗性失水三种方式。这里面强调的就是一个低渗性的。   十四、关于免疫细胞的几个名词 第14个问题就是关于免疫细胞的几个名词。这涉及了很多的对于免疫调节这块的误解。老师们在讲课的过程中可能会讲到,T细胞、B细胞都是只有一种的啊,T细胞可能跟辅助性T细胞压根儿不是一个概念等等,或者是B细胞的作用只是活化后产生抗体,很多很多这样的一些问题。我想,可能涉及的就是对于一些免疫细胞的一些名词(大家存在误解),因此在这里给老师们做一个简单的解释。 第一个就是关于吞噬细胞、抗原呈递细胞与 B细胞、T细胞、巨噬细胞之间的关系。吞噬细胞,抗原呈递细胞这两个名词是从功能上来划分的,具有吞噬功能的细胞都称为吞噬细胞,具有抗原呈递细胞功能的细胞都称为抗原呈递细胞,目前我们教材里面讲了三种,从功能上来划分的。但是对于B细胞、T细胞、巨噬细胞这样的细胞来讲,它是具有分子标记的,就不是一个范围的名词。 第二个,B细胞、记忆B细胞、浆细胞等等之间的关系。很多老师觉得讲这些词讲着讲着就把这些词完全隔裂开了。记忆B细胞、浆细胞,也就是效应B细胞,不管是效应B细胞还是记忆B细胞,它都是B细胞。那么还有T细胞、细胞毒性T细胞、辅助性T细胞、效应T细胞、记忆T细胞等等这些词的关系。对于T细胞来讲,有不同的分类的方法,你可以把它为初始性的T细胞、效应T细胞、记忆T细胞,对于效应T细胞又可以根据它发挥效应的不同分为不同的类型,比如说发挥辅助性作用的我们称它为辅助性T细胞,直接攻击靶细胞的我们就称为它是细胞毒性T细胞。还有一种我们教材里面没有讲,忽略掉了,就是在免疫抑制过程起作用的抑制性T细胞。那么对于这些细胞来讲,这三种类型的都属于效应T细胞。如果你明确了这几个名词之间的关系,那么老师们提到的有些问题就不存在了。   十五、少数抗原可以直接刺激B细胞的增殖分化吗?少数抗原指的是什么? 第15个问题,少数抗原可以直接刺激B细胞的增殖分化吗?少数抗原指的是什么?我想这可能是涉及教材里讲的这个免疫的过程。对于抗原来讲,根据不同的分类标准,我们可以把它分为不同的类型。根据抗原所具有的性质来划分,可以把它分为完全抗原和不完全抗原。什么是完全抗原呢?既具有免疫原性,又具有免疫反应性,这些抗原称为完全抗原,直接能激发机体产生免疫反应的。还有不完全抗原,它仅仅具有免疫反应性,也就是具有跟抗体结合的性质,但不具有激发机体产生免疫的这种功能,它只是一个半抗原,一些小分子的物质。如果根据化学性质来划分的话,分为蛋白质抗原,还有一些多糖、脂质、核酸之类的,还有一些新合成的。如果是根据产生抗体时需不需要T细胞参与,抗原可以分为T细胞依赖性抗原,也就是TD抗原,还有T细胞非依赖性抗原也就是TI抗原。对于T细胞依赖性抗原也就是我们高中阶段教材里边要讲到的这部分抗原,在刺激B细胞产生抗体的时候,是必需要T细胞帮助的。在T细胞缺乏的时候,它是不能诱导机体产生抗体的。(T细胞依赖性抗原)主要是什么呢?主要是蛋白质类抗原,也就是我们高中阶段要讲到的抗原,它可以刺激T细胞产生,产生细胞免疫反应,也有免疫记忆的发生,也就是二次免疫的这个记忆。那么对于TI抗原(非蛋白质类的抗原)来说,它们诱导机体产生抗体的时候不需要T细胞的帮助,能够诱发机体产生初次免疫应答,但是没有记忆细胞的产生,所以没有免疫记忆。而且它产生的抗体主要是IGM类的抗体,这类抗原基本上是不刺激T细胞产生细胞免疫反应的。所以,当你把这个问题解决掉之后呢,你就知道我们高中阶段教材里面讲的就是蛋白质类的抗原。   十六、关于抗体 第16个问题就是关于抗体。为什么这次老师们会问到,是因为这次在免疫识别里面加入了B细胞和T细胞的表面识别,跟抗原的一个识别。B细胞表面的识别称为BCR,B细胞识别受体,T细胞来讲称为T细胞识别受体,对吧?受体都有一定的特异性,能够识别特异性的一些抗原。讲到抗体的时候,经常涉及的是分泌型的抗体,也就是产生以后分泌到胞外,还有一种类型是属于跨模型的。这些跨模型的免疫球蛋白就是B细胞的抗原的受体,就是BCR。所以老师们在看一些参考资料的时候,会看到BCR,这时候你就能够跟这个跨模型的这种抗体联系起来。 教材里边还有一道习题,就是第四章最后讲到RH血型的时候,教材里面也做了一个解释,但是这个解释没有涉及抗体的类型。比如说初次免疫的时候这些抗体是不太容易透过黏膜的,当二次免疫的时候它就容易透过黏膜。为什么呢?就是因为初次免疫和二次免疫中抗体的类型是不太一样的。   十七、关于教材第73页细胞毒性T细胞的激活途径 第17个问题就是关于教材中第73页细胞毒性T细胞的激活途径。目前教材里边只给了一个最简单的直接激活途径,就是受病原体侵染的这些靶细胞表面如果有一些足量的共刺激分子的话,它本身就可以激活T细胞。当然了,还有间接激活途径,你看参考资料的时候会发现有间接激活途径,间接激活途径可能还需要抗原呈递细胞(APC)的帮忙,还需要其他一些细胞的帮助。那么它们的帮助方式是什么呢?就是通过这些细胞表面产生了一些共刺激信号分子。但是这些内容是非常复杂的,大学里只有对学免疫学类的医学七年制专业的这部分人才讲的,所以我们高中教材只是讲了一个最简单的直接激活的途径。我想老师们的心里得明白,这个靶细胞表面有一些足够的一些共刺激信号分子。当然,我觉得在教学过程中,如果您觉得您的学生可以理解比较复杂的间接激活的途径,你要给学生补充也没有关系,只要你的学生能理解。   十八、细胞毒性T细胞杀伤靶细胞的机制是什么? 第18个问题,细胞毒性T细胞杀伤靶细胞的机制是什么?我ppt这里面详细地给出来了,借用这个答案是之前已有的,就详细给出来了,由于时间关系我就不给老师们念了。    十九、第98页“生长素主要促进细胞核的分裂”与教参中“赤霉素有促进细胞分裂、促进种子萌发的作用,而生长素没有”是否有矛盾? 第19个问题就是咱们教材里第98页的时候讲到了生长素主要促进细胞核的分裂和教参中讲到的赤霉素促进细胞分裂、促进种子萌发,而生长素没有,这句话是不是矛盾?   我想对于生长素本身来讲,它可以促进细胞核的分裂,形成一个多核的细胞,但是它本身并不能完成促进整个细胞分裂的这个过程,两者之间应该是没有矛盾的。   二十、怎样更准确地描述生长素的作用特点? 第20个问题。教材里边对于描述生长素作用的时候没有再出现“两重性”这个词,但是它所描述的意思是一样的,就是生长素在低浓度的时候促进生长,在浓度过高的时候抑制生长,这个义是没有变化的,只是说这个名词不再使用了。为什么不再使用这个名词呢?因为对于两重性这个词,它指的是事物本身所固有的、相互矛盾的两种属性,更强调的是事物同时具有两种相互对立的一种性质。而生长素的作用的不同表现,是在比较低的浓度和过高浓度两种条件下表现出来的促进生长和抑制生长,是植物对生长素的一个响应结果,而并不是生长素本身的一种性质。那么在低浓度和高浓度这两种状况下表现出来的结果,是体内通过不同的信号通路来控制。比如说适宜浓度的生长素促进生长,可以用酸生长模型来解释,而生长素诱导可产生乙烯,高浓度生长素产生的抑制作用多数情况下是乙烯的一个效应。因此我建议,描述生长素生理作用的时候,直接来描述它的作用特点是更准确一些的。 今天呢因为时间关系,我跟老师们准备(解答)的就是这20个问题,谢谢各位老师! 文字整理:黄复华   编辑:小甘  
 3   0  45天前
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