关于浙教版高中生物新教材的几点建议

徐海英

浙教版普通高中课程标准实验教科书生物新教材选修本3(以下简称新教材)已于2008年8月在浙江全省地区试用。新教材较以前的老教材(选修)在内容的选择上更遵循时代性、基础性和选择性三个原则。本模块教材呈现的基因工程、克隆技术和胚胎工程基本上是在微观方面反映生物科学技术的新进展,而生态工程则更多地反映了在宏观方面的时代性,生物技术的安全性和伦理问题则把生物科学技术和社会紧密联系在一起,更具有强烈的时代性。但在教学过程中我们也发现新教材以及配套的教师教学用书(以下简称教参)从形式到内容还存在着一些值得商榷的地方,现汇总如下,供参考。

一、 关于第一章 《基因工程》的几点建议

问题1新教材本章与老教材第二、三章内容的脱节

(1)在关于新教材本章引言教学中,我们都发现了这样一个问题:引言的内容“基因工程不仅在基因的结构、功能和表达调控等基础理论”,对于学完必修三个模块的高二学生来说,就很难理解基因的结构、基因表达调控,而老教材第三章中是有知识讲解的。具体的原因是:教材在编写过程中,没有考虑学生已有的知识基础,可能错认为学生已学习了老选修了。对于很多有兴趣的学生我们是通过补充讲授及学生自主资料查阅来完成,但还是觉得很吃力,学生也感到难以接受。

【建议】结合必修2中基因工程的知识,在引言上对于基因工程的意义可作修改,以提高学生学习基因工程的知识连贯性。

(2)新教材P3“质粒在细菌中以独立于染色体之外的方式存在。”确实一般基因工程所用的质粒主要是来自细菌的,但在质粒的介绍中还是应该比较准确的。而且细菌没有染色体,尽管高等教育中把细菌拟核的DNA可认为是染色体。

【建议】结合老选修中基因工程的知识,对于质粒的介绍可修改为“质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的小型的双链环状DNA分子。”这样修改,对于概念中的“染色体外的”也能更好地理解。

(3)新教材P5“获得目的基因通常有两种方法。”其中对于目的基因的序列是已知的,我们可以用化学方法合成目的基因或者用聚合酶链式反应扩增目的基因。在这里的化学合成方法应该是指根据已知的蛋白质的氨基酸序列推测后,利用DNA合成仪化学合成还是也包括了以目的基因转录成的信使RNA为模板反转录法合成。PCR技术扩增目的基因是需要DNA模板的,用这种方法获得目的基因应该是获得一定数量的目的基因,而并非从无到有的获得;如果目的基因的核苷酸序列是未知的,新教材认为建立一个包括目的基因在内的基因文库。基因文库的概念比较抽象。

【建议】我认为应该把“化学合成”改为“人工合成”包括反转录法和推测后的化学合成法。对于基因文库的介绍可以稍微详细些。如基因文库的概念(用重组DNA技术将某种生物细胞的总DNA或染色体DNA的所有片断随机地连接到基因载体上,然后转移到适当的宿主细胞中,通过细胞增殖而构成各个片段的无性繁殖系(克隆),在制备的克隆数目多到可以把某种生物的全部基因都包含在内的情况下,这一组克隆的总体就被称为某种生物的基因文库。)和基因文库的建立。

(4) 新教材P14“植物叶绿体中的二磷酸核酮糖羧化酶”及“生物固氮”这两方面的基因工程的最新尝试。我们认为内容介绍有些脱离了学生已有的知识积淀,而老选修第二、三章是对C3和C4植物的光合作用过程及生物固氮都是作为章节具体介绍后再来学习基因工程的发展前景的。

【建议】既然光合作用及生物固氮对于提高农作物产量是非常重要的,可否对这两部分内容作适当的增加补充,使知识成系统些。

问题2新教材本章出现了一些陌生的生物名词

(1)新教材P7“转入了人胰岛素基因的大肠杆菌,可以合成人胰岛素原。经进一步的加工后可获得具有生物活性的胰岛素”,学生对于其中的胰岛素原的理解,根据所学知识,他们猜想是胰岛素的前身,可能还是肽链,活性较低甚至没有活性。那么对于为什么大肠杆菌内目的基因表达出的只能是前身,学生也展开了积极讨论,最终得出大肠杆菌是细菌原核生物,细胞内没有高尔基体、内质网等细胞器来对核糖体上合成的胰岛素原进行加工。

【建议】在这里并非教材编制上的修改,而是建议一线教师可以作为基因工程教学的好素材进行研究性学习讨论,激发学生学习生物的浓厚兴趣。

(2)新教P9“图1-5转基因植物的产生过程”这一示意图我们认为有两点值得思考,一是图中的Ti质粒这一陌生名词,二是该过程其实就是土壤农杆菌转化法,也是植物基因工程最常用的目的基因导入法。

【建议】 对于Ti质粒能否在教材或教参中作适当的补充(Ti质粒为植物根癌土壤杆菌中存在的质粒,其特定部位与植物核内DNA组合来表达信息,使植物细胞肿瘤化。即此质粒既有在细菌中表达的基因,又有在高等植物中表达的基因,这是很独特的。)对于土壤农杆菌转化法的图片呈现与人教版有些出入,我们经过比较发现新教材图示为把重组质粒导入植物细胞中,而人教版图为将重组质粒导入土壤农杆菌后再让土壤农杆菌去感染植物细胞。通过资料的查阅我们认为应该是借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合的。

(3)新教材P15“蛋白质工程是利用基因工程技术对天然蛋白质进行改造,以便获得具有理想生物学功能的蛋白质”,以及下一段落中“目前蛋白质工程主要是改造现有的蛋白质,通过修改蛋白质中的氨基酸序列来改进蛋白质的结构和构象,提高蛋白质的活性、稳定性和产率。”等等描述都使学生对本已陌生的蛋白质工程更加有了错误的理解,那就是蛋白质工程的改造对象是蛋白质,蛋白质工程怎么会是在基因工程的基础上发展起来的呢?

【建议】 我们知道“后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”,即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究,包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白质相互关系和作用。而且作为“第二代基因工程”的蛋白质工程应该在概念、原理及主要步骤等方面作些介绍,能够让学生较全面地了解并与生物科学前沿相碰撞。

二、 关于第二章 《克隆技术》的几点建议

问题1新教材本章出现了一些在知识呈现上的颠倒和重复

(1)新教材P18“细胞水平克隆技术”,其中介绍了杂交瘤制备单克隆抗体及杂交瘤细胞系,这些是在本章第三节动物克隆中具体讲解的,这一深奥复杂的技术给学生不知如何学习本章的感觉。

【建议】 对于细胞水平上的克隆技术能否举出学生日常生活中常见的或可理解的实例,如我们把具有分裂能力的动物细胞在培养液中培养,观察到细胞数量增多,这样就把知识要求大大降低,浅显易懂。

(2)新教材P22在植物组织培养程序中已介绍了原生质体培养,在P24中再次介绍了原生质体培养,如果说有所不同的话,那只能说前面介绍了原生质体的概念后面介绍了原生质体的获得。

【建议】原生质体的培养本身对于学生来说就是新的知识,能否就把内容有机地整合起来。

问题2新教材本章出现了一些陌生的生物名词和模糊的知识

(1)新教材P22介绍了植物组织培养通过获得胚状体来实现。在这里涉及到摇床等实验器具以及胚性细胞、胚状体等专业名词。

【建议】对于植物组织培养中的一些专业术语可以在教参中有所介绍。

在这里摇床的使用是单离细胞的方法——物理方法。这是最早采用且至今仍用得最多的方法。即悬浮培养的细胞经摇床振动使细胞分散,如果向细胞悬浮液中吹入脉冲压缩空气,会使细胞分散得更好;分离时用镍丝网进行过滤,细胞大的植物种类用200一300目,细胞小的用400目。过滤后用500转/分密度梯度离心5—10分钟,使单离细脑沉淀在离心管底,收集之。