高中生物【簡化版】 新舊教材常見問題答疑 必修2《遺傳與進化》附原文鏈接
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新教材必修2《遺傳與進化》9個問題答疑文字版和視頻鏈接
一、艾弗里實驗中要先去掉絕大多數(shù)蛋白質,那么RNA和脂質呢?
1.艾弗里他們呢是這樣提取這個細胞提取物的,首先,他們將S型細菌用鹽溶液來漂洗,然后用氯仿抽提數(shù)次。就是用氯仿和這個鹽溶液混合,混合之后震蕩。因為氯仿它可以使蛋白質變性,同時還是脂溶性的,所以在這個抽提過程中,脂質和蛋白質就會被提取出來。拿到這個混合物之后再離心,取上清液,上清用乙醇沉淀,乙醇可以把核酸還有少量的蛋白質沉淀下來,再將這個沉淀溶到鹽溶液里頭。這個時候加入了水解多糖的酶,在37℃進行消化,消化完之后,再用氯仿進行抽提。這個氯仿就可以繼續(xù)除去這個水解多糖的酶,以及殘留的蛋白質和脂質。最后,離心,再用乙醇沉淀,就制得了這個細胞提取物。氯仿是脂溶性的,脂質可以溶于氯仿。而RNA非常的不穩(wěn)定,比較容易分解,所以最后獲得的這個細胞提取物,它是以DNA為主,但也有少量的RNA以及微量的蛋白質和脂質。
2.應對策略:教學中根本不需要和學生講過多的這個提取的過程。
二、在艾弗里實驗中,其中一組用的是“酯酶”,而不是磷脂酶?什么是酯酶?
1.在艾弗里的實驗中用的這個“酯酶”是三丁酰甘油酯酯酶,而不是磷脂酶或脂肪酶。
酯是有機酸和醇發(fā)生酯化反應生成的物質,分子通式為R-COO-R'。其中的酸和醇在一定范圍內是任意的。脂質中常見的脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油形成的。磷脂與脂肪的不同在于甘油的一個羥基與磷酸或其他衍生物結合。這里的這個酯,它包含脂肪、包含磷脂,所以我們推測這個酯酶,是能夠將酯水解為酸和醇的。
2.考慮到三丁酰甘油酯和磷脂結構上的相似,我們推測艾弗里實驗中所用的這種三丁酰甘油酯酯酶對磷脂等脂質可能會有作用。
三、艾弗里實驗的過程,新版教材與上一版教材相比有較大改動,請問上一版教材中的內容,科學史中并沒有真實發(fā)生,是嗎?
新教材的這個修改,根據(jù)1944年艾弗里發(fā)表的論文原文基礎上,精簡編寫,體現(xiàn)了對科學史原貌的尊重。原教材當時的編寫,實際上是參考了一些大學教科書的寫法。
四、“四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生纏繞,并交換相應的片段”,這里繼續(xù)定義為“交叉互換”可以嗎?
1.新教材將“交叉互換”這個名詞改成了“交換”。建議用“互換”或者“交換”就行。
一般人為地將減數(shù)分裂Ⅰ的前期分為細線期、偶線期、粗線期、雙線期和濃縮期等五個階段,而互換一般發(fā)生在粗線期。此時四分體中的非姐妹染色單體之間可以發(fā)生互換,互換的結果就是交換了相應的染色體區(qū)段。接著,兩條同源染色體分開,進入到后一個時期,這時才能觀察到交叉這個現(xiàn)象。因此我們簡單地來說的話,如果我們按照時間順序的話,互換發(fā)生在交叉之前。因此我們認為,就是用“互換”或“交換”就可以了,不要再用“交叉互換”。
2.應對策略:用“互換”或“交換”,認識“互換”的意義更重要。
五、鐮狀細胞貧血是由隱性基因引起的遺傳病,還是由顯性基因引起的遺傳???
1.鐮狀細胞貧血是由一對隱性基因HbSHbS控制的遺傳病。如果使血液不能接觸氧氣,在顯微鏡下觀察患者血液,全部紅細胞都變成鐮狀。
2.(1)雜合子(HbAHbS)的表型正常,一般無臨床癥狀。但是,把他們的血液放在顯微鏡下檢驗,不使其接觸氧氣,也有一部分紅細胞變成鐮狀。因此我們從臨床角度來看,這個HbAHbA就是正常人群,肯定是沒有臨床癥狀的。雜合子也沒有臨床的癥狀,只有隱性純合才表現(xiàn)出貧血,是貧血患者。因此我們從臨床的角度來看,這個HbS基因對HbA是隱性的。教材在第92頁的表述說,鐮狀細胞貧血是一種隱性致病基因引起的遺傳病,這是從疾病的角度來說的。因此說這種疾病是隱性遺傳病的這種表述是沒有問題的。
(2)正常的人群,他們的血液一定是沒有鐮狀細胞的,但是雜合子有一部分細胞在缺氧情況下會變成鐮狀,而純合子貧血患者的細胞在缺氧的狀態(tài)下都會變成鐮狀。因此,從鐮狀細胞的有和無來看,這個HbS基因對HbA基因又是顯性的了。
(3)我們還可以從第三個標準確定,就是從鐮狀細胞的數(shù)目來看。正常人群他沒有鐮狀細胞,是無,而雜合子有鐮狀細胞,但是鐮狀細胞數(shù)量少,正常細胞數(shù)量多,而純合的貧血患者他的鐮狀細胞是非常多的。因此在這種情況下呢,HbS基因對HbA基因就又變成了不完全的顯性。由此可見,如果我們改變判斷的標準的話,這個基因是顯性還是隱性,其實也有可能發(fā)生變化。
應對策略:師們知道這個疾病是隱性遺傳病即可,不需要在教學中向學生滲透這個如何判斷顯隱性這方面的內容。
六、表觀遺傳引起的變異,屬于可遺傳變異嗎?
1.這塊內容確實非常新,還處在研究熱點之中,它的概念、實例等等還處在不斷的更新中?!哆z傳學(第3版)》(劉祖洞等著)。表觀遺傳指的是在DNA序列不改變的情況下,基因功能發(fā)生的可遺傳的變異,最終可導致表型變化,包括DNA甲基化、組蛋白修飾、RNA介導的基因沉默等。也有人定義:由DNA甲基化、組蛋白修飾、RNA介導的基因沉默等因素造成的染色質結構的變異,可改變染色質的表達活性,但不一定可遺傳。《遺傳學(第3版)》(戴灼華、王亞馥主編)表觀遺傳概念的三種表述:
(1)不依賴于DNA序列改變的、“可遺傳”的個體表型的改變;或在基因本身的DNA序列未變的情況下,基因在表達和功能上發(fā)生的“可遺傳”的變化。
(2)不改變DNA序列,而是通過改變染色質的結構與活性改變基因的表達與功能,并最終造成個體表型的改變。
(3)不改變DNA序列,通過改變染色質的結構與活性改變基因的表達與功能,并最終產(chǎn)生“可遺傳”的個體表型的改變。
答:一般認為是可遺傳的變異。
2.應對策略:教材中的黑體字,就是,“生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象,叫作表觀遺傳?!?所以我們認為,一般來講表觀遺
七、“基因重組能產(chǎn)生進化的原材料”,正確嗎?
答:正確。
基因重組是指生物體在進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因重新組合。
基因重組的結果是產(chǎn)生大量的變異類型,但只產(chǎn)生新的基因型,不產(chǎn)生新的基因,因此產(chǎn)生不同的性狀組合,而不同的性狀組合對環(huán)境的適應能力不同,可供自然選擇。
所以,基因重組也是生物進化的原材料。
八、教材內刪減了關于苯丙酮尿癥的解釋,但在習題中展示了,那我們需要采取跟舊教材一樣講解的方式嗎?
1.這樣的題目重點是訓練運用概念的能力,訓練學生的思維推理能力,而不是讓學生去了解像苯丙酮尿癥這種疾病的癥狀。所以教材如果刪去了關于苯丙酮尿癥癥狀的一些內容,我想這些內容就不需要再講了。
2.新教材在涉及苯丙酮尿癥的題目中特意增加了一問,這一問涉及我國政府啟動的對于苯丙酮尿癥患兒進行幫扶的項目,叫特殊奶粉項目。我想我們增加這個內容的目的主要是凸顯黨和政府對一方面患者的關愛,引導學生去關愛遺傳病患者,并認同黨和國家的做法,進一步增強愛國情懷。
九、為什么先講遺傳規(guī)律,再講減數(shù)分裂?
1.編排思路:圍繞“遺傳與進化”的兩條大概念
概念3:遺傳信息控制生物性狀,并代代相傳。
概念4:生物的多樣性和適應性是進化的結果。
2.在聚焦生物學概念的基礎上考慮:
·教學內容定位在基因水平。
·教學內容的編排順序基本按照科學發(fā)展的歷史進程來安排。
備注:參考2020年秋季人教版普通高中新教材網(wǎng)絡答疑高中生物學(必修2《遺傳與進化》)由人民教育出版社王穎主講。
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