高中生物必修一新旧版教材内容变化

高中生物必修一新旧版教材内容变化原创马琪翔徐说生物3天前新教材是由《普通高中课程标准实验教科书生物》修订而来，修订的主要依据是《普通高中生物学课程标准（2017年版）》。在修订过程中，吸收了高中生物实验教材的优点，在继承的基础提升了教材价值。一．教材知识框架分析总体上看必修一新旧教材思路没有变化，以前的内容基本都可以使用，只有部分内容略微调整（下图为新旧教材知识框架），总体上来说是“三删一改一增加”删除3个实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布（实验操作难度大，效果不理想），体验制备细胞膜的方法（实验材料不容易得到，效果不理想），、细胞大小与物质运输的关系（需要耗费大量的实验材料，实验的价值也不高）。其中“细胞大小与物质运输的关系”实验改为“思维训练运用模型作解释”，保留了该实验的思维训练价值。更改了一个实验：按照课程标准的要求将“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”，调整为“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”，可行性更强了。增加了一个实验：按照课程标准的要求增加的实验为：淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用，该实验可以说明酶的专一性。新教材必修一知识框架旧教材必修一知识框架二．情景式话术新教材在具体落实学生生物学学科核心素养发展方面，没有采用贴标签的方式，而是结合具体的知识内容，设置问题情境，让学生通过真实情境下的探究与实践活动发展核心素养。第一，注意创设真实的问题情境。无论是章首页，还是各节，在问题情境的创设上，都强调了“真实的问题情境”（原实验教材中，有些问题情境为虚拟情境，教材修订时都改为真实的问题情境）。例如，第3章章首页问题情境为胰岛分泌胰岛素这一真实的问题情境。第二，强调情境的贯穿性，注意前后呼应。有些章节，“问题探讨”创设的情境，到教材正文介绍和习题中，还在不断呼应。例如，第1章第1节的“问题探讨”的情境是：大熊猫与它吃的冷箭竹虽然形态迥异，但都是由细胞组成。从这一情境切入，引发学生思考，同时正文内容也呼应这一情境。在这一节“细胞是基本的生命系统”的学习内容里，再次出现这一情境，但引导学生思考的问题深入到了为什么说细胞是基本的生命系统这一深度。第三，部分概念的也直接带入具体场景，比如，旧版课本中对种群的概念为：在一定的区域同种生物的所有个体，新版课本中为：在一定区域内，所有大熊猫形成了一个种群。三．具体内容更替必修一新旧版各章节内容变化对比表内容新版本旧版本项1.生命系统的结构分析内容大量减少2.分析细胞学说的建立过程减少3.色球蓝细菌颤蓝细菌念珠蓝细菌蓝细菌（主流）蓝球藻颤藻念珠藻蓝藻生命系统的结构分析较多分析细胞学说的建立过程4.细胞中水的相对含量70%~90%细胞中水的相对含量85%~90%第二章知识点出现教学顺序（从左到右）蛋白质—核酸—糖和脂—无机物未提及未明确5.第二章知识点出现教学顺序（从左到右）无机物—糖和脂—核酸—蛋白质6.水的分子构成和氢键7.（CH2O）8.[(C6H10O5)n]9.几丁质及其衍生物((C6H5O10)n]）未提及10.脂肪分子式和组成11.饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸12.在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，13.13种非必须氨基酸14.删掉15.8种必需氨基酸16.删掉三肽的概念17.胰岛素的空间结构和二硫键18.图示蛋白质形成的多级结构19.新版章节安排细胞膜的结构和功能和生物膜的流动镶嵌模型合为一节旧版章节安排细胞膜的结构和功能和生物膜的流动镶嵌模型各为一章未明确未明确图示中出现“三肽”婴儿有9种氨基酸不能自身合成，除了一般的八种还有组氨酸未明确在人体中，组成蛋白质的氨基酸有20种12种非必须氨基酸未提及未提及20.21.能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白成为转运蛋白，转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白和通道蛋白的作用机理22.未明确23.水分子更多的借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞24.把胞吞，胞吐上升到和主动运输并列的层次，内容增加25.胞吞，胞吐可以为颗粒物，与膜上蛋白质有关自由扩散出入细胞未明确未提及ATP是细胞能量的“通货”26.ATP是细胞能量的“货币”27.分子转移势能28.未提及未提及29.C3是三碳化合物—3-磷酸甘油酸30.C5是五碳化合物—核酮糖-1,5-二磷酸（RUBP）31.光合作用光反应产生正电荷氢离子32.着丝粒未提及未提及未提及着丝点四．内容更替说明1.蓝细菌的表述更加准确蓝细菌也叫蓝藻。蓝细菌体内有叶绿素a，能进行光合作用，有细胞壁，生活在水中，与单细胞藻类非常类似，因此，人们最初发现并进行命名时，将其归为藻类植物。随着显微技术的发展，能够更加清晰地认识蓝细菌的结构，发现它没有成形的细胞核（由核膜包被的细胞核），即没有真正的细胞核（无核膜和核仁），因而将其归于原核生物中的细菌类，称为蓝细菌。在《土壤学名词》（第二版，1998年）、《细胞生物学名词》（2009年版）、《微生物名词》（第二版，2012年）和《植物学名词》（第二版，2017年）中，都定义蓝细菌为：含叶绿素a和藻胆素的产氧光合原核生物。只有蓝细菌的命名真实地反映了它的结构特点和分类地位。因此，这次教材修订，基于尊重科学，尊重名词规范，将蓝藻改为蓝细菌，但考虑到蓝藻是大家熟悉的叫法，就以“蓝细菌（蓝藻）”的形式呈现。如此相应地，蓝球藻、颤藻、念珠藻改名为色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌。修改建议：名称变更2.肽键的准确表示方法肽键是指一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基发生缩合反应脱水形成肽时，羧基和氨基所形成的化学键，在《细胞生物学名词》（2009年版）和《生物化学与分子生物学名词》（2008年版），以及《化学名词》（2016年版）中，将该化学键称为“酰胺键”，“酰胺键”就是“肽键”，之所以将其称为“肽键”而没有称为“酰胺键”，一是多数的大学相关教材直接称其为“肽键”，二是方便学生理解“肽键”，肽键的理解还涉及“二肽”“多肽”等名词。在原教材中，肽键表示为图1，这种表示能让学生理解肽键的形成方式和具体结构。新教材将肽键修改为图2。图1图2查阅国内大学教材，有的认为肽键是指—CO—NH—，也有的认为是C和N之间的化学键。这次修订是基于两点理由：一是更加准确地反映肽键；二是遵循国家教材审查委员会的审查意见。修改建议：概念和内容变更图例修改3.组成人体蛋白质的氨基酸有21种新修订的教材中组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中8种为必需氨基酸，13种为非必需氨基酸。与原教材相比，构成人体蛋白质的氨基酸多了1种，这种氨基酸就是硒代半胱氨酸（图3），属于非必需氨基酸。图3硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸1986年，英国科学家Chambers等人在研究和鉴定一些动物谷胱甘肽过氧化物酶的作用时发现了硒代半胱氨酸，并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码完成。UGA这个密码子原来仅视为多肽合成的终止码,现在发现它也是硒代半胱氨酸的密码子,故是个双功能的密码子。这样,硒代半胱氨酸现被认为是蛋白质中天然存在的第21种氨基酸,这个发现是硒蛋白研究中里程碑式的进展，它揭示了硒的分子生物学基础。迄今为止，硒代半胱氨酸已经被发现是25种硒酶的活性中心，是含硒酶(尤其是抗氧化酶)的核心。如果没有这第21种氨基酸，含硒酶就无法工作，人就会出各种各样的毛病。有人说组成人体蛋白质的氨基酸有22种，第22种氨基酸是吡咯赖氨酸（见图3）。这种说法不对，尽管吡咯赖氨酸是真实存在的，但它不是组成人体蛋白质的氨基酸，这种氨基酸是在甲烷菌的甲胺甲基转移过程中发现的，是目前已知的第22种参与蛋白质生物合成的氨基酸，只存在于甲烷菌中。因此，组成人体蛋白质的氨基酸有21种。修改建议：概念和内容变更4.内质网参与了分泌蛋白的合成新教材中关于分泌蛋白的合成表述为：“分泌蛋白的合成过程大致是：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。”而原教材的表述为：“分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质。”新教材的表述与原教材相比，更加详细、准确，具体说明了核糖体的两种状况（游离状态和附着在内质网上），澄清了只有附着在内质网上的核糖体才能合成蛋白质的错误概念，同时对内质网的作用描述更加准确：加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。修改建议：概念和内容变更5.水有两种运输方式原教材在讲到水的运输方式时，在正文中阐述的是自由扩散方式，在课外阅读栏目“科学前沿”中又讲到了水的运输是通过水通道蛋白进行的。科学研究表明，在动物肾脏内，水分子的跨膜运输速率远大于自由扩散速率，这是因为水通道蛋白的存在。科学家在人体细胞中已发现13种水通道蛋白，在模式生物拟南芥的细胞中已发现35种水通道蛋白。事实证明，水通道蛋白广泛存在于各类细胞的细胞膜上，水的运输方式不能再简单地归为自由扩散，而更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。因此，新教材将水的运输方式表述为自由扩散和协助扩散，并强调了通过水通道蛋白进行协助扩散的重要性。修改建议：概念和内容变更6.载体蛋白和通道蛋白统称转运蛋白原教材在讲到协助扩散和主动运输时，强调载体蛋白的作用，认为“进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散”“从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种运输方式叫做主动运输”。载体蛋白在协助扩散和主动运输中都起着重要的作用。新教材的表述是：“这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散”“物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种运输方式叫作主动运输”。转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白。协助扩散所依赖的转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，主动运输所依赖的转运蛋白只有载体蛋白。小分子物质或离子跨膜运输，如果是顺浓度梯度，就不需要消耗能量，此时可通过通道蛋白和载体蛋白进行转运；如果是逆浓度梯度，就需要消耗能量，此时借助的是载体蛋白。因此，新教材这样定义：转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。修改建议：概念和内容变更7.ATP的表述及作用方式新教材关于ATP的表述如下：ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。称为能量“货币”（旧版为“通货”），ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。可见ATP水解的过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。在原教材中，ATP称为“三磷酸腺苷”，在新教材中，ATP称为“腺苷三磷酸”，其实这两种称呼都可以，但细胞生物学、生物化学和分子生物学等专业书籍，都称ATP为“腺苷三磷酸”。从A、T、P代表的含义及其排列顺序也可以看出，将ATP称为“腺苷三磷酸”是合理的、严谨的。原教材将ATP水解释放能量作为ATP的作用方式。这种解释针对物质合成需要能量，ATP提供能量的解释是可以的，也是容易理解的。但是对于一些非物质合成或分解类的生命活动，如物质跨膜运输、肌动蛋白的运动等，并不涉及物质合成，但这一过程也需要ATP提供能量，这个能量又是怎样提供的呢？我们知道，ATP分子有三个磷酸基团，相邻两个磷酸基团之间由于都带有负电荷而相互排斥（这也是ATP称为不稳定的高能化合物的原因），这样每个磷酸基团就有了分子势能，或者称