Нужна ли школе виртуальная биология. Журнал Биология в школе.. Нужна ли школе виртуальная биология. Методика преподавания
 Скачать 7.01 Mb.
|
|
З -УУУ-5' (антикодон), правильнее писать: 5 -ААА-З' (кодон) 3'-yyN-5' (антикодон), где N — какой-то, быть может, модифицированный нуклеотид. ЕЩЁ ОДИН ПРИМЕР СЕРЬЁЗНОЙ ОШИБКИ В РЕШЕНИИ ЗАДАНИЯ ЕГЭ Для начала представьте, что, скажем, в задании ЕГЭ по математике «Решить уравнение х2=1» в качестве корня указали только 1, а -1 «забыли» ввиду неграмотности. Как бы вы отреагировали? Такого рода ошибка в задании вызвала бы обоснованное недовольство не только учителей, но и учеников и их родителей. Продолжим эту сюрреалистичную картину. Представьте далее, что те люди, которые должны проверять ЕГЭ, этого массово не заметили. Что должны думать те, кто понимает, что для данного уравнения ошибочно не приведено одно из решений, причём это решение очень простое? Такого рода пример, связанный с биологией, и очень похожий на рассмотренный воображаемый случай, был допущен составителями ЕГЭ в 2013 г. в задании ЕГЭ С5. Пример №3: «В результате мутации во фрагменте молекулы белка аминокислота фенилаланин (фен) заменилась на лизин (лиз). Определите аминокислотный состав фрагмента молекулы нормального и мутированного белка и фрагмент мутированной иРНК, если в норме иРНК имеет последовательность: ЦУЦГЦААЦГУУЦААУ. Ответ поясните. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода». Что ж, задание понятное. Какое же решение нам предлагают составители ЕГЭ? Читаем содержание верного ответа: «Схема решения задачи включает: по кодонам иРНК находим фрагмент нормального белка лей-ала-тре-фен-асн; мутированный белок имеет последовательность: лей-ала-тре-лиз-асн...». Здесь замечаний нет. Всё верно. Далее читаем внимательно: «По нормальной последовательности иРНК найдём фрагмент мутированной иРНК: ЦУЦГЦААЦГАААААУ или ЦУЦГЦААЦГААГААУ, так как аминокислоте лиз соответствует два кодона». А теперь вдумаемся. Авторы уподобились тем самым придуманным нами выше составителям ЕГЭ по математике, которые в уравнении х2=1 не учли один корень. Допусти ученик на ЕГЭ по математике ошибку такого рода, и справедливого снижения баллов ему было бы не избежать. И ничем такой ученик не смог бы себя оправдать. Как составители ЕГЭ заметили, что в данной задаче в качестве решения нужно указать не на две мутантные иРНК, а на 384? Составители ЕГЭ допустили логическую ошибку и не заметили элементарное простое решение, связанное с нахождением мутантных иРНК. Дело в том, что в этом решении надо учитывать все возможные мутации, которые приведут к образованию мутантного фрагмента белка. Чтобы понять суть ошибки, достаточно вспомнить, что генетический код вырожден и так называемые синонимичные замены в иРНК не приведут к изменению аминокислотной последовательности. Все возможные мутантные иРНК, кодирующие данную аминокислотную последовательность, таким образом, можно схематично представить в виде следующей записи, где в скобках приведены допустимые вариации в варьировании последовательности иРНК: 5’-ЦУ (А,Г,Ц,У) ГЦ (А,Г,Ц,У) АЦ(А,Г,Ц,У) АА(А,Г) АА(Ц,У) -3' и 5'-УУ(А,Г)ГЦ(А,Г,Ц,У) АЦ(А,Г,Ц,У)АА(А,Г)АА(Ц,У)-3’. Чем объяснить тотальное молчание по поводу этой грубой ошибки? ДОЛГАЯ ИСТОРИЯ ОДНОЙ НЕУДАЧНОЙ ИЛЛЮСТРАЦИИ Есть одна неудачная иллюстрация, кочующая без изменений еще с учебников эпохи СССР [11, с. 154]. Эта иллюстрация касается денатурации белка. Посмотрим внимательнее на этот рисунок, приведённый в учебнике [3] (рис. 6).  Рис. 6. Пример неудачной иллюстрации денатурации белка. Рисунок в учебнике [3, с. 44] Что здесь не так? Подозревают ли авторы учебников, что именно они иллюстрируют? Мы предполагаем, что если бы авторы учебника понимали, что они иллюстрируют, то иллюстрацию эту бы заменили другой, более содержательной и конкретной. Дело в том, что в данной схеме фактически представлено лишь разруше -   Рис. 7. Пример удачной иллюстрации денатурации белка, в котором показано разрушение-восстановление вторичной и третичной структур [13, с. 48] ние-восстановление дисульфидных связей, происходящих в результате окислительно-восстановительных реакций. Исторически появление данного рисунка (с подписями на английском языке) связано с изучением денатурации при восстановлении бычьей рибонуклеазы А, обработанной p-меркаптоэтанолом и мочевиной, и ренатурацией при контакте с окислителями в известных биохимикам опытах Анфинсена с сотр., проведённых в 60-х гг. прошлого века. Включение данной иллюстрации в вышедшем в 1970 г. базовом учебнике по биохимии Ленинджера [11] было вполне уместно именно для обучения биохимии в вузе, где студенты могли учитывать нюансы такого рода. Сами же процессы денатурации и ренатура- ции в первую очередь имеет смысл рассматривать с точки зрения разрушения-восстановления вторичной, третичной и возможно четвертичной структур, что на иллюстрации фактически не отражено. Намного более удачная иллюстрация денатурации белка приведена в учебнике А.В. Теремо- ва и Р.А. Петросовой [4], где продемонстрировано (с. 51), что процесс денатурации белка может сопровождаться разрушением третичной и вторичной (а-сирали) структур белка. Однако наиболее удачным примером иллюстрации денатурации белка на наш взгляд является рисунок из вузовского учебного пособия по биологической химии Березова Т.Т. и Коровкиной Б.Ф. [13], где внятно показано разрушение-восстановление вторичной и третичной структуры белка, а также продемонстрирована возможность ренатурации белка, при условии, что процесс денатурации белка не зашёл слишком далеко (рис. 7). О МОЛЕКУЛЕ, СЧИТАЮЩЕЙСЯ АККУМУЛЯТОРОМ ЭНЕРГИИ Есть еще множество других нюансов, связанных с неточностью изложения школьного учебного материала, которые невозможно рассмотреть в рамках одной статьи. В заключение рассмотрим пару распространённых мифов, связанных с изучением свойств и роли АТФ. Первый миф может быть сформулирован дословно цитатой из школьного учебника: «Молекула АТФ необычайно энергоёмка» [6] (с. 193). Вдумаемся в это утверждение. И прочитаем в этом же учебнике утверждение на странице 197: «При полном окислении одной молекулы глюкозы обеспечивается в конце концов образование примерно 36 высокоэнергетических фосфатных связей в виде АТФ». Масса молекулы АТФ в несколько раз больше массы молекулы глюкозы. Используя энергию одной молекулы глюкозы, можно синтезировать, по мнению авторов, образование 36 молекул АТФ из АДФ (на самом деле более близка к истине цифра 38, но в данном рассуждении это не принципиально), т. е. образовать примерно 36 макроэргических связей. Получается, что по сравнению с молекулой глюкозы молекула АТФ не является веществом, богатым энергией, хотя и содержит макроэрги- ческую связь. Другой миф связан с представлением АТФ как аккумулятора энергии. Пример №4 из задания А2 демоверсии за 2007 г.: «Молекулы АТФ выполняют в клетке функцию защитную каталитическую аккумулятора энергии транспорта веществ» Правильным нужно считать вариант 3, согласно которому АТФ является именно аккумулятором энергии. Но что такое аккумулятивный (или кумулятивный) эффект? Это — эффект постепенного накопления чего-то. Получается, что с помощью молекул АТФ энергия аккумулируется, т. е. запасается. Вообще-то за сутки у человека нарабатывается примерно 30-40 кг, но вряд ли кто будет утверждать, что при этом энергия в них аккумулировалась. Энергия запасается в форме углеводов, белков и жиров, но не АТФ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В статье мы использовали не только материалы из школьных учебников и имеющиеся в открытом доступе материалы демоверсии ЕГЭ, но также ссылались на материалы проведённого ЕГЭ, которые, однако, пока не содержатся в открытом доступе. Мы считаем, что в настоящее время пора наконец-то сделать доступными все материалы реальных заданий ЕГЭ за прошедшие годы и проанализировать их с точки зрения адекватности содержания. В рамках данной статьи мы привели ряд примеров, опровергающих как «почти общепринятые» мифы, связанные со школьной биологией, так и более частные ошибки, допущенные составителями школьных учебников и заданий ЕГЭ, которые можно увидеть при внимательном анализе. Оправдание таких ошибок недопустимостью усложнения материала, по нашему мнению, выглядит неаргументированным. Наоборот, как было показано выше, их устранение позволит точнее и понятнее изложить школьный материал. Изложив данный материал и не претендуя в своих выводах на истину в последней инстанции, авторы тем не менее вправе задать вопрос: оправдано ли придумывание виртуальной, несуществующей биологии столь кардинально расходящейся с давно установленными фактами? Биологическая наука постоянно развивается, и вместе с ней должны постоянно корректироваться учебные материалы. |