基于学科思想的高三生物学专题复习

王建华

(江苏省溧阳市南渡高级中学 213371)

学科知识、学科能力、学科思想是学科体系的三个要素，而学科思想是一个学科的灵魂。所谓学科思想，是在具体学科知识的基础上对学科的本质、特征、价值的基本认识，包含一系列抽象的学科观念和学科思维方法，是学科教学的精髓和灵魂[1]。生物学科中关于生命系统的动态性思想、稳态的思想、进化的思想、结构与功能统一的思想等，应当贯穿于整个高三生物学复习教学中。以学科思想为指导，在高中生物学核心概念之间建立横向、纵向的多层次的联系，在多途径、多情境中实现信息的变换，用学科思想调控高三生物学复习教学，构建不同的复习专题，不仅能体现学科内容的整体性，也能提升学生的学科综合能力。在具体的复习中，可以直接以学科思想来构建专题，也可以在专题复习的例题选用和训练过程中贯彻具体的学科思想。

1 生命系统的整体性思想

生命系统是一个统一的整体。从细胞开始到生态系统，整体性思想贯穿始终，并和动态性思想、稳态的思想等都有所关联。在新授课的教学过程中，学生对高中生物学整体性的学科思想把握难度较大，而在高三专题复习中，因为学生对整个高中生物学知识有了全面的认识和整体的把握，建立整体的学科思想则可水到渠成。在整体性思想的专题构建中，要让学生在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性，活细胞中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等。以“细胞专题”为例，从病毒、动植物细胞的结构入手，分析其中的物质和能量的变化(光合作用、呼吸作用)，再到细胞间的信息传递……使学生对整个细胞专题的复习有一个全盘的认识，对生命系统的各个层次有更进一步的了解，整体性的生物学科思想也就开始建立。这对后面的专题复习是大有裨益的。

2 生命系统的动态性思想

“生命系统动态性专题”的构建，可以收集和整理反映生命系统动态性的知识信息，从分子水平层次、细胞水平层次、个体水平层次、种群层次、群落层次以及生态系统层次上多方面理解生命系统的动态性，建构生命系统动态性的知识体系，更进一步地增强学生的学科意识，提高学科思维力度[2]。

在具体的构建过程中，可以进行如下操作：①以分泌蛋白的合成和分泌图解为例，引导学生思考，有哪些物质和结构也是处在动态变化之中？从而让学生从细胞水平认识生命系统的动态性；②提出问题：用18O标记的水浇灌植株，一段时间后可以在何处检测到何种物质含有18O？通过对这个问题的思考和交流，让学生认识物质在植株体内的运输和化学转变，进一步认识植物体的动态性；③从学生熟知的人体局部组织结构图解来认识物质运动的方向，并通过系列问题的讨论后，认识人体和动物体的动态性；④进一步提出问题，组织学生讨论、交流，从更广阔的视野来认识生命系统的动态性，如细胞分裂中染色体是移动的，中心体在细胞分裂前期也在移动，细胞质是流动的，叶绿体和线粒体等细胞器在运动，植物细胞质壁分离和复原过程中细胞膜和液泡膜也在流动中……进而可从生物种群、生物群落和生态系统的层次来认识生命系统的动态性。

3 生命系统的稳态思想

稳态是生命系统能够独立存在的必要条件。所有的生命系统都存在于一定的环境中，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态。所谓“稳态与环境”并不是个体水平的“稳态”与群体水平的“生物与环境”的简单相加，而是将生物的个体和群体都当作生命系统来看，它们都处于不断变化的环境中，都能依靠自我调节机制维持其稳态。这里所讲的稳态是指“生物个体、种群、群落和生态系统多层次生命系统的稳态(或稳定性)的维持”。稳态的维持靠的是生命系统内部的自动调节机制。这种调节机制，在个体水平上主要阐述动物体和植物体的生命活动的调节，在群体水平上主要阐述生态系统的自动调节。所以，在构建“稳态”这一专题时，要从不同层次的稳态入手，再到具体的个体水平的稳态。通过不同层次的稳态的建模，最后着重体现到“负反馈调节的机制”，理解生命系统稳态的维持。

可以用问题串配合建模过程的形式来逐步构建“生命系统的稳态”专题，具体过程如：①细胞内稳态是如何维持的？你有什么例子可以说明吗？②细胞外液的稳态表现在哪些方面？又是如何维持的？③以血糖平衡的调节和体温平衡的调节来复习人体内环境的稳态，请尝试构建相关的概念图；④以高斯实验为例，分析草履虫的种群数量变化曲线，并分析种群数目的稳态是如何维持的？⑤群落内食物链稳态是如何维持的？以具体食物链(草→虫→蛙→蛇→鹰)为例，说明蛇与蛙之间是如何保持食物链的相对稳定的？能否构建一个负反馈调节的模型？⑥从大气中的CO2的量保持相对稳定和生态系统中的能量流动也是一种稳态两方面入手，分析生态系统物质循环和能量流动稳态的维持；⑦总结系统维持稳态的机制。

4 生命系统的结构与功能相适应的思想

无论生命系统具有哪种功能，必然有一定的结构与之相适应。生命系统存在不同的层次，不同层次之间是相互联系、相互影响的，而细胞是最基本的生命系统，所有的生命活动都离不开细胞。

在具体的专题复习中，可以从不同层次的结构(细胞内的结构层次→细胞的结构层次→组织、器官、系统层次→个体层次→种群、群落和生态系统层次)入手，每层次用一小题或一系列问题串，紧扣结构与功能相适应的的观点，营造其结构与功能相适应的生物学科思想。

例如，对细胞内结构层次可以选用如下一系列相关问题进行讨论：①说明下列各项生命活动主要与哪些细胞器或细胞结构相关(分泌、光合作用、细胞呼吸、细胞分裂、胞吞和胞吐、自溶、蛋白质合成、物质的跨膜运输等)；③为什么分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的，而不是在游离的核糖体中合成的呢？③染色体中的DNA很长，为什么DNA要螺旋、折叠，装在细胞核里呢？

5 生命系统的进化思想

进化是自然发展的必然规律。在“进化专题”的构建中，以生物进化中的基本环节为基础，从基因的种类变化及数量变化角度，用基因频率的计算方法，来体现共同进化和进化的方向问题。在具体专题构建中，可以“英国的曼彻斯特地区的桦尺蠖的进化”资料作为情境，通过以下设计来完成专题的复习教学：①该桦尺蠖种群中有多种多样的基因型，分析其产生的原因？②假定桦尺蠖约有104对基因，现有一黑色桦尺蠖的野生种群，约有107个个体，假定该种群中每个基因的突变率都是10-5，那么在该种群中每一代可能出现的基因突变数是多少？③已知某桦尺蠖种群中AA、Aa、aa的基因型频率和繁殖成功率低的个体，则该种群经选择之后，下一代中三种基因型频率的结果会是如何？画出柱状图。④随机从该种群中抽出100只桦尺蠖，测知基因型AA(灰身)35只，Aa(灰身)60只，aa(黑身)5只，请问A基因和a基因的基因频率各为多少？如果桦尺蠖另一基因白眼(b)为隐性基因且位于X染色体上，在该桦尺蠖种群中每2500只中才有一只白眼桦尺蠖，那么白眼b基因的基因频率是多少？⑤上述种群中，如只考虑灰身和黑身性状，自交一代以后，AA、A a、aa的基因型频率是否改变？A、a的基因频率是否改变？如果是自由交配一代以后呢？这两种情况下该种群有无进化？为什么？⑥桦尺蠖的黑色是由显性基因S控制的，浅色是由隐性基因s控制的。19世纪中叶以前的桦尺蠖种群中S基因的频率只有5%以下，而到了20世纪中叶则上升到95%以上。请问是否进化？为什么？⑦有人认为，桦尺蠖在工业发达地区发生黑化现象，而在工业不发达地区保持浅灰色的现象，说明自然选择是不定向的。你是否赞成这种观点？你的理由是什么？⑧经过讨论，形成与生物进化有关的概念图。