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例谈基于生命观念的高考二轮复习专题设置

2021-12-03

中学生物学 2021年3期
关键词:稳态调节物质

(安徽省合肥市第五中学 安徽合肥 230011)

新一轮课程改革的根本任务是落实立德树人,根本目标是发展学生的核心素养。故此,近年来生物高考命题突出对生物学学科核心素养的考查。生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。其中,生命观念是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法,必然也是新高考着重考查的对象。因此,在高考复习中,教师要充分注重培养学生的生命观念。

高考二轮复习应聚焦专题,注重知识的整合、能力的形成,通过构建更全面深入的知识体系及知识网络,引导学生触类旁通、举一反三,提高学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。因此,高考二轮复习是帮助学生全面构建生命观念的良好契机。在二轮复习中,教师基于生命观念设置复习专题,可以有效引导学生理解、内化生命观念,进而能够用生命观念认识生物的多样性和统一性,形成科学的自然观和世界观,并以此指导探究生命活动规律,解决实际问题,从而更好地适应新高考。现就二轮复习中基于生命观念可以设置的专题举例如下。

1 整合组成细胞的分子、ATP、细胞呼吸、光合作用、生态系统的物质循环和能量流动等内容,设置“生命的物质与能量观”专题

基于组成细胞的分子这一内容,教师引导学生认识到:生命有共同的物质基础,蛋白质和核酸构成生命基本结构;糖类、脂肪氧化分解产生的能量,是维持和更新生命的动力。结合ATP、细胞呼吸、光合作用等内容,引导学生总结:细胞通过合成代谢和分解代谢实现生命的物质更新和能量转化;其中,光合作用就是自然界生物最基本的合成代谢过程,呼吸作用是最基本的分解代谢过程,ATP是细胞能量代谢的通货。通过对生态系统的物质循环和能量流动的回顾,帮助学生理解:微观上,物质是能量的载体,物质的合成与分解总是伴随着能量的吸收和释放;宏观上,生态系统中物质循环是能量流动的载体,物质循环总是伴随能量流动而进行。

通过这一专题,学生会认识到生命系统是开放的系统,通过与环境之间不断进行的物质和能量交换,实现自我更新;并能基于物质与能量的视角,审视纷繁复杂的生命现象及生命活动,从而认识生命的本质和规律。

2 整合组成细胞的分子、细胞的基本结构和功能、细胞分化、生态系统的结构和功能等内容,设置“生命的结构和功能观”专题

教师引导学生回顾组成细胞的分子,促进学生理解“糖类是主要能源物质,而脂肪是主要储能物质的结构原因”,理解“蛋白质结构多样性与功能多样性的关系、核酸作为生物遗传物质的结构基础”,从而帮助学生建立“生物分子的结构决定功能”的观念。学生回顾细胞的基本结构和功能,重点分析:①细胞膜的流动镶嵌模型与细胞膜的控制物质进出功能和进行细胞间信息传递功能的关系;②线粒体的结构与有氧呼吸的关系;③叶绿体的结构与光合作用的关系;④细胞核的结构与功能的关系。在此基础上,学生会充分认识到:细胞水平上,结构是功能的基础。教师引导学生深入分析细胞分化,帮助学生理解:由于基因的选择性表达,形成了不同形态结构的细胞,各自担负不同的功能,即“细胞的结构决定功能”。学生回顾生态系统的结构和功能,教师强调:食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道,从而使学生理解“生态系统的结构是功能的基础”。

通过这一专题,学生会充分认识到:无论分子、细胞,还是个体、生态系统,一定的结构必然能执行一定的功能;任何功能也都由一定的结构来完成。结构与功能总是相适应的。

3 整合基因的表达、细胞物质的输入与输出、细胞能量的供应和利用、细胞增殖与凋亡、人和动物体生命活动的调节、植物的激素调节、种群的数量变化、群落的演替、生态系统的稳定性等内容,设置“生命的稳态与平衡观”专题

教师引导学生联系基因的表达、细胞物质的输入与输出、细胞能量的供应和利用、细胞增殖与凋亡等相关知识点,关注细胞水平稳态的多个方面,如基因表达的稳态、物质含量的稳态、酶促反应的稳态、细胞结构的稳态、细胞数量的稳态等。教师要突出强调每个方面的稳态都有其特定的调节方式:①基因表达的稳态的调节,主要通过调节RNA聚合酶与基因结构中的启动子结合调控转录的起始;②物质含量的稳态调节中,细胞膜主要通过主动运输方式逆浓度梯度控制物质进出细胞;③酶促反应主要通过产物的反馈调节维持稳态;④细胞自噬过程可以调节细胞结构的稳态;⑤细胞通过增殖与凋亡维持其数量的稳定等。教师结合人和动物体生命活动的调节、植物的激素调节的内容,强调生命个体水平的稳态调节机制是:动物主要通过神经——体液——免疫调节网络维持内环境的稳态,植物主要通过激素调节维持其生命活动的稳态。教师引导学生回顾种群的数量变化、群落的演替、生态系统的稳定性等内容,理解群体水平的稳态包括种群数量的稳态、群落的演替、生态系统的稳态等。教师要强调:在一个资源空间有限的环境中,种群数量总体呈现“S”型曲线。在一些因素的影响下,种群数量常常会在环境容纳量上下出现波动,保持相对稳定;群落演替是群落水平稳态实现的一种形式,其起始条件不同,类型不同,有初生演替和次生演替两种类型;生态系统稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,生态系统的负反馈调节机制是生态系统自我调节能力的基础,是生态系统保持稳态的重要原因。

通过这一专题,学生会充分认识到:生命系统各个层级都存在稳态,且各有其相应的调节稳态平衡的方式,生命在相对稳定中进化发展。

4 整合原核生物与真核生物的比较、生物的遗传与变异、现代生物进化理论、生态系统的结构和功能等内容,设置“生命的进化与适应观”专题

进化观是生命观念的核心内容,生物的多样性、统一性和适应性等都是进化的结果。教师引导学生比较原核生物与真核生物,并联系生物的遗传与变异、现代生物进化理论,让学生充分认识到:地球上的生物体起源于一个共同的祖先,生物之间都有或远或近的亲缘关系。在生物进化过程中,物种的遗传与变异会产生具有一系列性状的个体,自然选择让某些能更好地适应某种环境的性状保留下来。适应是进化的结果,一般来说,适应的含义既包括生命系统各层次的结构都适应于一定功能的实现,又包括生物的结构、功能或行为习性适应于该生物在一定环境条件下的生存和延续。因此,进化可以表现为分子的进化、物种的进化、生态系统的进化,也表现为生物对环境的适应(这一点可以联系“生态系统的结构和功能”理解)。

通过这一专题,学生可以理解生命系统的多样性和统一性、量变和质变的辩证关系,有助于从历史的视角看待生命,并运用历史的方法解决问题,进而建立历史唯物主义的世界观,对学生合理认识个人的发展、社会的进步、人类的未来等都具有重要意义。

5 整合遗传的分子基础、生物膜系统的结构与功能、人和动物体神经—体液—免疫调节机制、植物的激素调节、生态系统的信息传递等内容,设置“生命的信息观”专题

任何一个生命系统都是物质、能量和信息的统一体,它们相互依存、相互制约。信息以物质和能量为媒介,穿越时间和空间进行传递;物质和能量的变化离不开信息驱动。教师带领学生回顾“遗传的分子基础”,强调:遗传信息控制生物性状,并代代相传。DNA通过复制、转录、翻译等过程传递和表达遗传信息,中心法则高度概括了遗传信息传递的一般规律。在复习“生物膜系统的结构与功能”时,教师结合例题,引导学生深入分析;在分泌蛋白的合成和分泌过程中,不同运输小泡的形成和定向运输都是由信号引导,通过信号与衔接蛋白和信号受体的结合而进行。学生分析人和动物体神经—体液—免疫调节机制、植物的激素调节的相关过程,结合细胞膜的信息传递功能,从而理解:在多细胞生物个体生命活动调节过程中,细胞与细胞之间存在信息的交流,信息分子是它们之间发生联系的“语言”。在个体生命活动调节中,主要有物质传递、接触传递等信息传递的途径:细胞分泌的化学物质,如体液调节中的激素、神经调节中的神经递质、免疫调节中的淋巴因子等,都是通过与靶细胞的特异性受体结合的方式,将信息传递给靶细胞;通过相邻两个细胞的细胞膜接触,也可以将信息从一个细胞传递给另一个细胞,如效应T细胞与被抗原入侵的宿主细胞密切接触。教师结合复习“生态系统的信息传递”,强调:①生态系统的信息种类包括物理信息、化学信息和行为信息;②信息传递在生态系统中的作用是:维持生命活动的正常进行;调节生物种群的繁衍;调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。

通过这一专题,学生可以充分认识到信息传递在生物的生长、繁殖和进化中的作用,进而从更广泛的意义上理解生命。生命的信息观也将有助于学生进一步理解生命的多样性和统一性的辩证关系。

当然,生命观念的各组成成分不是孤立的,它们相互交叉、相互渗透,共同构成了对生命本质理解的全貌。生命观念的形成有利于学生从系统、历史和联系等多个视角看待生命世界,提升他们的生物学理解力。生命观念的形成过程中,学生的科学思维和科学探究能力也必然得到提升,并最终形成一定的社会责任和义务,从而更加适应以核心素养为考查目标的新高考。

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