以生物學(xué)基本觀點為核心組織二輪復(fù)習(xí)
——以“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”為例

張大海

(江蘇省淮安市清浦中學(xué) 223002)

高中生物學(xué)二輪復(fù)習(xí)具有承上啟下的作用，是促進學(xué)生知識結(jié)構(gòu)化、提高靈活運用能力的重要階段。多數(shù)教師在二輪復(fù)習(xí)中仍然會大致按教材的知識模塊劃分專題進行復(fù)習(xí)，與一輪復(fù)習(xí)相比僅在于難度加深。這樣的復(fù)習(xí)方式不利于學(xué)生厘清孤立知識之間的邏輯關(guān)系，建構(gòu)穩(wěn)定而有序的知識體系。由于一輪復(fù)習(xí)時，學(xué)生已掌握了大量的事實性知識和概念性知識，可以具有統(tǒng)攝性的生物學(xué)基本觀點為核心組織二輪復(fù)習(xí)，引領(lǐng)學(xué)生站在學(xué)科基本觀點的高度認(rèn)識所學(xué)知識，將促進這些知識的聯(lián)結(jié)和組織，有利于其靈活運用；同時，改變內(nèi)容的編排順序?qū)⒔o學(xué)生帶來新鮮感，有助于提高學(xué)習(xí)興趣。

筆者認(rèn)為：必修一(分子與細胞)的編寫主線是結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，必修二(遺傳與進化)的編寫體現(xiàn)的主要是證據(jù)和結(jié)論相對應(yīng)，而必修三(穩(wěn)態(tài)與環(huán)境)體現(xiàn)了調(diào)節(jié)與平衡相統(tǒng)一的生物學(xué)觀點，這三個方面在教材中既各有側(cè)重又穿插體現(xiàn)。二輪復(fù)習(xí)時，以這三個基本觀點為核心來組織教學(xué)既具統(tǒng)攝性，又不至脫離學(xué)生實際。本文以結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一基本觀點為例進行二輪復(fù)習(xí)方案的說明。

1 “結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”專題的內(nèi)容整合

“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一觀點體現(xiàn)在生命系統(tǒng)的各個層次上，在復(fù)習(xí)時可以此為核心，對有關(guān)教學(xué)內(nèi)容進行重構(gòu)。按照這樣的思路，本專題從分子水平、亞細胞水平、細胞水平、生態(tài)系統(tǒng)水平四個方面回顧不同層次生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能相關(guān)知識，旨在加深對相關(guān)概念的理解和掌握。專題的基本結(jié)構(gòu)見圖1。

2 “結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”專題的教學(xué)設(shè)計

本專題中，教師首先指出：結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是生物學(xué)的基本觀點之一，要求學(xué)生盡可能多地說出教材中相關(guān)的具體事例，學(xué)生的回答會涉及到生命系統(tǒng)的不同層次，教師可進行歸納，由此引出專題；在各個層次的復(fù)習(xí)中，可以從“某一結(jié)構(gòu)具有的生物學(xué)功能、完成這一功能的結(jié)構(gòu)有何特點、結(jié)構(gòu)與功能是如何相適應(yīng)等”三個方面加以分析，這樣的安排既能較好的覆蓋相關(guān)的知識點，又能強化學(xué)生對結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)基本觀點的認(rèn)同。

2.1 分子水平 教師可以根據(jù)學(xué)情選擇水、蛋白質(zhì)和核酸進行講解：在復(fù)習(xí)細胞中的水時，教師可先講解水分子的電荷分布既是其成為極佳的溶劑的原因，同時也是水分子可與蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)因庫侖力作用而形成結(jié)合水的原因，再通過講解溫度變化而導(dǎo)致自由水和結(jié)合水之間相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，使學(xué)生在全面認(rèn)識細胞中兩種不同類型的水的同時接受結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點；蛋白質(zhì)的復(fù)習(xí)，可先讓學(xué)生歸納出蛋白質(zhì)的不同功能，從功能的差異理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性及原因，再引導(dǎo)學(xué)生分析“催化蛋白與特定底物、載體蛋白與特定運輸對象、抗體與特定抗原等識別與結(jié)合”的現(xiàn)象，使其理解蛋白質(zhì)的特定結(jié)構(gòu)與功能之間的對應(yīng)關(guān)系，還可通過“溫度和pH改變酶的結(jié)構(gòu)進而影響其催化效率”的現(xiàn)象使學(xué)生以更為動態(tài)的方式理解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能的關(guān)系；在復(fù)習(xí)核酸相關(guān)內(nèi)容時，則可讓學(xué)生比較兩種核酸的結(jié)構(gòu)差異，并總結(jié)DNA和RNA分別承擔(dān)的功能。在掌握分析方法后，可讓學(xué)生分組討論其他分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，并進行匯報交流，以提高復(fù)習(xí)的效率。

圖1 “生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”專題的知識結(jié)構(gòu)

2.2 亞細胞水平 這部分復(fù)習(xí)的重點是細胞膜、線粒體、葉綠體和細胞核。在復(fù)習(xí)細胞膜相關(guān)內(nèi)容時，可從其三大功能著手分析對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。例如，在講解細胞膜將細胞與外界環(huán)境分開時，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)磷脂雙分子層是實現(xiàn)這一功能的主要結(jié)構(gòu)，而磷脂分子的結(jié)構(gòu)又是其在水環(huán)境中自發(fā)形成親水頭部朝外、疏水尾部向內(nèi)的雙分子層的原因；在介紹細胞膜控制物質(zhì)進出時，可聯(lián)系跨膜運輸?shù)娜N方式的特點，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自由擴散與磷脂雙分子層的聯(lián)系，而協(xié)助擴散和主動運輸則與細胞膜上的蛋白質(zhì)有關(guān)；在回顧細胞膜的信息交流功能時，可以介紹糖蛋白具有更大的結(jié)構(gòu)特異性，從而可提高識別精度來深化學(xué)生的理解；在復(fù)習(xí)葉綠體和線粒體時，可將兩者結(jié)構(gòu)與代謝功能進行對照，例如讓學(xué)生指出光反應(yīng)和暗反應(yīng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化及相應(yīng)的反應(yīng)場所，并說明類囊體與光反應(yīng)相適應(yīng)的主要特征，從而打破章節(jié)的局限，實現(xiàn)知識的橫向聯(lián)系；細胞核的結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)習(xí)應(yīng)抓住“細胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所、代謝的控制中心”這一功能的概括性描述，強調(diào)染色質(zhì)和核孔的結(jié)構(gòu)，并聯(lián)系基因表達過程中的轉(zhuǎn)錄和翻譯，理解細胞核為何可以控制代謝，實現(xiàn)知識的融會貫通。

2.3 細胞整體水平 教材中提及的細胞種類很多，比較重要的有干細胞、癌細胞、衰老細胞、胰島B細胞、漿細胞和神經(jīng)元等，在細胞整體水平的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的復(fù)習(xí)中，教師可以通過列表的方式讓學(xué)生比較這些細胞的結(jié)構(gòu)和功能，并進一步要求學(xué)生說出兩者間的聯(lián)系。以神經(jīng)元為例，可通過讓學(xué)生畫出細胞模式圖并指出各部分的名稱，并在此基礎(chǔ)上說出建立動作電位和恢復(fù)為靜息電位過程中發(fā)揮作用的三種膜蛋白(Na+通道、K+通道和Na+/K+泵)和線粒體等細胞器的功能，這可以讓學(xué)生理解細胞的整體功能最終是通過分子和細胞器實現(xiàn)的，在經(jīng)過上述不同細胞的結(jié)構(gòu)和功能的比較之后，學(xué)生可以很自然地理解：同一生物體不同細胞的分化的實質(zhì)是基因在不同時空范圍內(nèi)選擇性表達的結(jié)果。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)水平 教師在這部分的復(fù)習(xí)中，可通過“生態(tài)系統(tǒng)有哪些成分？將生物群落劃分為生產(chǎn)者、消費者和分解者的依據(jù)是什么？學(xué)習(xí)代謝部分時，我們又是如何劃分生物類型的？”一系列問題引導(dǎo)學(xué)生理解生產(chǎn)者、消費者和分解者在生態(tài)系統(tǒng)中承擔(dān)的功能的差異，及與各自代謝類型的關(guān)聯(lián)；然后從生態(tài)系統(tǒng)的各成分之間通過物質(zhì)、能量和信息的聯(lián)系而形成一個有機統(tǒng)一整體的角度，自然轉(zhuǎn)入生態(tài)系統(tǒng)的功能的復(fù)習(xí)。例如，在能量流動的復(fù)習(xí)中，應(yīng)讓學(xué)生理解能量的輸入主要是通過生產(chǎn)者進行光合作用實現(xiàn)的，而能量的散失則每種生物類群都可以通過呼吸作用中的能量耗散發(fā)生，能量的傳遞在生產(chǎn)者和逐級消費者之間以捕食關(guān)系而實現(xiàn)，而在這一過程中，物質(zhì)是能量的載體，使能量沿食物鏈流動；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷的在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)，能量流動和物質(zhì)循環(huán)的過程正是依靠生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分和發(fā)育良好的結(jié)構(gòu)才得以穩(wěn)定而持續(xù)的進行。