立足“局部與整體觀” 構(gòu)建學(xué)科知識(shí)體系

河北 張昆令

局部與整體觀是生命觀念的重要組成部分，能夠幫助學(xué)生從不同視角分析問(wèn)題，形成自身的知識(shí)體系。復(fù)習(xí)時(shí)可以采用“局部與整體觀”的理念，從不同的視角搭建研究模型，從整體到局部，再通過(guò)具體的知識(shí)講解充實(shí)概念模型，最后逐層深入，分析個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系，從局部到整體，形成自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

1.視角決定問(wèn)題：構(gòu)建不同生命系統(tǒng)的模型

從生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次來(lái)說(shuō)，需要從不同的視角對(duì)各層次進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)需要研究的問(wèn)題，構(gòu)建個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的研究模型如下。

圖1 個(gè)體層次研究模型

圖2 種群層次研究模型

圖3 群落層次研究模型(部分)

圖4 生態(tài)系統(tǒng)層次研究模型

2.問(wèn)題細(xì)化：生態(tài)系統(tǒng)模型構(gòu)建指導(dǎo)示例

2.1生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

生態(tài)系統(tǒng)由生物群落和非生物的物質(zhì)和能量組成。生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三者緊密聯(lián)系、缺一不可，其中生產(chǎn)者和消費(fèi)者構(gòu)成了捕食食物鏈，捕食食物鏈的起點(diǎn)是生產(chǎn)者，也叫第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。食物鏈彼此交錯(cuò)，構(gòu)成食物網(wǎng)。

在復(fù)習(xí)時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：(1)注意生態(tài)系統(tǒng)和生物群落的區(qū)別與聯(lián)系，生態(tài)系統(tǒng)還包括非生物的物質(zhì)和能量。(2)注意區(qū)分生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的含義。生產(chǎn)者包括綠色植物、光合細(xì)菌和化能合成生物，消費(fèi)者主要是各種動(dòng)物和寄生生物，分解者主要是細(xì)菌、真菌等腐生生物。(3)明確食物鏈和食物網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：食物鏈的起點(diǎn)一定是生產(chǎn)者，生產(chǎn)者一定是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，植食性動(dòng)物一定是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，同一個(gè)生物在食物網(wǎng)中不同食物鏈所占據(jù)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)可以不同。

2.2構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞三大概念模型

對(duì)于任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，物質(zhì)和能量是必不可少的，而在生物和生物、生物和環(huán)境之間，信息交流也很重要。在應(yīng)對(duì)本部分考點(diǎn)時(shí)，可以構(gòu)建三大概念模型，從而幫助學(xué)生構(gòu)建自身知識(shí)框架，建立生命觀念。

圖5 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)概念模型

圖6 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念模型(部分)

圖7 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞概念模型

2.3生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，避免生態(tài)系統(tǒng)被破壞和破壞后的重建是需要我們關(guān)注的，因此，考點(diǎn)集中在兩大穩(wěn)定性的區(qū)分上。要注意兩大考點(diǎn)：(1)生態(tài)系統(tǒng)的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性就越弱。(2)生態(tài)系統(tǒng)遭到不同程度的破壞后，恢復(fù)速度和恢復(fù)時(shí)間是不一樣的。

3.其他生命系統(tǒng)層次模型構(gòu)建指導(dǎo)示例

3.1個(gè)體層面的能量流動(dòng)

對(duì)于生物個(gè)體而言，能量是完成生命活動(dòng)必不可少的。因此，個(gè)體如何獲得、轉(zhuǎn)換能量幫助完成各項(xiàng)生命活動(dòng)是生物學(xué)研究的重要議題。

根據(jù)生物的能量來(lái)源不同，我們把生物分成了自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物：自養(yǎng)生物是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，包括以綠色植物和光合細(xì)菌為主的光合自養(yǎng)生物以及以硝化細(xì)菌等為主的化能合成自養(yǎng)生物。異養(yǎng)生物包括消費(fèi)型、寄生型、腐生型，在生態(tài)系統(tǒng)中扮演“消費(fèi)者”和“分解者”的角色。

個(gè)體內(nèi)部會(huì)發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，光合自養(yǎng)生物、化能合成自養(yǎng)生物通過(guò)光合作用、化能合成作用，將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，維持自身生命活動(dòng)并且為消費(fèi)者、分解者提供物質(zhì)和能量；同時(shí)，所有的細(xì)胞生物都能通過(guò)細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物，將有機(jī)物中的能量轉(zhuǎn)化成熱能維持機(jī)體的溫度以及轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，供給各項(xiàng)生命活動(dòng)。ATP是生物直接消耗的能源物質(zhì)，在生物體內(nèi)，放能反應(yīng)釋放的能量用于生成ATP，ATP分解釋放的能量能夠供給各項(xiàng)生命活動(dòng)的吸能反應(yīng)。ATP與ADP的快速轉(zhuǎn)換能夠滿足機(jī)體各項(xiàng)生命活動(dòng)對(duì)于能量的需求。此外，個(gè)體能夠?qū)⒍嘤嗟奶穷愞D(zhuǎn)化成儲(chǔ)能物質(zhì)——脂肪。

在近幾年高考題中，著重考查了影響光合作用的因素；綜合分析植物光合作用和細(xì)胞呼吸作用的關(guān)系及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用；細(xì)胞呼吸的類型、產(chǎn)物和場(chǎng)所；不同類型細(xì)胞的呼吸方式和過(guò)程；應(yīng)用光合作用和細(xì)胞呼吸的基本原理分析各種生產(chǎn)生活中的問(wèn)題，例如提高產(chǎn)量。

在復(fù)習(xí)過(guò)程中，可以將光合作用、細(xì)胞呼吸與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從個(gè)體的能量來(lái)源與去路出發(fā)，深入理解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，更好地達(dá)成局部與整體觀，發(fā)展科學(xué)思維。

3.2個(gè)體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)——植物

植物沒(méi)有復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)，對(duì)于生命活動(dòng)最主要的調(diào)節(jié)方式是植物激素調(diào)節(jié)。植物激素從作用效果上分成兩大類：生長(zhǎng)素類、細(xì)胞分裂素類和赤霉素類能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)、發(fā)育；脫落酸和乙烯則與植物衰老、成熟和應(yīng)對(duì)不良的環(huán)境有一定關(guān)系。此外，這五種激素不是獨(dú)立起作用，而是通過(guò)在植物生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期，不同植物激素之間的相對(duì)含量不同，共同調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)。

在近幾年高考題中，植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)部分內(nèi)容通常會(huì)和光合作用、細(xì)胞呼吸、種群密度和物種間的關(guān)系聯(lián)系在一起進(jìn)行考查，重點(diǎn)考查植物激素的種類、作用及特點(diǎn)。

在復(fù)習(xí)中，應(yīng)該重點(diǎn)復(fù)習(xí)以下方面：(1)通過(guò)對(duì)種子和植物體吸收、釋放二氧化碳的具體速率分析，判斷植物體的生活狀態(tài)；(2)通過(guò)對(duì)種群密度、植物細(xì)胞呼吸和光合作用的影響分析，從而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理密植和套作等提出建議，加強(qiáng)長(zhǎng)難句的寫(xiě)作分析，提高科學(xué)思維；(3)設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，探究相關(guān)因素對(duì)植物的光合速率和呼吸速率的影響，應(yīng)明確自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量，清晰探究思路，利用所學(xué)知識(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)判。

3.3個(gè)體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)——?jiǎng)游?/h3>

對(duì)于高等動(dòng)物來(lái)說(shuō)，神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制。同時(shí)，各器官、系統(tǒng)協(xié)同協(xié)調(diào)配合，共同維持體內(nèi)細(xì)胞生活環(huán)境——內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

對(duì)于神經(jīng)調(diào)節(jié)，常見(jiàn)考點(diǎn)集中在：神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本結(jié)構(gòu)和基本方式；神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生與傳導(dǎo)；神經(jīng)沖動(dòng)在不同細(xì)胞間的傳遞；神經(jīng)系統(tǒng)的分級(jí)調(diào)節(jié)與人腦的高級(jí)功能。本部分知識(shí)點(diǎn)以理解記憶為主，但一定要注意，要在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行記憶，對(duì)于結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的知識(shí)構(gòu)建思維導(dǎo)圖，強(qiáng)化自身知識(shí)體系。

對(duì)于體液調(diào)節(jié)而言，復(fù)習(xí)過(guò)程中應(yīng)自主構(gòu)建體溫調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)、水鹽平衡調(diào)節(jié)和甲狀腺激素分泌調(diào)節(jié)的概念模型，掌握甲狀腺激素、胰島素、腎上腺素、抗利尿激素等的分泌和調(diào)節(jié)作用，掌握如何根據(jù)實(shí)際情況判斷激素的相互關(guān)系以及具體的分級(jí)調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)等調(diào)節(jié)方式。

免疫調(diào)節(jié)的考查內(nèi)容經(jīng)常與最新的科研成果相聯(lián)系，在近幾年的高考命題中，容易對(duì)免疫系統(tǒng)的組成與功能、特異性免疫的種類和過(guò)程分析及疫苗的種類和功能三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行考查，因此，要對(duì)特異性免疫的過(guò)程和特點(diǎn)加強(qiáng)記憶，對(duì)疫苗和抗體治療進(jìn)行區(qū)分。

此外，可以深入思考人體是如何通過(guò)神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，依賴各組織器官的協(xié)調(diào)配合，共同維持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)；也要明確三個(gè)系統(tǒng)之間通過(guò)某些物質(zhì)，例如細(xì)胞因子、激素等相互協(xié)調(diào)，相互配合，共同調(diào)節(jié)人體的生命活動(dòng)。

3.4群落的結(jié)構(gòu)

在群落部分，應(yīng)該注重將群落作為一個(gè)整體分析。群落物種組成的多少稱為豐富度，不同的群落豐富度及物種組成不同，所具有的優(yōu)勢(shì)種也不同，同一群落的優(yōu)勢(shì)種隨著時(shí)間的流逝也會(huì)發(fā)生改變。種群間不是簡(jiǎn)單的疊加，而是具有一定的直接或間接關(guān)系。常見(jiàn)的種間關(guān)系有捕食、競(jìng)爭(zhēng)、互利共生、寄生幾種，隨著環(huán)境變化和自然選擇，不同的生物之間、生物與環(huán)境之間發(fā)生協(xié)同進(jìn)化。在群落中，不同的種群在空間上占據(jù)了一定的范圍，會(huì)形成垂直和水平方向上的不同結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成了群落的空間結(jié)構(gòu)。

在群落的結(jié)構(gòu)部分，主要的考點(diǎn)集中在：(1)分析群落的物種組成；(2)構(gòu)建群落內(nèi)種間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型(如圖8)；(3)根據(jù)題目給的材料判斷具體的空間結(jié)構(gòu)。在復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)該注意培養(yǎng)以下能力：根據(jù)所給材料和相關(guān)地理知識(shí)分析判斷群落的物種組成；根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型分析種間關(guān)系；在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系中注意明確物種占據(jù)不同生態(tài)位的意義；能夠根據(jù)所給材料判斷、區(qū)分種群的空間分布(集群分布、隨機(jī)分布和均勻分布)以及群落的空間結(jié)構(gòu)(垂直分布和水平分布)。

圖8 群落內(nèi)部分種間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型

3.5群落的演替

群落不是一成不變的，在群落發(fā)展過(guò)程中，群落演替分為初生演替和次生演替兩種，主要是優(yōu)勢(shì)取代。

常見(jiàn)的考查形式有以下幾種：(1)通過(guò)對(duì)不同的資料分析，判斷屬于初生演替還是次生演替，此處主要是注意分析土壤條件和植物繁殖體；(2)明確群落的演替是優(yōu)勢(shì)取代，而不是完全代替。