从一道经典题谈生物学思维的构建

1、从一道经典题谈生物学思维的构建北京 葛国顺 邓 辉从恢复高考至今，光合作用就始终是每年的必考重点知识点，也是每届高三备考复习的重点内容。新课标将提高中学生的生物科学素养作为生物课程的基本理念和核心任务，如果仅从命题方式来说，随着素质教育的深入开展，为加强对学生的生物学素养和生物学能力的考查， 题目越出越新颖，与生产生活联系也越来越紧密，这也是符合STS教学要求的。 但是，真正做到从知识立意到能力立意的转变却并非易事！众所周知，任何事物都有两面性，这种转变的结果，也导致部分老师和同学在复习中走向另一个极端，就是对于一些比较综合地考查能力的题目，较能游刃有余地解答，而在一些考查生物学基本知识和基本

2、原理题目面前却束手无策。有的同学也许会说：“这些基础知识书上都有，背一背不就可以了吗？”当然，对于一些概念性的文字内容，必要的记诵是不可或缺的，但是，熟练运用这些知识却不是生硬的照本宣科所能达到的，而是需要一种正确的思维、理解和融会贯通。下面，我们一起来重温一道经典的题目，来说说基础题的作答。下列是光合作用过程图解，请据图回答。（1）从图中看出，光反应需光。光必须经过 吸收、由 转化成 能。该物质主要分布在叶绿体的 上。而光合作用的酶则分布在 。暗反应不需要光，需要在 作用下才能进行。（2）一阶段的进行所需要的条件有 ，场所是 二阶段的进行所需要的原料是 ，场所是 。（3）一阶段所发生的能量变

3、化是 ，二阶段所发生的能量变化是 。一、二阶段的联系是：一为二提供了 。（4）利用日光温室和塑料大棚栽培蔬菜，不仅明显缩短了生产周期，而且大大提高了产量。其原因是日光温室和塑料大棚为植物的光合作用提供了充足的 、适宜的 和较高浓度的 。（5）“温室效应”是由于大气中CO2等气体含量增加，导致全球气 温升高的现象。其危害是：全球变暖、自然灾害频发、海平面上升、臭氧空洞增加用你所学的知识说明，要消除、减轻“温室效应”，应该采取的措施是 、 、 、 。这道题重点考查光合作用的过程、影响因素、意义及其应用，较为综合。它糅合了（光合作用的）物质基础、结构基础（场所）；光合作用的条件、原料、变化（物质和能

4、量）、产物；光、暗反应的联系、区别；还涉及到光合作用的意义（防止臭氧空洞、避免温室效应）、提高作物产量的原理和方法以及人和生物圈的相关知识点。但由于多数内容属于基础知识立意教材原文再现，因此难度并不高，但考生得分率并不高，对“双基”不能做到“颗粒归仓”哪怕是高考的重点内容，是高三备考复习的通病。本题失分点主要有三。首先是第（1）小题第一个空，我们教材介绍的与光反应有关的色素共四种：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，这些色素和光能的吸收、传递和转化有关，其中，具有吸收、传递功能的色素有全部的叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，具有吸收、传递和转化功能的色素只有极少数处于特殊状态的叶绿素a。

5、这两句话看似简单，同学考试时却易混淆、很难正确描述。基于此，我们不如将他们制成如下表格。表一：叶绿体色素的作用与光合作用有关的色素全部的叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素具有吸收、传递功能的色素全部的叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素具有吸收、传递、转化功能的色素极少数处于特殊状态的叶绿素a只具有吸收、传递功能的色素绝大多数的叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素其次是第（2）小题的两个空，甚至是第（3）小题，关于光、暗反应的条件、原料以及物质变化、能量变化、产物等问题，虽然“老生常谈”，但考生往往因思维、记忆的漏洞和缺陷回答不全而不能得分。我们也不妨将它们制成下面的表格，进行梳理、融会、理

6、解以达到帮助大家记忆的目的。表二：光合作用光反应和暗反应的比较 比较阶段条件原料变化产物联系物质变化能量变化光反应光、色素酶、温度H2O、NADP+、ADP、PiH2O光解；NADPH和ATP的合成光能电能活跃的化学能O2、ATP、NADPH为暗反应提供ATP、NADPH暗反应酶、温度CO2、C5ATP、NADPHC2O固定和C3的还原；NADPH和ATP的分解活跃的化学能稳定的化学能（CH2O）、C5、NADP+ADP、Pi为光反应提供ADP、Pi和NADP+经过这样的整理和归纳，不仅理清了知识脉络间的纵、横向逻辑关系，而且原本容易混淆的知识点变得清晰了，零散的知识变得紧凑了。更重要的，这本

7、身就培养了生物学科学思维按结构与功能、物质基础（条件、原料）与生理变化的相互适应来自主梳理，自主归纳的思维习惯。如果真的能掌握了这一点，那么真正做到知识立意，上升到能力就并非什么难事了。如通过上表的产物和变化，同学不难得出光合作用的重要意义：为一切生物提供了物质来源（暗反应和成的有机物）和能量来源（光能转变成的化学能）；光反应产生并释放O2、暗反应吸收CO2，可维持CO2和O2的平衡（避免温室效应）；大气中O2的出现不仅使有氧生物得以生存，而且在高空形成的臭氧层能挡住强烈的紫外线，使生物不必“躲在水里”，也就推动了需氧型生物和陆生生物的进化。光合作用的应用无外乎是通过人工调节影响光合作用的因素

8、（条件、原料）等变量，控制光合作用的变化过程（光反应、暗反应）、产物，以达到增产的目的。如温室、大棚的管理、C3 、C4和阴生、阳生植物的栽培以及实验设计与探究等。当然，仅仅能够完成对知识的整理是不够的，更多的时候在做一些探究性课题时，还需要培养一种逻辑的，有序的思维包括正确的发散思维、逆向思维、提高思维的深度和广度，避免出现思维缺陷和漏洞。正如第（4）小题，许多同学只写出两点：植树造林，减少化石燃料的燃烧，然后就写不出了。总结造成这种现象的根本原因是只机械地记诵了教材上和老师教授的内容，却没有真正理解和消化，可以说是囫囵吞枣。那么，什么才是真正有逻辑的，正确的思维方式呢？就拿这道题来说，首先

9、要明确造成温室效应的直接原因是大气中CO2含量的增加，那么消除“温室效应”的途径应抓“来龙去脉”，一是增加大气中CO2的去路，一是减少大气中CO2的来路，每个方面都可以从生物和非生物方式两种思路展开思考。从增加大气中CO2的去路来说，可采取的方式首先是保护植被（包括严禁毁林开荒、围湖造田、开垦草原等）；其次才是植树种草（退耕还林、还草、还湖），增加绿化面积；利用光合作用来减少大气中CO2含量，也就是说，先要注意保护现有植被，这是植树造林的前提！在我国就陷入了一边植树造林一边毁林的怪圈：毁坏的植被面积远远大于人工绿化的面积，得不偿失！但是仅仅增加去路是不够的，还要控制大气中CO2的增加，从逻辑上说，这两点不但不冲突，而且是缺一不可的。从非生物方式来说主要是减少CO2的来路，可采用的途径首先是减少化石燃料的燃烧，而从逻辑上说，既要避免化石燃料的燃烧，又要发展生产改善人民生活，就势必要求我们提倡、使用清洁、无污染能源（太阳能、水能、风能、沼气），加速对新能源（核能、非化石化学能、生物能）的开发和利用，以作为化石燃料的替代品。因此，综上所述，我们可以很轻松得到本题的答案：（1）保护植被；（2）植树种草；（3）减少化石燃料的燃烧；（4）开发使用新能源。而纵观上述