若干生物學情境試題隱含的知識點及對教學的啟發

呂國裕

(福建省廈門市海滄實驗中學 361026)

生物學教學中，一些教師為了強化某知識點、提高學生答題的正確率，干脆把知識點“說死”，不給學生留下思考的余地。這樣教出來的學生思維是僵化的、定勢的，一旦遇到一些靈活的材料情境題，與教師所講的不一致時，就無法變通，束手無策。通過分析若干與日常“認知”有矛盾的材料情境試題，挖掘其中隱含的知識真相，反思教師的教學問題。

1 從一些試題中引出的問題

1.1 胰島素的作用只是降低血糖嗎 有一道試題介紹了對大鼠的生理實驗，通過閱讀題中的曲線圖，完全可以看出胰島素有促進生長的作用，而且胰島素與生長激素共同作用的效應遠大于它們單獨作用之和。一些學生因該題提供的信息與他們平時對胰島素作用的認識有所不同而出現錯誤。這是由于教師在教學中特別強調：題目中一提到“胰島素”就要想到它的作用是降低血糖。長此以往，在學生腦子里，“胰島素”就與“降血糖”劃上等號了。

事實上，胰島素不僅能降低血糖，還能通過促進生長激素的分泌而促進生長，即胰島素和生長激素對機體的生長具有協同作用。

1.2 植物無氧呼吸只能產生乳酸或酒精和CO2嗎 有一道試題的曲線圖顯示：辣椒幼苗根細胞中存在一定數量的乳酸脫氫酶(LDH)和乙醇脫氫酶(ADH),LDH可催化丙酮酸轉化為乳酸，ADH催化由丙酮酸轉化來的乙醛還原為乙醇，說明辣椒體內同時可產生乳酸和酒精。對此，有些學生懷疑題目是否有錯，怎么可能同時產生乳酸和酒精呢？與自己平時學的不一樣。眾所周知，植物無氧呼吸有兩種途徑：一是大多數植物無氧呼吸時產生酒精和CO2；二是少數植物無氧呼吸時產生乳酸。學生誤認為同一植物個體中只能有一條途徑，不能同時有兩條途徑。

事實上，大多數植物無氧呼吸產生酒精和CO2，如葡萄果實、青梅果實等；有的植物無氧呼吸只能產生乳酸，如馬鈴薯的塊莖、玉米的胚、甜菜的根等；有的植物無氧呼吸既能產生乳酸，也能產生酒精和CO2，如辣椒等。

1.3 炎熱的夏天中午12點時植物氣孔關閉嗎 2012年重慶高考第30題介紹熱帶植物棕櫚科長葉刺葵的生理狀況，要求分析導致12點時光合速率出現低谷的環境因素主要是光照還是CO2。該題的背景資料顯示: 蒸騰作用在12點時最強，同時氣孔導度最大。但由于許多教輔中的習題都認為炎熱夏天中午12點時光合作用強度降低的原因是植物氣孔關閉，CO2不能進入葉片導致暗反應減弱。這樣的習題做多了，學生也就默認為炎熱夏天中午12點植物氣孔是關閉的，于是對題目提出疑問。

事實上，盡管炎熱夏天中午12點時，大多數植物氣孔關閉，氣孔導度幾乎為零，但少數植物氣孔不關閉，氣孔導度較大，如長葉刺葵、小麥的旗葉[1]、棉花[2]等。對該題的分析：蒸騰作用有利于植物根對水分的吸收，蒸騰作用越強，根吸水能力越強。蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失，氣孔導度的大小直接影響蒸騰速率大小的變化，而CO2是通過氣孔進入葉肉細胞的。通過對該試題的分析，說明CO2供應充足，由此推測導致光合速率出現低谷的環境因素是光照。除此之外，引起光合午休的因素眾多[3]。

1.4 種子萌發過程中, 有機物的重量一定減少嗎 2013年全國新課標卷第29題涉及某油料作物種子的萌發，在黑暗及不能吸收礦質元素的條件下，正在萌發的種子(含幼苗)的干重先增加后減少。平時的教學及練習中都強調種子萌發過程中有機物的重量是減少的，因此學生對試題無從分析。有研究者認為，吸收的水分參與種子中物質代謝以及成為結合水，導致種子干重增加；另外，胚乳(或子葉)中脂肪轉化為幼苗中糖等親水物質，會使細胞中結合水增加。其實，植物組織的干重通常是在100℃～105℃溫度下幾次烘干脫水后的穩定重量，種子干重并非干種子重量，是不含水分時的重量。因此，不能把結合水增加作為該種子無光萌發初期干重增加的原因。

分析試題中萌發的油料種子干重增加的主要原因是：在種子(含幼苗)無光萌發初期有大量的脂肪氧化分解成中間產物，如甘油、脂肪酸。這些中間產物或氧化成CO2和H2O為種子萌發供能，或轉化為纖維素、蛋白質等構建新的組織細胞。脂肪酸的轉化需添加氧元素，會使有機物的質量增加，且有機物增加量大于脂肪等有機物分解為無機物導致的有機物減少量，所以種子干重增加。但是，淀粉類種子在黑暗條件下萌發時，呼吸作用消耗有機物，使種子或幼苗的干重下降，淀粉轉化為蛋白質和纖維素時，不會導致有機物的質量增加。結論是：在黑暗條件下萌發時，淀粉類種子干重是下降的，而油料種子干重增加。

1.5 胞吞和胞吐屬于跨膜運輸嗎 2016年全國Ⅰ卷31題中提到“胞吞和胞吐這兩種物質跨膜運輸方式”。而為數不少的生物學教師卻認為胞吞和胞吐不屬于跨膜運輸方式，因為所有的教輔材料中的試題給出的解析及答案都是這樣的。例如，胰島素分泌到細胞外通過幾層膜?教輔無一例外都說成0層，而且強調胞吞胞吐不屬于跨膜運輸。

在翟中和等主編的大學《細胞生物學》第三版的目錄中，將被動運輸、主動運輸、胞吞作用和胞吐作用都歸屬于物質的跨膜運輸一節中；而在其修訂的《細胞生物學》第四版書中提到: “真核細胞通過胞吞作用和胞吐作用完成大分子與顆粒性物質的跨膜運輸，如蛋白質、多核苷酸、多糖等[4]。在其他大學教材[5]中，也將胞吞和胞吐歸屬于物質的跨膜轉運。基于以上分析，胞吞胞吐應屬于跨膜運輸方式。

2 對教學的啟發

2.1 樹立正確的教學觀 教師在習題教學時，應運用生物學觀念和辯證的教學觀破除學生的思維定勢，要引導學生依據試題條件進行分析判斷，學會靈活變通。

2.2 加強對教材的研究 因篇幅所限，教材中的知識未能詳細呈現知識的全貌，教師切不可斷章取義地誤解知識。對教材中由個別到一般的歸納推理一定要理解到位，切不可以偏概全。應理解生物中的特殊性是十分常見的(盡管教材中未提及)。若不能研究透教材，沒把握住教材的精髓，則容易導致學生的思維僵化，遇到新情境時失去思考的能力。教師應加強學習學科知識，防止因專業知識缺陷而誤解教材。

2.3 正確看待教輔 目前，多數教師教學離不開教輔，但一些低質量的教輔易誤導教師和學生。教輔中過多的練習造成學生練習過度，無意識強化某知識點而造成思維的單向性。當教師對教材中的知識點出現理解不清時，最好查找大學教材或專業學術期刊。