若干生物学情境试题隐含的知识点及对教学的启发

吕国裕

(福建省厦门市海沧实验中学 361026)

生物学教学中，一些教师为了强化某知识点、提高学生答题的正确率，干脆把知识点“说死”，不给学生留下思考的余地。这样教出来的学生思维是僵化的、定势的，一旦遇到一些灵活的材料情境题，与教师所讲的不一致时，就无法变通，束手无策。通过分析若干与日常“认知”有矛盾的材料情境试题，挖掘其中隐含的知识真相，反思教师的教学问题。

1 从一些试题中引出的问题

1.1 胰岛素的作用只是降低血糖吗 有一道试题介绍了对大鼠的生理实验，通过阅读题中的曲线图，完全可以看出胰岛素有促进生长的作用，而且胰岛素与生长激素共同作用的效应远大于它们单独作用之和。一些学生因该题提供的信息与他们平时对胰岛素作用的认识有所不同而出现错误。这是由于教师在教学中特别强调：题目中一提到“胰岛素”就要想到它的作用是降低血糖。长此以往，在学生脑子里，“胰岛素”就与“降血糖”划上等号了。

事实上，胰岛素不仅能降低血糖，还能通过促进生长激素的分泌而促进生长，即胰岛素和生长激素对机体的生长具有协同作用。

1.2 植物无氧呼吸只能产生乳酸或酒精和CO2吗 有一道试题的曲线图显示：辣椒幼苗根细胞中存在一定数量的乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH),LDH可催化丙酮酸转化为乳酸，ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇，说明辣椒体内同时可产生乳酸和酒精。对此，有些学生怀疑题目是否有错，怎么可能同时产生乳酸和酒精呢？与自己平时学的不一样。众所周知，植物无氧呼吸有两种途径：一是大多数植物无氧呼吸时产生酒精和CO2；二是少数植物无氧呼吸时产生乳酸。学生误认为同一植物个体中只能有一条途径，不能同时有两条途径。

事实上，大多数植物无氧呼吸产生酒精和CO2，如葡萄果实、青梅果实等；有的植物无氧呼吸只能产生乳酸，如马铃薯的块茎、玉米的胚、甜菜的根等；有的植物无氧呼吸既能产生乳酸，也能产生酒精和CO2，如辣椒等。

1.3 炎热的夏天中午12点时植物气孔关闭吗 2012年重庆高考第30题介绍热带植物棕榈科长叶刺葵的生理状况，要求分析导致12点时光合速率出现低谷的环境因素主要是光照还是CO2。该题的背景资料显示: 蒸腾作用在12点时最强，同时气孔导度最大。但由于许多教辅中的习题都认为炎热夏天中午12点时光合作用强度降低的原因是植物气孔关闭，CO2不能进入叶片导致暗反应减弱。这样的习题做多了，学生也就默认为炎热夏天中午12点植物气孔是关闭的，于是对题目提出疑问。

事实上，尽管炎热夏天中午12点时，大多数植物气孔关闭，气孔导度几乎为零，但少数植物气孔不关闭，气孔导度较大，如长叶刺葵、小麦的旗叶[1]、棉花[2]等。对该题的分析：蒸腾作用有利于植物根对水分的吸收，蒸腾作用越强，根吸水能力越强。蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，气孔导度的大小直接影响蒸腾速率大小的变化，而CO2是通过气孔进入叶肉细胞的。通过对该试题的分析，说明CO2供应充足，由此推测导致光合速率出现低谷的环境因素是光照。除此之外，引起光合午休的因素众多[3]。

1.4 种子萌发过程中, 有机物的重量一定减少吗 2013年全国新课标卷第29题涉及某油料作物种子的萌发，在黑暗及不能吸收矿质元素的条件下，正在萌发的种子(含幼苗)的干重先增加后减少。平时的教学及练习中都强调种子萌发过程中有机物的重量是减少的，因此学生对试题无从分析。有研究者认为，吸收的水分参与种子中物质代谢以及成为结合水，导致种子干重增加；另外，胚乳(或子叶)中脂肪转化为幼苗中糖等亲水物质，会使细胞中结合水增加。其实，植物组织的干重通常是在100℃～105℃温度下几次烘干脱水后的稳定重量，种子干重并非干种子重量，是不含水分时的重量。因此，不能把结合水增加作为该种子无光萌发初期干重增加的原因。

分析试题中萌发的油料种子干重增加的主要原因是：在种子(含幼苗)无光萌发初期有大量的脂肪氧化分解成中间产物，如甘油、脂肪酸。这些中间产物或氧化成CO2和H2O为种子萌发供能，或转化为纤维素、蛋白质等构建新的组织细胞。脂肪酸的转化需添加氧元素，会使有机物的质量增加，且有机物增加量大于脂肪等有机物分解为无机物导致的有机物减少量，所以种子干重增加。但是，淀粉类种子在黑暗条件下萌发时，呼吸作用消耗有机物，使种子或幼苗的干重下降，淀粉转化为蛋白质和纤维素时，不会导致有机物的质量增加。结论是：在黑暗条件下萌发时，淀粉类种子干重是下降的，而油料种子干重增加。

1.5 胞吞和胞吐属于跨膜运输吗 2016年全国Ⅰ卷31题中提到“胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式”。而为数不少的生物学教师却认为胞吞和胞吐不属于跨膜运输方式，因为所有的教辅材料中的试题给出的解析及答案都是这样的。例如，胰岛素分泌到细胞外通过几层膜?教辅无一例外都说成0层，而且强调胞吞胞吐不属于跨膜运输。

在翟中和等主编的大学《细胞生物学》第三版的目录中，将被动运输、主动运输、胞吞作用和胞吐作用都归属于物质的跨膜运输一节中；而在其修订的《细胞生物学》第四版书中提到: “真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，如蛋白质、多核苷酸、多糖等[4]。在其他大学教材[5]中，也将胞吞和胞吐归属于物质的跨膜转运。基于以上分析，胞吞胞吐应属于跨膜运输方式。

2 对教学的启发

2.1 树立正确的教学观 教师在习题教学时，应运用生物学观念和辩证的教学观破除学生的思维定势，要引导学生依据试题条件进行分析判断，学会灵活变通。

2.2 加强对教材的研究 因篇幅所限，教材中的知识未能详细呈现知识的全貌，教师切不可断章取义地误解知识。对教材中由个别到一般的归纳推理一定要理解到位，切不可以偏概全。应理解生物中的特殊性是十分常见的(尽管教材中未提及)。若不能研究透教材，没把握住教材的精髓，则容易导致学生的思维僵化，遇到新情境时失去思考的能力。教师应加强学习学科知识，防止因专业知识缺陷而误解教材。

2.3 正确看待教辅 目前，多数教师教学离不开教辅，但一些低质量的教辅易误导教师和学生。教辅中过多的练习造成学生练习过度，无意识强化某知识点而造成思维的单向性。当教师对教材中的知识点出现理解不清时，最好查找大学教材或专业学术期刊。