立足“局部與整體觀” 構建學科知識體系

河北 張昆令

局部與整體觀是生命觀念的重要組成部分，能夠幫助學生從不同視角分析問題，形成自身的知識體系。復習時可以采用“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，再通過具體的知識講解充實概念模型，最后逐層深入，分析個體、種群、群落和生態系統之間的關系，從局部到整體，形成自己的知識結構。

1.視角決定問題：構建不同生命系統的模型

從生命系統結構層次來說，需要從不同的視角對各層次進行分析，發現需要研究的問題，構建個體、種群、群落、生態系統的研究模型如下。

圖1 個體層次研究模型

圖2 種群層次研究模型

圖3 群落層次研究模型(部分)

圖4 生態系統層次研究模型

2.問題細化：生態系統模型構建指導示例

2.1生態系統的結構組成

生態系統由生物群落和非生物的物質和能量組成。生產者、消費者和分解者三者緊密聯系、缺一不可，其中生產者和消費者構成了捕食食物鏈，捕食食物鏈的起點是生產者，也叫第一營養級。食物鏈彼此交錯，構成食物網。

在復習時要重點關注以下幾點：(1)注意生態系統和生物群落的區別與聯系，生態系統還包括非生物的物質和能量。(2)注意區分生產者、消費者、分解者的含義。生產者包括綠色植物、光合細菌和化能合成生物，消費者主要是各種動物和寄生生物，分解者主要是細菌、真菌等腐生生物。(3)明確食物鏈和食物網的相關知識點：食物鏈的起點一定是生產者，生產者一定是第一營養級，植食性動物一定是第二營養級，同一個生物在食物網中不同食物鏈所占據的營養級可以不同。

2.2構建生態系統的物質循環、能量流動和信息傳遞三大概念模型

對于任何一個生態系統，物質和能量是必不可少的，而在生物和生物、生物和環境之間，信息交流也很重要。在應對本部分考點時，可以構建三大概念模型，從而幫助學生構建自身知識框架，建立生命觀念。

圖5 生態系統的物質循環概念模型

圖6 生態系統的能量流動概念模型(部分)

圖7 生態系統的信息傳遞概念模型

2.3生態系統的穩定性

對于生態系統來說，避免生態系統被破壞和破壞后的重建是需要我們關注的，因此，考點集中在兩大穩定性的區分上。要注意兩大考點：(1)生態系統的組分越多，食物網越復雜，其自我調節能力越強，抵抗力穩定性越強，恢復力穩定性就越弱。(2)生態系統遭到不同程度的破壞后，恢復速度和恢復時間是不一樣的。

3.其他生命系統層次模型構建指導示例

3.1個體層面的能量流動

對于生物個體而言，能量是完成生命活動必不可少的。因此，個體如何獲得、轉換能量幫助完成各項生命活動是生物學研究的重要議題。

根據生物的能量來源不同，我們把生物分成了自養生物和異養生物：自養生物是生態系統的生產者，包括以綠色植物和光合細菌為主的光合自養生物以及以硝化細菌等為主的化能合成自養生物。異養生物包括消費型、寄生型、腐生型，在生態系統中扮演“消費者”和“分解者”的角色。

個體內部會發生能量的轉化，光合自養生物、化能合成自養生物通過光合作用、化能合成作用，將無機物轉化成有機物，維持自身生命活動并且為消費者、分解者提供物質和能量；同時，所有的細胞生物都能通過細胞呼吸分解有機物，將有機物中的能量轉化成熱能維持機體的溫度以及轉化成ATP中活躍的化學能，供給各項生命活動。ATP是生物直接消耗的能源物質，在生物體內，放能反應釋放的能量用于生成ATP，ATP分解釋放的能量能夠供給各項生命活動的吸能反應。ATP與ADP的快速轉換能夠滿足機體各項生命活動對于能量的需求。此外，個體能夠將多余的糖類轉化成儲能物質——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胞呼吸作用的關系及其在農業生產中的應用；細胞呼吸的類型、產物和場所；不同類型細胞的呼吸方式和過程；應用光合作用和細胞呼吸的基本原理分析各種生產生活中的問題，例如提高產量。

在復習過程中，可以將光合作用、細胞呼吸與生態系統的能量流動進行關聯，從個體的能量來源與去路出發，深入理解生態系統的能量流動，更好地達成局部與整體觀，發展科學思維。

3.2個體生命活動的調節——植物

植物沒有復雜的神經系統和內分泌系統，對于生命活動最主要的調節方式是植物激素調節。植物激素從作用效果上分成兩大類：生長素類、細胞分裂素類和赤霉素類能夠促進植物生長、發育；脫落酸和乙烯則與植物衰老、成熟和應對不良的環境有一定關系。此外，這五種激素不是獨立起作用，而是通過在植物生長發育的不同時期，不同植物激素之間的相對含量不同，共同調節植物的生命活動。

在近幾年高考題中，植物生命活動的調節部分內容通常會和光合作用、細胞呼吸、種群密度和物種間的關系聯系在一起進行考查，重點考查植物激素的種類、作用及特點。

在復習中，應該重點復習以下方面：(1)通過對種子和植物體吸收、釋放二氧化碳的具體速率分析，判斷植物體的生活狀態；(2)通過對種群密度、植物細胞呼吸和光合作用的影響分析，從而對農業生產中合理密植和套作等提出建議，加強長難句的寫作分析，提高科學思維；(3)設計探究實驗，探究相關因素對植物的光合速率和呼吸速率的影響，應明確自變量、因變量和無關變量，清晰探究思路，利用所學知識對結果進行預判。

3.3個體生命活動的調節——動物

對于高等動物來說，神經—體液—免疫調節網絡是機體維持穩態的重要機制。同時，各器官、系統協同協調配合，共同維持體內細胞生活環境——內環境的穩定。

對于神經調節，常見考點集中在：神經調節的基本結構和基本方式；神經沖動的產生與傳導；神經沖動在不同細胞間的傳遞；神經系統的分級調節與人腦的高級功能。本部分知識點以理解記憶為主，但一定要注意，要在理解的基礎上進行記憶，對于結構性強的知識構建思維導圖，強化自身知識體系。

對于體液調節而言，復習過程中應自主構建體溫調節、血糖調節、水鹽平衡調節和甲狀腺激素分泌調節的概念模型，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節作用，掌握如何根據實際情況判斷激素的相互關系以及具體的分級調節和反饋調節等調節方式。

免疫調節的考查內容經常與最新的科研成果相聯系，在近幾年的高考命題中，容易對免疫系統的組成與功能、特異性免疫的種類和過程分析及疫苗的種類和功能三個點進行考查，因此，要對特異性免疫的過程和特點加強記憶，對疫苗和抗體治療進行區分。

此外，可以深入思考人體是如何通過神經—體液—免疫調節網絡，依賴各組織器官的協調配合，共同維持人體內環境的穩態；也要明確三個系統之間通過某些物質，例如細胞因子、激素等相互協調，相互配合，共同調節人體的生命活動。

3.4群落的結構

在群落部分，應該注重將群落作為一個整體分析。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，所具有的優勢種也不同，同一群落的優勢種隨著時間的流逝也會發生改變。種群間不是簡單的疊加，而是具有一定的直接或間接關系。常見的種間關系有捕食、競爭、互利共生、寄生幾種，隨著環境變化和自然選擇，不同的生物之間、生物與環境之間發生協同進化。在群落中，不同的種群在空間上占據了一定的范圍，會形成垂直和水平方向上的不同結構，從而構成了群落的空間結構。

在群落的結構部分，主要的考點集中在：(1)分析群落的物種組成；(2)構建群落內種間關系的數學模型(如圖8)；(3)根據題目給的材料判斷具體的空間結構。在復習時，應該注意培養以下能力：根據所給材料和相關地理知識分析判斷群落的物種組成；根據相關數學模型分析種間關系；在競爭關系中注意明確物種占據不同生態位的意義；能夠根據所給材料判斷、區分種群的空間分布(集群分布、隨機分布和均勻分布)以及群落的空間結構(垂直分布和水平分布)。

圖8 群落內部分種間關系的數學模型

3.5群落的演替

群落不是一成不變的，在群落發展過程中，群落演替分為初生演替和次生演替兩種，主要是優勢取代。

常見的考查形式有以下幾種：(1)通過對不同的資料分析，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勢取代，而不是完全代替。