“種羣數量的變化”是一個高頻考點，試題多以圖表爲載體，着眼於信息轉換能力和邏輯推理能力的考查。
一、構建數學模型的方法
數學模型是用來描一個系統或它的性質的數學形式。數學模型的形式很多，常見的有：數學表達式、曲線、表格等。數學模型的建構也是一個假說演繹推理的過程，它包括：觀察對象提出問題→提出合理的假設→依據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達→通過進一步實驗或觀察對模型進行修正。
例1 調查發現某種一年生植物(當年播種、當年開花結果)的種羣中存在下列情形：①因某種原因導致該植物中大約只有80%的種子能夠發育成成熟植株；②該植物平均每株可產生400粒種子；③該植物爲自花傳粉植物。目前種子數量爲a，則m年後該植物的種子數量N可以表示爲（ ）
A．400a?0．8m B．0．8a?400m
C．a?320m D．320am
答案：C
解析：據題意可知：該種羣一年後種子的數量爲a×80%×400，則兩年後種子的數量爲a×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)2，三年後種子的數量a×80%×400×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)3，以此類推，m年後種子的數量爲a×(80%×400)m＝a×320m。二、種羣數量變化的規律
1 無限環境中種羣數量變化模型—“J”型增長曲線
在食物（養料）和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵等理想條件下種羣的數量每年以一定的倍數增長，第二年的數量是第一年的λ倍。其數學表達式爲：Nt=N0λt（Nt爲第t年後種羣的數量，N0爲種羣的起始數量；λ爲每年都保持的增長率；t爲年數）。上述計算只適用於世代不相重疊種羣的離散增長，這樣的種羣要求是：一生只繁殖一次，世代不相重疊,即子代產生時，親代已死亡。種羣表現爲“J”型數量增長的兩種情形:a．實驗室條件下；b．當一個種羣剛遷入一個新的適宜環境中時。
2 有限環境中種羣數量變化模型—“S”型增長曲線
當種羣在一個有限的環境中增長時，隨着種羣密度的上升，個體間對有限的空間、食物和其他生活條件的種內競爭必將加劇，同時以該種羣生物爲食的捕食者數量也會增加。從而使該種羣數量的增長率下降，最終種羣數量達到環境條件允許的最大值（如圖）。a段基本呈指數增長；b段增長速度較慢；c段基本保持在環境容量（環境負荷）的水平。
例2關於右圖中種羣數量變化說法錯誤的是（ ）
A．種羣J型曲線只有在理想條件下才能出現
B．種羣呈S型增長過程中，在達到K值之前就是J型增長
C．自然狀態下種羣數量達到600時，種羣的增長速率爲0
D．環境條件變化時，種羣的K值也會發生相應變化
答案：B
解析：種羣呈S型增長過程中，在種羣數量比較少時（即低於K/2時），表現爲J型增長。
例3 用牛奶瓶培養黑腹果蠅，觀察成蟲數量的變化，結果如下表：
時間（天）
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
成蟲數（只）
6
10
28
71
131
207
270
302
327
341
根據表中數據分析，下列結果正確的是
A．第13-25天，成蟲數量增長快的主要原因是個體生長加快。
B．第17-29天，成蟲增長率上升，死亡率下降
C．第21-37天，成蟲增長率的下降與種羣密度的改變有關
D．第1-37天，成蟲數量成“J”型增長
答案：C
解析：本題爲一道表格題，先要提取表格中的關鍵信息，並進行一定數據轉換。依表格可得：4-18-43-60-76-32-25-14（每4天成蟲增加的個體數）。題目選項中的“增長率”應該就是指增長速率，即瞬時增長率。可見，種羣增長率先增加後減少，種羣表現出來的受密度因素制約的邏輯斯諦增長，即成蟲數量呈S型增長。選項分析：A選項錯誤--個體生長加快與成蟲數量增加並無直接的因果關係，更不可能是主要原因，B選項錯誤--17天至29天，這個時間段內增長率先增加後減小，而死亡率應該是升高的，因爲成蟲密度增大。C選項正確--21天至37天，這個時期，種內鬥爭加劇，成蟲變得更加擁擠，成蟲密度成爲制約成蟲數量增長的主要因素。D選項錯誤，整個實驗研究時期，成蟲數量表現爲S型增長。
誤區警示：在“S”型增長曲線中，種羣增長速率即過S型曲線某點所作切線的斜率，很明顯它是先增大後減小；另外，可列出以種羣數量爲自變量的種羣增長速率方程式：種羣增長速率=rN(1-N/k)，其中r爲常數，N是種羣數量，K是環境容納量，它是一個一元二次方程，曲線的開口向下，中軸線爲N=k/2，分析曲線走向同樣可得出種羣增長速率先增大後減小的結論，即當0＜N≤K/2時，增長速率隨N增大而增大；當K/2≤N≤K時，增長速率隨N增大而減小。而“S”型增長曲線的種羣增長率等於出生率與死亡率之差，在有限的環境中，隨着種羣數量的增加，導致環境阻力增加，出生率會逐漸減小，而死亡率逐漸增加，可見種羣增長率一直減小。
三、種羣增長曲線在生產生活中的應用
1 K值的應用
（1）野生生物資源保護：保護野生生物生活的環境，減小環境阻力，增大K值。
（2）有害生物的防治：增大環境阻力（如爲防鼠害而封儲糧食、清除生活垃圾、保護鼠的天敵等），降低K值。
2 K/2值的應用
（1)資源開發與利用：種子羣數量達環境容納量的一半時，種羣增長速率最大，再生能力最強。維持被開發資源的種羣數量在K/2值處，可實現“既有較大收穫量又可保持種羣高速增長”，從而不影響種羣再生，符合可持續發展的原則。
(2)有害生物防治：務必及時控制種羣數量，嚴防達K/2值處（若達K/2值處，可導致該有害生物成災，如蝗蟲的防控即是如此）。
例4 資源的合理使用是使產量最大化，又不影響資源的持久利用。自然種羣增長呈“S”型曲線。假設種羣的最大值K＝200，N表示種羣數量水平，根據下表，下列說法正確的是（ ）
曲線上的點
種羣大小
（K－N）/K
種羣的增長量
S1
20
0．90
18
S2
50
0．75
38
S3
100
0．50
50
S4
150
0．25
38
S5
180
0．10
18
A．環境阻力對種羣增長的影響出現在S4點之後
B．防治蝗蟲應在蝗蟲數量達到S3點時進行
C．漁業捕撈後需控制剩餘量在S3點
D．若此表示酵母菌生長狀況，則有害代謝產物在S1時期大量積累
答案：C
解析：由題表知，種羣數量越來越多，種羣增長量最大時爲50，此時對應種羣數量爲K/2，曲線上的點是S3。故環境阻力對種羣增長的影響出現在S3點之後，防治蝗蟲應在S3點之前進行，有害代謝產物在S5時期大量積累。
作者簡介：周偉，生物奧賽主教練。主要從事生物教學與奧賽培訓研究，近年來在《生物學教學》、《中學生物教學》、《吉首大學學報》、《新大學聯考》、《考試報》、《素質教育報》、《中學生理化報》、《中學生學習報》、《當代中學生報》等報刊上發表文章60多篇。
生物治蟲——控制農作物病蟲害的最好方法
從古至今，農業病蟲害給人類造成的災難數不勝數，所以人們一直在尋求防治病蟲害的方法。許多年來，人們消滅害蟲的主要武器是化學藥劑。但是使用化學藥劑會污染環境，嚴重危害人類的健康。在經過多年探索出的諸多方法中，生物防治發揮了重要作用。
生物治蟲或生物控制害蟲，是指用一種生物控制另一種生物的治蟲方法。就是利用生物間的關係，應用各種有益的生物(天敵)或生物的代謝產物來防治病蟲害的方法。有益生物種類很多，包括益蟲、益鳥、益獸和有益微生物等。生物防治法就是通過有益生物直接消滅害蟲，改變生物種羣的組成部分。其優點是對人、畜、植物安全，沒有污染，不會引起害蟲的猖獗和產生抗藥性，對一些害蟲的發生有長期的抑制作用。
1.以蟲治蟲
以蟲治蟲是利用天敵昆蟲消滅害蟲。現發現捕食性天敵種類很多，如瓢蟲、草蛉、胡蜂、螞蟻、食蚜蠅、食蟲蠅、獵蝽、步行蟲以及蜘蛛和捕食蟎等。這類天敵食量較大，在自然界中抑制害蟲的作用十分顯著。寄生性天敵主要有寄生蜂和寄生蠅，它們將卵產在害蟲的幼蟲或蛹內，從而抑制了害蟲的繁殖。
2.以菌治蟲
就是利用害蟲的病原微生物防治害蟲的方法。害蟲的病原微生物包括真菌、細菌、病毒等。全世界目前已知病原微生物有2 000多種。利用人工的方法對病原微生物進行培養，然後製成菌粉、菌液，噴施於田間，使害蟲得病而死亡，這種方法已廣泛被人們應用，稱之爲微生物農藥。
3.以菌防病
微生物中細菌、真菌和放線菌都可產生抗菌素。常用的有春雷黴素、井岡黴素、慶豐黴素、滅瘟素、內療素、多抗黴素、鏈黴素、青黴素、木黴素等。將抗菌素配成藥液，採用噴灑、澆灌、浸種、塗敷或注射等方式使用，防治病害，故稱爲生物農藥。
4.利用昆蟲激素防治害蟲
昆蟲激素分爲外激素和內激素。外激素一般是雌蟲分泌，用以引誘雄蟲進行交配。我國目前已經人工合成了一些害蟲的性外激素，經各地研究試驗，誘殺雄蛾的效果都很好。利用昆蟲的內激素能干擾它的正常發育，造成昆蟲畸形，甚至死亡。近幾年，我國對昆蟲激素的研究進展很快，江蘇省成立了激素研究所，能夠生產很多種昆蟲激素，並大量應用於生產。
5.其他有益動物的利用
大山雀是食蟲益鳥，一對大山雀在哺育雛鳥期間，一天喂雛100多次，可捕捉1 000多條幼蟲。一隻大山雀一晝夜所捕食的昆蟲量約等於它自己的體重。又如啄木鳥可捕殺大量的森林害蟲。據山東省1972年資料報道，在約66.7公頃(1 000多畝)的白楊樹林內，居住啄木鳥2對，經過3個冬季，光肩星天牛由原來每100株樹有幼蟲80條，下降到只有0.8條；個別發生吉丁蟲危害的柳樹林，經過一個冬季，越冬幼蟲被啄木鳥食97％～98％。
青蛙和蟾蜍能捕食在地面上活動的各種害蟲，一隻青蛙一年所捕食的害蟲相當於3 000 g農藥所殺滅的害蟲，所以一隻青蛙就是一個“活殺蟲機”。
蝙蝠能捕食大量的蛾類、蚊類、金龜子等多種害蟲。美國在農田中建造蝙蝠塔，招引蝙蝠，效果很好。
對以上有效動物的保護和招引，既可幫助我們消滅害蟲，又有利於自然界的生態平衡，是一項非常有意義的工作。
此外，還可以利用基因工程來生產合適的生物體以控制害蟲。
生物二輪複習方法
(一)二輪的時間
二月底四月底
(二)二輪複習應達到的目標
1.進一步夯實基礎 高中數學，打牢雙基。
2.綜合、歸納、整理和提高，形成網絡。
3.注重培養，提高分析問題和解決實際問題的。
4.加強應試訓練，提高應試技巧和素質。
(三)二輪複習的形式和內容
根據二輪複習的總時間，建議分8個大專題，每個大專題下再分成若干個小專題進行復習，小專題的目的是對重要知識進行深化、對相似或相近的知識進行歸類、整理和比較。每個大專題約一週時間，每個小專題1節課。
專題一生命的物質基礎和結構基礎
包括：緒論、組成體的元素、組成體的化合物、細胞膜有結構和功能(含膜系統)、細胞質的結構和功能、細胞核的結構和功能、有絲分裂、減數分裂、無絲分裂、細胞分化癌變和衰老、植物細胞工程、動物細胞工程。
本專題知識是其它生物學知識的`基礎，應細一點、慢一點，可分出以下小專題進行復習：化學元素專題、水專題、無機物專題、糖類專題、蛋白質專題、核酸專題、原核細胞結構和功能專題、真核細胞結構和功能專題、細胞分裂專題、細胞工程專題、細胞的全能性專題。如水專題爲例可包括水的存在、水的來源、水的排出、水的調節、水的標記、水的生態、水的污染。
專題二生物的新陳代謝與固氮
包括：光合作用、C3、C4植物、提高光能利用率、生物固氮、植物對水分的吸收和利用、植物的礦質營養、人和動物的三大營養物質代謝、細胞呼吸、代謝的基本類型。
本專題知識是的重點之一，主要是強化知識的整體性，如選修教材與必修教材的融合、植物的整體性、動物的整體性。可以分出酶和ATP專題、植物代謝專題、動物代謝專題、生物的代謝類型專題。在植物代謝專題複習時應補充課本中有關植物根、莖、葉的結構與功能，光合作用、呼吸作用的經典實驗。光合作用、呼吸作用有關的綜合題、實驗設計題要引起足夠重視。在動物物代謝專題複習時應補充生理衛生課本中消化系統、呼吸系統、循環系統、泌尿系統的知識。生物的代謝類型專題應給歸納整理出生物中所涉及到的各種生物，特別是課本上提到的一些常見生物、微生物的代謝特點。如酵母菌、硝化細菌、根瘤菌、圓褐固氮菌、穀氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌、反硝化細菌、產甲烷桿菌、放線菌、乳酸菌、大腸桿菌、紅螺菌。05年生物中出現用小麥、洋蔥作爲背景材料，要求考生回答一系列有關的生物學知識、實驗知識，題目很好。要加強這類題的訓練，如水稻、玉米、蘑菇等。
專題三生命活動的調節與免疫
包括：植物生命活動的調節、人和動物的體液調節、人和動物的神經調節、動物行爲產生的生理基礎、內環境與穩態、水鹽平衡及調節、血糖平衡及調節、人的體溫調節、免疫。
本專題中植物生命活動的調節可以給學生補充教參中的部分內容(如植物的向性運動實驗設計等)、植物生長素的極性運輸、轉檯、宇宙飛船上植物的向光性、向地性問題。體液調節中補充內分泌系統的基礎知識、整理高中課本上提到的各種激素的分泌器官、化學本質、生理作用、病症，如促激素釋放激素、促激素、甲狀腺激素、生長激素、胰島素、胰高血糖素、性激素、孕激素、抗利尿激素、醛固酮、腎上腺素。
在複習免疫時要歸納總結淋巴細胞、造血幹細胞、吞噬細胞、T細胞、B細胞、效應T細胞、效應B細胞、細胞的形成、特點和功能。
專題四生物的生殖和發育
包括：植物的個體發育、動物的個體發育。
本專題應補充國中生物花、果實、種子的結構、雙受精現象;還可分出種子的萌發和形成專題、胚胎幹細胞專題。
生物設計實驗步驟常用“四步法”
第一步：共性處理實驗材料，均等分組並編號。選擇實驗材料時要注意應用一些表示等量的描述性語言，如：“生長一致的”，“日齡相同的，體重一致的&rdquo 高中化學;等等。分成多少組要視題目中所給的信息而定，(一般情況分兩組)。編號最好用A、B、C或甲、乙、丙，而不用1、2、3 避免與實驗步驟相混淆。
第二步：遵循單因子變量原則，對照處理各組材料。爲一組爲對照組(往往爲處於正常生理狀態的)，其餘爲實驗組，對照組與實驗組只能有一個實驗條件不同(單因子變量)，其他條件要注意強調出相同來，這是重要的得分點或失分點。至於變量是什麼要根據具體題目來確定。
第三步：相同條件培養(飼養、保溫)相同時間。
第四步：觀察記錄實驗結果。
實驗結果的預測(預期);首先要根據題目判斷該題是驗證性實驗還是探究性實驗，如果是驗證性實驗，則結果只有一個，即題目中要證明的內容。如果是探究性實驗，則結果一般有三種：①實驗組等於對照組，說明研究的條件對實驗無影響。②實驗組大於對照組,說明研究的條件對實驗有影響,且影響是正相關。③實驗組小於對照組,說明研究的條件對實驗有影響,且影響是負相關。
關於新世紀中學生物課程教學目標的思考
新世紀中學生物課程和教材的改革至少應當包括三個步驟：
1.確定本學科課程的教育目標（簡稱課程目標）；
2.根據課程目標選取教學內容；
3.根據學生的心理特徵和認識規律，設計教學內容的組織結構和表現形式。本文僅就如何確定中學生物課程的教育目標談一些管窺之見。
一、正確處理學科知識、社會需要和學生髮展之間的關係
無論是課程目標的確定還是教學內容的選取，都有一個首當其衝而且無法迴避的問題，也就是學科知識、社會需求和學生髮展三者的關係問題。各國課程改革的經驗表明，“以學科爲中心”的課程能夠較好地傳遞人類社會積累的知識和經驗，有利於學生建立完整的知識結構並實現知識的遷移，但是由於忽視社會的需要和學生的心理特徵及認知規律，容易造成與社會脫節和學生學習負擔過重。“以社會爲中心”的課程強調按社會需要來確定教學內容，有利於培養學生參與社會活動的意識和能力，但是由於忽視知識的內在邏輯順序和學生的”個性特點，使得課程內容零散，缺乏整體性和連續性，不利於學生的全面發展。“以學生爲中心”的課程以學生的興趣和動機爲基礎，以學生所需要的經驗和感興趣的問題構成學習單元，讓學生從做中學，有利於提高學生的學習興趣，發展學生學習的主動性和創造性，但是由於忽視知識的系統性和教育的社會功能，內容龐雜而缺乏連續性，不利於人類文化遺產的傳遞，不利於學生掌握適應社會所必需的基礎知識和基本技能。現在，越來越多的人認爲，學科知識、社會需求和學生的發展都是課程設計應當考慮的重要因素，應當將這三者作爲一個統一的整體來考慮，不可偏廢。
中學生物課程目標的確定應當力求實現學科識識、社會需求和學生髮展的最佳結合。因此，新世紀中學生物課程教材改革的重點不是如何更加完美地呈現生物學科的知識結構，而是如何更好地體現學生髮展和社會的需要。
二、課程目標要適應社會發展的需要
在充滿希望和挑戰的21世紀，科學技術與社會將發生強相互作用。科技將高度社會化，社會將高度科技化。社會的高度科技化要求公民普遍具有較高的科學素養，包括科學知識、科學觀點、科學態度、科學精神、科學方法、科學價值觀、科學思維習慣和行爲習慣等。生物科學在社會發展中的地位和作用要求我國涌現出一大批站在生物科學前沿的創新型人才。從這個意義上說，中學生物課程一方面要使廣大受教育者具有較高的生物科學素養，另一方面又要爲將來可能從事生物科學研究的學生，在態度觀念、知識和能力等方面打好生物學基礎。返回頁首
從國際上看，全球經濟的一體化，人類社會的高度信息化和科技化，高科技的發展所引發的知識經濟時代的到來。全球性的人口、糧食、健康、能源、資源和環境等問題，都給各國的基礎教育，尤其是發展中國家的基礎教育提出了嚴峻的挑戰，要求基礎教育的教育目標作適當的調整，如強調國際理解，具有收集和處理信息的能力，樹立全球意識和環境意識，樹立人與自然和諧共處、可持續發展的觀念，學會關心，學會學習，學會發現，學會創造等。從國內形勢來看，經濟正處在高速增長的階段，同時也面臨着許多問題，如人口負擔過重，環境污染加劇，科學技術水平與發達國家相比差距較大，民族創新意識不強，社會轉型期人們的思想觀念衝突和各種社會矛盾比較突出，人們的思想道德和科學文化素養有待於進一步提高，等等。這些問題對基礎教育所提出的要求，特別是知識經濟對基礎教育的要求，也都應當在中學生物課程目標中得到體現。
知識經濟是建立在知識的生產、傳播、轉移、分配和使用之上的經濟。知識經濟所依賴的主要資源不是有形的物質資源，而是無形的智力資源。中國作爲一個人口衆多、人均物質資源相對貧乏、因科技和管理水平低而對物質資源的利用效率又很低的國家，如果能充分開發人們的大腦，提高民族創新能力，特別是科技創新能力，沉重的人口負擔就會轉化爲無與倫比的智力資源。中國就有可能變劣勢爲優勢，在某種程度上超越工業化國家已經走過的一些發展階段，迅速趕上發達國家。假如我們培養出的學生總是長於記憶而拙於發現，長於應試而拙於實踐，樂於接受現成結論而不會質疑，只知被動完成老師下達的學習任務而不知主動地學習，創新精神和實踐能力就無從談起，我們怎麼能抓住知識經濟時代帶來的發展機遇呢？由此可見，新世紀中學生物課程的教育目標，應當以全面提高學生的生物科學素養爲宗旨，以培養學生的創新精神和實踐能力爲重點。
三、課程目標要符合學生髮展的需要
關於學生髮展的需要，首先應當研究中學生學習生物科學的心理特徵和認知規律。瞭解哪些內容是學生樂於學習的，哪些內容對學生的終身學習和發展具有較高的價值，而不是單純從學科知識的系統性出發，選取學生應當學習的內容。調查表明，關於動植物的形態結構和分類等事實性知識，名詞術語較多；有些動植物是學生不常見的，教學大綱和教材從學科知識的系統性出發，將它們作爲代表動物或代表植物講述，學生的學習興趣較低。關於原理性知識和程序性知識，能夠使學生理解爲什麼，懂得怎麼做，是學生非常感興趣的。例如，生物的性狀是怎樣遺傳給後代的？遺傳物質是怎樣發現的？等等。因此，在確定具體教學內容的教學目標時，對事實性知識應當做較低要求，如知道或識記等；對原理性和程序性知識應當做較高要求，如理解和應用等。教學內容的時效性和對學生髮展的價值是與其基礎性呈正相關的，也就是說，教學內容與基本概念、基本原理和相關性越高，其時效性就越長，對學生髮展的價值就越大。因此，在確定本學科課程目標時，使學生掌握生物學的基本概念和基本原理仍是不可忽視的。
生物學實驗、實習和調查等探究活動是中學生普遍感興趣的。這些探究活動不僅能夠幫助學生掌握知識，而且能夠使學生充分體驗到發現的樂趣，成功的愉悅，在科學態度、意志、合作精神、觀察能力、動手能力、分析和解決問題的能力等方面也能得到發展。因此，讓學生擁有科學探究的經歷和體驗，應當成爲中學生物課程的重要目標。
在研究學生心理特徵和認知規律的基礎上，至少還應當研究以下幾個問題。一是如何促進學生的全面發展。促進學生的全面發展是靠整個教育體系特別是課程體系來實現的，社會和家庭因素也起着重要作用，因而非一門學科課程所能承擔。但是，一門學科課程的教育功能又是多方面的。中學生物課程作爲一門科學課程，在提高學生的生物科學素養、發展智力的同時，在德育、美育和促進學生身心健康發展方面也應當發揮獨特的作用。二是如何體現尊重學生個性發展的特點。學生的認知水平和興趣都不是整齊劃一的。具體教學內容的教學目標應當體現彈性和選擇性，有基本要求和較高要求之分，隨着年級的遞進，選學內容應當逐漸增多。各種探究活動應當爲學生提供多種可供選擇的方案，也可以讓學生自己提出探究的課題，自己設計和進行實驗尋找答案。三是如何爲學生的終身發展打基礎，培養學生終身學習的能力。爲此，在課程目標中應當要求學生具有利用課本以外的信息資源獲取和處理信息的能力。返回頁首
四、課程目標應當體現學科特點
在20世紀，隨着數學、物理和化學原理和方法在生物學研究中的廣泛應用，研究手段的現代化，生物科學取得了突飛猛進的發展。以DNA雙螺旋結構模型的建立爲標誌，分子生物學的研究取得長足進展，並深入到遺傳學、細胞生物學、神經生物學、發育生物學、進化論和生態學等各分支領域，使生物學各個領域的研究在分子水平上趨於統一，並越來越接近揭示生命的本質。生物科學原理與工程技術的結合，催生了生物工程（生物技術），並迅速實現產業化，成爲新的經濟增長點，在農業、醫藥工業、醫療、環保等領域碩果累累。與生物學密切相關的人體科學、營養學、優生學、衛生學、行爲科學等學科的發展，在促進人們身心健康、提高人們生活質量方面發揮了重要作用。
21世紀將會加速發展的學科羣中，生命科學因其研究客體的極端精巧和複雜性，以及社會多種需求（人類生存環境、資源、食物、健康等）所產生的緊迫性，最可能出現革命性的變化，以至成爲新的科技革命的中心，對其他學科產生巨大的帶動作用，並對人類社會的生產方式、生活方式乃至思維方式產生廣泛而深刻的影響。返回頁首
生物科學的現狀和發展趨勢要求中學生物課程的知識教育目標做出相應的變革，應當使學生不僅掌握基本的生物學概念、原理和規律，而且瞭解這些知識產生的過程及其應用，還要了解生物科學的新進展和發展趨勢。生物課程在思想品德教育方面具有獨特的作用。生命的物質性，生物界普遍存在的對立統一，各種生命現象之間、生物個體之間、生物與環境之間存在的相互依存和普遍聯繫，等等，都是進行辯證唯物主義教育的好材料。我國生物資源的多樣性、生物科學的成就等內容，能夠激發學生的民族自豪感；我國野生生物資源和生物多樣性面臨的危機、生態環境的惡化等內容，能夠激發學生的民族責任感，這些都是進行愛國主義教育的良好素材。生物進化觀點和生態學觀點教育，能夠幫助學生建立科學的世界觀。生態學的基本原理和生態倫理學等內容，能夠幫助學生正確認識和對待人與生物的關係、人類社會經濟發展與自然環境的關係，樹立人與自然和諧共處和可持續發展的觀念。生物工程的興起和克隆技術的出現，已經並將繼續對人類的倫理道德體系提出新的挑戰。生物科學史和科學探究活動等內容，能夠幫助學生理解科學的性質，養成科學態度和科學精神。生物科學、技術與社會相互聯繫和相互作用的內容，能夠幫助學豐正確認識科學、技術和社會的關係，形成科學的價值觀。中學生物課程目標應當充分體現本學科這些德育功能。
生物課程應當具有獨特而深刻的美育功能，長期以來卻未引起足夠的注意，沒有得到充分的開發。中學生物課程的美育目標應當包括以下幾個方面：
一是讓學生更好地欣賞生物界普遍存在的外在自然美，如生物的形態、結構、色澤、運動之美；
二是讓學生在認識生物界各個層次上的關聯性、多樣性和統一性的基礎上，領略生物界普遍存在的內在和諧美，如發育過程中基因表達的有序性、細胞內各種代謝活動的協調性、生物體內環境的穩態、種羣間的協同進化、生物圈的穩態等；
三是領悟生物科學理論或模型的科學美，如DNA分子雙螺旋結構模型的簡明、和諧、流暢和對稱之美，遺傳規律的邏輯美，科學術語的簡約美；
四是讓學生感受科學家在科學研究過程中表現出的人格美，如敢於懷疑、實事求是的科學態度，追求真理的科學精神，堅韌不拔的意志，謙遜的品格，合作的精神，大膽的想像，嚴謹的方法，奇妙的靈感等。總之，讓學生在對自然界理性認識的過程中，多一些對自然界和科學本身的審美觀照，會使學生在認知和情感兩個方面的發展相得益彰，不失爲科學課程滲透人文精神的一條途徑。
生物科學的研究有完整的方法和技能體系，中學生不可能也沒有必要完全掌握。但是，讓學生掌握生物科學探究的一般方法，瞭解科學認識的一般模式，掌握生物科學基本技能，對於培養學生的科學探究能力，特別是創新和實踐能力，卻是十分必要的，應當列爲中學生物課程的重要目標。
綜上所述，新世紀中學生物課程教育目標的確定，應當將學生的發展、社會需要和學科特點統一考慮，以全面提高學生的生物科學素養爲宗旨，以培養學生的創造精神和實踐能力爲重點，最終目標是促進學生在德、智、體、美諸方面全面發展。
過敏知識ABC
【考題再現】
07年廣東理綜49題：有的人吃了某種海鮮會腹痛、腹瀉、嘔吐，有的人吸入某種花粉便打噴嚏、鼻塞等，這些都是過敏反應症狀。下列有關過敏反應的敘述，正確的是（ ）
A．過敏反應沒有淋巴細胞參與?
B．過敏反應疾病是免疫系統功能的正常反應?
C．過敏反應中產生抗體的細胞來源於骨髓中的造血幹細胞
D．機體首次接觸過敏原即產生適應性免疫應答以保護自身
答案：C
而後大家紛紛給出解釋認爲D選項錯，錯在機體首次接觸過敏原不會產生適應性免疫應答，接着很多教輔資料演化出了不少相同類型的題。對此筆者一直持懷疑態度 大學聯考，試想：如果不發生免疫應答那麼第一次刺激機體產生抗體的抗原(過敏原)又到哪裏去了呢？要解答這個問題我們有必要重新認識一下過敏這個現象。
1.什麼叫做過敏？
對於過敏，高中教材是這樣表述的：“當免疫功能失調時可引起過敏反應……過敏反應是指已免疫的機體在再次接受相同物質的刺激時所發生的反應……引起過敏反應的物質叫做過敏原”。
其實過敏反應在醫學上被稱作超敏反應，雖然現實生活中過敏成了超敏的代名詞，但是許多被稱作過敏的症狀卻不是由於免疫反應引起的，比如冷空氣引起的哮喘。冷空氣能傷害氣管壁上的肥大細胞的細胞膜，然後釋放介質(能引發過敏反應的化合物)從而誘發哮喘。因此教材所指的因免疫系統失調引起的過敏反應的說法改爲超敏反應會更加科學和規範。但爲了尊重大家的習慣後文仍採用過敏一說。
2.過敏的類型
根據過敏反應發生機制和臨牀特點共分爲4個類型：I型又稱速髮型；II型又稱細胞毒型 ；III型又稱免疫複合型；IV型亦稱遲髮型。前三型均由抗體介導，可經過血清被動轉移，IV型由T細胞介導，可經淋巴細胞被動轉移。高中教材所講的應該是I型過敏反應。
3.過敏反應過程
3．1致敏階段
過敏原初次刺激機體，使機體形成對該過敏原的過度敏感性，此爲致敏階段，在致敏作用中最初接觸過敏原會激活B細胞，B細胞分化成漿細胞和記憶B細胞，這些漿細胞能產生對過敏原特異的抗體(主要是IgE抗體)，IgE抗體通過其尾部吸附到呼吸道和胃腸道的肥大細胞表面以及血液中嗜鹼性粒細胞表面，一般可吸附數月或數年，此時細胞稱作致敏靶細胞。而且這種抗體主要存在於組織液和皮膚中，調查顯示正常人血清當中IgE抗體含量很低，而過敏患者雖然過敏原不同但是其IgE抗體的含量均是正常人的1000-10000倍。
3．2 發敏階段
致敏機體再次接觸同類致敏原則誘發超敏反應，導致生理功能紊亂甚至組織損傷，此爲發敏階段。由於 IgE抗體與肥大細胞和嗜鹼性粒細胞細胞表面的特殊結合方式使得其抗原結合部位能與再次相遇的相同抗原發生交聯結合反應(一個過敏原與2個及以上抗體結合)，從而使肥大細胞和嗜鹼性粒細胞的顆粒物釋放出其中的介物如組胺等物質(組胺是廣泛分佈於人體內的具有多種生理活性且非常重要的自體活性物質，在組織損傷、炎症、神經刺激或者一些抗原抗體條件下釋放),產生一定的生物學效應,比如擴張小血管增加毛細血管通透性、刺激平滑肌收縮、促進粘膜腺體分泌、趨化炎症細胞和促進局部炎症反應。
4.應對過敏的措施
目前應對過敏通常的做法是服用抗過敏藥物，以阻止組織胺的釋放，比如苯海拉明、撲爾敏、左旋西替利嗪等等。但是這都無法從根本上解決患者的痛苦，只是治標不治本的權宜之計。此外，人們還通過檢查過敏原的具體對象來規避過敏物質，如果過敏原一旦明確，應立即停止繼續接觸過敏原，過敏反應通常自然消失。而有些過敏原是我們無法避開的，比如灰塵。針對這種過敏原，採取脫敏治療也能收到一定的效果。嚴重者應到醫院治療。
5.過敏發生的實質
研究發現靶細胞在釋放介質後暫時處於脫敏狀態，等1-2天細胞又將重新合成介質恢復到致敏狀態。因此在異種免疫血清脫敏治療的時候人們常常通過逐次加量免疫血清來逐步消耗致敏靶細胞內的活性介質從而消除機體致敏狀態。由於介質是逐步釋放的所以在脫敏過程中無明顯過敏反應。由此可見過敏與否關鍵得看致敏靶細胞是否釋放了大量的介質，如果釋放得很少則不會發生過敏反應。過敏原(抗原)的第一次刺激產生抗體少所以致敏細胞釋放的介質少,而第二次刺激產生大量的抗體便爲致敏細胞釋放大量介的提供了條件,因而產生了過敏反應。美國學者布萊克也認爲，第一次接觸過敏原是產生了症狀的只是不易察覺而已。或者換句話說，第一次過敏原與抗體是產生了免疫應答的，只不過這次應答產生的介質少不足以產生顯著的症狀，因此不能稱作過度反應即過敏反應罷了。
綜上所述我們有理由認爲第一次進入機體的過敏原與抗體是產生了免疫應答的，只不過這個免疫應答不強烈不易感知而已。此外，這種應答是免疫系統爲了驅除一些普通的外來物質而產生的應答，他對機體造成的是一種傷害―“過敏”，而非保護機體。可謂是“好心辦壞事”的典型事件。所以當年大學聯考題認爲D選項錯誤也就理所當然了。
參考文獻
[1] 傑奎啉?布萊克,蔡謹譯． 微生物學． 北京：化學工業出版社，2008: 374～378
[2] 龔非力． 醫學免疫學． 北京：科學出版社，2007: 129～133
高中生物基因的自由組合定律知識點總結
1、基因的自由組合規律：在F1產生配子時，在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因表現爲自由組合，這一規律就叫基因的自由組合規律。
2、兩對相對性狀的遺傳試驗：
①P：黃色圓粒X綠色皺粒→F1：黃色圓粒→F2：9黃圓：3綠圓：3黃皺：1綠皺。
②解釋：
1）每一對性狀的遺傳都符合分離規律。
2）不同對的性狀之間自由組合。
3）黃和綠由等位基因Y和y控制，圓和皺由另一對同源染色體上的等位基因R和r控制。兩親本基因型爲YYRR、yyrr，它們產生的配子分別是YR和 yr，F1的基因型爲YyRr。F１（YyRr）形成配子的種類和比例：等位基因分離，非等位基因之間自由組合。四種配子YR、Yr、Yr、yr的數量相同。
4）黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交試驗分析圖示解：F1：YyRr→黃圓（1YYRR、2YYRr、2YyRR、4YyRr）：3綠圓（1yyRR、2yyRr）：黃皺（1Yyrr、2Yyrr）：1綠皺（yyrr）。
5）黃圓和綠皺爲親本類型，綠圓和黃皺爲重組類型。
2、對自由組合現象解釋的驗證：F１（YyRr）X隱性（yyrr）→（1YR、1Yr、1yR、1yr）Xyr →F２：1YyRr：1Yyrr：1yyRr：1yyrr。
3、基因自由組合定律在實踐中的應用：1)基因重組使後代出現了新的基因型而產生變異，是生物變異的一個重要來源；通過基因間的重新組合，產生人們需要的具有兩個或多個親本優良性狀的新品種。
4、孟德爾獲得成功的原因：1)正確地選擇了實驗材料。2）在分析生物性狀時，採用了先從一對相對性狀入手再循序漸進的方法（由單一因素到多因素的研究方法）。3）在實驗中注意對不同世代的不同性狀進行記載和分析，並運用了統計學的方法處理實驗結果。4）科學設計了試驗程序。
5、基因的分離規律和基因的自由組合規律的比較：
①相對性狀數：基因的分離規律是１對，基因的自由組合規律是２對或多對；
②等位基因數：基因的分離規律是１對，基因的自由組合規律是２對或多對；
③等位基因與染色體的關係：基因的分離規律位於一對同源染色體上，基因的自由組合規律位於不同對的同源染色體上；
④細胞學基礎：基因的分離規律是在減Ｉ分裂後期同源染色體分離，基因的自由組合規律是在減Ｉ分裂後期同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合； 高中物理
⑤實質：基因的分離規律是等位基因隨同源染色體的分開而分離，基因的自由組合規律是在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因表現爲自由組合。
