例析生物學高考試題中蘊含的哲學原理

孫倩 蔣選榮

摘?要：通過分析近兩年生物學高考試題中蘊含的哲學原理，探索培養學生科學思維的新途徑，從而進一步提升學生的生物學核心素養。

關鍵詞：生物學高考;哲學原理;核心素養

哲學是關于世界觀和方法論的理論體系，對自然科學的發展具有指導作用。生物學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現象和生命活動規律的科學。通過對生物高考試題中所蘊含的哲學原理進行梳理和歸納，有利于從哲學的角度培養學生的科學思維，從而進一步培養學生的生物學學科核心素養。

一、 物質性原理的應用

世界是物質的世界，世界真正的統一性在于它的物質性，自然界中所有事物都是由物質構成的。生命系統從細胞至生物圈都是由自然界的物質構成的，細胞是最基本的生命系統。物質性是所有生命系統的共同屬性，物質決定了生命系統的結構及其功能。分析生命現象或生命活動規律時，可以基于物質組成角度、結構和功能相適應角度分析，了解生命的物質性。

【例1】?（2017·海南卷，1）有關蛋白質結構與功能的敘述，錯誤的是（?）

A. 蛋白質的生物活性與蛋白質的空間結構有關

B. 數量相同的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈

C. 將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失

D. 氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結構

生命系統中的物質來自自然界，構成物質的化學元素也來自自然界，但是生物體內化學元素種類與數量與自然界存有差異，這就說明生命系統具有差異性。生命系統的物質組成結構，結構決定功能，結構特點與物質組成有關，功能取決于結構基礎。本題中氨基酸是構成蛋白質的基本單位，其基本組成元素是C、H、O、N等，在R基團中可能含有其他元素;這些化學元素在無機自然界中都存在，說明生物界與非生物界具有統一性。不同氨基酸的R基團不一樣，說明決定氨基酸特性的是R基團，即蛋白質的功能取決于氨基酸的序列及其形成的空間結構。根據這一點可以判斷A、B、D是正確的。改變蛋白質中的氨基酸可能會影響生物體的性狀，這也就說明物質結構的改變會導致功能改變，從而影響生物體的性狀表現。因而本題選擇C。

二、 物質運動原理的應用

世界上沒有不運動的物質，也沒有離開物質的運動。構成生命的物質也是運動的，生命世界中的物質的有序運動或有規律的運動形成了生命現象。物質的運動發生較大變化，會引起生命系統結構和功能發生改變，甚至破壞生命系統的穩態與平衡。分析細胞結構和功能時，應在分析細胞結構組成成分的基礎上對組成物質的運動屬性進行分析，歸納出細胞的結構特點和功能特性。

【例2】?（2018全國Ⅲ卷，3）神經細胞處于靜息狀態時，細胞內外K+和Na+的分布特征是（?）

A. 細胞外K+和Na+濃度均高于細胞內

B. 細胞外K+和Na+濃度均低于細胞內

C. 細胞外K+濃度高于細胞內，Na+相反

D. 細胞外K+濃度低于細胞內，Na+相反

運動是一切事物的變化和過程，這種變化和過程是物質的固有屬性，是物質存在的形式。本題考查了神經調節中離子的分布情況變化，是物質運動的一種形式或表現。物質運動是有規律的，要認識規律和運用規律解決問題。在神經調節過程中就存在以下的運動規律：神經細胞處于靜息狀態時，細胞膜主要對鉀離子有通透性，鉀離子通過協助擴散的方式外流，使膜外陽離子濃度高于膜內，形成外正內負的電位差，阻止鉀離子繼續外流，故細胞外的鉀離子濃度依然低于細胞內。當神經細胞受到刺激時，鈉離子通道被激活，鈉離子通過協助擴散的方式進入到細胞內，因而細胞外的鈉離子濃度高于細胞內濃度。通過分析可以判斷本題應該選擇D。

三、 聯系原理的應用

世界的一切事物都處于普遍聯系中，沒有任何一個事物孤立的存在，整個世界就是一個普遍聯系的整體。生命系統內部結構和功能之間、生命系統之間、生命系統與無機環境之間都具有直接或間接的聯系，生命系統是統一的整體。除此之外，細胞在進行生命活動過程中，無時無刻不發生著代謝活動，即物質和能量的變化;各種細胞結構和功能之間是緊密聯系的，共同執行細胞的各項生命活動。分析細胞生命現象或活動時要從多個角度進行思考和分析，避免用孤立、片面的觀點分析。

【例3】?（2018浙江卷，8）人體細胞內存在一套復雜的膜系統。下列敘述錯誤的是（?）

A. 由單位膜包被的溶酶體含多種水解酶

B. 高爾基體主要進行蛋白質的分揀和轉運

C. 肝臟細胞的光面內質網上含氧化酒精的酶

D. 核被膜與質膜的相連可通過線粒體來實現

細胞各種結構之間由于物質和能量代謝聯系在一起，聯系具有普遍性，結構方面的聯系是為了更好地發揮物質結構的功能，從而保證生命系統的正常生理活動。本題著重考查了生命觀念素養中結構和功能觀，學生可以用結構和功能觀來分析生命現象。細胞膜、核膜、高爾基體膜、內質網膜通過某種方式聯系在一起，其中內質網、高爾基體與細胞膜之間通過囊泡的形式間接聯系在一起;內質網與核膜、內質網與細胞膜、內質網與線粒體膜是直接聯系在一起，協調一致，形成了有機的統一整體，保證有機體生命活動的正常進行。通過分析可知本題中核被膜與質膜的相連是通過內質網的間接聯系在一起，所以選擇D。

四、 發展原理的應用

任何事物都是發展變化的，發展的實質是新事物取代舊事物的過程。事物的發展是各種因素影響下的結果;任何事物的發展變化過程都是量變與質變的統一。生命世界是發展變化的，包括老細胞分裂產生新細胞的過程、細胞經歷分化、衰老、凋亡等過程、遺傳物質變化的積累到一定程度最終會引起個體、種群、群落、生態系統的發展變化過程等。分析細胞生命歷程、細胞演替時用發展的觀點，有利于了解生命的本質，也有利于從進化的角度分析生命現象。

【例4】?（2018江蘇卷，13）下圖是某處沙丘發生自然演替過程中的三個階段，下列敘述正確的是（?）

A. 從形成沙丘開始發生的演替是次生演替

B. 階段Ⅰ的沙丘上草本植物占優勢，群落尚未形成垂直結構

C. 階段Ⅰ與階段Ⅱ的沙丘上生長的植物種類完全不同

D. 階段Ⅲ沙丘上的群落對外界干擾的抵抗力穩定性最強

群落是一個動態系統，它是不斷發展變化的。隨著時間的推移，一些生物的種群會消失，同時會有其他一些生物的種群重新占據空間，成為優勢物種，直至最后達到一個相對穩定的狀態。群落的演替過程與生物整體進化過程是同步進行，密不可分的。本題中形成沙丘發生的是初生演替，在這一過程中，由于環境的變化和植物之間直接或間接地相互作用，使它們之間不斷相互影響，種間關系不斷變化，不同階段植物成為優勢物種的種類不同。各個種群在進化的過程中通過相互作用逐漸形成群落結構，主要包括垂直結構和水平結構，本題中沙丘是已形成垂直結構。隨著群落的發展，生物種類越多，食物網愈加復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越高，因而本題選擇D。

五、 矛盾原理的應用

矛盾是反映事物之間及其內部要素之間對立統一關系的哲學范疇，矛盾具有普遍性和特殊性。對立統一規律是事物矛盾運動的規律，也是唯物辯證法最基本的規律，它揭示了事物發展的源泉和動力。生物的生命活動受多種因素影響，其中就普遍存在矛盾的關系，例如細胞生命活動的調節、內環境穩態、生態系統穩定性等。用矛盾的對立統一原理分析細胞生命活動和生命現象，有利于對生命現象形成客觀、全面的認識，了解生命活動的規律。

【例5】?（2018江蘇卷，29節選）下圖為某植物葉肉細胞中有關甲、乙兩種細胞器的部分物質及能量代謝途徑示意圖（NADPH指[H]），請回答下列問題：

（3）甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為?后進入乙，繼而在乙的?（填場所）徹底氧化分解成CO2;甲中過多的還原能可通過物質轉化，在細胞質中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的?（填場所）轉移到ATP中。

（4）乙產生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括?（填序號）。

①C3的還原?②內外物質運輸?③H2O裂解釋放O2?④酶的合成

矛盾的對立屬性稱為斗爭性，統一屬性稱為同一性，這兩種屬性一方面是相互區別的，另一方面又是相互聯結的。呼吸作用與光合作用既是獨立的生理活動，但彼此之間又相互聯系。這一點就體現了矛盾的對立統一性。光合作用是最基本的物質和能量代謝過程，合成有機物并將光能轉化為穩定的化學能儲存在有機物中。在此生理活動基礎上，細胞呼吸氧化分解有機物并釋放能量，維持正常的生命活動。兩項生命活動的正常進行，維持了地球上所有生命系統穩定、有序地進行各項生命活動。本題主要考查了光合作用與呼吸作用之間的關系。本題中在氧氣充足的條件下，葉綠體產生的三碳糖除了供自身使用，還提供給線粒體，通過呼吸作用氧化分解，從而為生命活動供能。除此之外葉綠體能夠通過光反應自身產生ATP，因而線粒體通過氧化分解葉綠體提供的有機物釋放的能量則可用于光反應以外的生命活動，如C3的還原、內外物質運輸、酶的合成等。這一系列物質和能量的轉化過程就體現了矛盾的對立統一性。因而第（3）題答案為丙酮酸、基質中、內膜上;（4）①②④。

高中生物學課程的實施明確了本課程的宗旨是培養學生的學科核心素養，而哲學思想、思維形式及衍生的方法論對高中生物學教學具有思維引領作用。通過對高考生物學試題中蘊含的哲學原理的分析，有利于教師擺脫經驗、理論的束縛，完善自己的教育主張，形成自己特有的教學風格。同時也提供了培養學生科學思維的新方式，從而進一步提升學生的生物學核心素養。

參考文獻：

[1]蔣選榮.滲透哲學原理，培養生命觀念[J].浙江教育教學，2019（5）：49-52.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準[M].北京：人民教育出版社，2017.

[3]蔣選榮.新時代高中生物學教學哲學建構[J].教學與管理，2019（10）：53-55.

作者簡介：

孫倩，江蘇省揚州市，揚州大學生物科學與技術學院;

蔣選榮，江蘇省揚州市，揚州新華中學。