人教版选择性必修２“生物与环境”模块常见问题释疑

 

人民教育出版社课程教材研究所北京　陈慧颖

摘要　对人教版普通高中教科书《生物学•选择性必修２•生物与环境》中师生关注的部分知识性问题进行分析和解释，帮助教师更好地理解教材，进而更充分地落实本模块的教学目标，更好地促进学生核心素养的发展。

教师对教材的把握是否恰当，关系着学生能否有效理解并应用生物学概念，对学生核心素养的发展有重要影响。人教版普通高中教科书《《生物学•选择性必修２•生物与环境》的内容按照种群、群落、生态系统、人与环境的顺序进行编排。在近几年的使用过程中，笔者收集了百余条教师和学生对该册教材的反馈，发现有必要对一些容易产生理解偏差的内容进行辨析。本文选取了受关注程度较高的９个问题进行解析，供教师参考、讨论。

１　计算出生率和死亡率时，如何理解“该种群个体总数“？

出生率和死亡率分别是单位时间内新产生的和死亡的个体数目占“该种群个体总数”的比值。概念本身并不复杂，但当解答涉及计算的题目时，就需要明确界定“该种群个体总数”。若以年为单位，分母是取年初、年末还是年平均的种群个体总数呢？在生态学中，通常是以年初的种群个体总数为分母计算出生率和死亡率。在高中阶段，建议按照这种计算方法来理解。

教材第１章第１节在介绍出生率和死亡率时，列举了我国人口的例子，数据来源于相关年份的《中国统计年鉴》。根据国家统计局对人口统计指标的解释，出生率（又称“粗出生率”）是指一定时期内一定地区的出生人数与该时期内平均人数之比，用千分率表示。统计年鉴中的出生率是年出生率，年平均人数是指年初、年末人口数的平均值，也可用年中人口数代替。计算人口死亡率时，分母也是一样的。可以看出，统计年鉴中的人口出生率与生态学上常用的出生率的计算方法不同。教材选取人口数据作为素材，本意是为了贴近生活、联系社会，并不是为了强调具体的计算方法。此外，在生态学领域，出生率还可以用单位时间内种群新产生的个体数来表示（即“绝对出生率”），也有学者将种群中每个雌性每年生育的个体数作为出生率。

２　调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法吗？

这是教材第１章第１节中的一道概念检测题，考查学生对样方法适用范围的理解，答案是“可以”。这道题的争议点在于，有观点认为青蛙的活动能力很强，应当用标记重捕法来调查，不能用样方法。活动范围的大小、活动能力的强弱是相对的。与植物相比，青蛙的活动能力很强；但与鼠相比，青娃的活动能力就显得弱了。编者在编制题目时，咨询了相关领域的科研人员并查阅了文献，确定用样方法调查青蛙的种群密度是切实可行的。例如，一项对稻田中青蛙种群动态的研究用的就是样方法。

建议教师引导学生抓住重要概念，避免机械地看待问题。题目中说可以用样方法来调查，并不意味着只能用样方法。在调查蛙、蟾蜍等两栖动物的种群密度时，常用的方法还有样带（样线）法、围栏陷阱法、标记重捕法、人工掩蔽物法等。在一项针对不同森林类型中两栖动物（以蛙类为主）的研究中，科研人员认为该研究涉及的两栖动物“运动能力较弱”，布设了长1000ｍ、宽5ｍ的样带，设置的样带足以发现研究对象。在调查研究中，具体选择何种方法，要根据目标动物的习性、研究目的、环境条件等来判断，也有研究者将不同的方法结合起来使用。同时，蛙类的活动能力在白天与夜晚、不同季节之间可能存在差异，调查时还要考虑选择合适的时间。

３　从山麓到山顶依次出现不同的森林类型，这属于群落的垂直结构吗？

教材第２章第１节这道概念检测题考查学生对群落及其空间结构的理解。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，是指一个群落内部的结构特征。从山麓到山顶出现了不同的森林类型，换句话说，就是出现了不同的群落。因此，题目描述的情况不属于群落结构的范畴，既不是群落的水平结构，也不是群落的垂直结构。再如，教材在第２章第２节给出了天山北麓的例子，从山脚到山顶可以依次看到荒漠、草原、森林、草甸等，它们也属于不同的群落类型。

有的教师认为，整座山的生物可以归为一个大的集合，属于同一个群落，山上不同地段分布着不同的种群，这属于群落的水平结构。群落范围的划定确实与尺度或视角有关，但聚焦这道题，题目已明确交代了能分辨出“不同的森林类型”，就不宜再从更宏观的视角去分析了。

４　群落类型没变，但优势种发生了改变，这样的过程属于群落演替吗？

教材第２章第２节介绍了群落的主要类型，包括荒漠、草原和森林生物群落。通俗地讲，这些类型是大类，每一类又可分为更具体的群落类型。该问题中所说的“类型”没变，是指大类没有发生变化。群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。那么，优势种变了，群落到底变没变？按高级分类单位来说，群落类型没变；但若按更低级别的分类单位来划分，则可认为群落类型发生了改变。因此，这样的过程属于群落演替。这一问题来源于读者反馈，问得比较宽泛，建议结合具体实例进行分析，会更加生动。配套的教师教学用书中给出了农田弃耕后发生次生演替的实例，可以很好地回答这一问题。

关于群落分类的问题，以《中国植被》中的植物群落分类系统为例，稍做补充。中国植被的分类系统包含三级主要分类单位：植被型（高级单位）、群系（中级单位）和群丛（低级单位）；在主要分类单位之上，还增加了辅助单位，如植被型组等。森林、荒漠等属于不同的植被型组，植被型组是最高级别的分类单位。物种组成是群落的主要特征之一，也是群落分类的主要依据，高级和中级分类单位通常考虑群落建群种，而低级分类单位则需要考虑优势种。

５　从湖泊演替到森林，属于初生演替还是次生演替？

教材第２章第３节中设置了一道描述从湖泊演替到森林大致过程的拓展应用题，问题５来源于对教材习题的追问。教材编制该习题，是希望学生模仿已经学过的演替过程来作答，不是为了考查演替的类型。初生演替和次生演替是根据起始条件划分的，两者裸地性质不同，而水生演替（如湖泊中群落的演替）和旱生演替是根据基质性质划分的，这属于两种不同的划分方法。从湖泊演替到森林，起始条件不明确，如果是从湖底原生裸地开始的过程，则可以判断属于初生演替。

６　大豆蚜与大豆是什么关系？

该问题来自教材“生态系统的结构”一节的《问题探讨》，意在激发学生思考，迁移应用已有知识，进而开启新课的学习。大豆蚜用口器刺吸大豆茎、叶等的汁液，教师教学用书中给出的答案是捕食关系，但很多教师认为应是寄生关系。实际上，关于大豆蚜和大豆的关系，生态学专家的观点也不一致。一方面，是因为对捕食的定义或者理解不同，有学者认为捕食包括寄生，有学者认为两者是并列的；另一方面，是因为寄生与捕食这两个现象本身，有时难以严格分清。狭义的捕食是指动物吃动物，是最典型的捕食；广义的捕食还包括植食（动物吃植物）和拟寄生等。教材中对捕食的定义为“一种生物以另一种生物为食的现象”，是按照广义的捕食来处理的。大豆蚜取食大豆汁液，符合广义的捕食的定义。《普通生态学》中介绍了动物吃植物的多种方式，“有很多动物是靠吸食植物的汁液和花蜜为生的，如蚜虫、椿象、蝉从植物的叶子、茎和种子中吸取汁液，而蜜蜂和蜂鸟则吸食花蜜”，认为蚜虫与植物是吃与被吃的关系。当然，认为大豆蚜寄生在大豆上也是有道理的。不是所有生物学问题都需要追求非此即彼的答案，生物学概念具有概略性。很多概念都不是绝对的。教师可以借这个小问题引导学生进一步体会生物学概念的特征，发展其思维的灵活性。

７　“流入第二营养级的能量”，是摄入量还是同化量？

教材第３章第２节正文在介绍能量流动的过程时，提到构成植物体的有机物中的能量，有一部分被“初级消费者摄入体内，这样，能量就流入了第二营养级”。需要注意，流入的能量不等于摄入的能量。“流入第二营养级的能量”是指初级消费者的同化量，粪便中的能量没有“流入”第二营养级。

８　遥控航模模拟天敌驱鸟利用了什么信息？

该问题是教材第３章第４节“拓展应用题”的一部分，上面的驱鸟方法是利用了物理信息和行为信息。有教师反映行为信息不好理解，认为航模并非生物，行为信息应该来自生物。在遥控航模模拟天敌时，有些航模外形非常逼真，其飞行的空中姿态与鸟类的天敌十分相似，鸟类就会将航模误认为是天敌。为什么要制作这么逼真的航模呢？利用的其实就是鸟类天敌的飞行动作及捕食的空中姿态等信息。因此，这种驱鸟措施从本质上看利用了天敌的行为信息。

９　利用音响设备模拟天敌驱赶动物使其远离农田，是生物防治吗？（第３章第４节）

有教辅资料或试题会考查学生对化学防治、生物防治和机械防治的区分。由全国科学技术名词审定委员会主办的术语知识服务平台“术语在线”上对“生物防治”的释义是：利用活的天敌、竞争性生物或其他生物进行有害生物防治的手段（见该词条的“林学名词”部分）。用音响设备模拟天敌驱赶动物，起作用的是“声音”，根据上述名词解释，可以判断这种方式不属于生物防治。

就这节教材来说，重点是介绍３类信息及信息在生态系统中的重要作用。人类利用信息来防治有害生物，体现了对科学知识的应用，但防治类型，尤其是辨析哪种方法属于哪种类型并不是重点内容。因此，教材未对３种防治方式下定义，也不需要拓展。

来源：陈慧颖.人教版选择性必修2“生物与环境”模块常见问题释疑[J].中学生物教学,2024,(10):14-16.

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