简述碳循环过程篇1

关键词：碳循环，STS，物质及转化，含碳物质，二氧化碳

不久前，H老师开设了一堂题为《自然界中氧和碳的循环》的公开课，课上得很成功，例行的课后评价也不错。就在教研组会议即将结束时，A老师提出：是否可在“小结时强调一下，碳循环中的“碳是指碳元素。一石激起千层浪，这时组内的老师明显地分成两部分而激烈争论起来，K老师等五人明显地反对此结论，而Y老师等五人明显支持这个结论。争论的双方引经据典，争论得不可开交。碳循环中的“碳到底指什么呢？笔者从以下几个角度认定：参加碳循环的是含碳物质，碳循环中的“碳是指CO2。

1、从科学、技术、社会的关系（STS）的观点看，科学知识源于人类需要而产生，是人们艰苦探究的结果。人类社会的生存与发展离不开吃饭与穿衣，而粮食、棉布等离不开光合作用，光合作用离不开CO2。倘若大气中没有CO2，人类就将无法生存，更谈不上发展。当然，大气中CO2的含量也不是越多越好。大气中CO2含量太高，会使地表不易散热，引发温室效应与气候异常STS，影响人们的生活和生产，甚至直接影响人类生存。因此，研究碳循环的目的之一就是研究CO2的含量与变化原因及应对办法。尽管其它物质（如CO、C）中也含有碳元素，但它们不能直接转化成有机物。即从STS的观点看，对人类生存最密切相关的是CO2这种物质。

2、本课的教学目的决定了碳循环是含碳物质间的循环。八年级下册第二章“空气与生命是从空气与生命的关系引入的，也是从空气和生命的角度整合教学内容（包括光合作用，呼吸作用与碳循环的关系）的。因此，这一节的教学目标确定为“了解自然界中的氧循环和碳循环，从而认识自然界中的物质是循环与转化的。由此可见，从本节课的教学目的来看，碳循环指的是含碳物质间的循环，而不是组成物质的碳元素的循环。

3、从实现“低碳化的方法看，碳循环是含碳物质间的循环。

人类以碳水化合物为食，人类身体本身也含有碳元素，它们不存在“低碳化的问题。所谓“低碳化并不是指降低某物体中碳元素的含量而是指降低大气中过高的CO2含量。解决大气中CO2含量过高的主要办法是：（1）植树造林。（2）减少含碳矿石燃料燃烧。方法（1）的原理是利用光合作用吸收CO2，从而降低空气中CO2的含量论文格式范文。按质量守恒定律，在CO2转换成有机物的过程中，碳元素的种类及质量不发生任何变化，不存在碳元素循环问题。方法（2）的原理是通过减少含碳物质的燃烧,降低大气中的CO2含量。因为在燃烧过程中，单质碳或化合态的碳会变成CO2。可见，在这些变化中改变的是含碳物质，而不是碳元素。因此，从实现“低碳化的主要方法来看，碳循环是指含碳物质（主要是CO2）的循环而非碳元素的循环。

4、碳循环本身决定的是含碳物质间的循环。

循环是一种周而复始的运动。它是指从起点出发，经过一系列复杂的变化，又重新回原来的原点的过程。碳循环是指以CO2为原料，经过一系列的变化再变成CO2的一种过程。实现碳循环三条主要途径是：

可见，在碳循环的三条主要途径中，无论发生什么变化，碳元素始终不变；而从起点经变化再回到原点的是含碳物质CO2。因此，碳循环本身告诉我们：参加碳循环的主要是含碳物质CO2，碳元素是恒定而不是循环。

综上所述，碳循环是含碳物质间的循环。从碳循环的途径看，只有CO2才能参与碳循环，其它含碳物质几乎不能参与碳循环。因此，碳循环中的“碳不是指碳元素而是指含碳物质CO2。教研组内面红耳赤的争论也就划上了句号。归纳起来，碳循环就是含碳物质CO2在一定条件下发生的物质间的转换。正是这种物质间的转换和变化，实现了能量的固定、转化及利用，实现物质间的动态平衡。也正是这种物质间的转换和变化，使得我们知道了节约水电的意义不仅仅是省下几个铜板，而是“节能减排与“低碳生活的具体要求。碳循环是物质的运动形式之一STS，是对“运动是物质的性质之一的哲学观点的一种诠释。

反思A老师等人的错误原因是既与教材编排有关，也与他们太过相信书本有关。《科学》（八下）确实没有明确的碳循环的概念，更没有指出碳循环中的“碳是指什么。教材作出这样的编排可能是“留白艺术的体现，诱导教师在思考与探究过程中理解概念的本质，而不是照本宣科。虽然《科学》教学参考书（八下）第55页第二段有：“碳元素的循环虽然简单，但很重要。这句话，虽然《科学》教科书第六册第51页提到“组成生物体的一些基本化学元素，如碳------等，在生物与无机环境之间可以地出现和循环。但我们更相信事实与逻辑思考。

现代科技已测定：大气中CO2的含量约占0.03%。如果没有补充，CO2将在25~30年的时间内被植物消耗殆尽。然而空气中的CO2始终没有明显的减少，这就是碳循环的作用。随着工业和交通运输业的发展，人们对含碳能源物质的需求日益增多，大量燃烧含碳矿物燃料的结果是使大气中CO2的含量明显升高。利用碳循环降低CO2含量是人们最好的选择。于是，植树造林、利用太阳能及开发新能源、节约衣物等行动就成为“低碳生活的必然选择。

在生物圈中，碳循环与氧循环有着密切的联系。空气中的氧可以渗透到生物圈是各个角落，动植物的呼吸作用、地壳表面物质腐败氧化等过程不断消耗大气中的氧。但与此同时，绿色植物的光合作用却大量吸收着大气中的二氧化碳，并将生成的氧气释放到大气中。如此生生不息，构成了生物圈的氧循环，并保持了大气中氧含量的恒定，维持了整个生物圈中的碳——氧平衡，人类才得以生存。

含碳物质CO2是循环的，其它物质也有许多是循环的。《科学》八上教材中提到：水是循环的。水循环的形式有：海——陆循环、陆——陆循环及海——海循环等三种基本类型。由于水循环的存在，江河中、海洋中的水每隔一定周期就“焕然一新。另外，大气也是循环的，大气环流就是大气循环的最好证明。正因为大气环流的存在，身处北纬30°的我们就感到夏天特别热而湿润、冬天特别冷而干燥。正因为生物圈的许多物质是循环的，地球上的人类就应联合起来，抵制破坏环境的行为。否则地球上将找不出一方净土，人类也将无法生存。

唯物主义者认为：世界是由物质组成的，物质是真实存在的，由物质组成的生命也是循环的。植物春天发芽、秋冬萧杀，经历着生与死的循环。人类与其它动物一样，历经出生、生长和发育、生殖、衰老和死亡，经历着生与死的循环论文格式范文。所不同的是，生物体的循环总是伴随着生命现象，它比非生物体的物质循环更复杂。生物体的循环总能使下一代更适应环境，是螺旋式上升的循环。社会是由人类构成的，人类社会也有许多现象是循环的。据说，当节俭的钱钟书（北大学者）穿着几十年前的服饰在路上迎客时，回头率超过60%。作为社会的一部分的教育STS，其课程设置也颇有循环的味道。中国古代孔夫子的“礼、“乐、“射、“御“书、“数等六艺教育是大综合。一百多年前，科学的进步将综合理科分为理、化、生等分科教育。哪曾想社会的发展，又将分科的理、化、生教学合并为现在的综合理科（科学）教育。合—分—合，走的也不是一条循环之路吗？其实，社会形态也是循环的。社会已经过了生产力极低的原始社会，又历经了奴隶社会、封建社会、资本主义社会，最终又将走向生产力极高的共产主义社会。当然，这种循环不是简单的回归，而是螺旋式上升到更高层次。

学生的学习也颇有循环的味道。通过课堂教学，学生可掌握乃至生成一些知识。但遗忘规律告诉我们，一周左右的时间就会使许多学生掌握的知识趋于零。经过及时的“温故，既能使学生重新掌握这些知识，又能使学生“知新。这就提醒我们教育工作者，在课堂教学中有适量的“循环，才能使学生避免遗忘。只有不断的“循环，才能使学生不断的纠错中学得更深刻、更有效。当然，教学中的“循环应避免“炒冷饭，否则很难“知新。

关于《自然界中氧和碳的循环》这节公开课的讨论已经结束，对于碳循环中“碳是什么的争论也已尘埃落定。碳循环证明了含碳物质是运动的，碳循环中的“碳是指CO2而非碳元素。水循环等证明了还有许多物质是运动的，生命的循环证明生命也是运动的。学习过程的循环，证明了人的认识是螺旋式上升的。总之，物质与认识在运动和变化过程中都会出现循环，循环的不仅仅是物质。

俞百炎

简述碳循环过程篇2

关键词：水环境；噬菌体；碳循环；可溶性有机碳

中图分类号：Q939.48

文献标识码：A

文章编号：1007-7847（2014）03-0269-06

水环境面积约占地球表面的71%，可分为海洋、湖泊、河流等，是众多生物赖以生存的一类重要生态系统。在这个生态系统中碳循环是其中非常重要的一环，它支配着系统中其它物质的循环，也深刻影响着人类的生存环境，因此碳循环研究是生态系统能量流动的核心问题。目前的研究结果表明，在水环境的碳循环中除了化学平衡、物理泵参与了碳循环外，生物泵也是必不可少的一个重要环节，在生物泵环节中病毒尤其是噬菌体的重要作用逐步为人所知[1～4]。

病毒广泛分布于地球的各种生境中[1～4]，它们不仅影响着宿主的生存状况和进化历程[5，6]，而且通过裂解宿主快速释放有机碳而影响着系统中其他物质循环和能量流动[7，8]。当前，病毒（尤其是噬菌体）在维持可溶性有机碳（dissolvedorganiccar-bon，DOC）平衡中的作用已成为生态学、微生物学和海洋生物学等研究领域关注的热点，其最新研究成果及评论纷纷登载在诸如NATURE、SCI-ENCE等国际著名学术刊物上[9～13]。

本文针对噬菌体在海洋、湖泊、冰尘穴及湿地有机碳循环中的作用进行简单介绍。

1噬菌体在海洋有机碳循环中的作用

海洋是地球上最大的碳库，含碳量为大气的50倍，生物圈的15倍，同时海洋还对调节大气中的含碳量起着非常重要的作用。由于海洋储碳对于应对全球变暖具有重要意义，生物泵储碳过程研究已成为近30年来海洋碳循环研究的焦点之一：海洋中的有机碳更主要的是以溶解有机碳（dissolvedorganiccarbon，DOC）形式存在的，从过滤分离角度看，DOC占总有机碳的95%。病毒是海洋中数量和种类最多的生物，总量约l030个，是海洋微生物群落的重要组成部分，在全球生态系统调控、生物地球化学循环，特别是碳循环中具有重要的作用，也是一类不可忽视的战略生物资源。

“微食物环”是指海洋中溶解性有机物被异养浮游细菌摄取形成微生物型次级生产量，进而又被原生动物和桡足类所利用的微型生物摄食关系，海洋病毒主要通过“微食物环”介导了这一过程中的物质循环和能量流动。病毒通过裂解浮游植物和异氧细菌加速了颗粒性有机物（POM）向可溶性有机物（DOM）的转化，从而影响海洋系统的物质循环；而噬菌体半衰期很短，其死亡后又会形成溶解态的营养物质，在“微食物环”中形成一个“病毒回路（viralshunt）”，加快碳、氮等元素在微生物间的循环（图1）[9]。因此，噬菌体导致的细菌溶解成为初级生产者与消费者参与C、N循环最重要的途径之一[14]。

Shuttle等[9]在研究海洋病毒作用时发现：作为物质和能量流动的枢纽，病毒可以将碳和其他营养物质分流到可溶性有机物中。水体沉积物能较好保存环境中的有机物质存在信息，为探索古气候变化、追踪有机质来源、了解生态系统状况等提供了重要的线索。Danovaro等[10]对大西洋、南太平洋、地中海海底沉积物及覆水病毒的生态功能进行研究时发现：在深海沉积物中由于病毒的感染和裂解可以促使原核生物量减少80%以上，而在超过1000m深度时甚至可接近100%，将大量可溶性有机碳释放到深海中，从而大大缩短该生态系统的食物链，加快有机碳的循环和使用效率。在海洋中近70%的蓝藻和60%的游离异养菌及淡水中90%～l00%的细菌裂解死亡与病毒（噬菌体）密切相关[15，16]。据统计地球上约26%的有机碳循环是由海洋病毒完成的[l7，18]。因此海洋病毒直接或间接参与陆地生物碳循环、海洋碳固定以及大气间的碳交换[19]。

Evans等[20]测定了2007年夏季塔斯马尼亚岛亚南极带（SAZ）和澳大利亚南极海极前锋带（PFZ）的病毒丰度及病毒裂解产物总量。南极洋由两个明显的区域――亚南极带（SAZ）和极地前锋带（PFZ）组成：SAZ的硅酸盐、叶绿素含量低，而且是大气中CO2的碳汇，PFZ为低温、低盐、高营养盐和低叶绿素含量。结果发现：病毒感染导致的细菌裂解生物量在SAZ和PFZ西部很接近，分别为23.5%和23%，每天可溶性有机碳的释放量为3.3μg/L和2.3μg/L；而在SAZ东部，病毒感染导致的细菌裂解生物量可达39.7%，每天可溶性有机碳释放量为26.5μg/L。这些数据表明在SAZ和PFZ这些相互分割的区域中，病毒感染导致细菌裂解释放的可溶性有机碳是碳循环的重要途径。由于SAZ是大气中主要的CO2碳汇[21]，因此对于研究病毒对碳循环的影响是很有意义的。Evans等对南极洋不同区域的裂解性和溶原性噬菌体的感染进行了调查，研究表明病毒感染导致细菌裂解每天释放的碳为0.02～7.5μg/L，病毒活性是满足微生物，尤其是威德尔海原核生物和SAZ浮游生物基本需求的主要贡献者[22]。

因此，病毒尤其是噬菌体在海洋生物地球化学循环尤其是碳循环和深海代谢方面扮演了重要角色。

2噬菌体在湖泊有机碳循环中的作用

噬菌体在海洋及其沉积物中的功能及作用，并不一定能反映其在大陆环境中的功能与作用。湖泊作为连接陆地与淡水环境的自然综合体，不仅是多种沉积矿藏赋存的场所，而且与大气、生物、上壤等多种要素密切相关，对气候、环境系统的变化史为敏感。

鉴于噬菌体对内陆湖泊日益重要生态功能的凸显，近年对大江（河）、湖泊（淡水及咸水）的噬菌体、细菌及其与DOC关系的研究也逐步受到人们的关注。Thomas等[23]对法国Bourget湖泊的病毒生态学功能展开了研究，发现病毒通过裂解每天释放的碳和磷分别可达56.5μg/L和1.4μg/L，这些有机质成为了浮游细菌营养需求的重要来源。在南极寡营养湖（Druzhby湖和Crooked湖）中，噬菌体裂解导致的细菌死亡率极高，可达251%，而释放的DOC为总DOC的0.8%～69%，其比率会随季节变化有所不同，在黑暗的冬季，病毒裂解造成的有机碳的释放量对总DOC的贡献率超过60%[24]。Fischer等[16]对多瑙河地区富营养湖泊中噬菌体及细菌数量关系的研究中发现：噬菌体感染而导致细菌裂解释放的碳为每天5～39μg/L，其中有29%～79%的有机碳能被细菌再利用，重新进入微生物环。因此病毒在湖泊中具有重要生态作用，尤其是细菌溶解产生的有机C的流动和再同化。

由此可见，虽然湖泊生态系统复杂，但病毒尤其是噬菌体在有机碳循环中同样扮演着非常重要的角色。

3噬菌体在冰尘穴有机碳循环中的作用

大陆上约10%的土地为冰川所覆盖，其中1%～6%被冰尘所沾染，冰川表面的无机和有机颗粒等统称为冰尘[25，26]，而冰尘穴（croconiteholes）就是指被冰尘沾染后导致冰川溶解后形成的圆柱形冰融水洞。冰尘穴广布于冰川及其消融地带，如南极、北极、格陵兰岛、加拿大、和喜马拉雅山脉等。由于冰尘的颜色较深，使得冰尘穴吸收的太阳射线也随之增加，促进了冰雪的融化，形成季节性的融水洞[27]（图2）。当然，冰尘穴并不仅仅局限于大陆冰川，海洋冰川和湖泊冰川同样有冰尘穴的存在。

冰尘穴是在冰川生态系统中生命活动最活跃的栖息地，据估算仅北极冰川冰尘沉积物中生物含量就可达36g/m2。谢菲尔德大学、布里斯托尔大学和因斯布鲁克大学研究团队的学者发现格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和阿尔卑斯山冰尘穴中的微生物丰度甚至可与温带地区普通生态系统相当[25，26，28，29]，比如每克冰尘中的微生物丰度与地中海每克土壤中的微生物丰度几乎是一致的，冰尘穴中的微生物主要包括病毒、细菌和微观植物。Sawstrom研究组也得到同样的研究结果，他们在研究北极冰川斯瓦尔巴特群岛MidreLovenbreen冰尘穴中微生物时发现冰尘中的细菌丰度远高于冰尘穴中上覆水的细菌丰度。冰尘中细菌丰度为4.67×104/mL～7.07xl04/mL，是上覆水细菌丰度的2～6倍；其噬菌体的丰度规律也与细菌丰度类似[30]。MidtreLove-nbreen冰川冰尘穴上覆水和冰尘中病毒的丰度分别为0.6xl06/mL和20x106mL[31]。斯瓦尔巴特群岛冰尘穴噬菌体感染而导致细菌裂解比例（约l3%）远高于常温水域中噬菌体对细菌的裂解率（2%）[32]。因此，该研究团队认为：随着冰川的消退、融化，生物扮演的角色越来越重要。

冰尘中微生物的定殖加深了冰表而的颜色，其原因在于冰尘穴中的光合作用率远高于呼吸作用率，净吸收CO2，是一种负反馈机制，因此冰川表面能不断累积有机质，形成自我维持的生态系统，吸收的太阳射线进一步增加，促进冰的溶解，为微生物生长提供了必需的水份，并通过物理和生物活动将水和有机质进一步分散到冰川的其他部分，促进了微生物、有机质和碎屑转移到周边（如冰川底部），促进了其他生态系统的生命活动[26]。

冰尘穴中的光合作用率高于呼吸作用率，从而可以维持高的细菌种群丰度，而许多湖泊的光合作用低于呼吸作用，使得它们必须接收外源有机物质的输入才能得以维持平衡。从光合作用率分析，普通冰川融水的光合作用率为每小时释放碳0.60～8.33μg/L，而斯瓦尔巴特群岛MidreLovenbreen冰尘的光合作用率最高可达到每小时释放碳156.99μg/L，冰尘穴中上覆水的光合作用率则与普通冰川差不多[30]。考虑到冰尘穴的密度（约6%的冰川表面积或每m212个洞），那么可以确定冰尘微生物相关的碳固定和营养物质代谢是冰川生态系统物质循环的一个重要环节。

对于较简单封闭的生物地球化学微循环系统，如南极麦克马多干河谷冰川的冰尘穴，那里仅含有水、冰、矿物和有机碎屑，但也能长期维持微生物种群结构的平衡；Bagshaw等[33]系统研究了其中溶解物随季节变化而产生的化学演变过程。通过对DIC、DOC、K+和SO42-的检测发现：冰尘穴中DOC的产生速率为每年释放碳0.75μg/cm2，冰尘中代谢初级产物的溶解、周期性沉淀、次级碳酸盐的溶解、夏季的净光合作用和秋季冰冻时期净呼吸作用是左右冰尘穴中季节性变化和年溶解浓度的主要过程。

通过对格陵兰和阿尔卑斯山冰尘穴中微生物（噬菌体、细菌和藻类等）进行的研究表明：仅该地区微生物每年释放的有机碳就高达6400t[34]。所以在冰川生态系统中冰尘穴扮演着非常重要的角色。冰川覆盖了地球l5xl06km2的表面积，其生态系统同样对全球碳循环影响巨大。

因此，噬菌体感染而导致细菌裂解对冰尘穴生态系统中营养物质和有机质的循环起着重要作用。

4噬菌体在湿地有机碳循环中的作用

湿地狭义是指陆地与水域之间的过渡地带，广义上则被定义为地球上除海洋（水深6m以下）外的所有大面积水体。按照湿地的广义定义，它覆盖了地球表面的6%，却为地球上约20%的物种提供了生存环境，在维持全球生态系统平衡中具有不可替代的生态功能，享有“地球之肾”的美誉。湿地也是连接生物圈、大气圈、水圈、岩石（土壤）圈的重要纽带，位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，具有独特的生态功能。

湿地是地球上能量流动和物质循环最活跃的场所，也是陆地DOC最大的储库。湿地面积虽只占陆地面积的2%～3%，但其储存的DOC却占到陆地土壤碳量的18%～30%[35]。在已知的湿地生态类型中，高原（或高纬度）湿地由于具有较高的生产力和较低的分解速率（由于温度较低所致），使之成为有机碳储备最丰富的碳库。我国科学家在对青藏高原和东北三江平原低温沼泽湿地释放的CO2/CH4观测研究中也发现其碳释放量巨大，并呈逐年上升的趋势，这充分表明高原（高纬度）湿地在全球碳循环中作用非常巨大[36，37]。然而，随着全球湿地的退化，其碳储备能力也正在下降，这一现象应该引起人们足够的重视。

湿地的储备的DOC往往通过季节性的融水或常年积水以及与小溪相连而向外部环境输出，DOC输出是湿地通过水文过程实现向土壤碳输出的一个主要途径。研究表明，在加拿大北部湿地，通过小溪迁移输出的溶解性有机物中，DOC大约为每年5～40g/m2[38]。湿地生态系统中的DOC是细菌及其他微生物养料的主要来源，DOC含量的变化将深刻影响湿地内所有微生物的生活及生长状况，而噬菌体不仅与细菌的活动密不可分，而且还可以通过裂解作用有效释放DOC进而影响湿地微生物的种群结构和组成，最终影响整个湿地生态系统的物质循环和能量流动。因此，探寻湿地中噬菌体、细菌与DOC的相互关系，也是未来研究的一个重要方向。

综上所述，病毒作为海洋中数量最多的生命粒子，一个重要的生态作用是作为其他微型生物的消费者，使得许多浮游生物细胞成为无内容物的“ghost”，同时把微生物POC转化为DOC，形成“病毒回路”，进而改变了海洋生态系统中物质循环和能量流动的途径，而病毒回路的存在可使系统中的呼吸和生产力较无病毒的系统高出约1/3[39，40]。病毒尤其是噬菌体在在湖泊生态中对细菌溶解产生的有机C的流动和再同化过程起到重要生态作用。而在冰川生态系统中生命活动最活跃的栖息地一冰尘穴，噬菌体感染而导致细菌裂解对冰尘穴生态系统中营养物质和有机质的循环起着重要作用。所有的证据表明噬菌体在不同生态系统中对DOC的循环均起着举足轻重的作用，但在不同的系统中它们的贡献率和作用机制和调节方式又有着显著差异，因此，系统研究噬菌体在不同生态系统中对DOC的调节作用，将有利于全面理解和揭示噬菌体（病毒）在整个地球物质循环和能量流动中所起的作用。

5结语

水环境是人类社会赖以生存和发展的重要场所，碳循环的关键在于过程与机制，其中的生物过程机制是焦点之一。维持全球碳平衡的关键不应仪仅关注各个库的碳贮存总量，而应更多地研究碳的流向问题，以及“源”、“汇”不平衡的问题。噬菌体由于结构简单、基因组小、便于操作等优点，常常被用作生物基因复制及表达调控研究的模型，对近现代生物化学与分子生物学的发展做出了突出的贡献。尽管目前的研究已表明噬菌体广泛分布于各生境中，对全球的碳、氮循环均有重要影响，但对于噬菌体在水环境中的分布及生态功能方面的了解仍然非常有限。我国科学家开展了影响南海深海碳循环的底栖微生物氮营养盐补充过程和机制研究，以及南海水体中古菌的分布及生物地球化学功能的研究，但对水环境中噬菌体对有机碳循环的作用鲜有报道。昆明理工大学生命科学与技术学院对腾冲热海高温噬菌体和云南高原湖泊低温噬菌体多样性进行了研究，表明高温噬菌体和低温噬菌体均存在多样性，并对部分嗜极微生物噬菌体进行了全基因组解析和功能蛋白的高效表达及其热不稳定性分析，对云南高原湖泊低温噬菌体与有机碳循环的作用研究正在进行中。

对嗜极微生物噬菌体（尤其是嗜冷和嗜热微生物噬菌体）的研究有助于丰富人们对生命起源与进化、生命本质及环境适应策略的认识，而对嗜极微生物噬菌体中重要功能蛋白的开发与应用也将带来巨大的社会和经济效益。

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简述碳循环过程篇3

关键词：问题引导；教学目标；典型例题

所谓“问题引导”是指教师根据以往的教学经验和学生的学习需求，在对教学要求进行准确把握（即对材料的价值、目的、重点、难点、疑点及整体结构的准确把握），将课本知识分门别类、按层次由低到高归纳成有系统的“问题”（教学任务），明确学生原认知结构中不利于领悟新知识，形成新认知结构的“前概念”，使“问题”具有合理的高度和梯度。教师的“问题引导”十分必要，它是学生自主探究与合作探究的基础，也是发现问题、提出问题、产生“问题意识”的前提。

通过预设教学目标、加强问题教学、实施主动查漏等手段，对提高学生主动性学习能力略有成效。比如，生物学基础概念的教学，正确理解基础概念是学好生物的前提。如何体现学习的主动性呢？比如，在进行内环境的概念教学时，为了更好地体现学生主动性的提高，内环境概念的内涵就由学生自己进行分析讨论，教师只是给予一点提示，即“内环境是由体内细胞生活环境出发”。再如，进行生态系统概念教学时，由学生对个体、种群、群落和生态系统进行比较，确定它们之间的内在关系和区别，这样学习会使学生在内心深处留下深深的印记，达到概念教学目的的同时，让学生很好地参与到教学过程中，使课堂不再枯燥，使学习不再是“接受填灌”。在进行个别活动的同时也有集体活动。在提高学生学习主动性方面，具体可从以下几个方面进行操作。

一、目标明确，以问题贯穿全课堂，旨在提高课堂教学效率

教学目标是师生通过教学活动预期达到的结果或者标准，是对学习者通过教学以后将能做什么的一种明确的具体的表达，主要描述学习者通过学习后预期产生的行为变化。设计明确的教学目标，有利于提高学习效率。同时，在明确教学目标后，要设置相关有价值的问题，以问题进行教学，会把学生引入整个课堂学习中。

比如，在“生态系统的物质循环”一节的教学中，要明确的设定“以碳循环为例，分析生态系统的物质循环”这个目标。学习本节的目的是“可以对生态系统的物质循环进行分析”，既然是以“碳循环为例”，那提示学生：首先要解决的问题就是“碳循环是怎么回事”，所以，再针对碳循环进行问题设计，比如“碳通过什么生理过程以什么形式由无机环境进入到生物群落？”“在生物群落内部又是通过什么形式进行流动的？”等等。有了这样的教学目标和问题设计，学生会很自觉地根据提供的问题，采用讨论、交流，甚至是争论的方式，进入碳循环的学习中。这样教学也就有导向，教学也才会有的放矢，提高时间的利用率，提高学生课堂效率。

二、问题引领，以解决问题为课堂教学的核心

问题是思维的起点。教师要利用问题进行教学，把问题贯穿于课堂始终，即把问题看做学习的动力、起点和主线。要使学生不至于丧失学习兴趣，最好的方法莫过于让他们亲自体验和感受学习的乐趣。这种乐趣的获得最简单也是最直接的方法就是问题的解决。

例如，在上述教学实例中，碳在无机环境与生物群落之间流动的形式是什么？如何在碳循环实例中区分生产者、消费者和分解者？这些问题都是进行问题教学的实例。学生通过这些问题的解决，既可以获取新的认知，又可以体验收获的喜悦，同时这样的学习更会提高他们的表达交流能力。通过解决问题，可以激发学生的学习兴趣，促进他们产生求职的欲望，在学习中获得快乐，在快乐中学习，形成良性循环，使教师教学、学生学习进入良性轨道。

教师对问题的设置要具有开放性的特点，“题干”留有可供学生思考的余地，利于学生大胆想象，提出具有个性色彩的、与众不同的思维方法或答案。问题设置的开放性还要求教师在设置问题的过程中，充分吸收学生的意见，让学生参与问题形成、探究和解决的全过程，调动教学主体主动参与，以激发学生思维的主动性，实现由“教师带着教材走向学生”向“教师带着学生走向教材”和“学生带着教材走向教师”的转变。

在提高学生学习主动性的过程中，教师对学生要充满信心，尤其是基础较薄弱的学生。他们学习能力不高，同时，他们都不喜欢与同学进行学习交流，因此，实施主动性学习方案有一定难度。另外，教师更要钻研教材，钻研课标，使教学不偏不离，还要对学生加强学法指导。作为学生学习的组织者和引导者——教师，要有从简单现象中提炼出事物本质的能力，能从一般中看到特殊，从特殊中看到一般的能力，这是一个长期磨炼的过程。如，在“生态系统的物质循环”的教学中，要归纳概括出如何区别生产者和大气环境的

CO2，以及分解者。

总之，要全面提高学生学习的主动性，不但是一个长期的过程，而且是一个需要在实践中不断改变策略、改变方法的过程，它需要我们教师不断地反思总结，不断地提高改进，这样才能开出汗水之花，结出辛勤之果。

参考文献：

［1］杨建华，陈鹏.现代教育学.中国社会科学出版社，2003.

［2］丁晓邦．让学生研究“自己”的问题．中学生物教学，2008

（1/2）：15-16.

简述碳循环过程篇4

香港地区中学课程纲要中生物科课程纲要（中四至中五）包括七个部分：宗旨及目标、课程纲目、教学时间的分配、教学课程、明确教学目标、教师参考资料和视听教材。本文只介绍香港课程发展议会编订、香港教育署建议学校采用的1991年版本内中学生物科课程纲要里的明确学习目标部分。明确学习目标的基本精神：一是在于辅助教师选取教材、教学活动及教授方法；二是可作为学生的学习指引和评鉴学生的依据。明确学习目标与纲要中的宗旨和目标、纲目相比较，对教师的教授和对学生的学习两方面要求都更具体和详细。同时，明确学习目标也是指出能力中等的学生修毕课程的个别部分后所应达到的学业水平。

香港地区中学生物科课程纲要中的明确学习目标务求详尽，包括课程的知识、技能、能力等所有要求，但中一至中三课程内的一些较基本的教授目标已删除，因为要达到这些目标，本课程前部的目标应先达到。例如，第三章人体呼吸器官的构造，要达到“能叙述在呼吸道上空气的润湿、过滤与温暖过程”的教授目标，必须先达到“能跟寻外界空气进入肺泡的通道”的目标，因此本目标不与前目标重复，已删去对前目标的要求。同时，教师无须为其本目标所局限，可随本身的教授方式和学生能力编订其他教授目标或修定本目标以作施教之用。

香港地区中学生物科课程的明确学习目标既是教师的具体教授目标，又是学生的具体学习目标。都是在纲目、宗旨和目标总的指导下的具体要求。本教学目标经常提及的两组意义相似的术语的内涵是：第一组旨在达到事实的记忆，包括“阐释”、“叙述”及“指出”。“阐释”一词用于一些基础概念的正规定义。“叙述”一词指对现象或过程的回忆。而“指出”一词对于学生只需要回忆一部分现象或过程时使用；它也界定了教学的范畴。第二组术语与科学实验有关，包括“设计”、“进行”、“示范”及“叙述”。当有多个可行的实验方法时，学生需要“设计”一个实验，并将先前所学的应用在实验装置上。在进行实验时，可能需要记录数量化的数据或作长时间的观察。要求学生“进行”的实验，通常较注重实验技巧，而实验的内容可在教师参考资料或课本中找到。某些实验结果可用作“示范”某些现象。例如，将试纸放入或将气体通入溶液内，所用的技巧较简单。“叙述”实验指要求学生认识某些实验如何进行及其预测结果，而重点不在实验技巧上。

香港地区中学生物科课程纲要中的学习目标：

第一章生物的种类

通过学习学生应能：1．指出生物的多样性。2．将动物分为有脊椎类和无脊椎类。3．将脊椎动物分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类及哺乳类。4．观察植物的外表特征，将它们分为有花及无花植物。5．将无花植物分为藻类、真菌类、藓类及裸子植物。6．用二叉式检索表将生物进行分类。

第二章细胞

1．通过细胞的基本构造的学习，学生应能：

（1）认明在光学显微镜下细胞的基本构造。（2）指出下列细胞构造的功能：细胞壁、细胞膜、细胞质、叶绿体、细胞核及染色体。（3）辨别动物细胞及植物细胞。（4）制备生物组织的暂用玻片以观察细胞构造。（5）正确操作光学显微镜以观察玻片。

2．通过细胞内的生命程序的学习，学生应能：

（1）就细胞中进行的分解代谢和组成代谢过程说明代谢作用的意义。（2）说明酯在代谢作用中的功能。（3）说明酶的蛋白质本质与其特性的关系。（4）以“锁钥假说”说明酶活性的专一性。（5）以实验显示过氧化氢酶在动植物内的存在。（6）以简单实验示范酸碱度值及温度对酶活性的影响。（7）阐释扩散作用、渗透作用及主动运输。（8）叙述在活细胞内扩散、渗透及主动运输的现象。（9）说明细胞膜的选透对渗透作用及主动运输的重要性。（10）以简单实验示范渗透作用及细胞膜的选透性。

3．通过细胞分裂的学习，学生应能：

（1）概述有丝分裂的过程，强调过程中染色体的复制及分离。（2）说明有丝分裂对维持染色体数目的重要性。（3）顺序排列玻片或显微照片中的有丝分裂程序。

4．通过细胞作为生命的基本单位的学习，学生应能：

（1）指出细胞为大多数生物的基本结构单位。（2）指出结构的三个层次为组织、器官及系统。

第三章维持生命

1．食物与营养作用

（1）通过营养方式的学习，学生应能：

1）辨别自养式营养及异养式营养。2）辨别动物式、腐生式及寄生式营养。3）说明白霉或根霉及绦虫如何获得食物。

（2）通过人体所需食物的学习，学生应能：

1）辨别碳水化合物、蛋白质及脂肪的下列特性：a．主要组成元素；b．食物来源；c．代谢功能；d．能量值。2）指出维生素（a、c及d）、矿物质（钙及铁）及食用纤维；a．它们的食物来源；b．它们的代谢功能；c．缺乏时所引起的影响。3）以简单实验测试常见食物中是否含有还原糖、淀粉、脂肪及蛋白质。4）以二氯酚靛酚（dcpip）测试食物中是否含有维生素c。5）说明人对均衡膳食的需要。6）指出人类的年龄、活动及怀孕和食物需求的关系。

（3）学习了哺乳动物的营养作用以后，学生应能：

1）说明摄食、消化作用、吸收作用、同化作用及排遗作用。2）从哺乳动物牙齿纵切面简图中认明下列结构：齿冠、齿颈、齿根、牙釉质、牙本质、髓腔、神经纤维、微血管、牙骨质及齿龈。3）叙述各种不同牙齿的功用。4）比较人类的乳齿系及恒齿系。5）概述蛀牙的成因。6）说明蛀牙的预防方法。7）设计透析管模型显示小肠对不同大小食物粒的分别透性。8）从已解剖的哺乳动物消化管中认明下列结构：口腔、唾液腺、牙齿、食道、胃、十二指肠、回肠、胰、肝、胆囊、胆管、阑尾、盲肠、结肠、直肠及。9）指出消化道的蠕动将食物推动。10）说明食物在口腔、胃及小肠中机械性及化学性消化作用的重要性。11）写出产生碳水化合物酶、脂肪酶及蛋白酶的器官。12）叙述碳水化合物酶、脂肪酶及蛋白酶的作用。13）以简单实验示范淀粉酶对淀粉的作用。14）以简单实验示范胆盐对油的作用。15）说明小肠结构如何适应于吸收食物。16）认明绒毛中的下列结构：单层上皮、微血管网及乳糜管。17）跟寻养料经消化后由循环系统运抵身体组织。18）指出被吸收后葡萄糖、氨基酸、脂肪酸及甘油的用途。19）列举肝的功用包括：调节血糖；贮藏糖元、铁质及维生素；制造胆汁及分解过剩的氨基酸。20）指出大肠的功用。

（4）通过学习植物的营养作用，学生应能：

1）叙述光合作用的过程，包括下列的化学反应：

2）设计简单实验以显示光合作用需要光照、叶绿素及二氧化碳。3）指出光合作用产品；a．储藏；b．释放能量；c．转化成其他产品以助生长之用。4）认明在显微镜下叶的切片中光合作用有关部分的构造。5）指出氮对合成蛋白质及镁对合成叶绿素的重要性。6）指出化学肥料能对作物提供额外的矿物质。

2．呼吸作用与气体交换

（1）通过学习呼吸作用，学生应能：

1）阐释呼吸作用是一个由酶分解食物逐步释放能量的氧化过程。2）认识生物体内所释放能量的各种用途。3）以简单文字方程式表达需氧呼吸及缺氧呼吸的过程。4）就氧的需要、能量的释放的多寡及呼吸后的生成物三方面分辨需氧呼吸和缺氧呼吸。5）指出和说明引致肌肉中乳酸积聚与氧债出现的因素。6）设计简单实验以显示动物及萌芽中的种子可产生热能。7）设计简单实验显示动物及萌芽中的种子能放出二氧化碳。8）设计实验以显示经酵母菌发酵的葡萄糖可产生乙醇及二氧化碳。

（2）通过学习人类的气体交换，学生应能：

1）从胸部的简单切面图认明以下的结构：喉、气管、支气管、小支气管、肺脏、胸膜、胸膜腔、肋骨、肋间肌、横膈膜及心脏。2）认明已解剖哺乳动物内的呼吸器官。3）叙述在呼吸道上空气的润湿、过滤与温暖的过程。4）叙述肋间肌及横膈膜肌在肺换气过程中的作用。5）利用模型解释肋间肌及横膈膜在肺部换气过程中的作用。6）认明利用模型代表肺部换气过程的缺点。7）解释吸入气体与呼出的气体其成分不同的原因。8）以记录腊烛在集气瓶内燃烧时间比较吸入及呼出气体的含氧量。9）用石灰水或碳酸氢盐指示剂设计简单实验，比较吸入及呼出气体的二氧化碳量。10）认明肺泡中能帮助气体交换的结构和特征。11）解释氧及二氧化碳如何经扩散作用而透过肺泡膜。12）设计简单实验以比较运动前后的呼吸率。13）设计实验以量度肺活量的大小。14）以能量需求的不同解释运动如何影响呼吸的速率及其深度。15）设计简单实验以显示香烟含有焦油。16）指出吸烟可危害健康。

（3）通过学习植物的气体交换，学生应能：

1）叙述光量与叶中气体交换的关系。2）解释叶片如何进行气体交换。3）设计实验以研究光量对植物二氧化碳交换的影响。

3．水与生物

（1）通过学习水对生命的重要性，学生应能：

1）认识水是一种代谢物又是细胞的主要成分。2）就水作为溶剂及作为运输与化学作用的媒介解释其重要性。

（2）通过学习生物与水的关系，学生应能：

1）解释保持细胞及体内液间渗透平衡的重要性。2）解释浓度不同的盐水对红细胞的影响。3）以渗透作用解释植物细胞的硬胀及软缩状况。4）解释浓度不同的蔗糖液对细胞的影响。5）设计简单实验以观察浓度不同的蔗糖液对马铃薯条的影响。6）阐释蒸腾作用的定义。7）设计简单实验以显示水分如何经蒸腾作用丧失。8）叙述如何简单地以蒸腾计显示影响蒸腾率的因素及讨论该装置的缺点。9）解释光量、温度、相对湿度及空气的流动如何影响蒸腾率。10）解释陆生植物及水生植物叶上气孔的分布和蒸腾作用的关系。11）利用氯化钴纸以比较叶片两面失水的速度。12）解释叶子浸入热水后为何会放出气泡。13）从双子叶幼根横切面中认明以下结构：根毛、表皮、皮层、木质部、韧皮部及维管束。14）解释蒸腾作用如何帮助根部吸收水分。15）解释根部的构造如何适应吸收水分。

4．生物的运输作用

（1）通过学习哺乳动物的循环系统，学生应能：

1）认明血液涂片中的红血细胞和白血细胞。2）从下列各方面比较红血细胞、白血细胞与血小板：产生的地方、形状、大小、数目及功能。3）列出血浆的主要成分。4）说明血液对于运送气体、养分、排泄物、激素及热量等的功能。5）指出氧在红血细胞中以氧合血红素的形式输送，而二氧化碳在血浆中以碳酸氢盐离子形式输送。6）指出在输血时abo血型应如何配对。7）以简单实验显示氧及二氧化碳对加入柠檬酸盐后的鸡血的影响。8）以简单实验显示血浆中葡萄糖的含量。9）绘出示意图以显示肺循环及体循环。图中应包括以下结构：心脏、左心房（心耳）、右心房（心耳）、左心室、右心室、肺动脉、肺静脉、肺、大动脉、上腔大静脉、下腔大静脉、肠、肝脏、肝动脉、肝门静脉、肝静脉、肾动脉、肾静脉、肾脏、头、手、腹及腿。10）从图中认明心脏的下列结构：右心房（心耳）、右心室、左心房（心耳）、左心室、二尖瓣、三尖瓣、半月瓣、腱索、肺动脉、肺静脉、大动脉、上腔大静脉、下腔大静脉及中隔。11）解释心脏结构与功能的关系。12）认识心肌血液供应不足为导致心脏病成因之一。13）进行简单实验以显示鱼尾鳍、蝌蚪尾或蛙蹼微血管内血液流动的情况。14）认明在已解剖的哺乳动物体内的主要动脉及静脉。15）辨别动脉、静脉及微血管在结构上的区别，并指出此区别与其功能的关系。16）显示前臂的静脉膜的作用。17）叙述血液如何受以下条件影响而产生组织液：a．微血管壁的薄壁；b．微血管与组织液间的压力差异。18）叙述淋巴系统的下列功能：a．将组织液送回循环系统；b．运送脂肪；c．作为微血管及体细胞间物质交换的桥梁。19）认明促使淋巴液流动的方法。

（2）通过学习有花植物的运输作用，学生应能：

1）以染剂实验显示水是从根经木质部运输至叶的。2）说明有机养料是沿韧皮部输导的。

5．支持与运动作用

（1）通过学习哺乳动物的支持作用，学生应能：

1）指出哺乳动物的骨胳包括：a．中轴骨胳—头颅、脊柱、肋骨与胸骨；b．附肢骨胳——肢骨与带骨。2）就下列方面说明哺乳动物骨胳的功能：a．支持；b．运动；c．保护体内器官；d．贮藏矿物质；e．制造血细胞。

（2）通过学习植物的支持作用，学生应能：

1）认明双子叶植物幼茎及木质茎横切面内的支持组织。2）指出年幼植物或植物非木质部分主要靠硬胀的细胞来支持，而木质茎则主要是由木质部来支持。

（3）通过学习哺乳动物的行动，学生应能：

1）以肘关节或膝关节为例解释屈肌及伸肌作为一对拮抗肌的功能及其杠杆作用。2）指出腱及韧带在运动时的作用。3）指出下列关节在骨胳中的位置及其可活动程度：a．球窝关节；b．铰链关节。

6．通过学习整合作用及反应，学生应能解释下列名词：“刺激”、“反应”、“感受器”及“反应器”。

（1）通过学习哺乳动物对环境因素的探测，学生应能：

1）认明眼球的下列结构：巩膜、角膜、脉络膜、视网膜、黄斑、盲点、视神经、睫状体、悬韧带、晶状体、虹膜、瞳孔、水状液和玻璃状液。2）解释眼球不同部分的功能。3）叙述影像形成的过程与视觉的产生，包括：a．角膜、晶状体和眼球液体的折射作用；b．影像的性质；c．视网膜上感光细胞的功用；d．神经脉冲从视神经到脑部的传递；e．神经脉冲在大脑皮层视觉中心的分析。4）解释实验中对不同距离物体的聚焦是利用不同厚度的透镜而达成的，并比较其与眼球调整作用的异同。5）说明并解释远视和近视的成因及矫正方法。6）指出全色盲及红绿色盲的含意。7）从耳朵切面图认明下列的结构：耳壳、外耳道、鼓膜、耳骨、卵圆窗、耳咽管、半规管、耳蜗、听神经、外淋巴、内淋巴、外耳和内耳。8）叙述听觉产生的过程，包括：a．声波传递的途径；b．扩大声波振荡的方法；c．声波对感觉神经末梢的刺激及引致在耳蜗管内产生神经脉冲；d．神经脉冲由内耳传至脑部的途径；e．神经脉冲在大脑皮层听觉中心的分析。9）解释半规管的功能：当动物姿势改变时，会推动胶状物，牵动感觉毛细胞而产生神经脉冲。10）指出食物的味道是由于味觉及嗅觉感受器同时受到刺激而产生的。11）指出鼻内及舌上均有化学感受器。12）指出不同的皮肤感受器分别负责接受接触和热度等刺激。13）说明皮肤上的触觉感受器并非均匀地分布全身。

（2）通过学习植物的生长反应，学生应能：

1）说出向性的定义，包括向光性、向地性及向水性。2）以实验显示根的向地性和茎的向光性。3）以生长素的功能解释根的向地性及茎的向光性。4）说明向性反应的重要。

（3）通过学习哺乳动物的协调作用，学生应能：

1）指出中枢神经系统能协调感受器和反应器，因而可对不同的刺激作出适当的反应。2）说出神经元包括细胞本体及神经纤维。3）认明大脑、小脑、延髓及指出其主要功能。4）从一脊髓横切面图中认明下列各部名称：中央管、灰质、白质、脊椎神经、背根神经节和腹根。5）描绘在脊髓反射弧中神经脉冲传递的途径。6）就下列各项辨别反射动作和随意动作：a．神经脉冲传递的途径；b．动作的有意识控制；c．反应的速度；d．对同一刺激所引致反应的划一性。7）指出激素：a．由无管腺分泌；b．由血液输送至身体各部；c．于特定的目标器官产生作用；d．可调节身体功能。8）指出胰岛素能促进：a．身体细胞对葡萄糖的吸收；b．葡萄糖在肝脏内转变为糖元的过程。9）解释低血糖对胰岛素分泌的负反馈效果。10）指出性激素能控制第二性征的发育。11）指出人的第二性征。

（4）通过学习哺乳动物体内平衡，学生应能：

1）说出排泄的定义。2）说明渗透调节的定义是调节体内水和盐的相对份量。3）从肾脏的纵切面中认明下列结构：髓质、皮质、肾盂及输尿管。4）认明肾元的下列结构：输入小动脉、肾小球、输出小动脉、鲍氏囊、卷曲管、集尿管及肾盂。5）解释肾小球超滤作用的过程。6）指出：a．肾元的结构、如何帮助肾小球进行超滤作用；b．肾小球滤液的成分。7）解释葡萄糖、氨基酸、盐分经扩散作用和主动运输过程，由肾小管再被吸收至血液中而水分则经渗透作用再被吸收。8）就水分和盐分的调节，解释肾脏的渗透调节。9）从一皮肤纵切面简图认明下列各结构：表皮、真皮、汗腺、汗管、汗孔、毛发、毛囊、竖毛肌、皮脂腺、微血管及皮下脂肪。10）说明以下结构与体温调节的关系：a．皮肤表面的微血管；b．毛发和竖毛肌；c．汗腺；d．皮下脂肪。11）就胰岛素分泌的不足解释糖尿病的成因。

7．通过身体防卫的学习，学生应能：

（1）说明皮肤是一道抗菌的机械屏障。（2）叙述呼吸道的纤毛上皮有过滤空气中尘粒和细菌的作用。（3）指出胃液中的盐酸能杀死随食物进入胃的大部分细菌。（4）指出盖于伤口的血凝块能止血及防止病原体的入侵。（5）指出白血细胞可借吞噬细菌及产生抗体来保护身体。（6）说明接种疫苗为人工免疫法的一种，其原理包括：1）若身体曾受某种抗原侵袭，身体中的某些白血细胞就会记认该种抗原。2）若该种抗原再度侵袭，身体便会立即制造大量噬菌白血细胞以及专门抵抗该种抗原的抗体。

第四章生物的发育及生命的延续

1．生殖作用

（1）通过学习无性生殖，学生应能：

1）辨别无性及有性生殖。2）叙述无性生殖的各种不同形式，包括二分体分裂、出芽生殖、孢子形成及营养繁殖，并举出适当个例。3）说明营养繁殖的优点和缺点。4）用插条法繁殖新的植物个体。

（2）通过学习有花植物的有性生殖，学生应能：

1）认明花的各部分及指出该部分的功能。2）说明传粉作用和受精作用的重要性。3）从一实例中认明一株花与适应风媒或虫媒所具有的结构。4）指出：a．花粉粒内藏有雄配子；b．胚珠内藏有雌配子。5）叙述有花植物中受精作用的过程，包括：a．柱头上的糖溶液刺激同种植物的花粉粒生出花粉管；b．花粉管将雄配子带至胚珠；c．雄配子进入胚珠内与卵子结合成为合子。6）指出受精作用后，花的各部分在果实及种子的形成中所产生的变化。7）认明双子叶植物种子的各部分及指出该部分的功能。8）指出果实和种子的功能。9）认明果实和种子为适应靠风力或动物散播所具有的结构。10）说明果实和种子的散播对植物生存的重要性。11）叙述双子叶植物种子的萌发过程。12）解释种子萌发所需要条件的实验结果。

（3）通过学习人类的有性生殖，学生应能：

1）认明男性生殖系统中下列部分及指出该部分的功能：贮精囊、尿道球腺、尿道、、、阴囊、前列腺、输精管和附睾。2）认明女性生殖系统中下列部分及指出该部分的功能：卵巢、输卵管、子宫、子宫颈和阴道。3）指出由一带有细胞核的头部及尾部所组成。4）叙述在月经周期中子宫壁的变化。5）指出的传送过程。6）叙述受精过程及细胞核和卵子细胞在输卵管中的结合。7）略述由受精卵至胚胎的发育过程，包括：a．合子由输卵管移至子宫内，已分裂而成一细胞球；b．在子宫内胚胎的形成；c．胚胎植入于子宫内膜，并形成胎盘和脐带。8）说明胎盘在母体与胎儿间养分、氧和废物交换的功用。9）指出羊膜在胎儿发育时的功用。10）略述生产的过程，包括：a．阵痛开始；b．子宫颈扩张，容许婴儿的头部通过；c．子宫颈和腹肌的随意收缩，引致羊膜穿破；d．子宫肌收缩，首先将婴儿头部迫出阴道；e．扎截脐带；f．子宫收缩、排出胎盘。11）讨论亲代养育对后代成长的重要性。12）指出需要节育的原因。13）说明下列避孕法的生物学原理：安全期避孕法、、子宫帽、避孕丸及外科手术避孕法。

2．通过学习生长与发育的知识，学生应能：

（1）说明生长乃个别细胞体积的增大及因分裂而引致细胞数目增加。（2）叙述量度生长的方法；该方法包括量度生物的干重、鲜重及大小。（3）总结和阐释用萌发中种子作简单生长实验所得的数据。（4）说明发育及细胞分化成组织、器官及系统的结果。

第五章遗传学

1．通过学习遗传与变异，学生应能：

（1）说明遗传特性及由小段染色体dna分子组成的基因所控制。（2）指出每种生物皆有特定的染色体数目。（3）辨别单倍体与双倍体。（4）概述减数分裂的过程，包括同源染色体的配对及分离而导致形成单倍配子。（5）解释减数分裂对形成单倍配子的重要性。（6）顺序排列显微照片或玻片中减数分裂的各个阶段。

2．通过学习遗传的形式，学生应能：

（1）用下列名词阐明遗传现象：显性、隐性、杂种、外表型、基因型、等位基因、同型合子和异型合子。（2）解释配子在遗传中的作用。（3）列举单基因杂交遗传的例子。（4）用遗传学符号、图表等，以逻辑推理方法解决单基因杂交遗传的问题。（5）解释x及y染色体如何决定人类的性别。（6）用x及y染色体解释为何男女比例大致相同。

3．通过学习变异这部分知识，学生应能：

（1）列举连续变异与不连续变异的例子。（2）说明不同的表现型可由遗传因素、环境因素或两者的相互作用所引致。（3）解释遗传变异可由减数分裂时各染色体的独立分离现象、受精作用的随机性和突变的过程所引致。（4）就适者生存的现象解释变异的重要性。

第六章生物与生物间及其与环境的相互关系

1．学过生态系的知识，学生应能：

（1）列举影响生物生存的物理及生物因素。（2）以物质的循环及能量流等观念去解释稳定生态系。

2．学生在学过生态系中的能量流动后，应能：

（1）说明能量进入生态系主要是通过生产者进行光合作用而达成的。（2）说明能量以食物形式由一生物传递至另一生物。（3）解释能量在食性层次之间散失的途径。（4）利用本地生境中常见的生物绘制简单的食物链及食物网图。（5）用食性层次之间能量散失的现象去解释数目塔及生物量塔。（6）说明非典型数目塔存在的原因。（7）解释有毒化学品，例如ddt及重金属如何经食物链积聚而影响顶级消费者。

3．学过物质的循环的知识后，学生应能：

（1）解释碳循环中生产者、消费者及分解者的作用。（2）绘简图显示碳循环的主要途径。（3）绘简图显示氮循环的主要途径。

4．学习了生物在生态上的互相依赖性的知识后，学生应能：

举例说明以下的关系：捕食、竞争、片利共生、互利共生和寄生。

5．懂得人类与微生物的关系后，学生应能：

（1）解释微生物在酿酒、制造面包、物质循环和产生有用含氮化合物供豆科植物使用等过程中的作用。（2）说明微生物的害处。（3）解释抗生素纸绽如何影响培养菌而导致在培养基上形成抑制环。（4）说明不同食物保藏方法的生物学原理。

6．人类对环境的影响

（1）学习了土地利用的知识后，学生应能：

指出滥伐及单种栽培可能产生的影响。

（2）通过学习污染这部分知识，学生应能：

1）阐释污染的定义。2）指出烟和废气中常有的污染物包括：一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、碳和铅。3）列出常见的家居废物包括清洁剂、垃圾、塑胶制品和金属罐等。4）叙述常见的污染物对人类健康和环境造成的害处。5）列出常见的农业及工业废物包括原油、热废水、可溶的重金属化合物、无机肥料和粪肥。6）叙述常见的农业及工业废物所造成的害处。7）说明长时间受噪音影响可引致神经紧张、听力减退或失聪。

（3）学习环境保护知识后，学生应能：

（1）说明人口膨胀对土地需求的增加如何破坏自然生境及生态平衡。（2）阐释环境保护的定义。（3）认明废物再循环和控制污染为保护环境的两种途径。（4）简单解释污水处理的生物学原理。（5）讨论立法及教育对保护环境的重要性。

在评价一个国家或地区的中学教育质量，尤其是评价一个国家或地区的中学教学质量时，虽然测量的项目是诸多方面的，但从它的某一学科课程纲要中对受教育者即学生的学习目标的要求显然是十分重要的一个方面。从上面我们介绍的香港地区中学生物学科课程纲要中明确学习目标来看，能够看出香港地区中学生物学科的教育思想、教学方法和内容的基本情况。总体的分析，作者认为不少方面层次和水平是比较高的，可供内地中学生物教育教学借鉴或参考的地方也是比较多的。

1．突出素质教育

香港地区中学生物学科的教育思想是根据香港地区社会需要为目的，是面向全体学生的素质提高的教育，即生物学科的教育要围绕为适应当地社会发展的需要培养学生服务的。生物学科的教育目标不仅是学生毕业后谋生的手段，还是提高学生生存和生活质量的需要。使学生不仅学会立足社会、推动社会发展的本领，更要学会社会发展青年人必备的生物科学知识、技巧和能力，为终生学习、生活打下基础。尤其是科学素质的要求，除了特别需要的科学知识外，还要加强科学方法、科学思维的训练和科学态度、科学精神的培养。同时，中学生物学科教育还要为发展学生的个，积极培养学生的独立思维能力、创造能力、自我调控能力，在能力培养的过程中，为发展学生的个性创造条件，使其有更多的机会把热爱生物科学的潜在的才智得到良好的培植和发挥。

2．体现了中学生物教学的最新趋势

30年来世界各地包括香港地区不断进行中学生物教学改革，不愿学习生物科学的情况已经大有改善。按照香港地区中学生物科课程纲要明确学习目标的要求，学生学习生物课程，将会觉得乐趣无穷，终身受用。体现了生物教学改革的最新趋势，一是加强内容与社会的联系；二是着重态度、高层次思考能力和传意技巧的培训；三是采取更有生趣和更多交流的教学方法；四是运用概念图等工具来发展概念；五是选择以“结构理论”为基础的新颖教学设计；六是努力实现教学手段的现代化。

简述碳循环过程篇5

下面就以并五苯的二溴代物为例，介绍“三步循环法”在同分异构体书写中的具体应用。

第一步：固，即取代基的固定。首先，依据有机物的结构特征（主要是对称性），找出取代基可能固定的位置，也就是所处环境不同的碳原子。文章所举的并五苯，为中心对称结构，如下图所示。可供固定的碳原子有四个，用a、b、c、d表示。如下图表示：

先把一个溴原子固定在a碳原子上。

第二步：移，即取代基的移动。在固定一个溴原子的前提下，移动另一个溴原子，从而得到一组同分异构体的树目。这一组有七种。如下图所示，用1―7表示。（注：溴原子固定后，为轴对称结构。在书写时，要避免重复。）

第三步：舍。即把a位碳原子及a位碳原子等效的碳原子舍去，不参加下一循环的书写，以避免与上一组的重复。这就解决了困扰学生的“重复写”的难题。舍去的碳原子用圆圈标出。至此，一个循环结束，还剩b、c、d位的三个碳原子可供固定。

然后进行第二轮循环，重复以上三步：

第一步：把溴原子固定在b位碳原子上。

第二步：移动另一个溴原子，得到第二组同分异构体的数目，共11种。如下图表示，用数字1-11表示。

第三步：舍去b位碳原子及与b位碳原子等效的碳原子，以避免与上一组的重复。舍去的碳原子用空四方形标出。至此，第二循环结束，还剩c、d位碳原子可供固定。

下面，进行第三轮循环：

第一步：把溴原子固定在c位碳原子上。

第二步：移动另一个溴原子，得到第三组同分异构体的数目，共7种。如下图表示，用数字1-7表示。

第三步：舍去c位碳原子及与c位碳原子等效的碳原子，以避免与上一组的重复。舍去的碳原子用空三角标出。至此，第三轮循环结束，还剩d位碳原子可供固定。

最后进行第四轮循环。先把溴原子固定在d位碳原子上；移动另一个溴原子，得到最后一组同分异构体的数目，共3种。如下图表示，用数字1-3表示。