探究生物體結構與功能相適應之關系

何偉明

摘 要：在高中生物教材中，生物體結構與功能相適應的觀點貫穿其中，生物體結構和功能兩者之間有著密不可分的聯系，科學地掌握生物體結構與功能相適應的知識點，可以讓學生在生物的學習中更加省時省力，起到更好的學習效果。同時，對生物體結構與功能相適應觀點的研究，也有利于推動生物教學的進一步提升。

關鍵詞：生物體；結構；功能；相適應

本文首先從探討生物體結構與功能的關系入手，再論述兩種之間相適應的幾種表現形式，最后來探討兩者相適應的意義。

一、生物體結構與功能的關系

生物體的結構對其功能起著決定作用，同時生物體的功能又對其結構具有反作用。從表現形式來看，生物體的功能是一種外在表現形式，而生物體結構則是隱藏在內的。生物體結構是功能發揮的基礎，如果結構最優，在功能上會發揮出更好的效果，反之亦然。在高中生物教材中，有多個地方學習到生物體結構與功能的關系，如人的神經細胞，通過結構接受刺激，而其功能表現形式就是興奮。只有首先掌握了結構與功能的關系，才能促進教學的有效性和學科研究。

1. 生物體結構的獨特性

生物體結構不同于非生物體結構，在本質上它們是有區別的，生物體結構具有自我組織和調節能力，從而更好地適應周圍環境。而非生物體則不具備這種能力，一旦功能得到發揮，結構就會發生損耗。例如我們所使用的鉛筆、橡皮等，都會隨著功能的發揮而使得結構發生改變。生物體結構通過與環境的信息能量的轉換中，能實現自我調節。例如一個學生的朗讀能力特別好，或者繪畫能力熟練，這些都是生物體某一功能的重復，才使得生物體某個結構更加發達。然而，生物體的某種功能也不能發揮過度。

2. 生物體功能發揮與結構構成要素的關系

生物體結構是由很多的要素構成的，生物體功能的發揮與結構構成要素有密切的聯系。生物體在發揮功能時，構成結構的各個要素之間必須具有協調性，才能保證發揮出較好的功能，如果沒有較好的協調性，就不能發揮出好的功能。在生物體各個要素之間也具有連接方式，一旦連接方式發生斷裂，就會失去生物體功能。例如原生動物大草履蟲，它具有兩個伸縮泡，分別位于體前體后，伸縮泡主要由主泡和收集管構成，其作用就是排出廢物和調節體內水分。通過觀察可以發現，伸縮泡與收集管以及收集管與內質網都有連接，保證調節和排廢功能的實現。此外，如果生物體結構要想保證功能的發揮，還需要合適的對象和環境。如血紅蛋白在輸送氧氣的時候，就受到血液中含氧量的影響。

生物體結構與功能的關系是不可分割的，雖然生物體結構與功能具有一定的對應關系，但并是一成不變的。例如打籃球的幾個男同學，他們雖然具有相同的生物體結構，但所發揮的功能卻不同，可能有的同學打球能力非常強，有的則較弱，產生同構異能情況。

二、生物體結構與功能相適應的幾種表現形式

1. 細胞器水平

在微觀方面，生物體結構與功能相適應的表現形式是細胞器水平。例如，在一些新陳代謝十分旺盛的細胞中含有更多一些的線粒體，這種結構就是為了滿足細胞功能的發揮。線粒體是進行有氧呼吸的主要場所，線粒體可以利用細胞中的一部分有機物作為燃料，然后使之與氧相結合，通過轉化過程成為水和二氧化碳，同時還釋放出來有機物內的化學能供細胞使用。而合成分泌蛋白的細胞中則含有的高爾基體和核糖體等細胞器較多，首先在核糖體形成氨基酸肽鏈，接著在內質網內進行加工，形成包含蛋白質的小泡，然后到達高爾基體，由高爾基體進一步加工，最后在通過運輸分泌到細胞外，結構與功能之間的適應關系非常好。

2. 細胞水平

生物體結構與功能相適應在細胞水平的體現非常多。例如，植物的根具有吸收礦物質和水分的功能，這與根的結構是分不開的，在根的成熟區其表皮細胞中生長著根毛，極大地擴展了吸收面積；在小麥植株最上一片葉對小麥籽粒的產量有著決定性的作用，與這種功能關系最密切的結構特點就是細胞中葉綠體的數目較多以及葉綠體中類囊體的數量多；在人和哺乳動物的紅細胞中是沒有核的，這種結構可以更有利于存儲血紅蛋白，有利于結合更多的二氧化碳和氧，同時細胞體積小，也有利于提高在血管內的運行速度，提高氣體交換效率。

3. 生態系統水平

生態系統的結構與其功能是相適應的。生態系統結構包括食物鏈以及食物網，成分包括生產者、消費者、分解者。而生態系統的循環功能離不開生態系統的構成要素，其結構與功能相適應。例如，生產者是生態系統中可以把非生物物質和能量轉化為生物體內的物質和能量的生物，是生態系統的主要成分；消費者扮演著消費的角色，如絕大多數的動物、寄生細菌等；分解者則是分解生態系統中的尸體和枯葉等，起著重要作用。可以看出，生態系統的結構與生態系統的功能相適應。

三、研究生物體結構與功能相適應的意義

人類文明和技術的進步，都是在不斷探究的基礎上前進的。遠古時期，人類就已經學會模仿大自然，并制造出新工具為自己所用。當前，隨著文明和科技的發展，人類可以更好地掌握生物體的結構，并對其結構進行研究學習，在掌握了生物體結構和功能之間的關系之后，可以利用現代技術制造出與其類似結構的物品，為人類使用。例如，人們在反復研究了鳥的飛行模式之后，才根據其結構與功能相適應的關系，制造出來飛機。由此可以看出，多種多樣的物質結構極大地豐富和便利了人類的物質生活。

對生物體結構與功能相適應這一課題的研究，首先來說，對于高中生物的教學，提高教學的有效性是非常有益的，同時還可以加深學生對于該知識點的學習和掌握，起到事半功倍的效果，提高自身的學習成績。其次，通過探究生物體結構與功能相適應的關系，可以更好地認識生物體結構，掌握其功能，更重要的是能推動新技術的發展，模制生物體結構，利用它的功能。再次，對生物體結構與功能的研究，可以顯著改變人們的物質生活，提高人類的生活水平，也為后人的研究打下堅實的基礎。通過學習生物體結構與功能相適應的觀點，能促進思維更具有科學性和全面分析問題的能力，同時還可以提高生物教學的有效性。

參考文獻：

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（連平縣忠信中學）