也談在初中生物學教學中滲透“結構與功能相適應”的觀點

何永祥

魯科版初中生物學教材以“人和生物圈”為主線，其中蘊含著一些基本的生物學觀點。“結構與功能相適應”是生物學的基本觀點之一，即一定的結構必然有與之相對應的功能存在，且任何功能都需要由一定的結構來完成。無論是細胞、組織、器官還是個體，生物體在不同層面上無不體現出“結構與功能相適應”的思想。在學習人體生理相關知識的過程中，教師反復滲透“結構與功能相適應”的觀點，可幫助學生理解組成人體各器官的結構生理知識，提高學習效率。下面以教材中“生物圈中的人”部分知識的教學為例，從細胞、組織、器官、系統幾個層面，談談將“結構與功能相適應”的觀點在教學中進行滲透的認識與體會。

1 在細胞層面教學中的滲透

細胞是構成人體結構和功能的基本單位。構成不同組織的細胞各自的功能不同，但處處體現著“結構與功能相適應”的觀點。以學習精子和卵細胞為例，教師提出問題：“為什么眾多的精子中只有一個能與卵細胞結合？”引導學生思考后得出：精子形狀如蝌蚪、有尾能運動；個體最大、運動能力最強的精子才有可能穿過子宮，在輸卵管中與卵細胞融合成受精卵。教師提出問題“為什么卵細胞個體大呢？”引導學生思考后得出：卵細胞是人體中最大的細胞，人的肉眼可以看到。受精卵分裂形成胚泡，進一步分裂分化形成胚胎需要大量的營養物質（母體內還沒有形成胎盤之前，這些營養物質由卵細胞提供），卵細胞大，儲存的養料多，能滿足受精卵分裂、分化的需要。可見，精子與卵細胞的形態結構是與其功能相適應的。

在“神經系統的組成”一節的教學中涉及神經元的形態和結構，教師可引導學生思考：神經元的形態結構和其他細胞有什么不同？為什么有這樣的區別？學生通過閱讀教材、識圖討論分析得出：神經元的結構包括細胞體和突起，有的突起很長、有的突起較短；長的突起外表大都套有一層鞘，組成神經纖維。神經纖維末端的細小分支叫神經末梢，分布在全身各處。人體內各個神經元的突起末端都與多個神經元的細胞體或突起相接觸，形成非常復雜的網絡，這個復雜的網絡就是人體內信息傳遞和處理的結構基礎。由此可以讓學生理解神經元的復雜結構是與其接受刺激、產生性奮、傳導性奮的功能相適應的。

2 在組織層面教學中的滲透

從人體組織的層面上也處處體現“結構與功能相適應”這一觀點。以血液（結締組織）為例，在“物質運輸載體”一課中，教師提出問題：“血液的各組成成分有什么結構特點？”由此啟發學生閱讀思考后得出：血液由血漿和血細胞組成，血漿的主要成分是水，占90%；血漿中還有許多與凝血、抵御疾病等有關的血漿蛋白，占7%；還有從消化道吸收來的各種營養成分（葡萄糖、氨基酸等）、細胞排出的廢物（尿素、無機鹽），占3%。教師提出問題：“血漿有什么作用呢？”以此引導學生由血漿的各組成成分，分析出血漿的作用是運載血細胞，運輸人體生命活動所需的物質和人體內產生的廢物。血細胞有紅細胞、白細胞、血小板。教師提出問題：“每一種血細胞各有什么特點？”可引導學生思考后得出：紅細胞中有血紅蛋白，血紅蛋白的特性是在含氧量高的地方容易與氧結合，在含氧量低的地方容易與氧分離，血紅蛋白的特性決定了紅細胞具有運輸氧的功能。有些白細胞能通過變形運動穿過毛細血管壁，集中到病菌入侵部位，將病菌包圍吞噬。白細胞的結構特點決定了白細胞有防御保護作用。當人體受傷血液流出時，血小板會在傷口處聚集，釋放與血液凝固有關的物質，形成凝血塊堵塞傷口而止血，血小板的結構特點決定了血小板有止血凝血作用。綜上所述血液有運輸、防御保護、止血凝血、調節體溫的功能，血液的功能是由血液的組成成分決定的。

3 在器官層面教學中的滲透

在“心臟的結構與功能”教學環節中滲透“結構與功能相適應”的觀點，可幫助學生理解心臟的結構和功能。例如教師設置下列系列問題：“為什么心室壁比心房壁厚？左心室壁比右心室壁厚？為什么心臟內血液只能由心房→心室→動脈這一方向流動？”從而激發學生思考心臟各腔壁的厚薄和心臟內的瓣膜開閉方向。學生思考后得出結論：心房收縮把血液壓入心室，二者僅一孔之隔，輸送血液距離很近；左心室收縮，把血液壓入主動脈再流到全身各處的組織細胞，輸送血液距離最遠；右心室收縮，把血液壓入肺動脈，然后流到肺，心臟與肺緊挨著，輸送血液距離較近；心臟各腔輸送血液距離遠近這一功能是由心臟各腔壁的厚薄決定的。心房與心室之間有房室瓣，只向心室開，保證血液只能由心房流向心室；心室與動脈之間有動脈瓣只向動脈開，保證血液只能由心室流向動脈。由此讓學生理解：心房壁、心室壁的厚薄特點決定了輸送血液距離的遠近，心臟內瓣膜的開閉方向決定了心臟內血液按一定方向流動。心臟的結構是與其功能相適應的。

4 在系統層面教學中的滲透

人體有八大系統，每個系統都是由多個不同功能的器官組成。從人體系統的層面上也處處體現“結構與功能相適應”這一觀點。在“消化系統”一章的教學中，教師提問：“組成消化系統每一器官的結構特點是什么？”以此引導學生閱讀思考后回答：口腔內有牙齒和舌，牙齒咀嚼食物，舌攪拌食物；口腔內還有唾液，能把淀粉消化成麥芽糖，從而得出口腔對食物有消化作用。咽和食道是食物的通道；胃能不斷蠕動使食物與胃液充分混合，促進食物消化。胃液中有蛋白酶和胃酸，能把蛋白質消化成多肽。因此胃對食物也有消化作用。小腸內有腸液、胰液、膽汁多種消化液，能把糖類、蛋白質、脂肪消化成葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸。小腸長5～6 m，內表面有皺襞和小腸絨毛，絨毛內有毛細血管和毛細淋巴管。小腸的以上特點決定了小腸是消化、吸收的主要器官。大腸內沒有消化液，大腸內表面也有皺襞，能吸收一部分水、無機鹽維生素等營養物質，大腸的蠕動可促使糞便推向肛門并排出。大腸有吸收功能，但無消化功能。綜上所述消化系統的結構是與其消化食物、吸收營養物質的功能相適應的。

5 在人體層面教學中的滲透

整個人體的結構也是與其功能相適應的。在“免疫”一節教學環節中滲透“結構與功能相適應”的觀點，可幫助學生理解免疫的功能。在“免疫”一節教學中，教師提問：“在人們生活的環境中，有大量的病原體，為什么有的人容易生病，有的人卻不容易生病”？引導學生閱讀思考后回答：人體同病原體做斗爭有三道防線。第一道防線由皮膚和黏膜組成。它們不僅能阻擋大多數病原體侵入人體，它們的分泌物（如乳酸、胃酸和酶）還有殺菌作用。呼吸道黏膜上的纖毛具有清掃異物（包括病菌）的作用。第二道防線由體液中的殺菌物質和吞噬細胞組成。殺菌物質中的溶菌酶能夠破壞許多種病菌的細胞壁，使病菌溶解。分布在血液和組織、器官（如淋巴結、脾臟、肝臟）中的吞噬細胞，可以將侵入人體的病原體吞噬消化。人體的第三道防線主要是由免疫器官（胸腺、淋巴結、脾臟等）和免疫細胞（如淋巴細胞，是白細胞的一種）組成。病原體侵入人體后，刺激了淋巴細胞，淋巴細胞就會產生一種抵抗該病原體的特殊蛋白質，叫做抗體。引起人體產生抗體的物質（如病原體等異物）叫做抗原。抗體與抗原的結合是特異性的。抗體與抗原的結合可以促進吞噬細胞的吞噬作用，將抗原清除，或使病原體失去致病性。當抗原被清除后，人體還將保持產生抗體的能力。當同樣的抗原再次侵入人體時，人體會快速產生大量的相應抗體，再以同樣的方式把抗原清除。從以上所述得出免疫的三方面功能：抵抗抗原的侵入，防治疾病的發生；清除體內衰老、死亡和損傷的細胞；監視識別和清除體內產生的異常細胞（如腫瘤細胞）。免疫的這些功能是由免疫三道防線組成結構決定的。

再如人體下肢骨及肌肉比上肢發達，有利于人體站立，前臂肌肉相對多，有利于上肢做精細活動等。這些都說明人體的結構是與其功能相適應的。其他生物（動物、細菌、真菌）的結構也是與其功能相適應的。“結構與功能相適應”的觀點貫穿初中生物教材始終。endprint