初中生物學(xué)教材中的“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”實(shí)例分析

王偉元

【摘 要】以人教版初中生物學(xué)教材中有關(guān)的“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的實(shí)例，從細(xì)胞、組織、生物與環(huán)境等幾個(gè)層面進(jìn)行分析，以便讓學(xué)生更好的理解結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)；功能；適應(yīng)；實(shí)例

如何讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，本文以人教版生物教材中的實(shí)例分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，從而加深學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的認(rèn)識(shí)與體會(huì)。

一、結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)在細(xì)胞層次的體現(xiàn)

細(xì)胞是構(gòu)成動(dòng)植物體的最小單位，最大的細(xì)胞直徑細(xì)胞不足30μm。細(xì)胞雖小，但其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和功能十分復(fù)雜，細(xì)胞結(jié)構(gòu)體現(xiàn)著結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

人教版初中生物教學(xué)過程中，植物進(jìn)行光合作用需要通過氣孔吸收大氣中的二氧化碳，植物氣孔是由一對(duì)半月形的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成的，植物氣孔的開合是由細(xì)胞結(jié)構(gòu)決定的。由于保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞壁厚薄不均勻，當(dāng)細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，內(nèi)壁伸展拉伸，牽動(dòng)細(xì)胞壁外壁內(nèi)陷，使得氣孔張開，反之細(xì)胞失水時(shí)，內(nèi)外壁都拉直，氣孔將閉合。氣孔作為植物和外界氣體交換的窗口，如何實(shí)現(xiàn)與外界氣體的交換，需要學(xué)生結(jié)合呼吸作用和光合作用進(jìn)行理解，才能深刻理解“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀點(diǎn)。

二、植物的輸導(dǎo)組織

在人教版初中生物學(xué)教材中我們學(xué)習(xí)到植物中的導(dǎo)管和篩管都屬于輸導(dǎo)組織。在植物導(dǎo)管中我們可以發(fā)現(xiàn)它失去了橫壁，且分布于植物體內(nèi)根、莖、葉、花、果、種等各個(gè)器官之中，便于運(yùn)送水分和無機(jī)鹽，維持植物生長(zhǎng)。而篩管是由許多管狀細(xì)胞上下連接而成的，在上下細(xì)胞連接處會(huì)有許多篩孔，且這些細(xì)胞都是活細(xì)胞，便于運(yùn)送有機(jī)物，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。輸導(dǎo)組織的不同結(jié)構(gòu)決定了其所運(yùn)送的物質(zhì)不同，人教版生物教材通過對(duì)植物組織結(jié)構(gòu)特征的描述，便于學(xué)生認(rèn)識(shí)同一組織不同結(jié)構(gòu)所具有的特殊功能，這同時(shí)也有利于提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。

三、豬籠草的結(jié)構(gòu)適于捕食

在人教版生物教材中，我們學(xué)習(xí)豬籠草結(jié)構(gòu)時(shí)了解到；豬籠草的葉基和正常的葉子一樣，因豬籠草的外形如同“豬籠”而得名。但是，豬籠草葉子中脈長(zhǎng)有一個(gè)長(zhǎng)圓柱形的“捕蟲瓶”，該瓶子一般約有15cm，內(nèi)壁光滑且長(zhǎng)有許多蠟質(zhì)，捕蟲瓶能夠分泌出略有香味的酸性消化液。當(dāng)小昆蟲飛來采蜜時(shí)，往往會(huì)因?yàn)樨澇远溥M(jìn)捕蟲瓶?jī)?nèi)，最終將會(huì)被捕蟲瓶?jī)?nèi)的酸性消化液腐蝕，成為豬籠草的美餐。豬籠草特殊的生理結(jié)構(gòu)，為其本身獵取食物提供了有利武器。豬籠草特有的結(jié)構(gòu)決定豬籠草獨(dú)特的捕食方式，這是自然進(jìn)化的結(jié)果。其特殊的生理結(jié)構(gòu)，造就了其獨(dú)特的捕獵方式。

四、人體小腸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

人體內(nèi)小腸長(zhǎng)度大約為5～6m，是人體內(nèi)消化道最長(zhǎng)的一段，它承擔(dān)著人體主要的消化功能。小腸的長(zhǎng)度較大，可以增加人體與食物的接觸面積，便于小腸絨毛與食物的接觸，有利于營養(yǎng)吸收，同時(shí)，人體小腸內(nèi)還有豐富的消化液，便于食物的分解。人體小腸主要通過三種形式吸收營養(yǎng)：緊張性收縮運(yùn)動(dòng)、分解運(yùn)動(dòng)、蠕動(dòng)。緊張性收縮運(yùn)動(dòng)有利于食糜與消化液充分混合；分解運(yùn)動(dòng)意義在于使食糜與消化液充分混合，并增加食糜與腸壁的接觸，為消化和吸收創(chuàng)造有利條件。此外，分解運(yùn)動(dòng)還能擠壓腸壁，有助于血液和淋巴的回流；而蠕動(dòng)意義在于使分解運(yùn)動(dòng)作用后的食糜向前推進(jìn)，到達(dá)一個(gè)新腸段，再開始分解運(yùn)動(dòng)。

五、呼吸道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

從人教版初中生物學(xué)教材中講述的人體呼吸道中我們可以發(fā)現(xiàn)，呼吸道主要是指由鼻、咽喉到肺的呼吸器官。呼吸道都有骨或軟骨作為支架的，這樣可以保證氣流通暢；人體鼻腔內(nèi)長(zhǎng)有鼻毛，可以阻擋空氣中的大顆粒分子、灰塵進(jìn)入體內(nèi)，保證人體呼吸；呼吸道器官內(nèi)壁分泌有大量粘液，能夠吸收進(jìn)入呼吸道氣管的細(xì)菌和灰塵，使人體肺部免受感染；同時(shí)，呼吸道的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，這可以溫暖空氣，減少寒冷空氣對(duì)人體的刺激。例如；俄羅斯的氣候寒冷，俄羅斯人的表象特征一般都具有大鼻子，這樣可以預(yù)熱寒冷的空氣。

六、魚的結(jié)構(gòu)適于水中生活

魚之所以能夠在水中暢游，是因?yàn)轸~具有鰭和鰾這種特殊的生理結(jié)構(gòu)。魚鰭的分類有背鰭、胸鰭、腹鰭、臀鰭、尾鰭。不同的魚鰭在魚兒游動(dòng)中發(fā)揮著不同的作用，其中胸鰭、腹鰭等保持魚體的身體平衡，尾鰭則為魚向前游動(dòng)提供動(dòng)力。而魚鰾則能調(diào)節(jié)魚兒身體密度，使得魚兒能在不同深度停留，增加魚兒的活動(dòng)范圍。同時(shí)，魚是通過鰓進(jìn)行呼吸的，由于鰓的特殊生理結(jié)構(gòu)，能夠吸收水中的氧氣，使得水中的氧氣進(jìn)入血液，并排除二氧化碳，完成氣體交換，保證魚兒能夠長(zhǎng)期在水下生活。

七、鳥類形態(tài)結(jié)構(gòu)適應(yīng)飛行

鳥類之所以能夠在空中飛行，是由于其長(zhǎng)期進(jìn)化形成的特殊的生理結(jié)構(gòu)決定的。鳥類經(jīng)過長(zhǎng)期進(jìn)化，骨骼形成中空，從而減輕了鳥類本身的體重，易于飛翔。同時(shí)，鳥類發(fā)達(dá)的消化吸收系統(tǒng)，其消化吸收具有快速、便捷的特點(diǎn)，且鳥類沒有膀胱，能夠及時(shí)排出體內(nèi)的尿液、糞便，減輕自身體重。鳥類流線型的身體結(jié)構(gòu)，可以減輕鳥類在飛行中的空氣阻力，同時(shí)，鳥類都長(zhǎng)有雙翼，且雙翼覆有羽毛，發(fā)達(dá)的胸肌牽引著雙翼，使其能夠順利的完成飛行。鳥類特殊的生理結(jié)構(gòu)決定了鳥類的生理功能，其特有的生理特征為鳥類的飛行提供了方便，這也體現(xiàn)了生物學(xué)中“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的論點(diǎn)。

結(jié)語

我國人教版初中生物學(xué)教材以動(dòng)植物生理結(jié)構(gòu)及其主要功能為核心內(nèi)容，從多層次、多角度闡明了動(dòng)植物的生活習(xí)性，反映了自然界的發(fā)展規(guī)律。人教版生物學(xué)教材采用文字圖片相結(jié)合的方式，細(xì)致的講述了多類生物的生理結(jié)構(gòu)，便于同學(xué)們的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。教師應(yīng)以人教版生物學(xué)為依托，以“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”為核心觀念，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)分析生物學(xué)現(xiàn)象。