屈燕飛

摘 要 在高中生物（人教版）教材選修三的“生態(tài)工程的基本原理”一節(jié)中，從一道旁欄思考題“你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？”出發(fā)引出系統(tǒng)整體性的原理，在此基礎上整理總結了高中生物三個模塊中體現(xiàn)整體功能大于部分之和的例子，進一步反思了高中生物教學應從哲學的一個層次——系統(tǒng)論的高度傳授知識。

關鍵詞 高中生物 系統(tǒng)論 整體與部分

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

1 課堂意外引出的系統(tǒng)整體性原理

高中生物（人教版）選修三教材中第五章第一節(jié)“生態(tài)工程的基本原理”闡述了生態(tài)工程的五個基本原理，其中有系統(tǒng)學和工程學原理，前者又包括“系統(tǒng)的結構決定功能”和“系統(tǒng)整體性”。系統(tǒng)整體性原理是指系統(tǒng)各組分之間要有適當?shù)谋壤P系，這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉換和流通，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即1+1>2。對此課本是以珊瑚礁的藻類和珊瑚蟲的營養(yǎng)關系為例，由于筆者所在的學校是當?shù)氐囊凰攸c高中，學生的綜合素質(zhì)較高，因此筆者當時只是簡單地在課堂上舉了這個例子，沒有注意學生理解的理解程度。可是課后有部分學生反應他們不理解，所以筆者對這個例子做進一步的解釋：

珊瑚蟲是一種產(chǎn)在熱帶海中的腔腸動物，大多群居生活，能夠吸收海水中礦物質(zhì)來建造外殼，以保護身體，蟲體會一代代死去，而它們分泌的外殼卻長年在一起慢慢形成千姿百態(tài)的珊瑚礁，珊瑚蟲體內(nèi)有藻類植物共同生活，這些藻類靠珊瑚蟲排出的廢物生活，同時給珊瑚蟲提供氧氣。通常情況下，如果珊瑚蟲失去了共生關系的藻類，就會死亡而導致珊瑚礁逐漸“白化”失去其鮮艷的色彩，進而生物的多樣性銳減，從而造成系統(tǒng)的崩潰。因此珊瑚和藻類實現(xiàn)的總體功能大于它們單獨的功能，簡單來說就是它們彼此共生互利。

接著筆者提出有一道旁欄思考題，“你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？”

之后立刻有學生回答：“老師，豆科植物的根和固氮菌他們也是互利共生的，還有內(nèi)環(huán)境是由免疫-神經(jīng)-體液這樣的網(wǎng)絡構成的，它維持著生物體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，但這種穩(wěn)定是這三者共同起作用才能達到的，也體現(xiàn)了1+1>2?！彼幕卮鹗殖龊跻饬?。筆者的本意是利用珊瑚礁和藻類的關系讓學生舉出高中階段互利共生的例子，但沒有想到學生還能舉出學過的其他例子。學生完全是用系統(tǒng)論思想中整體與部分的關系在考慮這個問題。

2 整理總結高中生物三個模塊中體現(xiàn)整體功能大于部分之和的例子

為了更好地理解系統(tǒng)整體性原理，教師應該先從整體與部分的關系入手，整體指由事物的各內(nèi)在要素相互聯(lián)系構成的有機統(tǒng)一體及其發(fā)展的全過程，部分指組成有機統(tǒng)一體的各個方面、要素及其發(fā)展過程中某一階段。整體與部分就地位而言，整體處于主導地位，統(tǒng)率著部分。就功能而言，整體與部分的關系有三種情形：① 整體具有部分根本沒有的功能；② 整體的功能大于各個部分功能之和；③ 整體的功能小于各個部分功能之和。高中生物課本中的系統(tǒng)整體性原理的定義僅僅指第二種情形?，F(xiàn)將人教版生物必修中有關系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子全部找出。

必修1：生命系統(tǒng)的結構層次為：細胞→組織→器官→系統(tǒng)→個體→種群和群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈。把細胞看成最基本的一個生命系統(tǒng)，組成這個生命系統(tǒng)的成分，如各種細胞器要相互協(xié)調(diào)、相互分工，這個系統(tǒng)才能完成各種生命活動；由形態(tài)相似，結構、功能相同的細胞和細胞間質(zhì)聯(lián)合在一起構成了組織，組織有了和構成它自身細胞不同的功能……最后大到生物圈，各種不同的生態(tài)系統(tǒng)相互作用構成了生物圈，這個生物圈能夠長期維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

必修2：受精作用——精子與卵子的相互識別成為受精卵，這個受精卵分裂分化最終成一個個體；肺炎雙球菌轉化實驗中的最后一組實驗，將R型活細菌與加熱后殺死的S型細菌混合后注射到小鼠內(nèi)，小鼠最后死亡，從死亡小鼠的體內(nèi)分離出S型活細菌；DNA分子結構中，雙鏈DNA并不是兩條單鏈的相加，最終獲得的是有功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)物；一個DNA分子是由若干個有遺傳效應的DNA片段組成，但最后在生物體的不同部分，并非全部的遺傳性狀都表現(xiàn)出來；染色體結構變異中果蠅的第二種染色體片段沒有重復的時候表現(xiàn)型是正常眼，重復時候變現(xiàn)型是棒狀眼；在染色體數(shù)目變異中，與二倍體植株相比，多倍體的植株常常莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加；共同進化中兩種生物最終都進化出了相互適應的生物性狀特征，如課本中某種蘭花和專門給它傳粉的蛾。

必修3：穩(wěn)態(tài)是由免疫-神經(jīng)-體液共同調(diào)節(jié)的結果；在植物的生長發(fā)育和適應環(huán)境變化的過程中，各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素相互作業(yè)、共同調(diào)節(jié)；種群和群落中，種群的一些特征是個體沒有的，不同種群構成的群落的特征是種群也沒有的。

3 基于系統(tǒng)論思想的反思

在生物教學中滲透系統(tǒng)論的思想，要注意系統(tǒng)中整體與部分關系。如“分子與細胞”模塊，教材的編排就是把細胞作為最基本的生命系統(tǒng)，幾個章節(jié)中分別介紹了這個系統(tǒng)的組成、結構、功能及其發(fā)展；“遺傳和變異”模塊的編排類似于必修1，把基因作為一個系統(tǒng)，按照人們認識基因這個系統(tǒng)的過程，介紹這個微觀系統(tǒng)的位置、組成、結構以及功能，最后介紹了人們認識這個系統(tǒng)的目的（人們?nèi)绾卫蒙锏幕颍?。生物是一個開放的系統(tǒng)，將生物和生物學知識體系放在系統(tǒng)的位置上加以認識和考察，有利于學生從整體上把握生物學知識，從本質(zhì)上理解生物學知識，使生物學知識成為一個有明顯結構層次、線條清晰的知識體系。教師在教學中注重體現(xiàn)系統(tǒng)論的思想和方法，對培養(yǎng)學生從整體上和本質(zhì)上掌握生物學知識體系，提高學科內(nèi)綜合能力等，都具有良好的效果。在教學過程中，要讓學生的思想自由地釋放出來，教師要多給予展現(xiàn)自我想法的機會，相信會有令人意想不到的結果。

參考文獻：

[1] 魏宏森，曾國屏.系統(tǒng)論系統(tǒng)科學哲學[M].北京：清華大學出版社，1995.

[2] 桂起權，傅靜，任曉明.生物科學的哲學[M].成都：四川教育出版社，2003.

[3] 關娟.生物學科思想論[D].濟南：山東師范大學，2003.

[4] 劉克讓.生物學科思想再認識[J].中學生物學，2016（08）：4-5.