陸安慶

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出，要培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，其中養(yǎng)成“生命觀念”是生物學(xué)核心素養(yǎng)之首，主要包括以下四個(gè)內(nèi)涵：結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)和能量觀。近幾年的相關(guān)重要考試中，許多問題的設(shè)置都是指向“結(jié)構(gòu)與功能觀”這一生物大概念的考查，答案具有一定的開放性，并且要求一定的專業(yè)表述能力。在平時(shí)教學(xué)中，教師可以從不同層次挖掘相關(guān)的概念知識(shí)，巧設(shè)問題，組織學(xué)生思考討論。本文以細(xì)胞水平的結(jié)構(gòu)功能觀為例，主要例舉以下幾個(gè)方面來分析結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)，以供交流。

一、細(xì)胞的形態(tài)與功能的統(tǒng)一

不同的細(xì)胞具有不同的形態(tài)，是因?yàn)樵谏矬w中細(xì)胞所處的位置不一樣，功能也不一樣，這是細(xì)胞分化的結(jié)果，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)決定了細(xì)胞的功能。

例1，問題設(shè)置：例舉在植物細(xì)胞分化中出現(xiàn)哪些細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和其功能相統(tǒng)一？

分析：植物根尖的成熟區(qū)細(xì)胞形成大液泡，細(xì)胞液與外界溶液形成濃度差，有利于細(xì)胞吸水；葉肉細(xì)胞分化出葉綠體以利于光合作用等。

例2，問題設(shè)置：動(dòng)物的神經(jīng)細(xì)胞有哪些結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)？

分析：神經(jīng)細(xì)胞具有樹突和軸突，其末端還有細(xì)小分支形成神經(jīng)末梢，這些結(jié)構(gòu)有利于神經(jīng)細(xì)胞接受興奮，并將興奮傳導(dǎo)到其它細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的信息傳遞。

二、細(xì)胞組成成分與功能的統(tǒng)一

細(xì)胞中各種成分的種類和數(shù)量各不相同，例如蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量等，每種成分在細(xì)胞中有不同的功能。

例1，問題設(shè)置：線粒體內(nèi)膜和外膜蛋白質(zhì)種類和數(shù)量有何差異并解釋原因？

分析：內(nèi)膜的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量都多于外膜，因?yàn)榫€粒體內(nèi)膜是有氧呼吸的場所之一，其上有多種呼吸酶（蛋白質(zhì)）

例2，問題設(shè)置：新鮮綠葉中哪種色素含量最多并解釋原因？

分析：新鮮綠葉中的色素主要是葉綠體中四種色素，而其中葉綠素a最多，在光合作用中，葉綠素a不僅能吸收光能，而且還可以對光能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對光合作用最為重要，所以含量最多。

三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化與功能的統(tǒng)一

細(xì)胞中某些結(jié)構(gòu)在特定條件下會(huì)發(fā)生變化，這種變化也是與細(xì)胞完成某項(xiàng)功能相關(guān)的。

例1，問題設(shè)置：據(jù)研究，葉綠素a/葉綠素b比值可以反映類囊體的垛疊程度，其比值越低，類囊體垛疊程度越低、排列松散，類囊體膜的穩(wěn)定性也越差。請據(jù)此分析葉綠素a/葉綠素b比值下降對植物光合作用有何影響？

分析：葉綠素a/葉綠素b比值下降，說明類囊體膜的穩(wěn)定性下降，分布其上的色素含量和酶都可能受影響，造成光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換以及其他光反應(yīng)過程受阻，進(jìn)而降低光合速率。

例2，問題設(shè)置：動(dòng)植物細(xì)胞在有絲分裂過程中會(huì)周期性消失和重現(xiàn)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有哪些？這些結(jié)構(gòu)的周期性消失對于細(xì)胞分裂的意義是什么？

分析：在細(xì)胞有絲分裂過程中核膜、核仁、染色體和紡錘體都會(huì)周期性消失和重現(xiàn)，這些現(xiàn)象有利于分裂后期染色體向兩級(jí)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的平分，完成細(xì)胞分裂，保證親子代遺傳性狀的穩(wěn)定性。

四、細(xì)胞器種類、結(jié)構(gòu)、含量及其分布與功能的統(tǒng)一

細(xì)胞器是細(xì)胞質(zhì)中有特定功能的微小結(jié)構(gòu)，在不同的細(xì)胞中其種類和數(shù)量也會(huì)有所差別，這與該細(xì)胞的功能是密切相關(guān)的。

例1，問題設(shè)置：結(jié)合漿細(xì)胞功能分析其可能富含那些細(xì)胞器？

分析：漿細(xì)胞合成和分泌抗體（蛋白質(zhì)），因此其中應(yīng)該含有比較多的核糖體（合成蛋白質(zhì)的場所）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（對蛋白質(zhì)進(jìn)行運(yùn)輸和初加工）和高爾基體（分泌抗體）。

例2，問題設(shè)置：分析線粒體和葉綠體增大膜面積具體結(jié)構(gòu)和意義？

提示：線粒體具有兩層膜，其內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，嵴能顯著擴(kuò)大內(nèi)膜表面積，可增加酶的附著面，從而提高有氧呼吸速率；在葉綠體通過類囊體的垛疊，也可以擴(kuò)大膜面積，其意義是提供更多酶和色素的附著面，是光反應(yīng)的場所，提高光合作用效率。

五、細(xì)胞結(jié)構(gòu)中某些行為與功能的統(tǒng)一

細(xì)胞中某些結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)一些特殊的行為，如減數(shù)分裂中的染色體，這些行為對于細(xì)胞實(shí)現(xiàn)特定的功能具有重要意義。

例如，問題設(shè)置：（改編）某生物基因型為AaBb（兩對等位基因分別位于兩對染色體上）。圖1為該生物細(xì)胞分裂過程中某時(shí)期示意圖。

圖中所示同源染色體的行為和生物學(xué)意義是什么？

分析：此圖細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體正在聯(lián)會(huì)（兩兩配對），還有可能發(fā)生非姐妹單體之間交叉互換，這種行為的意義是為等位基因（同源染色體）的分離做準(zhǔn)備，并為交換（基因重組）提供基礎(chǔ)。

總之，高中生物教學(xué)中體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的概念知識(shí)非常多，教師可以努力挖掘這些事實(shí)，在此基礎(chǔ)上巧設(shè)問題，組織學(xué)生思考討論，鍛煉學(xué)生的思維和表達(dá)，逐漸形成結(jié)構(gòu)與功能觀，從而學(xué)會(huì)運(yùn)用生命觀念解釋更多的生命現(xiàn)象。