尹利軍　翁妍　張瑜

摘要 以生物大概念為基礎(chǔ)，從細胞、遺傳、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和生態(tài)學(xué)等不同層面，通過列舉事實性內(nèi)容幫助學(xué)生梳理生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀，將碎片化知識結(jié)構(gòu)化，提升復(fù)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞 大概念 結(jié)構(gòu)與功能觀 核心素養(yǎng) 生命觀念

中圖分類號C633. 91 文獻標志碼B

生物大概念處于生物學(xué)科中心位置，對理解生物學(xué)重要原理、概念具有引領(lǐng)作用，有助于發(fā)展學(xué)生的生命觀念。結(jié)構(gòu)與功能觀是生命觀念中的重要觀點之一，是形成其他生物核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，其內(nèi)涵是一定的結(jié)構(gòu)必然有對應(yīng)的功能存在，且任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來完成。樹立結(jié)構(gòu)與功能觀有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)生命現(xiàn)象，探究生命活動的規(guī)律，進而理解、解釋生命現(xiàn)象的本質(zhì)，提升自身素養(yǎng)。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，筆者積極嘗試以生物大概念為主線的復(fù)習(xí)思路，讓學(xué)生通過問題和實例充分理解并形成具有條理性的結(jié)構(gòu)與功能觀，深刻理解生物學(xué)概念，突出重點、難點，促進生命觀念的形成，提升運用知識分析、解決問題的能力。

1 以物質(zhì)合成為主線的細胞水平結(jié)構(gòu)與功能觀

細胞作為最基本的生命系統(tǒng)，是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。組成細胞的分子、細胞膜、細胞器及作為細胞的控制中心的細胞核，都有自身特定的功能，而這些功能又都依賴特定的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。不同的細胞結(jié)構(gòu)既分工合作，又相互聯(lián)系，構(gòu)成一個統(tǒng)一的有機整體，使生命活動能夠在變化的環(huán)境中自我調(diào)控、高度有序地進行，體現(xiàn)出細胞系統(tǒng)上結(jié)構(gòu)與功能的高度統(tǒng)一。

為促進學(xué)生理解“細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”概念，筆者首先讓學(xué)生觀看“有關(guān)新冠病毒的一切”視頻，以真實的社會事件為情境，結(jié)合真核細胞內(nèi)物質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運的示意圖（圖1）設(shè)計系列問題引導(dǎo)學(xué)生思考分析：①引發(fā)新冠肺炎（COVID-19）的新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）能引起人體免疫系統(tǒng)合成相應(yīng)抗體，該抗體能否識別流感病毒，理由是什么？②抗體合成和分泌中涉及圖1中哪些細胞結(jié)構(gòu)，其中由膜包被的細胞結(jié)構(gòu)分別起到了什么作用？體現(xiàn)了生物膜系統(tǒng)哪些方面的功能？在抗體合成和分泌過程中這些具膜結(jié)構(gòu)在功能上發(fā)生了緊密的聯(lián)系，這種聯(lián)系的基礎(chǔ)是什么？（提示：從膜的結(jié)構(gòu)與組成方面思考）③在抗體合成過程中細胞核也發(fā)揮了重要作用，請結(jié)合細胞核結(jié)構(gòu)進行相關(guān)說明。

教師引導(dǎo)學(xué)生分析上述問題，使學(xué)生從分子水平理解大分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定其功能，從細胞器角度理解生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與其實現(xiàn)的功能是緊密聯(lián)系的。細胞核作為系統(tǒng)的控制中心，通過核膜與細胞質(zhì)和細胞膜之間進行信息交流，控制物質(zhì)進出，最終實現(xiàn)對細胞代謝和遺傳的控制。最后，讓學(xué)生通過細胞結(jié)構(gòu)與細胞功能為關(guān)鍵詞，發(fā)散思維，集思廣益，構(gòu)建細胞結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)知識網(wǎng)絡(luò)圖（圖2），促進學(xué)生進階學(xué)習(xí)理解細胞的結(jié)構(gòu)與功能觀，構(gòu)建系統(tǒng)的生命觀念，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力，培養(yǎng)社會責(zé)任意識。

2 以基因為主線體現(xiàn)遺傳和進化水平的結(jié)構(gòu)與功能觀

“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”。讓學(xué)生更直觀地理解遺傳物質(zhì)控制生物性狀與其結(jié)構(gòu)相關(guān)是理解遺傳和進化層次結(jié)構(gòu)與功能觀的關(guān)鍵。復(fù)習(xí)時，教師首先用多媒體展示發(fā)出綠色熒光的小鼠及子代鼠圖片，并介紹該鼠是科學(xué)家利用基因工程將綠色熒光水母中GFP基因（綠色熒光蛋白基因，具有5.17x103個堿基對的DNA片段）導(dǎo)入實現(xiàn)的。根據(jù)以上情境，教師讓學(xué)生分析問題：①小鼠染色體DNA上插入CFP基因而發(fā)出了綠色熒光蛋白，能說明什么？②水母GFP基因能夠與小鼠DNA連接并表達，原因是什么？③如果直接將獲取的GFP基因?qū)氲叫∈蠹毎心芊癖磉_？

通過引導(dǎo)學(xué)生分析問題，學(xué)生回顧遺傳物質(zhì)（DNA）的結(jié)構(gòu)和組成，認同基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能的單位，構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)與生物性狀遺傳的聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，教師再通過典型實例（例1）促進學(xué)生進階學(xué)習(xí)基因結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，讓學(xué)生從感性認知上升到理性認知，構(gòu)建遺傳與進化層次的結(jié)構(gòu)與功能觀。

【例1】遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳，此過程中也會受到多種因素的影響。圖3為遺傳信息傳遞與表達示意圖，圖4為人類囊性纖維病發(fā)生機理示意圖，圖5為兩株柳穿魚植株花形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因關(guān)系圖（甲：花呈兩側(cè)對稱狀;乙：花呈輻射對稱狀。兩植株除花形態(tài)結(jié)構(gòu)不同外，其他植物結(jié)構(gòu)相同）。分析回答下列問題：

（1）從圖4中看，囊性纖維病根本原因是_______ ，該病的發(fā)生時期最可能在圖3中的_______過程中。囊性纖維病發(fā)生說明基因控制生物性狀的途徑是______________。

（2）己知圖5兩株柳穿魚體內(nèi)Lcyc基因序列完全相同，但甲植株的Lcyc基因在進化中經(jīng)過了甲基化修飾后出現(xiàn)了乙植株花的性狀。將甲、乙兩個植株作為親本雜交，F(xiàn)1的花與植株甲相似，F(xiàn)1自交后代F2中大約有25%植株的花與植株乙相似。從雜交實驗結(jié)果看，甲、乙植株不是兩個物種，理由是_______，其中乙植株柳穿魚花的性狀屬于_______性狀，Lcyc基因遺傳遵循基因的_______定律。從基因與生物性狀關(guān)系分析，請你嘗試解釋Lcyc基因甲基化對柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的原因：____。

參考答案：

（1）基因分子結(jié)構(gòu)中堿基序列的改變DNA復(fù)制基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物體的性狀

（2）甲、乙兩植株能產(chǎn)生可育后代，不存在生殖隔離隱性分離 甲基化可能抑制了Lcyc基因的表達，從而影響生物性狀（其他合理答案也酌情賦分）

教師引導(dǎo)學(xué)生分析例題，從而了解DNA分子結(jié)構(gòu)與類遺傳病關(guān)系，使學(xué)生進一步理解了DNA分子結(jié)構(gòu)與其遺傳功能的關(guān)聯(lián);再通過引導(dǎo)學(xué)生分析柳穿魚植株花形態(tài)性狀遺傳與基因甲基化修飾關(guān)系，使學(xué)生通過批判性思維加深理解生物遺傳性狀實際上是進化過程中基因結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的結(jié)果，最終目的是為生物更加適應(yīng)環(huán)境而發(fā)生的適應(yīng)性變化，為學(xué)生理解遺傳和進化等微觀層面的結(jié)構(gòu)與功能觀奠定基礎(chǔ)。