从细胞的角度看待生物的生殖、遗传和变异思维导图 (2)

化学原理解释的现象，对这些现象用超自然的神秘的活力来解释同样是不科学的。

1945年，美籍奥地利生物学家贝塔朗菲发表《关于一般系统论》，“指出生命机体是一个复杂的有机整体，生命机体整体属性不等于部分属性的机械总和，生命机体部分不能离开整体而存在，那种用部分求解整体的机械论思想方法不能科学解释生命机体本质”。贝塔朗菲还指出，生物体是一个多层次、自组织的开放系统。在这一时期，还有不少学者发表过与此相近的观点。

从系统的视角看生命，生命世界从细胞到组织、器官、系统和完整的生物体，乃至种群、生物群落、生态系统、生物圈，都是不同层次的系统。系统的“整体大于部分之和”，作为系统的整体的特性，并不是其组分性质的线性叠加，而是在各组分相互作用的基础上，“突现出一些全新的特质，这些新特质是无法从低层组成的特性中预测得知的”。

从系统的视角看生命，有助于学生形成现代科学的思维方式。经典物理学所遵奉的分析的方法和因果决定论的认识模式，在面对复杂系统的研究时已经捉襟见肘。“从对复杂系统（生命现象到宇宙）的探索中产生的物理学新思潮（非线性、非平衡态动力系统物理学、协同论、耗散结构、自组织、混沌等新理论和新概念）正改变着从牛顿以来的传统科学思维方式。复杂系统是非线性的。在复杂系统中，以牛顿力学为基础的的决定论的因果关系和叠加原则失效了。非线性理论的发展，正促使自然科学在方法论上发生从分析式思维向整体式思维的转变”。从系统的视角看生命，有助于学生认识生物学规律的特点。正是由于生命系统的复杂性以及系统与环境之间的相互作用，使生物界的现象和规律既有因果决定性的，又有非因果决定性的。生物学规律大都表现为统计意义的规律（都有例外），这与经典物理学和化学规律明显不同。

从系统的视角看生命，有助于学生建立普遍联系的辩证唯物主义观点。细胞是一个系统，其内部各种组分既存在结构上的联系，又在功能上彼此分工协调，相互依存；成千上万的化学反应，在基因的调控下，有条不紊地进行；反应的产物又会反作用于基因的表达；细胞的外环境（如动物体的内环境）与细胞之间不断进行物质的交换、能量的转换和信息的传递，等等，这样才使得细胞完成特定的生命活动，表现出作为生命基本单位的生命活力。对个体、种群、群落、生态系统等层次的生命系统，同样可以从这样的视角来分析，以期使学生认识到自然界纵横交错的生命之网，避免孤立地片面地看问题。

2.3 从历史的视角看生命 每一个生物都是历史的产物。所有的生物都是由最原始、最简单的生命演化而来的。现存每一种生物的身上都浓缩着大约三十八亿年的进化史，都有着经过漫长的自然选择而形成的特定的遗传程序，这些遗传程序在每一个个体身上表达，稳中有变，表现出特定的适应意义。

从历史的视角看生命，“生物所有的特征都反映着历史。生物的发生、行为和其他种种活动，都是受到累积有整个生命史讯息的遗传程序的控制”。对每一种生命现象，都可以做出邻近因果和最终因果两种解释：邻近因果指发生学上的因果关系；最终因果指进化上的因果关系。例如，许多生物的雌性和雄性个体具有不同的形态特征，从邻近因果来看，可以解释为性激素、性别决定基因的作用；从最终因果来看，则可以解释为性选择或其他选择因素的影响。引导学生对生物学现象做这两个层面的分析，有助于提升对生物学的理解。

从历史的视角看生命，有助于学生运用历史的方法分析问题（这种方法是物理和化学课程中难以涉及的），进而有助于学生建立历史唯物主义的世界观。人们去医院就诊或体检时，往往要填报个人病史或家族病史，其实就是历史方法在医学中的应用。在生物进化或个体发育过程中，早期事件的结果通常对后期事件的发展有所影响，前一事件的结果往往成为相关

的后续事件的原因，用这种观点来分析，许多生物学问题就会豁然开朗。例如，为什么在古新世和始新世哺乳动物兴盛起来？仅分析哺乳动物自身的适应性特征是不够的，白垩纪末期恐龙类的绝灭空出了许多生态位也是重要原因。

2.4 从统一的视角看生命 随着分子生物学的发展，生物学各个领域的研究都趋于深入到分子水平，分子水平的深入分析与整体综合的方法相结合，将使生物学的研究更接近生命的本质，使各分支学科在分子水平上趋于统一。例如，关于生物的遗传、发育和进化，过去一直是各自独立的分支学科，现在正在走向统一。人类对遗传奥秘的研究已经深入到分子水平，人类基因组计划、水稻基因组研究等都是试图在分子水平上揭示遗传的奥秘；发育实质上是受精卵的基因，在不同的时空条件下按照预定的程序选择性表达的过程；进化实质上是种群的基因库通过突变、重组和自然选择，基因频率发生定向改变的过程。

从统一的视角看生命，意味着基因、系统和历史三维视角的综合运用，既有局部深入的分析，又有整体联系的考量，还有历史发展的眼光。这一目标的实现，不仅可以提升生物科学素养，而且会提高思考问题的深度和广度，开阔视野，提升思维品质。

从统一的视角看生命，有助于深入理解生命的本质，有助于建立生物学众多概念之间的联系，形成良好的知识结构。比如关于有性生殖、基因重组、基因频率、选择、适应、进化等概念，从统一的视角看，有性生殖的目标是父本和母本的基因发生基因重组，使后代产生新的基因型，表现为不同的表现型，从而在适应方面可能出现这样那样的差异，这就为自然选择提供了原材料，为生物适应环境变化增多了机会。基因重组和突变导致种群基因库的动态变化，在自然选择的作用下，种群的基因频率发生定向改变，使得生物界不断进化。同样，对于有性生殖的生物来说，只有发生在生殖细胞或精原细胞、卵原细胞中的突变，在进化上才有意义。再比如关于死亡，这是以往中学生物教材很少涉及的问题。生物学只讲生不讲死，其实没有死就没有生：没有死，生态系统的物质循环就不能正常进行，生态系统会崩溃；每个生物体的一生中，基因组成都相当稳定，如果没有死与生环环相扣，种群基因库就宛如一潭死水，不能时时更新，生物就不能适应不断变化的环境，最后就会走向绝灭。又比如先有鸡还是先有蛋，从基因的视角看，简直可以借用佛家的说法：“鸡亦是蛋，蛋亦是鸡”，因为鸡和鸡蛋的基因是一样的；从历史的视角看，鸡和蛋是在遗传和变异的基础上，通过长期的自然选择加人工选择逐渐形成的，无所谓先后。

从统一的视角看生命，生物才成其为活的生物，生物学才是活的生物学。

3．提升学生对生物科学的过程和方法的理解

科学不仅是关于自然界奥秘的知识体系，而且是人类认识自然界的不断变化发展的过程，是人类所从事的一项壮丽的事业。让学生了解科学的过程，有助于学生理解科学的本质，养成科学态度和科学精神，领悟科学研究的方法。作为科学课程之一的生物学课程，理应在这方面做出应有的贡献。反观我国的中学生物课程，在这方面尚有不足。

让学生理解生物科学的过程，可以通过以下方式进行。一是介绍科学史中的研究案例，让学生了解科学家是怎样发现问题、分析问题、解决问题和提出新问题的，使学生在科学态度、科学精神、科学方法乃到创造性思维方面多些感悟；二是给学生提供较多的体验科学过程的机会，使他们亲历科学探究的各个环节，通过活动建构知识，提高科学探究能力。

关于科学方法，我国最近几年的课程改革一直在大力倡导，教材也明显增加了方法论的内容，重在让学生初步学会观察、实验、调查等生物科学探究的一般方法，但是尚不全面。

对科学探究过程中广泛应用的模型方法、数学方法和系统分析的方法，在教材中还较少涉及，有待加强。

4．提升学生对生物科学、技术、社会关系的理解

科学是对自然界奥秘的探求，科学成果应用于社会往往需要技术作为桥梁，科学、技术和社会三者之间存在复杂的互动关系，既相互支持，又相互制约。科学系统的进化离不开与技术和社会的相互作用，生物科学也不例外。因此，理解生物学不能脱离技术和社会的背景。人类在享受科学技术的福祉的同时，也承受着科技力量的冲击及由此引发的各种现实和潜在的威胁。让学生在学习科学的过程中，更多地关注科学技术对社会的复杂而深远的影响，对于他们树立科学的价值观，日后更为理智地运用科学技术的成果，都有着十分重要的意义。关于这一问题的论著可谓林林总总，本文不再赘述。

综上所述，提升学生对生物学的理解力，可以从理解生命世界、理解生物科学的过程和方法、理解生物科学与技术和社会的关系三个方面进行探索和实践。提升对生物学的理解力，对于提高学生的科学素养至关重要，对于学生的发展影响深远，新一轮课程改革应当在这方面多下功夫，争取有所突破。

【参考文献】 1.李宝健，从当前生物学的若干问题看未来的发展，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第1版。

2.王亚辉，未来生物学的发展趋势和重大研究方向，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第1版。

3.承鲁，生物界走向21世纪，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第1版。

4.孙显元主编，现代国外自然科学家哲学思想，安徽科学技术出版社，中国科技大学出版社，1991年2月第1版。

5.厄恩斯特。迈尔，《看！这就是生物学》天下远见出版股份有限公司，1999年3月第1版。

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