【教师用书】“第一节 生物的特征”背景资料

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【教师用书】“第一节 生物的特征”背景资料

       六、背景资料
       1. 法布尔与《昆虫记》
       法布尔，全名叫让- 亨利· 卡西米尔· 法布尔（Jean-Henri Casimir Fabre,1823-1915），法国昆虫学家。出生于法国南部贫农家庭。法布尔从师范学校毕业后，任中学教师，自幼爱好自然，经常观察昆虫的生活情况，于1879–1907年将研究所得陆续写成十卷《昆虫记》。法布尔是一位热爱自然的伟大科学家，也是一位文学家。在数十年间，法布尔不局限于传统的解剖和分类方法，直接在野外实地对法国南部普罗旺斯种类繁多的昆虫进行观察，或者将昆虫带回自己家中饲养，生动详尽地记录下这些小生命的体貌特征、习性、喜好、生存技巧、蜕变、繁衍和死亡，然后将观察记录结合思考所得，写成详细确切的笔记。《昆虫记》不同于一般科普小品或百科全书，它散发着浓郁的文学气息，并不以全面系统地提供有关昆虫的知识为唯一目的。除了介绍自然科学知识以外，作者利用自身的学识，通过生动的描写以及拟人的修辞手法，将昆虫的生活与人类社会巧妙地联系起来，把人类社会的道德和认识体系搬到了笔下的昆虫世界里。他透过被赋予了人性的昆虫反观社会，传达观察中的个人体验与思考得出的对人类社会的见解，无形中指引着读者在昆虫的“伦理”和“社会生活”中重新认识人类思想、道德与认知的准则。

       《昆虫记》在我国已翻译成多种版本，是青少年难得的精神食粮。

       2. 观赏植物——生石花
       生石花属于一种多年生番杏科小型多肉植物，茎很短，叶肉质肥厚（只有两片），常常联结在一起形成倒圆锥体，圆锥体的顶面色彩和花纹各不相同，有淡灰棕、蓝灰、灰绿、灰褐等颜色，外形很像卵石，被人们称为“有生命的石头”。生石花常在午后开放，傍晚闭合，可延续4~6 d，花径3~5 cm。花后形成种子和果实。

       生石花喜欢阳光，生长适温为20~24 ℃，春秋季节宜放在南向阳台或窗台上培养，宜每隔3~5 d 浇一次水，促使其生长和开花。生石花的生长规律是3~4 月开始生长，高温季节暂停生长，进入夏季休眠期，秋凉后又继续生长并开花，花谢之后进入越冬期。

       生石花原产于非洲南部干旱地区的岩床裂隙或砾石沙土中。干旱季节，植株会萎缩并埋覆于砾石沙土之中或仅露出植株顶端。当雨季来临时，又会快速恢复生长。因此，只有在雨季的时候，才能寻找到生石花，在其他季节是很难发现的。生石花这种与自然环境融为一体的现象，是防止被小动物掠食的一种保护性适应，属于“拟态”。

       3. 碧桃与芽变
        碧桃属蔷薇科植物，为桃的变种。落叶小乔木。叶披针形，春季开花，重瓣花，花色为白、粉红至深红，或洒金（杂色）。碧桃原产地为我国，常用作园林栽培。在园林中因花色艳丽，观赏效果好，为春季不可缺少的观花树木。一株碧桃树开出不同颜色的花的现象，在植物育种学上称为“芽变”。甚至有时可见一朵花两种颜色，半朵红、半朵白，这种一朵花两个颜色泾渭分明的“嵌合体”，亦属于芽变，是一种不完全芽变。

       芽变是植物的营养器官所发生的变异，通常指一个芽和由一个芽产生的枝条所发生的变异。这种变异是植物芽的分生组织体细胞所发生的突变。选择发生突变的芽变枝条，经过无性繁殖，可以培育成新品种。许多果树、花卉以及无性繁殖作物，常易发生芽变。

       4. 生物具有哪些基本特征？

       生物学家通过广泛而深入的研究，认为生物都具有以下基本特征。

       （1）生物体具有共同的物质基础和结构基础。从化学组成上说，生物体的基本组成物质中都有蛋白质和核酸，其中蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸贮存着遗传信息。从结构上说，除病毒以外，生物体都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位。

       （2）生物体都有新陈代谢作用。新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称。生物体时刻不停地与周围环境进行物质交换和能量交换：从外界吸取所需的物质，经过一系列的化学反应，将这些物质转变成自身的组成成分，并且储存能量；同时将自身的一部分物质加以分解，将产生的最终产物排出体外，并且释放能量，从而使生物体不断地进行自我更新。新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。

       非生物也能够与外界进行物质交换，但是，物质交换的结果并不像生物体那样得到自我更新。例如，铁氧化后变成铁锈，就成为另一种物质了。

        （3）生物体都有应激性。生物体对外界刺激都能作出一定的反应。例如，植物的茎尖的向光性，根的向水性、向肥性、向地性；含羞草叶片对外界刺激作出合拢下垂的反应；羚羊在猎豹追击下迅速奔逃；在一滴草履虫培养液中放少许盐粒，草履虫纷纷逃开；一块腐肉会招来苍蝇，等等。生物都有一种“趋利避害”的反应，这种反应就是应激性。动物
的感觉器官和神经系统是应激性高度发展的产物。

       （4）生物体都有生长、发育和生殖的现象。在新陈代谢的基础上，生物个体从小长大，身体的结构和功能也发生了一系列的变化，最终发育成为一个成熟的个体。生物体发育成熟后，就能够进行生殖，产生后代，以保证种族的延续。

       （5）生物体都有遗传和变异的特性。生物在生殖过程中，能将自身的遗传物质传递给后代，后代个体也会产生各种变异。例如，“种豆得豆，种瓜得瓜”，这就是遗传。种瓜虽然得瓜，但是同一个蔓上的瓜彼此总有些不同；种豆虽然得豆，但是所得的豆也不会一样，这种不同就是变异。生物的遗传是由基因所决定的，基因或基因的组合发生了变化，生物就会出现变异。这种变异是可遗传的。因此，生物的各个物种既能基本上保持稳定，又能不断地进化。

       （6）生物体都能适应一定的环境，也能影响环境。所有现在生存着的生物，它们的形态结构和生活习性都是与环境大体上相适应的，不然就要被环境所淘汰；同时，生物的生命活动，也会使环境发生变化。这显示出生物与环境之间的密切关系。

       有学者提出，稳态也是生物体的特征。1857年法国生理学家贝尔纳提出：动物的生活需要两个环境——机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境。内环境是稳定的，这是生命能独立和自由存在的首要条件。1926 年美国生理学家坎农将其称之为“稳态”。

       随着科学的发展，稳态的概念也在不断发展。人们发现许多生命活动都有类似于内环境稳态的特性。例如，在分子水平上，存在基因表达的稳态；在宏观水平上，种群数量的消长存在稳态现象，生态系统也存在稳态现象。可见在生命系统的各个层次上，都普遍存在着稳态现象。从基因、细胞、个体、种群、群落到生态系统水平，它们在一定的条件下都是维持相对稳定的，各有自己特定的机制来保证其动态的稳定。


       5. 含羞草遇到刺激作出反应的说明

       含羞草不仅在夜晚将小叶合拢、叶柄下垂，在白天当部分小叶受到震动时，也会成对地合拢。如果刺激较强，这种刺激会很快地依次传递到邻近的小叶，乃至整个复叶的小叶，此时复叶叶柄下垂。若刺激强度较大，甚至可使整株植物的小叶合拢、复叶叶柄下垂。但过一段时间，又可恢复原状。含羞草对震动的反应很快，受到刺激0.1 s后就开始产生反应，几秒内完成。刺激在含羞草体内传递很快，可达40~50 cm/s。含羞草复叶叶柄下垂，是由于复叶叶柄基部叶枕中的细胞紧张度的变化而引起的。叶枕的上半部与下半部组织中细胞的构造不同，上半部组织的细胞壁较厚而下半部的较薄，下半部组织的细胞间隙比上半部的大。在外界刺激影响下，叶枕下半部组织的细胞透性增大，水分和溶质由液泡中透出，排入细胞间隙，因此，下半部组织的细胞紧张度下降，组织疲软；而上半部组织此时仍保持紧张状态，复叶叶柄即下垂。小叶运动的机理与此相同，只是小叶叶枕的上半部和下半部组织中细胞的构造，正好与复叶叶柄基部叶枕中的相反，所以当紧张度改变，部分组织疲软时，小叶即成对地合拢起来。

       含羞草这种遇到刺激所作出的反应，是在自然选择中形成的对环境的适应。例如，在热带地区经常下暴雨，含羞草对最初的雨滴即作出反应，可以减轻暴雨对它的伤害。

       6. 植物是怎样排出体内废物的？
       植物的代谢产物，除二氧化碳和水排出体外，其他产物一般不排出体外，而是累积于液泡或细胞壁之中。植物的代谢产物有初生代谢物和次生代谢物。
       初生代谢物是维持细胞生命活动所必需的基本代谢物，如糖类、脂质、蛋白质及核酸，它们都是生物体所必需的。呼吸作用所释放的二氧化碳和水也是初生代谢的产物，白天通常被植物的光合作用所利用，晚上不能被利用时成为废物排出体外。
       次生代谢物是植物体内由糖类、氨基酸等基本物质衍生出来的物质，贮存在液泡或细胞壁中，是代谢的最终产物。除了极少数之外，大部分不再参加代谢活动，它们的存在使植物体具有一定的色、香、味，吸引昆虫或动物来传播种子，亦有防御天敌的作用。次生代谢物通常归为萜类化合物（萜类、甾体类）、酚类化合物（苯丙烷类、醌类、黄酮类、鞣质）、含氮化合物（生物碱、氰苷、芥子油苷、非蛋白氨基酸）三大类。次生代谢物在起到其应有的作用后，最终成为废物随着叶片的凋零而排出体外。

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