对高中生物教学中几个典型问题的探讨

     左延柏 （江苏省南京市第三十九中学  210015）

1  寒冷及炎热环境中机体产热与散热情况比较

    (1)寒冷环境中机体产热与散热情况分析：

    环境温度低，机体通过皮肤直接散热较多(辐射、对流多)，人感到寒冷，即是散热速度快、散热多的表现，此时机体只有通过减少散热（如皮肤血管收缩、立毛肌收缩使毛孔缩小等)，并增加产热(如骨骼肌不自主颤栗、立毛肌收缩、肾上腺素及甲状腺xx分泌增多以促进代谢产热等)，方可使产热量与散热量保持动态平衡，从而维持体温相对恒定。

    (2)炎热环境中机体产热与散热情况分析：

当环境温度较高时，虽然皮肤血管舒张，散热有所增加，但由于外界温度高导致传导、及对流或辐射所散失的热量大大减少，因此，此时散热量仍较少，即机体产热大于散热，因此欲维持产热与散热的动态平衡，必须通过汗液蒸发方式增加散热量，方可使体温相对稳定。

【例1】经测量，某人体温在24h内，都处于39℃，则他在这{yt}中产热总量与散热总量的关系应是（   ）；他在30℃和5℃的两种环境中相比，机体产热速率（    ），散热速率（   ）。

A、前者大于后者    B、前者小于后者   C、两者大约相等   D、无法确定

参考答案：C   B   B

总之，体温的相对恒定是机体产热和散热动态平衡的结果，产的热多，散的热多；产的热少，散的热少。外界环境温度低时，机体产热多，散热也多；外界环境温度高时，机体产热减少，散热也减少。产热多于散热则体温升高，产热少于散热，则体温降低。

2  人体内的供能系统探析

在人体内有三大供能系统，它们是： ATP 供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。下面以人在剧烈运动时的供能情况为例来说明三者之间的关系。

①人在剧烈运动时首先是 ATP 供能系统起作用，即人体骨骼肌中的 ATP 直接供能和磷酸肌酸转化为ATP供能，通过这个系统为剧烈运动提供能量，大约维持 20--25s 左右的时间，如 100 m 跑比赛时的供能情况。

②当剧烈运动时间稍长时（如400m或800m跑比赛时），主要由无氧呼吸提供能量。

此时ATP 供能不足，而有氧呼吸还没有xx被调动发挥出来，但无氧呼吸提供的能量很少且产物是乳酸，会降低内环境的pH，所以无氧呼吸供能时不可能太长。

③当剧烈运动时间再长时，主要由有氧呼吸供能。此时ATP 供能系统和无氧呼吸供能系统在供能过程中产生的大量ADP和Pi 强烈地促进有氧呼吸，使得有氧呼吸迅速提高产生大量的 ATP为剧烈运动提供能量。三者之间的供能情况如图所示：

【例2】〔2001年全国理综卷〕运动员在进行不同项目运动时，机体供能方式不同。对三种运动项目

的机体总需氧量、实际摄入氧量和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下：

根据以上资料分析马拉松跑、 400 米跑、 100 米跑运动过程中机体的主要供能方式分别是  （  ）

 A．有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸分解

B．无氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解

C．有氧呼吸、无氧呼吸、无氧呼吸

D．有氧呼吸、磷酸肌酸分解、无氧呼吸

参考答案：A

3  生态系统中因某种生物减少而致使其它物种变动情况的分析与判断

（1）处于食物链中{dy}营养级的生物减少而导致的其它物种变动：

在某食物链中，若处于{dy}营养级的生物减少，则该食物链中的其它生物都将减少。这是因为{dy}营养级是其它各种生物赖以生存的直接或间接食物来源，这一营养级生物的减少必然会引起连锁反应，致使以下营养级依次减少。

 ( 2 ) “天敌”一方减少，对被捕食者数量变动的影响：若某条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量会因此而迅速增加。但这种增加并不是无限的，随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质（如奔跑速度、警惕灵敏性等）必定下降，导致流行病蔓延、老弱病残者增多，最终造成其密度减小，直至相对稳定。即天敌减少，造成被捕食者先增加后减少，{zh1}趋向稳定。

* ( 3 )复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁分析：

在一个复杂的食物网中，当某种群生物因某种原因而发生变化时，对另一种群生物数量的影响，沿不同的线路分析，结果不同时，应遵循以下规律：

① 以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序应从高营养级依次到低营养级。

② 生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不用考虑生产者数量的增加或减小。

③ 处于{zg}营养级的种群且其食物有多种来源时，若其中一条食物链中断，则该种群的数量不会发生较大变化。

【例3】 根据下列南极食物网图回答：假设由于某种原因大鱼全部死亡，试问对磷虾的数量有何影响？

解析：本食物网中共牵扯5 条食物链，均为从生产者开始至虎鲸结束。从食物来源和天敌危害两方面考虑：

① 当大鱼全部死亡后，大量浮游动物得到生存，并捕食大量浮游植物，使浮游植物减少，导致得不到充足食物的磷虾减少。

② 当大鱼全部死亡后，中间这条食物链中断，虎鲸只能从两侧的食物链捕食，对左侧食物链来说，虎鲸较多地捕食须鲸，使须鲸数目减少，从而使磷虾的数目增多。

③ 当大鱼死亡后，浮游动物会增多，使须鲸捕获浮游动物的机会增多，从而减少了对磷虾的捕食，使磷虾的数目增多。

④ 当大鱼全部死亡之后，中间食物链中断导致虎鲸数量减少，须鲸数量增多，从而导致磷虾数量减少。

 以上分析中，①、④与②、③得出两种相反的结论，但由上述规律可知，只有第②种分析方法是正确的，所以结果是磷虾的数量增多。

4  雄蜂产生精子的情况分析

蜜蜂的蜂群由蜂王、雄蜂和工蜂组成，其中蜂王和工蜂是由受精的卵细胞发育而来的，雄蜂是由未受精卵发育而来的，蜂王和工蜂是二倍体（ 2n=32 ) ，雄蜂是单倍体（ n=16 ) ，单倍体雄蜂是怎样产生精子的呢？

雄蜂在产生精子的过程中，它的精母细胞进行的是一种特殊形式的减数分裂，在减数{dy}次分裂中，染色体数目并没有变化，只是细胞质分成大小不等的两部分，大的那部分含有完整的细胞核，小的那部分只是一团细胞质（一段时间后将退化消失）；减数第二次分裂则相当于是一次普通的有丝分裂，在含有细胞核的那团细胞质中，成对的染色单体相互分开，而细胞质则进行不均等的分裂，含细胞质多的那部分（内含 16 个染色体）进一步发育成精子，含细胞质少的那部分（也含 16 个染色体）则逐步退化。雄蜂的一个初级精母细胞，通过这种减数分裂，只产生一个精子，初级精母细胞和精子都是单倍体细胞，这种特殊的减数分裂称为“假减数分裂”。

5  单倍体植株经秋水仙素处理后得到的一定是纯合子吗？

 单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。那么如果此物种是二倍体如某玉米植株基因型是Aa，其单倍体植株的基因型为A 、a 两种，当用秋水仙素使其染色体加倍以后，生成植株的基因型为AA 、aa两种纯合子；但如果此物种为四倍体、六倍体、八倍体等偶数倍多倍体时，如某四倍体马铃薯植株基因型为AAaa 时，则形成的单倍体植株的基因型为AA、 Aa、 aa 3种类型。当用秋水仙素使其染色体加倍以后，植株的基因型分别为 AAAA、AAaa、aaaa 3种。其中 AAaa 则非纯合子，其他凡能产生正常配子的多倍体的单倍体，经用秋水仙素加倍后，得到的均有可能是非纯合子。所以秋水仙素处理单倍体植株得到的一定是纯合子只针对二倍体植物成立。

6   果糖属多羟基酮，它不具醛基而含酮基，为何还称果糖为还原糖呢？

在现行的高中生物课本中，介绍了糖类中的还原糖如葡萄糖、麦芽糖和果糖与斐林试剂发生作用，可以生成砖红色沉淀，还介绍了“分子结构中含有还原性基团（游离醛基或游离酮基）的糖，叫做还原糖。”在这里很显然是把果糖当成一种还原糖了，而在我们高中课本的有机化学内容里一般称不具醛基而含酮基的有机物本身是没有还原性的，果糖属多羟基酮，它不具醛基而含酮基，那么为何还称果糖为还原糖呢？在教学中有不少学生学了有机化学的相关内容后提出此问题，笔者查阅了有关资料，根据自己的理解，觉得可以从两个方面解释这个问题。

其实，果糖和葡萄糖互为同分异构体。葡萄糖属多羟基醛，是一种白色晶体，易溶于水，有甜味，是生物体中最重要的一种单糖；某些植物果实（如葡萄）中含量丰富，也是动物血液中的主要糖类。由于含有游离的醛基而具还原性，葡萄糖能发生银镜反应，能与斐林试剂、班氏试剂发生化学反应产生砖红色的沉淀。

果糖是一种酮糖，也是一种白色晶体，因结晶不易，通常是粘稠的液体，易溶于水，是常见糖类中最甜的糖。果糖虽不像醛糖（如葡萄糖）那样容易被氧化，但由于在碱性条件下，能发生互变异构，异构成葡萄糖（也有资料介绍异构成烯二醇），所以就具有了还原性，它也能发生像醛糖那样的与斐林试剂、班氏试剂作用，生成砖红色沉淀的反应。

另一方面，由于果糖属多羟基酮，它有D、L两种构型，xx存在的果糖为D构型，称为D- 果糖。D- 果糖分子中没有醛基，但其酮羰基的邻位有羟基存在，由于受到邻位羟基的影响，这种α-羟基酮类化合物也具有较强的还原性，可以发生银镜反应，也能与斐林试剂、本尼迪试剂发生反应产生砖红色的沉淀。

因此，可以这样认为，果糖的还原性可以从上述两个方面来理解，果糖xx可以说是一种还原糖。