高中生物學(xué)中的哲學(xué)觀點(diǎn)

梁愈

高中生物學(xué)的知識(shí)體系中蘊(yùn)含著諸多辯證思想，在教學(xué)中挖掘這些思想，堅(jiān)持用哲學(xué)觀點(diǎn)來指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，應(yīng)當(dāng)成為生物學(xué)教師的一種教學(xué)觀念。

1對(duì)立統(tǒng)一觀點(diǎn)

1.1胰島素和胰高血糖素之間的作用

胰高血糖素是由胰島A細(xì)胞分泌的，它的主要作用是促進(jìn)糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖的濃度升高。胰島素是由胰島B細(xì)胞分泌的，胰島素的作用是促進(jìn)血糖合成糖原，加速血糖的氧化分解，抑制非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而降低血糖的濃度。兩種激素的作用是相反的。當(dāng)血糖含量較高時(shí)，胰島素分泌增加，胰高血糖素分泌減少，兩種激素拮抗作用的結(jié)果是促進(jìn)血糖合成為糖原，并抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使血糖的含量降低。當(dāng)血糖含量較低時(shí)，胰島素分泌減少，胰高血糖素分泌增加，結(jié)果是促進(jìn)糖原分解為葡萄糖，并促使非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使血糖的含量升高。通過激素間的相互拮抗作用，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)糖代謝的調(diào)節(jié)，使血糖的含量維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平上。

1.2生長(zhǎng)素與乙烯之間的作用

植物的落葉與離層的形成有關(guān)。有研究表明，離層的產(chǎn)生與生長(zhǎng)素有一定的關(guān)聯(lián)。植物的葉片在發(fā)育時(shí)，產(chǎn)生大量的生長(zhǎng)素，由于近葉片端的生長(zhǎng)素的濃度比另一端高，因此不會(huì)產(chǎn)生離層。當(dāng)葉片老化后，產(chǎn)生的生長(zhǎng)素會(huì)逐漸減少，近葉片端的生長(zhǎng)素濃度比另一端低，葉柄的基部便會(huì)產(chǎn)生離層。這是由于生長(zhǎng)素濃度降低，會(huì)促使離層帶的細(xì)胞產(chǎn)生乙烯，從而導(dǎo)致細(xì)胞產(chǎn)生酵素，水解纖維素和中膠層的果膠，產(chǎn)生離層使葉片脫落。綜上所述，與植物葉片的脫落有關(guān)的植物激素主要是生長(zhǎng)素和乙烯，這說明了植物的生命活動(dòng)是由多種激素相互協(xié)調(diào)、共同作用的結(jié)果。

2內(nèi)因、外因觀點(diǎn)

外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的依據(jù)。學(xué)生是容易理解外因通過內(nèi)因起作用的原理的，故僅舉酶催化作用一例。酶是生物體活細(xì)胞產(chǎn)生的一種具有催化作用的有機(jī)物。它具有高效性、專一性和作用需要溫和條件等特點(diǎn)。酶是催化生物化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)在因素，但要使酶發(fā)揮其催化作用，外界環(huán)境條件顯得至關(guān)重要。比如，將人體的胃蛋白酶放在堿性環(huán)境里，它就不會(huì)發(fā)揮其應(yīng)有的功能，將其放在pH為1.8、溫度為0℃的環(huán)境里，它也照樣不會(huì)發(fā)揮催化作用。由此看出，外界環(huán)境條件是重要因素，滿足了環(huán)境條件，酶才會(huì)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

此外，高中生物學(xué)中的細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的相互關(guān)系、生物進(jìn)化的過程、群落的演替、生態(tài)平衡的維持和破壞等都與外因和內(nèi)因的原理有關(guān)。

3一分為二觀點(diǎn)

任何事物都有兩面性的，既有利又有弊。以基因工程為例，基因工程的成果在工業(yè)、種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用，這是基因工程對(duì)人類的生產(chǎn)和生活有利的一面。但基因工程卻存在著安全性問題，如轉(zhuǎn)基因生物可能帶來生態(tài)環(huán)境的惡化和食品的安全性問題，給環(huán)境帶來的影響主要是：

(1)轉(zhuǎn)基因植物會(huì)演變成為農(nóng)田雜草；

(2)基因飄移到近緣野生種；

(3)影響自然生物類群。

食品安全主要指轉(zhuǎn)基因食品帶有的毒性以及過敏問題，這兩種不安全因素都可能影響人體健康。

4運(yùn)動(dòng)及發(fā)展觀點(diǎn)

4.1遺傳信息在親子兩代問的運(yùn)動(dòng)

20世紀(jì)40年代以來的遺傳學(xué)研究結(jié)果表明DNA之所以是主要的遺傳物質(zhì)，是因?yàn)樗谏锏膫鞣N接代過程中能夠保持穩(wěn)定性和連續(xù)性。DNA分子上的遺傳信息能在親代和子代之間進(jìn)行傳遞(運(yùn)動(dòng))，1個(gè)親代DNA分子自我復(fù)制，產(chǎn)生2個(gè)DNA分子，通過有性生殖細(xì)胞(精子、卵細(xì)胞)傳遞給子代，子代的受精卵在后代的個(gè)體發(fā)育過程中通過DNA分子上的基因進(jìn)行表達(dá)，使子代和親代在性狀上表現(xiàn)相似性狀，即DNA(遺傳信息)——mRNA(遺傳密碼)——蛋白質(zhì)(結(jié)構(gòu)或功能蛋白)。這說明遺傳物質(zhì)在親代與子代之間進(jìn)行著單向運(yùn)動(dòng)。

4.2群落的演替

從無中生有到萬紫千紅反映了群落的總體演替過程。群落是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它處在不斷發(fā)展變化之中。如果群落的結(jié)構(gòu)遭到破壞，可能會(huì)導(dǎo)致一些生物種群消失，就會(huì)有其他的生物來占領(lǐng)它們的空間，再過一段時(shí)間又會(huì)有其他的種群繁殖起來，因此群落是一個(gè)不斷的自我肯定——否定——肯定——否定的過程，是一種發(fā)展中的穩(wěn)定。伴隨時(shí)間的推移，一個(gè)群落被另一個(gè)群落代替的過程，這就是群落的演替(運(yùn)動(dòng))。

群落的原生演替(一級(jí)運(yùn)動(dòng))：在一個(gè)從來沒有被植被覆蓋的地面，或原來存在過植被，但被徹底毀壞了的地方發(fā)生的屬于原生演替。例如在沙丘、火山巖、冰川泥等上的演替，它所經(jīng)歷的時(shí)間比較長(zhǎng)。

群落的次生演替(二級(jí)運(yùn)動(dòng))：次生演替是指在原有植被雖然已經(jīng)不復(fù)存在，但原有的土壤條件尚保留，或者保留了植物的種子或繁殖體，在這些地方發(fā)生的演替。次生演替經(jīng)歷的時(shí)間相對(duì)較短。比如火災(zāi)后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進(jìn)行的演替。“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”是對(duì)次生演替的形象表達(dá)。

群落演替的根本動(dòng)力是自然選擇，運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是促進(jìn)群落向前發(fā)展，群落的演替既是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程，也是一個(gè)發(fā)展的過程，即便發(fā)展到頂極它還會(huì)發(fā)展，運(yùn)動(dòng)無止境。

5量變質(zhì)變觀點(diǎn)

5.1從二倍體西瓜到四倍體西瓜

1939～1949年期間，日本的生物學(xué)家木原均通過潛心的研究，培育出來一種同源多倍體的三倍體西瓜。培育的過程大致是：首先用秋水仙素處理普通二倍體西瓜，使其成為四倍體西瓜。然后以四倍體西瓜做母本，另取普通的二倍體西瓜做父本進(jìn)行雜交，這樣在當(dāng)年的四倍體西瓜的植株上，就結(jié)出了三倍體西瓜的種子。翌年將三倍體西瓜的種子與普通二倍體西瓜的種子間行種植，將普通二倍體西瓜的花粉授以三倍體西瓜。由于花粉中含有一定濃度的生長(zhǎng)素，可促進(jìn)子房的發(fā)育，這樣就使得三倍體植株的子房發(fā)育成為三倍體的無子西瓜。在上述過程中，由于二倍體西瓜與四倍體西瓜的后代是三倍體西瓜，而三倍體西瓜是不育的，因此二倍體西瓜與四倍體西瓜產(chǎn)生了生殖隔離，形成了兩個(gè)不同的物種。普通二倍體西瓜的2個(gè)染色體組通過加倍，成為4個(gè)染色體組，這就是由于染色體數(shù)量的變化導(dǎo)致的質(zhì)變——四倍體西瓜的形成。這種同地爆發(fā)式的物種形成也揭示了量變導(dǎo)致的質(zhì)變。

5.2人體的膚色從白到黑

在“基因的自由組合定律”中，子二代的性狀分離比為(3：1)ⁿ，以兩對(duì)等位基因?yàn)槔谕耆@性、且無互作的情況下，子二代的性狀分離比是(3：1)²，即9：3：3：1，但這個(gè)比例不是絕對(duì)的，還會(huì)出現(xiàn)15：1、9：7、12：3：1、9：3：4、9：6：1.13：3等性狀分離比，產(chǎn)生上述分離比的原因是發(fā)生了基因的相互作用。其中15：1這個(gè)性狀分離比中的15，就是顯性基因的累加作用導(dǎo)致的。人類的皮膚顏色就是基因累加作用的結(jié)果。也就是說，顯性基因的數(shù)量越多，皮膚的顏色就越深，反之就越淺。例如一個(gè)黑人和一個(gè)白人結(jié)婚，其后代是中間顏色的膚色。若兩個(gè)中間膚色的人結(jié)婚，他們孩子的膚色將會(huì)如何呢?按照基因累加作用原理，在15個(gè)個(gè)體中的黑色又不盡相同。基因型為AABB的個(gè)體最黑，AABb(或AaBB)的個(gè)體較黑，AAaa(或，aaBB、AaBb)的個(gè)體表現(xiàn)為黑色，而Aabb(或aaBb)的個(gè)體表現(xiàn)為淺黑色。只有aabb的個(gè)體才表現(xiàn)為白色。因此通過顯性基因的累加作用，就會(huì)使得皮膚的黑色越來越重，而aabb是通過隱性基因的積累實(shí)現(xiàn)的，因此通過顯性基因的積累由白色到黑色，又通過隱性基因的積累則由黑色到白色，這就是人皮膚顏色中的由量變到質(zhì)變，又由質(zhì)變到量變的辯證法。

6肯定、否定觀點(diǎn)

6.1小麥的生命周期：小麥→種子→小麥

這是恩格斯例舉的一個(gè)關(guān)于否定之否定的一個(gè)典型例子。小麥從受精卵開始進(jìn)行個(gè)體發(fā)育，直至性成熟又進(jìn)行減數(shù)分裂，通過減數(shù)分裂，一個(gè)大孢子母細(xì)胞產(chǎn)生一個(gè)卵細(xì)胞，一個(gè)小孢子母細(xì)胞產(chǎn)生四個(gè)花粉粒，每個(gè)花粉粒中有2個(gè)精子，其中的1個(gè)精子與卵細(xì)胞結(jié)合又形成新的受精卵，另1個(gè)精子與極核結(jié)合形成新的受精極核，由新的受精極核發(fā)育成為新的胚乳。新的受精卵經(jīng)過細(xì)胞分裂與分化發(fā)育成胚。由胚、胚乳和由珠被發(fā)育成的種皮，共同構(gòu)成種子。種子在適宜的條件下萌發(fā)，又長(zhǎng)成新的小麥植株。由此可見，新形成的種子是對(duì)原小麥的否定，而新小麥又是對(duì)種子的否定。這種否定之否定并非是一個(gè)簡(jiǎn)單的周期性的重復(fù)，新的小麥集中了新配子中的遺傳基礎(chǔ)，因此與原小麥相比又賦予了新的涵義。

6.2神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)：靜息電位→動(dòng)作電位→靜息電位

在靜息電位時(shí)，神經(jīng)纖維膜內(nèi)的電位低于膜外的電位，即在靜息電位時(shí)，細(xì)胞膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位。這時(shí)膜處于極化狀態(tài)。如果在膜的某一部位給予適宜的刺激，該處的極化狀態(tài)就被破壞，這叫去極化。在極短的時(shí)間內(nèi)膜內(nèi)電位會(huì)高于膜外電位，也就是膜內(nèi)為正電位，膜外為負(fù)電位，形成了反極化狀態(tài)。緊接著，神經(jīng)纖維膜又恢復(fù)到原來的外正內(nèi)負(fù)狀態(tài)，這叫做去極化。去極化、反極化和復(fù)極化的過程，就是動(dòng)作電位—靜息電位的形成和恢復(fù)的過程。從上述可以看出，動(dòng)作電位的產(chǎn)生是對(duì)靜息電位的否定，當(dāng)動(dòng)作電位完成后，又恢復(fù)到靜息電位狀態(tài)，這是靜息電位對(duì)動(dòng)作電位的否定。通過不斷的肯定、否定，便實(shí)現(xiàn)了興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。

7普遍聯(lián)系觀點(diǎn)

7.1從微觀上看：細(xì)胞內(nèi)三大物質(zhì)代謝的聯(lián)系

細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)之間在代謝上存在著密切聯(lián)系。蛋白質(zhì)向糖類的轉(zhuǎn)化：蛋白質(zhì)通過分解代謝產(chǎn)生了單體氨基酸，氨基酸通過轉(zhuǎn)氨基作用形成丙氨酸，使得氨基酸轉(zhuǎn)變成為丙酮酸(糖類)，丙酮酸再通過一系列的生物化學(xué)反應(yīng)生成二碳化合物，然后進(jìn)入檸檬酸循環(huán)。脂肪轉(zhuǎn)化成為糖類：脂肪在脂肪酶的作用下，首先生成甘油和脂肪酸，生成的甘油可以直接進(jìn)入糖酵解，從而進(jìn)入糖代謝途徑。脂肪酸通過脫氫(氧化)過程生成二碳化合物，然后進(jìn)入檸檬酸循環(huán)。糖類也可以轉(zhuǎn)化成為蛋白質(zhì)和脂肪：丙酮酸也可以轉(zhuǎn)化為非必需氨基酸，進(jìn)而生成蛋白質(zhì)；糖代謝中的二碳化合物也可以生成脂肪酸，然后再生成脂肪。上述事實(shí)說明，細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝過程是通過相互轉(zhuǎn)化密切聯(lián)系的：三大物質(zhì)之間雖然可以相互轉(zhuǎn)化，但這種轉(zhuǎn)化是有條件的，并且是相互制約的。比如糖類和脂肪之間的關(guān)系：只有在糖類供應(yīng)充足的情況下，才有可能大量轉(zhuǎn)變成為脂肪。而這些轉(zhuǎn)化還存在明顯的差異，糖類可以大量地轉(zhuǎn)化成為脂肪，而脂肪卻不能大量地轉(zhuǎn)化為糖類。

7.2從宏觀上看：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的聯(lián)系

能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大基本功能，生態(tài)系統(tǒng)的能量的輸入、傳遞和散失的過程是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。“一山不能存兩虎”與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)有關(guān)。組成生物體的C、H、O、N等基本元素，在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落和無機(jī)環(huán)境之間反復(fù)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的生動(dòng)描述。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是密切相連的：

(1)從時(shí)間上看，二者的發(fā)生具有同步性，即同時(shí)進(jìn)行、彼此依存，不可分割。

(2)從二者功能上看，能量的固定、貯存、轉(zhuǎn)移、釋放和利用等能量代謝過程離不開物質(zhì)的合成與分解。物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(食物網(wǎng))流動(dòng)，而能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。