理清知識背后的知識 講好考題背后的故事

馬彬

摘要 由于生物學知識的特點，高中生物學的知識和教學內容有時并不能反映出知識的完全面目，這一特點可能會給中學老師和高中學生帶來困擾。這種情況在人和動物的穩態調節模塊中表現得尤為明顯。以兩道高考題為例，嘗試理清命題背后的知識依據。

關鍵詞 血糖 滲透壓 穩態調節

中圖分類號 Q-49

文獻標志碼 E

生物學知識廣博，更新也較快。限于高中生物學習目標、課程容量和學生學習能力，一些教學內容只反映知識概貌而非全貌。人體的穩態有復雜的調控過程，需經過神經-體液-免疫調節網絡，以及各器官、系統的共同調控。但在高中生物學教學以及考題中，可能并不會涉及這些問題的全貌。從而導致學生在學習過程中產生困惑。一些考題看似相互矛盾，實則并非如此。在教學過程中，教師可利用經典高考題，促進思維開闊的學生產生更多的思考和問題。

1從兩道高考題說起

2018年海南卷的第11題考查了向實驗狗的頸動脈內灌注高滲鹽水后，狗會出現血漿滲透壓迅速升高，尿量減少。同年全國I卷第31題，考查了向實驗兔耳緣靜脈注射質量分數為20%的葡萄糖溶液15mL后，兔的腎小管腔內液體的滲透壓會升高，實驗兔的尿量會增加。

題目1的切入點是“頸動脈灌注高滲鹽水”，將直接使血漿滲透壓升高。刺激下丘腦滲透壓感受器，通過下丘腦合成、垂體釋放抗利尿激素（ADH）。抗利尿激素作用于腎小管和集合管，加強腎小管和集合管的重吸收，從而導致尿量減少（圖1）。題目2的切入點是“腎小管管腔內液體滲透壓升高”。由于腎小管管腔滲透壓升高，原尿滲透進入腎小管周圍毛細血管受阻，重吸收作用減弱，故尿量增多。

2解答學生產生的疑問，講好考題背后的故事

上述兩題單獨做，或者只是按照題目所給信息來做，都不會引發過多問題。但當學生將這兩道考題聯系在一起思考的時候，常會產生以下的疑問：題目1中注射高滲鹽水，導致血漿滲透壓升高，尿量減少。而在題目2中，靜脈注射了高滲（20%）的葡萄糖溶液，血漿滲透壓也應升高。為什么不考慮血漿滲透壓高于原尿？且若血漿滲透壓因注射高滲葡萄糖而升高，為什么不考慮引起抗利尿激素（ADH）分泌增加，從而導致尿量減少呢？這兩個題目是相互矛盾了嗎？

其實兩個題目沒有矛盾，只需要按照題目信息解題，就能很快得出答案。但高中階段并未涉及背后的原因，學生再想得多一點，反而陷入困境。那么本題的知識本源是什么，如何解決上述兩個問題呢？

2.1靜脈注射高滲葡萄糖液，血漿滲透壓可能低于原尿

血漿滲透壓是血漿內溶質分子對水分子的吸引能力。根據溶質類型的不同，血漿滲透壓主要由晶體滲透壓和膠體滲透壓兩部分組成。晶體滲透壓主要由血漿中的Na+、Cl-維持，膠體滲透壓由血漿中以白蛋白為主的蛋白質維持。靜脈注射高滲葡萄糖液，必然導致血漿滲透壓迅速升高，但高濃度的葡萄糖進入血漿，會在胰島素的作用下迅速合成肝糖原。在組織細胞中廣泛存在己糖激酶（一類將ATP的γ-磷酸轉移到葡萄糖等六碳糖上，使六碳糖磷酸化的酶），使進入細胞中的葡萄糖因為帶上磷酸基的負電荷，再難以跨膜逃出細胞。超過腎糖閾的血糖刺激會使血液中的葡萄糖通過腎小球的濾過作用進入原尿。這些綜合作用的結果導致了原尿滲透壓升高，血漿滲透壓相對降低。

2.2靜脈注射高滲葡萄糖液，不易引起抗利尿激素分泌增加

血漿晶體滲透壓改變后，會刺激下丘腦前部室周器的滲透壓感受器，從而調節抗利尿激素的分泌。但滲透壓感受器對Na+和Cl-導致的滲透壓變化最敏感，而對葡萄糖或尿素引起的滲透壓變化不甚敏感。故當靜脈注射高滲葡萄糖液后，血漿滲透壓雖有所升高，抗利尿激素分泌并不會明顯增加。

3總結

綜上所述，當注射高滲葡萄糖液使得血糖濃度高于腎糖閾時，腎小球濾過的葡萄糖多于腎小管重吸收的葡萄糖，使葡萄糖在腎小管中液體（原尿、小管液）中濃度升高，滲透壓升高，從而阻止了腎小管對水的重吸收。加之抗利尿激素并未明顯增加，從而導致尿液量增加。這就是滲透性利尿（高糖利尿）。

生命個體是一個有機的系統。人體穩態的調節是復雜的調控過程。在考題中往往是只觀一葉，并非需要學生知曉整個秋天。對于求知欲強思辨能力強的學生，教師既要讓他們理解知識背后的知識，也要讓他們體會到考試所考查的邊界所在。

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