高中生物學中的哲學觀點

梁愈

高中生物學的知識體系中蘊含著諸多辯證思想，在教學中挖掘這些思想，堅持用哲學觀點來指導教學實踐，應當成為生物學教師的一種教學觀念。

1對立統一觀點

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細胞分泌的，它的主要作用是促進糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖，從而使血糖的濃度升高。胰島素是由胰島B細胞分泌的，胰島素的作用是促進血糖合成糖原，加速血糖的氧化分解，抑制非糖物質的轉化為葡萄糖，從而降低血糖的濃度。兩種激素的作用是相反的。當血糖含量較高時，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果是促進血糖合成為糖原，并抑制非糖物質轉化為葡萄糖，使血糖的含量降低。當血糖含量較低時，胰島素分泌減少，胰高血糖素分泌增加，結果是促進糖原分解為葡萄糖，并促使非糖物質轉化為葡萄糖，使血糖的含量升高。通過激素間的相互拮抗作用，共同實現對糖代謝的調節，使血糖的含量維持在相對穩定的水平上。

1.2生長素與乙烯之間的作用

植物的落葉與離層的形成有關。有研究表明，離層的產生與生長素有一定的關聯。植物的葉片在發育時，產生大量的生長素，由于近葉片端的生長素的濃度比另一端高，因此不會產生離層。當葉片老化后，產生的生長素會逐漸減少，近葉片端的生長素濃度比另一端低，葉柄的基部便會產生離層。這是由于生長素濃度降低，會促使離層帶的細胞產生乙烯，從而導致細胞產生酵素，水解纖維素和中膠層的果膠，產生離層使葉片脫落。綜上所述，與植物葉片的脫落有關的植物激素主要是生長素和乙烯，這說明了植物的生命活動是由多種激素相互協調、共同作用的結果。

2內因、外因觀點

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

此外，高中生物學中的細胞核與細胞質的相互關系、生物進化的過程、群落的演替、生態平衡的維持和破壞等都與外因和內因的原理有關。

3一分為二觀點

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、種植業、養殖業、醫學等領域得到廣泛地應用，這是基因工程對人類的生產和生活有利的一面。但基因工程卻存在著安全性問題，如轉基因生物可能帶來生態環境的惡化和食品的安全性問題，給環境帶來的影響主要是：

(1)轉基因植物會演變成為農田雜草；

(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運動及發展觀點

4.1遺傳信息在親子兩代問的運動

20世紀40年代以來的遺傳學研究結果表明DNA之所以是主要的遺傳物質，是因為它在生物的傳種接代過程中能夠保持穩定性和連續性。DNA分子上的遺傳信息能在親代和子代之間進行傳遞(運動)，1個親代DNA分子自我復制，產生2個DNA分子，通過有性生殖細胞(精子、卵細胞)傳遞給子代，子代的受精卵在后代的個體發育過程中通過DNA分子上的基因進行表達，使子代和親代在性狀上表現相似性狀，即DNA(遺傳信息)——mRNA(遺傳密碼)——蛋白質(結構或功能蛋白)。這說明遺傳物質在親代與子代之間進行著單向運動。

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。群落是一個動態系統，它處在不斷發展變化之中。如果群落的結構遭到破壞，可能會導致一些生物種群消失，就會有其他的生物來占領它們的空間，再過一段時間又會有其他的種群繁殖起來，因此群落是一個不斷的自我肯定——否定——肯定——否定的過程，是一種發展中的穩定。伴隨時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程，這就是群落的演替(運動)。

群落的原生演替(一級運動)：在一個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，它所經歷的時間比較長。

群落的次生演替(二級運動)：次生演替是指在原有植被雖然已經不復存在，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，在這些地方發生的演替。次生演替經歷的時間相對較短。比如火災后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農田上進行的演替。“野火燒不盡，春風吹又生”是對次生演替的形象表達。

群落演替的根本動力是自然選擇，運動的結果是促進群落向前發展，群落的演替既是一個運動的過程，也是一個發展的過程，即便發展到頂極它還會發展，運動無止境。

5量變質變觀點

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行雜交，這樣在當年的四倍體西瓜的植株上，就結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素，可促進子房的發育，這樣就使得三倍體植株的子房發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生了生殖隔離，形成了兩個不同的物種。普通二倍體西瓜的2個染色體組通過加倍，成為4個染色體組，這就是由于染色體數量的變化導致的質變——四倍體西瓜的形成。這種同地爆發式的物種形成也揭示了量變導致的質變。

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，以兩對等位基因為例，在完全顯性、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，但這個比例不是絕對的，還會出現15：1、9：7、12：3：1、9：3：4、9：6：1.13：3等性狀分離比，產生上述分離比的原因是發生了基因的相互作用。其中15：1這個性狀分離比中的15，就是顯性基因的累加作用導致的。人類的皮膚顏色就是基因累加作用的結果。也就是說，顯性基因的數量越多，皮膚的顏色就越深，反之就越淺。例如一個黑人和一個白人結婚，其后代是中間顏色的膚色。若兩個中間膚色的人結婚，他們孩子的膚色將會如何呢?按照基因累加作用原理，在15個個體中的黑色又不盡相同。基因型為AABB的個體最黑，AABb(或AaBB)的個體較黑，AAaa(或，aaBB、AaBb)的個體表現為黑色，而Aabb(或aaBb)的個體表現為淺黑色。只有aabb的個體才表現為白色。因此通過顯性基因的累加作用，就會使得皮膚的黑色越來越重，而aabb是通過隱性基因的積累實現的，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變，又由質變到量變的辯證法。

6肯定、否定觀點

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關于否定之否定的一個典型例子。小麥從受精卵開始進行個體發育，直至性成熟又進行減數分裂，通過減數分裂，一個大孢子母細胞產生一個卵細胞，一個小孢子母細胞產生四個花粉粒，每個花粉粒中有2個精子，其中的1個精子與卵細胞結合又形成新的受精卵，另1個精子與極核結合形成新的受精極核，由新的受精極核發育成為新的胚乳。新的受精卵經過細胞分裂與分化發育成胚。由胚、胚乳和由珠被發育成的種皮，共同構成種子。種子在適宜的條件下萌發，又長成新的小麥植株。由此可見，新形成的種子是對原小麥的否定，而新小麥又是對種子的否定。這種否定之否定并非是一個簡單的周期性的重復，新的小麥集中了新配子中的遺傳基礎，因此與原小麥相比又賦予了新的涵義。

6.2神經纖維上興奮的傳導：靜息電位→動作電位→靜息電位

在靜息電位時，神經纖維膜內的電位低于膜外的電位，即在靜息電位時，細胞膜外為正電位，膜內為負電位。這時膜處于極化狀態。如果在膜的某一部位給予適宜的刺激，該處的極化狀態就被破壞，這叫去極化。在極短的時間內膜內電位會高于膜外電位，也就是膜內為正電位，膜外為負電位，形成了反極化狀態。緊接著，神經纖維膜又恢復到原來的外正內負狀態，這叫做去極化。去極化、反極化和復極化的過程，就是動作電位—靜息電位的形成和恢復的過程。從上述可以看出，動作電位的產生是對靜息電位的否定，當動作電位完成后，又恢復到靜息電位狀態，這是靜息電位對動作電位的否定。通過不斷的肯定、否定，便實現了興奮在神經纖維上的傳導。

7普遍聯系觀點

7.1從微觀上看：細胞內三大物質代謝的聯系

細胞內的糖類、脂肪和蛋白質之間在代謝上存在著密切聯系。蛋白質向糖類的轉化：蛋白質通過分解代謝產生了單體氨基酸，氨基酸通過轉氨基作用形成丙氨酸，使得氨基酸轉變成為丙酮酸(糖類)，丙酮酸再通過一系列的生物化學反應生成二碳化合物，然后進入檸檬酸循環。脂肪轉化成為糖類：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入糖酵解，從而進入糖代謝途徑。脂肪酸通過脫氫(氧化)過程生成二碳化合物，然后進入檸檬酸循環。糖類也可以轉化成為蛋白質和脂肪：丙酮酸也可以轉化為非必需氨基酸，進而生成蛋白質；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。上述事實說明，細胞內的糖類、脂肪和蛋白質的代謝過程是通過相互轉化密切聯系的：三大物質之間雖然可以相互轉化，但這種轉化是有條件的，并且是相互制約的。比如糖類和脂肪之間的關系：只有在糖類供應充足的情況下，才有可能大量轉變成為脂肪。而這些轉化還存在明顯的差異，糖類可以大量地轉化成為脂肪，而脂肪卻不能大量地轉化為糖類。

7.2從宏觀上看：生態系統的能量流動和物質循環的聯系

能量流動和物質循環是生態系統的兩大基本功能，生態系統的能量的輸入、傳遞和散失的過程是生態系統的能量流動。“一山不能存兩虎”與生態系統的能量流動有關。組成生物體的C、H、O、N等基本元素，在生態系統的生物群落和無機環境之間反復的循環運動，表現為生態系統的物質循環。“落紅不是無情物，化作春泥更護花”是對生態系統物質循環的生動描述。能量流動和物質循環是密切相連的：

(1)從時間上看，二者的發生具有同步性，即同時進行、彼此依存，不可分割。

(2)從二者功能上看，能量的固定、貯存、轉移、釋放和利用等能量代謝過程離不開物質的合成與分解。物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(食物網)流動，而能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落與無機環境之間循環往返。