關(guān)于人體體溫調(diào)節(jié)中若干疑難問題的探討

曾紀生

摘 要：人體體溫的調(diào)節(jié)是高中生物有關(guān)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中的一個典型的實例，但是筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，有不少教師和學(xué)生對體溫調(diào)節(jié)機制的理解存在一定的偏差?，F(xiàn)在我就幾個典型的問題在這做一簡要的分析，以糾正這些偏差，使我們的教學(xué)過程變得更加嚴謹。

關(guān)鍵詞：體溫調(diào)節(jié);疑難問題;產(chǎn)熱散熱;行為調(diào)節(jié)

人體體溫的調(diào)節(jié)是高中生物有關(guān)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中的一個典型的實例，但是筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，有不少教師和學(xué)生對體溫調(diào)節(jié)機制的理解存在一定的偏差。現(xiàn)在我就幾個典型的問題在這做一簡要的分析，以糾正這些偏差，使我們的教學(xué)過程變得更加嚴謹。

探討一：當健康的人從炎熱環(huán)境進入寒冷環(huán)境或從寒冷環(huán)境進入炎熱環(huán)境時，產(chǎn)熱速率是不是基本上等于散熱速率？

在高中生物教學(xué)中，我們通常是這樣告訴學(xué)生的：當健康的人從炎熱環(huán)境進入寒冷環(huán)境時，機體一方面要增加產(chǎn)熱，另一方面減少散熱，才能維持體溫的相對穩(wěn)定。按照這個理解，則在寒冷環(huán)境時產(chǎn)熱速率應(yīng)該大于散熱速率，但我們又說健康的人在該環(huán)境下產(chǎn)熱速率基本上等于散熱速率，這讓不少師生難以理解。為了更好的理解，我假設(shè)在某炎熱環(huán)境時產(chǎn)熱速率和散熱速率均為a，當進入某寒冷環(huán)境時，由于機體與外環(huán)境的溫差加大，導(dǎo)致散熱速率增加，設(shè)增加散熱速率為b，則此時散熱速率為a+b。為了維持體溫的相對穩(wěn)定，機體一方面要增加產(chǎn)熱（設(shè)增加產(chǎn)熱速率為c），另一方面減少散熱（設(shè)增加散熱速率為d）。那么，當該健康的人在該寒冷環(huán)境中，體溫處于相對穩(wěn)定時，產(chǎn)熱速率等于a+c，散熱速率等于a+b-d，此時，a+c≈a+b-d。[1]

同理，當健康的人從寒冷環(huán)境進入炎熱環(huán)境時的情境也類似。假設(shè)在某寒冷環(huán)境時產(chǎn)熱速率和散熱速率均為m，當進入某炎熱環(huán)境時，由于機體與外環(huán)境的溫差減小，導(dǎo)致散熱速率減小，設(shè)減小的散熱速率為n，則此時散熱速率為m-n。為了維持體溫的相對穩(wěn)定，機體一方面要增加散熱（設(shè)增加散熱速率為p），另一方面減少產(chǎn)熱（設(shè)減少產(chǎn)熱速率為q）。那么，當該健康的人在該炎熱環(huán)境中，體溫處于相對穩(wěn)定時，產(chǎn)熱速率等于m-q，散熱速率等于m-n+p，此時，m-q≈m-n+p。[1]

探討二：下丘腦是否有溫度感受器？

在高中生物教材必修三《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第32頁的體溫調(diào)節(jié)圖解中有“體溫高于（低于）正常體溫→下丘腦感受到變化”，不少師生理解成下丘腦有溫度感受器[2]。而實際上“下丘腦感受到變化”的“變化”應(yīng)該是下丘腦接收到的由皮膚或內(nèi)臟或黏膜等處的溫度感受器感受刺激并產(chǎn)生興奮，再經(jīng)傳入神經(jīng)傳導(dǎo)到下丘腦時所引起的電位變化。

探討三：體溫調(diào)節(jié)過程中是否存在行為上的調(diào)節(jié)？

當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，經(jīng)神經(jīng)調(diào)節(jié)可將這種信息傳遞到大腦皮層，使大腦皮層產(chǎn)生冷覺或熱覺，再經(jīng)神經(jīng)調(diào)節(jié)引起人們通過穿保暖厚重的衣服、開暖器、吹空調(diào)吃冷飲、開電風(fēng)扇等行為調(diào)節(jié)來適應(yīng)不同溫度的環(huán)境。

探討四：當人體處于運動和安靜狀態(tài)下，人體熱量的主要來源是否相同？

人體熱量的來源主要是細胞中有機物的氧化放能，尤其是骨骼肌和肝臟產(chǎn)熱為多[2]。但當人體處于運動和安靜狀態(tài)時，主要的產(chǎn)熱器官是不同的。當人體處于運動狀態(tài)時，主要的產(chǎn)熱器官是骨骼肌，而當人體處于安靜狀態(tài)時，主要的產(chǎn)熱器官是肝臟。

探討五：在冬天，當人進入被窩時，感覺暖多了，是不是增加了產(chǎn)熱？

在冬天，當人進入被窩時，感覺暖多了。有部分學(xué)生認為進入被窩時，通過機體的生理調(diào)節(jié)使我們的機體增加了產(chǎn)熱，所以感覺更暖和。而實際上當人進入被窩時，外環(huán)境溫度并沒有變化，我們的身體與外環(huán)境的溫差也沒有變化，只是中間加了更保暖厚重的被子，使得被子靠近身體的一側(cè)與身體的溫差比起沒蓋保暖厚重的被子時身體與外環(huán)境的溫差小得多，讓人們感覺更暖和而已。而此時被子靠近身體的一側(cè)與外環(huán)境的溫差則大多了，散熱也較快。

探討六：變溫動物的體溫調(diào)節(jié)機制與恒溫動物的體溫調(diào)節(jié)機制相同嗎？

變溫動物是指體溫會隨著環(huán)境溫度的變化而變化的動物，比如北極熊、青蛙等，這類動物到了冬天需要冬眠，冬眠時，其體溫低，心跳慢，代謝也慢。而恒溫動物是指一年四季體溫都保持相對穩(wěn)定的動物，如人、狗等，這類生物在寒冷環(huán)境中要通過增加產(chǎn)熱（如促進代謝）、減少散熱等來維持體溫的相對穩(wěn)定。從此，可以看出這兩類動物的體溫調(diào)節(jié)機制是不同的。

參考文獻

[1]朱寧波.體溫調(diào)節(jié)中產(chǎn)熱和散熱的分析[J].生物學(xué)教學(xué)，2016，41（08）：69.

[2]人民教育出版社，課程教材研究所，生物課程教材研究開發(fā)中心.高中生物：必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境[M].北京：人民教育出版社，2007：32.