關(guān)于人體體溫調(diào)節(jié)中若干疑難問(wèn)題的探討

曾紀(jì)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(gè)典型的實(shí)例，但是筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有不少教師和學(xué)生對(duì)體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的理解存在一定的偏差?，F(xiàn)在我就幾個(gè)典型的問(wèn)題在這做一簡(jiǎn)要的分析，以糾正這些偏差，使我們的教學(xué)過(guò)程變得更加嚴(yán)謹(jǐn)。

關(guān)鍵詞：體溫調(diào)節(jié);疑難問(wèn)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(gè)典型的實(shí)例，但是筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有不少教師和學(xué)生對(duì)體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的理解存在一定的偏差?，F(xiàn)在我就幾個(gè)典型的問(wèn)題在這做一簡(jiǎn)要的分析，以糾正這些偏差，使我們的教學(xué)過(guò)程變得更加嚴(yán)謹(jǐn)。

探討一：當(dāng)健康的人從炎熱環(huán)境進(jìn)入寒冷環(huán)境或從寒冷環(huán)境進(jìn)入炎熱環(huán)境時(shí)，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(dāng)健康的人從炎熱環(huán)境進(jìn)入寒冷環(huán)境時(shí)，機(jī)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(duì)穩(wěn)定。按照這個(gè)理解，則在寒冷環(huán)境時(shí)產(chǎn)熱速率應(yīng)該大于散熱速率，但我們又說(shuō)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(shí)產(chǎn)熱速率和散熱速率均為a，當(dāng)進(jìn)入某寒冷環(huán)境時(shí)，由于機(jī)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(shí)散熱速率為a+b。為了維持體溫的相對(duì)穩(wěn)定，機(jī)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(dāng)該健康的人在該寒冷環(huán)境中，體溫處于相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，產(chǎn)熱速率等于a+c，散熱速率等于a+b-d，此時(shí)，a+c≈a+b-d。[1]

同理，當(dāng)健康的人從寒冷環(huán)境進(jìn)入炎熱環(huán)境時(shí)的情境也類似。假設(shè)在某寒冷環(huán)境時(shí)產(chǎn)熱速率和散熱速率均為m，當(dāng)進(jìn)入某炎熱環(huán)境時(shí)，由于機(jī)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(shí)散熱速率為m-n。為了維持體溫的相對(duì)穩(wěn)定，機(jī)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(dāng)該健康的人在該炎熱環(huán)境中，體溫處于相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，產(chǎn)熱速率等于m-q，散熱速率等于m-n+p，此時(shí)，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(yè)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(shí)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(shí)所引起的電位變化。

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

當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，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(jué)或熱覺(jué)，再經(jīng)神經(jīng)調(diào)節(jié)引起人們通過(guò)穿保暖厚重的衣服、開(kāi)暖器、吹空調(diào)吃冷飲、開(kāi)電風(fēng)扇等行為調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)不同溫度的環(huán)境。

探討四：當(dāng)人體處于運(yùn)動(dòng)和安靜狀態(tài)下，人體熱量的主要來(lái)源是否相同？

人體熱量的來(lái)源主要是細(xì)胞中有機(jī)物的氧化放能，尤其是骨骼肌和肝臟產(chǎn)熱為多[2]。但當(dāng)人體處于運(yùn)動(dòng)和安靜狀態(tài)時(shí)，主要的產(chǎn)熱器官是不同的。當(dāng)人體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，主要的產(chǎn)熱器官是骨骼肌，而當(dāng)人體處于安靜狀態(tài)時(shí)，主要的產(chǎn)熱器官是肝臟。

探討五：在冬天，當(dāng)人進(jìn)入被窩時(shí)，感覺(jué)暖多了，是不是增加了產(chǎn)熱？

在冬天，當(dāng)人進(jìn)入被窩時(shí)，感覺(jué)暖多了。有部分學(xué)生認(rèn)為進(jìn)入被窩時(shí)，通過(guò)機(jī)體的生理調(diào)節(jié)使我們的機(jī)體增加了產(chǎn)熱，所以感覺(jué)更暖和。而實(shí)際上當(dāng)人進(jìn)入被窩時(shí)，外環(huán)境溫度并沒(méi)有變化，我們的身體與外環(huán)境的溫差也沒(méi)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(méi)蓋保暖厚重的被子時(shí)身體與外環(huán)境的溫差小得多，讓人們感覺(jué)更暖和而已。而此時(shí)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(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)機(jī)制與恒溫動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)機(jī)制相同嗎？

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

參考文獻(xiàn)

[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(kāi)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.