对几道高考试题的再分析

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  笔者在近几年的高三教学中,经常对高考试题反复揣摩,学生也用近几年高考试题反复训练,但在做题过程中发现,有些高考题的题目及答案,存在一些争议,学生及教师都有一些不同的见解。现以几道试题为例看一下通常的解释,及笔者不同的见解,以便与同行们分享再探讨。
  例题1:(2004上海24)如果一个人食物有1/2来自绿色植物,1/4来自小型肉食动物,1/4来自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重约消耗植物( )
  A.10千克 B.28千克 C.100千克 D.280千克
  常见解析:根据题意,写出3条食物链,①植物→人 ,在此食物链中要增加0.5千克消耗0.5÷0.1=5千克植物。②植物→羊→人,在此食物链中要增加0.25千克消耗0.25÷0.1÷0.1=25千克植物。③植物→植食动物→小型肉食动物→人,在此食物链中要增加0.25千克消耗0.5÷0.1÷0.1÷0.1=250千克植物。所以人要增加1千克体重约消耗植物280千克。
  答案:D
  笔者以为此高考题及大量的复习资料中类似的习题,给学生一些误导,都把林德曼的能量传递效率与同化效率、生长效率混为一谈,许多资料中把“十分之一定律”理解为一个营养级增长1千克体重要消耗上一营养级10千克,笔者认为这是错误的。也有一些学生认为狼吃兔子,吃掉的兔子中只有10%~20%的能量转化为了狼中的能量。笔者现把几个概念区分如下:
  
  不同的生态系统内不同的动物同化效率和生长效率很不相同。脊椎动物的呼吸效率大约占其同化量的98%,只有2%的同化量用于生长。无脊椎动物的呼吸消耗大约占其同化量的79%。恒温动物和变温动物的同化效率与生长效率也差别很大,一般说来,恒温动物的同化效率很高(约70%),但生长效率极低(约1~3%),变温动物的同化效率极低(约30%),但生长效率极高(约为16~37%)。变温动物能量转化效率比恒温动物高得多,因为变温动物呼吸消耗的能量少,把更多的能量转化为动物有机产品。例如,蝗虫吃50千克植物可以长6.85千克肉(包括构成身体的各组织)。田鼠每吃50千克植物只能长0.7千克肉(包括各种组织)。
  不同的生态系统林德曼效率相似,几乎是一个常数,即10%。在有些情况下,林德曼效率可以大于30%,一般说来处于10%~20%范围内。能量在沿食物链流动中逐级递减,原因是同化的能量有很大一部分通过自身呼吸消耗,净生产量中只有一部分流向了下一营养级,很大一部分未被下一营养级利用,还有一部分流向了分解者。林德曼效率是上下两个营养级同化能量的比值,所以把能量传递效率理解为吃10千克食物长1千克肉是错误的。如果一个健康的成年人注意合理饮食,适当运动,不管摄入了多少食物,可以若干年维持体重不变。但人通过摄取食物获得的能量却占上一营养级同化能量的10%~20%。
  例题2(2006广东28)右下图是某地区广东松的种群年龄结构调查结果,该种群的最终发展趋势是
  
   A.总能量增加 B.种群密度下降
  C.环境阻力不变 D.营养级能量降低
  常见解析:从柱状图提供的数据可以看出:广东松种群的年龄结构是幼年个体远远少于成年和老年的个体,属于衰退型的年龄组成。因此该种群的最终发展趋势是种群密度下降,同时该营养级所含能量减少,生物繁殖数量少的原因之一是环境阻力加大。
  答案:BD
  笔者认为此题也存在争议,有不妥之处。题目中的种群为广东松,松树年龄很长,可达上千年。人们常以“松鹤延年”、“寿比南山不老松”等来企望长寿。只要环境适宜,没有人为砍伐,松树可以一直生存下去。只要补充幼苗,种群的密度就会增加。年龄组成与种群未来的发展趋势的关系,某种树木种群与动物特别是高等哺乳动物应该是有差别的。同样对于两者之间的关系,高等哺乳动物与低等动物(比如昆虫)也存在差异,如蝗虫种群密度受环境条件的影响很大,不能单纯用年龄组成预测。从种群年龄组成预期未来发展趋势,是根据年龄组成预测未来的出生率和死亡率。如一个种群幼年个体多老年个体少为增长型种群,是因为种群未来的出生率大于死亡率。一个种群中幼年个体少老年个体多,未来的出生率大于死亡率,为衰退型种群。这种预测对树木有些不恰当,老树、大树结籽率比幼树的结籽率要高,如果按自然繁殖,不考虑其它环境因素的影响,出生率远远大于死亡率,种群密度一定会上升。如果按人工控制繁殖,种植幼苗砍伐老树,多种幼苗少砍伐,和少种幼苗多砍伐结果又大不相同。可能出题者强调种群的最终发展趋势,松树生存时间过长,中间有许多的变数,更不能根据现在的一级幼苗、二级幼苗的数量预测未来的发展趋势就是种群密度下降。所以此题目把课本知识教条式的用于生活实践,僵化了学生的思维。
  例题3(2005广东9)下列关于人体血糖平衡调节的叙述中,正确的是( )
  A.胰岛细胞产生的激素均能降低血糖含量
  B.胰岛A细胞和B细胞协同调节血糖平衡
  C.细胞内葡萄糖的氧化利用发生障碍,可导致血糖持续升高
  D.糖尿病是由于经常摄入过量的糖所引起的
  常见解析:人体内血糖浓度受多种激素的调节,但以胰岛B细胞分泌的胰岛素(降血糖)和胰岛A细胞分泌的胰高血糖素(升血糖)的作用为主,两种激素为拮抗作用。血糖在人体内的主要功能是氧化分解供能,所以当体内葡萄糖的利用减少,可导致血糖浓度的持续升高。经常摄入过量的糖,不患糖尿病,因为糖尿病的病因是由于体内胰岛素分泌不足引起的。
  答案:C
  细胞内葡萄糖的氧化利用发生障碍是否一定导致血糖持续升高笔者也有不同意见。调节血糖的激素有多种,如胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素及生长激素等。如肾上腺分泌糖皮质激素,主要生理功能是抑制糖的氧化,促使蛋白质转化为糖,调节糖代谢升高血糖。缺乏糖皮质激素可引起血糖降低。当切除肾上腺时,机体发生严重的蛋白质、糖、脂肪代谢障碍和水盐代谢障碍,钾在组织中积聚,肝糖原和血糖含量急剧降低。肾上腺素是促进分解代谢的重要激素,可促进肝糖原分解成葡萄糖,使血糖升高,还可增加组织耗氧量。肾上腺素除了能促进肝糖原分解外,也能促进骨骼肌及心肌中的糖原分解成乳酸。这些代谢变化有助于机体获得充足的能量,肾上腺素可被称为“应急”激素。如果肾上腺素分泌不足,不仅组织细胞内糖的氧化供能障碍,血糖也会下降。又如,甲状腺激素能刺激糖、蛋白质、脂肪和盐的代谢,引起耗氧量和生热量的增加,使基础代谢增高并促进智力和体质的发育。当甲状腺激素分泌不足,会使基础代谢降低,细胞内糖的氧化利用也会发生障碍,但血糖并不升高。
  综上所述,肾上腺素、肾上腺糖皮质激素、甲状腺激素等三种激素分泌增加时,均有升血糖的作用,当缺乏时,细胞内的糖、蛋白质、脂肪代谢会发生障碍,血糖不会升高甚至会降低。由此可见,只有胰岛素分泌不足,导致细胞内糖的氧化利用发生障碍,才可引起血糖升高。
  笔者认为B答案更合适。胰岛B细胞分泌的胰岛素有降血糖的作用和胰岛A细胞分泌的胰高血糖素有升血糖的作用,两种激素作用相反为拮抗作用。血糖平衡的调节需要胰岛A细胞和胰岛B细胞的密切和作,协调配合。所以说胰岛A细胞和B细胞协同调节血糖平衡应是正确的,此处的协同调节并不是协同作用。
  以上均是笔者自己的见解,如有不当之处敬请同仁们批评指正。
  
  参考文献
  [1] 孙儒泳等.普通生态学.北京:高等教育出版社,1993,10(1997年重印)
  [2] 沈同、王镜岩.生物化学.北京:高等教育出版社,1990,12
  [3] 王玢.人体及动物生理学.北京:高等教育出版社,1992,4
  [4] 任志鸿.十年高考分类解析与应试策略.生物.海口:南方出版社:南海出版公司,2003,6(2006,7重印)
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