淺議高中生物學中對“人和高等動物生命活動調節(jié)”的理解

摘 要：人和高等動物的生命活動調節(jié)這一部分知識，對中學生來說是一個需要掌握的重點，但同時也是一個難點。對這一部分知識，如何才能較容易地深入地理解和掌握呢？試圖從問題入手并進行調節(jié)的實例分析來討論這部分內容，希望可幫助中學生較容易地掌握它們。

關鍵詞：神經(jīng)調節(jié)；體液調節(jié)；免疫調節(jié)

一、人和動物生命活動的調節(jié)所要達到的目標是什么

無論是神經(jīng)調節(jié)、體液調節(jié)，還是免疫調節(jié)，其最終目標無非是使人體內環(huán)境保持穩(wěn)態(tài)。內環(huán)境（即細胞外液，包括血漿、組織液、淋巴）是人體細胞直接生存的環(huán)境，人體細胞必須通過內環(huán)境才能與外界環(huán)境進行物質交換，即獲得養(yǎng)料和氧氣、排出代謝廢物。所以內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是生命活動正常進行的必要條件。內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)又包括細胞外液組成成分含量的相對穩(wěn)定和理化性質（包括溫度、滲透壓、pH等）的相對穩(wěn)定。

二、神經(jīng)調節(jié)、體液調節(jié)和免疫調節(jié)各在什么情況下起作用

絕大多數(shù)的生命活動既受神經(jīng)調節(jié)也受體液調節(jié)，并以神經(jīng)調節(jié)為主，也有個別生命活動（如血糖平衡調節(jié)）以體液調節(jié)為主。免疫調節(jié)對于維持內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有兩方面的功能，一是防衛(wèi)功能，即抵御病原體攻擊的功能；二是監(jiān)控和清除的功能，即對人體內出現(xiàn)的衰老、損傷、癌變等的細胞能及時發(fā)現(xiàn)并清除掉。所以免疫調節(jié)主要在兩種情況下起作用，一是有病原體攻擊人體的時候，二是身體出現(xiàn)衰老、損傷、癌變的細胞時，其他時候只有監(jiān)控功能。

三、神經(jīng)調節(jié)的實質是什么

神經(jīng)調節(jié)的基本方式是反射，而反射過程是感受器受到刺激產(chǎn)生興奮，興奮沿著傳入神經(jīng)傳入到神經(jīng)中樞，神經(jīng)中樞經(jīng)過分析、綜合、判斷，又把興奮經(jīng)傳出神經(jīng)傳出到效應器，效應器作出相應的應答反應。效應器的應答反應主要有兩種，一是肌肉的收縮，二是腺體的分泌。從對反射過程的描述我們不難看出，反射實質上就是興奮的產(chǎn)生和在反射弧中的傳導過程。

一個最簡單的反射弧也由兩個神經(jīng)元組成，所以反射過程必然包括興奮在神經(jīng)纖維上（即在神經(jīng)元上）的傳導和興奮在神經(jīng)元之間的傳遞。

對于神經(jīng)纖維來說，興奮就是膜電位由靜息電位（內負外正）變成了動作電位（內正外負）。如果神經(jīng)纖維上哪個部位發(fā)生了這樣的變化，就說明這個部位產(chǎn)生了興奮或者是興奮傳導到了這里。受刺激的部位首先發(fā)生這樣的電位變化，而興奮部位與未興奮部位之間瞬間形成又瞬間消失的局部電流又刺激相鄰部位發(fā)生同樣的電位變化，原來興奮的部位又恢復為靜息電位，新的局部電流又會刺激下一部位興奮。興奮就是這樣在神經(jīng)纖維上產(chǎn)生和傳導的。

當興奮到達突觸前膜（屬于上一個神經(jīng)元的細胞膜）就會刺激突觸前膜釋放出神經(jīng)遞質，神經(jīng)遞質與突觸后膜（屬于下一個神經(jīng)元的細胞膜）上的受體結合，這種結合物（包括受體和遞質）就是對突觸后膜的一種刺激，這種刺激使突觸后膜興奮。興奮就這樣從上一個神經(jīng)元傳遞到了下一個神經(jīng)元上。

根據(jù)以上分析可知，要掌握一個生命活動調節(jié)過程中的神經(jīng)調節(jié)過程，只要找到相應的反射弧并了解相關的反射過程即可。

四、體液調節(jié)的實質是什么

在體液調節(jié)的概念中我們可以找到兩個關鍵詞，即“化學物質”和“體液運輸”。所以體液調節(jié)的實質就是某種化學物質由體液（主要是血液）運輸?shù)阶饔貌课黄鸬较鄳恼{節(jié)作用。如果這種“化學物質”是激素，這種體液調節(jié)就是激素調節(jié)。要在一個生命活動調節(jié)過程中找出體液調節(jié)就要找“化學物質”和“體液運輸”。換句話說，就是要找到這樣幾個問題的答案，即起調節(jié)作用的化學物質是誰？該化學物質又是由誰產(chǎn)生的？該化學物質是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運輸?shù)侥睦锲鹱饔?？起什么作用?/p>

五、對于體液免疫和細胞免疫過程的理解

體液免疫和細胞免疫過程都分為三個階段，即感應階段（也就是識別抗原的階段）、反應階段（也就是淋巴細胞自身發(fā)生相應變化的階段）、效應階段（也就是與病原體“交戰(zhàn)”的階段）。下面首先來理解體液免疫過程。

在感應階段中，少數(shù)病原體可直接被B細胞識別，多數(shù)病原體必須先經(jīng)過吞噬細胞的攝取處理，暴露出它所特有的抗原，吞噬細胞再把抗原傳遞給T細胞，T細胞分泌淋巴因子，再由淋巴因子刺激B細胞。如果是同種病原體再次入侵，則由記憶細胞直接識別抗原。

反應階段的變化可用兩個詞來概括，即“增殖”“分化”。體液免疫過程中就是B細胞或記憶細胞增殖分化產(chǎn)生漿細胞和記憶細胞，再由漿細胞產(chǎn)生抗體。

效應階段就是抗體與抗原結合，使病原體不能增殖也不能對組織細胞進行黏附，換句話說，就是已把病原體消滅了。然后由吞噬細胞“打掃戰(zhàn)場”。

細胞免疫的感應階段與體液免疫相同，反應階段是由T細胞增殖分化產(chǎn)生效應T細胞和記憶細胞；效應階段是效應T細胞與靶細胞（即病原體感染的細胞）密切接觸，使靶細胞發(fā)生細胞凋亡，從而裂解死亡，病原體也隨之進入體液，之后被抗體消滅。

六、神經(jīng)遞質、激素、抗體的相似之處

（1）都具有特異性；（2）作用完成后都是被滅活。

下面我們通過對人和高等動物體內的幾個調節(jié)實例的分析來進一步理解調節(jié)過程。

（一）血糖平衡調節(jié)

1.體液調節(jié)

（1）起調節(jié)作用的化學物質是誰？該化學物質又是由誰產(chǎn)生的？

胰島B細胞產(chǎn)生的胰島素、胰島A細胞產(chǎn)生的胰高血糖素、腎上腺產(chǎn)生的腎上腺素。

（2）該化學物質是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運輸?shù)侥睦锲鹱饔茫科鹗裁醋饔茫?/p>

當血糖濃度高于正常范圍時，血糖濃度直接刺激胰島B細胞，使其分泌胰島素，胰島素隨體液運輸?shù)饺砀魈幗M織細胞，并作用于它們，使組織細胞加速攝取、利用、貯存葡萄糖，從而使血糖濃度降低。當血糖到達正常范圍內時，血糖濃度又反過來抑制胰島B細胞的分泌活動。

當血糖濃度低于正常范圍時，血糖濃度直接刺激胰島A細胞使其分泌胰高血糖素，胰高血糖素隨體液運輸?shù)饺砀魈?，主要作用于肝細胞，使其加速肝糖元的分解和脂肪等非糖物質的轉化，從而使血糖升高。當血糖到達正常范圍內時，血糖濃度又反過來抑制胰島A細胞的分泌活動。

腎上腺素的分泌直接受神經(jīng)控制，其在調節(jié)血糖方面的作用與胰高血糖素相同。

2.神經(jīng)調節(jié)

（1）反射弧

感受器（中學階段不需要掌握具體部位）→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞（下丘腦）→傳出神經(jīng)→效應器（胰島和腎上腺及支配它們的神經(jīng)末梢）

（2）反射過程

血糖濃度的變化刺激感受器使其興奮，興奮沿傳入神經(jīng)傳到下丘腦，下丘腦做出綜合、分析、判斷，再將興奮由傳出神經(jīng)傳到胰島和腎上腺，使其分泌相應的激素。

（二）體溫平衡調節(jié)

1.神經(jīng)調節(jié)

（1）反射弧

皮膚和黏膜上的溫度感受器（包括冷覺感受器和溫覺感受器）→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞（下丘腦）→傳出神經(jīng)→效應器（皮膚汗腺、皮膚毛細血管、肝臟、肌肉、下丘腦神經(jīng)分泌細胞、腎上腺等及支配它們的神經(jīng)末梢）

（2）反射過程

寒冷環(huán)境中體溫下降刺激冷覺感受器使其興奮，興奮沿傳入神經(jīng)傳到下丘腦，下丘腦做出綜合、分析、判斷，再將興奮由傳出神經(jīng)傳到各個效應器，使皮膚汗腺分泌減少、皮膚毛細血管收縮、肝臟和肌肉產(chǎn)熱增加、下丘腦神經(jīng)分泌細胞分泌促甲狀腺激素釋放激素、腎上腺分泌腎上腺素等。

炎熱環(huán)境中體溫上升刺激溫覺感受器使其興奮，興奮沿傳入神經(jīng)傳到下丘腦，下丘腦做出綜合、分析、判斷，再將興奮由傳出神經(jīng)傳到各個效應器，使皮膚汗腺分泌增加、皮膚毛細血管舒張、肝臟和肌肉產(chǎn)熱減少、下丘腦神經(jīng)分泌細胞分泌促甲狀腺激素釋放激素減少、腎上腺分泌腎上腺素減少等。

2.體液調節(jié)

（1）起調節(jié)作用的化學物質是誰？該化學物質又是由誰產(chǎn)生的？

甲狀腺分泌的甲狀腺激素和腎上腺分泌的腎上腺素。

（2）該化學物質是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運輸?shù)侥睦锲鹱饔?？起什么作用?/p>

寒冷時在神經(jīng)的控制下下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素，由血液運輸?shù)酱贵w，促進垂體分泌促甲狀腺激素，由血液運輸?shù)郊谞钕?，促進甲狀腺分泌甲狀腺激素。

甲狀腺激素由血液運輸?shù)饺砀魈幗M織細胞，促進它們新陳代謝加快產(chǎn)熱增多。甲狀腺激素濃度過高時又會反過來抑制下丘腦和垂體的分泌活動，使甲狀腺激素分泌減少。

腎上腺素的分泌由神經(jīng)直接控制，其在體溫調節(jié)中的作用與甲狀腺激素相同。

（三）水鹽平衡調節(jié)

1.神經(jīng)調節(jié)

（1）反射弧

下丘腦滲透壓感受器→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞（下丘腦）→傳出神經(jīng)→效應器（垂體）

（2）反射過程

當人飲水不足或吃的東西過咸或失水過多時，人細胞外液滲透壓升高，刺激下丘腦滲透壓感受器使其興奮，興奮沿傳入神經(jīng)傳到下丘腦，下丘腦做出綜合、分析、判斷，再將興奮由傳出神經(jīng)傳到垂體，由垂體釋放抗利尿激素。

2.體液調節(jié)

（1）起調節(jié)作用的化學物質是誰？該化學物質又是由誰產(chǎn)生的？

由下丘腦分泌，但由垂體釋放抗利尿激素。

（2）該化學物質是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運輸?shù)侥睦锲鹱饔茫科鹗裁醋饔茫?/p>

由神經(jīng)控制垂體釋放，由體液運輸?shù)侥I臟起作用，促進腎小管和集合管對水的重吸收作用，使尿量減少。

另外，人的大腦皮層是血糖平衡調節(jié)、體溫平衡調節(jié)、水鹽平衡調節(jié)的高級中樞。例如，當血糖濃度過低時會使大腦皮層產(chǎn)生饑餓的感覺，讓人主動進食；當人體溫下降時會使大腦皮層產(chǎn)生次冷覺，讓人主動添加衣物、運動等；當人體細胞外液滲透壓升高時會使大腦皮層產(chǎn)生渴覺，讓人主動飲水。

總之，只要抓住了人體各生命活動調節(jié)方式的關鍵點，再復雜的生命活動也能清晰、條理地被分析出來。

參考文獻：

[1]吳艷沛.“動物生命活動調節(jié)”在新課標下的教學模式初探[J].中學時代，2012（8）.

[2]余良才.淺析高中生物“動物生命活動調節(jié)”課的教學[J].新課程（中學），2013（4）.

作者簡介：楊佳勝（1976.12—），男，漢族，山東省東營市利津縣人，大學，高中生物教師，學科組長，一級教師，從事高中生物教學和相關研究。

編輯 郭小琴