淺議高中生物學(xué)中對“人和高等動物生命活動調(diào)節(jié)”的理解

楊佳勝

（山東省東營市利津縣第一中學(xué)，山東 東營）

一、人和動物生命活動的調(diào)節(jié)所要達(dá)到的目標(biāo)是什么

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

二、神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)和免疫調(diào)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(diào)節(jié)也受體液調(diào)節(jié)，并以神經(jīng)調(diào)節(jié)為主，也有個(gè)別生命活動（如血糖平衡調(diào)節(jié)）以體液調(diào)節(jié)為主。免疫調(diào)節(jié)對于維持內(nèi)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(nèi)出現(xiàn)的衰老、損傷、癌變等的細(xì)胞能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并清除掉。所以免疫調(diào)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(shí)候，二是身體出現(xiàn)衰老、損傷、癌變的細(xì)胞時(shí)，其他時(shí)候只有監(jiān)控功能。

三、神經(jīng)調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是什么

神經(jīng)調(diào)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(yīng)器，效應(yīng)器作出相應(yīng)的應(yīng)答反應(yīng)。效應(yīng)器的應(yīng)答反應(yīng)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(shí)質(zhì)上就是興奮的產(chǎn)生和在反射弧中的傳導(dǎo)過程。

一個(gè)最簡單的反射弧也由兩個(gè)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(dǎo)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(nèi)負(fù)外正）變成了動作電位（內(nèi)正外負(fù)）。如果神經(jīng)纖維上哪個(gè)部位發(fā)生了這樣的變化，就說明這個(gè)部位產(chǎn)生了興奮或者是興奮傳導(dǎo)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(fù)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(dǎo)的。

當(dāng)興奮到達(dá)突觸前膜（屬于上一個(gè)神經(jīng)元的細(xì)胞膜）就會刺激突觸前膜釋放出神經(jīng)遞質(zhì)，神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜（屬于下一個(gè)神經(jīng)元的細(xì)胞膜）上的受體結(jié)合，這種結(jié)合物（包括受體和遞質(zhì)）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(gè)神經(jīng)元傳遞到了下一個(gè)神經(jīng)元上。

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

四、體液調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是什么

在體液調(diào)節(jié)的概念中我們可以找到兩個(gè)關(guān)鍵詞，即“化學(xué)物質(zhì)”和“體液運(yùn)輸”。所以體液調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是某種化學(xué)物質(zhì)由體液（主要是血液）運(yùn)輸?shù)阶饔貌课黄鸬较鄳?yīng)的調(diào)節(jié)作用。如果這種“化學(xué)物質(zhì)”是激素，這種體液調(diào)節(jié)就是激素調(diào)節(jié)。要在一個(gè)生命活動調(diào)節(jié)過程中找出體液調(diào)節(jié)就要找“化學(xué)物質(zhì)”和“體液運(yùn)輸”。換句話說，就是要找到這樣幾個(gè)問題的答案，即起調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)是誰？該化學(xué)物質(zhì)又是由誰產(chǎn)生的？該化學(xué)物質(zhì)是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運(yùn)輸?shù)侥睦锲鹱饔茫科鹗裁醋饔茫?/p>

五、對于體液免疫和細(xì)胞免疫過程的理解

體液免疫和細(xì)胞免疫過程都分為三個(gè)階段，即感應(yīng)階段（也就是識別抗原的階段）、反應(yīng)階段（也就是淋巴細(xì)胞自身發(fā)生相應(yīng)變化的階段）、效應(yīng)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(yīng)階段中，少數(shù)病原體可直接被B細(xì)胞識別，多數(shù)病原體必須先經(jīng)過吞噬細(xì)胞的攝取處理，暴露出它所特有的抗原，吞噬細(xì)胞再把抗原傳遞給T細(xì)胞，T細(xì)胞分泌淋巴因子，再由淋巴因子刺激B細(xì)胞。如果是同種病原體再次入侵，則由記憶細(xì)胞直接識別抗原。

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

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

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

六、神經(jīng)遞質(zhì)、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(nèi)的幾個(gè)調(diào)節(jié)實(shí)例的分析來進(jìn)一步理解調(diào)節(jié)過程。

（一）血糖平衡調(diào)節(jié)

1.體液調(diào)節(jié)

（1）起調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)是誰？該化學(xué)物質(zhì)又是由誰產(chǎn)生的？

胰島B細(xì)胞產(chǎn)生的胰島素、胰島A細(xì)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(xué)物質(zhì)是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運(yùn)輸?shù)侥睦锲鹱饔茫科鹗裁醋饔茫?/p>

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

當(dāng)血糖濃度低于正常范圍時(shí)，血糖濃度直接刺激胰島A細(xì)胞使其分泌胰高血糖素，胰高血糖素隨體液運(yùn)輸?shù)饺砀魈帲饕饔糜诟渭?xì)胞，使其加速肝糖元的分解和脂肪等非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，從而使血糖升高。當(dāng)血糖到達(dá)正常范圍內(nèi)時(shí)，血糖濃度又反過來抑制胰島A細(xì)胞的分泌活動。

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

2.神經(jīng)調(diào)節(jié)

（1）反射弧

感受器（中學(xué)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(yīng)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(yīng)的激素。

（二）體溫平衡調(diào)節(jié)

1.神經(jīng)調(diào)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(yīng)器（皮膚汗腺、皮膚毛細(xì)血管、肝臟、肌肉、下丘腦神經(jīng)分泌細(xì)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(gè)效應(yīng)器，使皮膚汗腺分泌減少、皮膚毛細(xì)血管收縮、肝臟和肌肉產(chǎn)熱增加、下丘腦神經(jīng)分泌細(xì)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(gè)效應(yīng)器，使皮膚汗腺分泌增加、皮膚毛細(xì)血管舒張、肝臟和肌肉產(chǎn)熱減少、下丘腦神經(jīng)分泌細(xì)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(diào)節(jié)

（1）起調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)是誰？該化學(xué)物質(zhì)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(xué)物質(zhì)是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運(yùn)輸?shù)侥睦锲鹱饔茫科鹗裁醋饔茫?/p>

寒冷時(shí)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(yùn)輸?shù)酱贵w，促進(jìn)垂體分泌促甲狀腺激素，由血液運(yùn)輸?shù)郊谞钕伲龠M(jìn)甲狀腺分泌甲狀腺激素。

甲狀腺激素由血液運(yùn)輸?shù)饺砀魈幗M織細(xì)胞，促進(jìn)它們新陳代謝加快產(chǎn)熱增多。甲狀腺激素濃度過高時(shí)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(diào)節(jié)中的作用與甲狀腺激素相同。

（三）水鹽平衡調(diào)節(jié)

1.神經(jīng)調(diào)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(yīng)器（垂體）

（2）反射過程

當(dāng)人飲水不足或吃的東西過咸或失水過多時(shí)，人細(xì)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(diào)節(jié)

（1）起調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)是誰？該化學(xué)物質(zhì)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(xué)物質(zhì)是在什么情況下產(chǎn)生的？它被運(yùn)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(yùn)輸?shù)侥I臟起作用，促進(jìn)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(diào)節(jié)、體溫平衡調(diào)節(jié)、水鹽平衡調(diào)節(jié)的高級中樞。例如，當(dāng)血糖濃度過低時(shí)會使大腦皮層產(chǎn)生饑餓的感覺，讓人主動進(jìn)食；當(dāng)人體溫下降時(shí)會使大腦皮層產(chǎn)生次冷覺，讓人主動添加衣物、運(yùn)動等；當(dāng)人體細(xì)胞外液滲透壓升高時(shí)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(diào)節(jié)方式的關(guān)鍵點(diǎn)，再復(fù)雜的生命活動也能清晰、條理地被分析出來。