浅议高中生物学中对“人和高等动物生命活动调节”的理解

杨佳胜

（山东省东营市利津县第一中学，山东 东营）

一、人和动物生命活动的调节所要达到的目标是什么

无论是神经调节、体液调节，还是免疫调节，其最终目标无非是使人体内环境保持稳态。内环境（即细胞外液，包括血浆、组织液、淋巴）是人体细胞直接生存的环境，人体细胞必须通过内环境才能与外界环境进行物质交换，即获得养料和氧气、排出代谢废物。所以内环境的稳态是生命活动正常进行的必要条件。内环境的稳态又包括细胞外液组成成分含量的相对稳定和理化性质（包括温度、渗透压、pH等）的相对稳定。

二、神经调节、体液调节和免疫调节各在什么情况下起作用

绝大多数的生命活动既受神经调节也受体液调节，并以神经调节为主，也有个别生命活动（如血糖平衡调节）以体液调节为主。免疫调节对于维持内环境的稳态有两方面的功能，一是防卫功能，即抵御病原体攻击的功能；二是监控和清除的功能，即对人体内出现的衰老、损伤、癌变等的细胞能及时发现并清除掉。所以免疫调节主要在两种情况下起作用，一是有病原体攻击人体的时候，二是身体出现衰老、损伤、癌变的细胞时，其他时候只有监控功能。

三、神经调节的实质是什么

神经调节的基本方式是反射，而反射过程是感受器受到刺激产生兴奋，兴奋沿着传入神经传入到神经中枢，神经中枢经过分析、综合、判断，又把兴奋经传出神经传出到效应器，效应器作出相应的应答反应。效应器的应答反应主要有两种，一是肌肉的收缩，二是腺体的分泌。从对反射过程的描述我们不难看出，反射实质上就是兴奋的产生和在反射弧中的传导过程。

一个最简单的反射弧也由两个神经元组成，所以反射过程必然包括兴奋在神经纤维上（即在神经元上）的传导和兴奋在神经元之间的传递。

对于神经纤维来说，兴奋就是膜电位由静息电位（内负外正）变成了动作电位（内正外负）。如果神经纤维上哪个部位发生了这样的变化，就说明这个部位产生了兴奋或者是兴奋传导到了这里。受刺激的部位首先发生这样的电位变化，而兴奋部位与未兴奋部位之间瞬间形成又瞬间消失的局部电流又刺激相邻部位发生同样的电位变化，原来兴奋的部位又恢复为静息电位，新的局部电流又会刺激下一部位兴奋。兴奋就是这样在神经纤维上产生和传导的。

当兴奋到达突触前膜（属于上一个神经元的细胞膜）就会刺激突触前膜释放出神经递质，神经递质与突触后膜（属于下一个神经元的细胞膜）上的受体结合，这种结合物（包括受体和递质）就是对突触后膜的一种刺激，这种刺激使突触后膜兴奋。兴奋就这样从上一个神经元传递到了下一个神经元上。

根据以上分析可知，要掌握一个生命活动调节过程中的神经调节过程，只要找到相应的反射弧并了解相关的反射过程即可。

四、体液调节的实质是什么

在体液调节的概念中我们可以找到两个关键词，即“化学物质”和“体液运输”。所以体液调节的实质就是某种化学物质由体液（主要是血液）运输到作用部位起到相应的调节作用。如果这种“化学物质”是激素，这种体液调节就是激素调节。要在一个生命活动调节过程中找出体液调节就要找“化学物质”和“体液运输”。换句话说，就是要找到这样几个问题的答案，即起调节作用的化学物质是谁？该化学物质又是由谁产生的？该化学物质是在什么情况下产生的？它被运输到哪里起作用？起什么作用？

五、对于体液免疫和细胞免疫过程的理解

体液免疫和细胞免疫过程都分为三个阶段，即感应阶段（也就是识别抗原的阶段）、反应阶段（也就是淋巴细胞自身发生相应变化的阶段）、效应阶段（也就是与病原体“交战”的阶段）。下面首先来理解体液免疫过程。

在感应阶段中，少数病原体可直接被B细胞识别，多数病原体必须先经过吞噬细胞的摄取处理，暴露出它所特有的抗原，吞噬细胞再把抗原传递给T细胞，T细胞分泌淋巴因子，再由淋巴因子刺激B细胞。如果是同种病原体再次入侵，则由记忆细胞直接识别抗原。

反应阶段的变化可用两个词来概括，即“增殖”“分化”。体液免疫过程中就是B细胞或记忆细胞增殖分化产生浆细胞和记忆细胞，再由浆细胞产生抗体。

效应阶段就是抗体与抗原结合，使病原体不能增殖也不能对组织细胞进行黏附，换句话说，就是已把病原体消灭了。然后由吞噬细胞“打扫战场”。

细胞免疫的感应阶段与体液免疫相同，反应阶段是由T细胞增殖分化产生效应T细胞和记忆细胞；效应阶段是效应T细胞与靶细胞（即病原体感染的细胞）密切接触，使靶细胞发生细胞凋亡，从而裂解死亡，病原体也随之进入体液，之后被抗体消灭。

六、神经递质、激素、抗体的相似之处

（1）都具有特异性；（2）作用完成后都是被灭活。

下面我们通过对人和高等动物体内的几个调节实例的分析来进一步理解调节过程。

（一）血糖平衡调节

1.体液调节

（1）起调节作用的化学物质是谁？该化学物质又是由谁产生的？

胰岛B细胞产生的胰岛素、胰岛A细胞产生的胰高血糖素、肾上腺产生的肾上腺素。

（2）该化学物质是在什么情况下产生的？它被运输到哪里起作用？起什么作用？

当血糖浓度高于正常范围时，血糖浓度直接刺激胰岛B细胞，使其分泌胰岛素，胰岛素随体液运输到全身各处组织细胞，并作用于它们，使组织细胞加速摄取、利用、贮存葡萄糖，从而使血糖浓度降低。当血糖到达正常范围内时，血糖浓度又反过来抑制胰岛B细胞的分泌活动。

当血糖浓度低于正常范围时，血糖浓度直接刺激胰岛A细胞使其分泌胰高血糖素，胰高血糖素随体液运输到全身各处，主要作用于肝细胞，使其加速肝糖元的分解和脂肪等非糖物质的转化，从而使血糖升高。当血糖到达正常范围内时，血糖浓度又反过来抑制胰岛A细胞的分泌活动。

肾上腺素的分泌直接受神经控制，其在调节血糖方面的作用与胰高血糖素相同。

2.神经调节

（1）反射弧

感受器（中学阶段不需要掌握具体部位）→传入神经→神经中枢（下丘脑）→传出神经→效应器（胰岛和肾上腺及支配它们的神经末梢）

（2）反射过程

血糖浓度的变化刺激感受器使其兴奋，兴奋沿传入神经传到下丘脑，下丘脑做出综合、分析、判断，再将兴奋由传出神经传到胰岛和肾上腺，使其分泌相应的激素。

（二）体温平衡调节

1.神经调节

（1）反射弧

皮肤和黏膜上的温度感受器（包括冷觉感受器和温觉感受器）→传入神经→神经中枢（下丘脑）→传出神经→效应器（皮肤汗腺、皮肤毛细血管、肝脏、肌肉、下丘脑神经分泌细胞、肾上腺等及支配它们的神经末梢）

（2）反射过程

寒冷环境中体温下降刺激冷觉感受器使其兴奋，兴奋沿传入神经传到下丘脑，下丘脑做出综合、分析、判断，再将兴奋由传出神经传到各个效应器，使皮肤汗腺分泌减少、皮肤毛细血管收缩、肝脏和肌肉产热增加、下丘脑神经分泌细胞分泌促甲状腺激素释放激素、肾上腺分泌肾上腺素等。

炎热环境中体温上升刺激温觉感受器使其兴奋，兴奋沿传入神经传到下丘脑，下丘脑做出综合、分析、判断，再将兴奋由传出神经传到各个效应器，使皮肤汗腺分泌增加、皮肤毛细血管舒张、肝脏和肌肉产热减少、下丘脑神经分泌细胞分泌促甲状腺激素释放激素减少、肾上腺分泌肾上腺素减少等。

2.体液调节

（1）起调节作用的化学物质是谁？该化学物质又是由谁产生的？

甲状腺分泌的甲状腺激素和肾上腺分泌的肾上腺素。

（2）该化学物质是在什么情况下产生的？它被运输到哪里起作用？起什么作用？

寒冷时在神经的控制下下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，由血液运输到垂体，促进垂体分泌促甲状腺激素，由血液运输到甲状腺，促进甲状腺分泌甲状腺激素。

甲状腺激素由血液运输到全身各处组织细胞，促进它们新陈代谢加快产热增多。甲状腺激素浓度过高时又会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，使甲状腺激素分泌减少。

肾上腺素的分泌由神经直接控制，其在体温调节中的作用与甲状腺激素相同。

（三）水盐平衡调节

1.神经调节

（1）反射弧

下丘脑渗透压感受器→传入神经→神经中枢（下丘脑）→传出神经→效应器（垂体）

（2）反射过程

当人饮水不足或吃的东西过咸或失水过多时，人细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器使其兴奋，兴奋沿传入神经传到下丘脑，下丘脑做出综合、分析、判断，再将兴奋由传出神经传到垂体，由垂体释放抗利尿激素。

2.体液调节

（1）起调节作用的化学物质是谁？该化学物质又是由谁产生的？

由下丘脑分泌，但由垂体释放抗利尿激素。

（2）该化学物质是在什么情况下产生的？它被运输到哪里起作用？起什么作用？

由神经控制垂体释放，由体液运输到肾脏起作用，促进肾小管和集合管对水的重吸收作用，使尿量减少。

另外，人的大脑皮层是血糖平衡调节、体温平衡调节、水盐平衡调节的高级中枢。例如，当血糖浓度过低时会使大脑皮层产生饥饿的感觉，让人主动进食；当人体温下降时会使大脑皮层产生次冷觉，让人主动添加衣物、运动等；当人体细胞外液渗透压升高时会使大脑皮层产生渴觉，让人主动饮水。

总之，只要抓住了人体各生命活动调节方式的关键点，再复杂的生命活动也能清晰、条理地被分析出来。