“体液调节”的相关误区释疑

北京

动物生命活动的调节是高中生物学教学的重点及高考的高频考点。在动物生命活动的调节中占有重要地位的体液调节亦是如此。“ 体液调节”的内容包括两节：“通过激素的调节”和“神经调节与体液调节的关系”。这部分内容知识点众多，学生常有一些认识误区。这些误区会影响学生对知识的正确理解，从而使相关知识成为失分点，同时也不利于学生发展生命观念和科学思维等学科核心素养。现笔者就其中几个误区予以解析。

1.引起胰液分泌的是否只有促胰液素

【例1】（改编）胰液分泌的调节是一个复杂的过程，图1 为胰液分泌调节的部分示意图。下列叙述正确的是 （ ）

图1

A.咀嚼食物引起胰腺分泌胰液的调节方式属于条件反射

B.食物进入胃内后，引起胰液分泌的调节方式为体液调节

C.胰腺细胞分泌消化酶不需要细胞膜上的载体

D.小肠分泌的激素B 通过体液定向运输至胰腺细胞

【答案】C

【分析】咀嚼食物引起胰液分泌为非条件反射，A 错误；从图1 可看出，食物进入胃内后，一方面分泌激素A作用于胰腺，另一方面通过神经作用于相关神经中枢，再通过相关神经支配胰腺，故为神经-体液调节，B 错误；胰腺分泌消化酶的方式是胞吐，不需要载体，C 正确；激素通过体液运输，定向作用于（而非定向运输至）靶细胞，D 错误。

例1 的难点在于对图1 左半部分的分析，即食物进入胃后引起的胰液分泌的过程。学生解题时容易忽略图中信息，认为引起胰液分泌的调节方式只有体液调节。人教版教材必修3 第23 页以资料分析的形式介绍了促胰液素的发现过程，“囿于定论的沃泰默”“巴甫洛夫的感慨”这些标题及相关内容给学生留下了深刻的印象，但也易使学生错误地认为：胰液分泌只受激素（促胰液素）的调节。

事实上，食物是刺激胰液分泌的自然因素，进食时胰液分泌受神经调节和体液调节的双重控制，但以体液调节为主。其中，调节胰液分泌的激素主要有促胰液素和缩胆囊素，胰液分泌的神经-体液调节示意图如图2 所示。

图2 胰液分泌的神经-体液调节示意图

2.炎热环境中有无体液调节

【例2】（改编）下列有关人体体温调节的描述，正确的是 （ ）

A.当体温低于正常值时机体产热加强，散热停止

B.机体是以反馈调节方式维持体温稳定的

C.寒冷环境下，冷觉感受器兴奋并将兴奋传递到下丘脑形成冷觉

D.高温环境中神经参与体温调节，激素不参与

【答案】B

【分析】当体温低于正常值时机体产热加强，散热减少，而不是停止散热，A 错误；反馈是维持稳态的机制，人体的体温调节属于负反馈调节方式，B 正确；下丘脑是体温调节中枢，但形成冷觉的部位是大脑皮层，C 错误；高温环境中激素分泌减少，但也有激素调节，D 错误。

部分学生认为此题答案是B、D。因为教材讲到在炎热环境中机体可通过神经调节使毛细血管舒张、汗腺分泌增加，从而使散热增加，以保持体温恒定，给学生留下的印象就是在高温环境下的体温调节没有激素参与。

事实上，炎热情况下也存在体液调节。一方面，若动物长期处于热紧张状态，机体会通过降低甲状腺的功能使基础代谢小幅下降，此时动物出现摄食量下降、嗜睡等现象，从而减少产热。另一方面，血管舒张除了受到缩血管神经纤维活动降低、交感舒血管神经纤维活动加强的影响外，还受多种血管活性物质的影响，包括血管内皮生成的一氧化氮、前列环素、内皮超极化因子，还有在激肽释放酶作用下，血浆和组织中的激肽原转变为激肽，这些物质均可促进血管舒张，从而促进散热。可见，炎热环境中机体靠限制产热、增加散热来维持体温恒定，其中对散热量的调节占主导地位，因此炎热环境中的体温调节以神经调节为主，但也存在激素调节。

3.激素分泌的调控因素

（1）多轴系反馈调节

【例3】成年女性排卵前1 天，血浆中雌激素、促性腺激素互相调节，二者均逐渐增加。血浆中血糖浓度、胰高血糖素浓度互相调节，二者均保持相对稳定状态。下列叙述正确的是 （ ）

①雌激素浓度上升引起促性腺激素分泌减少

②雌激素浓度上升引起促性腺激素分泌增加

③血糖浓度上升引起胰高血糖素分泌减少

④血糖浓度上升引起胰高血糖素分泌增加

A.①③ B.②④ C.②③ D.①④

【答案】C

【分析】性激素与促性腺激素一般情况下是负反馈调节，但此题中却是正反馈调节，原因是在特定条件下（即将排卵前）雌激素和促性腺激素之间的正反馈调节，可引起促性腺激素快速出现分泌高峰，促发排卵。

学生基于“稳态要靠负反馈”和“甲状腺激素、性激素的负反馈调节”的认识，易误认为轴系中只有负反馈，没有正反馈。下丘脑-垂体-靶腺轴在激素分泌稳态中具有重要作用，人体内的轴系主要有下丘脑-垂体-甲状腺轴、下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴、下丘脑-垂体-性腺轴等。轴系是一个有等级层次的调节系统，系统内高位激素对下位内分泌活动具有促进性调节作用，而下位激素对高位内分泌活动多起抑制性作用，从而形成具有自动控制能力的反馈环路。轴系中也有正反馈控制，但较少。

（2）直接反馈调节

【例4】（原创）抗利尿激素是调节水盐平衡的重要激素。下列有关抗利尿激素的说法错误的是 （ ）

A.抗利尿激素分泌增多时尿量会减少

B.抗利尿激素分泌的调节存在反馈调节

C.抗利尿激素促进肾小管上皮细胞膜上的水通道蛋白增加

D.下丘脑中有渗透压感受器，将神经冲动传至垂体，垂体产生抗利尿激素

【答案】D

【分析】B 选项是本题要重点分析的内容。一些学生看见“反馈调节”，便判断该选项是正确的，但若再细问就会暴露出问题：他们认为存在着所谓的“促抗利尿激素和促抗利尿激素释放激素”；还有一些学生知道没有上述所谓的激素，但认为抗利尿激素的分泌过程中不存在反馈调节。事实上，抗利尿激素作用后可影响血浆晶体渗透压的变化，进而刺激渗透压感受器（位于下丘脑视上核外侧区），从而调节抗利尿激素的释放，即属于直接反馈调节。

由于学生对“下丘脑-垂体-甲状腺”轴印象很深刻，便会认为所有的激素都是由类似的轴系调控，即认为当某激素含量升高时，都是通过负反馈作用于“促激素”和“促激素释放激素”达到稳态的。事实上，很多激素都参与体内物质代谢的调节，这些物质代谢导致的血液中理化性质的变化，又反过来调节相应激素的分泌水平，形成直接反馈效应。如甲状旁腺激素可促进骨钙入血，引起血钙升高，而血钙升高则可通过负反馈引起甲状旁腺激素分泌减少，从而维持血钙水平的稳态。类似的例子还有血糖含量对胰岛素分泌的调节。

（3）神经调节

图3

【例5】（改编）图3 表示胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理，有关叙述错误的是 （ ）

A.胰岛B 细胞表面有葡萄糖受体、神经递质受体和胰高血糖素受体

B.神经系统对胰岛素分泌的调节属于非条件反射

C.图3 中两种异常抗体引起的糖尿病都属于自身免疫性疾病

D.图3 中因抗体2 引起的糖尿病可以通过注射胰岛素来治疗

【答案】D

【分析】血糖调节中枢在下丘脑，下丘脑可通过神经调节直接支配胰岛B 细胞分泌胰岛素，这时胰岛B 细胞就是反射弧中的效应器的一部分，由于神经中枢不在大脑皮层，所以属于非条件反射；抗体1 与葡萄糖竞争胰岛B 细胞表面的葡萄糖受体，导致胰岛素分泌不足，可通过注射胰岛素治疗；抗体2 与胰岛素竞争组织细胞表面的胰岛素受体，注射胰岛素效果不显著。

如果学生熟悉胰岛细胞受到神经系统的支配这一知识，无疑对于做题是有帮助的。人教版教材必修3 在论述神经调节和体液调节的关系时，提到“不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节”，但大多数学生并没有真正理解这句话的含义。如果再追问：哪些内分泌腺受神经系统直接支配？神经中枢在哪里？哪些受神经系统间接支配？学生往往回答不出来。

下丘脑是神经系统与内分泌系统活动相互联络的重要枢纽。下丘脑的传入通路和传出通路复杂而广泛，内外环境中多种形式的刺激都可能经这些神经通路影响内分泌腺的功能，发挥其对内分泌系统和整体功能活动的高级整合作用，例如胰岛、肾上腺髓质等腺体都接受神经纤维的支配。

4.促甲状腺激素对于下丘脑有无负反馈作用

【例6】给小白鼠注射促甲状腺激素（TSH），会使其下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH）减少。基于对甲状腺激素分泌的分级调节的认识，对此现象的解释有两种观点：观点一认为TSH 直接对下丘脑进行反馈调节；观点二认为TSH 通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。请你设计一个实验，说明哪个观点是正确的。

【答案】见分析

【分析】对于探究性实验，假设及预期会有多种。结合本题，可将生长发育状况相同的多只小鼠分为三组。甲组测量TRH 的含量；乙组注射TSH 后测量TRH 的含量；丙组切除甲状腺，注射TSH 后测量TRH 的含量。若乙组、丙组结果相同且都较甲组低，说明观点一是正确的；若甲组、丙组结果相同，均大于乙组，则说明观点二是正确的。

人教版教材必修3 讲述“甲状腺激素分泌的分级调节”时，无论图文都提及了甲状腺激素对于垂体和下丘脑的负反馈作用，但没有提及促甲状腺激素对于下丘脑有无负反馈，许多学生一直对这个问题充满疑问。事实上，促甲状腺激素对于下丘脑有反馈调节作用（如图4 所示），只是可能不如甲状腺激素的作用显著，所以教材没有提及。教师将此设计成开放性问题，以锻炼学生的思维，使学生体验科学探究的过程，这与新高考的考查方向是一致的。

图4 甲状腺、垂体前叶和下丘脑的负反馈调节机制

以上笔者将与体液调节相关的四个问题予以厘清。对这些问题的正确把控，有助于学生对体液调节建立全面而深入的认识，也有助于学生在考场上熟悉题目背景，迅速准确地作答。另外，对一些模糊问题的“较真”，也有利于培养学生批判质疑的精神和态度，在求真的过程中发展科学思维，在感悟生命的复杂精妙中树立生命观念。