動物生命活動分級調節的圖解分析

山東 孫智敏

動物生命活動分級調節的圖解分析

山東 孫智敏

生命活動分級調節歷來是高考命題的熱點，2015年高考全國新課標卷Ⅱ和江蘇卷都考查了甲狀腺激素的分級調節，廣東卷考查了腎上腺皮質激素的分級調節，安徽卷考查了生長激素的調節。關于動物生命活動分級調節，常以流程圖或模式圖的形式考查。解答此類問題，需要依據圖示信息分析每個環節所起的作用，特別要關注動物激素的分級調節與反饋調節。

1.調節模型

（1）基本模型：

（2）實例：甲狀腺分泌的分級調節

2.模型解讀（以甲狀腺激素分泌為例）

甲狀腺激素分泌既有分級調節，也有反饋調節。具體分析如下：

（1）分級調節：

①直接調節：垂體。垂體對甲狀腺的調節通過分泌促甲狀腺激素實現。

②間接調節：下丘腦。下丘腦可以通過促甲狀腺激素釋放激素（TRH）調節垂體分泌促甲狀腺激素（TSH）的量，實現對甲狀腺的間接調節。

（2）反饋調節：下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素和垂體分泌促甲狀腺激素的活動受體內甲狀腺激素濃度的影響。甲狀腺激素濃度高時，下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素減少，垂體釋放促甲狀腺激素減少；反之，則多。

（3）下丘腦功能：參與神經調節和體液調節，具有調節和分泌作用。

3.其他實例

分級調節除甲狀腺激素的分泌外，還有性激素和腎上腺素，其作用機制與甲狀腺激素一致。

【例1】如圖甲表示部分激素從分泌到發揮作用的過程示意圖，其中①②③④代表人體內的不同激素；圖乙表示的是激素的傳送方式。結合圖示及所學知識，回答相關問題：

（1）由圖甲可知，既能夠傳導興奮又能夠分泌激素的結構是__________，其所分泌的激素①的傳送方式屬于圖乙中的__________。

（2）激素①②的名稱分別是________________________________________，遇雙縮脲試劑呈__________色。③的名稱是____________________，當其含量過高時，激素①②含量的變化趨勢是__________，這是一種__________調節機制。激素③的作用包括提高__________的速率，使機體產熱增多；影響神經系統的__________。激素③作用的靶細胞是____________________。

（3）從圖示看，圖中的垂體細胞表面至少有__________種激素的特異性受體。

（4）遠距分泌是指激素經血液運輸至遠距離的靶細胞（或組織）而發揮作用。遠距分泌中，激素往往先進入____________________，再進入__________，由后者運送到__________（填“全身各處”或“靶細胞”）。

（5）激素③是否存在自分泌傳送方式？__________，原因是________________________________________。

【解析】本題是典型的“題在書外、理在書內”的試題，遇到此類信息題，不要慌張，要透過信息看到本質，如圖乙，所謂的“遠距分泌”不過就是內分泌腺分泌的激素通過體液（血漿）運輸作用于靶細胞的過程；所謂的“神經分泌”就是有分泌能力的神經細胞分泌激素的過程。（1）下丘腦既能夠接受大腦皮層傳來的興奮，又能夠分泌激素，激素①由下丘腦（神經細胞）分泌，然后經血液運送到垂體發揮作用，故其傳送方式為神經分泌。（2）由圖可知，甲狀腺能夠分泌甲狀腺激素，則③為甲狀腺激素；垂體分泌的激素②作用于甲狀腺，則②為促甲狀腺激素；下丘腦分泌的激素①作用于垂體，使垂體分泌促甲狀腺激素，則①為促甲狀腺激素釋放激素。促甲狀腺激素釋放激素和促甲狀腺激素化學成分都是蛋白質（多肽），遇雙縮脲試劑呈紫色。當甲狀腺激素含量升高時，因為存在反饋調節機制，因此會抑制下丘腦和垂體分泌相應激素，從而維持甲狀腺激素的動態平衡。甲狀腺激素能促進細胞代謝活動，增加產熱。幼年甲狀腺激素缺乏，會影響腦的發育；成年甲狀腺激素分泌不足會使神經系統的興奮性降低，可見，甲狀腺激素可影響神經系統的發育和功能（興奮性）。甲狀腺激素隨血液運輸到全身，幾乎作用于全身各處的細胞。（3）垂體具有識別下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素的特異性受體，由于存在反饋調節機制，又可識別甲狀腺激素，故其細胞表面至少存在兩種特異性受體。（4）由于激素隨血液循環而運輸，因此可以運送到全身各處，但只有靶細胞能識別。（5）由圖乙可知，自分泌是指自身分泌的激素作用于自身，激素③能夠作用于分泌它的組織細胞，故其傳送方式存在自分泌形式。

【答案】（1）下丘腦 神經分泌 （2）促甲狀腺激素釋放激素、促甲狀腺激素 紫 甲狀腺激素 下降 反饋 細胞代謝發育和功能 全身所有的細胞 （3）兩 （4）組織液血液 全身各處 （5）存在 激素③的靶細胞可以是自身細胞

【例2】“光照過度”（如夜間開燈睡覺），是誘發兒童性早熟的重要原因之一。因為光線會影響大腦中內分泌器官的正常工作，從而影響機體時間生物效應，尤其是調控性發育功能的周期性活動。調節兒童性早熟活動的圖解如下：

請回答：

（1）兒童性早熟活動是通過機體的__________和__________兩種調節方式完成的。機體中既能傳導興奮，又能分泌激素的細胞位于__________（填“下丘腦”“垂體”或“性腺”）。

（2）上面圖解中的甲、乙、丙分別代表由下丘腦、垂體和性腺分泌的物質，則它們分別是__________、__________和__________。丙進入血液后，通過__________作用來調節下丘腦和垂體中激素的合成和分泌。激素丙進入靶細胞的方式是___________________________________________________________。

（3）據圖判斷，若要驗證乙的生理作用，____________________（填“能”或“不能”）用去除性腺的小鼠作為實驗動物，其原因是__________________________________________________。

【解析】（1）從圖中可以看出，兒童性早熟活動通過機體的神經調節和體液調節兩種調節方式進行，機體中既能傳導興奮，又能分泌激素的細胞位于下丘腦。（2）從圖中不難看出甲是促性腺激素釋放激素，乙是促性腺激素，丙是性激素，性激素進入血液后又通過反饋作用來調節下丘腦和垂體中激素合成和分泌。性激素成分是脂質（固醇），通過細胞膜的方式是自由擴散。（3）小鼠去除了性腺，失去了促性腺激素作用的器官，無法驗證該激素的生理作用，因此不能用去除性腺的小鼠作為實驗動物來驗證丙的生理作用。

【答案】（1）神經調節 體液調節 下丘腦 （2）促性腺激素釋放激素 促性腺激素 性激素（其他合理答案也給分）反饋（調節） 自由擴散 （3）不能 小鼠去除了性腺，失去了促性腺激素作用的器官，無法驗證該激素的生理作用

【例3】向小白鼠注射促甲狀腺激素（TSH），會使下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素（TRH）減少。對此現象的解釋有兩種觀點，觀點一：這是TSH直接對下丘腦進行反饋調節的結果；觀點二：這是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素，進而對下丘腦進行反饋調節的結果。兩種觀點孰是孰非？探究實驗如下：

（1）實驗步驟：

①將生理狀態等相同的小白鼠分為A、B兩組，測定兩組動物血液中的__________含量。

②用手術器械將A組小白鼠的__________（器官）切除，B組做相同的外傷手術，但不摘除此器官。

③向A、B兩組小白鼠注射______________________________。

④在相同且適宜的環境條件下飼養。

⑤一段時間后，測定A、B兩組小白鼠血液中促甲狀腺激素釋放激素（TRH）的含量。

（2）實驗結果及結論：

①若A組小白鼠TRH的含量不減少（或增加），B組小白鼠TRH的含量減少，則觀點__________正確；

②若A組小白鼠和B組小白鼠TRH減少的量相等，則觀點__________正確。

【解析】要證明TRH的減少是TSH直接對下丘腦進行反饋調節，還是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素，進而對下丘腦進行反饋調節，可通過設置切除甲狀腺與不切除甲狀腺并都注射等量TSH的兩組進行對照，然后通過測量下丘腦分泌TRH的量來證明。實驗過程中應注意以下幾點：一是切除甲狀腺前，應測量TRH的量；二是不切除甲狀腺的小白鼠也應做相同的外傷手術；三是其他條件相同且適宜，如小白鼠的性別、生理狀態、體重、飼養條件等要相同且適宜。一段時間后，檢測TRH的含量，若A組小白鼠TRH的含量不減少（或增加），B組小白鼠TRH的含量減少，則TRH的含量減少是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素進而對下丘腦進行反饋調節的結果，即觀點二正確；若A組小白鼠和B組小白鼠TRH減少的量相等，則TRH的分泌量減少是TSH直接對下丘腦進行反饋調節的結果，即觀點一正確。

【答案】（1）促甲狀腺激素釋放激素 甲狀腺 等量的適宜濃度的促甲狀腺激素 （2）二 一

（作者單位：山東省曹縣第三中學）