动物生命活动分级调节的图解分析

山东 孙智敏

动物生命活动分级调节的图解分析

山东 孙智敏

生命活动分级调节历来是高考命题的热点，2015年高考全国新课标卷Ⅱ和江苏卷都考查了甲状腺激素的分级调节，广东卷考查了肾上腺皮质激素的分级调节，安徽卷考查了生长激素的调节。关于动物生命活动分级调节，常以流程图或模式图的形式考查。解答此类问题，需要依据图示信息分析每个环节所起的作用，特别要关注动物激素的分级调节与反馈调节。

1.调节模型

（1）基本模型：

（2）实例：甲状腺分泌的分级调节

2.模型解读（以甲状腺激素分泌为例）

甲状腺激素分泌既有分级调节，也有反馈调节。具体分析如下：

（1）分级调节：

①直接调节：垂体。垂体对甲状腺的调节通过分泌促甲状腺激素实现。

②间接调节：下丘脑。下丘脑可以通过促甲状腺激素释放激素（TRH）调节垂体分泌促甲状腺激素（TSH）的量，实现对甲状腺的间接调节。

（2）反馈调节：下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素和垂体分泌促甲状腺激素的活动受体内甲状腺激素浓度的影响。甲状腺激素浓度高时，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素减少，垂体释放促甲状腺激素减少；反之，则多。

（3）下丘脑功能：参与神经调节和体液调节，具有调节和分泌作用。

3.其他实例

分级调节除甲状腺激素的分泌外，还有性激素和肾上腺素，其作用机制与甲状腺激素一致。

【例1】如图甲表示部分激素从分泌到发挥作用的过程示意图，其中①②③④代表人体内的不同激素；图乙表示的是激素的传送方式。结合图示及所学知识，回答相关问题：

（1）由图甲可知，既能够传导兴奋又能够分泌激素的结构是__________，其所分泌的激素①的传送方式属于图乙中的__________。

（2）激素①②的名称分别是________________________________________，遇双缩脲试剂呈__________色。③的名称是____________________，当其含量过高时，激素①②含量的变化趋势是__________，这是一种__________调节机制。激素③的作用包括提高__________的速率，使机体产热增多；影响神经系统的__________。激素③作用的靶细胞是____________________。

（3）从图示看，图中的垂体细胞表面至少有__________种激素的特异性受体。

（4）远距分泌是指激素经血液运输至远距离的靶细胞（或组织）而发挥作用。远距分泌中，激素往往先进入____________________，再进入__________，由后者运送到__________（填“全身各处”或“靶细胞”）。

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

【解析】本题是典型的“题在书外、理在书内”的试题，遇到此类信息题，不要慌张，要透过信息看到本质，如图乙，所谓的“远距分泌”不过就是内分泌腺分泌的激素通过体液（血浆）运输作用于靶细胞的过程；所谓的“神经分泌”就是有分泌能力的神经细胞分泌激素的过程。（1）下丘脑既能够接受大脑皮层传来的兴奋，又能够分泌激素，激素①由下丘脑（神经细胞）分泌，然后经血液运送到垂体发挥作用，故其传送方式为神经分泌。（2）由图可知，甲状腺能够分泌甲状腺激素，则③为甲状腺激素；垂体分泌的激素②作用于甲状腺，则②为促甲状腺激素；下丘脑分泌的激素①作用于垂体，使垂体分泌促甲状腺激素，则①为促甲状腺激素释放激素。促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素化学成分都是蛋白质（多肽），遇双缩脲试剂呈紫色。当甲状腺激素含量升高时，因为存在反馈调节机制，因此会抑制下丘脑和垂体分泌相应激素，从而维持甲状腺激素的动态平衡。甲状腺激素能促进细胞代谢活动，增加产热。幼年甲状腺激素缺乏，会影响脑的发育；成年甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低，可见，甲状腺激素可影响神经系统的发育和功能（兴奋性）。甲状腺激素随血液运输到全身，几乎作用于全身各处的细胞。（3）垂体具有识别下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素的特异性受体，由于存在反馈调节机制，又可识别甲状腺激素，故其细胞表面至少存在两种特异性受体。（4）由于激素随血液循环而运输，因此可以运送到全身各处，但只有靶细胞能识别。（5）由图乙可知，自分泌是指自身分泌的激素作用于自身，激素③能够作用于分泌它的组织细胞，故其传送方式存在自分泌形式。

【答案】（1）下丘脑 神经分泌 （2）促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素 紫 甲状腺激素 下降 反馈 细胞代谢发育和功能 全身所有的细胞 （3）两 （4）组织液血液 全身各处 （5）存在 激素③的靶细胞可以是自身细胞

【例2】“光照过度”（如夜间开灯睡觉），是诱发儿童性早熟的重要原因之一。因为光线会影响大脑中内分泌器官的正常工作，从而影响机体时间生物效应，尤其是调控性发育功能的周期性活动。调节儿童性早熟活动的图解如下：

请回答：

（1）儿童性早熟活动是通过机体的__________和__________两种调节方式完成的。机体中既能传导兴奋，又能分泌激素的细胞位于__________（填“下丘脑”“垂体”或“性腺”）。

（2）上面图解中的甲、乙、丙分别代表由下丘脑、垂体和性腺分泌的物质，则它们分别是__________、__________和__________。丙进入血液后，通过__________作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌。激素丙进入靶细胞的方式是___________________________________________________________。

（3）据图判断，若要验证乙的生理作用，____________________（填“能”或“不能”）用去除性腺的小鼠作为实验动物，其原因是__________________________________________________。

【解析】（1）从图中可以看出，儿童性早熟活动通过机体的神经调节和体液调节两种调节方式进行，机体中既能传导兴奋，又能分泌激素的细胞位于下丘脑。（2）从图中不难看出甲是促性腺激素释放激素，乙是促性腺激素，丙是性激素，性激素进入血液后又通过反馈作用来调节下丘脑和垂体中激素合成和分泌。性激素成分是脂质（固醇），通过细胞膜的方式是自由扩散。（3）小鼠去除了性腺，失去了促性腺激素作用的器官，无法验证该激素的生理作用，因此不能用去除性腺的小鼠作为实验动物来验证丙的生理作用。

【答案】（1）神经调节 体液调节 下丘脑 （2）促性腺激素释放激素 促性腺激素 性激素（其他合理答案也给分）反馈（调节） 自由扩散 （3）不能 小鼠去除了性腺，失去了促性腺激素作用的器官，无法验证该激素的生理作用

【例3】向小白鼠注射促甲状腺激素（TSH），会使下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH）减少。对此现象的解释有两种观点，观点一：这是TSH直接对下丘脑进行反馈调节的结果；观点二：这是TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，进而对下丘脑进行反馈调节的结果。两种观点孰是孰非？探究实验如下：

（1）实验步骤：

①将生理状态等相同的小白鼠分为A、B两组，测定两组动物血液中的__________含量。

②用手术器械将A组小白鼠的__________（器官）切除，B组做相同的外伤手术，但不摘除此器官。

③向A、B两组小白鼠注射______________________________。

④在相同且适宜的环境条件下饲养。

⑤一段时间后，测定A、B两组小白鼠血液中促甲状腺激素释放激素（TRH）的含量。

（2）实验结果及结论：

①若A组小白鼠TRH的含量不减少（或增加），B组小白鼠TRH的含量减少，则观点__________正确；

②若A组小白鼠和B组小白鼠TRH减少的量相等，则观点__________正确。

【解析】要证明TRH的减少是TSH直接对下丘脑进行反馈调节，还是TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，进而对下丘脑进行反馈调节，可通过设置切除甲状腺与不切除甲状腺并都注射等量TSH的两组进行对照，然后通过测量下丘脑分泌TRH的量来证明。实验过程中应注意以下几点：一是切除甲状腺前，应测量TRH的量；二是不切除甲状腺的小白鼠也应做相同的外伤手术；三是其他条件相同且适宜，如小白鼠的性别、生理状态、体重、饲养条件等要相同且适宜。一段时间后，检测TRH的含量，若A组小白鼠TRH的含量不减少（或增加），B组小白鼠TRH的含量减少，则TRH的含量减少是TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素进而对下丘脑进行反馈调节的结果，即观点二正确；若A组小白鼠和B组小白鼠TRH减少的量相等，则TRH的分泌量减少是TSH直接对下丘脑进行反馈调节的结果，即观点一正确。

【答案】（1）促甲状腺激素释放激素 甲状腺 等量的适宜浓度的促甲状腺激素 （2）二 一

（作者单位：山东省曹县第三中学）