高中生物中的反馈调节

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试题:正常情况下,当血糖浓度升高时,葡萄糖载体活动加强,能促进靶细胞摄取、储存和利用葡萄糖,并促进氨基酸物质运进细胞,使血糖浓度恢复正常,这种调节机制称为
分析:填空试题中经常会碰到“反馈调节”还是“体液调节”的区分,我的理解是如果要回答一个过程的变化,应该填“反馈调节”,如果没有变化,仅仅是以方式为主,应该填“体液调节”。
在生物学中,它指在一个系统中,系统本身的工作效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。
在高中生物科学中,反馈调节是个重要的生物学思想,它贯穿于整个稳态维持之中,要明确反馈信息与控制信息的作用方向相反,因而可以纠正控制信息的效应。在生命科学中,常常用反馈这个概念来说明人体各器官活动调节机制中的自我调节和生态系统稳定性的调节机制。
一、人体内环境稳态的反馈调节
人体内环境通过正、负反馈调节维持其稳态,下面以体温的负反馈调节为例分析。
当环境温度高时,刺激温觉感受器,通过传入神经最后到达下丘脑的散热发汗中枢,后者兴奋再通过脊髓的传出神经从而引起汗腺分泌。而当汗水在皮肤表面蒸发时,带走了身体的热量,皮肤温度下降,从而消除了对皮肤温觉感受器的刺激,于是出汗也就停止。
二、激素调节过程的反馈调节
1.甲状腺激素相对稳定
在寒冷或过度紧张时下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体产生促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺促使腺体的合成与甲状腺激素的分泌就属于正反馈调节,当甲状腺激素含量增多时反过来对下丘脑和垂体的抑制作用就是负反馈调节作用。通过反馈调节作用,使血液中的激素经常维持在正常的相对稳定的水平。
2.血糖浓度相对稳定
当血糖浓度升高时,通过对胰岛B细胞的刺激使其产生胰岛素,胰岛素通过血流作用于肝脏和其他各种组织,一方面促进糖元的合成和贮藏,以及各种组织对血糖的利用,另一方面抑制肝糖元的分解与异生,结果是血糖浓度下降。但是胰岛素并不是无限度的分泌,血糖浓度也不是无限度地下降。当血糖降到一定水平时,就通过负反馈作用而制止胰岛素的分泌,从而使血糖浓度相对恒定。
三、生态系统中稳定性的反馈调节
1、负反馈
负反馈是比较常见的一种反馈,它的作用是能够使生态系统保持相对稳态。反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。例如,草原上的草食动物因为迁入而增加,植物就会因为受到过度啃食而减少,植物数量减少以后,反过来就会抑制动物的数量。同样,当草原上的兔子数量增多的时候,植被迅速减少造成兔的食物不足,这时食兔动物(如狐、鹰等)有了丰富的食物来源,数量随之增加。由于食物不足和天敌数量增加,就会使兔的数量下降,从而减轻了对植物的压力,植物数量得以恢复。由于生态系统具有负反馈的自我调节机制,所以在通常情况下,生态系统会保持自身的生态平衡。
2.正反馈
正反馈是一种比较少见的反馈,其作用正好与负反馈调节相反,即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化,因此正反馈调节的作用往往是使生态系统远离稳态。在自然生态系统中正反馈的实例不多,常见的例子是一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼体死亡腐烂后又会进一步力加重污染并引起更多的鱼类死亡。
四、微生物代谢中酶活性的反馈调节
微生物代谢的调节机制主要有两种:酶合成调节机制和酶活性调节机制。酶活性调节又包括酶活性的激活和抑制两个方面。酶活性的抑制主要是反馈抑制,它主要表现在某个代谢途径的末端产物(即最终产物)过量时,这个产物会反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性,促使整个反应过程减慢或停止,从而避免了末端产物的过多累积。反馈抑制具有作用直接、高效快速以及当末端产物浓度降低时又可重新解除等优点。如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的调节机制。