摘 要 對(duì)中學(xué)生物教學(xué)中涉及的反饋調(diào)節(jié)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞 反饋調(diào)節(jié) 負(fù)反饋 中學(xué)生物學(xué)
中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí) B
反饋調(diào)節(jié)原是自動(dòng)工程學(xué)中的一個(gè)術(shù)語(yǔ),包括正反饋和負(fù)反饋。正反饋是指反饋信息不是制約控制部分的活動(dòng),而是促進(jìn)與加強(qiáng)控制部分的活動(dòng)。負(fù)反饋是指反饋信息與控制信息的作用方向相反,因而可以糾正控制信息的效應(yīng)。在生命科學(xué)中,常常用反饋這個(gè)概念來(lái)說(shuō)明人體各器官活動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制中的自我調(diào)節(jié)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)機(jī)制。
在人體生理中存在正反饋和負(fù)反饋。正反饋的意義在于使生理過(guò)程不斷加強(qiáng),直至最終完成生理功能,在正反饋情況時(shí),反饋控制系統(tǒng)處于再生狀態(tài)。正反饋較少,生命活動(dòng)中常見的正反饋有:排便、排尿、射精、分娩、血液凝固等。而負(fù)反饋?zhàn)饔脛t更為重要,負(fù)反饋調(diào)節(jié)的主要意義在于維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。下面就中學(xué)生物教學(xué)中涉及到的反饋調(diào)節(jié)進(jìn)行分析。
1 人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的反饋調(diào)節(jié)
人體內(nèi)環(huán)境通過(guò)正、負(fù)反饋調(diào)節(jié)維持其穩(wěn)態(tài),下面以體溫的負(fù)反饋調(diào)節(jié)為例分析。
當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí),刺激溫覺感受器,通過(guò)傳人神經(jīng)最后到達(dá)下丘腦的散熱發(fā)汗中樞,后者興奮再通過(guò)脊髓的傳出神經(jīng)從而引起汗腺分泌。而當(dāng)汗水在皮膚表面蒸發(fā)時(shí),帶走了身體的熱量,皮膚溫度下降,從而消除了對(duì)皮膚溫覺感受器的刺激,于是出汗也就停止。從汗液分泌到發(fā)汗停止的作用,就是汗腺的活動(dòng)對(duì)于皮膚感受器負(fù)反饋?zhàn)饔谩?/p>
[例1] (2007年廣東文理基礎(chǔ))人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有賴于正、負(fù)反饋調(diào)節(jié)。從總體來(lái)說(shuō),由正反饋調(diào)節(jié)完成的生理活動(dòng)是( )
A.體溫的維持
B.血糖濃度的穩(wěn)定
C.水鹽平衡的調(diào)節(jié) D.凝血過(guò)程
解析:生物體內(nèi)的大多數(shù)反饋調(diào)節(jié)都是負(fù)反饋調(diào)節(jié)。正反饋調(diào)節(jié)使生物體的穩(wěn)態(tài)不能繼續(xù)維持。而負(fù)反饋剛好是維持生物體的穩(wěn)態(tài)。人的體溫的維持、血糖濃度的穩(wěn)定、水鹽平衡的調(diào)節(jié)主要是通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)來(lái)完成的。血液凝固的過(guò)程是破損處血管刺激血小板,使之破裂,釋放凝血因子,促進(jìn)纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維蛋白,而纖維蛋白的形成可以促進(jìn)凝血因子的釋放,主要依賴于正反饋來(lái)完成。
答案為D。
2 激素調(diào)節(jié)過(guò)程的反饋調(diào)節(jié)
高中生物教材中講到的,在寒冷或過(guò)度緊張時(shí)下丘腦通過(guò)分泌促甲狀腺激素釋放激素作用于垂體產(chǎn)生促甲狀腺激素,促甲狀腺激素作用于甲狀腺促使腺體的合成與甲狀腺激素的分泌就屬于正反饋調(diào)節(jié),當(dāng)甲狀腺激素含量增多時(shí)反過(guò)來(lái)對(duì)下丘腦和垂體的抑制作用就是負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用。通過(guò)反饋調(diào)節(jié)作用,使血液中的激素經(jīng)常維持在正常的相對(duì)穩(wěn)定的水平。下面以血糖調(diào)節(jié)為例進(jìn)行分析。
當(dāng)血糖濃度升高時(shí),通過(guò)對(duì)胰島B細(xì)胞的刺激使其產(chǎn)生胰島素,胰島素通過(guò)血流作用于肝臟和其他各種組織,一方面促進(jìn)糖元的合成和貯藏,以及各種組織對(duì)血糖的利用,另一方面抑制肝糖元的分解與異生,結(jié)果是血糖濃度下降。但是胰島素并不是無(wú)限度的分泌,血糖濃度也不是無(wú)限度地下降。當(dāng)血糖降到一定水平時(shí),就通過(guò)負(fù)反饋?zhàn)饔枚浦挂葝u素的分泌,從而使血糖濃度相對(duì)恒定。
需要注意的是激素間的正負(fù)反饋調(diào)節(jié)與激素間的協(xié)同作用(或拮抗作用)是不一樣的。激素間的正反饋或負(fù)反饋調(diào)節(jié)僅涉及激素之間的分泌調(diào)節(jié),不涉及對(duì)第三方的作用效果,而激素間的協(xié)同作用或拮抗作用僅涉及激素之間對(duì)第三方(某一生理效應(yīng))的作用效果。所以具有正反饋?zhàn)饔?或負(fù)反饋?zhàn)饔?的激素不能認(rèn)為是具有協(xié)同作用(或拮抗作用)的激素,反過(guò)來(lái),具有協(xié)同作用(或拮抗作用)的激素也不能認(rèn)為是具有正反饋(或負(fù)反饋)調(diào)節(jié)的激素。