【高三生物专题复习纲要】专题8 生命活动的调节
一、专题知识精要讲解
1．植物的感性运动和向性运动
植物的向性运动是植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动；感性运动是指植物体受到不定向的外界刺激而引起的局部运动。单向外界刺激主要指光照、地心引力(重力)、温度、湿度和化学物质等，由于植物器官各部分所受的刺激不尽相同，使体内生长素分布不均匀，各部分细胞生长速度不同，引起植物某些部分的趋向生长，表现为向性。植物的向性有向光性、向地性和背地性，还有向湿性、向肥性和向触性。向触性是指有些缠绕的植物，当茎向其他直立物接触时就朝向接触的方向螺旋向上生长。
2．植物的向光性及其实验
植物的向光性是植物的一种向性运动，由于光线能改变生长素的分布，向光的一面生长素分布少，背光的一面生长素分布多，因此向光的一面细胞生长得慢，背光的一面细胞生长得快，结果弯向光源生长。
胚芽鞘的向光性实验证明，生长素对植物体的生长(细胞伸长)有促进作用而不是促进细胞的分裂。同时，感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端，单侧光引起生长素横向运输，向光弯曲的部位在尖端的下面一段，即生长素促进细胞伸长的部位在尖端的下面一段。故接受光刺激的部位在顶端。
3．生长素的产生、分布和运输
在植物体内，合成生长素最活跃的部位是具有分生能力的组织。即正在进行细胞分裂的分生组织，如顶端分生组织(根尖、茎尖)、形成层细胞、种子里正在分裂发育的胚等，作用的部位是正在增大的细胞，因为刚分裂的细胞体积很小，大液泡尚未形成。生长素的作用原理主要是通过增大细胞壁可塑性来实验细胞伸长和体积的增大，对于成熟的植物细胞(细胞壁可塑伸展性丧失)则没有作用。因此生长素主要集中在生长旺盛的部位。
生长素主要在茎尖合成，输送到植物体相应部位发挥生理效应。生长素只能从形态学上端运往下端，而不能由形态学的下端运往上端。即生长素的运输是极性运输，顶端优势现象充分说明了这一特点。生长素的极性运输是指从顶端向基部运输，根尖合成的生长素也可以向顶部运输，叶中合成的生长素也能通过韧皮部向其他部位运输。经实验证明，在缺氧时，生长素的运输受到影响。这充分说明生长素的运输是一种消耗ATP的主动运输。
4．生长素的生理作用特点
生长素对植物生长的作用往往具有两重性，生长素既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。这种现象与生长素的浓度和植物器官种类有关。植物体不同的组织器官，其生长发育要求有不同浓度的生长素。相同浓度的生长素作用不同器官引起的反应不同(促进或抑制)，一般情况下，根最敏感，茎敏感性较差，芽介于根茎之间。
对于同一器官而言，低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长，浓度的高、低是以生长素最适浓度为界划分的，低于最适浓度为“低浓度”，高于最适浓度为“高浓度”，促进和抑制是以发展的趋势来决定的，在低浓度范围内，浓度越高，促进生长的效果越明显。
5．生长素在农业生产中的应用
植物的顶芽产生的生长素向下运输大量地积累在侧芽部位，使这里的生长素浓度过高，从而使侧芽的生长受到抑制。如果摘掉顶芽，侧芽部位的生长素浓度降低了，侧芽所受到的抑制作用就会解除，不久，侧芽可以发育成枝条了。人们利用顶端优势原理进行棉花的打顶摘心、果树的整枝修剪，达到增产目的。
生长素可以促进某些不易生根的插条生根，提高了扦插的成活率。实际生产中，总是把带有芽的枝条插入土中，过段时间则生根成活，若把不带芽的或带芽的枝条倒插则不生根成活。
如果雌蕊受粉以后，在子房发育成果实的早期，除去发育着的种子，果实停止发育，甚至早期落果。反之，如果没有受粉的雌蕊柱头上涂一定浓度的生长素溶液，子房仍能发育成果实。在生产实践中可利用这个原理培育无子果实，如无子番茄、无子黄瓜等。
农业生产上常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株，可以达到保蕾保铃的效果。
6．人和高等动物生命活动的调节
(1)动物激素的种类和生理作用
生长激素 促进生长，促进蛋白质的合成、骨的生长
甲状腺激素 促进新陈代谢、生长发育、神经系统的兴奋性
性激素 促进生殖器官发育、生殖细胞的生成，维持第二性征(雌性激素还维持性周期)
孕激素 促进子宫内膜、乳腺的生长发育
胰岛素 促进血糖合成糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖
胰高血糖素 促进肝糖元分解为葡萄糖，抑制葡萄糖转化为非糖物质
促甲状腺激素 促进甲状腺生长发育，相应激素的合成和分泌
促性腺激素 促进性腺生长发育，相应激素的合成和分泌
醛固酮 促进肾小管重吸收Na＋，分泌K＋
肾上腺素 促进肝糖元分解为葡萄糖
抗利尿激素 促进肾小管、集合管对水分的重吸收
(2)协同作用和拮抗作用
协同作用：不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而达到增强效应的结果。例：生长激素和甲状腺激素对幼年个体的生长发育的作用
拮抗作用：不同激素对某一生理效应发挥相反作用。
例：胰岛素和胰高血糖素对血糖含量的调节作用
(3)反馈调节模式：
(4)酶和激素的区别：
激素
酶
性质
蛋白质、类固醇、氨基酸衍生物
蛋白质(绝大多数)、RNA(少数)
产生
内分泌腺细胞
机体内所有活细胞
作用
调节生命活动
催化特定的化学反应
条件
与神经系统密切联系
受pH、温度等因素的影响
(5)激素作用的特异性
专一性
广泛性
(6)甲状腺激素与生长激素功能的比较
相同点：促进生长
不同点：生长激素——对生长的影响主要体现在由小到大，对发育的影响不大(侏儒症)。
甲状腺激素——对生长主要体现在对发育的影响，尤其是对神经系统影响(呆小症)。
(7)性激素的来源及结扎
性激素的性激素主要来自性腺，同时还有少量的雄性激素和雌性激素是由肾上腺分泌的。即在雄性体内以雄性激素为主，由睾丸分泌，还有少量雄性激素和雌性激素由肾上腺分泌。而在雌性体内以雌性激素为主，由卵巢分泌，还有少量雄性激素和雌性激素由肾上腺分泌。
所以雌雄体内都含有两种性激素。
结扎：输精管结扎、输卵管结扎是阻断生殖细胞的排出，避免受精卵的形成，达到避孕的目的。而睾丸、卵巢均正常，故均能正常分别形成精子、卵细胞，也能分别正常分泌性激素。
(8)探究动物激素作用的实验方法
通过注射或饲喂某种激素使受试动物发生异常生理变化，从而验证某些激素的生理功能。
过程：给正常的蝌蚪喂含甲状腺制剂的饲料或在其生活的水中加入甲状腺激素
结果：短时间发育成了一个小型青蛙
分析：体内甲状腺激素含量过高
结论：甲状腺激素能促进幼小动物的发育
切除动物的某种内分泌腺，通过观察该动物的异常反应来验证该腺体所分泌激素的功能。
过程：分别切除①甲状腺 ②垂体(幼年个体) ③胰腺
结果：分别为①身体臃肿，食欲不振，行动迟缓，精神萎靡，(幼年则发育停止) ②生长立刻停止 ③“三多一少”，尿液引来蚂蚁
分析：①无甲状腺激素 ②无生长激素 ③无胰岛素
结论：①甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质氧化分解，提高神经系统的兴奋性 ②生长激素能促进动物的生长 ③胰岛素能调节糖的代谢，降低血糖浓度
将某种内分泌腺从一动物移植到无该腺体的同一种动物体内，观察其生理变化，以验证该腺体所分泌激素的功能。
过程：公鸡阉割→移植睾丸(或注射睾丸酮)
结果：丧失第二性征→恢复第二性征
分析：睾丸是雄性的主要性腺
结论：睾丸分泌的雄激素能激发并维持雄性的第二性征
7．神经调节
(1)神经细胞的一般结构和有关概念
感觉(传入)神经元：如脑、脊神经节内的神经元。其树突末端分布到各器官、组织中，形成感觉神经末梢(即感受器)，能接受内外环境的刺激，并将神经冲动传向中枢。
运动(传出)神经元：胞体位于脑、脊髓内，其长轴突末鞘(运动神经末梢)和它所支配的肌肉和腺体构成效应器。
中间(联合)神经元：分布在脑和脊髓内，位于感觉和运动神经元之间，起联络作用。
神经元具有接受刺激、产生兴奋并传导兴奋的作用，有些神经元(如下丘脑)还有内分泌功能。
注意：神经纤维由神经元的长突起及其周围的神经胶质细胞构成，按机能(传导方向)分为两类：感觉(传入)神经纤维和运动(传出)神经纤维。
(2)反射弧构成模式图
(3)神经系统的构成
(4)兴奋的传导
类型
过程
传导的方向性
神经纤维上的传导
刺激→电位差→局部电流回路(兴奋区→未兴奋区)
双向
细胞间的传递
突触小泡→递质→突触(突触前膜→突触间隙→突触后膜)→下一个神经细胞
单向
(5)突触与递质
突触是相邻两个神经元之间的关系，这种联系是通过突触传递递质实现的。一个神经元的轴突一般与另一个神经元的树突或胞体相接触，突触一般分两类：
供体：轴突末端突触小体内的突触小泡
传递：突触前膜→突触间隙→突触后膜
受体：与轴突相连的另一个神经元的树突膜或胞体膜上的蛋白质
作用：使另一个神经元兴奋或抑制
递质是神经细胞产生的一种化学信使物质，对有相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。突触是两个相联系的神经元之间递质的产生与释放、传递、接受的结构。兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能由一个神经元的轴突传到另一个神经元的树突或胞体。但在一个神经元内兴奋可沿着树突→胞体→轴突的方向传导。
不同点：神经调节的反应迅速、准确，作用范围比较局限，而且时间短暂；体液调节的反应比较缓慢，作用范围比较广泛，而且时间比较长
联系：神经调节为主，体液调节为辅，二者共同协调，相辅相成，共同调节生物体的各项生命活动
8．动物行为产生的生理基础
(1)动物的行为是在神经系统、内分泌系统和运动器官共同协调作用下形成的。
(2)激素调节与行为实例
(3)神经调节与行为
先天性行为
后天性行为
特点
趋性
非条件反射
本能
印随
模仿
条件反射
从单细胞动物开始出现
从具有神经系统的动物开始出现
许多非条件反射的有机集合
刚孵化出的动物具有此行为
幼年动物学习的主要形式
幼年、成年动物都可建立
①生来就有；②遗传物质决定；③有利于适应环境
①根据后天经验生成；②环境决定；③提高了适应变化环境的能力
共同点
①是自然选择与生物遗传变异的共同产物；②除趋性在单细胞动物由细胞内的生命物质完成外，其余结构基础是反射弧
二、疑点难点精要思辨
1．生长素与动物生长激素
植物生长素为吲哚乙酸，由植物体生命活动旺盛的部位产生，无专门的腺体；动物生长激素为蛋白质，由垂体分泌，经体液运输。但两者都具有微量高效的特点。
2．植物激素间的相互关系
在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素控制的，而是多种激素相互作用的结果。这些激素之间，有的是相互促进的，有的是相互拮抗的。
(1)相互促进方面的有
促进果实成熟：乙烯、脱落酸。
调节种子发芽：脱落酸、赤霉素。
促进植物生长：细胞分裂素、生长素。
诱导愈伤组织分化成根或芽：生长素、细胞分裂素。
延缓叶片衰老：生长素、细胞分裂素。
促进果实坐果和生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素。
(2)相互拮抗方面的有
顶端优势：生长素促进顶芽生长，细胞分裂素和赤霉素都促进侧芽生长。
雌雄花的分化：生长素使雌花增加，赤霉素促进雄花形成。
调节气孔的开闭：细胞分裂素促进气孔张开，脱落酸促使气孔关闭。
防止器官脱落：生长素抑制花朵脱落，脱落酸促进叶、花、果的脱落。
种子发芽：赤霉素、细胞分裂素促进、脱落酸抑制。
叶片衰老：生长素、细胞分裂素抑制，脱落酸促进。
3．其他植物激素的比较
激素
名称
合成部位
分布
生理功能
赤霉素
幼芽、幼根和未成熟的种子
较多存在生长旺盛的部位
①促进细胞伸长，从而引起茎秆伸长和植株增高；②解除种子、块茎的休眠并促进萌发
细胞分裂素
根尖
主要存在于正在进行细胞分裂的部位
①促进细胞的分裂；②诱导芽的分化、延缓叶片的衰老
脱落酸
根冠和萎蔫的叶片
将要脱落和进入休眠期的器官和组织中较多
①是最重要的生长抑制剂，能抑制植物细胞的分裂和种子萌发；②促进叶和果实的衰老与脱落
乙烯
植物体的各个部位
广泛存在于植物体内，成熟的果实含量多
①促进果实成熟；②促进器官脱落
4．无子番茄、无子西瓜与生长素促进果实发育
(1)无子番茄：利用生长素处理未受粉的雌蕊从而促进果实发育的原理培育而来。由于雌蕊未经授粉，未完成双受精，这种果实内必定不产生种子，因而成为无子果实(无子番茄)。在这里，人为涂抹的生长素仅仅起了一个取代“种子所产生的生长素”而使子房发育为果实的作用，它自始至终未引起遗传物质的改变，因而这种无子果实与正常果实相比，细胞内染色体数目无任何改变，只是果实内无“子”而已。
(2)无子西瓜：利用染色体变异的原理培育而来。
注意：三倍体无子西瓜属可遗传变异，但由于染色体配对紊乱，不能产生正常生殖细胞，因而不能产生自己的后代。
(3)香蕉：由于染色体数目方面的原因，香蕉不能形成正常的精子和卵细胞，因而不能受精发育成种子，子房能产生一定的生长素并自我刺激，发育成无子果实。
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