4.2.5. 生命活動(dòng)的調節
（一）植物的激素調節
1.植物的感性運動(dòng)和向性運動(dòng)。
植物的向性運動(dòng)是植物受單向外界因素的刺激而引起的定向運動(dòng);感性運動(dòng)是指植物體受到不定向的外界刺激而引起的局部運動(dòng)。外界單向刺激主要指光照、地心引力（重力）、溫度、濕度和化學(xué)物質(zhì)等，由于植物器官各部分所受的刺激不盡相同，使體內生長(cháng)素分布不均勻，各部分細胞生長(cháng)速度不同，引起植物某些部分的趨向生長(cháng)，表現為向性。植物的向性有向光性、向地性和背地性，還有向濕性、向肥性和向觸性。向觸性是指有些纏繞的植物，當莖向其他直立物接觸時(shí)就朝向接觸的方向螺旋向上生長(cháng)。
2.植物的向光性及其實(shí)驗。
植物的向光性是植物的一種向性運動(dòng)，由于光線(xiàn)能改變生長(cháng)素的分布，向光一面生長(cháng)素分布少，背光的一面生長(cháng)素分布多，因此向光的一面細胞生長(cháng)得慢，背光的一面細胞生長(cháng)得快，結果使植物彎向光源生長(cháng)。胚芽鞘的向光性實(shí)驗證明，生長(cháng)素對植物體的生長(cháng)（細胞伸長(cháng)）有促進(jìn)作用而不是促進(jìn)細胞的分裂。同時(shí)，感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端，單側光引起生長(cháng)素橫向運輸，向光彎曲的部位在尖端的下面一段，即生長(cháng)素促進(jìn)細胞伸長(cháng)的部位在尖端的下面一段。故接受光刺激的部位在頂端。
3.生長(cháng)素的產(chǎn)生、分布和運輸。
在植物體內，合成生長(cháng)素最活躍的部位是具有分生能力的組織。即正在進(jìn)行細胞分裂的分生組織，如頂端分生組織（根尖、莖尖）、形成層細胞、種子里正在分裂發(fā)育的胚等，作用的部位是正在增大的細胞，因為剛分裂的細胞體積很小，大液泡尚未形成。生長(cháng)素的作用原理主要是通過(guò)增大細胞壁的可塑性，來(lái)實(shí)現細胞伸長(cháng)和體積的增大，對于成熟的植物細胞（細胞壁可塑伸展性喪失）則沒(méi)有作用。因此生長(cháng)素主要集中在生長(cháng)旺盛的部位。生長(cháng)素主要在莖尖合成，輸送到植物體相應部位發(fā)揮生理效應。生長(cháng)素只能從形態(tài)學(xué)上端運往下端，而不能由形態(tài)學(xué)的下端運往上端。即生長(cháng)素的運輸是極性運輸，頂端優(yōu)勢現象充分說(shuō)明了這一特點(diǎn)。生長(cháng)素的極性運輸是指從頂端向基部運輸，根尖合成的生長(cháng)素也可以向頂部運輸，葉中合成的生長(cháng)素也能通過(guò)韌皮部向其他部位運輸。經(jīng)實(shí)驗證明，在缺氧時(shí)，生長(cháng)素的運輸受到影響。這充分說(shuō)明生長(cháng)素的運輸是一種消耗ATP的主動(dòng)運輸。
4.生長(cháng)素的生理作用特點(diǎn)。
生長(cháng)素對植物生長(cháng)的作用往往具有兩重性，生長(cháng)素既能促進(jìn)生長(cháng)，也能抑制生長(cháng);既能促進(jìn)發(fā)芽，也能抑制發(fā)芽;既能防止落花落果，也能疏花疏果。這種現象與生長(cháng)素的濃度和植物器官種類(lèi)有關(guān)。植物體不同的組織器官，其生長(cháng)發(fā)育要求不同濃度的生長(cháng)素。相同濃度的生長(cháng)素作用于不同器官引起的反應不同（促進(jìn)或抑制），不同器官對生長(cháng)素的敏感性不同，敏感性越強，其正常生長(cháng)發(fā)育要求的生長(cháng)素濃度越低。一般情況下，根最敏感，莖敏感性較差，芽介于根莖之間。對于同一器官而言，低濃度的生長(cháng)素促進(jìn)生長(cháng)，高濃度的生長(cháng)素抑制生長(cháng)，濃度的高、低是以生長(cháng)素最適濃度為界劃分的，低于最適濃度為“低濃度”，高于最適濃度為“高濃度”，促進(jìn)和抑制是以發(fā)展的趨勢來(lái)決定的，在低濃度范圍內，濃度越高，促進(jìn)生長(cháng)的效果越明顯。
5.生長(cháng)素在農業(yè)生產(chǎn)中的應用。
植物的頂芽產(chǎn)生的生長(cháng)素向下運輸大量地積累在側芽部位，使這里的生長(cháng)素濃度過(guò)高，從而使側芽的生長(cháng)受到抑制。如果摘掉頂芽，側芽部位的生長(cháng)素濃度降低了，側芽所受到的抑制作用就會(huì )解除，不久，側芽可以發(fā)育成枝條了。人們利用頂端優(yōu)勢原理進(jìn)行棉花的打頂摘心、果樹(shù)的整枝修剪，達到增產(chǎn)目的。生長(cháng)素可以促進(jìn)某些不易生根的插條生根，提高了扦插的成活率。實(shí)際生活中，總是把帶有芽的枝條插入土中，過(guò)一段時(shí)間則生根成活，若把不帶芽的或帶芽的枝條倒插則不生根成活。如果雌蕊授粉以后，在子房發(fā)育成果實(shí)的早期，除去發(fā)育著(zhù)的種子，果實(shí)停止發(fā)育，甚至早期落果。反之，如果沒(méi)有授粉的雌蕊柱頭上涂一定濃度的生長(cháng)素溶液，子房仍能發(fā)育成果實(shí)。在生產(chǎn)實(shí)踐中可利用這個(gè)原理培育無(wú)籽果實(shí)，如無(wú)籽番茄、無(wú)籽黃瓜等。農業(yè)生產(chǎn)上常用一定濃度的生長(cháng)素類(lèi)似物溶液噴灑棉株，可以達到保蕾保苓的效果。
6.植物激素及其相互作用。
植物激素是指一些在植物體內合成，并從產(chǎn)生部位運到其他地方，對植物生長(cháng)發(fā)育產(chǎn)生顯著(zhù)作用的微量（1μmol/L以下）有機物。植物激素一共分成五類(lèi)，即生長(cháng)素、赤霉素、細胞分裂素、乙烯和脫落酸，前三類(lèi)具有明顯促進(jìn)生長(cháng)發(fā)育的功效，后兩類(lèi)則主要抑制生長(cháng)、促進(jìn)成熟。植物的個(gè)體發(fā)育受多種激素調節，五類(lèi)激素大都同時(shí)存在于同一植株中，不同時(shí)期有不同的主要激素起主導的調節作用，多種激素相互協(xié)調，共同完成對植物生命活動(dòng)的調節，例如頂端優(yōu)勢就是細胞分裂素和生長(cháng)素共同作用的結果。如果用細胞分裂素處理側芽，就能解除頂端優(yōu)勢。
（二）人和高等動(dòng)物生命活動(dòng)的調節
1.體液調節和激素調節及神經(jīng)調節。
體液調節是人和高等動(dòng)物體內的化學(xué)物質(zhì)（如激素、CO2等）通過(guò)體液的傳送，對人和動(dòng)物體的生理活動(dòng)所進(jìn)行的調節。激素調節是經(jīng)內分泌腺分泌的激素，進(jìn)入腺體內的毛細血管，隨著(zhù)血液循環(huán)到達相應的組織器官，對生物的各種生理活動(dòng)進(jìn)行調節，激素調節是體液調節的主要內容。神經(jīng)調節是人和高等動(dòng)物生命活動(dòng)調節的主要形式。神經(jīng)系統可直接控制內分泌腺的分泌，也可通過(guò)控制垂體分泌促激素，間接控制一些內分泌腺的分泌。體液調節與神經(jīng)調節相比較，體液調節活動(dòng)比較緩慢，作用時(shí)間持久，而神經(jīng)調節既調節內部的各種生理活動(dòng)，又調節與環(huán)境條件之間的相互關(guān)系，調節活動(dòng)迅速準確，作用范圍有局限性，但作用時(shí)間短暫。
2.高等動(dòng)物的內分泌腺和外分泌腺。
高等動(dòng)物的分泌腺有兩類(lèi)，一類(lèi)因其無(wú)導管，分泌物直接進(jìn)入腺體內的毛細血管而進(jìn)入血液，對身體的另一處靶細胞發(fā)生作用，稱(chēng)內分泌腺;另一類(lèi)有導管，其分泌物一般由導管送向體表（如汗腺）或體內的某些管腔（如唾液腺），稱(chēng)外分泌腺。主要的內分泌腺有甲狀腺（分泌甲狀腺激素）、垂體（分泌生長(cháng)素等多種激素）、胰島（分泌胰島素等）、性腺（分泌性激素）、腎上腺（分泌腎上腺皮質(zhì)激素等）和胸腺，主要的外分泌腺有各種消化腺、呼吸道的粘液腺、皮膚的汗腺和皮脂腺、乳腺、淚腺及生殖系統的精囊腺等。
3.植物生長(cháng)素與動(dòng)物生長(cháng)激素。
植物生長(cháng)素是由植物體內具有分生能力的組織合成的，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的內分泌腺。生長(cháng)素的化學(xué)名稱(chēng)是吲哚乙酸（簡(jiǎn)稱(chēng)IAA），分子式是C10H9 O2 N。生長(cháng)素主要在頂芽合成，輸送到植物體相應部位發(fā)揮生理效應。生長(cháng)激素是由動(dòng)物的腦垂體分泌的，是蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)。人的生長(cháng)素是由191個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)分子。主要是促進(jìn)長(cháng)骨的生長(cháng)和蛋白質(zhì)合成，此外還能影響動(dòng)物體內的糖類(lèi)、脂類(lèi)和蛋白質(zhì)的代謝。
4.激素分泌的反饋調節。
正常情況下，下丘腦分泌的促釋放素能促進(jìn)垂體分泌相應的促激素，進(jìn)而促進(jìn)相應腺體分泌激素，但當某種激素濃度升高時(shí)，又會(huì )抑制下丘腦和垂體分泌相應的促釋放素和促激素，從而使這種激素的濃度降低。當激素濃度降到一定程度時(shí)，又會(huì )解除對下丘腦和垂體的抑制。這種反饋調節機制使某種激素濃度不致太高，也不致太低，從而保持相對穩定的生理濃度值，對生命活動(dòng)發(fā)揮正常的調節功能，避免激素過(guò)高或過(guò)低而引起激素失調癥。激素是一種高效能調節物質(zhì)，某種激素的偏高或偏低都有可能引起個(gè)體發(fā)育某些方面的不正?；蛏顒?dòng)暫時(shí)異常。
5.相關(guān)激素間的協(xié)同作用和拮抗作用。
動(dòng)物的同一生理活動(dòng)不是由單一激素調節完成的，而是由與此活動(dòng)有關(guān)的多種激素協(xié)調互作共同完成的。協(xié)調作用是不同激素對同一生理效應都發(fā)揮作用，從而達到增強效應的結果。例如只有當生長(cháng)素與甲狀腺激素協(xié)同作用時(shí)，才能保證機體正常的生長(cháng)和發(fā)育。同樣，胰高血糖素、腎上腺素、甲狀腺素、生長(cháng)激素等對提高血糖水平均協(xié)同發(fā)揮作用。人體的血液和組織液中適當的鈣離子水平是維持許多正常的生理功能所必需的。當缺少Ca2+ 時(shí)，神經(jīng)信號不能從一個(gè)細胞傳到另一個(gè)細胞，血液不能凝結，肌肉功能受阻，分子跨膜轉運也不能進(jìn)行。甲狀腺和甲狀旁腺的一個(gè)共同的功能就是維持Ca2+ 的內環(huán)境穩定，使Ca2+ 濃度維持在（9～11mg/100mL血液）狹窄的范圍內。來(lái)自甲狀腺的降鈣素和來(lái)自甲狀旁腺的甲狀旁腺素，是兩種作用相反、相互拮抗的肽類(lèi)激素，它們共同調節著(zhù)血鈣水平:降鈣素降低血鈣水平，甲狀旁腺素提升血鈣水平。它們通過(guò)反饋體系運行。當血鈣水平升至正常水平以上時(shí)，便誘發(fā)甲狀腺產(chǎn)生降鈣素，使Ca2+ 更多地在骨骼中沉積，腸道對鈣的吸收減少以及腎臟對尿中Ca2+ 的重吸收下降。當血鈣降到正常水平以下時(shí)，甲狀旁腺分泌的甲狀旁腺素進(jìn)入血液，刺激從骨骼中釋放出Ca2+ ，并通過(guò)腎臟和腸道增加對Ca2+ 的吸收。
6.神經(jīng)調節的基本方式。
動(dòng)物的反射活動(dòng)是多種多樣的，大致可分為非條件反射和條件反射兩類(lèi)。條件反射又分為第一信號系統和第二信號系統。反射的結構基礎是反射弧，反射弧通常是由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)和效應器五個(gè)部分組成。感受器有兩類(lèi)，簡(jiǎn)單感受器只是感覺(jué)神經(jīng)末梢如觸覺(jué)、痛覺(jué)、冷覺(jué)、熱覺(jué)等，復雜的感受器除感覺(jué)神經(jīng)末梢外，還有一些附屬結構，共同構成感覺(jué)器官，如眼、耳等。神經(jīng)中樞接受傳入神經(jīng)傳導的興奮，對興奮進(jìn)行整合，然后把興奮經(jīng)傳出神經(jīng)傳導到效應器，產(chǎn)生反應。在腦神經(jīng)和脊神經(jīng)中，有一部分傳出神經(jīng)纖維，分布到心肌、各個(gè)內臟器官和血管的平滑肌、腺體等處，支配內臟器官的活動(dòng)，這部分傳出神經(jīng)纖維所組成的神經(jīng)叫植物性神經(jīng)，分為交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)。交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)作用相反雙重支配內臟器官，但它們相輔相成，保證器官的協(xié)調。
7.興奮的傳導。
（1）神經(jīng)纖維上的傳導過(guò)程為:刺激→電位差→局部電流→局部電流回路（興奮區→未興奮區）。神經(jīng)纖維傳導一般具有下列特征:a.生理完整性;b.絕緣性;c.相對不疲勞性。
（2）細胞間的傳遞:興奮在神經(jīng)元與神經(jīng)元之間是通過(guò)突觸來(lái)傳遞的。突觸是相鄰兩個(gè)神經(jīng)元之間的聯(lián)系，這種聯(lián)系是通過(guò)突觸傳遞遞質(zhì)實(shí)現的。遞質(zhì)是神經(jīng)細胞產(chǎn)生的一種化學(xué)信使物質(zhì)，對有相應受體的神經(jīng)細胞產(chǎn)生特異性反應（興奮或抑制）。突觸是兩個(gè)相聯(lián)系的神經(jīng)元之間遞質(zhì)的產(chǎn)生與釋放、傳遞、接受的結構。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的，只能由一個(gè)神經(jīng)元的軸突傳到另一個(gè)神經(jīng)元的樹(shù)突或胞體。但在一個(gè)神經(jīng)元內興奮可沿著(zhù)樹(shù)突→胞體→軸突的方向傳導。突觸傳遞要通過(guò)化學(xué)遞質(zhì)的中介作用，因此具有不同于神經(jīng)纖維傳導的特點(diǎn):①單向傳遞，遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜;②突觸延擱，興奮在突觸處的傳遞比在神經(jīng)纖維上的傳導要慢;③總和性，通常興奮性突觸每興奮一次，并不足以觸發(fā)突觸后神經(jīng)元興奮;④對內環(huán)境變化的敏感性;⑤對某些藥物的敏感性，突觸后膜的受體對遞質(zhì)有高度的選擇性，某些藥物可以特異性地作用于突觸傳遞過(guò)程，阻斷或加強突觸的傳遞。
8.高級神經(jīng)中樞的調節。
在中樞神經(jīng)系統中，調節人和高等動(dòng)物生理活動(dòng)的高級神經(jīng)中樞是大腦皮層，大腦皮層有和機體各部位相對應的功能代表區即大腦皮層的功能定位，這些功能區有管理軀體和內臟器官運動(dòng)的高級神經(jīng)中樞，也有感覺(jué)軀體和內臟器官活動(dòng)狀態(tài)的高級神經(jīng)中樞。語(yǔ)言中樞是人類(lèi)特有的皮層功能區，語(yǔ)言功能區的不同部位使人具有不同的語(yǔ)言運用能力。中樞神經(jīng)系統通過(guò)傳入神經(jīng)與全身各處的感受器緊密聯(lián)系，感受機體內部和外界環(huán)境的變化;經(jīng)過(guò)中樞神經(jīng)系統的分析和綜合，確定機體的最適宜的反應;再通過(guò)傳出神經(jīng)支配骨骼肌，各臟器和內分泌腺的活動(dòng)，從而調節和控制機體各部分的活動(dòng)，使它們相互配合、協(xié)調，成為一個(gè)統一的整體，以適應機體內部和外界環(huán)境的變化。
9.激素調節與行為。
動(dòng)物行為是指動(dòng)物個(gè)體或群體的所做所為，它不僅包括動(dòng)物軀體的移位動(dòng)作，如奔跑、游泳、爬行、飛行和身體局部的細微動(dòng)作，如發(fā)出聲音、豎起耳朵、改變體色等，還包括動(dòng)物日常生活活動(dòng)，如取食、呼吸、排泄、生殖等。甚至動(dòng)物的一些靜息狀態(tài)，如靜止不動(dòng)、注目凝視也是動(dòng)物行為的一種表現，因為它們的體內正進(jìn)行著(zhù)可能影響隨后行為的活動(dòng)?？傊?，動(dòng)物行為是動(dòng)物對外界條件變化所做的有規律的、有系統的適應性反應。
10.神經(jīng)調節與行為。
動(dòng)物的行為，無(wú)論是先天性行為（包括趨性、反射、本能），還是后天性行為（包括印隨、模仿、條件反射）都與神經(jīng)系統的調節作用有著(zhù)直接的關(guān)系。趨性是動(dòng)物對環(huán)境因素刺激最簡(jiǎn)單的定向反應，雖無(wú)需完整反射孤參與就可完成，但也與神經(jīng)調節有關(guān)。非條件反射是指動(dòng)物生下來(lái)就有的，也就是通過(guò)遺傳而獲得的先天性反射，具有完整的反射弧，只是神經(jīng)中樞大多在大腦皮層以下中樞。本能則是由一系列非條件反射按一定順序連鎖發(fā)生構成的，大多數本能行為比反射行為復雜得多。動(dòng)物的后天性行為是在后天的生活經(jīng)驗和學(xué)習基礎上形成的，是對環(huán)境的變化作出有規律、有系統的適應性活動(dòng)。動(dòng)物的許多生活經(jīng)驗是在多次條件反射基礎上獲得的。學(xué)習過(guò)程包含著(zhù)多種條件反射的活動(dòng)，動(dòng)物越是高等，它的神經(jīng)系統越復雜，條件反射也越復雜，運動(dòng)能力及印隨、模仿等學(xué)習能力也隨之增強，再加之以往的生活經(jīng)驗，越容易形成更復雜，更高級的后天性行為，提高適應復雜環(huán)境，解決問(wèn)題的能力。動(dòng)物的行為是動(dòng)物多種動(dòng)作的組合，動(dòng)作一般是神經(jīng)系統對內外刺激產(chǎn)生的反射活動(dòng)。
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