试题插图在“动物生命活动调节”专题复习中的运用

黄五洋

(湖北省石首市第一中学 石首 434400)

“动物生命活动调节”专题内容体现了丰富的学科观点并非常适合以图片组织复习。高三学生头脑不是空白，如果复习炒冷饭，头脑将形成僵化的解题储备。高考试题是非常宝贵的复习资源，图片蕴含视觉化的多重编码信息。将高考试题中出现的示意图进行二次开发，有利于学生熟悉命题意图，提高解题能力。

1 用组合图引导系统分析，形成知识架构

案例1 图1(肺牵张反射)来自于2012年高考全国卷。图2(突触部位)示意图来自于2017年高考江苏卷。组织问题教学如下： 图1中a、b、c、d是反射弧的组成部分，神经中枢、传入神经、传出神经、效应器分别可以用哪些字母表示？请用文字描述该反射的过程。人体要屏住呼吸必须受到图1中什么部位的调控？植物人能否完成该反射？图1有几个突触？图1反映了神经调节的什么特点？该反射完成的时间主要取决于突触的数量还是神经元的数量？①②对应部位放大后即为突触结构示意图2。

图2①②③④分别是什么名称？递质储存在突触小泡中的意义是什么？递质是小分子却以胞吐的方式释放，意义是什么？由图2可知，兴奋的传递方向是单向的，理由是什么？突触前膜发生兴奋是否消耗ATP？突触前膜释放递质是否消耗ATP？当兴奋传导到③时，膜电位发生了什么变化？神经细胞兴奋后恢复为静息状态是否消耗ATP？神经递质与受体结合是否消耗能量？突触小体发生了什么信号形式的转变？④是抑制状态，其电位如何？药物影响①的功能，对兴奋传递有何影响？②的稳定性遭到破坏，对兴奋传递有何影响？药物影响③释放递质，则③处电位如何？抗体攻击④(肌肉细胞膜)上的受体，对兴奋传递有何影响？递质未及时回收或水解，将有何影响？

图1 肺牵张反射

图2 突触部位

分析： 人体通过神经系统、内分泌系统、免疫系统等完成生命活动调节以维持内环境的稳定。本案例首先引导学生进行单个系统内的分析，按照由整体到局部、由全局到细节的思路，用系统论的思想方法认识神经系统。神经系统包括大脑皮层、下丘脑、脑干、小脑、脊髓等，各部分之间既相互独立又相互联系，体现分级调节，这反映系统的层次性。但就各项具体反射活动而言，相互关联的要素都是感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器，各要素只有密切配合、协调分工才能表现出对于内分泌系统、运动系统、免疫系统的调节功能，这是神经系统的关联性和整体性。从而归纳出： 神经调节的基本方式是反射，结构基础是反射弧，非条件反射是条件反射的基础，反射完成的快慢取决于通路中突触的数量，兴奋在神经元之间的信号转换程序是电信号—化学信号—电信号，在反射弧中的传导方向是由感受器到效应器。然后再进行多个系统之间(神经系统、内分泌系统、免疫系统)的分析。本案例引导学生由粗到细观察示意图，唤起学生关注，有效促进知识内化为结构良好的体系。

2 用组合图深化知识联系，形成逻辑程序

案例2 图3(胰岛B细胞响应血糖变化)来自于2017年高考北京卷。图4(胰岛素作用于靶细胞的示意图)来自于2017年高考江苏卷。组织问题教学如下： 葡萄糖浓度是不是调节因素?这是调节什么细胞分泌胰岛素的过程？葡萄糖浓度起到的是体液调节还是激素调节？引发细胞膜电位变化的直接原因是是什么？ATP对K+通道产生了什么影响？Ca2+内流对细胞释放胰岛素有什么影响？细胞外葡萄糖浓度在什么情况下会促进胰岛素释放？血糖浓度的调节机制是什么？从哪里得到体现？

图4(靶细胞响应胰岛素变化)中葡萄糖转运蛋白(GLUT)有多个成员，其中GLUT4蛋白对胰岛素敏感。蛋白M的空间结构在什么因素下发生变化？当胰岛素与蛋白M结合之后，经过细胞内信号转导，GLUT4储存在什么部位？囊泡与什么结构融合？细胞膜上GLUT4的数量变化如何？将导致血糖水平发生什么变化？胰岛素水平低时，GLUT4去向可能是什么？GLUT1-3在细胞膜上的数量基本不变，其意义是什么？体内产生蛋白M抗体是否会引发糖尿病？体内产生胰岛素抗体是否会引发糖尿病？信号转导蛋白缺失是否会引发糖尿病？

图3 胰岛B细胞响应血糖变化

图4 靶细胞响应胰岛素变化

分析： 本案例提供上游(胰岛B细胞响应血糖变化)和下游(靶细胞响应胰岛素变化)有效情境，形成连续的程序，尽可能地要求学生整合加工，使学生从细胞生命系统的角度认识到血糖的调节有着严密的程序。图中许多知识细节来自于“分子与细胞”模块，而血糖调节又是“稳态与环境”模块中的复习内容。本案例跨越模块界限，以信息传递的路线为角度联系多个知识点，促使学生由单纯地接受血糖调节是个体水平的神经调节和体液调节，向深化为细胞和分子水平的认识转变。这样处理，还帮助学生进一步提升归纳概括能力、语言组织表达能力。

3 用组合图强化模型分析，促进知识迁移

案例3 图5(皮质醇分泌的调节示意图)来自于2012年高考天津卷。图6(鸟类繁殖活动的调节示意图)来自于2009年高考全国卷。动物被运输过程中，体内皮质醇激素的变化能调节其对刺激的适应能力。组织问题教学如下：那么运输刺激使下丘脑分泌激素增加的结构基础是什么？M的名称是什么？M是否定向运输到垂体？M促进皮质醇分泌的过程属于什么调节方式？皮质醇的受体还存在于哪些部位？促肾上腺皮质激素释放激素和皮质醇之间是什么关系？动物被运输过程中，体内皮质醇含量的变化如何？如果给动物注射皮质醇，会导致下丘脑和垂体分泌的激素的量发生什么变化？如果破坏下丘脑相关区域，会导致下丘脑和垂体分泌的激素的量发生什么变化？如果破坏垂体相关区域，会导致下丘脑和垂体分泌的激素的量发生什么变化？图中哪条路线是正反馈？图中哪条路线是负反馈？图6为鸟类繁殖活动的调节示意图。上述问题迁移到图6中是否成立？鸟的食物添加乙后排卵数量有无变化？

图5 皮质醇分泌的调节示意图

图6 鸟类繁殖活动的调节示意图

分析： “稳态与环境”模块通过甲状腺激素分泌受到的调节提出了反馈调节的模型，图5、图6都是关于该反馈调节模型的变式。反馈是系统运行的结果作为一种信息影响或调节系统的工作，这是反馈调节与其他调节方式的区别。本案例将教材原型迁移到动物被运输、鸟类繁殖活动等情境中，引导学生进行类比，还原模型变式中的未知部分，使学生明白不同的问题其角度存在相似之处。

4 用组合图引导加工信息，大胆理性推理

案例4 图7(胰岛素调节神经元机理)来自于2017年高考天津卷。图8(Kp调控生殖活动示意图)来自于2015年高考天津卷。图7问题设计教学如下： 胰岛素受体(InR)的激活，可以促进神经元轴突末梢释放什么？从哪里可以看出胰岛素可以改善脑的生理功能？其调节神经元机理属于什么方式？哪些过程体现了细胞膜的信息交流功能？胰岛素可以抑制神经元死亡，其原因是什么？某些糖尿病人胰岛功能正常，但体内存在对InR的抗体，导致InR对GLUT转运葡萄糖的直接促进作用如何变化？同时对炎症因子的抑制作用如何变化？炎症因子对GLUT的抑制能力如何变化？最终神经元摄取葡萄糖的速率如何变化？与正常人相比，此类病人体内胰岛素含量有何特点？

图7 胰岛素调节神经元机理

图8(Kp调控生殖活动示意图)问题设计： Kisspeptin，简称Kp，是Kp神经元产生的一类多肽类激素，它通过调节生物体内雌激素含量来调控生殖活动。神经元内合成Kp的细胞器是什么？Kp作用的靶细胞是什么？器官A是什么名称？在幼年期，通过过程①反馈调节，Kp释放量如何变化才能最终维持较低的雌激素含量？排卵前期，启动过程②的生理意义是什么？

图8 Kp调控生殖活动

分析： 通过本案例可以得出： 图7反映出激素可以影响神经元，即内分泌系统反过来影响神经系统，体液调节反过来影响神经调节。图8则通过两个完整的闭合回路体现神经调节对内分泌系统的影响，这种影响在个体的不同发育时期不同。本案例揭示出了多个系统之间的相互作用，还透露出了生态学的观点。生态学的观点认为： 系统内的环境因素对系统存在影响，同时系统外的环境因素也对系统产生影响，系统与环境之间相互适应又相互影响。本案例图8中，对于GnRH神经元而言，Kp神经元释放的递质是神经系统内的环境因素，所处组织液中的激素就是神经系统外环境因素。GnRH神经元分泌量的变化取决于两者的综合影响。本案例要求学生正确加工信息，将“+”“-”的含义转化为有效信息，进行理性推理，从而正确审题。