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激素屬于信號(hào)分子，從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞，會(huì)與靶膜上的特異性受體結(jié)合(受體也有可能存在于細(xì)胞內(nèi)，如性激素可以跨膜進(jìn)入細(xì)胞，它與受體的結(jié)合發(fā)生在細(xì)胞內(nèi))并將信息傳入細(xì)胞，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列相應(yīng)的連鎖變化，最后表達(dá)出對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)作用。本文主要講述了抗利尿激素、胰島素、生長(zhǎng)素和脫落酸的調(diào)控作用方式與簡(jiǎn)要過(guò)程。

一、抗利尿激素的作用機(jī)理

抗利尿激素是由下丘腦神經(jīng)分泌細(xì)胞合成的激素，由垂體后葉釋放，學(xué)生們知道它的主要作用是提高腎小管和集合管對(duì)水的通透性，促進(jìn)水的重吸收。學(xué)生們也知道重吸收水的方式是協(xié)助擴(kuò)散，需要借助水通道蛋白；但并不知道兩者是如何建立聯(lián)系的。因此提供抗利尿激素作用原理的有關(guān)信息，能夠深化學(xué)生對(duì)激素生理效應(yīng)的理解，對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生縱橫整合的認(rèn)知觀。復(fù)習(xí)時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生逆推：①協(xié)助擴(kuò)散的運(yùn)輸效率受到哪些因素影響? 學(xué)生可知是通道蛋白的數(shù)量限制了速率。②如要增加通道蛋白的數(shù)量，細(xì)胞需要發(fā)生什么行為? 學(xué)生知道蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的產(chǎn)物，增加產(chǎn)物的量則需要增強(qiáng)基因的表達(dá)強(qiáng)度。③水通道蛋白基因主要在哪些細(xì)胞表達(dá)? 只有這些細(xì)胞含有該基因嗎? 學(xué)生知道腎小管和集合管上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上分布有水通道蛋白，這是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，并不是它們特有的。④表達(dá)后的水通道蛋白如何運(yùn)送到腎小管和集合管上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上安裝? 學(xué)生可知膜蛋白的運(yùn)送依賴于囊泡。老師可繼續(xù)設(shè)問(wèn)：⑤當(dāng)抗利尿激素水平降低時(shí)，靶細(xì)胞上的水通道蛋白數(shù)量是否會(huì)發(fā)生改變? 可能存在的機(jī)制是怎樣的呢? 學(xué)生根據(jù)穩(wěn)態(tài)的維持可知，抗利尿激素缺乏時(shí)是不利于水分子的重吸收。由此可以逆推出靶細(xì)胞膜上的水通道蛋白應(yīng)該減少。老師補(bǔ)充知識(shí)：水通道蛋白可在細(xì)胞膜的凹陷處集中，然后形成吞飲小泡進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)[1]。經(jīng)過(guò)幾個(gè)問(wèn)題串的引導(dǎo)，層層遞進(jìn)，聯(lián)系了很多生物學(xué)知識(shí)點(diǎn)，從而理清了抗利尿激素的作用過(guò)程。

二、胰島素的作用機(jī)理

胰島素是含有兩條肽鏈的蛋白質(zhì)類激素，由胰島B 細(xì)胞分泌。它是目前已知的人體內(nèi)唯一能降低血糖的激素。復(fù)習(xí)胰島素降低血糖的內(nèi)容時(shí)，可以設(shè)置一系列問(wèn)題串幫助學(xué)生鞏固知識(shí)：①組織細(xì)胞如何吸收葡萄糖? 學(xué)生知道紅細(xì)胞通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散吸收葡萄糖，而小腸上皮細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收葡萄糖。說(shuō)明葡萄糖進(jìn)入組織細(xì)胞依賴轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。②葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT4)如何影響葡萄糖的吸收效率? 學(xué)生可知是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量飽和性限制了物質(zhì)運(yùn)輸效率，故能推知增加組織細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量，即可加速組織細(xì)胞攝取葡萄糖。③如何增加細(xì)胞膜上的GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白? 學(xué)生可知需增強(qiáng)基因表達(dá)效果。老師繼續(xù)追問(wèn)④基因表達(dá)的調(diào)控過(guò)程較慢，如何快速發(fā)揮作用? 學(xué)生會(huì)聯(lián)想到突觸內(nèi)儲(chǔ)存大量囊泡，內(nèi)含神經(jīng)遞質(zhì)，推測(cè)組織細(xì)胞中也可能有類似情況。老師補(bǔ)充：當(dāng)胰島素和組織細(xì)胞的特異性受體結(jié)合時(shí)，會(huì)激發(fā)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。比如觸發(fā)富含GLUT4 的囊泡移向細(xì)胞膜并發(fā)生膜融合，然后GLUT4 被安裝定位到細(xì)胞膜上，從而增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的通透性[2]。當(dāng)血液中胰島素含量降低時(shí)，GLUT4 蛋白又可通過(guò)胞吞作用，由囊泡包裹從細(xì)胞膜返回進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。

三、生長(zhǎng)素的對(duì)基因的活化作用

生長(zhǎng)素是最早發(fā)現(xiàn)的促進(jìn)植物生長(zhǎng)的激素，它最明顯的作用是促進(jìn)生長(zhǎng)，但對(duì)莖、芽、根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用因濃度而異。生長(zhǎng)素與植物細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后，可以調(diào)節(jié)多個(gè)基因的表達(dá)。一方面生長(zhǎng)素通過(guò)間接誘導(dǎo)植物源蛋白，如擴(kuò)展蛋白等的合成來(lái)促進(jìn)生長(zhǎng)[3]。另一方面，IAA 與受體結(jié)合能刺激細(xì)胞增加細(xì)胞壁的可塑性，最終促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)大。這里也可引導(dǎo)學(xué)生逆推：①植物細(xì)胞壁的伸縮性很差，其主要成分是多糖(纖維素)，而多糖在酸性條件下易水解，如何營(yíng)造出酸性環(huán)境? 學(xué)生可能想到增加質(zhì)膜外H+的濃度。②H+如何跨膜? 學(xué)生會(huì)聯(lián)想到溶酶體內(nèi)部也是酸性環(huán)境，它依賴于膜上的質(zhì)子泵，將H+主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)送入溶酶體。老師適當(dāng)補(bǔ)充：IAA 與受體結(jié)合能刺激細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放，Ca2+能激活蛋白激酶，促進(jìn)有關(guān)蛋白質(zhì)的磷酸化，繼而提高ATP 酶活性把H+送到質(zhì)膜之外，使細(xì)胞壁酸化，從而打斷細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中對(duì)酸不穩(wěn)定的鍵。

四、脫落酸對(duì)氣孔關(guān)閉的促進(jìn)作用

氣孔是由兩個(gè)保衛(wèi)細(xì)胞圍成的空腔，主要分布在植物葉片表皮。脫落酸(ABA)可調(diào)節(jié)氣孔的開(kāi)放程度。老師預(yù)先提供信息：保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞壁厚度不均勻：靠近空腔的凹面，壁厚而彈性小，遠(yuǎn)離空腔的外側(cè)細(xì)胞壁薄，相較易伸縮。此處設(shè)問(wèn)：①請(qǐng)學(xué)生推測(cè)氣孔開(kāi)張時(shí)，保衛(wèi)細(xì)胞的狀態(tài)? 學(xué)生可知?dú)饪讖堥_(kāi)時(shí)實(shí)際是因?yàn)楸〉募?xì)胞壁部分能夠向外伸展，而壁厚的部分很少變形。氣孔閉合則是因?yàn)楸”诿媸湛s造成的。②根據(jù)所學(xué)知識(shí)推測(cè)什么情況會(huì)引起原生質(zhì)體體積伸展? 學(xué)生可知是細(xì)胞滲透壓升高，細(xì)胞吸水時(shí)，原生質(zhì)體體積增加，壓迫薄壁側(cè)向外伸展，氣孔開(kāi)放。③ABA 調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉的可能原因是什么? 學(xué)生知曉ABA 是抗逆激素，在細(xì)胞失水時(shí)分泌增加，同時(shí)ABA 分泌可能引起保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓降低，細(xì)胞失水體積變小，薄壁面收縮。④什么是滲透壓? 哪些因素會(huì)降低細(xì)胞內(nèi)的滲透壓?學(xué)生知道滲透壓是溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力，溶質(zhì)微粒越少，滲透壓越小，由此推測(cè)細(xì)胞內(nèi)離子濃度下降。最后老師補(bǔ)充：ABA 與特異性受體結(jié)合后，會(huì)激活K+和Cl+的通道蛋白，促使這兩種離子外流，以此降低保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓[4]。

動(dòng)植物激素的調(diào)控作用機(jī)理貫穿了物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞和基因表達(dá)的綜合知識(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生物學(xué)知識(shí)之間的邏輯關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生整合各種概念，內(nèi)化形成生物學(xué)科體系，建立基本的科學(xué)觀，是很有價(jià)值的學(xué)習(xí)材料。