当前课程知识点：现代生物学导论 > 第十讲 动物和植物的结构和功能 > 10.2 反馈调节 > 10.2 反馈调节
在这一小节中，我们来讨论反馈调节
反馈调节是指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入
进而影响系统功能的这么一个过程
反馈调节形成一个作用的反馈回路
反馈可分为负反馈和正反馈
负反馈使输出起到与输入相反的作用，使系统趋于稳定
比如我们的体温调节和血糖调节
而正反馈使输出起到与输入相似的作用，对系统起到放大控制作用
比如婴儿的吸吮动作会刺激分泌更多的母乳
反馈调节是生命的一个重要特征
在这一小节中，我们主要介绍负反馈调控
如果把我们人体想象成一个系统
每时每刻都接受从环境而来的输入,每时每刻都从系统中输出到环境中
但是这不是一个反馈回路，只有形成了这个回路影响到输入，才能叫做反馈回路
在反馈回路中，有几个重要的组成部分
接收器、刺激信号、效应器和反应
接收器一般处于反馈回路的中间
整个反馈回路就像一个阿拉伯数字8一样
如果高于某个值或者是低于某个值，将导致系统的变化
效应器将位于上下两端
在生物体中，接收器和效应器主要是身体中的器官，是实际的物质
而刺激信号和反应是行动，是一个生物学过程，是如何工作的
刺激信号往往促进或刺激一个反应的行动
而反应则是效应器导致的一种行动
下面，我们来看一个实际的例子
大家可以看到这是一个限速的标志，限速是80公里/小时
如果你的速度太快，就需要减速
如果你的速度太慢，就需要加速
我们以人为例：在这个例子当中接收器是眼睛，处于反馈回路的中央
脚是效应器，分别处于上下两端
刺激就是当你开车的速度达到了90公里/小时的时候
做出的反应就是把速度放慢
同理，当你的速度为60公里/小时的时候，做出的反应就是把速度加快
所以，反馈回路的作用过程就是不断地减速或者加速
使得开车的速度保持在80公里/小时
在介绍生物体的例子之前，我们先来介绍一个概念
这个概念叫做稳态
稳态是指在一定外部环境范围内
生物体或生态系统内环境依赖整体的器官的协调联系
来维持体系内环境相对不变的状态，保持动态平衡
稳态利用负反馈机制工作
体内平衡的例子有体温的调节，血糖的调节，水分的调节等等
我们来看这个例子，那么这个图它是一个热成像图
图中是一条蛇缠绕在人的手臂上
蛇叫做变温动物，即他们的体内温度和体外温度是一致的
而人类则是恒温动物，即不论外部温度如何，体内温度都是保持恒定的
那么下面我们就来具体说一说体温调节
体温调节就是生物体把身体内部温度控制在一个恒定的值
这样保证体内的代谢反应能够以一定速率进行
这里的接收器是什么呢，就是下丘脑，负责感觉温度
当温度升高的时候，效应器这里是汗腺和毛细血管
针对温度升高做出的反应是分泌汗液，通过蒸发汗液来降低体温
同时，毛细血管做出的反应是会扩张
身体表面的血流量增大，释放更多的热量来降温
当温度降低的时候，效应器毛细血管就会收缩，保存热量
另外一个效应器就是肌肉了，肌肉做出的反应就是开始收缩发抖，来产热
第二个稳态的例子是血糖调节
葡萄糖在血液当中运输，一方面可以被细胞吸收用来进行细胞呼吸产生ATP
另一方面可以以糖原的形式储存起来
在这里我们需要两种激素：胰岛素和胰高血糖素
而且还需要两种胰腺的细胞来进行调节
胰腺的2种细胞为alpha细胞和beta细胞，用来接受血糖浓度变化的信号
血糖调节中的接收器器官是胰脏，如果血糖浓度过高
接收器beta细胞接受这个信号，做出的反应是分泌胰岛素
胰岛素和细胞上的胰岛素受体结合以后，导致了运输葡萄糖的通道打开
这样葡萄糖就开始进入细胞中参与细胞呼吸
同时，胰岛素也会导致葡萄糖以糖原的形式储存在肝脏中
这时，降低了血液中葡萄糖的浓度
那么如果血糖浓度过低会怎么样呢？接收器alpha细胞接收到信号以后
做出的反应是分泌胰高血糖素，胰高血糖素将刺激肝脏
把糖原分解成葡萄糖，将升高血糖浓度
这个是一个人一天中血糖水平的变化
我们可以看到刚吃过三餐的时候，血糖浓度是较高的
我们也可以看到图中胰岛素的水平也是随着血糖水平升高而升高
通过胰岛素的作用以后，血糖水平下降，然后胰岛素的水平也下降
所以在一天的饮食过程的这个循环中
血糖水平和胰岛素水平是相应地循环增高和下降
但是无论是升高还是下降，我们体内的血糖水平还是维持在一个稳定的水平
那么如果在这个反馈中出现了差错怎么办？就会导致糖尿病
I型糖尿病是患者的beta细胞出现了问题
当血糖浓度增高的时候，这个细胞无法接受葡萄糖
而II型糖尿病是患者的细胞出了问题
无法识别和接收来自胰岛素的信号，所以也无法接受葡萄糖
其实大家可以看到这个反馈调节在生物体中的重要性
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
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-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
