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新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》章節(jié)知識(shí)梳理(填空版+背誦版)

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新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》章節(jié)知識(shí)梳理(填空版+背誦版)

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新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第一章 人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)
第一節(jié) 細(xì)胞生活的環(huán)境
一、體內(nèi)細(xì)胞生活在細(xì)胞外液中
1.體液:生物體內(nèi)含有大量以水為基礎(chǔ)的液體,統(tǒng)稱為體液。體液包括細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液 ,體內(nèi)細(xì)胞生活在細(xì)胞外液中。
體液: 細(xì)胞內(nèi)液 (存在于細(xì)胞內(nèi),約占 2/3 )
1. 體液: 細(xì)胞外液 (存在于細(xì)胞外,約占 1/3 ),主要由 血漿 、 組織液 和 淋巴 組成。
2.各種細(xì)胞生活的直接環(huán)境:
細(xì)胞名稱 所處的內(nèi)環(huán)境 細(xì)胞名稱 所處的內(nèi)環(huán)境
大多數(shù)組織細(xì)胞 組織液 血細(xì)胞 血漿
毛細(xì)血管壁細(xì)胞 血漿和組織液 淋巴細(xì)胞和吞噬細(xì)胞 淋巴或血漿
毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞 淋巴和組織液
3.血漿、組織液、淋巴(液)之間的聯(lián)系:
2. 內(nèi)環(huán)境:血漿、組織液和淋巴通過動(dòng)態(tài)的有機(jī)聯(lián)系,共同構(gòu)成機(jī)體內(nèi)細(xì)胞生活的直接環(huán)境。為了區(qū)別于個(gè)體生活的外界環(huán)境,人們把這個(gè)由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫做內(nèi)環(huán)境。
(1)體液各組成之間的關(guān)系
3.內(nèi)環(huán)境的成分
(1)血漿的化學(xué)成分:血漿中約90%為水、蛋白質(zhì)(7%~9% )、無機(jī)鹽(約1% )血液運(yùn)輸?shù)钠渌麪I養(yǎng)物質(zhì)(葡萄糖)、激素、各種代謝廢物等。
(2)淋巴與組織液的化學(xué)成分:組織液和淋巴液的成分和各成分的含量與血漿相近 ,但又不完全相同,最主要的差別在于血漿中含有較多的 蛋白質(zhì) (血漿蛋白) ,而組織液和淋巴液中蛋白質(zhì)含量很少。
特別提醒:不屬于內(nèi)環(huán)境的成分歸納
①細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞膜上特有的物質(zhì),如血紅蛋白、呼吸酶等胞內(nèi)蛋白和載體蛋白等膜蛋白;
②屬于外界環(huán)境的液體成分,如消化液中的特有成分等;
③不能被人體吸收的物質(zhì),如纖維素、麥芽糖等。
4. 細(xì)胞外液的理化性質(zhì): 滲透壓 、 酸堿度 和 溫度 。
(1)溶液滲透壓
①概念:指溶液中 溶質(zhì)微粒 對 水 的吸引力。
②決定因素:滲透壓的大小取決于單位體積溶液中 溶質(zhì)微粒 的數(shù)目:溶質(zhì)微粒越多,即溶液濃度
越高 ,對水的吸引力 越大 ,溶液滲透壓 越高 ;溶質(zhì)微粒越少,即溶液濃度 越低 ,對
水的吸引力 越小 ,溶液滲透壓 越低 。
③血漿滲透壓的大小主要與 無機(jī)鹽 、 蛋白質(zhì) 的含量有關(guān)。
④在組成細(xì)胞外液的各種無機(jī)鹽離子中,含量上有明顯優(yōu)勢的是 Na+ 和 Cl- ,細(xì)胞外液滲透壓的90%以上來源于 Na+ 和 Cl-。0.9%的生理鹽水是血漿的 等滲 溶液。
⑤組織水腫原因分析
組織液濃度 升高 或血漿、細(xì)胞內(nèi)液濃
度 降低 ,引起水分移動(dòng),使血漿、細(xì)
胞內(nèi)液中的水滲透到組織液,組織液積累
增多,從而引起組織水腫。具體原因分析:
(2)酸堿度
①正常人的血漿近 中性 ,pH為 7.35~7.45 。
②血漿pH之所以能保持 相對穩(wěn)定 ,與它含有的 HCO3-、HPO42- 等離子有關(guān)。
③調(diào)節(jié)血漿pH的物質(zhì): 緩沖 物質(zhì),如H2CO3/NaHCO3(主要)、NaH2PO4/Na2HPO4等。
溫度:
人體細(xì)胞外液的溫度一般維持在 37℃ 左右。人體內(nèi)酶的最適溫度為 37℃ 左右。
幼年 ≥成年 ≥老年
女性≥男性
同一個(gè)人1日內(nèi)不超過 1 ℃
代謝越旺盛,釋放的能量越多,溫度也相對越高。
5. 內(nèi)環(huán)境 是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。
(1)體內(nèi)細(xì)胞可以直接與 內(nèi)環(huán)境 進(jìn)行物質(zhì)交換:不斷獲取進(jìn)行生命活動(dòng)所需要的物質(zhì),同時(shí)又不斷排出代謝產(chǎn)生的廢物。
(2)內(nèi)環(huán)境與 外界環(huán)境 的物質(zhì)交換過程,需要體內(nèi)各個(gè) 器官 、 系統(tǒng) 的參與,同時(shí),細(xì)胞和內(nèi)環(huán)境之間也相互影響、相互作用的。
(3)內(nèi)環(huán)境與體內(nèi)各器官、系統(tǒng)的聯(lián)系
①直接與物質(zhì)交換有關(guān)的系統(tǒng)有 消化系統(tǒng) 、 呼吸系統(tǒng) 、 循環(huán)系統(tǒng) 和 泌尿系統(tǒng) ,器官有 小腸、肺、腎臟、皮膚 。
②營養(yǎng)物質(zhì)→ 消化 系統(tǒng)→ 循環(huán) 系統(tǒng)→內(nèi)環(huán)境→組織細(xì)胞內(nèi)環(huán)境→ 循環(huán) 系統(tǒng)→
泌尿 系統(tǒng)和 皮膚 。
③O2→ 呼吸 系統(tǒng)→ 循環(huán) 系統(tǒng)→內(nèi)環(huán)境→組織細(xì)胞內(nèi)環(huán)境→ 循環(huán) 系統(tǒng)→ 呼吸 系統(tǒng)。
④靜脈注射時(shí),藥物直接進(jìn)入 血漿 ;肌肉注射時(shí),藥物直接進(jìn)入 組織液 。
(4)葡萄糖與O2進(jìn)入組織細(xì)胞被利用穿膜層數(shù)分析
①葡萄糖至少穿過 7 層膜:小腸黏膜上皮( 2 層)→進(jìn)毛細(xì)血管( 2 層)…→出毛細(xì)血管( 2 層)
→組織細(xì)胞( 1 層)。
②O2至少穿過 11 層膜:肺泡壁( 2 層)→進(jìn)毛細(xì)血管( 2 層)→進(jìn)紅細(xì)胞( 1 層)…→出紅細(xì)胞
( 1 層)→出毛細(xì)血管( 2 層)→組織細(xì)胞( 1 層)→線粒體( 2 層)。
注:肺泡壁、毛細(xì)血管壁、毛細(xì)淋巴管壁、小腸黏膜上皮都是由單層細(xì)胞構(gòu)成。
第二節(jié) 內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)
1. 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的影響因素:外界 環(huán)境因素 、體內(nèi) 細(xì)胞代謝 活動(dòng)。隨著外界 環(huán)境因素 的變化和
體內(nèi) 細(xì)胞代謝 活動(dòng)的進(jìn)行,內(nèi)環(huán)境的各種 化學(xué)成分 和 理化性質(zhì) 在不斷發(fā)生變化。
2. 內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)
(1)含義:正常機(jī)體通過 調(diào)節(jié) 作用,使各個(gè) 器官、系統(tǒng) 協(xié)調(diào)活動(dòng),共同維持內(nèi)環(huán)境的 相對穩(wěn)定
狀態(tài)。
(2)實(shí)質(zhì):內(nèi)環(huán)境的每一種 化學(xué)成分 和 理化性質(zhì) 都處于 動(dòng)態(tài)平衡 中。
(3)調(diào)節(jié)機(jī)制:神經(jīng)—體液—免疫 調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)
(4)人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。
穩(wěn)態(tài)會(huì)被破壞的原因:①外界環(huán)境變化過于劇烈;②人體自身的調(diào)節(jié)功能有障礙。
(5)意義:內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。
3. 對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識(shí)
(1)維持穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ):人體各 器官 、 系統(tǒng) 協(xié)調(diào)一致地正常運(yùn)行,是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)。
直接參與穩(wěn)態(tài)維持的系統(tǒng)有 消化系統(tǒng) 、 呼吸系統(tǒng) 、 循環(huán)系統(tǒng) 和 泌尿系統(tǒng) 。
思考:①淀粉分解為葡萄糖并最終被肝臟組織細(xì)胞吸收,涉及的系統(tǒng)有: 消化系統(tǒng) 、 循環(huán)系統(tǒng) 。
②組織細(xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2最終排到體外,涉及的系統(tǒng)有: 循環(huán)系統(tǒng) 、 泌尿系統(tǒng) 。
③尿素等代謝廢物在體內(nèi)積累,會(huì)使人患 尿毒 癥。
(2)機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制(現(xiàn)代觀點(diǎn)): 神經(jīng)—體液—免疫 調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。
穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中起調(diào)節(jié)作用的系統(tǒng)有 神經(jīng)系統(tǒng) 、 內(nèi)分泌系統(tǒng) 和 免疫系統(tǒng) 。
(3)人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是 有一定限度 的。當(dāng) 外界環(huán)境 的變化過于劇烈,或人體自身的
調(diào)節(jié)功能 出現(xiàn)障礙時(shí),內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會(huì)遭到破壞,導(dǎo)致細(xì)胞 代謝紊亂 ,疾病發(fā)生。
4. 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義: 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài) 是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。
(1) 血糖 含量和血液中的 含氧量 保持在正常范圍內(nèi),才能為細(xì)胞代謝提供充足的反應(yīng)物。
(2)適宜的 溫度 和 pH 等條件保證酶正常地發(fā)揮催化作用。
5.【實(shí)驗(yàn)】生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制
(1)實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)采用對比實(shí)驗(yàn)的方法,通過向 自來水 、 緩沖液 、 生物材料 中加入 酸或堿 溶液引起pH的不同變化,定性說明在一定范圍內(nèi)生物體內(nèi)液體環(huán)境與緩沖液相似,從而說明生物體pH性對穩(wěn)定的機(jī)制。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論
曲線圖:以 酸或堿的滴數(shù) 為橫軸,以 pH 為縱軸,畫出各次實(shí)驗(yàn)中pH變化的曲線。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
比較以上三曲線的變化規(guī)律可知,生物材料的性質(zhì)類似于 緩沖液 而不同于自來水,說明生物材料內(nèi)含有 緩沖物質(zhì) ,因而能夠維持pH的相對穩(wěn)定。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第一章 人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)
第一節(jié) 細(xì)胞生活的環(huán)境
一、體內(nèi)細(xì)胞生活在細(xì)胞外液中
1.體液:生物體內(nèi)含有大量以水為基礎(chǔ)的液體,統(tǒng)稱為體液。體液包括細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液 ,體內(nèi)細(xì)胞生活在細(xì)胞外液中。
體液: 細(xì)胞內(nèi)液 (存在于細(xì)胞內(nèi),約占 2/3 )
1. 體液: 細(xì)胞外液 (存在于細(xì)胞外,約占 1/3 ),主要由 血漿 、 組織液 和 淋巴 組成。
2.各種細(xì)胞生活的直接環(huán)境:
細(xì)胞名稱 所處的內(nèi)環(huán)境 細(xì)胞名稱 所處的內(nèi)環(huán)境
大多數(shù)組織細(xì)胞 組織液 血細(xì)胞 血漿
毛細(xì)血管壁細(xì)胞 血漿和組織液 淋巴細(xì)胞和吞噬細(xì)胞 淋巴或血漿
毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞 淋巴和組織液
3.血漿、組織液、淋巴(液)之間的聯(lián)系:
2. 內(nèi)環(huán)境:血漿、組織液和淋巴通過動(dòng)態(tài)的有機(jī)聯(lián)系,共同構(gòu)成機(jī)體內(nèi)細(xì)胞生活的直接環(huán)境。為了區(qū)別于個(gè)體生活的外界環(huán)境,人們把這個(gè)由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫做內(nèi)環(huán)境。
(1)體液各組成之間的關(guān)系
3.內(nèi)環(huán)境的成分
(1)血漿的化學(xué)成分:血漿中約90%為水、蛋白質(zhì)(7%~9% )、無機(jī)鹽(約1% )血液運(yùn)輸?shù)钠渌麪I養(yǎng)物質(zhì)(葡萄糖)、激素、各種代謝廢物等。
(2)淋巴與組織液的化學(xué)成分:組織液和淋巴液的成分和各成分的含量與血漿相近 ,但又不完全相同,最主要的差別在于血漿中含有較多的 蛋白質(zhì) (血漿蛋白) ,而組織液和淋巴液中蛋白質(zhì)含量很少。
特別提醒:不屬于內(nèi)環(huán)境的成分歸納
①細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞膜上特有的物質(zhì),如血紅蛋白、呼吸酶等胞內(nèi)蛋白和載體蛋白等膜蛋白;
②屬于外界環(huán)境的液體成分,如消化液中的特有成分等;
③不能被人體吸收的物質(zhì),如纖維素、麥芽糖等。
4. 細(xì)胞外液的理化性質(zhì): 滲透壓 、 酸堿度 和 溫度 。
(1)溶液滲透壓
①概念:指溶液中 溶質(zhì)微粒 對 水 的吸引力。
②決定因素:滲透壓的大小取決于單位體積溶液中 溶質(zhì)微粒 的數(shù)目:溶質(zhì)微粒越多,即溶液濃度
越高 ,對水的吸引力 越大 ,溶液滲透壓 越高 ;溶質(zhì)微粒越少,即溶液濃度 越低 ,對
水的吸引力 越小 ,溶液滲透壓 越低 。
③血漿滲透壓的大小主要與 無機(jī)鹽 、 蛋白質(zhì) 的含量有關(guān)。
④在組成細(xì)胞外液的各種無機(jī)鹽離子中,含量上有明顯優(yōu)勢的是 Na 和 Cl ,細(xì)胞外液滲透壓的90%以上來源于 N 和 C 。0.9%的生理鹽水是血漿的 等滲 溶液。
⑤組織水腫原因分析
組織液濃度 升高 或血漿、細(xì)胞內(nèi)液濃
度 降低 ,引起水分移動(dòng),使血漿、細(xì)
胞內(nèi)液中的水滲透到組織液,組織液積累
增多,從而引起組織水腫。具體原因分析:
(2)酸堿度
①正常人的血漿近 中性 ,pH為 7.35~7.45 。
②血漿pH之所以能保持 相對穩(wěn)定 ,與它含有的 HCO 等離子有關(guān)。
③調(diào)節(jié)血漿pH的物質(zhì): 緩沖 物質(zhì),如 (主要)、NaH2PO4/Na2HPO4等。
溫度:
人體細(xì)胞外液的溫度一般維持在 37℃ 左右。人體內(nèi)酶的最適溫度為 37℃ 左右。
幼年 ≥成年 ≥老年
女性≥男性
同一個(gè)人1日內(nèi)不超過 1 ℃
代謝越旺盛,釋放的能量越多,溫度也相對越高。
5. 是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。
(1)體內(nèi)細(xì)胞可以直接與 內(nèi)環(huán)境 進(jìn)行物質(zhì)交換:不斷獲取進(jìn)行生命活動(dòng)所需要的物質(zhì),同時(shí)又不斷排出代謝產(chǎn)生的廢物。
(2)內(nèi)環(huán)境與 外界環(huán)境 的物質(zhì)交換過程,需要體內(nèi)各個(gè) 器官 、 系統(tǒng) 的參與,同時(shí),細(xì)胞和內(nèi)環(huán)境之間也相互影響、相互作用的。
(3)內(nèi)環(huán)境與體內(nèi)各器官、系統(tǒng)的聯(lián)系
①直接與物質(zhì)交換有關(guān)的系統(tǒng)有 消化系統(tǒng) 、 呼吸系統(tǒng) 、 循環(huán)系統(tǒng) 和 泌尿系統(tǒng) ,器官有 小腸、肺、腎臟、皮膚 。
②營養(yǎng)物質(zhì)→ 消化 系統(tǒng)→ 循環(huán) 系統(tǒng)→內(nèi)環(huán)境→組織細(xì)胞內(nèi)環(huán)境→ 循環(huán) 系統(tǒng)→
泌尿 系統(tǒng)和 皮膚 。
③O2→ 呼吸 系統(tǒng)→ 循環(huán) 系統(tǒng)→內(nèi)環(huán)境→組織細(xì)胞內(nèi)環(huán)境→ 循環(huán) 系統(tǒng)→ 呼吸 系統(tǒng)。
④靜脈注射時(shí),藥物直接進(jìn)入 血漿 ;肌肉注射時(shí),藥物直接進(jìn)入 組織液 。
(4)葡萄糖與O2進(jìn)入組織細(xì)胞被利用穿膜層數(shù)分析
①葡萄糖至少穿過 7 層膜:小腸黏膜上皮( 2 層)→進(jìn)毛細(xì)血管( 2 層)…→出毛細(xì)血管( 2 層)
→組織細(xì)胞( 1 層)。
②O2至少穿過 11 層膜:肺泡壁( 2 層)→進(jìn)毛細(xì)血管( 2 層)→進(jìn)紅細(xì)胞( 1 層)…→出紅細(xì)胞
( 1 層)→出毛細(xì)血管( 2 層)→組織細(xì)胞( 1 層)→線粒體( 2 層)。
注:肺泡壁、毛細(xì)血管壁、毛細(xì)淋巴管壁、小腸黏膜上皮都是由單層細(xì)胞構(gòu)成。
第二節(jié) 內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)
1. 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的影響因素:外界 環(huán)境因素 、體內(nèi) 細(xì)胞代謝 活動(dòng)。隨著外界 環(huán)境因素 的變化和
體內(nèi) 細(xì)胞代謝 活動(dòng)的進(jìn)行,內(nèi)環(huán)境的各種 化學(xué)成分 和 理化性質(zhì) 在不斷發(fā)生變化。
2. 內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)
(1)含義:正常機(jī)體通過 調(diào)節(jié) 作用,使各個(gè) 器官、系統(tǒng) 協(xié)調(diào)活動(dòng),共同維持內(nèi)環(huán)境的 相對穩(wěn)定
狀態(tài)。
(2)實(shí)質(zhì):內(nèi)環(huán)境的每一種 化學(xué)成分 和 理化性質(zhì) 都處于 動(dòng)態(tài)平衡 中。
(3)調(diào)節(jié)機(jī)制:神經(jīng)—體液—免疫 調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)
(4)人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。
穩(wěn)態(tài)會(huì)被破壞的原因:①外界環(huán)境變化過于劇烈;②人體自身的調(diào)節(jié)功能有障礙。
(5)意義:內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。
3. 對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識(shí)
(1)維持穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ):人體各 器官 、 系統(tǒng) 協(xié)調(diào)一致地正常運(yùn)行,是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)。
直接參與穩(wěn)態(tài)維持的系統(tǒng)有 消化系統(tǒng) 、 呼吸系統(tǒng) 、 循環(huán)系統(tǒng) 和 泌尿系統(tǒng) 。
思考:①淀粉分解為葡萄糖并最終被肝臟組織細(xì)胞吸收,涉及的系統(tǒng)有: 消化系統(tǒng) 、 循環(huán)系統(tǒng) 。
②組織細(xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2最終排到體外,涉及的系統(tǒng)有: 循環(huán)系統(tǒng) 、 泌尿系統(tǒng) 。
③尿素等代謝廢物在體內(nèi)積累,會(huì)使人患 尿毒 癥。
(2)機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制(現(xiàn)代觀點(diǎn)): 神經(jīng)—體液—免疫 調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。
穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中起調(diào)節(jié)作用的系統(tǒng)有 神經(jīng)系統(tǒng) 、 內(nèi)分泌系統(tǒng) 和 免疫系統(tǒng) 。
(3)人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是 有一定限度 的。當(dāng) 外界環(huán)境 的變化過于劇烈,或人體自身的
調(diào)節(jié)功能 出現(xiàn)障礙時(shí),內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會(huì)遭到破壞,導(dǎo)致細(xì)胞 代謝紊亂 ,疾病發(fā)生。
4. 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義: 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài) 是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。
(1) 血糖 含量和血液中的 含氧量 保持在正常范圍內(nèi),才能為細(xì)胞代謝提供充足的反應(yīng)物。
(2)適宜的 溫度 和 pH 等條件保證酶正常地發(fā)揮催化作用。
5.【實(shí)驗(yàn)】生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制
(1)實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)采用對比實(shí)驗(yàn)的方法,通過向 自來水 、 緩沖液 、 生物材料 中加入 酸或堿 溶液引起pH的不同變化,定性說明在一定范圍內(nèi)生物體內(nèi)液體環(huán)境與緩沖液相似,從而說明生物體pH性對穩(wěn)定的機(jī)制。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論
曲線圖:以 酸或堿的滴數(shù) 為橫軸,以 pH 為縱軸,畫出各次實(shí)驗(yàn)中pH變化的曲線。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
比較以上三曲線的變化規(guī)律可知,生物材料的性質(zhì)類似于 緩沖液 而不同于自來水,說明生物材料內(nèi)含有 緩沖物質(zhì) ,因而能夠維持pH的相對穩(wěn)定。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第二章 神經(jīng)調(diào)節(jié)
第一節(jié) 神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
1.人的神經(jīng)系統(tǒng)包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)。
2.外周神經(jīng)系統(tǒng):
(1)腦神經(jīng):與腦相連,12對,主要分布在頭面部,負(fù)責(zé)管理頭面部的感覺和運(yùn)動(dòng)。
(2)脊神經(jīng):與脊髓相連,31對,主要分布在軀干、四肢,負(fù)責(zé)管理軀干四肢的感覺和運(yùn)動(dòng)。
(3)包含:
傳入神經(jīng) :將接收到的信息傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng)(感覺神經(jīng))
傳出神經(jīng):將中樞神經(jīng)系統(tǒng)的指令信息傳輸?shù)较鄳?yīng)器官,使機(jī)體對刺激做出反應(yīng)(運(yùn)動(dòng)神經(jīng))
3.組成神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞:
神經(jīng):許多神經(jīng)纖維集結(jié)成束,外面包著由結(jié)締組織形成的膜,構(gòu)成一條神經(jīng)。
神經(jīng)纖維:神經(jīng)元的長突起外表套有一層髓鞘,組成神經(jīng)纖維。
第二節(jié) 神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式——反射
1. 反射與反射弧
(1)神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式—— 反射
①概念:指在 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 參與下,動(dòng)物體或人體對 內(nèi)外環(huán)境 變化做出的 規(guī)律性 應(yīng)答。
②類型
非條件反射 條件反射
形成時(shí)間 生來就有 后天形成
刺激 非條件刺激(直接刺激) 條件刺激(信號(hào)刺激)
神經(jīng)中樞 大腦皮層以下中樞 大腦皮層
舉例 歸類:①縮手反射、②膝跳反射、③談虎色變、④眨眼反射、⑤吮吸反射、⑥吃食物時(shí)分泌唾液、⑦望(談)梅止渴、⑧排尿反射、⑨小狗聽到鈴聲分泌唾液
①②④⑤⑥⑧ ③⑦⑨
聯(lián)系 非條件反射是條件反射建立的基礎(chǔ);非條件反射可轉(zhuǎn)化為條件反射
(2)反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)—— 反射弧
①神經(jīng)元:a.結(jié)構(gòu)模式圖 b.結(jié)構(gòu)示意圖(畫圖并標(biāo)注文字)
②反射弧的結(jié)構(gòu)與功能
結(jié)構(gòu)名稱 組成 功能 結(jié)構(gòu)被破壞 對功能的影響
感受器 感覺神經(jīng)末梢的特殊結(jié)構(gòu) 接受刺激并產(chǎn)生 興奮 無 感覺 無 效應(yīng)
傳入神經(jīng) 感覺神經(jīng)元 傳導(dǎo)興奮:將興奮由感受器傳至神經(jīng)中樞
神經(jīng)中樞 對傳入的信息 分析和綜合 并產(chǎn)生 興奮
傳出神經(jīng) 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 傳導(dǎo)興奮:將興奮由神經(jīng)中樞傳至效應(yīng)器 有 感覺 無 效應(yīng)
效應(yīng)器 由 傳入神經(jīng)末梢 和它所支配的 肌肉或腺體 等組成 對內(nèi)外刺激做出 規(guī)律性 反應(yīng)
相互聯(lián)系 反射活動(dòng)需要經(jīng)過 完整的 反射弧來實(shí)現(xiàn),如果反射弧中任何環(huán)節(jié)在 結(jié)構(gòu)和功能 上受損,反射就不能完成
注意:反射發(fā)生的條件:a.適宜強(qiáng)度的 刺激 ;b.反射弧結(jié)構(gòu)和功能保持 完整 性。
興奮在反射弧中的傳導(dǎo)方向是 單向 的:起點(diǎn)是 感受器 ,終點(diǎn)是 效應(yīng)器 。
思考:a.反射必須經(jīng)過完整的反射弧來完成的。直接刺激反射弧中的傳出神經(jīng),也會(huì)引起效應(yīng)器發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng),這是不是反射? 不是 。
b.橡皮錘叩擊膝蓋下面的韌帶,有感覺但沒反應(yīng),原因是 傳出神經(jīng)或效應(yīng)器受損 。
第三節(jié) 神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)
1. 興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)
(1)在神經(jīng)系統(tǒng)中,興奮是以 電信號(hào) (局部電流)的形式沿著 神經(jīng)纖維 傳導(dǎo)的,這種電信號(hào)也
叫 神經(jīng)沖動(dòng) 。
(2)興奮的產(chǎn)生與傳導(dǎo)
①傳導(dǎo)過程
靜息時(shí): 靜息 電位 膜電位: 內(nèi)負(fù)外正
形成原因:膜主要對 K+ 有通透性, K+ 外流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )
興奮時(shí): 動(dòng)作 電位 膜電位: 內(nèi)正外負(fù)
形成原因:膜對 Na+ 的通透性增加, Na+ 內(nèi)流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )
興奮傳導(dǎo) 興奮部位: 內(nèi)正外負(fù)
未興奮部位: 內(nèi)負(fù)外正
分析:膜內(nèi),局部電流方向與興奮傳導(dǎo)方向 相同 ;膜外,局部電流方向與興奮傳導(dǎo)方向 相反 。
②傳導(dǎo)形式: 電信號(hào)/局部電流/神經(jīng)沖動(dòng) 。 ③傳導(dǎo)方向: 雙向 傳導(dǎo),速度 快 。
(3)在神經(jīng)纖維上電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)問題分析
原理:電流表的指針方向偏轉(zhuǎn)取決于電荷的移動(dòng)方向,而膜電位的變化是導(dǎo)致電荷移動(dòng)的根本原因。
①神經(jīng)纖維未受刺激:標(biāo)出電極處膜內(nèi)外電位,標(biāo)出電流表指針方向,寫出指針偏轉(zhuǎn)方向
②神經(jīng)纖維受到刺激
(4)神經(jīng)纖維上膜電位變化曲線解讀
①a點(diǎn)之前——靜息電位:膜電位表現(xiàn)為 內(nèi)負(fù)外正 , K+ 外流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )。
②ac段——?jiǎng)幼麟娢坏男纬桑菏艽碳ず螅? Na+ 迅速大量內(nèi)流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 ),導(dǎo)致膜電位迅速逆轉(zhuǎn),由 內(nèi)負(fù)外正 變?yōu)? 內(nèi)正外負(fù) 。c點(diǎn)為動(dòng)作電位的 峰值 。
③cd段——靜息電位的恢復(fù): K+ 迅速大量外流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 ),導(dǎo)致膜電位由 內(nèi)正外負(fù) 變?yōu)? 內(nèi)負(fù)外正 。
④de段——恢復(fù)初靜息水平:靜息電位恢復(fù)后,Na+-K+泵吸 K+ 排 Na+ (方式: 主動(dòng)運(yùn)輸 )。
2. 興奮在神經(jīng)元之間的傳遞
(1)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)—— 突觸
①結(jié)構(gòu):突觸是由 突觸前膜 、 突出間隙 和 突觸后膜 三部分構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)模式圖如下:
突觸前膜和突觸后膜的判斷:內(nèi)側(cè)有突觸小泡的是 突觸前膜 ,沒有的是 突觸后膜 。
神經(jīng)遞質(zhì) 位置 位于 突觸前膜 內(nèi)側(cè)的 突觸小泡 中
分類 興奮 性遞質(zhì):使下一個(gè)神經(jīng)元興奮,產(chǎn)生動(dòng)作電位,如乙酰膽堿 抑制 性遞質(zhì):使下一個(gè)神經(jīng)元抑制,保持靜息電位,如甘氨酸
化學(xué) 本質(zhì) 化學(xué)成分種類較多,主要有乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、氨基酸類(如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等)、NO等
作用 引起下一個(gè)神經(jīng)元 興奮 或 抑制
②類型: 軸突—細(xì)胞體 型(表示為: )、 軸突—樹突 型(表示為: )。
(2)興奮的傳遞過程
神經(jīng)沖動(dòng)→ 軸突 末梢→ 突觸前膜 內(nèi)側(cè)的 突觸小泡 釋放神經(jīng)遞質(zhì)(方式: 胞吐 )→神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散通過 突出間隙 →神經(jīng)遞質(zhì)與 突觸后膜 上的特異性 受體 (化學(xué)本質(zhì): 糖蛋白 )結(jié)合→引起下一個(gè)神經(jīng)元 興奮 或 抑制 。
①遞質(zhì)移動(dòng)方向: 突觸小泡 → 突觸前膜 突觸間隙 突觸后膜 。
②興奮傳遞方向:一個(gè)神經(jīng)元的 軸突 →另一個(gè)神經(jīng)元的 細(xì)胞體 或 樹突 。
③遞質(zhì)去向:被迅速分解而 滅活 或 被移走 。
④突觸上信號(hào)轉(zhuǎn)化: 電信號(hào) → 化學(xué)信號(hào) → 電信號(hào) 。
突觸前膜上信號(hào)轉(zhuǎn)化: 電信號(hào) → 化學(xué)信號(hào) 。
突觸后膜上信號(hào)轉(zhuǎn)化: 化學(xué)信號(hào) → 電信號(hào) 。
(3)傳遞特點(diǎn)
①方向: 單向 傳遞,速度 慢 。
②原因: 神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放,作用于突觸后膜的特異性受體上 。
(4)在神經(jīng)元之間電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)問題分析
①刺激b點(diǎn):興奮先到達(dá) a 點(diǎn),后到達(dá) d 點(diǎn)。指針偏轉(zhuǎn) 2 次,
方向 先左偏后右偏 。
②刺激c點(diǎn):興奮只能到達(dá) d 點(diǎn),不能到達(dá) a 點(diǎn)。指針偏轉(zhuǎn) 1 次,
方向 右偏 。
注:圖中突觸上興奮傳遞方向: 從左向右 (從左向右/從右向左)。
第四節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)的分級(jí)調(diào)節(jié)
1. 神經(jīng)系統(tǒng)對軀體運(yùn)動(dòng)的分級(jí)調(diào)節(jié)
各級(jí)中樞的功能
①下丘腦:有 體溫 調(diào)節(jié)中樞、 水平衡 的調(diào)節(jié)中樞,還與 生物節(jié)律 等的控制有關(guān)。
②腦干:有許多維持生命必要的中樞,如 呼吸 中樞。
③大腦皮層:調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)的 最高級(jí)中樞 。
④小腦:有維持身體 平衡 的中樞。
⑤脊髓:調(diào)節(jié)軀體運(yùn)動(dòng)的 低級(jí)中樞 。
神經(jīng)系統(tǒng)對軀體運(yùn)動(dòng)的分級(jí)調(diào)節(jié)
低級(jí)中樞和高級(jí)中樞的關(guān)系— 分級(jí) 調(diào)節(jié)
一般來說,位于 脊髓 的低級(jí)中樞受 腦 中相應(yīng)的高級(jí)中樞的調(diào)控。
實(shí)例:排尿反射:一般成年人可以有意識(shí)地控制排尿,即可以“憋尿”,在適宜的環(huán)境下才排尿,但嬰兒經(jīng)常尿床,是因?yàn)榕拍蚍瓷涞牡图?jí)(初級(jí))中樞在 脊髓 ,高級(jí)中樞在 大腦 。
第四節(jié) 人腦的高級(jí)功能
1.大腦皮層的功能
大腦皮層除了對外部世界的 感知 以及控制機(jī)體的 反射活動(dòng) 外,還具有 語言 、 學(xué)習(xí) 、
記憶 和 情緒 等方面的高級(jí)功能。
2.人腦的語言功能
(1) 語言 是人腦特有的高級(jí)功能,它包括與語言、文字相關(guān)的全部智力活動(dòng),涉及人類的 聽、寫、讀、說 。這些功能與 大腦皮層 某些特定的區(qū)域有關(guān),這些區(qū)域稱為 言語區(qū) 。
(2)大腦皮層言語區(qū)的損傷會(huì)導(dǎo)致特有的各種言語活動(dòng)功能障礙:W區(qū)受損,不能 寫字 ;V區(qū)受損,不能 看懂文字 ;S區(qū)受損,不能 講話 ;H區(qū)受損,不能 聽懂話 。
注:聽覺中樞受損,表現(xiàn)為 聽不見別人講話 ;視覺中樞受損,表現(xiàn)為 看不見 。
3.學(xué)習(xí)和記憶
(1)學(xué)習(xí)是 神經(jīng)系統(tǒng) 不斷地接受刺激,獲得新的 行為 、 習(xí)慣 和 積累經(jīng)驗(yàn) 的過程。
(2)記憶則是將獲得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行 貯存 和 再現(xiàn) 。
①短期記憶主要與 神經(jīng)元的活動(dòng) 及 神經(jīng)元之間的聯(lián)系 有關(guān),尤其是與大腦皮層下一個(gè)形狀像
海馬 的腦區(qū)有關(guān)。
②長期記憶可能與 新突觸 的建立有關(guān)。
(3)學(xué)習(xí)和記憶涉及腦內(nèi) 神經(jīng)遞質(zhì) 的作用以及某些種類 蛋白質(zhì) 的合成。
思考:飲酒過量的人表現(xiàn)為語無倫次、走路不穩(wěn)、呼吸急促。在小腦、腦干和大腦三個(gè)結(jié)構(gòu)中,與有關(guān)生理功能相對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別是 大腦 、 小腦 、 腦干 。
4.情緒
(1)概念:情緒是人對環(huán)境所作出的反應(yīng)。也是大腦的高級(jí)功能之一。
(2)表現(xiàn):開心、興奮、對生活充滿信心;失落、沮喪、對事物失去興趣。
(3)抑郁與抑郁癥的比較
比較項(xiàng)目 抑郁 抑郁癥
持續(xù)時(shí)間 一般不超過兩周 持續(xù)兩周以上而得不到緩解
嚴(yán)重程度 相對較輕 程度嚴(yán)重,影響工作、學(xué)習(xí)和生活,嚴(yán)重時(shí)甚至使患者產(chǎn)生自殘或自殺等消極行為
緩解途徑 積極建立和維系良好的人際關(guān)系、適量運(yùn)動(dòng)和調(diào)節(jié)壓力,都可以幫助我們減少和更好地應(yīng)對情緒波動(dòng)。當(dāng)情緒波動(dòng)超出自己能夠調(diào)節(jié)的程度時(shí),應(yīng)向?qū)I(yè)人士咨詢。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第二章 神經(jīng)調(diào)節(jié)
第一節(jié) 神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
1.人的神經(jīng)系統(tǒng)包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)。
2.外周神經(jīng)系統(tǒng):
(1)腦神經(jīng):與腦相連,12對,主要分布在頭面部,負(fù)責(zé)管理頭面部的感覺和運(yùn)動(dòng)。
(2)脊神經(jīng):與脊髓相連,31對,主要分布在軀干、四肢,負(fù)責(zé)管理軀干四肢的感覺和運(yùn)動(dòng)。
(3)包含:
傳入神經(jīng) :將接收到的信息傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng)(感覺神經(jīng))
傳出神經(jīng):將中樞神經(jīng)系統(tǒng)的指令信息傳輸?shù)较鄳?yīng)器官,使機(jī)體對刺激做出反應(yīng)(運(yùn)動(dòng)神經(jīng))
3.組成神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞:
神經(jīng):許多神經(jīng)纖維集結(jié)成束,外面包著由結(jié)締組織形成的膜,構(gòu)成一條神經(jīng)。
神經(jīng)纖維:神經(jīng)元的長突起外表套有一層髓鞘,組成神經(jīng)纖維。
第二節(jié) 神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式——反射
1. 反射與反射弧
(1)神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式—— 反射
①概念:指在 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 參與下,動(dòng)物體或人體對 內(nèi)外環(huán)境 變化做出的 規(guī)律性 應(yīng)答。
②類型
非條件反射 條件反射
形成時(shí)間
刺激 非條件刺激(直接刺激) 條件刺激(信號(hào)刺激)
神經(jīng)中樞
舉例 歸類:①縮手反射、②膝跳反射、③談虎色變、④眨眼反射、⑤吮吸反射、⑥吃食物時(shí)分泌唾液、⑦望(談)梅止渴、⑧排尿反射、⑨小狗聽到鈴聲分泌唾液
聯(lián)系 非條件反射是條件反射建立的基礎(chǔ);非條件反射可轉(zhuǎn)化為條件反射
(2)反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)—— 反射弧
①神經(jīng)元:a.結(jié)構(gòu)模式圖 b.結(jié)構(gòu)示意圖(畫圖并標(biāo)注文字)
②反射弧的結(jié)構(gòu)與功能
結(jié)構(gòu)名稱 組成 功能 結(jié)構(gòu)被破壞 對功能的影響
感受器 感覺神經(jīng)末梢的特殊結(jié)構(gòu) 接受刺激并產(chǎn)生 興奮 無 感覺 無 效應(yīng)
傳入神經(jīng) 感覺神經(jīng)元 傳導(dǎo)興奮:將興奮由感受器傳至神經(jīng)中樞
神經(jīng)中樞 對傳入的信息 分析和綜合 并產(chǎn)生 興奮
傳出神經(jīng) 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 傳導(dǎo)興奮:將興奮由神經(jīng)中樞傳至效應(yīng)器 有 感覺 無 效應(yīng)
效應(yīng)器 由 傳入神經(jīng)末梢 和它所支配的 肌肉或腺體 等組成 對內(nèi)外刺激做出 規(guī)律性 反應(yīng)
相互聯(lián)系 反射活動(dòng)需要經(jīng)過 完整的 反射弧來實(shí)現(xiàn),如果反射弧中任何環(huán)節(jié)在 結(jié)構(gòu)和功能 上受損,反射就不能完成
注意:反射發(fā)生的條件:a.適宜強(qiáng)度的 刺激 ;b.反射弧結(jié)構(gòu)和功能保持 完整 性。
興奮在反射弧中的傳導(dǎo)方向是 單向 的:起點(diǎn)是 感受器 ,終點(diǎn)是 效應(yīng)器 。
思考:a.反射必須經(jīng)過完整的反射弧來完成的。直接刺激反射弧中的傳出神經(jīng),也會(huì)引起效應(yīng)器發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng),這是不是反射? 不是 。
b.橡皮錘叩擊膝蓋下面的韌帶,有感覺但沒反應(yīng),原因是 傳出神經(jīng)或效應(yīng)器受損 。
第三節(jié) 神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)
1. 興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)
(1)在神經(jīng)系統(tǒng)中,興奮是以 電信號(hào) (局部電流)的形式沿著 神經(jīng)纖維 傳導(dǎo)的,這種電信號(hào)也
叫 神經(jīng)沖動(dòng) 。
(2)興奮的產(chǎn)生與傳導(dǎo)
①傳導(dǎo)過程
靜息時(shí): 靜息 電位 膜電位: 內(nèi)負(fù)外正
形成原因:膜主要對 K 有通透性, K 外流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )
興奮時(shí): 動(dòng)作 電位 膜電位: 內(nèi)正外負(fù)
形成原因:膜對 N 的通透性增加, 內(nèi)流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )
興奮傳導(dǎo) 興奮部位: 內(nèi)正外負(fù)
未興奮部位: 內(nèi)負(fù)外正
分析:膜內(nèi),局部電流方向與興奮傳導(dǎo)方向 相同 ;膜外,局部電流方向與興奮傳導(dǎo)方向 相反 。
②傳導(dǎo)形式: 電信號(hào)/局部電流/神經(jīng)沖動(dòng) 。 ③傳導(dǎo)方向: 雙向 傳導(dǎo),速度 快 。
(3)在神經(jīng)纖維上電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)問題分析
原理:電流表的指針方向偏轉(zhuǎn)取決于電荷的移動(dòng)方向,而膜電位的變化是導(dǎo)致電荷移動(dòng)的根本原因。
①神經(jīng)纖維未受刺激:標(biāo)出電極處膜內(nèi)外電位,標(biāo)出電流表指針方向,寫出指針偏轉(zhuǎn)方向
②神經(jīng)纖維受到刺激
(4)神經(jīng)纖維上膜電位變化曲線解讀
①a點(diǎn)之前——靜息電位:膜電位表現(xiàn)為 內(nèi)負(fù)外正 , 外流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 )。
②ac段——?jiǎng)幼麟娢坏男纬桑菏艽碳ず螅? 迅速大量內(nèi)流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 ),導(dǎo)致膜電位迅速逆轉(zhuǎn),由 內(nèi)負(fù)外正 變?yōu)? 內(nèi)正外負(fù) 。c點(diǎn)為動(dòng)作電位的 峰值 。
③cd段——靜息電位的恢復(fù): 迅速大量外流(方式: 協(xié)助擴(kuò)散 ),導(dǎo)致膜電位由 內(nèi)正外負(fù) 變?yōu)? 內(nèi)負(fù)外正 。
④de段——恢復(fù)初靜息水平:靜息電位恢復(fù)后,Na+-K+泵吸 排 N (方式: 主動(dòng)運(yùn)輸 )。
2. 興奮在神經(jīng)元之間的傳遞
(1)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)—— 突觸
①結(jié)構(gòu):突觸是由 突觸前膜 、 突出間隙 和 突觸后膜 三部分構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)模式圖如下:
突觸前膜和突觸后膜的判斷:內(nèi)側(cè)有突觸小泡的是 ,沒有的是 。
神經(jīng)遞質(zhì) 位置 位于 突觸前膜 內(nèi)側(cè)的 突觸小泡 中
分類 興奮 性遞質(zhì):使下一個(gè)神經(jīng)元興奮,產(chǎn)生動(dòng)作電位,如乙酰膽堿 抑制 性遞質(zhì):使下一個(gè)神經(jīng)元抑制,保持靜息電位,如甘氨酸
化學(xué) 本質(zhì) 化學(xué)成分種類較多,主要有乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、氨基酸類(如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等)、NO等
作用 引起下一個(gè)神經(jīng)元 興奮 或 抑制
②類型: 軸突—細(xì)胞體 型(表示為: )、 軸突—樹突 型(表示為: )。
(2)興奮的傳遞過程
神經(jīng)沖動(dòng)→ 軸突 末梢→ 突觸前膜 內(nèi)側(cè)的 突觸小泡 釋放神經(jīng)遞質(zhì)(方式: 胞吐 )→神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散通過 突出間隙 →神經(jīng)遞質(zhì)與 突觸后膜 上的特異性 受體 (化學(xué)本質(zhì): 糖蛋白 )結(jié)合→引起下一個(gè)神經(jīng)元 興奮 或 抑制 。
①遞質(zhì)移動(dòng)方向: 突觸小泡 → 突觸前膜 突觸間隙 突觸后膜 。
②興奮傳遞方向:一個(gè)神經(jīng)元的 軸突 →另一個(gè)神經(jīng)元的 細(xì)胞體 或 樹突 。
③遞質(zhì)去向:被迅速分解而 滅活 或 被移走 。
④突觸上信號(hào)轉(zhuǎn)化: 電信號(hào) → 化學(xué)信號(hào) → 電信號(hào) 。
突觸前膜上信號(hào)轉(zhuǎn)化: 電信號(hào) → 化學(xué)信號(hào) 。
突觸后膜上信號(hào)轉(zhuǎn)化: 化學(xué)信號(hào) → 電信號(hào) 。
(3)傳遞特點(diǎn)
①方向: 單向 傳遞,速度 慢 。
②原因: 神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放,作用于突觸后膜的特異性受體上 。
(4)在神經(jīng)元之間電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)問題分析
①刺激b點(diǎn):興奮先到達(dá) a 點(diǎn),后到達(dá) d 點(diǎn)。指針偏轉(zhuǎn) 2 次,
方向 先左偏后右偏 。
②刺激c點(diǎn):興奮只能到達(dá) d 點(diǎn),不能到達(dá) a 點(diǎn)。指針偏轉(zhuǎn) 1 次,
方向 右偏 。
注:圖中突觸上興奮傳遞方向: 從左向右 (從左向右/從右向左)。
第四節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)的分級(jí)調(diào)節(jié)
1. 神經(jīng)系統(tǒng)對軀體運(yùn)動(dòng)的分級(jí)調(diào)節(jié)
各級(jí)中樞的功能
①下丘腦:有 體溫 調(diào)節(jié)中樞、 水平衡 的調(diào)節(jié)中樞,還與 生物節(jié)律 等的控制有關(guān)。
②腦干:有許多維持生命必要的中樞,如 呼吸 中樞。
③大腦皮層:調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)的 最高級(jí)中樞 。
④小腦:有維持身體 平衡 的中樞。
⑤脊髓:調(diào)節(jié)軀體運(yùn)動(dòng)的 低級(jí)中樞 。
神經(jīng)系統(tǒng)對軀體運(yùn)動(dòng)的分級(jí)調(diào)節(jié)
低級(jí)中樞和高級(jí)中樞的關(guān)系— 分級(jí) 調(diào)節(jié)
一般來說,位于 脊髓 的低級(jí)中樞受 腦 中相應(yīng)的高級(jí)中樞的調(diào)控。
實(shí)例:排尿反射:一般成年人可以有意識(shí)地控制排尿,即可以“憋尿”,在適宜的環(huán)境下才排尿,但嬰兒經(jīng)常尿床,是因?yàn)榕拍蚍瓷涞牡图?jí)(初級(jí))中樞在 脊髓 ,高級(jí)中樞在 大腦 。
第四節(jié) 人腦的高級(jí)功能
1.大腦皮層的功能
大腦皮層除了對外部世界的 感知 以及控制機(jī)體的 反射活動(dòng) 外,還具有 語言 、 學(xué)習(xí) 、
記憶 和 情緒 等方面的高級(jí)功能。
2.人腦的語言功能
(1) 語言 是人腦特有的高級(jí)功能,它包括與語言、文字相關(guān)的全部智力活動(dòng),涉及人類的 聽、寫、讀、說 。這些功能與 大腦皮層 某些特定的區(qū)域有關(guān),這些區(qū)域稱為 言語區(qū) 。
(2)大腦皮層言語區(qū)的損傷會(huì)導(dǎo)致特有的各種言語活動(dòng)功能障礙:W區(qū)受損,不能 寫字 ;V區(qū)受損,不能 看懂文字 ;S區(qū)受損,不能 講話 ;H區(qū)受損,不能 聽懂話 。
注:聽覺中樞受損,表現(xiàn)為 聽不見別人講話 ;視覺中樞受損,表現(xiàn)為 看不見 。
3.學(xué)習(xí)和記憶
(1)學(xué)習(xí)是 神經(jīng)系統(tǒng) 不斷地接受刺激,獲得新的 行為 、 習(xí)慣 和 積累經(jīng)驗(yàn) 的過程。
(2)記憶則是將獲得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行 貯存 和 再現(xiàn) 。
①短期記憶主要與 神經(jīng)元的活動(dòng) 及 神經(jīng)元之間的聯(lián)系 有關(guān),尤其是與大腦皮層下一個(gè)形狀像
海馬 的腦區(qū)有關(guān)。
②長期記憶可能與 新突觸 的建立有關(guān)。
(3)學(xué)習(xí)和記憶涉及腦內(nèi) 神經(jīng)遞質(zhì) 的作用以及某些種類 蛋白質(zhì) 的合成。
思考:飲酒過量的人表現(xiàn)為語無倫次、走路不穩(wěn)、呼吸急促。在小腦、腦干和大腦三個(gè)結(jié)構(gòu)中,與有關(guān)生理功能相對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別是 大腦 、 小腦 、 腦干 。
4.情緒
(1)概念:情緒是人對環(huán)境所作出的反應(yīng)。也是大腦的高級(jí)功能之一。
(2)表現(xiàn):開心、興奮、對生活充滿信心;失落、沮喪、對事物失去興趣。
(3)抑郁與抑郁癥的比較
比較項(xiàng)目 抑郁 抑郁癥
持續(xù)時(shí)間 一般不超過兩周 持續(xù)兩周以上而得不到緩解
嚴(yán)重程度 相對較輕 程度嚴(yán)重,影響工作、學(xué)習(xí)和生活,嚴(yán)重時(shí)甚至使患者產(chǎn)生自殘或自殺等消極行為
緩解途徑 積極建立和維系良好的人際關(guān)系、適量運(yùn)動(dòng)和調(diào)節(jié)壓力,都可以幫助我們減少和更好地應(yīng)對情緒波動(dòng)。當(dāng)情緒波動(dòng)超出自己能夠調(diào)節(jié)的程度時(shí),應(yīng)向?qū)I(yè)人士咨詢。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第三章 體液調(diào)節(jié)
第一節(jié) 激素與內(nèi)分泌系統(tǒng)
人和高等動(dòng)物體內(nèi)都分布著許多能分泌物質(zhì) 的腺體。
外分泌腺:分泌腺中的分泌物經(jīng)由導(dǎo)管而流出體外或流到消化腔的。如皮脂腺、汗腺、消化腺等
內(nèi)分泌腺:分泌腺(沒有導(dǎo)管)中的分泌物——激素直接進(jìn)入腺體內(nèi)的毛細(xì)血管,并隨血液循環(huán)輸送到全身各處。如垂體、甲狀腺、腎上腺等。
1. 促胰液素的發(fā)現(xiàn)(人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素是 促胰液素 )
(1)沃泰默實(shí)驗(yàn)(重在理解)
①實(shí)驗(yàn)假設(shè):胰液的分泌受 神經(jīng) 調(diào)節(jié)的控制。19世紀(jì),學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為, 胃酸 刺激小腸的
神經(jīng) ,神經(jīng)將興奮傳給 胰腺 ,使胰腺分泌 胰液 。
②實(shí)驗(yàn)過程及分析
實(shí)驗(yàn)過程(填“分泌/不分泌”) 實(shí)驗(yàn)分析
a.稀鹽酸小腸腸腔→胰腺 分泌 胰液 b.稀鹽酸血液→胰腺 不分泌 胰液 c.稀鹽酸小腸腸腔(去除神經(jīng),只留血管)→胰腺 分泌 胰液 實(shí)驗(yàn)中用 稀鹽酸 代替胃酸,刺激小腸 a與b、b與c對照,說明刺激 小腸 時(shí)才能促進(jìn)胰腺分泌胰液;a與c對照,說明小腸內(nèi)神經(jīng)的有無 不影響 (影響/不影響)胰液分泌
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論:將稀鹽酸注入 小腸腸腔 內(nèi)引起胰液分泌是一個(gè)十分頑固的 神經(jīng) 反射。
實(shí)驗(yàn)評價(jià):研究思路正確,但解釋錯(cuò)誤,堅(jiān)持認(rèn)為促進(jìn)胰液分泌是一個(gè)神經(jīng)反射過程。
(2)斯他林和貝利斯實(shí)驗(yàn)(重在理解)
①假設(shè):在 鹽酸 的作用下, 小腸黏膜 產(chǎn)生了一種 化學(xué)物質(zhì) ,隨血流到達(dá) 胰腺 ,引起胰
②實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程 液的分泌。
設(shè)置對照組:排出稀鹽酸、小腸黏膜自身成分對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
稀鹽酸同一條狗的靜脈胰腺不分泌胰液
小腸黏膜提取液同一條狗的靜脈胰腺不分泌胰液
③實(shí)驗(yàn)分析:三組實(shí)驗(yàn)對照,說明小腸產(chǎn)生了一種 化學(xué)物質(zhì) ,隨血流到達(dá) 胰腺 ,引起胰液分泌。
④實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在 稀鹽酸 作用下,小腸黏膜產(chǎn)生了 促胰液素 ,引起胰液的分泌。
2. 激素調(diào)節(jié):由 內(nèi)分泌器官(或細(xì)胞) 分泌的 化學(xué)物質(zhì) 進(jìn)行的調(diào)節(jié)。
3. 內(nèi)分泌系統(tǒng)的組成和功能
內(nèi)分泌腺 激素 化學(xué)本質(zhì) 主要功能
下丘腦 促甲狀腺激素釋放激素(TRH) 多肽 促進(jìn) 垂體 合成并分泌 促甲狀腺激素
促性腺激素 釋放激素 促進(jìn) 垂體 合成并分泌 促性腺激素
抗利尿激素 促進(jìn) 腎小管 、 集合管 對 水 的重吸收
垂體 促甲狀腺激素 (TSH) 蛋白質(zhì) ①促進(jìn)甲狀腺的 生長發(fā)育 ②促進(jìn)甲狀腺合成和分泌 甲狀腺激素
促性腺激素 ①促進(jìn)性腺的 生長發(fā)育 ②調(diào)節(jié) 性激素 的合成和分泌
生長激素 促進(jìn) 生長發(fā)育 ,主要促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和骨的生長
甲狀腺 甲狀腺激素 含碘氨基酸 衍生物 ①促進(jìn) 生長發(fā)育 ;②對 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 的發(fā)育和功能具有重要影響,提高神經(jīng)系統(tǒng)的 興奮性 ; ③提高(促進(jìn)) 細(xì)胞代謝 的速率,增加 產(chǎn)熱
性腺 睪丸(雄) 雄性激素 固醇 ①分別促進(jìn)雌、雄生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的形成 ②激發(fā)并維持各自的第二性征 ③雌性激素還能激發(fā)和維持雌性正常的性周期
卵巢(雌) 雌性激素
胰 腺 胰島A細(xì)胞 胰高血糖素 多肽 升高 (升高/降低)血糖
胰島B細(xì)胞 胰島素 蛋白質(zhì) 降低 (升高/降低)血糖
腎上腺(髓質(zhì)) 腎上腺素 氨基酸衍生物 ①促進(jìn) 肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化 ,使血糖升高 ②提高(促進(jìn)) 細(xì)胞代謝 的速率,增加 產(chǎn)熱
胸腺 胸腺激素 多肽
特別提醒:多肽類和蛋白質(zhì)類激素只能 注射,不能口服 ,因?yàn)? 口服會(huì)被消化酶分解而失效 ;
固醇類和氨基酸衍生物類激素 既能注射,也能口服 。
思考:①幼年時(shí)若生長激素分泌不足會(huì)使人患 侏儒 癥,若甲狀腺激素分泌不足會(huì)使人患 呆小 癥。
②人體內(nèi)甲狀腺激素過多(甲亢),表現(xiàn)為 食欲旺盛、身體消瘦,神經(jīng)系統(tǒng)興奮性高 。
③給小蝌蚪飼喂 甲狀腺 激素,可使其在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)育成小型青蛙。
④治療糖尿病時(shí),胰島素只能 注射 ,不能 口服 ,因?yàn)? 胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),
口服會(huì)被蛋白酶分解而失效 。
第二節(jié) 激素調(diào)節(jié)的過程
1. 激素調(diào)節(jié)實(shí)例
實(shí)例1:血糖平衡的調(diào)節(jié)
(1)血糖的來源和去路
來源 正常值 去路
① 食物中糖類 的消化吸收 血糖 ( 0.8~1.2 g/L) ① 氧化分解 生成CO2和H2O,釋放能量
② 肝糖原 的分解 ②合成 肝糖原 和 肌糖原
③ 脂肪等非糖物質(zhì) 的轉(zhuǎn)化 ③轉(zhuǎn)化為 脂肪 、 非必需氨基酸 等
(2)調(diào)節(jié)血糖的激素
激素名稱 分泌部位 作用途徑 作用效果
胰島素 胰島B細(xì)胞 抑制 肝糖原 分解和 非糖物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為葡萄糖; 促進(jìn) 組織細(xì)胞加速攝取、利用和儲(chǔ)存葡萄糖 降低血糖
胰高血糖素 胰島A細(xì)胞 促進(jìn) 肝糖原 分解和 非糖物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為葡萄糖 升高血糖
腎上腺素 腎上腺(髓質(zhì))
相互關(guān)系:胰島素和胰高血糖素(或腎上腺素)的作用相反,表現(xiàn)為 拮抗 作用。
胰高血糖素和腎上腺素的作用相同,表現(xiàn)為 協(xié)同 作用。
知識(shí)拓展:胰腺:外分泌部:分泌胰液,其中含有能消化食物的 消化酶,如蛋白質(zhì)酶等 。
內(nèi)分泌部:分泌激素,如調(diào)節(jié)血糖的 胰島素 和 胰高血糖素 。
思考:能否通過研磨胰腺的方法獲得胰島素?為什么?
不能,研磨破壞了細(xì)胞結(jié)構(gòu),胰島素會(huì)被外分泌部細(xì)胞釋放的蛋白酶分解 。
(3)調(diào)節(jié)過程
①血糖平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制為 神經(jīng)—體液 調(diào)節(jié),神經(jīng)中樞在 下丘腦 。血糖調(diào)節(jié)中的反射活動(dòng)均為 非條件 反射。
②胰島A(或B)細(xì)胞可直接感知 血糖含量 的變化,也可接受有關(guān) 神經(jīng) 的控制。而腎上腺只接受有關(guān) 神經(jīng) 的控制。
③胰高血糖素能 促進(jìn) (促進(jìn)/抑制)胰島B細(xì)胞活動(dòng),使胰島素的分泌 增多 ;
胰島素能 抑制 (促進(jìn)/抑制)胰島A細(xì)胞的活動(dòng),使胰高血糖素的分泌 減少 。
思考:血糖調(diào)節(jié)中激素含量的變化
①進(jìn)食后,血糖含量 升高 ,血液中明顯增多的激素是 胰島素 。
②饑餓時(shí),血糖含量 降低 ,血液中明顯增多的激素主要是 胰高血糖素 。
(4)反饋調(diào)節(jié)
①概念:在一個(gè)系統(tǒng)中,系統(tǒng)本身 工作的效果 ,反過來又作為 信息 調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作。
②意義:是生命系統(tǒng)中非常普遍的調(diào)節(jié)機(jī)制,對于機(jī)體 維持穩(wěn)態(tài) 具有重要意義。
實(shí)例2:甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)
(1)結(jié)構(gòu):A. 下丘腦 、B. 垂體 、C. 甲狀腺 。
(2)物質(zhì)(激素):a. 促甲狀腺激素釋放激素 、b. 促甲狀腺激素 。
(3)作用:Ⅰ. 促進(jìn) 、Ⅱ. 抑制 。(促進(jìn)/抑制)
(4)過程:甲. 分級(jí) 調(diào)節(jié)、乙. 反饋 調(diào)節(jié)。(分級(jí)/反饋)
①下丘腦調(diào)節(jié)垂體活動(dòng),垂體又調(diào)節(jié)甲狀腺活動(dòng),這種調(diào)節(jié)方式叫做 分級(jí) 調(diào)節(jié)。
②血液中甲狀腺激素的含量變化會(huì)反過去影響 下丘腦 和 垂體 的活動(dòng),這種調(diào)節(jié)方式叫做
反饋 調(diào)節(jié)。當(dāng)血液中甲狀腺激素含量增加到一定程度時(shí),對下丘腦和垂體的 抑制 作用增強(qiáng),它們的活動(dòng)減弱,相應(yīng)激素的分泌量 減少 ,進(jìn)而使甲狀腺激素的分泌 減少 。小動(dòng)物的甲狀腺被切除后短期內(nèi)血液中促甲狀腺激素釋放激素的含量會(huì) 增多 ,促甲狀腺激素的含量會(huì) 增多 。
(5)甲狀腺激素:作用:提高 細(xì)胞代謝 的速率,增加 產(chǎn)熱 。
(5)甲狀腺激素:靶細(xì)胞: 幾乎體內(nèi)所有細(xì)胞 。
(5)激素a的靶器官: 垂體 ;激素b的靶器官: 甲狀腺 ;
【拓展訓(xùn)練】性激素分泌的調(diào)節(jié)
(1)結(jié)構(gòu):A. 下丘腦 、B. 垂體 。
(2)物質(zhì)(激素):a. 促性腺激素釋放激素 、b. 促性腺激素 、c. 性激素 。
(3)作用:Ⅰ. 促進(jìn) 、Ⅱ. 抑制 。(促進(jìn)/抑制)
(4)過程:甲. 分級(jí) 調(diào)節(jié)、乙. 反饋 調(diào)節(jié)。(分級(jí)/反饋)
2. 激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)
(1)通過 體液 運(yùn)輸:內(nèi)分泌腺 沒有 (有/沒有)導(dǎo)管,分泌的激素 彌散 到體液中,隨 血液 流到 全身 ,起 調(diào)節(jié) 作用。
(2)作用于 靶器官、靶細(xì)胞 :能被 特定激素 作用的器官、細(xì)胞就是該激素的 靶器官、靶細(xì)胞 。只有靶器官、靶細(xì)胞上才有該激素的特異性 受體 ,激素一經(jīng)靶細(xì)胞接受并起作用后就會(huì)被 滅活 ,因此體內(nèi)需要源源不斷地產(chǎn)生激素,以維持激素含量的 動(dòng)態(tài)平衡 。
(3) 作為信使傳遞信息 :激素是信息分子、有機(jī)分子,傳遞著各種信息。
(4) 微量高效 :激素種類 多 、量 極微 ,既不組成 細(xì)胞結(jié)構(gòu) ,又不提供 能量 ,也不起 催化 作用,而是作為信息分子隨體液到達(dá)靶細(xì)胞,使靶細(xì)胞原有的 生理活動(dòng) 發(fā)生變化。
歸納總結(jié):酶、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、載體
(1) 酶 、 激素 具有高效性。 酶 、 激素 、 神經(jīng)遞質(zhì) 、 載體 都具有專一性。
(2)能產(chǎn)激素的細(xì)胞 一定 能產(chǎn)生酶,能產(chǎn)酶的細(xì)胞 不一定 能產(chǎn)生激素。(一定/不一定)
(3) 激素 、 神經(jīng)遞質(zhì) 作為信息分子,與受體結(jié)合發(fā)揮作用后就被滅活而失效。 酶 具有催化作用,在反應(yīng)前后不變。 載體 具有運(yùn)輸作用。
第三節(jié) 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的關(guān)系
1. 體液調(diào)節(jié): 激素 、 CO2 、H+等化學(xué)物質(zhì)(調(diào)節(jié)因子)通過 體液 傳送的方式對生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),稱為體液調(diào)節(jié)。體液調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容是 激素調(diào)節(jié) 。
2. 單細(xì)胞動(dòng)物和一些多細(xì)胞低等動(dòng)物只有 體液 調(diào)節(jié);人和高等動(dòng)物體內(nèi), 神經(jīng) 調(diào)節(jié)和 體液 調(diào)節(jié)都是機(jī)體調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的重要方式,但 神經(jīng) 調(diào)節(jié)占主導(dǎo)地位。
3. 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的比較
項(xiàng)目 作用途徑 反應(yīng)速度 作用范圍 作用時(shí)間
神經(jīng)調(diào)節(jié) 反射弧 迅速 準(zhǔn)確、比較局限 短暫
體液調(diào)節(jié) 體液運(yùn)輸 較緩慢 較廣泛 比較長
4. 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)
實(shí)例一:體溫平衡調(diào)節(jié)
(1)熱量的來源:主要是細(xì)胞中有機(jī)物的 氧化放能 。
注:細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是氧化分解 有機(jī)物 ,釋放能量,其中大部分能量以 熱能 形式散失,作為體內(nèi)熱量的來源,小部分能量儲(chǔ)存在直接能源物質(zhì) ATP 中,用于 各項(xiàng)生命活動(dòng) )
(2)體溫平衡的原因:機(jī)體的 產(chǎn)熱量 與 散熱量 動(dòng)態(tài)平衡。
①產(chǎn)熱途徑:以 骨骼肌 和 肝臟 產(chǎn)熱為多。
②散熱途徑:主要通過皮膚 汗液的蒸發(fā) 散熱、皮膚內(nèi) 毛細(xì)血管 的散熱,其次還有 呼氣 、
排尿 和 排便 等。當(dāng)環(huán)境溫度高于體溫時(shí),唯一的散熱方式是 汗液蒸發(fā) 散熱。
機(jī)體產(chǎn)熱多,散熱也多;產(chǎn)熱少,散熱也少。外界環(huán)境溫度低時(shí),機(jī)體產(chǎn)熱多,散熱也多;外界環(huán)境溫度高時(shí),產(chǎn)熱少,散熱也少。
(3)體溫調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
①體溫調(diào)節(jié)中樞: 下丘腦 ;溫覺(即冷覺熱覺)中樞: 大腦皮層 。
②溫度感受器:分為 冷覺 感受器和 溫覺 感受器,分布于皮膚、黏膜和內(nèi)臟器官中。
(4)調(diào)節(jié)過程
①溫度感受器接受的適宜刺激為 溫度 的變化,而不是“冷”“熱”本身。
②寒冷環(huán)境中的體溫調(diào)節(jié)機(jī)制為 神經(jīng)—體液 調(diào)節(jié), 甲狀腺激素 和 腎上腺素 的分泌量增加,它們都能提高 細(xì)胞代謝 速率,增加產(chǎn)熱,表現(xiàn)為 協(xié)同 作用;炎熱環(huán)境中主要是 神經(jīng) 調(diào)節(jié)。
③寒冷環(huán)境下,機(jī)體通過增加 產(chǎn)熱 和減少 散熱 來調(diào)節(jié)體溫;在炎熱環(huán)境下,機(jī)體主要通過增加 散熱 來調(diào)節(jié)體溫。
④體溫調(diào)節(jié)中的反射活動(dòng)均為 非條件 反射。
練習(xí):寫出寒冷環(huán)境中骨骼肌收縮的反射弧: 冷覺感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→骨骼肌 ,其效應(yīng)器具體為 傳出神經(jīng)末梢和它所支配的骨骼肌 。
實(shí)例二:水和無機(jī)鹽平衡的調(diào)節(jié)
(1)水鹽的來源與排出:從 飲食 中獲得水和各種無機(jī)鹽,主要通過腎臟形成 尿液 排出一定的水和無機(jī)鹽。
(2)參與調(diào)節(jié)的激素—— 抗利尿激素(ADH)
①合成分泌部位: 下丘腦(神經(jīng)分泌細(xì)胞) 。 ②釋放部位: 垂體(后葉) 。
③作用: 促進(jìn)腎小管、集合管對水分的重吸收 。
(3)調(diào)節(jié)過程
①水鹽平衡調(diào)節(jié)機(jī)制為 神經(jīng)—體液 調(diào)節(jié)。
②渴覺中樞在 大腦皮層 ,水鹽平衡調(diào)節(jié)的感受器、神經(jīng)中樞和效應(yīng)器都在 下丘腦 。
③對下丘腦滲透壓感受器的有效刺激是 細(xì)胞外液滲透壓 的變化。
提醒:下丘腦神經(jīng)分泌細(xì)胞既能產(chǎn)生 興奮 ,也能分泌 激素 。
練習(xí):下丘腦分泌的抗利尿激素,能提高腎臟集合管對水的通透性,促進(jìn)水的重吸收。請?zhí)顚懴卤怼?br/>抗利尿激素分泌量 集合管對水的通透性 重吸收水量 排尿量
飲水多、鹽分丟失多 少 降低 減少 增加
缺水、脫水、食物咸 多 提高 增加 減少
5. 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)系
(1)不少內(nèi)分泌腺本身直接或間接地受 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 的調(diào)節(jié)。這種情況下, 體液 調(diào)節(jié)可以看做
神經(jīng) 調(diào)節(jié)的一個(gè)環(huán)節(jié)。
(2) 內(nèi)分泌腺 所分泌的 激素 也可以影響 神經(jīng)系統(tǒng) 的發(fā)育和功能。如幼年時(shí)甲狀腺激素缺乏(如缺碘),就會(huì)影響 腦 的發(fā)育;成年時(shí),甲狀腺激素分泌不足會(huì)使神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性 降低 ,分泌過多會(huì)使神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性 升高 。
總之,動(dòng)物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)常常同時(shí)受 神經(jīng) 和 體液 的調(diào)節(jié)。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第三章 體液調(diào)節(jié)
第一節(jié) 激素與內(nèi)分泌系統(tǒng)
人和高等動(dòng)物體內(nèi)都分布著許多能 的腺體。
外分泌腺:分泌腺中的分泌物經(jīng)由導(dǎo)管而流出體外或流到消化腔的。如皮脂腺、汗腺、消化腺等
內(nèi)分泌腺:分泌腺(沒有導(dǎo)管)中的分泌物——激素直接進(jìn)入腺體內(nèi)的毛細(xì)血管,并隨血液循環(huán)輸送到全身各處。如垂體、甲狀腺、腎上腺等。
1. 促胰液素的發(fā)現(xiàn)(人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素是 促胰液素 )
(1)沃泰默實(shí)驗(yàn)(重在理解)
①實(shí)驗(yàn)假設(shè):胰液的分泌受 神經(jīng) 調(diào)節(jié)的控制。19世紀(jì),學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為, 胃酸 刺激小腸的
神經(jīng) ,神經(jīng)將興奮傳給 胰腺 ,使胰腺分泌 胰液 。
②實(shí)驗(yàn)過程及分析
實(shí)驗(yàn)過程(填“分泌/不分泌”) 實(shí)驗(yàn)分析
a.稀鹽酸小腸腸腔→胰腺 分泌 胰液 b.稀鹽酸血液→胰腺 不分泌 胰液 c.稀鹽酸小腸腸腔(去除神經(jīng),只留血管)→胰腺 分泌 胰液 實(shí)驗(yàn)中用 稀鹽酸 代替胃酸,刺激小腸 a與b、b與c對照,說明刺激 小腸 時(shí)才能促進(jìn)胰腺分泌胰液;a與c對照,說明小腸內(nèi)神經(jīng)的有無 不影響 (影響/不影響)胰液分泌
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論:將稀鹽酸注入 小腸腸腔 內(nèi)引起胰液分泌是一個(gè)十分頑固的 神經(jīng) 反射。
實(shí)驗(yàn)評價(jià):研究思路正確,但解釋錯(cuò)誤,堅(jiān)持認(rèn)為促進(jìn)胰液分泌是一個(gè)神經(jīng)反射過程。
(2)斯他林和貝利斯實(shí)驗(yàn)(重在理解)
①假設(shè):在 鹽酸 的作用下, 小腸黏膜 產(chǎn)生了一種 化學(xué)物質(zhì) ,隨血流到達(dá) 胰腺 ,引起胰
②實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程 液的分泌。
設(shè)置對照組:排出稀鹽酸、小腸黏膜自身成分對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
稀鹽酸同一條狗的靜脈胰腺不分泌胰液
小腸黏膜提取液同一條狗的靜脈胰腺不分泌胰液
③實(shí)驗(yàn)分析:三組實(shí)驗(yàn)對照,說明小腸產(chǎn)生了一種 化學(xué)物質(zhì) ,隨血流到達(dá) 胰腺 ,引起胰液分泌。
④實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在 稀鹽酸 作用下,小腸黏膜產(chǎn)生了 促胰液素 ,引起胰液的分泌。
2. 激素調(diào)節(jié):由 內(nèi)分泌器官(或細(xì)胞) 分泌的 化學(xué)物質(zhì) 進(jìn)行的調(diào)節(jié)。
3. 內(nèi)分泌系統(tǒng)的組成和功能
內(nèi)分泌腺 激素 化學(xué)本質(zhì) 主要功能
下丘腦 促甲狀腺激素釋放激素(TRH) 多肽 促進(jìn) 垂體 合成并分泌 促甲狀腺激素
促性腺激素 釋放激素 促進(jìn) 垂體 合成并分泌 促性腺激素
抗利尿激素 促進(jìn) 腎小管 、 集合管 對 水 的重吸收
垂體 促甲狀腺激素 (TSH) 蛋白質(zhì) ①促進(jìn)甲狀腺的 生長發(fā)育 ②促進(jìn)甲狀腺合成和分泌 甲狀腺激素
促性腺激素 ①促進(jìn)性腺的 生長發(fā)育 ②調(diào)節(jié) 性激素 的合成和分泌
生長激素 促進(jìn) 生長發(fā)育 ,主要促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和骨的生長
甲狀腺 甲狀腺激素 含碘氨基酸 衍生物 ①促進(jìn) 生長發(fā)育 ;②對 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 的發(fā)育和功能具有重要影響,提高神經(jīng)系統(tǒng)的 興奮性 ; ③提高(促進(jìn)) 細(xì)胞代謝 的速率,增加 產(chǎn)熱
性腺 睪丸(雄) 雄性激素 固醇 ①分別促進(jìn)雌、雄生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的形成 ②激發(fā)并維持各自的第二性征 ③雌性激素還能激發(fā)和維持雌性正常的性周期
卵巢(雌) 雌性激素
胰 腺 胰島A細(xì)胞 胰高血糖素 多肽 升高 (升高/降低)血糖
胰島B細(xì)胞 胰島素 蛋白質(zhì) 降低 (升高/降低)血糖
腎上腺(髓質(zhì)) 腎上腺素 氨基酸衍生物 ①促進(jìn) 肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化 ,使血糖升高 ②提高(促進(jìn)) 細(xì)胞代謝 的速率,增加 產(chǎn)熱
胸腺 胸腺激素 多肽
特別提醒:多肽類和蛋白質(zhì)類激素只能 注射,不能口服 ,因?yàn)? 口服會(huì)被消化酶分解而失效 ;
固醇類和氨基酸衍生物類激素 既能注射,也能口服 。
思考:①幼年時(shí)若生長激素分泌不足會(huì)使人患 侏儒 癥,若甲狀腺激素分泌不足會(huì)使人患 呆小 癥。
②人體內(nèi)甲狀腺激素過多(甲亢),表現(xiàn)為 食欲旺盛、身體消瘦,神經(jīng)系統(tǒng)興奮性高 。
③給小蝌蚪飼喂 甲狀腺 激素,可使其在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)育成小型青蛙。
④治療糖尿病時(shí),胰島素只能 注射 ,不能 口服 ,因?yàn)? 胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),
口服會(huì)被蛋白酶分解而失效 。
第二節(jié) 激素調(diào)節(jié)的過程
1. 激素調(diào)節(jié)實(shí)例
實(shí)例1:血糖平衡的調(diào)節(jié)
(1)血糖的來源和去路
來源 正常值 去路
① 食物中糖類 的消化吸收 血糖 ( 0.8~1.2 g/L) ① 氧化分解 生成CO2和H2O,釋放能量
② 肝糖原 的分解 ②合成 肝糖原 和 肌糖原
③ 脂肪等非糖物質(zhì) 的轉(zhuǎn)化 ③轉(zhuǎn)化為 脂肪 、 非必需氨基酸 等
(2)調(diào)節(jié)血糖的激素
激素名稱 分泌部位 作用途徑 作用效果
胰島素 胰島B細(xì)胞 抑制 肝糖原 分解和 非糖物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為葡萄糖; 促進(jìn) 組織細(xì)胞加速攝取、利用和儲(chǔ)存葡萄糖 降低血糖
胰高血糖素 促進(jìn) 肝糖原 分解和 非糖物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為葡萄糖 升高血糖
腎上腺素 腎上腺(髓質(zhì))
相互關(guān)系:胰島素和胰高血糖素(或腎上腺素)的作用相反,表現(xiàn)為 拮抗 作用。
胰高血糖素和腎上腺素的作用相同,表現(xiàn)為 協(xié)同 作用。
知識(shí)拓展:胰腺:外分泌部:分泌胰液,其中含有能消化食物的 消化酶,如蛋白質(zhì)酶等 。
內(nèi)分泌部:分泌激素,如調(diào)節(jié)血糖的 胰島素 和 胰高血糖素 。
思考:能否通過研磨胰腺的方法獲得胰島素?為什么?
不能,研磨破壞了細(xì)胞結(jié)構(gòu),胰島素會(huì)被外分泌部細(xì)胞釋放的蛋白酶分解 。
(3)調(diào)節(jié)過程
①血糖平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制為 神經(jīng)—體液 調(diào)節(jié),神經(jīng)中樞在 下丘腦 。血糖調(diào)節(jié)中的反射活動(dòng)均為 非條件 反射。
②胰島A(或B)細(xì)胞可直接感知 血糖含量 的變化,也可接受有關(guān) 神經(jīng) 的控制。而腎上腺只接受有關(guān) 神經(jīng) 的控制。
③胰高血糖素能 促進(jìn) (促進(jìn)/抑制)胰島B細(xì)胞活動(dòng),使胰島素的分泌 增多 ;
胰島素能 抑制 (促進(jìn)/抑制)胰島A細(xì)胞的活動(dòng),使胰高血糖素的分泌 減少 。
思考:血糖調(diào)節(jié)中激素含量的變化
①進(jìn)食后,血糖含量 升高 ,血液中明顯增多的激素是 胰島素 。
②饑餓時(shí),血糖含量 降低 ,血液中明顯增多的激素主要是 胰高血糖素 。
(4)反饋調(diào)節(jié)
①概念:在一個(gè)系統(tǒng)中,系統(tǒng)本身 工作的效果 ,反過來又作為 信息 調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作。
②意義:是生命系統(tǒng)中非常普遍的調(diào)節(jié)機(jī)制,對于機(jī)體 維持穩(wěn)態(tài) 具有重要意義。
實(shí)例2:甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)
(1)結(jié)構(gòu):A. 下丘腦 、B. 垂體 、C. 甲狀腺 。
(2)物質(zhì)(激素):a. 促甲狀腺激素釋放激素 、b. 促甲狀腺激素 。
(3)作用:Ⅰ. 促進(jìn) 、Ⅱ. 抑制 。(促進(jìn)/抑制)
(4)過程:甲. 分級(jí) 調(diào)節(jié)、乙. 反饋 調(diào)節(jié)。(分級(jí)/反饋)
①下丘腦調(diào)節(jié)垂體活動(dòng),垂體又調(diào)節(jié)甲狀腺活動(dòng),這種調(diào)節(jié)方式叫做 分級(jí) 調(diào)節(jié)。
②血液中甲狀腺激素的含量變化會(huì)反過去影響 下丘腦 和 垂體 的活動(dòng),這種調(diào)節(jié)方式叫做
反饋 調(diào)節(jié)。當(dāng)血液中甲狀腺激素含量增加到一定程度時(shí),對下丘腦和垂體的 抑制 作用增強(qiáng),它們的活動(dòng)減弱,相應(yīng)激素的分泌量 減少 ,進(jìn)而使甲狀腺激素的分泌 減少 。小動(dòng)物的甲狀腺被切除后短期內(nèi)血液中促甲狀腺激素釋放激素的含量會(huì) 增多 ,促甲狀腺激素的含量會(huì) 增多 。
(5)甲狀腺激素:作用:提高 細(xì)胞代謝 的速率,增加 產(chǎn)熱 。
(5)甲狀腺激素:靶細(xì)胞: 幾乎體內(nèi)所有細(xì)胞 。
(5)激素a的靶器官: 垂體 ;激素b的靶器官: 甲狀腺 ;
【拓展訓(xùn)練】性激素分泌的調(diào)節(jié)
(1)結(jié)構(gòu):A. 下丘腦 、B. 垂體 。
(2)物質(zhì)(激素):a. 促性腺激素釋放激素 、b. 促性腺激素 、c. 性激素 。
(3)作用:Ⅰ. 促進(jìn) 、Ⅱ. 抑制 。(促進(jìn)/抑制)
(4)過程:甲. 分級(jí) 調(diào)節(jié)、乙. 反饋 調(diào)節(jié)。(分級(jí)/反饋)
2. 激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)
(1)通過 體液 運(yùn)輸:內(nèi)分泌腺 沒有 (有/沒有)導(dǎo)管,分泌的激素 彌散 到體液中,隨 血液 流到 全身 ,起 調(diào)節(jié) 作用。
(2)作用于 靶器官、靶細(xì)胞 :能被 特定激素 作用的器官、細(xì)胞就是該激素的 靶器官、靶細(xì)胞 。只有靶器官、靶細(xì)胞上才有該激素的特異性 受體 ,激素一經(jīng)靶細(xì)胞接受并起作用后就會(huì)被 滅活 ,因此體內(nèi)需要源源不斷地產(chǎn)生激素,以維持激素含量的 動(dòng)態(tài)平衡 。
(3) :激素是信息分子、有機(jī)分子,傳遞著各種信息。
(4) :激素種類 多 、量 極微 ,既不組成 細(xì)胞結(jié)構(gòu) ,又不提供 能量 ,也不起 催化 作用,而是作為信息分子隨體液到達(dá)靶細(xì)胞,使靶細(xì)胞原有的 生理活動(dòng) 發(fā)生變化。
歸納總結(jié):酶、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、載體
(1) 酶 、 激素 具有高效性。 酶 、 激素 、 神經(jīng)遞質(zhì) 、 載體 都具有專一性。
(2)能產(chǎn)激素的細(xì)胞 一定 能產(chǎn)生酶,能產(chǎn)酶的細(xì)胞 不一定 能產(chǎn)生激素。(一定/不一定)
(3) 激素 、 神經(jīng)遞質(zhì) 作為信息分子,與受體結(jié)合發(fā)揮作用后就被滅活而失效。 酶 具有催化作用,在反應(yīng)前后不變。 載體 具有運(yùn)輸作用。
第三節(jié) 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的關(guān)系
1. 體液調(diào)節(jié): 激素 、 CO 、H+等化學(xué)物質(zhì)(調(diào)節(jié)因子)通過 體液 傳送的方式對生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),稱為體液調(diào)節(jié)。體液調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容是 激素調(diào)節(jié) 。
2. 單細(xì)胞動(dòng)物和一些多細(xì)胞低等動(dòng)物只有 體液 調(diào)節(jié);人和高等動(dòng)物體內(nèi), 神經(jīng) 調(diào)節(jié)和 體液 調(diào)節(jié)都是機(jī)體調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的重要方式,但 神經(jīng) 調(diào)節(jié)占主導(dǎo)地位。
3. 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的比較
項(xiàng)目 作用途徑 反應(yīng)速度 作用范圍 作用時(shí)間
神經(jīng)調(diào)節(jié) 反射弧 迅速 準(zhǔn)確、比較局限 短暫
體液調(diào)節(jié) 體液運(yùn)輸 較緩慢 較廣泛 比較長
4. 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)
實(shí)例一:體溫平衡調(diào)節(jié)
(1)熱量的來源:主要是細(xì)胞中有機(jī)物的 氧化放能 。
注:細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是氧化分解 有機(jī)物 ,釋放能量,其中大部分能量以 熱能 形式散失,作為體內(nèi)熱量的來源,小部分能量儲(chǔ)存在直接能源物質(zhì) ATP 中,用于 各項(xiàng)生命活動(dòng) )
(2)體溫平衡的原因:機(jī)體的 產(chǎn)熱量 與 散熱量 動(dòng)態(tài)平衡。
①產(chǎn)熱途徑:以 骨骼肌 和 肝臟 產(chǎn)熱為多。
②散熱途徑:主要通過皮膚 汗液的蒸發(fā) 散熱、皮膚內(nèi) 毛細(xì)血管 的散熱,其次還有 呼氣 、
排尿 和 排便 等。當(dāng)環(huán)境溫度高于體溫時(shí),唯一的散熱方式是 汗液蒸發(fā) 散熱。
機(jī)體產(chǎn)熱多,散熱也多;產(chǎn)熱少,散熱也少。外界環(huán)境溫度低時(shí),機(jī)體產(chǎn)熱多,散熱也多;外界環(huán)境溫度高時(shí),產(chǎn)熱少,散熱也少。
(3)體溫調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
①體溫調(diào)節(jié)中樞: 下丘腦 ;溫覺(即冷覺熱覺)中樞: 大腦皮層 。
②溫度感受器:分為 冷覺 感受器和 溫覺 感受器,分布于皮膚、黏膜和內(nèi)臟器官中。
(4)調(diào)節(jié)過程
①溫度感受器接受的適宜刺激為 溫度 的變化,而不是“冷”“熱”本身。
②寒冷環(huán)境中的體溫調(diào)節(jié)機(jī)制為 神經(jīng)—體液 調(diào)節(jié), 甲狀腺激素 和 腎上腺素 的分泌量增加,它們都能提高 細(xì)胞代謝 速率,增加產(chǎn)熱,表現(xiàn)為 協(xié)同 作用;炎熱環(huán)境中主要是 神經(jīng) 調(diào)節(jié)。
③寒冷環(huán)境下,機(jī)體通過增加 產(chǎn)熱 和減少 散熱 來調(diào)節(jié)體溫;在炎熱環(huán)境下,機(jī)體主要通過增加 散熱 來調(diào)節(jié)體溫。
④體溫調(diào)節(jié)中的反射活動(dòng)均為 非條件 反射。
練習(xí):寫出寒冷環(huán)境中骨骼肌收縮的反射弧: 冷覺感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→骨骼肌 ,其效應(yīng)器具體為 傳出神經(jīng)末梢和它所支配的骨骼肌 。
實(shí)例二:水和無機(jī)鹽平衡的調(diào)節(jié)
(1)水鹽的來源與排出:從 飲食 中獲得水和各種無機(jī)鹽,主要通過腎臟形成 尿液 排出一定的水和無機(jī)鹽。
(2)參與調(diào)節(jié)的激素—— 抗利尿激素(ADH)
①合成分泌部位: 下丘腦(神經(jīng)分泌細(xì)胞) 。 ②釋放部位: 垂體(后葉) 。
③作用: 促進(jìn)腎小管、集合管對水分的重吸收 。
(3)調(diào)節(jié)過程
①水鹽平衡調(diào)節(jié)機(jī)制為 神經(jīng)—體液 調(diào)節(jié)。
②渴覺中樞在 大腦皮層 ,水鹽平衡調(diào)節(jié)的感受器、神經(jīng)中樞和效應(yīng)器都在 下丘腦 。
③對下丘腦滲透壓感受器的有效刺激是 細(xì)胞外液滲透壓 的變化。
提醒:下丘腦神經(jīng)分泌細(xì)胞既能產(chǎn)生 興奮 ,也能分泌 激素 。
練習(xí):下丘腦分泌的抗利尿激素,能提高腎臟集合管對水的通透性,促進(jìn)水的重吸收。請?zhí)顚懴卤怼?br/>抗利尿激素分泌量 集合管對水的通透性 重吸收水量 排尿量
飲水多、鹽分丟失多 少 降低 減少 增加
缺水、脫水、食物咸 多 提高 增加 減少
5. 體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)系
(1)不少內(nèi)分泌腺本身直接或間接地受 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 的調(diào)節(jié)。這種情況下, 體液 調(diào)節(jié)可以看做
神經(jīng) 調(diào)節(jié)的一個(gè)環(huán)節(jié)。
(2) 內(nèi)分泌腺 所分泌的 激素 也可以影響 神經(jīng)系統(tǒng) 的發(fā)育和功能。如幼年時(shí)甲狀腺激素缺乏(如缺碘),就會(huì)影響 腦 的發(fā)育;成年時(shí),甲狀腺激素分泌不足會(huì)使神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性 降低 ,分泌過多會(huì)使神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性 升高 。
總之,動(dòng)物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)常常同時(shí)受 神經(jīng) 和 體液 的調(diào)節(jié)。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第四章 免疫調(diào)節(jié)
第一節(jié) 免疫系統(tǒng)的組成和功能
一、免疫系統(tǒng)的組成
免疫器官:
(1)扁桃體 :通常指咽腭部的扁桃體,左右各一,形狀像扁桃。其內(nèi)部有很多免疫細(xì)胞,具有防御功能。
(2)淋巴結(jié) :呈圓形或豆?fàn)睿橇馨图?xì)胞集中的地方;沿淋巴管遍布全身,主要集中在頸部、腋窩部和腹股溝部等處,能阻止和消滅侵入體內(nèi)的微生物。
(3) 脾 :呈橢圓形,在胃的左側(cè),內(nèi)含大量的淋巴細(xì)胞;也參與制造新的血細(xì)胞與清除衰老的血細(xì)胞等。
(4)骨髓 :位于骨髓腔或骨松質(zhì)內(nèi),是各種免疫細(xì)胞發(fā)生、分化、發(fā)育的場所,是機(jī)體重要的免疫器官。
(5) 胸腺 :位于胸骨的后面,呈扁平的橢圓形,分左、右兩葉。胸腺隨年齡而增長,在青春期時(shí)達(dá)到高峰,以后逐漸退化。胸腺是T細(xì)胞分化、發(fā)育、成熟的場所。
2. 免疫細(xì)胞
(1)概念:執(zhí)行 免疫 功能的細(xì)胞。
(2)來源:來自__骨髓的造血干細(xì)胞__。
(3)種類:各種 白細(xì)胞 。如: 巨噬 細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、 樹突狀 細(xì)胞等。
淋巴細(xì)胞:包括B(淋巴)細(xì)胞和T(淋巴)細(xì)胞等。T細(xì)胞又可以分為輔助性T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞等。
樹突狀細(xì)胞:分布于 皮膚 、消化道、呼吸道等很多 上皮 組織及淋巴器官內(nèi),成熟時(shí)具有分支;具有強(qiáng)大的 吞噬 、呈遞抗原功能。
巨噬細(xì)胞:幾乎分布于機(jī)體的各種組織中,具有 吞噬 消化、抗原 處理和呈遞 功能。
免疫活性物質(zhì)
(1)概念:由免疫細(xì)胞或其他細(xì)胞產(chǎn)生的發(fā)揮免疫作用的物質(zhì)。
(2)來源:免疫細(xì)胞或其他細(xì)胞。
(3)種類:
抗體:能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的蛋白質(zhì) (一種抗體只能與一種抗原結(jié)合)。能隨血液循環(huán)和淋巴循環(huán)到達(dá)全身各處。
細(xì)胞因子:淋巴細(xì)胞分泌。(白細(xì)胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子)
溶菌酶:(多種細(xì)胞如唾液腺細(xì)胞、淚腺細(xì)胞都能合成)。
二、免疫系統(tǒng)的功能
1. 免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能——三道防線
(1)非特異性免疫:先天遺傳的,不針對某一類特定病原體,而是對 多 種病原體都有防疫作用。
第一道防線: 皮膚 、 黏膜 的屏障作用。
第二道防線:體液中的殺菌物質(zhì) (溶菌酶)和 吞噬細(xì)胞 (樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等)。
(2)特異性免疫(第三道防線):后天形成的,并非人人都有,有特異性,只對 特定 病原體起作用。
第三道防線:包括 體液免疫 和 細(xì)胞免疫 免疫器官和免疫細(xì)胞借助 血液 循環(huán)和 淋巴 循環(huán)組成的。
免疫系統(tǒng)的功能:
免疫防御 :是機(jī)體排除外來抗原性異物 的一種免疫防護(hù)作用,是免疫系統(tǒng)最基本的功能。
免疫自穩(wěn) :免疫自穩(wěn):是機(jī)體清除衰老或損傷的細(xì)胞 ,進(jìn)行自身調(diào)節(jié),維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的功能。
免疫監(jiān)視 :是機(jī)體識(shí)別和清除突變的細(xì)胞 ,防止腫瘤發(fā)生的功能
第二節(jié) 特異性免疫
1. 免疫系統(tǒng)對病原體的識(shí)別
(1)當(dāng)病原體突破了前兩道防線,第三道防線的“部隊(duì)”就會(huì)緊急動(dòng)員起來,產(chǎn)生__特異性免疫_(dá)_。第三道防線的作戰(zhàn)部隊(duì)主要是__眾多的淋巴細(xì)胞_。
(2)特異性免疫的方式:
體液免疫:B細(xì)胞激活后可以產(chǎn)生__抗體__,由于抗體主要存在于_體液_中,所以這種主要靠抗體“作戰(zhàn)”的方式稱為體液免疫。
細(xì)胞免疫:當(dāng)病原體進(jìn)入__細(xì)胞內(nèi)部__,主要靠_T細(xì)胞_直接接觸靶細(xì)胞來“作戰(zhàn)”。
體液免疫
(1)體液免疫基本過程
(2)二次免疫:再次接觸 相同抗原 時(shí),記憶細(xì)胞快速作出的免疫應(yīng)答 。
特點(diǎn):比初次反應(yīng)更快速、更強(qiáng)烈。能在抗原侵入機(jī)體但尚未患病之前將其消滅,從而使患病程度降低。
曲線分析:
細(xì)胞免疫
(1)輔助性T細(xì)胞在體液免疫和細(xì)胞免疫中的作用
(2)細(xì)胞免疫基本過程
(3)體液免疫和細(xì)胞免疫的協(xié)調(diào)配合
比較項(xiàng)目 體液免疫 細(xì)胞免疫
參與細(xì)胞 B細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞、漿細(xì)胞 抗原呈遞細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞、記憶T細(xì)胞
作用對象 侵入內(nèi)環(huán)境 的抗原 被抗原入侵的宿主細(xì)胞、自身突變的細(xì)胞、移植的組織或器官、自身衰老損傷的細(xì)胞
作用方式 漿細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合 細(xì)胞毒性T細(xì)胞與被病原體入侵的宿主細(xì)胞結(jié)合
引起實(shí)例 外毒素 結(jié)核分枝桿菌、麻風(fēng)分枝桿菌
聯(lián) 系 侵入細(xì)胞的病原體,需要細(xì)胞免疫使靶細(xì)胞裂解,將病原體從靶細(xì)胞釋放出來然后由體液免疫將其徹底消滅。
(4)神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)
第三節(jié) 免疫失調(diào)
1.過敏反應(yīng)(防衛(wèi)功能過強(qiáng),是一種異常的體液免疫)
(1)概念:已產(chǎn)生免疫的機(jī)體,在 再次 接受 相同的抗原 時(shí)所發(fā)生的組織損傷或功能紊亂的免疫反應(yīng)。
(2)過敏原:能引起過敏反應(yīng)的抗原物質(zhì)叫做 過敏原 。
(3)機(jī)理:在接觸過敏原時(shí),在過敏原的刺激下,B細(xì)胞 會(huì)活化產(chǎn)生抗體。抗體吸附在皮膚、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些細(xì)胞的表面。
(4)特點(diǎn):①有_快慢_之分:過敏者可能在接觸過敏原后數(shù)分鐘出現(xiàn)反應(yīng),也可能24h后才有癥狀。
②有明顯的 遺傳傾向 和 個(gè)體差異 。
(5)主要預(yù)防措施:找出過敏原并且盡量避免再次接觸該過敏原 。
(6)舉例:蕁麻疹、過敏性鼻炎、過敏性休克等。
2.自身免疫病(防衛(wèi)功能過強(qiáng))
(1)概念:自身免疫反應(yīng)對組織和器官 造成損傷并出現(xiàn)癥狀。
(2)舉例: 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 、 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 、風(fēng)濕性心臟病等。
(3)風(fēng)濕性心臟病發(fā)病機(jī)理:某種鏈球菌的表面有一種抗原分子 ,與心臟瓣膜上一種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)十分相似,當(dāng)人體感染這種病菌后,免疫系統(tǒng)不僅向病菌發(fā)起進(jìn)攻,而且也向心臟瓣膜發(fā)起進(jìn)攻。
3.免疫缺陷病(防衛(wèi)功能過弱)
(1)概念:指由機(jī)體免疫功能不足或缺乏 而引起的疾病。
(2)種類:①先天性免疫缺陷病——重癥聯(lián)合免疫缺陷病
②獲得性免疫缺陷病——大多數(shù)免疫缺陷病,如艾滋病
(3)實(shí)例:艾滋病(又叫獲得性免疫缺陷綜合征,簡稱 AIDS )
抗原(病原體): 人類免疫缺陷病毒 ,簡稱 HIV 。
致病機(jī)理:HIV侵入人體后,能夠攻擊人體的 免疫 系統(tǒng),特別是能夠侵入 輔助性T細(xì)胞 ,使其大量死亡,導(dǎo)致患者 體液免疫下降,細(xì)胞免疫喪失,幾乎喪失一切免疫功能 ,各種傳染病則乘虛而入。
主要傳播途徑:性接觸傳播、血液傳播、母嬰傳播
預(yù)防措施:①采取安全的性行為;②避免注射吸毒;③接受檢測并積極治療HIV等性傳播感染;④不與他人共用牙刷和剃須刀;⑤不用未經(jīng)消毒的器械文眉、穿耳等。
第四節(jié) 免疫學(xué)的應(yīng)用
我國是世界上_最早_用_免疫_(dá)的方法預(yù)防傳染病的國家;
法國科學(xué)家_巴斯德__有關(guān)疫苗的研制,開創(chuàng)了_科學(xué)__地進(jìn)行__免疫接種__的新時(shí)期。
1. 疫苗
(1)概念:通常是用_滅活__的或_減毒_的病原體制成的生物制品。
(2)機(jī)理:接種疫苗后,人體內(nèi)可產(chǎn)生相應(yīng)的__抗體_,從而對 特定_的傳染病具有抵抗力。
(3)疫苗種類:
①滅活疫苗:將抗原病原微生物用物理方法滅活后制作而成。制備簡單,保存時(shí)間長且相對較安全,接種量大,且需要多次接種。例如,狂犬疫苗等。
②減毒疫苗:喪失致病能力,毒性減弱或基本無毒的活菌或病毒。接種一次,且接種量少免疫時(shí)間長,效果好。例如,卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗等。
③DNA疫苗:以現(xiàn)代基因工程的手段,由病毒DNA的一段無毒序列制成。安全性好,但需多次強(qiáng)化。例如,新型乙肝疫苗、某個(gè)亞型的禽流感疫苗等。
2. 器官移植
(1)概念:用正常的器官 置換 喪失 功能 的器官,以 重建 其生理功能的技術(shù)。
(2)意義:治療多種重要疾病的有效手段。
(3)原理:
每個(gè)人的_細(xì)胞表面__都帶有一組與別人不同的蛋白質(zhì)——_組織相容性抗原_,也叫人類白細(xì)胞抗原,簡稱_HLA_。它們是標(biāo)明細(xì)胞身份的標(biāo)簽物質(zhì),每個(gè)人的__白細(xì)胞_都認(rèn)識(shí)這些物質(zhì),因此正常情況下不會(huì)攻擊自身的細(xì)胞。如果將別人的器官或組織移植過來,白細(xì)胞就能識(shí)別出_HLA_不同而發(fā)起攻擊。因此,器官移植的成敗,主要取決于供者與受者的__HLA__是否一致或相似,研究表明,HLA的相似度達(dá)到 50% 以上就可以進(jìn)行器官移植。
(4)器官移植面臨的問題及希望:
(1)問題:免疫排斥、供體器官 短缺等。
(2)希望:利用干細(xì)胞培養(yǎng)相應(yīng)的組織、器官;更多的人自愿捐獻(xiàn)器官。
3. 免疫預(yù)防:是指在患病前將各種人工制備的免疫制劑(菌苗、疫苗或血清等)接種到人體內(nèi),使人體產(chǎn)生抗體及記憶細(xì)胞,增強(qiáng)人的免疫力,以達(dá)到預(yù)防傳染病的目的。
4.免疫治療:患病后的措施。即通過對人體輸入抗體、胸腺素、淋巴因子等某些藥物或生物制劑等,調(diào)整病人的免疫功能,從而達(dá)到治療疾病的目的。
項(xiàng)目 免疫預(yù)防 免疫治療
時(shí)間 病原體感染前的預(yù)防 病原體感染后的治療
注射的物質(zhì) 疫苗(經(jīng)處理的抗原) 抗體、細(xì)胞因子、血清等
目的 激發(fā)機(jī)體自身免疫反應(yīng), 產(chǎn)生抗體和記憶細(xì)胞 直接注射免疫活性物質(zhì), 增強(qiáng)人體抵御病原體的能力
5.免疫診斷:由于抗原抗體反應(yīng)的高度特異性 ,免疫學(xué)技術(shù)和制劑在臨床診斷上得到了廣泛的應(yīng)用,如檢測病原體和腫瘤標(biāo)志物。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第四章 免疫調(diào)節(jié)
第一節(jié) 免疫系統(tǒng)的組成和功能
一、免疫系統(tǒng)的組成
免疫器官:
(1)扁桃體 :通常指咽腭部的扁桃體,左右各一,形狀像扁桃。其內(nèi)部有很多免疫細(xì)胞,具有防御功能。
(2)淋巴結(jié) :呈圓形或豆?fàn)睿橇馨图?xì)胞集中的地方;沿淋巴管遍布全身,主要集中在頸部、腋窩部和腹股溝部等處,能阻止和消滅侵入體內(nèi)的微生物。
(3) 脾 :呈橢圓形,在胃的左側(cè),內(nèi)含大量的淋巴細(xì)胞;也參與制造新的血細(xì)胞與清除衰老的血細(xì)胞等。
(4)骨髓 :位于骨髓腔或骨松質(zhì)內(nèi),是各種免疫細(xì)胞發(fā)生、分化、發(fā)育的場所,是機(jī)體重要的免疫器官。
(5) 胸腺 :位于胸骨的后面,呈扁平的橢圓形,分左、右兩葉。胸腺隨年齡而增長,在青春期時(shí)達(dá)到高峰,以后逐漸退化。胸腺是T細(xì)胞分化、發(fā)育、成熟的場所。
2. 免疫細(xì)胞
(1)概念:執(zhí)行 免疫 功能的細(xì)胞。
(2)來源:來自__骨髓的造血干細(xì)胞__。
(3)種類:各種 白細(xì)胞 。如: 巨噬 細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、 樹突狀 細(xì)胞等。
淋巴細(xì)胞:包括B(淋巴)細(xì)胞和T(淋巴)細(xì)胞等。T細(xì)胞又可以分為輔助性T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞等。
樹突狀細(xì)胞:分布于 皮膚 、消化道、呼吸道等很多 上皮 組織及淋巴器官內(nèi),成熟時(shí)具有分支;具有強(qiáng)大的 吞噬 、呈遞抗原功能。
巨噬細(xì)胞:幾乎分布于機(jī)體的各種組織中,具有 吞噬 消化、抗原 處理和呈遞 功能。
免疫活性物質(zhì)
(1)概念:由免疫細(xì)胞或其他細(xì)胞產(chǎn)生的發(fā)揮免疫作用的物質(zhì)。
(2)來源:免疫細(xì)胞或其他細(xì)胞。
(3)種類:
抗體:能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的蛋白質(zhì) (一種抗體只能與一種抗原結(jié)合)。能隨血液循環(huán)和淋巴循環(huán)到達(dá)全身各處。
細(xì)胞因子:淋巴細(xì)胞分泌。(白細(xì)胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子)
溶菌酶:(多種細(xì)胞如唾液腺細(xì)胞、淚腺細(xì)胞都能合成)。
二、免疫系統(tǒng)的功能
1. 免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能——三道防線
(1)非特異性免疫:先天遺傳的,不針對某一類特定病原體,而是對 多 種病原體都有防疫作用。
第一道防線: 皮膚 、 黏膜 的屏障作用。
第二道防線:體液中的殺菌物質(zhì) (溶菌酶)和 吞噬細(xì)胞 (樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等)。
(2)特異性免疫(第三道防線):后天形成的,并非人人都有,有特異性,只對 特定 病原體起作用。
第三道防線:包括 體液免疫 和 細(xì)胞免疫 免疫器官和免疫細(xì)胞借助 血液 循環(huán)和 淋巴 循環(huán)組成的。
免疫系統(tǒng)的功能:
免疫防御 :是機(jī)體排除外來抗原性異物 的一種免疫防護(hù)作用,是免疫系統(tǒng)最基本的功能。
免疫自穩(wěn) :免疫自穩(wěn):是機(jī)體清除衰老或損傷的細(xì)胞 ,進(jìn)行自身調(diào)節(jié),維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的功能。
免疫監(jiān)視 :是機(jī)體識(shí)別和清除突變的細(xì)胞 ,防止腫瘤發(fā)生的功能
第二節(jié) 特異性免疫
1. 免疫系統(tǒng)對病原體的識(shí)別
(1)當(dāng)病原體突破了前兩道防線,第三道防線的“部隊(duì)”就會(huì)緊急動(dòng)員起來,產(chǎn)生__特異性免疫_(dá)_。第三道防線的作戰(zhàn)部隊(duì)主要是__眾多的淋巴細(xì)胞_。
(2)特異性免疫的方式:
體液免疫:B細(xì)胞激活后可以產(chǎn)生__抗體__,由于抗體主要存在于_體液_中,所以這種主要靠抗體“作戰(zhàn)”的方式稱為體液免疫。
細(xì)胞免疫:當(dāng)病原體進(jìn)入__細(xì)胞內(nèi)部__,主要靠_T細(xì)胞_直接接觸靶細(xì)胞來“作戰(zhàn)”。
體液免疫
(1)體液免疫基本過程
(2)二次免疫:再次接觸 相同抗原 時(shí),記憶細(xì)胞快速作出的免疫應(yīng)答 。
特點(diǎn):比初次反應(yīng)更快速、更強(qiáng)烈。能在抗原侵入機(jī)體但尚未患病之前將其消滅,從而使患病程度降低。
曲線分析:
細(xì)胞免疫
(1)輔助性T細(xì)胞在體液免疫和細(xì)胞免疫中的作用
(2)細(xì)胞免疫基本過程
(3)體液免疫和細(xì)胞免疫的協(xié)調(diào)配合
比較項(xiàng)目 體液免疫 細(xì)胞免疫
參與細(xì)胞 B細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞、漿細(xì)胞 抗原呈遞細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞、記憶T細(xì)胞
作用對象 侵入內(nèi)環(huán)境 的抗原 被抗原入侵的宿主細(xì)胞、自身突變的細(xì)胞、移植的組織或器官、自身衰老損傷的細(xì)胞
作用方式 漿細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合 細(xì)胞毒性T細(xì)胞與被病原體入侵的宿主細(xì)胞結(jié)合
引起實(shí)例 外毒素 結(jié)核分枝桿菌、麻風(fēng)分枝桿菌
聯(lián) 系 侵入細(xì)胞的病原體,需要細(xì)胞免疫使靶細(xì)胞裂解,將病原體從靶細(xì)胞釋放出來然后由體液免疫將其徹底消滅。
(4)神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)
第三節(jié) 免疫失調(diào)
1.過敏反應(yīng)(防衛(wèi)功能過強(qiáng),是一種異常的體液免疫)
(1)概念:已產(chǎn)生免疫的機(jī)體,在 再次 接受 相同的抗原 時(shí)所發(fā)生的組織損傷或功能紊亂的免疫反應(yīng)。
(2)過敏原:能引起過敏反應(yīng)的抗原物質(zhì)叫做 過敏原 。
(3)機(jī)理:在接觸過敏原時(shí),在過敏原的刺激下,B細(xì)胞 會(huì)活化產(chǎn)生抗體。抗體吸附在皮膚、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些細(xì)胞的表面。
(4)特點(diǎn):①有_快慢_之分:過敏者可能在接觸過敏原后數(shù)分鐘出現(xiàn)反應(yīng),也可能24h后才有癥狀。
②有明顯的 遺傳傾向 和 個(gè)體差異 。
(5)主要預(yù)防措施:找出過敏原并且盡量避免再次接觸該過敏原 。
(6)舉例:蕁麻疹、過敏性鼻炎、過敏性休克等。
2.自身免疫病(防衛(wèi)功能過強(qiáng))
(1)概念:自身免疫反應(yīng)對組織和器官 造成損傷并出現(xiàn)癥狀。
(2)舉例: 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 、 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 、風(fēng)濕性心臟病等。
(3)風(fēng)濕性心臟病發(fā)病機(jī)理:某種鏈球菌的表面有一種抗原分子 ,與心臟瓣膜上一種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)十分相似,當(dāng)人體感染這種病菌后,免疫系統(tǒng)不僅向病菌發(fā)起進(jìn)攻,而且也向心臟瓣膜發(fā)起進(jìn)攻。
3.免疫缺陷病(防衛(wèi)功能過弱)
(1)概念:指由機(jī)體免疫功能不足或缺乏 而引起的疾病。
(2)種類:①先天性免疫缺陷病——重癥聯(lián)合免疫缺陷病
②獲得性免疫缺陷病——大多數(shù)免疫缺陷病,如艾滋病
(3)實(shí)例:艾滋病(又叫獲得性免疫缺陷綜合征,簡稱 AIDS )
抗原(病原體): 人類免疫缺陷病毒 ,簡稱 HIV 。
致病機(jī)理:HIV侵入人體后,能夠攻擊人體的 免疫 系統(tǒng),特別是能夠侵入 輔助性T細(xì)胞 ,使其大量死亡,導(dǎo)致患者 體液免疫下降,細(xì)胞免疫喪失,幾乎喪失一切免疫功能 ,各種傳染病則乘虛而入。
主要傳播途徑:性接觸傳播、血液傳播、母嬰傳播
預(yù)防措施:①采取安全的性行為;②避免注射吸毒;③接受檢測并積極治療HIV等性傳播感染;④不與他人共用牙刷和剃須刀;⑤不用未經(jīng)消毒的器械文眉、穿耳等。
第四節(jié) 免疫學(xué)的應(yīng)用
我國是世界上_最早_用_免疫_(dá)的方法預(yù)防傳染病的國家;
法國科學(xué)家_巴斯德__有關(guān)疫苗的研制,開創(chuàng)了_科學(xué)__地進(jìn)行__免疫接種__的新時(shí)期。
1. 疫苗
(1)概念:通常是用_滅活__的或_減毒_的病原體制成的生物制品。
(2)機(jī)理:接種疫苗后,人體內(nèi)可產(chǎn)生相應(yīng)的__抗體_,從而對 特定_的傳染病具有抵抗力。
(3)疫苗種類:
①滅活疫苗:將抗原病原微生物用物理方法滅活后制作而成。制備簡單,保存時(shí)間長且相對較安全,接種量大,且需要多次接種。例如,狂犬疫苗等。
②減毒疫苗:喪失致病能力,毒性減弱或基本無毒的活菌或病毒。接種一次,且接種量少免疫時(shí)間長,效果好。例如,卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗等。
③DNA疫苗:以現(xiàn)代基因工程的手段,由病毒DNA的一段無毒序列制成。安全性好,但需多次強(qiáng)化。例如,新型乙肝疫苗、某個(gè)亞型的禽流感疫苗等。
2. 器官移植
(1)概念:用正常的器官 置換 喪失 功能 的器官,以 重建 其生理功能的技術(shù)。
(2)意義:治療多種重要疾病的有效手段。
(3)原理:
每個(gè)人的_細(xì)胞表面__都帶有一組與別人不同的蛋白質(zhì)——_組織相容性抗原_,也叫人類白細(xì)胞抗原,簡稱_HLA_。它們是標(biāo)明細(xì)胞身份的標(biāo)簽物質(zhì),每個(gè)人的__白細(xì)胞_都認(rèn)識(shí)這些物質(zhì),因此正常情況下不會(huì)攻擊自身的細(xì)胞。如果將別人的器官或組織移植過來,白細(xì)胞就能識(shí)別出_HLA_不同而發(fā)起攻擊。因此,器官移植的成敗,主要取決于供者與受者的__HLA__是否一致或相似,研究表明,HLA的相似度達(dá)到 50% 以上就可以進(jìn)行器官移植。
(4)器官移植面臨的問題及希望:
(1)問題:免疫排斥、供體器官 短缺等。
(2)希望:利用干細(xì)胞培養(yǎng)相應(yīng)的組織、器官;更多的人自愿捐獻(xiàn)器官。
3. 免疫預(yù)防:是指在患病前將各種人工制備的免疫制劑(菌苗、疫苗或血清等)接種到人體內(nèi),使人體產(chǎn)生抗體及記憶細(xì)胞,增強(qiáng)人的免疫力,以達(dá)到預(yù)防傳染病的目的。
4.免疫治療:患病后的措施。即通過對人體輸入抗體、胸腺素、淋巴因子等某些藥物或生物制劑等,調(diào)整病人的免疫功能,從而達(dá)到治療疾病的目的。
項(xiàng)目 免疫預(yù)防 免疫治療
時(shí)間 病原體感染前的預(yù)防 病原體感染后的治療
注射的物質(zhì) 疫苗(經(jīng)處理的抗原) 等
目的 激發(fā)機(jī)體自身免疫反應(yīng), 產(chǎn)生 直接注射免疫活性物質(zhì), 增強(qiáng)人體抵御病原體的能力
5.免疫診斷:由于抗原抗體反應(yīng)的高度特異性 ,免疫學(xué)技術(shù)和制劑在臨床診斷上得到了廣泛的應(yīng)用,如檢測病原體和腫瘤標(biāo)志物。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第五章 植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
第一節(jié) 植物生長素
一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程
1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程
(1)達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)
①發(fā)現(xiàn)問題:植物具有向光性,即在 單側(cè)光 的照射下,植物朝向 光源 方向生長的現(xiàn)象。
②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(材料:金絲雀虉草的胚芽鞘)
第一組 第二組
圖示
條件 相同的 單側(cè)光 照射
處理 a組:不作處理,保留胚芽鞘尖端 c組:用錫箔帽子把 尖端 罩上
b組:去掉 胚芽鞘尖端 d組:用錫箔罩住 尖端下面一段
自變量 0 尖端的有無 0 0 尖端是否接受光照 0
現(xiàn)象 a組: 向光彎曲生長 c組: 直立生長
b組: 不生長、不彎曲 d組: 向光彎曲生長
結(jié)論 向光性產(chǎn)生的有關(guān)部位是胚芽鞘的 尖端 感受光刺激的部位在胚芽鞘的 尖端
胚芽鞘生長與否取決于 尖端 的有無;胚芽鞘彎曲生長部位在 尖端以下部分
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論:胚芽鞘 尖端 受 單側(cè)光 刺激后,就向下面的 伸長區(qū) 傳遞某種“ 影響 ”,造成伸長區(qū) 背光面 比 向光面 生長快,因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。
(2)鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn) (3)拜爾的實(shí)驗(yàn)
第一組 第二組 第一組 第二組
圖示 圖示
條件 相同的 單側(cè)光 照射 條件 0 黑暗 中0
處理 切去胚芽鞘尖端 在胚芽鞘尖端和伸長區(qū)之間插入瓊脂片 處理 切取胚芽鞘尖端 移至左側(cè) 切取胚芽鞘尖端 移至 右側(cè)
現(xiàn)象 不生長、不彎曲 向光彎曲生長 現(xiàn)象 向右彎曲生長 向左彎曲生長
結(jié)論 胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過 瓊脂片 傳遞給下部的伸長區(qū) 結(jié)論 胚芽鞘的彎曲生長,是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的 “影響”在其下部分布 不均勻 造成的
(4)溫特的實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)組 對照組
圖示
處理 把接觸過 胚芽鞘尖端 的瓊脂塊切成小塊,放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側(cè) 把 未接觸過胚芽鞘尖端 的瓊脂塊切成小塊,放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側(cè)
現(xiàn)象 胚芽鞘會(huì)朝 瓊脂塊對側(cè)彎曲 生長 0胚芽鞘 不生長、不彎曲 0
結(jié)論 胚芽鞘的彎曲生長確實(shí)是一種 化學(xué)物質(zhì) 引起的,溫特把這種物種命名為 生長素
注:瓊脂塊的作用是 收集尖端產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì) ;對照組的目的是 排除瓊脂塊自身成分對實(shí)驗(yàn)的干 。
(5)其他科學(xué)家的研究:確認(rèn)生長素的化學(xué)本質(zhì)是 吲哚乙酸(IAA) 。
注:植物體內(nèi)具有生長素效應(yīng)的物質(zhì),除了IAA外,還有 苯乙酸(PAA) 、 吲哚丁酸(IBA) 等。
區(qū)別:生長素:屬于 植物 (動(dòng)物/植物)激素,化學(xué)本質(zhì)是 吲哚乙酸 。
生長激素:屬于 動(dòng)物 (動(dòng)物/植物)激素,化學(xué)本質(zhì)是 蛋白質(zhì) ,由 垂體 產(chǎn)生。
2. 植物激素:由 植物體內(nèi) 產(chǎn)生,能從 產(chǎn)生部位 運(yùn)送到 作用部位 ,對植物的生長發(fā)育有
顯著影響 的 微量有機(jī)物 。
3. 生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布
(1)產(chǎn)生:部位:主要合成場所是 幼嫩的芽、葉 和 發(fā)育中的種子 。
(1)產(chǎn)生:來源:是由 色氨酸 經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變而來的。
(2)運(yùn)輸
①極性運(yùn)輸:生長素只能 單方向 地從 形態(tài)學(xué)上端 運(yùn)輸?shù)? 形態(tài)學(xué)下端 。
極性運(yùn)輸是細(xì)胞的 主動(dòng)運(yùn)輸 ,需要 載體蛋白 協(xié)助,需要消耗 能量 。
②橫向運(yùn)輸:由 單側(cè)光、重力、離心力 等外界刺激引起,只發(fā)生在根、芽等各個(gè)部位的 尖端 。
a.判斷運(yùn)輸類型 橫向運(yùn)輸: ①④ 極性運(yùn)輸: ②③ b.在圖中標(biāo)出極性運(yùn)輸方向 c.在圖中標(biāo)出橫向運(yùn)輸方向,并總結(jié)影響橫向運(yùn)輸?shù)囊蛩? 影響因素: 單側(cè)光、重力、離心力
③非極性運(yùn)輸:在 成熟 組織中,生長素可以通過 韌皮部 進(jìn)行非極性運(yùn)輸。
(3)分布:在植物體各器官中都有分布,但相對集中地分布在 生長旺盛 的部分,如 胚芽鞘 、芽和根頂端的 分生組織 、 形成層 、 發(fā)育中的種子 和果實(shí)等處。
4. 胚芽鞘(植物)向光性原因
(1)原因分析:植物的向光性是由于生長素 分布不均勻 造成的: 單側(cè)光 照射后,胚芽鞘背光一側(cè)的生長素含量 多于 向光一側(cè),因而引起兩側(cè)的生長 不均勻 ,從而造成向光彎曲。
(2)原因圖解
(3)小結(jié):胚芽鞘向光性實(shí)驗(yàn)歸納
①生長素合成部位: 胚芽鞘尖端 。②生長素作用部位: 胚芽鞘尖端以下的部分(伸長區(qū))。
③胚芽鞘感光部位: 胚芽鞘尖端 。④胚芽鞘彎曲生長部位: 胚芽鞘尖端以下的部分(伸長區(qū))。
⑤胚芽鞘向光性外因: 單側(cè)光照射 ;內(nèi)因: 尖端下部生長素分布不均勻 。
⑥胚芽鞘生長與否:取決于 尖端下部能否獲得生長素 ;
⑦胚芽鞘生長彎曲與否:取決于 尖端下部生長素分布是否均勻 。
5. 不同處理?xiàng)l件下胚芽鞘生長彎曲現(xiàn)象分析
(1)暗盒開孔類 (2)云母片(玻璃片)插入類(注:生長素不能透過)
現(xiàn)象:① 直立生長 現(xiàn)象:① 直立生長 ② 直立生長
② 向光彎曲生長 ③ 向光彎曲生長 ④ 向左彎曲生長
(3)切割移植類
現(xiàn)象:① 直立生長 ② 向左彎曲生長
③a、b、c關(guān)系為: a=b+c,b>c ,胚芽鞘生長情況: 向右彎曲生長
④a、b、c關(guān)系為: a=b+c,c>b ,胚芽鞘生長情況: 向左彎曲生長
(4)錫箔紙遮蓋類 (5)旋轉(zhuǎn)類
現(xiàn)象:① 直立生長 ② 向光彎曲生長 現(xiàn)象:① 向中央彎曲生長 ② 直立生長
③ 向開孔處彎曲生長
(6)幼苗橫置類 (7)失重類
現(xiàn)象:① 根向下彎曲生長 現(xiàn)象: 根莖都水平生長
② 莖向上彎曲生長
特別提醒:
①尖端是否產(chǎn)生生長素和產(chǎn)生生長素的多少,與光照無關(guān),所以在黑暗的情況下胚芽鞘也能直立生長。
②幼苗移到太空后,其向光性仍保留,但因無重力作用而失去了根的向重力性和莖的負(fù)向重力性。
6. 生長素極性運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證
兩組相互對照,共同證明生長素只能由形態(tài)學(xué) 上端 向形態(tài)學(xué) 下端 運(yùn)輸。
二、生長素的生理作用
1. 作用機(jī)理:生長素能促進(jìn)細(xì)胞 伸長生長 ,從而引起植株長高。
2. 作用方式:生長素 不直接 參與細(xì)胞代謝,而是作為 信息分子 給細(xì)胞傳達(dá)一種 調(diào)節(jié)代謝 的信息。
3. 生長素的作用特點(diǎn)—— 兩重 性
(1)作用表現(xiàn):既能促進(jìn)生長,也能 抑制 生長;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。
(2)影響生長素生理作用的因素
①濃度:一般情況下,在 濃度較低 時(shí)促進(jìn)生長,在 濃度過高 時(shí)抑制生長,甚至 殺死 植物。
②成熟程度:一般來說, 幼嫩 的細(xì)胞對生長素敏感, 老細(xì)胞 則比較遲鈍。
③器官:不同器官對生長素的反應(yīng)敏感程度不同。根、芽、莖敏感程度為: 根 > 芽 > 莖 。
(3)生長素兩重性曲線分析
①不同濃度的生長素作用于同一器官上,引起的生理功效不同。即在一定濃度范圍內(nèi) 促進(jìn) 生長,超過這一范圍則 抑制 生長。以根為例:
A′點(diǎn)濃度:表現(xiàn)為對根的生長 既不促進(jìn),也不抑制 (為低濃度和高濃度的分界點(diǎn));
A′點(diǎn)前濃度(低濃度):表現(xiàn)為 促進(jìn)生長 ;A′點(diǎn)后濃度(高濃度):表現(xiàn)為 抑制生長 。
A點(diǎn)濃度:為促進(jìn)根生長的 最適濃度 ;A點(diǎn)前:隨濃度升高, 促進(jìn)作用逐漸增強(qiáng) ;
AA′段:隨濃度升高, 促進(jìn)作用逐漸減弱 ;A′點(diǎn)后:隨濃度升高, 抑制作用逐漸增強(qiáng) 。
注:由生長素作用曲線可知,存在作用效果相同的兩種生長素濃度,最適濃度在這兩種濃度之間。
②同一濃度的生長素作用于不同器官上,引起的生理功效也不同,這是因?yàn)椴煌钠鞴賹ιL素的敏感性不同(敏感性高低: 根 > 芽 > 莖 ),也說明不同器官正常生長要求的生長素濃度不同。
例如:B′點(diǎn)濃度,對根表現(xiàn)為 抑制 作用,對芽表現(xiàn)為 既不促進(jìn)、也不抑制 ,對莖表現(xiàn)為 促進(jìn)
作用。
注意:在太空中(重力為0),植物根、莖的生長不同于地球上,但生長素兩重性的曲線仍適用。
4. 生長素兩重性實(shí)例
(1)頂端優(yōu)勢
①概念: 頂芽 優(yōu)先生長,側(cè)芽受到 抑制 的現(xiàn)象。
②原因分析:頂芽產(chǎn)生的生長素向下極性運(yùn)輸,大量積累在靠近頂芽的 側(cè)芽 附近。由于側(cè)芽對生長素濃度比較 敏感 ,因此側(cè)芽的生長受到 抑制 ;而頂芽處的生長素濃度適宜,生長 較快 。
③解除頂端優(yōu)勢的方法: 去掉頂芽 。如棉花摘心可使側(cè)芽處生長素濃度 降低 (升高/降低),
促進(jìn) (促進(jìn)/抑制)其生長。(思考:上圖去掉頂芽后側(cè)芽 A 生長較快)
④應(yīng)用:需要長高的植物(如木材):保留頂端優(yōu)勢;不要長高、需要側(cè)枝較多的植物(如棉花摘心、煙草打頂、果樹修剪整枝):去掉頂芽,解除頂端優(yōu)勢。
第二節(jié) 其他植物激素
1. 能引起水稻植株出現(xiàn)瘋長現(xiàn)象(惡苗病)的激素是 赤霉素 。
2. 植物激素的合成部位和主要作用
種類 合成部位 生理功能
生長素 幼嫩的 芽和幼葉 和發(fā)育中的 種子 促進(jìn)細(xì)胞 伸長生長 ,從而引起植株增高
赤霉素 GA 未成熟的 種子 、 幼根 和 幼芽 ①促進(jìn)細(xì)胞 伸長生長 ,從而引起植株增高; ②促進(jìn)種子 萌發(fā) 和果實(shí) 發(fā)育
細(xì)胞分裂素CTK 主要是 根尖 ①促進(jìn)細(xì)胞 分裂 ②促進(jìn)芽的 分化 延緩衰老
脫落酸ABA 根冠、萎蔫的葉片 等 ①抑制細(xì)胞 分裂 ; ②促進(jìn)葉和果實(shí)的 衰老 和 脫落 ③維持種子休眠 、促進(jìn)氣孔關(guān)閉
乙烯ETH 植物體 各個(gè)部位 ①促進(jìn)果實(shí)成熟 ;②促進(jìn)葉、花、果實(shí)脫落;③促進(jìn)開花
注:第六類植物激素——油菜素內(nèi)酯:促進(jìn)莖、葉細(xì)胞的擴(kuò)展和分裂,促進(jìn)花粉管生長、種子萌發(fā)。
3. 各種激素間的相互關(guān)系
(1)在植物的 生長發(fā)育 和適應(yīng) 環(huán)境變化 的過程中,各種植物激素并不是 孤立 地起作用,而是多種激素 相互作用 共同調(diào)節(jié)。
(2)在細(xì)胞分裂起作用的激素
_生長素_和__細(xì)胞分裂素__在細(xì)胞分裂起__協(xié)同_作用。
(3)生長素和赤霉素的關(guān)系
兩者都能促進(jìn)細(xì)胞伸長,表現(xiàn)為協(xié)同 作用。赤霉素既可促進(jìn) 生長素的合成,又可抑制生長素分解。
(4)脫落酸和赤霉素的關(guān)系
脫落酸使種子保持 休眠狀 態(tài),赤霉素促進(jìn)種子萌發(fā) ,兩者為拮抗 作用。
(5)生長素和乙烯的關(guān)系
生長素含量達(dá)到一定值時(shí),促進(jìn) 乙烯合成;乙烯含量升高會(huì)抑制 生長素的作用。可見高濃度生長素抑制生長很有可能是通過乙烯起作用的。
(6)在花的性別分化上起作用的激素
赤霉素_促進(jìn)雄花分化,_脫落酸_促進(jìn)雌花分化;_赤霉素_和_脫落酸_在黃瓜花的性別分化上起_拮抗_作用。
第三節(jié)植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用
1. 植物生長調(diào)節(jié)劑
(1)含義: 人工合成 的對植物的生長發(fā)育有 調(diào)節(jié) 作用的 化學(xué)物質(zhì) 。
(2)優(yōu)點(diǎn):容易 合成 、原料 廣泛 、 效果穩(wěn)定 等優(yōu)點(diǎn)。
思考:植物生長調(diào)節(jié)劑效果穩(wěn)定的原因: 植物生長調(diào)節(jié)劑在植物體內(nèi)沒有分解它的酶 。
植物生長調(diào)節(jié)劑的類型和作用
(1)分子結(jié)構(gòu)和生理效應(yīng)與植物激素 類似,如吲哚丁酸。
(2)分子結(jié)構(gòu)與植物激素完全不同,但具有與植物激素類似的生理效應(yīng),如α-萘乙酸(NAA)、矮壯素等。
(3)生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的好處:提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì);減輕人工勞動(dòng)。
(4)生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的負(fù)面影響:使用不當(dāng),可能影響作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì);過量使用,可能對人體健康和環(huán)境 帶來不利影響。
3. 探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度
(1)原理:適宜濃度的NAA溶液促進(jìn)插條生根 ,濃度過高或過低都不利于插條生根 。
(2)處理插條的方法
①浸泡法:適用于 低 濃度溶液,要在遮陰和空氣濕度較高的地方進(jìn)行。
②沾蘸法:適用于 高 濃度溶液。
(3)變量分析
①自變量:不同生長素類似物溶液的 濃度 。
②因變量:插條的 生根 情況,如 生根時(shí)間,根的數(shù)量、長度 。
③無關(guān)變量:如 處理時(shí)間、光照、溫度、枝條上芽的數(shù)量 ,無關(guān)變量要求 相同且適宜 。
(4)實(shí)驗(yàn)思路:設(shè)計(jì)一系列 濃度梯度 的生長素類似物溶液,觀察統(tǒng)計(jì)各濃度下插條 生根情況 。
①將 生長狀況 相同的插條平均分成若干組;
②配制對應(yīng)組數(shù)的系列 梯度濃度 的生長素類似物溶液,使用清水(濃度為0)的一組作為 對照 組。
③分別用不同濃度的生長素類似物溶液處理對應(yīng)組的 插條形態(tài)學(xué)下端 ;
④觀察記錄插條 生根時(shí)間,根的數(shù)量、長度 等,確定最適濃度。
實(shí)驗(yàn)中生根時(shí)間最短、數(shù)量最多、長度最長的一組對應(yīng)濃度就是促進(jìn)扦插生根的 最適濃度 。
(5)在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí),有時(shí)需要在正式實(shí)驗(yàn)前先做一個(gè) 預(yù)實(shí)驗(yàn) 。可以為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)摸索條件,檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性,以免由于設(shè)計(jì)不周,盲目開展實(shí)驗(yàn)而造成人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。
環(huán)境因素參與植物的生命活動(dòng)
一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)
1.光對植物生長發(fā)育的作用
(1)光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源;
(2)光作為一種信號(hào),影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。
2.光信號(hào)傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之一——光敏色素
(1)化學(xué)本質(zhì):蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)
(2)分布:植物的各個(gè)部位,其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。
(3)吸收光的類型:主要是紅光和遠(yuǎn)紅光。
3.光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制
二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他因素
除了光,溫度、重力等環(huán)境因素也會(huì)參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。
1.溫度參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)的實(shí)例
(1)年輪形成的原因:
①春夏季細(xì)胞分裂快、細(xì)胞體積大,在樹干上形成顏色較淺的帶;
②秋冬季細(xì)胞分裂慢,細(xì)胞體積較小,樹干上形成顏色較深的帶。
(2)春化作用 :經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用。
2.重力參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)實(shí)例
正向重力性:根順著重力方向向下生長(根的向地性)
負(fù)向重力性:莖背著重力方向向上生長(莖的背地性)
淀粉—平衡石假說:植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞,即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的。
三、植物生長發(fā)育的整體調(diào)控
高等植物是由很多細(xì)胞組成的高度復(fù)雜的有機(jī)體,它的正常生長發(fā)育需要各個(gè)器官、組織、細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)和配合。植物生長發(fā)育的調(diào)控,是基因表達(dá)調(diào)控、激索調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
1.基因表達(dá)調(diào)控:植物細(xì)胞里儲(chǔ)存著全套基因,但是某個(gè)細(xì)胞的基因如何表達(dá)則會(huì)根據(jù)需要作調(diào)整。
2.激素調(diào)節(jié):激素作為信息分子,會(huì)影響細(xì)胞的基因表達(dá),從而起到調(diào)節(jié)作用。同時(shí),激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果,也受到環(huán)境因素的影響。
3.環(huán)境因素調(diào)節(jié):植物響應(yīng)環(huán)境變化,調(diào)控基因表達(dá)以及激素產(chǎn)生、分布,最終表現(xiàn)在器官和個(gè)體水平上的變化。新人教版生物學(xué)選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》知識(shí)梳理
第五章 植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
第一節(jié) 植物生長素
一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程
1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程
(1)達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)
①發(fā)現(xiàn)問題:植物具有向光性,即在 單側(cè)光 的照射下,植物朝向 光源 方向生長的現(xiàn)象。
②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(材料:金絲雀虉草的胚芽鞘)
第一組 第二組
圖示
條件 相同的 單側(cè)光 照射
處理 a組:不作處理,保留胚芽鞘尖端 c組:用錫箔帽子把 尖端 罩上
b組:去掉 胚芽鞘尖端 d組:用錫箔罩住 尖端下面一段
自變量 0 尖端的有無 0 0 尖端是否接受光照 0
現(xiàn)象 a組: 向光彎曲生長 c組: 直立生長
b組: 不生長、不彎曲 d組: 向光彎曲生長
結(jié)論 向光性產(chǎn)生的有關(guān)部位是胚芽鞘的 尖端 感受光刺激的部位在胚芽鞘的 尖端
胚芽鞘生長與否取決于 尖端 的有無;胚芽鞘彎曲生長部位在 尖端以下部分
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論:胚芽鞘 尖端 受 單側(cè)光 刺激后,就向下面的 伸長區(qū) 傳遞某種“ 影響 ”,造成伸長區(qū) 背光面 比 向光面 生長快,因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。
(2)鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn) (3)拜爾的實(shí)驗(yàn)
第一組 第二組 第一組 第二組
圖示 圖示
條件 相同的 單側(cè)光 照射 條件 0 黑暗 中0
處理 切去胚芽鞘尖端 在胚芽鞘尖端和伸長區(qū)之間插入瓊脂片 處理 切取胚芽鞘尖端 移至左側(cè) 切取胚芽鞘尖端 移至 右側(cè)
現(xiàn)象 不生長、不彎曲 向光彎曲生長 現(xiàn)象 向右彎曲生長 向左彎曲生長
結(jié)論 胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過 瓊脂片 傳遞給下部的伸長區(qū) 結(jié)論 胚芽鞘的彎曲生長,是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的 “影響”在其下部分布 不均勻 造成的
(4)溫特的實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)組 對照組
圖示
處理 把接觸過 胚芽鞘尖端 的瓊脂塊切成小塊,放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側(cè) 把 未接觸過胚芽鞘尖端 的瓊脂塊切成小塊,放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側(cè)
現(xiàn)象 胚芽鞘會(huì)朝 瓊脂塊對側(cè)彎曲 生長 0胚芽鞘 不生長、不彎曲 0
結(jié)論 胚芽鞘的彎曲生長確實(shí)是一種 化學(xué)物質(zhì) 引起的,溫特把這種物種命名為 生長素
注:瓊脂塊的作用是 收集尖端產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì) ;對照組的目的是 排除瓊脂塊自身成分對實(shí)驗(yàn)的干 。
(5)其他科學(xué)家的研究:確認(rèn)生長素的化學(xué)本質(zhì)是 吲哚乙酸(IAA) 。
注:植物體內(nèi)具有生長素效應(yīng)的物質(zhì),除了IAA外,還有 苯乙酸(PAA) 、 吲哚丁酸(IBA) 等。
區(qū)別:生長素:屬于 植物 (動(dòng)物/植物)激素,化學(xué)本質(zhì)是 吲哚乙酸 。
生長激素:屬于 動(dòng)物 (動(dòng)物/植物)激素,化學(xué)本質(zhì)是 蛋白質(zhì) ,由 垂體 產(chǎn)生。
2. 植物激素:由 植物體內(nèi) 產(chǎn)生,能從 產(chǎn)生部位 運(yùn)送到 作用部位 ,對植物的生長發(fā)育有
顯著影響 的 微量有機(jī)物 。
3. 生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布
(1)產(chǎn)生:部位:主要合成場所是 幼嫩的芽、葉 和 發(fā)育中的種子 。
(1)產(chǎn)生:來源:是由 色氨酸 經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變而來的。
(2)運(yùn)輸
①極性運(yùn)輸:生長素只能 單方向 地從 形態(tài)學(xué)上端 運(yùn)輸?shù)? 形態(tài)學(xué)下端 。
極性運(yùn)輸是細(xì)胞的 主動(dòng)運(yùn)輸 ,需要 載體蛋白 協(xié)助,需要消耗 能量 。
②橫向運(yùn)輸:由 單側(cè)光、重力、離心力 等外界刺激引起,只發(fā)生在根、芽等各個(gè)部位的 尖端 。
a.判斷運(yùn)輸類型 橫向運(yùn)輸: ①④ 極性運(yùn)輸: ②③ b.在圖中標(biāo)出極性運(yùn)輸方向 c.在圖中標(biāo)出橫向運(yùn)輸方向,并總結(jié)影響橫向運(yùn)輸?shù)囊蛩? 影響因素: 單側(cè)光、重力、離心力
③非極性運(yùn)輸:在 成熟 組織中,生長素可以通過 韌皮部 進(jìn)行非極性運(yùn)輸。
(3)分布:在植物體各器官中都有分布,但相對集中地分布在 生長旺盛 的部分,如 胚芽鞘 、芽和根頂端的 分生組織 、 形成層 、 發(fā)育中的種子 和果實(shí)等處。
4. 胚芽鞘(植物)向光性原因
(1)原因分析:植物的向光性是由于生長素 分布不均勻 造成的: 單側(cè)光 照射后,胚芽鞘背光一側(cè)的生長素含量 多于 向光一側(cè),因而引起兩側(cè)的生長 不均勻 ,從而造成向光彎曲。
(2)原因圖解
(3)小結(jié):胚芽鞘向光性實(shí)驗(yàn)歸納
①生長素合成部位: 胚芽鞘尖端 。②生長素作用部位: 胚芽鞘尖端以下的部分(伸長區(qū))。
③胚芽鞘感光部位: 胚芽鞘尖端 。④胚芽鞘彎曲生長部位: 胚芽鞘尖端以下的部分(伸長區(qū))。
⑤胚芽鞘向光性外因: 單側(cè)光照射 ;內(nèi)因: 尖端下部生長素分布不均勻 。
⑥胚芽鞘生長與否:取決于 尖端下部能否獲得生長素 ;
⑦胚芽鞘生長彎曲與否:取決于 尖端下部生長素分布是否均勻 。
5. 不同處理?xiàng)l件下胚芽鞘生長彎曲現(xiàn)象分析
(1)暗盒開孔類 (2)云母片(玻璃片)插入類(注:生長素不能透過)
現(xiàn)象:① 直立生長 現(xiàn)象:① 直立生長 ② 直立生長
② 向光彎曲生長 ③ 向光彎曲生長 ④ 向左彎曲生長
(3)切割移植類
現(xiàn)象:① 直立生長 ② 向左彎曲生長
③a、b、c關(guān)系為: a=b+c,b>c ,胚芽鞘生長情況: 向右彎曲生長
④a、b、c關(guān)系為: a=b+c,c>b ,胚芽鞘生長情況: 向左彎曲生長
(4)錫箔紙遮蓋類 (5)旋轉(zhuǎn)類
現(xiàn)象:① 直立生長 ② 向光彎曲生長 現(xiàn)象:① 向中央彎曲生長 ② 直立生長
③ 向開孔處彎曲生長
(6)幼苗橫置類 (7)失重類
現(xiàn)象:① 根向下彎曲生長 現(xiàn)象: 根莖都水平生長
② 莖向上彎曲生長
特別提醒:
①尖端是否產(chǎn)生生長素和產(chǎn)生生長素的多少,與光照無關(guān),所以在黑暗的情況下胚芽鞘也能直立生長。
②幼苗移到太空后,其向光性仍保留,但因無重力作用而失去了根的向重力性和莖的負(fù)向重力性。
6. 生長素極性運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證
兩組相互對照,共同證明生長素只能由形態(tài)學(xué) 上端 向形態(tài)學(xué) 下端 運(yùn)輸。
二、生長素的生理作用
1. 作用機(jī)理:生長素能促進(jìn)細(xì)胞 伸長生長 ,從而引起植株長高。
2. 作用方式:生長素 不直接 參與細(xì)胞代謝,而是作為 信息分子 給細(xì)胞傳達(dá)一種 調(diào)節(jié)代謝 的信息。
3. 生長素的作用特點(diǎn)—— 性
(1)作用表現(xiàn):既能促進(jìn)生長,也能 抑制 生長;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。
(2)影響生長素生理作用的因素
①濃度:一般情況下,在 濃度較低 時(shí)促進(jìn)生長,在 濃度過高 時(shí)抑制生長,甚至 殺死 植物。
②成熟程度:一般來說, 幼嫩 的細(xì)胞對生長素敏感, 老細(xì)胞 則比較遲鈍。
③器官:不同器官對生長素的反應(yīng)敏感程度不同。根、芽、莖敏感程度為: 根 > 芽 > 莖 。
(3)生長素兩重性曲線分析
①不同濃度的生長素作用于同一器官上,引起的生理功效不同。即在一定濃度范圍內(nèi) 促進(jìn) 生長,超過這一范圍則 抑制 生長。以根為例:
A′點(diǎn)濃度:表現(xiàn)為對根的生長 既不促進(jìn),也不抑制 (為低濃度和高濃度的分界點(diǎn));
A′點(diǎn)前濃度(低濃度):表現(xiàn)為 促進(jìn)生長 ;A′點(diǎn)后濃度(高濃度):表現(xiàn)為 抑制生長 。
A點(diǎn)濃度:為促進(jìn)根生長的 最適濃度 ;A點(diǎn)前:隨濃度升高, 促進(jìn)作用逐漸增強(qiáng) ;
AA′段:隨濃度升高, 促進(jìn)作用逐漸減弱 ;A′點(diǎn)后:隨濃度升高, 抑制作用逐漸增強(qiáng) 。
注:由生長素作用曲線可知,存在作用效果相同的兩種生長素濃度,最適濃度在這兩種濃度之間。
②同一濃度的生長素作用于不同器官上,引起的生理功效也不同,這是因?yàn)椴煌钠鞴賹ιL素的敏感性不同(敏感性高低: 根 > 芽 > 莖 ),也說明不同器官正常生長要求的生長素濃度不同。
例如:B′點(diǎn)濃度,對根表現(xiàn)為 抑制 作用,對芽表現(xiàn)為 既不促進(jìn)、也不抑制 ,對莖表現(xiàn)為 促進(jìn)
作用。
注意:在太空中(重力為0),植物根、莖的生長不同于地球上,但生長素兩重性的曲線仍適用。
4. 生長素兩重性實(shí)例
(1)頂端優(yōu)勢
①概念: 頂芽 優(yōu)先生長,側(cè)芽受到 抑制 的現(xiàn)象。
②原因分析:頂芽產(chǎn)生的生長素向下極性運(yùn)輸,大量積累在靠近頂芽的 側(cè)芽 附近。由于側(cè)芽對生長素濃度比較 敏感 ,因此側(cè)芽的生長受到 抑制 ;而頂芽處的生長素濃度適宜,生長 較快 。
③解除頂端優(yōu)勢的方法: 去掉頂芽 。如棉花摘心可使側(cè)芽處生長素濃度 降低 (升高/降低),
促進(jìn) (促進(jìn)/抑制)其生長。(思考:上圖去掉頂芽后側(cè)芽 A 生長較快)
④應(yīng)用:需要長高的植物(如木材): ;不要長高、需要側(cè)枝較多的植物(如棉花摘心、煙草打頂、果樹修剪整枝): 。
第二節(jié) 其他植物激素
1. 能引起水稻植株出現(xiàn)瘋長現(xiàn)象(惡苗病)的激素是 赤霉素 。
2. 植物激素的合成部位和主要作用
種類 合成部位 生理功能
生長素 幼嫩的 芽和幼葉 和發(fā)育中的 種子 促進(jìn)細(xì)胞 伸長生長 ,從而引起植株增高
赤霉素 GA 未成熟的 種子 、 幼根 和 幼芽 ①促進(jìn)細(xì)胞 伸長生長 ,從而引起植株增高; ②促進(jìn)種子 萌發(fā) 和果實(shí) 發(fā)育
細(xì)胞分裂素CTK 主要是 根尖 ①促進(jìn)細(xì)胞 分裂 ②促進(jìn)芽的
脫落酸ABA 根冠、萎蔫的葉片 等 ①抑制細(xì)胞 分裂 ; ②促進(jìn)葉和果實(shí)的 衰老 和 脫落 ③維持種子 、
乙烯ETH 植物體 各個(gè)部位 ①促進(jìn)果實(shí) ;②促進(jìn)葉、花、果實(shí) ;③促進(jìn)
注:第六類植物激素——油菜素內(nèi)酯:促進(jìn)莖、葉細(xì)胞的擴(kuò)展和分裂,促進(jìn)花粉管生長、種子萌發(fā)。
3. 各種激素間的相互關(guān)系
(1)在植物的 生長發(fā)育 和適應(yīng) 環(huán)境變化 的過程中,各種植物激素并不是 孤立 地起作用,而是多種激素 相互作用 共同調(diào)節(jié)。
(2)在細(xì)胞分裂起作用的激素
_ _和__ __在細(xì)胞分裂起_ _作用。
(3)生長素和赤霉素的關(guān)系
兩者都能促進(jìn)細(xì)胞伸長,表現(xiàn)為 作用。赤霉素既可 生長素的合成,又可抑制生長素分解。
(4)脫落酸和赤霉素的關(guān)系
脫落酸使種子保持 態(tài),赤霉素促進(jìn)種子 ,兩者為 作用。
(5)生長素和乙烯的關(guān)系
生長素含量達(dá)到一定值時(shí), 乙烯合成;乙烯含量升高會(huì) 生長素的作用。可見高濃度生長素抑制生長很有可能是通過乙烯起作用的。
(6)在花的性別分化上起作用的激素
_促進(jìn)雄花分化, 促進(jìn)雌花分化;_ 和_ _在黃瓜花的性別分化上起_ _作用。
第三節(jié)植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用
1. 植物生長調(diào)節(jié)劑
(1)含義: 人工合成 的對植物的生長發(fā)育有 調(diào)節(jié) 作用的 化學(xué)物質(zhì) 。
(2)優(yōu)點(diǎn):容易 合成 、原料 廣泛 、 效果穩(wěn)定 等優(yōu)點(diǎn)。
思考:植物生長調(diào)節(jié)劑效果穩(wěn)定的原因: 植物生長調(diào)節(jié)劑在植物體內(nèi)沒有分解它的酶 。
植物生長調(diào)節(jié)劑的類型和作用
(1)分子結(jié)構(gòu)和生理效應(yīng)與植物激素 類似,如吲哚丁酸。
(2)分子結(jié)構(gòu)與植物激素完全不同,但具有與植物激素類似的生理效應(yīng),如α-萘乙酸(NAA)、矮壯素等。
(3)生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的好處:提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì);減輕人工勞動(dòng)。
(4)生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的負(fù)面影響:使用不當(dāng),可能影響作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì);過量使用,可能對人體健康和環(huán)境 帶來不利影響。
3. 探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度
(1)原理:適宜濃度的NAA溶液促進(jìn)插條生根 ,濃度過高或過低都不利于插條生根 。
(2)處理插條的方法
①浸泡法:適用于 低 濃度溶液,要在遮陰和空氣濕度較高的地方進(jìn)行。
②沾蘸法:適用于 高 濃度溶液。
(3)變量分析
①自變量:不同生長素類似物溶液的 濃度 。
②因變量:插條的 生根 情況,如 生根時(shí)間,根的數(shù)量、長度 。
③無關(guān)變量:如 處理時(shí)間、光照、溫度、枝條上芽的數(shù)量 ,無關(guān)變量要求 相同且適宜 。
(4)實(shí)驗(yàn)思路:設(shè)計(jì)一系列 濃度梯度 的生長素類似物溶液,觀察統(tǒng)計(jì)各濃度下插條 生根情況 。
①將 生長狀況 相同的插條平均分成若干組;
②配制對應(yīng)組數(shù)的系列 梯度濃度 的生長素類似物溶液,使用清水(濃度為0)的一組作為 對照 組。
③分別用不同濃度的生長素類似物溶液處理對應(yīng)組的 插條形態(tài)學(xué)下端 ;
④觀察記錄插條 生根時(shí)間,根的數(shù)量、長度 等,確定最適濃度。
實(shí)驗(yàn)中生根時(shí)間最短、數(shù)量最多、長度最長的一組對應(yīng)濃度就是促進(jìn)扦插生根的 最適濃度 。
(5)在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí),有時(shí)需要在正式實(shí)驗(yàn)前先做一個(gè) 預(yù)實(shí)驗(yàn) 。可以為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)摸索條件,檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性,以免由于設(shè)計(jì)不周,盲目開展實(shí)驗(yàn)而造成人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。
環(huán)境因素參與植物的生命活動(dòng)
一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)
1.光對植物生長發(fā)育的作用
(1)光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源;
(2)光作為一種信號(hào),影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。
2.光信號(hào)傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之一——光敏色素
(1)化學(xué)本質(zhì):蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)
(2)分布:植物的各個(gè)部位,其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。
(3)吸收光的類型:主要是紅光和遠(yuǎn)紅光。
3.光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制
二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他因素
除了光,溫度、重力等環(huán)境因素也會(huì)參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。
1.溫度參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)的實(shí)例
(1)年輪形成的原因:
①春夏季細(xì)胞分裂快、細(xì)胞體積大,在樹干上形成顏色較淺的帶;
②秋冬季細(xì)胞分裂慢,細(xì)胞體積較小,樹干上形成顏色較深的帶。
(2)春化作用 :經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用。
2.重力參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)實(shí)例
正向重力性:根順著重力方向向下生長(根的向地性)
負(fù)向重力性:莖背著重力方向向上生長(莖的背地性)
淀粉—平衡石假說:植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞,即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的。
三、植物生長發(fā)育的整體調(diào)控
高等植物是由很多細(xì)胞組成的高度復(fù)雜的有機(jī)體,它的正常生長發(fā)育需要各個(gè)器官、組織、細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)和配合。植物生長發(fā)育的調(diào)控,是基因表達(dá)調(diào)控、激索調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
1.基因表達(dá)調(diào)控:植物細(xì)胞里儲(chǔ)存著全套基因,但是某個(gè)細(xì)胞的基因如何表達(dá)則會(huì)根據(jù)需要作調(diào)整。
2.激素調(diào)節(jié):激素作為信息分子,會(huì)影響細(xì)胞的基因表達(dá),從而起到調(diào)節(jié)作用。同時(shí),激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果,也受到環(huán)境因素的影響。
3.環(huán)境因素調(diào)節(jié):植物響應(yīng)環(huán)境變化,調(diào)控基因表達(dá)以及激素產(chǎn)生、分布,最終表現(xiàn)在器官和個(gè)體水平上的變化。

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