内容正文:
高二必背清单
考点01人体的内环境和稳态
考点02 人体的神经调节
考点03人体的体液调节
考点04人体的免疫调节
考点05植物生命活动的调节
▉考点01人体的内环境和稳态
1.体液
(1)组成:细胞外液和细胞内液间存在直接的物质交换,两者共同组成了机体的体液。
(2)相互转化
①组织液生成:血浆→组织液
②组织液回流:组织液→血浆
③淋巴的生成:组织液→淋巴
④组织液与细胞内液的物质交换:细胞内液⇔组织液
注:泪液、汗液、尿液、消化液等存在于与外界相通的管腔中,属于体外环境,不属于体液;淋巴细胞不只生活于淋巴液中,还可随淋巴循环造入血浆;毛细血管壁细胞和毛细淋巴管壁细胞的生活环境是组织液和血浆/组织液和淋巴液。
(3) 机体所需的O2和营养物质等通过呼吸、消化和吸收等过程从外界摄入,并经循环系统运送至全身各处参与机体细胞代谢活动。同时,细胞代谢所产生并进入内环境的CO2、尿素等物质也会被运送至肺、肾、皮肤等器官排出体外。
2.内环境
(1)概念:将细胞外液所构成的液体环境称为内环境,它并不与外界环境直接接触。
(2)成分(血浆为例)
(3)理化性质
①渗透压
②酸碱度:人体不同部位细胞外液的酸碱度接近中性, 如血浆pH为7.35~7.45,组织液和淋巴的pH也都与之相近。
人体摄入的各种营养成分及机体细胞新陈代谢产生的各种酸性物质(如乳酸),发生反应:乳酸+NaHCO3→乳酸钠+H2CO3→H2O+CO2(多余的CO2可以通过呼吸系统排出体外);碱性性物质(如Na2CO3),发生反应:Na2CO3+HCO3→NaHCO3(多余的NaHCO3经泌尿系统排出)
③温度
④血糖:人体各种组织、器官正常活动的主要能量来源。正常情况下,随着一天中人生理活动的变化,血糖浓度也会发生波动。例如,空腹时血糖浓度维持在3.90~6.10 mmol/L。
(5)意义
细胞乃至人体进行正常生命活动的基本条件;相对稳定的内环境使机体内的各种生命活动对外界环境的依赖性降低了,提高了机体对环境因素的耐受能力。
【易错警示】
1.外界环境:人的呼吸道、消化道、膀胱等是人体与外界相通的环境,属于外界环境,因而消化液等不属于内环境的组成成分。
2.内环境:指组织液、血浆、淋巴液等细胞外液构成的液体环境。
3.细胞内的环境:指细胞内液,不属于内环境的组成成分。
补充:各种细胞的内环境
①血细胞直接生活的环境是:血浆
②淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的环境是:淋巴和血浆
③毛细血管壁细胞直接生活的环境是:血浆和组织液
④毛细淋巴管壁细胞直接生活的环境是:淋巴和组织液
⑤体内绝大多数细胞直接生活的环境是:组织液
⑥体内细胞直接生活的环境是:细胞外液
3.内环境是正常生命活动的基本条件
1.稳态(又称自稳态)
(1)概念:人体调动自身各系统和器官共同活动的结果,相对稳定的状态,是一种动态平衡,不是固定不变。
(2)实质:内环境的各种化学成分和理化性质的动态平衡
(3)调节机制:“神经–内分泌–免疫”调节网络
(4)影响因素:
(5)内环境的稳态的意义:细胞乃至人体进行正常生命活动的基本条件。
4.机体系统和器官共同调节以维持内环境稳态
1.稳态失调的原因
2.内环境稳态失调引起的健康问题
内环境理化性质:
①pH失调——酸中毒、碱中毒。
②渗透压失调——细胞形态、功能异常。
③体温失调——发热、中暑等。
内环境成分:
④血浆蛋白含量降低——出现组织水肿。
⑤代谢废物上升——导致尿毒症。
⑥O2缺乏——导致乳酸中毒。
⑦血钙过低——抽搐;血钙过高——肌无力。
⑧血糖平衡失调——低血糖、糖尿病等。
补充:组织水肿(细胞间液过多,引起的全身或身体的一部分肿胀的症状。原理:组织液中水多)
1)血浆蛋白含量减少,血浆渗透压下降。
①营养不良(摄入蛋白减少):血浆蛋白合成量减少,血浆渗透压下降,血浆中的水过多地流入组织液中,导致组织水肿。
②肾小球肾炎(尿蛋白):肾小球的滤过作用增大(使血浆蛋白通过肾小球进入原尿),蛋白质随尿液流出体外,血浆中蛋白质减少,血浆渗透压下降,导致组织水肿。
2)组织液中蛋白质等增多,组织液渗透压升高
①淋巴回流受阻:组织液中的蛋白质等不能进入毛细淋巴管,使组织液渗透压升高,血浆中的水过多地流入组织液中,导致组织水肿。
②过敏反应:毛细血管壁细胞通透性增大,血浆蛋白渗出毛细血管,进入组织液,组织液渗透压升高,导致组织水肿。
注:内环境达到稳态时,人体仍可能患病,如自化病患者;内环境稳态道到破坏时,代谢速率未必下降,如发烧可能导效分解代谢速幸增加。
补充:物质运输穿膜层数问题
1.确定起始点→通过哪些结构进入内环境→通过什么方式运输→通过哪些结构到达目的地。
2.人体内有些结构是由一层细胞组成(便于进行物质交换)的。例如毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠绒毛壁、肺泡壁、肾小管壁等。
3.穿过一层细胞,实际上需要2次经过细胞膜,需穿过2层膜(一层膜有2层磷脂分子)
4.氧气的运输过程
外界空气中的02进入肺泡→出肺泡(2层膜,不是挤出去,而是要跨细胞)→(血液运输)进毛细血管(毛细血管壁细胞,2层膜)→进红细胞(血红蛋白运输氧气)(1层膜)→运输到组织器官附近的毛细血管处→出红细胞(1层膜)→出毛细血管(2层膜)→进组织细胞(1层膜)(9层)→进线粒体(参与有氧呼吸的第三阶段)(2层膜),因此,至少穿过11层生物膜。
补充:葡萄糖从小肠上皮细胞吸收进入细胞,需要跨过多少层磷脂分子层?
1.膜×2=2层磷脂分子层
2.葡萄糖-小肠上皮细胞吸收进内环境(2层)-穿过毛细血管壁进入血浆(2层)-去到组织细胞出毛细血管壁(2层)-进入组织细胞(1层),7层膜(14层磷脂分子层)
▉考点02人体的神经调节
概念:人和高等动物通过神经系统形成的网络,对体内外的各种刺激做出迅速反应,以趋利避害,保持机体内环境稳态,该过程即为神经调节,它是机体重要的调节方式。
1.视神经调节的基本方式-反射
(1)概念:高等动物在中枢神经系的参与下,对来自体内外的刺激做出迅速反应的过程。神经系统调节生命活动的基本方式。
(2)结构基础:反射弧(感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器)
①根据是否具有神经节:有神经节的是传入神经。
②根据脊髓灰质内突触结构判断:图示中与“”相连的为传入神经,与“”相连的为传出神经。
③根据脊髓灰质结构判断:与前角(膨大部分)相连的为传出神经,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。
④切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之,则为传出神经。
(3)反射进行必需的两个条件:完整的反射、足够强度的刺激。
2.反射的类型
(1)非条件反射与条件反射
反射类型
非条件反射(生来就有)
条件反射
概念
出生后无需训练就具有的反射
出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射
刺激类型
具体的直接刺激引起的反应
信号(光、声音等)刺激引起的反应
数量
有限的
几乎是无限的
神经中枢
(大脑皮层以下中枢)低级中枢(小脑、脑干和脊髓等)
高级中枢(大脑皮层)
神经联系
反射弧及神经联系永久、固定,反射一般不消退
反射弧及神经联系暂时、可变,反射易消退,需强化适应
意义
保证个体基本生存能力
提高动物适应复杂环境的能力
举例
缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、咽反射、排尿反射、吃东西时分泌唾液等
指尖采血、望梅止渴、听见铃声走进教室等
联系
条件反射以非条件反射为基础,都属于反射,都需要适宜的刺激和完整的反射弧
1.给狗喂食,狗会分泌唾液(生来就会, 不用教,分泌唾液的反射是非条件反射,食物是非条件刺激。
2.给狗听铃声而不给它喂食物,狗不会分泌唾液,此时铃声与分泌唾液无关,属于无关刺激。
3.每次给狗喂食前先让狗听到铃声,然后再立即喂食。重复此方式若干次。
4.一段时间后,当铃声单独出现,狗也会分泌唾液。此时,铃声已转化为食物(非条件刺激)的信号,称为条件刺激条件反射就建立了。
【易错警示】
1.因为草履虫等单细胞生物没有神经系统,它对外界刺激所作出的反应不属于反射,而属于应激性。
2.针刺坐骨神经引起相连的肌肉收缩也不属于反射,因其缺少完整的反射弧。
3.感觉是在大脑皮层形成的,需要感受器、传人神经、神经中枢参与,传出神经和效应器未参与此过程,也不属于反射。
3.神经元是神经系统结构与功能的基本单位
1.组成神经系统的细胞:
2.神经
某些神经元长的树突或轴突外面往往包着髓鞘(某种神经胶质细胞),成束的神经纤维由结缔组织膜包被及保护构成神经,在外周和中枢之间传递信息。
3.神经元的功能
承担信息转换及传递功能。神经系统信息的输入、整合、处理以及“指令信息”的输出提供高效的网络渠道。
4.信息在神经元上以生物电的形式传递
1.图解
(1)静息电位
①电位表现:内负外正(即膜内负电位,膜外正电位)
②形成原因:细胞膜对K+通透性增大,K+外流,方式:协助扩散
③膜上K+通道蛋白的开放程度较大,而Na+通道蛋白的开放程度很小。因此K+容易扩散至膜外,膜外的Na+极少扩散进膜内。
(2)动作电位—刺激后兴奋
①电位表现:内正外负(Na+内流)
②形成原因:细胞膜对Na+通透性增大,Na+内流,方式:协助扩散
注:一个神经细胞内,传导是双向的。当受到刺激的部位处于兴奋状态时,邻近未受刺激的部位仍处于静息状态。此刻,兴奋区和未兴奋区之间出现了电位差(出现了电荷的移动),形成局部电流。在局部电流刺激下,未兴奋部位的细胞膜产生动作电位。神经冲动就以这样的形式传遍整个神经元。
(2)膜电位:膜内电位-膜外电位表示;
①a→b段:适宜强度的刺激作用于神经元时,膜上的Na+通道就会显著开放,短时间内Na+大量进入膜内,导致神经元细胞膜由“内负外正”的静息电位反转为“内正外负”的动作电位。
②b→c段:段神经元发生兴奋(神经冲动),随即Na+通道关闭,Na+内流停止,此时K+大量向膜外扩散,直至膜电位再次出现“内负外正”的状态
③c→d段:最后,通过“Na+-K-泵”的工作,神经元细胞膜恢复至静息电位。
注:细胞内外离子浓度变化对电位的影响
膜外K+离子浓度升高→K+浓度差减小→K+外流减少→静息电位绝对值减小
膜外Na+离子浓度升高→Na+浓度差增大→Na+内流增加→动作电位峰值增大
5.神经元主要通过化学物质传递信息
(1)突触结构
①突触小体:沿神经冲动传导方向,前神经元轴突的末端膨大形成突触小体。
②突触小泡:突出小体内含有包裹小分子化学物质(神经递质)的突触小泡。
③突触类型
(2)兴奋在突触处的传递:单向传导(突触前膜→突触间隙→突触后膜)
(3)信号转变:电信号—化学信号——电信号
①神经递质去向:神经递质很快被突触间隙的酶催化降解而失去活性,或被前神经元重新摄取。
(4)单向性的原因:神经递质只能由突触前膜经过胞吐的形式释放出进入突触间隙,与突触后膜上的受体结合引起下一个神经元的兴奋或者抑制。
补充:兴奋性突触和抑制性突触
突触的分类:从功能上,突触可分为兴奋性突触和抑制性突触。保证了神经调节的精确性。
①兴奋性突触:突触前神经元电信号通过突触传递,影响突触后神经元的活动,使突触后神经元发生兴奋的突触。
②抑制性突触:突触后膜所在的神经元发生抑制的突触。(甘氨酸、氨基丁酸)
突触的兴奋或抑制不仅取决于神经递质的种类,更重要的还是取决于其受体的类型。
补充:实例分析(所用电流表指针偏转方向与电流方向(正→负)相同)
测量方法
测量结果
在神经纤维上(bc=cd)
①刺激a处,b处先兴奋,d处后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c处,b处和d处同时兴奋,电流计指针不发生偏转。电流计的指针变化如下:
③刺激bc段中间的一段,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转。
在神经元之间(ab=bd)
①刺激a点之前某个位置,a、d点先后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转;
②刺激d点之后某个位置,只有d点兴奋,电流计指针只发生一次偏转;
③刺激b点,a、d点先后兴奋,电流计指针发生两次方向相反的偏转;
④刺激c点,只有d点兴奋,电流计指针只发生一次偏转。
6.神经系统的基本结构
(1)基本结构
(2)自主神经系统
①概念:交感神经和副交感神经两部分组成,主要调节内脏的活动,不受人的意识控制。交感神经和副交感神经两部分组成,主要调节内脏的活动,不受人的意识控制。
②组成:
兴奋-交感神经占优势
安静-副交感神经占优势
7.脑和脊髓共同参与调控内脏的活动(内脏运动的分级调节)
(1)婴儿期—脑发育完全—未发育完全—膀胱充盈—膀胱壁内的牵张感受器—引发排尿反射排尿不完全,调节速度快。
①特点:由脊髓灰质内低级中枢调节,不受大脑控制
(2)脑功能逐渐成熟一神经冲动一脊髓一白质一大脑皮层产生“尿意”
①场所/时间合适:大脑一神经冲动一脊髓排尿中枢一膀胱收缩、尿道括约肌放松,同时“有意识”施加腹压,直至尿液排尽。
②场所/时间不合适:大脑一神经冲动一脊髓排尿中枢一尿道括约肌收缩。
1)尿意的产生:当膀胱中的尿液充盈到一定程度(400~500mL)时,人膀胱中的牵张感受器受到刺激产生神经冲动,就会引发排尿反射,传导到大脑皮层高级中枢,产生尿意。
2)排尿:排尿时,机体主要通过副交感神经控制膀胱逼尿肌收缩和尿道内括约肌松弛(舒张),这样,尿液就进入后尿道。如果环境条件不许可,大脑皮层高级中枢对脊髓排尿中枢产生抑制作用,排尿中止。
3)正反馈:后尿道的尿液可刺激后尿道感受器并产生冲动,冲动传递到脊髓中的排尿中枢。这样加强了脊髓排尿中枢的活动,使原有的排尿活动加强。这是一种正反馈调节方式,能够使排尿反射迅速发起、越来越强、迅速完成(也是对环境的适应)。
8.脑和脊髓共同调节躯体运动(分级调节)
体检验血时,明知道采血针刺入皮肤会疼痛,我们也不会缩回手臂,是因为脊髓中控制缩手的低级反射中枢受到了大脑中高级神经中枢的控制。
9.条件反射是大脑的高级调节
人和哺乳动物的脑的组成:大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥和延髓组成,其中大脑最发达。
大脑:两个大脑半球组成,表面的大脑皮层分为许多功能区,如躯体运动中枢、躯体感觉中枢、视觉中枢和听觉中枢等,它们都是调节机体生理功能的高级神经中枢。
10.语言中枢是人脑特有的高级神经中枢
语言中枢是人脑特有的高级神经中枢。
学习和记忆也是大脑的高级功能,
条件反射就是记忆的形成过程,而获取记忆的过程就是学习。所以,学习是记忆建立的基础。
▉考点02人体的体液调节
体液调节定义:是指机体细胞代谢产生的特殊化学物质, 通过体液传送的方式对生命活动进行的调节,激素调节是体液调节的主要形式。
1.内分泌系统分泌激素调节生命活动
1.内分泌系统
(1)激素调节概念:由动物体内特定内分泌腺或内分泌细胞分泌的激素,通过体液传送来调节生命活动的方式。
(2)内分泌系统:由内分泌腺和分散在其他组织器官中的内分泌细胞(如分泌促胰液素的小肠黏膜细胞)共同组成。
(3)补充:内分泌腺和外分泌腺
腺体
有无导管
输送途径
分泌物
腺体代表
内分泌腺
无导管
体液
激素
下丘脑、胰岛等
外分泌腺
有导管
导管输送至体外或消化腔
汗液、唾液、胃液、胰液等
唾液腺、汗腺、胰腺等
2.人体主要分泌腺及其分泌的主要激素:
内分泌腺
激素名称
功能
化学本质
靶器官或
靶细胞
下丘脑
多种促激素释放激素或抑制激素
调节垂体的分泌活动
蛋白质或多肽类
垂体
抗利尿激素
促进肾小管、集合管对水的重吸收(少尿)
肾小管、
集合管
垂体
多种促激素
促进甲状腺、肾上腺皮质、性腺等的分泌活动,同时促进相应腺体细胞的增殖。
蛋白质
或多肽类
(甲状腺、性腺细胞、肾上腺皮质细胞)等
生长激素
促进生长
几乎全身各处细胞
催乳激素
促进乳房发育和泌乳
—
胰岛
胰岛α细胞:胰高血糖素
升高血糖
蛋白质
或多肽类
主要是肝脏(肝细胞)
胰岛β细胞:胰岛素
降低血糖
几乎全身各处细胞
甲状腺
甲状腺激素(含碘)
促进生长发育和新陈代谢;影响中枢神经系统的发育和兴奋性。
(含碘)氨基酸
衍生物
几乎全身各处细胞
肾上腺
皮质
肾上腺皮质激素
分别调节水分、无机盐及糖代谢
脂质类激素
几乎全身各处细胞
髓质
肾上腺素、去甲肾上腺素
使人心跳加快、血压升高、呼吸加快、血糖升高(间接促进细胞代谢)、促进脂肪氧化分解等
氨基酸
衍生物(氨基酸转变而来的)
几乎全身各处细胞
性腺
精巢(睾丸):雄激素
促进生殖器官的发育和精子生成;激发并维持各自的第二性征
脂质类激素
几乎全身各处细胞
卵巢:雌激素
促进雌性生殖器官的发育和卵细胞的生成,激发并维持女性第二性征
孕激素
促进子宫内膜和乳腺等发育,为受精卵着床和泌乳准备条件
主要作用的靶器官是子宫、乳腺等
胸腺
胸腺激素
促进T淋巴细胞的生长与成熟
蛋白质
或多肽类
—
注:下丘脑、垂体、胰腺分泌的激素的化学本质是蛋白质或多肽,只能注射,不能口服;肾上腺髓质、甲状腺分泌的激素的化学本质是氨基酸衍生物类,既能注射,又能口服(可以直接吸收);(性腺、肾上腺皮质分泌的激素)卵巢、睾丸分泌的激素、肾上腺皮质激素的化学本质是脂质类激素,既能注射,又能口服。
2.激素调节具有特异性、高效性特点(激素调节的特点)
(1)激素的传送途径相似:激素从分泌部位经体液传送到达作用部位,才能发挥调节作用。
(2)激素调节具有特异性:激素随血液循环传送到全身各处,能广泛接触各细胞,但激素只能作用于特定的靶细胞。这主要取决于细胞表面或胞内是否有激素的特异性受体。
(3)激素调节具有高效性:正常情况下,血液中激。素的浓度都很低,为10-12~10-9mol/L,并维持在一个相对平衡的状态,但它们对细胞功能的影响非常强大。
(4)激素本身不提供代谢所需要的能量或物质、不参加代谢过程、只作为“信使”存在、通过体液运输、作用会被灭活。
注:①激素通过与靶细胞上的受体结合,将信息传递给靶细胞。但特并性受体不一定都在细胞膜上,如性激素的受体就在细胞内。
②激素一经靶细胞接受并起作用后便会失活,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动志平衡。
③只作用于靶细胞≠只运输给靶细胞:激素只作用于靶细胞(因只有靶细胞的细胞膜上成细胞内才有其受体),但激素分泌后会广泛运输或弥散于体液中,并非只运输给靶细胞。
3.体液中 CO2等成分也参与体液调节
体液中 CO2浓度升高时,会引起人体呼吸频率、呼吸深度增加,从而排出体内过多的CO2,使其浓度下降并维持在相对稳定的水平。体液中的CO2浓度过低时,也可能引起呼吸抑制,威胁生命。所以体液中 CO2浓度的稳定对维持人体正常的呼吸节撑非常重要,是调节人体呼吸运动的重要体液因子。除CO2外,人体细胞代谢产生的NO、H+等物质,以及生理活动产生并释放到体液中的特殊化学物质(如某些神经递质),均可通过体液传送后作用于靶细胞并调节其生理活动。
4.激素通过反馈调节和分级节维持稳态
(1)反馈调节是激素调节的重要机制
①概念:在血糖调节过程中,胰岛素的作用结果(即血糖浓度降低)会反过来抑制胰岛素的分泌活动;胰高血糖素使血糖浓度升高后,也会抑制胰高血糖素的分泌。像这样,激素调节的结果反过来又作为信息调节该激素的分泌,这种调节方式称为反馈调节。
②分类:
③意义:反馈调节对机体维持内环境稳态具有重要意义。
当肾上腺素合成增多时,也会通过抑制肾上腺髓质细胞内某些酶的活性来减少肾上腺素的合成。
(2)分级调节是激素调节的机制之一
①概念:甲状腺的分泌活动受下丘脑和垂体的两级调节。首先,下丘脑中的某些神经元具有内分泌功能,它们能分泌促甲状腺激素释放激素(简称TRH),经血液传送至垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素(简称TSH)。然后,促甲状腺激素再经血液传送到甲状腺后,促进甲状腺分泌甲状腺激素。这种调节方式就是分级调节。
②实例:下丘脑-垂体-甲状腺(性腺和肾上腺皮质)的分泌调节。
5.血糖调节
人体空腹血糖浓度维持在3.9-6.1nmol/L(0.8-1.2g/L)范围内,机体内血糖的相对稳定主要是胰岛素、胰高血糖素等激素的共同调节下实现的。
(1)血糖来源和去路
来路:食物中的淀粉(消化、吸收) 去路:组织细胞(摄取并分解葡萄糖)
肝糖原(水解) 肝脏和肌肉细胞(合成肝糖原和肌糖原)
非糖物质(转变为葡萄糖) 非糖物质(转变为脂肪等)
(2)调节过程
补充:糖尿病
1)糖尿病病因(代谢性疾病:主要表现为高血糖和尿糖;测定空腹血糖超过7.8mmol/L即为糖尿病患者)
①Ⅰ型糖尿病(通常在青少年时期发病)的发病原因:胰岛功能减退、分泌胰岛素减少(胰岛β细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏)。
②Ⅱ型糖尿病(较常见,与遗传、环境、生活方式等密切相关)的发病原因:发病机理尚不明确,可能与机体组织细胞对胰岛素敏感性降低有关,胰岛素水平增高不能降血糖。
2) 糖尿病共同症状:多尿、多饮、多食;体重减少。
6.体温平衡
人体的体温之所以能维持在37℃左右,是在神经系统、内分泌系统、循环系统、运动系统等诸多系统协作下,通过调节产热和散热过程来实现的。
(1)补充:产热和散热途径
①产热(主要来源)--代谢产热
②散热(主要器官)-皮肤
(2)体温调节过程:
人的体温调节能力是有一定限度的,如果人在寒冷环境中停留过久,产热不足以补偿散热,会使体温降低,造成冻伤,甚至危及生命;如果在高温,尤其是在湿热环境中停留过久,散热困难,会使体温升高,易造成中暑(热射病)。
7.水盐平衡调节
(1)水和无机盐的来源和去路
(2)水盐平衡的调节
补充:下丘脑的作用归纳
1.感受:位于下丘脑的渗透压感受器可感受机体渗透压升降。
2.传导:下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层,使人产生渴觉。
3.分泌:抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素等(神经递质也会分泌)。
4.调节:下丘脑中有体温调节中枢、血糖调节中枢和水盐调节中枢。
【易错警示】
1.血糖液度较低时,肝糖原能够直接分解为萄糖以补充血糖,但肌糖原不能分解补充血糖。肌糖原必须先分解为乳酸,乳酸经血液循环至肝脏,在肝脏内转变为葡萄糖或肝糖原。
2.尿糖不一定都是糖尿病,也有可能是一次性食糖过多所致。
3.温度感受器不只分布在皮肤,还分布在黏、内器官中。
4.垂体分为神经垂体和腺垂体(右图),腺垂体分泌促xx激素、生长激素等,与下丘脑之间有丰富的毛细血管网,可接受来自下丘脑的促xx激素释放激素的调节;神经垂体释放抗利尿激素和催产素,这网种激素都由下丘脑的神经分泌细胞合成。
补充:体液调节和神经调节的区别、联系和协调意义
比较项目
神经调节
体液调节
作用途径
反射弧
体液运输
反应速度
迅速(主要以电信号传导)
较缓慢(运输缓慢)
作用范围
准确、比较局限(导致肌肉收缩或腺体分泌)
较广泛(甚至可能作用去全身所有细胞)
作用时间
短暂
比较长
联系
(1)不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调控。
(2)内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
(3)动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液调节,两种调节方式相互协调,使各器官、系统的活动协调,内环境稳态得以维持,细胞新陈代谢才能正常进行,保证了机体的各项生命活动正常进行,适应环境的不断变化。
协调意义
神经调节和体液调节相互协调,共同维持内环境稳态,保证各项生命活动正常进行,机体才能适应环境的不断变化
(1)反应速度:神经调节过程中信号以局部电流形式直达效应器;而体液调节中激素等化学物质通过体液运输。
(2)作用范围:神经调节过程中由反射弧决定,直达并针对效应器,作用范围准确、比较局限;而体液调节中有相应受体的细胞都可以受到有关激素的调控,作用范围较广泛。
(3)作用时间:神经调节过程中神经递质作用后立即被分解或移走,作用时间短暂;而体液调节中激素与靶细胞结合后产生作用后会被灭活,但是血液中的各种激素的活性可以保持一段时间,作用时间长。
▉考点04人体的免疫调节
1.免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成人体的免疫系统
免疫系统功能:协助机体识别和清除衰老或损伤的细胞,以维持机体内环境稳定的功能。
免疫应答:免疫系统将入侵的病原体以及机体内病变、衰老和死亡的细胞识别为“异己”的物质,其识别和清除“异己”物质以维持内环境稳定的过程。
补充:免疫细胞的来源和功能
细胞名称
来源
功能
吞噬细胞
造血干细胞
摄取处理、呈递抗原,吞噬抗体—抗原结合物
B淋巴细胞
造血干细胞,在骨髓中成熟
摄取处理、呈递抗原,分化为浆细胞和记忆B细胞
T淋巴细胞(辅助性T细胞和细胞毒性T细胞)
造血干细胞,在骨髓产生,迁移到胸腺中成熟
辅助性T细胞分泌细胞因子,细胞毒性T细胞分裂并分化成细胞毒性T细胞和记忆T细胞
浆细胞
B淋巴细胞或记忆B细胞
分泌抗体
记忆细胞
B淋巴细胞或细胞毒性T细胞
增殖分化为相应的细胞,发挥免疫效应
免疫系统中的免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质三者密不可分,是人体发挥免疫功能的结构与物质基础。
2.抗原
(1)抗原
①概念:在免疫学上,能够引起B、T淋巴细胞产生免疫应答的物质。
②化学本质:抗原大多数是蛋白质,也有多糖和脂类。举例,冠状病毒表面具有刺突状S蛋白虫,细菌细胞壁得上的蛋白。
③来源:一般来说细菌、病毒、真菌、寄生虫等病原体,异体器官和组织细胞,非自身的大分子有机物,人体自身衰老损伤突变的细胞等。
补充:抗原、抗体及细胞因子的比较
项目
抗原
抗体
细胞因子
来源
大分子“非己”成分、自身衰老或病变的细胞
由浆细胞产生并分泌
由辅助性T细胞等产生并分泌
本质
大多为蛋白质或多糖或脂类
蛋白质
蛋白质
作用
刺激机体产生抗体或效应细胞,并和相应的抗体或效应细胞发生特异性结合
识别抗原,对抗原起作用
促进B淋巴细胞、细胞毒性T细胞增殖、分化
举例
外毒素、凝集原
抗毒素、凝集素
干扰素、白细胞介素
3.免疫系统具有防御功能
注:①唾液、泪液中的溶菌酶属于第一道防线,血浆中的溶菌酶属于第二道防线。
②)吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)既参与第二道防线,也参与第三道防线。
补充:炎症反应
皮肤受损后,受损部位为什么会出现红、肿、热等现象。
红肿原因:当细菌等病原体从皮肤破损处进入后,受损部位的组织细胞会释放免疫活性物质,引起邻近的毛细血管舒张、通透性增大,促使吞噬细胞以及部分血管内的液体、蛋白质等物质逸出,积聚在受伤部位,从而形成红肿。
发热原因:通过血管管壁细胞间隙进入感染部位的吞噬细胞在吞噬病原体及死亡细胞的过程中,机体的血液循环和新陈代谢都会加快,导致机体局部体温升高并出现发热现象。
此外,皮肤伤口处的血液会凝集形成凝血块并转变为血痂,以阻挡病原体进一步入侵机体。这些因皮肤受损后出现的红、肿、热等现象都属于炎症反应。
①吞噬细胞识别、吞噬并清除病原体
②吞噬细胞释放细胞因子招募更多免疫细胞
③毛细血管中更多的吞噬细胞进入被感染部位清除病原体
4.细胞免疫和体液免疫
(1)免疫细胞识别“异己”:每种生物的细胞都带有自己独特的“标志”, 其中人和其他脊椎动物细胞表面的这类特定分子结构的“标志”统称为MHC分子(主要组织相容性抗原)。
被人体免疫细胞识别为“异己”的包括:一般来说细菌、病毒、真菌、寄生虫等病原体,异体器官和组织细胞,非自身的大分子有机物,人体自身衰老损伤突变的细胞所携带的MHC分子结构改变。
①非特异性识别:人体内的吞噬细胞表面具有多种抗原受体,能识别多种抗原。
②特异性识别:成熟的B、T淋巴细胞受特定的抗原刺激后,诱导其表面的特定抗原受体大量出现,致使它们只能识别和结合导致其分裂、分化的那种抗原,并引起免疫应答,所以,B、T淋巴细胞的识别作用具有特异性。
抗原呈递细胞:能摄取、加工抗原,并将抗原肽–MHC分子复合体呈递给T淋巴细胞的这类细胞。(抗原呈递功能最强的是树突状细胞。
(2)特异性免疫
①概念:第三道防线(特异性免疫又称获得性免疫),由人体B、T淋巴细胞及其产生的免疫活性物质共同构成。
(3)细胞免疫
①概念:T淋巴细胞在抗原呈递细胞的协助下,可通过直接接触被病原体感染的细胞、机体病变细胞,以及移植到体内的异体组织细胞等靶细胞产生免疫应答。像这样,由免疫细胞通过密切接触方式,针对病原体或靶细胞产生的免疫应答。
②过程
注:①引起细胞免疫的靶细胞可以是被病原体感染的宿主细胞、癌细胞、移植的器官等;②靶细胞的裂解死亡是细胞毒性T细胞诱导的细胞潤亡;③若靶细胞被病原体伤害致死,则属于细胞坏死。
补充:T细胞活化的条件
辅助T细胞分裂分化:需要抗原呈递、树突状细胞分泌的免疫活性物质两方面作用。
细胞毒性T细胞分裂分化:需要抗原呈递、树突状细胞分泌的免疫活性物质、辅助T细胞分泌的细胞因子三方面作用。
(4)体液免疫
①概念:人体的B淋巴细胞被活化后产生并释放抗体到体液中,抗体针对体液中进行繁殖与扩散的病原体或有毒物质产生特异性免疫应答。像这样,通过免疫细胞释放到体液中的免疫活性物质对抗原产生的免疫应答。
②过程
补充:B细胞活化的条件
1.两个信号的刺激:病原体和B细胞接触;辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合
2.细胞因子的作用:由辅助T细胞分泌,可以促进B细胞分裂、分化的过程。
6.二次免疫
①概念:相同抗原再次入侵时,记忆细胞很快作出反应,即很快分裂分化产生新的浆细胞和记忆细胞,前者产生抗体消灭抗原,此为二次免疫反应。
②反应特点:特点:二次免疫潜伏期较短,可见比初次能力识别抗原速度快。同时,二次免疫产生的抗体数量更多,比初次免疫反应强。二次免疫具有更快,更强的特点,能在抗原侵入而尚未患病前,就把它们清除。
③免疫过程:在体液免疫应答过程中产生的记忆B细胞会进入血液参与循环。当机体再次遇到相同抗原刺激时,记忆B细胞能迅速增殖分化产生浆细胞和新的记忆 B 细胞,更快、更强地进行免疫应答。随着抗原逐渐被清除,B淋巴细胞的增殖和分化速度也会减缓,免疫系统逐渐恢复稳态。
补充:体液免疫与细胞免疫的比较
项目
体液免疫
细胞免疫
参与细胞
主要由B淋巴细胞执行
主要由T淋巴细胞执行
免疫对象
针对体液中进行繁殖与扩散的病原体或有毒物质产生特异免疫应答
针对被病原体感染的细胞,机体,病变细胞,以及移植到体内的异体组织细胞等靶细胞细胞
作用方式
通过将细胞释放特异性抗体,体液中与抗原识别结合,促进吞噬细胞清除抗原
通过细胞毒性T 细胞,密切接触靶细胞,释放穿孔素和颗粒酶等,导致靶细胞通透性增加,裂解死亡。
联系
在大多数情况下,二者都需要抗原呈递细胞,主要是树突状细胞辅助性T细胞和吞噬细胞参与。辅助性T 细胞不仅参与细胞免疫,还能促进B淋巴细胞的分化,激活体液免疫。
相同点
都具有特异性和记忆性,一种成熟的B淋巴细胞和T淋巴细胞表面的抗原受体,只能识别和结合一类特殊结合抗原分子,并发生针对该抗原结构的应答,具有高度可以性。但过程都产生记忆细胞对相同抗原具有记忆性,在二次免疫中能更快更强的清除抗原。
7.免疫功能异常引发的疾病
(1)过敏反应
①概念:机体再次遇到同种抗原刺激后所引起的生理功能紊乱或组织细胞损伤等特殊的免疫应答反应。
②本质:异常的体液免疫。
③过敏原:会引起人体过敏反应的物质被称为过敏原。
④过敏反应机制:
过敏反应机制:当同种过敏原再次进入机体时,过敏原与处于致敏状态的肥大细胞和嗜碱性粒细胞特异性结合,刺激这些细胞释放免疫活性物质,导致机体平滑肌收缩、毛细血管扩张和通透性增加、腺体分泌增多等不同程度的反应。
(2)自身免疫病
①概念:免疫系统针对自身正常组织或器官发生免疫反应而引发的疾病。
②常见疾病:风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、重症肌无力、胰岛素依赖型糖尿病、慢性甲状腺炎、风湿性心脏病等。
(3)免疫缺陷病
①概念:机体免疫系统因先天发育障碍或后天损伤而导致的疾病。
①类型:
③艾滋病
补充:肿瘤治疗
肿瘤免疫治疗:采用多种措施来维持免疫系统对患者肿瘤细胞的监视、识别和杀伤功能,以恢复机体正常的抗肿瘤免疫反应,从而达到控制与清除肿瘤的目的。
被动免疫治疗(如CAR-T疗法)
免疫检查点治疗:通过抑制剂阻断肿瘤细胞与CTLA-4的结合,可大大增强T淋巴细胞对肿瘤的攻击力;通过抑制剂阻断肿瘤细胞与PD-1的结合,能使那些被肿瘤细胞抑制的T淋巴细胞全力对抗肿瘤细胞。
总结:免疫系统的三大功能
(1)免疫防御--针对外来病原体;
人体免疫系统通过三道防线有序地对病原体发挥防御功能,以维持机体内环境稳定。
(2)免疫自稳--针对自身衰老损伤细胞;
协助机体识别和清除衰老或损伤的细胞,以维持机体内环境稳定的功能。
免疫监视--针对自身突变的细胞;
采用多种措施来维持免疫系统对患者肿瘤细胞的监视、识别和杀伤功能,以恢复机体正常的抗肿瘤免疫反应,从而达到控制与清除肿瘤的目的。
▉考点05植物生命活动的调节
1.生长素是最早被发现对植物生长具有调节作用的物质
1880 年,英国科学家达尔文
胚芽鞘尖端产生某种生物活性物质,这种物质作为信号从胚芽鞘尖端传递到伸长区,刺激伸长区细胞的伸长生长。
1913年,丹麦植物学家杰逊
将具物质透过性的明胶和不具物质透过性的云母片分别插入胚芽鞘,结果证明胚芽鞘尖端确实产生了影响伸长区生长的某种生物活性物质。
1919年,匈牙利植物学家拜尔实验
胚芽鞘尖端产生的这种生物活性物质在植物伸长区背光侧和向光侧的不均匀分布是造成胚芽鞘伸长区向光弯曲生长的原因。
1926 年,荷兰植物学家温特
胚芽鞘尖端产生的生物活性物质刺激伸长区细胞的生长,当植物单侧受光照时造成了这种物质在伸长区的不均匀分布,使背光侧浓度高于向光侧,最终导致胚芽鞘在生长阶段持续向光弯曲。因为这是一种在胚芽鞘尖端产生后被运输到伸长区发挥作用的化学信号物质,其作用类似于动物生长激素,所以这种化学物质被命名为生长素。
1934 年,荷兰科学家郭葛等
从菠萝嫩枝、燕麦胚芽鞘等植物中提取并分离到了吲哚-3-乙酸(IAA)。 由于能引起燕麦胚芽鞘弯曲生长,早期人们认为生长素就是吲哚-3-乙酸。
总结:对植物向光性的解释
①概念:植物幼苗在单侧光照下会向光弯曲生长的现象
②植物生长素的产生部位:胚芽鞘的尖端
③发挥作用的部位:伸长区
④感光部位:胚芽鞘尖端(生长素的产生与是否光照无关)
⑤植物幼苗在单侧光照下,生长素从向光侧向背光侧运输,引起两侧的生长素含量不同生长素的分布不均是植物弯曲生长的主要原因(横向运输)。
2.生长素主要用过两种方式运输
补充:顶端优势(实例)
定义:顶芽优先生长,而侧芽受到抑制的现象
原理:顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势。
解除方法:去掉顶芽后,侧芽附近的生长素来源暂时受阻,浓度降低,于是抑制就被解除,侧芽萌动、加快生长。
应用:棉花摘心、烟草打顶、果树整枝、园艺修剪、移栽促进根系发育。
维持顶端优势:自然界的植物呈宝塔形,可以充分利用阳光、增产。(离顶芽越近的侧芽,生长素浓度越高,生长越慢;离顶芽越远的侧芽,生长素浓度越低,生长越快)。举例:树木成材
3.生长素在调节植物生长时表现出两重性
生长素的生理作用:
①细胞水平:促进细胞的伸长生长及细胞的分裂和分化。
②器官水平:上导致茎的伸长、侧根形成、果实发育等。
作用特点:
两重性:生长素只有在较低浓度才能促进生长,而超过一定浓度后(往往是较高浓度)会抑制生长。
影响因素:不同器官
O→(根的位置)A:随生长素浓度的增高,促进作用增强。
A→B:随生长素浓度的增高,促进作用下降(但仍为促进作用)
A点:促进生长的最适浓度。B点:既不促进生长也不抑制生长。
B点以下:抑制生长。
敏感性:不同器官对生长素的敏感程度(不同,敏感性大小:根>芽>茎。
4.其他植物激素
(1)概念:在植物体内合成、从合成部位运输到作用部位、并对植物体的生命活动能产生显著调节作用的微量有机物。
(2)植物激素分类:生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯。
(3)天然物质:(如油菜素内酯、茉莉酸和水杨酸等)对植物的生命活动同样具有调节作用。
种类
合成部位
分布
主要作用
赤霉素
幼根、幼芽和未成熟的种子
主要分布在植物生长相对旺盛的部位
促进种子中贮藏物质的降解进而打破种子休眠
促进植物节间的伸长生长
细胞分裂素
主要是根尖
主要分布在正在进行细胞分裂的部位
具有促进细胞分裂的作用
促进营养物质向叶片运输
刺激叶绿素形成并延缓衰老的作用。
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多
抑制种子萌发、植物生长,加速衰老,促进器官脱落及气孔关闭,进而增强植物的抗逆性。
乙烯
植物体各个部位
各器官中都存在
促进果实成熟的作用
进叶片衰老、脱落等效果
生长素
高等植物生长活跃的部位,例如茎尖、胚芽鞘尖端、嫩叶和发育中的种子等。
于植物各种组织器官
促进生根、细胞伸长和子房发育等,广泛应用于植物的移栽以及无籽果实的培育等
促进果实发育≠促进果实成熟
①果实发育指子房膨大形成果实的过程,生长素和赤霉素有促进果实发育的作用。
②果实成熟指果实的含糖量、口味等发生变化,乙烯有促进果实成热的作用。
5.植物激素通过协同、拮抗等方式共同调节生命活动(植物激素的相互作用)
(1)植物激素的协同和拮抗
协同
延缓叶片衰老
生长素、细胞分裂素
促进脱落
乙烯、脱落酸
促进细胞伸长、果实发育
生长素、赤霉素
促进细胞分裂
生长素(核裂)、细胞分裂素(质裂)、赤霉素
拮抗
种子萌发
赤霉素促进、脱落酸抑制
侧芽发育
细胞分裂素促进、高浓度的生长素抑制
(2)植物激素的浓度和比例具有调节作用:当生长素与细胞分裂素比例处于中间某个水平时,愈伤组织只生长而不分化;当两者比例较高时,愈伤组织就分化出根;当两者比例较低时,则有利于芽的分化。
(3)植物激素及其类似物在生产中应用广泛(举例:无子番茄)
①植物激素缺点:1.因为植物激素本身含量很低,提取难度大。2.因为植物激素容易被酶降解和发生光氧化导致分解破坏。3.有些植物激素(如乙烯)以气体形式存在,极易扩散,很难在田间利用。
②植物激素类似物(植物生长调节剂):人工合成与天然植物激素作用相似的化合物。
③优点:(1)与天然植物激素相似的生理作用效果;
(2)原料来源丰富;
(3)生产过程简单,可以大量生产;
(4)克服了天然植物激素在应用中的各种局限性。
6.环境因素参与植物生命活动的调节
(1)重力对植物的生长方向具有调节作用
①概念:地球上,所有生物的生长发育都是在重力条件下进行的,很多植物可以依靠重力来引导其生长方向。植物的茎背离重力向上生长,根趋向重力向下生长,这种现象称为向重力性。
②机制:淀粉平衡石假说:根冠中淀粉体受重力下沉(形成不同的刺激)--(重力信号转换成运输生长素的信号)信号转导--基因表达--生长素横向运输(生长素分布不均匀)--调节植物的生长方向
②“淀粉体-平衡石假说”:该假说认为植物的根和茎的平衡细胞中含有能够感受重力、由淀粉颗粒组成的淀粉体(即平衡石)。在重力的刺激下,淀粉体下沉至细胞底部引起植物对重力信号的响应。
(2)光是调节植物生命活动的重要信号
①机制:光(激活)→光敏色素(植物体内有,接收到光)→信号转导(传到细胞核,某些基因转录翻译)→基因选择性表达→(表达出)相应效应。比如说莴笋种子接收到光之后,有光敏色素可以感光才可以发芽。
②光敏色素:本质:色素-蛋白质度合体(主要吸收红光和远红光);分布:植物的各个部位(主要是分生组织)
③调控作用:光作为一种重要的环境信号对植物的影响贯穿其整个生命历程。光可以作为刺激信号决定植物生长的方向、影响植物的生长周期、诱导叶绿素形成等。
补充:植物如何感光信号?
光信号对植物的生长发育至关重要。但是植物无法像动物一样利用眼睛感受光线。那么,植物是如何感受光质、光强、光照时间和光照方向等光信号的呢?原来,植物中含有一些微量的色素蛋白复合体,它们能够接受光信号,进而引起植物形态结构的变化,该类蛋白复合体统称为光受体。
光受体主要包括光敏色素、隐花色素、向光素及UV-B受体等。其中,光敏色素主要感受红光和远红光,隐花色素(又被称为蓝光受体)主要吸收蓝光和UV-A。UV-A为长波紫外线,波长 320~400nm;UV-B为中波紫外线,波长290~320nm。
(3)温度对植物生命活动具有调节作用、
机制:低温刺激--信号转导--基因表达--赤霉素等增加--萌发
温度除了通过影响酶的活性来调节植物的新陈代谢外,还能够作为信号调节植物发芽或开花。一段时间的低温能够诱导某些植物相关基因的表达,从而使植物从营养生长阶段转入生殖生长阶段。
除了光、重力和温度参与植物生命活动的调节之外,植物个体的生长发育不可避免的还会受到其他生物或非生物因素的影响,这些因素共同构成了植物生命活动的生态环境。它们并非孤立地对植物起作用,而是作为一个紧密联系的整体,影响着植物的生长发育。
除了光、重力和温度参与植物生命活动的调节之外,植物个体的生长发育不可避免的还会受到其他生物或非生物因素的影响,这些因素共同构成了植物生命活动的生态环境。它们并非孤立地对植物起作用,而是作为一个紧密联系的整体,影响着植物的生长发育。
4.生长素的应用
(1)促进扦插枝条生根
用一定浓度的人工合成的生长素溶液处理不易生根的枝条,可以促进枝条多生根,提高扦插的成活率。
(2)促进果实发育——培育无子果实
利用一定浓度的生长素类似物溶液处理未授粉的雌蕊柱头,可以获得无子果实,提高果实的质量和产量,如无子番茄、无子黄瓜、无子辣椒。
(3)防止落花落果
农业生产上常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株,这样可以达到保蕾保铃的效果。
(4)除草剂在农业生产上常常用高浓度的2,4-D作为双子叶植物杂草的除草剂。
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