内容正文:
高中生物选择性必修一知识点
1、 人体的内环境与稳态
1、内环境:由 细胞外液 (约占体液的2/3)构成的液体环境。
( 血浆与组织液、淋巴的最主要差别是血浆中的蛋白质含量较多)
2、内环境中的组成成分 提醒:4类非内环境的物质
3、细胞外液的理化性质主要是:渗透压、酸碱度和温度。
(1) 血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。
(2) 正常人体在剧烈运动产生较多乳酸后,血浆pH依旧能够保持相对稳定,参与该稳态调节的主要离子有HCO、HPO。
4、 内环境稳态失调的实例——组织水肿
组织水肿后,可通过注射适量的蛋白质溶液增大血浆浓度,促进组织液的水回流至血浆,再随尿液排出体外(无机盐会进入组织液,起不到效果,而蛋白质是大分子,可增大血浆浓度而又不容易进入组织液)。
5、内环境的作用:细胞生存的直接环境;细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
内环境稳态的实质:化学成分和理化性质保持相对稳定。
内环境稳态的意义:机体进行正常生命活动的必要条件。
内环境稳态的调节机制:神经—体液—免疫调节
6、稳态让每一个细胞分享,又靠所有细胞共建的含义:细胞和内环境是相互影响、相互作用的。细胞依赖于内环境,也参与内环境的形成和维持。
7、“人造子宫”必须具备的条件:(1)必须装有“羊水”,为早产羊羔生活提供适宜的液体环境;该“羊水”模拟自然子宫羊水的成分和含量,包含羊羔生长的营养物质和生长因子;“羊水”必须具备适宜的温度和酸碱度;“羊水”需要定时更新,保持相对稳定。(2)外部配置机器胎盘,与早产羊羔的脐带相通,进行物质交换,保持内环境稳定。
2、 神经调节
1、神经系统的组成
(1)下丘脑,有体温调节中枢、水平衡的调节中枢,还与生物节律等的控制有关;
(2)脑干,连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命必要的中枢,如呼吸中枢;
(3)大脑皮层,是调节机体活动的最高级中枢;
(4)小脑,有维持身体平衡的中枢
(5)脊髓,是脑与躯干、内脏之间的联系通路,是调节躯体运动的低级中枢。
2、人脑的高级功能
(1) 人脑的高级功能:位于人大脑表层的大脑皮层,是整个神经系统中最高级的部位。它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
(2) 人脑特有的高级功能:语言文字是人类社会信息传递的主要形式,也是人类进行思维的主要工具。语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智力活动,涉及人类的听、写、读、说。这些功能与大脑皮层某些特定的区域有关,这些区域称为言语区。
(3) 言语活动功能障碍:大脑皮层言语区的损伤会导致特有的各种言语活动功能障碍。下图为人类大脑皮层(左半球侧面)的言语区,W区受损伤,患者不能写字;V区受损伤,患者不能看懂文字;S区受损伤,患者不能讲话;H区受损伤,患者不能听懂话。
(4) 学习和记忆
①学习和记忆:学习和记忆是脑的高级功能之一。学习是神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程。记忆则是将获得的经验进行贮存和再现。学习和记忆相互联系,不可分割。研究发现,学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。
②记忆:人类的记忆大致可以分为瞬时记忆、短期记忆、长期记忆、永久记忆。短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。长期记忆可能与新突触的建立有关。
3、内脏运动神经的作用特点(书P19)
(1)奔跑等身体运动是由躯体运动神经支配的,它明显受到意识的支配;而由惊恐所引起的心跳与呼吸的变化是由内脏运动神经控制的,是不随意的。支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,称为自主神经系统。
(2)交感神经和副交感神经对部分器官的作用
器官
交感神经
副交感神经
眼球
瞳孔开大肌收缩,瞳孔散大
瞳孔括约肌收缩,瞳孔缩小
甲状腺
促进甲状腺激素分泌
抑制甲状腺激素分泌
心脏
心跳加快,心肌收缩力加强
心跳减慢,心肌收缩力减弱
支气管
支气管平滑肌舒张
支气管平滑肌收缩
胃、肠
胃、肠平滑肌舒张,抑制胃、肠运动
胃、肠平滑肌收缩,促进胃肠运动
膀胱
逼尿肌舒张,内括约肌收缩
逼尿肌收缩,内括约肌舒张
4、神经调节的基本方式是反射。完成反射的结构基础是反射弧。反射弧由感受器、传入神经(具神经节)、神经中枢、传出神经、效应器(传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等)组成。反射活动需要经过完整的反射弧来实现。
易错:形成感觉不属于反射,原因是没有经过完整的反射弧。如渴感形成的具体过程是细胞外液渗透压升高→(下丘脑)渗透压感受器→传入神经→大脑皮层渴觉中枢→产生渴感。
5、兴奋的传导与传递:
①兴奋在神经纤维上以电信号(也叫神经冲动)的形式进行双向传导(要求:离体神经元);
在反射弧、机体内,兴奋在神经纤维上是单向传导。
②兴奋在神经元之间通过突触(突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜)进行单向传递,原因:神经递质只存在于突触前膜的小泡中,只能由突触前膜释放、作用于突触后膜)
6、静息电位:电位表现为内负外正,形成原因K+外流,运输方式为协助扩散。
动作电位:电位表现为内正外负,形成原因是Na+内流,运输方式为协助扩散。
(注:局部电流方向与膜内兴奋传导方向相同,与膜外相反。建议画简图理解)
7、低钠外界溶液中的神经元,与正常外界溶液相比,静息电位不变,动作电位峰值变小。
原因分析:静息电位主要与钾离子外流有关,动作电位主要与钠离子内流有关,当外界溶液钠离子浓度降低,会引起胞内外钠离子浓度差减小,引起动作电位峰值降低。
(不管静息电位还是动作电位,Na+浓度总是胞外高于胞内,K+则相反。)
8、突触前膜内的突触小泡释放神经递质(如乙酰胆碱,)的方式是:胞吐(耗能,体现膜的流动性),然后神经递质经扩散(不耗能)通过突触间隙,与突触后膜上受体特异性结合,引发突触后膜电位变化(兴奋或抑制)。
(1)神经递质是较小分子却未通过主动运输分泌,而通过胞吐的方式分泌,意义:可短时间内大量集中释放神经递质,从而引起突出后模的电位变化,以适应神经调节快速、灵敏的特点。
(2)突触小体可完成的信号转变是电信号→化学信号。
(3)突触可完成的信号转变是电信号→化学信号→电信号。
9、药物、有毒物质或有害物质可以阻断突触处神经冲动的传导,原因主要包括:(1)阻断神经递质的合成或释放;(2)神经递质失活;(3)与突触后膜上的受体结合,抑制神经递质与受体的结合等。
3、 体液调节
1、 体液调节(P57):激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。激素调节是体液调节的主要内容。
(1)动物激素调节:内分泌器官或细胞分泌的化学物质。促胰液素(小肠黏膜分泌,作用:促进胰腺分泌胰液)是人类发现的第一种激素。
(2)( P92)植物激素:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,叫作植物激素。
2、几种常考的动物激素
③甲状腺:甲状腺激素几乎全身细胞
3、激素调节的四个特点:通过体液进行运输;作用于靶器官、靶细胞;作为信使传递信息(激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了);微量和高效。
4、体温调节
(1)体温调节中枢在下丘脑;感觉中枢在大脑皮层;温度感受器分布在皮肤、黏膜和内脏器官中。
(2)人体产热的主要组织或器官分别是骨骼肌和肝脏,安静时主要通过肝、脑等器官活动提供热量,运动时以骨骼肌产热为主;人体散热的主要器官是皮肤。
(3)相关激素:甲状腺激素和肾上腺素,都有提高细胞代谢强度的作用。
(4)甲状腺激素分泌的分级调节和负反馈调节
5、水盐平衡调节
(1)水盐平衡调节中枢在下丘脑,渴觉产生的中枢在大脑皮层。
(2)参与水盐平衡调节的激素主要是抗利尿激素,其由下丘脑神经分泌细胞分泌,并由垂体释放,可促进肾小管和集合管对水的重吸收。
(3)当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。相反,当血钠含量升高时,则醛固酮的分泌量减少,其结果也是维持血钠含量的平衡。
6、血糖调节
(1)胰岛素:唯一降血糖的激素。作用(P51):一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞转变为甘油三酯;另一方面抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖。
(2)胰高血糖素:升高血糖,与胰岛素在调节血糖方面表现为相抗衡作用,与肾上腺素在调节血糖方面表现为协同作用。
(3)血糖调节中枢在下丘脑。
4、 免疫调节
1、 免疫系统的组成包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。
(1)免疫器官包括骨髓、胸腺、扁桃体、淋巴结、脾等。
(2)免疫细胞包括淋巴细胞(B细胞、T细胞)和吞噬细胞(巨噬细胞、树突状细胞);均起源于骨髓中的造血干细胞。
(3)免疫活性物质:机体产生的专门应对抗原的蛋白质;包括抗体、溶菌酶和细胞因子(如:白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等)
概念理解:
抗原:能引发免疫反应的物质。
抗原呈递细胞(APC):包括B细胞、树突状细胞和巨噬细胞,功能:摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞。
2、免疫系统的功能
类型
功能
异常表现
免疫防御
机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。
过敏、易被病原体感染等
免疫自稳
机体清除 衰老或损伤 的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态
发生 自身免疫 病
免疫监视
机体识别和清除 突变 的细胞,防止肿瘤发生
发生肿瘤或持续的病毒感染
3、特异性免疫:
(1)体液免疫——主要靠抗体“作战”
①图解
② 细胞活化的条件
提醒:①浆细胞的来源有两个: 细胞或记忆 细胞增殖分化而来。②多数情况下,抗体与病原体结合后会形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。
(2)细胞免疫——靠 细胞直接接触靶细胞来“作战”
①细胞毒性 细胞的活化:需要靶细胞辅助性 细胞(分泌细胞因子)等的参与。
②细胞免疫过程中,细胞因子的作用是 加速细胞毒性 细胞的分裂和分化 。
③靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他免疫细胞吞噬、消灭。
4、记忆细胞与二次免疫应答
1)记忆细胞特点:可在体内存活几年甚至几十年,并在抗原消失后很长时间保持对这种抗原的记忆。
2)二次免疫应答的含义:当相同抗原再次入侵时,记忆细胞能迅速增殖分化,形成细胞,迅速高效地产生免疫反应。
3)二次免疫应答的特点:与初次免疫反应相比,二次免疫 快速、强烈 ,产生抗体浓度高,能在抗原侵入但尚未进入患病阶段将它们消灭。
5、神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节,通过信息分子(神经递质、激素和细胞因子等,作用方式:直接与受体接触)构成一个复杂网络。
6、免疫失调
(1)过敏反应: 已免疫的机体,在再次接触相同的抗原时,有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应。
(2)自身免疫病:在某些特殊情况下,免疫系统也会对自身成分发生反应,如果自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状,就称为自身免疫病。
①发病机理:抗原结构与正常细胞表面物质结构相似,抗体消灭抗原时,也消灭正常细胞。
②实例:类风湿关节炎、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮等。
(3)免疫缺陷病:指由机体免疫功能足或缺乏而引起的疾病。分为先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病两种类型。
7、免疫学应用:包括免疫预防、免疫诊断和免疫治疗。
①免疫预防:如疫苗,通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。作用:接种疫苗使人体内产生相应的 抗体和记忆细胞,从而对特定传染病具有抵抗力。
②免疫诊断:由于抗原和抗体反应的高度特异性,可检测病原体和肿瘤标志物等。
③免疫治疗:免疫治疗已成为与传统的手术、化学疗法、放射疗法并列的重要治疗方法,对于免疫功能低下者使用免疫增强疗法 ,对于有些疾病则使用免疫抑制疗法。例如,治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂。
了解:器官移植
①组织相容性抗原,也叫人类白细胞抗原,是标明细胞身份的标签物质。如果供者和受者的 差别较大, 白细胞就能识别出 不同而发起攻击。
②器官移植的成败,主要取决于供者与受者的是否一致或相近。只要供者与受者的主要HLA有一半以上相同,就可以进行器官移植。
③器官移植面临的问题及解决办法
a.免疫排斥问题:应用 免疫抑制剂 。
b.供体器官短缺问题:利用自体干细胞(如诱导为iPS)培养相应的组织、器官;加大自愿捐献器官的宣传力度。
五、植物生命活动的调节
1、植物激素概念:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素的种类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。
2、生长素的相关知识:
(1)生长素的发现
科学家
实验
实验结论
达尔文
胚芽鞘尖端受单侧光照射产生某种“影响”并向下面的伸长区传递,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲
鲍森·詹森
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
拜尔
胚芽鞘的弯曲生长,是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
温特
胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质造成的,并将其命名为生长素
生长素的确认
1934年,科学家首先从人尿中分离出这种物质,确定是吲哚乙酸(IAA),直到1946年人们才从高等植物中分离出生长素,并确认它的成分为IAA。
进一步研究发现,植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚乙酸(IBA)等。
(2)生长素的主要合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸转变而来(注意:生长素不是蛋白质,而是小分子有机物)。相对集中地分布在生长旺盛的部分。
(3)生长素的运输方式:
①极性运输:从形态学上端运输到形态学下端;是一种主动运输过程,需要消耗能量。
②非极性运输:在成熟组织中通过韧皮部进行。
③横向运输:在单侧光或重力、离心力作用下还可引起生长素在茎、根等处的横向运输。
(4)生长素的作用方式:不组成细胞结构、不提供能量、不起催化作用,只是给细胞传达信息,起着调节细胞生命活动的作用。作用:在细胞水平,促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等;在器官水平,促进侧根和不定根的发生,影响花、叶、果实的发育等。作用机制:首先与细胞内的生长素受体(蛋白质)特异性结合,引起细胞内发生系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。
(5)生长素作用特点:低浓度促进,高浓度抑制。能体现其作用特点的实例有:顶端优势(顶芽优先生长,侧芽发育受到抑制的现象;接触顶端优势的方法:去除顶端)、根的向地性、在单子叶植物中除双子叶杂草。
(6)影响生长素生理作用的因素
浓度:一般情况下,在低浓度时促进生长,浓度过高时抑制生长,甚至会杀死植物。
器官:不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎的敏感程度为:根>芽>茎。
成熟程度:一般来说幼嫩细胞敏感,衰老细胞迟钝。植物种类:
植物种类:不同植物对生长素的敏感度不同,双子叶植物比单子叶植物敏感。
3、其他植物激素的比较
合成部位
含量较多部位
主要生理功能
赤霉素
主要是幼芽、幼根和未成熟的种子
生长旺盛的部位
促进细胞伸长从而引起植株增高;促进细胞分裂与分化促进种子萌发和果实发育
细胞分裂素
主要是根尖
正在进行细胞分裂的部位
促进细胞分裂,促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
脱落酸
根冠和萎蔫的叶片等
将要脱落的器官和组织
抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠
乙烯
植物体的各个部位
成熟的果实中
促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落
油菜素内酯,植物体内还有已经被正式认定为第六类植物激素。油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。
植物激素对植物生长发育的调控,是通过调节植物物生长发育的调控,是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
4、植物激素间的相互作用
(1)在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化。
(2)各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
(3)决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的 相对含量 。
(4)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的 顺序性 。
5、 植物生长调节剂(选择性必修1 P100):由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。
(1)优点:原料广泛、容易合成、比较稳定。
(2)植物生长调节剂的应用:
A、赤霉素类(GA):打破种子的休眠;促进芹菜等的营养生长,增加产量;使种子无需发芽即可生产α-淀粉酶。
B、生长素类调节剂:促进黄杨、葡萄的生根;对棉花进行保花保果,防止脱落;处理未授粉的花蕾,以获得无籽果实:可以补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响受粉而导致的瓜果类作物产量下降。(注明:此措施不可用于挽救以收获种子为目的的各种粮食作物和油料作物的减产问题)
C、乙烯类调节剂:用乙烯利促进黄瓜的雌花分化;促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。
D、脱落酸类调节剂:施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。
注:无子番茄和无子西瓜的比较:
无子西瓜
无子番茄
培育原理
染色体变异
生长素促进果实发育
无子原理
三倍体西瓜在减数分裂时染色体联会紊乱,不能产生正常的生殖细胞
有正常的生殖细胞,但因为没有受粉,不能完成受精作用
无子性状能否遗传
能,结无子西瓜的植株经植物组织培养后,所结的西瓜无子
不能,结无子番茄的植株经植物组织培养后,所结的番茄有子
6、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
(1)插条的处理:枝条的形态学上端削成平面,下端削成斜面,这样在扦插后可增大枝条吸水面积,促进成活;每一枝条留3~4个芽,所选枝条的芽数尽量一样多。
(2)实验变量分析:
自变量:生长素类调节剂浓度,所以需要配制一系列浓度梯度的生长素类调节剂溶液。
处理方法:低浓度——浸泡法;高浓度——沾蘸法。
无关变量:处理时间、实验材料、处理时的温度等,各组实验应保持相同且适宜。
因变量:实验的测量指标应是枝条的生根数目或生根率。
(3)为了保证实验设计的严谨性,还需要设置重复实验和一定的对照实验
①平行重复实验:每组枝条数应为多个,统计数据取每组枝条生根数或生根长度的平均值。
②对照实验:预实验时需要设置清水的空白对照,在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。
(4)实验结果异常原因分析:
①不能生根。主要有以下几种可能:一是枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水太多;二是配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧;三是没有分清形态学的上端与下端。
②生根过少:配制生长素类调节剂溶液时,浓度梯度要密一些,组别要多一些,浓度梯度过稀、组别过少易错过最适浓度范围,导致生根过少。
7、环境因素参与调节植物的生命活动
(1)光对植物生长发育的调节(P106)
光既能作为植物细胞的能量来源,又能通过影响光敏色素等蛋白质的结构,引起光信号传导,改变细胞激素水平和基因表达水平。其调控机制如下:
拓展:光对植物开花的影响:
A、长日照植物:
①概念:只有当日照长度超过临界日长(14~17小时),或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽,只停留在营养生长阶段。
②实例:冬小麦、大麦、油菜、萝卜等,纬度超过60°的地区,多数植物是长日照植物。
B、短日照植物:
①概念:只有当日照长度短于其临界日长(少于12小时,但不少于8小时)时才能开花的植物。在一定范围内,暗期越长,开花越早,如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。
②实例:许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物大多属于短日照植物,如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。
(2)温度对植物生命活动的调节
a、气温季节性周期变化,影响植物发芽、开花、落叶、休眠等。
b、气温的昼夜变化,影响植物的代谢。
c、一定的温度范围影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等。
d、温度影响植物分布的地域性。
(3)重力对植物生命活动的调节
a、重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
b、现象:根向地性、茎背地性。
c、原因:植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长
素的信号,造成生长素分布不均衡,从而调节植物的生长方向。
d、“淀粉—平衡石”假说(P108):植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
8、植物生长发育的整体调控
植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
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