内容正文:
专题二 神经、体液、免疫调节
考点1 神经系统的组成
1.中枢神经系统和外周神经系统
2.自主神经系统 3.组成神经系统的细胞
(1)神经元:神经系统结构与功能的基本单位。
(2)神经胶质细胞:对神经元起辅助作用 的细胞,功能有支持、保护、营养和修复神经元等,有些还参与构成神经纤维表面的髓鞘。
考点2 反射及人脑的高级功能
1.反射和反射弧
(1)反射:神经调节的基本方式。指在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。
(2)反射弧
2.非条件反射和条件反射
(1)“三看法”判断条件反射与非条件反射
(2)条件反射的建立和消退
①条件反射的建立:条件反射是在非条件反射基础上通过学习和训练建立的。该过程是一个学习过程,需要大脑皮层的参与。
②条件反射的消退:条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是中枢把原来引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号。
3.语言功能(各区受损时,出现的症状) 4.学习和记忆
①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的一个形状像海马的脑区有关。②长期记忆:可能与新突触的建立有关。
考点3 神经系统的分级调节
1.神经系统对躯体运动的分级调节
(1)躯体运动分级调节示意图 (2)大脑皮层与躯体运动的关系 躯体各部分的运动机能在大脑皮层的第一运动区内都有它的代表区,且代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的;身体不同部位在大脑皮层上的代表区所占面积的大小与运动的精细程度有关;大脑皮层第一运动区对躯体运动的调节一般具有对侧(交叉)支配的特征。
2.神经系统对内脏活动的分级调节
(1)参与调节的神经结构 (2)实例:排尿反射
考点4 神经传导与传递过程
1.兴奋的传导
(1)兴奋:指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
(2)传导形式:电信号,也称神经冲动。传导特点:神经纤维上双向传导(反射过程中因突触结构单向)。传导方向:在膜内,局部电流方向与兴奋传导方向相同(膜外相反)。
(3)电位变化及原因:未受到刺激时,细胞膜主要对K+有通透性,K+外流(协助扩散)形成静息电位,表现为内负外正;受到刺激时,细胞膜主要对Na+有通透性,Na+内流(协助扩散)形成动作电位,表现为内正外负。
(4)细胞内离子浓度表现为高K+低Na+。静息电位由K+外流形成,若细胞外K+浓度升高或细胞内K+浓度降低,则细胞内外K+浓度差减小,静息电位绝对值减小;动作电位由Na+内流形成,若细胞外Na+浓度升高或细胞内Na+浓度降低,则细胞内外Na+浓度差增大,动作电位绝对值增大。
2.兴奋的传递
(1)传递结构:兴奋在神经元间通过突触传递。
(2)传递形式:电信号-化学信号-电信号。传递特点:单向传递——原因:神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜上;突触延搁——原因:传递过程中需经历信号转换,因此比神经纤维上的传导速度要慢。
(3)关于神经递质的注意事项:①化学成分:包括多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类、乙酰胆碱、NO等多种成分。②功能分类:兴奋性递质:导致Na+内流,使突触后膜兴奋,产生动作电位实现由“内负外正→内正外负”的转化;抑制性递质:导致负离子(如Cl-)进入突触后膜,从而强化“内负外正”的静息电位。③作用后的去向:一是回收再利用,即通过突触前膜转运载体的作用将突触间隙中多余的神经递质回收至突触前神经元并贮存于囊泡再利用;另一途径是酶解,被相应的酶分解失活。
考点5 激素与内分泌系统
1.激素调节的发现
(1)促胰液素:由小肠黏膜产生,是人们发现的第一种激素。由此使人们认识到,机体除神经调节外,还受激素调节。
(2)激素调节:由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式。
2.内分泌系统的组成和功能
(1)内分泌系统:由相对独立的内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。
(2)人体主要内分泌腺及其分泌的激素
内分泌腺
所分泌的激素
下丘脑
促(甲状腺)激素释放激素等
垂体
生长激素、促(甲状腺)激素等
胰腺
其中的胰岛分泌胰岛素、胰高血糖素等
甲状腺
甲状腺激素等
卵巢
雌激素和孕激素等
睾丸
雄激素等
肾上腺
醛固酮、皮质醇、肾上腺素等
(3)研究激素常用的实验方法
①饲喂法:如用含有甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪,蝌蚪迅速发育成小青蛙;②摘除法:如手术摘除幼年狗的甲状腺,幼年狗发育停止;③注射法:如对摘除垂体的小狗每天注射适量的生长激素,可使其正常生长④移植法:如把公鸡的睾丸移植到阉割过的母鸡体内,该母鸡就会逐渐长出公鸡型的鸡冠和长的尾羽,并且具有公鸡好斗的特性。
(4)实验设计的注意事项
①动物分组的基本要求:选择生理状况相似的动物平均分组,每组要有数量相等的多只动物。②实验设计时要注意设置对照实验,进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水),进行饲喂实验时,空白对照组可添加蒸馏水。③多肽类和蛋白质类激素易被消化酶水解,因此一般采用注射法,不宜采用饲喂法;固醇类、氨基酸衍生物类激素可以饲喂,也可以注射。④对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法,例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。
3.动物激素的分类及相互作用
(1)分类:①多肽类及蛋白质类:如胰岛素、生长激素本质为蛋白质;②氨基酸衍生物:
如甲状腺激素为含I的氨基酸衍生物;③类固醇激素:如性激素。
(2) 激素间的相互作用:①协同作用:如生长激素和甲状腺激素均能促进生长发育;甲状腺激素和肾上腺素均能促进产热;肾上腺素和胰高血糖素均能升高血糖;②抗衡作用:如胰高血糖素升高血糖,胰岛素降低血糖。
4.人体内激素的生理作用 5.激素分泌异常引起的疾病
①甲状腺激素:分泌过多——甲亢,即甲状腺功能亢进(进食量大增、消瘦、心率快、血压高、易激动);分泌过少——成年:地方性甲状腺肿大,幼年:呆小症(身材矮小,智力不正常) 。
②生长激素:分泌过多——成年:肢端肥大症,幼年:巨人症;分泌过少——幼年:侏儒症(身材矮小,智力正常)。
6.激素分泌的调节
(1)分级调节:通过下丘脑—垂体—靶腺轴实现。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
提醒:并不是所有的激素的分泌都是通过下丘脑到垂体再到相应腺体来分级调节的,如胰岛素和胰高血糖素的分泌。
(2)反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫反馈调节。包括正反馈调节(加强并偏离正常水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等)和负反馈调节(偏离后纠正回归到正常水平,生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。)
7.激素调节的特点
(1)①通过体液进行运输。②作用于靶器官、靶细胞。
③作为信使传递信息(作用后激素被灭活)。④微量和高效。
(2)不同激素的作用部位
激素名称
靶器官或靶细胞
甲状腺激素
几乎全身组织细胞
促甲状腺激素释放激素
垂体
促甲状腺激素
甲状腺
抗利尿激素
肾小管、集合管
胰岛素
几乎全身组织细胞
胰高血糖素
主要作用于肝脏细胞
考点6 体液调节与神经调节的比较
1.体液调节的概念
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。除激素外还有组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如CO2等),也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。
2.调节范围
(1)一些低等动物只有体液调节。
(2)在人和高等动物体内,体液调节和神经调节都是机体调节生命活动的重要方式。
3.体液调节和神经调节的关系
(1)联系:①不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节。
②内分泌腺所分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。
(2)区别:
比较项目
体液调节
神经调节
作用途径
体液运输
反射弧
反应速度
较缓慢
迅速
作用范围
较广泛
准确、比较局限
作用时间
比较长
短暂
提醒:体液调节≠激素调节。体液调节的研究对象不仅包括激素,还包括参与机体生命活动调节的其他调节因子,而激素调节的研究对象只有激素。
考点7 调节的实例
1.血糖平衡的调节(血糖指血浆中的葡萄糖)
(1)血糖的来源和去路
(2)参与血糖调节的主要激素
①胰岛素:由胰岛B细胞分泌,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,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖,从而使血糖浓度降低。
②胰高血糖素:由胰岛A细胞分泌,主要作用于肝,促进肝糖原分解和非糖物质转变成糖,从而使血糖浓度回升到正常水平。
点拨:血糖在肝脏处合成肝糖原,在骨骼肌处合成肌糖原,肝糖原可再分解为葡萄糖,肌糖原不能再分解为葡萄糖。
(3)血糖平衡调节过程的模型
①调节中枢:下丘脑。
②调节机制:神经—体液调节。神经调节:下丘脑通过有关神经可直接调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是反射弧效应器的一部分。体液调节:高浓度血糖可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,降低血糖;低浓度血糖可直接刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,升高血糖。
2.体温平衡的调节
(1)体温相对恒定:机体产热量=散热量。调节机制:神经—体液调节。调节过程见上图。
(2)体温调节中枢:下丘脑。
散热途径:皮肤是人体最主要的散热器官,主要通过辐射、传导、对流以及蒸发的方式进行。
(3)相关激素:主要有甲状腺激素和肾上腺素两种。
3.甲状腺激素的分级调节
(1)甲状腺激素:①作用:提高细胞代谢的速率,使机体产生更多的热量。②靶细胞:几乎体内所有的细胞。调节过程见右图。
(2)调节类型:甲状腺激素分泌的调节既有分级调节,又有反馈调节。下丘脑、垂体和甲状腺功能的分级调节系统,也称为下丘脑—垂体—甲状腺轴。
(3)调节过程:见下图。
4.水盐平衡的调节
(1)调节中枢:下丘脑。
(2)调节机制:神经—体液调节,属于负反馈调节。
(3)参与的激素:主要是抗利尿激素,由下丘脑合成和分泌,由垂体释放,作用于肾小管和集合管细胞。
(4)调节过程(见上图):当人饮水不足或吃的食物过咸时,使细胞外液渗透压升高。
①神经调节途径:下丘脑渗透压感受器兴奋→大脑皮层产生渴觉,使人主动饮水补充水分。
②体液调节途径:下丘脑分泌、垂体释放抗利尿激素增加→作用于肾小管和集合管,使其重吸收水,减少尿量排出。
5.无机盐平衡的调节
(1)Na+和K+的作用:Na+主要维持细胞外液渗透压,血钠降低会导致血压下降、心率加快、四肢发冷等症状;K+在维持细胞内液渗透压上起决定作用,还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等重要作用。
(2)钠钾平衡的调节机制:神经—体液调节。
(3)相关激素:醛固酮。由肾上腺皮质分泌,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量。
6.糖尿病的成因
Ⅰ型糖尿病——病理:体内胰岛素分泌不足
Ⅱ型糖尿病——病理:胰岛素作用机制受损(原因复杂,如胰岛素受体不足、受体对胰岛素敏感性下降、葡萄糖无法转运等,但不缺乏胰岛素)
糖尿病症状:“三多一少”:多饮、多尿、多食和消瘦
症状出现原因:葡萄糖无法充分利用,细胞会分解脂肪和蛋白质来提供能量,这两者都会导致患者不可避免的发生体重下降,出现消瘦的症状。而这个代谢过程让人产生一种饥饿感,患者会出现多食的症状。随着血糖浓度升高,一部分糖在经过肾脏过滤时形成糖尿,而葡萄糖将显著提高渗透压,导致更多水随着糖的代谢被排出体外,患者尿量将增多。水的大量排出体外,患者不可避免的会出现口千的感觉会多饮。
7.下丘脑在三大调节中的作用
微点拨:①下丘脑的四个功能:感受、传导、分泌和调节。
②下丘脑中的三个中枢:体温调节中枢、血糖调节中枢和水盐平衡调节中枢。
8.生命活动调节通用模型的分析和解读
(1)生命活动调节模型
(2)分析解读
①联系水盐平衡调节:若图表示人体内水平衡的调节,a表示下丘脑;下丘脑渗透压感受器感知渗透压的变化,分泌抗利尿激素,并由b(垂体后叶)释放,作用于c(肾小管和集合管)。
②联系反射弧结构:若图表示反射弧结构模式图,a表示感受器,b表示神经中枢,c表示效应器,兴奋在其中的传递形式是电信号(神经冲动)、化学信号(神经递质和特异性受体结合)。
③联系二次免疫:若图表示预防接种一段时间后的二次体液免疫,若c为抗体,则a表示记忆细胞,b表示浆细胞。二次免疫反应中抗体产生的特点是更快、更多。
④联系血糖调节:若图表示血糖的调节途径,若a为胰岛,b则是胰岛素和胰高血糖素,c表示相应的靶细胞,当血糖水平升高时,a的反应及调节的结果是胰岛B细胞分泌胰岛素增加,胰岛A细胞分泌胰高血糖素减少,使血糖维持正常水平。
考点8 免疫系统的组成和功能
1.免疫系统的组成及三大功能
2.免疫器官:主要由淋巴组织构成,并借助于血液循环和淋巴循环相互联系。
名称
功 能
骨髓
各种免疫细胞发生地,是B细胞分化、发育、成熟的场所,是机体重要的免疫器官
胸腺
T细胞分化、发育、成熟的场所
扁桃体
有很多免疫细胞,具有防御功能
淋巴结
淋巴细胞集中的地方,能阻止和消灭侵入体内的微生物
脾
内含大量的淋巴细胞,也参与制造新的血细胞与清除衰老的血细胞等
3. 免疫细胞与抗原
(1)免疫细胞:执行免疫功能的细胞,来自骨髓的造血干细胞。
免疫细胞
功 能
B细胞
摄取和加工处理抗原
T细胞
分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞,免疫反应中有非常重要作用
树突状细胞
具有强大的吞噬、呈递抗原功能
巨噬细胞
吞噬消化、抗原处理和呈递功能
(2)抗原:病原体进入机体后,其表面一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能引发免疫反应的物质称为抗原。
(3)抗原呈递细胞:B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都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,这些细胞统称为抗原呈递细胞。
4.免疫活性物质
(1)免疫活性物质概念:由免疫细胞或其他细胞产生的,发挥免疫作用的物质。
(2)种类:包括抗体、溶菌酶和细胞因子等,主要的细胞因子有干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等。
(3)抗体:机体产生的专门应对抗原的蛋白质。抗体能与相应抗原发生特异性结合,即一种抗体只能与一种抗原结合。抗体能随血液循环和淋巴循环到达身体的各个部位。
提醒:(1)免疫活性物质并非都由免疫细胞产生,如唾液腺、泪腺细胞都可产生溶菌酶。
(2)溶菌酶≠溶酶体。溶菌酶是一种蛋白质,溶酶体是一种细胞器,内含多种水解酶。
(3)抗原不一定都是蛋白质,有的抗原是其他物质,如纤维素、多糖等。
5.免疫系统的功能
(1)人体免疫的三道防线
(2)溶菌酶杀菌一定是非特异性免疫,唾液中的溶菌酶为第一道防线,血浆中的溶菌酶为第二道防线。
考点9 特异性免疫
1.体液免疫
(1)概念:主要依靠抗体来抵御外来病原体的免疫方式。免疫对象是内环境中的病原体。
(2)B细胞的活化需要病原体与B细胞接触形成的第一信号及辅助性T细胞传递的第二信号两个信号的刺激,此外,还需要细胞因子的作用。
(3)抗体可以随体液在全身循环并与特定病原体结合形成沉淀等(进而被其他免疫细胞吞噬消化),抗体与病原体结合后可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
(4)通常情况下,一个B细胞只针对一种特异的病原体,活化、增殖后只产生一种特异性抗体。人体内B细胞的种数在109以上。
(5)记忆B细胞可以长时间保持对相应抗原的记忆,当再次接触该抗原时,能迅速增殖分化形成浆细胞,浆细胞快速产生大量抗体(即二次免疫)
2.细胞免疫
(1)依靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”的免疫方式,免疫对象主要是进入细胞内的病原体(如病毒、结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌)。
(2)被病原体感染的宿主细胞称为靶细胞。靶细胞膜表面的某些分子发生变化,并被细胞毒性T细胞识别。
(3)靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,可被抗体结合或直接被其他免疫细胞吞噬、消灭。
3.体液免疫与细胞免疫的比较
项目
体液免疫
细胞免疫
作用对象
内环境中的病原体
被病原体入侵的靶细胞、自
身突变的细胞和来自异体的
移植器官等
参与细胞
抗原呈递细胞、辅助性T细
胞、B细胞、浆细胞、记忆
B细胞
抗原呈递细胞、辅助性T细
胞、细胞毒性T细胞、记忆
T细胞
作用方式
浆细胞产生的抗体与相应的
抗原特异性结合
细胞毒性T细胞与靶细胞结
合
协调配合
密切合作
(1)B细胞和细胞毒性T细胞的活化都离不开辅助性T细胞
的辅助,可见辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起关
键作用;
(2)体液免疫只能消灭细胞外液中的病原体,而细胞内的病
原体需要先依靠细胞免疫将靶细胞裂解,再由体液免疫产
生的抗体发挥作用
考点10 免疫功能异常
1.过敏反应——免疫防御功能过强
(1)特点:有快慢之分;有明显的遗传倾向和个体差异。
(2)预防:找出过敏原,尽量避免再次接触是关键。
(3)发生机理:同种过敏原再次刺激机体发生免疫反应。(实质:异常的体液免疫)
2.自身免疫病——免疫防御功能过强
(1)病因:抗原结构与自身组织细胞表面物质结构相似,从而使免疫系统错将自身组织和器官当成抗原处理引起的损伤。
(2)实例:风湿性心脏病、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。
(3)治疗:严重者可进行自体造血干细胞移植。
3.免疫缺陷病——机体免疫功能不足或缺乏
(1)先天性免疫缺陷病:由于遗传而生来就有的免疫缺陷,如与淋巴细胞发育有关的基因突变或缺陷引起的重症联合免疫缺陷病。
(2)获得性免疫缺陷病:由疾病和其他因素引起的免疫缺陷,如HIV入侵辅助性T细胞等引起的艾滋病。
HIV和T细胞的变化
考点11 免疫学的应用
1.疫苗——进行免疫预防
(1)概念:通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
(2)机制:疫苗刺激机体产生相应的抗体和记忆细胞,当病原体入侵时可以抑制病原体增殖或引发二次免疫反应。
2.器官移植
(1)概念:医学上用正常的器官置换丧失功能的器官,以重建其生理功能的技术。
(2)组织相容性抗原:每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的组织相容性抗原,简称HLA。正常情况下,白细胞不会攻击自身细胞,若将其他人的组织或器官移植过来,白细胞就能识别出HLA的不同而发起攻击,即发生免疫排斥。
(3)免疫抑制剂的应用,大大提高了器官移植的成活率。
3.免疫诊断:利用抗原和抗体的高度特异性结合原理,检测病原体和肿瘤标志物等。
4.免疫治疗:对免疫功能低下者用免疫增强疗法,如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质;器官移植,治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂。
考点12 免疫功能异常的实例分析
1.基于胸腺的免疫功能缺陷分析
(1)实验操作
(3) 讨论:切除胸腺,细胞免疫全部丧失,只保留部分体液免疫。
【易错警示】
(1)切除胸腺后并非免疫功能全部丧失:T细胞、记忆T细胞和效应T细胞将不能产生,细胞免疫全部丧失,体液免疫绝大部分丧失。
(2)骨髓破坏的结果:造血干细胞不能产生,免疫细胞都将不能产生,一切特异性免疫全部丧失。
2.抗体专一性与治疗作用的探究
(1)证明抗体具有专一性
①对实验动物(大小、年龄、生长状况相同)同时注射某流感疫苗;
②一段时间后,再分别注射不同种的流感病毒,观察其患病情况。
(2)证明血清抗体有治疗作用
①从破伤风患者体内获取血清;
②选取各方面相同的小鼠随机等量分成A、B两组;
③A组注射血清后再注射破伤风毒素,B组只注射破伤风毒素;
④观察两组小鼠生活状况。
3.快速确定三种免疫功能异常类型
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