内容正文:
第1章 人体内环境与稳态 读背学案
1、 课本知识梳理(必背)
1、人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液(注意:这一个图要记住)
2、内环境的概念:是指由细胞外液构成的液体环境,即由血浆、组织液、淋巴液等组成的。
即:内环境 = 细胞外液 = 血浆 + 组织液 + 淋巴液等
血浆:血液中的液体部分。
组织液:组织细胞间隙的液体,又叫组织间隙液;主要由血浆通过毛细血管壁渗出到细胞间形成,大部分物质能够被重新吸收回血浆。(水疱中的液体主要是组织液)
淋巴液:淋巴管内的液体;由一部分组织液经毛细淋巴管壁进入毛细淋巴管而形成,并最终汇入血浆。 注意:淋巴管是一种有盲端的单向运输管道。(用于在图中判断淋巴管)
【易错提醒】(以下内容要求理解)
毛细血管壁细胞的内环境是血浆和组织液;毛细淋巴管壁细胞的内环境是淋巴液和组织液;
关注三组易混淆的概念;①血液≠血浆 ②血红蛋白≠血浆蛋白 ③体内液体≠内环境
3、体液各组分间的相互转化关系(注意:这一个图要记住)
4、 内环境的组成成分:水、蛋白质、无机盐、营养物质、代谢废物、激素等。
组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆的相近,但又不完全相同,最主要的区别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
5、内环境的理化性质:
(1)渗透压:
①概念:指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
②渗透压的大小:取决于溶液中溶质微粒的数目:溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高。
③血浆的渗透压的大小主要与无机盐,蛋白质的含量有关。
④细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-;
【易错提醒】(以下内容要求理解)
①渗透压大小取决于溶液中溶质微粒的多少。如1g/ml的葡萄糖溶液的渗透压大于1g/ml的蔗糖溶液;1mol/l的NaCL的溶液渗透压大于1mol/l的葡萄糖。
②Na+主要分布在细胞外液,维持细胞外液的渗透压
K+主要分布在细胞内,维持细胞内液的渗透压;
③细胞外液中溶质含量最多的是蛋白质,为什么细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-?
答:渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质微粒数。蛋白质含量虽高,但蛋白质分子质量较Na+与Cl-大得多,数目远少于Na+与Cl-。
(2)酸碱度
正常人的血浆接近中性,pH7.35-7.45。血浆的pH之所以能够稳定,与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。
A、维持的因素:血浆中存在缓冲物质,如NaHCO3/H2CO3(最重要的缓冲物质,也是常考的)、NaH2PO4/Na2HPO4等。
B、维持机制:酸性或碱性物质进入血浆后,可以和缓冲物质发生反应,反应产物可以通过肺或肾脏排出体外,从而使血浆的酸碱度保持相对稳定。
(3)温度:一般维持在37°C左右。
6、内环境的功能:
①. 内环境是机体内细胞生活的直接环境 ②细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
7、内环境稳态概念:是指机体通过调节作用使各器官、系统协调活动,共同维持内环境成分和理化性质的相对稳定状态;
影响内环境稳态的因素:外界环境的变化(外因)和细胞代谢活动(内因)
调节内环境稳态的主要机制:神经—体液—免疫调节网络(必须背会!)
参与调节的主要系统有:消化系统 循环系统 呼吸系统 泌尿系统等;
内环境稳态的意义:是机体进行正常生命活动的必要条件。
思考:为什么免疫调节也是稳态调节的重要一环,依据是?
答:免疫系统能发现并清除异物、病原微生物等引起内环境波动的因素
8、人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
9、稳态概念的发展
二、重难点突破
1、内环境存在的物质
2、非内环境的物质
3、发生和不发生在内环境中的生理过程
4、内环境稳态失调引起的疾病
5、组织水肿及其产生原因分析
(1)组织水肿实质:由于血浆渗透压降低或组织液渗透压升高引起的组织液含量增多的现象。
(2)组织水肿的原因归纳(右图):
6、下图中①代表食物的消化吸收,Ⅰ~Ⅳ各表示什么器官?②各表示什么生理过程?
答:Ⅰ肺 Ⅱ小肠 Ⅲ肾 Ⅳ皮肤 ②肾的重吸收过程
第二章 神经调节
第1节 神经调节的结构基础
一、课本知识梳理(必背)
1.★★★★神经系统的基本结构概念图:(注意:理清各结构的概念和功能,重点理解自主神经系统)
经
2.★★人的神经系统就包括中枢神经系统和外周神经系统两部分,中枢神经系统包括脑(大脑、小脑、脑干和下丘脑等)和脊髓。外周神经系统分布在全身各处,包括与脑相连的脑神经和与脊髓相连的脊神经,它们都含有传入神经(感觉神经)和传出神经(运动神经)。
3.【易混淆】中枢神经系统≠神经中枢:中枢神经系统与神经中枢是两个不同的概念,中枢神经系统是指包括脑与脊髓的结构,神经中枢是指中枢神经系统中负责调控某一特定生理功能的区域。即:中枢神经系统中含有许多调控机体生命活动的神经中枢。
结构
★★中枢神经系统各结构的功能
大脑
包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层,是调节机体活动的最高级中枢,所有感觉(痛觉、痒觉、味觉等)的形成在大脑皮层。
小脑
能够协调运动,维持身体平衡
下丘脑
其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢、血糖调节中枢等,还与生物节律等的控制有关
脑干
是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如呼吸、心脏功能的基本活动中枢
脊髓
是调节运动的低级中枢,如膝跳反射中枢。
4. ★★★自主神经系统★★★(重难点、高频必考点)
(1)概念: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。★由交感神经和副交感神经两部分组成。
(2)作用特点:一般情况下,同一器官受交感神经与副交感神经的共同控制,作用通常是相反的。(注意:不是所有的内脏器官都受交感神经和副交感神经的双重支配。)
(3)功能:兴奋时,★★交感神经(必背!)占据优势,瞳孔扩张,心跳加快,支气管扩张,胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱;安静时,★★副交感神经(必背!)占据优势,瞳孔收缩,心跳减慢,胃肠蠕动和消化腺的分泌会加强。有利于食物的消化和营养物质的吸收。
★★★考点突破(重难点,必考点,必须掌握!!):
(1)自主神经系统属于外周神经系统还是属于中枢神经系统? 答:外周神经系统
(2)自主神经系统属于传入神经还是属于传出神经? 答:传出神经
(3)自主神经系统是脑神经还是脊神经? 答:脑神经和脊神经中都有自主神经系统
(4)人可以控制自己是否跑开,却不能控制自己的心跳,这是为什么?(P18思考讨论T1)
答:躯体的运动如“跑开”是由躯体运动神经支配的,它可以受意识的支配;心跳等内脏器官的活动是受自主神经系统支配的,不受意识控制。
(5)自主神经系统是否完全自主?
答:不是,自主神经在一定程度上受大脑皮层调控。如排尿、呼吸。
(课本P35最后一句原话:)大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,这就使得自主神经系统并不完全自主。
(6)自主神经系统可以支配和控制哪些器官和结构?
答:自主神经系统也叫内脏运动神经。它可以支配内脏、血管和腺体。
(7) 兴奋时,自主神经的哪部分占据优势?答:兴奋时,交感神经活动占据优势。
(8) 安静时,自主神经的哪部分占据优势?答:安静时,副交感神经活动占据优势。
(9)长跑或静坐时,呼吸、心率和胃肠蠕动是怎样变化的?(P18思考讨论T3)
答:长跑时,呼吸、心率将加快,胃肠蠕动将减弱;静坐时,呼吸、心率将减慢,胃肠蠕动将加强。由此可见,运动与静止时,内脏器官的活动是相反的。
(10)交感神经和副交感神经对于同一器官的作用一定是相反的吗?有何意义?
答:一般是相反的,但也有例外。意义:使机体对外界刺激做出更精确的反应,更好地适应环境的变化。(常考必背)
(11) 为什么饭后不宜做剧烈运动?
答:此时去运动会导致交感神经兴奋,使胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱,不利于食物的消化吸收。
(12)自主神经系统是如何支配膀胱的?(课本P35第二段)
答:脊髓对膀胱的扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的:交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小;副交感神经兴奋,会使膀胱缩小。
(13) 自主神经系统是如何参与血糖调节的?(课本P52)
答:当血糖含量降低时,下丘脑某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量上升。
5.组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类。
6.神经元:
(1)结构:★★★神经元是神经系统结构与功能的基本单位,它由胞体、树突和轴突等部分构成。
①胞体是神经元的膨大部分,里面含有细胞核。
②树突是胞体向外伸出的树枝状的突起,通常短而粗,用来接受信息并将其传导到细胞体。
③轴突是神经元的长而较细的突起,它将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。
(注意:课本P20图2-3神经元结构图)
(2) 功能:接收信息,产生兴奋,传导兴奋。
思考:有些神经元的轴突很长,并且树突很多,这有什么意义?(课本P20拓展应用T1)
答:轴突很长有利于神经元将信息输送到远距离的支配器官;树突很多有利于充分接受信息
7.神经胶质细胞:广泛分布于神经元之间,其数量为神经元数量的10~50倍。
★★功能(常考必背):
①是对神经元起辅助作用的细胞,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。
②在外周神经系统中,神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。
③神经元与神经胶质细胞一起,共同完成神经系统的调节功能。
第二章 神经调节
第2节 神经调节的基本方式
一、课本知识梳理(必背)
1.★★★★反射和反射弧:
(1)反射: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,叫作反射。★反射是神经调节的基本方式。★完成反射的结构基础是反射弧。
★★完成反射的条件:①具有神经系统的多细胞动物②具有完整的反射弧③适宜的刺激
· 反射活动需要经过完整的反射弧来实现。如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损,反射也不能完成。【易混淆】:反射≠反应≠感觉。
· 反射活动的判断:
①具有神经系统的多细胞动物才有反射活动,植物和低等动物无反射活动。如:含羞草受触动收拢叶片、草履虫逃避有害刺激不属于反射。
②感觉是大脑皮层产生的,不是效应器做出的应答反应,不属于反射活动。如:嗅觉、味觉、痛觉的产生不属于反射。
③反射活动需要经过完整的反射弧来实现,没有完整的反射弧参与不属于反射。如电刺激传出神经引起肌肉收缩不属于反射;用针破坏脊髓后,刺激脊蛙左后肢的趾部,该后肢不能发生屈腿反射;如果刺激的是传出神经,该后肢也不能发生屈腿反射。
(2)反射弧的组成:通常是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成的。
①感受器:接受一定的刺激后,产生兴奋。通常指传入神经末梢。
②传入神经:将兴奋传导至神经中枢。
③神经中枢:产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合。
④传出神经:将兴奋传导至效应器。
⑤效应器:对刺激作出应答。★组成:传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等(常考必背)
【易混淆】:效应器≠传出神经末梢。
★★兴奋:是动物体或人体内的某些细胞或组织感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。兴奋除了会在反射弧中传导,还会在脑和脊髓等中枢神经系统中传导。
★★一个完整的反射活动不能仅靠一个神经元来完成,至少需要2个神经元。如,缩手反射有 3 个神经元参与,膝跳反射有 2 (常考)个神经元参与。
★反射弧各结构的判断方法/兴奋传导方向的辨别:
①根据神经节判断:有神经节的是传入神经;
②根据突触进行判断, 表示上一神经元, 表示下一神经元;
③根据脊髓灰质的结构判断:与脊髓细小的后角相连的为传入神经,与粗大的前角相连的为传出神经(即窄入宽出);
④根据实验进行判断:切断某一神经,如果刺激外周段,肌肉收缩,刺激向中段,肌肉不收缩,则切断的是传出神经;反之,则切断的是传入神经。
(3) 反射的类型:
①非条件反射:出生后无须训练就具有的反射。如缩手反射、膝跳反射等;
②条件反射:出生后在生活中通过学习和训练而形成的反射,如老马识途、小狗算算术、望梅止渴、一朝被蛇咬,十年怕井绳、谈虎色变、画饼充饥、学生听到铃声向教室奔跑等。
★★★★条件反射和非条件反射的比较:
条件反射建立之后要维持下去,还需要非条件刺激的强化,否则会消退。
(常考必背)
2.★★★条件反射的建立(先看课本P24图2-5中的文字内容,再理解以下概念):
狗吃食物会分泌唾液属于非条件反射
食物:非条件刺激 先摇铃再给食物,反复训练
铃声与分泌唾液无关时,铃声是无关刺激 铃声:条件刺激
此时,狗听到铃声就会分泌唾液属于条件反射
(注意:要求会判断该过程中的非条件反射、条件反射、条件刺激、非条件刺激、无关刺激)
4.★★★条件反射的消退:
(1) 原因:如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激,条件反射就会逐渐减弱,以至最终完全不出现,这就是条件反射的消退。
(2) 机理:条件反射的消退不是条件反射简单的丧失,而是中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号。
(3) 实质:条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系,是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与。
2、 重难点突破
1.感觉的产生和反射的发生:
(1)破坏感受器或传入神经或神经中枢,再刺激感受器,能运动吗?有反射吗?有感觉吗?
答:不能运动,无反射,无感觉
(2)破坏传出神经或效应器,再刺激感受器,能运动吗?有反射吗?有感觉吗?
答:不能运动,无反射,有感觉
(3)刺激反射弧中感受器以外的其他结构,能引起效应器的反应吗?属于反射吗?为什么答:能引起反应,不属于反射,原因是:反射活动需要经过完整的反射弧,缺少任何结构,反射都不能完成。(常考必背)
第2章 第3节 神经冲动的产生和传导
1.兴奋在神经纤维上的传导
(1)在神经系统中,兴奋是以 电信号 的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
(2)静息电位:表现为内负外正;形成原因是:由于膜主要对 K+ 有通透性,造成K+外流,使得膜外阳离子浓度高于膜内。静息电位的形成与 K+ 外流有关,而与 Na+ 无关。
(3)动作电位:表现为内正外负;形成原因是:当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流, 这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为内正外负的兴奋状态,此时的膜电位称为动作电位。动作电位的形成与 Na+外流有关,而与K+ 无关。
(4)静息电位时 K+ 外流和动作电位时 Na+ 内流,都是协助扩散(被动运输),顺浓度梯度运输,不需要能量。但整个神经兴奋的产生是需要能量的,是一个化学能转变为电能的过程。
(5)膜外离子对静息电位和动作电位的影响
(6)兴奋在神经纤维上的传导过程
(7)刺激离体神经纤维中部,兴奋可双向传导;在反射弧中,兴奋只能单向传导。(注意双向单向的条件)
重难点突破:1.电位变化的曲线分析(要求会分析)
①AB段—静息电位:主要是因K+顺浓度梯度外流所致,达到平衡时,
膜内K+浓度仍高于膜外,此时膜电位表现为外正内负。
②BC段—动作电位的形成:因足够强度的刺激导致Na+通道打开,
引起Na+顺浓度梯度内流,达到平衡时,膜外Na+浓度仍高于膜内,
最终导致膜电位表现为外负内正。
③CD段-静息电位的恢复:主要是因K+顺浓度梯度外流所致
2.膜电位的测量方法及比较
2.兴奋在神经元间的传递
(1)突触小体:突触小体是神经元轴突末梢经过多次分枝后,每个小枝末端膨大,呈杯状或球状。
(2)两个神经元之间传递兴奋的结构是突触。
突触前膜:轴突末端突触小体的膜
(3)突触结构 突触间隙:神经元之间的组织液
突触后膜:下一个神经元的胞体膜或树突膜或肌肉细胞、腺体细胞的细胞膜
(4)传递过程
注意:无论突触后膜产生兴奋还是抑制,突触后膜对离子的通透性一定改变,一定会引发突触后膜电位变化。
①信号变化:电信号―→化学信号―→电信号。
②传递特点:单向传递,原因是神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
③神经递质发挥效应后,会迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
④兴奋在突触处的传递速度比神经纤维上慢的原因是:突触处兴奋传递需要通过化学信号的转换。
(4)神经递质与受体
化学本质上看神经递质的种类有:氨基酸类、激素类等。
蛋白质
①神经递质大多数是小分子物质,但仍主要通过胞吐方式释放到突触间隙,其意义是?
短时间内使神经递质大量释放,从而有效实现神经兴奋的快速传递。
②突触小泡的形成与高尔基体有关。
③递质存在突触小泡中,与突触前膜融合时以胞吐的形式释放,需要消耗能量,故突触小体里含大量线粒体。
④递质在突触间隙中移动属于扩散,不需要消耗 ATP。
(5)兴奋传递过程中出现异常的情况分析
①突触后膜持续兴奋或抑制可能的原因:分解神经递质相关的酶失活阻碍递质的分解;阻碍递质的回收(如可卡因)等
②突触后膜不能兴奋可能的原因:突触后膜上的受体受损或被占据;神经递质无法释放等
a.止痛药(如“杜冷丁”)并不会损伤神经元的结构,在阻断神经冲动传导的过程中,检测到突触间隙中神经递质(乙酰胆碱)的量不变。试推测止痛药的作用机制?
答:止疼药可以与突触后膜的受体结合,阻碍神经递质与突触后膜受体的结合
b.有机磷农药可使突触间隙乙酰胆碱含量增加,从而引起肌肉僵直(痉挛),但不影响乙酰胆碱的合成、释放和回收过程,试推测有机磷农药的作用机理?
答:有机磷农药可抑制分解乙酰胆碱酶的活性,阻碍乙酰胆碱的水解
3.毒品的危害
(1)作用机理:兴奋剂和毒品大多是通过突触来起作用的。
①促进神经递质的合成和释放。
②干扰神经递质与受体的结合。
③影响分解神经递质的酶的活性。
(2)实例:可卡因(兴奋剂、毒品)
可卡因增加人的愉悦的原因:吸食可卡因后,可卡因会使多巴胺转运蛋白失去回收多巴胺的功能,多巴胺留在突触间隙持续发挥作用。
可卡因使人上瘾的原因:高浓度的多巴胺会使突触后膜上的多巴胺受体减少,服药者必须服用可卡因才能维持神经元的活动,于是形成毒瘾。
4、5节 神经系统分级调节与人脑的高级功能
一、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)躯体的运动不仅受到脊髓的控制,也受到大脑的调节。★★★
(2)大脑的结构:①大脑的表面覆盖着主要由神经元胞体及其树突构成的薄层结构——大脑皮层。②人的大脑有着丰富的沟回,(意义)这使得大脑在有限体积的颅腔内,可以具有更大的表面积。③大脑通过脑干与脊髓相连,大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓。
(3)大脑躯体运动区的特点:躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区(中央前回)内都有它的代表区,而且皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。
注意:①大脑皮层运动区与躯体呈现对侧、倒置的关系。但是与头部的关系主要是双侧、正立的,如眼睛的位置在上,口的位置在下。
②大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细复杂程度有关。
③刺激大脑皮层中央前回的顶部,引起下肢运动;刺激中央前回下部,引起头部器官的运动;刺激中央前回的其他部位,引起其他相应器官的运动。
(4)躯体运动的调节
①躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控,脊髓是机体运动的低级中枢,大脑皮层是最高级中枢,脑干等连接低级中枢和高级中枢。
②分级调节:脑中的相应高级中枢会发出指令对低级中枢进行不断调整。
分级调节意义:机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下,变得更加有条不紊与精准。
2.神经系统对内脏活动的分级调节
(1)排尿不仅受到脊髓的控制,也受到大脑皮层的调控。排尿反射属于非条件反射。“尿意”在大脑皮层产生。★★★
①脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的:交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小;副交感神经兴奋,会使膀胱缩小。
②人之所以能有意识地控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓进行着调控。★★★
(2)不只是膀胱,其他内脏的活动也受到神经系统的分级调节。
①脊髓是调节内脏活动的低级中枢,通过它可以完成简单的内脏反射活动,如排尿、排便、血管舒缩等。
②脑干中也有许多重要的调节内脏活动的基本中枢,如调节呼吸运动的中枢,调节心血管活动的中枢等。
③下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢,它也使内脏活动和其他生理活动相联系,以调节体温、水平衡、摄食等主要生理过程。
(3)大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,它对各级中枢的活动起调整作用,这就使得自主神经系统并不完全自主。★★★
拓展(课本P35思考讨论)
(1)“尿意” 产生在哪里?产生尿意是不是反射?成人可以有意识地控制排尿,婴儿却不能,二者控制排尿的神经中枢的功能有什么差别?
答:大脑皮层 不是 成年人之所以能有意识地控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓进行着调控;而婴儿大脑皮层发育不完善,还不能对脊髓排尿反射中枢进行有效的控制。
(2)大脑皮层调控的排尿反射
膀胱感受器→传入神经→脊髓→大脑皮层→脊髓→传出神经→效应器
(3)有些成人患者出现资料3所提到的不受意识支配的排尿情况,是哪里出现了问题?
答:大脑皮层中的相应中枢出现损伤
易误解:低级中枢(如脊髓)可独立完成简单反射(膝跳反射、婴儿排尿),高级中枢仅起 “调控作用”,而非 “替代作用”
二、人脑的高级功能
人脑的高级功能:语言、学习、记忆、情绪,人脑的基本功能:感知外部世界和控制机体的反射活动。
1.语言功能
(1)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。
(2)语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。
鹦鹉学舌能说明动物具有语言功能吗?
答:不能,语言功能是人脑特有的高级功能,涉及听、说、读、写,鹦鹉学舌仅为简单的信号传递。
(3)人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的,叫言语区。
(4)言语区受损的症状(易考)★★★
①S区受损(运动性失语症):患者不能讲话。发声器官正常,能发出声音,但不能用语言表达自己的思想。
②W区受损(失写症):患者不能写字。运动器官正常,手能运动,但不能用文字等表达自己的思想。
③H区受损(感觉性失语症):患者不能听懂话。听觉器官正常,能听到声音,但不能听懂声音表达的意思。
④V区受损(失写症):患者不能看懂文字。视觉器官正常,能看到文字,但不能看懂文字表达的意思。
注意:视觉性语言中枢不同于视觉中枢,听觉性语言中枢不同于听觉中枢。
易混淆 :H 区(听不懂)≠听不见,V 区(看不懂)≠看不见,
S 区(不能组织语言)≠“不能发声”;
(6)大多数人主导语言功能的区域在大脑左半球,逻辑思维主要由左半球负责;大多数人大脑右半球负责形象思维。(有特例)
2.学习与记忆
(1)概念:学习和记忆是指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。
(2)特点:不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与。
(3)记忆过程的四个阶段:
感觉性记忆 第一级记忆 第二级记忆 第三级记忆
短时记忆 长时记忆
感觉性记忆如何转化成第一级记忆?答:加以注意。
第一级记忆如何转化成第二级记忆?答:反复运用、强化。
第二级记忆如何转化成第三级记忆?答:反复重复,并将新信息与已有的信息整合。
(4)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
(5)短时记忆:可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。长时记忆:可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。★★★
4.情绪
(1)抑郁:当消极情绪达到一定程度时,就会产生抑郁。抑郁通常是短期的,可以通过自我调适、身边人的支持以及心理咨询好转。
(2)抑郁症:当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成抑郁症。一般抑郁如果持续两周以上,则应咨询精神心理科医生以确定是否患有抑郁症。
5.(常考必背)★★★★抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。5-羟色胺再摄取抑制剂可选择性地抑制突触前膜对5-羟色胺的回收,使得突触间隙中的5-羟色胺浓度维持在一定水平,有利于神经系统的活动正常进行。
第3章第1节 激素与内分泌系统读背学案
1.腺体的种类★
(1)外分泌腺:分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的腺体,如汗腺、唾液腺等。
(2)内分泌腺:没有导管的腺体,其分泌物—激素直接进入腺体内的毛细血管,并随血液循环输送到全身各处,如垂体、甲状腺等。
注意:①胰腺是一种特殊的腺体,分为外分泌部和内分泌部。其外分泌部可以分泌消化液(胰液),内分泌部(胰岛)可以分泌胰岛素和胰高血糖素等。
②下丘脑既属于神经系统也属于内分泌系统。
2.促胰液素的发现
(1)沃泰默的实验
沃泰默的解释:这是一个十分顽固的反射,小肠上的微小神经难以剔除干净。
实验分析:★
①甲、乙两组对比:说明盐酸不直接作用于胰腺,而是通过刺激小肠促进胰腺分泌胰液。
②甲、丙两组对比能不能说明胰腺分泌胰液与神经调节无关?答:不能,说明有神经调节以外的其他调节方式参与了这个过程
(2)斯他林和贝利斯的实验
实验分析:★★
①斯他林和贝利斯两人发现促胰液素的实验是如何设置对照实验的?
答:将盐酸单独注射到狗的静脉中,看胰腺是否分泌胰液。
②斯塔林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里?
答:彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
易错点:(必须会背)★★
促胰液素的分泌部位:小肠黏膜
促胰液素的生理作用:促进胰腺分泌胰液
盐酸的作用:刺激小肠粘膜分泌促胰液素;
(3)激素调节的概念
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,称为激素调节。
3.激素功能的实验研究方法
(1)胰岛素的发现 方法:结扎法、摘除法
思考:在班廷之前,科学家通过研磨法提取胰岛素,为什么大多数实验都收效甚微?★★★
答:胰岛素属于蛋白质类激素,正常胰腺的研磨提取物中既有胰岛素也有胰液(含胰蛋白酶),胰岛素被胰蛋白酶催化水解,故难以获得预期结果。
(2)睾丸分泌雄激素的研究 方法:摘除法、移植法
补充:在家兔胚胎生殖系统分化之前,手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织,同时给予一定量睾酮的刺激,结果性染色体无论是XX还是XY的胚胎都发育出雄性生殖器官,这说明什么?
答:睾酮具有促进雄性生殖器官发育的功能。
(3)动物激素功能的实验探究(理解记忆)★★★★★
A.基本思路
B.实验方法
①摘除法:摘除相应腺体。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
C.实验设计
①验证甲状腺激素的功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②通过观察小鼠活动变化情况验证胰岛素的生理功能(最简单的方法)
思考:本实验的步骤能不能改为先注射葡萄糖,再注射胰岛素?
答:不能,先注射葡萄糖,再注射胰岛素,小鼠血糖浓度先升高后降低,但小鼠活动情况没有明显变化,无法观察。
D.注意事项★★★★★
①动物分组的基本要求:选择健康、生理状况相似的动物进行随机平均分组,且每组不能只有一只(防止偶然因素对实验结果的干扰)。
②在研究动物激素生理功能的实验设计中,要注意设计对照实验,排除无关变量的影响,使实验结论更加科学。对照实验中,生理盐水不能用蒸馏水代替。
③在设计实验时,要充分考虑相关激素的化学本质,选择不同的实验方法。除蛋白质类激素必须通过注射方法使用外,其它激素既可注射又可口服。
4.内分泌系统的组成和功能
(1)内分泌系统的组成: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
(2)人体内主要内分泌腺及其分泌的激素(必须会背)★★★★★
第三章 体液调节
第2节 激素调节的过程
一、血糖平衡调节
1.血液中的糖称为血糖,主要是葡萄糖。
血糖的来源和去路(注意:该图必背★★★)
易错提醒:由于肌肉缺乏一种酶,肌糖原不能直接分解成葡萄糖(这句必背★★★),当机体突然需要大量的能量,而又供氧不足(如剧烈运动时),肌糖原在不需要氧的条件下,经过一系列的酶促反应最后转变成乳酸释放少量能量,暂时满足能量消耗的需要。
2.血糖平衡的调节(调节血糖的来源和去向,使其处于平衡状态)
(1)调节方式:神经-体液调节。
(2)调节中枢:下丘脑
(3)相关激素( 注意:该图中各激素的生理作用必背★★★)
注意:胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素(必背★★★)
(4)血糖平衡的调节
思考:血糖平衡的调节,机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率,同时还受到神经系统的调节。如,下丘脑及相关神经可影响胰岛细胞、甲状腺、肾上腺的分泌活动来调节血糖含量,这说明血糖调节的方式是? 答:神经-体液调节
典例突破难点
A-B段血糖的主要 来源:食物中糖类的消化吸收
C-D段血糖的主要来源:肝糖原分解和脂肪等非糖类物质转化
上图中影响胰岛B细胞分泌活动的信号分子有 。
答:葡萄糖、神经递质、胰高血糖素
(5)反馈调节
①概念: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,这种调节方式叫作反馈调节。
②如:血糖调节过程中,胰岛素的作用结果反过来影响胰岛素(易错★★★)的分泌,胰高血糖素也是如此。
③反馈调节的意义是:生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。
3.糖尿病,主要表现为高血糖和尿糖。分为1型和2型。
(1)病因:
1型糖尿病:胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致★★★,通常在青少年时期发病。
2型糖尿病:患者体胰岛素含量正常甚至超过正常人水平,但无法发挥作用,组织细胞细胞膜上的胰岛素受体减少,组织细胞对胰岛素的敏感性降低,发病原因与遗传、环境、生活方式等有关。
(2)症状:“三多一少”
①多尿的原因:血糖升高,会导致原尿中葡萄糖浓度升高,原尿渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多。(常考必背★★★)
②多饮的原因:患者多尿带走大量的水分,细胞外液渗透压升高,在大脑皮层产生渴觉,因此会出现多饮现象。(★)
③多食的原因:血糖进入组织细胞氧化分解受阻,细胞能量供应不足,饥饿、多食。(★)
④体重减少的原因:血糖进入组织细胞氧化分解受阻,体内脂肪、蛋白质分解加强,体重减轻。(★)
(3)2型糖尿病体内胰岛素往往偏高的原因:由于病人细胞上的胰岛素受体减少(关键词★),胰岛素不能发挥降血糖的作用,血糖浓度维持较高水平,刺激胰岛B细胞分泌较多的胰岛素。
二、甲状腺激素分泌的分级调节
(1)甲状腺激素分泌的调节示意图
(注意:该图要求记住激素名称、箭头指向,并能熟练绘制)
①甲状腺激素随血液运到全身,
几乎作用于体内所有的细胞(必背★★★)。
②当机体感受到寒冷、过度紧张等刺激时,相应的神经冲动传到
下丘脑,促进下丘脑分泌TRH,最终使甲状腺激素分泌量增加。
这说明甲状腺激素分泌调节方式是神经-体液调节。
③下丘脑分泌TRH促进垂体分泌TSH,TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素,说明甲状腺激素的分泌方式为分级调节。
④血液中甲状腺激素含量升高,会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,说明甲状腺激素分泌的过程中存在(负)反馈调节。
(2)分级调节
①概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节。还有哪些激素也存在分级调节?
③意义: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。(常考必背★★★)
(3)关于反馈调节/分级调节的几个应用分析(考查应用能力,读一读理解即可★)
①碘是合成甲状腺激素的重要原料,饮食长期缺碘,导致甲状腺肿的原因是什么?
答:由于碘是合成甲状腺激素的必要元素,缺碘导致甲状腺激素合成不足,使血浆中甲状腺激素水平下降,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,使TRH和TSH的分泌增加,进而引起甲状腺肿大。
②性激素具有促进生殖细胞形成的作用,但在实际中往往使用促性腺激素来促进雌性动物排卵(教材P56 STS 2),而不直接使用雌激素,这是为什么?
答:直接使用雌激素,会使体内雌激素含量过高,对下丘脑和垂体的反馈抑制作用增强,使促性腺激素分泌减少,进而会导致性腺萎缩。(常考★★★)
③甲状腺癌患者切除甲状腺后,其下丘脑分泌的TRH还有作用吗?其垂体分泌的TSH的水平呢?为什么患者要终生服用甲状腺激素类似物?(教材P55 拓展应用1)
答:有用,TRH的靶器官是垂体,而不是甲状腺;因失去了甲状腺激素对垂体分泌TSH的抑制作用,TSH水平会升高;甲状腺激素对机体新陈代谢、生长发育、维持神经系统的功能等方面具有重要作用。
易错点(读一读★):
1.某人误口服了促甲状腺激素药物,则体内的甲状腺激素含量会 。
答:不变,促甲状腺激素的化学本质是蛋白质,口服后会被消化。
2. 尝试分析甲状腺激素分级调节示意图,说出a、b、c的名称。
答:a垂体,b甲状腺,c下丘脑。
3.肾上腺分为皮质和髓质部分,皮质部分可分泌醛固酮、糖皮质激素等,分泌活动受下丘脑和垂体的分级调节,即:下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴;髓质可分泌肾上腺素,分泌活动受交感神经控制
三、激素调节的特点( 必背★★★)
(1)通过体液进行运输。 (激素运输是不定向的。易错★)
(2)作用于靶器官、靶细胞。
(3)作为信使传递信息。
(4)微量和高效。
易错常考:
1.激素量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化,激素是调节生命活动的信息分子。( 必背★★★)
2.为什么激素只能作用于靶细胞? 答:只有靶细胞上有与相应激素特异性结合的受体
3.为什么只有靶细胞上才有激素的相应受体,其他细胞却没有?
答:由于基因的选择性表达,只有靶细胞中特定的基因才会表达,合成相应的特异性受体。
4.临床上为什么通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平?
答:内分泌腺没有导管,内分泌细胞分泌产生的激素弥散到体液中,随血液运输全身,传递各种信息。
5.临床上为什么常常通过测定血液中激素含量来检测内分泌疾病?
答:正常生理状态下,激素含量甚微,但其作用效果及其显著。因此,一旦体内激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能。
6.为什么动物体内需要源源不断产生激素?
答:激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了(★教材P54)。因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。( 常考★★★)
归纳1:激素间的相互作用:协同作用和作用相抗衡
(1)协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥相同的作用,从而达到增强效应的结果,如图所示。
(2)作用相抗衡:不同激素对同一生理效应发挥相反的作用,如胰岛素降低血糖,胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素的升糖。
归纳2:不同动物激素的化学本质及相应受体位置
靶细胞上有与激素特异性结合的受体,受体大多位于细胞膜表面,但也有的位于细胞内,如性激素受体
神经调节和体液调节的关系 读背学案
一.课本知识梳理
1.体液调节
(1)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,称为体液调节,激素调节是体液调节的主要内容。
(2)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)等,主要是激素。
(3)传递方式:体液(血液)运输
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示。
临床上给患者输入O2时,往往采用含有5%左右的CO2的混合气体,以达到刺激呼吸中枢的目的。
2.神经调节与体液调节的区别和联系(会背★★★)
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
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
较广泛
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节,体液调节可以看作神经调节的一个环节,如肾上腺髓质受交感神经支配;②内分泌腺分泌的激素也影响神经系统的发育和功能,如甲状腺激素。人和高等动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。
注意:★★★区分清楚激素调节的特点和体液调节的特点
3.体温调节
(1)人体通过生理性调节和行为性调节来维持体温相对恒定。其中,生理性调节是最基本的调节方式。
(2)人体产热和散热(会背★★)
机体热量的主要来源(产热的主要途径):代谢产热
产热的主要器官:安静时—肝、脑等;运动时—骨骼肌
散热的主要器官:皮肤 皮肤散热的主要方式:辐射、传导、对流、蒸发
(2)体温调节的过程(加下划线的会背★★★)
①调节方式:神经—体液调节。
②体温调节的中枢:下丘脑;体温感觉中枢:大脑皮层。
③感受器为温度感受器,分为冷觉感受器和热觉感受器。(既存在于皮肤中,也存在于黏膜、内脏器官中)
④增加产热的激素:甲状腺激素、肾上腺素
⑤人体受到寒冷刺激时,会起鸡皮疙瘩、打寒战,这是什么调节方式?反射类型条件反射还是非条件反射?该反射的反射弧是?
神经调节 非条件反射 皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→立毛肌、骨骼肌收缩。
⑥正常人如果长时间处于高温环境中,很可能会中暑,这说明了?
答:人体调节体温的能力是有限的
4.水和无机盐平衡的调节
(1)水和无机盐的来源和排出
①水的来源和排出:人体内水的来源是饮水、食物中所含有的水和代谢中产生的水;水排出的途径有肾脏排尿、皮肤排汗、肺呼气及大肠排便,肾排尿是人体排出水的最主要途径。
②无机盐(以Na+为例)的来源和排出 Na+主要来源是食盐,主要随尿排出。
③水平衡和盐平衡的调节过程密切相关,通常称为渗透压平衡,主要通过肾完成。
(2)调节的结构基础(加下划线的会背★★★)
调节机制:神经-体液调节
调节中枢:下丘脑 渴觉中枢:大脑皮层 渗透压感受器:下丘脑
参与的激素:①抗利尿激素 产生:下丘脑合成、分泌
释放:垂体释放
功能:促进肾小管和集合管对水的重吸收
②醛固酮:产生:肾上腺皮质分泌 作用:促进肾小管、集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
(3)调节过程
①抗利尿激素参与的调节
尿崩症是一种尿浓缩功能部分或完全丧失导致的以多饮多尿为特征的综合征,试阐述其病理?(会背★★★)
答:下丘脑受损导致抗利尿激素的合成减少,或抗利尿激素与受体结合受阻,肾小管和集合管重吸收水分的能力减弱,尿量增加,出现尿崩。
②醛固酮参与的调节
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。
(4)K+在维持细胞内液的渗透压上起决定性作用,还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等作用。(会背★★★)
5.课本旁栏思考(读一读):
(1)带婴幼儿看病时,为什么要等到他们停止哭闹几分钟之后,再给他们量体温呢?
婴幼儿在哭闹时,机体产热增加,此时测量体温,体温会偏高。
(2)一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少。为什么会出现这种情况呢?
冬天汗液分泌减少,同时由于环温度低,机体因代谢生成的水增加,会导致尿液量增加。
(3) 有人说,不要等渴了再喝水。你觉得这句话有道理吗?
当人意识到渴了,机体细胞渗透压已经升高,会引起一系列问题,长期如此,会对机体健康造成影响。
(4)有人说:“一个人一天内不吃饭、不喝水,但只要没有大、 小便,就可以维持体内水和无机盐的平衡。”这种说法对吗?为什么?
不对。不吃饭会使机体营养摄入不足;不喝水会导致机体细胞外液渗透压失衡;排便、排尿是代谢废物排出的重要途径。以上方式不仅不能维持水盐平衡,还对健康有害。
(5)有的人喜欢吃清淡的食物,炒菜时放盐极少。如果长期这样下去,对他的健康可能会有什么影响?
食盐的主要成分是NaCl。Na+是维持细胞外液渗透压的重要成分之一,长期食盐摄入不足,会影响细胞内外渗透压的平衡。
二.核心突破(加粗部分和加下划线部分会背★★★)
1.体温平衡
正常人体温始终保持相对恒定,体温不变时产热量等于散热量。
人体从炎热环境(25°C)进入寒冷环境(10°C),人体内外温差增大,散热量增加(t1-t2),机体通过减少汗腺分泌、皮肤毛细血管收缩一定程度上减少散热量(t2-t3),同时机体产热量也增加,使散热量重新等于产热量,体温保持稳定。
所以:寒冷环境的散热量=寒冷环境的产热量>炎热环境的散热量=炎热环境的产热量
思考:有人认为一个人持续发烧39 ℃时,他的产热量大于散热量。你认为对不对,为什么?
不对。因为当一个人持续发烧39 ℃时,产热量等于散热量体温才能维持在39 ℃不变,如果产热量大于散热量,那么他的体温会继续上升。这个人的体温由37 ℃发烧到39 ℃的过程中是产热量大于散热量。
2..关于下丘脑的总结
下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能,下丘脑有多种功能,其功能概括为调节、感受、分泌、传导四大功能,如图所示。
(1)调节 下丘脑中有血糖调节中枢、体温调节中枢、水盐平衡调节中枢。另外,下丘脑通过分泌多种促激素释放激素作用于垂体,通过垂体来调节多种内分泌腺的分泌活动(图中e)。
(2)感受、传导:下丘脑中有渗透压感受器,并可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层。
(3)分泌:下丘脑可以分泌抗利尿激素和多种促激素释放激素。
3.神经递质、激素、酶的比较
化学本质
作用
作用特点
神经递质
种类很多
传递信息
只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
激素
蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等
传递信息
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 微量和高效
酶
大多数是蛋白质,少数是RNA
催化作用
高效性 专一性 作用条件较温和
(1)都与特定物质结合发挥作用,神经递质和激素与细胞上的特异性受体结合后传递信息,酶与特定底物结合发挥催化作用。注意激素和神经递质是信息分子,酶不是。
(2)激素和酶都具有微量高效的特性。
(3)激素和神经递质作用过程中的共同点:分泌后都进入内环境;分泌后经体液运输;都与特异性受体结合起作用。
第4章 免疫系统的组成和功能 读背学案
一、免疫系统的组成:
主要由免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质三部分组成,是免疫调节的结构和物质基础。
1. 免疫器官
免疫器官主要由淋巴组织构成,并借助血液循环和淋巴循环相互联系
(1)骨髓和胸腺是免疫细胞分化、发育、成熟的场所。
(2)脾、淋巴结、扁桃体是免疫细胞集中分布的场所。
①骨髓:是各种免疫细胞的发生地,是B细胞分化、发育、成熟的场所。
②胸腺:是T细胞分化、发育、成熟的场所
③扁桃体:内含大量免疫细胞,具防御功能
④淋巴结:内含大量淋巴细胞,能阻止和消灭入侵人体内的微生物。
⑤脾:内含大量淋巴细胞,参与制造新的血细胞与清除衰老的血细胞。
2. 免疫细胞
(1)功能:执行免疫功能
(2)来源:骨髓中的造血干细胞
(3)类型:包括各种类型的白细胞,如淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞等
①淋巴细胞
包括B细胞和T细胞; T细胞可分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞。
②树突状细胞:成熟时具分支,具强大的吞噬、呈递抗原的功能。
③巨噬细胞:具吞噬消化、抗原处理和呈递功能。
3、抗原:是指能与免疫细胞表面的受体结合,能引起免疫反应的物质。
(1) 本质:大多数抗原是蛋白质(也有些是脂质和多糖)
(2) 分布:①游离 ②存在于细菌、病毒等病原微生物以及细胞上
【易错提醒】抗原≠病原体
4、抗原呈递细胞(APC):包含B淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞
功能:摄取和加工处理抗原,并将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞。
5.免疫活性物质
(1)概念:指由免疫细胞或其他细胞产生的,并发挥免疫作用的物质。
(2)分类:抗体、细胞因子、溶菌酶等
抗体只由浆细胞产生,与其合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体
二、免疫系统的功能
1. 免疫系统的三道防线
(1) 人体的第一道防线是皮肤、黏膜(及其分泌物);
(2) 人体的第二道防线是体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)
前两道防线(称非特异性免疫)特点:人人生来就有,是机体在长期进化过程中遗传下来的,不针对某一类特定的病原体,而使对多种病原体都有防御作用;(常考,必须记住)
(3) 人体的第三道防线(特异性免疫)是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定的抗原起作用。
(特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫,特异性免疫是建立在非特异性免疫的基础上形成的)
【易错提醒】
①溶菌酶一定属于第二道防线吗?
答:不一定,只有体液中的溶菌酶才属于第二道防线,而位于人体外液如泪液、唾液中的溶菌酶为第一道防线
②吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)既参与非特异性免疫(具有吞噬消化抗原的作用),也参与特异性免疫(具有摄取、处理呈递抗原的作用)。
③溶菌酶可以水解细菌细胞壁,细菌失去保护易破裂死亡,为什么对人体细胞没有伤害?
答:人体细胞没有细胞壁
2. 免疫系统的三大基本功能
(1) 免疫防御(对外) :机体排除外源的抗原性异物,是免疫系统最基本的功能。
该功能异常时,免疫反应过强、过弱或缺失,可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题
(2) 免疫自稳 (对内):机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。
若该功能异常,则容易发生自身免疫病
(3) 免疫监视(对内) :机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。
若功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染
第4章 免疫调节
第2节 特异性免疫
一、免疫系统对病原体的识别
二、体液免疫
1.体液免疫发生的过程:
①一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。
②一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取
③抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。
④辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。
⑤B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。
⑥浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。★抗体的作用:抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
2.体液免疫过程的分析(★★背会):
(1)B细胞活化的条件:两个信号(第一信号:一些病原体与B细胞接触;第二信号:辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合)+细胞因子的作用(促进B细胞的分裂、分化过程。细胞因子由辅助性T细胞等分泌)
(2)一个浆细胞只产生一种特异性的抗体,一种抗体只与一种抗原特异性结合。
(3)为什么人体在接触一种病原体后在一定的时间内能够获得免疫能力?
记忆细胞可以在抗原消失之后存活很长时间,当相同抗原再次入侵机体时,记忆细胞能够迅速增殖分化产生浆细胞,浆细胞产生大量抗体,将抗原快速消灭。
(4) 吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)具有识别抗原的能力(但不具有特异性);B细胞、记忆B细胞和辅助性T细胞具有特异性识别抗原的功能;浆细胞不能识别抗原。
(5) 二次免疫反应特点:比初次免疫反应更快、更强。通过多次注射相同疫苗可以增加记忆细胞和抗体的数量,以提高机体的免疫力。(特别注意:二次免疫过程中浆细胞由记忆B细胞和B细胞分裂、分化而来。)
3.体液免疫的二次免疫:记忆B细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年,当再次接触相同抗原时,记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞,浆细胞快速产生大量抗体。
二次免疫相对初次免疫而言,反应更加迅速、高效,产生的抗体浓度也更高。
三、细胞免疫
1.细胞免疫的过程:
(1)细胞毒性T细胞活化的条件:被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号+细胞因子(主要由辅助性T细胞分泌)的刺激。
(2)细胞免疫过程中细胞因子的作用:促进细胞毒性T细胞的分裂和分化。
(3)新形成的(活化的)细胞毒性T细胞作用是什么?是否杀死了病原体?
答:活化的细胞毒性T细胞与靶细胞接触使靶细胞裂解、死亡,暴露出了病原体。并没有杀死病原体。
(4) 病原体是如何被消灭的?
答:靶细胞裂解后,病原体失去了寄生的基础,因而可被抗体结合或直接被其他免疫细胞吞噬、消灭。
(5)靶细胞的裂解属于细胞坏死还是细胞凋亡?
答:靶细胞的裂解、死亡属于细胞凋亡。(被病原体感染致死的细胞死亡属于细胞坏死)
(5) 浆细胞不具有分裂分化的能力,而B细胞、细胞毒性T细胞、辅助性T细胞和记忆细胞都能进行分裂分化,它们受到抗原刺激后,细胞周期会 (缩短/变长)。答:缩短
(6) 病毒只有侵入细胞才能够增殖,而有一些致病细菌如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等,也是寄生在宿主细胞内的。病原体进入细胞内,抗体无法发挥作用。机体通过细胞免疫继续对抗病原体,细胞毒性T细胞直接接触靶细胞使其裂解,暴露出病原体后,抗体继续发挥作用,与病原体结合后发生进一步变化,如形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。
2.二次免疫:记忆细胞可以在体内存活几年甚至几十年,如果没有机会再次接触相同的抗原,它们就会逐渐死亡。如果再次遇到相同的抗原,记忆T细胞会立即分化为细胞毒性T细胞,迅速、高效地产生免疫反应。
4、 体液免疫与细胞免疫的协调配合
体液免疫和细胞免疫之间的联系体现在两个方面:
①B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅助,辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起着关键的作用,辅助性T细胞的介导作用能够使两者密切配合。
②两者相互配合清除病原体;体液免疫产生抗体,能消灭细胞外液中的病原体,而消灭侵入细胞内的病原体,要靠细胞免疫将靶细胞裂解,使病原体失去藏身之所,此时体液免疫就又能发挥作用了。
五、参与特异性免疫的细胞
细胞名称
作用
抗原呈递细胞(APC)
包括B细胞、树突状细胞和巨噬细胞,能够摄取、处理病原体,暴露出抗原并传递给辅助性T细胞
辅助性T细胞
①识别抗原,激活B细胞
②分泌细胞因子,促进B细胞和细胞毒性T细胞的分裂分化
B细胞
分裂、分化为浆细胞和记忆B细胞
浆细胞
产生、分泌特异性抗体
记忆B细胞
再次接触相同抗原时,迅速分裂、分化为浆细胞
细胞毒性T细胞
分化为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞,新形成的细胞毒性T细胞可以识别并接触、裂解被病原体感染的靶细胞,暴露病原体
记忆T细胞
再次接触相同抗原时,分裂、分化为细胞毒性T细胞
六、信息分子
1.种类:神经递质、激素、细胞因子等
2.作用:神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信息分子,这些信息分子的作用方式,是直接与受体接触。受体一般是蛋白质分子,不同受体的结构各异,因此信息分子与受体的结合具有特异性。
3.常考信息分子(读一读):
(1)糖皮质激素是机体内极为重要的一类调节分子,它对机体的生长、发育、代谢以及免疫功能等起着重要的调节作用:
①参与调节血糖浓度:通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用直接或间接地提高血糖浓度;
②临床上,常使用糖皮质激素类药物治疗过敏性鼻炎;
③某些医生使用糖皮质激素类物质消除发热症状,这些激素可抑制热量释放或降低体温中枢的敏感性,从而使体温下降或防止发热;
④也是临床上使用最为广泛而有效的抗炎和免疫抑制剂。
(2)肾上腺素:有时作为神经递质发挥作用,参与神经调节,如支配心脏的内脏传出神经元释放肾上腺素作用于心肌细胞使心跳加快。
(3)★甲状腺激素的功能:调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴奋性、提高血糖浓度。
第四章第3、4节免疫失调和免疫学的应用
第3节.免疫失调
(1)过敏反应
①概念: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,这样的免疫反应称为过敏反应。
②发病机理与常见类型
注意:过敏原都是抗原,但抗原不一定是过敏原
③过敏反应的特点:Ⅰ.有快慢之分;Ⅱ.有明显的遗传倾向和个体差异。
④预防过敏反应的主要措施:找出过敏原并且尽量避免再次接触该过敏原。
(2)自身免疫病
①概念:在某些特殊的情况下,免疫系统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。
②发病机理(以风湿性心脏病为例)
③常见自身免疫病:风湿性心脏病、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。
④自身免疫病的治疗方法:自身免疫病的发病率较高,很多类型缺乏有效的根治手段,对病情严重的患者进行自体造血干细胞移植是一种目前很有前景的治疗方法。
(3)免疫缺陷病
①概念:免疫缺陷病是指由机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。
②类型:
③HIV与艾滋病
AB段:机体特异性免疫尚未启动,HIV大量繁殖
BC段:机体特异性免疫启动,在体液免疫和细胞免疫共同作用下,HIV浓度迅速下降
CD段:辅助性T细胞数量持续下降,机体免疫能力逐步降低,HIV浓度不断增高
EF段:辅助性T细胞受抗原刺激而增殖
FG段:辅助性T细胞因HIV的增殖而不断死亡,数量逐渐下降
④目前HIV检测的重要依据是检测免疫系统分泌的抗HIV的抗体。
⑤HIV攻击的主要是辅助性T细胞, 为什么最终患者会死于严重感染或恶性肿瘤?
答:HIV主要攻击辅助性T细胞,使其数量下降,而特异性免疫中B细胞和细胞毒性T细胞的活化都离不开辅助性T细胞,最终人体免疫力几乎完全丧失。故艾滋病患者最终会死于严重感染或恶性肿瘤。
艾滋病的主要传播途径有哪些?①性接触传播②血液传播③母婴传播
第4节免疫学的应用
1.疫苗:
(1)疫苗的概念:通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
(2)疫苗种类:①灭活疫苗:又称死疫苗,用理化方法将病原微生物灭活制成的疫苗。病原微生物丧失了致病能力,但抗原特性保留,依然可以引起人体的免疫反应,而且也不会发生致病的风险,但接种量大,且需要多次接种,只产生体液免疫,不产生细胞免疫
②减毒疫苗:又称活疫苗,将病原体通过体外长期培养或者是一些理化方法处理,丧失致病能力,毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒制成的疫苗,此类疫苗接种量少、免疫时间长、效果好;既可产生体液免疫,也可产生细胞免疫,但安全性相对低。
(3)疫苗的作用:使机体产生相应的抗体和记忆细胞。
(4)为什么有的疫苗需要多次注射?为了产生更多的抗体和记忆细胞。
(5)疫苗注射为什么要间隔一定时间?
间隔时间太短,再次接种的疫苗作为抗原与上次接种后机体产生的抗体结合;间隔时间太长,前一次产生的记忆细胞存留较少,使得后一次接种的疫苗产生的免疫加强效果减弱。
(6)疫苗必须包含一个完整的病原体吗?不必,可以利用病原体的某些成分(如蛋白质、多糖荚膜类)及其产物制成。
(7)有人认为,接种多种疫苗很麻烦,应该设计一种用来预防多种疾病的疫苗,这种想法可行吗?
可行。因为免疫反应具有特异性,不同疫苗可以引发不同的免疫过程,产生不同的记忆细胞。理论上,制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。临床应用中已有不少联合疫苗,例如,白百破三联疫苗可以同时预防白喉、百日咳、破伤风。
(8)为什么注射的流感疫苗没起到预防作用呢?流感病毒极易发生变异;注射的流感疫苗所预防的流感与所患的流感可能不是同一个类型的,所以没有起到预防作用。
(9)实例分析:某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体),若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性,说明 曾感染新冠病毒,已康复 ;若核酸检测和抗体检测结果均为阳性,说明 感染新冠病毒过程中,免疫系统启动,是患者 ;若核酸检测阳性和抗体检测结果为阴性,说明在感染新冠病毒的初期。
2.器官移植
(1)组织相容性抗原(HLA):每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质——组织相容性抗原,也叫人类白细胞抗原,简称HLA。
(2)器官移植的成败,主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。
器官移植引起的免疫排斥反应主要是细胞免疫。
(3)免疫学的应用有免疫预防、免疫诊断和免疫治疗。
(4)对于免疫功能低下者使用免疫增强疗法,对于类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等疾病则使用免疫抑制疗法。
第5章 第1节 植物生长素 读背学案
一、生长素的发现过程
1.达尔文实验
(1)各组胚芽鞘的生长弯曲情况是:①弯向光源生长;
②不生长,不弯曲;③直立生长;④弯向光源生长。
(2)①与②对比,说明胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关。
(3)③与④对比,说明感光部位是胚芽鞘的尖端,而
不是尖端下面的一段。
(4) 达尔文根据实验提出:胚芽鞘尖端受单侧光刺
激后,就向下面的伸长区传递了某种“影响”,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。
2.鲍森·詹森实验
(1)实验现象:A胚芽鞘不生长,不弯曲;B胚芽鞘弯向光源生长。
(2)结论:胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
(3)从对照实验设计的单一变量原则角度分析,该实验的不足之处在于没有形
成单一变量,无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。(了解)
3.拜尔实验
(1)实验现象:将尖端切下,放到胚芽鞘一侧,胚芽鞘总是弯向对生长。
(2)结论:胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分布不
均匀造成的。
(3)该实验为什么要在黑暗中进行?排除光照可能对实验结果造成的
干扰。
4.温特实验
(1)实验组是B,对照组是A。A与B对照说明造成胚芽鞘
弯曲生长的是胚芽鞘尖端产生的某种物质。
(2) 设置A组的目的是排除琼脂片本身的化学物质对胚
芽鞘的影响。
(3) 实验结论:引起胚芽鞘弯曲生长的确实是一种化学物
质,温特将其命名为生长素。(温特没有提取出生长素)
(4)由温特的实验结论可以推测单侧光的作用可能是改变生长素的分布,使生长素在背光侧分布的多。
5.科学家首先从人尿(人体中没有分解生长素的酶)中分离出与生长素作用相同的化学物质--吲哚乙酸(IAA),植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等,它们都属于生长素。
6.(必背)“植物向光性”的原因:单侧光照后,背光一侧的生长素含量多于向光一侧,背光侧生长快于向光侧,造成向光弯曲生长。
(了解:有学者提出植物向光性生长,是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。)
1.(必背)规律总结:从胚芽鞘系列实验可以得出:胚芽鞘的感光部位是尖端;胚芽鞘弯曲生长的部位是尖端下方的伸长区;产生生长素的部位是尖端;生长素横向运输的部位是尖端。
7. (必背)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。
8. (常考必背)植物激素与动物激素的异同:
(1)相同点:都是调节生命活动的化学物质,起到传递信息的作用,不提供能量、不组成细胞结构、不起催化作用,都具有微量高效的特点。
(2)不同点
项目
植物激素
动物激素
合成部位
无专门的分泌器官
内分泌腺或内分泌细胞
作用部位
没有特定的器官
特定的器官、组织
运输途径
极性运输、非极性运输等
随血液循环(体液)运输
化学本质
有机小分子
蛋白质类、固醇类、氨基酸衍生物等
思考:为什么生长素不能促进人体细胞生长?
答:人体细胞上没有生长素的特异性受体
2、 (必背)生长素的合成、运输和分布
特别注意:生长素的极性运输本质是一种主动运输,需要载体蛋白和能量
三、生长素的生理作用
1.作用方式:给细胞传达信息,起着调节细胞生命活动的作用。
2.(必背)生理作用:在细胞水平上起促进细胞伸长生长生长、诱导细胞分化等作用;
在器官水平上影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生的,影响花、叶和果实发育等。
3.(必背)生长素首先与细胞内某种蛋白质---生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。
4.(必背)作用特点:生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长。
注意:抑制生长≠不生长(只是生长慢于对照组)
5. 幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老细胞则比较迟钝。
不同器官对生长素的敏感程度不同。
敏感性大小:根>芽>茎。
6.不同生物对生长素的敏感程度不同,敏感性大小:双子叶植物>单子叶植物。
用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草,同时促进单子叶植物的生长。
7.(必背)顶端优势:植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。
(必背)产生原因:顶芽产生的生长素向下运输,造成侧芽处生长素浓度较高,侧芽对生长素比较敏感生长受到抑制
解除方法:摘除顶芽。
8.“根的向地性”和“茎的背地性”
原因:
9.植物向光性、顶端优势、根的向地性、茎的背地性中能体现生长素生理作用特点的典型实例有哪些?
答:顶端优势、根的向地性
重点突破(会分析):
1.不同处理条件下植物向性运动的结果分析(填写相关结果)
2.生长素浓度与所起作用的曲线分析
a、e点:既不促进生长也不抑制生长。
a~c段(不含a点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。
c点:促进效果最好。
c~e段(不含e点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。
b、d两点:生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。
e~f段(不含e点):随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强。
3.为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输,一位同学设计了如图所示实验,一段时间后,发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素,请思考下列问题:
(1)本实验能否得出“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”
这一结论?为什么?
答:不能。因为该实验只能证明“生长素可以从胚芽鞘形态学上端运输到形态学下端”,而不能证明“生长素不能由形态学下端运输到形态学上端”。
(2) 欲得出上述结论应怎样改进实验更具说服力?
答:应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验,以研究生长素能否从形态学下
端运输到形态学上端。
第5章 体液调节
第2节 其他植物激素
一、植物激素的种类和作用
1.(注意:该表格必背★★★)
名称
合成部位
主要作用
生长素
主要是芽、幼嫩的叶和
发育中的种子
①促进细胞伸长
②诱导细胞分化
③影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,
影响花、叶和果实发育
赤霉素
主要是幼芽、幼根、未成熟的种子
①促进细胞伸长,引起植株增高;
②促进细胞分裂与分化;
③促进种子萌发、开花和果实发育
细胞
分裂素
主要是根尖
①促进细胞分裂;
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
乙烯
植物体各个部位
①促进果实成熟;
②促进开花;
③促进叶、花、果实脱落
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
①抑制细胞分裂;
②促进气孔关闭;
③促进叶和果实的衰老与脱落;
④维持种子休眠
油菜素
内酯
——
①促进茎、叶细胞的扩展和分裂;
②促进花粉管生长、种子萌发等
2.植物激素的作用机理:植物激素在植物体内的含量虽然微小,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,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。
易错提醒(读一读★)
1)促进果实发育≠促进果实成熟 果实发育是指子房膨大形成果实及果实体积的增大(如赤霉素、生长素作用)。 果实成熟是指果实的含糖量、口味等果实品质发生变化(如乙烯作用)。
2)(课本P99 二 拓展应用)T1: 小麦、玉米在即将成熟时,如果经历一段时间的干热后又遇大雨,种子就容易在穗上发芽,请解释原因。(提示:高温下脱落酸易降解)
答:脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽,持续高温使脱落酸降解,同时大雨天气给种子萌发提供了水分,于是种子会不适时地萌发。
3)(课本P98 思考讨论)尝试说出赤霉素与生长素的主要生理作用的相似之处和不同处。
答:相同点:赤霉素和生长素都能起促进细胞伸长、诱导细胞分化,影响花、果实发育等作用。
不同点:赤霉素有促进种子萌发的作用,而生长素没有。
4)每年4、5月份,杨树和柳树的雌花序中果实裂成两瓣,具有白色茸毛的种子随风飘散。某市为了解决这些飞絮,给杨树和柳树注射了赤霉素。推测赤霉素在这里的作用是?
答:使雌花的比例降低(减少),使杨柳的种子(果实)数量减少,从而使飞絮减少。
5)在早春低温时为了让水稻种子早发芽,稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与 (激素)相关性最大。 答:脱落酸
6)人们常说,一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果,请你结合植物激素谈谈对这句话的理解。
答:烂苹果释放的乙烯促进其他苹果的成熟。
2、 植物激素间的相互作用
1.在植物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;(必背★★★)
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。
(必背★★★)
①生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。(常考,会背★★★)
②在调节种子萌发的过程中,赤霉素促进萌发,脱落酸抑制萌发,二者作用效果相反。
③不同激素在代谢上还存在着相互作用,例如,当生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成;乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。(常考,会背★★★)
3.在植物各器官中同时存在着多种植物激素,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。(必背★★★)
实例分析:
①黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高有利于分化形成雌花, 比值较低有利于分化形成雄花。
②在植物组织培养中,植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。
当MS培养基中,生长素和细胞分裂素的比值适中时,有利于诱导愈伤组织形成;生长素/细胞分裂素的比值较高时,有利于诱导根的分化;生长素/细胞分裂素的比值较低时,有利于诱导芽的分化。
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。(必背★★★)
总之,植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的。
5.3-5.4 植物生长调节剂的应用、
环境因素参与调节植物的生命活动
1.植物生长调节剂的概念、优点和类型
(1)概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
(2)优点:原料广泛、容易合成、效果稳定等(必背)
(3)类型:①分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸;②分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如α—萘乙酸(NAA)、矮壮素等。
注意:植物生长调节剂效果稳定的原因:人工合成的植物生长调节剂不是植物体原有成分,植物体内没有相应的酶去分解它。
2.植物生长调节剂的应用(读一读,了解)
(1)啤酒生产中用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就可以产生a-淀粉酶,从而简化工艺,降低啤酒酿造成本; 在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理,可以使芦苇的纤维长度增加50%左右;
(2)2.4-D可用作除草剂,除去单子叶农作物田间的双子叶杂草;
(3) 用一定浓度的生长素类似物(IAA、IBA、PAA、NAA、2,4-D等)培育无子果实;
(4)膨大素:使水果长势加快、个头变大,加快水果成熟,提前上市;
(5)青鲜素:延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期(抑制发芽)。
思考:连续阴雨天气影响植物传粉,可以通过喷洒植物生长调节剂使玉米、小麦、豆类等农作物增加产量吗?答:不能,这些作物收获的是种子。
3.探索植物生长调节剂促进插条生根的最适浓度
(1)实验原理:适宜浓度的植物生长调节剂能促进插条生根,不同浓度的植物生长调节剂溶液处理后,插条生根的情况不同,浓度过高时会抑制生根。
(2)实验过程
①制作插条:把健壮、生长状况相似的某种植物的插条分成10组,每组3枝
↓
②配制梯度溶液:取生长素类似物按照不同的比例稀释成9份,第10份用蒸馏水作为空白对照
↓
③
↓
④实验培养:把每组处理过的枝条形态学下端依浓度梯度从小到大分别放入盛清水的托盘中浸泡,放在适宜温度下培养,每天观察一次,记录生根情况
↓
⑤记录结果:一段时间后观察插条的生根情况,并记录所得到的数据
(3)实验分析(理解记忆)
①注意区分本实验的三个变量
自变量:生长素类调节剂(如2,4D溶液)的浓度。
因变量:插条生根的平均数量(或平均长度)。
无关变量:枝条生长状况、处理时间长短、枝条培养条件等
②如右图所示的最适浓度是多少?如何进一步确定最适浓度?
答:1.0 mg/ml左右。在0.8-1.2mg/ml之间设置更小的浓度梯度,重复实验
③正式实验前做预实验的意义:为进一步的实验摸索条件;检验实验设计的科学性和可行性(必背)
④预实验能否减小实验误差?答:不能
⑤预实验和正式实验都需要设置空白对照吗?答:预实验需要设置空白对照,正式实验不需要。
⑤用于生根的枝条为什么要去掉成熟叶片?答:降低蒸腾作用,防止枝条失水死亡
⑥用于生根的枝条可以保留芽或幼叶,芽和幼叶可产生生长素促进生根(但要注意保留的芽或幼叶数量相同以保证无关变量相同)
⑦每组枝条为什么不能只有一枝?答:防止偶然因素对实验结果的影响,减少实验误差
4.尝试利用乙烯利催熟水果(读一读)
(1)实验原理:
PH升高乙烯利分解释放出乙烯,乙烯可诱导水果自身产生乙烯,乙烯能促进果实成熟。
(2)实验设计的分析:
①实验的单一变量为香蕉是否浸过乙烯利溶液。
②浸过乙烯利溶液的香蕉和浸过蒸馏水的香蕉进行对照是为了排除浸泡操作本身对实验的影响。
③本实验的对照形式为空白对照。浸过蒸馏水的一组实验为空白对照组。
④把香蕉放入塑料袋中的目的是防止乙烯利分解成乙烯后逸散。
(3)实验结果:
浸过乙烯利溶液的香蕉成熟得快,浸过蒸馏水的香蕉成熟得慢。
(4)实验结论:乙烯对香蕉具有催熟作用。
5.环境因素参与调节植物的生命活动
(1)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(光、温度、重力等)调节共同完成的。根本是基因表达调控的结果。(必背) 对于多细胞植物来说,细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调,需要通过激素传递信息。激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用。同时,激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
①光作为一种信号,影响、调控植物生长发育的全过程,植物具有能接受光信号的分子,例如光敏色素,其化学本质是蛋白质(色素-蛋白复合体),分布在植物的各个部位,在分生组织的细胞内比较丰富,主要吸收红光和远红光。植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体。(必背)
光的调控机制(必背):光敏色素被激活,结构发生变化→信号经过信息传递系统的传导,传递到细胞核内→细胞核内特定基因的转录变化(表达)→表现出生物学效应(课本108页图5-12)
光的作用:为光合作用提供能量;光作为一种信号,影响、调控植物生长发育的全过程。
②植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行,植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
③重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
调节机理:植物根茎中具有感受重力的物质和细胞,将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。(课本108页小字“淀粉-平衡石假说”)
(2)实例分析:(理解记忆)
①有些种子比较小,储存营养物质很少,他们需要在有光的条件下才能萌发,这有什么意义?
答:光有利于萌发后能立即进行光合作用,从而避免在无光条件下萌发后“饿死”。
②有的植物需要经过春化作用才能开花,这与哪种环境因素有关?对于它们适应所生存的环境有什么意义?答:温度。避免出现在冬季之前开花不能结实的情况,有利于植物度过不良环境
③秋季成熟的种子内脱落酸含量较高,使种子处于休眠状态,其意义是?
答:有利于种子度过冬季不良环境
④树木年轮的形成与哪种环境因素有关?答:温度
⑤根的向地生长和茎的背地生长与哪种环境因素有关?有什么意义呢?
答:重力。根向地生长,可以深扎根,利于吸收水分和无机盐;茎背地生长,可以将枝条伸向天空,利于吸收阳光进行光合作用。
(3)设计实验:验证植物根向地性的感受部位在根冠(读一读)
实验思路:(写到课本108页·课外实践)
1.取萌发程度大致相同的玉米粒若干粒.随机平均分为甲、乙两组;
2.去除甲组玉米粒的根冠,乙组玉米粒不作处理. 分别放在两个含有湿棉花的培养皿中,置于条件适宜且无光(黑暗)的环境中培养一段时间
3.观测两组玉米粒根尖是否向地弯曲生长。
预期结果、得出结论:如果甲组玉米根尖不向地弯曲生长,乙组向地弯曲生长,即可验证植物根向地性的感受部位在根冠。
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