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1、人细胞外液的温度一般维持在37℃左右。
所以人体内酶的最适宜温度也是37℃左右。
2、体温:
幼年>成年>老年;
女性>男性。
四、内环境与外界环境的关系:
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒体。
物质交换过程如图所示:
细胞内液
1、直接与内环境的物质交换有关的系统有四个:
消化、呼吸、泌尿、循环四大系统。
2、不同的组织细胞生活的内环境不同。
如血细胞的内环境是血浆,淋巴细胞的内环境是淋巴,毛细血管壁的内环境是血浆、组织液,毛细淋巴管的内环境是淋巴、组织液。
3、人的呼吸道、消化道、膀胱等由孔道与外界相连。
储存的液体也直接与外界接触,所以这些液体不属于体液。
4、水肿
过敏导致的水肿:
过敏物质最终导致毛细血管通透性增大,血浆蛋白流入组织液,导致组织液渗透压相对增大,吸水形成水肿。
营养缺乏导致的水肿:
一些营养物质如蛋白质摄入过少,导致血浆内一些营养物质如血浆蛋白减少,最终导致血浆渗透压相对减小,组织液渗透压相对增加,水分外流形成水肿。
击伤导致的局部组织水肿:
外力导致毛细血管破裂,血浆内物质如血浆蛋白外流到组织液,局部组织液渗透压相对增大,吸水导致局部组织水肿。
血吸虫疾病导致的水肿:
毛细淋巴管被寄生虫堵塞,导致淋巴管回收组织液受阻,组织液相对增多,形成水肿。
第2节内环境稳态的重要性
一、稳态:
稳态是指正常机体通过调节作用,使各个器官系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。
二、稳态调节机制的认识和意义
1、认识
①稳态的基础是各器官系统协调一致地正常运行
②调节机制:
神经-体液-免疫
③稳态相关的系统:
消化、呼吸、循环、排泄系统(及皮肤)
④维持内环境稳态的调节能力是有限的,若外界环境变化过于剧烈或人体自身调节能力出现障碍时内环境稳态会遭到破坏
2、稳态意义:
机体进行正常生命活动的必要条件
三、血浆中成分的变化与人体的代谢和健康
(一)从水的含量及平衡分析:
人体每天都要从饮食中获取水,同时又通过多种途径排出水,当血浆中渗透压升高时,抗利尿激素含量上升,增加对水的重吸收。
(二)从O2的含量来分析
1、刚进入高原的人,对高原缺氧环境所产生的生理反应:
呼吸频率和心率加快,以便于运输更多的O2并排出CO2,以满足新陈代谢所需。
2、短时间的剧烈运动,O2的量暂时无法满足机体的需要,能量主要来自无氧呼吸。
(三)从蛋白质、废物的含量来分析
1、血浆蛋白质含量降低的可能原因是
(1)营养不良使合成量减少;
(2)肾小球炎,血浆蛋白随尿液排出体外,患者出现水肿现象。
2、当代谢废物含量上升时,说明肾功能衰竭,会患尿毒症。
【思考感悟】长期营养不良的病人,血浆蛋白含量降低,组织液的相对含量会发生什么变化?
血浆的渗透压变小,组织液中的水回渗的速率降低,组织液的量会相对增加,造成组织水肿。
第2章动物和人体生命活动的调节
第1节通过神经系统的调节
一、神经调节的结构基础和反射
1、神经元
神经元的功能:
接受刺激产生兴奋,并传导兴奋,进而对其他组织产生调控效应。
神经元的结构:
由细胞体、突起【树突(短)、轴突(长)】构成。
神经末梢
2、反射:
是神经系统的基本活动方式。
是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。
3、反射弧:
是反射活动的结构基础和功能单位。
组成:
感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(如图)
反射弧(反射活动需要经过完整的反射弧来实现)
组成部分功能
感受器(感觉神经末梢)接受刺激,产生兴奋
传入神经将兴奋传至中枢
神经中枢(中枢神经的一部分)分析综合
传出神经将兴奋传至效应器
效应器(传出神经末梢及它支配的腺体或肌肉等)产生相应反应
二、兴奋在神经纤维上的传导
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、兴奋传导形式:
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。
3、兴奋传导过程:
静息电位(外正内负)→刺激→兴奋部位(外负内正)→兴奋部位与未兴奋部位间形成局部电流(膜外:
未兴奋部位→兴奋部位;
膜内:
兴奋部位→未兴奋部位)→兴奋向未兴奋部位传导
4、兴奋的传导的方向:
双向
三、兴奋在神经元之间的传递
(1)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的
突触:
包括突触前膜、突触间隙、突触后膜
线粒体
突触小泡(含有神经递质)
突触小体
突触
突触前膜(突触小体膜)
突触间隙
另一个神经元的胞体或树突突触后膜(另一个神经元的胞体膜或树突膜)
(2)兴奋的传递方向:
是单向的:
突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突)单向的原因:
神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜
(3)在突触传导过程中有电信号→化学信号→电信号的过程
四、神经系统的分级调节
人脑的组成及功能:
大脑:
大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础。
其上由语言、听觉、视觉、运动、感觉等高级中枢
小脑:
是重要的运动调节中枢,维持身体平衡
脑干:
有许多重要的生命活动中枢,如呼吸中枢
下丘脑:
有体温调节中枢、渗透压感受器、是调节内分泌活动的总枢纽
五、人脑的高级功能
(1)大脑皮层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)语言功能是人脑特有的高级功能
语言中枢的位置和功能:
W区:
书写性语言中枢→失写症(能听、说、读,不能写)
S区:
运动性语言中枢→运动性失语症(能听、读、写,不能说)
H区:
听觉性语言中枢→听觉性失语症(能说、写、读,不能听)
V区:
视觉性语言中枢→失读症(能听、说、写,不能读)
第2节通过激素的调节
一、激素调节的发现及含义
1、促胰液素是人们发现的第一种激素
2、激素调节:
是由内分泌器官(内分泌细胞)分泌的化学物质激素进行生命活动的调节。
3、人体主要激素及其作用
激素名称及本质
产生的内分泌腺名称
主要生理作用
激素失调症
生长激素(蛋白质)
垂体
促进生长,主要促进蛋白质的合成和骨骼的生长
幼年过多:
巨人症;
幼年过少:
侏儒症.成年过多:
肢端肥大症
甲状腺激素(含I的氨基酸衍生物)
甲状腺
促进新陈代谢和生长发育(尤其是对中枢神经系统的发育和功能具有重要影响).提高神经系统的兴奋性.
偏高:
甲亢(精力旺盛,烦躁不安)偏低:
地方性甲状腺肿大(动作迟缓,精神不振)幼年过少:
呆小症
胰岛素(蛋白质)
胰岛B细胞
调节糖类代谢,降低血糖浓度
偏高低血糖,偏低尿糖甚至糖尿病
性激素(固醇)
性腺(男:
睾丸,女:
卵巢)
维持第二性征(性周期)性行为,促进生殖细胞的形成
分泌不足,第二性征不明显或消退.性周期不正常
胰高血糖素(多肽)
胰岛A细胞
促使肝糖元分解为C6H12O6,使一些非糖物质转变为C6H12O6.使血糖升高
肾上腺素(固醇)
肾上腺
促进新陈代谢.控制糖分,体温
促甲状腺激素(多肽)
维持甲状腺的正常发育.促进甲状腺激素的合成和分泌
胸腺激素
胸腺
促进T淋巴细胞的发育,增强T淋巴细胞的功能
二、激素调节的实例
实例一:
血糖调节
1、血糖的含义:
血浆中的葡萄糖(正常浓度:
0.8-1.2g/L)
2、血糖的来源和去路:
3、调节血糖的主要激素:
胰岛素、胰高血糖素(肾上腺素也可调节)
(1)胰岛素:
(降血糖)
分泌部位:
作用机理:
(促进3个去路,抑制2个来源)
①促进血糖进入组织细胞,并在组织细胞内氧化分解、合成糖原、转变成脂肪酸等非糖物质。
②抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
(2)胰高血糖素:
(升血糖)
促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖(促进2个来源)
4、血糖平衡的调节:
(负反馈)(如下图)
血糖升高→胰岛B细胞分泌胰岛素→血糖降低
血糖降低→胰岛A细胞分泌胰高血糖素→血糖升高
促进
下丘脑某一区域血糖浓度升高肾上腺素
胰岛B细胞胰高血糖素肾上腺
胰岛素胰岛A细胞
血糖浓度降低下丘脑另一区域
5、血糖不平衡:
过低—低血糖病;
过高—糖尿病
6、糖尿病
病因:
胰岛B细胞受损,导致胰岛素分泌不足
症状:
多饮、多食、多尿和体重减少(三多一少)
防治:
调节控制饮食、口服降低血糖的药物、注射胰岛素
检测:
斐林试剂、尿糖试纸
体重减轻
7、调节机制——反馈调节
正反馈:
反馈信息与原输入信息起相同的作用,使输出信息进一步增强的调节。
负反馈:
反馈信息与原输入信息起相反的作用,使输出信息减弱的调节。
实例二:
(促甲状腺激素释放激素)(促甲状腺激素)
甲状腺激素分泌的分级调节
细胞代谢
相关神经
(+)
寒冷、紧张下丘脑TRH垂体TSH甲状腺甲状腺激素
(—)
反馈
*“+”为促进,“—”为抑制;
促甲状腺激素释放激素(TRH)的靶器官为垂体;
促甲状腺激素(TSH)的
靶器官为甲状腺;
甲状腺激素的靶细胞为全身细胞;
反馈使体内的激素含量不至于过高
三、激素调节的特点:
1、微量和高效2、通过体液运输3、作用于靶器官、靶细胞
【思考感悟】盐酸是如何促进胰液的分泌的?
(1)盐酸刺激小肠黏膜,使之产生促胰液素。
(2)促胰液素随血液循环运输到胰腺。
(3)促胰液素在胰腺处发挥生理作用而促进胰液的分泌。
第3节神经调节与体液调节的关系
一、神经调节与体液调节的比较
1、体液调节:
激素、二氧化碳等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。
激素调节是主要内容。
2、神经调节和体液调节的比较
(1)区别
(2)联系
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
不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经
系统的调节(如下丘脑)
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(如甲状腺激素)
动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节(神经-体液调节),其中以神经调节为主。
3.激素间的相互作用
拮抗作用:
不同激素对同一生理过程具有相反的作用。
例如:
胰高血糖素和胰岛素
协同作用:
不同激素对同一生理过程具有相同的作用。
胰高血糖素和肾上腺素、生长激素和甲状腺激素。
三、神经调节和体液调节的协调
(一)体温调节
1、体温的概念:
指人身体内部的平均温度。
2、体温的测量部位:
直肠、口腔、腋窝
3、体温相对恒定的原因:
在神经系统和内分泌系统等的共同调节下,人体的产热和散热过程保持动态平衡的结果。
产热器官:
主要是肝脏和骨骼肌
散热器官:
主要皮肤(血管、汗腺)
当机体产热等于散热时,体温维持稳定;
当产热大于散热时,体温上升;
当产热小于散热时,体温下降
4、体温调节过程:
如右图
5、体温恒定的意义:
是人体生命活动正常进行的必需条件,主要通过对酶的活性的调节体现
(二)水平衡的调节
1、人体内水分的动态平衡是靠水分的摄入和排出的动态平衡实现的
2、人体内水的主要来源是饮食、另有少部分来自物质代谢过程中产生的水。
水分的排出主要通过泌尿系统,其次皮肤、肺和大肠也能排出部分水。
人体的主要排泄器官是肾,其结构和功能的基本单位是肾单位。
3、水分调节(细胞外液渗透压调节):
(负反馈)
总结:
水分调节主要是在神经系统和内分泌系统的调节下,主要通过肾脏完成。
起主要作用的激素是抗利尿激素,它是由下丘脑产生,由垂体释放的,作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收,从而使排尿量减少。
(三)无机盐平衡的调节
1、人体内无机盐的动态平衡是靠无机盐的摄入和排出的动态平衡实现的
2、人体需要的无机盐主要来自饮食,通过尿液、汗液、粪便将无机盐排出体外
3、人体需要的无机盐有多种,如Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Fe3+、I-等
4、无机盐调节:
过程:
血钾升高、血钠降低→肾上腺皮质分泌醛固酮→促进肾小管和集合管增加吸钠、增加排钾→血钾降低、血钠升高
无机盐调节主要是在内分泌系统的调节下,主要通过肾脏完成。
起主要作用的激素是醛固酮,它是由肾上腺皮质分泌的,主要功能是吸钠排钾。
第4节免疫调节
一、免疫系统的组成:
1、免疫器官:
免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所。
如骨髓、胸腺、淋巴结等。
2、免疫系统的组成
免疫器官:
扁桃体、胸腺、脾、淋巴结、骨髓等
淋巴细胞:
B淋巴细胞(在骨髓中成熟)、T淋巴细胞(在胸腺中成熟)
免疫细胞巨噬细胞
树突状细胞
免疫活性物质:
抗体、淋巴因子、溶菌酶等
二、免疫系统的调节
1、免疫类型:
非特异性免疫(先天性的,对各种病原体有防御作用)
第一道防线:
皮肤、黏膜及其分泌物等。
第二道防线:
体液中的杀菌物质和吞噬细胞。
特异性免疫(后天性的,对某种病原体有抵抗力)——第三道防线:
免疫器官和免疫细胞
特异性免疫方式:
体液免疫和细胞免疫
淋巴因子
(1)体液免疫:
由B淋巴细胞产生抗体实现免疫效应的免疫方式。
吞噬细胞
(2)细胞免疫:
通过T淋巴细胞和淋巴因子发挥免疫效应的免疫方式
5、体液免疫与细胞免疫的区别:
共同点:
针对某种抗原,属于特异性免疫
区别
体液免疫
细胞免疫
作用对象
抗原
被抗原入侵的宿主细胞(即靶细胞)
作用方式
效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合
1、效应T细胞与靶细胞密切接触
2、效应T细胞释放细胞因子增强细胞免疫的效应
在特异性免疫反应中,体液免疫和细胞免疫之间,既各自有其独特作用,又可以相互配合,共同发挥免疫效应。
三、免疫失调
1、防卫过强:
过敏反应,如皮肤荨麻疹。
2、防卫过弱:
获得性免疫缺陷综合症(AIDS),即艾滋病。
3、防卫不准:
自身免疫病,如类风湿性关节炎。
几点提醒
1、记忆细胞的特点:
寿命长,对抗原十分敏感,能“记住”入侵的抗原。
2、二次免疫特点:
比初次反应快而强,能在抗原侵入但尚未引起疾病之前将它们消灭,从而使患病几率大大降低。
3、过敏反应的特点:
发作迅速、反应强烈、消退较快;
一般不破坏组织细胞;
有明显的遗传倾向和个体差异。
预防过敏反应的主要措施是找出过敏原,尽量避免再次接触该过敏原。
4、免疫可分为主动免疫和被动免疫,主动免疫通过预防接种疫苗(属于抗原),激活人体相应的特异性免疫反应,以产生相应的免疫细胞或免疫活性物质,不仅可以增强人体免疫力,还能有效地控制传染病的流行。
被动免疫通过接种疫苗(属于抗体)直接处理抗原
5、人类器官移植面临的问题主要是移植器官的排斥,移植器官可以称为抗原。
5、艾滋病:
(1)病的名称:
获得性免疫缺陷综合症(AIDS)
(2)病原体名称:
人类免疫缺陷病毒(HIV),其遗传物质是单链RNA
(3)发病机理:
HIV病毒进入人体后,主要攻击T淋巴细胞,使人的免疫系统瘫痪(细胞免疫完全丧失,体液免疫部分丧失)
(4)传播途径:
血液传播、性接触传播、母婴传播
四、免疫学应用
1、疫苗——根除了许多传染病,
2、人工标记抗体——检测发现体内组织中的抗原。
3、免疫抑制剂——提高器官移植的成活率。
第3章植物的激素调节
一、植物生长素的发现
1、植物的向光性
概念:
在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象
意义:
可以使植株获得更多阳光,从而可以通过光合作用合成更多的有机物,满足自身生长发育的需要
弯曲部位:
幼嫩部分
2、植物激素
由植物体内产生的,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(植物体内没有专门的器官产生激素,而动物体内激素一般由内分泌腺产生)
植物激素的种类:
生长素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸、赤霉素
生长素——植物激素,化学本质:
吲哚乙酸;
生长激素——动物激素,化学本质:
蛋白质。
3、植物生长素的发现过程
发现者
实验方法
实验现象(实验结果)
实验结论
达
尔
文
(1880年)
AB
A弯向光源生长
B直立生长
植物产生向光性的外因是单侧光
单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激(=生长素分布
不均匀),当这种刺激传递到下部的伸长区时,会造成背光面比向光面生长快。
AB
A不生长
B弯向光源生长
胚芽鞘的弯向光源生长是由于具有尖端的缘故
ABC
A直立生长
C弯向光源生长
胚芽鞘感受单侧光刺激的部位是尖端而不是尖端下部
詹
森
(1910年)
CB
胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部
拜
(1914年)
CD
A、B生长并弯向放置琼脂块的相对一侧
C、D弯向光源生长
胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的
⇓
尖端产生的刺激可能是一种化学物质,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
温
特
(1928年)
A生长并弯向放置琼脂块的相对一侧
B不生长,不弯曲
造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质。
(这可能是一种和动物激素类似的物质,并把这种物质命名为生长素)
1942年
1934年
从高等植物中分离出生长素
(=IAA);
从人尿中分离出吲哚乙酸(IAA)
能促进植物的生长
将吲哚乙酸命名为生长素
*
具生长素效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。
4、生长素的产生、运输和分布
合成部位:
主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端(而
运输方向
极性运输不能反过来运输,也就是只能单方向运输)
方式:
主动运输
发生部位:
成熟组织
非极性运输
途径:
通过韧皮部<
运送有机物>
进行
分布:
各器官中都有分布,相对集中地分布在生长旺盛的部位,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处
5、向光性的形成原因:
单侧光照射⇒生长素由向光一侧向向背一侧转移⇒胚芽鞘背光一侧(浓度更适宜)的生长素含量多于向光一侧(浓度适宜)⇒两侧生长素分布不均匀⇒背光一侧生长快,向光一侧生长慢⇒向光弯曲生长
生长素产生部位:
尖端(有无光都合成生长素);
感光部位:
尖端;
生长素作用部位(即茎生长弯曲部位):
尖端下部
*
弯曲生长的条件:
①单侧光照或重力⇒②生长素在尖端分布不均匀⇒③生长素在尖端下部分布不均匀
10-2
10-4
根
芽
茎
抑制
c/mol·
L-1
10-6
二、生长素的生理作用
1、生长素的生理作用——调节生长
2、生长素生理作用的特点:
两重性
(1)既能促进生长,也能抑制生长;
(2)既能促进发芽,也能抑制发芽;
(3)既能防止落花落果,也能疏花疏果。
3、影响生长素作用的因素
浓度:
一般情况下,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,甚至杀死植物
器官的种类:
根>
芽>
茎(敏感度)
植物细胞的成熟情况:
幼嫩的细胞>
老细胞(敏感度)
4、顶端优势
概念:
顶芽优先生长,而侧芽受到抑制的现象.
原因:
顶芽产生的生长素向下运输,大量积累在侧芽部位,使侧芽部位的生长素浓度过高(芽对
生长素浓度较敏感,此时为高浓度),从而使侧芽的生长受抑制.
解除顶端优势:
摘除顶芽(降低侧芽的部位的生长素的浓度,从而促进侧芽的生长)如:
棉花摘
应用:
心、果树整枝、茶树摘心、行道树的修剪
保持顶端优势:
如木材的生产
5、生长素类似物在农业生产中的应用
概念:
人工合成的具有与IAA相似生理效应的化学物质
常见物质:
NAA(萘乙酸)、2、4—D
应用:
防止果实和叶片的脱落、促进结实、获得无子果实、促进扦插枝条的生根等
三、其他植物激素
1、其他植物激素的作用
植物激素的种类
合成部位
主要作用
赤霉素
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
促进细胞伸长、促进种子萌发、果实成熟
细胞分裂素
主要是根尖
促进细胞分裂
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯
植物体各个部位
促进果实的成熟(不是发育)
2、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节
3、激素调节只是植物生命活动调节的一部分。
植物的生长发育过程中,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
4、植物生长调节剂
人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质
优点:
容易合成、原料广泛、效果稳定等
第4章种群和群落
第1节种群的特征
一、种群的概念:
在一定时间内生活在一定区域内的同种生物的所有个体。
种群是生物群落的基本单位。
种群密度(种群最基本的数量特征)
出生率和死亡率(意义:
直接决定种群大小和种群密度大小的因素)
数量特征年龄结构(意义:
预测种群密度的变化趋势)
性别比例(意义:
对种群密度有一定影响)
二
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