1、人教版(2019)高二上学期生物选择性必修1稳态与调节重点知识点讲义第一章 人体的内环境与稳态1、体内大量以水为基础的液体称为体液,包括细胞外液(约占1/3)和细胞内液(约占2/3)。注:通过管道与外界相同的液体如汗液、泪液、尿液、消化液等不属于体液。(约占 2/3)(约占 1/3)2、 内环境:由 细胞外液构成的液体环境,由组织液、血浆、淋巴液等组成,关系如下:3、 内环境的功能:(1)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(或 细胞与外界环境进行物质交换的媒介)。4、内环境中的组成成分 提醒:4类非内环境的物质 ( 血浆与组织液、淋巴的最主要差别:血浆中的蛋白质含
2、量较多)5、细胞外液的理化性质主要是:渗透压、酸碱度和温度。(1) 渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力;即溶液浓度越高,渗透压越大。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(约为7.35-7.45),参与该稳态调节的主要离子有HCO和H2CO3、HPO和H2PO4-等缓冲物质有关。(3) 细胞外液的温度约为37左右,具体调节机制见“体温调节”。6、 内环境稳态失调的实例组织水肿(1) 组织水肿:组织液总量增加(2) 常见原因: (3)治疗:组织水肿后,可通过注射适量的
3、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)。7、内环境稳态的相关知识:外界环境 体内细胞化学成分 理化性质器官 系统神经-体液-免疫一定限度进行正常生命活动(1) 直接参与维持内环境稳态的系统:呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统。 (2)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。8、外界物质进入组织细胞被利用的“穿膜”层数(1)葡萄糖至少穿过的膜层数:进、出小肠绒毛上皮细胞(2层)+进、出毛细血管
4、壁细胞(2次,4层)+进组织细胞(1层)=7层。(2)O2至少穿过的膜层数:进、出肺泡壁细胞(2层)+进、出毛细血管壁细胞(2次,4层)+进、出红细胞(2层)+进组织细胞(1层)+进线粒体(2层)=11层。 9、“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。第二章 神经调节1、神经系统的组成 (1)中枢神经系统的基本功能下丘脑:有体温调
5、节中枢、水平衡的调节中枢,还与生物节律等的控制有关;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,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢、眨眼反射中枢等;大脑皮层:是调节机体活动的最高级中枢;小脑:有维持身体平衡的中枢脊髓: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) 外周神经系统包括与脑相连的脑神经与脊髓相连的脊神经。人的脑神经共12对,主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动;脊神经共31对,主要分布躯干、四肢,负责管理躯干、四肢的感觉和运动。此外,脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经。外周神经系统都含有传入神经(感觉神经)和传出神经(运动神经),传
6、出神经又可分为支配躯体运动的神经(躯体运动神经)和支配内脏器官的神经(内脏运动神经)。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。自主神经系统(书本P19)由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,瞳孔扩张,支气管扩张,心跳加快,血管收缩,肠胃的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;而当人处于安静状态副交感神经活动则占据优势,瞳孔收缩,支气管收缩,心跳减慢,肠胃的蠕动和消化腺的分泌活动增强。交感神经和副交感神经对同一器官的作用可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好的适应环境的变化。2、组成神经系统的细胞主
7、要包括神经元和神经胶质细胞两大类。(1)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。其中短而粗而多的突起为树突,用来接收信息并将其传导到胞体,长而细而少的突起为轴突,将信息从胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。(2)神经胶质细胞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。3、神经调节的基本方式是反射。(1) 反射: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) 完成反射的结构基础是反射弧。反射弧由感受器、传入神经(具有“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
8、整的反射弧来实现。(3) 完成反射需要的两个条件:适宜强度的刺激;完整的反射弧。 注:有这两个条件,反射不一定发生,原因:低级中枢受高级中枢的调控。 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。(4)反射的类型:非条件反射(出生后无需训练就具有的反射)和条件反射(出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射)。引起非条件反射的刺激称为非条件刺激,不引起反射的刺激称为无关刺激,引起条件反射的刺激称为条件刺激(书本P24)。条件反射建立后还需要非条件刺激的强化。如果反复应用条件刺激而不给予非条
9、件刺激,条件反射就会逐渐减弱,以至于不出现,这就是条件反射的消退。条件反射的建立和消退需要大脑皮层的参与,而非条件反射不需要该结构的参与。4、 兴奋在神经纤维上的传导:(1) 传导形式:电信号 或 神经冲动。外正内负(2) 传到特点:离体神经纤维:双向传导;反射弧/机体内:单向传导。(3) 兴奋产生和传导过程: 见右图。(4)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
10、于胞内,K则相反。)5、兴奋在神经元之间的传递:(1)兴奋在神经元之间传递的结构基础:突触。(2)突触的常见类型轴突细胞体型,轴突树突型,(3)突触的结构组成如图:A突触前膜:是轴突末梢膨大的突触小体的膜。B突触间隙:突触前膜和突触后膜之间的空隙,充斥其中的液体是组织液 。 C突触后膜:下一个神经元的细胞体膜或树突膜图中的其他结构:D 轴突、E 线粒体、F 突触小泡、G 突触小体。(4)兴奋在神经元之间(突触处)的传递过程:当轴突末梢有神经冲动传来时,突触小泡受到刺激,就会向突触前膜移动并与它融合,同时释放一种化学物神经递质。该物质经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的特异性受体结合,形成复合物,
11、从而改变突触后膜对离子的通透性,引起其膜电位变化(兴奋或抑制)。随后,神经递质会与受体分开,并迅速被相应的酶降解或通过突触前膜上的转运蛋白回收进细胞,以免持续发挥作用。(5)突触小体与突触前膜融合并释放神经递质的过程属于胞吐,消耗能量,体现了细胞膜的流动性(膜的结构特点)。神经递质的释放说明细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。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。神经递质在突触间隙(成分为组织液)移动的过程不消耗能量。神经递质包括兴奋性神经递质(主要促进阳离子内流,产生动作电
12、位)和抑制性神经递质(主要促进阴离子内流,强化静息电位)两类。突触前膜释放的神经递质与突触后膜特异性受体结合的过程,体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(6)兴奋在神经元之间通过突触进行单向传递原因: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。(书本P29)(7)兴奋在神经元之间的传递中发生的信号转化:突触处:电信号化学信号电信号突触前膜:电信号化学信号突触间隙:化学信号 突触后膜:化学信号电信号6、兴奋剂和毒品大多通过突触起作用。主要通过以下三个方面来影响:(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
13、合等。例如,可卡因成瘾机制:可卡因会与突触前膜上回收多巴胺的转运蛋白结合,阻碍了多巴胺的回收,导致突触间隙中的多巴胺含量升高持续发挥作用,最终导致突触后膜多巴胺受体减少。7、神经系统的分级调节(1)大脑皮层主要是由神经元胞体及其树突构成的;有限体积的颅腔内,丰富的沟回扩大了大脑皮层表面积,可以容纳更多的神经元在此发挥作用,为功能分区提供了可能。(2)刺激大脑皮层中央前回的顶部,可以引起下肢的运动;刺激中央前回的下部,则会引起头部器官的运动(遵循上下颠倒,左右交叉原则)。大脑皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,而头部是正的。大脑皮层运动代表区范围越大,代表躯体运动越精细。(3)大脑通过脑
14、干与脊髓相连,大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓。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枢。 (4)排尿不仅受到脊髓的控制,也受到大脑皮层的调控。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。而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调控。(5)脊髓是调节内脏活动的低级中枢;脑干是调节内脏活动的基本中枢;下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢;大脑皮层是调节许多低级中枢活动的最高级中枢,对各级中枢的活动起调控作用,使得自主神经系统并不完全自主
15、。8、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,
16、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。 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。第三章 体液调节1、 人和高等动物的分泌腺包括无导管的内分泌腺和有导管的
17、外分泌腺(如消化腺、泪腺、汗腺、皮脂腺等)两类;内分泌腺产生的激素直接进入腺体内的毛细血管,并随血液循环运送到全身各处。2、人类发现的第一种激素:促胰液素(小肠黏膜分泌,作用于胰腺,促进胰腺分泌胰液)。3、体液调节(P57):激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)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。4、人体主要的内分泌腺及其分泌的激素的功能5、 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(只有靶细胞上含该激素的特异性受体); 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
18、高效。6、血糖平衡调节(1)血糖的正常范围为3.96.1mmol/L。血糖的三个来源:食物中糖类的消化和吸收(最主要的来源)、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化。血糖的三个去向:被组织细胞摄取进行氧化分解(最主要的去向)、合成肝糖原和肌糖原、转化为甘油三酯、某些氨基酸等非糖物质。(2)当血糖浓度升高时,胰岛B 细胞分泌的胰岛素通过促进血糖的三个去向,抑制血糖的两个来源(),进而使血糖浓度降低。当血糖浓度降低时,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素通过促进血糖的两个来源,进而使血糖浓度升高。除此之外,糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素也能直接或间接使血糖浓度升高。(3)血糖的调节方式:神经体液调节。 血糖平
19、衡调节的中枢:下丘脑。 血糖的调节机制:负反馈调节。(书本P52)(4) 血糖平衡的调节是调节血糖的来源和去向处于平衡状态。(5) 血糖平衡调节失调的疾病糖尿病,表现为高血糖和尿糖。发病原因为胰岛素分泌不足(I 型糖尿病)和组织细胞对胰岛素的敏感性下降(II 型糖尿病),表现为多饮、多食、多尿、体重减少。7、体温调节 (1)体温调节中枢:下丘脑; 体温调节的方式:神经体液调节感觉中枢: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,皮肤散热主要通过辐射
20、、传导、对流及蒸发的方式进行。(3) 寒冷刺激,使皮肤的冷觉感受器产生兴奋,传至体温调节中枢下丘脑,相关中枢进行分析和综合,通过减少散热和增加产热的途径,实现产热和散热的平衡,维持体温的相对稳定。(4) 当体温维持相对稳定时,产热量等于散热量;当体温持续上升时,此时的产热量大于散热量;当体温持续下降时,此时的产热量小于散热量。寒冷环境中的产热量大于炎热环境中的产热量,寒冷环境中的散热量大于炎热环境中的散热量。但寒冷/炎热环境中,人体体温相对稳定时,产热量等于散热量。(5)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。(6)甲状腺激素分泌的分级调节和负反馈调节 寒冷刺激下丘脑分泌促
21、甲状腺激素释放激素(TRH)作用于垂体分泌促甲状腺激素(TSH),该激素作用于甲状腺使其分泌甲状腺激素,该调节机制为分级调节。甲状腺激素的浓度过高时,会反过来抑制下丘脑和垂体分泌相应激素,进而使甲状腺激素分泌减少,该调节机制为(负)反馈调节。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。长期缺饮食长期缺碘会造成甲状腺代偿性增生(俗称大脖子病)的发病机理。机理:碘是合成甲状腺激素的重要原料,长期缺碘,造成血液中甲状腺激素的浓度偏低,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,造成垂体分泌的促甲状腺激素含量升高,促进了甲状腺的生长和发育,造成甲状腺代偿性增生。7、 水盐平衡调
22、节(1) 水盐平衡调节中枢:下丘脑,渴觉产生的中枢:大脑皮层。水盐平衡调节方式:神经体液调节调节机制:负反馈调节(2) 参与水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合成分泌,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(注:醛固酮分泌增加,促进肾小管和集合管对K+的排出),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。8、神经调节和体液调节的关系(1)体液调节和神经调节的特点比较:比较项目作用途径反应速度作用范
23、围作用时间体液调节通过体液运输较缓慢较广泛比较长神经调节反射弧迅速准确比较局限短暂(2)在人和高等动物体内,体液调节和神经调节的联系可概括为以下两个方面:不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做神经调节的一部分。内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育。9、激素的特点:种类多,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(激素起调节作用)。10、激素间的关系:在血糖平衡的调节过程中,胰岛素与胰高血糖素作用相反,表现为相抗衡。胰高血糖素和肾上腺素、肾上腺素作用相似,表现为协同作用。在体温调节过程中,甲状腺激素
24、和肾上腺素都可提高细胞代谢增加产热,作用相似,表现为协同作用。在促进生长发育方面,生长激素和甲状腺激素作用相似,表现为协同作用。第四章 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。胸腺、骨髓是免疫细胞产生并发育成熟的场所;扁桃体、脾、淋巴结是免疫细胞集中分布的场所。(2)免疫细胞都起源于骨髓的造血干细胞,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)。 (3)免疫活性物质:由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质,主要包括抗体、细胞因子、溶菌酶三种。2、抗原指能引发免疫反应的物质,大多数是蛋白质,还
25、可以是多糖类大分子。抗体是指浆细胞产生的能与抗原发生特异性结合的物质,其化学本质是蛋白质。3、抗原呈递细胞(APC):B细胞、巨噬细胞、树突状细胞;功能:摄取和加工处理抗原,并且将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞。4、组成人体的三道防线:第一道防线:皮肤和黏膜; 第二道防线:体液中的杀菌物质和吞噬细胞。前两道防线生来就有,对多种病原体具有防御作用,称为非特异性免疫。第三道防线:体液免疫和细胞免疫;第三道防线与病原体接触后获得,只针对特定病原体具有防御作用,称为特异性免疫。5、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
26、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6、 免疫细胞靠细胞表面的受体来辨认自身细胞和外来病原体。7、特异性免疫:(1)体液免疫主要靠抗体“作战”图解B 细胞活化的条件提醒:浆细胞的来源有两个:B细胞或记忆B细胞增殖分化而来。抗体的作用是与抗原特异性结合抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。多数情况下,抗体与抗原结合后会形成沉淀等,进而被吞噬细胞吞噬消化。二次免疫的过程:相同抗原再次进入人体时,刺激记忆B细胞迅速增殖分化为记忆B细胞和浆细胞,浆细胞产生大量的抗体。二次免疫相比初次免疫
27、具有的特点:反应更快、更强烈、抗体产生数量多,患病程度低。(2)细胞免疫靠T细胞直接接触靶细胞来“作战” 细胞毒性T细胞的活化:需要靶细胞、辅助性T细胞(分泌细胞因子)等的参与。细胞免疫过程中,细胞因子的作用是:加速细胞毒性T细胞的分裂和分化。细胞毒性T细胞的作用:识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。(注:靶细胞的裂解死亡属于细胞凋亡)靶细胞裂解、死亡后,抗原暴露出来,抗体可以与之特异性结合形成沉淀进而被吞噬细胞吞噬消化;或被吞噬细胞吞噬、消灭。(3)体液免疫中产生的抗体,主要消灭细胞外液中的病原体;而消灭细胞内的病原体,需要细胞免疫将靶细胞裂解死亡,从而暴露抗原,体液免疫再发挥作用。
28、(5) 辅助性T细胞在免疫调节过程中起着关键的调控作用:在体液免疫和细胞免疫的过程中,B细胞和细胞毒性T细胞的活化都离不开辅助性T细胞分泌的细胞因子的辅助。8、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:直接与受体特异性结合)构成一个复杂网络,共同维持内环境相对稳定的状态。内环境稳态的调节机制:神经体液免疫调节网络。9、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
29、症状,就称为自身免疫病(“敌我部分”)。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。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:指由机体免疫功能不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。实例:引起艾滋病的是人体免疫缺陷病毒(HIV),逆转录型RNA病毒,主要侵染辅助性T细胞。目前HIV检测主要检测血液中是否存在抗HIV抗体。最终患者死于由于免疫功能丧失引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病。艾滋病的传播途径主要由性接触传播、血液传播和母婴传播。10、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:
30、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HLA差别较大, 白细胞就能识别出HLA不同而发起攻击。器官移植的成败,主要取决于供者与受者的
31、HLA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。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。第五章 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
32、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)向光性指在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。光照只影响生长素分布,不影响生长素的合成。向光性的解释:在单侧光的照射下,生长素由向光
33、一侧运输到背光一侧,导致背光侧生长素浓度高于向光侧,背光侧生长较快,因此弯向光源生长。(3)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。(4)生长素的运输方式: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。非极性运输:在成熟组织中通过韧皮部进行。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。(5)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、
34、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。(6)生长素作用特点:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。能体现其作用特点的实例有:顶端优势、根的向地性、在单子叶植物中除双子叶杂草。顶端优势:顶芽优先生长,侧芽发育受到抑制的现象;原因:顶芽产生的生长素向下进行运输,使侧芽处生长素浓度较高,生长发育受到抑制。解除顶端优势的方法:去除顶端。根的向地性:将植物横放,在重力作用,生长素发生横向运输由远地侧运至近地侧,使近地侧生长素浓度大于远地侧,近地侧
35、表现为抑制作用,远地侧表现为促进作用,能体现生长素的低浓度促进生长,高浓度抑制生长。(茎的背地性的原因:在重力作用,生长素发生横向运输由远地侧运至近地侧,使近地侧生长素浓度大于远地侧,近地侧表现为促进作用且更强,远地侧也表现为促进作用,不能体现生长素的低浓度促进生长,高浓度抑制生长。) 在单子叶植物中除双子叶杂草:双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感。(7)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。 单子叶植物和双子叶植物:双子叶植物单子叶植物 。幼嫩细胞和衰老细胞
36、:幼嫩细胞衰老细胞。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
37、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)生长素主要促进细胞核的分裂,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。(4)生长素含量升高到一定程度会促进乙烯的合成,乙烯含量升高,反过来抑制生长素的作用。(5)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 。如黄瓜茎端的脱落酸
38、与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花。(6)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-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
39、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
40、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34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。对照实验:预实验时需要设置清水的空白对照,在
41、预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。预实验的目的:为进一步实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性。(4)实验结果异常原因分析: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。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,还可以作为一种信号,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
42、基因表达水平。其调控机制如下: 光敏色素:植物接受光信号的分子,其是一类蛋白质(色素-蛋白质复合体),分布在植物的各个部位,主要分布在分生组织的细胞内。主要吸收红光和远红光。(2)温度对植物生命活动的调节 年轮的形成与温度有关。春化作用指经历低温诱导促使植物开花的作用。植物分布的地域性很大程度就是由温度决定的(3)重力对植物生命活动的调节重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。现象:根向地性、茎背地性。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。“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。植物体内的平衡石细胞中的淀粉体可以沿着重力方向沉降,从而引起植物体内的一系列信号分子的改变。植物的根是靠根冠细胞感受重力,从而引起根的向地生长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。第 27 页 共 27 页