第一单元 人体的内环境和稳态 第二章 生物个体的稳态 第一节 人体的稳态
一、稳态的生理意义 1、内环境:
,(1)单细胞生物一般生活在水中,通过细胞膜直接与外界环境进行物质交换和能量转换。 (2)体液的组成: 细胞内液
体液
细胞外液
(内环境)
(3)内环境:
血浆 组织液 淋巴
①概念:相对于人体生活的外界环境,细胞外液称为内环境。 练习:写出下列细胞所处的内环境。
(1)组织细胞:组织液 (2)血细胞:血浆
(3)毛细血管壁细胞:血浆、组织液 (4)毛细淋巴管壁细胞:淋巴、组织液 (5)淋巴细胞和吞噬细胞:淋巴、血浆。 ②主要组成之间的关系:(如上图)
2、稳态
(1)概念:在神经—体液—免疫调节下,机体会对内环境的各种变化做出相应的调整,使得内环境的温度,渗透压、酸碱度及各种化学成分保持相对稳定的状态,称为稳态。 (2)调节机制
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目前认为:神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 (4)意义:维持内环境在一定范围内的稳态是生命活动正常进行的必要条件。
第二单元 生命活动的调节 第一节通过神经系统的调节 一、人体的神经调节 1、神经系统 (1)组成:
中枢神经系统:包括位于颅腔中的脑(大脑、小脑和脑干)和脊柱椎管内的脊髓。 周围神经系统:包括从脑和脊髓发出的遍布全身的神经。 (2)基本单位——神经元
①结构:由细胞体、树突(短)、轴突(长)构成。
(轴突和树突称为神经纤维。神经纤维末端的细小分支称为神经末梢。)
②功能:接受刺激、产生兴奋,并传导兴奋。
③种类:传入(感觉)神经元、传出(运动)神经元、中间(联络)神经元 2、神经调节的基本方式——反射
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、完成反射的结构基础——反射弧
感受器:感觉神经末稍 传入神经 神经中枢:在脑和脊髓的灰质中,功能相同的 神经元细胞体汇集在一起构成的调节人体某些 生理活动的结构。 传出神经 效应器:运动神经末稍与其所支配的肌肉或腺体。 4、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。
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(2)兴奋的传导过程:
静息状态时,细胞膜电位外正内负(原因:K+外流)→受到刺激,兴奋状态时,细胞膜电位为外负内正(原因:Na+内流)→兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流(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。 (3)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。 (4)兴奋的传导的方向:双向
5、兴奋在神经元之间的传递:
(1)传递结构: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 (2)传递过程:当神经末梢有神经冲动传来时,突触前膜内的突触小泡受到刺激,就会释放一种化学物
质——神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙,然后与突触后膜(另一个神经元)上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化,即引发一次新的神经冲动。(神经递质被酶分解)这样,兴奋就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元,引起下一个神经元兴奋或抑制(产生动作电位或不产生动作电位)。
(3)信号变化:电信号→化学信号→电信号 (4)传递方向:单向。
原因是神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递是单向的。(即:兴奋的传递方向只能是轴突→细胞体或树突,不能反向) 6、神经系统的分级调节
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(1)各级中枢的分布与功能:
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。 小脑:有维持身体平衡的中枢。
脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等。
下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总
枢纽
脊髓:调节躯体运动的低级中枢。 (2)各级中枢的联系
神经中枢的分布部位和功能各不相同,但彼此之间相互联系,相互调控。一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控,这样,相应器官、系统的生理活动,就能进行得更加有条不紊和精确。 7、人脑的高级功能
位于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、运动中枢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。 语言功能是人脑特有的高级功能: W区(书写性语言中枢):此区受损,不能写字(失写症) S 区(运动性语言中枢):此区受损,不能讲话(运动性失语症) H区(听觉性语言中枢):此区受损,不能听懂话(听觉性失语症) V区(视觉性语言中枢):此区受损,不能看懂文字(失读症)
学习:神经系统不断接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程 记忆:将获得的经验进行贮存和再现。
学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成。 短期记忆:主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关。 长期记忆:可能与新突触的建立有关。
第二节通过激素的调节
2、激素:由内分泌腺或细胞分泌的化学物质进行调节,就是激素调节。 3、人体主要激素及其作用 激素分泌部位 激素名称 抗利尿激素 下丘脑 促甲状腺激素释放激素 垂体 调节垂体合成和分泌促甲状腺激素 化学性质 作用部位 肾小管、集合管 主要作用 调节水平衡 4
促性腺激素释放调节垂体合成和分泌促性腺激素 激素 全身 生长激素 垂体 促甲状腺激素 促性腺激素 蛋白质 甲状腺 性腺 促进生长,促进蛋白质合成和骨生长 幼年缺乏,患侏儒症 幼年过多,巨人症 成年过多,肢端肥大症 促进甲状腺的生长发育,促进甲状腺激素的合成和分泌 促进性腺的生长发育,促进性激素的合成和分泌 促进新陈代谢,加速物质氧化分解;促进幼小动物的生长发育(包括中枢神经系统的发育),提高神经系统的兴甲状腺激素 (含I) 氨基酸衍全身 生物 奋性; 过多:患甲亢。 (婴儿时缺乏会患呆小症) 缺碘:患甲状腺肿,俗称“大脖子病” 胸腺 肾上腺 胸腺激素 肾上腺素 免疫器官 促进肝糖元分解而升高血糖、促进代谢,心跳加快、呼吸加快等兴奋剂 胰岛 B细胞 A细胞 卵巢 睾丸 胰岛素 胰高血糖素 雌激素 雄激素 蛋白质 多肽 固醇 固醇 全身 肝脏 全身 全身 降低血糖浓度(促进去路,抑制来源) 升高血糖浓度(促进来源,抑制去路) 促进女性性器官的发育、卵子的发育和排卵,激发并维持第二性征等 促进男性性器官的发育、精子的生成,激发并维持男性第二性征 甲状腺 激素调节实例1:血糖平衡的调节 1、血糖的含义:指血浆中的葡萄糖
2、平衡的原因:血糖的来源和去路保持动态平衡。 3、血糖的来源和去路:
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4、调节血糖的激素: (1)胰岛素:
分泌部位:胰岛B细胞。 作用:降低血糖浓度。
作用机理:①抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖
②促进血糖进入组织细胞,并在组织细胞内氧化分解、合成糖元、转变成脂肪酸等非糖物质。(抑制2个来源,促进3个去路)
(2)胰高血糖素:
分泌部位:胰岛A细胞。 作用:升高血糖浓度。
作用机理:主要是促进肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖(促进2个来源) 5、血糖平衡调节的主要过程:
6、调节方式:神经-体液调节 7、调节机制:负反馈调节。 8、糖尿病
血糖不平衡:过高—糖尿病。(过低—低血糖病)
(1)病因:胰岛B细胞受损或功能衰竭,导致胰岛素分泌不足造成的。 (2)症状:多尿、多饮、多食和体重减少(三多一少)
①多尿:糖尿病人尿液中含有大量的糖,在排出糖时,要带走大量的水,因而尿量增加,形成多尿。 ②多饮:多尿造成体内缺水,细胞外液渗透压升高,于是口渴、多饮。
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③多食:胰岛素具有促进血糖进入组织细胞,并分解释放能量的作用,糖尿病人胰岛素分泌不足,患者总感觉到饥饿而导致多食。
④体重减少:由于糖氧化供能发生障碍,使得体内脂肪和蛋白质的分解加强,导致机体逐渐消瘦。 (3)治疗:
①加强体育锻炼,注意饮食,不吃或少吃含糖类较多的食物;多吃含纤维素较多的食物。 ②轻型患者可通过控制饮食,口服降低血糖的药物治疗;重症患者需要注射胰岛素。 ③基因治疗将成为根治糖尿病的措施。 (4)检测:斐林试剂、尿糖试纸。 实例2、甲状腺激素分泌的分级调节 1调节过程(如右图)
2调节方式:神经—体液调节。 3调节机制:负反馈调节。
4、激素作用的一般特征: (1)微量高效
(2)通过体液运输
内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递着各种信息。 (3)作用于靶器官、靶细胞
研究发现,甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于甲状腺。能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。 【特别提示】
激素既不组成细胞结构,也不提供能量,也不起催化作用,仅仅起着“信使”的作用,将生物信息传递给靶细胞,对生理生化反应起着调节作用。 5、激素间的相互关系:
协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥作用,从而达到增强效应的结果。
拮抗作用:不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。 胰岛素——胰高血糖素(肾上腺激素)
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第三节神经调节与体液调节的关系 1、体液调节:
是指某些化学物质,如激素、CO2 、H+等,通过体液的运输而对人体生理活动所进行的调节称为体液调节。体液调节中激素调节起主要作用。2 神经调节与体液调节的协调 实例1、体温调节
1、体温的概念:指人身体内部的平均温度。
2、体温的来源:体内有机物氧化分解过程中释放出来的热量。 3、体温相对恒定的原因:人体的产热和散热过程保持动态平衡的结果。 4、人体的产热和散热器官:
产热器官:主要是肝脏和骨骼肌
散热器官:皮肤(与皮肤中血管、汗腺的活动有关) 5、体温调节过程:
6、调节方式:
寒冷环境下:神经—体液调节,其中以神经调节为主;炎热环境下:神经调节。 7、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 实例2、水盐平衡的调节 1、水平衡的调节过程:
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2、调节方式:神经—体液调节 【特别提示】
①下丘脑的部分神经细胞既能传到神经冲动,又能分泌激素。 7、神经调节与体液调节的区别与联系 (1)区别 神经调节 激素调节 作用途径 反射弧 体液运输 反应速度 迅速 较缓慢 作用范围 较广范 作用时间 比较长 准确、比较局限 短暂 (2)联系 • 一方面,不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节; • 另一方面,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。 动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。(神经调节占主导地位) 第四节、免疫对人体稳态的维持 1、免疫的概念:
是指机体识别和排除抗原异物性,维持自身生理动态平衡与相对稳定的功能。
注:概念中“抗原”可以是外来的病原体,也可以是体内出现的衰老、破损或异常的细胞。 2、免疫系统的组成:
免疫器官:扁桃体、胸腺、脾、淋巴结、骨髓。 免疫细胞:吞噬细胞、B淋巴细胞、T淋巴细胞。 免疫分子:抗体、淋巴因子、溶菌酶等。
3、免疫系统的防卫功能: (1)人体的三道防线
第一道防线:皮肤、黏膜及其分泌物等。 第二道防线:吞噬作用、杀菌物质和炎症反应。
第三道防线:主要是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的——特异性免疫
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非特异性免疫
(2)免疫类型:
非特异性免疫:是指人体对各种病原体的防御作用,即对病原体不具有选择性和特异性。
(先天性的)
特异性免疫:指人体针对某种病原体由特异性免疫细胞(如淋巴细胞)参与的防御作用。
(后天性的)
(3)特异性免疫 ① 发挥主要作用的细胞:是淋巴细胞,包括B淋巴细胞和T淋巴细胞,都起源于
② 骨髓中的造血干细胞,造血干细胞在骨髓中发育为B淋巴细胞,在胸腺中发育为T淋巴细胞。 ②类型:包括体液免疫和细胞免疫。
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。
【特别提示】
淋巴因子(抗体可以与病原体结合,从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附。在多数情况下,抗原、抗体结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞吞噬和消化)
①抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。如细菌、病毒、花粉等异物以及自身衰老的细胞等。 (能长期存在,当同一种抗原再次入侵 抗原的特性:异物性、大分子性、特异性 举例:疫苗、凝集原、外毒素等
时能迅速增殖分化成大量的效应B细胞)
②抗体是指具有识别特定抗原的特异性蛋白质。
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
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③体液免疫与细胞免疫的区别与联系: 区别 作用对象 作用方式 体液免疫 抗原 效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合。 细胞免疫 被抗原入侵的宿主细胞(即靶细胞) ①效应T细胞与靶细胞密切接触。 ②效应T细胞释放淋巴因子,增强有关免疫细胞的效应。 联系 ①对于外毒素,体液免疫发挥作用。 ②对于胞内寄生物,体液免疫先起作用,阻止寄生物的传播感染,当寄生物进入细胞后,细胞免疫将抗原释放,再由体液免疫最后清除。 ③若细胞免疫不存在时,体液免疫也基本丧失。 (4)再次免疫的特点 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再次免疫反应过程:相同抗原再次入侵时,记忆细胞更快地作出反应,即很快分裂产生新的效应B细胞(浆细胞)和记忆细胞,效应B细胞产生抗体消灭抗原。
③再次免疫反应特点:比初次反应快,也比初次反应强,能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭。 4、免疫系统的监控和清除功能:
免疫系统能够监控和清除体内已经衰老的、破坏的、或癌变的细胞并及时清除。 5、免疫失调引起的疾病 (1)免疫缺陷病:
①原因:免疫功能不足或缺陷。 ②类型
先天性免疫缺陷病:由于遗传而使机体生来就有的免疫缺陷病。如:先天性缺乏B细胞或T细胞。 后天性免疫缺陷病:由于疾病或其他因素引起的免疫缺陷病。如:艾滋病。 ③举例:艾滋病:
艾滋病:全称获得性免疫缺陷综合征(简称AIDS)
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艾滋病毒:全称人类免疫缺陷病毒(简称HIV)。
遗传物质: 单链的RNA。
攻击对象:T淋巴细胞,使人的免疫系统瘫痪。
发病机理:T淋巴细胞,使人的免疫系统瘫痪,导致其他疾病的产生,导致生命死亡。
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传播途径:主要通过性接触、血液、母婴三种途径传播。 预防:洁身自爱,不共用卫生用具等。 (2)自身免疫病
①原因:免疫系统异常敏感,反应过度,把自身物质当作抗原进行攻击。
②举例:类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、风湿性心脏病等。
发病机理:抗原表面的蛋白质与正常细胞物质表面结构相似,抗体消灭抗原时,也消灭正常细胞。 (3)超敏反应(或过敏反应): ①原因:指已产生免疫的机体,在再次接触相同的外来的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。(引起过
敏反应的抗原称过敏原。)
②特点:发作迅速,反应强烈,消退较快,一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤;有明显的遗传倾向和个体差异。
③举例:有人接触花粉引起寻麻疹,吃海鲜呕吐等。 【特别提示】
(1)过敏原属于抗原,但它有个体差异性。
(2)过敏反应属于体液免疫反应,但它产生的抗体分布部位不同于体液免疫,它只是在某些细胞的表面。 (3)过敏反应是机体再次接触过敏原时才发生。
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6、免疫学的应用
(1)研制疫苗:把减毒或灭活的疫苗接种到人体内,使机体获得特异性免疫,产生对传染性疾病的免疫力的方法叫做预防接种。
如:天花疫苗的发明和使用,根除了这种传染病的发生。
(2)检测抗原:根据抗体能和抗原特异性结合的特性,用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测,可以帮助人们发现体内组织中的抗原。 (3)解决器官移植所面临的问题。
•
问题:异体器官移植会产生免疫排斥反应。
原因:效应T细胞识别并攻击被移植的器官。 措施:使用免疫抑制药物。
原理:使免疫系统反应变得“迟钝”。
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