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第二章 动物生命活动的调节
思考:1、什么是内环境。它由哪些成分组成?这些成分之间的关系怎样?
体液
细胞内液
(细胞内)
细胞外液:
(内环境)
2.泪液、汗液、唾液、胃液是不是体液?
3.细胞外液的成分包括哪些?
血红蛋白属于其中的一种成分吗?
4.劣质奶粉为何会导致“大头娃娃”?
1、毛细血管和毛细淋巴管管壁细胞的直接(具体)生活环境分别是什么?
1.内环境稳态的事实:
内环境的理化性质不会发生剧烈变化,能够维持相对稳定的状态。
血浆的pH:7.35~7.45;
体液温度在37.5℃左右,
血浆渗透压在37 ℃时约770kPa
2.内环境稳态的实现
内环境的pH如何维持相对稳定
Ⅰ.缓冲物质
(1)概念:血液中含有的许多对对酸碱度起缓 冲作用的物质。
(2)组成:每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成。(如H2CO3/NaHCO3 , NaH2PO4/Na2HPO4)
(3)作用:使血液的pH不会发生很大的变化,从而维持在相对稳定的状态。
Ⅱ.缓冲过程
A、当机体剧烈运动,肌肉产生的大量乳酸、碳酸等物质,进入血液时,就发生如下反应:
H2CO3 CO2 + H2O
乳酸 + NaHCO3 乳酸钠 + H2CO3
B、当食物中(蔬菜、水果)中或细胞代谢中产生的碱性物质如Na2CO3进入血液时:
Na2CO3 + H2CO3 2NaHCO3
Ⅲ.稳态的概念
正常机体在神经系统和体液的调节下,通过各个器官,
系统的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。
(三)稳态的生理意义
稳态是机体进行正常生命活动的必备条件。
若内环境稳态遭到破坏,就会引起细胞新陈代谢
紊乱,并导致疾病。
血液中钙、磷含量降低
成年人:骨软化病
儿童:佝瘘病
血钙过高:肌无力
同时内环境稳态是生物对多变的外界环境的适应。
1、神经调节
2、体液调节
神经系统可以直接调节或控制身体各器官、系统的活动,
可通过控制体液调节来间接调节生命活动
神经调节与体液调节的区别与联系
神经调节 体液调节
反应速度 快而准确 缓慢
作用范围 比较局限 比较广泛
作用时间 短暂 比较长
联系 两者共同协调、相辅相成,神经调节占主导地位,体液调节又受神经系统的调节。
1、对周围环境变化作出迅速反应。
兔子逃避狼的捕捉。
2、对体内环境变化及时作出反应,维持内环境稳定。
感应体内CO2的变化,调整呼吸和心跳。
如果一个篮球向你飞来,你会怎么办?
脑
脊髓
中枢神经系统
周围神经系统
脑神经
脊神经
人的神经系统
中枢神
经系统
周围神
经系统
脑
脊髓
脑神经
神经系统
大脑
间脑(下丘脑)
小脑
中脑
脑桥
延髓
脑干
脊神经
周围神经系统
(按功能分)
传出神经
(感觉神经)
(运动神经)
内脏神经
躯体运动神经
传入神经
交感神经
副交感神经
树突
神经末梢
髓鞘
胞体
轴突
树突:多条,短而呈树枝状分布
胞体:含有细胞核
突起
轴突:一条,长而少分枝
神经元
细胞核
神经纤维
(神经细胞)
神经——
外包结缔组织膜的神经纤维束
神经
不同神经元所处位置不同,功能不同。
运动神经元:
位于脊髓,发出轴突支配骨骼肌纤维。
神经元之间有何共同之处?
可兴奋细胞:受到刺激后能迅速的发生反应。
神经元的功能:
接受刺激,产生兴奋(神经冲动),传导兴奋(神经冲动)
电刺激
产生收缩
神经冲动的传播
神经冲动以何种形式传播?
坐骨神经
腓肠肌
神经:许多神经纤维被结缔组织包围而成。
b点与c点电位相等
在a处施加刺激,产生神经冲动
传至b点时,有自c向b的电流。
b处为负电位
传至c点时,有自b向c的电流
传至b、c之间时,无电流
传至d处时,无电流
刺激会使神经产生一个负电波(动作电位),并沿神经传导。
神经冲动就是动作电位,神经冲动的传导就是动作电位的传播。
极化
反极化
去极化
复极化
1、静息状态时,神经纤维膜处于极化状态,膜外为正电位,膜内为负电位。
2、接受刺激,去极化,膜内为正电位,膜外为负电位,
成为反极化状态。
3、神经纤维膜恢复极化状态,即复极化的过程。
1、神经细胞所处的环境是膜外钠离子浓度高,膜内钾离子浓度高。
2、神经细胞膜对钾离子的通透性较高,钾离子可扩散到膜外,使膜外为正电位,膜内为负电位。
Na+
K+
细胞内
细胞外
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
K+
K+
Na+
Na+
K+
Na+
神经细胞膜上有钠通道和钾通道
1、感受刺激,钠通道先开放,大量钠离子内流,使膜成为反极化状态。
2、钠通道关闭,钾通道打开,大量钾离子外流,使膜恢复极化状态。
Na+
K+
细胞内
细胞外
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
K+
K+
Na+
Na+
K+
Na+
钠通道
钾通道
动作电位如何传导?
1、受刺激部位与未受刺激部位之间产生局部电流
2、使未受刺激部位发生去极化,形成动作电位
膜内膜外的局部电流的方向如何?
神经冲动在传导特点:
1、无衰减:信号强度不变
2、绝缘性:两条神经纤维之间的信号不会互相干扰
3、双向性:神经冲动从产生处在向两个方向传导
突触的结构
突触前膜
突触间隙
突触后膜
轴突末端突触小体膜
肌肉细胞或神经元的胞体膜或树突膜
突触小体
突触前膜与突触后膜之间的间隙。
细胞间兴奋的传递
一神经元轴突兴奋
突触小体
突触小泡
释放递质
突触间隙
突触后膜
使另一神经元产生兴奋或抑制
(2)兴奋在细胞间的传递特点
单向性
突触前膜
电信号→化学信号→电信号
小结
兴奋的传递
神经元之间:
神经元内:
传递特点:双向性
树突 细胞体 轴突
一个神经元的轴突 另一个神经元的细胞体或树突。
突触延搁
传递特点
单向性
概念:在中枢神经系统参与下,机体对刺激感受器所发生的规律性反应。
反射的结构基础:
反射弧
感受器
传入神经元
反射中枢
传出神经元
效应器
感受器肌梭
传入神经元
反射中枢
传出神经元
效应器肌肉
如果在某个部位破坏反射弧将会有什么后果?
反射弧必须完整,
才能完成其功能
二元反射弧:只涉及两个神经元
最简单的反射弧
膝反射
三(多)元反射弧:涉及三(多)个神经元
同侧屈反射
白洛嘉区:左半球额叶后部
负责说话和书写文字
韦尼克区:左半球颞叶后部与顶叶和枕叶相连接处
负责理解听到的语言
顶部——控制下肢运动
下部——控制头部运动
①躯体各部分的运动都由运动中枢的一定部位控制
②皮层中的功能代表区的分布与躯体各部分的关系是倒置的。
左脑——控制身体右侧
说明
右脑——控制身体左侧
左右倒置,上下倒置
由上图可知: 代表区范围的大小只与躯体运动的精细复杂程度有关,而与 躯体的大小无关。
产热:安静时,细胞的生命活动产生热量。
肌肉活动可以产生热量(战栗),
脂肪被分解、氧化产生热量
散热:传导、对流、辐射、蒸发、出汗
通过皮肤来完成
低温环境中:减少散热、增加产热
高温环境中:增加产热、减少散热
瞬目反射是由于面部叩打、光、音、角膜触觉等刺激而诱发引起的防御反射,起着保护眼球的重要作用。
通常分为两种,一种为不自主的眨眼运动;另一种为反射性闭眼运动。瞬目反射是一种保护性反射,可以使角膜始终保持湿润,并且防止异物进入眼内。瞬目反射是一种先天性的反射,比如说,当有个东西飞过来要打到你的脸的时候,你的眼睛会“吓得”不自主闭上。
瞳孔大小随光照强度而变化的反应是一种神经反射,称为瞳孔对光反射
咽反射是一种防止吞咽异物的生理反应,将牙刷放到嘴里刷牙时也会不由自主地出现“干呕”,这就是因为咽反射引起的
动物激素
动物激素都是内分泌腺分泌的、对身体有特殊作用的化学物质。
荷尔蒙
外分泌腺:
内分泌腺:
分泌腺 分 类
分泌物通过导管排出,如皮脂腺、汗腺、唾液腺
没有导管,分泌物直接进入腺体内的毛细血管里。
内分泌腺
外分泌腺
动物激素是由特定的分泌器官——内分泌腺分泌的,而植物激素是由植物体的一定部位产生的,如植物的生长素由形成层细胞、幼嫩的种子、芽尖、根尖等处的分生组织等部位产生。
动、植物激素区别:
二、体液调节
激素等通过体液的传送而发挥调节作用。
三、内分泌腺及相应激素的生理作用
1、性腺——性激素
2、肾上腺——激素
3、胰岛细胞——胰岛素:降低血糖
胰岛细胞——胰高血糖素:升高血糖
分析以下材料:
1、用含甲状腺激素制剂的饲料喂养蝌蚪,结果,在短时间内发育成小型的青蛙。 2、摘除小狗体内的甲状腺,小狗停止发育。在小狗吃的食物中添加甲状腺激素制剂,又可以发育。
3、若摘除成年狗的甲状腺,会出现行动呆笨,身体臃肿,食欲不振等症状。
4、甲亢病人是由于甲状腺激素分泌过多而造成的,情绪非常容易激动。
4、甲状腺——甲状腺激素
分泌不足时--
新陈代谢率下降,生长和发育都将受到影响,精神和智力及生殖器的发育都受影响。发生在幼年表现为呆小症。
甲状腺激素分泌异常引起的病变
分泌过盛时--
新陈代谢率增高,消瘦、血压高、心搏快、情绪激动、有颤抖等症状,表现为甲亢。另眼球凸出,
称凸眼症。
甲状腺激素分泌异常引起的病变
食物中缺碘,易患大脖子病
甲状腺激素分泌异常引起的病变
生长激素
为验证生长激素的生理作用,某实验小组的同学将一幼年家兔的垂体切除并缝合创口后进行观察。家兔的生长立刻停滞。
结论:生长激素对动物的生长有促进作用。
这个实验有缺陷吗?该如何完善?
5、垂体
呆小症
侏儒症
巨人症
幼年时生长激素分泌
过多,出现食欲过旺,
生长迅速,个体过大
臂力过人,但寿命不长
思考:若由于某种原因,一位成年人生长激素分泌过多,他还能长高吗?
1956年
1949年
1941年
肢端肥大症
下丘脑
垂体
甲状腺
胸腺
肾上腺
胰腺
卵巢
睾丸
抗利尿激素生长激素、催产素、促甲状腺素、促性腺激素、等
雌激素、
孕激素等
雄激素等
甲状腺激素等
其中的胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素等
促甲状腺素释放激素、促性腺激素释放激素等
北京国际马拉松邀请赛
马拉松长跑是赛程超过40km、历时2h以上的极限运动,运动员每小时至少要消耗300g糖类。
血糖(血液中的葡萄糖)可以补充肌肉因运动而消耗的糖类。正常人的血糖含量是0.8~1.2g/L(80~120mg/dL),全身的血量大约为5L。
如果仅靠血液中的葡萄糖,运动员能够跑多长时间?
计算:
长跑过程中大量消耗葡萄糖,会导致血糖含量下降吗?
食物中的糖类
消化、吸收
肝糖元
分解
脂肪等非糖物质
转化
血糖
0.8~1.2g/L
血糖的来源(正常情况下)
马拉松运动员在比赛过程中,尽管血糖在不断被消耗,但它的含量基本维持在0.9 g/L左右。
一、血糖的来源和去向
血糖可以通过哪些途径得到补充?
转变
脂肪、某些氨基酸等
合成
肝糖元、肌糖元
氧化分解
CO2+H2O+能量
血糖
0.8~1.2g/L
血糖的去向(正常情况下)
为什么餐后血糖含量会有如右图所示的变化?
食物中的糖类
消化、吸收
肝糖元
分解
脂肪等非糖物质
转化
血糖
0.8~1.2g/L
转变
脂肪、某些氨基酸等
合成
肝糖元、肌糖元
氧化分解
CO2+H2O+能量
血糖平衡的意义:对于保证人体各种组织和器官的能量供应以及保持人体健康有重要意义
α细胞:
胰高血糖素(多肽)
胃
十二指肠
胰腺
β细胞:
胰岛素(蛋白质)
二、血糖的调节
食物中的糖类
消化、吸收
肝糖元
分解
脂肪等非糖物质
转化
血糖
0.8~1.2g/L
转变
脂肪、某些氨基酸等
合成
肝糖元、肌糖元
氧化分解
CO2+H2O+能量
议一议:胰岛素是如何降血糖的
加速血糖分解(利用),
促进血糖合成为糖元(贮存),
促进血糖转变成脂肪,
抑制肝糖元分解,
抑制非糖物质转化,
议一议:胰岛素是如何降血糖的
血糖升高
胰岛
β细胞分泌胰岛素
加速血糖分解(利用),
促进血糖合成为糖元(贮存),
促进血糖转变成脂肪,
抑制肝糖元分解,
抑制非糖物质转化,
血糖降低
进食后时间(h)
血糖含量/mg·dL-1
胰岛素浓度
促进糖元分解,
促进非糖物质转化。
议一议:胰高血糖素是如何升高血糖的
血糖降低
胰岛
α细胞分泌胰高血糖素
促进糖元分解,
促进非糖物质转化。
血糖升高
胰岛素的增加
血糖升高
胰岛
β细胞分泌胰岛素
加速血糖分解(利用),
促进血糖合成为糖元(贮存),
促进血糖转变成脂肪,
抑制肝糖元分解,
抑制非糖物质转化,
血糖降低
胰岛
α细胞分泌胰高血糖素
促进糖元分解,
促进非糖物质转化。
α细胞分泌胰高血糖素
β细胞分泌胰岛素
血糖
0.8~1.2g/L
反馈调节
你能举出日常生活中一两个反馈调节的实例吗?
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,这种调节方式叫做反馈调节。
对于机体维持稳态具有重要意义。
血糖升高
胰岛
β细胞分泌胰岛素
加速血糖分解(利用),
促进血糖合成为糖元(贮存),
促进血糖转变成脂肪,
抑制肝糖元分解,
抑制非糖物质转化,
血糖降低
胰岛
α细胞分泌胰高血糖素
促进糖元分解,
促进非糖物质转化。
α细胞分泌胰高血糖素
β细胞分泌胰岛素
血糖
0.8~1.2g/L
拮抗作用
糖尿病:胰岛素不足
在给小白鼠注射大量的胰岛素之后,小白鼠会进入休克状态,要使其苏醒,可注射适量( )
A. 甲状腺激素 B .葡萄糖
C .性激素 D .生理盐水
B
2 为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用,在设计实验方案时,如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标,则下列对实验组小鼠注射药物的顺序。正确的是
A.先注射胰岛素溶液,后注射葡萄糖溶液
B.先注射胰岛素溶液,再注射胰岛素溶液
C.先注射胰岛素溶液,后注射生理盐水
D.先注射生理盐水,后注射胰岛素溶液
A
(08年海南高考题)5、青蛙垂体提取液中有促进雌蛙排卵的激素,该激素作用的器官是
A、甲状腺 B、胰腺
C、卵巢 D、肾上腺
C
垂 体
促× ×素释放激素
下丘脑是机体调节内分泌活动的 。
枢纽
下丘脑
促× ×激素
× ×腺体
××激素
调节和管理其他内分泌腺。
垂体
一、下丘脑
人和高等动物体内的内分泌腺由高到低有三个层次:下丘脑、垂体、被管理的某些内分泌腺。它们分泌的激素是如何调节的呢?
以人体抵御寒冷为例,讨论问题:
a、对于人来说,细胞呼吸在寒冷状态下会发生什么变化?
b、寒冷刺激首先作用于什么部位? c、接着在三个层次上会引起什么腺体分泌何种激素?
下丘脑
垂 体
甲状腺
寒冷等刺激
促甲状腺素释放激素
促甲状腺素
甲状腺激素
促进
促进
抑制
抑制
新陈代谢,抵御寒冷
促进
大脑皮层
二、激素分泌分级的调节
反馈调节
促性腺激素释放激素
下丘脑
垂体
促性腺激素
性腺
性激素
(+)
(+)
(-)
(-)
反馈调节
小组讨论:
为什么春天来了,家鸡的产卵量会提高
垂 体
促× ×素释放激素
下丘脑是机体调节内分泌活动的 。
枢纽
下丘脑
促× ×激素
× ×腺体
××激素
调节和管理其他内分泌腺。
垂体
美国学者E.C.Kendall 从3t 新鲜的动物甲状腺中才提取出0.23g的甲状腺激素
30万头羊脑只能提取生长激素1g
人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5 ~14×10-5mg/mL
激素分泌量很少——微量
资料1:
三、激素调节的特点
正常人每100毫升血液中生长激素的含量还不到1微克。如果该激素分泌稍微多一点,可使生长发育期的青少年成为巨人症的受害者。
生理作用显著——高效
1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ
资料2:
通过体液运输
临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。
资料分析
资料3:
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。
作用于特定细胞、器官
资料分析
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。
作用于靶细胞、靶器官
分泌细胞
激素分子
毛细血管
靶细胞
资料4:
1、微量和高效
2、通过体液运输
3、作用于靶器官、靶细胞