★简要-第5章--生物体对信息的传递和调节

第第 5 5 章章 生物体对信息的传递和调节生物体对信息的传递和调节 第第 1 1 节节 动物体对外界信息的获取动物体对外界信息的获取 感受器感受器 来自外界的信息 刺激 可分为物理信息和化学信息 人和高等动物通过特定的感受器接受相应的刺激并转化成可传递的神经冲动 根据外界刺激物的类型 通常将感受器分为物理感受器和化学感受器 动物体对物理信息的获取动物体对物理信息的获取 皮肤感受器皮肤感受器 人和高等动物皮肤中有许多神经末梢 当受到压力 温度 针刺等刺激时 便会将各种刺激 转换为神经信号 从神经末梢传递到神经中枢 这些神经末梢统称为皮肤感受器 皮肤感受器的类型有温度感受器 痛觉感受器 最先感知 接触感受器和压力感受器 皮肤感受器的功能是接受刺激 并转换为神经信号 电信号 光感受器光感受器 光感受器由眼球和折光系统组成 眼球内具有感光细胞的结构是视网膜 视细胞是眼球中唯 一的感光部分 视杆细胞感受光亮度 视锥细胞感受光色彩 折光系统中的角膜是眼的聚光装置 晶状体可以调节视物的成像距离 具有聚焦作用 视细胞将光能转换为电信号 神经冲动 必须由视神经传到脑的视觉中枢后才能形成视觉 声波感受器声波感受器 耳蜗是声音的感受器 将声波转化成神经冲动 由听神经传到脑的听觉中枢 产生听觉 内耳中的前庭器是感受身体平衡的器官 其他感受器其他感受器 某些蛇类 蝮蛇 响尾蛇等 的颊窝是红外线感受器 能感受温度变化 鱼类和水生两栖类的侧线 能感知水流 测定方位等 动物体对化学信息的获取动物体对化学信息的获取 人和其他脊椎动物的嗅觉感受器和味觉感受器人和其他脊椎动物的嗅觉感受器和味觉感受器 人和其他脊椎动物的嗅觉感受器分布于鼻腔的嗅黏膜的嗅细胞毛 而味觉感受器分布于口腔的 舌上的味细胞 味蕾上的味细胞 感受细胞 顶端有微绒毛 溶解在水中的化学分子经微绒毛由味细 胞传换成神经冲动 最终传递给脑产生味觉 舌头能辨别的基本味觉是苦酸咸甜 舌尖甜 舌根苦 昆虫的嗅觉感受器和味觉感受器昆虫的嗅觉感受器和味觉感受器 昆虫的嗅觉感受器多分布于触角 而味觉感受器分布于足的末端和口器 第第 2 2 节节 神经系统中信息的传递和调节神经系统中信息的传递和调节 信息在神经系统中的传递信息在神经系统中的传递 神经元神经元 组成神经系统的基本结构和功能单位是神经细胞 也叫神经元 神经元由细胞体 树突和轴突组成 细胞体含细胞核和细胞器 集中在脑和脊髓的灰质中 是神经元的营养和代谢中心 树突是神经元接受信息的部分 轴突是神经元传出信息的部分 神经元的功能是感受刺激 产生兴奋 传导兴奋 神经纤维 突起和神经的关系神经纤维 突起和神经的关系 由神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘共同构成神经纤维 神经冲动传导 单个神经元内部 神经冲动传导 单个神经元内部 沿神经纤维传导的兴奋称为神经冲动 也称冲动 神经冲动产生基础是膜电位的变化 神经冲动在生物体内传导的主要途径 树突 神经元细胞体 轴突 突触 膜电位膜电位 在神经细胞质膜内外两侧之间存在的电位差 称为膜电位 膜电位分为静息电位和动作电位 静息电位 膜电位的形成 指静息状态下 由膜内的 K 和 膜外的 Na 维持的 内负外正 动作电位 神经冲动的产生 指受到刺激时 造成局部区域 Na 大量 内流 使电位反转为内正外负 膜电位的转换方式有静息电位转为动作电位 膜外的钠离子以被动运输方式进入膜内 动作 电位转为静息电位 膜内的钠离子以主动运输方式传到膜外 神经冲动传导神经冲动传导 信息在神经元上是以生物电的形式传导 传导过程 刺激 电位变化 电位差 局部电流 又刺激相邻未兴奋部位 传导形式 局部电流 传导特点 双向传导 3 3 传导形式 传导形式 突触传递 在两个神经元之间 突触传递 在两个神经元之间 突触的概念突触的概念 两个神经元相接触部分的细胞膜合称为突触 突触是神经元之间相互联系 传递信息的结构 突触的结构突触的结构 由突触前膜 突触间隙和突触后膜组成 突触传递过程突触传递过程 轴突末端 突触小泡 突触间隙 突触后膜 神经元之间兴奋的传递特点神经元之间兴奋的传递特点 单向传导 只能从一个神经元的轴突传递给另一神经元的细 胞体或突起 而不能相反的方向传递 神经递质神经递质 神经递质是突触小泡内所含有的化学物质 兴奋的传导类型比较兴奋的传导类型比较 类型在神经纤维上的传导在神经元间的传导 结构神经纤维突触 形式电信号化学信号 实质膜电位变化 局部电流 在同一细胞内电信号的传导 不能间断 突触小泡释放递质 在不同细胞间 依靠电信号与化学信号的转换 方向双向单向 速度快慢 脊髓的调节功能脊髓的调节功能 脊髓呈长管状 位于脊柱的椎管内 上端与脑的延髓相连接 脊髓包括白质和灰质 白质 位于脊髓的外周 由许多集合成束的神 经纤维组成 作用是传递神经冲动 灰质 呈灰色蝴蝶形 位于脊髓中央 神经元细胞体密集的部位 内有许多低级的神经中枢 脊髓是低级中枢 调节机体的生理活动 实验实验 5 15 1 观察牛蛙的脊髓反射现象观察牛蛙的脊髓反射现象 去除头背部的原因 去除脑 排除脑对脊髓的干扰 0 65 生理盐水 牛蛙的等渗溶液 0 5 的盐酸 刺激源 环割脚趾皮肤 破坏感受器 破坏脊髓 去除神经中枢 搔扒反射刺激部位为腹部皮肤 脑的高级调节功能脑的高级调节功能 条件反射条件反射 人和哺乳动物的脑人和哺乳动物的脑 人和哺乳动物的脑由大脑 小脑 间脑 中脑 脑桥和延髓组成 大脑表面覆盖着的一层灰质 称大脑皮质 大脑皮质分为躯体运动中枢 躯体感觉中枢 视 觉中枢 听觉中枢等许多功能区 它们都是调节机体生理功能的高级神经中枢 语言中枢是人类大 脑皮层所特有的功能区 反射和反射弧的概念反射和反射弧的概念 反射是神经调节的基本方式 反射活动必须通过反射弧来完成 反射弧是实现反射活动的基本结构 反射弧是接受刺激 并发生反应的神经传导途径 反射弧由感受器 传入神经 感觉神经 神经中枢 传出神经 运动神经 和效应器组成 效应器是指由传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体 高等动物的反射方式高等动物的反射方式 高等动物的反射方式有两类 一类是生来就有的先天性反射 称为非条件反射 一类是出生 后 在生活过程中一定条件下形成的后天性反射 称为条件反射 条件反射是脑的一项高级调节功能 它提高了动物和人适应环境的能力 条件反射建立的基础是非条件反射 建立条件反射的基本条件是无关刺激和非条件刺激在时间上的反复结合 这个过程称为强化 人类条件反射与动物条件反射的区别人类条件反射与动物条件反射的区别 人不但能对具体的外界刺激发生反应 而且能对语言 文字发生反应 条件反射与非条件反射的联系和区别条件反射与非条件反射的联系和区别 联系 条件反射是建立在非条件反射基础之上的 区别 反射方式反射方式非条件反射非条件反射条件反射条件反射 形成形成生来就有的 通过遗传获得的先天性反射 在生活过程中 用过训练逐渐形成的后天性反射 神经中枢神经中枢参与反射的中枢是脑干和脊髓 参与反射的中枢是大脑皮层 外界刺激外界刺激引起反射的刺激必须是该感受器的直接刺激 任何无关刺激都可以变为条件反射的刺激 存在时间存在时间终生的 固定的 暂时的 可以消退和重建的 意义意义适应的范围小 只适应不变的环境 完成机体基本的 生命活动 适应的范围广 可以提高适应复杂环境的能力 典例典例膝跳反射 眨眼反射 缩手反射等 望梅止渴 一朝被蛇咬 十年怕井绳 杯弓蛇影 睹物思人 见字如见人等 自主神经 植物性神经 对内脏活动的调节自主神经 植物性神经 对内脏活动的调节 自主神经的概念自主神经的概念 自主神经 又叫植物性神经 是指支配各种内脏器官和腺体活动的传出神经 运动神经 主 要分布在内脏 心血管和腺体 因其不受意志的直接支配 故又称自主性神经 自主神经又可分为交感神经和副交感神经两部分 他们支配共同的内脏器官 而作用的结果 却是互相拮抗的 自主神经的调节过程自主神经的调节过程 当人体从事重体力活动或出于神经紧张状态时 交感神经兴奋性占优势 引起心跳加快 血 压增高 血糖上升 胃肠蠕动减慢等 当身体处于安静状态或睡眠时 副交感神经占优势 心跳呼吸减慢 代谢降低 胃肠蠕动加 快 第三节第三节 内分泌系统中信息的传递和调节内分泌系统中信息的传递和调节 人体内分泌腺人体内分泌腺 人人和动物的内分泌系统是由一系列内分泌腺组成 通过分泌激素调节机体的代谢 生长 发 育和生殖活动 人体内主要的内分泌腺人体内主要的内分泌腺 人体内主要的内分泌腺包括下丘脑 垂体 甲状腺 肾上腺 胰岛 生殖腺等 内分泌腺的分泌物是激素 激素以胞吐的形式分泌到细胞外 进入血液中 通过循环系统运输 到靶器官 人体主要激素和生理作用人体主要激素和生理作用 主要内分泌腺主要内分泌腺 肾上腺肾上腺 位于肾脏顶部 左右各一个 每个腺体都由表层的皮质和中央的髓质构成 皮质分泌多种激素 称为肾上腺皮质激素 主要调节血液中水分和无机盐的代谢以及机体糖 代谢 髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素 可使人的心跳加快 心输出量增加 血压升高 呼吸加 快 血糖浓度增加等 甲状腺甲状腺 位于气官前端两侧 紧靠甲状软骨 其分泌的甲状腺素可以促进人体的新陈代谢 生长发育和兴奋中枢神经系统 甲状腺素是一类含碘的激素 婴幼儿时期较少 得呆小症 缺碘 得地方性甲状腺肿 大脖 子病 成人过多 甲亢 代谢旺盛 多食多饮 消瘦和情绪易激动等 过少 代谢缓慢 全身浮 肿 怕冷 智力减退 胰岛胰岛 位于胰腺中的一些特殊的细胞团 分泌物直接进入血液 胰岛中不同的细胞分泌不同的激素 常见的胰高血糖素由 细胞分泌 胰岛素由 细胞分 泌 两种激素都参与血糖调节 但作用相互拮抗 前者使血糖浓度升高 后者使血糖浓度降低 胰岛素分泌过少 高血糖 含量持久不足 糖尿病 胰岛素分泌过多 低血糖 生殖腺生殖腺 生殖腺不仅生成生殖细胞 也合成和分泌与生殖相关的性激素 性激素的主要作用是维持生殖腺的正常生理活动 促进生殖细胞的生成和第二性征的发育 第二性征是指除生殖器以外男女在身材 体态 相貌 声音等外形上的差异 精巢主要分泌睾丸酮 卵巢分泌雌激素和黄体酮 垂体垂体 位于间脑腹面 背面与下丘脑相连 受下丘脑的调控 垂体能分泌多种激素 垂体分泌的生长激素能促进生长发育 幼年时缺生长素 易患侏儒症 分泌的促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺素 分泌的促性腺激素 能促进性腺发育和性激素的 分泌 受垂体分泌的激素调控的内分泌腺 甲状腺 肾上腺 生殖腺 下丘脑下丘脑 下丘脑在结构上与垂体相连 下丘脑中有一些细胞具有内分泌细胞和神经细胞的双重特性 下丘脑的内分泌细胞分泌各种促激素释放激素或抑制激素作用于垂体的有关细胞 如下丘脑 分泌促甲状腺激素释放激素 刺激垂体分泌促甲状腺激素 作用于甲状腺合成甲状腺素 下丘脑对垂体的调控 为神经和内分泌两大类信息之间架起了联系的 桥梁 激素的调节作用激素的调节作用 激素调节激素调节 激素本身不为机体提供代谢物质或能量 也不起催化作用 只是作为 信使 将信息传递给 靶器官 激素调节是动物体内分泌系统通过分泌激素来调节生命活动的过程 激素调节受神经调节支配 激素调节和神经调节共同实现对机体的各种功能的调节 激素调节的特点激素调节的特点 激素调节具有特异性 内分泌腺分泌的激素通过血液传递 与靶器官细胞表面的受体结合后 起作用 每种激素都有其特定的受体 只对特定的靶器官细胞起作用 激素调节具有高效性 微量的激素能对人体的许多生理功能产生显著影响 相应激素之间的关系相应激素之间的关系 拮抗作用指不同激素对同一生理效应发挥相反的作用 如胰岛素和胰高血糖素 协同作用指不同激素对于同一生理效应都发挥相同或相似作用 如肾上腺素与胰高血糖素都 促进血糖升高 甲状腺激素和肾上腺素都促进新陈代谢释放热量 甲状腺素和生长激素都促进升高 生长 激素调节的基本方式激素调节的基本方式 反馈调节是指由后一步反应影响和调整前一步或前几步反应速率的调节方式 在反馈调节中 起促进作用为正反馈调节 起抑制作用为负反馈调节 负反馈调节是激素调节的基本方式 如高血糖信号抑制胰高血糖素的分泌属于负反馈 同时 促进胰岛素的分泌 则属于正反馈 激素调节的实例激素调节的实例 血糖平衡的调节 当血糖含量偏低时 低血糖 机体出现饥饿的感觉 刺激胰岛 A 细胞分泌 胰高血糖素 胰高血糖素作用于肝细胞水解肝糖原 为血液提供葡萄糖 同时促使脂肪细胞水解脂 肪 转化成糖 以提高血糖 当血糖含量升高时 刺激胰岛 B 细胞分泌胰岛素 加快葡萄糖转变成 肝糖原 同时提高体细胞消耗葡萄糖 以降低血糖 血糖平衡的调节既有激素的直接调节 又有神 经的间接调节 其中以激素调节为主 人的体温调节 当身体的温度感受器受到寒冷等刺激 通过神经冲动传导到下丘脑 下丘脑 分泌促甲状腺激素释放激素进入血液 促进垂体分泌促甲状腺素 促进甲状腺分泌相关甲状腺素 甲状腺素加速机体内糖和脂肪的氧化分解 产生热量 维持体温平衡 血液中的甲状腺素浓度超过 一定量时 会抑制下丘脑促甲状腺激素释放激素和垂体促甲状腺素的分泌 同时 体温升高也会抑 制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素 第四节第四节 动物体的细胞识别与免疫动物体的细胞识别与免疫 细胞识别细胞识别 细胞识别的概念细胞识别的概念 细胞识别是指动物体细胞对 自己 和 异己 细胞以及物质 的识别 细胞膜表面的糖蛋白和糖脂在细胞识别中起着重要的作用 细菌 和病毒进入生物体内时就成为抗原 是因为在它们的表面有特殊的糖 蛋白和糖脂 抗原的概念抗原的概念 抗原是指所有被生物体细胞识别为 异己 物质并受免疫反应排斥的物质 抗原的化学物质成分抗原的化学物质成分 大多是蛋白质 少数为多糖和脂类 抗原的来源抗原的来源 抗原大都是外源性的 是生物体自身不存在的异种或异体物质 如病原体及其毒性产物 异 种动物血清 同种异体的组织细胞等 抗原也有内源性的 如机体内衰老或损伤的细胞以及发生突变后的细胞等 免疫的概念免疫的概念 免疫系统由免疫器官 免疫细胞和免疫分子组成 免疫器官主要包括骨髓 胸腺 脾脏和淋 巴结等 免疫细胞的种类很多 如巨噬细胞 粒细胞 B 淋巴细胞和 T 淋巴细胞等 免疫是机体免疫系统生理功能的表现 其作用是识别和区分 自己 和 异己 物质 并对 异己 物质产生排斥 免疫是建立在细胞识别基础之上的 免疫反应的类型免疫反应的类型 根据免疫反应的获得方式和作用特点 可分为非特异性免疫和特异性免疫 非特异性免疫非特异性免疫 非特异性免疫概念非特异性免疫概念 非特异性免疫又称先天免疫 是人类在长期进化中形成并通过遗传固定下来的天然免疫功能 非特异性免疫的特点非特异性免疫的特点 人生来就有 具有相对的稳定性 对各种病原生物都有一定程度的防御作用 没有特殊的针对性 非特异性免疫构成非特异性免疫构成 机体完整的皮肤和粘膜是人体免疫的第一道防线 结构 皮肤和粘膜 汗液 胃酸 皮肤和粘膜的作用 阻挡病原体和有毒物质 分泌多种杀菌物质 正常菌群对一些病原体的拮 抗作用 巨噬细胞的吞噬作用是人体免疫的第二道防线 巨噬细胞将病原体纳入细胞质内 形成吞噬泡 含有溶菌酶和蛋白水解酶的溶酶体与吞噬泡融 合 杀灭或消化病原体 特异性免疫特异性免疫 特异性免疫的概念特异性免疫的概念 特异性免疫是指只能对某一特定的病原体及异物起防御作用 具有特殊的选择性 是后天获得 的 又称获得性免疫 特异性免疫的类型特异性免疫的类型 参与特异性免疫的细胞主要是 B 淋巴细胞和 T 淋巴细胞 共同构成机体的第三道防线 抗体的概念抗体的概念 当 B 淋巴细胞受到抗原刺激后 一部分 B 淋巴细胞经过增值 分化而形成的含有丰富内质网的 浆细胞 由浆细胞产生和分泌的免疫球蛋白 称为抗体 另一部分 B 淋巴细胞发展为记忆 B 细胞 它能记忆已入侵的抗原 抗体的化学成分是蛋白质 分布于血液 淋巴液或组织液等体液内 能杀 死病原体或促使巨噬细胞吞噬病原体 表现为特异的抗感染作用 即一种抗体只能与一种相应的抗 原发生反应 而不能与其他抗原发生反应 B B 淋巴细胞参与免疫的过程淋巴细胞参与免疫的过程 抗原刺激 B 淋巴细胞增殖分化 产生浆细胞和记忆 B 细胞的免疫反应 称为初次免疫反应 如有相同的抗原第二次侵入 记忆 B 细胞能加快分裂产生新的浆细胞和新的记忆 B 细胞的免 疫反应 这是二次免疫反应 二次免疫反应比初次反应快 反应强 潜伏期短 T T 淋巴细胞参与的免疫过程淋巴细胞参与的免疫过程 T 淋巴细胞受抗原刺激后 经过增值 分化形成致敏 T 细胞和记忆 T 细胞 致敏 T 细胞既能分 泌淋巴因子杀死抗原细胞 又能接触抗原细胞 导致抗原细胞的细胞膜通透性增大而裂解死亡 记 忆 T 细胞能引起二次免疫反应 以抵抗同种抗原的再次感染 体液免疫和细胞免疫的关系体液免疫和细胞免疫的关系 B 淋巴细胞通过产生抗体发挥免疫作用 抗体存在于体液里 所以 B 淋巴细胞的免疫作用被 称为体液免疫 T 淋巴细胞直接攻击抗原细胞或间接分泌淋巴因子杀死抗原细胞 所以被称为细胞 免疫 B 淋巴细胞的体液免疫需要 T 淋巴细胞和巨噬细胞的协助 B 淋巴细胞也可控制或增强 T 淋巴 细胞功能 所以机体的各种免疫反应共同构成了一个复杂而完善的防卫体系 B 细胞和 T 细胞共有的特点是产生记忆细胞 天然免疫与人工免疫天然免疫与人工免疫 天然免疫天然免疫 天然免疫是指自身患传染病后获得的免疫 患过天花的人体会产生抵抗天花病毒的抗体和记忆 细胞 人工免疫概念人工免疫概念 用人工的方法使人体获得免疫力 主要方式人工接种疫苗 疫苗概念疫苗概念 用细菌 病毒 肿瘤细胞等制成的生物制品 有灭活的或减毒的制剂 疫苗的种类疫苗的种类 活疫苗活疫苗 选用毒力低或减毒的活病原微生物制成的疫苗 如牛痘疫苗 麻疹减毒活疫苗 脊髓 灰质炎疫苗 卡介苗等 特点 有一定生长繁殖能力 产生免疫力需要一定时间 一般只需接种一 次 用量较小 免疫效果和持久性较好 死疫苗死疫苗 经化学或物理方法杀死的病原微生物制成的疫苗 如流行性乙型脑炎疫苗 狂犬疫苗 霍乱疫苗 伤寒疫苗 百白破混合疫苗等 特点 不能繁殖 对人体刺激时间短 需多次重复注射 注射量大 接种对象接种对象 接种对象一般应选择最易发病 受疾病威胁最大的人群作为疫苗的主要接种对象 流行病的相 关疫苗应在疾病流行季节前接种 第五节第五节 植物生长发育的调节植物生长发育的调节 植物激素是在植物体内合成 对植物生命活动产生显著调节作用的微量物质 在植物体生长活 跃的部位可以合成生长素 调控植株的生长 天然的植物激素除生长素外 还有赤霉素 细胞分裂素 脱落酸和乙烯 植物生长素的探索史植物生长素的探索史 达尔文父子的实验达尔文父子的实验 1880 年 实验假说 胚芽鞘尖端的细胞受光照后会产生某种物质 这种物