高中生物必修三穩(wěn)態(tài)與調節(jié) 人教版課件

穩(wěn)態(tài)與調節(jié)

HomeostasisandRegulation肖鵬（華南師范大學生命科學學院）xiaopeng@一、穩(wěn)態(tài)(homeostasis)

生理學中的一個基本概念，是生命系統(tǒng)的基本特征之一。

是“內環(huán)境恒定”概念的引伸和發(fā)展。

不僅在生理學中，而且在當今生命科學中成為一大基本概念。

穩(wěn)態(tài)的意義:維持細胞、器官、系統(tǒng)乃至整體的正常功能及生命活動的必要條件。（一）內環(huán)境

19世紀法國著名實驗生理學家ClaudBernard（1813-1878）提出了

內環(huán)境恒定的概念。

他認為機體生存在兩個環(huán)境中：

不斷變化的外環(huán)境

比較穩(wěn)定的內環(huán)境。

1．特點

①

它的理化性質變動非常小， 相對恒定。

②

高等動物保持恒定的程度比

低等的為大。

2.作用

①為機體細胞提供必要的理化條件，使功能得以正常進行。

例如，血液的PH值正常為7.4，變動的一般范圍僅為:7.35-7.47,最大也僅為7.0-7.8,超過這一范圍機體就不能生存了.

②為細胞提供營養(yǎng)物質,也接受來自細胞的代謝產物.

內環(huán)境的相對恒定是整個機體生存的首要條件。正如Bernard總結的那樣：“內環(huán)境恒定是有機體得以自由和獨立存在的前提”。

現(xiàn)代：生體中的所有活命機制，盡管生命的種類不同，功能各異，但目的只有一個，就是內環(huán)境保持穩(wěn)態(tài)。理解？現(xiàn)在?3.生成

細胞外液是一種鹽溶液，類似于海水。一般都認為生命起源于海水，到移居淡水或登陸。

①單細胞生物：環(huán)境只有一個，就是周圍的水，即簡單又是穩(wěn)定的。

②多細胞生物：情況就不同了。如若還僅靠單一環(huán)境，顯然就不行了。（二）內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)約在ClaudBernard提出了內環(huán)境恒定概念50周年后，著名的美國生理學家WBCannon

于1920s提出了穩(wěn)態(tài)(homeostasis)的概念。因為，所謂的恒定實質就是一個動態(tài)平衡。它包括一系列復雜的各種各樣的調節(jié)機制：一方面是代謝過程或外界干擾因素使這種相對恒定遭到破壞，另一方面通過調節(jié)達到平衡恢復。因而這一概念一提出就被廣泛接受。實質上是內環(huán)境恒定概念的引伸和發(fā)展。并不是否定。模塊《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》穩(wěn)態(tài)的概念為統(tǒng)領全書的作用理解：個體層次存在穩(wěn)態(tài)，在分子水平、器官水平、生態(tài)系統(tǒng)水平上都存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，明確穩(wěn)態(tài)已經成為生命科學的一大基本概念。3．人體及動物維持穩(wěn)態(tài)的機制人體及動物通過神經、體液和免疫調節(jié)來維持穩(wěn)態(tài)；各有極其嚴密和精細的調節(jié)。三者是協(xié)調，并且相互作用的；目前已經證實：神經、內分泌系統(tǒng)同免疫系統(tǒng)間也有著密切的雙向互相調節(jié)的聯(lián)系，形成所謂神經內分泌免疫網絡。形成一個完整的調節(jié)環(huán)路。引用自動控制理論,其機體穩(wěn)態(tài)的調控與基本成分為:控測器控制中心效應器負反饋體液調節(jié)的特點內分泌系統(tǒng)與激素激素的分類激素的作用機理二、穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn):體液調節(jié)三、穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn):神經調節(jié)神經調節(jié)的基本方式－反射下丘腦參與的反射調節(jié)(1)神經傳入-神經傳出：例如：由體表感受器接受溫熱刺激后引起的寒戰(zhàn)反應。(3)神經傳入-體液傳出：例如：由于乳頭被吸吮引起的子宮收縮，是由乳頭神經經肋間神經將神經沖動傳入至中樞，然后上傳到下丘腦，引起催產素的分泌，催產素沿體液的路徑，引起子宮的收縮。(2)體液傳入-神經傳出許多激素可以作用于下丘腦神經元，然后經過它影響不少邊緣系統(tǒng)及大腦皮層的功能，影響個體的行為變化。(4)體液傳入-體液傳出：如各內分泌器官分泌的激素：甲狀腺素、性激素、腎上腺皮質激素等，經血液循環(huán)作用于下丘腦分泌釋放激素或釋放抑制激素的神經元或其突觸前環(huán)節(jié)，從而引起各種相應的下丘腦激素分泌的改變。這就是反饋調節(jié)?？估蚣に氐姆置谡{節(jié)也是體液傳入-體液傳出的一個例子。腦的高級功能使人類能夠主動適應環(huán)境、調節(jié)機體穩(wěn)態(tài)。

如：條件反射、學習記憶、語言、思維高級功能Kandel神經元的聯(lián)系方式電信號鈉-鉀泵轉運模式圖傳導（conduction）傳遞（transmission）轉導（transduction）四、穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn):免疫調節(jié)組成？種類？功能？整合？失調與缺陷？免疫系統(tǒng)機體對入侵異物的反應屬于免疫功能從免疫功能看，可將白細胞分為：1.吞噬細胞：粒細胞、單核細胞----吞噬異物，參與炎癥反應（非特異性免疫）2.免疫細胞：（特異性免疫）

T淋巴細胞----細胞免疫

B淋巴細胞----體液免疫免疫系統(tǒng)組成免疫器官（淋巴器官）免疫細胞（淋巴細胞、免疫輔助細胞）免疫分子（抗體、補體、細胞因子）(1)細胞免疫異物巨噬細胞吞噬處理異物特異性抗原物質傳遞T淋巴細胞激活T淋巴母細胞增殖T淋巴細胞株調節(jié)性T淋巴細胞抑制性T細胞輔助性T細胞效應T細胞細胞毒性T細胞(CytotoxicTC)延遲型過敏反應T細胞(Delayed-typehypersensitivityTC)淋巴因子抗原B淋巴細胞（常先需激活TC）T淋巴細胞特異性T淋巴細胞B淋巴母細胞增殖B淋巴細胞株漿細胞抗體記憶細胞(2)體液免疫免疫系統(tǒng)的功能是免疫系統(tǒng)在識別和消除“非己”抗原過程中所產生的各種生物學作用的總稱。免疫防御：排斥外來抗原性異物的保護作用。免疫自穩(wěn)：免疫系統(tǒng)維持內環(huán)境相對穩(wěn)定

(homeostasis)的生理功能。免疫監(jiān)視：及時識別、清除體內突變、畸變細胞與病菌感染細胞的生理性保護功能。現(xiàn)代進展認為免疫系統(tǒng)不僅是防衛(wèi)系統(tǒng)，而且是另一種感受與調節(jié)系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)的感覺和調節(jié)機能Blalock（1985年）提出，免疫系統(tǒng)是一個“流動腦”（mobilebrain）的概念，而另一個是固定于顱腔內的“固定腦”（fixedbrain）。這兩個腦能分別識別和感知兩類不同的刺激?！肮潭X”所能識別和感知的刺激是

感知性刺激(cognitivestimulation)----

常見的有:

光、聲、味、嗅、觸、疼痛等。顯然，不是所有刺激都能被“固定腦”所識別和感知?！傲鲃幽X”所能識別和感知的刺激是

非感知性刺激

(norcognitivestimulation)---

例如，毒素、病毒、細菌、花粉、異種蛋白、同種異體細胞、組織和器官等不同的抗原等。總結綜上所述，由于神經內分泌系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)的相互作用是雙向的，他們擁有一套共同的神經肽激素、細胞因子以及擁有相同的受體，使這兩個系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內得以相互交通和調節(jié)，構成神經內分泌-免疫網絡(neuroendocrine-immunenetwork)，通過神經-體液-免疫調節(jié)來維持內環(huán)境的穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)與調節(jié)的舉例體溫調節(jié)水鹽調節(jié)血糖調節(jié)?3.2動物生命活動的調節(jié)具體內容標準活動建議概述(理解)人體神經調節(jié)的結構基礎和調節(jié)過程。搜集有關利用神經調節(jié)原理的仿生學資料。說明(理解)神經沖動的產生和傳導。

概述(理解)人腦的高級功能。

描述(了解)動物激素的調節(jié)。

探討(感受)動物激素在生產中的應用。調查某種動物激素的應用。3.3人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)具體內容標準活動建議說明(理解)穩(wěn)態(tài)的生理意義。利用計算機輔助教學軟件模擬人體某方面穩(wěn)態(tài)的維持。舉例說明(理解)神經、體液調節(jié)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。

描述(了解)體溫調節(jié)、水鹽調節(jié)、血糖調節(jié)。模擬尿糖的檢測。概述(理解)人體免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。調查青少年中常見的免疫異常。關注(認同)艾滋病的流行和預防。

體溫調節(jié)（綿羊紅細胞）細胞的核酸（DNA）生物合成有兩個途徑：1、主要途徑（氨基碟呤可封殺）2、補償途徑（通過這一途徑）補償途徑合成DNA需要：

次黃嘌呤、胸腺嘧啶HAT培養(yǎng)液含：1、氨基碟呤（封殺主要途徑）2、次黃嘌呤、胸腺嘧啶（通過補償途徑合成DNA）

在HAT培養(yǎng)液中，（未融合）的骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉化酶不能利用次黃嘌呤合成DNA，且主要途徑被氨基碟呤封殺，故迅速死亡；而免疫脾細胞雖有次黃嘌呤磷酸核糖轉化酶，但短命，幾天死亡。因而在HAT培養(yǎng)液中，只有融合的（骨髓瘤細胞+免疫脾細胞）的雜交瘤細胞才能存活、繁殖、生長。聚乙二醇（PEG）原理節(jié)律性活動，不僅不是否定機體的穩(wěn)態(tài)，而且是通過整合活動維持穩(wěn)態(tài)的必需。脈動性節(jié)律分泌有重要意義。因為激素都須經過相應的受體才能發(fā)揮作用。如果激素的血漿濃度不是脈動而是始終恒定的，則受體被配基占領后，將有可能失敏，于是激素失去效應。Hormone的分類激素的種類繁多，來源復雜，分類多樣。按其化學性質主要分成二大類：含氮激素（Amino-acid-basedhormone）類固醇(甾體)激素（Steroidhormone）GHowmanyhormonesinourbody?Hypothalamus

（下丘腦）Hypophysis

(垂體)Thyroid¶thyroid（甲狀腺&甲狀旁腺）Adrenal

(腎上腺皮質)Pancreas

(胰島)Gonads

(性腺)Othertissues（其他各種組織）thyrotropin-releasinghormoneTRH促甲狀腺素釋放激素stimulatespituitaryTSHrelease3肽gonadotropin-releasinghormoneGnRH促性腺激素釋放激素stimulatespituitaryLHandFSH10肽corticotropin-releasinghormoneCRH促腎上腺皮質激素釋放激素stimulatespituitaryACTH41肽growthhormone-releasinghormoneGHRH生長激素釋放激素stimulatespituitaryGH44肽growthhormone-releasinginhibitinghormone(Somatostatin)GHRIH生長激素抑制素（生長抑素）inhibitspituitaryGHrelease14肽Hypothalamus（下丘腦）Hypophysis(垂體):Neurohypophysis(神經垂體，但生物合成在下丘腦)Argininevasopressin(Antidiuretichormone)AVP(ADH)升壓素（抗利尿激素）regulatesrenalH2Oreabsorption9肽oxytocinOXT催產素milkletdown／uterinecontraction9肽Adenohypophysis

(腺垂體)GrowthhormoneGH生長(激)素

requiredforgrowth蛋白質prolactinPRL催乳素

requiredformilkproduction蛋白質adrenocorticotropichormoneACTH促腎上腺皮質激素requiredforadrenalcortex39肽ThyroidstimulatinghormoneTSH促甲狀素皮質激素requiredforthyroidfunction糖蛋白FollielestimulatinghormoneFSH卵泡刺激素requiredforgametogenesis（配子生成）糖蛋白LuteinizinghormoneLH黃體生成素（間質細胞刺激素）stimulatesgonadalsteroidsynthesis糖蛋白其他激素（1）thyroid(甲狀腺)thyroidhormones

甲狀腺素（四碘甲腺原氨酸）T4regulatesenereymetabolism胺類（三碘甲腺原氨酸）T3(thyroid)CcellsCalcitonin（降鈣素）CTregulatesserumCa2+levels32肽Parathyroidgland（甲狀旁腺）parathyroidhormone

（甲狀旁腺激素）PTHregulatesserumCa2+levels蛋白質其他激素（2）adrenalcortex(腎上腺皮質)Glucocorticoid(糖皮質激素)

Cortisol(皮質醇/可的松)regulatesmetabolismsteroid

(類固醇)Mineralcorticoid(鹽皮質激素)

Aldosterone(醛固酮)regulateselectrolytebalanceadrenalmedulla(腎上腺髓質)adrenaline(epinephrine)腎上腺素

A(E)cardiovascularregulation，respondencetostree….Amine(胺類)

noradrenaline(norepinephrine)去甲腎上腺素

NA(NE)其他激素（3）pancreas(Bcell)75%insulin胰島素regulatesglucose（bloodsugar)levels蛋白質pancreas(Acell)20%glucagon胰高血糖素29肽其他激素（4）Testes（睪丸）testosterone

（睪酮）Tregulatesmalereproduction類固醇

Ovary