高中生物選修一穩態與調節電子課本大綱演講人：日期：穩態與調節概述人體的內環境與穩態神經調節體液調節免疫調節植物生命活動的調節實驗與探究前沿與拓展目錄CONTENTS01穩態與調節概述穩態的概念與生物學意義穩態的定義穩態是指生物體內環境理化性質和化學成分保持相對穩定的狀態。穩態的生物學意義穩態是生物體進行正常生命活動的必要條件，也是生物體適應外界環境變化的基礎。內環境的概念內環境是指細胞直接生活的細胞外液，包括血漿、組織液和淋巴等。調節機制的分類（神經、體液、免疫）神經調節神經調節是指通過神經系統的活動，對生物體的生理功能進行快速、精確、短暫的調節。神經調節的基本方式是反射。體液調節免疫調節體液調節是指通過體液中的化學物質（如激素、二氧化碳等）對生物體的生理功能進行調節。體液調節的特點是作用時間緩慢、持久，作用范圍廣泛。免疫調節是指生物體通過免疫系統的活動，識別和清除外來病原體或異常細胞，以維持生物體的穩態。123穩態失衡的原因穩態失衡會導致生物體的生理功能紊亂，甚至引發疾病。例如，血糖濃度過高或過低都會引起糖尿病，體溫調節失常會引起發熱等。穩態失衡的后果穩態的維持與保護為了維持穩態，生物體會通過多種調節機制進行自我保護，如通過排泄、呼吸等方式排除代謝廢物，通過進食、飲水等方式補充所需物質。同時，生物體還具有一定的自我調節能力，能夠在一定程度上適應外界環境的變化。穩態失衡可能是由于外界環境的劇烈變化，或者是生物體內部調節機制的失調引起的。穩態失衡與疾病的關系02人體的內環境與穩態內環境的組成（血漿、組織液、淋巴）是血液的主要組成部分，含有各種營養物質、代謝廢物和激素等。血漿存在于組織細胞間隙，是細胞直接生活的環境。組織液是組織液的一種，通過淋巴管回流到血液循環中，具有回收蛋白質、運輸脂肪和調節免疫等功能。淋巴水鹽平衡與調節水平衡調節通過腎臟的排尿和排汗，以及呼吸和皮膚蒸發等方式，保持體內水分平衡。鹽平衡調節主要通過腎臟的排鈉和排鉀，以及食物中的攝入和排泄，維持體內鈉、鉀等電解質平衡。滲透壓調節通過調節尿液中的溶質濃度，維持體液的滲透壓穩定。血糖主要來源于食物消化和肝糖原分解，主要去向是氧化供能和合成糖原。血糖調節與胰島素作用機制血糖來源與去向胰島素是由胰島B細胞分泌的，能促進細胞對葡萄糖的攝取和利用，降低血糖濃度。胰島素的作用胰高血糖素是由胰島A細胞分泌的，能促進肝糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖，升高血糖濃度。胰高血糖素的作用03神經調節反射弧的結構與功能反射弧的組成感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器。反射弧的功能完成神經調節的基本方式——反射。反射弧的意義通過反射弧實現神經系統的快速調節，維持機體內部環境的穩定。反射弧的實例縮手反射、眨眼反射等。興奮的傳導與傳遞感受器接受刺激產生神經沖動，沿傳入神經傳導至神經中樞，經神經中樞處理后再經傳出神經傳導至效應器。興奮的傳導過程神經遞質在突觸間隙的釋放和受體接受，完成神經元之間的信息傳遞。實現神經系統對機體各種生理活動的快速調節和協調。興奮在神經元之間的傳遞單向傳導、不衰減、快速、準確。興奮傳導的特點01020403興奮傳導的意義神經系統的分級調節（脊髓、腦干、大腦皮層）脊髓的調節功能完成一些簡單的反射活動，如縮手反射、膝跳反射等，同時上傳下達，將刺激傳導至高級中樞。腦干的調節功能維持生命的基本中樞，如呼吸中樞、心血管中樞等，控制基本生命活動。大腦皮層的調節功能高級神經中樞，具有感知、思維、記憶、語言等復雜功能，對機體的各種生理活動進行精細調節。分級調節的意義實現神經系統的多級控制，使調節更加精細、靈活，適應復雜多變的環境。04體液調節微量高效、通過體液運輸、作用于靶細胞或靶器官。胰島素調節血糖含量、甲狀腺激素促進新陳代謝和生長發育。蛋白質類激素（如胰島素）、氨基酸衍生物類激素（如甲狀腺激素）等。激素與靶細胞上的受體結合，引起細胞內特定的生理效應。激素調節的特點與實例激素調節特點激素調節實例激素的分類激素的作用機制甲狀腺激素的分級調節下丘腦—垂體—甲狀腺軸，其中下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素，垂體分泌促甲狀腺激素，甲狀腺分泌甲狀腺激素。甲狀腺激素異常的影響幼年時期分泌不足會導致呆小癥，分泌過多則引起甲亢。甲狀腺激素的調節機制當血液中甲狀腺激素濃度過高時，會抑制下丘腦和垂體的分泌活動，從而降低甲狀腺激素的分泌；反之則促進分泌。甲狀腺激素的作用促進新陳代謝和生長發育，提高神經系統的興奮性；呼吸，心律加快，產熱增加。甲狀腺激素的分級調節體液調節與神經調節的協同作用體液調節與神經調節的比較體液調節是通過體液中化學物質的變化來調節生理功能，具有作用范圍廣泛、作用時間持久的特點；神經調節則是通過神經系統的反射活動來調節生理功能，具有作用范圍局限、作用時間短暫的特點。體液調節與神經調節的協同實例在體溫調節中，神經調節通過皮膚血管的收縮與舒張、排汗等快速調節體溫；體液調節則通過甲狀腺激素等激素的分泌調節體溫。二者相互配合，共同維持體溫的相對穩定。體液調節與神經調節的相互影響體液調節可以影響神經系統的興奮性，如某些激素可以影響神經元的興奮性；神經調節也可以影響體液調節的過程，如神經系統的活動可以影響內分泌腺的分泌。體液調節與神經調節在維持穩態中的作用二者共同作用于機體的各個器官和系統，通過協調配合使各個生理活動達到動態平衡，從而維持機體的穩態。體液調節與神經調節的協同作用05免疫調節第一道防線皮膚和黏膜屏障，阻擋病原體進入體內。第二道防線體液中的殺菌物質和吞噬細胞，消滅或清除進入體內的病原體。第三道防線特異性免疫，包括細胞免疫和體液免疫，對特定病原體產生免疫應答。免疫器官骨髓、胸腺、淋巴結、脾臟等，是免疫細胞生成、成熟或集中分布的場所。免疫系統的組成（三道防線）細胞免疫通過T細胞等免疫細胞直接殺傷或激活其他免疫細胞來清除病原體。效應T細胞識別并結合被感染的細胞，釋放穿孔素等物質使其裂解。輔助性T細胞分泌細胞因子，協助其他免疫細胞發揮作用。體液免疫通過抗體等免疫分子在體液中循環，與病原體結合并使其失去活性。抗體由B細胞分化產生的漿細胞分泌，與病原體結合后形成沉淀或細胞集團，使其易于被吞噬細胞吞噬消化。細胞因子由免疫細胞分泌，具有調節免疫應答和炎癥反應的作用。特異性免疫（細胞免疫與體液免疫）010402050306免疫失調與疫苗原理免疫系統發育不全或功能受損，如艾滋病、先天性免疫缺陷病等。免疫缺陷病免疫系統異常或過度反應，導致自身組織受損或無法有效抵御病原體。免疫失調將病原體滅活后制成疫苗，接種后刺激機體產生免疫力。滅活疫苗免疫系統錯誤地攻擊自身組織，如紅斑狼瘡、類風濕性關節炎等。自身免疫病通過模擬病原體感染，激發免疫系統產生特異性免疫應答。疫苗原理將病原體經過人工減毒后制成疫苗，接種后可在體內繁殖但毒力較弱，刺激機體產生免疫力。減毒活疫苗06植物生命活動的調節促進植物細胞伸長，對植物生長發育具有重要作用，如促進種子萌發、根系生長等。促進莖的伸長、引起植株快速生長、解除休眠和促進花粉萌發等。促進細胞分裂和組織分化，延緩衰老，增強抗逆性。促進果實成熟，抑制植物生長，促進器官脫落等。植物激素的種類與功能生長素赤霉素細胞分裂素乙烯生長素的發現與作用特點生長素的發現史從植物向光性實驗中發現，胚芽鞘尖端產生的物質能夠透過瓊脂塊傳遞給下部，促進其伸長生長。生長素的作用特點生長素的運輸具有低濃度促進生長，高濃度抑制生長的特點，即最適濃度兩側不同濃度的生長素分布不均導致向性運動。在植物體內，生長素主要從形態學上端向形態學下端運輸，具有極性運輸的特點。123光光作為環境信號，能夠影響植物體內生長素的分布和運輸，從而調控植物的生長和發育，如向光性、光周期等。水分水分狀況對植物的生長和發育具有重要影響，如干旱條件下植物會減緩生長，甚至停止生長，而水分過多又會導致植物徒長。溫度溫度能夠影響植物體內酶的活性，進而影響植物激素的合成和運輸，以及植物的生長發育過程。土壤土壤中的礦質元素、pH值、通氣狀況等因素也會對植物的生長和發育產生影響，進而影響植物激素的合成和運輸。環境因素對植物調節的影響0102030407實驗與探究實驗原理：通過模擬生物體內環境，觀察不同pH值條件下生物體的反應及調節機制。實驗目的：了解生物體如何維持pH值穩定，掌握酸堿中和反應的原理。實驗材料：試管、pH試紙、緩沖液、酸性物質（如鹽酸）、堿性物質（如氫氧化鈉）、生物樣本（如血液、組織液）。實驗步驟將生物樣本分別置于不同pH值的溶液中，觀察并記錄其變化。制備不同pH值的溶液，并測量其初始pH值。分析實驗結果，探討生物體如何維持pH值穩定。模擬生物體維持pH穩定的實驗反射弧完整性驗證實驗實驗目的：驗證反射弧的完整性對反射活動的影響。實驗原理：通過刺激反射弧的不同部位，觀察反射活動的變化，從而判斷反射弧的完整性。實驗材料：反射弧模型、電刺激器、生理鹽水、手術器械。實驗步驟暴露實驗動物的反射弧，并找到其感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器。在不同部位給予電刺激，觀察并記錄反射活動的變化。分析實驗結果，驗證反射弧的完整性對反射活動的影響。植物激素對扦插枝條生根的影響實驗目的探究植物激素對扦插枝條生根的影響，了解植物激素的作用機制。實驗原理植物激素能夠調節植物的生長和發育，包括生根過程。通過添加不同濃度的植物激素，觀察其對扦插枝條生根的影響。實驗材料扦插枝條、生根粉（含有植物激素）、蒸餾水、培養皿、無菌操作工具。植物激素對扦插枝條生根的影響實驗步驟01.將扦插枝條剪成相同長度，并分為若干組。02.分別用不同濃度的生根粉溶液浸泡扦插枝條，并設置對照組（用蒸餾水浸泡）。03.植物激素對扦插枝條生根的影響將處理后的扦插枝條放入培養皿中，保持適宜的溫度和濕度。觀察并記錄各組扦插枝條的生根情況，比較不同濃度植物激素對生根的影響。08前沿與拓展人工腎的發展通過模擬腎臟的濾過和重吸收功能，人工腎已成為替代腎臟功能的重要治療手段。穩態研究在醫學中的應用（如人工腎）血液透析利用半透膜原理，通過彌散和濾過作用，將血液中的廢物和多余水分排出體外。腹膜透析利用腹膜作為透析膜，通過灌入和排出透析液，實現血液與透析液之間的物質交換。神經科學最新進展（腦機接口）腦機接口的原理通過采集大腦神經信號，將其轉化為計算機指令，實現人與計算機的直接交互。腦機接口的應用