普通高中教科书·生物学选择性必修1 稳态与调节.pdf

上海科学技术出版社普 通 高 中 教 科 书生物学稳态与调节生物学选择性必修1稳态与调节普通高中教科书生物学选择性必修 1稳态与调节上海科学技术出版社SHENGWUXUE绿色印刷产品绿色印刷产品定价:9.55 元选择性必修 1生物学选择性必修 1普通高中教科书稳态与调节上海科学技术出版社主编：赵云龙周忠良本册主编：禹娜编写人员：（以姓氏笔画为序）马骥乐黎辉陈云杰郑方方赵玥责任编辑：文波吴玥美术设计：蒋雪静普通高中教科书生物学选择性必修 1稳态与调节上海市中小学（幼儿园）课程改革委员会组织编写出 版上海世纪出版(集团)有限公司上海科学技术出版社（上海市钦州南路 71 号邮政编码 200235）发 行上海新华书店印 刷当纳利（上海）信息技术有限公司版 次2021 年 3 月第 1 版印 次2021 年 3 月第 1 次开 本890 毫米 1240 毫米1/16印 张7.5字 数170 千字书 号ISBN 978-7-5478-5297-2/G1035定 价9.55 元版权所有未经许可不得采用任何方式擅自复制或使用本产品任何部分违者必究如发现印装质量问题或对内容有意见建议，请与本社联系。电话：021-64848025，邮箱：全国物价举报电话：12315声明按照中华人民共和国著作权法第二十五条有关规定，我们已尽量寻找著作权人支付报酬。著作权人如有关于支付报酬事宜可及时与出版社联系。内环境是机体细胞赖以生存的环境 内环境稳态是机体细胞生命活动的保障 探究 实验 1-1 探究生物体维持 pH 稳定的机制第 1 节第 2 节人体的神经调节 19人体的体液调节 45第 1 节第 2 节第 3 节第 4 节第 1 节第 2 节第 3 节反射是神经调节的基本方式神经调节过程涉及信息的转换及传递神经中枢调控机体的生命活动条件反射是大脑的高级调节功能探究 活动 2-1 成瘾的生理基础及危害激素调节是体液调节的主要形式探究 活动 3-1 模拟诊疗激素通过反馈调节和分级调节维持稳态探究 活动 3-2 认识生活中使用激素类物质对人体健康的影响神经调节与体液调节共同维持稳态人体的内环境和稳态 12751562023303646目录11394854第章第章第章1231人体的免疫调节 65植物生命活动的调节 91第 1 节第 2 节第 3 节第 4 节第 1 节第 2 节第 3 节免疫系统是免疫调节的基础免疫系统具有防御功能探究 建模 4-1 建构炎症反应的概念模型B、T 淋巴细胞参与特异性免疫应答免疫功能异常引发的疾病生长素对植物生长的调节作用植物激素及其类似物调节植物的生命活动探究 实验 5-1 探究乙烯利对香蕉的催熟效果探究 实验 5-2 探究植物生长素类似物对扦插枝条生根的作用环境因素参与植物生命活动的调节839299736678108第章第章457510110521 第 节第 章1人体的内环境和稳态我国南极科学考察站中山站寒冷多风，年平均气温仅-10左右，最低甚至可达-36.4，在如此严酷的环境下，科学家们却常年驻守，坚持不懈地从事着各类户外科考工作。而以“火焰山”著称的吐鲁番炎热干燥，夏季极端气温更高达 49，但当地居民一直过着幸福安定的生活。高山、荒岛、沙漠、沼泽地球上各种不同环境中无不留下了人类的足迹。人体在面对多变的外界环境时，能展现出强大的适应能力，始终维持着内部生理功能的平衡与稳定。那么，机体内部的平衡稳定主要体现在哪些方面？这种平衡稳定状态又是如何得以实现的呢？1KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-242人体的内环境和稳态第 1 章细胞的生存环境用新鲜鸡血进行分层实验，发现原来颜色均匀的血液分成了三层：上层浅黄色的血浆，下层深红色的红细胞，中间还有薄薄的一层为白细胞和血小板（图 1-1）。思考与讨论：1.从细胞新陈代谢的角度，尝试分析血细胞与血浆之间的关系。2.试推测机体内其他细胞的生存环境又是怎样的？第 节内环境是机体细胞赖以生存的环境1水是构成机体细胞的最基本物质之一，同时作为良好的溶剂，它承载着多种离子、化合物、气体，形成环绕在机体细胞周围的液体环境，在体内不断地进行着运输和再分配。那么，机体细胞与其周围的液体间存在着怎样的关系？在机体细胞的新陈代谢过程中，其周围的液体环境又发挥着怎样的作用呢？学习目标分 析 实 验 现 象，阐明 细 胞 外 液 为 机 体细 胞 提 供 适 宜 的 生存环境。利 用 图 示，说 明 构成 内 环 境 的 血 浆、淋 巴 和 组 织 液 之 间的物质交换关系。通 过 构 建 概 念 图，简 述 人 体 各 系 统 参与 机 体 内、外 环 境间物质的交换。概念聚焦血 浆、淋 巴 和 组 织液 共 同 组 成 高 等 动物 细 胞 赖 以 生 存 的内环境。内 环 境 是 机 体 细 胞与 外 界 环 境 进 行 物质交换的媒介。内、外 环 境 间 的 物质 交 流 依 靠 呼 吸、消 化、循 环 和 泌 尿等系统的共同参与。图 1-1 血液分层实验及血液主要成分KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-243内环境是机体细胞赖以生存的环境第 1 节图 1-3 细胞外液和细胞内液共同构成机体的体液1 细胞外液是机体细胞生活的内环境高等动物机体中，无论是悬浮于血液中的血细胞、空隙较大的疏松结缔组织细胞，还是排列紧密的上皮细胞，每个细胞周围都有或大或小的间隙，主要被液体所填充（图 1-2），这些液体统称为细胞外液（extracellular fluid）。细胞外液为浸浴其中的机体细胞提供了生存的环境。为了区别机体生活的外界环境，将细胞外液所构成的液体环境称为内环境（internal environment），它并不与外界环境直接接触。血浆：由水和溶质组成。参与运送生命活动所需的各种血浆蛋白、无机盐、脂质、糖类、激素、O2，以及机体代谢产生的尿素、CO2等。这些溶质中有的为血细胞提供各种生存必需，有的在维持血浆酸碱度和渗透压等平衡中起着重要的作用。另外，血浆还参与机体免疫、凝血及体温恒定等调节。淋巴（又称淋巴液）：是在淋巴管中流动的液体。淋巴流动时经过的淋巴结中有大量免疫细胞，它们能清除淋巴带来的细菌等病原体。所以，淋巴既为淋巴细胞提供了生存环境，也起到机体防御屏障、参与维持内环境稳定的作用。组织液（又称细胞间液）：绝大部分呈凝胶状态，不能自由流动，但水和各种溶质分子在组织液中的扩散运动并不受阻碍，能与血浆、细胞内液进行物质交换。因而组织液为体内绝大多数组织细胞提供了最基本和相对稳定的生活环境。此外，人体内部还有大量的液体分布于细胞内，称为细胞内液（intracellular fluid）。细胞外液和细胞内液间存在直接的物质交换，两者共同组成了机体的体液（body fluid，图 1-3）。图 1-2 各种机体细胞的间隙都充满液体（1 000）（A）血液（C）上皮组织（B）疏松结缔组织细胞外液1444442444443KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-244人体的内环境和稳态第 1 章绝大多数机体细胞并不直接与外界环境相接触，而是浸浴在血浆、淋巴和组织液共同构成的内环境中，经细胞膜从内环境直接吸收营养物质和氧气，并将代谢产物及某些分泌物排入内环境，从而完成自身的新陈代谢及相关功能。人体的血液循环系统具有遍布全身的血管网络，凭借其深入组织内部的毛细血管网，通过高通透性的毛细血管壁，进行着组织液的生成和回流。该过程中，营养物质和 O2等从血浆扩散至组织液，同时将细胞排入组织液的代谢产物尿素、CO2等回收入毛细血管，由此完成内环境的物质更新及稳定（图 1-4）。毛细淋巴管（lymphatic capillary）的盲端也分布于组织细胞的间隙中，其管壁上呈覆瓦状排列的上皮细胞只允许组织液单向流入毛细淋巴管形成淋巴。这种结构的管壁比毛细血管壁的通透性更大，一些不易透过毛细血管壁的大分子物质（如蛋白质、细菌、病毒和肿瘤细胞等）都可以进入毛细淋巴管。淋巴流经各级淋巴管道，最终汇入血液循环，因此，淋巴循环可以看作是血液循环的辅助。由于途中会经过多个淋巴结，淋巴中的细菌、病毒大多会被清除。图 1-4 内环境的物质交换示意图组成内环境的血浆、淋巴和组织液始终处于动态平衡状态。其中，组织液大部分渗入毛细血管静脉端，另外约 10%的物质经淋巴管道进入循环系统。它们行使各自功能的同时，也通过相互沟通使各自的成分与含量维持相对稳定。三者的组织液的生成；组织液回流；淋巴的生成；组织液与细胞内液的物质交换KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-245内环境是机体细胞赖以生存的环境第 1 节基本化学组成比较接近，但略有不同，如血浆中含有较多的血浆蛋白，而淋巴和组织液中仅含极少量蛋白质。机体细胞依靠内环境获得各种生存必需的条件，同时也通过物质的合成、分解、贮存和释放，时刻参与着内环境的形成与维持。例如，肝细胞代谢所需的 O2和营养物质由内环境提供，同时肝细胞通过葡萄糖与肝糖原的相互转化参与维持内环境中葡萄糖含量的相对稳定。与之类似，内环境中的激素、CO2、乳酸等物质也均来自机体细胞的代谢过程。2 呼吸、消化、循环和泌尿等系统参与内、外环境间的物质交换内环境中的 O2及大部分营养物质都来源于外界环境，细胞的代谢废物最终也将排至外界环境，因此，内环境又是细胞与外界环境进行物质交换的渠道。那么，内环境中的物质是通过什么途径与外界环境进行物质交换的呢？机体所需的 O2和营养物质等通过呼吸、消化和吸收等过程从外界摄入，并经循环系统运送至全身各处参与机体细胞代谢活动。同时，细胞代谢所产生并进入内环境的CO2、尿素等物质也会被运送至肺、肾、皮肤等器官排出体外。在此过程中，呼吸系统、消化系统、循环系统和泌尿系统等密切协作，确保了机体细胞、内环境及外界环境之间高效而有序的物质交换（图 1-5）。当机体的这些系统或器官出现功能异常时，内、外环境的沟通就可能发生障碍，从而影响内环境的正常功能。例如，肺气肿会使内环境中 CO2浓度升高，从而造成机体酸中毒；急性肾衰竭则会引起内环境中电解质和酸碱平衡的紊乱。图 1-5 各系统参与内、外环境间的物质交换示意图KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-246人体的内环境和稳态第 1 章19 世纪，科学界普遍认为人体需要的糖类物质不能自身产生，须从食物中吸收并运送到肝脏、肺或其他一些器官后被分解利用。法国实验生理学家贝尔纳（C.Bernard）为了验证糖吸收利用的观点，将实验狗分为两组，分别用碳水化合物和肉进行投喂。几天后，两组实验狗的静脉中都检测到了大量的葡萄糖，这种现象引发了贝尔纳的思考。在随后针对不同代谢器官的物理化学检测中，他注意到，当血液中葡萄糖含量升高时，肝脏可以将葡萄糖转化成糖原储存起来；反之，肝脏也可以利用其他物质合成糖原，而后转化为葡萄糖进入血液，即动物体的血糖水平可以通过肝脏调节使之处于相对稳定的状态。由此，贝尔纳发现肝脏具有糖原合成和转化功能，同时也意识到机体内各部分间存在相互协调的关系。此后，贝尔纳在胰腺的消化功能、神经影响血管舒缩等方面的研究中，逐渐确信机体各器官的活动并不完全独立，而是各种功能彼此相关