高中生物 专题复习 动物生命活动的调节 逐字稿-5,134字
师:同学们,大家好,今天这堂课我们一起来复习动物生命活动的调节。大家知道,有一种职业叫消防,消防员在危情时刻担当使命,义无反顾地逆行,向所有英勇的消防战士致敬,愿他们每次出发都能平安归来。那消防员是如何保障自身安全的呢?我们先来分析消防员生命保障之一——过硬的职业素养。普通民众遇到火情,第一反应可能是逃离,但经过训练的消防员却是第一时间往火海里冲,是义无反顾的逆行者。而且,有时他们还必须尽快进入现场救援并移除易燃易爆物。现在,请同学们思考讨论以下两个问题:第一,这种训练是什么反射?应该是条件反射,有大脑皮层的参与。那你能说出这个过程中涉及的神经调节过程吗?我们来看,反射的结构基础是反射弧,它包含五个部分,大家一起来说,分别是感受器、传入神经、神经中枢、传出神经以及效应器。这五个部分必须保持完整,才能进行反射。
具体来讲,又分为兴奋在神经纤维上的传导,以及兴奋在神经元之间的传递。我们知道,兴奋在神经元之间是通过突触来传递的。现在练习一道题目,请同学们选出你认为正确的答案。选A,好,错误的是“DOC 2与4结合以后使3的膜电位呈现外负内正”。同学们知道,外负内正是指它已经兴奋,是钠离子内流产生的动作电位,但是这里未必是兴奋性的神经递质。假如它是抑制性的神经递质,就会使得下一个神经元发生抑制,机理是氯离子内流,那么就是内负外正了。
再请同学们看一下B选项,原本在突触小泡里面的神经递质,有大分子物质,也有小分子物质,但是它们都是通过胞吐离开上一个神经元的,所以确实需要消耗能量。再来看这两张突触的图,是两种不同神经递质作用完后的处理途径模式,请同学们仔细观察并组织语言描述过程。
好,我们来看图一,乙酰胆碱这种神经递质,在作用完以后会马上被淀粉酶催化,分解成为淀粉和乙酸。那同学们比较一下图2和图一,有什么不同呢?我们能看到,图2中的神经递质在作用完之后,会被突触前膜上的再摄取泵摄入突触前膜里面,在里面经过某种加工之后又能够被再次利用。那么从中我们思考这样一个问题,若神经递质未被及时消除,对兴奋的传递有何影响呢?我们以同学们比较熟悉的乙酰胆碱来举例。大家知道,乙酰胆碱是一种兴奋性的神经递质,假如现在的突触后膜是一个神经元,它就会使得下一个神经元持续兴奋。那如果突触后膜是一个肌细胞膜,又会使它发生什么样的生理过程呢?这个问题留给大家思考讨论。从这个例子我们能发现,如果神经递质没有被及时消除,对兴奋的传递是有一定影响的,进而会影响我们的生命活动。从图中我们还能关注到,两张图当中均存在着细胞对物质的回收行为,这对生命有何意义呢?经过两年多的高中生物学习,同学们应该知道,我们的细胞非常节约,会节约每一份物质和能量。所以它对物质的回收行为,对生命、对物质的再利用都有积极意义。
我们来做一个辨识训练,直接刺激新鲜的骨骼肌标本相关传出神经后,肌肉标本会收缩。如果用一种新斯的明这种药物处理新鲜的神经 - 骨骼肌标本以后,这个肌肉标本会出现痉挛,也就是持续异常收缩。请同学们分析这种药物的机理最可能是什么?根据刚才的思路,我们知道最可能是乙酰胆碱(ACH)没有被及时分解掉。或者说没有被及时分解的原因是因为这个药物可能抑制了分解乙酰胆碱的酶的活性。再来思考,如果换一定剂量的药物,譬如说筒箭毒碱去处理神经 - 肌肉标本,再去刺激,肌肉不发硬了,但是在肌肉细胞的外侧,我们检测到了ACH,那最可能的原因又是什么呢?从图上我们能知道,可能这个药物是竞争性地去结合了ACH受体,使得ACH不能与其受体正常结合,因而它就失去了作用。但是从信息当中能发现这种药物应该没有影响神经递质的释放。好,我们再来看消防员的生命保障之二,要有安全性能高的防化服、防火隔热服以及空气呼吸机。我们来阅读以下资料,等会思考两个问题。
好,第一个问题,使用呼吸机一般吸入的氧气浓度不是100%,原因是什么?同学们知道,在医院里给病人输氧的时候,输入的氧气浓度通常也不是100%,而是会混有一定比例的二氧化碳,二氧化碳可以对我们的呼吸运动进行调节。具体过程是它刺激我们脑干中的呼吸中枢,进而引起呼吸反射,所以需要一定量的二氧化碳。
再请大家思考,在炎热环境中,人体是如何调节体温的呢?我们知道,炎热会刺激我们的温觉感受器,它产生兴奋以后,通过传入神经到达下丘脑的体温调节中枢,分析综合以后通过传出神经发出指令,最终目的是减少产热,增加散热。那么增加散热的途径主要有这三种,分别是毛细血管的舒张、汗腺分泌的增强以及立毛肌的舒张。但大家要知道,在火灾发生后的10 - 15分钟时间内,火场的温度就能达到400摄氏度左右。在这种情况下,仅靠人体的体温调节肯定是来不及的,所以防火隔热服能够隔热,而衣服当中的相变材料能够把固体转变成液体,在这个溶解过程当中吸收大量的热量,包括液冷装置,这些都是在辅助人体进行体温调节。即便有了以上的生命保障,消防员出入火场还是有一定威胁的。数据表明,火灾最容易造成消防员的伤亡。请同学们阅读这一段资料,思考以下两个问题。
好,先来尝试分析严重烧伤后全身严重感染的原因是什么?第一个原因,皮肤黏膜的屏障功能受损。我们知道,皮肤黏膜是人体的第一道防线,它一旦出问题,我们的免疫能力肯定大为降低。同时,创面大量的坏死组织和渗出物还形成了微生物良好的培养基,为细菌入侵打开了门户。第二个原因,免疫功能受到抑制,抵抗力降低。第三,人体正常的肠道菌群等微生物还有内毒素,由于肠黏膜发生应激性损伤以后,也可能移位而成为内源性感染的来源。那继续思考,T淋巴细胞功能障碍是出现问题的最重要原因。那么T淋巴细胞参与哪些免疫过程呢?这个过程又是什么呢?我们来看一下。首先它参与了体液免疫,其次还参与了细胞免疫。在体液免疫过程当中,T细胞能呈递抗原给B细胞,还能够释放淋巴因子。而在细胞免疫过程当中,T细胞能够对抗原进行识别,再增殖分化,形成效应T细胞和记忆细胞。所以一旦T细胞功能障碍,我们人体的体液免疫只保留了极少一部分,而细胞免疫将会完全丧失,生命抵抗力就会受到极大影响。
好,那么消防员或者其他人们在应激刺激的状态下,究竟人体内会有哪些生理过程呢?我们来分析这张图,请同学们先寻找一下哪些器官参与了调节过程,有脑还有胸腺。再思考这些器官属于什么系统,脑属于神经系统,而免疫系统和内分泌系统当中,胸腺都是其主要器官。我们从图中能发现,在胸腺处成熟的T细胞会和B细胞、免疫通识细胞一起参与免疫调节。再来看这些系统之间又通过哪些物质相互产生联系呢?有生长激素、肾上腺素、性激素、甲状腺激素、胸腺激素等等这些激素,还有细胞因子以及免疫细胞分泌的蛋白质,主要是淋巴因子。我们知道它们属于信息分子,也能称为信号分子。同学们知道常见的信号分子还有谁吗?还有神经递质。那么这些信息分子有没有组成细胞的结构呢?没有。是不是细胞内的能源物质呢?也不是。它们是酶吗?能催化什么生理过程吗?并没有。这些信息分子,顾名思义就是在细胞之间或者在细胞内传递信息的物质。我们从图中能发现,不同的器官和系统就是通过一些信息分子相互间才有了联系。那么接下来请同学们尝试用文字和箭头来搭建神经、体液、免疫调节三者之间的联系,构建概念模型。