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主要知识分区
- [维护段] 细胞生物学
- [维护段] 分子生物学
- [维护段] 动物生理学和神经生物学
- [未整理] 植物生理学
- [整理中] 生态学 -> 见`整理-理论生物学.md`
- [未整理] 生物技术 <!--书本内容够用-->
- [暂不整理] 进化生物学 <!--书本内容够用-->
- [暂不整理] 遗传学和育种 <!--书本内容够用-->
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# [归档-01] 生物学史
1. 细胞学说的建立过程
- 1543: 维萨里: 从器官水平研究生物
- ~~~~: 比夏(比萨): 指出器官由组织构成
- 1665: 胡克(罗伯特 胡克): 观察了死细胞的细胞壁, 发现并命名了细胞
- ~~~~: 列文虎克: 用显微镜观察活细胞
- ~~~~: 马尔比基: 用显微镜广泛观察动植物微细结构
- 19th: 施莱登, 施旺: 提出了细胞学说
- 19th: 耐格里: 发现新细胞的产生是细胞分裂的结果
- 1858: 魏尔肖: 总结出"细胞通过分裂产生新细胞" (即条目3)
2. 对细胞膜成分和结构的探索
- 1895: 欧文顿: 细胞膜由脂质构成
- 依据: 相似相溶物质和细胞膜的透过关系
- 20th初: ~~~: 细胞膜脂质包含磷脂和胆固醇, 其中磷脂含量最多
- 依据: 化学分析哺乳动物红细胞制备出的纯净细胞膜
- 1925: 戈特, 格伦德尔: 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续两层
- 依据: 用丙酮从人红细胞中提取脂质, 将其在空气-水界面上铺展成单分子层,
测得单层分子面积是红细胞表面积的2倍
- 1935: 丹尼利, 戴维森: 细胞膜除含脂质外, 可能还附有蛋白质
- 依据: 细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力
- 1959: 罗伯特森: 细胞膜由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构组成, 为静态的统一结构
- 依据: 在电镜下观察细胞膜为暗-亮-暗的三层结构
- 1970: ~~~: 细胞膜具有流动性
- 依据: 人鼠细胞融合实验, 荧光染料标记细胞表面蛋白质分子融合
- 注意: 此实验需将细胞置于37摄氏度下, 原因是温度可影响细胞膜流动性
- 1972: 辛格, 尼科尔: 细胞膜结构是流动镶嵌模型
- 依据: 两人的观察和实验证据
# [归档-02] 同一材料的不同试验使用
- 酒精浓度
- todo
- 洋葱
- todo
# [学说-01] 细胞学说
- 创立者: 施莱登(植物), 施旺(动物)
- 修正人: 魏尔肖(来源修正(3))
- 科学方法: 不完全归纳法
- 内容:
1. 细胞是一个有机体, 一切动植物都由细胞发育而来, 并由细胞和**细胞产物**所构成
2. 细胞是一个相对独立的单位,
既有它自己的生命, 又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用
3. 新细胞由老细胞分裂产生
> 一切动植物不是一切生物, 不涉及细菌和病毒等
> 揭示了动物和植物的统一性, 但没有揭示其多样性
> 使生物学研究由器官, 组织水平进入细胞水平
> 解释了个体发育, 为生物进化论的确立埋下伏笔
# [概念-01] 生物界的分类
- 细胞生物
- 原核生物
- 真核生物
- 原生生物: 一类原始的真核生物
- 单细胞生物: 细胞即个体, 能够独立完成生命活动
- 多细胞生物: 依赖各种分化的细胞密切合作, 共同完成一系列复杂的生命活动
- 非细胞生物
- 病毒
- 由核酸和蛋白质组成
- 朊病毒
- 由蛋白质组成
- 类病毒
- 仅由核酸组成
- 结论: 生命活动都离不开细胞
# [概念-02] 生命系统的结构层次
- 细胞: 生命系统最基本的层次, 也即基本生命系统
- 原因:
1. 生命活动离不开细胞
2. 各层次生命系统的形成, 维持和运转都是以细胞为基础的
- 组织
- 器官
- 系统: 植物不具有系统
- 个体
- 是原始达尔文进化理论的基本进化单位
- 种群: 特定时空内同种生物(即同一物种)个体的集合群
- 研究其具有的各种量化数据和变化
- 具有繁殖能力
- 通过基因交流维系共同基因库
- 是现代生物进化理论的基本进化单位
- 注意: 同一物种: 例如池塘的所有鱼不是一个种群, 但池塘的所有鲫鱼是一个种群
- 注意: 种群内生物必须能基因交流: 形成隔离的过程也就是形成不同种群的过程, 也即基因频率变化的过程, 也即形成新物种的过程, 也即进化的过程
- 对于微生物: 一个菌落就算一个种群
- 一个培养皿内所有相同物种的菌落也属于同一个种群
- 群落: 特定时空内同区域生物种群的集合群
- 研究其具有的各种结构
- 生态系统: 一定的空间范围内, 群落和无机环境
- 生物圈: 地球最大的生态系统
- 范围: 大气圈的底部, 水圈和岩石圈的上层
# [实验-01] 显微镜的基本使用
- 目镜: 越短倍数越大
- 物镜: 越长倍数越大
# [实验-02] 观察细胞内叶绿体的流动
- 方向问题
- 上下左右颠倒
- 旋转方向不变
# [概念-03] 细胞内的物质
1. 元素
- 大量元素: C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg
- 微量元素: Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo...(铁锰锌铜硼钼)
2. 物质
- 无机物
- 水分子
- 存在形式分为自由水(占绝大部分)和结合水(小部分)
- 自由水是细胞中呈游离状态, 可以自由流动的水
- 结合水与细胞内其他物质相结合, 使其失去流动性和溶解性，从而增强细胞的抗逆性
- 自由水的功能:
- 良好的溶剂 -> 作为溶剂
- 参与生化反应(代谢) -> 作为反应物
- 构成多细胞生物体内以水为基础的液体环境 -> 作为细胞内液, 细胞外液(内环境)
- 运输养料和代谢废物 -> 作为细胞外液(内环境)
- 结合水的功能:
- 是细胞结构的重要组成部分
- 无机盐
- 在细胞中含量很少, 大多数以离子形式存在
- 无机盐的生理功能
- 参与构成细胞结构和细胞中重要化合物
Mg2+: 参与构成叶绿素
Fe2+: 参与构成血红素
P(磷酸基团): 是细胞膜, 细胞核和许多化合物的重要成分
- 维持细胞和生物体的生命活动
Na+, K+: 可调节神经, 肌肉细胞的兴奋性
Ca2+:
血钙过高 -> 肌无力
血钙过低 -> 抽搐
- 维持生物体内的平衡
维持渗透压平衡(Na+/K+), 酸碱平衡(构成缓冲对: 碳酸/碳酸氢根, 磷酸二氢根/磷酸氢根)
注意: 碳酸根不是缓冲对
- 有机物类
- 糖类
- 组成元素: 主要由C,H,O构成(例外: 几丁质(壳多糖, 甲壳素)中含有N)
- 注意: 脱氧核糖/核糖本身不含P
- 糖类的功能: 主要的能源物质
- 注意: 并非所有糖类都是能源物质
- 聚合度分类:
- 单糖: 可直接被细胞吸收
- 葡萄糖[Glc]
- 果糖[Fru]
- 半乳糖[Gal]
- 核糖[Rib]
- 脱氧核糖[dRib]
- 二糖: 水解后被细胞吸收
- 麦芽糖[Mal](葡萄糖 + 葡萄糖)
- 蔗糖[Suc](葡萄糖 + 果糖): 不是还原糖
- 乳糖[Lac](葡萄糖 + 半乳糖)
- 多糖:
- 淀粉: 植物细胞中重要的储能物质; 分布于植物细胞
- 糖原: 动物细胞中重要的储能物质; 分布于动物的肌肉和肝脏
- 肝糖原可以分解为葡萄糖供能
- 肌糖原可以供能，但只能为肌肉自身供能，不能直接分解为葡萄糖来维持血糖水平
- 纤维素: 构成植物细胞壁的主要成分; 分布于植物细胞; 不溶于水; 不能为人供能
- 几丁质(也称壳多糖, 甲壳素): 甲壳类动物和昆虫的外骨骼, 真菌细胞壁
- 多糖功能差异的原因: 单糖的种类数量和连接方式不同
- 脂质
- 组成元素:
- 脂肪和固醇类: CHO
- 磷脂类: 含有 CHOP, 部分含有 N
- 特点: 和糖类相比, H原子数远多于O原子数, 同样质量氧化分解释放能量高
- 结构组成:
- 脂肪: 甘油骨架连接三条脂肪酸链
- 磷脂:
- 甘油磷脂: 甘油骨架连接两条脂肪酸链(尾部)和磷酸基团(头部), 磷酸基团可以再通过酯键连接一个含氮的有机碱
- 鞘磷脂: 主要存在于神经, 骨架是鞘氨醇(含有N), 连接一条脂肪酸链(尾部, 另外还有一条来自鞘氨醇本身的碳氢链)和磷酸基团(头部), 磷酸基团可以再通过酯键连接一个含氮的有机碱
- 两种磷脂都可用于构成细胞膜
- 固醇: 核心是一个环戊烷多氢菲核, 比较刚硬、扁平的小分子, 带一条侧链, 在结构上是独立的，它不以任何化学键与脂肪酸相连
- 脂质的分类:
- 脂肪:
- 细胞内良好的储能物质
- 保温作用
- 缓冲和减压, 保护内脏器官
- 磷脂:
- 构成细胞膜和细胞器膜的重要成分
- 固醇
- 胆固醇
- 动物细胞膜的重要组成成分
- 参与人体血液中脂质的运输
- 注: 血液中多余的胆固醇会沉积在血管壁内侧导致血压升高
- 性激素
- 促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
- 维生素D
- 促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
- 蛋白质
- 角色: 生命活动的主要承担者
- 功能:
- 组成细胞和生物体的结构 - 头发
- 催化 - 绝大多数酶
- 运输 - 载体蛋白, 血红蛋白
- 调节 - 蛋白质类激素
- 免疫 - 抗体
- 蛋白质结构的多样性原因:
- 氨基酸种类, 数目, 排列顺序, 和肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
- 根本原因: 基因的选择性表达
- 变性:
- 蛋白质变性不影响肽键(仍可被检测)
- 易于消化: 变性后蛋白质结构变松散, 易被蛋白酶水解
- 生物氨基酸种类:共21种
- 必需氨基酸: 8种
- 甲硫氨酸
- 缬氨酸
- 赖氨酸
- 异亮氨酸
- 苯丙氨酸
- 亮氨酸
- 色氨酸
- 苏氨酸
- 非必需氨基酸: 13种
- 缀合物
- 肽聚糖(蓝细菌细胞壁成分)是多肽和糖类的缀合物
- 部分有机物的元素组成
- 叶绿素a/b:
- 元素 H, C, O, N, Mg 构成
- 类胡萝卜素
- 胡萝卜素: 元素 H, C 构成
- 叶黄素: 元素 H, C, O 构成
- 激素
- 参阅`激素的化学本质`
- 部分有机物的化学本质
- 植物光合色素(叶绿素a/b 叶黄素 胡萝卜素)都是脂质
- 藻蓝素是水溶性蛋白质
- 花青素是水溶性酚类
- 光敏色素是水溶性蛋白质
- 基于功能的物质映射
- 良好的溶剂: 自由水
- 主要的能源物质: 糖类
- 储能物质: 脂肪/糖原/淀粉
- 良好的储能物质: 脂肪
- 重要的储能物质: 糖原/淀粉
- 生命活动的主要承担者: 蛋白质
- 遗传信息的携带者: 核酸
# [实验-03] 细胞内的物质提取和检测
- 实验包括
- 检测细胞内的还原糖, 脂肪和蛋白质
- DNA的粗提取与鉴定
- 试剂配方
- 斐林试剂
- 甲液: 0.1g/mL 氢氧化钠溶液
- 乙液: 0.05g/mL 硫酸铜溶液
- 双缩脲试剂
- A液: 0.1g/mL 氢氧化钠溶液
- B液: 0.01g/mL 硫酸铜溶液
- 用于粗提取DNA的研磨液:
- 10.1g Tris 加入 50mL 蒸馏水中溶解
- 使用 2mol/L HCl 溶液调节 pH 至 8.0
- 在溶液中加入8.76g NaCl, 37.2g EDTA, 20g SDS, 全部溶解后定容至 1000mL
- 二苯胺试剂:
- 1.5g 二苯胺溶于 100mL 冰醋酸中
- 溶液中加入 1.5mL 浓硫酸, 棕色瓶保存
- 临用前, 在 10mL上述溶液中加入 0.1 mL 体积分数为 0.2% 的乙醛溶液
- 用于粗提取DNA的NaCl溶液:
- 2mol/L NaCl 溶液
- 注: DNA 在NaCl溶液的溶解性最小点是 NaCl = 0.14mol/L
- 酒精溶液
- 用于洗去苏丹III浮色: 50%体积分数
- 用于沉淀DNA: 95%体积分数
- 糖类(还原糖)的检测
- 1. 选材: 还原糖含量高, 颜色为白色/浅色的植物组织
- 2. 制备组织样液
- 3. 颜色反应:
- 混合: 2mL组织样液 和 1mL刚配制的斐林试剂(此时溶液呈斐林试剂的蓝色)
- 注意: 必须现配现用, 不能将甲液、乙液分别先后加入样液
- 水浴加热(温度: 50~65°C)
- 产生砖红色沉淀
- 脂肪的检测
- 原理: 脂肪能被苏丹III染液染成橘黄色
- 老书弃用方案:
- 薄片用苏丹IV染成红色
- 植物油 + 苏丹III肉眼观察
- 1. 取材切片
- 将花生种子(浸泡)去掉种皮, 子叶切成薄片
- 2. 制片
- 选最理想的薄片
- 在薄片上滴2~3滴苏丹III染液, 染色3min
- 洗去浮色(使用体积分数50%的酒精溶液)
- 原因: 染料易溶于酒精, 不溶于水
- 吸去多余酒精, 滴一滴蒸馏水制成临时装片
- 3. 观察
- 先在低倍镜下观察, 再换高倍镜观察
- 蛋白质的检测
- 原理: 蛋白质+双缩脲试剂 -> 紫色
- 1. 选材: 鸡蛋清稀释液/豆浆滤液/鲜肝提取液/标准蛋白质试液
- 注意: 此实验要求蛋白质溶于水, 而变性后的蛋白质通常不溶, 所以不能用熟鸡蛋
- 蛋清要充分稀释, 防止黏在试管内壁
- 如果要检测血液: 应该分离(抗凝剂和离心)后测血浆
- 2. 颜色反应:
- 混合: 2mL组织样液 和 1mL双缩脲试剂A液(此时溶液呈无色/白色(取决于蛋白质溶液种类))
- 摇匀
- 加入双缩脲试剂B液4滴,
- DNA的粗提取与鉴定
- 0. 选材:
- 新鲜洋葱/香蕉/菠菜/菜花: 默认研磨法
- 猪肝/鸡血: 用蒸馏水使细胞膜和核膜涨破
- 不能用猪血等无细胞核(或者很少)的材料
- 1. 制备研磨液: 称取30g洋葱, 切碎放入研钵中, 倒入10mL研磨液, 充分研磨
- 也可以加入纤维素酶提取
- 2. 制备上清液:
- 沉淀法:
- 研磨液倒入垫上纱布的漏斗, 过滤到烧杯中
- 烧杯在4°C冰箱中放置几分钟后
- 取上清液
- 离心法:
- 研磨液倒入塑料离心管中
- 1500r/min 转速离心 5min 后
- 取上清液
- 3. 提取DNA:
- 沉淀DNA: 在上清液中加入体积相等, 预冷的体积分数95%酒精溶液, 静置2~3min, 溶液中出现白色丝状物(就是粗提取的DNA)
- 预冷酒精溶液的作用:
- 抑制水解酶活性, 抑制DNA降解
- 抑制分子运动使其易沉淀
- 利于增加DNA分子韧性, 减少其断裂
- 分离DNA:
- 玻璃棒法:
- 用玻璃棒沿一个方向搅拌, 卷起白色丝状物
- 用滤纸吸去上面的水分
- 离心法:
- 将溶液倒入塑料离心管中
- 10000r/min 转速离心 5min
- 弃上清液, 晾干管底沉淀物
- 4. 鉴定DNA(二苯胺法):
- 1. 取两支20mL试管, 各加入 5mL 2mol/L NaCl 溶液
- 2. 将丝状物/沉淀物溶于其中一支
- 3. 向两支试管中各加入 4mL 二苯胺试剂
- 4. 混合均匀后, 沸水中(沸水浴)加热 5min
- 5. 发现有DNA的那支试管溶液由无色透明变成蓝色
# [概念-04] 细胞的组成
- 细胞器
- 核糖体
* 蛋白质合成的场所
- 由蛋白质和核酶(rRNA)组成
- 能但无法稳定附着于其他结构, 如内质网
- 无膜细胞器
- 溶酶体
* 细胞的"消化车间"
* 分解衰老损伤的细胞器, 吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒
- 仅存在于动物细胞
- 单层膜细胞器
- 液泡
- 特指(通常是植物)细胞里装着液体的单层膜细胞器
* 可调节植物细胞内的环境, 充盈的液泡能使植物细胞保持坚挺
- 这个液体叫细胞液, 含糖类, 无机盐, 色素和蛋白质
- 单层膜细胞器
- 酵母菌具有液泡
- 动物, 真菌, 细菌等: 事实上具有"装着液体的单层膜细胞器"
- 中心体
- 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成, 后者不可或缺
- 存在于动物细胞与低等植物细胞
* 在有丝分裂发挥作用, 牵引纺锤丝, 形成纺锤体
- 对于没有中心体的植物来说, 分裂可以正常进行
- 消歧义: 星射线是纺锤丝的一种
* 中心粒数量变化问题
- 分裂间期: 一个细胞拥有一个中心体, 即一对(两个)中心粒(中心粒也是半保留复制的)
- S期 -> 分裂前期: 原有中心粒会进行复制, 变成两对(四个)中心粒, 形成两个中心体
- 分裂前期 -> 分裂结束: 两个中心体分离, 移动到细胞的两极
- 回到分裂间期
- 无膜细胞器
- 内质网
- 与核膜相连接的膜结构
* 是蛋白质的合成加工场所和运输通道
- 依核糖体是否附着分为粗面内质网和光面内质网
- 膜结构, 单层膜细胞器
- 高尔基体
- 远离细胞核的膜结构
* 对来自内质网的蛋白质进行加工分类和包装的"车间"及"发送站"
* 是细胞内囊泡运输的枢纽
* 在植物细胞中与细胞壁的形成有关
- 膜结构, 单层膜细胞器
- 线粒体
* 细胞的"动力车间"
* 有氧呼吸的主要场所
- 内含核酸(DNA和RNA)和核糖体
- 可以半自主复制
- 子结构:
- 外膜
- 膜间隙
- 内膜, 弯曲成"嵴", 以增大膜面积
- 线粒体基质
- 可用甲基蓝染色
- 成年蛔虫体细胞不含线粒体
- 能进行有氧呼吸的生物不一定含线粒体
- 双层膜细胞器
- 叶绿体
* 绿色植物光合作用的场所, 是植物细胞的"养料制造车间"和"能量转换站"
- 子结构:
- 外膜
- 膜间隙
- 内膜
- 叶绿体基质
- 基粒, 也即类囊体堆叠结构, 本身没有额外的膜(膜就是类囊体膜), 只是一个概念
- 类囊体
- 类囊体薄膜(这层膜不能算到叶绿体上)
- 类囊体腔
- 光合作用的场所
- 双层膜细胞器
- 细胞膜
- 功能:
- 将细胞与外界环境分隔开
- 控制物质进出细胞
- 进行细胞间的信息交流
- 成分:
- 脂质 50%
- 磷脂(主要)
- 胆固醇: 仅存在于动物细胞膜
- 蛋白质 40%, 有脂溶, 水溶和同时溶的
- 糖类 2% ~ 10%, 与脂质或蛋白质结合
- 基本支架: 磷脂双分子层
- 糖被: 细胞膜上的糖类分子
- 功能: 与细胞表面的识别, 细胞间的信息传递等功能有密切关系
- 特性:
- 结构特性: 一定的流动性
- 磷脂分子可以侧向移动
- 蛋白质分子大多也能运动
- 注意: 但是人鼠细胞融合实验只证明了蛋白质可以移动
- 功能特性: 选择透过性
- 注意: "脂溶性"是物质的化学性质，不是膜的特性
* 流动镶嵌模型
- 磷脂双分子层作为支架
- 糖蛋白和糖脂
* 细胞间的通讯方式
- 相邻细胞直接通讯
- 形成通道: 例如高等植物细胞间的胞间连丝, 不需要受体
- 接触通讯: 细胞膜接触传递信息, 例如精子和卵细胞之间的识别和结合
- 间接交流
- 信号分子-靶细胞受体特异性结合, 如内分泌细胞分泌激素, 以及淋巴因子等非激素信号分子
- 细胞核
- 子结构:
- 核膜(双层膜)
- 外核膜
- 内核膜
- 核孔(在核膜上, 是核孔蛋白)
- 染色质(DNA和组蛋白构成)
- 核仁(被染色质包裹, 存放&转录rRNA和组装核糖体亚基)
* 物质在细胞核间的进出:
- 大分子: 通过核孔蛋白
- 小分子: 通过核膜
- 能透过的物质: RNA, 小分子, 部分蛋白质
- 不能透过的物质: DNA(通常留在核内), 部分蛋白质, 部分大分子复合物
- 拟核: 是没有由核膜包被, 不成形的"细胞核", 没有核膜也没有核仁, 是裸露的DNA/RNA
- 原核生物没有细胞核(细胞核默认指经典细胞核), 具有拟核
- 细胞支架: 由蛋白质构成
- 原生质层: 细胞膜-细胞质-液泡膜组成的复合结构, 相当于一个半透膜
# [过程-01] 分泌蛋白的合成和运输
- 分泌蛋白:
- 过程:
1. 游离核糖体合成一段肽链
2. 游离核糖体和肽链一起转移至粗面内质网, 转换成附着核糖体
3. 附着核糖体继续多肽链的合成, 边合成边转移到内质网腔内, 经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质
4. 合成的蛋白质通过囊泡转移到高尔基体, 高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工
5. 蛋白质通过囊泡转运到细胞膜, 囊泡与细胞膜融合, 将蛋白质分泌到胞外
# [概念-05] 生物膜系统
- 仅出现于真核细胞
- 构成:
- 细胞膜
- 细胞器膜
- 核膜
- 联系:
- 成分相似: 主要由脂质和蛋白质构成
- 结构连续性:
- 核膜, 内质网膜, 细胞膜直接联系
- 高尔基体通过囊泡和内质网膜, 细胞膜间接联系, 不和核膜联系
- 生物膜系统在生命活动中的作用:
1. 细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境, 同时在物质运输, 能量转化和信息传递中起决定性作用
2. 广阔的膜面积为多种酶提供附着位点
3. 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开, 使得细胞内能够同时进行多种化学反应, 而不会互相干扰, 保证了细胞生命活动高效, 有序进行
# [过程-02] 细胞分裂
细胞周期书写: 分裂间期-分裂期(顺序不能变)
1. 有丝分裂
- 分裂间期(不算作分裂期, 不属于有丝分裂)
- 进行DNA复制
- 有关蛋白质合成
- [动物&低等植物]中心粒倍增为4个(两个中心体)
- 细胞适度生长
- 间期子分期
- Gap1: RNA与相关蛋白质合成
- Synthesis: DNA复制
- Gap2: RNA与相关蛋白质合成
- 分裂前期
- 核膜消失
- 核仁解体, 染色质->二分体, 散乱分布
- [植物]细胞两极发出纺锤丝, 形成纺锤体
- [动物]由中心体发出星射线, 形成纺锤体
> 注意: 高等植物没有中心体
- 分裂中期
- 二分体着丝粒排列在赤道板上
- 染色体最好观察时期
- 分裂后期
- 着丝粒分裂, 二分体分开为独立染色体
- 染色体在纺锤丝牵引下移动到两极
- 分裂末期
- 新核仁核膜出现
- 染色体->染色质
- 纺锤丝逐渐消失
- [植物]细胞中央出现细胞板(细胞壁雏形, 高尔基体有关)
- [动物]细胞膜缢裂
2. 减数分裂
- 进行有丝分裂(名称为: 精原细胞/卵原细胞)
(决定进入减数分裂)
- 分裂间期
- 同有丝分裂
- MI:(名称为: 初级精母细胞/初级卵母细胞)
- 前期(aka. 四分体时期)
- 同源染色体(一对染色体的两个二分体, 如X&Y)联会, 生成四分体
- 可能发生同源染色体非姐妹染色单体的互换(基因重组)
- 中期
- 同源染色体排列在赤道板两侧
- 后期
- 同源染色体分离到两个不同染色体组
- 非同源染色体自由组合为两个不同染色体组
- 移向细胞两极(基因重组)
- 末期
- 分成两个细胞
- MII:(名称为: 次级精母细胞/次级卵母细胞/第一极体)
- 前期
- 二分体散乱分布在细胞中
- 中期
- 着丝粒排列在赤道板上
- 后期
- 着丝粒分裂, 二分体分开, 独立染色体移向细胞两极
- 末期
- 再次分成两个细胞
- 后续:
- 第二极体被吸收
- 卵细胞无需再分化
- 精细胞分化为精子
3. 其他分裂
# [学说-02] 细胞衰老相关学说
1. 自由基学说
- 自由基的产生:
- 在生命活动中, 细胞不断进行各种氧化反应, 在这些反应中很容易产生自由基
- 辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基
- 自由基的危害:
- 自由基攻击磷脂分子, 损伤生物膜, 产物同样是自由基, 引发雪崩式的反应
- 自由基攻击DNA, 可能引起基因突变
- 自由基攻击蛋白质, 使蛋白质活性下降, 导致细胞衰老
2. 端粒学说
- 端粒: 存在于真核细胞染色体两端的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体
- 机理:
- 随细胞分裂次数增加, 端粒DNA序列逐渐缩短
- 端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤
- 细胞活动异常
- 特点:
- 细胞越老, 端粒越短
- 端粒缩短到关键长度时, 细胞衰老加速
# [概念-06] 细胞衰老与死亡
- 细胞衰老的特点
- 细胞内水分减少, 细胞萎缩, 细胞体积变小
- 出现皱纹
- 细胞内多种酶活性降低, 呼吸速率和新陈代谢速率减慢
- 酪氨酸酶活性下降, 导致黑色素合成减少, 出现白发
- 注意: 不是所有酶的活性都降低, 与细胞衰老有关的酶活性反而升高
- 细胞内色素逐渐积累, 妨碍细胞内物质交流和传递
- 老年斑(也与代谢减慢有关)
- 细胞核体积变大, 核膜内折, 染色质收缩, 染色加深
- 细胞膜通透性改变, 使物质运输功能降低
- 消化吸收能力下降
- 细胞衰老的意义
- 细胞衰老是人体内发生的正常生命现象, 正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新
- 细胞的死亡
- 细胞凋亡
- 细胞坏死
- 细胞自噬
- 意义:
- 营养缺乏条件下的细胞可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
- 细胞自噬能清除受损/衰老的细胞器, 以及感染的微生物和毒素, 从而维持细胞内部环境的稳定
- 有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡
# [过程-03] 基因变形及表达
碱基互补配对书写: 模板物-生成物
端点:
- 3', 为 -OH 所在端点
- 5', 为 -(P) 所在端点
1. DNA -> DNA (DNA 复制)
- 参与酶:
- 解旋酶: 打开氢键
- DNA 聚合酶: 合成子链
- 子链合成方向: 旧合成端是5', 新合成端是3'
- DNA 聚合酶移动方向: 模板链3'(子链5') -> 模板链5'(子链3')
- 复制方式: 半保留复制
2. DNA -> RNA (转录)
- 参与酶:
- RNA 聚合酶
- 子链合成方向: 旧合成端是5', 新合成端是3'
- RNA 聚合酶移动方向: 模板链3'(子链5') -> 模板链5'(子链3')
3. RNA -> DNA (逆转录)
- 无详细介绍
4. RNA -> PROT (翻译)
- 参与:
- tRNA
- 核糖体(包括核酶rRNA)
- 概念:
- 密码子: 是mRNA上决定氨基酸的3个相邻碱基
- 顺序(mRNA): 从5'端到3'端读取
- 例如 "AAU", 为 5'-...-A-A-U-...-3'
- 反密码子
- 顺序(tRNA): 从3'端到5'端读取
- 例如 "UUA", 为 3'-...-U-U-A-...-5'
- 过程中的核糖体
- 位点定义:
- {[0: E位(出口位点)] [1: P位(肽酰位), 正在生长的多肽链所在位置] [2: A位(氨基酸位)]}
- 第一个tRNA结合[1]位点, 通常是反密码子UAC
- 新tRNA先结合[2]位点
- 移动方向:
- mRNA: 5' -> 3'
- 过程中的tRNA:
- 方向问题:
- 长的一端(3') 朝向 mRNA 5'
- 短的一端(5') 朝向 mRNA 3'
# [过程-04] 呼吸作用
[H] 为还原型辅酶I (NADH)
1. 过程
- 第一阶段
- 场所: 细胞质基质
- 葡萄糖 --酶-> 2丙酮酸 + 4[H]
- 产生少量ATP
- [有氧呼吸] 第二阶段
- 场所: 线粒体基质
- 2丙酮酸 + 6水 --酶-> 6二氧化碳 + 20[H]
- 产生少量ATP
- [有氧呼吸] 第三阶段
- 场所: 线粒体内膜
- 6氧气 + 24[H] --酶-> 12水
- 产生大量ATP
- [无氧|酒精]第二阶段
- 2丙酮酸 + 4[H] --酶-> 2酒精 + 2二氧化碳
- 不产生ATP
- [无氧|乳酸]第二阶段
- 2丙酮酸 + 4[H] --酶-> 2乳酸
- 不产生ATP
2. 能量去路
- 有氧: 热能[主要], ATP
- 无氧: 产物化学能[主要], 热能[次要], ATP
3. 醋酸菌的有氧呼吸
# [过程-05] 光合作用
场所: 叶绿体(真核)/含有光合色素的光合膜(原核)
NADPH 是还原型辅酶II
1. 光反应
- 场所: 类囊体薄膜
- 物质变化:
- 水的光解: 水 --光能-> H+ + 氧气
- NADP+ + H+ --酶-> NADPH
- ADP + Pi + 能量 --酶-> ATP
- 氧气产生于类囊体膜的内侧, 也就是类囊体腔中
所以氧气出叶绿体要跨过三层膜
2. 暗反应(碳反应)
- 场所: 叶绿体基质
- 卡尔文循环:
- C5(aka. RuBP) --CO2, Rubisco酶-> C3
- C3 --ATP&NADPH--> C5/CH2O
3. 光呼吸
todo
# [概念-07] 光合色素的性质
- 注: 不包括藻蓝素
- 化学本质: 都是脂质
- 颜色
- 叶绿素a: 蓝绿色
- 叶绿素b: 黄绿色
- 叶黄素: 黄色
- 胡萝卜素: 橙黄色
- 在绿叶中的含量
- 叶绿素a > 叶绿素b > 叶黄素 > 胡萝卜素
- 叶绿素约占3/4, 类胡萝卜素约占1/4
- 在层析液中的溶解度
- 胡萝卜素 > 叶黄素 > 叶绿素a > 叶绿素b
- 吸收光谱
- 叶绿素a(左右双峰, 差值小)和叶绿素b(左右双峰, 差值大) 主要吸收蓝紫光和红光
- 类胡萝卜素(合并为一条线绘制)主要吸收蓝紫光(左双邻峰)
- 叶绿素的影响因素
- 光照: 黑暗中无法合成叶绿素
- 温度: 影响酶活性, 叶绿素分子在寒冷时易被破坏
- 元素: N, Mg, Fe(所需酶)
- 与叶片颜色的关系
- 叶片发黄是类胡萝卜素的颜色
- 叶片变红是花青素的颜色
# [实验-04] 光合色素的提取和分离
- 提取色素的原理:绿叶中色素溶于无水乙醇
- 步骤:
1. 取材: 选取新鲜的(不能久放), 颜色鲜绿的叶片
2. 研磨:
- SiO2: 使研磨更充分
- CaCO3: 保护色素不与酸反应
- 无水乙醇: 溶解色素, 应该多次少量加入以防加多
- 迅速, 充分研磨: 防止乙醇过度挥发
3. 过滤: 使用单层尼龙布
4. 收集: 及时用棉塞把试管口塞严
- 分离色素的原理:绿叶中色素溶于层析液, 但溶解度不同, 溶解度高的扩散快
- 方法: 纸层析法
- 步骤:
1. 制备滤纸条
- 一端剪去两角, 防止层析液在边缘扩散过快
2. 画滤液细线
- 要求: 细, 直, 齐: 使分离出的色素带平整不重叠
- 待滤液干后重画1~2次: 使分离出的色素带清晰分明
3. 色素分离
- 滤液细线不能触及层析液: 防止色素溶解在层析液中而不能在滤纸条上扩散
- 实验结果: 见光合色素的性质
# [概念-08] 生命物质的运输
1. 细胞内物质的运输
转运蛋白:
- 载体蛋白:
- 只容许与自身结合部位相适应的分子/离子通过, 有特异性
- 每次转运时都会发生自身构象的改变, 转运速率较慢
- 通道蛋白
- 只容许与自身通道的直径和形状相适配, 大小和电荷相适宜的分子/离子通过, 有特异性
- 不与转运物质结合
- 转运时构象不会变化, 但打开/关闭时形状和构象会发生改变, 转运速率非常快
运输方式:
- 被动运输
- 自由扩散(简单扩散)
- 协助扩散(易化扩散)
- 使用通道蛋白的协助扩散
- 使用载体蛋白的协助扩散
- 主动运输
- 直接主动运输
- 间接主动运输
- 同向转运
- 反向转运
- 膜泡运输
- 内部膜泡运输
- 胞吞和胞吐
- 注意: 不是跨膜运输
2. 细胞外物质的运输
运输方式:
- 扩散
- 气体在肺泡与毛细血管之间, 毛细血管与组织细胞之间的交换
- NO的产生和运输
- 植物的木质部运输(导管, 下到上)(蒸腾作用)
- 集流: 物质因压力梯度在维管束中的群体流动
- 血液的流动
- 植物的韧皮部运输(筛管, 上到下)
3. 细胞内特定生命过程的运输方式
- 水分子的运输
- 水通道蛋白(主要)/自由扩散(次要)
- 葡萄糖的运输
- 对于小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞: 主动运输
- 对于哺乳动物成熟的红细胞,神经细胞,卵细胞和白细胞: 协助扩散
- 葡萄糖无法自由扩散
- 葡萄糖的协助扩散机制:
- 主要通过GLUTs家族蛋白(属于载体蛋白)进行
- 葡萄糖的主动运输机制:
- 葡萄糖的主动运输主要通过SGLTs家族蛋白(属于载体蛋白)来进行
- 依赖Na+实现同向转运
# [过程-06] 蒸腾作用
todo
# [概念-09] 内环境和稳态
- 体液的组成
- 细胞内液: 约占2/3
- 细胞外液(内环境): 约占1/3
- 血浆: 蛋白质含量最高, 含有大量血细胞和纤维蛋白原
- 另: 血浆 = 血清 + 纤维蛋白原
- 淋巴液: 蛋白质含量较低, 含有大量淋巴细胞
- 组织液(以及脑脊液): 蛋白质含量最低, 含有少量白细胞
- 单细胞生物没有内环境
- 细胞外液的互通性
- 组织液 <-> 血浆
- 血浆(动脉) --> 组织液 [体循环组织液供给系统]
- 在毛细血管的动脉端, 血压作用大于血浆胶体渗透压作用, 血浆 -> 组织液
- 注意: 毛细血管壁通透性较小, 不足以支持大分子(如蛋白质的自由透出), 这就是血浆胶体渗透压作用的来源
- 组织液 --> 血浆(静脉) [体循环组织液回收系统]
- 在毛细血管的静脉端, 血浆胶体渗透压作用大于血压作用, 血浆 <- 组织液(含有组织细胞代谢废物)
- 组织液 --> 淋巴液 [毛细淋巴管组织液回收系统]
- 组织液通过毛细淋巴管壁渗入毛细淋巴管形成淋巴液
- 组织液中的蛋白质经过此途径回收(这个作用无法替代), 少部分水分通过此途径回收
- 毛细淋巴管壁是类似单向泵结构, 所以淋巴液无法回流到组织液
- 毛细淋巴管一侧有盲端, 因此单向流动
- 盲端是流动的起始点, 而不是终点, 类似一棵树的根须
- 淋巴液 --> 血浆 [毛细淋巴管组织液回收系统]
- 淋巴液进入淋巴管后, 依靠淋巴管壁平滑肌的自主收缩和骨骼肌的挤压, 在瓣膜的引导下，通过独立的淋巴管网向心流动
- 淋巴液最终汇集到最大的淋巴导管(胸导管或右淋巴导管), 在锁骨下静脉处注入血液(和静脉合流), 完成整个循环
- 细胞外液是细胞生存的环境
- 对于壁细胞: 两种环境
- 对于单一液体内的细胞: 一种环境
- 内环境的理化性质
- 渗透压
- 溶液中溶质微粒对水的吸引力
- 物质的量浓度越高, 渗透压越高
- 血浆渗透压主要与无机盐(晶体渗透压, 主导)和蛋白质(胶体渗透压)有关, 即使蛋白质总质量比无机盐大
- 对于细胞外液, 渗透压90%以上来源于Na+/Cl-
- 大小: 37°C时, 人血浆和细胞外液的渗透压约为770kPa
- 血浆/组织液的等渗溶液:
- 医用生理盐水: 0.9%(质量分数) NaCl 溶液
- 医用葡萄糖溶液: 5%(质量分数) 葡萄糖溶液
- 任氏液
- 分为哺乳类与两栖类
- 含有 Na+ Cl- K+ Ca2+ 葡萄糖 碳酸氢钠 磷酸氢钠
- 酸碱度
- 正常人的血浆pH为7.35 ~ 7.45
- 缓冲对:
- 碳酸/碳酸氢根 (多)
- 磷酸二氢根/磷酸氢根 (少)
- 温度
- 正常人: 37°C
- 组织水肿:
- 即组织内水分过多引起肿大现象
- 根本原因是血浆和组织液间渗透压差无法保持所致
- 原因:
- 血浆渗透压小了
- 血浆蛋白减少
- 营养不良水肿
- 肾小球肾炎导致血浆蛋白流失
- 组织液渗透压大了
- 组织液蛋白质/代谢产物增多
- 毛细血管通透性增加
- 过敏反应
- 局部组织代谢增强
- 激烈运动
- 淋巴循环受阻堵塞(主要)
- 无法通过淋巴管回收蛋白质
- 组织液水分增多
- 淋巴循环受阻堵塞(次要)
- 淋巴管被堵了
- 血压作用大于血浆渗透压作用
- 高血压
- 右心衰竭导致水肿
- 稳态及其发展
- 概念: 正常机体通过调节作用, 使各个器官、系统协调活动, 共同维持内环境的相对稳定状态
- 实质: 内环境中的各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态
- 基础: 各器官、系统协调一致地正常运行
- 不要搞混基础和实质, 基础->实质
- 调节机制: 神经-体液-免疫调节网络
- 调节能力: 具有一定限度
- 稳态遭到破坏的原因:
- 外因: 外界环境变化过于激烈
- 内因: 机体自身的调节作用出现障碍
- 意义: 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
- 稳态概念的发展:
- 分子水平: 基因表达的稳态, 激素分泌的稳态, 酶活性的稳态
- 细胞水平: 细胞分裂和分化的稳态
- 器官水平: 心脏活动的稳态, 消化腺分泌消化液的稳态
- 群体水平: 种群数量的变化稳态, 生态系统的结构和功能存在稳态
- 稳态异常的现象
- 佝偻病: 维生素D缺乏导致Ca,P代谢不良
- 尿毒症: 肾功能异常无法滤过废物
- 中暑: 高温导致体液流失, 钠盐丢失
- 感冒
# [概念-10] 神经调节的生理基础
- 术语:
- 躯体 = 全身 = 头部 + 颈部 + 躯干 + 四肢
- 神经系统结构(神经调节的结构基础)
- 中枢神经系统
- 按神经中枢分类
- 膝跳反射中枢(脊髓)
- 体温调节中枢(下丘脑)
- 呼吸中枢(脑干)
- ...
- 按结构分类
- 脑
- 大脑
- 按半球分类:
- 左半球
- 核心功能：语言、逻辑推理、分析、计算
- 控制右侧躯体
- 右半球
- 核心功能：空间感知、艺术直觉、情感识别、整体思维
- 控制左侧躯体
- 按层次分类:
- 大脑皮层: 调节机体活动的最高级中枢
- 属于灰质, 主要由神经元胞体及其树突组成
- 结构特点: 丰富的沟(凹陷)回(隆起), 使大脑在有限容积的颅腔内可以具有更大的表面积
- 基底核: 运动调节中枢
- 边缘系统: 情绪/记忆中枢
- 脑干
- 包含许多维持生命的必要中枢, 例如调节呼吸, 心脏功能的基本活动中枢
- 连接脊髓和脑其他部分的重要通路
- 小脑
- 位于大脑的后下方
- 协调运动, 维持身体平衡
- 下丘脑
- 调节内脏活动的较高级中枢
- 血糖平衡的调节中枢
- 包含体温调节中枢, 水平衡调节中枢
- 与生物节律控制有关
- 脊髓
- 调节运动的低级控制中枢
- 脑和躯干内脏的联系通路
- 实际上在功能上, 我们说"脊髓是神经中枢"; 在结构上, 神经中枢具体位于"脊髓灰质"
- 类似真正的决策机构在中南海, 但我们通常会说整个北京是政治中枢.
- 外周神经系统
- 按连接位置分类
- 脑神经(12对):
- 与脑相连, 主要管理头面部的感觉和运动
- 第10对是迷走神经, 也能支配内脏器官, 属于副交感神经
- 脊神经(31对)
- 与脊髓相连, 管理躯干和四肢的感觉和运动
- 按传导方向分类
- 传入神经(感觉神经)
- 将接受到的信息传入中枢神经系统
- 传出神经
- 将中枢神经系统的指令传输到相应器官, 从而使机体对刺激作出反应
- 按控制位置分类
- 躯体运动神经
- 活动受意识支配
- 内脏运动神经(自主神经系统)
- 仅支配内脏, 血管, 腺体的传出神经
- 活动不受意识支配
- 按效果分类:
- 交感神经
- 心跳加快 瞳孔支气管扩张 胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱 血管收缩
- 副交感神经
- 心跳减慢 瞳孔支气管收缩 胃肠的蠕动和消化液的分泌加强
- 注意: 没有血管扩张
- 注意: 交感神经和副交感神经对某一器官的作用可能相同, 如都促进唾液腺分泌
- 注意: 脊髓是灰质在内、白质在外，而大脑是灰质在外、白质在内
- 神经细胞(细胞基础)
- 神经元(神经细胞): 神经系统结构与功能的基本组成单位
- 胞体: 含有细胞核
- 树突(多存在于灰质): 从外部接收信息并传导至胞体
- 轴突(多存在于白质): 从胞体传出信息至其他神经元, 肌肉或腺体
- 外包髓鞘
- 神经末梢: 树突和轴突末端的细小分支
- 轴突末梢又叫突触小体
- 按功能和传导方向分为:
- 感觉神经元(进)
- 中间神经元(继)
- 运动神经元(出)
- 神经胶质细胞
- 广泛分布于神经元之间
- 数量是神经元的10~50倍
- 具有支持,保护,营养,修复神经元等多种功能
- 参与构成神经纤维表面的髓鞘
# [过程-07] 神经调节的过程
- 反射: 在中枢神经系统的参与下, 机体对内外刺激所产生的规律性应答反应
- 条件:
- 有适宜强度的刺激
- 经过完整的反射弧(尤其是中枢神经系统, 和感受器, 效应器), 此为和简单应激最本质的区别
- 无更高级神经中枢的抑制
- 区别于"应激性":
- 生物体对外界刺激产生反应的基本特性(包括不需要神经系统参与的反应)
- 神经调节只是动物实现应激性的一种高级形式
- 区别于"感觉":
- 感觉的形成不是反射
- 按条件分类
- 非条件反射
- 数量有限
- 天生的, 无须训练就有的反射
- 由非条件刺激引发
- 意义: 使机体初步适应环境
- 条件反射
- 数量几乎无限
- 后天的, 经过学习训练才有的反射
- 形成和消退都需要大脑皮层的参与
- 由条件刺激单独引发
- 意义: 使机体具有更强的预见性, 灵活性和适应性, 大大提高了动物应对复杂环境变化的能力
- 条件反射的训练
- 既不会引起条件反射, 也不会引起非条件反射的刺激叫无关刺激
- 关联训练:
- 给予无关刺激和非条件刺激(时间顺序最好是条件刺激略早于非条件刺激), 从而配对, 将无关刺激变为条件刺激, 形成条件反射的过程
- 条件反射的维持需要非条件刺激的强化
- 条件反射建立后, 由条件刺激单独引发
- 长期不训练(指关联训练), 不会强化条件反射, 而是会消退
- 条件反射的消退不是简单丧失, 而是中枢把原先引起兴奋性刺激的信号转变为产生抑制性刺激的信号
- 条件反射的消退也是一个新的学习过程
- 实例:
- 非条件反射
- 缩手反射
- 眨眼反射
- 膝跳反射
- 排尿反射
- 缩瞳反射
- 下丘脑控制体温调节的反射
- 条件反射
- 非常多
- 和控制中枢的关系
- 高级中枢不只控制条件反射
- 例如大脑对排尿反射, 膝跳反射的"超控"(分级调节)
- 非条件反射的神经中枢不一定位于脊髓
- 下丘脑控制体温调节属于非条件反射
- 反射弧(反射的结构基础):
1. 感受器
- 接受刺激, 产生兴奋
2. 传入神经
- 图像判断:
- 上有神经节
- 原理:
- 只有感觉神经元的胞体才在外周形成神经节
- 运动神经元的胞体是位于脊髓灰质(中枢)内的
- 与后角(脊髓横断面的细长灰质突起, 指向背部方向)相连
3. 神经中枢
- 产生兴奋, 对传入信息进行分析综合
- 中间可能没有或有多条中间神经元(有没有中间神经元都会经过神经中枢)
- 注意: 外周神经系统不存在"中间神经元", "中间神经元"只存在于中枢神经系统, 传入神经和传出神经是唯一的
4. 传出神经
- 与前角(脊髓横断面的较粗灰质突起, 指向腹部方向)相连
5. 效应器
- 对刺激做出应答
- 传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体
- 单独的肌肉或腺体形成不了效应器
- 答题示例(缩瞳反射): 支配瞳孔括约肌的传出神经末梢以及瞳孔括约肌本身
- 其他概念:
- 外周段: 远离中枢位置(按语境靠近感受器或者效应器)
- 向中段: 靠近中枢位置
- 通常和神经的可能断点有关
- 单突触反射:
- 指没有中间神经元(但经过神经中枢)的反射, 因信息在中枢神经系统内只经过一次突触传递而得名
- 数量极少
- 速度极快
- 几乎只有膝跳反射,跟腱反射(踝反射, 敲跟腱脚褶曲),下颌反射(敲下巴闭口)
- 与多突触反射相对
- 分级调节
- 对于躯体运动
- 大脑皮层和躯体运动的关系:
- 大脑皮层第一运动区: 躯体各部分的运动机能,在皮层的第一运动区内都有其代表区
- 运动越精细, 大脑皮层代表区的范围就越大
- 皮层代表区的位置和躯体倒置, 但头面部是正置的
- 特征:
- 躯体运动交叉支配
- 头面部双侧支配(同时支配,双半球控制冗余)和交叉支配并存
- K2P: 不变,保持开放
- NKA: 不变,保持工作
- 离子流和电位:
- Na内流高于K外流: 向内净电流
- 阈电位 -去极化-> 动作电位
- 触发: 钠通道大量开放, 爆发动作电位
- 变化:
- NaV: 大量快速激活
- KV: 不变,保持关闭(响应有一定延迟)
- K2P: 不变,保持开放
- NKA: 不变,保持工作
- 离子流和电位:
- Na内流高于K外流: 向内净电流
- 动作电位 -复极化-> 静息电位(不应期)
- 触发: 钠通道失活自然触发
- 变化:
- NaV: 快速失活(不再转运)
- KV: 开始开放
- K2P: 不变,保持开放
- NKA: 不变,保持工作
- 离子流和电位:
- K外流: 向外净电流
- 静息电位(不应期) -不应期-> 静息电位(可响应)
- 触发: 无
- 变化
- NaV: 失活到可响应关闭状态
- KV: 逐渐关闭
- K2P: 不变,保持开放
- NKA: 不变,保持工作
- 离子流和电位:
- 电位不变(静息电位)
- K外流(等于Na内流): 动态平衡
- Na少量内流是走的其他通道
- 关于膜电位的测量
- 膜外侧的电位差: 不定量计算
- 膜内外的电位差(跨膜电位差) = 膜内电势 - 膜外电势 = 探测电极 - 参考电极
- 电位计(G表):
- 探测电极(+)放在细胞内
- 参考电极(-)放在细胞外
- 无论接法如何, 指针偏向总体电势高(净正电荷多)的一端
- 在突触中传导
- 速度慢(存在"突触延搁"), 只能单向传递
- 使用电信号->化学信号->电信号
- 突触小体(轴突末梢):
- 其中有含有神经递质的突触小泡
- 常见神经递质
- 兴奋性
- todo
- 抑制性
- todo
- 突触的结构
- 突触前膜:
- 轴突末梢(突触小体)的一部分膜
- 突触间隙
- 间隙处为组织液
- 突触后膜
- 上有受体
- 突触不只发生在神经元间, 还有轴突-肌肉型, 轴突-腺体型等
- 传导过程:
1. 兴奋到达一个神经元的神经末梢
2. 突触小体中的突触小泡与突触前膜融合
- 注: 神经递质NO不是这样运输的, NO自产生就进行扩散
3. 突触前膜释放神经递质到突触间隙
4. 神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜, 与突触后膜的受体结合
- 神经递质只与受体结合, 不进入后膜所在的细胞
5. 突触后膜的离子通道发生变化, 引发电位变化, 下一个神经元兴奋或抑制
- Na+(兴奋性递质引发)或Cl-(抑制性递质引发)离子会进入后膜所在的细胞(树突), 或者是K+流出(抑制性递质引发)后膜所在细胞, 使下一个神经元兴奋或抑制
6. 神经递质被降解或回收进细胞
- 以免持续发挥作用
- 毒品/兴奋剂在突触的作用机制:
- 作用位点: 往往是突触
- 促进神经递质的合成/释放
- 使神经递质失活
- 干扰神经递质与受体结合
- 影响分解神经递质酶的活性, 神经递质持续作用, 导致突触后膜持续兴奋/抑制
- 神经递质的回收通道被阻断
- 可卡因的致瘾机制
1. 使转运蛋白(多巴胺转运体)失去回收多巴胺的功能, 多巴胺留在突触间隙持续发挥作用
2. 突触后膜上的多巴胺受体数量减少
3. 机体正常神经活动受到影响, 必须服用可卡因维持神经元的活动, 毒瘾形成
# [概念-11] 人脑的高级功能
- 语言功能
- 人脑特有的高级功能
- 包括与语言文字相关的全部智能活动, 如听说读写
- 言语区
- 与人类的语言活动相关的大脑皮层区域
- 书写性语言中枢(W区)
- 受损后: 手部运动正常但(惯用手)不能写字
- 运动性语言中枢(S区)
- 受损后: 不能讲话, 但能发出声音
- 听觉性语言中枢(H区)
- 受损后: 不能听懂话, 但能听到声音
- 和听觉中枢无关
- 视觉性语言中枢(V区)
- 受损后: 不能看懂文字, 但能看到文字
- 和视觉中枢无关
- 左脑理性, 右脑感性
- 学习和记忆
- 特点: 学习和记忆不是由单一脑区控制的, 而是由多个脑区和神经通路参与
- 条件反射建立的过程就是学习的过程
- 形成机制:
- 学习和记忆的形成涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成
- 短时记忆可能与神经元之间的即时信息交流有关, 尤其是与海马区(教材表述:大脑皮层下一个形状像海马的脑区)有关
- 长时记忆可能与突触形态与功能的变化改变, 以及新突触的建立有关
- 记忆过程和阶段
- 感觉性记忆(小于一秒)
- 加以注意强化为下一级
- 第一级记忆(数秒~数分钟)
- 反复运用强化为下一级
- 第二级记忆(数分钟~数年)
- 第三级记忆(可能永久)
- 第二级记忆和第三级记忆并称长时记忆
- 情绪:
- 抑郁和抑郁症
- 抗抑郁药
- 作用位点: 突触
- (部分)原理:(和毒品类似)
- 选择性抑制突触前膜对5-羟色胺(血清素)的回收
- 使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定水平, 利于神经系统活动正常进行
# [概念-12] 体液调节的生理基础
- 内分泌系统
- 通过分泌激素来调节机体活动的系统
- 内分泌细胞
- 分散在一些器官和组织内, 具有内分泌功能的细胞
- 如下丘脑中某些具有内分泌功能的神经细胞
- 内分泌腺
- 由内分泌细胞聚集在一起形成的相对独立的结构
- 无导管
- 如垂体, 甲状腺, 肾上腺, 胰岛, 卵巢, 睾丸
- 比较: 外分泌腺
- 不属于内分泌系统
- 分泌物量较多
- 有导管, 分泌物由导管流出, 排到体外(生物学意义), 不进入内环境(包括血液)
- 此处的体外包括: 消化道管腔、呼吸道管腔、泌尿生殖道管腔以及皮肤表面
- 人体的分泌器官和结构:
- 标记'*'的是内分泌腺和激素
- 标记'x'的无分泌功能
- 消化系统腺体
- 唾液腺[嘴里]: 唾液
- 胃腺[胃壁内]: 胃液
- 肝脏: 胆汁(储存在胆囊)
- 胰腺(仅胰腺腺泡)[肾脏上方器官]: 胰液
- 肠腺[肠壁内]: 肠液
- 皮肤及其附属腺体
- 皮脂腺[毛囊周围]: 皮脂
- 汗腺[全身皮肤]: 汗液
- 耵聍腺[外耳道]: 耳屎
- 泌尿系统相关腺体
- 肾单位[肾脏]
- x肾小体
- 肾小管
- 上皮细胞: 将离子排入管腔
- 生殖系统腺体
- 核心性腺:
- *睾丸
- 生精细胞: 精子
- *间质细胞: *雄激素-主要是睾酮
- *支持细胞: *雌激素-雌二醇(极少量)
- *卵巢:
- 卵泡: 卵细胞
- *卵泡细胞和黄体细胞: *雌激素-雌二醇, *孕激素-主要是孕酮, *雄激素-睾酮(极少量)
- 附属腺体:
- 前列腺, 尿道球腺, 精囊腺: 精浆(和精子混合成为精液)
- 前庭大腺; 乳腺: 润滑阴道前庭黏液; 乳汁
- 神经系统关联腺体
- *下丘脑[垂体上方, 大脑下方]: *下丘脑调节激素-释放激素和抑制激素, *抗利尿激素, *催产素
- 促甲状腺激素释放激素
- 促肾上腺皮质激素释放激素
- 促性腺激素释放激素
- 生长激素释放激素
- 生长激素抑制激素(生长抑素)
- 催乳素抑制激素(实为多巴胺)
- *松果体[脑内]: *褪黑素(调节生物钟和睡眠节律)
- *垂体[脑下方]:
- *腺垂体: *生长激素, *促激素
- x神经垂体: 储存并释放抗利尿激素和催产素
- 颈部与代谢相关腺体
- *甲状腺[颈部]: *甲状腺激素, *降钙素(降低血钙)
- *甲状旁腺[甲状腺背面]: *甲状旁腺激素(升血钙)
- 免疫相关腺体
- *胸腺[胸骨后]: *胸腺素(促进T细胞成熟)
- 腹膜后腺体
- *肾上腺[肾脏上方]
- *肾上腺皮质: *盐皮质激素-醛固酮(调节水盐平衡), *糖皮质激素-皮质醇(调节糖代谢(大环境), 抑制炎症), *性激素(极少量)
- *肾上腺髓质: *肾上腺素(应对应激), *去甲肾上腺素(较少)(应对应激)
- *胰腺(仅胰岛)[肾脏上方器官]
- 胰岛A细胞[胰岛外围]: 胰高血糖素(升血糖)
- 胰岛B细胞[胰岛内部]: 胰岛素(降血糖)
- 人体主要内分泌腺(教材内容)
- 下丘脑
- 促激素释放激素 -> 垂体
- 调控垂体合成和分泌相应促激素
- 抗利尿激素 -> 分泌到垂体 -> 肾小管, 集合管
- 促进肾小管, 集合管对水分的重吸收
- 垂体
- 促激素 -> 甲状腺/肾上腺皮质/性腺
- 调节相应腺体的分泌活动
- 生长激素 -> 全身
- 调节生长发育
- 排放抗利尿激素 -> 肾小管, 集合管
- 甲状腺
- 甲状腺激素(含碘) -> 全身
- 调节体内的有机物代谢(促代谢, 升血糖, 增产热)
- 促进生长和发育
- 提高神经的兴奋性
- 肾上腺
- 皮质:
- 醛固酮 -> 肾小管, 集合管
- 促进水分子重吸收
- 调节水盐代谢
- 皮质醇 -> 肝脏
- 调节有机物代谢
- 髓质:
- 肾上腺素 -> 全身
- 提高机体的应激能力(促代谢, 增产热, 升血糖, 升高心率和血压)
- 胰岛
- 胰岛A细胞[胰岛外围]:
- 胰高血糖素 -> 肝脏
- 升高血糖
- 胰岛B细胞[胰岛内部]:
- 胰岛素 -> 全身
- 降低血糖
- 性腺
- 分泌性激素
- 分别促进雌雄生殖器官的发育, 生殖细胞的生成和第二性征的出现
- 睾丸
- 雄激素 -> 全身(不是只有生殖器官)
- 卵巢:
- 雌激素, 孕激素 -> 全身(不是只有生殖器官)
- 激素的化学本质和受体类型
- 蛋白质/多肽类激素
- 促激素释放激素
- 促激素
- 生长激素
- 抗利尿激素
- 降钙素
- 胰岛素
- 胰高血糖素
- 胸腺素
- 胺类激素(氨基酸衍生物)
- 甲状腺激素
- 此激素也具有一定脂溶性, 通过细胞膜上载体蛋白运输和核受体结合(协助扩散)
- 肾上腺素/去甲肾上腺素
- 褪黑素
- 类固醇激素
- 醛固酮
- 皮质醇
- 性激素
- 注意: 类固醇激素的受体都在细胞内部, 可直接穿过细胞膜(自由扩散)
- 激素调节的特点
- 通过体液进行运输
- 内分泌细胞产生的激素弥散到体液中, 随血液流到全身
- 临床上可通过抽血样检测激素水平
- 作用于靶器官, 把细胞
- 原因: 靶细胞上有与相应激素特异性结合的受体
- 作为信使传递信息
- 激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了(不起作用也不失活)
- 事实上, 激素可以反复结合受体, 这种结合是非共价,可逆的
- 除胰岛素等被靶细胞内吞(胞吞)回收并销毁之外, 激素主要由肝分解代谢, 除此之外还可以被内环境中酶降解
- 教材表述侧重于"信号不会永远存在"的宏观结果
- 因此体内需要源源不断产生激素以维持激素含量的动态平衡
- 微量和高效
- 正常生理状态下血液中的激素浓度
- 其他注意:
- 激素作为调节生命活动的信号分子, 调节细胞代谢, 而不是参与细胞代谢
- 激素不组成细胞结构, 不催化反应, 不提供能量
- 激素运往全身各处和只作用于靶细胞靶器官不矛盾
<!--
# [UNK实验]神经调节相关实验
todo
# [UNK实验] 内分泌相关实验
todo
-->
# [过程-08] 神经体液调节实例
调节术语说明:
- 协同作用
- 如胰高血糖素, 甲状腺激素, 肾上腺素, 糖皮质激素都能升血糖
- 拮抗作用(作用相抗衡)
- 如胰高血糖素和胰岛素对血糖变化发挥相反
- 反馈调节
- 正反馈调节
- 如血液凝固, 排尿排便, 正常分娩, 河流重度污染
- 负反馈调节
- 如血糖调节
- 反馈调节的意义: 反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制, 它对于机体维持稳态具有重要意义
- 分级调节:
- 一条调节轴上的分层调控
- 如下丘脑, 垂体, 靶腺体之间存在的分层调控
- 意义: 可以放大激素的调节效应, 形成多级反馈调节, 有利于精细调控, 从而维持机体的稳态
体液调节和神经调节相比较:
- 反应速度
- 体液调节慢于神经调节
- 体液运输慢于电信号直达效应器
- 作用范围较广泛
- 体液调节:有相应受体的细胞都可受调控
- 神经调节:由效应器决定. 准确, 比较局限
- 作用时间:
- 体液调节较长: 血液中激素活性可以保持一段时间
- 神经调节短暂: 神经递质作用后迅速被降解/回收进细胞
- 存在范围:
- 一些低等动物只有体液调节, 没有神经调节
- 高等动物体内体液调节和神经调节都是机体调节生命活动的重要方式
- 联系(教材原话):
- 不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节, 在这种情况下, 体液调节可以看作神经调节的一个环节
- 内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能
1. 血糖平衡的调节
- 机制: 神经-体液调节
- 血糖的来源和去向
- 正常血糖浓度:
- 3.9~6.1mmol/L
- 0.8-1.2g/L
- 来源:
- 食物中的糖类消化吸收 - 主要来源
- 肝糖原分解 - 空腹时血糖重要来源
- 脂肪,蛋白质,氨基酸等非糖物质转化
- 去向:
- 氧化分解
- 合成肝糖原, 肌糖原
- 转化为甘油三酯, 某些氨基酸
- 激素的作用:
- 胰岛素:
- 促进去路:
- 血糖氧化分解
- 合成糖原
- 转化为甘油三酯等
- 抑制来源:
- 肝糖原分解
- 非糖物质转化
- 注意: 不抑制消化吸收
- 除此之外还有甲状腺激素, 肾上腺素
- 胰高血糖素:
- 促进来源:
- 肝糖原分解
- 非糖物质转化
- 注意: 不促进消化吸收
- 不抑制去路
- 调节过程:
- 控制链条:
- (血糖高)直接刺激 -> 胰岛B细胞 -> 胰岛素分泌
- (血糖高)直接刺激 -> 下丘脑 -(副交感神经)-> 胰岛B细胞 -> 胰岛素
- (血糖低)直接刺激 -> 胰岛A细胞 -> 胰高血糖素分泌
- (血糖低)直接刺激 -> 下丘脑 -(交感神经)-> 胰岛A细胞 -> 胰高血糖素
- (血糖低)直接刺激 -> 下丘脑 -> 甲状腺 -> 甲状腺激素分泌
- (血糖低)直接刺激 -> 下丘脑 -> 肾上腺髓质 -> 肾上腺素分泌
- 胰岛素和胰高血糖素的作用效果和分泌存在(负)反馈调节机制:
- 糖尿病:
- 主要表现: 高血糖和尿糖
- 症状:
- 原尿渗透压升高 -> 多尿(渗透性利尿) -> 尿糖带走大量水 -> 血浆渗透压升高 -> 多饮
- 糖无法吸收,体内脂肪蛋白质分解加强 -> 饥饿多食,体重减轻
- 分为I/II型糖尿病
- 注:
- 尿糖不一定是糖尿病:
- 一次性摄入过多糖
- 肾脏疾病, 重吸收异常
- 血糖高不一定尿糖(有阈值)
2. 甲状腺激素(TH)分泌的调节
- 机制: 体液调节
- 调节过程:
- 下丘脑 -> TRH -> 垂体 -> TSH -> 甲状腺 -> TH -> 体细胞代谢
- TH -(抑制)-> 垂体
- TH -(抑制)-> 下丘脑
- 存在反馈调节和分级调节
3. 体温调节
- 机制: 神经-体液调节
- 温度感受器:
- 冷觉感受器
- 热觉感受器
- 分布在皮肤, 黏膜, 内脏(例如下丘脑)中
- 关于体温调节的理解
- 体温相对恒定(发高烧稳定时也是相对恒定)的原因: 机体产热量=散热量
- 对于产热:
- 主要来源: 代谢产热
- 安静状态: 肝, 脑等
- 运动状态: 骨骼肌
- 对于散热:
- 最主要的散热器官: 皮肤
- 散热方式: 辐射, 传导, 对流, 蒸发
- 在低温条件下, 若机体温度相对不变, 产热和散热的数值都会增加(题目可能拿机体温度轴和产热轴作文章)
- 在高温条件下, 若机体温度相对不变, 产热和散热的数值都会减小
- 人体调节体温能力有限, 若超过限度, 则导致体温过低/过高
- 危害: 影响物质代谢的正常进行, 使细胞、组织和器官发生功能紊乱, 破坏内环境稳态, 严重时可能危及生命
- 调节过程
- 寒冷时
- 冷觉感受器 -(传入神经)-> 下丘脑
- 下丘脑 -(传出神经)-> \
- 肾上腺髓质 -> 肾上腺素分泌增加(增加产热)
- 骨骼肌 -> 战栗(增加产热)
- 皮肤血管 -> 收缩(减少散热)
- 汗腺 -> 汗液分泌减少(减少散热)
- 下丘脑 -(分泌细胞)-> TRH -> 垂体 -> TSH -> 甲状腺 -> 甲状腺素分泌增加(增加产热)
- 下丘脑 -> 大脑皮层(体温感觉中枢) -> 产生冷觉 -> 行为性调节
- 炎热时
- 热觉感受器 -(传入神经)-> 下丘脑
- 下丘脑 -(传出神经)-> \
- 汗腺 -> 汗液分泌增多(增加散热)
- 皮肤血管 -> 舒张(增加散热)
- 下丘脑 -> 大脑皮层(体温感觉中枢) -> 产生热觉 -> 行为性调节
4. 水盐平衡的调节
- 机制: 神经-体液调节
- 水的来源和去路
- 来源:
- 饮水(主要)
- 食物中的水
- 代谢产生的水
- 去路:
- 肾排出尿液
- 皮肤排出汗液
- 肺通过呼吸排出
- 大肠排出粪便
- 钠离子(血钠)的来源和去路
- 来源:
- 食盐(几乎全部由小肠吸收)
- 去路:
- 肾脏: 排尿(主要, 可控)
- 皮肤: 排汗(少量, 不自主(温度控制))
- 大肠: 排便(极少, 可控)
- 排出特点: 多吃多排, 少吃少排, 排出量几乎等于摄入量
- 相关激素
- 抗利尿激素
- 促进肾小管、集合管重吸收水分, 使尿量减少
- 醛固酮
- 促进肾小管、集合管对Na+的重吸收, 排出K+和吸收更多水分, 使尿量减少
- 水平衡调节过程:
- 饮水不足, 体内失水过多, 或吃的食物过咸 -> 细胞外液渗透压升高
- 细胞外液渗透压变化 -> 刺激下丘脑(此处有反馈调节)
- 下丘脑 -(神经)-> \
- 垂体 -> 释放抗利尿激素 -> 肾小管、集合管重吸收水 -> 尿量减少 -> 细胞外液渗透压下降
- 大脑皮层(渴觉中枢) -> 产生渴感 -> 行为调节(主动饮水补充水分) -> 细胞外液渗透压下降
- 无机盐平衡(以Na+为例)的调节过程:
- 细胞外液量减少, 血钠含量降低:
- 肾上腺皮质 -> 醛固酮分泌增加 -> 肾小管、集合管重吸收Na+增加 -> 钠平衡
- 血钠含量升高:
- 肾上腺皮质 -> 醛固酮分泌减少 -> 肾小管、集合管重吸收Na+减少 -> 钠平衡
# [概念-13] 免疫调节的生理基础
- 血细胞的分类
- 起点: 造血干细胞(位于骨髓)
- 自我更新: 复制出更多的自己, 以维持储备
- 多向分化: 能变成各种不同的血细胞
- 注意: 细胞分化被视为细胞水平的生命活动, 但并不属于对内环境"稳态"的"调节"机制
- 血细胞
- 红细胞
- 白细胞
- 吞噬细胞
- 淋巴细胞
- 其他白细胞
- 血小板
- 免疫系统
- 免疫器官
- 骨髓
- 各种免疫细胞(B细胞, T细胞等)的发生地
- B细胞分化, 发育, 成熟的场所
- 胸腺
- T细胞分化, 发育, 成熟的场所
- 淋巴结
- 淋巴细胞集中的地方, 能阻止和消灭侵入人体内的微生物
- 扁桃体
- 内部有很多免疫细胞, 具有防御功能
- 脾
- 含大量淋巴细胞
- 参与制造新的血细胞与清除衰老的血细胞等
- 免疫细胞
- 淋巴细胞
- 分布: 淋巴液, 血液, 淋巴结中
- T淋巴细胞
- 迁移到胸腺成熟
- 辅助性T细胞(Th细胞)
- 细胞毒性T细胞(Tc细胞)
- B淋巴细胞
- 在骨髓中成熟
- 吞噬细胞
- 都具有发达的溶酶体
- 树突状细胞
- 分布: 上皮组织淋巴器官内(如呼吸道, 皮肤, 消化道)
- 具有吞噬, 呈递抗原功能
- 成熟时具有分支
- 巨噬细胞
- 分布: 几乎全身组织
- 具有吞噬消化, 抗原处理和呈递功能
- 抗原呈递细胞(APC)包含:
- B细胞
- 吞噬细胞
- 免疫活性物质
- 由免疫细胞或其他细胞产生, 发挥免疫作用的物质
- 抗体
- 来自: 浆细胞
- 细胞因子
- 来自: 主要Th细胞
- 白细胞介素, 干扰素(干扰病毒感染复制), 肿瘤坏死因子等
- 溶菌酶
- 来自: 免疫细胞或其他细胞(如唾液腺, 泪腺)
- 病原体
- 病原体和对应药物分类
- 细菌: 抗生素: 头孢, 青霉素
- 病毒: 抗病毒药物: 利巴韦林
- 支原体: 抗生素: 阿奇霉素, 四环素
- 真菌: 抗真菌药物: 康唑类
- 一种病原体可以携带多种抗原
- 抗原和抗体
- 抗原
- 能引发免疫反应的物质
- 化学本质: 多数是蛋白质, 另有多糖, 脂类
- 特性: 免疫原性, 抗原性, 异物性, 大分子性
- 存在部位: 游离或存在于细菌, 病毒等病原微生物以及细胞上
- 生理作用: 能够与免疫细胞表面的受体结合, 从而引发免疫反应
- 来源: 受损/癌细胞, 疫苗, 突变细胞(不一定是外来的)
- 类似若一架战斗机侵犯领空 病原体是战斗机 但抗原是其上的空军机徽和雷达特征
- 抗体
- 化学本质: 蛋白质
- 特性: 特异性
- 存在部位: 主要分布在血清中, 也分布于组织液, 外分泌液(如乳汁), 以及某些细胞表面
- 生理作用: 通过与抗原结合, 发挥免疫作用
- 抗毒素属于抗体, 如白喉抗毒素
- 类毒素属于抗原, 如破伤风类毒素
# [概念-14] 免疫调节相关概念术语表
- 保卫人体的三道防线:
- 第一道防线: 物理与化学屏障
- 组成:
- 皮肤
- 黏膜(如呼吸道、消化道内壁)
- 纤毛
- 以及它们分泌的化学物质(如胃酸、唾液中的溶菌酶、泪液)
- 特点:
- 先天性
- 属于非特异性免疫
- 第二道防线: 先天性免疫反应
- 组成:
- 体液中的杀菌物质(如溶菌酶、干扰素)
- 体液中的吞噬细胞
- 此处的体液即细胞内液和细胞外液, 不包含"体外"(如唾液中的溶菌酶和消化液等)
- 特点:
- 先天性
- 属于非特异性免疫
- 第三道防线: 适应性免疫反应
- 组成:
- 免疫器官和免疫细胞
- 特点:
- 后天获得
- 属于特异性免疫
- 特异性免疫和非特异性免疫
- 联系
- 特异性免疫实在非特异性免疫的基础上形成的
- 特异性免疫的形成过程又反过来增强了机体非特异性免疫的功能
- 炎症反应的表现
- 产生痛觉
- 损伤细胞释放化学物质引发神经冲动
- 皮肤变红
- 微动脉和毛细血管肿胀
- 形成局部肿胀
- 毛细血管通透性增加, 蛋白质和液体逸出
- 发热
- 局部体温升高
- 免疫系统的三大基本功能
- 免疫防御
- 对象: 外来抗原性异物
- 作用: 免疫防护
- 异常时:
- 免疫反应过强: 组织损伤
- 免疫反应过弱/缺失: 易被病原体感染
- 免疫自稳
- 对象: 衰老或损伤的细胞
- 作用: 进行自身调节, 维持内环境稳态
- 异常时: 自身免疫病
- 免疫监视
- 对象: 突变的细胞
- 作用: 防止肿瘤发生
- 异常时: 低下或失调时:
- 机体肿瘤发生
- 持续的病毒感染
- 例如HIV攻击T细胞
- 癌细胞的免疫逃逸
- 过量表达PD-L1
- 免疫失调
- 过敏反应
- 定义: 已免疫的机体, 再次接触相同的抗原时, 有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应, 称为过敏反应
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- 自身免疫病
- 免疫缺陷病
# [过程-09] 免疫作用和免疫失调
1. 体液免疫
- 抗原:
1. 被APC摄取
2. 刺激B细胞
3. 刺激记忆B细胞
4. 与抗体结合
- B细胞:
1. [激活信号1]被抗原直接刺激
2. [激活信号2]被Th细胞刺激
3. 被Th细胞分泌的细胞因子促进分裂分化
4. 分裂分化为记忆B细胞与浆细胞
- Th细胞:
1. 被APC刺激(呈递信息), 处理APC信息
2. 直接刺激B细胞
3. 给B细胞分泌细胞因子
2. 细胞免疫
- 抗原:
1. 入侵靶细胞
2. 游离态被APC摄取
3. 游离态刺激记忆T细胞
4. 被新的Tc细胞从靶细胞赶出来
5. 与抗体结合
- 靶细胞:
1. 被抗原入侵
2. 膜表面分子变化
3. 被Tc细胞识别
4. 被新的Tc细胞接触并裂解
- 识别靶细胞的Tc细胞:
1. [活化条件1]与靶细胞接触并识别靶细胞
2. [活化条件2]被Th细胞的细胞因子促进(不直接接触)分裂分化
3. 分裂分化为记忆T细胞和新的Tc细胞
- 新的 Tc 细胞:
1. 识别并接触裂解靶细胞
- Th细胞:
1. 被APC刺激(呈递信息), 处理APC信息
2. 给识别靶细胞的Tc细胞分泌细胞因子
# [概念-xx] 植物的生理结构与运输
- 植物的生理结构
- 未成熟组织: 分生组织
- 成熟组织系统:
- 保护系统(皮系统):
- 表皮(幼嫩器官上的活细胞), 周皮(外侧是死细胞, 如树皮)
- 表皮细胞一般是透明的, 一般不进行光合作用
- 保卫细胞(属于表皮)
- 名称意思: 保卫水的细胞
- 唯一含有叶绿体的表皮细胞
- 水蒸气, 氧气, 二氧化碳的主要出入口
- 成对出现，中间的缝隙是气孔
- 工作原理:
- 保卫细胞的细胞壁厚度不均匀: 靠气孔一侧的壁厚, 靠其他表皮细胞一侧的壁薄
- 保卫细胞利用光合作用产生的能量, 将钾离子主动泵进细胞里
- 薄壁一侧更容易膨胀，细胞弯曲成C形，打开气孔, 反之亦然
- 植物的皮肤，防止水分流失和病菌入侵
- 维管系统:
- 木质部:
- (主要)由死细胞构成的空管道。负责自下而上运输水分和矿物质(无机物).
- 动力来源于蒸腾作用叶片蒸发水分产生的拉力.
- 韧皮部:
- 由活细胞构成的筛管。负责由源到库运输有机物.
- 动力来源于渗透压差.
- 维管束是维管系统的结构单元
- 基本系统:
- 植物体内除了表皮(皮系统)和维管束(维管系统)之外的所有组织
- 它占据了植物体（茎、根、叶）的大部分体积
- 功能是填充、支撑、储藏、光合作用和分泌
- 术语:
- 胚芽鞘:
- 单子叶植物发芽时, 包在幼叶外面的锥形鞘
- 主要由薄壁组织(基本系统)构成，外表皮是保护组织, 内部有原始的维管束
- 功能: 它的首要任务是保护幼叶和茎尖分生组织在出土过程中不受土壤颗粒的摩擦损伤
- 根冠: 根的最顶端
- 运输方式
- 极性运输:
- 从植物的形态学上端向形态学下端运输, 与重力方向无关
- 形态学上端: 指植物生长方向的那一端(例如: 根尖, 茎尖/支尖/叶尖)
- 形态学下端: 指的是靠近根茎连接处的方向, 也就是枝条的基部
- 特点:
- 是主动运输: 需要消耗能量(ATP), 并且依赖于特定的运输蛋白; 产生处 -> 积累处可得
- 速度慢: 比韧皮部运输慢
- 途径:
- 细胞接力运输
- 它依赖于薄壁细胞细胞膜上的输入载体（AUX1）和输出载体（PIN蛋白），实现细胞-到-细胞的主动运输
- 生理意义: 导致生长素在植物体内分布不均匀, 从而控制植物的顶端优势、向光性、向地性和器官发育
- 非极性运输:
- 激素通过植物的韧皮部, 随着光合作用产生的有机物一起运输
- 这种运输取决于浓度差和两端需求，没有固定的方向性
- 特点:
- 一般是被动运输: 依赖于韧皮部的运输流
- 速度快: 可以很快地长距离运输
- 途径: 韧皮部筛管
- 实例: 蔗糖
- "源(source)-库(sink)"定向运输
- 通过韧皮部筛管液流流动
- 横向运输
- 一种特定方向(横向)的运输, 通常是对外界刺激做出的反应
- 指激素(主要是生长素)在横向穿过器官(如茎尖、根尖)的运输. 即从器官的一侧运输到另一侧.
- 触发: 由单向的环境刺激引起
- 向光性: 光线照射时，生长素从受光面横向运输向背光面
- 向地性: 重力刺激时，生长素从远地侧横向运输向近地侧（或反之，取决于器官是根还是茎）。
- 是主动运输
- 途径: 通过特定部位的细胞(如胚芽鞘尖端、根冠)进行.
- 结果: 导致两侧生长素浓度不同, 从而引起两侧生长速度不一致, 出现弯曲生长.
# [概念-14] 植物的激素调节
- 植物激素的特点
- 无特定分泌器官, 无特定靶向器官
- 化学本质为有机小分子
- 运输途径:
- 极性运输
- 非极性运输
- 横向运输
- 主要植物激素
- 生长素[Auxin]
- 主要是IAA(吲哚-3-乙酸), 但生长素其实是IAA, PAA(苯乙酸), IBA(吲哚丁酸)等一类物质的统称
- 由色氨酸转化而来
- 合成部位: 芽, 幼嫩的叶和发育中的种子
- 分布: 不均匀, 主要在植物生长相对旺盛的部位
* 注意: 原话没有根!;"芽"侧重于结构;"发育中"侧重于种子的整个生长周期
- 作用:
- 促进生长
- 促进果实发育
- 赤霉素[GA]
- 合成部位: 幼芽, 幼根和未成熟的种子
* 注意: 原话没有叶!;"幼"侧重于生长中, 不包括休眠芽;"未成熟"侧重于种子后期(萌发阶段)
- 分布: 主要在植物生长相对旺盛的部位
- 作用:
- 促进细胞伸长, 从而引起植株增高
- 促进细胞分裂与分化
- 促进种子萌发、开花和果实发育
- 细胞分裂素[CK/CTK]
- 合成部位: 主要是根尖
- 分布: 主要在正在进行细胞分裂的部位
- 作用:
- 促进细胞分裂
- 促进芽的分化
- 促进侧枝发育
- 促进叶绿素合成
- 脱落酸[ABA]
- 合成部位: 根冠, 萎蔫的叶片等
- 分布: 将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多
- 作用:
- 抑制细胞分裂
- 促进气孔关闭
- 促进叶和果实的衰老和脱落
- 维持种子休眠
- 乙烯[ETH]
- 合成部位: 植物体各个部位
- 分布: 各器官中都存在
- 作用:
- 促进果实成熟
- 促进开花
- 促进叶、花、果实脱落
- 油菜素内酯[BR]
- 作用:
- 促进细胞伸长和分裂
- 促进光合作用
- 提高抗逆性
- 植物激素的相互作用
- 协同作用：生长素和赤霉素（促进生长）；生长素和细胞分裂素（促进组织培养中根芽的分化）。
- 拮抗作用：赤霉素（促进萌发） vs 脱落酸（诱导休眠）；细胞分裂素（延缓衰老） vs 脱落酸（促进衰老）；生长素（低浓度促进生长） vs 乙烯（高浓度生长素诱导乙烯合成，抑制生长）。
# [实验-xx] 生长素相关实验
- 达尔文和他儿子的实验
- 现象:
- 胚芽鞘向光弯曲生长
- 切除尖端后, 胚芽鞘不生长且不弯曲
- 使用锡箔纸包裹尖端后,
- 鲍森詹森的实验
- 拜尔的实验
- 温特的实验
# [概念-15] 植物的其他调节
# [概念-17] 人与环境
# [概念-18] 发酵工程
<!--基本都是实验 除了限制酶和现代高科技 理论前面都基本讲完了-->
# [概念-19] 细胞工程
# [概念-20] 基因工程
# [概念-21] 生物中的工程伦理学
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