白文忠 河北体育学院 运动人体科学系 河北师范大学 生命科学学院 E-mail:baiwzh@163.com QQ:598440889 《生物：稳态与环境》 白文忠 河北体育学院 运动人体科学系 河北师范大学 生命科学学院 E-mail:baiwzh@163.com QQ:598440889

总 论 稳态是本模块的中心思想和教学主线。 稳态的调节机制是重点和难点。 稳态知识的迁移是目标：用稳态的观点思考问题，处理问题，解决问题。

稳态：概念→思想→方法学 概念：生命系统（生物体，生物群体，生物圈）在一定时间和空间内的动态平衡。 思想：稳态是生命活动正常运行的基础，是发展的前提，是调控的目标。 方法学：科学地改造环境，主动地适应环境，使稳态向有益的方向发展。

稳态的概念及其发展 克劳德·伯纳德（ Claude Bernard ）：“内环境”学说。把细胞与环境看作一个整体。 沃尔特·布拉德福·坎农（Walter Bradford Cannon）：生物体“自稳态”理论。指出“机体内生物调节是生理学的中心问题”。 生态系统的动态平衡和相对稳定。 个体→群体→生态系统。

稳态：一种思想、观念、意识 整体、系统的观点。 平衡的观点。 加强自我调节能力，主动适应环境。 环境或生态的保护与建设。 谋求人与自然的和谐发展。

稳态：作为指导原则的方法学 一级方法学：具体的手段和方法。 二级方法学：数据的整理和分析。 三级方法学：一般原理，指导原则。 医学：激发自调节能力；诱导内源性物质产生；关注群体健康；生理、心理、社会适应兼顾。 生活：生活方式健康，增强抵抗力。 生产实践：资源的适度开采，合理利用。 社会发展：爱护并营造适宜环境，实现可持续发展。

第一章 生物界是一个相对稳定的生命系统 通过“阅读与分析”，总结出稳态的概念（现象→本质）。提炼：异中求同。 理解稳态的含义：相对不变性，可恢复性，适应性。分化：准确的对应性。 稳态在生物界的体现：个体稳态，群体稳态，生物圈稳态。泛化：融会贯通。 稳态的意义：理论意义？生活实践指导意义？拓展：思想的升华。

第二章 生物个体的内环境与稳态 第一节 人体的代谢与稳态 内环境与稳态 模拟实验：模拟反馈调节 水和无机盐的平衡 血糖的平衡 第一节 人体的代谢与稳态 内环境与稳态 模拟实验：模拟反馈调节 水和无机盐的平衡 血糖的平衡 模拟实验：模拟尿糖的检测 体温的平衡

内环境与稳态 单细胞生物和简单多细胞生物：无严格意义的内环境，细胞直接与外界进行物质交换和信息传递。 复杂的多细胞生物：形成相对隔绝的内环境。细胞的物质交换和信息交流主要在内环境中进行。因此，只要内环境相对稳定，细胞的生理活动就可正常进行。细胞及其内环境形成一个相对“独立”的系统。

细胞外液是机体的内环境 环境是相对与主体而言的。 如果把体内的细胞看作主体，细胞外液就构成了其生存的直接环境。因与外界不直接相通，故称为内环境。

内环境稳定是细胞进行 正常生命活动的必要条件 细胞的活动需要适宜的条件，因此，内环境必须维持在该条件之下，即维持稳态。 代谢和外界的影响，导致内环境偏离稳态时，机体必须能检测到其偏离情况，并使其恢复到稳态，这就是反馈调节。

模拟反馈调节

反馈调节 反馈的概念：某生理过程的结果，反过来对该生理过程产生影响，就称为反馈。 正反馈和负反馈 正反馈如何维持稳态？ 前馈的作用：条件反射，分泌的头期反应，运动时的呼吸调节。

水平衡及其调节 水平衡的生理意义： 1、维持适宜的体液量； 2、维持体液的正常渗透压 3、血压的调节； 4、排出代谢废物。 水平衡调节 1、行为调节：饮水行为的调节。 2、生理调节：抗利尿激素（ADH）。

ADH是由9个氨基酸残基组成的肽类激素，在下丘脑合成，运输到神经垂体释放入血。 ADH的作用：ADH与远端小管和集合管上皮细胞上的受体结合，激活腺苷酸环化酶，生成cAMP，后者激活蛋白激酶，使膜蛋白磷酸化，提高对水的通透性，增加水的重吸收，使尿液减少。 ADH分泌的调节 1、血浆或细胞外液渗透压升高，刺激ADH分泌。 2、循环血量增加，抑制ADH分泌。 3、血压升高，抑制ADH分泌； 4、应激、疼痛、情绪激动，抗利尿激素分泌增加。

无机盐的平衡及其调节 无机盐平衡的意义 1、维持渗透压； 2、维持机体正常pH； 3、维持细胞的正常形态； 4、维持机体的正常代谢和功能。 无机盐平衡的调节 1、行为调节：味觉嗜好与厌恶。 2、生理调节：以Na+、K+为例：醛固酮。

醛固酮可进入远端小管和集合管上皮细胞内，使其合成“醛固酮诱导蛋白”。该诱导蛋白通过促进Na+泵转运、促进生物氧化提供ATP、增加Na+通透性等，加强Na+的主动重吸收和K+的分泌（Na+-K+交换），同时也加强水和Cl-的重吸收。 醛固酮分泌的调节 1、肾素-血管紧张素-醛固酮系统。肾素由球旁细胞分泌，醛固酮由肾上腺皮质球状带分泌。 2、血Na+浓度降低和血K+浓度（更敏感）升高，直接刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮。

血糖的平衡及其调节 血糖平衡的意义：为机体内组织细胞的正常代谢活动提供能源物质。 血糖平衡的调节 1、主要激素：胰岛素，胰高血糖素。 2、其他：生长激素、甲状腺激素、肾上腺皮质激素、肾上腺髓质激素，均可使血糖升高。 糖尿病及其预防：饮食、运动、药物。

胰岛素分泌的调节 葡萄糖、氨基酸和脂肪酸：浓度升高，刺激胰岛素分泌。 激素：促胃液素、促胰液素、缩胆囊素、抑胃肽等，均有刺激胰岛素分泌的作用。 神经系统：迷走神经通过B细胞上的M受体，直接刺进胰岛素分泌，也可通过促进胃肠激素的分泌，间接促进胰岛素分泌。

体温调节 体温平衡的意义：为各种代谢活动提供适宜的温度范围。 体温稳定：产热量和散热量的动态平衡。 体温调节：行为调节，生理调节。 体温调节障碍：体温过高，体温过低，发热。 重点：散热途径、方式、特点；体温调节机制。

水平衡调节 无机盐平衡调节 血糖平衡调节 体温调节 刺激 细胞外液渗透压 血Na+降低，血K+升高 血糖升高 温热、寒冷刺激 感受装置 下丘脑渗透压感受器 肾上腺皮质 胰岛 温度感受器 调节途径 抗利尿激素↑ 醛固酮↑ 胰岛素↑，胰高血糖素↓ 下丘脑体温调节中枢 靶部位 肾小管，集合管 多种组织细胞 肌肉、皮肤 作用 促进水重吸收 促进重吸收Na+和分泌K+ 加强血糖利用，抑制糖原分解和糖异生 散热量、产热量改变 结果 尿液减少，减少失水 血Na+升高，血K+降低 血糖降低 体温维持正常

第二节 人体的免疫与稳态 免疫应答：重点和难点 免疫失调引起的疾病：许多疾病与免疫异常有关。 调查：调查青少年中常见的免疫异常 流行病的危害与预防 1、流行病学方法 2、三级预防

免疫功能：清除异己，维持自身完整 免疫防御：抵抗病原体侵袭； 免疫自稳：清除衰老、死亡细胞； 免疫监视：清除有癌变潜能的细胞；

免疫一般是指特异性免疫 特异性免疫的特点 1、特异性 2、主动性 3、记忆性 不当的免疫反应可导致疾病。

免疫学：科学与技术的整合 用免疫学理论解释发病机制 用免疫学技术诊断疾病 用免疫学原理治疗疾病 用免疫学原理预防疾病 精神活动对免疫功能的影响 条件性免疫反应及其应用

细胞免疫应答过程

细胞免疫的特点 T细胞不能识别和结合游离的可溶性抗原，因此细胞免疫的对象主要是进入细胞内的病原体、自身的突变细胞和来自异体的移植物等。 由于病原体在侵入细胞内以后，细胞免疫才能发挥效应，所以，细胞免疫的反应过程较为缓慢，需要的时间较长。 由于细胞免疫的作用对象是细胞，这些靶细胞大多存在于特定的组织内，所以，细胞免疫反应的范围较为局限，一般发生在抗原所在的部位。

细胞免疫主要是通过产生效应T细胞和各种淋巴因子发挥免疫作用的。T细胞活化、增值及分化具有抗原特异性，所产生的效应T细胞能够对相应的靶细胞发挥特异性杀伤作用。但是，由细胞免疫所诱导产生的各种淋巴因子具有多种多样的功能，因此，可以表现出广泛的非特异性效应。 在有异常的自身抗原形成时，细胞免疫反应可导致某些自身免疫病。

体液免疫应答过程

体液免疫的特点 B细胞能识别游离于体液内的可溶性抗原，特别是胸腺非依赖性抗原能直接激活B细胞，使B细胞增殖、分化为浆细胞，分泌抗体，引起病原体的凝集和溶解。所以，体液免疫应答较为迅速，所需时间较短。 体液免疫主要是通过抗体发挥免疫效应的。抗体产生后，可随血液、淋巴流到全身各处，与抗原结合而发挥免疫作用，所以，体液免疫的范围较大。

抗体和抗原结合后，通过激活补体系统、吞噬细胞，刺激产生多种细胞因子等途径，进一步增强和扩大免疫效果。因此，所产生的抗体虽然是特异性的，但由抗原—抗体复合物诱发的其他免疫因素，表现出广泛的非特异性效果。 抗体的异常表达，或者抗原—抗体复合物未能被及时清除，可导致超敏反应等免疫病理损伤。

超敏反应 Ⅰ型超敏反应：LgE介导，肥大细胞和嗜碱性粒细胞致敏和活化，产生炎症介质。 Ⅱ型超敏反应：产生抗自身组织的抗体，后者与自身细胞结合，使细胞或组织破坏，或者使细胞功能亢进。 Ⅲ型超敏反应：免疫复合物嵌入组织间隙未被及时清除，激活补体等途径，导致组织损伤。 Ⅳ型超敏反应：无抗体、补体参与，是由致敏T细胞受到抗原再次刺激造成的免疫病理过程，冰冰部位以单核细胞浸润为主，并有细胞变性坏死。

第三节 人体生命活动的神经调节 人体的通讯网 神经调节的基本过程 实验：人眼视网膜盲点的检查 神经调节与稳态 第三节 人体生命活动的神经调节 人体的通讯网 神经调节的基本过程 实验：人眼视网膜盲点的检查 神经调节与稳态 实验：动物对适宜温度的行为选择（试误学习） 脑的高级功能 实验：记忆广度的测试

神经系统：最重要的调节系统 神经调节的结构基础：神经系统解剖学 神经调节的基本方式：反射 反射的结构基础：反射弧 信息的接受—感受器：换能与编码 信息的传送—神经传导：局部电路学说 神经传导的特征 信息的跨细胞传递：突触传递，特征 效应：肌肉收缩，腺体分泌，代谢改变

机体稳态的神经调节 行为调节 生理调节 神经调节的特征 1、迅速，持续时间短。 2、准确，范围局限。 内脏活动能随意控制吗？生物反馈治疗。

脑的高级功能 学习和记忆 睡眠与梦 语言与大脑半球优势

第四节 动物生命活动的化学调节 化学信号—激素 实验：性诱剂诱杀昆虫实验 激素的生理作用及作用特征 实验：甲状腺激素对蝌蚪变态和发育的影响 第四节 动物生命活动的化学调节 化学信号—激素 实验：性诱剂诱杀昆虫实验 激素的生理作用及作用特征 实验：甲状腺激素对蝌蚪变态和发育的影响 激素调节信号转导的分子机制 体液调节与稳态 实验：运动对呼出气体CO2含量的影响 激素的应用

激素：最重要的化学调节物质 外激素（信息素）：化学通讯 内激素：由内分泌细胞分泌入内环境中发挥作用，调节生长、发育、生殖、代谢等，内分泌失调将导致严重疾病。 激素作用的一般特征 1、信息传递作用 2、相对特异性及多样化效应（多途径发挥作用） 3、高效能生物放大作用 4、激素间的相互作用：协同作用，拮抗作用。

激素的作用机制 含氮类激素的作用机制：第二信使学说 类固醇激素的作用机制：基因表达学说

激素分泌的调节 神经调节：许多内分泌腺的活动直接或间接受中枢神经系统的调节。如，肾上腺髓质，胰岛。 下丘脑—腺垂体—靶腺轴的调节。 激素效应的反馈调节：靶细胞的生理反应和后级激素的释放，可反馈性地调节前级内分泌细胞激素释放量。

关于“课程理念”的认识 生物课程标准的基本理念 1、提高生物科学素养 2、面向全体学生 3、倡导探究性学习 4、注重与现实生活的联系

生物科学素养 包括三个方面： 1、生物科学知识：满足参与社会生活、经济活动、生产实践、个人决策的需要。核心：学以致用。 2、探究和继续学习的能力：自主学习、主动学习、终身学习。核心：发展、创新。 3、情感态度和价值观。核心：内化、升华。 对生物科学的热爱、追求，职业选择。

面向全体（每个）学生 教育是公共事业，其职能是提高全民素质。 强化普及作用，淡化选拔意识。 最差的学生也应保证其“下阶段”的学习。 如学生间悬殊太大，应从教育体制、教育理论、教学模式、教学过程找原因。 全体习得教育与个性发展的关系：避免畸形发展。

探究性学习 促进学习方式的变革。 重复科学家的研究过程，还是新思路？ 由已知，求未知！关键：知不知。 授之以渔：教案、学案、指导案。 学什么？如何学？学得怎么样？ 批判、交流、合作。 剥茧抽丝，滴水石穿的思维习惯。

注重与现实生活的联系 现实生活包括哪些内容？个人衣食住行，医疗保健，环境保护，经济活动，社会发展。 站得高，看得远。 大处着眼，小处着手。 实践与创新。