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“人体生命活动调节”中几幅插图的拓展  

2014-03-25 09:07:37|  分类: 稳态与环境 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘    要 文章针对人教版高中生物必修3《动物和人体生命活动的调节》一章中几幅插图,查阅资料并进行了适当拓展。

关键词 突触传递;胰岛细胞;激素;抗体

动物和人体生命活动的调节是各细胞、器官和系统相互协调,对外界环境刺激作出适当反应,维持内环境稳态的复杂而精巧调节。人教版高中生物必修3教科书通过丰富的文字、多样的插图阐释了神经系统的调节、体液(激素)的调节和免疫调节。但是,部分插图不能展示一些重要信息,或者没有明确标注隐性信息。本文结合教学中产生的问题,对以下提到的几幅插图进行适当拓展,以期能答疑解惑。

1 神经元之间通过突触传递信息图解的拓展

神经元之间通过突触传递信息图解(人教版高中生物必修P.19图2-4)(下图1)明示的信息:储存在突触前膜的突触小泡中的神经递质,通过胞吐作用的方式,从突触前膜释放出来,进入突触间隙,然后和突触后膜受体结合,单向传递信息,即兴奋在神经元之间单向传递。

图1  神经元之间通过突触传递信息图解

必修3 P.19“相关信息”中论述:已知的神经递质主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类(如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等)、一氧化氮(NO)等[1]。其中乙酰胆碱、胺类和氨基酸三类被认为是经典的神经递质[2]。有老师也曾对神经递质的释放过程论述为:突触前膜释放神经递质的过程是出胞或胞裂外排;外排过程需要消耗能量;穿过0层膜[3]。图解可以解释一些经典神经递质的释放。但是,NO的释放不是胞吐方式。由于NO参与神经元间的信息交流,与一般神经递质不同:NO是一种气体分子,结构简单,很容易透过细胞膜;不储存在突触小泡(突触囊泡)中[4];NO等膜通透性物质可以透过膜以弥散方式释放[5]。此外,还可以说明,神经递质不都储存在突触小泡中。

兴奋通过突触在神经元之间单向传递,存在信号的转化。突触前神经元的动作电位传导到突触末梢,刺激突触前膜,释放神经递质。此过程中,信号形式由电信号向化学信号转化。释放的神经递质经过突触间隙,作用于突触后膜上的受体,引起突触后神经元发生相应的反应,引发突触后膜产生突触后电位。此过程中,信号形式由化学信号向电信号转化。由于神经递质性质不同,以及其和受体结合后引发不同离子通道的开放或关闭,决定突触后电位是兴奋性的还是抑制性的。

2 胰岛细胞以及它们分泌的激素插图的拓展

胰岛细胞以及它们分泌的激素插图(人教版高中生物必修3 P.26图2-10),逐步介绍了胰岛A细胞和B细胞所处位置,并用绿、黄和紫三种颜色标注胰岛中的细胞。其中绿色细胞代表胰岛A细胞,分泌胰高血糖素;黄色细胞代表胰岛B细胞,分泌胰岛素。插图明示了胰岛中不仅有胰岛A细胞和B细胞,还有其他类型细胞。(一次课堂上,学生问紫色细胞代表什么细胞,分泌什么?)

查阅资料发现,哺乳动物和人的胰岛细胞至少可以分为5类,其中主要的是胰岛A细胞、B细胞和D细胞。分泌胰高血糖素的胰岛A细胞约占总数的20%,分泌胰岛素的胰岛B细胞占总数的50%以上,分泌生长抑素的胰岛D细胞占总数的1%~8%。此外,还有少量的分泌胰多肽的PP细胞等。因此,紫色细胞代表的是胰岛D细胞,全日制普通高中教材(老教材必修第一册图4—9)中也标注为胰岛D细胞,产生生长抑素(下图2)。

图2  胰岛内各种细胞的分布(引老教材)

3 靶细胞和特定激素结合的方式示例的拓展

靶细胞和特定激素结合的方式示例(人教版高中生物必修3 P.29图2-13)明示的信息:某些激素通过胞吐方式分泌到细胞外,随血液运输,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合。由于教材中给出的激素概念很模糊,与激素的分泌、传递、受体等相关的知识讲解的很少,这需要结合示意图拓展信息。

激素分泌是指内分泌细胞将激素释放到细胞外液的过程。由于各种激素的合成和储存方式不同,其分泌方式也有较大的差异。性激素是脂溶性物质,通过自由扩散;肽类和胺类激素多数由胞吐过程释放出细胞,如胰岛素等大分子激素通过胞吐。

激素的传递方式主要有:远距分泌,多数激素释放后直接进入毛细血管,经血液循环运送到远距离的靶器官。旁分泌,有些激素释放后进入细胞外液,通过扩散到达邻近的靶细胞。神经分泌,一些神经细胞合成的激素沿轴浆流动运送到所连接的组织,或从神经末梢释放入毛细血管,由血液运送至靶细胞。自分泌,一些激素被分泌到细胞外液后,作用于分泌细胞自身。

激素的受体一般是糖蛋白。根据激素受体在细胞中的定位可分为两类:细胞膜受体和细胞内受体。除甲状腺激素外,其他的含氮激素(肽类和蛋白质激素、胺类激素)的受体在细胞膜上;类固醇激素的细胞内受体可分为:存在于靶细胞胞浆中的胞浆受体和存在于核内的核受体[6]。上述的自分泌,激素的受体还可以位于分泌细胞自身。

4 体液免疫示意图和细胞免疫示意图的拓展

体液免疫示意图(人教版高中生物必修3 P.37图2-15)中展示抗原和抗体特异性结合,且一个“Y”型抗体和两个抗原结合(图3)。这是为什么呢?效应B细胞(浆细胞)产生的抗体是免疫球蛋白,不同免疫球蛋白的分子结构基本相似,由两条相同的重链和两条相同的轻链组成,这四条肽链通过二硫键连接成“Y”型。每个免疫球蛋白分子具有两个N端(由轻链和重链的N端构成),抗原可结合在轻链N端的1/2和重链N端的1/4处,因此,每个免疫球蛋白分子可结合两个抗原[6]。

图3 抗原和抗体结合示意图

细胞免疫示意图(人教版高中生物必修3 P.37图2-16)中展示效应T细胞和靶细胞密切接触,效应T细胞内有大量的“V”型物质,后来该物质也分布在效应T细胞外。这些物质是什么,有什么作用呢?有人认为是淋巴因子;其他人认为不是淋巴因子,原因是图2-15中的淋巴因子用小圆点表示。资料证实,根据功能,T细胞分为3种主要类型:杀伤T细胞(Tc)、辅助T细胞(Th)、抑制性T细胞(Ts)。后两者是免疫反应的调节细胞;Tc是免疫反应的效应细胞,能直接攻击和杀伤被病毒或真菌感染的细胞。Tc和靶细胞结合,释放穿孔素——进入靶细胞膜中,将靶细胞膜溶解[6]。因此,可以看出,“V”型物质可能是穿孔素。

参考文献

[1] 朱正威,赵占良.普通高中课程标准教科书生物必修3 稳态与环境[M].北京:人民教育出版社,2007:19.

[2] 徐绍芬.神经生物学[M],上海:上海医科大学出版社,1999:.

[3] 姜振华.有关神经递质的几个问题[J],生物学教学,2010(3):69.

[4] 欧阳五庆.动物生理学(第二版)[M].北京:科学出版社,2012:215,261.

[5] 阮怀珍,蔡文琴.医学神经生物学基础(第二版)[M],北京:科学出版社,2012:43,44.

[6] 王  玢,左明雪.人体及动物生理学(第二版)[M],北京:高等教育出版社,2001:393,191,195.   

本文转载自汀江之水《“人体生命活动调节”中几幅插图的拓展》

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