高中生物知识框架·选择性必修第一册（人教版 2019 版）

第1章 人体的内环境与稳态　全册的入口。两节先立起一个对象：细胞并不直接泡在外界环境里，它周围那层液体才是它的「环境」。第 2 节说明这层环境为什么必须稳定，以及靠什么维持。

第1节 细胞生活的环境　体液：人体内以水为基础的液体，分细胞内液（约 2/3）和细胞外液（约 1/3）两部分。　内环境：由细胞外液构成的液体环境，包括血浆、组织液和淋巴液。它是细胞直接生活的环境。　三者的转化关系：血浆与组织液可双向渗透；组织液可进入毛细淋巴管成为淋巴液；淋巴液最终汇入血浆，这一支是单向的。　渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。血浆渗透压主要由无机盐（Na⁺、Cl⁻）和蛋白质决定。　酸碱度与温度：正常人血浆 pH 约为 7.35～7.45，靠缓冲物质维持；人体细胞外液温度一般维持在 37 ℃ 左右。　内环境是媒介：细胞通过内环境与外界进行物质交换，需要消化、呼吸、循环、泌尿四个系统共同参与。

第2节 内环境的稳态　稳态：正常机体通过调节作用，使各器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。　相对稳定：内环境的各种化学成分和理化性质在一定范围内波动，不是固定不变。　调节机制：神经—体液—免疫调节网络。这是现代普遍认为的稳态调节机制。　负反馈调节：维持稳态的主要方式。结果反过来抑制这一过程，使系统在设定值附近波动。　稳态的意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。它保证了酶促反应所需的温度、pH 等条件。　稳态失调：外界变化过于剧烈或调节功能出现障碍时，稳态被破坏。发烧、腹泻脱水、尿毒症都是实例。

探究 模拟生物体维持 pH 的稳定　三组材料：自来水（对照）、缓冲液（阳性对照）、生物材料（如肝匀浆、马铃薯匀浆）。三组缺一，结论不完整。　操作：分别逐滴加入 HCl 或 NaOH，每加五滴测一次 pH，记录并绘制曲线。　预期结果：自来水的 pH 变化明显；缓冲液与生物材料的 pH 在较大范围内变化很小，两条曲线相似。　结论：生物材料内含有缓冲物质，其作用与缓冲液类似，能使 pH 保持相对稳定。　人体内的缓冲对：血浆中主要是 H₂CO₃／NaHCO₃，还有 NaH₂PO₄／Na₂HPO₄ 等。　为什么要设自来水组：它说明「不加缓冲物质时 pH 会怎样变」。没有这一组，另两组的「稳」就没有参照。

第2章 神经调节　全册最长的一章，五节由结构走到功能：先认神经系统与神经元，再看反射这一基本方式，然后深入到膜电位这一层，最后回到整体 —— 分级调节与人脑的高级功能。

第1节 神经调节的结构基础　神经系统的组成：中枢神经系统（脑和脊髓）与周围神经系统（脑神经和脊神经）。脑包括大脑、脑干、小脑、下丘脑等。　自主神经系统：支配内脏、血管和腺体的传出神经，其活动不受意识支配，分交感神经和副交感神经。　交感与副交感：两者对同一器官的作用通常相反：交感兴奋时心跳加快、消化减弱，副交感兴奋时相反。　神经元：神经系统结构与功能的基本单位，由细胞体、树突和轴突构成，能接受刺激、产生并传导兴奋。　神经纤维与神经：轴突或长树突以及套在外面的髓鞘构成神经纤维，许多神经纤维集结成束外包结缔组织构成神经。　神经胶质细胞：数量远多于神经元，起支持、保护、营养和修复作用，并参与髓鞘的形成。

第2节 神经调节的基本方式　反射：在中枢神经系统参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。必须经过完整的反射弧。　反射弧五环节：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。任一环节中断，反射都不能完成。　效应器：传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。不能只答「肌肉」，末梢也是效应器的一部分。　非条件反射：先天具有，数量有限，中枢在脊髓或脑干等较低级部位。是条件反射建立的基础。　条件反射：在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立，中枢在大脑皮层。数量几乎无限。　消退：条件反射建立后，若不再用非条件刺激强化，反射会逐渐减弱直至消失。消退是一个新的学习过程。

第3节 神经冲动的产生和传导　静息电位：外正内负。主要由 K⁺ 外流形成，此时膜对 K⁺ 的通透性大。　动作电位：外负内正。受刺激时 Na⁺ 通道打开、Na⁺ 内流，膜电位迅速逆转。　兴奋在神经纤维上的传导：以局部电流的形式双向传导。兴奋部位与未兴奋部位之间形成电位差，产生局部电流。　突触的结构：突触前膜、突触间隙、突触后膜。突触小泡中含神经递质。　突触处的传递：电信号→化学信号→电信号。递质由突触前膜释放（胞吐），与后膜上的受体结合。　单向传递：递质只能由突触前膜释放、作用于后膜，所以在突触处只能单向传递。这是与神经纤维上双向传导的根本区别。

第4节 神经系统的分级调节　分级调节：低级中枢受相应高级中枢的调控。脊髓的许多反射活动都受大脑皮层的控制。　大脑皮层：调节机体活动的最高级中枢。躯体运动中枢对躯体运动的支配是交叉的（左侧支配右侧）。　下丘脑：内含体温调节中枢、水平衡调节中枢，还与生物节律等的控制有关。是神经与体液调节的枢纽。　脑干：有许多维持生命必要的中枢，如呼吸中枢、心血管中枢。它受损往往危及生命。　小脑：有维持身体平衡的中枢，协调运动。小脑受损会出现走路不稳、动作不协调。　排尿反射的实例：脊髓是低级中枢，大脑皮层是高级中枢。高位截瘫者有尿意但不能控制排尿，正说明两者的层级关系。

第5节 人脑的高级功能　语言功能：人脑特有的高级功能。大脑皮层言语区包括 S 区（说话）、H 区（听话）、W 区（书写）、V 区（阅读）。　四个言语区的损伤：S 区损伤为运动性失语症（不能说），H 区损伤为听觉性失语症（听不懂），W 区不能写，V 区不能看懂文字。　学习和记忆：涉及神经元之间的联系。短期记忆主要与神经元的活动及神经回路有关，长期记忆可能与突触形态和功能的改变有关。　情绪：对客观事物的态度体验及相应的行为反应。适度调节情绪有利于健康。　抑郁症与精神分裂症：常见的精神障碍。前者以显著而持久的心境低落为主要特征，需要及时就医，不是「想开点」就能好。　毒品的危害：作用于突触，干扰神经递质的正常传递，产生依赖并损害神经系统。远离毒品是这一节的落点。

第3章 体液调节　另一套调节系统。三节按「有哪些—怎么控制—与神经的关系」排：先认内分泌系统，再用分级调节与反馈说明激素量怎么稳住，最后用血糖、体温、水盐三个实例把两套系统合起来看。

第1节 激素与内分泌系统　激素调节：由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行的调节。它是体液调节的主要内容。　促胰液素的发现：沃泰默的实验留下疑问，斯他林和贝利斯提出并证实了化学物质调节的存在。这是激素概念的起点。　主要的内分泌腺：下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺、胰岛、性腺等。胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素，B 细胞分泌胰岛素。　激素的三个特点：微量高效、通过体液运输、作用于靶器官靶细胞。三条合起来就是它的作用方式。　受体决定靶细胞：激素随血液到达全身，只有具有相应受体的细胞才能对它作出反应。这是「专一性」的分子解释。　激素不组成细胞结构：激素只起调节作用，既不组成细胞结构，也不提供能量，更不起催化作用。

第2节 激素调节的过程　血糖平衡：正常人空腹时血糖含量为 3.9～6.1 mmol/L。胰岛素降血糖，胰高血糖素与肾上腺素升血糖。　胰岛素的作用：促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖，同时抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖。　拮抗与协同：胰岛素与胰高血糖素在血糖调节上是拮抗关系；胰高血糖素与肾上腺素在升血糖上是协同关系。　分级调节：下丘脑→垂体→内分泌腺（如甲状腺）。下丘脑分泌促激素释放激素，垂体分泌促激素。　反馈调节：甲状腺激素增多时反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，使激素水平保持稳定。这是负反馈。　糖尿病：多由胰岛 B 细胞受损、胰岛素分泌不足引起。胰岛素是蛋白质，口服会被消化，只能注射。

第3节 体液调节与神经调节的关系　两者的关系：不少内分泌腺受中枢神经系统的支配；激素也会影响神经系统的发育和功能。两者相互配合。　神经调节的特点：作用途径是反射弧，反应速度迅速，作用范围准确、比较局限，作用时间短暂。　体液调节的特点：作用途径是体液运输，反应速度较缓慢，作用范围较广泛，作用时间比较长。　体温调节：中枢在下丘脑。寒冷时通过神经调节使皮肤血管收缩、骨骼肌战栗，同时通过激素提高代谢产热。　水盐平衡调节：细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→抗利尿激素增多→肾小管集合管重吸收水增多→尿量减少；同时产生渴觉。　渴觉的产生部位：在大脑皮层。渴觉不是反射，因为没有完整的反射弧（缺少效应器这一环）。

第4章 免疫调节　调节网络的第三套。四节按「有什么—怎么打—打错了会怎样—怎么用」排：先认免疫系统的组成，再把特异性免疫拆成体液与细胞两条通路，然后是免疫失调，最后落到疫苗与器官移植上。

第1节 免疫系统的组成和功能　免疫器官：骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。骨髓和胸腺是免疫细胞发生、成熟的场所。　免疫细胞：淋巴细胞（B 细胞、T 细胞）与树突状细胞、巨噬细胞等。B 细胞在骨髓中成熟，T 细胞在胸腺中成熟。　免疫活性物质：抗体、细胞因子、溶菌酶等。它们由免疫细胞或其他细胞产生，发挥免疫作用。　三道防线：第一道是皮肤黏膜，第二道是体液中的杀菌物质和吞噬细胞，第三道是免疫器官和免疫细胞。　免疫的三大功能：免疫防御（抵御病原体）、免疫自稳（清除衰老或损伤的细胞）、免疫监视（清除异常增殖的细胞）。　抗原：能引起机体产生特异性免疫反应的物质。多为外来物质，但癌变细胞、衰老细胞也可作为抗原。

第2节 特异性免疫　体液免疫：以浆细胞产生抗体、由抗体发挥作用的免疫方式。主要对付体液中的病原体和毒素。　体液免疫的过程：抗原被摄取处理并呈递给辅助性 T 细胞，B 细胞接受两个信号后增殖分化为浆细胞和记忆 B 细胞，浆细胞分泌抗体。　细胞免疫：以细胞毒性 T 细胞杀伤靶细胞的免疫方式。主要对付已侵入细胞内部的病原体和癌变细胞。　细胞免疫的过程：辅助性 T 细胞分泌细胞因子，细胞毒性 T 细胞增殖分化并识别、接触、裂解靶细胞，同时形成记忆细胞。　浆细胞不识别抗原：浆细胞是唯一不能识别抗原的免疫细胞，它只负责产生抗体。识别由 B 细胞、T 细胞与吞噬细胞完成。　二次免疫反应：记忆细胞遇到同种抗原时迅速增殖分化，产生抗体又快又多，因而在发病前就把病原体清除。

第3节 免疫失调　过敏反应：已免疫的机体再次接触相同过敏原时发生的组织损伤或功能紊乱。特点是发作迅速、反应强烈、消退较快。　过敏的前提：必须是再次接触。初次接触只是使机体致敏并产生抗体，不出现症状。　自身免疫病：免疫系统攻击自身的正常细胞和组织，如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮。属于免疫自稳功能失常。　免疫缺陷病：分先天性和获得性两类。艾滋病是获得性免疫缺陷病，由 HIV 攻击辅助性 T 细胞引起。　HIV 的致病机理：HIV 攻击辅助性 T 细胞，使两条特异性免疫通路都受损，患者最终多死于其他病原体感染或恶性肿瘤。　艾滋病的传播途径：性接触、血液、母婴三条。日常握手、共餐、蚊虫叮咬不会传播。

第4节 免疫学的应用　疫苗：通常是经过处理的减毒或灭活的病原体，也可以是抗原成分。接种后使机体产生抗体和记忆细胞。　疫苗为什么有效：它制造了一次初次免疫，留下记忆细胞。真正感染时发生的是二次免疫，又快又强。　抗体检测：利用抗原与抗体的特异性结合，可用于诊断疾病、检测特定蛋白质。　器官移植：移植的器官对受者是抗原，会引起免疫排斥。成败主要取决于供者与受者的组织相容性抗原是否一致。　免疫抑制剂：抑制免疫排斥反应，提高移植器官的成活率；但同时会降低机体对病原体的抵抗力。　免疫治疗：包括增强或抑制免疫功能的各类治疗，如肿瘤的免疫疗法。它是当前研究的热点方向。

第5章 植物生命活动的调节　把同一套「调节」的思路移到植物上。四节按「一种—多种—人造的—环境」排：先用生长素把激素调节讲透，再补上另外四类，然后是生产上用的调节剂，最后回到光温重力这些外部因素。

第1节 植物生长素　生长素的发现史：达尔文父子提出「影响」的设想，鲍森·詹森与拜尔各推进一步，温特分离出该物质并命名为生长素。　产生与分布：主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成。分布相对集中于生长旺盛的部位。　极性运输：只能从形态学上端运往下端，不能倒过来。这是一种主动运输，需要消耗能量。　横向运输：发生在尖端。单侧光或重力使生长素在尖端由向光侧运向背光侧（或由上侧运向下侧）。　两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。不同器官对生长素的敏感程度不同：根＞芽＞茎。　顶端优势：顶芽优先生长而侧芽受抑制。原因是顶芽产生的生长素向下运输，在侧芽处积累浓度过高。

第2节 其他植物激素　赤霉素：促进细胞伸长，引起植株增高；促进种子萌发和果实发育。解除休眠也靠它。　细胞分裂素：主要在根尖合成，促进细胞分裂，延缓叶片衰老。组织培养中与生长素配比决定分化方向。　脱落酸：抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老与脱落，维持种子休眠。干旱时含量升高，使气孔关闭。　乙烯：植物体各部位都能产生，主要作用是促进果实成熟。它是气体激素。　激素之间的关系：各种激素相互作用共同调节，有的协同（生长素与赤霉素促伸长），有的拮抗（赤霉素与脱落酸对休眠）。　植物激素的定义：由植物体内产生、能从产生部位运输到作用部位、对生长发育有显著调节作用的微量有机物。

第3节 植物生长调节剂的应用　植物生长调节剂：人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质。它不是植物自身产生的，因此不是植物激素。　优点：容易合成、原料广泛、效果稳定。这是生产上普遍使用它而不用天然激素的原因。　常见的调节剂：α-萘乙酸与 2,4-D（生长素类似物）、乙烯利（释放乙烯）、青鲜素（抑制发芽）等。　生产上的应用：促进扦插枝条生根、防止落花落果、获得无子果实、催熟果实、抑制马铃薯发芽。　除草剂的原理：利用双子叶植物比单子叶植物对生长素类似物更敏感，用适当浓度可除去单子叶作物田中的双子叶杂草。　合理使用：严格控制浓度、时期与部位，遵守安全间隔期。过量使用会有残留和品质问题。

探究 探索植物生长调节剂的应用　预实验：先设置浓度梯度较大的几组，找出大致的有效范围。可以减少浪费，也避免正式实验方向全错。　正式实验：在预实验确定的范围内设置较小的浓度梯度，找出最适浓度。梯度要包含预期最适值的两侧。　常用做法：以扦插枝条生根为例，用不同浓度的 α-萘乙酸浸泡枝条基部，统计一定时间后的生根数与根长。　两种处理方法：浸泡法（低浓度、时间长，适于有条件控制的场合）与沾蘸法（高浓度、时间短，适于野外快速处理）。　无关变量：枝条的长度、粗细、芽的数目、形态学上下端、温度与光照必须相同。枝条要取自同一植株。　重复与取平均：每组至少三根枝条，取平均值。单根的差异可能来自枝条本身而不是处理。

第4节 环境因素参与调节植物的生命活动　光对植物的调节：光既是能源，也是重要的信号。光信号被光受体接收，进而影响基因表达与生长发育。　光敏色素：一类蛋白质，主要吸收红光和远红光，是植物接受光信号的受体之一。它分布在植物的各个部位。　光周期现象：植物对昼夜相对长短的反应。据此把植物分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。　温度的调节作用：春化作用是低温诱导开花的现象；温度还通过影响酶的活性影响各项生理过程。　重力的调节作用：重力使生长素在根、茎内发生横向运输，形成根的向重力性与茎的背重力性。　整体调节：植物的生长发育是基因表达调控、激素调节与环境因素共同作用的结果，三者缺一不可。