高中生物课本中有关“素”的归类

1高中生物课本中有关“素”的归类台州市书生中学钱先武激素、色素、维生素、抗生素、纤维素、毒素、干扰素、矿质元素等有关的素，学生容易混淆，容易遗忘。在高三总复习阶段，对这些有关的“素”进行归类，通过对比明确异同点，有利于学生落实知识点，并灵活运用。1、人和高等动物的激素人和高等动物的激素是由专门的器官（即内分泌腺）分泌，对生物体的新陈代谢、生长、发育和繁殖等生命活动具有调节作用的化学物质。激素直接进入腺体的毛细血管，随血液循环分布在全身各处。但是，不同的激素有特定的作用器官和组织细胞，这些组织细胞被称为激素的靶细胞。例如，促甲状腺激素作用于甲状腺细胞。抗利尿激素作用于肾小管和集合管的管壁细胞。因此，激素的作用具有特异性，这与靶细胞上的受体有直接关系。激素在血液中的含量极少，但是调节作用非常显著，所以，激素也是一类具有高效性的化学物质。动物激素是通过血液循环（体液的传送）从产生部位运输到作用部位。下面把在高中生物课本中出现过的激素进行列表比较，对几种“重点激素”的生理作用，结合课本内容进行具体归纳，有利于学生记忆，并更好地运用到具体解题过程中。对于激素分泌失常引起的失调症状，应该根据该激素的主要作用去推理。所以，记住每种激素的生理作用是解决“激素相关习题”的基础。表1人和高等动物的激素激素名称化学本质分泌器官主要生理作用促甲状腺激素释放激素蛋白质下丘脑促进垂体合成分泌促甲状腺激素2促性腺激素释放激素蛋白质下丘脑促进垂体合成和分泌促性腺激素抗利尿激素蛋白质下丘脑促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少尿的排出。简记为“保水作用”促甲状腺激素蛋白质垂体促进甲状腺的生长和发育，调节甲状腺激素的合成和分泌。促性腺激素蛋白质垂体促进性腺的生长和发育，调节性激素的合成和分泌。生长激素蛋白质垂体促进生长，主要促进蛋白质的合成和骨的生长。甲状腺激素氨基酸的衍生物甲状腺促进新陈代谢，促进幼小动物的发育，促进神经系统的发育，提高神经系统的兴奋性。简记为“三促一提”。胰岛素蛋白质胰岛的B细胞降低血糖浓度，具体分解为八个作用：①促进葡萄糖进入组织细胞。②促进葡萄糖合成肝糖元。③促进葡萄糖合成肌糖元。④促进葡萄糖转化为脂肪。⑤促进葡萄糖在细胞内的氧化分解。⑥抑制肝糖元分解为葡萄糖。⑦抑制非糖物质转化为葡萄糖。⑧抑制胰高血糖素的分泌。简记为“五个促进三个抑制”。胰高血糖素蛋白质胰岛的A细胞提高血糖浓度，简记为“两个促进一个抑制”。①强烈促进肝糖元分解为葡萄糖。②促进非糖物质转化为葡萄糖。③抑制胰岛素的分泌。肾上腺素氨基酸衍生物肾上腺髓质部分①促进肝糖元分解为葡萄糖。②促进代谢加强增加产热量。简记为“两个促进”。醛固酮类固醇肾上腺促进肾小管和集合管对Na+的重吸收和K+的分泌。简记为“保钠排钾”雄性激素类固醇主要是睾丸促进雄性生殖器官的发育和精子的生成，激发和维持雄性第二性征。雌性激素类固醇主要是卵巢雌性生殖器官的发育和卵子的生成，激发和维持雌性第二性征及正常的性周期。孕激素类固醇卵巢促进子宫内膜和乳腺等的生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件。催乳素蛋白质垂体调控动物对幼仔的照顾行为，促进合成食物的器官发育和生理机能的完成。在上表的激素中，胰岛素和胰高血糖素及肾上腺素具有拮抗关系。胰高血糖素和肾上腺素之间具有协同关系。甲状腺激素与生长激素之间具有协同关系。在体温调节过程中，甲状腺激素与肾上腺素之间具有协同关系。2、高等植物激素3在植物体一定部位合成，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著的调节作用的微量有机物，称为植物激素。从概念中注意三点，第一，高等植物体内没有专门产生激素的器官，只是在某种器官的一定部位产生。第二，从产生部位到作用部位要通过运输。第三，植物激素是高效化学物质。现将高等植物的五种激素的主要作用列表如下：表2高等植物的五种激素植物激素产生部位主要作用备注细胞分裂素根尖、胚、果实生长旺盛部位促进细胞分裂和组织分化，延缓植物衰老。植物组织培养培养基成分生长素叶原基、幼叶、发育的种子、根尖、茎尖的分生区①促进生长（促进细胞纵向伸长）②促进果实发育（子房壁发育成果皮）③促进扦插枝条生根④防止落花落果简记为“三促一防”具有两重性和极性运输的特点。除草剂，顶端优势。植物组织培养培养基成分赤霉素发育中的种子、茎尖、根尖促进细胞分裂和茎的伸长，打破休眠促进萌发，诱导植物开花。赤霉菌也能合成乙烯促进果实的成熟，对茎的伸长有抑制作用，与果实发育的区别脱落酸抑制细胞分裂和种子萌发，抑制生长，促进叶片衰老和脱落，促进落花落果。从上表中我们可以发现，植物激素之间也存在着协同和拮抗关系。3、色素a)高等植物叶绿体中的色素高等植物叶绿体内的色素有四种：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），不同种类的植物四种色素的比例有所不同，一般来说，叶绿素的含量最多，叶片呈现绿色。叶绿素的形成需要光照和较高的温度，在黑暗中生长的幼叶是黄色的（含叶黄素），可以设计实验来证明。四种4激素的作用，应该具体概括为三点：①四种色素都具有吸收光能的作用。②大部分叶绿素a和全部的叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素能传递且需要传递光能。③只有少数特殊状态叶绿素a才具有转换光能的作用。镁元素是组成叶绿素a和叶绿素b的必需成分，当土壤中缺少镁元素时，植物老叶中的叶绿素被分解，镁元素被转移到幼叶中。所以，植物体的老叶将先出现黄色。b)植物液泡中的色素植物体的花瓣和果肉所呈现的颜色，主要是由液泡中的色素决定的。液泡中的色素主要是花青素，花青素属于类黄酮。花青素在植物体外，会随pH的不同颜色发生变化，在植物体内色素含量的不同，会出现不同的颜色。c)藻类植物细胞中的色素藻类植物包括蓝藻、褐藻、红藻和绿藻四种类群。蓝藻是原核生物，其它三类是真核生物。它们都能进行光合作用，属于自养型生物。蓝藻细胞内含有藻胆素和叶绿素a，分布在光合膜（课本图2-17末注明）上。褐藻细胞内的色素主要是叶绿素a和多种叶黄素，叶黄素的含量较多，所以，褐藻呈现褐黄色，如海带。红藻细胞内的色素有叶绿素a、叶绿素b以及藻胆素，红藻呈现紫红色或暗绿色。绿藻细胞内的色素主要是叶绿素a、叶绿素b。d)光合细菌中的色素光合细菌又称光能自养菌，异化作用类型属于厌氧菌。能够利用光能和二氧化碳合成细胞内的有机物。光合细菌细胞内的色素有细菌叶绿素和多种胡萝卜素，光合细菌呈紫色、褐色或绿色。通常以硫化氢、硫代硫酸盐、分子氢、简单有机物为氢供体，所以，光合细菌光合作用不释放氧气。5此外，微生物次级代谢产物中也含有色素。3、矿质元素矿质元素是植物正常生长发育，完成生活史所必需的化学元素。判断某种元素是否是矿质元素，一般要从以下几个方面进行分析，第一，缺少该元素时，植物的生长发育发生障碍，不能完成生活史。第二，缺少该元素时，植物体会出现特定的缺乏症状，及时补充该元素，这种缺乏症状能随时消失。第三，该元素对植物体生长发育的影响是直接的，不是间接的，而且其它化学元素是不能代替的。第四，该元素主要是植物通过根系在土壤中吸收的。按照矿质元素在植物体内的含量，把矿质元素分为大量元素和微量元素。目前，科学家确定的必需矿质元素共有14种，大量元素6种：N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素8种：Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo、Cl、Ni。溶液培养法是研究矿质元素的常用方法。为什么C、H、O三种元素不是矿质元素呢？矿质元素最早是指植物体完全燃烧后留下的灰分，植物体在燃烧的过程中，C、H、O三种元素分别以二氧化碳和水两种气体形式散失了，没有留在灰分中。另外，二氧化碳是通过叶片在空气中吸收的，所以，没有把C、H、O三种元素列为矿质元素。在燃烧的过程中，氮虽然以气体形式散失而不存在于灰分中，但是，氮与其它灰分元素一样，是植物从土壤中以无机盐形式吸收而来，所以，把氮元素列为矿质元素。4、维生素维生素是一类维持机体正常生理功能所必需的小分子有机物。通常情况下人体在食物中能够得到所需的维生素。维生素通常分成两大类，脂溶性维生素和水溶性维生素，前者主要包括维生素A、D、E、K等，后者主要有维生素B1、B2、6B6、B12、C、PP、泛酸、叶酸、生物素等。维生素一般是通过协助扩散的方式进入细胞的。维生素的主要作用是作为辅酶或辅酶基的有效成分。维生素是微生物生长繁殖所需的生长因子中的一类物质。在微生物培养基和植物组织培养的培养基中，需加入维生素。5、抗生素抗生素是细菌、放线菌和真菌等微生物的次级代谢产物，由细胞内合成排放到细胞外，能特异性地抑制某些微生物的生长或杀灭某些微生物，对自身起到保护作用。目前已知的抗生素中大多数是由放线菌产生的，如链霉素、四环素。青霉是真菌，青霉产生的青霉素是大家最熟悉的抗生素。通常把能产生抗生素的微生物叫做抗生菌。抗生素主要作用是干扰微生物细胞内的生物合成途径，封锁细胞内的大分子物质及细胞结构物质的合成，从而达到抑制某些微生物的生长或杀灭某些微生物的作用。如青霉素能干扰原核细胞细胞壁（肽聚糖）的合成，链霉素能影响蛋白质的合成、细胞膜的完整性以及呼吸作用。根据抗生素能抑制和杀灭微生物的范围，把抗生素分为广谱抗生素和窄谱抗生素。6、纤维素纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖，是植物细胞壁的主要成分之一。原核细胞的细胞壁主要成分是肽聚糖而不含纤维素。在植物体细胞杂交过程中，用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，得到原生质体。在植物细胞中最常见的多糖是纤维素和淀粉。纤维素、淀粉和蛋白质是细胞内最主要的亲水性物质，在植物细胞的吸胀吸水中起重要作用。蛋白质、淀粉、纤维素三种物质亲水性依次从强到弱。食7物中的纤维素在人体内是不能消化的（动物除外）。但是，纤维素能促进胃肠的蠕动，有利于食物的消化，食物纤维被称为人类的第七营养素，对人体有许多作用。7、干扰素和白细胞介素干扰素和白细胞介素都属于淋巴因子，是效应T细胞产生并释放的可溶性免疫活性物质。干扰素的化学成分是糖蛋白，是一种抗病毒的特效药，几乎能抵抗所有病毒引起的感染。干扰素对治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病也有一定的疗效。传统的方法是从人血液的白细胞即效应T细胞中提取，产量很低，每300L血液中只能提取1mg干扰素。在我国目前可以用基因工程的方法生产，利用大肠杆菌和酵母菌为受体细胞，把人体内控制干扰素合成的基因导入受体细胞，得到工程菌，然后用发酵工程进行工业化生产。白细胞介素的化学本质也是蛋白质，白细胞介素-2的作用可概括“三能”：能诱导人体产生更多的效应T细胞，能增强效应T细胞的杀伤力，能增强其它免疫细胞对靶细胞的杀伤作用。8、外毒素、抗毒素和类毒素外毒素是致病细菌合成的一类有毒的次级代谢产物，在细菌生活的过程中释放到细胞外，在周围环境中积累。外毒素的主要成分是蛋白质，具有抗原性和毒性。外毒素在人体免疫学中应该属于抗原。不同的致病细菌产生的外毒素在组成和结构上存在差异，这种差异根本上是由不同细菌的DNA决定的。致病细菌进入人体后，产生的外毒素对人体的组织器官产生不良影响，导致生理功能不正常。抗毒素是一类能中和细菌产生的外毒素的蛋白质。在人体免疫中抗毒素是属于抗体。是由效应B细胞产生并分泌的。8类毒素是经过化学药剂处理后失去毒性的外毒素。外毒素具有抗原性和毒性，用化学药剂（如低浓度的甲醛）处理使外毒素失去毒性，但保留外毒素的抗原性。类毒素属于抗原，用于预防接种。例如，注射破伤风类毒素用于预防破伤风。参考文献：张启元主编.《中学生物教学词典》.北京师范大学出版社，1991年。