高中生物课本中有关“素”的归纳 (1)

高中生物课本中有关“素”的归纳

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。

一.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。

二.高等植物激素

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。

三.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。

此外，微生物次级代谢产物中也含有色素。

四.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。

五.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、B6、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。

六.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。

七.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。

八.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。

九.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。

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。