IB 生物/人类健康与生理学

主题 6：人类健康与生理学

消化

---

解释为什么大型食物分子的消化是必要的。

• 我们吃的食物并不一定能以其当前形式被我们的组织利用。它们必须被分解和重组为“人体版本”。

• 最初摄入的分子通常太大，无法被小肠绒毛吸收，因此必须分解才能被吸收。

解释消化过程中酶的需求。如果没有酶，消化仍然会发生，但速度会明显减慢。

说明一种淀粉酶、一种蛋白酶和一种脂肪酶的来源、底物、产物和最佳 pH 条件。

• 酶: 唾液淀粉酶 | 胃蛋白酶 | 胰脂肪酶
• 来源: 唾液腺 | 胃壁 | 胰腺
• 底物: 淀粉 | 蛋白质 | 甘油三酯（脂肪或油）
• 产物: 麦芽糖 | 小肽 | 脂肪酸和甘油
• 最佳 pH: pH 7 | pH 1.5 - 3 | pH 7

绘制消化系统的示意图。

概述胃、小肠和大肠的功能。

• 蛋白质的消化从胃开始，胃蛋白酶加速了这一过程。进入人体的有害细菌会被胃的酸性环境（pH 1.5-2）杀死。
• 在小肠中，酶完成了消化过程，最终产物被绒毛吸收。
• 大肠吸收水分，并将无法吸收的残渣排出体外，形成粪便。

区分吸收和同化。

• 吸收是指食物分子穿过一层细胞，例如穿过绒毛。
• 同化是指食物真正成为身体组织的一部分。

解释绒毛的结构与其在消化终产物吸收中的作用之间的关系。

• 它增加了小肠的表面积
• 上皮细胞只有一层薄薄的细胞。
• 微绒毛中的蛋白质通道允许食物通过协助扩散和主动运输快速吸收。
• 血液毛细血管靠近上皮细胞，使扩散的距离很短。

运输系统

---

绘制心脏的示意图，显示所有四个腔室、相关的血管和瓣膜。

请参阅此处标注的图表

描述心脏在收集血液、泵血以及瓣膜开闭方面的作用。

• 右心房舒张以接收来自上腔静脉和下腔静脉的血液。
• 房室瓣打开，使血液通过收缩的心房进入右心室。
• 然后右心室舒张以接收来自心房的血液。然后它收缩以打开肺动脉瓣。脱氧血液通过肺动脉进入肺部，以便血液被氧合。
• 血液从肺部通过肺静脉返回心脏，现在已经氧合。
• 左心房舒张以接收血液，然后收缩以泵血并打开房室瓣，使血液进入舒张的左心室。
• 左心室收缩以打开半月瓣，然后血液通过主动脉进入身体其他部位。

概述心率的控制，包括起搏器、神经和肾上腺素。

• 起搏器位于右心房壁的窦房结 (SAN)。每次起搏器发出信号，心脏都会进行一次收缩或跳动。心脏自行跳动（肌源性）。神经和激素可以向起搏器传递信息：交感神经分泌肾上腺素（也称为“肾上腺素”），它将来自大脑的信息传递给起搏器，告诉起搏器加快心跳速度。另一条神经告诉它减慢速度。

解释动脉、毛细血管和静脉的结构与其功能之间的关系。

• 动脉

• 厚壁以承受高血压。
• 厚厚的外层纵向胶原和弹性纤维。
• 厚厚的圆形弹性和肌肉纤维层。
• 壁伸展和回缩，使血液从心脏流向小肠。
• 狭窄的管腔有助于维持高压。

• 静脉

• 薄层，只有少数圆形弹性和肌肉纤维。
• 薄壁，使肌肉能够挤压静脉
• 厚厚的外层纵向胶原和弹性纤维。
• 瓣膜，使血液能够停留在其中，而不会倒流。
• 宽阔的管腔以适应血液缓慢流动。

• 毛细血管

• 有孔隙，使血浆和吞噬细胞能够扩散进出。
• 连接静脉和动脉
• 潮湿且薄，便于扩散，扩散距离很短。
• 狭窄的直径和大量的毛细血管使通过扩散进行大量物质交换成为可能

血液由血浆、红细胞、白细胞（包括吞噬细胞和淋巴细胞）和血小板组成。它们的各自功能是什么？

• 血浆

• 血浆主要是水，约占血液总量的 55%。
• 它是血液的主要运输部分，利用了水的溶剂特性。
• 组成

• 盐类（钾、钠、氯、镁、碳酸氢盐）
• 气体（氧气、二氧化碳）
• 血浆蛋白（白蛋白[缓冲液]、纤维蛋白原[凝血]）
• 营养物质（葡萄糖、氨基酸）
• 废物（尿素）

• 红细胞

• 红细胞
• 运输氧气并帮助运输二氧化碳。

• 白细胞

• 白细胞
• 吞噬细胞

• 吞噬有害的异物颗粒、细菌和死亡或垂死细胞的白细胞，从而保护身体。

• 淋巴细胞

• 脊椎动物免疫系统中的白细胞。
• 大型颗粒淋巴细胞包括自然杀伤细胞 (NK 细胞)。小型淋巴细胞包括 T 细胞和 B 细胞。

• 血小板

• 参与止血的细胞，导致血凝块的形成。

确定至少 6 种由血液运输的东西。

• 营养物质
• 氧气
• 二氧化碳
• 激素
• 抗体
• 尿素。

病原体和疾病

---

定义病原体

• 病原体：引起疾病的生物体或病毒。

列举由以下各组生物体引起的疾病的示例：病毒、细菌、原生动物、真菌、扁形动物和圆形动物。

• 病毒: HIV
• 细菌: 霍乱
• 原生动物: 疟疾
• 真菌: 癣
• 扁形动物：猪肉绦虫
• 圆形动物: 钩虫

列出至少六种病原体传播和进入人体的途径。

1. 空气传播/吸入
2. 直接接触
3. 割伤
4. 摄入受污染的食物或水
5. 性交
6. 昆虫
7. 输血

描述一种人类细菌疾病的病因、传播途径和影响。

• 霍乱：是一种由霍乱弧菌引起的肠道传染病。

• 病因: 霍乱是由霍乱弧菌引起的，该细菌会产生可能致命的分泌性腹泻。
• 传播途径: 霍乱通过摄入受该细菌污染的粪便传播。污染通常发生在污水进入饮用水时。在发展中国家，污水处理系统不发达，以及自然灾害（如洪水）发生后，霍乱是一个严重问题。最近的海啸引发了人们对霍乱的担忧。
• 影响: 霍乱会导致致命的分泌性腹泻和脱水。其他症状可能包括痉挛、发烧和恶心。

解释为什么抗生素对细菌有效，而对病毒无效。

• 抗生素 是一种药物，可以杀死或抑制细菌生长。抗生素会阻断细菌的代谢途径，抑制细胞壁形成和蛋白质合成，导致外来细菌死亡。然而，病毒不是生物，它们利用宿主细胞进行复制，而抗生素不会针对这些宿主细胞。为了用抗生素杀死病毒，人类细胞也必须被杀死。

解释艾滋病的病因、传播途径和社会影响。

• 艾滋病 或获得性免疫缺陷综合征是由感染人类免疫缺陷病毒 (HIV) 引起的症状和感染的集合。

• 传播途径：HIV 通过粘膜与含有 HIV 的体液（如血液、精液或母乳）直接接触传播。传播途径可能包括肛交或插入式性交、输血、受污染的针头或在怀孕期间传播。大多数研究人员认为该病毒起源于撒哈拉以南非洲，但确切病因尚不清楚。
• 社会影响：对与该疾病相关的人群的恐惧和担忧，与该疾病相关的生活方式受到攻击，难以找到工作甚至获得健康保险——被社会孤立。

抵御传染病

解释皮肤和粘膜如何作为抵抗病原体的屏障。

• 皮肤和粘膜形成屏障，阻止大多数病原体进入人体。皮肤的其他层坚韧，形成物理屏障。这些干燥的角质化皮肤层不利于病原体生长。皮肤还会产生一层薄薄的酸和油。粘液中含有一种叫做溶菌酶的酶，可以杀死细菌。

概述吞噬白细胞如何在血液和身体组织中吞噬病原体。

• 吞噬细胞 是一种白细胞，通过吞噬作用吞噬并破坏异物。

1. 它们可以很容易地穿过血毛细血管壁和感染部位。
2. 吞噬细胞与病原体细胞接触，不识别其细胞壁上的糖蛋白结构。
3. 然后通过胞吞作用吞噬病原体。质膜在病原体周围形成。
4. 病原体吞噬泡然后与含有消化酶的溶酶体结合，溶酶体分解病原体。
5. 大量的吞噬细胞形成脓液。

说明抗原和抗体的区别。

• 抗原 是能够引起淋巴细胞产生免疫反应的大分子。
• 抗体 是浆细胞分泌的蛋白质，能够与特定抗原结合并将其标记以清除。

解释抗体产生过程。

• 抗体由淋巴细胞产生，淋巴细胞可以识别大量的抗原，但每个细胞只识别一种类型的抗原。每个淋巴细胞都会将它产生的部分抗体置于其细胞表面，抗原结合位点向外突出。当病原体进入体内时，其抗原会与一种类型的淋巴细胞细胞表面的抗体结合。选定的淋巴细胞会增殖，产生一群具有选择性抗原受体的相同细胞。其中一些细胞会发育成寿命较短的浆细胞，分泌针对该抗原的特异性抗体。另一些细胞会发育成寿命较长的记忆细胞，在再次接触相同抗原时可以快速反应。

概述 HIV 对免疫系统的影响。

• HIV 攻击 T 细胞，T 细胞是免疫系统的一部分，对于 B 淋巴细胞的形成至关重要。病毒进入 T 细胞并在那里复制。随着繁殖的增加，细胞会破裂，病毒 RNA 会传播到其他 T 细胞。病毒不断感染并杀死其他 T 细胞，使免疫系统瘫痪。这使得通常被免疫系统控制的其他生物体能够影响人体。

讨论艾滋病的病因、传播途径和社会影响。

• 艾滋病的病因是 HIV 逆转录病毒进一步发展，最终转变为艾滋病。
• HIV 在体外无法存活，而且不容易穿过皮肤。传播涉及从感染者转移到未感染者的体液。

1. 通过阴道、阴茎、口腔或肠道在阴道、肛门或口交期间的小切口或撕裂。
2. 在静脉注射吸毒者共用的注射器上的血液痕迹中。
3. 通过胎盘从母亲传染给婴儿，或在分娩期间的切口处或在母乳喂养期间通过母乳传播。
4. 在输血或使用血液制品（如用于治疗血友病的 VIII 因子）中。

社会影响

• 朋友和家人遭受悲伤。
• 如果患有艾滋病的个人是养家糊口的人并且被拒绝人寿保险，家庭会变得更加贫困。
• 感染 HIV 的个人可能会受到污名化，无法找到伴侣、住房或工作。
• 由于对艾滋病的恐惧，人口中的性行为可能会减少。

气体交换

---

说明通气、气体交换和细胞呼吸之间的区别。

• 通气：是指吸气和呼气过程，氧气进入肺泡（表面积大）。
• 气体交换：是指肺泡和毛细血管之间交换气体的过程（二氧化碳换氧气）。
• 细胞呼吸：是指线粒体中发生的化学过程，在此过程中能量以 ATP 的形式释放。

解释通气系统的重要性。

• 为了获得生物体生存所需的氧气并排出二氧化碳，需要通气系统。许多小型生物体利用的表面扩散不足以满足身体对氧气的需求。它还需要维持肺泡中的浓度梯度。

列出适应气体交换的肺泡特征。

1. 细胞分泌液体，使内表面保持湿润。
2. 表面积增加。
3. 单层细胞，扩散距离短。
4. 表面附近有密集的毛细血管网络。

绘制包括气管、支气管、支气管和小支气管以及肺部的通气系统图。 通气系统图

解释人类肺部的通气机制，包括内、外肋间肌、膈肌和腹肌的作用。

• （如果你不记得，你可以在考场尝试一下。）

• 当我们吸气时，膈肌向下移动并变平，因为腹肌放松（允许更多空气进入）。胸腔容积增大，空气流入肺部。外肋间肌收缩。
• 当我们呼气时，腹肌收缩，膈肌变回穹窿形，向上移动。胸腔容积减小，肋间肌收缩，导致压力升高。空气流出以平衡压力梯度。

稳态和排泄

---

说明稳态是指将内环境维持在恒定水平或在狭窄范围内，包括血液 pH 值、氧气和二氧化碳浓度、血糖、体温以及水分平衡。

• 稳态是指将内环境维持在恒定水平，保持在狭窄的范围内。这包括血液 pH 值、氧气和二氧化碳浓度、血糖、体温以及水分平衡。

解释稳态包括监测变量水平并通过负反馈机制校正水平变化。

• 稳态是指通过负反馈机制将身体维持在狭窄的范围内。负反馈包括一个探测器，它测量要控制的特征的值。它将信息发送给效应器，效应器然后采取行动。

说明神经系统和内分泌系统都参与稳态调节。

• 内分泌 系统和 神经系统 都参与稳态调节。

说明神经系统由中枢神经系统和周围神经组成，由称为神经元的特殊细胞组成，神经元可以快速传导电脉冲。

• 神经系统由中枢神经系统和周围神经组成，由称为神经元的特殊细胞组成，神经元可以快速传导电脉冲。

描述体温调节，包括血液中热量的传递、汗腺和皮肤动脉的作用以及颤抖。

1) 靠近皮肤的血液与环境交换热量以保持 37°C 的体温。

2) 血管收缩可以减少流向皮肤的血液，在寒冷天气中保存热量。血管扩张会导致更多血液流向皮肤，从而冷却身体。

3) 出汗可以冷却身体，因为皮肤上的水分会蒸发。

4) 发抖会产生肌肉热量。

说明内分泌系统由分泌激素的腺体组成，激素在血液中运输。

内分泌系统由分泌激素的腺体组成，激素在血液中运输。

解释血糖浓度调节，包括胰岛素、胰高血糖素、胰岛 α 细胞和 β 细胞的作用。 1) 胰高血糖素 - 当血糖浓度低时，由胰岛 α 细胞分泌，它将储存的糖原转化为进入血液的葡萄糖。 2) 胰岛素 - 当血糖浓度高时，由胰岛 β 细胞分泌，它将血液中的葡萄糖转化为储存的糖原。

定义排泄。

• 排泄 是指从生物体中消除代谢废物和其他无用物质的过程。

概述肾脏在排泄和维持水分平衡中的作用。

• 人体有两个肾脏，位于腹腔后部。每个肾脏通过输尿管连接到膀胱，输尿管将肾脏过滤的毒素以及多余的水排入膀胱。肾动脉会将尿素和其他不需要的物质供应给肾脏，这些物质也会被排入膀胱，并通过肾静脉发送出适量的尿素、盐和水。如果没有肾脏，多余的物质将无法被过滤掉，可能会对身体造成伤害。

生殖

---

绘制成年男性和女性生殖系统的图表。 女性: [1] 男性: [2]

解释激素在调节青春期变化（睾丸激素、雌激素）中的作用，以及在月经周期（FSH、LH）中雌激素和孕激素的作用。

从出生到十岁，睾丸激素水平非常低。此后急剧上升，并开始男性青春期。这是精子产生的时间。睾丸激素在 40-50 岁之前一直保持高水平，然后逐渐下降。它还负责声音变化、身体某些部位的毛发生长以及肌肉的构建。雌激素导致卵子的产生，从而导致月经周期。在月经周期中，垂体分泌的 FSH 增加，这会导致卵母细胞（未成熟卵子）及其卵泡的生长。在月经开始后的两周，由于垂体 LH 的突然和急剧增加，排卵发生。它还会导致空卵泡发育成黄体（黄体），黄体开始释放孕激素。这负责维持和增厚子宫内膜（子宫壁）以备受精卵植入。

生殖阶段结束时 FSH 和 LH 水平上升的原因。

雌激素和孕激素水平保持较低，因为在生殖阶段结束时，没有卵泡产生雌激素。在这个阶段，这导致 FSH 和 LH 的产生不被抑制。高水平的 FSH 和 LH 不会导致女性过度排卵，因为卵巢对 FSH 不敏感，并且原始卵泡都退化或都被使用了。

预计男性和女性婴儿出生数量相等的原因。

性别由性染色体决定。女性的染色体是 XX，男性的染色体是 XY。因此，卵细胞携带 X 染色体，精子携带 X 或 Y 染色体，因为它们在男性减数分裂第一次分裂时分离。一半的精子携带 X 染色体，一半携带 Y 染色体，因此受精卵的精子携带 X 染色体的可能性与携带 Y 染色体的可能性相同。

列出两性的第二性征。

男性的第二性征是阴毛和腋毛的生长、喉部的生长导致声音变低以及肌肉的构建。女性则是阴毛、阴道、乳房、骨盆、大腿和臀部的脂肪沉积、阴道分泌液以及月经周期的开始。

解释其他激素水平如何在怀孕期间控制 FSH 水平。

另一种激素 HCG 刺激黄体的维持，从而产生孕激素。孕激素水平在怀孕期间升高，并抑制 FSH 的产生。

讨论应该允许生育中心移植多少个胚胎。

减少允许移植的胚胎数量可以降低多胎妊娠的可能性，这有利于母亲和孩子（或孩子）的健康，因为这类妊娠会增加他们的健康风险。将允许移植的胚胎数量限制为两个将几乎可以防止所有多胎妊娠，尤其是三胞胎妊娠的发生。然而，在年龄较大的母亲中，多胎妊娠的风险较低，因此可以将更多胚胎移植给她们。

说明交配和受精之间的区别。

交配是指男性和女性生殖结构之间的身体接触，这是精子从男性转移到女性所需的，但由于使用避孕措施或不育而并非一定导致受精。受精是指男性和女性细胞核的融合，产生受精卵。

描述早期胚胎发育到胚泡植入的过程。

受精发生，导致有丝分裂或卵裂，形成称为桑椹胚的细胞球。桑椹胚在受精后约 4 天到达子宫。轻微的不等分裂持续到第 7 天，导致桑椹胚中间形成一个充满液体的空间。这就是胚泡。胚泡的外层细胞被称为滋养层，它将嵌植在子宫内膜中。

说明胎儿由羊膜囊和羊水支撑和保护。

胎儿由羊膜囊和羊水支撑和保护。

说明物质在胎盘中母体和胎儿血液之间交换。

物质在胎盘中母体和胎儿血液之间交换。

概述分娩过程及其激素控制，包括孕激素和催产素。

分娩、生产和胎盘娩出标志着分娩的三个阶段。分娩以子宫收缩为标志，它是由一种名为催产素的激素刺激的，这种激素是由垂体分泌的，当孕激素水平下降时，它就会释放出来。催产素导致子宫颈扩张。下一个阶段生产时的收缩最强烈。在婴儿出生后，胎盘连同其他体液和血液一起排出体外。排出的胎盘标志着胎盘娩出。分娩和生产由催产素、孕激素和雌激素的作用控制。

描述四种计划生育和避孕方法。[应提及化学、机械和行为的例子]。

• 化学 - 避孕药通过抑制 FSH 和 LH 来阻止排卵。

• 机械 - 使用男性避孕套可以防止精子释放到阴道中。另一种方法是宫内节育器 (IUD)，它可以防止受精或着床。还有绝育。在女性中，进行输卵管结扎，将输卵管扎起来，这样精子就无法到达卵子，或者男性进行输精管切除术，将输精管切断，防止精子释放。

• 行为 - 戒欲的成功率为 100%，可以防止怀孕。将交配时间与女性的排卵周期同步也是防止怀孕的有效方法。

讨论计划生育和避孕的伦理问题。

有些人认为堕胎，即杀死受精后形成的胎儿是不道德的。其他人认为，怀孕的女性有权决定如何处理胎儿。

关于避孕措施使用的伦理考虑可能包括：人口过剩的考虑、对孩子（或孩子们）未来的考虑以及宗教考虑。一些宗教教导说，干预自然过程（如生育）是错误的。

概述羊膜穿刺术的技术。

羊膜穿刺术是指通过母亲腹部用注射器抽取一些羊膜囊中的羊水。然后将这些细胞培养在组织培养基上进行研究，以制作染色体图，然后研究这些细胞以查明是否存在任何异常。

概述体外受精 (IVF) 的过程

• 1. 在连续三周内每天注射不同的药物以停止月经周期。
• 2. 注射大量 FSH 以刺激卵巢发育多个卵泡。
• 3. 在收集细胞前 36 小时注射 HCG 激素，使卵子成熟并松动。
• 4. 通过阴道抽吸从女性卵巢中取出卵子，并将它们放置在玻璃皿中。然后清洗卵子以去除血液和其他不需要的物质。然后将卵子进行培养。
• 5. 男性提供精子，由医生收集。
• 6. 选择最健康的精子，与卵子混合，以强制受精。
• 7. 选择两到三个卵子，通过阴道植入子宫。
• 8. 几周后，进行妊娠测试。
• 9. 怀孕后期，进行扫描以查找心跳。

讨论 IVF 的伦理问题。

• 赞成 IVF - 无子女和不育的夫妇获得了生育孩子的机会。因遗传性疾病或不育症造成的痛苦得以减少。

• 反对 IVF - 接受 IVF 受孕的孩子的父母很可能遗传了这种遗传性疾病，违背了自然选择。多余的胚胎被杀死或捐赠给干细胞研究。一旦受精卵被植入子宫，父母可以选择哪些卵子会被移除，这实质上允许人类拥有定义生与死的权利。那些没有从子宫中取出多余卵子的父母会生下多胞胎，增加了胎儿患健康问题的风险。