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文檔簡介

1、高中生物必修3復習提綱第1章 人體的內環境與穩態第1節細胞生活的環境一、內環境2、各種細胞的內環境血細胞直接生活的環境:血漿;毛細血管壁細胞直接生活的環境:血漿和組織液;毛細淋巴壁細胞直接生活的環境:淋巴和組織液;體內絕大多數組織細胞直接生活的環境:組織液3、內環境和外環境(1)對于細胞來說:內環境:細胞外液;外環境:呼吸道、消化道、肺泡腔、輸卵管、子宮等(2)對于人體來說:內環境:人體內部的環境;外環境:人們生活的外界環境二、人體內有關的液體1、體液:包括細胞內液和細胞外液。細胞外液主要包括組織液、血漿、淋巴,也叫人體的內環境。此外,腦脊液也屬于細胞外液。2、外分泌液:主要指外分泌腺(如唾液

2、腺、胃腺、腸腺、胰腺、淚腺、汗腺、皮脂腺等)分泌的,運輸到體外和消化腔的液體。包括各種消化液、淚液、汗液等。3、原尿:血漿通過腎小球時經濾過作用形成,與血漿成分相比主要是不含大分子蛋白質。4、尿液:原尿再經腎小管和集合管的重吸收后形成,主要包括水分、無機鹽及代謝廢物,是人體的重要排泄物。尿液是一種排泄物,既不是體液,也不是外分泌液。三、細胞外液的化學成分1、血漿成分:水、無機鹽、糖類、蛋白質、脂質、氨基酸、激素、維生素、抗體、各種細胞代謝產物等。2、組織液、淋巴的成分和含量與血漿相近,但又不完全相同,“最主要”的差別是血漿中含有較多的蛋白質,而組織液和淋巴中的蛋白質含量很少。四、細胞外液的理化

3、特性1、溶液的滲透壓:是指溶液中溶質微粒對水的吸引力。溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質的微粒的數目,溶質微粒越多,溶液濃度越高,對水的吸引力越大,溶液滲透壓越高。由于血漿中含有無機鹽和蛋白質,故血漿滲透壓與其有關。(1)水在細胞內外的轉移取決于細胞內外滲透壓的大小。(2)內鉀外鈉:決定細胞內液滲透壓的主要是鉀鹽(因為鉀鹽主要存在于細胞內液);決定細胞外液滲透壓的主要是鈉鹽(因為鈉鹽主要存在于細胞外液)。(3)細胞外液滲透壓細胞內液滲透壓水外流細胞皺縮;細胞外液滲透壓細胞內液滲透壓水內流細胞腫脹2、正常人的血液pH范圍是7.357.45,緩沖物質是H2CO3NaHCO3、NaH2PO4N

4、a2HPO43、溫度:37左右五、內環境的功能:內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介。高等的多細胞動物,它們的體細胞只有通過內環境,才能與外界環境進行物質交換。第2節內環境穩態的重要性一、內環境穩態穩態是指正常機體在神經系統、體液和免疫系統的調節下,通過各個器官、系統的協調活動,共同維持內環境的相對穩定的狀態。二、參與內環境穩態的系統1、直接參與物質交換的系統:呼吸系統、消化系統、循環系統和泌尿系統。2、起調節作用的系統:神經系統(神經調節)、內分泌系統(體液調節)、免疫系統(免疫調節)三、穩態調節機制的認識1、法國生理學家“貝爾納”:神經調節。2、美國生理學家“坎農”:神經體液調節。3、

5、現代觀點:神經體液免疫調節(作為內環境穩態的主要調節機制) 四、穩態調節原理1、滲透壓調節2、血漿pH穩態當酸性物質進入血液時:H+HCO3- = H2CO3 ,H2CO3 = H2OCO2 (從肺部排出)例如:乳酸進入血液后,就與血液中的NaHCO3發生作用,生成乳酸鈉和H2CO3。當堿性物質進入血液時:OH-H2CO3 = HCO3-H2O,例如:當Na2CO3進入血液后。就與血液中的H2CO3發生作用,生成碳酸氫鹽,而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。3、體溫恒定安靜時人體產熱主要來自內臟(肝臟、腎等),運動時主要來自骨骼肌。人體的散熱主要通過汗液蒸發、皮膚內毛細血管散熱、其次還有呼氣、排尿

6、和排便等。當氣溫達到35以上時,散熱主要通過汗液蒸發這一條途徑。人體體溫的相對恒定是因為產熱過程和散熱過程能夠維持動態平衡,主要調節中樞在下丘腦。 五、內環境穩態的重要意義溫度、pH等都必須保持在適宜的范圍內,酶促反應才能正常進行。可見,內環境的穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。例如,當血液中鈣、磷的含量降低時,這在成年人表現為骨軟化病,在兒童則表現為佝僂病。血鈣過高會引起肌無力,血鈣過低則會引起肌肉抽搐等疾病。第2章 動物和人體生命活動的調節第1節通過神經系統的調節一、反射與反射弧1、反射:神經調節的基本形式2、反射弧:神經調節的結構基礎,由感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器五

7、個部分組成。二、興奮的傳導1、在神經纖維上的傳導:興奮是以電信號(局部電流、神經沖動)的形式沿著神經纖維傳導的。(3)傳導特征完整性:神經纖維要實現其興奮傳導的功能,就要求其在結構上和生理功能上都是完整的。如果神經纖維被切斷,興奮即不可能通過斷口;如果神經纖維在麻醉劑或低溫作用下發生功能的改變,破壞了生理功能的完整性,則興奮的傳導也會發生阻滯。雙向性:根據興奮傳導的機制,神經纖維受刺激產生興奮時,興奮能由受刺激的部位同時向相反的兩個方向傳導,因為局部電流能夠向相反的兩個方向流動。(雙向傳導)絕緣性:一條神經干包含著許多條神經纖維,各條神經纖維各自傳導自己的興奮而基本上互不干擾,這稱為絕緣性。傳

8、導的絕緣性能使神經調節更為專一而精確。相對不疲勞性:有人曾在實驗條件下,用每秒50100次的電刺激連續刺激神經912小時,觀察到神經纖維始終保持著傳導興奮的能力。因此與突觸的興奮傳遞相比,神經纖維是不容易疲勞的。(4)興奮在神經纖維上傳導的實質:膜電位變化局部電流(生物電的傳導)靜息電位:神經纖維未受到刺激時,細胞膜使大量的鈉離子留在膜外的組織液中,鉀離于留在細胞膜內,由于鉀離子透過細胞膜向外擴散比鈉離子向內擴散更容易,因此,細胞膜外的陽離子比細胞膜內的陽離子多,造成離子外正內負。膜外呈正電位,膜內呈負電位。此時,膜內外存在的電位差叫做靜息電位。動作電位:當神經纖維的某一部位受到刺激時,興奮部

9、位的細胞膜通透性改變,大量鈉離子內流,使膜內外離子的分布迅速由外正內負變為外負內正,發生了一次很快的電位變化,這種電位波動叫做動作電位。在動作電位產生的過程中,鉀離子和鈉離子的跨膜運輸方式是協助擴散。恢復為靜息電位時,是主動運輸出膜的。2、在神經元之間的傳遞(1)突觸:神經元之間接觸的部位,由一個神經元的軸突末端膨大部位突觸小體與另一個神經元的細胞體或樹突相接觸而形成。突觸小體:軸突末端膨大的部位;突觸前膜:軸突末端突觸小體膜;突觸間隙:突觸前、后膜之間的空隙(組織液);突觸后膜:另一個神經元的細胞體膜或樹突膜(2)過程:軸突突觸小體突觸小泡神經遞質突觸前膜突觸間隙突觸后膜(與突觸后膜受體結合

10、)另一個神經元產生興奮或抑制(3)神經遞質:是指神經末梢釋放的特殊化學物質,它能作用于支配的神經元或效應器細胞膜上的受體,從而完成信息傳遞功能。合成:在細胞質通過一系列酶的催化作用中逐步合成,合成后由小泡攝取并貯存起來。釋放:通過胞吐的方式釋放在突觸間隙。.結合:神經遞質通過與突觸后膜或效應器細胞膜上的特異性受體相結合而發揮作用。遞質與受體結合后對突觸后膜的離子通透性發生影響,引起突觸后膜電位的變化,從而完成信息的跨突觸傳遞。失活:神經遞質發生效應后,很快就被相應的酶分解而失活或被移走而迅速停止作用。遞質被分解后的產物可被重新利用合成新的遞質。一個神經沖動只能引起一次遞質釋放,產生一次突觸后膜

11、的電位變化。類型:興奮性遞質(乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、谷氨酸、天冬氨酸等);抑制性遞質(-氨基丁酸、甘氨酸、一氧化氮等)。(4)信號變化:突觸間:電信號化學信號電信號;突觸前膜:電信號化學信號;突觸后膜:化學信號電信號(5)傳遞特征:單向傳導。即只能由一個神經元的軸突傳導給另一個神經元的細胞體或樹突,而不能向相反的方向傳導,這是因為神經遞質只存在于突觸小體中,只能由突觸前膜釋放,通過突觸間隙,作用于突觸后膜,引起突觸后膜發生興奮性或抑制性的變化,從而引起下一個神經元的興奮或抑制。興奮在反射弧中的傳導方式實質上是感受器把接受的刺激轉變成電信號(局部電流)在傳入神經纖

12、維上雙向傳導,在通過神經元之間的突觸時電信號又轉變為化學信號(化學遞質)在突觸中單向傳遞。化學信號通過突觸傳遞到另一神經元的細胞體或樹突又轉變為電信號在傳出神經纖維上傳導,所以效應器接受的神經沖動是電信號。三、神經系統的分級調節1、人的中樞神經系統:包括腦和脊髓。腦包括大腦、小腦、間腦(主要由丘腦和下丘腦構成)、中腦、腦橋、延髓。2、神經中樞:中樞神經系統內調節某一特定生理功能的神經元群。包括:大腦皮層、軀體運動中樞、軀體感覺中樞、語言中樞、視覺中樞、聽覺中樞等。3、分級調節:(1)大腦皮層:最高級的調節中樞;(2)小腦:維持身體平衡中樞(3)下丘腦在機體穩態調節中的主要作用:感受:滲透壓感受

13、器,感受滲透壓升高。分泌:分泌抗利尿激素、促甲狀腺激素釋放激素、促性腺激素釋放激素、促腎上腺素釋放激素等。調節:水平衡中樞、體溫調節中樞、血糖調節中樞、滲透壓調節中樞。傳導:可傳導滲透壓感受器產生的興奮至大腦皮層,使大腦皮層產生渴覺。(4)腦干:呼吸中樞四、人腦的高級功能1、大腦皮層中央前回(第一運動區)控制軀體的運動:倒置關系:皮層代表區的位置與軀體各部分的關系呈是倒置的;交叉控制:中央前回左邊控制右側軀體運動,中央前回右邊控制左側軀體運動;皮層代表區范圍的大小與軀體的大小無關,而與軀體運動的精細復雜程度有關。2、人的語言功能與大腦皮層的言語區有關:運動性語言中樞:S區。受損傷,患運動性失語

14、癥;聽覺性語言中樞:H區。受損傷,患聽覺性失語癥;視覺性語言中樞:V區。閱讀文字;書寫性語言中樞:W區。書寫文字第2節通過激素的調節一、激素調節的發現促胰液素1、發現歷程沃泰默:胰液的分泌是神經反射貝利斯和斯他林:胰液的分泌是受某種化學物質促胰液素調節。促胰液素便是歷史上第一個被發現的激素。巴甫洛夫:胰液的分泌屬于神經反射促胰液素2、促胰液素的化學本質:由下丘腦神經細胞分泌的一種堿性多肽。由27個氨基酸殘基組成,含11種不同氨基酸。二、激素調節1、腺體:由具有分泌功能的細胞構成,存在于器官內或獨立存在的器官。(1)外分泌腺:又稱“有管腺”,其分泌物通過腺導管輸送到相應的組織或器官發揮其調節作用

15、。如唾液腺、胃腺、腸腺、汗腺、皮脂腺、乳腺、淚腺、肝臟、胰腺等(胰腺分為內分泌部和外分泌部,胰的大部分屬于外分泌部,但是胰島屬于內分泌部)。(2)內分泌腺;又稱“無管腺”,其分泌物激素直接進入細胞周圍的血管和淋巴,通過血液循環和淋巴循環輸送到各細胞、組織或器官而發揮調節作用。如垂體、甲狀腺、腎上腺、性腺、胸腺、胰島等。2、動物激素的種類化學本質激素名稱產生部位生理功能氨基酸衍生物甲狀腺激素(含碘)甲狀腺促進新陳代謝和生長發育,尤其對中樞神經系統的發育和功能具有重要影響,提高神經系統的興奮性。腎上腺素腎上腺髓質增強心臟活動,使動脈收縮、血壓升高。對物質代謝的作用在 于能促進肝糖原分解,使血糖升高

16、。多肽類促甲狀腺激素釋放激素下丘腦促進垂體合成和分泌促甲狀腺激素促性腺激素釋放激素促進垂體合成和分泌促性腺激素促腎上腺素釋放激素促進垂體合成和分泌促腎上腺素抗利尿激素下丘腦(由下丘腦神經細胞分泌、垂體后葉釋放)促進腎小管和集合管對水分的重吸收,減少尿的排出。催產素促進妊娠末期子宮收縮。胸腺素胸腺促進T淋巴細胞的分化、成熟,增強淋巴細胞的功能,臨床上常用于治療免疫功能缺陷或低下(如艾滋病、系統性紅斑狼瘡等)蛋白質類生長激素垂體促進生長,主要促進蛋白質的合成和骨的生長。促甲狀腺激素促進甲狀腺的生長發育,調節甲狀腺激素的合成和分泌。促性腺激素促進性腺的生長發育,調節性激素的合成和分泌。促腎上腺素促進

17、腎上腺皮質的合成和分泌腎上腺素催乳素促進乳腺的發育和泌乳。胰島素卵巢胰島B細胞促進血糖合成糖原,抑制非糖物質轉化為葡萄糖,從而降低血糖濃度。胰高血糖素胰島A細胞促進糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖,從而升高血糖濃度。固醇類雄性激素腎上腺皮質分泌少量,主要由睪丸分泌。促進雄性生殖器官的發育和生殖細胞的形成,激發并維持雄性第二性征。雌性激素腎上腺皮質分泌少量,主要由卵巢分泌。促進雌性生殖器官的發育和生殖細胞的形成,激發并維持雌性第二性征。孕激素卵巢促進子宮內膜和乳腺等的生長發育,為受精卵和泌乳準備條件。醛固酮(腎上腺鹽皮質激素)腎上腺皮質促進腎小管和集合管對鈉離子(Na+ )的重吸收和鉀離子(K+

18、)的分泌。(保鈉排鉀)糖皮質激素調節糖類、蛋白質、脂肪的代謝,促進蛋白質分解,加強糖異生;使外周組織對葡萄 糖的攝取、利用減少,故可使血糖升高。三、激素調節的實例1、血糖平衡的調節(1)血糖的來路和去路途徑過程作用來路食物糖類消化吸收即“淀粉麥芽糖葡萄糖”;部位:細胞質基質(細胞內消化)、消化道(細胞外消化)。血糖的主要、根本來源。吸收方式:紅細胞是協助擴散,其他組織細胞是主動運輸。肝糖原分解主要調節形式,靈活調節非糖物質(脂肪、氨基酸等)轉變成葡萄糖重要調劑(糖異生過程)去路氧化分解主要、最終利用形式合成肝糖原、肌糖原重要調節,動態調節轉變成脂肪、氨基酸等非糖物質重要儲存形式(2)血糖調節的

19、相關激素(3)血糖平衡中的激素調節(體液調節)2、甲狀腺激素、性激素、腎上腺素分泌的分級調節四、分泌調節的相互關系:在血糖平衡調節中,胰島素的分泌量增加會抑制胰高血糖素的分泌,而胰高血糖素的分泌會促進胰島素的分泌。【分析】這要從胰島素和胰高血糖素的作用和調節來綜合考慮。“胰島素的分泌量增加會抑制胰高血糖素的分泌”,這是在血糖濃度本身就高的情況下(攝食后)發生的,此時胰島素分泌增加抑制胰高血糖素的分泌,胰高血糖素分泌的減少,導致肝糖原的分解減少,緩解降血糖的壓力。這樣,胰島素分泌一方面直接降低血糖,一方面通過抑制胰高血糖素的分泌間接降低血糖,雙管齊下從而達到迅速降血糖的效果。“胰高血糖素的分泌會

20、促進胰島素的分泌”,這是在血糖濃度本身就低的情況下發生的,但升血糖,在于用血糖。而血糖的利用必須進入細胞內,血糖能否進入細胞內,就取決于胰島素了。胰島素之所以起降低血糖濃度的作用,是因為其能夠促進葡萄糖進入細胞中,進一步實現葡萄糖的氧化分解或合成糖原或轉變成脂肪、氨基酸等。因此,胰高血糖素的分泌勢必會促進胰島素的分泌。五、激素作用的一般特征激素作用的特異性:激素隨血流分布到全身各處,與組織細胞廣泛接觸,但卻是有選擇性的作用于某些細胞、腺體、器官,能被激素作用的器官、腺體、細胞分別稱為靶器官、靶腺、靶細胞。各種激素所作用的靶細胞的數量和廣泛性有很大差異。大多數激素均有其固定的靶細胞或靶器官。例如

21、,垂體的三種促激素都是蛋白質激素,可是其中促甲狀腺激素只作用于甲狀腺,促腎上腺皮質激素只作用于腎上腺皮質,促性腺激素只作用于性腺。另外,有的激素卻能廣泛的影響細胞代謝,如生長激素、胰島素等。激素具有高效能的作用:激素在血液中含量很少,但卻能顯著加強細胞內的生化反應,對機體的代謝、生長與生殖等重要生理過程有著巨大的影響。如每周注射幾毫克的生長激素就可使侏儒癥患者生長速度顯著增快,追上正常人。激素是生理調節物質:各種激素只是使靶器官的功能加強(刺激)或減弱(抑制)。體內的激素只是“喚起”靶器官存在的潛勢,不能產生新的過程。激素在體內不斷的發生代謝性失活:激素在體內不斷的失活,并不斷地被排出體外。失

22、活的地點:一個是激素作用的靶細胞,即當激素發生作用時,激素本身被失活,如促甲狀腺激素在甲狀腺內失活等;另一個是肝臟,肝臟內有許多酶,可使各種激素轉化為活性很低,甚至沒有活性的物質,最后隨尿液排出。第3節 神經調節與體液調節的關系一、神經調節與體液調節的區別比較項目神經調節體液調節作用途徑反射弧體液運輸反應速度迅速較緩慢作用范圍準確、比較局限較廣泛作用時間短暫比較長二、神經調節與體液調節的協調1、體溫調節:(1)寒冷環境冷覺感受器(皮膚中)下丘腦體溫調節中樞皮膚血管收縮、汗液分泌減少(減少散熱)、骨骼肌緊張性增強、腎上腺分泌腎上腺激素增加(增加產熱)體溫維持相對恒定(2)炎熱環境溫覺感受器(皮膚

23、中)下丘腦體溫調節中樞皮膚血管舒張、血流量 增加、汗液分泌增多(增加散熱,無減少產熱的途徑)體溫維持相對恒定2、水鹽調節(細胞外液滲透壓調節):飲水過少、食物過咸等細胞外液滲透壓升高下丘腦滲透壓感受器垂體抗利尿激素腎小管和集合管重吸收水增強細胞外液滲透壓下降、尿量減少神經調節與體液調節的關系:(1)不少內分泌腺直接或間接地受到神經系統的調節。(2)內分泌腺所分泌的激素也可以影響神經系統的發育和功能。例如:甲狀腺激素。第4節免疫調節一、人體免疫系統的三大防線:第一道:皮膚、粘膜的屏障作用及皮膚、黏膜的分泌物(淚液、唾液)的殺滅作用。第二道:吞噬細胞的吞噬作用及體液中殺菌物質的殺滅作用。第三道:免

24、疫器官、免疫細胞、免疫物質共同組成的免疫系統。二、免疫系統的組成1、免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴結等;2、免疫細胞:淋巴細胞、吞噬細胞等;3、免疫物質:各種抗體和淋巴因子等。特異性免疫中發揮免疫作用的主要是淋巴細胞,由骨髓中造血干細胞分化、發育而來。3、與免疫有關的細胞總結名 稱來 源功 能特異性識別功能吞噬細胞造血干細胞處理、呈遞抗原,吞噬抗原和抗體復合物B細胞造血干細胞(在骨髓中成熟)識別抗原、分化成為漿細胞、記憶細胞T細胞造血干細胞(在胸腺中成熟)識別、呈遞抗原、分化成為效應T細胞、記憶細胞漿細胞B細胞或記憶細胞分泌抗體效應T細胞 T細胞或記憶細胞分泌淋巴因子,與靶細胞結合發揮免疫效應

25、記憶細胞B細胞、T細胞、記憶細胞識別抗原、分化成為相應的效應細胞三、第三道防線的作用四、體液免疫與細胞免疫的比較:體液免疫細胞免疫作用對象沒有進入細胞的抗原被抗原侵入的宿主細胞(靶細胞)作用方式漿細胞產生的抗體與相應的抗原發生特異性結合效應T細胞與靶細胞密切接觸效應T細胞釋放淋巴因子,促進細胞免疫的作用對外毒素細菌(產毒菌)在生長過程中由細胞內合成后分泌到細胞外的毒性物質(化學成分是蛋白質)稱為外毒素。而脫去毒性的具有免疫原性的外毒素被稱為類毒素,類毒素注入機體后,可刺激機體產生具有中和外毒素的抗毒素抗體。體液免疫發揮作用對細胞內寄生物結核桿菌,麻風桿菌等胞內寄生菌、病毒體液免疫先起作用,阻止

26、寄生物的散播傳染,當寄生物進入細胞后,細胞免疫將抗原從靶細胞釋放出來,再由體液免疫發揮作用。關系若細胞免疫不存在,體液免疫也將喪失。另外,對外來病原體進行免疫的時候并不是單一的起作用,而是兩者結合起來起作用,只不過在起作用的時候分主次關系罷了。五、免疫失調引起的疾病當免疫功能失調時,可引起疾病,如免疫功能過強時,會引起過敏反應和自身免疫病。免疫功能過低時會引起免疫缺陷病。1、過敏反應:已免疫的機體再次接受相同的物質的刺激時所發生的反應。2、自身免疫病:自身免疫反應對自身的組織器官造成損傷并出現了癥狀。3、免疫缺陷病:機體免疫功能缺乏或不足所引起的疾病。分為原發性免疫缺陷病、繼發性免疫缺陷病,具

27、體有先天性胸腺發育不全、獲得性免疫缺陷綜合癥等。第3章 植物的激素調節第1節 植物生長素的發現一、生長素的發現過程1、達爾文的實驗:推測當胚芽鞘受到單側光照射時,在頂端可能產生一種物質傳遞到下部,引起苗的向光性彎曲。2、詹森的實驗:結論胚芽鞘頂尖產生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部。(不足之處:該實驗不能排除使胚芽鞘彎曲的刺激是由尖端產生,而不是由瓊脂片產生。)3、拜爾的實驗:證明胚芽鞘的彎曲生長,是因為頂尖產生的刺激在其下部分布不均勻造成的。4、溫特的實驗:結論胚芽鞘尖端確實產生某種物質,并運到尖端下部促使某些部分生長。5、1934年,荷蘭科學家郭葛等人分離出該物質,化學名稱吲哚乙酸,取名為生

28、長素。6、生長素的發現對植物向光性的解釋產生條件:單側光;感光部位:胚芽鞘尖端;產生部位:胚芽鞘尖端;作用部位:尖端以下生長部位;作用機理:單側光引起生長素分布不均勻背光側多生長快(向光側少生長慢)向光彎曲。尖端是指頂端1mm范圍內。它既是感受單側光的部位,也是產生生長素的部位。尖端以下數毫米是胚芽的生長部位,即向光彎曲部位。二、生長素(IAA)的產生、運輸和分布1、產生:植物體內的生長素主要在葉原基、嫩葉和正在發育著的種子中產生。成熟的葉片和根尖也產生少量生長素。植物體內的生長素是由色氨酸通過一系列中間產物而形成的。2、運輸:運輸方式是主動運輸(需載體,要耗能)橫向運輸:只有尖端才具有橫向運

29、輸,從而導致生長素在尖端分布不均勻。而尖端以下部位不能橫向運輸。【受光和重力的影響】極性運輸:生長素只能從植物的形態學上端向下端運輸(莖是由莖尖到基部,根也是由根尖到基部),而不能向相反的方向運輸,又稱縱向運輸,其它植物激素則無此特點。【在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中】非極性運輸:可以通過韌皮部進行非極性運輸。【在成熟組織中】3、分布:生長旺盛的部位(作用部位)疑問:植物體的根部生長素的分布到底是伸長區多還是分生區多?為什么?解答:伸長區多,生長素的功能是促進細胞生長。產生:分生區多、分布:伸長區多。第二節 生長素的生理作用一、生理作用兩重性(1)對于植物同一器官而言,低濃度的生長素促進生長,高濃

30、度的生長素抑制生長。濃度的高低是以生長素的最適濃度劃分的,低于最適濃度為“低濃度”,高于最適濃度為“高濃度”。在低濃度范圍內,濃度越高,促進生長的效果越明顯;在高濃度范圍內,濃度越高,對生長的抑制作用越大。(2)同一株植物的不同器官對生長素濃度的反應不同:根、芽、莖最適生長素濃度分別為10-10、10-8、10-4(mol/L)。細胞成熟情況:幼嫩的細胞對生長敏感,老細胞對生長素比較遲鈍。植物類型:雙子葉植物一般比單子葉植物對生長素敏感。二、兩重性的典型現象頂端優勢產生的原因:由頂芽形成的生長素向下運輸,使側芽附近生長素濃度加大,由于側芽對生長素敏感而被抑制;同時,生長素含量高的頂端,奪取側芽

31、的營養,造成側芽營養不足。 三、生長素類似物的應用:a、在低濃度范圍內:促進扦插枝條生根用一定濃度的生長素類似物溶液浸泡不易生根的枝條,可促進枝條生根成活;促進果實發育;防止落花落果。b、在高濃度范圍內:可以作為除草劑疑問:為什么離頂芽近的側芽處積累的生長素多呢? 頂芽產生的生長素往下運輸,側芽產生的生長素也往下運輸,那么離頂芽遠的側芽積累的生長素不是更多嗎?解答:產生的同時也會被吲哚乙酸酶分解。第一側芽積累最多,分解少;繼續向下運輸,分解快,逐漸減少。故松柏呈寶塔型。第三節 其他植物激素二、細胞分裂素:是一類具有腺嘌呤環結構的植物激素。合成部位:存在于正在進行細胞分裂的部位,主要是根尖。主要

32、作用:促進細胞分裂和組織分化,植物組織培養中能影響植物細胞脫分化和再分化。三、赤霉素:是一類屬于雙萜類化合物的植物激素。合成部位:一般在幼芽、幼根和未成熟的種子中合成。主要作用:通過葉片、嫩枝、花、種子或果實進入植物體內,傳導到生長活躍部位發生作用,促進細胞伸長,從而引起莖桿伸長和植株增高;能打破種子、塊莖或鱗莖等器官的休眠,促進種子萌發和果實成熟。四、脫落酸:是一種具有倍半萜結構的植物激素。合成部位:根冠、萎蔫的葉片組織、成熟的果實、種子及莖等。分布部位:將要脫落的器官和組織中含量多。主要作用:抑制細胞分裂(脫氧核糖核酸和蛋白質的合成),促進葉和果實衰老和脫落。五、乙烯:是一種氣體激素。合成

33、部位:存在植物體的多種組織中,特別是在成熟的果實中含量較多。主要作用:促進果實的成熟。植物激素間的關系:(1)植物的一生,是受到多種激素相互作用來調控的。同時受遺傳物質、光照、溫度等環境因子變化的影響。(2)植物組織培養時生長素與細胞分裂素含量變化引起的結果差異。在進行植物組織培養時,當生長素含量高于細胞分裂素時,主要誘導植物組織脫分化和根原基的形成(即有利于根的發生);當細胞分裂素含量高于生長素時,則主要誘導植物組織再分化和芽原基的形成(即有利于芽的發生)。(參見選修3 P43)。疑問:生長素能促進生長,但它的作用又會被乙烯所抵消嗎?分析:因為當生長素的濃度達到一定時,能刺激乙烯的合成,而乙

34、烯對植物生長的抑制作用,卻抵消了生長素的促進作用。故高濃度的生長素表現出抑制作用。解答:生長素能促進生長,但它的作用又會被乙烯所抵消的。第4章 種群和群落第1節種群的特征種群:是在一定空間和時間內的同種生物個體的總和,種群是生物進化和繁殖的基本單位。一、種群的數量特征1、種群密度:調查方法:總數調查:逐個計數。取樣調查:計數種群一部分,估算種群密度。11樣方法(1)適用范圍:植物種群密度,昆蟲卵的密度,蚜蟲、跳蝻的密度等。(2)常用取樣:五點取樣法:等距取樣法(3)計數原則:若有正好長在邊界線上的,應遵循“計上不計下,計左不計右”的原則;即只計數樣方相鄰兩條邊上的個體。同種植物無論大小都應計數

35、。如圖42。(4)調查記錄樣表及計算公式(表41):種群密度=所有樣方內種群密度合計/樣方數【答案:6.5株/m2】樣方X1X2X3X4X5X6X7X8種群密度(株/m2)34715249812標志重捕法(1)前提條件:標志個體與未標志個體重捕的概率相等。調查期內沒有新的出生和死亡,無遷入和遷出。(2)適用范圍:活動能力強和范圍大的動物如哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、魚類和昆蟲等動物。(3)計算公式:2出生率和死亡率;3遷入率和遷出率;4年齡組成和性別比例:種群數量特征間的相互關系:種群密度是種群最基本的數量特征。種群密度越高,一定范圍內種群數量越多。種群數量與種群密度呈正相關。對一個自然種群

36、來說,影響種群數量變動的主要因素是出生率和死亡率。出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群數量的直接因素。年齡組成是預測種群密度未來變化趨勢的重要依據,是作為預測一個種群的種群數量的決定因素。性別比例在一定程度上也能夠影響種群數量的變化。年齡組成和性別比例通過影響出生率和死亡率間接影響種群密度和種群數量。影響種群數量的主要因素:年齡組成、性別比例、出生率和死亡率。二、種群的空間特征:1、均勻分布;2、隨機分布;3、集群分布(了解空間分布格局有利于選擇種群密度的統計方法)。第2節種群數量的變化一、建構種群增長模型的方法(以細菌為例)研究方法研究實例提出問題觀察研究對象,提出問題。細菌每20min

37、分裂一次模型假設提出合理的假設資源和空間無限,細菌的種群增長不會受密度影響。建立模型用數學形式對事物性質進行表達。Nn=2n N 代表細菌數量,n表示第幾代。修正檢驗對模型進行檢驗或修正。觀察、統計細菌數量,對所建模型進行檢驗或修正。數學模型二、種群數量的增長模型1種群離散增長模型【世代不相重疊】最簡單的種群增長的數學模型,通常是把世代t+1的種群Nt+1與世代t的種群Nt聯系起來的差分方程。假定有一恒定周限增長率(Nt+1Nt)它與密度無關,即:Nt+1=Nt或Nt=N0t,其中N為種群大小,t為時間,為種群的周限增長率。增長率(Nt+1Nt)Nt1。四、幾組概念的辨析1(Nt+1Nt):表

38、示相鄰兩年(生物的兩代)種群數量的倍數。在公式NtN0t中,N0表示起始數量, t表示年數或生物的繁殖代數。在“J”型曲線增長的種群中,保持不變(圖A);而在“S”型增長曲線中越來越小,故在“K”時,其為1(圖C)。2增長率(dNNdt):增長率是指單位時間種群增長數量占種群個體總數的比。【增長率出生率死亡率(出生數死亡數)/(單位時間×單位數量)】。在“J”型曲線增長的種群中,增長率保持不變(圖A);而在“S”型增長曲線中增長率越來越小,故在“K”時,其增長率為0(圖C)。3增長速率(dNdt):增長速率是指單位時間內種群數量變化率。【增長速率(出生數死亡數)/單位時間】。種群增長

39、速率就是曲線上通過每一點的切線斜率。在“J”型曲線增長的種群中,增長速率是逐漸增大,直至無窮(如圖B)。在“S”型曲線增長的種群中,增長速率先是逐漸增大,在“ 1/2K”之后增長速率是逐漸減小,到達K值時,增長速率就為0(如圖D)。五、種群數量的波動與下降:1、波動:氣候、競爭、捕食、寄生、營養、疾病等。2、下降:不利的條件。三、比較“J”型曲線和“S”型曲線項目“J”型曲線“S”型曲線含義種群不受資源和空間的限制,種群的數量往往呈指數增長。它反映了種群增長的潛力。種群在一個有限的環境中增長時,當種群數量為1/2K時,增長速率達最大值。種群數量達到K值時,種群數量將停止增長。前提條件環境資源無

40、限環境資源有限(Nt+1Nt)保持不變隨種群密度上升而下降種群增長率(dNNdt)保持不變隨種群密度上升而下降種群增長速率(dNdt)隨種群密度上升而上升隨種群密度上升而上升,到一定密度再下降K值(環境容納量)無K值種群數量在K值上下波動曲線3節群落的結構一、生物群落生物群落:是指生活在一定的自然區域內,相互之間具有直接或間接關系的各種生物的總和。物種豐富度:群落中物種數目的多少,是群落的首要特征。二、物種、種群、群落和生態系統之間的關系(1)概念不同:種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體,而物種則指分布在一定的自然區域,具有一定的形態結構和生理功能,而且在自然狀態下能夠相互交配和繁殖,

41、并能夠產生出可育后代的一群生物個體。(2)范圍不同:一般來講,種群是指較小范圍內的同種生物的個體,而物種是由許多分布在不同區域的同種生物的種群組成的。由于兩者概念的角度不同,不能進行比較其范圍的大小關系。種群是種內關系的研究范圍,是組成群落的基本單位。而群落是種間的研究范圍,是生態系統的生物成分。(3)判斷標準不同:種群是同一地點的同種生物,它通過個體間的自由交配而保持一個共同的基因庫。物種的判斷標準主要是形態特征和能否自由交配并產生可育后代。不同的物種間有明顯的形態差異,凡屬于同一個物種的個體,一般能自由交配并產生可育后代,不同物種的個體,一般不能交配,即使交配也往往不育。注意:全世界的人群

42、(不分膚色、國別、年齡、性別)是一個種群;全世界的水稻也是一個種群。一群牛、羊、馬,就不是一個種群,而是多個種群。判斷某一地域中的生物是否是一個種群的關鍵是這些生物是否是同一種生物。(4)種群強調同種生物個體集合而成,群落所強調的是某區域內的所有生物群體(異種生物之間有規律的聯系),因此不能說成某區域內的某些或幾種生物的群體。種群與群落是部分與整體的關系,即某區域中所有同種生物的集合是一個種群,而該區域中的所有生物的集合才是一個群落。生態系統是指生物群落及無機環境相互作用的自然系統,它強調生物群落與無機環境的相互作用。(5)種群能夠組成群落必須具備兩個基本條件:它們必須適應于共同的非生物環境;

43、它們內部的關系必須取得協調,即共同適應它們所處的生物環境。也就是說生物群落有一定的生態環境,在不同的生態環境中有不同生物群落。三、群落中的生物關系1、種內關系(同種生物個體與個體、個體與群體、群體與群體之間):(1)種內互助;(2)種內斗爭。2、種間關系(不同種生物之間的關系):(1)互利共生(同生共死):。如豆科植物與根瘤菌;人體中的有些細菌;地衣是真菌和藻類的共生體。(2)捕食(此長彼消、此消彼長):如:兔以植物為食;狼以兔為食。(3)競爭(你死我活):如:大小草履蟲;水稻與稗草等。(4)寄生(寄生者不勞而獲):體內寄生:人與蛔蟲、豬與豬肉絳蟲;體表寄生:小麥線蟲寄生在小麥籽粒中、蚜蟲寄生

44、在綠色植物體表、虱和蚤寄生在動物的體表、菟絲子與大豆。胞內寄生:噬菌體與大腸桿菌等。類型曲線圖例箭頭圖例種間關系互利共生兩種生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蟻與鞭毛蟲等。捕食捕食者種群的數量和獵物者種群的數量呈周期性的波動,且捕食者數量高峰變動滯后于獵物者。競爭C代表共同的生活條件,結局有三,兩種群個體間形成平衡;A取代B;二者在空間、食性、活動時間上產生生態位的分離。寄生寄生種群A得利,宿主種群B有害,寄生物一般比宿主小,如蛔蟲與人。四、群落的空間結構:1、垂直結構:植物群落的垂直結構表現垂直方向上的分層性。2、水平結構:水平方向上由于光照強度地形明暗濕度等因素的影響,不

45、同地段上分布著不同的生物種群。疑問:不同海拔高度的植物類型不同,這個現象算是群落垂直結構嗎? 解答:應算是水平結構。是不同的水平距離上有不同的地理高度造成的水分、溫度、光照和氣候等的差別,使得生物有不同的分布。第4節群落的演替群落的演替:指群落隨時間的推移,一定區域內一個群落被另一個群落所替代的過程。一、演替類型:(群落的演替按發生的基質狀況可分為兩類)1、初生演替(1)概念:發生于以前沒有植被覆蓋過的原生裸地上的群落演替叫做初生演替。(2)過程:旱生演替:裸巖階段 地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段森林階段;水生演替:沉水植物浮水植物挺水植物濕生草本植物灌叢、疏林植物喬木。(3)特點:演替

46、緩慢。2、次生演替(1)概念:在次生裸地(原群落被破壞、有植物繁殖體)上發生的演替。(2)過程:棄耕農田一年生雜草多年生雜草灌木喬木。(3)特點:演替快速。二、人類活動對群落演替的影響:使群落演替按照不同自然的演替速度和方向進行。疑問群落演替的影響因素中,人為因素是不是影響最大的因素?解答決定群落演替的根本原因存在于群落內部。在外因中,人為因素是影響最大的因素。第5章生態系統及其穩定性第1節生態系統的結構二、生態系統的結構:組成成分和營養結構(食物鏈和食物網)1、組成成分(生態系統成分的區分依據:按它們的營養功能)(1)非生物的物質和能量(無機環境):無機物質:CO2、O2、N2、NH3、H2

47、O、NO3- 等各種無機鹽;有機物質:糖類、蛋白質等;其他:陽光、熱能、壓力、pH、土壤等。(2)生產者:綠色植物;藍藻、光合細菌(一種能進行光合作用而不產氧的特殊生理類群原核生物的總稱,如紅螺菌、紫硫細菌、綠硫細菌、紫色非硫細菌等);化能合成細菌:硝化細菌、硫細菌、鐵細菌、氫細菌等。(3)消費者:大部分動物(但不是所有的動物);非綠色植物(菟絲子等)、食蟲植物豬籠草、茅膏菜、捕蠅草(食蟲植物屬于綠色植物,在生態上扮演生產者的角色。捕蟲時則屬于消費者。);某些微生物(根瘤菌、炭疽桿菌、結核桿菌、釀膿鏈球菌、肺炎雙球菌、蟲草屬真菌等)、寄生生物(蛔蟲、線蟲、豬肉絳蟲、大腸桿菌等)、病毒(SARS

48、病毒、禽流感病毒、噬菌體等)。(4)分解者:大部分微生物(圓褐固氮菌、反硝化細菌、乳酸菌等細菌,酵母菌、霉菌、蘑菇、木耳、靈芝等真菌、放線菌);一些動物(蚯蚓、蜣螂、白蟻、甲蟲、皮蠹、糞金龜子等)。2、營養結構(1)食物鏈:在生態系統中,各種生物之間由于食物關系而形成的一種聯系。表示:草兔狐。捕食鏈:生物之間因捕食關系而形成的食物鏈。其第一營養級(開端)一定是生產者,第二營養級一定是植食性動物,分解者不能參與食物鏈。例如:草鼠蛇貓頭鷹。高中生物通常意義上的食物鏈就是捕食鏈。寄生鏈:生物間因寄生關系形成的食物鏈。例如:鳥類跳蚤細菌噬菌體。腐生鏈:某些生物專以動植物遺體為食物而形成的食物鏈。例如:

49、植物殘枝敗葉蚯蚓線蟲類節肢動物。(2)食物網:一個生態系統中,許多食物鏈彼此交錯連結的復雜營養關系。食物鏈中的不同種生物之間一般有捕食關系;食物網中的不同種生物之間除了捕食關系外,還有競爭關系。三、某種生物數量的減少對其他生物的影響在某食物鏈中,若處于第一營養級的生物減少,則該食物鏈中的其他生物都將減少。這是因為第一營養級是其他各種生物賴于生存的直接或間接的食物來源,這一營養級生物的減少必會引起連鎖反應,致使以下各營養級的生物依次減少。若一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數量減少,則被捕食者數量因此而迅速增加,但這種增加并不是無限的。而是隨著數量的增加,種群的密度加大,種內斗爭勢必加劇,再加上

50、沒有了天敵的“壓力”,被捕食者自身素質(如奔跑速度、警惕靈敏性等)必會下降,導致流行病的蔓延,老弱病殘者增多,最終造成種群密度減小,直至相對穩定,即天敵減少,造成被捕食者的種群數量先增加后減少,最后趨向穩定。若處于“中間”營養級的生物減少,另一種生物的變化情況應視具體食物鏈而定。例如如圖所示的食物網中,若蚱蜢突然減少,則以它為食的蜥蜴減少,蛇也減少,則鷹就更多地捕食兔和食草籽的鳥,從而導致兔及食草籽的鳥減少。在這里必須明確鷹并非只以蛇為食,所以蛇的數量的減少并不會造成鷹的數量減少,它可以依靠其他食物來源而維持數量穩定。食物網中,當某種生物因某種原因而大量減少時,對另一種生物的影響,沿不同線路分

51、析所得結果不同時,應遵循以下規律:A、以中間環節少的為分析依據,考慮方向和順序應從高營養級依次到低營養級。B、生產者相對穩定,即生產者比其他消費者穩定得多,所以當某一種群數量發生變化時,一般不用考慮生產者數量的增加或減少。C、處于最高營養級的種群且其食物有多種來源時,若其中一條食物鏈中斷,則該種群的數量不會發生較大的變化。例題如下圖所示的食物網中,由于某種原因蚱蜢大量減少,蜘蛛數量將發生什么變化?( A )A增加 B減少C基本不變D可能增加也可能減少【解析】A在該食物網中,由于蚱蜢大量減少,必然導致晰蜴和蛇的食源短缺,從而影響其數量使之減少。鷹作為該食物網中的最高級消費者,由于失去了原先占有的

52、一個營養來源,于是鷹將增加對兔和相思鳥的捕食,這樣導致蜘蛛的天敵(相思鳥)數量減少,進而使蜘蛛的數量增加。例題下圖表示南極洲生態系統,該系統的大魚因過度捕撈而急劇減少,那磷蝦的數量將會發生什么變化?【解析】當大魚數量急劇減少,中間這條食物鏈不能為虎鯨提供大量的食物來源,虎鯨就會加劇對兩側食物鏈的捕食。對左側食物鏈來說,虎鯨較多地捕食須鯨,使須鯨數量減少,從而使磷蝦的數量增加。第2節生態系統的能量流動一、能量流動的概念:能量流動是指生態系統中的能量輸入、傳遞、轉化和散失的過程二、能量流動的過程1、能量的輸入:能量流動的起點是從生產者經光合作用所固定太陽能開始的。生產者所固定的太陽能的總量=流經這

53、個生態系統的總能量,而流入到各級消費者的總能量是指各級消費者所同化的能量,排出的糞便中的能量不計入排便生物所同化的能量中。2、能量的傳遞:(1)傳遞的渠道:食物鏈和食物網。(2)傳遞的形式:以有機物的形式傳遞可以認為,一個營養級所同化的能量呼吸散失的能量被下一營養級同化的能量十分解者釋放的能量。但對于最高營養級的情況有所不同,它所同化的能量呼吸散失的能量分解者分解釋放的能量。3、能量的轉化:光能生物體有機物中的化學能熱能4、能量的散失:熱能是能量流動的最終歸宿。(熱能不能重復利用,所以能量流動是單向的,不循環的。)三、能量流動的特點1、單向流動:指能量只能從前一營養級流向后一營養級,而不能反向

54、流動。原因:食物鏈中各營養級的順序是不可逆轉的,這是長期自然選擇的結果;各營養級的能量大部分以呼吸作用產生的熱能形式散失掉,這些能量是生物無法利用的。2、逐級遞減:指輸入到一個營養級的能量不能百分之百地流入下一營養級,能量在沿食物鏈流動過程中逐級減少的。傳遞效率:一個營養級的總能量大約只有 10% 20% 傳遞到下一個營養級。原因:各營養級的生物都因呼吸消耗了大部分能量;各營養級總有一部分生物未被下一營養級利用,如枯枝敗葉。四、生態金字塔1、能量金字塔:以每個營養級生物所固定的總能量為依據繪制的金字塔。能量金字塔中,營養級別越低,占有的能量越多,反之,越少。能量金字塔絕不會倒置。能量金字塔每一

55、臺階的含義:代表食物鏈中每一營養級生物所固定的總能量。能量金字塔形狀的象征含義:表明能量流動沿食物鏈流動過程具有逐級遞減的特性。2、數量金字塔:以每個營養級的生物個體數量為依據繪制的金字塔。但會出現有的生物個體數量很少而每個個體的生物量很大的情況,所以也會出現倒置的現象。數量金字塔每一臺階的含義:表示每一營養級生物個體的數目。數量金字塔形狀的象征含義:因為在捕食鏈中,隨著營養級的升高,能量越來越少,而動物的體形一般越來越大,因而生物個體數目越來越少。3、生物量金字塔:以每個營養級的生物量繪制的金字塔。但某些單細胞生物的生命周期短,不積累生物量,而且在測定生物量時是以現存量為依據的,所以在海洋生態系統中會出現倒置現象,即出現浮游動物數量多于浮游植物。但這并不是說流過生產者這一環節的能量比流過浮游動物的要少。生物量金字塔每一臺階的含義:表示每一營養級現存生物的質量,即有機物的總質量。生物量金字塔的一般形狀:能量是以物質形式存在的,因而每一營養級的生物量(現存生物有機物的總質量)在一定程度上代表著能量值的高低,從這個意義上講,生物量金字塔的形狀一般同能量金字塔形狀相似。五、生物富集作用指生物體通過對環境中某些元素或難以分解的

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