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文檔簡介
選擇性必修一第一章人體的內環境與穩態細胞生活的環境.體液包括細胞內液和細胞外液。前者占三分之二,后者占三分之一。細胞外液是內環境。汗液、淚液、唾液、尿液、消化液不是細胞內液也不是細胞外液,不是體液。.單細胞生物生活在水中,多細胞生物絕大多數細胞生活在內環境中。少數細胞能夠與外界直接進行物質交換。.內環境主要包括血漿、組織液、淋巴。還有其它如腦脊液。士組織液養料1口、組織細胞
盤透彳弋謝康物〔細胞內液—L- 組成內環境;細胞外液j1/3—組成A輸.血液包括血漿和血細胞。血細胞的內環境是血漿不是血液。血漿蛋白屬于內環境成分,血紅蛋白在紅細胞中不屬于內環境成分。.大多數細胞的內環境是組織液。免疫細胞的內環境是淋巴和血漿。毛細血管壁細胞的內環境是血漿和組織液。毛細淋巴管壁細胞的內環境是淋巴和組織液。激素、抗體、細胞因子在內環境中存在。血紅蛋白、載體、呼吸酶不在內環境中。.血漿與組織液是雙向物質交換,組織液單向形成淋巴,淋巴單向匯入血漿。血漿與組織液成分最相似,三者主要差別是血漿中含有較多的蛋白質,組織液,淋巴中含量較少。.細胞外液類似海水的鹽溶液,一定程度上反映了生命起源于海洋。鈉離子在細胞外液濃度高,鉀離子在細胞內液濃度高。.內環境三項理化性質:滲透壓、酸堿度、溫度。滲透壓主要與無機鹽和蛋白質的含量有關,百分之90以上取決于鈉離子和氯離子。PH在7.35-7.45之間,主要的緩沖物質碳酸和碳酸氫鈉,多余的碳酸氫鈉由腎臟排出。溫度37攝氏度左右,一個人一晝夜體溫波動不超過1攝氏度。.內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介,與消化系統,呼吸系統,泌尿系統,循環系統密切相關。消化系統的主要場所小腸,呼吸系統主要器官肺,泌尿系統的主要器官腎臟。代謝廢物的排出主要通過腎臟,另外也可以通過皮膚排汗的方式。.氧氣從外界進入組織細胞至少跨過9層膜。氧氣從外界進入組織細胞被利用至少跨過n層膜。二氧化碳從產生場所排出體外至少跨過9層膜。紅細胞中的氧氣被組織細胞利用至少跨過6層膜,12層磷脂分子,6個磷脂雙分子層。.二氧化碳不能從血漿運到組織細胞的原因:二氧化碳進出細胞方式為自由擴散,組織細胞中二氧化碳濃度高,血漿中低。1.2內環境的穩態.內環境穩態的實質:內環境中每一種化學成分和理化性質保持相對穩定的狀態。.穩態的主要調節機制:神經-體液-免疫調節網絡。.人體維持穩態的調節能力是有一定限度的。當外界變化過于劇烈或人體自身調節功能出現障礙時,內環境穩態遭到破壞。.內環境穩態意義:機體進行正常生命活動的必要條件。.組織水腫原因:①營養不良②腎小球腎炎③過敏反應④淋巴管阻塞⑤局部代謝旺盛⑥鈉與水潴留。.內環境穩態遭到破壞,細胞代謝一定紊亂。代謝速率可能增大,可能降低。.內環境穩態與人體健康①滲透壓失調會導致細胞形態、功能異常②pH失調會導致酸中毒、堿中毒③血糖平衡失調會導致低血糖、糖尿病等④兒童缺鈣患佝僂病,成人缺鈣患軟骨病,老人缺鈣患骨質疏松癥;血鈣過低會導致肌肉抽搐,血鈣過高會導致肌無力。第二章神經調節2.1神經系統的結構基礎1、神經系統的基本結構(1)注意區分腦和大腦;神經中樞和中樞神經系統。(2)大腦是調節機體活動的最高級中樞;下丘腦有體溫調節中樞、水平衡調節中樞,還與生物節律等有關;小腦維持平衡;腦干連接腦和脊髓,有生命中樞。(3)腦神經12對,管理頭面部的感覺和運動;脊神經31對,管理軀干和四肢的感覺和運動,腦神經和脊神經都有支配內臟的神經。(4)人體處于興奮狀態時,交感神經活動占優勢,心跳加快,支氣管擴張,胃腸蠕動和消化腺的分泌活動減弱;人體處于安靜狀態時,副交感神經的活動占優勢,心跳減慢,胃腸蠕動和消化腺分泌加強,有利于食物的消化和營養物質的吸收。2、組成神經系統的細胞一神經元和神經膠質細胞3、神經系統結構和功能的基本單位:神經元。I細胞體樹突(接受傳導信息)突起軸突(傳遞信息)+髓鞘=神經纖維+神經纖維+......+包膜=神經4.神經膠質細胞數量大,對神經細胞起輔助作用,具有支持、保護、營養、修復神經元等多種功能。2.1神經調節的基本方式1.反射與反射弧(1)概念:在中樞神經系統的參與下,機體對外界刺激所產生的規律性應答,叫做反射(2)神經調節的基本方式是反射,反射的結構基礎是反射弧。反射弧包括感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器(傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體)要完成一個反射,必須具備完整的反射弧。(3)傳入和傳出神經的判斷:小進大出;神經節(傳入);突觸結構。(4)關于反射弧完整性檢測(5)關于有無感覺和有無反射的情況分析:思路:感覺需要傳到大腦,反射需要傳到效應器,只要路徑完整就可以有反射或感覺。(6)興奮:興奮是指動物體或人體內的某些組織或細胞感受到外界刺激后,由相對靜止狀態轉變為相對活躍狀態的過程。2、條件反射和非條件反射(1)條件反射與非條件反射的比較非條件反射條件反射形成方式先天性后天學習所得神經中樞低級中樞參與大腦皮層存在形式終生存在可以消退(2)條件反射建立在非條件反射的基礎之上,通過學習和訓練而建立的。(3)條件反射的消^艮:反復應用條件刺激而不給予非條件刺激,條件反射就會逐漸減弱,最終完全不出現。條件反射的消退不是簡單地條件反射的喪失,而是中樞把原來引起興奮性效應的信號轉變為產生抑制性效應的信號,是一個新的學習過程,需要大腦皮層的參與。(4)在個體的生活過程中,非條件反射的數量是無限的,條件反射的數量幾乎無限。2.3神經沖動的產生和傳導1、興奮在神經纖維上的傳導(1)興奮以電信號的形式沿著神經纖維傳導,也稱為神經沖動。傳導過程:(細胞內K+濃度比較高,細胞外Na+濃度比較高)①靜息電位的形成:細胞膜對K+的通透性增強,K+外流,膜電位為內負外正,運輸方式為協助擴散;②動作電位的形成:細胞膜對Na+的通透性增強,Na+內流,膜電位為內正外負,運輸方式為協助擴散;
③局部電流的形成:興奮部位與未興奮部位由于電位差的存在產生局部電流,刺激未興奮部位產生同樣的動作電位,興奮向兩側傳導。同部電流方向~f ~-十寸十十十寸十十^ 1■十i■十十十個 +4+++4++ --++++4++__1|_1未興奮區 興奮區未興苗區r典奮傳彳方向 ‘膜內局部電流的方向與興奮傳導的方向相同,膜外則相反。(2)興奮在神經纖維上傳導的特點:O意盤育(mV》O意盤育(mV》測量方法測量圖解測量結果電表兩極分別置于神經纖維膜的內側和外側 ? 組 \時時a電表兩極均置于神經纖維膜的外側發Fjn 發生兩次方向相反的黑U嬴 偏轉I:電表兩極置于膜兩側的情況:(3)電流表指針偏轉問題分析①a點之前——靜息電位:神經細胞膜對K+的通透性大,對Na+的通透性小,主要表現為K+外流,使膜電位表現為外正內負。時間(ms)②ac段——動作電位的形成:神經細胞受刺激時,Na+通道打開,Na+大量內流,導致膜電位迅速逆轉,表現為外負內正。時間(ms)③ce段——靜息電位的恢復:Na+通道關閉,K+通道打開,K+大量外流,膜電位恢復為靜息電位后,K+通道關閉。④ef段——一次興奮完成后,鈉鉀泵(主動運輸)將流入的Na+泵出膜外,將流出的
K+泵入膜內,以維持細胞外Na+濃度高和細胞內K+濃度高的狀態,為下一次興奮做好準備。特殊處理情況如下:甲:將神經纖維置于低Na+溶液中;丙:利用藥物I阻斷K+通道;£II:電表兩極均置于膜外的情況下:甲:將神經纖維置于低Na+溶液中;丙:利用藥物I阻斷K+通道;£II:電表兩極均置于膜外的情況下:①刺激a點,b點先興奮,d點后興奮,電流表指針發生兩次方向相反的偏轉。②刺激c點(bc=cd),b點和d點同時興奮,電流表指針不發生偏轉。2、興奮在神經元之間的傳遞(1)突觸小體:神經元軸突末梢有許多分支,每個小枝的末端膨大程杯狀或球狀,叫做突觸小體。(2)突觸:突觸小體與其他神經元的細胞體、突起相接觸,形成突觸。乙:利用藥物I阻斷Na+通道;丁:利用藥物m打開Cl-通道,導致Cl-內流;突觸類型:①神經元間形成突觸的主要類型(連線):近軸突一細胞體型'④』-?—<b,抽突一樹突型 (sw神版6密對觸聞戳獎觸小泡Z-隹速方向②神經元與效應器形成的突觸類型:軸突一肌肉型、軸突神版6密對觸聞戳獎觸小泡Z-隹速方向(3)興奮在突觸處的傳遞軸突的神經沖動一突觸小泡釋放神經遞質一擴散通過突觸間隙一與突觸后膜上的特異性受體結合一突觸后膜離子通道發生變化,引發電位變化一神經遞質被降解、回收或擴散離開間隙。信號轉化:電信號一化學信號一電信號注意:突觸后膜電位變化可以是興奮性的(打開Na+通道),也可以是抑制性的(打開Cl-通道)。
神經遞質主要有乙酰膽堿(興奮性遞質)、多巴胺、一氧化氮等。(4)興奮在突觸處傳遞的特點:單向性:神經遞質只存在于突觸前膜的突觸小泡中,只能由突觸前膜釋放,作用于突觸后膜。突觸延擱:在突觸處發生電信號一化學信號一電信號的轉化,速度比神經纖維上的傳導要慢。(5)電流表在突觸處的偏轉情況分析:①刺激b點,由于興奮在突觸間的傳遞速度小于在神經纖維上的傳導速度,a點j先興奮,d點后興奮,電流表指針發生兩次方向相反的偏轉。 ——:—?:;[???②刺激c點,興奮不能傳至a,a點不興奮,d點可興奮,電流表指針只發生一次偏轉。3、某些化學物質能夠對神經系統產生影響,其作用位點往往是突觸。興奮劑和毒品大多也是通過作用于突觸來起作用的。如:有些物質可以促進神經遞質的合成與釋放速率;有些會干擾神經遞質與受體的結合;有些會影響分解神經遞質的酶的活性等。2.4神經系統的分級調節.大腦皮層與軀體運動的關系(1)大腦皮層中央前回頂部一下肢運動;大腦皮層中央前回下部一頭部器官運動;軀體各部分的運動機能在皮層的第一運動區都有其代表區,而代表區的位置與軀體各部分的位置關系是倒置的。(2)軀體的運動受大腦皮層、腦干、脊髓等的共同調控,脊髓是軀體運動的低級中樞,大腦皮層是高級中樞,腦中相應的高級中樞會發出指令對低級中樞進行調整。.神經系統對內臟活動的分級調節(1)該調節通過反射進行。(2)有自主神經系統參與。例如:交感神經興奮,不會使膀胱縮小,副交感神經興奮,會使膀胱縮小。
(3)大腦通過脊髓調節內臟活動;腦干中有調節內臟活動的基本中樞;下丘腦是調節內臟活動的教高級中樞等。因此,自主神經系統不完全自主。2.5人腦的高級功能.言語區:W(write)失寫癥,發生障礙時不能寫字;V(view)失讀癥,發生障礙時不能看懂文字;S(sport)運動性失語癥,發生障礙只是不能講話;H(hear)聽覺性失語癥,發生障礙時不能聽懂他人講話。.學習和記憶:(1)記憶的階段感覺性記憶:記憶轉瞬即逝;第一級記憶:數秒到數分鐘,如驗證碼;第二級記憶:數分鐘到數年,可以遺忘;第三級記憶:永久記憶,如姓名,身份證等。(2)短時記憶主要與神經元之間即時的信息交流有關,尤其是與大腦皮層下一個形狀像海馬的腦區有關;長期記憶可能與新突觸的建立有關。.情緒情緒也是大腦的高級功能之一。抗抑郁藥物一般通過作用于突觸來影響神經系統的功能。5-羥色胺再攝取抑制劑,可選擇性的抑制突觸前膜對5-羥色胺的回收,是突觸間隙的5-羥色胺保持一定的濃度,有利于神經系統的活動正常進行。第三章體液調節3.1激素與內分泌系統1.激素的發現(1)促胰液素是人們發現的第一種激素。(2)激素:由內分泌器官或內分泌細胞分泌,或者是下丘腦的神經細胞分泌的,具有調節作用的有機物。激素調節:由內分泌器官或內分泌細胞分泌的化學物質一激素進行調節的方式,就是激素
調節。.研究激素的方法:結扎法、閹割法。.內分泌系統的組成和功能內分泌系統由相對獨立的內分泌腺和兼有內分泌功能的細胞共同組成。內分泌腺激素名稱化學本質主要作用下丘腦促甲狀腺(性腺、腎上腺皮質)激素釋放激素多肽促進垂體分泌促甲狀腺(性腺)激素抗利尿激素多肽促進腎小管和集合管對水的重吸收垂體生長激素蛋白質促進生長,主要促進蛋白質的合成和骨的生長促甲狀腺(性腺、腎上腺皮質)激素蛋白質促進甲狀腺的發育,調節甲狀腺激素的分泌甲狀腺甲狀腺激素氨基酸衍生物促進生長發育和新陳代謝,提高神經系統的興奮性,作用于幾乎全身所有的細胞胰島B細胞胰島素蛋白質降低血糖濃度A細胞胰高血糖素蛋白質升高血糖濃度腎上腺髓質腎上腺素氨基酸衍生物升高血糖濃度,促進產熱皮質腎上腺皮質激素甾體類調節糖代謝、水鹽平衡等性腺性激素固醇促進性器官的發育和生殖細胞的形成,激發并維持第二性征等1.血](1)食的股脂肪施物糖調節血糖的來源物中消化.吸收愜類僑康分解和去j來漉路血糖0.8~1.2g/L3.2去路激素調節的過程黑~CU+H4+能宣合成肝糖原肌相驚L去等非轉化質型七脂肪、某些氨己酸等注意:血糖可以合成肌糖原,但是肌糖原不能分解補充血糖。
(2)血糖含量的穩定激素分泌部位生理功能胰島素胰島B細胞促進組織細胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖,抑制肝糖原的分解和非糖物質轉化為糖胰高血糖素胰島A細胞促進肝糖原分解,并促進一些非糖物質轉化為葡萄糖注意:胰島素和胰高血糖素都不能作用于食物中糖類的吸收這一過程;胰高血糖素只能夠促進來源,不能抑制去路;腎上腺素也能夠升高血糖,但主要是在應急狀態下。(3)人體內有多種激素參與調節血糖濃度,如糖皮質激素、腎上腺素、甲狀腺激素等,它們通過調節有機物的代謝或影響胰島素的分泌和作用,直接或間接的提高血糖濃度。(4)胰島素是唯一能夠降血糖的激素。(5)血糖平衡的調節過程2、激素之間的相互作用(5)血糖平衡的調節過程2、激素之間的相互作用協同作用:腎上腺素和胰高血糖素一升血糖拮抗作用:胰島素一降血糖;胰高血糖素一升血糖反饋調節:在一個系統中,系統本身工作的作用結果反過來作為信息調節該系統的工作,這種調節方式叫做反饋調節。3、激素調節實例一甲狀腺激素分泌的分級調節下丘腦甲狀腺
性腺 金竺 ^垂體——絲一J下丘腦甲狀腺
性腺促+腺體激素名稱 A促-腺體名稱十激素土褲放激素 (-}反饋調節(1)分級調節:下丘腦一垂體一甲狀腺軸(2)反饋調節:甲狀腺或性腺分泌的激素進入血液后,又可反過來調節下丘腦和垂體中有關激素的合成與分泌,屬于反饋調節。4、激素調節的特點(1)通過體液運輸一內分泌腺沒有導管,直接通過血液傳遞到全身各處;(2)微量高效。(3)作用于靶細胞和靶器官一激素的運輸是不定向的,但會作用于特定的細胞或器官(細胞膜表面的受體)。(4)作為信使傳遞信息一激素一經發揮完作用后就被滅活。3.3神經調節與體液調節的關系1、體液調節:激素等化學物質(除激素外,還有其他化學調節因子,如CO2、組織胺等)通過體液傳送的方式對生命活動進行調節,稱為體液調節。2、體液調節與神經調節的區別和聯系(1)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較長(2)聯系①激素能直接影響神經系統的發育和功能,兩者常常同時調節生命活動。②內分泌腺本身直接或間接地受神經系統的調節,體液調節可以看做是神經調節的一個環節。3、體溫調節①人體的產熱與散熱人體熱量的來源:主要是細胞中有機物的氧化放能(以骨骼肌和肝臟為主)。人體主要的散熱途徑:輻射、傳導、對流、蒸發等方式。皮膚是人體主要的散熱器官。人體體溫恒定:產熱量=散熱量。②體溫調節過程炎熱寒冷——皮膚冷覺感受器 皮膚溫覺感受器炎熱傳人[神經 傳入]神經—\ F—腦傳出神經傳出神經TOC\o"1-5"\h\z甲狀腺上骼膚毛腺 膚腺肌 血肌分 血素戰管收邂 管甲狀腺分栗收縮增 舒激素泌 加 張\ / \/ 1 ,增加產熱 減少散熱 增加散熱4、水鹽調節(1)水的來源:飲水、食物中的水分、代謝產水。排水的途徑:尿液排出、汗液排出、呼吸排出、糞便排出。(2)水平衡的調節綁旭沖淡遢透日£升尚饌宓不還.屋內失水
過綁旭沖淡遢透日£升尚TOC\o"1-5"\h\z| 1下案 先前激晨I I帶 產生海域s I+主川」飲水即充水分注意:抗利尿激素由下丘腦合成,垂體釋放。(3)鹽平衡調節當大量丟失水分使細胞外液量減少或血鈉含量降低時,腎上腺皮質分泌醛固酮增加,促進腎小管和集合管重吸收鈉增加,維持血鈉平衡;相反,血鈉含量增加時,醛固酮的分泌量減少。第四章免疫調節4.1免疫系統的組成和功能(一)免疫系統的組成
I,.皿,I苫婁扁桃體、淋巴結'胸腺..脾、骨髓等」 免疫細胞生成、成熟或集中分布的場所免疫系統樹突狀細胞、巨噬細胞等免疫系統免疫細胞b淋巴細胞rt細胞(遷移到胸腺中成熟)〔(特異性)i里01胞(在骨髓中成熟)(抗體:由漿細胞產生寸免疫活性物質|{細胞因子:由駕唾產生1溶菌酶:唾液腺、淚腺等都可產生1、免疫器官免疫器官主要包括骨髓、胸腺、脾、淋巴結、扁桃體等。骨髓和胸腺是免疫細胞產生并發育成熟的地方。脾、淋巴結、扁桃體是免疫細胞集中分布的場所。(1)扁桃體:內含免疫細胞,具有防御功能。(2)胸腺:隨年齡增長,在青春期達到頂峰,以后逐漸退化。胸腺是T細胞分化、發育、成熟的場所。(3)淋巴結:淋巴細胞集中的地方,主要集中在頸部、腋窩、腹股溝等處,阻止和消滅侵入體內的微生物。(4)脾:內含大量的淋巴細胞,參與制造新的血細胞與清除衰老的血細胞等。(5)骨髓:各種免疫細胞發生、分化、發育的場所,是機體重要的免疫器官。2、免疫細胞免疫細胞是執行免疫功能的細胞,它們來自骨髓的造血干細胞,包括各種類型的白細胞,如淋巴細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞等。(1)淋巴細胞:「B淋巴細胞淋巴細胞L淋巴細胞「輔助性丁細胞-細胞毒性T細胞(2)樹突狀細胞:分布于皮膚、消化道、呼吸道等很多上皮組織及淋巴器官內,有強大的吞噬、呈遞抗原的功能。(3)巨噬細胞:幾乎分布于機體的各種組織中,具有吞噬消化、抗原處理和呈遞功能。3、抗原:能夠引起人體發生免疫反應的物質。如病原體表面的蛋白質等物質,大多數抗原是蛋白質。抗原呈遞細胞:能夠攝取處理抗原,并且可以將抗原信息暴露在細胞表面,呈遞給其他細胞,如B細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞等。4、免疫活性物質免疫細胞或其他細胞產生的、并發揮免疫反應的物質。(1)抗體:能與抗原發生特異性免疫反應的物質。其本質為蛋白質。(2)細胞因子:白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子等。(二)免疫系統的功能1、人體的三道防線第一道防線:皮膚和黏膜以及黏膜分泌的物質。第二道防線:體液中的殺菌物質溶菌酶等和吞噬細胞。前兩道防線都是生來就有的,非特異性的。第三道防線:機體在個體發育過程中與病原體接觸后獲得的,主要針對特定的抗原起作用,因而具有特異性,叫做特異性免疫。2、免疫系統的功能(1)免疫防御:針對外來抗原起作用。(2)免疫自穩:清除衰老、損傷的細胞,維持內環境穩態。(3)免疫監視:識別清除突變的細胞,防止腫瘤的發生。4.2特異性免疫(一)體液免疫二次免疫I 直接刺激 i; | 「記壞細胞抗原- B空胞舞 |一次應答Lot/呈遞如鹿It細胞和 L漿細胞蘭生抗體特異性結合并消滅抗原結果:在多數情況下,漿細胞產生的抗體與抗原結合,形成沉淀或細胞集團,進而被其他免疫細胞吞噬消化。體液免疫之后,病原體被消滅,但保留了部分抗體和記憶細胞。(二)細胞免疫1、一些侵入細胞的病原體如結核分枝桿菌、麻風分枝桿菌等,寄生在宿主細胞內,此時需要啟動細胞免疫將病原體殺死。增殖分化|■記憶T細胞靶細胞—細胞毒性T細胞 1細胞因子細胞毒性T細胞 識別、接觸、裂解靶細胞,釋放抗原。2、記憶細胞可以在體內存活幾年甚至幾十年,如果沒有機會再次接觸相同的抗原,就會逐漸死亡。如果再次遇到相同的抗原,就會分化為細胞毒性T細胞,進行免疫反應。(三)體液免疫與細胞免疫的協調配合1、輔助性T細胞:B細胞和細胞毒性T細胞的活化離不開輔助性T細胞的輔助。2、抗體只能消滅細胞外液的抗原,而細胞內的抗原需要細胞免疫先裂解靶細胞,釋放抗原物質。3、神經一體液一免疫調節網絡:神經系統、內分泌系統、免疫系統之間存在互相調節。免疫失調1、過敏反應(1)概念:已發生免疫的機體,再次受到相同的抗原時所發生的組織損傷或功能紊亂。(2)過敏原:引起過敏反應的物質。(3)原理:過敏原刺激B細胞產生抗體,吸附在皮膚、消化道、呼吸道黏膜以及血液中某些細胞表面;相同的過敏原再次侵入,與上述抗體結合;使細胞釋放組織胺等物質;最終導致毛細血管擴張、血管通透性增加、平滑肌收縮、腺體分泌增加,出現過敏癥狀。(4)特點:過敏反應有快慢之分;一般不會破壞細胞;有明顯的遺傳傾向和個體差異。2、自身免疫病(1)概念:免疫系統異常敏感、反應過度,將自身物質當做外來異物進行攻擊。例:系統性紅斑狼瘡、類風濕性關節炎、風濕性心臟病等。(2)實例:風濕性心臟病是鏈球菌的抗體不僅會攻擊鏈球菌,也會對心臟瓣膜發起攻擊,原因是鏈球菌的表面抗原與心臟瓣膜表面的一種物質結構相似。(3)特點:自身免疫病發病率高,治療方法一般是自體造血干細胞移植。3、免疫缺陷病(1)概念:機體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。(2)分類:先天性免疫缺陷病:重癥聯合免疫缺陷病:與淋巴細胞發育有關的基因突變或缺陷引起的。獲得性免疫缺陷病:艾滋病。(3)艾滋病:HIV(RNA病毒)攻擊人體的輔助性T細胞,使免疫功能下降,最終死于嚴重感染或惡性腫瘤等。其傳播途徑有性接觸、血液傳播、母嬰傳播等。免疫學的應用1、疫苗(1)概念:疫苗一般為滅活的或低毒的病原體。接種疫苗后會產生相應的抗體,從而對特定傳染病具有抵抗力。(2)實例:HPV是一種DNA病毒,能夠引起子宮頸癌。HPV疫苗是第一個能夠預防癌癥的疫苗。2、器官移植(1)組織相容性抗原:指每個人的細胞表面都帶有一組與別人不同的蛋白質,也稱為人類白細胞抗原,簡稱HLA,是標明細胞身份的標簽物質。(2)原理:自身的白細胞不會攻擊自身的細胞,但異體的細胞攜帶不同的HLA,白細胞能夠識別并攻擊,引起器官移植失敗。(3)研究表明,只要供體受體的HLA有一半以上相同,就可以進行移植。免疫抑制劑能夠抑制免疫排斥反應,提高移植器官的成活率。3、免疫診斷:檢測病原體和腫瘤標志物等。4、免疫治療:包括免疫增強和免疫抑制等。高中生物選擇性必修一第五章植物生命活動的調節植物生長素的發現過程1、向光性:在單側光的照射下,植物朝向光源生長的現象。2、生長素的發現探究實驗
項目實驗處理實驗結論達爾文的實驗處蚯 現象光汕。處理②光飛旬一口處理③光3處理④光、胚芽鞘的尖端受單側光刺激后,向下面的伸長區傳遞臬種“影響”,造成伸長區背光面比向光面生長快,因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。鮑森?詹森的實驗處理⑤劃去芻光 心光力一0i金片一『喇旨片胚芽鞘尖端產生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部拜爾的實驗處理⑦:4E廣黑暗j胚芽鞘的彎曲生長是由胚芽鞘尖端產生的影響在其下部分布不均勻造成的溫特的實驗處理就山 」的看惻對照組,T1 -力不生氏“II ||不彎曲注:?表示含生長素的喇旨塊口表示不含生長米的瓊脂塊胚芽鞘的尖端確實產生了某種促進生長的物質,這種物質可由尖端向下運輸,促進下部的生長,該物質被命名為生長素后續的研究:1934年,科學家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學物質,吲哚乙酸(IAA)。1946年,人們從高等植物中將生長素分離出來,并證明就是吲AA。(注意:吲哚乙酸不是蛋白質)進一步研究發現,苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(田人)等都屬于生長素。3、生長素的合成、運輸、分布合成部位:幼嫩的芽、葉和發育中的種子。合成原料:色氨酸。分布部位:在生長旺盛的部位。
生長素的運輸:極性運輸:從形態學上端到形態學的下端運輸,運輸方式為主動運輸。非極性運輸:在某些成熟組織中通過輸導組織進行運輸,該種運輸與有機物的運輸沒有區別。橫向運輸:受單側光、重力或向心力等的影響而產生的運輸方式,最終會導致生長素的分布不均勻。4、向光性的解釋(1)胚芽鞘實驗中的4個結論 J曾逐近_①生長素的產生部位:胚芽鞘尖端,產生不需要光;②生長素的作用部位:胚芽鞘尖端下部伸長區;③感光部位:胚芽鞘尖端;④生長素橫向運輸的部位:胚芽鞘尖端。①生長素的產生部位:胚芽鞘尖端,產生不需要光;②生長素的作用部位:胚芽鞘尖端下部伸長區;③感光部位:胚芽鞘尖端;④生長素橫向運輸的部位:胚芽鞘尖端。(2)胚芽鞘向光性的原理見右圖。5、植物激素夕 &就先可麟史勒只運不去下
I代向
下生向械性運輸 例向選輸■kJ一背支卦學 向上■田少\ /7生長不拘的.背無熱生忙快于冏光AKI向尤守曲生代由植物體內產生,從產生部位運輸到作用部位,對植物的生長發育具有顯著影響的微量有機物。包括生長素、脫落酸、細胞分裂素、乙烯等物質。植物激素作為信息分子,幾乎參與調節生長、發育過程中的所有生命活動。6、植物向性運動情況分析類別圖解相關結果遮蓋法r\■~光a——先①②①直立生長②向光生長暗箱法皿血-先①②①直立生長②向光(小孔)生長插入法①②③④①向右側彎曲生長②直立生長③向光彎曲生長④向光彎曲生長移植法普什」曾甫光①②③④①直立生長②向左側生長
③④中IAA的含量a=b+c,b>c旋轉法①②③④輪轉盒轉部轉意轉①直立生長②向光生長③向小孔生長④莖向心生長,根離心生長橫置法&禺①a=b,c=d,都促進水平生長②a<b,c<d,a、c、d促進生長,b抑制生長5.2生長素的生理作用1、生長素發揮作用的原理首先與細胞內生長素受體特異性結合,引發細胞內一系列信號轉導過程,進而誘導特定的基因表達,從而產生效應。2、生長素的兩重性既能促進生長,也能抑制生長,一,,一<(1),一,,一<(1)生理作用既能防止落花落果,也能疏花疏果〔此外,生長素能促進果實發育(3)特點:兩重性,即低濃度促進,高濃度抑制。注意:促進與抑制要與沒有生長素的生長狀況做參照。促進生反抑制生長促進生反抑制生長(4)生長素的兩重性分析①不同器官對生長素的敏感程度曲線分析
同一濃度的生長素作用于不同器官,引起的生理功效不同,這是因為不同的器官對生長素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>莖)。另外:幼嫩的細胞比衰老的細胞敏感。②不同植物對生長素的敏感程度曲線分析:雙子葉植物比單子葉植物敏感。(5)生長素作用的兩重性實例①頂端優勢同一濃度的生長素作用于不同器官,引起的生理功效不同,這是因為不同的器官對生長素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>莖)。另外:幼嫩的細胞比衰老的細胞敏感。②不同植物對生長素的敏感程度曲線分析:雙子葉植物比單子葉植物敏感。(5)生長素作用的兩重性實例①頂端優勢頂芽;生長素濃度低,促進生長側芽:生氏素濃度高,發育受到抑制應用:棉花打頂;果樹整枝,園林造型等。②根的向地性注意:莖的背地性沒有體現兩重性。5.3其他植物激素1、植物激素種類(1)赤霉素(GA):合成部位:幼芽、幼根、未成熟的種子。主要作用:促進細胞伸長;促進細胞分裂分化;打破休眠;促進種子萌發、開花、果實發育;促進a淀粉酶的合成。(2)細胞分裂素:合成部位:主要是根尖。主要作用:促進細胞分裂;促進芽的分化、側枝發育、葉綠素合成。(3)乙烯:合成部位:各個部位。主要作用:促進果實成熟;促進開花;促進葉、花、果實的脫落。(4)脫落酸:合成部位:根冠、萎焉的葉片。主要作用:抑制細胞分裂;促進氣孔關閉;促進葉和果實的衰老與脫落;維持種子的休眠。(5)油菜素內酯:促進莖、葉細胞的擴展和分裂,促進花粉管生長、種子萌發等。2、植物激素的相互作用(1)在植物生長發育和適應環境變化的過程中,是多種激素相互協調、共同作用的結果。例如:生長素與細胞分裂素協調促進細胞的分裂;赤霉素促進種子萌發,脫落酸抑制種子萌發;高濃度的生長素會促進乙烯的合成,乙烯會反過來抑制生長素的作用。(2)植物體各個器官中同時存在多種激素,決定器官生長發育的,往往不是某種激素的絕對含量,而是不同激素的相對含量。例如:黃瓜莖端的脫落酸與赤霉素的比值高,有利于分化形成雌花,比值低有利于分化形成雄花。(3)在植物生長發育過程中,不同激素的調節還往往表現出一定的順序性。例如:在獼猴桃果實的發育過程中,細胞分裂素、生長素、赤霉素、脫落酸等激素的含量會像接力一樣按照次序出現,調節果實的發育和成熟。5.4植物生長調節劑的應用.概念:人工合成的、對植物生長發育具有調節作用的化學物質。生長素類似物是植物生長調節劑的一種。.分類:與植物激素分子結構和生理效應類似,如吲哚丁酸;與植物激素生理效應類似,但分子結構完全不同,如華萘乙酸(NAA)、矮壯素等。.作用:延長或終止種子、芽、塊莖的休眠;調節雌雄花的比例;促進或阻止開花、誘導或控制果實脫落;控制植株高度、形狀等。但應注意恰當使用。.植物生長調節劑不是營養物質,也不是萬靈藥,必須配合澆水施肥等措施,恰當施用,才能發揮效果。.施用:恰當選擇;綜合考慮施用目的、效果、毒性,調節劑的殘留、價格和施用等;考慮濃度、時間、施用部位及當時的氣候和植物的生理狀態等。.探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度(1)實驗原理適宜濃度的2,4-D可以促進插條生根,濃度過高時會抑制生根,高濃度的2,4-D甚至會將雙子葉植物殺死。2,4-D存在一個最適濃度,在此濃度下植物插條的生根數量最多,生長最快。用生長素類似物處理插條的方法有浸泡法(濃度較低)和沾蘸法(濃度較高)。(2)實驗過程注意:預實驗的目的是為正式實驗摸索實驗條件,檢驗實驗設計的防止盲目開展實驗而造成的人力或物力的浪費,并不能夠減少誤差。(3)實驗結果分析實驗的測量指標可以是枝條的生根數目,也可以是生根的長度。在實驗過程中,可能會出現不同濃度的生長素類似物對促進生根的效果相同的情況,那么最適濃度應該在這兩個濃度之間。5.5環境因素參與調節植物的生命活動.光對植物生長發育的調節(1)實例1:少數植物(煙草、萵苣等)種子在光下才能萌發,該種植物種子一般較小,儲存營養物質少;有些植物種子(早熟禾、毛蕊花)在有光條件下萌發的好;有些植物種子(洋蔥、番茄)萌發受光的抑制。實例2:光影響葉綠素的形成。實例3:植物的開花受光照時間長短的影響。根據這種情況將植物分為長日照植物和短日照植物。(2)原理:植物含有光敏色素,能夠接受光信號分子,從而調控自身的生長、發育全過程。光敏色素是一類蛋白質,分布于植物體的各個部位,其中分生組織細胞內較豐富。受到光照照射時,光敏色素結構發生變化,經過信息傳遞系統傳導到細胞核內,影響特定基因的表達,從而表現出生物學效應。.參與植物生命活動調節的其他環境因素(1)溫度:如季節輪回、氣溫周期性變化等。溫度影響植物的各項生命活動,以及植物的地域性分布等。(2)重力:調節植物的生長發育和形態等。如:根的向地性、莖的背地性等。在這些部位存在感受重力的物質和細胞,將這些信息轉換成運輸生長素的信號,造成生長素分布不均勻。.植物生長發育的整體調控高等植物的生長需要各個器官的整體協調和配合。該調節依賴于基因的選擇性表達。選擇性必修二第一章種群及其動態種群的數量特征.種群的概念:在一定的空間范圍內,同種生物的所有個體所形成的集合。分析:大明湖里所有的魚 一個種群;大明湖里所有的鯉魚一個種群(填“是”或“不是”)。.種群密度:指種群在單位面積或單位體積中的個體數。種群密度是種群最基本的數量特征。.種群密度的調查方法(1)逐個計數法一適用于調查范圍小、個體較大的種群。(2)估算法①樣方法范圍:試用于植物、活動范圍小的動物,如昆蟲的卵、作物上蚜蟲的密度、蜘蛛、跳蛹等。步驟:準備;確定調查對象(一般選擇雙子葉植物,單子葉植物叢生或蔓生,不好辨別);確定樣方的大小:一般以lm2正方形為宜;隨機取樣:取樣的關鍵是要做到隨機取樣,隨機取樣的方法:五點取樣法和等距取樣法:計數:對于邊界上的調查對象,采取“計上不計下、計左不計右”的方式,然后計算密度;計算:以所有樣方的種群密度平均值作為該種群的種群密度。②標記重捕法范圍:適用于活動能力強、活動范圍比較大的生物。步驟:第一次捕獲生物量,記為M,并做好標記,放回一段時間,保證充分混合。第二次捕獲生物量,記為N,其中帶標記的生物量記為m。設種群的生物總量為X,則M/X=m/No注意:若標志物易脫落,或生物帶標記后易被天敵捕殺,導致m減小,測得X偏大;若第一次標記后,在較短時間內進行重捕,則會導致測得X值偏小。③黑光燈誘捕法范圍:適用于有趨光性的昆蟲。④抽樣檢測法范圍:適用于微生物。.與種群數量有關的其他因素種群密度反映了種群在一定時期的數量,但無法體現種群數量的變化趨勢。因此還需研究其他數量特征。增長現由泥型應退班遷出率趨年個體教成年個體散:把響性別'比例注:”表示增加.墟少“一二廠-*”增長現由泥型應退班遷出率趨年個體教成年個體散:把響性別'比例注:”表示增加.墟少“一二廠-*”施樂方控作用,問援作用種群數M
f種群密度)死亡率出生率:指在單位時間內新生的個體數目占該種群個體總數的比值。死亡率:指在單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比值。遷入/遷出率:單位時間內遷入或遷出的個體占該種群個體總數的比值。年齡結構:一個種群中各年齡群的個體數目所占的比例。性別比例:種群中雌雄個體數目的比例。1.2種群數量的變化1、種群的“J”形增長種群數模型假設:食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等條件下,量每年以一定的倍數增長,第二年是第一年的k倍。種群數建立模型:t年后種群的數量:N,=Ngt0增長率與人的關系:增長率m-12.種群數量的“S”形增長(高斯)模型假設:資源、空間有限,天敵的威脅和競爭者的競爭等因素存在。環境容納量:一定環境條件所能維持的種群最大數量稱為環境容納量,簡稱K值。(注意:K值只與環境條件有關,不受種群數量的影響)保護野生動物最根本的措施是保護它們的棲息環境,從而提高環境容納量。K值不是種群數量的最大值,K值應略低于種群所能達到的最大值(種群有過度繁殖的傾向,種群數量應圍繞K值上下波動)。建立模型:種群數量呈S型增長
K/2值:當種群數量達到K/2時,種群有最大增長速率;其意義在于:養殖業上,通常在2/K后進行捕撈,將生物數量保留在此處,目的是可以盡快恢復生物數量;害蟲的防治則控制在K/2以下。3.J形增長模型和S形增長模型的聯系3.J形增長模型和S形增長模型的聯系環境阻力(環境容納量)兩種模型存在的不同主要是因為存在環境阻力。.種群數量的波動和下降受氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響,大多數種群的數量總是在波動中。當種群長久處在不利的條件下,種群數量會出現持續性的或急劇下降。種群的延續需要以定的個體數量為基礎,當一個種群數量過少,可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。.探究培養液中酵母菌種群數量的變化(1)實驗原理用液體培養基培養酵母菌,種群的增長受培養液的成分占回、H、溫度等因素的影響。在理想的環境條件下,酵母菌種群的增長呈“二型曲線;在有環境阻力的條件下,酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。計算酵母菌數量可用抽樣檢測的方法。(2)血細胞計數板(如下圖所示)血細胞計數板每個大方格的面積為1mm2,深度為0.1mm,容積為0.1mm3。計算公式如下:口在計數時,先統計(圖B所示)5個中方格中的總菌數,求得每個中方格的平均值再乘以25,就得出一個大方格中的總菌數,然后再換算成1mL菌液中的總菌數。口設5個中方格中總菌數為A,菌液稀釋倍數為B,則0.1mm3菌液中的總菌數為(45)義25出。已知1mL=1cm3=1000mm3,1mL菌液的總菌數=(45)*25*10000xB=50000A?B。(3)實驗步驟①酵母菌的培養:條件為液體培養基,無菌培養;②振蕩培養基:使酵母菌分布均勻;③抽樣;④觀察計數:先將蓋玻片放在計數室上,然后將酵母菌培養液滴在蓋玻片二側,讓培養液自行滲入,再用吸水紙吸去多余的培養液,待細胞全部沉降到計數室的底部,再用顯微鏡進行計數并計算;⑤重復步驟④,連續觀察7天;⑥繪圖分析。(4)注意事項該實驗無需設計對照實驗,因不同時間取樣已形成對照:該實驗需要做重復實驗,取平均值,目的是盡量減少誤差;若每個小方格內酵母菌數量過多,需要重新稀釋培養基再計數。1.3影響種群數量變化的因素.非生物因素:如陽光、溫度、水等。其影響主要是綜合性的。森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度;植物種子春季萌發;蚊類等昆蟲冬季死亡;東亞飛蝗因氣候干旱而爆發等。.生物因素:種群內部和種群外部兩方面影響。種內競爭會使種群數量的增長受到限制;種群間的捕食與被捕食、相互競爭關系等,都會影響種群數量;寄生蟲也會影響宿主的出生率和死亡率等。.食物和天敵的因素對種群數量的影響與種群密度有關。如同樣缺少食物,密度越高,種群受影響越大,這樣的因素稱為密度制約因素。而氣溫、干旱、地震、火災等自然災害,屬于非密度制約因素。.種群研究的應用(1)瀕危物種的保護。(2)漁業方面:中等強度的捕撈更有利于持續獲得較大的魚產量。(3)有害生物防治:控制數量,降低環境容納量,增加天敵等。第二章群落及其演替群落的結構.群落是指在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合。.群落的物種組成群落的物種組成是一個群落區別于另一個群落的重要特征,也是決定群落性質最重要的因素。物種數目的多少稱為豐富度。群落中有些物種不僅數目很多,而且對其他物種的影響也很大,往往占據優勢,這樣的物種稱為優勢種。群落中的物種組成不是固定不變的,隨著時間和環境的變化,原來不占優勢的物種可能逐漸變得有優勢,原來有優勢的物種可能逐漸失去優勢。.群落的種間關系項目原始合作互利共生寄生競爭捕食數量坐標圖在一起更好,分開了也沒事忙L0 時間個t匕;同0時向療而0-小摘實例海葵與寄居蟹等豆科植物與根瘤菌,地衣等菟絲子、寄生蟲馬與羊等狼與兔子.群落的空間結構(1)垂直結構大多數群落都在垂直方向上有明顯的分層現象。植物的垂直分層主要與對光的利用率有關,這種分層現象提高了群落對光的利用率。陸生群落中,決定植物地上分層的環境因素還有溫度等,地下分層的環境因素有水分、無機鹽等。動物的垂直分層主要與棲息空間和食物條件有關。(2)水平結構生物的垂直分層是由于地形變化、土壤濕度、鹽堿度、光照強度的不同以及生物自身生長特點的差異、人與動物的相互影響等引起的,在水平上往往呈現鑲嵌分布。.群落的季節性:由于陽光、溫度、水分等隨季節而變化,群落的外貌和結構也會隨之發生有規律的變化。.生態位:一個物種在群落中的地位和作用,包括所處的空間位置,占用資源的情況,以及與其他物種的關系等,稱為這個物種的生態位。研究動物的生態位,通常要研究它的棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等;研究植物的生態位,通常要研究它在研究區域內出現的頻率、種群密度、植株高度等特征,以及它與其他物種的關系等。群落中每種生物都占據著相對穩定的生態位,這有利于不同生物充分利用環境資源,是群落中物種之間及生物與環境間協調進化的結果。.土壤中小動物類群豐富度的研究【實驗原理】(1)取樣方法:許多土壤動物身體微小且有較強的活動能力,而且身體微小,因此常用取樣器取樣的方法進行采集、調杳。(2)僅僅統計群落中的物種數,不足以全面了解群落的結構,因此還需統計群落中物種的相對數量。常用的統計方法:記名計算法和目測估計法(預先確定多度等級)。【實驗流程】提出問題:如調查和比較不同時間的土壤小動物類群豐富度。制訂計劃:包括三個操作環節一取樣、觀察和分類、統計和分析。實準準備:制作取樣器,記錄調查地點的地形和環境的主要情況。施取樣:選取取樣地點,注意在不同的時間、不同的地點取樣。計采采集:可采用誘蟲器和吸蟲器進行采集,也可以采用簡易采集法。采集的小動物可以放入體積分數為70%的酒精中。劃I觀察與分類:對采集的小動物進行分類。觀察時使用體視顯微鏡,如用普通光學顯微鏡,可以用4倍的物鏡和5倍的目鏡。統計和分析:設計統計表,分析所收集的數據。得出結論:組成不同群落的優勢種是不同的,不同群落的物種豐富度是不同的。一般來說,環境條件越優越,群落發育的時間越長,物種越豐富,群落結構也越復雜。.立體農業:指充分利用群落的空間結構和季節性,進行立體種植、立體養殖或立體復合種養的生產模式。群落的主要類型.荒漠生物群落:年降水量稀少且分布不均勻,物種少,群落結構非常簡單。仙人掌具有肉質莖,氣孔夜間開放;爬行類動物體表有角質的鱗片或甲,蛋殼堅硬;體溫變化,早上去陽光下,天熱去陰涼處;以固態尿酸鹽的形式排出代謝廢物等。.草原生物群落:季節降雨量不均勻,動植物種類少,群落結構相對簡單。植物葉片狹窄,表面有絨毛和蠟質;動物有挖洞和快速奔跑的特性。.森林生物群落:分布在濕潤或較濕潤的地區,群落結構非常復雜且相對穩定。森林中植物有喬木、灌木、草本、藤本植物等,有明顯的垂直分層現象;動物種類繁多,樹棲和攀緣類生物較多。.群落中生物的適應性生活在某一地區的物種能形成群落,,是因為它們都能適應所處的非生物環境。因此有人說,群落是一定時空條件下不同物種的天然群聚。2.3群落的演替.概念:隨著時間的推移,一個群落被另一個群落替代的過程,就叫做群落演替。.演替的類型(1)初生演替:裸巖階段一地衣階段一苔蘚階段一草本植物階段一灌木階段一喬木階段。實例:火山巖、冰川泥、沙丘等沒有生物痕跡的地方。方向:土壤有機物越豐富,群落中的物種豐富度逐漸增大,食物網越來越復雜,群落的結構也越來越復雜。(2)次生演替一棄耕農田上的演替一年生雜草一多年生雜草一小灌木一喬木。實例:棄耕的農田、火災過后的草原、過量砍伐的森林等。進程:演替成森林往往需要數十年的時間,但是在干旱的地區或許只能發展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。注意:在時間、資源、條件適宜的情況下,群落最終會演替成森林。次生演替所需的時間比初生演替所需的時間短,原因是次生演替保留了原有的土壤條件,植物的種子或其他繁殖體。演替的原因:前一個群落為后一個群落的發展提供了條件;后一個群落的生物更有競爭力。.演替實質:在演替過程中,適應變化的種群數量增長或得以維持,不適應的數量減少甚至淘汰。群落演替的實質是優勢取代。.人類活動人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。第三章生態系統及其穩定性生態系統的結構.概念:在一定的空間內,由生物群落和它的無機環境相互作用而形成的統一整體,叫做生態系統。地球上最大的生態系統是生物圈。.生態系統的類型:自然生態系統和人工生態系統兩類。.生態系統的結構一一組成成分:生產者:將太陽能固定在它們所制造的有機物中,是生態系統的基石。自養生物都是生產者。主要是綠色植物,但菟絲子等不是生產者。消費者:通過自身新陳代謝,將有機物轉變為無機物,加速生態系統的物質循環。有助于植物傳粉和傳播種子。主要是動物,但禿鷲、蚯蚓等屬于分解者。分解者:將動植物的遺體殘骸和動物的排遺物分解成無機物。硝化細菌屬于自養生物,屬于生產者非生物的物質和能量:陽光、水、空氣、無機鹽等。是生態系統中物質和能量的根本來源。消我齊(加快物質循環J凝枝收葉.遺體(不可跋少)《基石)細胞呼吸徘生.物的物痂和唯打生產者生產者和分解者是聯系生物群落和無機環境的紐帶。3、生態系統的結構一一營養結構(1)食物鏈(捕食鏈)①概念:生態系統中各生物之間由于食物關系形成的一種聯系。②特點:起點是生產者,為第一營養級;終點是最高營養級。只包含生產者和消費者。③營養級與消費者級別的關系:消費者級別=營養級級別一1。⑵食物網①概念:在一個生態系統中,許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養結構。②形成原因:生態系統中,一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物,而一種植食性動物既可能吃多種植物,也可能被多種肉食性動物所食。③特點:同一種消費者在不同的食物鏈中,可以占據不同的營養級,某一個營養級也會有不同的消費者。(3)食物鏈和食物網的作用:生態系統物質循環和能量流動的渠道。(4)復雜的食物網是使生態系統保持相對穩定的重要條件。一般認為,食物網越復雜,生態系統抵抗外界干擾的能力越強。生態系統的功能一一能量流動.能量流動的概念:生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。源頭:太陽能輸入:流經生態系統的總能量:生產者固定的太陽輸入、能總量傳遞一傳遞一,途徑:食物鏈和食物網形式:有機物中的化學能轉化一太陽能一有機物中的化學能一熱能散失[形式:最終以熱能形式散失過程:自身呼吸作用散失[形式:最終以熱能形式散失過程:自身呼吸作用.能量流動的過程:第一營養級的能量流動:呼啜柞川以公虺出式飩小度育和簟密L流向F—營養報分解西利第一營養級的能量流動:呼啜柞川以公虺出式飩小度育和簟密L流向F—營養報分解西利HI”:產科逋過光合作用固定消費者的能量流動3.能量流動的特點:未假利用分解杵利回呼吸作用以熱靠形式散關用消費者的能量流動3.能量流動的特點:未假利用分解杵利回呼吸作用以熱靠形式散關用十生長發卜育和繁璉j流向F?管養辨(1)生態系統的能量單向流動——因為捕食關系不能逆轉,能量只能從第一營養級流向第二營養級。(2)生態系統的能量流動逐級遞減———輸入某一營養級的能量(同化量)一部分通過呼吸散失,另一部分被分解者分解,只有少部分流向下一營養級。生態系統的能量傳遞效率為生%~20%。在一個生態系統中,營養級越多,在能量流動中消耗的能量就越多。因此,營養級一般不超過5個。生態系統能量傳遞效率的計算指的是相鄰兩個營養級同化量的比值。(3)任何生態系統都需要源源不斷得到來自系統外的能量補充,以便維持生態系統的正常功能。.生態金字塔能量金字塔:主要分析能量。生物量金字塔:分析每個營養級所容納的有機物的總干重。數量金字塔:分析每個營養級的生物個體數。.研究能量流動的意義(1)研究生態系統的能量流動,可以幫助人們將生物在時間、空間是進行合理配置,增大流入某個生態系統的總能量。(2)研究生態系統的能量流動,可以幫助人們科學的規劃和設計人工生態系統,提高能量的利用率。(3)研究生態系統的能量流動,可以幫助人們合理調整生態系統的能量流動關系,使能量持續高效的流向對人類有益的部分。3.3生態系統的功能一一物質循環1.碳循環太快太多導致溫室效應K氣中的庫-1.碳循環太快太多導致溫室效應K氣中的庫-動植物殷篋和動榭界物化石燃料綠色植物,-動物注意:(1)C元素在生物體內主要以含碳有機物的形式存在,在無機環境中主要以CO2、碳酸鹽的形式存在。(2)C元素從無機環境進入生物群落的途徑:光合作用以及化能合成作用。(3)C元素從生物群落進入無機環境的途徑:動植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃燒。.物質循環物質循環的概念:組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素,都在不斷地進行著從非生物環境到生物群落、又從生物群落到非生物環境的循環過程,這就是生態系統的物質循環。物質循環具有全球性,因此其的范圍是生物圈,因此又叫生物地球化學循環。.生物富集生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物,使其在機體內濃度超過環境濃度的現象,稱作生物富集。這些有害物質可以通過水、大氣、生物遷移等途徑擴散,因此生物富集也是全球性的。.能量流動與物質循環的關系(1)物質是能量的載體,使能量沿著食物鏈和食物網流動;能量作為動力,使物質能夠不斷的在生物群落和無機環境之間循環往復。(2)物質可以循環利用,但能量是逐級遞減、單向流動的。3.4生態系統的功能一一信息傳遞.信息:人們通常將可以傳播的消息、情報、指令、數據與信號等稱作信息。信息流:生態系統中的生物種群之間,以及它們內部都有信息的產生與交換,能夠形成信息傳遞,即信息流。.生態系統中的信息種類物理信息:光、聲、溫度、濕度、磁力等,通過物理過程傳遞的信息,都屬于物理信息。化學信息:生物生命活動中產生的可以傳遞信息的化學物質,如植物的生物堿、有機酸等代謝產物,以及動物的性外激素等,都屬于化學信息。行為信息:動物的特殊行為,對于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息,即生物的行為特征可以體現為行為信息。.生物可以通過一種或多種信息類型進行交流。.信息傳遞的過程信息源;信道:空氣、水以及其他介質;信息受體:動物的眼鼻、耳朵、皮膚,植物的葉、芽以及細胞中的特殊物質(如光敏色素等)可以接收多樣化的信息。、信息傳遞的作用對于個體:生命活動的正常進行,離不開信息的作用:對于種群:生物種群的繁衍,離不開信息的傳遞:對于
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