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第1章   人体的内环境与稳态  

无论是在冰天雪地的边防线上巡逻的战士，还是在炼钢炉前挥汗如雨的工人，体温都是37℃左右，这是为什么？大量出汗或严重腹泻时，需要及时补充含盐的水，比如喝电解质饮料，这又是为什么? 

在外界环境发生剧烈变化的情况下，人体仍能通过自身的调节作用，维持内环境的相对稳定，从而使体内的细胞拥有稳定而适宜的存活条件。

无论春夏秋冬，风云变幻，它却总是轻波微斓。稳态是生命系统的特征，也是机体存活的条件。它让每一个细胞分享，又靠所有细胞共建。

人体细胞生活在由组织液、血浆、淋巴等细胞外液共同构成的液体环境——内环境中。内环境中含有水、无机盐、各种营养物质和代谢废物等，具有一定的渗透压、酸碱度和温度。内环境不仅是细胞生存的直接环境，而且是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。内环境的各种理化性质总是在不断变化，但正常情况下，借助机体的调节作用，这种变化保持在一定范围内。生理学家把正常机体通过自身的调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。内环境的稳态是机体进行生命活动的必要条件。稳态的实现，是机体在神经一体液一免疫调节下，各器官、系统协调活动的结果。

    稳态概念源于对内环境的研究，后来逐渐发展成为适用于整个生物科学的基本概念。这从一个侧面反映出生物科学从分析走向综合、由分支走向统一的发展趋势。

    每一个人的健康都与内环境的稳态有关。学习有关内环境稳态的知识，有助于养成自我保健的意识和习惯，还可以运用这方面的知识关爱家人和亲友。

第2章   动物和人体生命活动的调节   

    你的身体作为一个开放的系统，与外界不断进行着物质的交换、能量的转换和信息的传递，体内又有成千上万种化学反应在同时进行，但是内环境却能维持相对稳定。这是为什么？

打球、游泳、骑自行车……不论你从事什么运动，全身各个器官都能够保持高度的协调一致。这又是为什么？

  内环境稳态的维持，备器官之间功能的协调，以及对外界刺激作出适当的反应，都是通过复杂而精巧的调节实现的。

是重帘低垂抑或星云闪亮，不，是脑细胞织就信息之网。万千信息在此传输交汇：调节着机体的稳态，更闪耀着智慧的光芒！

内环境的稳态需要机体的调节机制——神经调节、体液调节、免疫调节共同发挥作用。神经调节的基本方式是反射，完成反射的结构称为反射弧。神经元接受内、外环境的刺激会产生兴奋。在同一个神经元内，兴奋以神经冲动的形式传导。不同神经元之间，兴奋通过突触以神经递质的方式传递。脑和脊髓中有控制机体各种活动的中枢，这些中枢的分布部位和功能各不相同，但彼此之间又相互联系，低级中枢受高级中枢的控制。大脑还具有语言、学习和记忆等高级功能。

    体液调节主要是指激素调节。内分泌腺所分泌的激素通过血液循环被运送到全身各处，微量的激素就可以显著影响靶细胞的生理活动。激素分泌的调节，存在着下丘脑一垂体-一内分泌腺的分级调节和反馈调节。

    神经调节和体液调节紧密联系、密切配合，相互影响。例如，体温和水盐平衡的调节等，都是神经调节和体液调节协调一致作用的结果。

    免疫调节在维持稳态的过程中也具有重要作用，并与神经调节和体液调节构成完整的调节网络。免疫系统具有防卫功能、监控和清除功能，特异性免疫主要通过淋巴细胞发挥作用。

    模型方法是现代科学方法的核心内容之一。模型包括物理模型、数学模型和概念模型等类型。本章“建立血糖调节的模型”，模拟活动本身就是在构建动态的物理模型，之后，再根据活动中的体会构建概念模型。

促胰液素是人们发现的第一种激素。它的发现过程告诉我们，在科学探索过程中，不能迷信权威，应当大胆探索、勇于创新。

科学的发现，总会发展为实践上的应用，激素的应用就是这样。对于激素应用的利和弊应当客观地评价。

    艾滋病是由HIV所引起的免疫缺陷病。艾滋病病人是HⅣ的受害者，他们应当得到的不是偏见和歧视，而是来自社会和个人的关爱。

第3章   植物的激素调节   

与高等动物相比，植物的形态结构要简单得多。它们没有神经系统，对外界刺激的反应自然就不如动物灵敏。郭么，植物体能不能对自身的生命活动进行调节呢？

唤醒沉睡的种子，调控幼苗的生长。引来繁花缀满枝，瓜熟蒂落也有时。靠的是阳光雨露，离不开信息分子。

植物激素是一类由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。

    植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等5类。它们对植物各种生命活动起着不同的调节作用。同一种激素，在不同情况下作用也有差别。例如，生长素随浓度不同、植物细胞的老幼和器官的种类不同，而在发挥的作用上有差异：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。

    发现生长素的过程，是由达尔文注意到植物向光性并对此进行研究开始的。这说明在习以为常的现象中，可能蕴涵着深刻的科学道理。达尔文注意到了这一现象，并且设计了简单而又有创造性的实验来进行探索，而不是主观臆测。在达尔文之后，先后有多位科学家设计了几个关键的实验来进一步探索。通过一代又一代科学家的努力，人们逐渐接近事实的真相，并在进一步探索着。

    达尔文设计的实验从原理上看很简单—排除法，让一部分“缺席”，研究这时系统的反应，但第一次设计出这个实验又是充满创造性的。对实验结果的分析，既需要严密的逻辑推理，也需要丰富的想像力。

    尽管人们在发现植物的激素调节时，并没有想到会带来经济利益，但是，植物激素调节的科学道理很快就被应用于生产实践，并给人们带来了很多好处。然而，如果植物生长调节剂应用不当，也会带来一些负面影响。   

本书第1章至第3章的内容，都是从个体水平来研究生命活动的稳态和调控。事实上，任何生物个体的生存和发展，离不开同种或不同种的其他生物个体，更离不开由生物和无机环境形成的生态系统。以下章节将涉及群体水平上的稳态和调控。

第4章    种群和群落    

从个体水平看，生物能通过自身的调节作用维持稳态，完成生长、发育和繁殖等生命活动。而在自然界，任何生物都不是孤立存在的。在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群；同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，构成生物群藩。

从种群和群落的水平看，生命系统具有什么特征？它们又是怎样发展变化的呢？

冰原、寒风、企鹅。从个体到种群，从种群到群落。无不揭示一个原理——整体不是部分叠加，“整体大于部分之和”！

种群是由同种生物的个体在一定自然区域内组成的群体，并出现个体层次上所没有的一系列特征。其中，种群密度是种群最基本的数量特征。在理想条件下，种群数量增长的数学模型为：N_t=N₀λ^t，呈“J”型曲线。然而，正常情况下，自然界中一定空间存在一定的环境容纳量，种群数量增长会呈“S”型曲线。影响种群数量的因素很多，因此种群的数量常常出现波动，在不利条件下，种群数量会急剧下降甚至消亡。

    在自然界，多种生物的种群共同生活在一定时间和区域内，相互之间通过直接或间接的关系构成群落。同一群落的物种通过复杂的种间关系形成统一的整体。不同群落间，物种组成和物种的丰富度差别很大。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。群落会发生演替。演替可以分为初生演替和次生演替。人类为了一定目的开发利用自然资源，发展工农业生产，往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。在我国，退耕还林、还草、还湖，退牧还草是一项功在当代、惠及子孙的生态工程。

    调查种群密度的方法有样方法和标志重捕法等。描述、解释和预测种群教量的变化，常常需要建立数学模型。科学研究中建立数学模型有着重要意义，它可以帮助人们理解自然界事物的数量特征和数量变化规律。

生命系统具有从细胞到生态系统的多个层次。种群和群落是其中的两个层次，都是从“群体”的视角来观察和研究生命系统。从不同的层次研究生命系统，会发现不同的问题，得到不同的认识。人类活动会对种群、群落的存在和发展产生重大影响，追求人与自然和谐发展是人类付出沉重代价后得出的教训。

第5章    生态系统及其稳定性   

生态系统是当今最受人们重视的研究领域之一，全球所面临的资源与环境问题的解决，都有赖于对生态系统的结构和功能、多样性与稳定性等诸多方面的研究。

碧水、青草、牛羊……地平线之外一片苍茫。“小小寰球”在宇宙中旋转，承载着它的生命之网。

生态系统是在一定空间中生物群落与其无机环境相互作用而形成的统一整体。生态系统的结构包括两方面的内容：生态系统的成分、食物链和食物网。生态系统含有生产者、消费者、分解者和非生物的物质与能量等基本成分。生态系统中，进行着物质循环、能量流动和信息传递过程，其中物质是可以被循环利用的，物质的循环带有全球性；能量流动则是单向和逐级递减的。生态系统中，各种各样的信息在生物的生存、繁衍和调节种间关系等方面起着十分重要的作用。

    生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础。生态系统中组成成分越多，食物网越复杂，抵抗外界干扰的能力就越强。当今全球出现的诸多环境问题，就与生态系统稳定性遭到破坏有关。

    对系统内的组分和种种过程进行分析时，数学方法有着广泛而重要的应用。

    整体的观点、相互作用的观点、动态平衡的观点等，是随着对生态系统的分析探讨而加深理解的，这些观点也是认识和理解其他许多问题的基础。

第6章    生态环境的保护   

地球是人类赖以生存的唯一求园。数十亿年生命的演化，不断改变着地球的环境，使地球从荒芜不毛之地，逐渐演变成生命的乐园。然而随着人类的出现和人口的增多，人类的活动在很大程度上改变了地球的环境，使这个星球上许多生物的生存受到严重威胁，并且危及人类自身的生存和发展。

在对待地球家园的问题上，人类再也不能只知索取，不知保护；更不能只圈眼前利益，不顾长远利益。只有正确处理人与资源和环境的关系，走可持续发展之路，才是人类唯一正确的选择。

天地与我并生，而万物与我为一。——庄子

我们不是继承父辈的地球，而是借用了儿孙的地球。——联合国《人类环境宣言》

拥有良好的生态环境，是人类社会持续协调发展的基础。人口增长过快造成了人与资源和环境之间的尖锐矛盾，因此，必须有效地控制人口的增长。我国将计划生育定为一项基本国策，每位公民都必须清楚国家制定的人口发展目标，恪守有关的法律规定。

    近些年来，日益严重的全球性生态环境问题引起全人类的关注。全球性气候变化、臭氧层破坏、酸雨、海洋污染、土地荒漠化和生物多样性锐减等，其危害具有全球性。这些问题的产生与人口增长过快有关，不合理的生产和生活方式也是产生这些问题的重要原因。解决这些问题既需要国家和个人的努力，也需要全球合作。

    生物多样性是生物进化的结果，它既有人类可以直接利用的价值，又有维持生态系统的稳定性等间接价值，还有人类目前尚未明确认识的潜在价值。但是，由于长期以来人类的不合理利用，生物多样性正在以惊人的速度锐减。

    正是在全球性生态环境问题日益突出的背景下，有识之士提出了新的发展观：“在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要”，这就是可持续发展观。这一观念日益深入人心，已经成为人类的必然选择。