必修三 稳态与环境
谭业红
第1章:人体的内环境与稳态
第1节:细胞生活的环境
1、 什么是内环境?
血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系,共同构成机体内细胞生活的直接环境。为了区别于个体生活的外界环境,人们把这个由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
2、 内环境具有哪些理化性质?
内环境的理化性质主要包括渗透压、酸碱度和温度这三个方面。
血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。
正常人的血浆近中性,PH为7.35-7.45。血浆的PH之所以能够保持稳定,与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。
3、 人体细胞如何与外界环境进行物质交流?
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内各个器官、系统的参与,同时,细胞和内环境之间也是相互影响、相互作用的。
第2节:内环境稳态的重要性
1、什么是内环境稳态?
正常机体通过调节作用,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。健康人的内环境的各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。
2、内环境稳态的重要意义是什么?
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
细胞的代谢过程是由细胞内众多复杂的化学反应组成的,完成这些反应需要各种物质和条件。内环境的各种化学成分保持在正常范围内,才能为这些反应提供充足的反应物;内环境的理化性质如温度、PH等在适宜范围内,酶才能正常地发挥催化作用。
3、稳态调节的机制是什么?
第2章:动物和人体生命活动的调节
第1节:通过神经系统的调节
1、 反射弧包括哪几个组成成分?
反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)组成。
2、 神经冲动是怎样产生和传导的?
①神经冲动的产生:神经纤维受到外界刺激后,在受到刺激的局部位置的膜内外产生瞬间的电位变化,有原来的静息电位(外正内负)转变为动作电位(外负内正);
②神经冲动的传导:兴奋部位与未兴奋部位由于电位差的存在而发生电荷移动,形成了局部电流,局部电流刺激邻近未兴奋区发生同样的电位变化,如此进行下去,将兴奋向前传导。
③神经冲动的传递:在神经元与神经元连接的突触处,由突触前膜内的突触小泡受到刺激释放神经递质,神经递质与突触后膜结合后,引起突触后膜电位变化,即引发一次新的神经冲动。这样,兴奋就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。
注意:神经冲动传导和传递的特点:神经冲动的传导在离体神经纤维受刺激条件下具有双向性,而在反射过程中表现单向性;神经冲动在突触的传递具单向性。
3、 神经系统的分级调节体现在哪些方面?
一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控,比如,控制排尿反射的初级中枢在脊髓,但控制排尿反射的高级中枢在大脑皮层。
4、 人脑有哪些高级功能?
位于大脑表层的大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位,它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智力活动,涉及人类的听、写、读、说。这些功能与大脑皮层某些特定的区域有关,这些区域叫言语区。大脑皮层言语区的中的S区受损伤,患者会患运动性失语症(能看懂文字、听懂别人谈话,但不会讲话)。
第2节:通过激素的调节
1、 激素的发现过程带给你什么启示?
不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。
2、 血糖的平衡是怎样维持的?激素对维持内环境的稳态有什么作用?
胰岛素的功能:能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。
胰高血糖素的功能:能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
血糖水平升高时,胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少。结果使体内血糖水平下降到正常水平。
血糖水平降低时,胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少。结果使体内血糖水平上升到正常水平。
由此可以看出,胰岛素和胰高血糖素相互拮抗,共同维持血糖含量的稳定。
在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。
3、 激素的分泌是怎样调节的?
激素分泌的调节以甲状腺激素的分泌的分级调节为例进行介绍。
当身体的温度感受器受到寒冷等刺激时,相应的神经冲动传到下丘脑。下丘脑就会分泌促甲状腺激素释放激素(TRH),TRH运输到垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素(TSH)。TSH随血液运输到甲状腺,促进甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。
当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素的分泌减少,这样体内的甲状腺激素含量就不至于过高。可见甲状腺激素的分级调节,也存在着反馈调节机制。
4、 激素调节有什么特点?
①微量和高效
②通过体液运输。内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递各种信息。
③作用于靶器官、靶细胞。甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于甲状腺。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内需要源源不断的产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
激素种类多、量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化。
第3节:神经调节与体液调节的关系
1、 神经调节和体液调节各有什么特点?
比较项目 |
神经调节 |
体液调节 |
作用途径 |
反射弧 |
体液输送 |
反应速度 |
迅速 |
较缓慢 |
作用范围 |
准确、比较局限 |
较广泛 |
作用时间 |
短暂 |
比较长 |
2、 神经调节和体液调节是如何相互协调的?
一方面,不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看做神经调节的一个环节。另一方面,内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能,如幼年时甲状腺激素缺乏,就会影响脑的发育。
总之,动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。
3、 体温和水盐平衡是如何保持的?
第4节:免疫调节
1、 免疫系统的主要功能是什么?
免疫系统具有防卫、监控和清除功能。防卫表现为消灭入侵的病原体;监控和清除功能表现为监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。
2、 特异性免疫是怎样起作用的?
如果病原体突破了非特异性免疫(第一、二道防线),就由特异性免疫(第三道防线)发挥作用。特异性免疫主要是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成。
特异性免疫中的B细胞主要靠产生抗体“作战”,这种方式称为体液免疫;T细胞主要靠直接接触靶细胞“作战”,这种方式称为细胞免疫。
体液免疫的大致过程:大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理,暴露出这种病原体所特有的抗原,将抗原呈递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子。 少数抗原直接刺激B细胞,B细胞受到刺激后,在淋巴因子的作用下,开始一系列的增殖、分化,大部分分化为浆细胞,产生抗体,小部分形成记忆细胞。抗体可以与病原体结合,从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附。在多数情况下,抗原、抗体结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞消化。记忆细胞可以在抗原消失后很长时间内保持对这种抗原的记忆,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,快速产生大量的抗体。
细胞免疫的大致过程:T细胞在接受抗原刺激后,通过分化形成效应T细胞,效应T细胞可以与抗原入侵的宿主细胞密切接触,使这些细胞裂解死亡。病原体失去了寄生的基础,因而能被吞噬、消失。
3、 怎样预防艾滋病的传播?
艾滋病是由HIV所引起的免疫缺陷病,主要通过性接触、血液和母婴三种途径传播。预防的办法就是切断传播途径。
4、 器官移植的临床运用上主要面临什么问题?
进行器官移植手术后,免疫系统通过细胞免疫会对来自其他人的器官当作“非己”成分而进行攻击,这就是早期器官移植失败的原因。免疫抑制剂的应用,大大提高了器官移植的成活率,给需要进行器官移植的患者带来了福音。而现阶段供体器官短缺成为主要问题。
第3章:植物的激素调节
第1节:植物生长素的发现
1、 植物向光性的原因是什么?
植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的:单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成相光弯曲。
2、 生长素是什么物质?
化学本质是吲哚乙酸
生长素的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向的运输,称为极性运输。极性运输是细胞的主动运输。在成熟组织中,生长素也能进行非极性运输。
3、 什么是植物激素?
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,称作植物激素。
第2节:生长素的生理作用
1、 生长素的生理作用是什么?
生长素的作用变现为两重性: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。
2、 生长素在植物体内发挥生理作用时有什么特点?
① 两重性(实例:顶端优势、根的向地性)
② 不同器官、不同细胞敏感对生长素的敏感程度不一样:根最敏感,芽其次,茎最不敏感;幼嫩的细胞对生长素敏感,老细胞则比较迟钝。
第3节:其他植物激素
1、 除生长素以外,植物体内还有哪些植物激素?
除生长素以外,植物体内还存在赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素。
赤霉素的主要作用是:促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实发育;
细胞分裂素的主要作用是:促进细胞分裂;
脱落酸的主要作用是:抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;
乙烯的主要作用是:促进果实成熟。
2、 各种植物激素是孤立地发挥作用的吗?为什么?
不是。在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节。
3、 植物生长调节剂在生产上有哪些应用?
①利用乙烯利催熟,使果实有计划地上市;②利用一定浓度的赤霉素处理,使芦苇纤维长度增加;③利用赤霉素处理大麦,使大麦种子无需发芽就可以产生α-淀粉酶;④适用青鲜素抑制植物发芽,但会损害人体健康。
第4章:种群和群落
第1节:种群的特征
1、 怎样估算种群的密度?
① 在调查分布范围小,个体较大的种群时,可以逐个计数;
② 植物和活动能力弱的动物(如蚜虫、跳蝻)可采用样方法;
③ 对于有趋光性的昆虫,可用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查它们的种群密度;
④ 对于活动能力强,活动范围大的动物常用标志重捕法调查种群密度。
2、 种群的数量特征有哪些?
种群的数量特征有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等。种群密度是种群最基本的数量特征。
第2节:种群数量的变化
1、 怎样构建种群数量增长的模型?
建立数学模型一般包括以下步骤:①观察研究对象,提出问题②提出合理的假设③根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达④通过进一步实验或观察,对模型进行检验或修正。
2、 种群数量是怎样变化的?
种群增长的“J”型曲线:在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线则大致呈“J”型。
种群增长的“S”型曲线:自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的动物的数量也会增加。种群经过一定时间的增加后,数量趋于稳定的增长曲线,称为“S”型曲线。
3、 什么是环境容纳量?
在环境条件不受破环的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
4、 影响种群数量变化的因素有哪些?
在自然界,影响种群数量的因素有很多,如气候、食物、天敌、传染病等。
第3节:群落的结构
1、 不同群落的物种组成上有哪些差别?
不同群落的物种数目有差别。群落中物种数目的多少称为丰富度。科学家研究我国从东北到海南的木本植物的丰富度,发现越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。
2、 种间关系主要有哪几种类型?
种间关系主要有捕食、竞争、寄生和互利共生。
3、 群落的空间结构是怎样的?
群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等方面。
在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。森林植物的分层与对光的利用有关,不同植物适于在不同的光照条件下生长。植物的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,因此,动物也有类似的分层现象。
第4节:群落的演替
1、 群落演替有哪些类型?演替的大致阶段如何?
群落演替包括有初生演替和次生演替两种类型。
初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被、带被彻底消灭了的地方发生的演替。例如发生在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
裸岩上进行的演替过程:裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段
2、 人类活动对群落演替有什么影响?
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。虽然人类活动会改变群落演替的方向,但群落演替有一定的规律,人类活动不能违背客观规律,也就是说不能任意对生物与环境的关系加以控制。
3、 我国为什么要实行退耕还林、还草、还湖?
为了处理好经济发展同人口、资源、环境的关系,走可持续发展道路,我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖,退牧还草等措施。
第5章:生态系统及其稳定性
第1节:生态系统的结构
1、 如何理解生态系统的整体性?
生物群落与无机环境相互作用,有着密不可分的联系。
2、 生态系统有哪些主要组成成分?它们是如何构成生态系统的?
生态系统的主要组成成分有:非生物的物质与能量、生产者、消费者、分解者。
生态系统中各组成成分之间的紧密联系,才使生态系统成为一个统一整体,具有一定的结构和功能。
3、 生态系统具有怎样的营养结构?
生态系统的营养结构即食物链和食物网。
生物之间以食物营养关系(高中阶段主要研究捕食关系)彼此联系起来的序列,在生态学上被称为食物链。许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构,就是食物网。
食物链的起点是生产者,食物链的终点是最高营养级的消费者。
第2节:生态系统的能量流动
1、 怎样研究生态系统的能量流动?
以种群作为一个整体研究生态系统的能量流动。
2、能量流动的过程:每个营养级的能量,一部分通过呼吸作用以热能的形式散失;一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在生物体内的有机物中。其中储存在生物体内的有机物中的能量一部分流向下一营养级;一部分被分解者利用。
生态系统的能量流动有什么特点?
3、生态系统的能量流动的特点:
①生态系统中能量流动是单向的;
②能量在流动过程中逐级递减,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%。
4、什么是能量金字塔?
将单位时间内各营养级所得到的能量数值,由低到高绘制成图,可形成一个金字塔图形,叫做能量金字塔。
第3节:生态系统的物质循环
1、 生态系统中物质循环的过程如何?
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。
这里所说的生态系统,指的是地球上最大的生态系统——生物圈,其中的物质循环具有全球性,因此又叫生物地球化学循环。
其中碳在生物群落与无机环境的循环主要以二氧化碳的形式进行。
2、 物质循环与能量流动的关系是什么?
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,二者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。生态系统中的各个组成成分,正是通过能量流动和物质循环,才能够紧密地联系在一起,形成一个统一的整体。
第4节:生态系统的信息传递
1、 生态系统中信息有哪些类型?
物理信息:如哺乳动物的体温 鸟类鸣叫、萤火虫发光、植物开花、蓟的刺等
化学信息:如植物分泌的化学物质、昆虫的性信息素
行为信息:如蜜蜂跳舞、鸟类的求偶炫耀
2、 生态系统中的信息传递起着什么作用?
① 生命活动的正常进行、离不开信息的作用;生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。
② 信息还能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
第5节:生态系统的稳定性
1、 什么是生态系统的自我调节?
生态系统所具有的保持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
2、 怎样理解生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性?
抵抗力稳定性是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力;
恢复力稳定性是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原装的能力。
一般来说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性就越弱。
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