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生物必修3稳态与环境必修3稳态与环境一轮复习知识梳理 第一单元 人体的内环境和稳态 第二章 生物个体的稳态 第一节 人体的稳态 一、稳态的生理意义 1、内环境： 单细胞生物一般生活在水中，通过细胞膜直接与外界环境进行物质交换和能量转换。 体液的组成： 细胞内液 血浆 体液 细胞外液 组织液 淋巴 内环境： 概念：相对于人体生活的外界环境，细胞外液称为内环境。 练习：写出下列细胞所处的内环境。 组织细胞：组织液 血细胞：血浆 毛细血管壁细胞：血浆、组织液 毛细淋巴管壁细胞：淋巴、组织液 淋巴细胞和吞噬细胞：淋巴、血浆。 主要组成之间的关系： 功能：体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 2、稳态 概念：在神经系统和内分泌系统等的调节下，机体会对内环境的各种变化做出相应的调整，使得内环境的温度，渗透压、酸碱度及各种化学成分保持相对稳定的状态，称为稳态。 调节机制 经典解释：内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。 目前认为：神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 调节途径 反馈调节：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。 正反馈：反馈信息与原输入信息起相同的作用，使输出信息进一步增强的调节。 负反馈：反馈信息与原输入信息起相反的作用，使输出信息减弱的调节。 意义：维持内环境在一定范围内的稳态是生命活动正常进行的必要条件。 稳态不是绝对稳定，而是相对稳定。 1 稳态主要通过神经调节，体液调节起辅助作用，另外，免疫调节也起作用。 人体维持稳态的能力是有一定的限度的，当外界环境的变化过于剧烈或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏。 二、体温调节 1、体温的概念：指人身体内部的平均温度。 2、体温的测量部位：直肠、口腔、腋窝。 3、体温的来源：体内有机物氧化分解过程中释放出来的热量。 4、体温相对恒定的原因：人体的产热和散热过程保持动态平衡的结果。 5、人体的产热和散热器官： 产热器官：主要是肝脏和骨骼肌 散热器官：皮肤 6、体温调节过程： 7、调节方式： 寒冷环境下：神经体液调节，其中以神经调节为主；炎热环境下：神经调节。 8、调节中枢：下丘脑 9、调节机制：负反馈调节。 10、体温恒定的意义：是人体生命活动正常进行的必需条件，主要通过对酶的活性的调节体现 三、水平衡的调节 1、水平衡的原因：是靠水分的摄入和排出保持动态平衡实现的。 2、水的来源和去路： l 人体内水的主要来源是饮食、另有少部分来自物质代谢过程中产生的水。 l 水分的排出主要通过泌尿系统，其次皮肤、肺和大肠也能排出部分水。人体的主要排泄器官是肾，其结构和功能的基本单位是肾单位。 3、调节激素：抗利尿激素，它是由下丘脑产生，由垂体释放，作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，从而使排尿量减少。 4、水平衡的调节过程： 5、调节方式：神经体液调节。 6、调节中枢：下丘脑 7、调节机制：负反馈调节。 下丘脑的部分神经细胞既能传到神经冲动，又能分泌激素。 下丘脑是神经传导电信号与体液调节中化学信号的中转站，所以下丘脑是调节内分泌活动的枢纽。 四、无机盐平衡的调节 2 1、无机盐平衡的原因：是靠无机盐的摄入和排出保持动态平衡实现的。 2、无机盐的来源和去路： 人体需要的无机盐主要来自饮食，通过尿液、汗液、粪便将无机盐排出体外 3、调节激素：醛固酮。 4、无机盐平衡的调节过程： 5、调节方式：激素调节。 6、调节机制：负反馈调节。 补充：肾脏排盐的特点 Na+：多吃多排，少吃少排，不吃不排。 K+： 多吃多排，少吃少排，不吃也排。 五、血糖调节 1、血糖的含义：指血浆中的葡萄糖 2、平衡的原因：血糖的来源和去路保持动态平衡。 3、血糖的来源和去路： 4、调节血糖的激素： 胰岛素： 分泌部位：胰岛B细胞。 作用：降低血糖浓度。 作用机理：抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖 促进血糖进入组织细胞，并在组织细胞内氧化分解、合成糖元、转变成脂肪酸等非糖物质。 胰高血糖素： 分泌部位：胰岛A细胞。 作用：升高血糖浓度。 作用机理：促进肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖 5、血糖平衡调节的主要过程： l 血糖升高胰岛B细胞分泌胰岛素增加血糖降低 l 血糖降低胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加血糖升高 3 6、调节方式：神经-体液调节 7、调节中枢：下丘脑 8、调节机制：负反馈调节。 9、糖尿病 血糖不平衡：过高糖尿病。 病因：胰岛B细胞受损或功能衰竭，导致胰岛素分泌不足造成的。 症状：多尿、多饮、多食和体重减少 多尿：糖尿病人尿液中含有大量的糖，在排出糖时，要带走大量的水，因而尿量增加，形成多尿。 多饮：多尿造成体内缺水，细胞外液渗透压升高，于是口渴、多饮。 多食：胰岛素具有促进血糖进入组织细胞，并分解释放能量的作用，糖尿病人胰岛素分泌不足，患者总感觉到饥饿而导致多食。 体重减少：由于糖氧化供能发生障碍，使得体内脂肪和蛋白质的分解加强，导致机体逐渐消瘦。 治疗： 加强体育锻炼，注意饮食，不吃或少吃含糖类较多的食物；多吃含纤维素较多的食物。 轻型患者可通过控制饮食，口服降低血糖的药物治疗；重症患者需要注射胰岛素。 基因治疗将成为根治糖尿病的措施。 检测：斐林试剂、尿糖试纸。 六、免疫对人体稳态的维持 1、免疫的概念： 是指机体识别和排除抗原性异物，维持自身生理动态平衡与相对稳定的功能。 注：概念中“抗原”可以是外来的病原体，也可以是体内出现的衰老、破损或异常的细胞。 2、免疫系统的组成： 免疫器官：扁桃体、胸腺、脾、淋巴结、骨髓等 免疫细胞：淋巴细胞：B淋巴细胞、T淋巴细胞、巨噬细胞、树突状细胞等 免疫分子：抗体、细胞因子、补体 3、免疫系统的防卫功能： 人体的三道防线 第一道防线：皮肤、黏膜及其分泌物等。 非特异性免疫 第二道防线：吞噬作用、抗菌蛋白和炎症反应。 第三道防线：主要是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的特异性免疫 免疫类型： 非特异性免疫：是指人体对各种病原体的防御作用，即对病原体不具有选择性和特异性。 特异性免疫：指人体针对某种病原体由特异性免疫细胞参与的防御作用。 特异性免疫 发挥主要作用的细胞：是淋巴细胞，包括B淋巴细胞和T淋巴细胞，都起源于骨髓中的造血干细胞，造血干细胞在骨髓中发育为B淋巴细胞，在胸腺中发育为T淋巴细胞。 类型：包括体液免疫和细胞免疫。 l 体液免疫：由B淋巴细胞产生抗体实现免疫效应的免疫方式。 4 附：人教版 抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。如细菌、病毒、花粉等异物以及自身衰老的细胞等。 抗体是指具有识别特定抗原的特异性蛋白质。 l 细胞免疫：通过T淋巴细胞和细胞因子发挥免疫效应的免疫方式 体液免疫与细胞免疫的区别与联系： 区别 作用对象 作用方式 体液免疫 抗原 效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合。 细胞免疫 被抗原入侵的宿主细胞 效应T细胞与靶细胞密切接触。 效应T细胞释放细胞因子，增强有关免疫细胞的效应。 联系 对于外毒素，体液免疫发挥作用。 对于胞内寄生物，体液免疫先起作用，阻止寄生物的传播感染，当寄生物进入细胞后，细胞免疫将抗原释放，再由体液免疫最后清除。 若细胞免疫不存在时，体液免疫也基本丧失。 再次免疫的特点 记忆细胞的特点：寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。 再次免疫反应过程：相同抗原再次入侵时，记忆细胞更快地作出反应，即很快分裂产生新的效应B细胞和记忆细胞，效应B细胞产生抗体消灭抗原。 再次免疫反应特点：比初次反应快，也比初次反应强，能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭。 4、免疫系统的监控和清除功能： 免疫系统能够监控和清除体内已经衰老的、破坏的、或癌变的细胞并及时清除。 5、免疫失调引起的疾病 免疫缺陷病： 原因：免疫功能不足或缺陷。 类型 先天性免疫缺陷病：由于遗传而使机体生来就有的免疫缺陷病。如：先天性缺乏B细胞或T细胞。 后天性免疫缺陷病：由于疾病或其他因素引起的免疫缺陷病。如：艾滋病。 举例：艾滋病： 艾滋病：全称获得性免疫缺陷综合征 艾滋病毒：全称人类免疫缺陷病毒。 遗传物质： 2条单链的RNA。 攻击对象：T淋巴细胞，使人的免疫系统瘫痪。 发病机理： 传播途径：主要通过性接触、血液、母婴三种途径传播。 预防：洁身自爱，不共用卫生用具等。 5 自身免疫病 原因：免疫系统异常敏感，反应过度，把自身物质当作抗原进行攻击。 举例：类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、风湿性心脏病等。 超敏反应： 原因：指已产生免疫的机体，在再次接触相同的外来的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。 特点：发作迅速，反应强烈，消退较快，一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织损伤；有明显的遗传倾向和个体差异。 举例：有人接触花粉引起寻麻疹，吃海鲜呕吐等。 过敏原属于抗原，但它有个体差异性。 过敏反应属于体液免疫反应，但它产生的抗体分布部位不同于体液免疫，它只是在某些细胞的表面。 过敏反应是机体再次接触过敏原时才发生。 6、免疫学的应用 研制疫苗：把减毒或无毒的疫苗接种到人体内，使机体获得特异性免疫，产生对传染性疾病的免疫力的方法叫做预防接种。 如：天花疫苗的发明和使用，根除了这种传染病的发生。 检测抗原：根据抗体能和抗原特异性结合的特性，用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测，可以帮助人们发现体内组织中的抗原。 解决器官移植所面临的问题。 问题：异体器官移植会产生免疫排斥反应。 原因：效应T细胞识别并攻击被移植的器官。 措施：使用免疫抑制药物。 原理：使免疫系统反应变得“迟钝”。 第二单元 生命活动的调节 第二节 人体生命活动的调节 一、人体的神经调节 1、神经系统 组成： 中枢神经系统：包括位于颅腔中的脑和脊柱椎管内的脊髓。 周围神经系统：包括从脑和脊髓发出的遍布全身的神经。 基本单位神经元 结构：由细胞体、树突、轴突构成。 功能：接受刺激产生兴奋，并传导兴奋，进而对其他组织产生调控效应。 种类：传入(感觉)神经元、传出(运动)神经元、中间(联络)神经元 2、神经调节的基本方式反射 是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。 3、完成反射的结构基础反射弧 6 感受器：感觉神经末稍和与之相连的各种特化结构构成。传入神经 神经中枢：在脑和脊髓的灰质中，功能相同的神经元细胞体汇集在一起构成的调节人体某些生理活动的结构。 传出神经 效应器：运动神经末稍与其所支配的肌肉或腺体构成。 4、兴奋在神经纤维上的传导 兴奋：指动物体或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。 兴奋的传导过程： 静息状态时，细胞膜电位外正内负受到刺激，兴奋状态时，细胞膜电位为外负内正兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流兴奋向未兴奋部位传导。 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。 兴奋的传导的方向：双向 5、兴奋在神经元之间的传递： 传递结构：神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜 传递过程：当神经末梢有神经冲动传来时，突触前膜内的突触小泡受到刺激，就会释放一种化学物质神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙，然后与突触后膜上的特异性受体结合，引发突触后膜电位变化，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。 信号变化：电信号化学信号电信号 传递方向：单向。 原因是神经递质只存在于突触小体的突触小泡内，只能由突触前膜释放作用于突触后膜，因此神经元之间兴奋的传递是单向的。 结果：使下一个神经元产生兴奋或抑制。 6、神经系统的分级调节 各级中枢的分布与功能： 大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢。 小脑：有维持身体平衡的中枢。 脑干：有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等。 下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器、血糖平衡调节中枢，是调节内分泌活动的总枢纽 脊髓：调节躯体运动的低级中枢。 各级中枢的联系 神经中枢的分布部位和功能各不相同，但彼此之间相互联系，相互调控。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，这样，相应器官、系统的生理活动，就能进行得更加有条不紊和精确。 7 7、人脑的高级功能 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： W区：此区受损，不能写字(失写症) S 区：此区受损，不能讲话(运动性失语症) H区：此区受损，不能听懂话(听觉性失语症) V区：此区受损，不能看懂文字(失读症) 二、人体的激素调节 1、体液调节： 是指某些化学物质，如激素、CO2 、H+等，通过体液的运输而对人体生理活动所进行的调节称为体液调节。体液调节中激素调节起主要作用。 2、激素：由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质，经血液或组织液传输而发挥调节作用。 3、人体主要激素及其作用 激素分泌部位 激素名称 抗利尿激素 下丘脑 促甲状腺激素释放激素 促性腺激素释放激素 生长激素 垂体 促甲状腺激素 促性腺激素 蛋白质 多肽 化学性质 作用部位 肾小管、集合管 主要作用 调节水平衡、血压 调节垂体合成和分泌促甲状腺激素 垂体 调节垂体合成和分泌促性腺激素 全身 甲状腺 性腺 促进生长，促进蛋白质合成和骨生长 控制甲状腺的活动 控制性腺的活动 促进代谢活动；促进生长发育，提高神经系统的兴奋性； 过多：患甲亢。患者血压升高、心搏加快、多汗、情绪激动、眼球突出等。 不足:神经系统、生殖器官发育受影响 缺碘：患甲状腺肿，俗称“大脖子病” 促进T淋巴细胞的发育，增强T淋巴细胞的功能 促进肝糖元分解而升高血糖、心跳加快、呼吸加快等兴奋剂 全身 肝脏 全身 固醇 孕激素 睾丸 甲状腺 甲状腺激素 氨基酸衍生物 全身 胸腺 肾上腺髓质 肾上腺皮质 胰岛 B细胞 A细胞 胸腺激素 肾上腺激素 醛固酮 胰岛素 胰高血糖素 雌激素 多肽 免疫器官 固醇 蛋白质 多肽 促进肾小管和集合管吸Na+排K+，使血钠升高、血钾降低。 调节糖代谢，降低血糖浓度 调节糖代谢，升高血糖浓度 促进女性性器官的发育、卵子的发育和排卵，激发并维持第二性征等 促进子宫内膜和乳腺的生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件 促进男性性器官的发育、精子的生成，激发并维持男性第二性征 卵巢 卵巢、乳腺 固醇 8 雄激素 全身 4、甲状腺激素分泌的调节 调节过程 调节方式：神经体液调节。 调节机制：负反馈调节。 5、激素作用的一般特征： 微量高效 如：在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-514×10-5mg/mL，而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ。 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，传递着各种信息。 作用于靶器官、靶细胞 研究发现，甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用，而促甲状腺激素只作用于甲状腺。能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了，因此，体内源源不断地产生激素，以维持激素含量的动态平衡。 激素既不组成细胞机构，也不提供能量，也不起催化作用，仅仅起着“信使”的作用，将生物信息传递给靶细胞，对生理生化反应起着调节作用。 6、激素间的相互关系： l 协同作用：不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而达到增强效应的结果。 l 拮抗作用：不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。 胰岛素胰高血糖素 7、神经调节与体液调节的区别与联系 区别 神经调节 激素调节 作用途径 反射弧 体液运输 反应速度 迅速 较缓慢 作用范围 较广范 作用时间 比较长 准确、比较局限 短暂 联系 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； 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。 附：高等动物激素的成分 成分类别 氨基酸衍生物 多肽及蛋白质 固醇类 举例 甲状腺激素、肾上腺激素 抗利尿激素、生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素、胰岛素、胰高血糖素 醛固酮、性激素 第三节 动物激素的调节 一、动物生命活动调节的方式 动物主要通过神经调节和激素调节，共同维持着个体和群体的稳态。 二、昆虫激素 是指由昆虫内分泌器官或某些细胞分泌到体液中或体外，对其他器官或同种其他个体具有特殊作用的化学物质。可分为内激素和外激素两大类。 9 能否口服 甲状腺激素：可以 肾上腺激素：不可以 不可以 可以 n 内激素：由昆虫的内分泌器官或某些细胞分泌到体液中，对昆虫的生长发育等生命活动起调节作用。包括： 1) 保幼激素：保持昆虫幼虫性状 2) 蜕皮激素：调节昆虫蜕皮 3) 脑激素：调节保幼激素和蜕皮激素的的分泌 n 外激素：一般是指由昆虫体表腺体分泌到体外的一类挥发性化学物质。 传播媒介：空气或水等。 作用对象：以化学信号的形式影响和控制同种的其他个体。 作用：指示食源、确定领地、吸引异性等。 举例：性外激素、聚集外激素、告警外激素、追踪外激素等。 三、动物激素在生产中的应用 在生产中往往应用的并非动物激素本身，而是激素类似物 1、 催情激素提高鱼类受孕率：运用催情激素诱发鱼类的发情和产卵，提高鱼类的受孕率。 2、 人工合成昆虫激素防治害虫：可在田间喷洒一定量的性引诱剂，干扰雌雄性昆虫间 的正常交配。 3、 阉割猪等动物提高产量：对某些肉用动物注射生长激素，加速其生长。对猪阉割，减少性激素含量，从而缩短生长周期，提高产量。 4、 人工合成昆虫内激素提高产量：可人工喷洒保幼激素，延长其幼虫期，提高蚕丝的产量和质量。 第四节 植物生命活动的调节 一、植物激素：是指在植物体内一定部位合成，并从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著生理作用的微量化学物质。 二、植物生长素的发现 1、达尔文的试验： 实验过程：见右图 思考： n 实验说明什么？植物生长具有向光性。 n 实验与对照说明什么？植物向光弯曲生长与尖端有关。 n 实验与对照说明什么？植物感受单侧光刺激的部位在尖端。 实验与对照说明什么？植物感受单侧光刺激的部位在尖端。 n 达尔文的推论是：胚芽鞘的尖端不仅具有感光作用，而且可能会产生某种化学物质，并从顶端向下传送，在单侧光的照射下，导致向光一侧和背光一侧的细胞伸长不均匀，使植物弯向光源生长。 2、温特的试验：见右图 实验结果：接触胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘向对侧弯曲生长；未接触胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘不生长。 实验结论：胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端向下运输，促使胚芽鞘下部某些部位的生长。 3、郭葛的试验：分离出该促进植物生长的物质，确定是吲哚乙酸，命名为生长素 4、三个实验结论小结：产生生长素的部位是胚芽鞘的尖端； 感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端； 生长素的作用部位是胚芽鞘的尖端以下部位 三、对植物向光性的解释 单侧影响了生长素的分布，使背光一侧的生长素多于向光一侧，从而使背光一侧的细胞伸长快于向光一侧，结果表现为茎弯向光源生长。 附：判断胚芽鞘生长情况的方法 10 一看有无生长素，没有不长。 二看能否向下运输，不能不长 三看是否均匀向下运输 均匀：直立生长 不均匀：弯曲生长 四、生长素的产生、运输和分布 产生：幼嫩的芽、叶、发育中的种子 运输：横向运输：尖端受单侧关照射时，由向光侧背光侧运输。 受重力作用时，由远地侧近地侧运输。 纵向运输：极性运输，由形态学上端形态学下端运输。 分布：各器官均有，集中在生长旺盛的部位 如芽、根顶端的分生组织、发育中的种子和果实。 五、生长素的生理作用： 1、生理作用： 生长素对植物生长调节作用具有两重性，既能促进植物生长，又能抑制植物生长；既能促进发芽，又能抑制发芽；既能防止落花落果，又能疏花疏果。 2、决定因素： 生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素的浓度、植物器官的种类、细胞的年龄有关。 3、生长素的生理作用与浓度的关系 生长素对植物生长调节作用具有两重性，一般来说，低浓度促进植物生长，高浓度抑制植物生长。 同一植株不同器官对生长素浓度的反应不同，敏感性大小：根芽茎。 曲线上A、B、C三点所对应的浓度分别表示促进根、芽、茎生长的最适浓度。 曲线上小于A、B、C三点所对应的浓度分别表示对根、芽、茎的生长起促进作用，大于A、B、C三点所对应的浓度分别表示对根、芽、茎的生长起抑制作用，等于A、B、C三点所对应的浓度分别表示对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制。 不要将图中AA、BB、CC理解为抑制阶段，这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐减弱。 补充：与生长素生理作用相关的图 从甲图可以读到以下信息： 不同种类的植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感程度高。 思考：要除掉单子叶农作物中的双子叶杂草，应采用图中C点所对应的生长素浓度。 从乙图可以读到以下信息： 曲线中H点表示促进生长最适浓度g，在OH段随生长素浓度增高，促进作用增强，而HC段随着生长素浓度增高，促进作用减弱。 若植物幼苗出现向光性，且测得向光一侧生长素浓度为m，则背光一侧生长素浓度X的范围为：mX2m。 若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得茎的近地侧生长素浓度为2m，侧茎的远地侧生长素浓度X的范围为： Xm。 11 4、顶端优势 概念：是指顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。 原因：顶芽产生的生长素向下运输，使近顶端的侧芽部位生长素浓度较高，从而抑制了该部位侧芽的生长。 应用：对果树修剪，对棉花、番茄摘心。 六、生长素类似物在农业生产中的应用: l 促进扦插枝条生根； l 防止落花落果； l 促进果实发育； 思考：用此方法获得的无子果实与无子西瓜的获得在方法和原理上有什么不同？ l 控制性别分化 七、其他植物激素 名称 赤霉素 细胞分裂素 脱落酸 乙烯 合成部位 主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。 主要是根尖。 根冠、萎蔫的叶片等。 植物体各个部位。 主要作用 促进细胞伸长，从而引起植株增高； 促进种子萌发和果实成熟。 促进细胞分裂。 抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。 促进果实成熟。 八、植物激素间的相互作用 植物细胞的分化、器官的发生、发育、成熟和衰老，整个植株的生长等，是多种激素相互协调、共同调节的结果。 1、激素间存在协同作用和拮抗作用 2、决定植物某一生理效应的往往不是某种激素的绝对量，而是各种激素间的相对含量。 如：细胞分裂素配比生长素配比：愈伤组织分化出芽。 细胞分裂素配比生长素配比：愈伤组织分化出根。 细胞分裂素配比 = 生长素配比：愈伤组织只生长不分化。 九、 探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 实验材料：烧杯，花盆，细沙，山茶花枝条，萘乙酸 ，蒸馏水等。 实验设计： 实验结果： 实验结论：300-500mg/L萘乙酸是促进山茶花插条生根的适宜浓度。 第三单元 种群和群落 第三章 生物群落的演替 第一节 生物群落的基本单位种群 一、种群的概念： 在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群是生物群落的基本单位。 12 例：判断下列实例能否构成种群，是的打，不是的打×。 1） 一片农田中的全部水稻 ( ) 2）一片森林中的全部蕨类 ( × ) 3） 一口池塘中全部鲫鱼 ( ) 4）一片森林中的全部蛇 ( × ) 二、种群的特征： 种群密度：种群最基本的数量特征 出生率和死亡率 决定种群数量变化的主要因素 数量特征 迁入率和迁出率 年龄结构 预测种群数量变化的主要依据(一般依据年龄结构) 性别比例 空间特征：指组成种群的个体，在其生活空间中的位臵状态或布局。 遗传特征 种群密度： 1、概念：单位面积或体积内某一种群全部个体的数量。 2、调查种群密度的方法： 原理 一般情况下，要逐一计算某个种群的个体总数是比较困难的，因此，研究者通常只计数种群的一小部分，用来估算整个种群的种群的种群密度，此方法称取样调查。 方法步骤 l 植物种群密度样方法样方法 通过计算若干样方中某种生物的全部个体数，然后以其平均密度估算种群总体平均密度的方法。 确定调查对象 选取样方 a.五点取样法：在总体中按梅花形取5个样方，每个样方要求一致，适用于总体为非长条形。 b.等距取样法：适用于长条形的总体，先将总体分成若干等份，由抽样比例决定距离或间隔，然后以这一相等的距离或间隔抽取样方。 计数：计数每个样方内所调查植物的数量并做好记录。 计算种群密度： 计算各样方内种群密度的平均值，即为该种群的种群密度的估计值 样方应随机选取 样方大小：一般草本植物：1 m×1m；灌木：4 m×4m；乔木：10m×10m 如果种群个体数较少，样方面积需要适当扩大 应以物种个体数达到最稳定时的最小面积计算。 样方数目：总体面积大要多取，总体面积小可少取。 样本统计：位于样方边线上的植物计数相邻两边及其交点上的植物； 不同生长期的个体都应统计。 例1：在调查某种植物的密度时，共选取了k个样方，每个样方的个体数分别为n1，n2，n3nk株，每个样方的面积均为s平方米，则该种群的密度为(n1/s+n2/s +n3/s + nk/s)/k株/m2。 例2：在某地块中选取了4个边长为2m的样方，样方中的某植物如右图，则该地块中该植物种群密度为2.75株/m2。 l 动物种群密度样方法标记重捕法 13 确定调查对象 捕获并标记部分个体：在该种群生存环境中，均匀设置捕获点，捕获一部分个体，并对其进行标记后，再在原地将其放回，并记录个体数量 重捕，计数：一段时间后，在原来的捕获点再次捕获一部分个体，并记录数量及其中被标记的个体数，然后放回原来的环境。 计算种群密度： 前提：标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等。 标记技术：标记物和标记方法不能影响被标记动物的正常活动； 也不能导致其发生疾病、感染等； 标记符号必须能维持一段时间，但又不能过分醒目。 例：调查某草原田鼠数量时，在设臵1公顷的调查区内，放臵100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放臵同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30头，其中有上次标记过的个体10 头。则 该地区田鼠种群个体总数为96头。 事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏高。 出生率和死亡率 l 出生率：指种群在单位时间内新产生的个体数量占该种群个体总数的比率。 l 死亡率：指种群在单位时间内死亡的个体数量占该种群个体总数的比率。 迁入率和迁出率 l 迁入率：单位时间迁入某种群的个体数占该种群个体总数的比率。 l 迁出率：单位时间迁出某种群的个体数占该种群个体总数的比率。 年龄结构 1、概念：指一个种群中各年龄段的个体数量的比例。 2、类型： l 增长型：种群中幼年个体较多，老年个体较少，出生率大于死亡率，种群密度会在一段时间内越来越大。 l 稳定型：种群中各年龄段的个体数目比例相当，出生率和死亡率大致相等，种群密度在一段时间内会保持稳定。 l 衰退型：种群中幼年个体较少，而老年个体较多，死亡率大于出生率，种群密度会越来越小。 性别比例：种群中雌雄个体数量的比例。 三、种群数量的增长规律 1、研究方法：建立数学模型。 2、种群数量增长的两种曲线 Ø 种群增长的“J”型曲线： 模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下。假定种群的起始数量为N0，而且每代的增长率都保持不变，且世代间不重叠，该种群后代中第t代的数量为Nt。 建立模型：Nt= N0 特点：种群内个体数量连续增长；增长率不变。 14 tØ 种群增长的“S”型曲线： 原因：自然界的资源和空间是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的捕食者数量也会增加。 特点： 种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值时，种群个体数量将不再增加； 种群增长率变化，种群数量由0K/2时，增长率逐渐增大；种群数量为K/2时，增长率最大；种群数量由K/2K时，增长率不断降低；种群数量为K时，增长率为0. 思考： (1)右图中t1是对应种群数量为K/2时，t2是对应种群数量为K值. (2)右图中阴影部分表示由于环境阻力而死亡的个体数，用达尔文进化论的观点分析，图中阴影部分表示通过生存斗争淘汰的个体数量。 应用：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值变小，因此，建立自然保护区，改善栖息环境，提高K值，是保护大熊猫的根本措施；对家鼠等有害动物的控制，应降低其K值。 四、研究种群数量变化的意义： 1、野生生物资源的合理开发和利用 一般将种群数量控制在环境容纳量的一般时，种群增长速度最快，可提供的资源数量最多。当种群数量大于K/2时，可以猎捕一定数量该生物资源，且获得量最大。过度猎取时，种群增长速度虽然较快，但资源总量减少。 2、为害虫的预测及防治提供科学依据。 五、影响种群数量的因素 1、自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。 2、人为因素：动物栖息地环境的破坏；生物资源的过度开发和利用；环境污染等。 六、 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 1、研究目的：通过建立反映种群动态变化的数学模型，分别说明种群个体数量的增长规律以及种群外部环境因素和种群内部因素对种群对种群个体数量的制约。 2、实验材料 活性干酵母，无菌马铃薯培养液或肉汤培养液，试管，血球计数板，滴管，显微镜等。 附：血球计数板 构造：血球计数板是一块特制的载玻片，它的上表面有4条下凹的槽，构成3个平台，中间的平台又被一短横槽隔为两半，每半边各有一个方格网，每个方格网上有9个大小相等的大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供微生物计数用，这一大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其体积为0.1mm3。 规格： 一种是大方格内分为25中方格，每一中格又分为16小方格；另一种是大方格内分为16中方格，每一中方格又分为25小方格。但是不管计数室是哪一种构造，它们都有一个共同的特点，即每一大方格都是由16×25=25×16=400个小方格组成，见图： 使用方法 15 取清洁干燥的血球计数板，加盖玻片盖住网格和两边的槽。 将待测菌液充分摇匀后，用无菌吸管吸少许，由盖玻片边缘或槽内加入计数板，使其自行渗入计数室内，计数室内不能有气泡。静置5-10分钟。 在低倍镜下找到小方格网后更换高倍镜观察计数，上下调动细螺旋，以便看到小室内不同深度的菌体。位于分格线上的菌体，只数两条边上的，其余两边不计数。即数上线就不数下线，数左边线就不数右边线。 计数时，若使用刻度为25中方格×16小方格的计数板，计数四个角的4个中方格，及中央1个中方格的菌数；若使用刻度为16中方格×25小方格的计数板，就数四个角的4个中方格内的菌数。每小方格中菌数以5-10个为宜，如菌液过浓可适当稀释。 每个样品重复计数2-3次，取其平均值，按下式计算样品中的菌数。 刻度为25中方格×16小方格的计数板： 刻度为16中方格×25小方格的计数板： 试验结束后要清洗和整理试验用具，特别注意血球计数板不能用试管刷蘸洗涤剂擦洗，正确的做法是浸泡和冲洗，洗后自行晾干或用吹风机吹干。通过镜检观察每小格内是否残留菌体或其他沉淀物，若不干净，则必须重复清洗直到干净为止。 3、研究步骤： 提出问题：培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的？ 作出假设：培养液中酵母菌的数量是怎样随时间呈现“S”型曲线增长。 设计和实施实验 将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 将酵母菌接种入试管中的培养液中混合均匀。 将试管在28条件下连续培养7d。 每天取样计数酵母菌的数量，采用抽样检测的方法：将盖玻片放在血球计数板，用吸管吸取，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内，用显微镜观察计数选定的中方格中酵母菌数并记录在下表中： 时间 次数 每个中方格酵母菌数 1 2 3 4 5 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天 第6天 第7天 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 稀释倍数 总数 平均值 分析结果：将所得的数值用曲线图表示出来。 得出结论：培养液中酵母菌的数量是怎样随时间呈现“S”型曲线增长。 4、注意事项： 显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应该遵循“数上线不数下线,数左线不数右线”的原则计数。 取样前需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。 16 培养后期的样液要稀释后再计数。 每天计数酵母菌数量的时间要固定。 计算酵母菌数量时要注意单位、是否稀释过。 5、深入研究 分析环境因素对酵母菌种群个体数量变化的影响。 附：种内