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生物必修三稳态与环境 第一章 人体的内环境与稳态一、内环境：（由细胞外液构成的液体环境）细胞内液（细胞质基质、细胞液）（存在于细胞内，约占2/3）1.体液 血浆细胞外液 内环境（细胞直接生活的环境） 组织液（存在于细胞外，约占1/3） 淋巴等2.内环境的组成及相互关系细胞内液组织液血浆淋巴 （淋巴循环）3、细胞外液的成分a. 水，无机盐（Na+, Cl- ），蛋白质（血浆蛋白）b. 血液运送的物质 营养物质： 葡萄糖甘油脂肪酸胆固醇氨基酸等 废物： 尿素尿酸乳酸等 气体： O2、CO2等 激素， 抗体， 神经递质维生素c. 组织液，淋巴，血浆成分相近，最主要的差别在于血浆中含有很多的蛋白质，细胞外液是盐溶液，反映了生命起源于海洋，d. 血浆各化学成分的种类及含量保持动态的稳定，所以分析血浆化学成分可在一定程度上反映体内物质代谢情况，可以分析也一个人的身体健康状况v 细胞外液又称内环境（是细胞与外界环境进行物质交换的媒介）v 血细胞的内环境是血浆v 淋巴细胞的内环境是淋巴v 毛细血管壁的内环境是血浆、组织液v 毛细淋巴管的内环境是淋巴、组织液4、理化性质（渗透压，酸碱度，温度）a. 渗透压：一般来说，溶质微粒越多，溶液浓度越高，对水的吸引力越大，渗透压越高，血浆渗透压的大小主要与无机盐，蛋白质的含量有关。人的血浆渗透压约为kpa，相当于细胞内液的渗透压。 功能：是维持细胞结构和功能的重要因素。典型事例：（高温工作的人要补充盐水；严重腹泻的人要注入生理盐水，海里的鱼在河里不能生存；吃多了咸瓜子，唇口会起皱；水中毒；生理盐水浓度一定要是0.9%；红细胞放在清水中会胀破；吃冰棋淋会口渴；白开水是最好的饮料；）b. 酸碱度正常人血浆近中性，7.35-7.45 缓冲对：一种弱酸和一种强碱盐 H2CO3NaHCO3 NaH2PO4/Na2HPO4CO2+H2O H2CO3 H+ + HCO3- c. 温度：有三种测量方法（直肠，腋下，口腔），恒温动物（不随外界温度变化而变化）与变温动物（随外界温度变化而变化）不同温度主要影响酶。v 内环境的理化性质处于动态平衡中v 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。v 直接参与物质交换的系统：消化，呼吸，循环，泌尿系统v 间接参与的系统（调节机制）：神经体液（内分沁系统）免疫v 人体稳态调节能力是有一定限度的同时调节也是相对的。5、组织水肿形成原因：1) 代谢废物运输困难：如淋巴管堵塞2) 渗透问题；血浆中蛋白质含量低 过敏，毛细血管通透性增强，蛋白质进入组织液 营养不良 肾炎，蛋白尿，使血浆中的蛋白质含量低。6、尿液的形成过程尿的形成过程：血液流经肾小球时，血液中的尿酸、尿素、水、无机盐和葡萄糖等物质通过肾小球的过滤作用，过滤到肾小囊中，形成原尿。当尿液流经肾小管时，原尿中对人体有用的全部葡萄糖、大部分水和部分无机盐，被肾小管重新吸收，回到肾小管周围毛细血管的血液里。原尿经过肾小管的重吸收作用，剩下的水和无机盐、尿素和尿酸等就形成了尿液。二、稳态（1）概念：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。（2）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。（3）调节机制：神经体液免疫调节网络1、单细胞（如草履虫）直接与外界环境进行物质交换2、多细胞动物通过内环境作媒介进行物质交换3、组织液、淋巴的成分与含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液淋巴中蛋白质含量较少。4、内环境的理化性质：渗透压，酸碱度，温度血浆渗透压大小主要与无机盐、蛋白质含量有关；无机盐中Na+、cl- 占优势 细胞外液渗透压约为770kpa 相当于细胞内液渗透压；正常人的血浆近中性，PH为7.35-7.45与HCO3-、HPO42- 等离子有关；人的体温维持在370C 左右（一般不超过10C ）。5、内环境稳态的重要性：1) 稳态是指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。 内环境成分相对稳定 内环境稳态 温度 内环境理化性质的相对稳定 酸碱度（PH值） 渗透压a. 稳态的基础是各器官系统协调一致地正常运行b. 调节机制：神经-体液-免疫c. 稳态相关的系统：消化、呼吸、循环、排泄系统（及皮肤）d. 维持内环境稳态的调节能力是有限的，若外界环境变化过于剧烈或人体自身调节能力出现障碍时内环境稳态会遭到破坏内环境稳态的意义：机体进行正常生命活动的必要条件 第二章 动物和人体生命活动的调节一、通过神经系统的调节1、神经调节的基本结构和功能单位是神经元。神经元的功能：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。神经元的结构：由细胞体、突起树突（短）、轴突（长）构成。2、反射：是神经系统的基本活动方式。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、反射弧：是反射活动的结构基础和功能单位。感受器：感觉神经末稍和与之相连的各种特化结构，感受刺激产生兴奋传入神经：将感受器的兴奋传至神经中枢神经中枢：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传出神经：将神经中枢的指令传至效应器效应器：运动神经末稍与其所支配的肌肉或腺体4、 兴奋在神经纤维上的传导（1） 兴奋：指动物体或人体内的某些组织（如神经组织）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。（2） 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。（3） 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（膜外：未兴奋部位兴奋部位；膜内：兴奋部位未兴奋部位）兴奋向未兴奋部位传导（4） 兴奋的传导的方向：双向5、 兴奋在神经元之间的传递：（1）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（2）兴奋的传递方向：由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内，所以兴奋在神经元之间（即在突触处）的传递是单向的，只能是：突触前膜突触间隙突触后膜（上个神经元的轴突下个神经元的细胞体或树突）6、 人脑的高级功能（1）人脑的组成及功能：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。其上有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢；小脑：是重要的运动调节中枢，维持身体平衡；脑干：有许多重要的生命活动中枢，如呼吸中枢；下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器、是调节内分泌活动的总枢纽（2）语言功能是人脑特有的高级功能 语言中枢的位置和功能：书写中枢（W区）失写症（能听、说、读，不能写）运动性语言中枢（S区）运动性失语症（能听、读、写，不能说）听性语言中枢（H区）听觉性失语症（能说、写、读，不能听）阅读中枢（V区）失读症（能听、说、写，不能读）（3）其他高级功能 ：学习与记忆二、激素的调节1、体液调节中，激素调节起主要作用。2、人体主要激素及其作用激素分泌部位激素名称主要作用下丘脑抗利尿激素调节水平衡、血压多种促激素释放激素调节内分泌等重要生理过程垂体生长激素促进蛋白质合成，促进生长多种促激素控制其他内分泌腺的活动甲状腺甲状腺激素促进代谢活动；促进生长发育（包括中枢神经系统的发育），提高神经系统的兴奋性；胸腺胸腺激素促进T淋巴细胞的发育，增强T淋巴细胞的功能肾上激腺肾上腺激素参与机体的应激反应和体温调节等多项生命活动胰岛胰岛素使血糖水平降低胰高血糖素使血糖水平升高卵巢雌激素等促进女性性器官的发育、卵细胞的发育和排卵，激发并维持第二性征等睾丸雄激素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3、激素间的相互关系：协同作用：如甲状腺激素与生长激素拮抗作用：如胰岛素与胰高血糖素4、激素调节的实例：实例一、血糖平衡的调节，（甲状腺激素分泌的分级调节：课本P28）1）、血糖的含义：血浆中的葡萄糖(正常人空腹时浓度：3.9-6.1mmol/L)2）、血糖的来源和去路：3）、调节血糖的激素：（1）胰岛素：（降血糖）分泌部位：胰岛B细胞作用机理：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。抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖（抑制2个来源，促进3个去路）（2）胰高血糖素：（升血糖）分泌部位：胰岛A细胞作用机理：促进肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖（促进2个来源）4）、血糖平衡的调节：（负反馈）血糖升高胰岛B细胞分泌胰岛素血糖降低血糖降低胰岛A细胞分泌胰高血糖素血糖升高5）、血糖不平衡：过低低血糖病；过高糖尿病6）、糖尿病病因：胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌不足症状：多饮、多食、多尿和体重减少（三多一少）防治：调节控制饮食、口服降低血糖的药物、注射胰岛素检测：斐林试剂、尿糖试纸7）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，这种调节凡是叫做反馈调节。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。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。实例二、甲状腺激素分泌的分级调节5.激素调节的特点：1）微量和高效2）通过体液运输3）作用于靶器官、靶细胞三、神经调节与体液调节的关系（一）两者比较：比较项目神经调节体液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准确、比较局限较广泛作用时间短暂比较长（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、体温相对恒定的原因：在神经系统和内分泌系统等的共同调节下，人体的产热和散热过程保持动态平衡的结果。产热器官：主要是肝脏和骨骼肌散热器官：皮肤（血管、汗腺）4、体温调节过程：（1） 寒冷环境冷觉感受器（皮肤中）下丘脑体温调节中枢皮肤血管收缩、汗液分泌减少（减少散热）、骨骼肌紧张性增强、肾上腺分泌肾上腺激素增加（增加产热）体温维持相对恒定。（2） 炎热环境温觉感受器（皮肤中）下丘脑体温调节中枢皮肤血管舒张、汗液分泌增多（增加散热）体温维持相对恒定。5、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、 人体内水分的动态平衡是靠水分的摄入和排出的动态平衡实现的2、 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。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、 水分调节（细胞外液渗透压调节）：（负反馈）过程：饮水过少、食物过咸等细胞外液渗透压升高下丘脑渗透压感受器垂体抗利尿激素肾小管和集合管重吸收水增强细胞外液渗透压下降、尿量减少总结：水分调节主要是在神经系统和内分泌系统的调节下，通过肾脏完成。起主要作用的激素是抗利尿激素，它是由下丘脑产生，由垂体释放的，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。四、免疫调节1、 免疫系统的组成：免疫器官：扁桃体、胸腺、脾、淋巴结、骨髓等 淋巴细胞：B淋巴细胞（在骨髓中成熟）、T淋巴细胞（迁移到胸腺中成熟）免疫细胞 吞噬细胞免疫活性物质：抗体、淋因子2、 免疫类型： 非特异性免疫（先天性的，对各种病原体有防疫作用）第一道防线：皮肤、黏膜及其分泌物等。第二道防线：体液中的杀菌物质和吞噬细胞。特异性免疫（后天性的，对某种病原体有抵挡力）第三道防线：免疫器官和免疫细胞 体液免疫和细胞免疫3、 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。（抗原没有进入细胞内）抗原刺激 B淋巴细胞增值、分化出效应B细胞记忆细胞同一抗原再次刺激时增值分化为效应B细胞效应B细胞分泌抗体抗体清除抗原4、细胞免疫：通过T淋巴细胞和淋巴因子发挥免疫效应的免疫方式靶细胞（被抗原入侵的细胞）或吞噬了抗原的巨噬细胞 刺激 T淋巴细胞增值、分化出 效应T细胞记忆细胞同一靶细胞再次刺激时增值分化为效应T细胞效应T细胞使靶细胞裂解死亡、（效应T细胞释放某些细胞因子（如干扰素）增强免疫细胞的效应）被释放至体液中的抗原被体液免疫中的抗体清除5、体液免疫与细胞免疫的区别：共同点：针对某种抗原，属于特异性免疫区别 体液免疫 细胞免疫作用对象 抗原 被抗原入侵的宿主细胞（即靶细胞）作用方式 效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合 效应T细胞与靶细胞密切接触6、艾滋病：（1）病的名称：获得性免疫缺陷综合症（AIDS）（2）病原体名称：人类免疫缺陷病毒（HIV），其遗传物质是2条单链RNA（3）发病机理：HIV病毒进入人体后，主要攻击T淋巴细胞，使人的免疫系统瘫痪（4）传播途径：血液传播、性接触传播、母婴传播五、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（性外激素类似物），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。 第三章 植物激素调节一、生长素的发现：1、胚芽鞘： 尖端产生生长素，在胚芽鞘的基部起作用；2、感光部位是胚芽鞘尖端；3、琼脂块有吸收、运输生长素的作用；4、生长素的成分是吲哚乙酸；5、向光性的原因：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，因而引起两侧生长不均匀从而造成向光弯曲。 在胚芽鞘中 感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端 向光弯曲的部位在胚芽鞘尖端下部（伸长区） 产生生长素的部位在胚芽鞘尖端（有光无光都产生生长素） 能够横向运输的也是胚芽鞘尖端 感性运动与向性运动植物受到不定向的外界刺激而引起的局总运动称为感性运动（含羞草叶片闭合）植物受到一定方向的外界刺激而引起的局总运动称为向性运动（向光性，向水性） 植物弯曲生长的直接原因：生长素分布不均匀（光，重力，人为原因）二、生长素的合成：幼嫩的芽、叶、发育的种子（色氨酸生长素） 运输：横向运输（只发生在胚芽鞘尖端）：在单侧光刺激下生长素由向光一侧向背光一侧运输 ：纵向运输（极性运输，主动运输）：从形态学上端运到下端，不能倒运 ：非极性运输：自由扩散，在成熟的组织，叶片，种子等部位 生长素产生：色氨酸经过一系列反应可转变成生长素 分布：各器官都有分布，但相对集中的分布在生长素旺盛部位。 产生部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子 三、生长素的生理作用：1、生长素是不直接参与细胞代谢而是给细胞传达一种调节代谢的信息；生长素2、作用：a、促进细胞的生长；（伸长） b、促进果实的发育（培养无籽番茄）； c、促进扦插的枝条生根； d、防止果实和叶片的脱落；3、特点具有两重性： 高浓度促进生长，低浓度抑制生长；既可促进生长也可抑制生长；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。 生长素发挥的作用与浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类（根芽茎）。 植物体各个器官对生长素的最适浓度不同：茎 芽 根，敏感度不同；根芽茎（横向生长的植物受重力影响而根有向地性，茎有背地性）许多禾本科植物倒扶后可以自己站起来，ABCDDC, BA, 原因：由于重力的作用，生长素都积累在近地面，D点和B点和生长素都高于C点和A点，又由于根对生长素敏感，所以，D点浓度高抑制生长，长的慢，而C点浓度低促进生长，长的快。根向下弯曲（两重性）。而茎不敏感，所以B点促进 生长的快，而A点促进生长的慢。所以向上弯曲。根的向地性与顶端优势中的生长素的作用原理相同，都是体现两重性。茎的背地性与向光性中的生长素的作用原理相同。顶端优势：顶芽产生的生长素向下运输在侧芽附近积累，侧芽对生长素浓度比较敏感，因此受到抑制，顶芽不断生长，侧芽被抑制的现象（松树）说明：生长素的极性运输是主动运输；生长素具有两重作用应用：棉花摘心促进多开花，多结果园林绿篱的修剪解除顶端优势就是去除顶芽（棉花摘心）四、生长素的应用：促扦插枝条生根，（不同浓度的生长素效果不同，扦插枝条多留芽）促果实发育，（无籽番茄，无籽草莓）防止落花落果，（喷洒水果，柑，桔）除草剂（高浓度抑制植物生长，甚到杀死植物）果实的发育过程：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。特点：内生的，能移动，微量而高效植物生长调节剂：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质（2.4，NAA，乙烯利）五、其他植物激素：1、赤霉素（） 合成部位：未成熟的种子、幼根、幼叶主要作用：促进细胞的伸长引起植株增高（恶苗病，芦苇伸长），促进麦芽糖化（酿造啤酒），促进性别分化（瓜类植物雌雄花分化），促进种子发芽、解除块茎休眠期（土豆提前播种），果实成熟，抑制成熟和衰老等2、脱落酸 （ABA） 合成部位：根冠、萎焉的叶片分布：将要脱落的组织和器官中含量较多主要作用：抑制生长，表现为促进叶、花、果的脱落，促进果实成熟，抑制种子发芽、抑制植株生长，提高抗逆性（气孔关闭），等3、细胞分裂素(CK) 合成部位：根尖 主要作用：促进细胞分裂（蔬菜保鲜），诱导芽的分化，促进侧芽生长，延缓叶片的衰老等4、乙烯 合成部位：植物体各个部位 主要作用：促进果实的成熟v 各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节；v 植物激素的概念：由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物；v 植物生长调节剂：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂； 第四章 种群和群落种群密度（最基本） 出生率、死亡率 迁入率、迁出率1、种群特征 增长型 年龄组 稳定型 衰退型 性别比例1) 种群密度a、定义：在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度； 是种群最基本的数量特征； 逐个计数 针对范围小，个体较大的种群；b、计算方法： 植物：样方法（取样分有五点取样法、等距离取样法）取平均值； 动物：标志重捕法（对活动能力弱、活动范围小）； 计算公式：N=Mn/m。 估算的方法 昆虫：灯光诱捕法； 微生物：抽样检测法。2) 出生率、死亡率：a、定义：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率； b、意义：是决定种群密度的大小。3) 迁入率和迁出率：a、定义：单位时间内迁入和迁出的个体占该种群个体总数的比率； b、意义：针对一座城市人口的变化起决定作用。4) 年龄组成： a、定义：指一个种群中各年龄期个体数目的比例； b、类型：增长型（A）、稳定型(B)、衰退型(C)； c、意义：预测种群密度的大小。5) 性别比例： a、定义：指种群中雌雄个体数目的比例； b、意义：对种群密度也有一定的影响。2、种群密度的测量方法：样方法（植物和运动能力较弱的动物）、标志重捕法（运动能力强的动物）3：种群：一定区域内同种生物所有个体的总称 群落：一定区域内的所有生物 生态系统：一定区域内的所有生物与无机环境 地球上最大的生态系统：生物圈4、种群的数量变化曲线： “J型增长”a、数学模型：（1） Nt=N0 （2）曲线（如右图）时间 b、条件：理想条件指食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件； c、举例：自然界中确有，如一个新物种到适应的新环境。 “S型增长” a、条件：自然资源和空间总是有限的； b、曲线中注意点： （1）K值为环境容纳量（在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量）； （2）K/2处增长率最大。 大多数种群的数量总是在波动中，在不利的条件下，种群的数量会急剧下降甚至消失。 研究种群数量变化的意义：对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用、以及濒临动物种群的拯救和恢复有重要意义。 丰富度：群落中物种数目的多少5、种间关系比较关系名称数量坐标图能量关系图特 点举 例互利共生相互依赖，彼此有利；如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化地衣；大豆与根瘤菌寄 生无对宿主有害，对寄生生物有利；如果分开，则寄生物难以单独生存，而宿主会生活得更好蛔虫与人；噬菌体与被侵染的细菌竞 争数量上呈现出“你死我活”的同步性变化，两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，则如图b，AB起点相同，为同一营养级牛与羊；农作物与杂草捕 食一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步变化。AB起点不相同，两种生物数量（能量）存在差异，分别位于不同的营养级狼与兔；青蛙与昆虫 6、群落的空间结构：a、定义：在群落中各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。b、包括：垂直结构：具有明显的分层现象。意义：植物的垂直结构提高了群落利用阳光等环境资源能力； 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，所以动物也有分层现象(垂直结构)； 水平结构：由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，它们呈镶嵌分布。7、群落的演替：1、定义：随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程。2、类型： 初生演替：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，但被彻底消灭了的地方发生演替，如：沙丘、火山岩、冰川泥。 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（顶级群落）（缺水的环境只能到基本植物阶段） 次生演替：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（如发芽地下茎）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。3、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 第五章 生态系统及其稳定性一、生态系统1、定义：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体， 最大的生态系统是生物圈（是指地球上的全部生物及其无机环境的总和）。2、类型： 自然生态系统 自然生态系统的自我调节能力大于人工生态系统 人工生态系统非生物的物质和能量3、结构：组成结构 生产者（自养生物） 主要是绿色植物，还有硝化细菌等 消费者 主要有植食性动物、肉食性动物和杂食性动物 寄生动物(蛔虫)异养生物 分解者 主要是细菌、真菌、还有腐生生活的动物(蚯蚓)食物链 从生产者开始到最高营养级结束，分解者不参与食物链 营养结构 食物网 在食物网之间的关系有竞争同时存在竞争。食物链，食物网是能量流动、物质循环的渠道。4、生态系统功能：能量流动、物质循环、信息传递（1）能量流动 a、定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程， 输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能， 传递沿食物链、食物网， 散失通过呼吸作用以热能形式散失的。 b、过程：一个来源，三个去向。 c、特点：单向的、逐级递减的（中底层为第一营养级，生产者能量最多，其次为初级消费者，能量金字塔不可倒置，数量金字塔可倒置）。能量传递效率为10%20% （2）研究能量流动的意义：a、实现对能量的多级利用，提高能量的利用效率（如桑基鱼塘） b、合理地调整能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分（如农作物除草、灭虫） 定义：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。5、物质循环 特点：具有全球性、循环性 举例：碳循环的形式:CO27、物质循环和能量循环两者关系： 同时进行，彼此相互依存，不可分割的，物质循环是能 量流动的载体，能量流动作为物质循环动力8、实践中应用：a.任何生态系统都需要来自系统外的能量补充 b.帮助人们科学规划设计人工生态系统使能量得到最有效的利用 c.能量多极利用从而提高能量的利用率 d.帮助人们合理调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的方向。6、大气中CO2过高会引起温室效应减少温室效应的措施:a、减少化石燃料的燃烧,使用新能源.B、植树造林,保护环境. 物理信息 通过物理过程传递的信息，如光、声、温度、湿度、磁力等可来源于无机环境，也可来自于生物。 信息种类 化学信息 通过信息素传递信息的，如，植物生物碱、有机酸动物的性外激素 行为信息 通过动物的特殊行为传递信息的，对于同种或异种生物都可以传递（如:孔雀开屏、蜜蜂舞蹈）9、信息传递 范围：在种内、种间及生物与无机环境之间 信息传递作用：生命活动的正常进行离不开信息作用，生物种群的繁衍也离不开信息传递。信息还能调节生物的种间关系以维持生态系统的稳定。 应用：a .提高农产品或畜产品的产量。如：模仿动物信息吸收昆虫传粉，光照使鸡多下蛋b.对有害动物进行控制，生物防治害虫，用不同声音诱捕和驱赶动物10、稳定性 定义：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定能力 抵抗力稳定性 抵抗干扰保持原状 种类 两者往往是相反关系，但也有一致的 如：北极冻原 恢复力稳定性 遭到破坏恢复原状 原因：自我调节能力（负反馈调节是自我调节能力的基础）能力大小由生态系统的组分和食物网的复杂程度有关，生态系统的组分越多和食物网越复杂自我调节能力就越强。但自我调节能力是有限度的，超过自我调节能力限度的干扰会使生态系统崩溃。抵抗力稳定性越强恢复力稳定性越弱（如：森林）。抵抗力稳定性越弱恢复力稳定性越强（如:草原、北极冻原） 应用：a.对生态系统的干扰不应超过生态系统的自我调节能力 b.对人类利用强度较大的生态系统应实施相应的物质能量的投入保证内部结构与功能的协调二、生态环境的保护：1、我国由于人口基数大而且出生率大于死亡率，所以近百年来呈“J”型； a、人均耕地减少2、人口增长对生态环境的影响： b、燃料需求增加 c、多种物质、精神需求 d、社会发展 地球的人口环境容纳量是有限的，对生态系统产生了沉重压力。3、我国应对的措施：a、控制人口增长 b、加大环境保护的力度c、加强生物多样性保护和生态农业发展4、全球环境问题：a.全球气候变化 b.水资源短缺 c.臭氧层破坏 d.酸雨 e.土地荒漠化 f.海洋污染 g.生物多样性锐减5、生物多样性 概念：生物圈内所有的植物、动物、微生物，它们所拥有的全部基因及各种各样的生态系统共同构成了生物的多样性。 生物多样性包括物种多样性、基因多样性、生态系统多样性 潜在价值 目前不清楚 多样性价值 间接价值 生态系统区别调节功能 直接价值 食用药用 工业用 旅游观赏 科研 文学艺术 A、就地保护 建立自然保护区和风景名胜区 是生物多样性最有效的保护。 B、易地保护 将灭绝的物种提供 最后的生存机会 保护措施 C、利用生物技术对濒危物种基因进行保护 D、协调好人与生态环境的关系（关键） E、反对盲目的掠夺式地开发利用（合理利用是最好的保护）6、可持续发展 定义：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，它是追求自然、经济、社会的持久而协调发展。措施：a.保护生物多样性 b.保护环境和资源 c.建立人口、环境、科技和资源消费之间的协调和平衡。- 17 -