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必修3基础知识梳理
第1章:人体的内环境与稳态
第1节细胞生活的环境
一、体内细胞生活在细胞外液中
(一)体液:由细胞内液(约占2/3)和细胞外液(约占1/3)组成。
细胞内液
体液 血浆
细胞外液 组织液
(内环境) 淋巴
二、细胞外液的成分
1、血浆成分
含量
90%
7%-8%
1%
血液运送物质
物质
水
蛋白质
无机盐
营养物质、代谢废物、气体、激素
特点
蛋白质含量明显高于组织液和淋巴中的含量
三、细胞外液的渗透压和酸碱度及其与外界环境的关系
(一)渗透压
1、血浆渗透压的决定因素:主要由无机盐和蛋白质含量决定,其中细胞外液的渗透压90%以上是由Na+和Cl-决定的。
(二)酸碱度:
1、正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45。
2、维持因素:与含有HCO3-、HPO42-等离子有关。
(三)温度:
四、内环境与外界环境的关系:内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒体。
物质交换过程如图所示:
1、直接与内环境的物质交换有关的系统有四个:消化、呼吸、泌尿、循环四大系统。
2、人的呼吸道、消化道、膀胱等由孔道与外界相连。储存的液体也直接与外界接触,所以这些液体不属于体液。
第2节 内环境稳态的重要性
一、稳态: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。
二、稳态调节机制的认识和意义
1、认识
①稳态的基础是各器官系统协调一致地正常运行
②调节机制:神经-体液-免疫
2、稳态意义:机体进行正常生命活动的必要条件
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
一、神经调节的结构基础和反射
1、神经元
神经元的结构:由细胞体、树突 、轴突构成
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。
组成:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器
二、兴奋在神经纤维上的传导
1、兴奋传导形式: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。
2、兴奋传导过程:静息电位(外正内负)→刺激→兴奋部位(外负内正)→兴奋部位与未兴奋部位间形成局部电流(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(注意区分膜内和膜外的变化不一样)
3、兴奋的传导的方向:双向
三、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:是单向的: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)
(3)在突触传导过程中有电信号→化学信号→电信号的过程
四、神经系统的分级调节
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。其上由语言、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
五、人脑的高级功能
(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:
W区:书写性语言中枢→失写症(能听、说、读,不能写)
S区:运动性语言中枢→运动性失语症(能听、读、写,不能说)
H区:听觉性语言中枢→听觉性失语症(能说、写、读,不能听)
V区:视觉性语言中枢→失读症(能听、说、写,不能读)
第2节 通过激素的调节
一、激素调节的发现及含义
1、促胰液素是人们发现的第一种激素
2、激素调节:是由内分泌器官(内分泌细胞)分泌的化学物质激素进行生命活动的调节。
3、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;
肾上腺
肾上腺素
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、胰高血糖素
调节血糖动态平衡
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
二、激素调节的实例
实例一:血糖调节
1、血糖的含义:血浆中的葡萄糖(正常浓度:0.8-1.2g/L)
2、血糖的来源和去路:
3、调节血糖的激素:胰岛素、胰高血糖素
(1)胰岛素:(降血糖)
分泌部位:胰岛B细胞
作用机理:①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。②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、血糖不平衡:过低—低血糖病;过高—糖尿病
5、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)
实例二:
甲状腺激素分泌的分级调节过程(见书本28页图)
三、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
第3节 神经调节与体液调节的关系
一、神经调节与体液调节的比较
1、体液调节:激素、二氧化碳等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。激素调节是主要内容。
2、神经调节和体液调节的比较
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
三、神经调节和体液调节的协调
(一)体温调节
1、体温的概念:指人身体内部的平均温度。
2、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:如右图
5、体温恒定意义: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
(二)水平衡的调节(书本32页图)
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
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。
第4节 免疫调节
一、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、T淋巴细胞
免疫细胞 吞噬细胞
免疫活性物质:抗体、淋巴因子、溶菌酶等
二、免疫系统的调节
1、免疫类型:
非特异性免疫 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——第三道防线: 体液免疫
细胞免疫
(1)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。
(2)细胞免疫:通过T淋巴细胞发挥免疫效应的免疫方式
三、免疫失调
1、防卫过强:过敏反应,如皮肤荨麻疹。
2、防卫过弱:获得性免疫缺陷综合症(AIDS),即艾滋病。
3、防卫不准:自身免疫病,如类风湿性关节炎。
几点提醒
1、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。
2、二次免疫特点:比初次反应快而强,能在抗原侵入但尚未引起疾病之前将它们消灭,从而使患病几率大大降低。
3、过敏反应的特点:发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不破坏组织细胞;有明显的遗传倾向和个体差异。
4、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
四、免疫学应用
1、疫苗——根除了许多传染病,
2、人工标记抗体——检测发现体内组织中的抗原。
3、免疫抑制剂——提高器官移植的成活率。
第3章 植物的激素调节
一、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。
二、判断胚芽鞘生长情况的方法
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(弯向生长素少的一侧)
三、生长素的产生、运输和分布
1、生长素的产生部位:幼嫩的芽、叶、发育中的种子
2、生长素的运输方向:横向运输:向光侧→背光侧
极性运输:形态学上端→形态学下端
3、运输方式为:主动运输
4、生长素的分布部位: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。
第2节 生长素的生理作用
一、生长素的生理作用:
l 生长素对植物生长调节作用具有两重性,一般,低浓度促进植物生长,高浓度抑制植物生长(浓度的高低以各器官的最适生长素浓度为标准)。
l 同一植株不同器官对生长素浓度的反应不同,
敏感性由高到低为:根、芽、茎(见右图)
l 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。
l 顶端优势是顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。原因
是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。
二、生长素类似物在农业生产中的应用:
l 促进扦插枝条生根[实验];防止落花落果;促进果实发育(在未授粉的雌蕊柱头上喷洒生长素类似物,促进子房发育为果实,形成无子番茄);
第3节 其他植物激素
一、其他植物激素种类和作用
名称
主要作用
赤霉素
促进细胞伸长、植株增高,促进果实生长
细胞分裂素
促进细胞分裂
脱落酸
促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯
促进果实成熟
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。
二、植物生长调节剂的应用
(一)概念:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
(二)优点:容易合成、原料广泛、效果稳定。
(三)应用实例:
1、用乙烯利催熟凤梨。
2、用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇,使其纤维长度增加50%左右。
第4章 种群和群落
第1节 种群的特征
一、 种群的概念:在一定时间内生活在一定区域内的同种生物的所有个体。
种群是生物群落的基本单位。
种群密度(种群最基本的数量特征)
出生率和死亡率(意义:直接决定种群大小和种群密度大小的因素)
数量特征 年龄结构(意义:预测种群密度的变化趋势)
性别比例(意义:对种群密度有一定影响)
二、种群的特征 迁入率和迁出率(意义:直接决定种群密度大小因素)
空间特征
三、调查种群密度的方法:
1、样方法:五点取样法、等距取样法。(调查植物常用)
2、标志重捕法:(适用运动能力强、活动范围大的动物)
第2节 种群数量的变化
一、种群数量变化的数学模型:
(一)种群数量的“J”型曲线
1、条件:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下。
2、特点:种群数量每年以一定的倍数增大。
3、数学模型:指数函数型。Nt= N0λt
(二)种群增长的“S”型曲线:
1、条件:有限的环境中,种群密度上升,种内个体间的竞争加剧,捕食者数量增加
2、特点:种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值(K值)时,种群个体数量将不再增加;
3、种增长率:K/2值时增速最快,K值时为0
二、影响种群数量变化的因素:
内因:出生率、迁入率、死亡率、迁出率。
外因:1、自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。
2、人为因素:种植业、养殖业发展,砍伐森林,猎捕动物、环境污染等。
三、“J”型曲线和“S”型曲线的比较
1、曲线比较(如下图)。 2、列表比较(如下表)。
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
环境资源无限
环境资源有限
种群增长率
保持稳定
随种群密度上升而下降
K值的有无
无K值
有K值
曲线形成
的原因
无种内斗争,
缺少天敌
种内斗争加剧,
天敌数量增多
四、 [实验:培养液中酵母菌种群数量的动态变化]
第3、4节 群落结构与群落的演替
一、群落的概念及特征
1、概念:同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
2、特征:物种组成、优势种、种间关系、空间结构、生态位、范围和边界、群落的演替等。
①丰富度:群落中物种数目的多少。
②空间结构:指群落中各个生物种群分别占据不同的空间。
二、群落的种间关系及空间结构
(一)种间关系
1、捕食:一种生物以另一种生物作为食物。
2、竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。
3、寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
4、互利共生:两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
(二)空间结构
1、垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象。
(1)原因:阳光的利用、栖息空间和食物条件等。
(2)意义:①提高群落利用阳光等环境资源的能力。
②植物分层为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件。
2、水平结构:
三、群落的演替
(一)概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
(二)类型:初生演替和次生演替
1、初生演替
(1)概念:一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过的植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。
(2)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。
(3)实例:火山岩、沙丘、冰川泥
2、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的地方发生的演替。实例:火灾后的草原、弃耕农田、过量砍伐森林
3、人类活动对演替的影响:往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
第5章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
一、生态系统的概念:
1、概念:由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一的整体。
2、空间范围:有大有小,其中生物圈是地球上最大的生态系统,它是地球上的全部生物及其无机环境的总和。
3、功能:生态系统各种组成成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而联系在一起,是一个具有自我调节能力的统一整体。
二、生态系统的组成成分
1、成分:
非生物成分:无机盐、阳光、温度、水 等
生产者:主要是绿色植物(最基本、最关键的的成分)
绿色植物通过光合作用将无机物合成有机物
生物成分 消费者:主要是各种动物
分解者:主要某腐生细菌和真菌,也包括蚯蚓等腐生动物。它们能分解动植物遗体、粪便等,最终将有机物分解为无机物。
三、生态系统的营养结构:食物链、食物网
1、食物链
l 植物(生产者)总是第一营养级;
l 植食性动物(即一级/初级消费者)为第二营养级;
l 肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的,如猫头鹰捕食鼠时,则处于第三营养级;当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时,则处于第四营养级。
2、食物网
①概念:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的营养结构。
②功能:生态系统物质循环、能量流动的渠道。
第2节 生态系统的能量流动
一、能量流动的概念和过程
1、概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2、过程
(1)能量的输入
①源头:太阳能
②总值:生产者所固定的太阳能。
(2)能量的传递
①传递渠道:食物链和食物网。
②传递形式:化学能。
③传递过程:
(3)能量的转化
太阳能→有机物中的化学能→热能
(4)能量的散失
①形式:热能
二、特点:单向流动、逐级递减:
三、研究能量流动的意义:
(1)可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
(2)可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。如农田生态系统中,必须清除杂草、防治农作物的病虫害。
第3节 生态系统的物质循环
一、生态系统中的物质循环——碳循环
(一)概念
1、物质:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
2、循环:无机环境 生物群落。 3、范围:生物圈。
(二)特点:
1、具有全球性,因此又称生物地球化学循环。 2、具有循环性。
二、实例——碳循环
(一)无机环境中存在的形式:二氧化碳和碳酸盐。
(二)生物群落中主要存在形式:含碳有机物。
(三)特点:具全球性,可反复利用。
(四)无机环境与生物群落之间的循环形式(如图)
三、温室效应与气候变暖
1、大气中CO2含量持续增加的原因:(1)化石燃料的大量使用。(2)森林、草原等植被大面积破坏。
2、影响:(1)气候变暖会使冰川雪山融化,海平面上升。(2)影响农业和粮食资源的生产。
3、缓解措施:(1)植树造林,增加绿地面积(2)减少化石燃料的燃烧(3)开发清洁能源。
四、能量流动与物质循环的关系
同时进行、相互依存,不可分割:
①能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解;
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体;
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
第4节 生态系统的信息传递
一、生态系统中的信息传递
1、生态系统的基本功能是进行物质循环、能量流动、信息传递
2、生态系统中信息传递的主要形式:
(1)物理信息:光、声、热、电、磁、温度等。如植物的向光性、萤火虫的闪光
(2)化学信息:性外激素、告警外激素、尿液等。如狗利用其小便记路
(3)行为信息:动物求偶时的舞蹈、运动等。如鸟类的报警、孔雀开屏。
二、信息传递在农业生产中的作用:
一是提高农、畜产品的产量,如短日照处理能使菊花提前开花;
二是对有害动物进行控制,如喷洒人工合成性外激素类似物干扰害虫交尾的环保型防虫法。
第5节 生态系统的稳定性
一、生态系统的稳定性
(一)概念:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
(二)生态系统稳定性的调节:是一种自我调节,其调节基础是负反馈调节。
(三)种类
1、抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
2、恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
(四)特点
1、不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差异: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。
二、生态系统稳定性的理解和调节
1、生态系统稳定性的关系
(1)生态系统稳定性的关系:一般可表示如下图:
2、生态系统的自我调节能力
(1)负反馈调节
①作用:是生态系统自我调节能力的基础,能使生态系统达到相对平衡。
(2)自我调节能力的大小
生态系统成分
食物网
自我调节能力
越多
越复杂
大
越少
越简单
小
三、制作生态瓶时应注意:
①生态瓶必须是透明的;
②生态瓶中投放的生物之间要构成营养关系,数量比例要合理;
③ 生态瓶中的水量应占其容积的4/5,留出一定的空间,储备一定量的空气;
④生态瓶要密封;
⑤生态瓶要放在光线良好,但避免阳光直射的地方;
⑥研究结束前不要再随意移动生态瓶。
第6章 生态环境的保护
1、全球性生态环境问题主要包括:全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土壤荒漠化、海洋污染、生物多样性锐减、植被破坏、水土流失、环境污染 等
2、生物多样性包括3个层次:基因多样性、物种多样性 、生态系统多样性。
3、生物多样性的价值:潜在价值(未被发现的)、间接价值(生态功能)、直接价值
4、生物多样性保护的意义:生物多样性是人类赖以生存和发展的的基础,对生物进化和维持生物圈的稳态具有重要意义,因此,为了人类的可持续发展,必须保护生物多样性。
5、生物多样性保护的措施:
(1)就地保护:自然保护区和国家森林公园是生物多样性就地保护的场所。
(2)迁地保护:动物园、植物园、濒危物种保护中心。
(3)加强宣传和执法力度。
(4)建立精子库、种子库,利用生物技术对濒危物种的基因进行保护等。
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