高中生物教育版选修课三记

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，内部环境:

(1)单细胞生物直接与外界环境交换物质和能量，而人类细胞只能通过内环境与外界环境交换物质和能量。

(2)内部环境的构成:

细胞内液

体液血浆

细胞外液组织液

淋巴液(内部环境)

(3)内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介；

细胞可以直接与内环境进行物质交换，不断获得生命活动所需的物质，同时不断排出代谢产生的废物。内环境与外界环境进行物质交换的过程，需要体内各个器官系统的参与。

2.定态

(1)概念:在神经系统和内分泌系统的调节下，机体会对内环境的各种变化作出相应的调整，使内环境的温度、渗透压、酸碱度和各种化学成分保持相对稳定，称为稳态。

(2)意义:维持内环境在一定范围内，是正常生命活动的必要条件。

(3)调节机制——反馈调节

正反馈:反馈信息起到与原始输入信息相同的作用，进一步增强了输出信息的调节作用。

负反馈:反馈信息起到与原始输入信息相反的作用，削弱了输出信息。

第二，体温调节

1，体温的概念:指人体内部的平均温度。

2.体温测量部位: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的同时调节下，人体产热和散热的过程保持动态平衡。

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)冷环境→冷感感受器(皮肤内)→下丘脑体温调节中枢。

→皮肤血管收缩，汗液分泌减少(散热减少)，

骨骼肌张力增加，肾上腺分泌肾上腺激素(产热增加)。

→体温保持相对恒定。

(2)热环境→温度感受器(皮肤内)→下丘脑温度调节中枢

→皮肤血管扩张，汗液分泌增加(散热增加)

→体温保持相对恒定。

5.体温恒定的意义:它是人体正常生命活动的必要条件，主要通过调节酶的活性来体现。

第三，水平衡的调整

1，人体内水分的动态平衡是通过水的摄入和排出的动态平衡来实现的。

2.人体水分的主要来源是饮食，少部分来自物质代谢过程中产生的水分。水主要通过泌尿系统排出，然后可以从皮肤、肺、大肠排出一部分水。人体的主要排泄器官是肾脏，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→下丘脑渗透压受体→垂体→抗利尿激素→肾小管和集合管对水的吸收增加→细胞外液渗透压降低，尿量减少。

总结:水的调节主要是由肾脏在神经系统和内分泌系统的调节下完成的。主要激素是抗利尿激素，由下丘脑产生，脑垂体释放，作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收，从而减少排尿量。

第四，无机盐平衡的调整

1，人体内无机盐的动态平衡是通过无机盐摄入和排出的动态平衡来实现的。

2.人体所需的无机盐主要来自饮食，无机盐通过尿液、汗液和粪便排出体外。

3.人体需要的无机盐种类很多，如Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Fe3+、I-等。

4.无机盐调整:(负反馈)

过程:血钾增加，血钠减少→肾上腺皮质分泌醛固酮→肾小管和集合管钠吸收和排泄增加→血钾减少，血钠增加。

结论:无机盐主要通过内分泌系统和肾脏调节。主要激素是醛固酮，由肾上腺皮质分泌，主要功能是吸钠排钾。

动词 （verb的缩写）血糖调节

1，血糖的含义:血浆中的葡萄糖(正常空腹浓度:3.9-6.1mmol/L)。

2、血糖的来源和途径:

3.调节血糖的激素:

(1)胰岛素:(降糖)

分泌部位:胰岛B细胞

作用机制:

①促进血糖进入组织细胞，并在组织细胞内氧化分解，合成糖原，转化为脂肪酸等非糖物质。

②抑制糖原的分解和非糖物质向葡萄糖的转化(抑制二源，促进三路)。

(2)胰高血糖素:(升高血糖)

分泌部位:胰岛A细胞

作用机理:促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖(促进两个来源)

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细胞分泌的胰高血糖素→血糖升高。

5、血糖失衡:过低——低血糖；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、体重减轻(三多一少)

防治:调控饮食，口服降糖药，注射胰岛素。

检测:林飞试剂、尿糖试纸。

第六，通过免疫维持人体稳态

1，免疫系统的组成:

免疫器官:扁桃体、胸腺、脾脏、淋巴结、骨髓等。

淋巴细胞:B淋巴细胞，T淋巴细胞。

免疫细胞巨噬细胞

树突细胞

免疫分子:抗体、细胞因子、补体。

2.免疫类型:

非特异性免疫(先天性，对各种病原体有抗流行作用)

第一道防线:皮肤、黏膜及其分泌物。

第二道防线:吞噬作用、抗菌蛋白和炎症反应。

特异性免疫(获得性，对病原体的抵抗力)-第三道防线

体液免疫

细胞免疫

3.体液免疫:B淋巴细胞产生抗体达到免疫效果的一种免疫模式。

抗原刺激

↓

B淋巴细胞增殖并分化为效应B细胞。

记忆细胞→再次刺激同一抗原时增殖分化为效应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淋巴细胞和细胞因子发挥免疫作用的一种免疫方法。

目标细胞(被抗原侵入的细胞)或吞噬了抗原的巨噬细胞的刺激。

↓

T淋巴细胞增殖并分化成效应T细胞。

记忆细胞→同样的靶细胞在再次刺激时增殖分化为效应T细胞。

↓

效应T细胞溶解靶细胞直至死亡，

(效应T细胞释放一些细胞因子(如干扰素)来增强免疫细胞的作用)

↓

释放到体液中的抗原被体液免疫中的抗体消除。

5、体液免疫和细胞免疫的区别:

* * *相似性:属于针对某种抗原的特异性免疫。

区分体液免疫和细胞免疫

其靶抗原被抗原侵入的宿主细胞(即靶细胞)。

作用方式效应B细胞产生的抗体特异性结合相应抗原1，效应T细胞与靶细胞紧密接触。

2.效应T细胞释放的细胞因子在增强细胞免疫中的作用。

6.艾滋病:

(1)疾病名称:艾滋病

(2)病原体名称:人类免疫缺陷病毒(HIV)，其遗传物质为两条单链RNA。

(3)发病机理:艾滋病病毒进入人体后，主要攻击T淋巴细胞，使人体免疫系统瘫痪。

(4)传播途径:血液传播、性接触传播、母婴传播。

第二节人类生命活动的调节

第一，人体神经调节

1.神经调节的基本结构和功能单位是神经元。

神经元的作用:接受刺激产生兴奋，传导兴奋，进而对其他组织产生调节作用。

神经元的结构:由细胞体、树突(短)和轴突(长)组成。后两者统称为神经纤维。

2.反射:是神经系统的基本活动方式。是指动物或人体在中枢神经系统的参与下，对内外环境变化的规律性反应。

3.反射弧:是反射活动的结构基础和功能单位。

感受器:感觉神经末梢和与之相连的各种特化结构，受刺激时产生兴奋。

传入神经

神经中枢的构成:在大脑和脊髓的灰质中，功能相同的神经元的胞体聚集在一起。

传出神经

效应器:运动神经末梢及其控制的肌肉或腺体。

4.兴奋在神经纤维上的传递

(1)兴奋:是指动物或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞在感受到外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。

(2)兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导，也称为神经冲动。

(3)兴奋的传导过程:静息状态下，膜电位外正内负→受刺激；激发态时，膜电位外负内正→受激部分和未受激部分由于电位差形成局部电流(膜外:未受激部分→受激部分；膜内:兴奋部分→未兴奋部分)→对未兴奋部分进行兴奋。

(4)兴奋的传导方向:双向。

5、神经元之间兴奋的传递:

(1)个神经元之间的兴奋传递是通过突触实现的。

突触:包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。

(2)兴奋的传递方向:由于神经递质只存在于突触体的突触小泡中，兴奋是在神经元之间。

传递(即在突触处)是单向的，只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜。

(最后一个神经元的轴突→下一个神经元的胞体或树突)

6.人脑的高级功能

(1)人脑的组成和功能；

大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高中枢，也是高级神经活动的结构基础。由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢组成。

小脑:是重要的运动调节中枢，维持身体的平衡。

脑干:有许多重要的生命活动中枢，如呼吸中枢。

下丘脑:具有体温调节中枢和渗透压受体，是调节内分泌活动的总中枢。

(2)语言功能是人脑特有的高级功能。

语言中心的地位和作用；

书面语言中枢→失写症(能听、说、读，但不会写)

运动性语言中枢→运动性失语症(能听、能读、能写，但不能说)→听觉性失语症(能说、能写、能读，但不能听)→视觉性语言中枢→失读症(能听、能说、能写，但不能读)。

二、人体的激素调节

1.激素调节在体液调节中起主要作用。

2.人体内的主要激素及其作用

激素名称在激素分泌部位的主要作用

下丘脑抗利尿激素调节水平衡和血压。

多种激素释放激素调节内分泌和其他重要的生理过程。

垂体生长激素促进蛋白质合成和生长。

多种促性腺激素控制其他内分泌腺的活动。

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；

胸腺激素促进T淋巴细胞的发育，增强T淋巴细胞的功能。

肾上腺的肾上腺激素参与许多生命活动，如应激反应和体温调节。

胰岛素和胰高血糖素调节血糖的动态平衡。

卵巢雌激素促进女性性器官的发育，卵子的发育和排卵，刺激和维持第二性征。

睾丸雄激素促进男性性器官的发育和精子的产生，刺激和维持男性第二性征。

3、激素之间的关系:

协同作用:如甲状腺激素、生长激素。

拮抗作用:如胰岛素和胰高血糖素。

第三节动物激素的管理

◆动物激素在生产中的应用

生产中经常使用的不是动物激素本身，而是激素类似物。

1，催情激素提高鱼类妊娠率:利用催情激素诱导鱼类发情产卵，提高鱼类妊娠率。

2.控制害虫的合成昆虫激素:可以在田间喷洒一定量的性引诱剂(性信息素类似物)，干扰雌雄昆虫的正常交配。

3、阉割猪等动物提高产量:给一些肉用动物注射生长激素，加速其生长。阉割猪，降低性激素含量，从而缩短生长周期，提高产量。

4.人工合成昆虫激素可提高产量:可人工喷洒保幼激素，延长幼虫期，提高蚕丝产量和质量。

第四节植物生命活动的调节

1，生长素的发现

(1)达尔文的实验:

实验过程:

①单侧光照下，胚芽鞘向光源弯曲生长——向光性；

②切掉胚芽鞘尖端，胚芽鞘就不会生长；

(3)不透明锡箔纸盖在胚芽鞘顶端，胚芽鞘直立生长；

(4)不透明锡箔帽覆盖胚芽鞘下端，胚芽鞘向光源方向弯曲生长。

(2)温特的实验:

实验过程:将接触胚芽鞘顶端的琼脂块放在切去顶端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘向对侧弯曲生长；

不接触胚芽鞘顶端的琼脂块放在切去顶端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘不生长。

(3)葛根实验:分离出植物生长促进物质，鉴定为吲哚乙酸，命名为生长素。

总结三个实验结论:生长素的合成位点是胚芽鞘顶端；

感光部分是胚芽鞘的顶端；

生长素的作用部位在胚芽鞘顶端以下。

2.植物向光性的解释

一面影响生长素的分布，使背光面的生长素比光面的多，使背光面的细胞比光面的细胞伸长得快，结果是茎向光源方向弯曲生长。

2.判断胚芽鞘生长的方法

看有没有生长素，长不长。

第二，看能不能向下运，但不能长。

第三，看是否均匀向下输送。

统一:垂直增长

不均匀:弯曲生长(向生长素较少的一侧弯曲)

3、生长素产生部位:嫩芽、叶片、发育中的种子。

生长素的运输方向:横向运输:光侧→背光侧。

极性运输:形态上端→形态下端

(运输方式为主动运输)

生长素的分布:它存在于所有器官中，集中在芽、根顶端的分生组织、发育中的种子和果实等生长旺盛的部位。

4.生长素的生理功能:

生长素在调节植物生长方面有双重作用。一般来说，低浓度促进植物生长，高浓度抑制植物生长(浓度以各器官生长素的最适浓度为准)。

同一植物的不同器官对生长素浓度的反应不同，敏感性由高到低依次为:根、芽、茎(见右图)。

生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素的浓度、植物器官的类型和细胞的年龄有关。

顶端优势是顶芽先生长，侧芽被抑制的现象。原因是顶芽产生的生长素向下运输，使得靠近顶端的侧芽中生长素浓度较高，从而抑制了该部位侧芽的生长。

5.生长素类似物在农业生产中的应用；

促进插穗生根[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，促进子房发育成果实，形成无籽番茄)；

控制性别分化(促进花芽分化为雌花，从而增加产量)

6、其他植物激素

名称的主要功能

赤霉素促进细胞伸长、植物高度和果实生长。

细胞分裂素促进细胞分裂。

脱落酸促进叶子和果实的衰老和脱落。

乙烯促进水果成熟。

7.植物细胞的分化，器官的发生、发育、成熟和衰老，以及整个植物的生长，都是各种激素协调和共同调节的结果。

第三章生物群落的演替

第一节生物群落的基本单位——种群

1，种群的概念:同一物种的所有个体在一定时间内占据一定空间。种群是生物群落的基本单位。

人口密度(人口最基本的数量特征)

出生率和死亡率

数量特征年龄结构

男女人口比例

2.人口的特征迁移率和迁移率。

空间特征

遗传特征

3.调查人口密度的方法:

样本法:用几个样本(随机抽样)的平均密度来估计总体平均密度的方法。

标记再捕获方法:

4.人口增长的规律。

人口增长的“J”曲线:Nt= N0λt

(1)条件:在食物(养分)充足、空间条件、气候适宜、无敌人伤害等理想条件下。

(2)特征:种群中的个体数量不断增加；恒定增长率

人口增长的“s”曲线；

(1)条件:在有限环境中，种群密度增加，物种内个体间竞争加剧，捕食者数量增加。

(2)特性:当种群中的个体数量达到环境条件允许的最大值(K值)时，种群中的个体数量不会增加；人口增长率变化，K/2时增长率最快，K时为0。

(3)应用:大熊猫栖息地被破坏后，由于食物减少，活动范围缩小，其K值变小。因此，建立自然保护区，改善栖息地环境，提高K值是保护大熊猫的根本措施；对有害动物如家鼠的控制应该降低它们的K值。

5.研究种群数量变化的意义:对有害动物的防治、野生动物资源的保护和利用、濒危动物种群的抢救和恢复具有重要意义。

6.[实验:培养液中酵母种群的动态变化]

计划与实验方法:培养一个酵母菌群→用显微镜观察，用“血细胞计数板”计数10ml培养液7天内的酵母菌数→计算平均值，画出“酵母菌群生长曲线”。

结果表明，空间、食物等环境条件不可能无限满足，酵母种群数量呈“S”型曲线增长。

第二节生物群落的组成

1.生物群落的概念:在同一时间占据一定空间，相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成的。

2.生物群落结构

群落结构是群落中各种种群在进化过程中相互作用形成的，主要包括垂直结构和水平结构。

(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。由于群落中生态因子——光的分布不均匀，植物由高到低分为乔木层、灌木层和草本层。动物分层主要是由于群落中食物和微环境的不同水平。

(2)水平结构:指群落中各种群的水平格局或片状分布。影响因素:地形、光线、湿度、人畜影响等。

3.意义:提高了生物利用环境资源的能力。

第三节生物群落的演替

1，主要继承:

(1)定义:在原来没有生物生长或有生物生长但被完全消灭的裸地上发生生物演替。

(2)过程:地衣苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段。

2.次级演替

(1)定义:当一个群落受到洪水、火灾或人类活动等因素的干扰，群落内植被遭到严重破坏，裸露的土地称为次生裸地。始于次生裸地的生物演替称为次生演替。

(2)引起次生演替的外部因素:

自然因素:火灾、水灾、病虫害、严寒。

人类活动(主要因素):过度伐木、放牧、开垦和采矿；被完全砍伐或烧毁的森林，废弃的农田

3.植物的入侵和定居(包括种子和果实的繁殖)是群落形成的首要条件，是植物群落演替的主要基础。

第四章生态系统的稳态

第一节生态系统和生物圈

1，生态系统的概念:

生态系统是指一定空间内生物组分(群落)和非生物组分(无机环境)通过物质循环、能量流动和信息传递而相互作用、相互依存形成的生态功能单元。

2.地球上最大的生态系统是生物圈。

3.生态系统类型:

可分为水生态系统和陆地生态系统。水生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。陆地生态系统包括冰冻原始生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等自然生态系统，以及农业生态系统、城市生态系统等人工生态系统。

4、生态系统的结构

(1)构成:

非生物成分:无机盐、阳光、温度、水等。

生产者:主要是绿色植物(最基本也是最关键的成分)

绿色植物通过光合作用将无机物合成有机物。

生物成分的消费者:主要是各种动物。

分解者:主要是腐生细菌和真菌，包括腐生动物如蚯蚓。

它们能分解动植物残骸、粪便等。，最后将有机物分解成无机物。

(2)营养结构:食物链和食物网。

同一种生物可以在不同的食物链中占据不同的营养级。

植物(生产者)永远是第一营养级；

植食性动物(即初级/初级消费者)为第二营养级；

肉食性动物和杂食性动物的营养级不是一成不变的，比如猫头鹰捕食老鼠时，处于第三营养级；猫头鹰捕食食虫鸟类时，处于第四营养级。

第二节生态系统的稳态

一.生态系统中的能量流动

1，流程

2.特点:

单向流动:生态系统中的能量只能从第一个营养级流向第二个营养级，再依次流向下一个营养级，不能反向或循环流动。

逐渐递减:能量在沿食物链流动的过程中逐级递减，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%-20%；可以用能量金字塔来表示。

在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多。

3.研究能量流的意义:

(1)可以帮助人们科学地规划设计人工生态系统，最有效地利用能量。

(2)可以帮助人们合理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利的部分。例如，在农田生态系统中，必须清除杂草，防止作物病虫害。

二、生态系统中的物质循环——碳循环

1，碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐的形式存在；碳以含碳有机物的形式存在于生物群落的各类生物中，并通过生物链在生物群落中传递；碳的循环形式是二氧化碳。

2.碳从无机环境进入生物群落的主要途径是光合作用；碳从生物群落进入无机环境的主要途径是生产者和消费者的呼吸、分解者的分解以及化石燃料燃烧产生CO2。

3.流程:

第三，生态系统中的信息传递

1.生态系统的基本功能是物质循环、能量流动和信息传递。

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、温度等等。例如植物的向光性

(2)化学信息:性信息素、警告信息素、尿液等。

(3)行为信息:舞蹈、运动等。动物在求偶期间。

(4)营养信息:食物的数量和种类等。如食物链和食物网。

3、信息传递在农业生产中的作用:

一是提高农畜产品产量，如短日处理可使菊花提前开花；

二是控制有害动物，如喷洒合成性信息素类似物干扰害虫交配。

第四，生态系统的稳定性

1.概念:生态系统维持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。

2.生态系统之所以能保持相对稳定，是因为生态系统具有自我调节的能力。生态系统的自我调节能量

强大。基础是负反馈。种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大。

3.生态系统的稳定性是相对的。当大规模干扰或外部压力超过生态系统的自我更新时

和自我调节能力，它可能导致生态系统稳定性的破坏，甚至导致系统的崩溃。

4、提高生态系统稳定性的措施:

一方面要控制对生态系统的干扰程度，对生态系统的利用要适度，不能超过生态系统的自我调节能力；

另一方面，对于利用强度高的生态系统，要实施相应的物质和能量投入，保证生态系统内部结构和功能的协调。

6、制作生态瓶时应注意:

①环保瓶必须是透明的；

(2)生态瓶中投放的生物之间要有营养关系，数量比例要合理；

③生态瓶中的水应占其体积的4/5，留有一定的空间，并保留一定的空气；

④生态瓶应密封；

⑤生态瓶要放在光线好的地方，但要避免阳光直射；

⑥在研究结束之前，不要随意移动生态瓶。

第五章生态环境保护

1.人口增长导致的环境问题的本质是人类活动超过了环境的承载能力，破坏了人类赖以生存的生态系统的结构和功能。

2.全球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、生物多样性急剧下降、植被破坏、水土流失和环境污染。

3.生物多样性包括三个层次:遗传多样性(所有生物拥有的所有基因)、物种多样性(生物圈中的所有动物、植物和微生物)和生态系统多样性。

4.生物多样性保护的意义:生物多样性是人类生存和发展的基础，对生物进化和维持生物圈的稳定具有重要意义。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。

(4)建立精子库和种子库，利用生物技术保护濒危物种的基因。