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2/31.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❖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❖血细胞的内环境是血浆❖淋巴细胞的内环境是淋巴❖毛细血管壁的内环境是血浆、组织液❖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７７０kpa,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 H2CO3／NaHCO3 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;❖内环境的理化性质处于动态平衡中．❖内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介;❖直接参与物质交换的系统：消化,呼吸,循环,泌尿系统❖间接参与的系统调节机制：神经－体液内分沁系统－免疫❖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①过敏,毛细血管通透性增强,蛋白质进入组织液②营养不良③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①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；②正常人的血浆近中性,PH为7.35-7.45与HCO3-、HPO42-等离子有关；③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⑵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;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P281、血糖的含义：血浆中的葡萄糖正常人空腹时浓度： 3.9-6.1mmol/L2、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：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AIDS2病原体名称：人类免疫缺陷病毒HIV,其遗传物质是2条单链RNA3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①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②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：①：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②：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③：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,D>C, B>A, 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－Ｄ,NAA,乙烯利 五、其他植物激素：1、赤霉素ＧＡ 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A BCD4、乙烯合成部位：植物体各个部位主要作用：促进果实的成熟❖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；❖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；❖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=M×n/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：①“J型增长”a、数学模型：1 Nt=N0λ2曲线如右图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;②“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：1K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；2K/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,而宿主会生活得蛔虫与人；噬菌体与被侵染的细菌时间更好竞 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。
