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高中生物选择性必修二 知识点总结
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选择性必修一
第一章人体的内环境与稳态
1.1 细胞生活的环境
1. 体液包括细胞内液和细胞外液。前者占三分之二，后者占三分之一。细胞外液是内环境。
汗液、泪液、唾液、尿液、消化液不是细胞内液也不是细胞外液，不是体液。
2. 单细胞生物生活在水中，多细胞生物绝大多数细胞生活在内环境中。
少数细胞能够与外界直接进行物质交换。
3. 内环境主要包括血浆、组织液、淋巴。还有其它如脑脊液。
4. 血液包括血浆和血细胞。
血细胞的内环境是血浆不是血液。
血浆蛋白属于内环境成分，血红蛋白在红细胞中不属于内环境成分。
5. 大多数细胞的内环境是组织液。免疫细胞的内环境是淋巴和血浆。毛细血管壁细胞的内环境是血浆和组织液。毛细淋巴管壁细胞的内环境是淋巴和组织液。
激素、抗体、细胞因子在内环境中存在。血红蛋白、载体、呼吸酶不在内环境中。
6. 血浆与组织液是双向物质交换，组织液单向形成淋巴，淋巴单向汇入血浆。
血浆与组织液成分最相似，三者主要差别是血浆中含有较多的蛋白质，组织液，淋巴中含量较少。
7. 细胞外液类似海水的盐溶液，一定程度上反映了生命起源于海洋。钠离子在细胞外液浓度高，钾离子在细胞内液浓度高。
8. 内环境三项理化性质：渗透压、酸碱度、温度。
渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关，百分之90以上取决于钠离子和氯离子。
PH在7.35-7.45之间，主要的缓冲物质碳酸和碳酸氢钠，多余的碳酸氢钠由肾脏排出。
温度37摄氏度左右，一个人一昼夜体温波动不超过1摄氏度。
9. 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，与消化系统，呼吸系统，泌尿系统，循环系统密切相关。
消化系统的主要场所小肠，呼吸系统主要器官肺，泌尿系统的主要器官肾脏。
代谢废物的排出主要通过肾脏，另外也可以通过皮肤排汗的方式。
10. 氧气从外界进入组织细胞至少跨过9层膜。
氧气从外界进入组织细胞被利用至少跨过11层膜。
二氧化碳从产生场所排出体外至少跨过9层膜。
红细胞中的氧气被组织细胞利用至少跨过6层膜，12层磷脂分子，6个磷脂双分子层。
11. 二氧化碳不能从血浆运到组织细胞的原因：二氧化碳进出细胞方式为自由扩散，组织细胞中二氧化碳浓度高，血浆中低。
1.2 内环境的稳态
1.内环境稳态的实质：内环境中每一种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态。
2.稳态的主要调节机制：神经-体液-免疫调节网络。
3.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
当外界变化过于剧烈或人体自身调节功能出现障碍时，内环境稳态遭到破坏。
4.内环境稳态意义：机体进行正常生命活动的必要条件。
5.组织水肿原因：①营养不良②肾小球肾炎③过敏反应④淋巴管阻塞⑤局部代谢旺盛⑥钠与水潴留。
6.内环境稳态遭到破坏，细胞代谢一定紊乱。代谢速率可能增大，可能降低。
7. 内环境稳态与人体健康
①渗透压失调会导致细胞形态、功能异常
②pH失调会导致酸中毒、碱中毒
③血糖平衡失调会导致低血糖、糖尿病等
④儿童缺钙患 佝偻 病，成人缺钙患 软骨 病， 老人缺钙患 骨质疏松 症；血钙过低会导致 肌肉抽搐 ，血钙过高会导致 肌无力 。
第二章 神经调节
2.1 神经系统的结构基础
1、神经系统的基本结构
（1） 注意区分脑和大脑；神经中枢和中枢神经系统。
（2） 大脑是调节机体活动的最高级中枢；下丘脑有体温调节中枢、水平衡调节中枢，还与生物节律等有关；小脑维持平衡；脑干连接脑和脊髓，有生命中枢。
（3） 脑神经12对，管理头面部的感觉和运动；脊神经31对，管理躯干和四肢的感觉和运动，脑神经和脊神经都有支配内脏的神经。
（4） 人体处于兴奋状态时，交感神经活动占优势，心跳加快，支气管扩张，胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱；人体处于安静状态时，副交感神经的活动占优势，心跳减慢，胃肠蠕动和消化腺分泌加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。
2、组成神经系统的细胞—神经元和神经胶质细胞
3、神经系统结构和功能的基本单位：神经元。
细胞体
神经元 树突（接受传导信息）
突起
轴突（传递信息） + 髓鞘 = 神经纤维 + 神经纤维+......+包膜=神经
4. 神经胶质细胞数量大，对神经细胞起辅助作用，具有支持、保护、营养、修复神经元等多种功能。
2.1 神经调节的基本方式
1.反射与反射弧
（1）概念：在中枢神经系统的参与下，机体对外界刺激所产生的规律性应答，叫做反射。
（2）神经调节的基本方式是反射，反射的结构基础是反射弧。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体）。要完成一个反射，必须具备完整的反射弧。
（3）传入和传出神经的判断：小进大出；神经节（传入）；突触结构。
（4）关于反射弧完整性检测
（5）关于有无感觉和有无反射的情况分析：
思路：感觉需要传到大脑，反射需要传到效应器，只要路径完整就可以有反射或感觉。
（6）兴奋：兴奋是指动物体或人体内的某些组织或细胞感受到外界刺激后，由相对静止状态转变为相对活跃状态的过程。
2、条件反射和非条件反射
（1）条件反射与非条件反射的比较
非条件反射
条件反射
形成方式
先天性
后天学习所得
神经中枢
低级中枢参与
大脑皮层
存在形式
终生存在
可以消退
（2） 条件反射建立在非条件反射的基础之上，通过学习和训练而建立的。
（3） 条件反射的消退：反复应用条件刺激而不给予非条件刺激，条件反射就会逐渐减弱，最终完全不出现。条件反射的消退不是简单地条件反射的丧失，而是中枢把原来引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号，是一个新的学习过程，需要大脑皮层的参与。
（4） 在个体的生活过程中，非条件反射的数量是无限的，条件反射的数量几乎无限。
2.3 神经冲动的产生和传导
1、兴奋在神经纤维上的传导
（1）兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导，也称为神经冲动。
传导过程：（细胞内K+浓度比较高，细胞外Na+浓度比较高）
①静息电位的形成：细胞膜对K+的通透性增强，K+外流，膜电位为内负外正，运输方式为协助扩散；
②动作电位的形成：细胞膜对Na+的通透性增强，Na+内流，膜电位为内正外负，运输方式为协助扩散；
③局部电流的形成：兴奋部位与未兴奋部位由于电位差的存在产生局部电流，刺激未兴奋部位产生同样的动作电位，兴奋向两侧传导。
膜内局部电流的方向与兴奋传导的方向相同，膜外则相反。
（2）兴奋在神经纤维上传导的特点：
相对不疲劳性、双向性
（3）电流表指针偏转问题分析
测量方法
测量图解
测量结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
——
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
发生两次方向相反的偏转
Ⅰ:电表两极置于膜两侧的情况：
①a点之前——静息电位：神经细胞膜对K＋的通透性大，对Na＋的通透性小，主要表现为K＋外流，使膜电位表现为外正内负。
②ac段——动作电位的形成：神经细胞受刺激时，Na＋通道打开，Na＋大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。
③ce段——静息电位的恢复：Na＋通道关闭，K＋通道打开，K＋大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K＋通道关闭。
④ef段——一次兴奋完成后，钠钾泵（主动运输）将流入的Na＋泵出膜外，将流出的K＋泵入膜内，以维持细胞外Na＋浓度高和细胞内K＋浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。
特殊处理情况如下：
甲：将神经纤维置于低Na＋溶液中； 乙：利用药物Ⅰ阻断Na＋通道；
丙：利用药物Ⅱ阻断K＋通道； 丁：利用药物Ⅲ打开Cl－通道，导致Cl－内流；
Ⅱ:电表两极均置于膜外的情况下：
①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电流表指针不发生偏转。
2、兴奋在神经元之间的传递
（1）突触小体：神经元轴突末梢有许多分支，每个小枝的末端膨大程杯状或球状，叫做突触小体。
（2）突触：突触小体与其他神经元的细胞体、突起相接触，形成突触。
突触类型:
①神经元间形成突触的主要类型(连线)：
②神经元与效应器形成的突触类型：轴突—肌肉型、轴突—腺体型。
（3）兴奋在突触处的传递
轴突的神经冲动—突触小泡释放神经递质—扩散通过突触间隙—与突触后膜上的特异性受体结合—突触后膜离子通道发生变化，引发电位变化—神经递质被降解、回收或扩散离开间隙。
信号转化：电信号—化学信号—电信号
注意：突触后膜电位变化可以是兴奋性的（打开Na+通道），也可以是抑制性的（打开Cl-通道）。
神经递质主要有乙酰胆碱（兴奋性递质）、多巴胺、一氧化氮等。
（4）兴奋在突触处传递的特点：
单向性：神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
突触延搁：在突触处发生电信号—化学信号—电信号的转化，速度比神经纤维上的传导要慢。
（5）电流表在突触处的偏转情况分析：
①刺激b点，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点，兴奋不能传至a，a点不兴奋，d点可兴奋，电流表指针只发生一次偏转。
3、 某些化学物质能够对神经系统产生影响，其作用位点往往是突触。兴奋剂和毒品大多也是通过作用于突触来起作用的。如：
有些物质可以促进神经递质的合成与释放速率；
有些会干扰神经递质与受体的结合；
有些会影响分解神经递质的酶的活性等。
2.4 神经系统的分级调节
1. 大脑皮层与躯体运动的关系
（1） 大脑皮层中央前回顶部—下肢运动；
大脑皮层中央前回下部—头部器官运动；
躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区都有其代表区，而代表区的位置与躯体各部分的位置关系是倒置的。
（2） 躯体的运动受大脑皮层、脑干、脊髓等的共同调控，脊髓是躯体运动的低级中枢，大脑皮层是高级中枢，脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行调整。
2. 神经系统对内脏活动的分级调节
（1） 该调节通过反射进行。
（2） 有自主神经系统参与。例如：交感神经兴奋，不会使膀胱缩小，副交感神经兴奋，会使膀胱缩小。
（3） 大脑通过脊髓调节内脏活动；脑干中有调节内脏活动的基本中枢；下丘脑是调节内脏活动的教高级中枢等。因此，自主神经系统不完全自主。
2.5 人脑的高级功能
1. 言语区：
W（write）失写症，发生障碍时不能写字；
V（view）失读症，发生障碍时不能看懂文字；
S（sport）运动性失语症，发生障碍只是不能讲话；
H（hear）听觉性失语症，发生障碍时不能听懂他人讲话。
2. 学习和记忆：
（1） 记忆的阶段
感觉性记忆：记忆转瞬即逝；
第一级记忆：数秒到数分钟，如验证码；
第二级记忆：数分钟到数年，可以遗忘；
第三级记忆：永久记忆，如姓名，身份证等。
（2） 短时记忆主要与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关；长期记忆可能与新突触的建立有关。
3. 情绪
情绪也是大脑的高级功能之一。
抗抑郁药物一般通过作用于突触来影响神经系统的功能。5-羟色胺再摄取抑制剂，可选择性的抑制突触前膜对5-羟色胺的回收，是突触间隙的5-羟色胺保持一定的浓度，有利于神经系统的活动正常进行。
第三章 体液调节
3.1 激素与内分泌系统
1.激素的发现
（1）促胰液素是人们发现的第一种激素。
（2）激素：由内分泌器官或内分泌细胞分泌，或者是下丘脑的神经细胞分泌的，具有调节作用的有机物。
激素调节：由内分泌器官或内分泌细胞分泌的化学物质—激素进行调节的方式，就是激素调节。
2.研究激素的方法：结扎法、阉割法。
3.内分泌系统的组成和功能
内分泌系统由相对独立的内分泌腺和兼有内分泌功能的细胞共同组成。
内分泌腺
激素名称
化学本质
主要作用
下丘脑
促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素释放激素
多肽
促进垂体分泌促甲状腺(性腺)激素
抗利尿激素
多肽
促进肾小管和集合管对水的重吸收
垂体
生长激素
蛋白质
促进生长，主要促进蛋白质的合成和骨的生长
促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素
蛋白质
促进甲状腺的发育，调节甲状腺激素的分泌
甲状腺
甲状腺激素
氨基酸衍生物
促进生长发育和新陈代谢，提高神经系统的兴奋性，作用于几乎全身所有的细胞
胰岛
B细胞
胰岛素
蛋白质
降低血糖浓度
A细胞
胰高血糖素
蛋白质
升高血糖浓度
肾上腺
髓质
肾上腺素
氨基酸衍生物
升高血糖浓度，促进产热
皮质
肾上腺皮质激素
甾体类
调节糖代谢、水盐平衡等
性腺
性激素
固醇
促进性器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征等
3.2 激素调节的过程
1.血糖调节
（1）血糖的来源和去路
注意：血糖可以合成肌糖原，但是肌糖原不能分解补充血糖。
（2）血糖含量的稳定
激素
分泌部位
生理功能
胰岛素
胰岛B细胞
促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为糖
胰高血糖素
胰岛A细胞
促进肝糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖
注意：胰岛素和胰高血糖素都不能作用于食物中糖类的吸收这一过程；
胰高血糖素只能够促进来源，不能抑制去路；
肾上腺素也能够升高血糖，但主要是在应急状态下。
（3） 人体内有多种激素参与调节血糖浓度，如糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等，它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用，直接或间接的提高血糖浓度。
（4） 胰岛素是唯一能够降血糖的激素。
（5）血糖平衡的调节过程
2、激素之间的相互作用
协同作用：肾上腺素和胰高血糖素—升血糖
拮抗作用：胰岛素—降血糖；胰高血糖素—升血糖
反馈调节：在一个系统中，系统本身工作的作用结果反过来作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。
3、激素调节实例—甲状腺激素分泌的分级调节
(1)分级调节：下丘脑—垂体—甲状腺轴
(2)反馈调节：甲状腺或性腺分泌的激素进入血液后，又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌，属于反馈调节。
4、激素调节的特点
（1）通过体液运输—内分泌腺没有导管，直接通过血液传递到全身各处；
（2）微量高效。
（3） 作用于靶细胞和靶器官—激素的运输是不定向的，但会作用于特定的细胞或器官（细胞膜表面的受体）。
（4） 作为信使传递信息—激素一经发挥完作用后就被灭活。
3.3 神经调节与体液调节的关系
1、体液调节：激素等化学物质（除激素外，还有其他化学调节因子，如CO2、组织胺等）通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。
2、体液调节与神经调节的区别和联系
(1)区别
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
较长
(2)联系
①激素能直接影响神经系统的发育和功能，两者常常同时调节生命活动。
②内分泌腺本身直接或间接地受神经系统的调节，体液调节可以看做是神经调节的一个环节。
3、体温调节
①人体的产热与散热
人体热量的来源：主要是细胞中有机物的氧化放能（以骨骼肌和肝脏为主）。
人体主要的散热途径:辐射、传导、对流、蒸发等方式。皮肤是人体主要的散热器官。
人体体温恒定：产热量=散热量。
②体温调节过程
4、水盐调节
（1）水的来源：饮水、食物中的水分、代谢产水。
排水的途径：尿液排出、汗液排出、呼吸排出、粪便排出。
（2） 水平衡的调节
注意：抗利尿激素由下丘脑合成，垂体释放。
（3） 盐平衡调节
当大量丢失水分使细胞外液量减少或血钠含量降低时，肾上腺皮质分泌醛固酮增加，促进肾小管和集合管重吸收钠增加，维持血钠平衡；相反，血钠含量增加时，醛固酮的分泌量减少。
第四章 免疫调节
4.1 免疫系统的组成和功能
（一）免疫系统的组成
1、免疫器官
免疫器官主要包括骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。骨髓和胸腺是免疫细胞产生并发育成熟的地方。脾、淋巴结、扁桃体是免疫细胞集中分布的场所。
（1） 扁桃体：内含免疫细胞，具有防御功能。
（2） 胸腺：随年龄增长，在青春期达到顶峰，以后逐渐退化。胸腺是T细胞分化、发育、成熟的场所。
（3） 淋巴结：淋巴细胞集中的地方，主要集中在颈部、腋窝、腹股沟等处，阻止和消灭侵入体内的微生物。
（4） 脾：内含大量的淋巴细胞，参与制造新的血细胞与清除衰老的血细胞等。
（5） 骨髓：各种免疫细胞发生、分化、发育的场所，是机体重要的免疫器官。
2、免疫细胞
免疫细胞是执行免疫功能的细胞，它们来自骨髓的造血干细胞，包括各种类型的白细胞，如淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞等。
（1） 淋巴细胞：
（2） 树突状细胞：分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织及淋巴器官内，有强大的吞噬、呈递抗原的功能。
（3） 巨噬细胞：几乎分布于机体的各种组织中，具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能。
3、抗原：能够引起人体发生免疫反应的物质。如病原体表面的蛋白质等物质，大多数抗原是蛋白质。
抗原呈递细胞：能够摄取处理抗原，并且可以将抗原信息暴露在细胞表面，呈递给其他细胞，如B细胞、树突状细胞、巨噬细胞等。
4、免疫活性物质免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫反应的物质。
（1） 抗体：能与抗原发生特异性免疫反应的物质。其本质为蛋白质。
（2） 细胞因子：白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等。
（二）免疫系统的功能
1、人体的三道防线
第一道防线：皮肤和黏膜以及黏膜分泌的物质。
第二道防线：体液中的杀菌物质溶菌酶等和吞噬细胞。
前两道防线都是生来就有的，非特异性的。
第三道防线：机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的，主要针对特定的抗原起作用，因而具有特异性，叫做特异性免疫。
2、 免疫系统的功能
（1） 免疫防御：针对外来抗原起作用。
（2） 免疫自稳：清除衰老、损伤的细胞，维持内环境稳态。
（3） 免疫监视：识别清除突变的细胞，防止肿瘤的发生。
4.2 特异性免疫
（一）体液免疫
结果：在多数情况下，浆细胞产生的抗体与抗原结合，形成沉淀或细胞集团，进而被其他免疫细胞吞噬消化。体液免疫之后，病原体被消灭，但保留了部分抗体和记忆细胞。
（二） 细胞免疫
1、一些侵入细胞的病原体如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等，寄生在宿主细胞内，此时需要启动细胞免疫将病原体杀死。
增殖分化 记忆T细胞
靶细胞 细胞毒性T细胞
细胞因子 细胞毒性T细胞 识别、接触、裂解靶细胞，释放抗原。
2、记忆细胞可以在体内存活几年甚至几十年，如果没有机会再次接触相同的抗原，就会逐渐死亡。如果再次遇到相同的抗原，就会分化为细胞毒性T细胞，进行免疫反应。
（三） 体液免疫与细胞免疫的协调配合
1、 辅助性T细胞：B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅助。
2、 抗体只能消灭细胞外液的抗原，而细胞内的抗原需要细胞免疫先裂解靶细胞，释放抗原物质。
3、 神经—体液—免疫调节网络：神经系统、内分泌系统、免疫系统之间存在互相调节。
4.3 免疫失调
1、过敏反应
（1）概念：已发生免疫的机体，再次受到相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。
（2）过敏原：引起过敏反应的物质。
（3）原理：
过敏原刺激B细胞产生抗体，吸附在皮肤、消化道、呼吸道黏膜以及血液中某些细胞表面；
相同的过敏原再次侵入，与上述抗体结合；使细胞释放组织胺等物质；
最终导致毛细血管扩张、血管通透性增加、平滑肌收缩、腺体分泌增加，出现过敏症状。
（4）特点：过敏反应有快慢之分；一般不会破坏细胞；有明显的遗传倾向和个体差异。
2、自身免疫病
（1）概念：免疫系统异常敏感、反应过度，将自身物质当做外来异物进行攻击。例：系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、风湿性心脏病等。
（2）实例：风湿性心脏病是链球菌的抗体不仅会攻击链球菌，也会对心脏瓣膜发起攻击，原因是链球菌的表面抗原与心脏瓣膜表面的一种物质结构相似。
（3）特点：自身免疫病发病率高，治疗方法一般是自体造血干细胞移植。
3、免疫缺陷病
（1）概念：机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。
（2）分类：先天性免疫缺陷病：重症联合免疫缺陷病：与淋巴细胞发育有关的基因突变或缺陷引起的。
获得性免疫缺陷病：艾滋病。
（3）艾滋病：HIV（RNA病毒）攻击人体的辅助性T细胞，使免疫功能下降，最终死于严重感染或恶性肿瘤等。其传播途径有性接触、血液传播、母婴传播等。
4.4 免疫学的应用
1、疫苗
（1）概念：疫苗一般为灭活的或低毒的病原体。接种疫苗后会产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力。
（2）实例：HPV是一种DNA病毒，能够引起子宫颈癌。HPV疫苗是第一个能够预防癌症的疫苗。
2、器官移植
（1）组织相容性抗原：指每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质，也称为人类白细胞抗原，简称HLA，是标明细胞身份的标签物质。
（2）原理：自身的白细胞不会攻击自身的细胞，但异体的细胞携带不同的HLA，白细胞能够识别并攻击，引起器官移植失败。
（3）研究表明，只要供体受体的HLA有一半以上相同，就可以进行移植。免疫抑制剂能够抑制免疫排斥反应，提高移植器官的成活率。
3、免疫诊断：检测病原体和肿瘤标志物等。
4、免疫治疗：包括免疫增强和免疫抑制等。
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第五章 植物生命活动的调节
5.1 植物生长素的发现过程
1、向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源生长的现象。
2、生长素的发现探究实验
项目
实验处理
实验结论
达尔文的实验
胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
鲍森·詹森的实验
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
拜尔的实验
胚芽鞘的弯曲生长是由胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
温特的实验
胚芽鞘的尖端确实产生了某种促进生长的物质，这种物质可由尖端向下运输，促进下部的生长，该物质被命名为生长素
后续的研究：
1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质，吲哚乙酸（IAA）。
1946年，人们从高等植物中将生长素分离出来，并证明就是吲AA。(注意：吲哚乙酸不是蛋白质）
进一步研究发现，苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等都属于生长素。
3、生长素的合成、运输、分布
合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
合成原料：色氨酸。
分布部位：在生长旺盛的部位。
生长素的运输：
极性运输：从形态学上端到形态学的下端运输，运输方式为主动运输。
非极性运输：在某些成熟组织中通过输导组织进行运输，该种运输与有机物的运输没有区别。
横向运输：受单侧光、重力或向心力等的影响而产生的运输方式，最终会导致生长素的分布不均匀。
4、 向光性的解释
（1）胚芽鞘实验中的4个结论
①生长素的产生部位：胚芽鞘尖端，产生不需要光；
②生长素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸长区；
③感光部位：胚芽鞘尖端；
④生长素横向运输的部位：胚芽鞘尖端。
（2）胚芽鞘向光性的原理见右图。
5、植物激素
由植物体内产生，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物。包括生长素、脱落酸、细胞分裂素、乙烯等物质。
植物激素作为信息分子，几乎参与调节生长、发育过程中的所有生命活动。
6、植物向性运动情况分析
类别
图解
相关结果
遮盖法
①直立生长
②向光生长
暗箱法
①直立生长
②向光(小孔)生长
插入法
①向右侧弯曲生长
②直立生长
③向光弯曲生长
④向光弯曲生长
移植法
①直立生长
②向左侧生长
③④中IAA的含量a＝b＋c，b>c
旋转法
①直立生长
②向光生长
③向小孔生长
④茎向心生长，根离心生长
横置法
①a＝b，c＝d，都促进水平生长
②a
5.2 生长素的生理作用
1、生长素发挥作用的原理
首先与细胞内生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定的基因表达，从而产生效应。
2、生长素的两重性
(1)生理作用
(3)特点：两重性，即低浓度促进，高浓度抑制。
注意：促进与抑制要与没有生长素的生长状况做参照。
(4)生长素的两重性分析
①不同器官对生长素的敏感程度曲线分析
同一浓度的生长素作用于不同器官，引起的生理功效不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根>芽>茎)。
另外：幼嫩的细胞比衰老的细胞敏感。
②不同植物对生长素的敏感程度曲线分析：双子叶植物比单子叶植物敏感。
(5)生长素作用的两重性实例
①顶端优势
应用：棉花打顶；果树整枝，园林造型等。
②根的向地性
注意：茎的背地性没有体现两重性。
5.3 其他植物激素
1、植物激素种类
（1）赤霉素（GA）：
合成部位：幼芽、幼根、未成熟的种子。
主要作用：促进细胞伸长；促进细胞分裂分化；打破休眠；促进种子萌发、开花、果实发育；促进α淀粉酶的合成。
（2）细胞分裂素：
合成部位：主要是根尖。
主要作用：促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
（3）乙烯：
合成部位：各个部位。
主要作用：促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实的脱落。
（4）脱落酸：
合成部位：根冠、萎焉的叶片。
主要作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老与脱落；维持种子的休眠。
（5）油菜素内酯：促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。
2、植物激素的相互作用
（1）在植物生长发育和适应环境变化的过程中，是多种激素相互协调、共同作用的结果。
例如：生长素与细胞分裂素协调促进细胞的分裂；
赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发；
高浓度的生长素会促进乙烯的合成，乙烯会反过来抑制生长素的作用。
（2）植物体各个器官中同时存在多种激素，决定器官生长发育的，往往不是某种激素的绝对含量，而是不同激素的相对含量。
例如：黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值高，有利于分化形成雌花，比值低有利于分化形成雄花。
（3）在植物生长发育过程中，不同激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
例如：在猕猴桃果实的发育过程中，细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现，调节果实的发育和成熟。
5.4 植物生长调节剂的应用
1.概念：人工合成的、对植物生长发育具有调节作用的化学物质。生长素类似物是植物生长调节剂的一种。
2.分类：与植物激素分子结构和生理效应类似，如吲哚丁酸；
与植物激素生理效应类似，但分子结构完全不同，如α-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。
3.作用：延长或终止种子、芽、块茎的休眠；调节雌雄花的比例；促进或阻止开花、诱导或控制果实脱落；控制植株高度、形状等。但应注意恰当使用。
4.植物生长调节剂不是营养物质，也不是万灵药，必须配合浇水施肥等措施，恰当施用，才能发挥效果。
5.施用：恰当选择；综合考虑施用目的、效果、毒性，调节剂的残留、价格和施用等；考虑浓度、时间、施用部位及当时的气候和植物的生理状态等。
6.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
（1）实验原理
适宜浓度的2,4-D可以促进插条生根，浓度过高时会抑制生根，高浓度的2,4-D甚至会将双子叶植物杀死。
2,4-D存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。
用生长素类似物处理插条的方法有浸泡法（浓度较低）和沾蘸法（浓度较高）。
（2）实验过程
注意：预实验的目的是为正式实验摸索实验条件，检验实验设计的防止盲目开展实验而造成的人力或物力的浪费，并不能够减少误差。
（3）实验结果分析
实验的测量指标可以是枝条的生根数目，也可以是生根的长度。
在实验过程中，可能会出现不同浓度的生长素类似物对促进生根的效果相同的情况，那么最适浓度应该在这两个浓度之间。
5.5 环境因素参与调节植物的生命活动
1.光对植物生长发育的调节
（1）实例1：少数植物（烟草、莴苣等）种子在光下才能萌发，该种植物种子一般较小，储存营养物质少；有些植物种子（早熟禾、毛蕊花）在有光条件下萌发的好；有些植物种子（洋葱、番茄）萌发受光的抑制。
实例2：光影响叶绿素的形成。
实例3：植物的开花受光照时间长短的影响。根据这种情况将植物分为长日照植物和短日照植物。
（2）原理：植物含有光敏色素，能够接受光信号分子，从而调控自身的生长、发育全过程。
光敏色素是一类蛋白质，分布于植物体的各个部位，其中分生组织细胞内较丰富。受到光照照射时，光敏色素结构发生变化，经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
2.参与植物生命活动调节的其他环境因素
（1）温度：如季节轮回、气温周期性变化等。温度影响植物的各项生命活动，以及植物的地域性分布等。
（2）重力：调节植物的生长发育和形态等。如：根的向地性、茎的背地性等。在这些部位存在感受重力的物质和细胞，将这些信息转换成运输生长素的信号，造成生长素分布不均匀。
3.植物生长发育的整体调控
高等植物的生长需要各个器官的整体协调和配合。该调节依赖于基因的选择性表达。
选择性必修二
第一章 种群及其动态
5.1种群的数量特征
1.种群的概念：在一定的空间范围内，同种生物的所有个体所形成的集合。
分析：大明湖里所有的鱼 一个种群；大明湖里所有的鲤鱼 一个种群（填“是”或“不是”）。
2.种群密度：指种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。
3.种群密度的调查方法
（1）逐个计数法—适用于调查范围小、个体较大的种群。
（2）估算法
①样方法
范围：试用于植物、活动范围小的动物，如昆虫的卵、作物上蚜虫的密度、蜘蛛、跳蝻等。
步骤：准备；
确定调查对象（一般选择双子叶植物，单子叶植物丛生或蔓生，不好辨别）；
确定样方的大小：一般以1m2正方形为宜；
随机取样：取样的关键是要做到随机取样，随机取样的方法：五点取样法和等距取样法；
计数：对于边界上的调查对象，采取“计上不计下、计左不计右”的方式，然后计算密度；
计算：以所有样方的种群密度平均值作为该种群的种群密度。
②标记重捕法
范围：适用于活动能力强、活动范围比较大的生物。
步骤：第一次捕获生物量，记为M，并做好标记，放回一段时间，保证充分混合。
第二次捕获生物量，记为N，其中带标记的生物量记为m。
设种群的生物总量为X，则M/X=m/N。
注意：若标志物易脱落，或生物带标记后易被天敌捕杀，导致m减小，测得X偏大；
若第一次标记后，在较短时间内进行重捕，则会导致测得X值偏小。
③黑光灯诱捕法
范围：适用于有趋光性的昆虫。
④抽样检测法
范围：适用于微生物。
4.与种群数量有关的其他因素
种群密度反映了种群在一定时期的数量，但无法体现种群数量的变化趋势。因此还需研究其他数量特征。
出生率：指在单位时间内新生的个体数目占该种群个体总数的比值。
死亡率：指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。
迁入/迁出率：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。
年龄结构：一个种群中各年龄群的个体数目所占的比例。
性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。
1.2 种群数量的变化
1、种群的“J”形增长
模型假设：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
建立模型：t年后种群的数量：Nt=N0λt
增长率与λ的关系：增长率=λ—1
2.种群数量的“S”形增长（高斯）
模型假设：资源、空间有限，天敌的威胁和竞争者的竞争等因素存在。
环境容纳量：一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，简称K值。（注意：K值只与环境条件有关，不受种群数量的影响）
保护野生动物最根本的措施是保护它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
K值不是种群数量的最大值，K值应略低于种群所能达到的最大值（种群有过度繁殖的倾向，种群数量应围绕K值上下波动）。
建立模型：种群数量呈S型增长
K/2值：当种群数量达到K/2时，种群有最大增长速率；其意义在于：
养殖业上，通常在2/K后进行捕捞，将生物数量保留在此处，目的是可以尽快恢复生物数量；害虫的防治则控制在K/2以下。
3.J形增长模型和S形增长模型的联系
两种模型存在的不同主要是因为存在环境阻力。
4.种群数量的波动和下降
受气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动中。
当种群长久处在不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧下降。种群的延续需要以一定的个体数量为基础，当一个种群数量过少，可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
5.探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（1）实验原理
用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。
（2）血细胞计数板 (如下图所示)
血细胞计数板每个大方格的面积为1 mm2，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。
计算公式如下：
①在计数时，先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3,1 mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10 000×B＝50 000A·B。
（3）实验步骤
①酵母菌的培养：条件为液体培养基，无菌培养；
②振荡培养基：使酵母菌分布均匀；
③抽样；
④观察计数：先将盖玻片放在计数室上，然后将酵母菌培养液滴在盖玻片一侧，让培养液自行渗入，再用吸水纸吸去多余的培养液，待细胞全部沉降到计数室的底部，再用显微镜进行计数并计算；
⑤重复步骤④，连续观察7天；
⑥绘图分析。
（4）注意事项
该实验无需设计对照实验，因不同时间取样已形成对照；
该实验需要做重复实验，取平均值，目的是尽量减少误差；
若每个小方格内酵母菌数量过多，需要重新稀释培养基再计数。
1.3 影响种群数量变化的因素
1.非生物因素：如阳光、温度、水等。其影响主要是综合性的。
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度；植物种子春季萌发；蚊类等昆虫冬季死亡；东亚飞蝗因气候干旱而爆发等。
2.生物因素：种群内部和种群外部两方面影响。
种内竞争会使种群数量的增长受到限制；种群间的捕食与被捕食、相互竞争关系等，都会影响种群数量；寄生虫也会影响宿主的出生率和死亡率等。
3.食物和天敌的因素对种群数量的影响与种群密度有关。如同样缺少食物，密度越高，种群受影响越大，这样的因素称为密度制约因素。而气温、干旱、地震、火灾等自然灾害，属于非密度制约因素。
4.种群研究的应用
（1）濒危物种的保护。
（2）渔业方面：中等强度的捕捞更有利于持续获得较大的鱼产量。
（3）有害生物防治：控制数量，降低环境容纳量，增加天敌等。
第二章 群落及其演替
2.1 群落的结构
1.群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2.群落的物种组成
群落的物种组成是一个群落区别于另一个群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。
物种数目的多少称为丰富度。
群落中有些物种不仅数目很多，而且对其他物种的影响也很大，往往占据优势，这样的物种称为优势种。
群落中的物种组成不是固定不变的，随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势，原来有优势的物种可能逐渐失去优势。
3.群落的种间关系
项目
原始合作
互利共生
寄生
竞争
捕食
数量坐标图
在一起更好，分开了也没事
实例
海葵与寄居蟹等
豆科植物与根瘤菌，地衣等
菟丝子、寄生虫
马与羊等
狼与兔子
4.群落的空间结构
（1）垂直结构
大多数群落都在垂直方向上有明显的分层现象。
植物的垂直分层主要与对光的利用率有关，这种分层现象提高了群落对光的利用率。
陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素还有温度等，地下分层的环境因素有水分、无机盐等。
动物的垂直分层主要与栖息空间和食物条件有关。
（2）水平结构
生物的垂直分层是由于地形变化、土壤湿度、盐碱度、光照强度的不同以及生物自身生长特点的差异、人与动物的相互影响等引起的，在水平上往往呈现镶嵌分布。
5.群落的季节性：由于阳光、温度、水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
6.生态位：一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
研究动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等；
研究植物的生态位，通常要研究它在研究区域内出现的频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协调进化的结果。
7.土壤中小动物类群丰富度的研究
【实验原理】
(1)取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，而且身体微小，因此常用取样器取样的方法进行采集、调查。
(2)仅仅统计群落中的物种数，不足以全面了解群落的结构，因此还需统计群落中物种的相对数量。常用的统计方法：记名计算法和目测估计法（预先确定多度等级）。
【实验流程】
提出问题：如调查和比较不同时间的土壤小动物类群丰富度。
制订计划：包括三个操作环节——取样、观察和分类、统计和分析。
实
施
计
划
准备：制作取样器，记录调查地点的地形和环境的主要情况。
取样：选取取样地点，注意在不同的时间、不同的地点取样。
采集：可采用诱虫器和吸虫器进行采集，也可以采用简易采集法。采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精中。
观察与分类：对采集的小动物进行分类。观察时使用体视显微镜，如用普通光学显微镜，可以用4倍的物镜和5倍的目镜。
统计和分析：设计统计表，分析所收集的数据。
得出结论：组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越丰富，群落结构也越复杂。
8. 立体农业：指充分利用群落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。
2.2 群落的主要类型
1.荒漠生物群落：年降水量稀少且分布不均匀，物种少，群落结构非常简单。
仙人掌具有肉质茎，气孔夜间开放；爬行类动物体表有角质的鳞片或甲，蛋壳坚硬；体温变化，早上去阳光下，天热去阴凉处；以固态尿酸盐的形式排出代谢废物等。
2.草原生物群落：季节降雨量不均匀，动植物种类少，群落结构相对简单。
植物叶片狭窄，表面有绒毛和蜡质；动物有挖洞和快速奔跑的特性。
3.森林生物群落：分布在湿润或较湿润的地区，群落结构非常复杂且相对稳定。
森林中植物有乔木、灌木、草本、藤本植物等，有明显的垂直分层现象；动物种类繁多，树栖和攀缘类生物较多。
4.群落中生物的适应性
生活在某一地区的物种能形成群落，，是因为它们都能适应所处的非生物环境。因此有人说，群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。
2.3 群落的演替
1.概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落替代的过程，就叫做群落演替。
2.演替的类型
（1）初生演替：
裸岩阶段—地衣阶段—苔藓阶段—草本植物阶段—灌木阶段—乔木阶段。
实例：火山岩、冰川泥、沙丘等没有生物痕迹的地方。
方向：土壤有机物越丰富，群落中的物种丰富度逐渐增大，食物网越来越复杂，群落的结构也越来越复杂。
（2）次生演替—弃耕农田上的演替
一年生杂草—多年生杂草—小灌木—乔木。
实例：弃耕的农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林等。
进程：演替成森林往往需要数十年的时间，但是在干旱的地区或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
注意：
在时间、资源、条件适宜的情况下，群落最终会演替成森林。
次生演替所需的时间比初生演替所需的时间短，原因是次生演替保留了原有的土壤条件，植物的种子或其他繁殖体。
演替的原因：前一个群落为后一个群落的发展提供了条件；后一个群落的生物更有竞争力。
3.演替实质：
在演替过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至淘汰。群落演替的实质是优势取代。
4.人类活动
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进行。
第三章 生态系统及其稳定性
3.1 生态系统的结构
1.概念：在一定的空间内，由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
地球上最大的生态系统是生物圈。
2.生态系统的类型：自然生态系统和人工生态系统两类。
2.生态系统的结构——组成成分：
生产者：将太阳能固定在它们所制造的有机物中，是生态系统的基石。自养生物都是生产者。
主要是绿色植物，但菟丝子等不是生产者。
消费者：通过自身新陈代谢，将有机物转变为无机物，加速生态系统的物质循环。有助于植物传粉和传播种子。
主要是动物，但秃鹫、蚯蚓等属于分解者。
分解者：将动植物的遗体残骸和动物的排遗物分解成无机物。
硝化细菌属于自养生物，属于生产者
非生物的物质和能量：阳光、水、空气、无机盐等。是生态系统中物质和能量的根本来源。
生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的纽带。
3、生态系统的结构——营养结构
(1)食物链(捕食链)
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。
(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成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级，某一个营养级也会有不同的消费者。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(4)复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。
3.2 生态系统的功能——能量流动
1.能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
—
—
—太阳能→有机物中的化学能→热能
—
2.能量流动的过程：
第一营养级的能量流动：
消费者的能量流动
3.能量流动的特点：
（1）生态系统的能量单向流动——因为捕食关系不能逆转，能量只能从第一营养级流向第二营养级。
（2）生态系统的能量流动逐级递减——输入某一营养级的能量（同化量）一部分通过呼吸散失，另一部
分被分解者分解，只有少部分流向下一营养级。
生态系统的能量传递效率为10%~20%。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多。因此，营养级一般不超过5个。
生态系统能量传递效率的计算指的是相邻两个营养级同化量的比值。
（3）任何生态系统都需要源源不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
4.生态金字塔
能量金字塔：主要分析能量。
生物量金字塔：分析每个营养级所容纳的有机物的总干重。
数量金字塔：分析每个营养级的生物个体数。
5.研究能量流动的意义
（1）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间是进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
（2）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学的规划和设计人工生态系统，提高能量的利用率。
（3）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类有益的部分。
3.3 生态系统的功能——物质循环
1.碳循环
注意：
（1）C元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在，在无机环境中主要以CO2、碳酸盐的形式存在。
（2）C元素从无机环境进入生物群落的途径：光合作用以及化能合成作用。
（3）C元素从生物群落进入无机环境的途径：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。
2.物质循环
物质循环的概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断地进行着从非生物环境到生物群落、又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
物质循环具有全球性，因此其的范围是生物圈，因此又叫生物地球化学循环。
3.生物富集
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。这些有害物质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散，因此生物富集也是全球性的。
4.能量流动与物质循环的关系
（1）物质是能量的载体，使能量沿着食物链和食物网流动；能量作为动力，使物质能够不断的在生物群落和无机环境之间循环往复。
（2）物质可以循环利用，但能量是逐级递减、单向流动的。
3.4 生态系统的功能——信息传递
1.信息：人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。
2.生态系统中的信息种类
物理信息：光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，都属于物理信息。
化学信息：生物生命活动中产生的可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，都属于化学信息。
行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
3.生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
4.信息传递的过程
信息源；
信道：空气、水以及其他介质；
信息受体：动物的眼鼻、耳朵、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素等）可以接收多样化的信息。
2、信息传递的作用
对于个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用；
对于种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递；
对于生态系统：信息传递还能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
3、信息传递在农业中的作用
（1）提高农产品或畜产品的产量；
（2）对有害生物进行控制：化学防治、生物防治、机械防治等。
3.5 生态系统的稳定性
1.生态平衡：指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
特点：结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定；
功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
收支平衡：植物制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
2.生态系统稳定性的概念：生态系统所具有的维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。
生态系统具有稳定性的原因：生态系统具有自我调节能力。生态系统的自我调节能力有一定的限度。
生态系统自我调节能力的基础：负反馈调节。
负反馈调节：在一个系统中，系统工作的效果，反过来作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
2、抵抗力稳定性：生态系统所具有的抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
恢复力稳定性：生态系统所具有的受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
一般两者成反比。
图中：y表示受到干扰时偏离正常范围的大小，偏离的越大，抵抗力稳定性越弱；
x表示恢复到原状所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越小；
TS表示生态系统总稳定性，TS面积越大，表示生态系统的总稳定性越低。
3. 提高生态系统的稳定性
（1） 控制对生态系统的干扰强度；
（2） 对人类利用较大的生态系统，应给予相应的物质、能量输入。
4.设计并制作生态缸
设计要求
相关分析
生态缸一般是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间
便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光应用较强的散射光
防止水温过高导致水生植物死亡
第四章 人与环境
4.1 人类活动对生态环境的影响
1. 人口增长与生态足迹
生态足迹：又叫生态占用，指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大。
2. 全球性生态环境问题
全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失、环境污染等。
4.2 生物多样性及其保护
1.生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统的多样性。
2.生物多样性的价值：
直接价值：对人类有食用、药用、工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。
间接价值：对生态系统起到重要调节作用的价值，也叫做生态功能，例如保持水土、蓄洪抗旱等。
潜在价值：目前人类尚不清楚的价值。
注意：生态系统的间接价值明显大于直接价值。
3.生物多样性丧失的原因
（1）人类对野生物种生存环境的破坏：使栖息地丧失或碎片化。
（2）掠夺式利用：过度采伐、滥捕乱猎。
（3）环境污染
（4）农业、林业品种的单一化导致遗传多样性丧失
（5）外来物种的盲目引入
保护生物多样性的措施
（1）就地保护：就地保护是指在原地建立自然保护区以及风景名胜区等，是最有效的保护措施；
（2）异地保护：异地保护是指将保护对象从原地迁出，例如建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等，是为行将灭绝的生物提供最后的生存机会；
（3）建立精子库、种子库、基因库：利用生物技术对濒危物种的基因进行保护；
（4）加强立法、执法和宣传教育；
（5）做好生态系统管理，深入开展生物多样性及其保育研究。
4.3 生态工程
1.概念：指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
2.生态工程的基本原理
（1）自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。
要求：有效的选择生物组分并合理布设；
创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。
（2）循环：指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。
例子：无废弃物农业。
（3）协调：即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。
要求：处理好协调问题，需要考虑环境容纳量。
（4）整体：树立整体观，遵循整体原理。
要求：遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
不仅要考虑自然生态系统的规律，也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。
3.生态工程的实例和发展前景
（1）农村综合发展型生态工程
青贮：玉米等农作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊的饲料。
氨化：指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。
（2）湿地生态恢复工程
（3）厦门筼筜湖生态恢复
（4）矿区废弃地生态恢复工程：首要步骤是人工制造表土。
（5）赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
第一章人体的内环境与稳态
1.1 细胞生活的环境
1. 体液包括细胞内液和细胞外液。前者占三分之二，后者占三分之一。细胞外液是内环境。
汗液、泪液、唾液、尿液、消化液不是细胞内液也不是细胞外液，不是体液。
2. 单细胞生物生活在水中，多细胞生物绝大多数细胞生活在内环境中。
少数细胞能够与外界直接进行物质交换。
3. 内环境主要包括血浆、组织液、淋巴。还有其它如脑脊液。
4. 血液包括血浆和血细胞。
血细胞的内环境是血浆不是血液。
血浆蛋白属于内环境成分，血红蛋白在红细胞中不属于内环境成分。
5. 大多数细胞的内环境是组织液。免疫细胞的内环境是淋巴和血浆。毛细血管壁细胞的内环境是血浆和组织液。毛细淋巴管壁细胞的内环境是淋巴和组织液。
激素、抗体、细胞因子在内环境中存在。血红蛋白、载体、呼吸酶不在内环境中。
6. 血浆与组织液是双向物质交换，组织液单向形成淋巴，淋巴单向汇入血浆。
血浆与组织液成分最相似，三者主要差别是血浆中含有较多的蛋白质，组织液，淋巴中含量较少。
7. 细胞外液类似海水的盐溶液，一定程度上反映了生命起源于海洋。钠离子在细胞外液浓度高，钾离子在细胞内液浓度高。
8. 内环境三项理化性质：渗透压、酸碱度、温度。
渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关，百分之90以上取决于钠离子和氯离子。
PH在7.35-7.45之间，主要的缓冲物质碳酸和碳酸氢钠，多余的碳酸氢钠由肾脏排出。
温度37摄氏度左右，一个人一昼夜体温波动不超过1摄氏度。
9. 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，与消化系统，呼吸系统，泌尿系统，循环系统密切相关。
消化系统的主要场所小肠，呼吸系统主要器官肺，泌尿系统的主要器官肾脏。
代谢废物的排出主要通过肾脏，另外也可以通过皮肤排汗的方式。
10. 氧气从外界进入组织细胞至少跨过9层膜。
氧气从外界进入组织细胞被利用至少跨过11层膜。
二氧化碳从产生场所排出体外至少跨过9层膜。
红细胞中的氧气被组织细胞利用至少跨过6层膜，12层磷脂分子，6个磷脂双分子层。
11. 二氧化碳不能从血浆运到组织细胞的原因：二氧化碳进出细胞方式为自由扩散，组织细胞中二氧化碳浓度高，血浆中低。
1.2 内环境的稳态
1.内环境稳态的实质：内环境中每一种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态。
2.稳态的主要调节机制：神经-体液-免疫调节网络。
3.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
当外界变化过于剧烈或人体自身调节功能出现障碍时，内环境稳态遭到破坏。
4.内环境稳态意义：机体进行正常生命活动的必要条件。
5.组织水肿原因：①营养不良②肾小球肾炎③过敏反应④淋巴管阻塞⑤局部代谢旺盛⑥钠与水潴留。
6.内环境稳态遭到破坏，细胞代谢一定紊乱。代谢速率可能增大，可能降低。
7. 内环境稳态与人体健康
①渗透压失调会导致细胞形态、功能异常
②pH失调会导致酸中毒、碱中毒
③血糖平衡失调会导致低血糖、糖尿病等
④儿童缺钙患 佝偻 病，成人缺钙患 软骨 病， 老人缺钙患 骨质疏松 症；血钙过低会导致 肌肉抽搐 ，血钙过高会导致 肌无力 。
第二章 神经调节
2.1 神经系统的结构基础
1、神经系统的基本结构
（1） 注意区分脑和大脑；神经中枢和中枢神经系统。
（2） 大脑是调节机体活动的最高级中枢；下丘脑有体温调节中枢、水平衡调节中枢，还与生物节律等有关；小脑维持平衡；脑干连接脑和脊髓，有生命中枢。
（3） 脑神经12对，管理头面部的感觉和运动；脊神经31对，管理躯干和四肢的感觉和运动，脑神经和脊神经都有支配内脏的神经。
（4） 人体处于兴奋状态时，交感神经活动占优势，心跳加快，支气管扩张，胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱；人体处于安静状态时，副交感神经的活动占优势，心跳减慢，胃肠蠕动和消化腺分泌加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。
2、组成神经系统的细胞—神经元和神经胶质细胞
3、神经系统结构和功能的基本单位：神经元。
细胞体
神经元 树突（接受传导信息）
突起
轴突（传递信息） + 髓鞘 = 神经纤维 + 神经纤维+......+包膜=神经
4. 神经胶质细胞数量大，对神经细胞起辅助作用，具有支持、保护、营养、修复神经元等多种功能。
2.1 神经调节的基本方式
1.反射与反射弧
（1）概念：在中枢神经系统的参与下，机体对外界刺激所产生的规律性应答，叫做反射。
（2）神经调节的基本方式是反射，反射的结构基础是反射弧。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体）。要完成一个反射，必须具备完整的反射弧。
（3）传入和传出神经的判断：小进大出；神经节（传入）；突触结构。
（4）关于反射弧完整性检测
（5）关于有无感觉和有无反射的情况分析：
思路：感觉需要传到大脑，反射需要传到效应器，只要路径完整就可以有反射或感觉。
（6）兴奋：兴奋是指动物体或人体内的某些组织或细胞感受到外界刺激后，由相对静止状态转变为相对活跃状态的过程。
2、条件反射和非条件反射
（1）条件反射与非条件反射的比较
非条件反射
条件反射
形成方式
先天性
后天学习所得
神经中枢
低级中枢参与
大脑皮层
存在形式
终生存在
可以消退
（2） 条件反射建立在非条件反射的基础之上，通过学习和训练而建立的。
（3） 条件反射的消退：反复应用条件刺激而不给予非条件刺激，条件反射就会逐渐减弱，最终完全不出现。条件反射的消退不是简单地条件反射的丧失，而是中枢把原来引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号，是一个新的学习过程，需要大脑皮层的参与。
（4） 在个体的生活过程中，非条件反射的数量是无限的，条件反射的数量几乎无限。
2.3 神经冲动的产生和传导
1、兴奋在神经纤维上的传导
（1）兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导，也称为神经冲动。
传导过程：（细胞内K+浓度比较高，细胞外Na+浓度比较高）
①静息电位的形成：细胞膜对K+的通透性增强，K+外流，膜电位为内负外正，运输方式为协助扩散；
②动作电位的形成：细胞膜对Na+的通透性增强，Na+内流，膜电位为内正外负，运输方式为协助扩散；
③局部电流的形成：兴奋部位与未兴奋部位由于电位差的存在产生局部电流，刺激未兴奋部位产生同样的动作电位，兴奋向两侧传导。
膜内局部电流的方向与兴奋传导的方向相同，膜外则相反。
（2）兴奋在神经纤维上传导的特点：
相对不疲劳性、双向性
（3）电流表指针偏转问题分析
测量方法
测量图解
测量结果
电表两极分别置于神经纤维膜的内侧和外侧
——
电表两极均置于神经纤维膜的外侧
发生两次方向相反的偏转
Ⅰ:电表两极置于膜两侧的情况：
①a点之前——静息电位：神经细胞膜对K＋的通透性大，对Na＋的通透性小，主要表现为K＋外流，使膜电位表现为外正内负。
②ac段——动作电位的形成：神经细胞受刺激时，Na＋通道打开，Na＋大量内流，导致膜电位迅速逆转，表现为外负内正。
③ce段——静息电位的恢复：Na＋通道关闭，K＋通道打开，K＋大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K＋通道关闭。
④ef段——一次兴奋完成后，钠钾泵（主动运输）将流入的Na＋泵出膜外，将流出的K＋泵入膜内，以维持细胞外Na＋浓度高和细胞内K＋浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。
特殊处理情况如下：
甲：将神经纤维置于低Na＋溶液中； 乙：利用药物Ⅰ阻断Na＋通道；
丙：利用药物Ⅱ阻断K＋通道； 丁：利用药物Ⅲ打开Cl－通道，导致Cl－内流；
Ⅱ:电表两极均置于膜外的情况下：
①刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc＝cd)，b点和d点同时兴奋，电流表指针不发生偏转。
2、兴奋在神经元之间的传递
（1）突触小体：神经元轴突末梢有许多分支，每个小枝的末端膨大程杯状或球状，叫做突触小体。
（2）突触：突触小体与其他神经元的细胞体、突起相接触，形成突触。
突触类型:
①神经元间形成突触的主要类型(连线)：
②神经元与效应器形成的突触类型：轴突—肌肉型、轴突—腺体型。
（3）兴奋在突触处的传递
轴突的神经冲动—突触小泡释放神经递质—扩散通过突触间隙—与突触后膜上的特异性受体结合—突触后膜离子通道发生变化，引发电位变化—神经递质被降解、回收或扩散离开间隙。
信号转化：电信号—化学信号—电信号
注意：突触后膜电位变化可以是兴奋性的（打开Na+通道），也可以是抑制性的（打开Cl-通道）。
神经递质主要有乙酰胆碱（兴奋性递质）、多巴胺、一氧化氮等。
（4）兴奋在突触处传递的特点：
单向性：神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
突触延搁：在突触处发生电信号—化学信号—电信号的转化，速度比神经纤维上的传导要慢。
（5）电流表在突触处的偏转情况分析：
①刺激b点，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点，兴奋不能传至a，a点不兴奋，d点可兴奋，电流表指针只发生一次偏转。
3、 某些化学物质能够对神经系统产生影响，其作用位点往往是突触。兴奋剂和毒品大多也是通过作用于突触来起作用的。如：
有些物质可以促进神经递质的合成与释放速率；
有些会干扰神经递质与受体的结合；
有些会影响分解神经递质的酶的活性等。
2.4 神经系统的分级调节
1. 大脑皮层与躯体运动的关系
（1） 大脑皮层中央前回顶部—下肢运动；
大脑皮层中央前回下部—头部器官运动；
躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区都有其代表区，而代表区的位置与躯体各部分的位置关系是倒置的。
（2） 躯体的运动受大脑皮层、脑干、脊髓等的共同调控，脊髓是躯体运动的低级中枢，大脑皮层是高级中枢，脑中相应的高级中枢会发出指令对低级中枢进行调整。
2. 神经系统对内脏活动的分级调节
（1） 该调节通过反射进行。
（2） 有自主神经系统参与。例如：交感神经兴奋，不会使膀胱缩小，副交感神经兴奋，会使膀胱缩小。
（3） 大脑通过脊髓调节内脏活动；脑干中有调节内脏活动的基本中枢；下丘脑是调节内脏活动的教高级中枢等。因此，自主神经系统不完全自主。
2.5 人脑的高级功能
1. 言语区：
W（write）失写症，发生障碍时不能写字；
V（view）失读症，发生障碍时不能看懂文字；
S（sport）运动性失语症，发生障碍只是不能讲话；
H（hear）听觉性失语症，发生障碍时不能听懂他人讲话。
2. 学习和记忆：
（1） 记忆的阶段
感觉性记忆：记忆转瞬即逝；
第一级记忆：数秒到数分钟，如验证码；
第二级记忆：数分钟到数年，可以遗忘；
第三级记忆：永久记忆，如姓名，身份证等。
（2） 短时记忆主要与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关；长期记忆可能与新突触的建立有关。
3. 情绪
情绪也是大脑的高级功能之一。
抗抑郁药物一般通过作用于突触来影响神经系统的功能。5-羟色胺再摄取抑制剂，可选择性的抑制突触前膜对5-羟色胺的回收，是突触间隙的5-羟色胺保持一定的浓度，有利于神经系统的活动正常进行。
第三章 体液调节
3.1 激素与内分泌系统
1.激素的发现
（1）促胰液素是人们发现的第一种激素。
（2）激素：由内分泌器官或内分泌细胞分泌，或者是下丘脑的神经细胞分泌的，具有调节作用的有机物。
激素调节：由内分泌器官或内分泌细胞分泌的化学物质—激素进行调节的方式，就是激素调节。
2.研究激素的方法：结扎法、阉割法。
3.内分泌系统的组成和功能
内分泌系统由相对独立的内分泌腺和兼有内分泌功能的细胞共同组成。
内分泌腺
激素名称
化学本质
主要作用
下丘脑
促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素释放激素
多肽
促进垂体分泌促甲状腺(性腺)激素
抗利尿激素
多肽
促进肾小管和集合管对水的重吸收
垂体
生长激素
蛋白质
促进生长，主要促进蛋白质的合成和骨的生长
促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素
蛋白质
促进甲状腺的发育，调节甲状腺激素的分泌
甲状腺
甲状腺激素
氨基酸衍生物
促进生长发育和新陈代谢，提高神经系统的兴奋性，作用于几乎全身所有的细胞
胰岛
B细胞
胰岛素
蛋白质
降低血糖浓度
A细胞
胰高血糖素
蛋白质
升高血糖浓度
肾上腺
髓质
肾上腺素
氨基酸衍生物
升高血糖浓度，促进产热
皮质
肾上腺皮质激素
甾体类
调节糖代谢、水盐平衡等
性腺
性激素
固醇
促进性器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征等
3.2 激素调节的过程
1.血糖调节
（1）血糖的来源和去路
注意：血糖可以合成肌糖原，但是肌糖原不能分解补充血糖。
（2）血糖含量的稳定
激素
分泌部位
生理功能
胰岛素
胰岛B细胞
促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为糖
胰高血糖素
胰岛A细胞
促进肝糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖
注意：胰岛素和胰高血糖素都不能作用于食物中糖类的吸收这一过程；
胰高血糖素只能够促进来源，不能抑制去路；
肾上腺素也能够升高血糖，但主要是在应急状态下。
（3） 人体内有多种激素参与调节血糖浓度，如糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等，它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用，直接或间接的提高血糖浓度。
（4） 胰岛素是唯一能够降血糖的激素。
（5）血糖平衡的调节过程
2、激素之间的相互作用
协同作用：肾上腺素和胰高血糖素—升血糖
拮抗作用：胰岛素—降血糖；胰高血糖素—升血糖
反馈调节：在一个系统中，系统本身工作的作用结果反过来作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。
3、激素调节实例—甲状腺激素分泌的分级调节
(1)分级调节：下丘脑—垂体—甲状腺轴
(2)反馈调节：甲状腺或性腺分泌的激素进入血液后，又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌，属于反馈调节。
4、激素调节的特点
（1）通过体液运输—内分泌腺没有导管，直接通过血液传递到全身各处；
（2）微量高效。
（3） 作用于靶细胞和靶器官—激素的运输是不定向的，但会作用于特定的细胞或器官（细胞膜表面的受体）。
（4） 作为信使传递信息—激素一经发挥完作用后就被灭活。
3.3 神经调节与体液调节的关系
1、体液调节：激素等化学物质（除激素外，还有其他化学调节因子，如CO2、组织胺等）通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。
2、体液调节与神经调节的区别和联系
(1)区别
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
较长
(2)联系
①激素能直接影响神经系统的发育和功能，两者常常同时调节生命活动。
②内分泌腺本身直接或间接地受神经系统的调节，体液调节可以看做是神经调节的一个环节。
3、体温调节
①人体的产热与散热
人体热量的来源：主要是细胞中有机物的氧化放能（以骨骼肌和肝脏为主）。
人体主要的散热途径:辐射、传导、对流、蒸发等方式。皮肤是人体主要的散热器官。
人体体温恒定：产热量=散热量。
②体温调节过程
4、水盐调节
（1）水的来源：饮水、食物中的水分、代谢产水。
排水的途径：尿液排出、汗液排出、呼吸排出、粪便排出。
（2） 水平衡的调节
注意：抗利尿激素由下丘脑合成，垂体释放。
（3） 盐平衡调节
当大量丢失水分使细胞外液量减少或血钠含量降低时，肾上腺皮质分泌醛固酮增加，促进肾小管和集合管重吸收钠增加，维持血钠平衡；相反，血钠含量增加时，醛固酮的分泌量减少。
第四章 免疫调节
4.1 免疫系统的组成和功能
（一）免疫系统的组成
1、免疫器官
免疫器官主要包括骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。骨髓和胸腺是免疫细胞产生并发育成熟的地方。脾、淋巴结、扁桃体是免疫细胞集中分布的场所。
（1） 扁桃体：内含免疫细胞，具有防御功能。
（2） 胸腺：随年龄增长，在青春期达到顶峰，以后逐渐退化。胸腺是T细胞分化、发育、成熟的场所。
（3） 淋巴结：淋巴细胞集中的地方，主要集中在颈部、腋窝、腹股沟等处，阻止和消灭侵入体内的微生物。
（4） 脾：内含大量的淋巴细胞，参与制造新的血细胞与清除衰老的血细胞等。
（5） 骨髓：各种免疫细胞发生、分化、发育的场所，是机体重要的免疫器官。
2、免疫细胞
免疫细胞是执行免疫功能的细胞，它们来自骨髓的造血干细胞，包括各种类型的白细胞，如淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞等。
（1） 淋巴细胞：
（2） 树突状细胞：分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织及淋巴器官内，有强大的吞噬、呈递抗原的功能。
（3） 巨噬细胞：几乎分布于机体的各种组织中，具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能。
3、抗原：能够引起人体发生免疫反应的物质。如病原体表面的蛋白质等物质，大多数抗原是蛋白质。
抗原呈递细胞：能够摄取处理抗原，并且可以将抗原信息暴露在细胞表面，呈递给其他细胞，如B细胞、树突状细胞、巨噬细胞等。
4、免疫活性物质免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫反应的物质。
（1） 抗体：能与抗原发生特异性免疫反应的物质。其本质为蛋白质。
（2） 细胞因子：白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等。
（二）免疫系统的功能
1、人体的三道防线
第一道防线：皮肤和黏膜以及黏膜分泌的物质。
第二道防线：体液中的杀菌物质溶菌酶等和吞噬细胞。
前两道防线都是生来就有的，非特异性的。
第三道防线：机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的，主要针对特定的抗原起作用，因而具有特异性，叫做特异性免疫。
2、 免疫系统的功能
（1） 免疫防御：针对外来抗原起作用。
（2） 免疫自稳：清除衰老、损伤的细胞，维持内环境稳态。
（3） 免疫监视：识别清除突变的细胞，防止肿瘤的发生。
4.2 特异性免疫
（一）体液免疫
结果：在多数情况下，浆细胞产生的抗体与抗原结合，形成沉淀或细胞集团，进而被其他免疫细胞吞噬消化。体液免疫之后，病原体被消灭，但保留了部分抗体和记忆细胞。
（二） 细胞免疫
1、一些侵入细胞的病原体如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等，寄生在宿主细胞内，此时需要启动细胞免疫将病原体杀死。
增殖分化 记忆T细胞
靶细胞 细胞毒性T细胞
细胞因子 细胞毒性T细胞 识别、接触、裂解靶细胞，释放抗原。
2、记忆细胞可以在体内存活几年甚至几十年，如果没有机会再次接触相同的抗原，就会逐渐死亡。如果再次遇到相同的抗原，就会分化为细胞毒性T细胞，进行免疫反应。
（三） 体液免疫与细胞免疫的协调配合
1、 辅助性T细胞：B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅助。
2、 抗体只能消灭细胞外液的抗原，而细胞内的抗原需要细胞免疫先裂解靶细胞，释放抗原物质。
3、 神经—体液—免疫调节网络：神经系统、内分泌系统、免疫系统之间存在互相调节。
4.3 免疫失调
1、过敏反应
（1）概念：已发生免疫的机体，再次受到相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。
（2）过敏原：引起过敏反应的物质。
（3）原理：
过敏原刺激B细胞产生抗体，吸附在皮肤、消化道、呼吸道黏膜以及血液中某些细胞表面；
相同的过敏原再次侵入，与上述抗体结合；使细胞释放组织胺等物质；
最终导致毛细血管扩张、血管通透性增加、平滑肌收缩、腺体分泌增加，出现过敏症状。
（4）特点：过敏反应有快慢之分；一般不会破坏细胞；有明显的遗传倾向和个体差异。
2、自身免疫病
（1）概念：免疫系统异常敏感、反应过度，将自身物质当做外来异物进行攻击。例：系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、风湿性心脏病等。
（2）实例：风湿性心脏病是链球菌的抗体不仅会攻击链球菌，也会对心脏瓣膜发起攻击，原因是链球菌的表面抗原与心脏瓣膜表面的一种物质结构相似。
（3）特点：自身免疫病发病率高，治疗方法一般是自体造血干细胞移植。
3、免疫缺陷病
（1）概念：机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。
（2）分类：先天性免疫缺陷病：重症联合免疫缺陷病：与淋巴细胞发育有关的基因突变或缺陷引起的。
获得性免疫缺陷病：艾滋病。
（3）艾滋病：HIV（RNA病毒）攻击人体的辅助性T细胞，使免疫功能下降，最终死于严重感染或恶性肿瘤等。其传播途径有性接触、血液传播、母婴传播等。
4.4 免疫学的应用
1、疫苗
（1）概念：疫苗一般为灭活的或低毒的病原体。接种疫苗后会产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力。
（2）实例：HPV是一种DNA病毒，能够引起子宫颈癌。HPV疫苗是第一个能够预防癌症的疫苗。
2、器官移植
（1）组织相容性抗原：指每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质，也称为人类白细胞抗原，简称HLA，是标明细胞身份的标签物质。
（2）原理：自身的白细胞不会攻击自身的细胞，但异体的细胞携带不同的HLA，白细胞能够识别并攻击，引起器官移植失败。
（3）研究表明，只要供体受体的HLA有一半以上相同，就可以进行移植。免疫抑制剂能够抑制免疫排斥反应，提高移植器官的成活率。
3、免疫诊断：检测病原体和肿瘤标志物等。
4、免疫治疗：包括免疫增强和免疫抑制等。
高中生物选择性必修一
第五章 植物生命活动的调节
5.1 植物生长素的发现过程
1、向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源生长的现象。
2、生长素的发现探究实验
项目
实验处理
实验结论
达尔文的实验
胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
鲍森·詹森的实验
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
拜尔的实验
胚芽鞘的弯曲生长是由胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
温特的实验
胚芽鞘的尖端确实产生了某种促进生长的物质，这种物质可由尖端向下运输，促进下部的生长，该物质被命名为生长素
后续的研究：
1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质，吲哚乙酸（IAA）。
1946年，人们从高等植物中将生长素分离出来，并证明就是吲AA。(注意：吲哚乙酸不是蛋白质）
进一步研究发现，苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等都属于生长素。
3、生长素的合成、运输、分布
合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
合成原料：色氨酸。
分布部位：在生长旺盛的部位。
生长素的运输：
极性运输：从形态学上端到形态学的下端运输，运输方式为主动运输。
非极性运输：在某些成熟组织中通过输导组织进行运输，该种运输与有机物的运输没有区别。
横向运输：受单侧光、重力或向心力等的影响而产生的运输方式，最终会导致生长素的分布不均匀。
4、 向光性的解释
（1）胚芽鞘实验中的4个结论
①生长素的产生部位：胚芽鞘尖端，产生不需要光；
②生长素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸长区；
③感光部位：胚芽鞘尖端；
④生长素横向运输的部位：胚芽鞘尖端。
（2）胚芽鞘向光性的原理见右图。
5、植物激素
由植物体内产生，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物。包括生长素、脱落酸、细胞分裂素、乙烯等物质。
植物激素作为信息分子，几乎参与调节生长、发育过程中的所有生命活动。
6、植物向性运动情况分析
类别
图解
相关结果
遮盖法
①直立生长
②向光生长
暗箱法
①直立生长
②向光(小孔)生长
插入法
①向右侧弯曲生长
②直立生长
③向光弯曲生长
④向光弯曲生长
移植法
①直立生长
②向左侧生长
③④中IAA的含量a＝b＋c，b>c
旋转法
①直立生长
②向光生长
③向小孔生长
④茎向心生长，根离心生长
横置法
①a＝b，c＝d，都促进水平生长
②a
5.2 生长素的生理作用
1、生长素发挥作用的原理
首先与细胞内生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定的基因表达，从而产生效应。
2、生长素的两重性
(1)生理作用
(3)特点：两重性，即低浓度促进，高浓度抑制。
注意：促进与抑制要与没有生长素的生长状况做参照。
(4)生长素的两重性分析
①不同器官对生长素的敏感程度曲线分析
同一浓度的生长素作用于不同器官，引起的生理功效不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根>芽>茎)。
另外：幼嫩的细胞比衰老的细胞敏感。
②不同植物对生长素的敏感程度曲线分析：双子叶植物比单子叶植物敏感。
(5)生长素作用的两重性实例
①顶端优势
应用：棉花打顶；果树整枝，园林造型等。
②根的向地性
注意：茎的背地性没有体现两重性。
5.3 其他植物激素
1、植物激素种类
（1）赤霉素（GA）：
合成部位：幼芽、幼根、未成熟的种子。
主要作用：促进细胞伸长；促进细胞分裂分化；打破休眠；促进种子萌发、开花、果实发育；促进α淀粉酶的合成。
（2）细胞分裂素：
合成部位：主要是根尖。
主要作用：促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
（3）乙烯：
合成部位：各个部位。
主要作用：促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实的脱落。
（4）脱落酸：
合成部位：根冠、萎焉的叶片。
主要作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老与脱落；维持种子的休眠。
（5）油菜素内酯：促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。
2、植物激素的相互作用
（1）在植物生长发育和适应环境变化的过程中，是多种激素相互协调、共同作用的结果。
例如：生长素与细胞分裂素协调促进细胞的分裂；
赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发；
高浓度的生长素会促进乙烯的合成，乙烯会反过来抑制生长素的作用。
（2）植物体各个器官中同时存在多种激素，决定器官生长发育的，往往不是某种激素的绝对含量，而是不同激素的相对含量。
例如：黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值高，有利于分化形成雌花，比值低有利于分化形成雄花。
（3）在植物生长发育过程中，不同激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
例如：在猕猴桃果实的发育过程中，细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现，调节果实的发育和成熟。
5.4 植物生长调节剂的应用
1.概念：人工合成的、对植物生长发育具有调节作用的化学物质。生长素类似物是植物生长调节剂的一种。
2.分类：与植物激素分子结构和生理效应类似，如吲哚丁酸；
与植物激素生理效应类似，但分子结构完全不同，如α-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。
3.作用：延长或终止种子、芽、块茎的休眠；调节雌雄花的比例；促进或阻止开花、诱导或控制果实脱落；控制植株高度、形状等。但应注意恰当使用。
4.植物生长调节剂不是营养物质，也不是万灵药，必须配合浇水施肥等措施，恰当施用，才能发挥效果。
5.施用：恰当选择；综合考虑施用目的、效果、毒性，调节剂的残留、价格和施用等；考虑浓度、时间、施用部位及当时的气候和植物的生理状态等。
6.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
（1）实验原理
适宜浓度的2,4-D可以促进插条生根，浓度过高时会抑制生根，高浓度的2,4-D甚至会将双子叶植物杀死。
2,4-D存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。
用生长素类似物处理插条的方法有浸泡法（浓度较低）和沾蘸法（浓度较高）。
（2）实验过程
注意：预实验的目的是为正式实验摸索实验条件，检验实验设计的防止盲目开展实验而造成的人力或物力的浪费，并不能够减少误差。
（3）实验结果分析
实验的测量指标可以是枝条的生根数目，也可以是生根的长度。
在实验过程中，可能会出现不同浓度的生长素类似物对促进生根的效果相同的情况，那么最适浓度应该在这两个浓度之间。
5.5 环境因素参与调节植物的生命活动
1.光对植物生长发育的调节
（1）实例1：少数植物（烟草、莴苣等）种子在光下才能萌发，该种植物种子一般较小，储存营养物质少；有些植物种子（早熟禾、毛蕊花）在有光条件下萌发的好；有些植物种子（洋葱、番茄）萌发受光的抑制。
实例2：光影响叶绿素的形成。
实例3：植物的开花受光照时间长短的影响。根据这种情况将植物分为长日照植物和短日照植物。
（2）原理：植物含有光敏色素，能够接受光信号分子，从而调控自身的生长、发育全过程。
光敏色素是一类蛋白质，分布于植物体的各个部位，其中分生组织细胞内较丰富。受到光照照射时，光敏色素结构发生变化，经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
2.参与植物生命活动调节的其他环境因素
（1）温度：如季节轮回、气温周期性变化等。温度影响植物的各项生命活动，以及植物的地域性分布等。
（2）重力：调节植物的生长发育和形态等。如：根的向地性、茎的背地性等。在这些部位存在感受重力的物质和细胞，将这些信息转换成运输生长素的信号，造成生长素分布不均匀。
3.植物生长发育的整体调控
高等植物的生长需要各个器官的整体协调和配合。该调节依赖于基因的选择性表达。
选择性必修二
第一章 种群及其动态
5.1种群的数量特征
1.种群的概念：在一定的空间范围内，同种生物的所有个体所形成的集合。
分析：大明湖里所有的鱼 一个种群；大明湖里所有的鲤鱼 一个种群（填“是”或“不是”）。
2.种群密度：指种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。
3.种群密度的调查方法
（1）逐个计数法—适用于调查范围小、个体较大的种群。
（2）估算法
①样方法
范围：试用于植物、活动范围小的动物，如昆虫的卵、作物上蚜虫的密度、蜘蛛、跳蝻等。
步骤：准备；
确定调查对象（一般选择双子叶植物，单子叶植物丛生或蔓生，不好辨别）；
确定样方的大小：一般以1m2正方形为宜；
随机取样：取样的关键是要做到随机取样，随机取样的方法：五点取样法和等距取样法；
计数：对于边界上的调查对象，采取“计上不计下、计左不计右”的方式，然后计算密度；
计算：以所有样方的种群密度平均值作为该种群的种群密度。
②标记重捕法
范围：适用于活动能力强、活动范围比较大的生物。
步骤：第一次捕获生物量，记为M，并做好标记，放回一段时间，保证充分混合。
第二次捕获生物量，记为N，其中带标记的生物量记为m。
设种群的生物总量为X，则M/X=m/N。
注意：若标志物易脱落，或生物带标记后易被天敌捕杀，导致m减小，测得X偏大；
若第一次标记后，在较短时间内进行重捕，则会导致测得X值偏小。
③黑光灯诱捕法
范围：适用于有趋光性的昆虫。
④抽样检测法
范围：适用于微生物。
4.与种群数量有关的其他因素
种群密度反映了种群在一定时期的数量，但无法体现种群数量的变化趋势。因此还需研究其他数量特征。
出生率：指在单位时间内新生的个体数目占该种群个体总数的比值。
死亡率：指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。
迁入/迁出率：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。
年龄结构：一个种群中各年龄群的个体数目所占的比例。
性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。
1.2 种群数量的变化
1、种群的“J”形增长
模型假设：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
建立模型：t年后种群的数量：Nt=N0λt
增长率与λ的关系：增长率=λ—1
2.种群数量的“S”形增长（高斯）
模型假设：资源、空间有限，天敌的威胁和竞争者的竞争等因素存在。
环境容纳量：一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，简称K值。（注意：K值只与环境条件有关，不受种群数量的影响）
保护野生动物最根本的措施是保护它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
K值不是种群数量的最大值，K值应略低于种群所能达到的最大值（种群有过度繁殖的倾向，种群数量应围绕K值上下波动）。
建立模型：种群数量呈S型增长
K/2值：当种群数量达到K/2时，种群有最大增长速率；其意义在于：
养殖业上，通常在2/K后进行捕捞，将生物数量保留在此处，目的是可以尽快恢复生物数量；害虫的防治则控制在K/2以下。
3.J形增长模型和S形增长模型的联系
两种模型存在的不同主要是因为存在环境阻力。
4.种群数量的波动和下降
受气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动中。
当种群长久处在不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧下降。种群的延续需要以一定的个体数量为基础，当一个种群数量过少，可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
5.探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（1）实验原理
用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。
（2）血细胞计数板 (如下图所示)
血细胞计数板每个大方格的面积为1 mm2，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。
计算公式如下：
①在计数时，先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3,1 mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10 000×B＝50 000A·B。
（3）实验步骤
①酵母菌的培养：条件为液体培养基，无菌培养；
②振荡培养基：使酵母菌分布均匀；
③抽样；
④观察计数：先将盖玻片放在计数室上，然后将酵母菌培养液滴在盖玻片一侧，让培养液自行渗入，再用吸水纸吸去多余的培养液，待细胞全部沉降到计数室的底部，再用显微镜进行计数并计算；
⑤重复步骤④，连续观察7天；
⑥绘图分析。
（4）注意事项
该实验无需设计对照实验，因不同时间取样已形成对照；
该实验需要做重复实验，取平均值，目的是尽量减少误差；
若每个小方格内酵母菌数量过多，需要重新稀释培养基再计数。
1.3 影响种群数量变化的因素
1.非生物因素：如阳光、温度、水等。其影响主要是综合性的。
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度；植物种子春季萌发；蚊类等昆虫冬季死亡；东亚飞蝗因气候干旱而爆发等。
2.生物因素：种群内部和种群外部两方面影响。
种内竞争会使种群数量的增长受到限制；种群间的捕食与被捕食、相互竞争关系等，都会影响种群数量；寄生虫也会影响宿主的出生率和死亡率等。
3.食物和天敌的因素对种群数量的影响与种群密度有关。如同样缺少食物，密度越高，种群受影响越大，这样的因素称为密度制约因素。而气温、干旱、地震、火灾等自然灾害，属于非密度制约因素。
4.种群研究的应用
（1）濒危物种的保护。
（2）渔业方面：中等强度的捕捞更有利于持续获得较大的鱼产量。
（3）有害生物防治：控制数量，降低环境容纳量，增加天敌等。
第二章 群落及其演替
2.1 群落的结构
1.群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2.群落的物种组成
群落的物种组成是一个群落区别于另一个群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。
物种数目的多少称为丰富度。
群落中有些物种不仅数目很多，而且对其他物种的影响也很大，往往占据优势，这样的物种称为优势种。
群落中的物种组成不是固定不变的，随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势，原来有优势的物种可能逐渐失去优势。
3.群落的种间关系
项目
原始合作
互利共生
寄生
竞争
捕食
数量坐标图
在一起更好，分开了也没事
实例
海葵与寄居蟹等
豆科植物与根瘤菌，地衣等
菟丝子、寄生虫
马与羊等
狼与兔子
4.群落的空间结构
（1）垂直结构
大多数群落都在垂直方向上有明显的分层现象。
植物的垂直分层主要与对光的利用率有关，这种分层现象提高了群落对光的利用率。
陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素还有温度等，地下分层的环境因素有水分、无机盐等。
动物的垂直分层主要与栖息空间和食物条件有关。
（2）水平结构
生物的垂直分层是由于地形变化、土壤湿度、盐碱度、光照强度的不同以及生物自身生长特点的差异、人与动物的相互影响等引起的，在水平上往往呈现镶嵌分布。
5.群落的季节性：由于阳光、温度、水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
6.生态位：一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
研究动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等；
研究植物的生态位，通常要研究它在研究区域内出现的频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协调进化的结果。
7.土壤中小动物类群丰富度的研究
【实验原理】
(1)取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，而且身体微小，因此常用取样器取样的方法进行采集、调查。
(2)仅仅统计群落中的物种数，不足以全面了解群落的结构，因此还需统计群落中物种的相对数量。常用的统计方法：记名计算法和目测估计法（预先确定多度等级）。
【实验流程】
提出问题：如调查和比较不同时间的土壤小动物类群丰富度。
制订计划：包括三个操作环节——取样、观察和分类、统计和分析。
实
施
计
划
准备：制作取样器，记录调查地点的地形和环境的主要情况。
取样：选取取样地点，注意在不同的时间、不同的地点取样。
采集：可采用诱虫器和吸虫器进行采集，也可以采用简易采集法。采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精中。
观察与分类：对采集的小动物进行分类。观察时使用体视显微镜，如用普通光学显微镜，可以用4倍的物镜和5倍的目镜。
统计和分析：设计统计表，分析所收集的数据。
得出结论：组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越丰富，群落结构也越复杂。
8. 立体农业：指充分利用群落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。
2.2 群落的主要类型
1.荒漠生物群落：年降水量稀少且分布不均匀，物种少，群落结构非常简单。
仙人掌具有肉质茎，气孔夜间开放；爬行类动物体表有角质的鳞片或甲，蛋壳坚硬；体温变化，早上去阳光下，天热去阴凉处；以固态尿酸盐的形式排出代谢废物等。
2.草原生物群落：季节降雨量不均匀，动植物种类少，群落结构相对简单。
植物叶片狭窄，表面有绒毛和蜡质；动物有挖洞和快速奔跑的特性。
3.森林生物群落：分布在湿润或较湿润的地区，群落结构非常复杂且相对稳定。
森林中植物有乔木、灌木、草本、藤本植物等，有明显的垂直分层现象；动物种类繁多，树栖和攀缘类生物较多。
4.群落中生物的适应性
生活在某一地区的物种能形成群落，，是因为它们都能适应所处的非生物环境。因此有人说，群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。
2.3 群落的演替
1.概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落替代的过程，就叫做群落演替。
2.演替的类型
（1）初生演替：
裸岩阶段—地衣阶段—苔藓阶段—草本植物阶段—灌木阶段—乔木阶段。
实例：火山岩、冰川泥、沙丘等没有生物痕迹的地方。
方向：土壤有机物越丰富，群落中的物种丰富度逐渐增大，食物网越来越复杂，群落的结构也越来越复杂。
（2）次生演替—弃耕农田上的演替
一年生杂草—多年生杂草—小灌木—乔木。
实例：弃耕的农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林等。
进程：演替成森林往往需要数十年的时间，但是在干旱的地区或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
注意：
在时间、资源、条件适宜的情况下，群落最终会演替成森林。
次生演替所需的时间比初生演替所需的时间短，原因是次生演替保留了原有的土壤条件，植物的种子或其他繁殖体。
演替的原因：前一个群落为后一个群落的发展提供了条件；后一个群落的生物更有竞争力。
3.演替实质：
在演替过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至淘汰。群落演替的实质是优势取代。
4.人类活动
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进行。
第三章 生态系统及其稳定性
3.1 生态系统的结构
1.概念：在一定的空间内，由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
地球上最大的生态系统是生物圈。
2.生态系统的类型：自然生态系统和人工生态系统两类。
2.生态系统的结构——组成成分：
生产者：将太阳能固定在它们所制造的有机物中，是生态系统的基石。自养生物都是生产者。
主要是绿色植物，但菟丝子等不是生产者。
消费者：通过自身新陈代谢，将有机物转变为无机物，加速生态系统的物质循环。有助于植物传粉和传播种子。
主要是动物，但秃鹫、蚯蚓等属于分解者。
分解者：将动植物的遗体残骸和动物的排遗物分解成无机物。
硝化细菌属于自养生物，属于生产者
非生物的物质和能量：阳光、水、空气、无机盐等。是生态系统中物质和能量的根本来源。
生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的纽带。
3、生态系统的结构——营养结构
(1)食物链(捕食链)
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。
(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成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级，某一个营养级也会有不同的消费者。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(4)复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。
3.2 生态系统的功能——能量流动
1.能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
—
—
—太阳能→有机物中的化学能→热能
—
2.能量流动的过程：
第一营养级的能量流动：
消费者的能量流动
3.能量流动的特点：
（1）生态系统的能量单向流动——因为捕食关系不能逆转，能量只能从第一营养级流向第二营养级。
（2）生态系统的能量流动逐级递减——输入某一营养级的能量（同化量）一部分通过呼吸散失，另一部
分被分解者分解，只有少部分流向下一营养级。
生态系统的能量传递效率为10%~20%。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多。因此，营养级一般不超过5个。
生态系统能量传递效率的计算指的是相邻两个营养级同化量的比值。
（3）任何生态系统都需要源源不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
4.生态金字塔
能量金字塔：主要分析能量。
生物量金字塔：分析每个营养级所容纳的有机物的总干重。
数量金字塔：分析每个营养级的生物个体数。
5.研究能量流动的意义
（1）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间是进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
（2）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学的规划和设计人工生态系统，提高能量的利用率。
（3）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类有益的部分。
3.3 生态系统的功能——物质循环
1.碳循环
注意：
（1）C元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在，在无机环境中主要以CO2、碳酸盐的形式存在。
（2）C元素从无机环境进入生物群落的途径：光合作用以及化能合成作用。
（3）C元素从生物群落进入无机环境的途径：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。
2.物质循环
物质循环的概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断地进行着从非生物环境到生物群落、又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
物质循环具有全球性，因此其的范围是生物圈，因此又叫生物地球化学循环。
3.生物富集
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。这些有害物质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散，因此生物富集也是全球性的。
4.能量流动与物质循环的关系
（1）物质是能量的载体，使能量沿着食物链和食物网流动；能量作为动力，使物质能够不断的在生物群落和无机环境之间循环往复。
（2）物质可以循环利用，但能量是逐级递减、单向流动的。
3.4 生态系统的功能——信息传递
1.信息：人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。
2.生态系统中的信息种类
物理信息：光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，都属于物理信息。
化学信息：生物生命活动中产生的可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，都属于化学信息。
行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
3.生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
4.信息传递的过程
信息源；
信道：空气、水以及其他介质；
信息受体：动物的眼鼻、耳朵、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素等）可以接收多样化的信息。
2、信息传递的作用
对于个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用；
对于种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递；
对于生态系统：信息传递还能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
3、信息传递在农业中的作用
（1）提高农产品或畜产品的产量；
（2）对有害生物进行控制：化学防治、生物防治、机械防治等。
3.5 生态系统的稳定性
1.生态平衡：指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
特点：结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定；
功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
收支平衡：植物制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
2.生态系统稳定性的概念：生态系统所具有的维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。
生态系统具有稳定性的原因：生态系统具有自我调节能力。生态系统的自我调节能力有一定的限度。
生态系统自我调节能力的基础：负反馈调节。
负反馈调节：在一个系统中，系统工作的效果，反过来作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
2、抵抗力稳定性：生态系统所具有的抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
恢复力稳定性：生态系统所具有的受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
一般两者成反比。
图中：y表示受到干扰时偏离正常范围的大小，偏离的越大，抵抗力稳定性越弱；
x表示恢复到原状所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越小；
TS表示生态系统总稳定性，TS面积越大，表示生态系统的总稳定性越低。
3. 提高生态系统的稳定性
（1） 控制对生态系统的干扰强度；
（2） 对人类利用较大的生态系统，应给予相应的物质、能量输入。
4.设计并制作生态缸
设计要求
相关分析
生态缸一般是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间
便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光应用较强的散射光
防止水温过高导致水生植物死亡
第四章 人与环境
4.1 人类活动对生态环境的影响
1. 人口增长与生态足迹
生态足迹：又叫生态占用，指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大。
2. 全球性生态环境问题
全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失、环境污染等。
4.2 生物多样性及其保护
1.生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统的多样性。
2.生物多样性的价值：
直接价值：对人类有食用、药用、工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。
间接价值：对生态系统起到重要调节作用的价值，也叫做生态功能，例如保持水土、蓄洪抗旱等。
潜在价值：目前人类尚不清楚的价值。
注意：生态系统的间接价值明显大于直接价值。
3.生物多样性丧失的原因
（1）人类对野生物种生存环境的破坏：使栖息地丧失或碎片化。
（2）掠夺式利用：过度采伐、滥捕乱猎。
（3）环境污染
（4）农业、林业品种的单一化导致遗传多样性丧失
（5）外来物种的盲目引入
保护生物多样性的措施
（1）就地保护：就地保护是指在原地建立自然保护区以及风景名胜区等，是最有效的保护措施；
（2）异地保护：异地保护是指将保护对象从原地迁出，例如建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等，是为行将灭绝的生物提供最后的生存机会；
（3）建立精子库、种子库、基因库：利用生物技术对濒危物种的基因进行保护；
（4）加强立法、执法和宣传教育；
（5）做好生态系统管理，深入开展生物多样性及其保育研究。
4.3 生态工程
1.概念：指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
2.生态工程的基本原理
（1）自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。
要求：有效的选择生物组分并合理布设；
创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。
（2）循环：指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。
例子：无废弃物农业。
（3）协调：即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。
要求：处理好协调问题，需要考虑环境容纳量。
（4）整体：树立整体观，遵循整体原理。
要求：遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
不仅要考虑自然生态系统的规律，也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。
3.生态工程的实例和发展前景
（1）农村综合发展型生态工程
青贮：玉米等农作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊的饲料。
氨化：指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。
（2）湿地生态恢复工程
（3）厦门筼筜湖生态恢复
（4）矿区废弃地生态恢复工程：首要步骤是人工制造表土。
（5）赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
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