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续文见上篇:教材:生物(上)
目录
- 第25讲 生物的进化
- 课题1 现代生物进化理论
- 课题2 共同进化与生物多样性的形成
- 课题3 种群基因频率与基因型频率的计算
- 第八单元 生命活动的调节
- 第26讲 人体内环境的稳态及其实例分析
- 课题1 内环境及其稳态
- 课题2 血糖调节和模拟尿糖的检测
- 课题3 体温调节和水盐平衡调节
- 第27讲 人和高等动物的神经调节
- 课题1 反射和反射弧
- 课题2 兴奋的传导与传递
- 课题3 电位测量及人脑的高级功能
- 第28讲 通过激素的调节,神经调节与激素调节的关系
- 课题1 脊椎动物激素的调节
- 课题2 激素分泌的调节及神经调节与体液调节的关系
- 第29讲 免疫调节
- 课题 1 免疫系统的组成与功能
- 课题2 特异性免疫
- 课题3 免疫失调病及免疫学应用
- 第30讲 植物的激素调节
- 课题1 生长素的发现 、分布和运输
- 课题2 生长素的作用及特性
- 课题3 其他植物激素及应用
- 第26讲 人体内环境的稳态及其实例分析
- 第九单元 生物与环境
- 第31 讲种群的特征及数量变化
- 课题1 种群的数量特征及种群密度的调查方法
- 课题2 种群的数量变化
- 课题3 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
- 第32讲 群落的结构与演替
- 课题1 群落的结构
- 课题2 群落的演替
- 课题3 土壤中小动物类群丰富度的研究
- 第33讲 生态系统的结构和能量流动
- 课题1 生态系统的结构
- 课题2 生态系统的能量流动
- 第34讲 生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
- 课题1 生态系统的物质循环
- 课题2 生态系统的信息传递及稳定性
- 第31 讲种群的特征及数量变化
- 第十单元 生物技术实践
- 第36讲 发酵技术实践
- 课题1 果酒和果醋的制作
- 课题2 腐乳的制作
- 课题3 泡菜的制作及亚硝酸盐含量的检测
- 第37讲 微生物的培养与应用
- 课题1 微生物的实验室培养
- 课题2 微生物的分离及数量测定
- 第38讲 酶的应用
- 课题1 酶的应用
- 课题2 固定化酶和固定化细胞技术
- 第39讲 生物技术在其他方面的应用
- 课题1 DNA的粗提取与鉴定
- 课题2 PCR 技术和蛋白质提取与分离
- 课题3 植物有效成分的提取
- 第36讲 发酵技术实践
- 第十一单元 现代生物科技专题
- 第40讲 基因工程
- 课题1 基因工程的工具及操作程序
- 课题2 基因工程的应用和蛋白质工程
- 第41讲 细胞工程
- 课题1 植物细胞工程
- 课题2 动物细胞工程
- 第42讲 胚胎工程
- 课题1 体内受精和早期胚胎发育
- 课题2 体外受精与早期胚胎培养
- 第43讲 生物技术的安全性和伦理问题及生态工程
- 课题1 生物技术的安全性和伦理问题
- 课题2 生态工程
- 第40讲 基因工程
第25讲 生物的进化
课题1 现代生物进化理论
拉马克的进化学说
- 拉马克观点的核心:用进废退和获得性遗传
- 生物是由更古老的生物进化来的。生物是由低等到高等逐渐进化的。用进废退和获得性遗传导致生物各种适应性特征的形成,同时也是生物进化的原因。
- 意义:否定了神创论和物种不灭论。
- 不足:提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持,大多来自主观臆测。
达尔文的自然选择学说
- 内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
- 选择的因素:对生物的变异起选择作用的是个体所处的外界环境,包括无机环境和生物环境。
- 选择的手段:生存斗争。生物的过度繁殖与有限的生活条件之间的矛盾,必然引起生存斗争。
- 选择的结果:适者生存、不适者被淘汰。
- 论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
- 揭示了生命现象的统一性是由于所有生物都有共同的祖先,生物的多样性是进化的结果。
- 促进了生物学各个分支学科的发展。
- 给予神创论和物种不变论以致命的打击,为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。
- 对于遗传和变异的本质不能作出科学的解释。
- 对生物进化的解释局限于个体水平。
- 强调物种形成都是渐变的结果,不能很好地解释物种大爆发等现象。
- 在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
- 地理隔离:同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象。
- 生殖隔离:不同物种间一般不能相互交配,即使交配成功也不能产生可育后代的现象。
- 隔离在物种形成中的作用:地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变时期。只有地理隔离而不形成生殖隔离,能产生亚种,但绝不能产生新物种。生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
课题2 共同进化与生物多样性的形成
- 共同进化:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
- 种间互助:长舌蝠取食长筒花的花蜜,同时为长筒花传粉。
- 种间斗争:猎豹捕食老弱病的斑马,客观上促进了物种的发展。
- 生物与无机环境间:地球形成时原始大气中没有氧气,但是随着光合生物的出现,使得大气中有了氧气,进而出现好氧生物。
- 三个层次:基因多样性(变异的不定向性)、物种多样性(蛋白质多样性)、生态系统多样性(无机环境的多样性)。
第26讲 人体内环境的稳态及其实例分析
课题1 内环境及其稳态
- 由细胞外液构成的液体环境,包括血浆、组织液和淋巴等。内环境是体内细胞生活的直接环境。
- 内环境各部分之间的联系:血浆中的物质除大分子蛋白质外,都可以透过毛细血管壁(单层细胞)进入组织细胞间隙形成组织液。绝大部分的组织液还可以通过毛细血管壁重新渗透回血浆中,少部分(约10%)则进人毛细淋巴管形成淋巴,淋巴经淋巴循环又进人血管成为血浆。
- 产物:激素、抗体、组织胺、神经递质淋巴因子、血浆蛋白等,
- 代谢废物:二氧化碳、尿素等。
- 结构蛋白,如血红蛋白、载体蛋白。
- 各种胞内酶和消化酶,如与细胞呼吸、转录、翻译相关的酶和分泌到消化道中的消化酶,
- 存在于外界环境中的液体成分,如尿液、泪液、汗液等。
- 尿毒症:尿素等代谢废物在体内积累
- 糖尿病:血液中葡萄糖含量过高,多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈,身体消瘦。
- 高原反应:体内缺氧,血氧过低。头痛、乏力、心跳加快。
- 发烧:体温过高,影响酶的活性。食欲不振、四肢无力。
- 严重腹泻:丢失大量的水和无机盐。疲倦、周身不适、恶心。
课题2 血糖调节和模拟尿糖的检测
- 调节方式:血糖平衡的调节为神经——体液调节,其中神经调节通过体液调节发挥作用。
- 胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进组织细胞加速摄取,利用和储存葡萄糖。抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖。
- 升高血糖的激素是胰高血糖素,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原分解,并促进非糖物质转化为葡萄糖。此外,肾上腺索也能升高血糖。
- 胰岛素和胰高血糖素互为拮抗关系,胰高血糖素和肾上腺素互为协同关系。
课题3 体温调节和水盐平衡调节
- 产热途径:细胞中有机物的氧化放能,其中尤以骨骼肌和肝脏产热最多。
- 散热途径:汗液的蒸发,皮肤内毛细血管的散热,呼气、排尿和排便等。
- 参与调节的激素:参与体温调节的产热激素主要有甲状腺激素和肾上腺素,两者表现为协同作用。
- 水的来源:对水平衡意义最大的是饮水和食物,物质代谢产生的水是相对稳定的。
- 水的去路:对水平衡意义最大的是肾脏排水,由大肠排出的水是未进人机体组织的水。
- :促进
- 垂体释放抗利尿激素减少,使肾小管、集合管对水的重吸收减少,尿量增多,而下丘脑通过神经调节将信息传达到大脑皮层产生饥渴感,主动喝水。
第27讲 人和高等动物的神经调节
课题1 反射和反射弧
- 细胞体:主要集中在脑和脊髓的灰质中构成神经中枢,内含细胞核
- 树突:短而多,将兴奋传向细胞体。
- 轴突:长而少,将兴奋由细胞体传向外围。
- 功能:神经元受到刺激后能产生兴奋,并且能把兴奋传导到其他的神经元。
- 反射:指在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境的变化作出的规律性应答。
- 条件反射:生来就有的,通过遗传而获得的先天性反射
- 非条件反射:在生活中通过训练逐渐形成的后天性反射
- 感受器:感觉神经末梢的特殊结构。将内外刺激信息转变为神经兴奋。
- 传入神经:感觉神经元,将兴奋由感受器传入神经。
- 神经中枢:调节某一特定生理功能的神经元群。对传入的兴奋进行分析与综合。
- 传出神经:运动神经元,将兴奋由神经中枢传至效应器。
- 效应器:运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体。接受神经兴奋, 发生相应的活动。
- 反射弧的完整性是完成反射的前提条件,反射弧不完整,如传入神经受损,刺激神经中枢或传出神经,效应器能发生反应,但不构成反射。
- 需要有适宜的刺激才能发生反射活动,能够引起反应的最小刺激强度值叫阈值,刺激强度只有超过阈值才能引起反应。
- 膝跳反射和缩手反射经典反射弧两者中枢都在脊髓,属低级中枢,都受高级中枢调控。
课题2 兴奋的传导与传递
兴奋在神经纤维上的传导
- 静息电位: K⁺外流,协助扩散
- 动作电位: Na⁺内流,协助扩散
- 静息电位形成原因:神经细胞内K⁺浓度高于膜外,而Na⁺浓度比膜外低,由于膜主要对K⁺有通透性,造成K⁺外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。电位表现:内负外正。
- 动作电位形成原因:受刺激后,细胞膜对Na⁺通透性增加,Na⁺内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧。电位表现:未兴奋部位内负外正。兴奋部位内正外负。电位差产生局部电流。
- 兴奋的传导:局部电流刺激未兴奋部位产生电位变化,已兴奋部位恢复原来静息电位状态。
- 一条神经包含着许多神经纤维,各条神经纤维上传导的兴奋基本互不干扰。
- 双向传导:刺激神经纤维上的任何一点,所产生的冲动可沿着神经纤维向两侧同时传导。
- 释放神经递质:“胞吐”体现了 细胞膜的“流动性”
- 同一神经元的末梢只能释放一种神经递质,或者是兴奋性的,或者是抑制性的
- 神经递质发挥作用后被酶破坏而失活或被移走而迅速停止作用,为下一次兴奋作好准备
- 信号转换:电信号——化学信号——电信号。
- 单向传递:神经递质只能由突触前膜释放然后作用于突触后膜上,因此,神经元之间兴奋的传递是单方向的。
课题3 电位测量及人脑的高级功能
神经系统的分级调节
- 调节机体活动的最高级中枢,除了感知外部世界(痛觉、渴觉、饿觉、温觉、冷觉等)以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能
- 下丘脑:有体温调节中枢、水平衡调节中枢,还与生物节律等的控制有关
- 小脑:有维持身体平衡的中枢
- 脑干:有许多维持生命必要的中枢,如呼吸中枢
- 脊髓:调节躯体运动的低级中枢
- 高级神经中枢与低级神经中枢的关系:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。位于脊髓的低级中枢受大脑中相应的高级中枢调控。神经中枢之间相互联系,相互调控。
人脑的高级功能
- 言语区:语言功能是人脑特有的功能。与这一功能相关的大脑皮层的特定区城称为言语区。
- 书写中枢(W区)失写症:病人可听懂别人的谈话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写、绘图能力。
- 说话中枢(S区)运动性失语症:病人可以看懂文字,也能听懂别人讲话,但自己却不会讲话,不能用言语表达思想。
- 听觉性语言中枢(H区)听觉性失语症:病人能讲话、书写,也能看懂文字,能听懂别人发音,但不懂其含义,病人可以模仿别人说话,但往往是答非所问。
- 阅读中枢(V区)失读症:病人的视觉无障碍,但看不懂文字的含义,即不能阅读。
- 学习:神经系统不断接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程是一种条件反射的建立过程。
- 记忆:将获得的经验进行储存和再现。
- 短期记忆:主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其与大脑皮层下的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。
第28讲 通过激素的调节,神经调节与激素调节的关系
课题1 脊椎动物激素的调节
- 促胰液素的发现:在盐酸作用下小肠黏膜产生了能引起胰腺分泌胰液的化学物质。
- 下丘脑释放促(甲状腺、性腺、肾上腺、皮质)激素释放激素:促进垂体合成和分泌相应促激素
- 下丘脑释放抗利尿激素:促进肾小管和集合管重吸收水,使细胞外液渗透压下降,减少尿液的排出。
- 垂体释放生长激素:促进生长,主要促进蛋白质的合成和软骨、骨的生长
- 垂体释放促甲状腺激素:促进甲状腺的生长和发育,调节甲状腺激素的合成和分泌
- 垂体释放促性腺激素:促进性腺的生长和发育,调节性激素的合成和分泌
- 甲状腺释放甲状腺激素:促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性,还能影响中枢神经系统的发育
- 肾上腺释放肾上腺素:促进肝糖原分解而升高血糖,是心跳加快、呼吸加快等的兴奋剂,促进细胞代谢,增加产热。
- 胰岛B细胞释放胰岛素:调节糖代谢,降低血糖含量
- 胰岛A细胞释放胰高血糖素:促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,升高血糖含量
- 胸腺释放胸腺激素:调节T细胞的发育、分化和成熟,同时还进入血液影响外周免疫器官、神经系统和内分泌系统的功能
- 睾丸释放雄性激素:促进雄性生殖器官的发育和精子的生成,激发并维持雄性的第二性征。
- 卵巢释放雌性激素:促进雌性生殖器官的发育和卵细胞的生成,激发并维持雌性的第二性征和正常性周期。
- 卵巢释放孕激素:促进子官内膜和乳腺的生长发育,为受精卵着床和泌乳准备条件。
- 促胰液素是人们发现的第一种激素。促胰液素是小肠黏膜细胞分泌的,不是胰腺分泌的。
- 侏儒症患者的病因是幼年时期生长激素分泌不足,患者的智力正常(只小不傻,有生育能力)。呆小症患者的病因是胎儿期甲状腺激素分泌不足,患者智力低下(又呆又小又傻,没有生育能力)。二者的相间点是身材都较矮小。
课题2 激素分泌的调节及神经调节与体液调节的关系
- 分级调节:下丘脑控制垂体,垂体控制相应腺体,这种分层控制的调节方式称为分级调节。
- 合成和分泌甲状腺激素的器官是甲状腺,但甲状腺的活动要受垂体和下丘脑的调节和管理。
- 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,这种调节方式叫反馈调节。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。
- 负反馈:反馈信息与控制信息的作用方向相反,因而可以纠正控制信息的效应。负反馈调节的主要意义在于维持机体内环境的稳态。在负反馈情况下,反馈控制系统平时处于稳定状态。
- 大多数激素的调节、体温调节等。
- 正反馈:反馈信息不是制约控制部分的活动,而是促进与加强控制部分的活动。正反馈调节的意义在于使生理过程不断加强,直至最终完成生理功能。在正反馈情况下,反馈控制系统处于再生状态。
- 性激素和肾上腺皮质激素的分泌也存在与甲状腺激素分泌相似的分级调节和反馈调节机制。
- 协同作用和拮抗作用:都有利于稳态的维持
- 协同作用是指不同激素对同一生理效应都发挥作用,从而达到增强效应的结果。
- 肾上腺素和胰高血糖素在提高血糖含量的调节中是协同作用。肾上腺素和甲状腺激素在体温调节中是协同作用。
- 拮抗作用:指不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。
- 动物生命活动调节的基本形式包括体液调节和神经调节,但以神经调节为主。如幼年时缺乏甲状腺激素,就会景响脑的发育。成年时,甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低。
第29讲 免疫调节
课题 1 免疫系统的组成与功能
- 免疫是指机体识别和排除异物的生理功能,是机体的一种保护性生理反应,其作用在于通过免疫系统识别“自己”和排除“非己”,以维持机体内环境的相对稳定。
- 免疫器官:骨髓、胸腺、扇桃体、淋巴结等(免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所)免疫细胞
- 免疫细胞(发挥免疫作用的细胞)——吞噬细胞、淋巴细胞(位于淋巴液、血液和淋巴结中)——T细胞(迁移到胸腺中成熟)
- 免疫活性物质:抗体、淋巴因子、溶菌酶等由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质
- 人体免疫系统的三道防线
- 第一道防线(皮肤、黏膜):阻止或杀死病原体,消除异物
- 第二道防线(体液中的杀菌物质和吞噬细胞):溶解、吞噬和消灭病菌
- 第三道防线(由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成)组成:产生抗体,消除病原体
- 在口腔中的溶菌酶属于第一道防线。在血浆中的溶菌酶属于第二道防线。
- 非特异性免疫:遗传而来,人人都有的先天性免疫。对所有病原体起作用。无特异性、作用弱、时间短。
- 特异性免疫:出生后在与病原体斗争过程中形成的后天性免疫,并非人人都有。对某一特定的病原体或异物起作用。有特异性、作用强、时间长。第三道防线:发挥作用的主要是淋巴细胞
- 起主导作用的特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的,特异性免疫的形成会促进非特异性免疫的功能,两者共同担负着机体的防御功能。
- 免疫监控和清除。监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。
- 吞噬细胞:吞噬、处理和传递抗原,吞噬抗原一抗体复合物
- T细胞:识别抗原、分泌淋巴因子,分化为效应T细胞、记忆细胞
- B细胞:识别抗原,分化为浆细胞、记忆细胞
- 效应T细胞:与靶细胞结合发挥免疫效应
- 记忆细胞:识别抗原,分化成相应的效应细胞
课题2 特异性免疫
- 抗原是能够引起机体产生特异性免疫反应的物质,病毒、细菌等病原体表面的蛋白质、花粉等物质,都可以作为引起免疫反应的抗原。
- 抗体是浆细胞分落的,是能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。
- 体液免疫主要是抗体起作用
- 抗体与病原体结合,形成沉淀或细胞集团,最终被吞噬细胞吞噬消化。
- 正常情况:抗体分布在血清、组织液、外分泌液。异常情况:吸附在组织细胞表面,引起过敏反应。
- 当抗原侵人机体细胞后,体液中的抗体不能与之结合而将其消除,此时需要依靠T细胞来消灭和消除这些抗原,这种以T细胞为主的免疫反应称为细胞免疫。
- 对于外毒素,体液免疫发挥作用。
- 对于胞内寄生物,体液免疫先起作用,阻止资生病原体通过血液循环而放播,当寄生病原体进人细胞后,细胞免疫将抗原释放,再由体液免疫最后清除。
- 若T细胞被破坏,则细胞免疫不存在,体液免疫也将部分丧失。
- 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。某些抗原诱发产生的记忆细胞可对该抗原记忆终生,从而使动物或人体对该抗原具有终生免疫能力,如天花、麻疹、伤寒等,患者痊愈后可终生具有抵抗力。
- 二次免疫反应:相同抗原再次人侵时,记忆细胞很快作出反应,即很快分裂、分化产生新的浆细胞和记忆细胞,浆细胞产生抗体消灭抗原,此为二次免疫反应。
- 二次免疫的特点:比初次反应快,也比初次反应强烈,能在抗原侵人但尚未患病之前将它们消灭。
课题3 免疫失调病及免疫学应用
- 过敏反应:已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。相同过敏原再次进人机体时,与吸附在细胞表面的相应抗体结合使细胞释放组织胺而引起。消化道、呼吸道过敏反应,皮肤过敏反应等。
- 自身免疫病:由于免疫系统异常敏感、反应过度,“敌我不分”地将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的疾病。
- 抗原结构与正常细胞物质表面结构相似,抗体消灭抗原时,也消灭正常细胞。类风湿性关节炎、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮。
- 免疫缺陷病:由于免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,可分为两类:先天性免疫缺陷病、获得性免疫缺陷病。人体免疫系统功能先天不足(遗传缺陷)或遭病毒等攻击破坏而致。先天性胸腺发育不良、艾滋病。
- 艾滋病病毒:逆转录病毒,其中含有逆转录酶。由于遗传物质是RNA,所以艾滋病病毒突变率高,变异类型多。
- 艾滋病(AIDS)全称获得性免疫缺陷综合征,人类免疫缺陷病毒(HIV),存在于血液、精液、唾液、泪液、尿液和乳汁中。HIV能够攻击人体的免疫系统,特别是能够侵入T细胞,使T细胞大量死亡,导致患者几乎丧失一切免疫功能,各种传染病则乘虚而人。主要有性接触、血液和母婴传播。淋巴结肿大、持续性发热、夜间盗汗、呼吸困难、引发恶性肿瘤等。
- 艾滋病的预防:共用注射器、吸毒和性滥交是传播艾滋病的主要危险行为。
- 被猫、狗咬伤后,如果不确定猫狗是否为狂犬病毒携带者,应尽快注身射狂犬疫苗。
- 免疫预防:患病前的预防。免疫预防是指通过预防接种把疫苗接种到人体内,使人产生对该传染病的抵抗能力,增加人体免疫力的槽施。
- 免疫治疗:在人体患病的情况下,通过输人抗体、胸腺素,淋巴因子等,调整病人的免疫功能,从而达到治疗疾病的目的。
- 抗原检测:根据抗原能和特异性抗体结合的特性,用人工标记的抗体财组织内的杭原进行检测,可以帮助人们发现体内组织中的抗原。
- 器官移植:医学上把用正常的器官置换丧失功能的器官,以重建其生理功能的技术叫做器官移植,对于受体来说,供者的组织或器官相当于抗原(实际上是含有抗原)。
- 器官移植面临的免疫学问题免疫排斥反应。解决的途径:使用免疫抑制剂,抑制免疫系统的功能,使免疫系统暂时处于无应答或弱应答状态。选用与受体组织相溶性抗原比较接近的供体器官。
第30讲 植物的激素调节
课题1 生长素的发现 、分布和运输
- 生长素的产生部位:胚芽鞘尖端。
- 生长素发挥作用的部位:胚芽鞘尖端下面一段。
- 感光部位:胚芽鞘尖端。
- 生长素横向运输的部位:胚芽鞘尖端。
- 生长素的产生不需要光,但单侧光照、地心引力等会引起生长素分布不均匀。
- 合成部位:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
- 分布部位:植物体各部位都有,相对集中地分布在生长旺盛的部分。
- 极性运输:生长素只能从形态学上端运输到形态学下端。
- 非极性运输:成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。
- 运输方式:消耗ATP,需要载体的主动运输。
- 生长素横向运输只发生在根尖、茎尖等产生生长素的部位,并且有单侧光或重力刺激时。
- 锡(箔)纸:遮蔽光线。
- 云母片:生长素无法透过,阻挡生长素的运输。
- 琼脂块:允许水分和生长素的通过,也可贮存生长素。
课题2 生长素的作用及特性
- 生长素的作用的两重性:既能促进生长,也能抑制生长。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。
- 茎的向光性、茎的背地性、根的向地性都有弯曲现象,但弯曲的原因不同,茎对生长素不敏感,解释茎的弯曲一般用“生长素的促进作用”。根对生长素较敏感,解释根的弯曲一般用生长素的促进和抑制作用即两重性。
- 顶芽产生的生长素大量运输到侧芽部位,导致顶芽部位生长素浓度低,有利于生长,侧芽部位生长素浓度高,抑制生长。如果摘除顶芽,侧芽部位的生长素浓度降低,侧芽所受的抑制作用就会解除,不久侧芽可发育成枝条。
- 促进扦插枝条生根。对于不易生根的枝条,可用一定浓度的生长素类似物浸泡扦插枝条的下端,促进生根,提高成活率。
- 培育无子果实。在未受粉的雌蕊的柱头上涂抹一定浓度的生长素能刺激子房发育成果实,由于没有受粉,故果实中无种子,如无子番茄、无子黄瓜等。
- 防止落花落果。用一定浓度的生长素类似物喷洒棉株,可保蕾保铃。
- 顶端优势、根向地性均可证明生长素“低浓度促进生长(如顶芽处、根远地侧),高浓度抑制生长(如侧芽处、根近地侧)”,即表明生长素作用的“两重性”,然而,茎向光性、茎背地弯曲生长均能证明生长素“促进生长”,不能证明“高浓度抑制生长”,故不能证明生长素作用“两重性”特点。
- 二倍体无子番茄其原理是应用生长素能促进果实发育的生理作用,无子番茄仍为二倍体。
- 三倍体无子西瓜:其原理是采用人工诱导多倍体的方法,如用秋水仙素处理二倍体西瓜的种子或幼苗,使其染色体数目加倍,得到四倍体植株,再与二倍体西瓜杂交,从而得到三信体种子,第二年,三倍体种子长成三倍体植株,受二倍体花粉刺激,由于同源染色体联会素乱,最后形成无子西瓜。
课题3 其他植物激素及应用
具有协同作用的激素
- 促进生长的激素:生长素、赤霉素、细胞分裂素。
- 延缓叶片衰老的激素:细胞分裂素和生长素。
具有拮抗作用的激素
- 器官脱落:脱落酸促进器官脱落,生长素、细胞分裂素抑制器官脱落。
- 种子萌发:赤霉素、细胞分裂素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发。
- 叶片衰老:生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老,脱落酸促进叶片衰老。
植物生长调节剂
- 人工合成的对植物的生长发有有调节作用的化学物质称为植物生长调节利。如生长素类似物、乙烯利等。
- 用GA(赤霉素类)打破莴苣、人参种子的休眠。促进芦苇、芹菜等的营养生长。用赤霉素处理大麦,诱导产生淀粉酶。
第31 讲种群的特征及数量变化
课题1 种群的数量特征及种群密度的调查方法
- 调查方法:样方法、标志重捕法、灯光诱捕法(适用于有趋光性的昆虫)
- 决定因素:出生率和死亡率 / 迁人率和迁出率
- 间接因素:年龄组成(影响出生率和死亡率——>可以预测种群密度)性别比例(只影响出生率——>影响种群密度)
- 利用性外激素诱捕雄蛾或干扰正常交尾——降低出生率
- 年龄组成并不决定种群密度,只是预测种群密度的变化趋势,但这种预测的趋势不一定能出现。
- 种群的存活曲线凹型:生命早期有极高的死亡率,但是一旦活到某一年龄,死亡率就变得很低而且稳定,如鱼类、很多无脊椎动物等。
- 对角线型:种群各年龄的死亡率基本相同,如水螅、小型哺乳动数
- 凸型:绝大多数个体都能活到生理年龄,早期死亡率极低,但旦达到一定生理年龄,短期内几乎全部死亡,如人类和其他一些哺乳动物。
- 样方法:适用对象植物或活动能力弱、活动范围小的动物或昆虫卵,如蚯蚓、跳蝻等。
- 标志重捕法:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例,来估算该种群密度。适用对象活动能力较强、活动范围较大的动物种群如鼠等。
- 若此标志物脱落(m值偏小),则使调查结果偏大。第一次捕捉后更难捕捉,使调查结果偏大。第二次捕捉之前,部分个体因外界某种因素而死亡,调查结果不变(原因: 个体成比例死亡)。
课题2 种群的数量变化
- 在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的λ倍。
- “J”型曲线的特点:种群的增长率或增长倍数保持不变,自然生态系统中一般不可能存在。
- 当个种群刚迁人一个新的适宜环境中最初的段时间内(接近“J”型增长)。
- K值:即环境容纳量,是指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。种群数量达到最大值(K值)以后保持相对稳定。
- 种群数量达到环境容纳量一半(K/2)时 ,种群增长速率最大,再生能力最强,因此维持被开发资源的种群数量在K/2值处,可实现既有较大收获量又可保持种群高速增长,符合可持续发展原则。及时控制有害生物种群数量,严防达到K/2值,防止泛滥成灾。
课题3 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
- 用液体培养酵母菌,种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
- 在理想的无限环境中,酵母菌种群呈“J”型增长,自然界中资源和空间总是有限的,酵母菌种群呈“S"型增长。
- 计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
第32讲 群落的结构与演替
课题1 群落的结构
- 随纬度的增加,丰富度逐渐降低。
- 随海拔的增高,丰富度逐渐降低。
- 随水深的增加,丰富度逐渐降低。
- 以森林群落为例,组成热带雨林的植物种类特别丰富,数量占绝对优势的是木本植物。在物种组成上,高等植物多为乔木,还有藤本植物和附生植物。
- 互利共生:两种生物同时增加,同时减少,呈现出“同生共死“。地衣。大豆与根瘤菌。
- 寄生:对寄主有害,如果分开,则寄生生物难以单独生存。蛔虫与人。菟丝子与大豆。噬菌体与被侵染的细菌。
- 竞争:数量上呈现出“你死我活“。牛与羊。农作物与杂草。
- 捕食:羊和草、狼与兔
- 群落的垂直结构:森林中的地上部分由上而下一般分为乔木层、灌木层和草本层。动物的分层与其食物及栖息场所等有关。
- 群落的水平结构:在水平方向上由于地形的变化、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,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的生物种群。
课题2 群落的演替
- 初生演替:从来没有被植物覆盖的地面,或原来存在过植被但被彻底消灭了的地方。无有机质和生命胚种。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。裸岩、沙丘和湖底的演替。
- 次生演替:原有植被虽已不存在但土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方。有大量有机质和生命胚种。杂草阶段→灌木阶段一森林阶段。弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替。
- 起点为从没有过植被或原有植被被彻底消灭的环境条件是初生演替。起点为只是失去了原有植被的环境条件是次生演替。
课题3 土壤中小动物类群丰富度的研究
- 可以根据土壤动物的避光性和趋湿性特点尽可能多地收集小动物。
- 采集到的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中,也可放入试管中保存。70%的酒精可固定样本,防止腐烂。
第33讲 生态系统的结构和能量流动
课题1 生态系统的结构
- 消费者:包括营捕食或寄生生活的各种生物。对于植物的传粉、受精、种子传播有重要作用,加快物质循环和能量流动。
- 分解者:营腐生生活的微生物,主要是细菌和真菌,也有腐食性动物。将动植物遗体分解成无机物, 供绿色植物利用。
- 细菌不都是分解者。硝化细菌为自养型生物属于生产者。寄生细菌属于特殊消费者。
- 动物不都是消费者。秃鹭、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体为食的腐食性动物属于分解者。
- 生产者不都是绿色植物:蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者主要指绿色植物。
- 植物不都是生产者。菟丝子营寄生生活,属于消费者。
- 每条捕食链的起点都是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,即最高营养级。
- 环节:一般不超过5个环节。生产者定是第一营养级。
- 在食物链中,当某种生物大量增加时,一般会导致作为其食物的上一营养级生物数量减少,作为其天敌的下一营养级生物数量增多。
- 食物链中各营养级生物之间是相互制约的,使它们的数量始终处于一种动态变化中。
- 食物链的不可逆性:食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的不会倒转,因此箭头一定上一营养级指向下一营养级。
- 每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。
- 每个营养级生物只有一部分能量流到下一个营养级中。
- 每个营养级的能量一部分用于生物自身生长、发育和繁殖等生命活动,另一部分通过呼吸作用以热能形式散失。
- 各级消费者的能量一般来自上一个营养级同化的能量(同化量=摄人量-粪便中所含能量)。
- 单向流动:食物链各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期自然选择的结果。如肉食性动物以植食性动物为食,而植食性动物则不能以肉食性动物为食。
- 逐级递减:各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量。各营养级的生物中总有一部分能量被下一营养级所利用。还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流人分解者。
- 能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%,也就是说,在输人到某营养级的能量中,只有10% ~ 20%能够流人下一营养级。
- 数量金字塔:成千上万只昆虫、鸟等,生活在一株大树上时,该数量金字塔的塔形也会发生倒置,形成倒金字形。
第34讲 生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
课题1 生态系统的物质循环
- 物质循环是指在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程。
- 物质循环中所指的“物质”是指组成生物体的基本化学元素,而不是单质,也不是化合物。
- 物质循环的过程:无机环境——生物群落。
- 物质循环中伴随着复杂的物质变化和能量转化,并不是单纯物质的循环。
- 全球性:物质循环的范围是地球上最大的生态系统生物圈,因此生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环。
- 反复利用、循环流动物质循环不像能量流动那样单向流动、逐级递减,而是可以在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。
- 大气中CO₂的来源:生产者、消费者的呼吸作用。分解者的分解作用。化学燃料的燃烧。
- 碳的存在形式:无机环境中碳以CO₂、碳酸盐形式存在。生物群落中以含碳有机物形式存在。
- 碳的循环形式:在生物群落与无机环境间的循环形式是CO₂。在生物群落内部的传递形式是含碳有机物。
- 碳平衡的破坏:温室效应。
- 形成原因:大量化石燃料的燃烧,使大气中的CO₂含量迅速增加,打破了生物圈中碳的平衡。
- 加快极地和高山冰川的融化,导致海平面升高,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
- 防止或减缓温室效应的主要措施:改变能源结构,开发新能源,尽量减少煤、石油等的燃烧量。大力推进植树造林活动。
课题2 生态系统的信息传递及稳定性
- 生态系统中的光, 声、温度、湿度、磁力等,,通过物理过程传递的信息:萤火虫的闪光,植物五颜六色的花。
- 生物在生命活动过程中,自身产生的可以传递信息的化学物质(信息素):昆虫的性外激素,狗利用其小便记路
- 对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息:蜜蜂跳舞
- 生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏,如果是通过行为传递给对方则属于行为信息,如果通过羽毛的颜色等传递给对方,则属于物理信息。
- 鸟类或其他动物报警,若通过声音(尖叫)则属于物理信息,若通过特殊的动作(突然飞起)则属于行为信息。
- 同种生物个体之间(性外激素、蜜蜂跳舞及孔雀开屏等) 。异种生物之间(物理、化学、行为中警示作用)和生物与无机环境之间(主要有物理信息中的光、磁等)。
- 有利于生命活动的正常进行。莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长。
- 有利于生物种群的繁衍。由昆虫的体表腺体所分泌的性外激素,能引诱同种异性个体前来交尾。
- 能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。狼可根据兔的气味捕食兔,而免也可根据受伤的鳄鱼能分泌狼的气味躲避猎捕。
- 提高农产品或畜产品的产量:养鸡业在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率。用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等的种子,可以提高发芽率、获得增产。模拟动物信息吸引大量传粉动物,就可提高果树的传粉率和结实率。
- 对有害动物进行控制:黏虫成虫具有趋光性,对蜡味特别敏感,生产上就利用这一点,在杀虫剂中调以蜡类物质以诱杀之,人们还可以利用性引诱剂“迷向法”防治害虫。
- 自我调节能力的大小:不同生态系统的自我调节能力不同,生态系统的成分越多,营养结构越复杂,自我调节能力越强。如热带雨林生态系统比农田生态系统的自我调节能力强。
- 抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢功能保持原状的能力。
- 恢复力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢功能保持原状的能力。
第36讲 发酵技术实践
- 果酒制作【酵母菌(真菌)】:在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。
- 果醋制作【醋酸菌(细菌)】:当氧气、糖源充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸,当缺少糖源时 ,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
第37讲 微生物的培养与应用
- 自养型微生物可以直接利用一些无机碳源如CO₂中的碳,而异养型微生物只能利用有机物中的碳,所以 二者的培养基的主要差别是碳源不同。
- 消毒:仅杀死体表面或内部部分微生物(不包括芽孢和孢子) 。煮沸消毒法(在 100C下煮沸)巴氏消毒法(在70 °C~75 °C下煮30min或在80°C下煮15min)、化学药剂消毒法、紫外线消毒法(紫外灯照射30 min)。一些不耐高温的液体,如牛奶。如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。接种室、操作台。
- 灭菌:杀死所有微生物(不包括芽孢和孢子) 。灼烧灭菌(酒精灯火焰)。干热灭菌(在160 °C~170 C下灭菌1~2h)。高压蒸汽灭菌(在压力为100 kPa,温度为121 C的条件下,灭菌15~30 min)。培养基及容器的灭菌。玻璃器皿、金属工具的灭菌。
第38讲 酶的应用
- 果胶作用:植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。在果汁加工中,会影响出汁率并使果汁混浊。
- 果胶成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
- 果胶酶:分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
- 水果中的果胶经果胶酶水解后可降低果汁的黏度,有助于压榨。在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用,还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀。果胶酶可用于橘子脱囊衣,制造果粉和低糖果冻。
第39讲 生物技术在其他方面的应用
- 样品处理:通过红细胞的洗涤(除去杂蛋白,以利于后续步骤的分离纯化)、血红蛋白的释放(在蒸馏水和甲苯的作用下,红细胞破裂,细胞膜被溶解,释放出血红蛋白)、分离血红蛋白溶液(经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来)等操作收集到血红蛋白溶液
- 粗分离:利用透析法去除血红蛋白溶液中相对分子质量较小的杂质
- 纯化:利用凝胶色谱法分离相对分子质量不同的蛋白质
- 纯度鉴定:采用SDS——聚丙烯酰胺凝胶电泳判断纯化的蛋白质是否达到要求
- 根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,可用有机溶剂萃取的方法提取,即将提取物溶解在有机溶剂中蒸发后得到提取物。
- 胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,因能与水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。在石油醚、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中,石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发,所以石油醚最适宜用作萃取剂。
第40讲 基因工程
- 将目的基因导八动物细胞:栗用显微注射技术将目的基因导八受精卵,本质原因是由于受精卵的全能性高,可以使外源基因在相应的组织细胞中表达。
- 为使目的基因与载体形成相同的DNA片段末端以便连接,通常使用同一种限制酶将二者切割,但如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系时,则两末端也可连接。
第43讲 生物技术的安全性和伦理问题及生态工程
- 治疗性克隆:从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗,细胞水平
- 生殖性克隆:用于生育,获得人的复制品,个体水平
- 治疗性克隆、生殖性克隆:都属于无性生殖,产生新个体或新组织,遗传信息不变
- 试管婴儿:①体外受精 ②体外早期胚胎培养 ③胚胎移植 ④遗传学诊断
- 基因身份证:一些遗传性疾病在后代中复现率很高,通过基因检测可以及早预防,适时治疗,达到挽救患者生命的目的。
- 生物武器:致病菌(鼠疫菌、炭疽杆菌等)病毒(天花病毒)基因重组的致病菌(重组流感病毒、新型鼠疫病毒)。
- 转基因生物存在安全性问题:目的基因往往是异种生物的基因。外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
- 转基因生物与食物安全:反对“实质性等同”。担心出现新的过敏原。担心营养成分改变。侵犯宗教信仰者或素食者的权益。
- 转基因生物与生物安全:可能扩散到新的生态区域,破坏生态平衡。成为“入侵的外来物种”,威胁其他生物的生存。可能与某些细菌或病毒杂交,重组出有害的病原体。可能通过花粉传播进入杂草,形成“超级杂草”。
- 转基因生物与环境安全:转基因生物可能会对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏。