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生物必修3第1章人體的內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)一、教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)第一節(jié)細(xì)胞生活的環(huán)境一、資料圖體內(nèi)細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的過程二、答案和提示(一)問題探討1.圖1中是人體血液中的血細(xì)胞,包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞等;圖2中是單細(xì)胞動(dòng)物草履蟲。2.血細(xì)胞生活在血漿中。草履蟲直接生活在外界水環(huán)境中。兩者生活環(huán)境的相似之處是:都是液體環(huán)境;不同之處是:血細(xì)胞生活在體內(nèi)的血漿中,并不直接與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換,而草履蟲直接生活在外界環(huán)境中;與外界環(huán)境相比,血漿的理化性質(zhì)更為穩(wěn)定,如溫度基本恒定等。(二)思考與討論11.細(xì)胞外液是指存在于細(xì)胞外的體液,包括血漿、組織液和淋巴等。血細(xì)胞直接生活在血漿中,體內(nèi)絕大多數(shù)細(xì)胞直接生活在組織液中,大量淋巴細(xì)胞直接生活在淋巴液中。由此可見,細(xì)胞外液是體內(nèi)細(xì)胞直接生活的環(huán)境。2.相同點(diǎn):它們都屬于細(xì)胞外液,共同構(gòu)成人體內(nèi)環(huán)境,基本化學(xué)組成相同。不同點(diǎn):(1)在人體內(nèi)存在的部位不同:血漿位于血管內(nèi),組織液分布于組織細(xì)胞之間,淋巴分布于淋巴管中;(2)生活于其中的細(xì)胞種類不同:存在于組織液中的是體內(nèi)各組織細(xì)胞,存在于血漿中的是各種血細(xì)胞,存在于淋巴中的是淋巴細(xì)胞等;(3)所含的化學(xué)成分有差異,如血漿中含有較多的蛋白質(zhì),而組織液和淋巴中蛋白質(zhì)很少。3.提示:當(dāng)血漿流經(jīng)毛細(xì)血管時(shí),水和一切能夠透過毛細(xì)血管壁的物質(zhì)可以在毛細(xì)血管動(dòng)脈端滲出,進(jìn)入組織細(xì)胞間隙而成為組織液,絕大多數(shù)的組織液在毛細(xì)血管靜脈端又可以重新滲入血漿中。少量的組織液還可以滲入毛細(xì)淋巴管,形成淋巴,淋巴經(jīng)淋巴循環(huán)由左右鎖骨下靜脈匯入血漿中。它們之間的關(guān)系如圖1-2所示。由此可見,全身的細(xì)胞外液是一個(gè)有機(jī)的整體。右圖所示組織液、血漿、淋巴之間的關(guān)系(三)資料分析1.提示:表中的化學(xué)物質(zhì)可分為無機(jī)物和有機(jī)物。無機(jī)物包括水和無機(jī)鹽離子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-)等,有機(jī)物包括糖類(如葡萄糖)、蛋白質(zhì)(如血清白蛋白、血清球蛋白、纖維蛋白原等)、脂質(zhì)(如各種脂肪酸、脂肪、卵磷脂、膽固醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。2.還含有氣體分子(主要是氧氣和二氧化碳)、調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的各種激素、其他有機(jī)物(如維生素)等。3.Na+、Cl-含量較多。它們的作用主要是維持血漿滲透壓。4.維持血漿的酸堿平衡。5.提示:如血漿中的葡萄糖主要來源于食物中的糖類。食物中的淀粉經(jīng)消化系統(tǒng)消化后,分解為葡萄糖,經(jīng)小腸絨毛吸收后進(jìn)入血液,通過血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)饺砀魈?。進(jìn)入組織細(xì)胞后,葡萄糖主要用于氧化分解放能,最終生成二氧化碳和水,并排入內(nèi)環(huán)境中。二氧化碳通過血液循環(huán)被運(yùn)輸?shù)椒?,通過呼吸系統(tǒng)排出體外,而多余的水主要在腎臟通過形成尿液排出體外。(四)旁欄思考題提示:哺乳動(dòng)物的生理鹽水是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液,這樣的溶液所提供的滲透壓與血漿等細(xì)胞外液的滲透壓相同,所以是血漿的等滲溶液。如果輸液時(shí)使用的NaCl溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于或高于0.9%,則會(huì)造成組織細(xì)胞吸水或失水。(五)思考與討論21.提示:Na+和Cl-等直接來自于食物,不需要經(jīng)過消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)主要來自于食物中的糖類和蛋白質(zhì)。糖類和蛋白質(zhì)是兩類大分子物質(zhì),必須經(jīng)過消化系統(tǒng)的消化,分解為葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物質(zhì)在小腸內(nèi)經(jīng)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入小腸絨毛內(nèi)的毛細(xì)血管中,經(jīng)血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)饺砀魈幍拿?xì)血管中,再通過物質(zhì)交換過程進(jìn)入組織液和淋巴。2.提示:細(xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2與H2O結(jié)合,在碳酸酐酶作用下,發(fā)生下列反應(yīng):CO2+H2OH2CO3H++HCO3-。HCO3-通過與細(xì)胞外的陰離子交換到達(dá)細(xì)胞外液,即組織液、血漿或淋巴中。主要與呼吸系統(tǒng)有關(guān)。3.提示:人體具有體溫調(diào)節(jié)機(jī)制以保持細(xì)胞外液溫度的恒定。詳細(xì)內(nèi)容可參考教材第2章關(guān)于人體體溫調(diào)節(jié)的內(nèi)容。參與體溫調(diào)節(jié)的器官和系統(tǒng)有皮膚、肝臟、骨骼肌、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等。4.提示:體內(nèi)細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物主要通過皮膚分泌汗液,泌尿系統(tǒng)形成、排出尿液和呼吸系統(tǒng)的呼氣這三條途徑來排出,其中以泌尿系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的排泄途徑為主。例如,血漿中的尿素主要通過腎臟形成的尿液排出體外。血漿中的CO2通過肺動(dòng)脈進(jìn)入肺泡周圍的毛細(xì)血管,由于血液中的CO2分壓大于肺泡中CO2的分壓,CO2就從血液中向肺泡擴(kuò)散,再通過呼氣運(yùn)動(dòng)將其排出體外。(六)練習(xí)基礎(chǔ)題1.C。
2.B。
3.B。4.毛細(xì)血管壁細(xì)胞的直接生活環(huán)境是血漿和組織液,毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞的直接生活環(huán)境是淋巴和組織液。拓展題(1)肺泡壁、毛細(xì)血管壁。(2)食物的消化和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。(3)腎小管的重吸收。(4)皮膚。第2節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性一、答案和提示(一)問題探討1.提示:血漿生化指標(biāo)指的是血漿中各種化學(xué)成分的含量,其中包括機(jī)體多種代謝產(chǎn)物的含量。健康機(jī)體的生化指標(biāo)一般都處于正常范圍內(nèi)。當(dāng)機(jī)體某項(xiàng)生理功能出現(xiàn)障礙時(shí),勢必影響其代謝產(chǎn)物的含量,因此血漿的生化指標(biāo)可以反映機(jī)體的健康狀況,并可以作為診斷疾病的依據(jù)。例如,正常情況下,轉(zhuǎn)氨酶主要分布在各種組織的細(xì)胞內(nèi),以心臟和肝臟的活性最高,在血漿中的活性很低。當(dāng)某種原因使細(xì)胞膜通透性增高時(shí),或因組織壞死細(xì)胞破裂后,可有大量轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血漿,引起血漿中轉(zhuǎn)氨酶活性升高。2.提示:這說明(1)內(nèi)環(huán)境中各種化學(xué)成分的含量不是恒定不變的,而是在一定范圍內(nèi)波動(dòng),內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是一種動(dòng)態(tài)的相對穩(wěn)定;(2)不同個(gè)體存在一定差異。3.提示:(1)肌酐含量超標(biāo),肌酐是有毒的代謝廢物,積累過多會(huì)影響健康。這表明腎臟的排泄功能有障礙。(2)葡萄糖含量超標(biāo),血糖含量過高可并發(fā)酮癥酸中毒、糖尿病的心血管合并癥等。(3)甘油三脂超標(biāo),可引起高脂血癥,易并發(fā)冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化等。(二)思考與討論1.提示:絕大多數(shù)人都有過發(fā)高燒的經(jīng)歷,可以讓同學(xué)先談?wù)勛约喊l(fā)高燒時(shí)的感受。正常的體溫是體內(nèi)細(xì)胞進(jìn)行各種生化反應(yīng)最適宜的溫度。在發(fā)高燒的狀態(tài)下,由于內(nèi)環(huán)境發(fā)生一系列變化,導(dǎo)致體內(nèi)的各種反應(yīng)出現(xiàn)紊亂,于是機(jī)體功能發(fā)生異常。發(fā)熱時(shí)的主要癥狀大部分集中在中樞神經(jīng)系統(tǒng),病人感覺不適、頭疼、頭暈、嗜睡等,同時(shí)常有食欲不振、厭食、惡心的表現(xiàn)。發(fā)熱時(shí)機(jī)體處于一種明顯的分解代謝過旺的狀態(tài),持續(xù)高熱必定引起器官的功能負(fù)荷加重,有可能誘發(fā)器官功能不全或引起組織損傷。孕婦發(fā)熱可能導(dǎo)致胎兒發(fā)育障礙,是一個(gè)重要的致畸因子。對于6個(gè)月至4歲的幼兒來說,持續(xù)高熱容易發(fā)生驚厥,相當(dāng)數(shù)量的患兒由此造成腦損傷,如智力落后,甚至癲癇,因此應(yīng)注意及時(shí)采用物理方法或服用藥物來退燒降溫。2.提示:內(nèi)環(huán)境滲透壓會(huì)變小。當(dāng)內(nèi)環(huán)境滲透壓變小時(shí),內(nèi)環(huán)境中的水將較多地通過滲透作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),造成細(xì)胞吸水腫脹,進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞代謝和功能紊亂。嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)疲倦、周身不適、表情淡漠、惡心、食欲減退、皮下組織腫脹等癥狀。3.提示:因?yàn)楦咴諝庀”?,大氣壓和氧分壓低,易造成體內(nèi)缺氧。這說明外界環(huán)境的變化勢必影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。若外界環(huán)境變化不甚劇烈,并且機(jī)體代償機(jī)制良好,內(nèi)環(huán)境的波動(dòng)較小,仍能維持穩(wěn)態(tài);若外界環(huán)境變化劇烈,機(jī)體代償機(jī)制不好,內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)將受到破壞,就會(huì)影響身體健康。(三)實(shí)驗(yàn)1.生物材料加入HCl或NaOH后pH的變化更像緩沖液。2.提示:緩沖液加入少量酸堿后,pH變化不明顯。原因是磷酸緩沖液中含有NaH2PO4/Na2HPO4,其中NaH2PO4溶液呈酸性,當(dāng)加入少量NaOH時(shí),可以中和OH-;Na2HPO4溶液呈堿性,當(dāng)加入少量HCl時(shí),可以中和H+。水溶液則不同,因而加入酸堿后,pH變化明顯。3.提示:生物材料中含有緩沖對NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等,它們能夠?qū)λ釅A度的變化起緩沖作用。此外,機(jī)體還可以通過對生理活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)來維持pH穩(wěn)定。例如,當(dāng)機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉中會(huì)產(chǎn)生大量的乳酸和碳酸。乳酸進(jìn)入血液后,可與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生作用,生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸,可以分解成C02和水。血液中的C02增多會(huì)刺激呼吸中樞,使呼吸運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),增加通氣量,從而將C02排出體外,所以對血液的pH影響不大。當(dāng)乳酸鈉進(jìn)入血液后,與血液中的碳酸發(fā)生作用,形成碳酸氫鹽,過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣由于血液中緩沖物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用,以及機(jī)體的調(diào)節(jié)作用,可以使血液的酸堿度維持相對穩(wěn)定。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.D。
2.C。
3.D。4.提示:因?yàn)槿梭w各種生命活動(dòng)是以細(xì)胞代謝為基礎(chǔ)的,細(xì)胞代謝本質(zhì)上是細(xì)胞內(nèi)各種生化反應(yīng)的總和。內(nèi)環(huán)境為這些生化反應(yīng)的進(jìn)行提供了必要的物質(zhì)和條件。當(dāng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)保持正常時(shí),細(xì)胞的代謝活動(dòng)能正常進(jìn)行;當(dāng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)時(shí),細(xì)胞代謝活動(dòng)就會(huì)受影響。因此內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是人體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。拓展題提示:當(dāng)動(dòng)物進(jìn)食高濃度的糖溶液后,大量的葡萄糖被吸收進(jìn)入血液,導(dǎo)致血糖濃度暫時(shí)升高。血糖濃度的升高會(huì)刺激機(jī)體加速分泌胰島素,同時(shí)抑制胰高血糖素的分泌。在胰島素和胰高血糖素的共同調(diào)節(jié)下,血糖濃度逐漸恢復(fù)到正常水平,具體調(diào)節(jié)機(jī)制可參考第2章有關(guān)血糖平衡調(diào)節(jié)的內(nèi)容。自我檢測的答案和提示一、概念檢測1.判斷(1)×;(2)√;(3)×;(4)√。2.選擇(1)D;(2)D;(3)D。3.畫概念圖見右圖二、知識遷移(1)水是良好的溶劑,為各種生化反應(yīng)提供溶液環(huán)境;水是體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體;水在體溫調(diào)節(jié)方面有作用;水是某些生化反應(yīng)的反應(yīng)物;水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分等。(2)說明健康的人體具有維持體內(nèi)水平衡的能力。三、技能應(yīng)用(1)否。(2)血液中的糖分既可來源于食物中的糖類物質(zhì),也可來源于其他物質(zhì)在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化。四、思維拓展提示:航天器和航天服中的生命保障系統(tǒng),主要由氧源(氣瓶)和供氣調(diào)壓組件、水升華器和水冷卻循環(huán)裝置、空氣凈化組件、通風(fēng)組件、通信設(shè)備、應(yīng)急供氧分系統(tǒng)、控制組件和電源、報(bào)警分系統(tǒng)、遙測分系統(tǒng)等組成。它能夠?yàn)楹教靻T提供呼吸用氧,并控制服裝內(nèi)的壓力和溫度,清除航天服內(nèi)C02、臭味、濕氣和微量污染等。這套生命保障系統(tǒng)與壓力服(給宇航員提供正常大氣壓)一起,在人體周圍創(chuàng)造適宜人生存和工作的微型氣候環(huán)境,有利于宇航員維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。第2章動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)一、教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)第1節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)一、答案和提示(一)問題探討:些問題具有開放性,可以讓學(xué)生充分討論后再回答,目的是引起學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的興趣。(二)思考與討論11.神經(jīng)元包括胞體和突起兩部分,突起一般又可分為樹突和軸突兩種。神經(jīng)元的長的突起外表大都套有一層鞘,組成神經(jīng)纖維。許多神經(jīng)纖維集結(jié)成束,外面包著由結(jié)締組織形成的膜,構(gòu)成一條神經(jīng)。2.反射弧一般都包括五個(gè)部分:感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器。3.不能;至少需要兩個(gè),如膝跳反射等單突觸反射的傳入神經(jīng)纖維經(jīng)背根進(jìn)入中樞(即脊髓)后,直達(dá)腹根與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系;而絕大多數(shù)的反射活動(dòng)都是多突觸反射,也就是需要三個(gè)或三個(gè)以上的神經(jīng)元參與;而且反射活動(dòng)越復(fù)雜,參與的神經(jīng)元越多。4.蛙的搔扒反射有脊髓的參與,人的膝跳反射、排尿反射、排便反射等也都有脊髓參與。(三)思考與討論2:明顯,由于突觸間隙的存在,興奮在神經(jīng)元之間不能以神經(jīng)沖動(dòng)的形式進(jìn)行傳遞,而是通過神經(jīng)遞質(zhì)與特異性受體相結(jié)合的形式將興奮傳遞下去的。(四)資料分析1.成人和嬰兒控制排尿的初級中樞都在脊髓,但它受大腦控制。嬰兒因大腦的發(fā)育尚未完善,對排尿的控制能力較弱,所以排尿次數(shù)多,而且容易發(fā)生夜間遺尿現(xiàn)象。2.是控制排尿的高級中樞,也就是大腦出現(xiàn)了問題。3.這些例子說明低級中樞受相應(yīng)的高級中樞的調(diào)控。(五)思考與討論3:可能是H區(qū)出現(xiàn)了問題。(六)旁欄思考題:記憶必須加以鞏固才能持久,鞏固的方法是復(fù)習(xí)。通過各種感覺器官進(jìn)入人腦的信息量非常大,據(jù)估計(jì)僅有1%的信息能被較長期地記憶,大部分都將被遺忘。能被長期貯存的信息是反復(fù)被運(yùn)用的。通過反復(fù)運(yùn)用,信息在短期記憶中循環(huán),從而延長信息在其中的停留時(shí)間,這樣就使這些信息更容易轉(zhuǎn)入長期記憶。(七)練習(xí)基礎(chǔ)題1.B。2.大腦、小腦和腦干。拓展題1.b、c、d、e。2.都表現(xiàn)為電位差,但電流在導(dǎo)線中的傳導(dǎo)是自由電子的定向移動(dòng)形成的,而神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)主要是靠細(xì)胞膜兩側(cè)帶電粒子的跨膜運(yùn)動(dòng)形成的。第2節(jié)通過激素的調(diào)節(jié)一、答案與提示(一)問題探討計(jì)算:如果僅靠血液中的葡萄糖,馬拉松運(yùn)動(dòng)員只能跑1min左右(0.8~1.2min)。討論:可能會(huì)導(dǎo)致血糖含量短暫的輕度下降,但仍能基本保持穩(wěn)定,不會(huì)影響運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)過程中,血糖會(huì)因補(bǔ)充肌肉消耗的糖類物質(zhì)而含量下降,同時(shí),血糖會(huì)隨時(shí)從儲(chǔ)能物質(zhì)的分解、轉(zhuǎn)化等得到補(bǔ)充。(二)資料分析1.不迷信權(quán)威、創(chuàng)造性思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。2.他們的科學(xué)發(fā)現(xiàn)主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:其一是發(fā)現(xiàn)促胰液素;其二是發(fā)現(xiàn)了不同于神經(jīng)調(diào)節(jié)的另一種調(diào)節(jié)方式──激素調(diào)節(jié)。(三)思考與討論1.在運(yùn)動(dòng)員的比賽過程中,血糖可以通過三條途徑得到補(bǔ)充:食物中的糖類經(jīng)過消化和吸收、糖原分解為葡萄糖及一些非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖。2.這是因?yàn)檫@些被吸收到體內(nèi)的葡萄糖部分合成糖原儲(chǔ)存起來了,部分轉(zhuǎn)化為脂肪、氨基酸等非糖物質(zhì),還有一些被氧化分解了,所以血糖含量很快恢復(fù)正常。(四)模型建構(gòu)分析與結(jié)論1.乙代表胰島。2.當(dāng)血糖水平升高時(shí),胰島B細(xì)胞分泌的胰島素增加,同時(shí)胰島A細(xì)胞分泌的胰高血糖素減少;反應(yīng)的結(jié)果將使體內(nèi)血糖水平下降到正常水平。當(dāng)血糖水平降低時(shí),胰島B細(xì)胞分泌的胰島素減少,同時(shí)胰島A細(xì)胞分泌的胰高血糖素增加,從而使體內(nèi)血糖水平上升到正常水平。應(yīng)用模型進(jìn)行分析:當(dāng)身體不能產(chǎn)生足夠的胰島素時(shí),體內(nèi)血糖水平將會(huì)上升,多余的血糖將會(huì)從尿中排出,出現(xiàn)糖尿病。(五)旁欄思考題:反饋調(diào)節(jié)有正負(fù)反饋之分,其中負(fù)反饋在日常生活及人體的生理活動(dòng)中都很常見。我們?nèi)粘I钪杏玫降碾姳?、空調(diào)等的調(diào)溫系統(tǒng)都是根據(jù)負(fù)反饋原理來設(shè)計(jì)的,機(jī)體內(nèi)的許多生理活動(dòng),如絕大多數(shù)激素的分泌、體溫調(diào)節(jié)等都是負(fù)反饋調(diào)節(jié)的最好例子。正反饋在人的正常生理活動(dòng)中也是存在的,如排尿反射、血液的凝固過程、分娩過程、月經(jīng)周期中黃體生成素的釋放等。日常生活中也不乏正反饋的實(shí)例,如某位學(xué)習(xí)刻苦的同學(xué)得到表揚(yáng)后,學(xué)習(xí)更加刻苦。(六)與社會(huì)的聯(lián)系:糖尿病是由遺傳和環(huán)境因素相互作用而引起的一種常見病,與人們的飲食狀況和生活方式有直接的關(guān)系。飲食過多而不節(jié)制,營養(yǎng)過剩,體力活動(dòng)過少,從而造成肥胖(脂肪堆積)等是糖尿病的誘因之一。現(xiàn)代社會(huì)人們的壓力越來越大,伴隨著精神的緊張、情緒的激動(dòng)等多種應(yīng)激狀態(tài),體內(nèi)升高血糖的激素(如生長激素、去甲腎上腺素、胰高血糖素及腎上腺皮質(zhì)激素等)會(huì)大量分泌,從而使血糖升高。糖尿病的治療必須以飲食控制、運(yùn)動(dòng)治療為前提。糖尿病病人應(yīng)控制進(jìn)食糖類食物,減少高脂肪及高膽固醇食物的攝入量,適量增加高纖維及淀粉類食物。經(jīng)常參加體育運(yùn)動(dòng),盡可能做全身運(yùn)動(dòng),包括散步和慢跑等。在此基礎(chǔ)上,適當(dāng)使用胰島素增敏劑等藥物。(七)練習(xí):基礎(chǔ)題1.C、D。2.
抗利尿激
素分泌量集合管對水
的通透性重吸收
水量排尿量飲水多少降低減少增加缺水多提高增加減少激素的分泌主要是由機(jī)體內(nèi)外環(huán)境的變化引起的。機(jī)體通過分泌相應(yīng)激素來調(diào)節(jié)生理活動(dòng),從而適應(yīng)環(huán)境的變化。3.正負(fù)反饋調(diào)節(jié)對于生命活動(dòng)都具有重要的意義。一旦正反饋過程啟動(dòng),就逐步增強(qiáng),不可逆地進(jìn)行,直至反應(yīng)完成,如排尿反射、血液的凝固過程、分娩過程等。相比起來,負(fù)反饋的重要性似乎遠(yuǎn)大于正反饋,一是因?yàn)樗谏砘顒?dòng)中的數(shù)量大、涉及面廣;二是它不斷“糾正”控制信息,從而在維持穩(wěn)態(tài)上發(fā)揮著巨大作用。以體溫為例,人的正常體溫在37℃拓展題:胰島素是由51個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)類激素,蛋白質(zhì)的多肽鏈?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成的,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對多肽鏈進(jìn)行加工,并運(yùn)輸?shù)礁郀柣w,高爾基體與蛋白質(zhì)的加工和轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān),所以,胰島素的合成和分泌需要這些細(xì)胞器參與。大致過程是:在細(xì)胞核內(nèi),基因完成轉(zhuǎn)錄,形成mRNA,mRNA被轉(zhuǎn)送到細(xì)胞質(zhì),在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中指導(dǎo)合成多肽鏈(先形成的長鏈大分子稱為前胰島素原);前胰島素原能穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)加工,成為胰島素原;然后胰島素原被運(yùn)到高爾基體,繼續(xù)加工成為成熟的胰島素,由高爾基體分泌的囊泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜,分泌到細(xì)胞外。第3節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系一、答案和提示:(一)問題探討1.在重力加速度的影響下,全身的血液要進(jìn)行重新分配,這是一個(gè)方面;另一方面,雖然知道坐過山車是安全的,但不免還是有點(diǎn)擔(dān)心,在這種狀態(tài)下,內(nèi)分泌系統(tǒng)分泌出腎上腺素等多種激素,使心跳和呼吸加快,血壓上升。2.人由于緊張,會(huì)緊握雙拳、發(fā)出叫喊等,這些反應(yīng)與神經(jīng)調(diào)節(jié)有關(guān);心跳和呼吸加快、血壓上升等與激素調(diào)節(jié)有關(guān)。在這種緊張的狀態(tài)下,腎上腺、垂體等一接到神經(jīng)系統(tǒng)的信號,就分泌多種激素進(jìn)行應(yīng)急。(二)資料分析1.極地的氣溫明顯低于人的體溫,而高溫車間的溫度要高于人的體溫,在這樣的環(huán)境條件下的體溫調(diào)節(jié)過程,學(xué)生應(yīng)該很容易根據(jù)教材中的“體溫調(diào)節(jié)圖解”分析出來。但是,人的體溫調(diào)節(jié)能力是有限的,如果長時(shí)間停留在過低或過高的環(huán)境溫度下,體溫就會(huì)降低或升高,使機(jī)體生命活動(dòng)發(fā)生障礙。所以,在這些情況下,應(yīng)人為采取措施進(jìn)行調(diào)節(jié),如在不同的溫度環(huán)境中,增減衣著,創(chuàng)設(shè)人工氣候環(huán)境,以達(dá)到祛暑或御寒的目的。利用現(xiàn)代科技手段,制造溫度調(diào)節(jié)裝備(如空調(diào)等),使人們不但能在特殊環(huán)境下從事勞動(dòng)(如高溫、低溫環(huán)境下的作業(yè)),而且可以進(jìn)入外層宇宙空間。2.在飲水過多的情況下,細(xì)胞外液滲透壓降低,下丘腦的滲透壓感受器感受到這一變化,將信號傳送給垂體,垂體釋放的抗利尿激素的量減少,因此尿量增加,將體內(nèi)多余的水分通過尿液排出體外,維持了水和無機(jī)鹽的平衡。(三)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1)×;(2)√。2.這種做法是不可取的。雖然人體每天攝入和排出的水量是基本相等的,但還是需要一定的水量來維持正常的生命活動(dòng)。如果喝水過少,尿量就會(huì)很少,那么應(yīng)通過尿液排出的體內(nèi)代謝廢物無法正常排出,就會(huì)造成人體內(nèi)環(huán)境的紊亂。拓展題1.激素傳遞的信息需要通過體液的傳送,然后與相應(yīng)的靶細(xì)胞上的受體結(jié)合而發(fā)揮作用,多數(shù)情況下是比較緩慢的;而神經(jīng)傳導(dǎo)的興奮在同一個(gè)神經(jīng)元上是以電流的形式,只在突觸處才轉(zhuǎn)化為化學(xué)信號的形式,所以激素傳遞信息多數(shù)情況下沒有神經(jīng)傳導(dǎo)興奮的速度快。2.在緊急情況下,緊急信號通過交感神經(jīng)作用于腎上腺髓質(zhì),一方面促進(jìn)腎上腺素的合成,另一方面促進(jìn)它的釋放。腎上腺素作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),可以提高其興奮性,使機(jī)體警覺性提高,反應(yīng)變靈敏;同時(shí)作用于其他組織,使肺通氣量增加,心臟收縮力加強(qiáng),心率加快,血液重新分配到骨骼肌和肝臟,促進(jìn)糖原和脂肪分解以提供能量等。在這一過程中,交感神經(jīng)和腎上腺素的作用(即神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié))很難區(qū)分,它們相互配合,有利于機(jī)體應(yīng)付緊急的情況。第4節(jié)免疫調(diào)節(jié)一、答案和提示:(一)問題探討1.神經(jīng)系統(tǒng)感覺到病原體的存在一般是在有了病理反應(yīng)之后,在病菌或病毒剛進(jìn)入人體的時(shí)候,靠反射并不能對其作出反應(yīng)。2.不能。3.會(huì)。(二)資料分析11.由圖中曲線可以看出,T細(xì)胞的多少與HIV濃度之間成反比例關(guān)系。2.HIV濃度上升,會(huì)破壞更多的T細(xì)胞,使T細(xì)胞數(shù)目下降,從而導(dǎo)致人體免疫能力喪失,不能抵抗疾病的侵襲,進(jìn)而使人死亡。由此可以看出,T細(xì)胞在人體內(nèi)能夠攻擊侵入的病原體。3.約9年。(三)旁欄思考題不能預(yù)防所有的傳染病,因?yàn)橐呙缰粚μ囟ǖ牟≡w起作用,有些傳染病的病原體會(huì)發(fā)生變異,有些傳染病的機(jī)理目前還沒有完全研究清楚,或者是還沒有研制出針對這些疾病的疫苗。(四)資料分析21.移植的器官對于被移植者來說是異物,免疫系統(tǒng)具有排異反應(yīng),但是,當(dāng)時(shí)沒有針對這一問題采取任何措施。2.必須控制適當(dāng)?shù)膭┝?,恰到好處才有望使移植的器官能夠較長時(shí)間發(fā)揮作用。3.不能。例如,解決供體器官短缺的問題,需要有更多的人自愿捐獻(xiàn)器官。(五)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1)×;(2)√;(3)×。2.D。3.因?yàn)榘滩〔《局苯託⑺赖氖窃诿庖呦到y(tǒng)中起重要作用的T淋巴細(xì)胞,當(dāng)T淋巴細(xì)胞被殺死之后,免疫系統(tǒng)就處于癱瘓狀態(tài),因而不能抵御艾滋病病毒。4.提示:牛痘疫苗中含有少量經(jīng)過人工處理的減毒天花病毒。接種牛痘后,嬰兒體內(nèi)經(jīng)過一定階段,B細(xì)胞開始分化,小部分形成記憶B細(xì)胞,該細(xì)胞具有記憶和分化、產(chǎn)生抗體的功能。所以,當(dāng)再遇到天花病毒侵染時(shí),便能殺滅之。拓展題:建立骨髓庫或造血干細(xì)胞捐獻(xiàn)者資料庫的意義。造血干細(xì)胞移植是現(xiàn)在很多疾病,尤其是白血病的惟一的有效治療手段。我國每年約有400多萬患者等待著造血干細(xì)胞移植。全國每年新增白血病患者4萬人,而且主要發(fā)病年齡在35歲以下,其中50%以上是兒童。我國現(xiàn)在20歲左右的青年、少年及兒童中獨(dú)生子女多,這就意味著很難在有親緣關(guān)系的兄弟姐妹中找到造血干細(xì)胞供者,而在非血緣關(guān)系者中具有相同HLA(人類白細(xì)胞抗原)配型、能夠?qū)嵤┕撬枰浦驳母怕手挥?/10000~1/5000,甚至更小(如果供者與受者的HLA不同,便會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的排斥反應(yīng),甚至危及患者的生命)。因此,只有盡快使中國造血干細(xì)胞捐獻(xiàn)者資料庫擴(kuò)充到10萬份以上,才可以初步適應(yīng)臨床的需要。成立志愿捐獻(xiàn)者資料庫就成為挽救患者的惟一途徑。(六)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì):2.以下行為有可能傳染艾滋病,因?yàn)檫@些行為中都可能接觸到含有HIV的體液:(2)靜脈吸毒者共用一個(gè)針管;(5)與艾滋病患者共用紋身、紋眉器械;(7)輸入含有HIV的血液;(10)與艾滋病病人共用剃須刀。以下行為不會(huì)傳染艾滋病,因?yàn)檫@些行為中都不接觸含有HIV的體液:(1)與艾滋病病人共同進(jìn)餐;(3)在運(yùn)動(dòng)中撞到艾滋病患者;(4)與艾滋病患者擁抱;(6)觸摸艾滋病患者摸過的門把手;(8)叮咬過艾滋病患者的蚊蠅叮咬正常人;(9)與艾滋病患者共用沖水馬桶。自我檢測的答案和提示一、概念檢測1.填空(1)下降,骨骼肌收縮。皮膚毛細(xì)血管收縮。下丘腦,腎上腺、胰島、甲狀腺等。(2)腦干。(3)異物。(4)過敏;過敏原,灰塵。2.選擇(1)C;(2)D。3.畫概念圖:(1)a神經(jīng)元;b傳入神經(jīng)元;c傳出神經(jīng)元;d神經(jīng)元;e效應(yīng)器二、知識遷移:1.D
2.D三、技能應(yīng)用:紅色曲線是糖尿病患者的,因?yàn)樘悄虿』颊叩难菨舛茸兓瘎×?。四、思維拓展:這是一道比較開放的題,引導(dǎo)學(xué)生做發(fā)散性的思維。電腦最基本的構(gòu)成是處理器、內(nèi)存和總線結(jié)構(gòu),它最基本的行為是對從外部輸入或接收的信息和指令作出反應(yīng)。人腦的功能單元是神經(jīng)元,在電腦中則是硅晶體管。一個(gè)晶體管就是一個(gè)快速打開和關(guān)閉的開關(guān),它在與它相連的電路中產(chǎn)生電脈沖,這就產(chǎn)生了電腦存儲(chǔ)和調(diào)用數(shù)據(jù)的語言。人腦基本上是一個(gè)平行機(jī),而現(xiàn)在的電腦大都是串行的。最大的電腦的記憶容量是1012個(gè)字節(jié),人腦的記憶容量的字節(jié)數(shù)則大約為10后面跟8432個(gè)零。電腦經(jīng)歷了幾代的變革,計(jì)算速度和存儲(chǔ)能力不斷提高,所以在它的工具功能上,人腦自愧不如,如人的腦神經(jīng)傳遞信息是毫秒數(shù)量級,而計(jì)算機(jī)的為納秒,比人快了100萬倍。但電腦仍存在很大弱點(diǎn),那就是它本身沒有思維能力,不具備人所具有的智力,它只能依照預(yù)定的程序運(yùn)行。第3章植物的激素調(diào)節(jié)一、教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)一、答案與提示(一)問題探討:1.彎向窗外生長。2.是較長時(shí)間的單側(cè)光刺激引起植株彎向窗外光源生長。這樣,可以使植株獲得更多陽光,從而可以通過光合作用合成更多的有機(jī)物,滿足自身生長發(fā)育的需要。3.植株的彎曲生長發(fā)生在幼嫩部位。(二)旁欄思考題1.分別遮蓋胚芽鞘頂端和它下面一段,是采用排除法,觀察某一部分不受單側(cè)光刺激時(shí),胚芽鞘的反應(yīng),從而確定是胚芽鞘哪一部分在起作用。胚芽鞘彎曲生長的是頂端下面的一段,感受光刺激的是頂端。這說明,是胚芽鞘頂端接受單側(cè)光照射后,產(chǎn)生某種刺激傳遞到下面,引起下面一段彎曲生長。2.因?yàn)樵摯碳ぃㄉL素)在向光一側(cè)和背光一側(cè)的分布(濃度)存在差異,因而引起兩側(cè)的生長不均勻。3.沒有。他是在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)密分析的基礎(chǔ)上作出這個(gè)推斷的。要得出這樣的結(jié)論,既需要以事實(shí)為依據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的邏輯推理,還需要一定的想像力。(三)技能訓(xùn)練1.不嚴(yán)密,沒有考慮將胚芽鞘倒過來放置時(shí)的情況。2.結(jié)論2不嚴(yán)謹(jǐn)。沒有實(shí)驗(yàn)證明生長素不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。3.應(yīng)該增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實(shí)驗(yàn),以研究生長素能不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題可以使植株接受比較均勻的陽光照射,以避免因植物的向光性生長而引起植株彎曲。第2節(jié)生長素的生理作用一、探究指導(dǎo)在上節(jié)課結(jié)束時(shí),應(yīng)布置學(xué)生預(yù)習(xí)探究活動(dòng)“探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”的指導(dǎo),并準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)用具,如楊樹枝條、礦泉水瓶等。教師如果能提前做本探究活動(dòng)的預(yù)實(shí)驗(yàn),可避免人力、物力、財(cái)力和時(shí)間的浪費(fèi),也可做到心中有數(shù),有的放矢。(一)材料用具的準(zhǔn)備1.實(shí)驗(yàn)材料:可以用楊、加拿大楊、月季等的枝條。2.實(shí)驗(yàn)用具:天平、量筒、容量瓶、燒杯、滴管、試劑瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐(下方帶流水孔)、盛水托盤、礦泉水瓶。3.插條選擇:插條質(zhì)量和規(guī)格對探究實(shí)驗(yàn)效果影響很大。大樹上的1~2年生枝條,可以作為扦插的材料,但以1年生苗木為最好(1年或2年生枝條形成層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活)。實(shí)驗(yàn)表明,插條部位以種條中部剪取的插穗為最好,基部較差,梢部插穗仍可利用。實(shí)驗(yàn)室用插穗長5~7cm,直徑1~14.扦插枝條的處理:(1)枝條的形態(tài)學(xué)上端為平面,下端要削成斜面,這樣在扦插后可增加吸收水分的面積,促進(jìn)成活。(2)每一枝條留3~4個(gè)芽,所選枝條的芽數(shù)盡量一樣多。(二)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.選擇生長素類似物:2,4-D或α-萘乙酸(NAA)等。2.配制生長素類似物母液:5mg/mL(用蒸餾水配制,加少許無水乙醇以促進(jìn)溶解)。3.設(shè)置生長素類似物的濃度梯度:用容量瓶將母液分別配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5mg/mL的溶液,分別放入小磨口瓶,及時(shí)貼上相應(yīng)標(biāo)簽。NAA有毒,配制時(shí)最好戴手套和口罩。剩余的母液應(yīng)放在4℃4.枝條處理方法:浸泡法和沾蘸法建議各小組采用不同方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。浸泡法也可設(shè)置不同的浸泡時(shí)間。應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)多種方案,以便交流,資源共享。(三)探究活動(dòng)1.提出問題:不同濃度的生長素類似物,如2,4-D或NAA,促進(jìn)楊插條生根的最適濃度是多少呢?2.作出假設(shè):適宜濃度的2,4-D或NAA可以使楊或月季插條基部的薄壁細(xì)胞恢復(fù)分裂能力,產(chǎn)生愈傷組織,長出大量不定根。3.預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果:經(jīng)過一段時(shí)間后(約3~5d),用適宜濃度的2,4-D或NAA處理過的插條基部和樹皮皮孔處(插條下1/3處)出現(xiàn)白色根原體,此后逐漸長出大量不定根;而用較低濃度、較高濃度或清水處理的枝條長出極少量的不定根或不生根。4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)制作插條。(2)分組處理:將插條分別用不同的方法處理(藥物濃度、浸泡時(shí)間等可多組。如可分別在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24h等)。(3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):將處理過的插條下端浸在清水中,注意保持溫度(25~30℃)。(4)小組分工,觀察記錄:前三天每天都要觀察記錄各小組實(shí)驗(yàn)材料的生根情況。教師可以設(shè)計(jì)記錄表格,更應(yīng)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)記錄表格,提供學(xué)生創(chuàng)造性活動(dòng)的空間和機(jī)會(huì)。記錄過程是意志與耐心的鍛煉,既有分工也有協(xié)作。記錄用不同濃度生長素類似物處理后枝條生根情況,如生根條數(shù),最長與最短根的長度等。(濃度適宜的生長素類似物處理后,在綠色樹皮的皮孔處長有白色幼根;時(shí)間長一些會(huì)在枝條下端斜面樹皮與木質(zhì)部之間長有白色根原體)。每隔2~3d記錄也可。(5)研究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。①分析不同插條的生根情況。不能生出不定根:有可能是枝條上沒有芽、枝條倒插等。都能生出不定根:促進(jìn)扦插枝條生根是指刺激枝條的下端生出不定根,而不是刺激根生長。不同的枝條可能生出的不定根的數(shù)目多少不一樣,如枝條上芽多,則產(chǎn)生的生長素就多,就容易促使不定根的萌發(fā)。②分析與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的其他因素。A.溫度要一致;B.設(shè)置重復(fù)組。即每組不能少于3個(gè)枝條;C.設(shè)置對照組。清水空白對照;設(shè)置濃度不同的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間進(jìn)行對比,目的是探究2,4-D或α-萘乙酸促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度。5.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論本探究活動(dòng)關(guān)鍵是時(shí)間安排。建議課前提交藥品選擇和藥液濃度控制的設(shè)計(jì)方案,培訓(xùn)關(guān)于選取枝條、怎樣做插條的方法,說明注意事項(xiàng),并確定各小組的分工。課堂實(shí)驗(yàn)最好在教師帶領(lǐng)下,由學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)裝置,將實(shí)驗(yàn)操作部分安排在課外或在家庭中進(jìn)行。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中按照小組分工認(rèn)真進(jìn)行觀察,實(shí)事求是地對實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中(包括課內(nèi)、課外)和實(shí)驗(yàn)后插條生根的情況進(jìn)行記錄,并及時(shí)整理數(shù)據(jù),繪制成表格或圖形。最后分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)預(yù)測是否一致,得出探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。不要求實(shí)驗(yàn)結(jié)果都一致,但要求有分析研究。6.表達(dá)與交流實(shí)驗(yàn)小組的每一個(gè)成員都要寫出自己個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,向小組和全班匯報(bào)探究過程和結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)或體會(huì),包括在科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神方面的收獲。7.進(jìn)一步探究“進(jìn)一步探究”旨在鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行擴(kuò)展性的探究和實(shí)踐,大多數(shù)需要在課外完成。教師應(yīng)當(dāng)提供機(jī)會(huì),讓學(xué)生互相進(jìn)行交流和討論。這個(gè)欄目的活動(dòng)給學(xué)生以更大的自主性,教師可根據(jù)學(xué)生的知識與技能基礎(chǔ),給予適當(dāng)?shù)奶崾净蛑笇?dǎo)。鼓勵(lì)有興趣的學(xué)生進(jìn)一步探究不同季節(jié)和枝條老幼部位對生長素類似物的反應(yīng),讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)和實(shí)施。二、答案和提示(一)問題探討1.不同。如圖所示,對于根來說,最適濃度大約是10-10mol/L;對于芽來說,最適濃度大約是10-8mol/L;而對于莖來說,最適濃度大約是10-4mol/L。2.不同的生長素濃度,對于同一器官所起的作用也不同。在一定濃度范圍內(nèi)促進(jìn)生長,超過這一范圍則抑制生長。(二)練習(xí)基礎(chǔ)題1.C。
2.B。拓展題1.由于重力作用,生長素在下部的濃度高。對于植株的莖來說,這個(gè)濃度的生長素能促進(jìn)生長,因而下面的生長較快,植株的莖就向上彎曲生長。同樣的生長素濃度,對于植株的根來說,卻會(huì)抑制生長,因而,根部下面的生長比上面的慢,根就向下彎曲生長。如果是在太空中的空間站中生長,植株就不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況,而是橫向生長。2.因?yàn)槿四蛑泻形⒘康纳L素,將黃泥反復(fù)浸到尿液中再曬干,黃泥中就會(huì)吸附一定的生長素。用這樣的黃泥封裹枝條,就能利用其中的生長素促進(jìn)枝條生根。第3節(jié)其他植物激素一、答案和提示(一)問題探討1.說明乙烯至少能起促進(jìn)果實(shí)成熟的作用。(二)旁欄思考題是的,植物激素自身的合成也是受基因組控制的。(三)資料分析1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,使用植物生長調(diào)節(jié)劑的例子較多,以下是部分例子。①用GA(赤霉素類)打破萵苣、馬鈴薯、人參種子的休眠;促進(jìn)莧、芹菜等的營養(yǎng)生長,增加產(chǎn)量。②用NAA促進(jìn)甘薯、黃楊、葡萄的生根;對蘋果、鴨梨進(jìn)行疏花疏果,促進(jìn)脫落;對棉花進(jìn)行?;ū9乐姑撀?。③用乙烯利促進(jìn)黃瓜、南瓜的雌花分化;促進(jìn)香蕉、柿、番茄的果實(shí)成熟。④施用矮壯素(生長延緩劑)防止棉花徒長、促進(jìn)結(jié)實(shí)。2.可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況靈活回答。番茄、香蕉、蘋果、葡萄、柑橘等在生產(chǎn)實(shí)際中可以應(yīng)用乙烯利催熟。3.植物生長調(diào)節(jié)劑使用得當(dāng),不會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì),甚至可以改善品質(zhì)。例如,適當(dāng)施用GA可以提高葡萄品質(zhì)。如果使用不當(dāng),或片面追求短期經(jīng)濟(jì)效益,則有可能影響產(chǎn)品品質(zhì)。例如,用2,4-D處理番茄增加座果后,如果不配合整枝施肥,會(huì)出現(xiàn)果實(shí)多而小的情況;為提早上市而采摘遠(yuǎn)未成熟的柿子再催熟,其果實(shí)品質(zhì)就不一定好。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.D,因?yàn)樗侨斯ず铣傻奈镔|(zhì),屬于植物生長調(diào)節(jié)劑。2.B更準(zhǔn)確。A過于絕對,植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)是非常復(fù)雜的過程,從根本上說是由基因控制的,環(huán)境變化也會(huì)影響基因的表達(dá),激素調(diào)節(jié)只是其中的一種調(diào)節(jié)方式。4.植物激素在對植物生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),并不是完全孤立地發(fā)揮作用,而是相互作用,形成復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)共同調(diào)節(jié)。例如,在生長素濃度升高時(shí),會(huì)促進(jìn)乙烯的合成。拓展題:1.這是因?yàn)槊撀渌崮艽龠M(jìn)種子休眠,抑制發(fā)芽。持續(xù)一段時(shí)間的高溫,能使種子中的脫落酸降解。沒有了脫落酸,這些種子就不會(huì)像其他種子那樣休眠了。然后,大雨天氣又給在穗上的種子提供了萌發(fā)所需要的水分,于是種子就會(huì)不適時(shí)地萌發(fā)。自我檢測的答案和提示一、概念檢測1.D。2.B,C,D。3.D。二、知識遷移:B,因?yàn)楣饧?xì)胞由子房壁、胎座等細(xì)胞發(fā)育而來,染色體數(shù)與體細(xì)胞一樣。三、技能應(yīng)用:除了濃度以外,還需要考慮的因素有:適用于哪些莊稼的除草,能除哪些雜草,使用時(shí)間,藥物毒性及殘留,生產(chǎn)日期,有效期,生產(chǎn)者及其他注意事項(xiàng)等。四、思維拓展:(方框一)赤霉菌產(chǎn)生的物質(zhì)使水稻患惡苗病,這種物質(zhì)能促進(jìn)植株增高;(方框二)不能夠證明赤霉素就是植物激素,因?yàn)橹参锛に貞?yīng)該是植物自身產(chǎn)生的調(diào)節(jié)物質(zhì),這時(shí),還沒有證明植物自身能合成這種物質(zhì)。其他相關(guān)資料:1935年,從赤霉菌中分離出赤霉素;1954年,從真菌培養(yǎng)液中提取出赤霉素;1957年,首次報(bào)道在高等植物中存在赤霉素;1958年,從連莢豆未成熟的種子中分離得到赤霉素結(jié)晶,說明赤霉素是高等植物自身能合成的天然物質(zhì)。第四章種群和群落一、教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)第1節(jié)種群的特征一、資料:1、幾種年齡型種群的特點(diǎn)2、種群特征之間的關(guān)系類型種群構(gòu)成特點(diǎn)發(fā)展趨勢增長型幼年個(gè)體很多,老年個(gè)體很少種群密度會(huì)越來越大穩(wěn)定型各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中種群密度在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定衰退型老年個(gè)體很多,幼年個(gè)體很少種群密度會(huì)越來越小二、答案和提示(一)問題探討1.可采用課本介紹的兩種取樣方法取樣,用樣方法進(jìn)行估算。也可以將模擬草地平均分成若干等份,求得其中一份的數(shù)量后,再估算整體的數(shù)量。(二)探究1.“問題探討”中調(diào)查對象是完全隨機(jī)分布的,且調(diào)查區(qū)域是規(guī)則的,調(diào)查對象與其他物體的區(qū)分是顯而易見的,因此,采用樣方法得到的估算值與真實(shí)情況比較容易接近(誤差?。6趯?shí)地調(diào)查中,調(diào)查對象的分布往往不是隨機(jī)的,調(diào)查區(qū)域也往往不是規(guī)則的,還有許多其他因素會(huì)干擾和影響調(diào)查的準(zhǔn)確性,因此,采用同樣的方法其結(jié)果誤差會(huì)比較大一些。但是,只要掌握了科學(xué)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法,其誤差會(huì)控制在允許的范圍之內(nèi)。2.為了確保所選擇的樣方具有代表性,不受主觀因素的影響,使通過樣方統(tǒng)計(jì)的結(jié)果(估算值)能更接近真實(shí)的情況。3.樣方的數(shù)量太少,其統(tǒng)計(jì)結(jié)果的誤差可能就較大;一般而言,樣方越多,其統(tǒng)計(jì)結(jié)果越接近真實(shí)情況。但是,樣方數(shù)量太多,整體取樣花費(fèi)的時(shí)間、精力就越多。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看,一定數(shù)量的樣方即可以保證統(tǒng)計(jì)結(jié)果的真實(shí)性。4.不同小組對同一種群的種群密度調(diào)查結(jié)果可能是不一樣的。種群密度的調(diào)查結(jié)果應(yīng)當(dāng)允許在一定范圍內(nèi)波動(dòng),例如5%以內(nèi)。如果超出了此范圍,在其他條件相同的情況下,造成不一樣的原因應(yīng)當(dāng)首先歸結(jié)為采取不同的樣方法所致。所以,要針對實(shí)際情況,討論取樣方法是否存在問題。(三)思考與討論:1.圖中A種群屬于增長型,C種群屬于衰退型,B種群屬于穩(wěn)定型。這是由于種群中年輕個(gè)體越多,一般來說出生率會(huì)越高,死亡率會(huì)越低。2.年齡組成為穩(wěn)定型的種群,種群數(shù)量也不一定總是保持穩(wěn)定。這是因?yàn)槌錾屎退劳雎什煌耆珱Q定于年齡組成,還會(huì)受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響。此外,種群數(shù)量還受遷入率和遷出率的影響。年齡組成為衰退型的種群,種群數(shù)量一般來說會(huì)越來越小,但是也不排除由于食物充足、缺少天敵、遷入率提高等原因而使種群數(shù)量增長的情況。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.約386條。2.調(diào)查鼠的密度可用標(biāo)志重捕法,調(diào)查蚯蚓的密度可用樣方法。3.B。拓展題1.個(gè)體往往有性別、大小、年齡等特征,種群不具備這些特征。將一定地域中同種生物的所有個(gè)體作為一個(gè)整體(即種群)來看時(shí),這個(gè)整體就會(huì)出現(xiàn)個(gè)體所不具備的特征,如種群密度、出生率和死亡率等。可見,由部分組成的整體不是部分的簡單加和,而是會(huì)出現(xiàn)新的屬性。2.隨著營養(yǎng)和醫(yī)療水平的不斷提高,我國人口的平均壽命還會(huì)延長;由于實(shí)施計(jì)劃生育,出生率仍將維持在較低水平,因此,老年人在總?cè)丝谥兴急壤赡苓€會(huì)升高。關(guān)于現(xiàn)行計(jì)劃生育政策是否應(yīng)當(dāng)調(diào)整,可讓學(xué)生自由發(fā)表意見,不求統(tǒng)一的答案。三、拓展資料:1.種群密度的調(diào)查方法:種群密度是指種群在單位面積(或體積)中的個(gè)體數(shù)量,它是一個(gè)隨環(huán)境條件和調(diào)查時(shí)間而變化的變量。所調(diào)查的種群密度為特定時(shí)間和特定空間的密度,它反映了生物與環(huán)境的相互關(guān)系。樣方法和標(biāo)志重捕法是調(diào)查種群密度常用的方法。(1)樣方法:樣方法的方法繁多,依生物種類、具體環(huán)境不同而有所不同。樣方的面積有大有小,樣方形狀也有方形、長方形、圓形、條帶狀等多種,但是各種方法的原理卻是相同的。首先,在要調(diào)查的生物群落中,確定一個(gè)或數(shù)個(gè)范圍相對較大區(qū)域作為樣地;再在樣地中隨機(jī)選取若干個(gè)樣方;然后計(jì)數(shù)各樣方中的全部個(gè)體數(shù)量;最后,計(jì)算全部樣方個(gè)體數(shù)量的平均數(shù),通過數(shù)理統(tǒng)計(jì),對種群總體數(shù)量進(jìn)行估計(jì)。(2)標(biāo)志重捕法:標(biāo)志重捕法是在一個(gè)有比較明確界限的區(qū)域內(nèi),捕捉一定量生物個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記,然后放回,經(jīng)過一個(gè)適當(dāng)時(shí)期(標(biāo)記個(gè)體與未標(biāo)記個(gè)體重新充分混和分布后),再進(jìn)行重捕。根據(jù)重捕樣本中標(biāo)記者的比例,估計(jì)該區(qū)域的種群總數(shù)。這種方法一般適用于哺乳類、鳥類、魚類、昆蟲和腹足類等動(dòng)物種群數(shù)量的估計(jì)。假定在調(diào)查區(qū)域中,捕獲M個(gè)個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記,然后放回原來的自然環(huán)境,經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行重捕,重捕的個(gè)體數(shù)為n,其中已標(biāo)記的個(gè)體數(shù)為m,根據(jù)總數(shù)N中標(biāo)記比例與重捕取樣中標(biāo)記比例相等的原則,即N∶M=n∶m,可得調(diào)查區(qū)域種群數(shù)量N=M×n/m。N只是種群總數(shù)的估計(jì)值,因此,與樣方法一樣,必須測定該估計(jì)值的可置信程度。第2節(jié)種群數(shù)量的變化一、探究指導(dǎo):探究實(shí)驗(yàn)“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”,旨在讓學(xué)生通過對培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量連續(xù)7天的觀察,探究變化規(guī)律,進(jìn)而統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),建構(gòu)數(shù)學(xué)模型,繪制變化曲線。1.提出問題教材中提出的問題是:培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的?教師也可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生,依據(jù)所學(xué)知識,分析酵母菌生長的條件與種群數(shù)量增長之間的關(guān)系,提出探究的問題。例如,在不同溫度(以及通氧、通CO2等)條件下酵母菌種群數(shù)量增長的情況如何?不同培養(yǎng)液(如加糖和不加糖)中酵母菌種群數(shù)量增長的情況如何?等等。二、答案和提示:(一)問題探討1.Nn=2n,N代表細(xì)菌數(shù)量,n代表“代”。2.N=2216。3.細(xì)菌數(shù)量不會(huì)永遠(yuǎn)按這個(gè)公式增長??梢杂脤?shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。(二)旁欄思考題1.同數(shù)學(xué)方程式相比,曲線圖表示的數(shù)學(xué)模型不夠精確。2.食物充足、沒有天敵、氣候適宜等。3.同一種群的K值不是固定不變的,會(huì)受到環(huán)境的影響。(三)思考與討論:對家鼠等有害動(dòng)物的控制,可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考,可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量,如將食物儲(chǔ)藏在安全處,斷絕或減少它們的食物來源;室內(nèi)采取硬化地面等措施,減少它們挖造巢穴的場所;養(yǎng)殖或釋放它們的天敵,等等。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.在食物充足、空間廣闊、氣候適宜、沒有天敵等優(yōu)越條件下,種群可能會(huì)呈“J”型增長。例如,澳大利亞昆蟲學(xué)家曾對果園中薊馬種群進(jìn)行過長達(dá)14年的研究,發(fā)現(xiàn)在環(huán)境條件較好的年份,種群數(shù)量增長迅速,表現(xiàn)出季節(jié)性的“J”型增長。在有限的環(huán)境中,如果種群的初始密度很低,種群數(shù)量可能會(huì)出現(xiàn)迅速增長。隨著種群密度的增加,種內(nèi)競爭就會(huì)加劇,因此,種群數(shù)量增加到一定程度就會(huì)停止增長,這就是“S”型增長。例如,柵列藻、小球藻等低等植物的種群增長,常常具有“S”型增長的特點(diǎn)。2.(1)以年份為橫坐標(biāo),種群數(shù)量為縱坐標(biāo),根據(jù)表中數(shù)字畫曲線。(2)食物充足,沒有天敵,氣候適宜等。(3)作為食物的植物被大量吃掉,導(dǎo)致食物匱乏;自然災(zāi)害等。拓展題:這是涉及最大持續(xù)產(chǎn)量的問題。關(guān)于最大持續(xù)產(chǎn)量,可以查閱生態(tài)學(xué)專著。還可以請教有經(jīng)驗(yàn)的人或訪問相關(guān)網(wǎng)站,了解單位面積水面應(yīng)放養(yǎng)的魚的數(shù)量。
第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu)一、答案和提示(一)問題探討1.本討論題關(guān)注池塘中的生物組成及其有序性,要引導(dǎo)學(xué)生討論池塘中的種群組成(群落結(jié)構(gòu)),具體有多少個(gè)種群并不重要??梢詮娜馐承贼~、植食性魚、浮游動(dòng)物、浮游植物、微生物等方面舉例。2.本討論題關(guān)注池塘中生物之間的相互關(guān)系。池塘中的肉食性魚大量減少,一些小魚等小型水生動(dòng)物因天敵減少,數(shù)量會(huì)大量增加,池塘中浮游動(dòng)物、浮游植物以及其他一些水生植物數(shù)量會(huì)大量減少。隨時(shí)間推移,植食性魚類等生物也因食物來源減少而數(shù)量減少。(二)資料分析1.在合適的條件下,大草履蟲和雙小核草履蟲均能正常生長繁殖。由于這兩種草履蟲具有相似的生活習(xí)性(尤其是能以同一種桿菌為食),當(dāng)它們被放在同一個(gè)容器中培養(yǎng)時(shí),起初兩種草履蟲的數(shù)量較少,而食物(桿菌)數(shù)量較多,因此表現(xiàn)為兩種草履蟲的種群數(shù)量均增加。但是,隨著兩種草履蟲數(shù)量的增加,相互之間對食物的爭奪表現(xiàn)為大草履蟲處于劣勢,雙小核草履蟲處于優(yōu)勢。隨著雙小核草履蟲數(shù)量的增加,爭奪食物的優(yōu)勢越來越大,最終大草履蟲失去了食物來源而滅亡。兩種草履蟲沒有分泌殺死對方的物質(zhì),進(jìn)一步證明了該實(shí)驗(yàn)結(jié)果緣于兩種草履蟲爭奪資源,這就是競爭。2.90多年的調(diào)查研究表明,猞猁和雪兔種群數(shù)量之間存在相關(guān)性。例如,從1845年到1855年間,猞猁數(shù)量的增加導(dǎo)致雪兔減少;而雪兔的減少,又會(huì)造成猞猁減少,之后雪兔又大量增加。從多年的調(diào)查看,雪兔和猞猁相互制約,使它們的種群數(shù)量保持在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。3.雪兔是以植物為食,猞猁是以雪兔為食。猞猁的存在不僅制約雪兔的種群數(shù)量,使得植物→雪兔→猞猁之間保持相對穩(wěn)定,而且由于植物資源比較穩(wěn)定,進(jìn)而使得另一些以植物為生的動(dòng)物數(shù)量及其食物鏈相對穩(wěn)定,因而整個(gè)群落可以處在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。4.資料1中兩個(gè)種群之間是通過食物間接地發(fā)生作用(競爭);資料2中兩個(gè)種群是通過捕食與被捕食直接地發(fā)生作用(捕食)。資料1相互作用的結(jié)果是一方處于優(yōu)勢,另一方處于劣勢,最終滅亡。資料2相互作用的結(jié)果是兩個(gè)種群數(shù)量相對穩(wěn)定。(三)想象空間:首先,要明白自然選擇的要意是什么。其次,要明白森林群落經(jīng)垂直分層后,其中的植物種群在資源和空間的分配上有什么變化。由此想像出通過自然選擇,不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的森林植物在森林群落的空間分布上呈現(xiàn)垂直分層現(xiàn)象。(四)探究:主要是取樣和采集方式要進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)調(diào)查水中小動(dòng)物種類的不同,取樣設(shè)備也不同,例如用網(wǎng)兜、瓶子等。取樣和采集時(shí)要考慮定點(diǎn)、定量等因素。定點(diǎn)就是要選取有代表性的地點(diǎn)取樣;定量就是每次取樣的數(shù)量(例如一瓶、一網(wǎng)等)要相同。(五)練習(xí)基礎(chǔ)題1.B。2.屏障撤掉后,很可能出現(xiàn)以下情況:由于種群A捕食種群B,種群B的數(shù)量減少,而種群A的數(shù)量增加。但隨著種群B的數(shù)量減少,種群A因食物來源減少而出現(xiàn)數(shù)量減少,種群B的數(shù)量又會(huì)出現(xiàn)一定的增加。這樣,假設(shè)水族箱中資源和其他條件較穩(wěn)定,種群A和種群B將出現(xiàn)此消彼長的相對穩(wěn)定情況。拓展題1.大致步驟:(1)選擇的植物(一般用草本植物)應(yīng)能適應(yīng)同一環(huán)境,植株大小基本一致。最好查閱有關(guān)資料搞清楚植物名稱與生活習(xí)性等;(2)實(shí)驗(yàn)前要做必要的觀察記錄,如植株的(尤其是根)生長情況;(3)設(shè)立對照組(單獨(dú)種植、同種植株種植在一起)、實(shí)驗(yàn)組(不同種植株種植在一起),并給予相同的環(huán)境條件,也可進(jìn)一步從不同的植株間距來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);(4)通過比較分析根系的長勢,論證自己的假設(shè)是否成立;(5)解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.蜾蠃捕食螟蛉幼蟲。第4節(jié)群落的演替一、答案和提示:(一)問題探討:2.火山爆發(fā)后環(huán)境條件發(fā)生了變化。在火山爆發(fā)中,有些物種可能會(huì)絕滅;在恢復(fù)過程中外來新物種可能會(huì)進(jìn)入。群落結(jié)構(gòu)因此而發(fā)生了變化,一般不能恢復(fù)原來的群落結(jié)構(gòu)。(二)思考與討論1:1.因?yàn)樘μ\和草本植物無法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分,而地衣可以通過分泌有機(jī)酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分。2.通過地衣分泌有機(jī)酸加速巖石風(fēng)化形成土壤,并積累起了有機(jī)物,這為苔蘚的生長提供了條件。而苔蘚生長后,由于其植株高于地衣能獲得更多的陽光,處于優(yōu)勢地位,其結(jié)果是逐漸取代了地衣。3.能找到這些植物。在群落演替過程中,一些種群取代另一些種群是指優(yōu)勢取代,而不是“取而代之”。形成森林后,喬木占據(jù)了優(yōu)勢,取代了灌木的優(yōu)勢,但在森林中各種類型的植物都是存在的。(三)思考與討論21.至少有兩種因素在小路周圍的雜草分布中起作用:一是人的踐踏,從耐踐踏而言,車前草最強(qiáng),狼尾草次之,狗尾草最弱;二是植物之間的競爭,在遠(yuǎn)離人踐踏的地方,莖稈較高的狗尾草優(yōu)先獲得陽光,車前草等處于劣勢。2.如果小路被廢棄后,人的踐踏活動(dòng)停止了,在路周圍會(huì)慢慢長出莖稈較高的植物,逐漸成為優(yōu)勢植物。于是,就會(huì)出現(xiàn)“遠(yuǎn)芳侵古道,晴翠接荒城”的景象。(四)旁欄思考題大面積圍湖造田,使湖面大大縮小,減小了蓄洪容積,降低了蓄洪能力,導(dǎo)致洪災(zāi)頻繁發(fā)生。(五)練習(xí)基礎(chǔ)題1.(1)×;(2)√。2.D。3.C。第4章自我檢測的答案和提示一、概念檢測1.(1)×;(2)×;(3)√;(4)√;(5)×。2.(1)D;(2)D;(3)C。二、知識遷移1.(1)從圖中可知,鴿的種群密度較小易受鷹的攻擊,種群密度較大則鷹的攻擊成功率就較低。(2)起初出現(xiàn)數(shù)量增加,以后可能趨于穩(wěn)定。2.這是群落演替的結(jié)果。因?yàn)榱鴺漭^高大,占據(jù)更多的空間和陽光。與草莓相比,它具有生長的優(yōu)勢,所以柳樹能迅速繁殖起來,而草莓得不到生長所需的陽光,難以成片生長。三、技能應(yīng)用:最有代表性的樣方應(yīng)該是最接近平均數(shù)的樣方,可通過目測直接作出判斷。取多個(gè)樣方時(shí),應(yīng)兼顧種群密度高、適中和低這三種情況,分別計(jì)數(shù),然后計(jì)算出平均值。四、思維拓展:1.是由于人類活動(dòng)的影響,例如農(nóng)藥對環(huán)境造成污染,人們的捕捉等。2.害蟲數(shù)量會(huì)增多,土壤生態(tài)環(huán)境破壞,土質(zhì)變差;農(nóng)民對化肥、農(nóng)藥的依賴性增強(qiáng),生產(chǎn)成本較高,收入降低。3.按此趨勢,30年后,稻田對人類活動(dòng)的依賴性(尤其是化肥、農(nóng)藥等)將越來越強(qiáng),稻田群落變得更為單一、脆弱。4.這是人類按照自然規(guī)律進(jìn)行的創(chuàng)造,其目的是借助于自然群落中生物之間的關(guān)系,使人類的活動(dòng)在滿足人類需求的同時(shí),也有益于環(huán)境。第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性一、學(xué)習(xí)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、資料:“生態(tài)系統(tǒng)的范圍”這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),可以結(jié)合實(shí)例,采用列表比較的方法進(jìn)行歸類和總結(jié)(參見表5-1)。表5-1不同類型的生態(tài)系統(tǒng)舉例類型森林生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)劃分依據(jù)植物分布情況分布區(qū)域濕潤或較濕潤地區(qū)干旱地區(qū)農(nóng)耕區(qū)主要植物喬木草本農(nóng)作物主要?jiǎng)游飿錀珓?dòng)物為主能挖洞和善奔跑的動(dòng)物動(dòng)物種類較少特點(diǎn)動(dòng)植物種類多,群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜,種群密度和群落結(jié)構(gòu)能較長時(shí)間保持穩(wěn)定動(dòng)植物種類相對較少,群落結(jié)構(gòu)相對簡單,種群密度和群落結(jié)構(gòu)常發(fā)生劇烈變化動(dòng)植物種類少,群落結(jié)構(gòu)單一,人的作用非常關(guān)鍵,是在一定程度上受人工控制的生態(tài)系統(tǒng)通過列舉生態(tài)系統(tǒng)的各種類型,啟發(fā)學(xué)生思考生態(tài)系統(tǒng)類型多種多樣,但在結(jié)構(gòu)上具有許多共同點(diǎn)。重點(diǎn)從“生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者”之間的關(guān)系,闡釋生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分之間緊密聯(lián)系構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一整體,體現(xiàn)一定的結(jié)構(gòu)和功能。二、答案和提示:(一)問題探討:提示:如圖5-1,其他合理的答案也可以。圖5-1生物與非生物之間關(guān)系的圖示(二)思考與討論:3.提示:還有非生物的物質(zhì)和能量。物質(zhì)和能量是生命活動(dòng)存在的最基本條件,生命活動(dòng)本質(zhì)上也是物質(zhì)與能量的變化。非生物物質(zhì)還是生物賴以生存的環(huán)境。4.提示:綠色植物通過光合作用把無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物,將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。動(dòng)物通過攝取其他生物獲得物質(zhì)和能量。各種生物獲取物質(zhì)和能量的途徑是不一樣的。5.提示:可分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者。7.提示:生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型可以有多種形式。在不考慮物質(zhì)的輸入和輸出的情況下,可以表示為圖5-2這樣的簡化模型。圖5-2生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型(三)旁欄思考題動(dòng)物園中的全部動(dòng)物不能說是一個(gè)系統(tǒng),因?yàn)椴煌N動(dòng)物是分開飼養(yǎng)的,彼此之間沒有內(nèi)在聯(lián)系和相互影響,不是一個(gè)有機(jī)的整體。同理,動(dòng)物園中的全部動(dòng)物和植物也不是一個(gè)系統(tǒng)。(四)練習(xí):基礎(chǔ)題:1.(1)陽光;(2)10~15m;(3)消費(fèi)者、分解者。2.B。3.C。拓展題:可以。農(nóng)田和果園等人工生態(tài)系統(tǒng)食物鏈單一,自身穩(wěn)定性差,易受病蟲害破壞。通過研究生物之間的相互關(guān)系,增加或延長食物鏈,使之成為立體農(nóng)田和立體果園,可以提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時(shí)獲得更多的產(chǎn)品。例如,水田養(yǎng)魚、果園養(yǎng)雞等。第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、資料:圖5-4能量流動(dòng)的分析二、答案和提示(一)問題探討:應(yīng)該先吃雞,再吃玉米(即選擇1)。若選擇2,則增加了食物鏈的長度,能量逐級遞減,最后人獲得的能量較少。(二)思考與討論11.提示:遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后,一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體有機(jī)物)中,而另一部分被利用、散發(fā)至無機(jī)環(huán)境中,兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。2.提示:不能,能量流動(dòng)是單向的。(三)資料分析:1和2營養(yǎng)級流入能量流出能量(輸入后一個(gè)營養(yǎng)級)出入比生產(chǎn)者464.662.813.52%植食性動(dòng)物62.812.620.06%肉食性動(dòng)物12.6分解者14.6
3.流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向:部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了;分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營養(yǎng)級,而為分解者所利用;還有一部分未能進(jìn)入(未被捕食)下一營養(yǎng)級。所以,流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級。4.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的;能量在流動(dòng)過程中逐級遞減。(四)思考與討論2:“?;~塘”的設(shè)計(jì)理念是從人類所需出發(fā),通過能量多級利用,充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量,提高生產(chǎn)效益。(五)調(diào)查:參考調(diào)查點(diǎn):稻田生態(tài)系統(tǒng).組成成分:(1)非生物的物質(zhì)和能量;(2)生產(chǎn)者:水稻、雜草、浮游植物等;(3)消費(fèi)者:田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動(dòng)物、昆蟲、鳥類等;(3)分解者:多種微生物。問題提示:1.生產(chǎn)者主體是水稻,其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑,或人工除草的方式抑制雜草的生長。2.初級消費(fèi)者有:田螺、浮游動(dòng)物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言,植食性昆蟲和鳥類等往往對水稻生長構(gòu)成危害,田螺、植食性魚數(shù)量較多時(shí)也會(huì)對水稻生長構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動(dòng)物的危害。3.次級消費(fèi)者有:泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言,這些消費(fèi)者對水稻生長利大于害。農(nóng)民通過禁捕,或適量放養(yǎng)等措施,實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。5.農(nóng)民對秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等;現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想,例如,秸稈可作為多種工業(yè)原材料,還可以用來生產(chǎn)沼氣,以充分利用其中的能量。6.主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7.通過稻田養(yǎng)魚等措施,實(shí)現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè);通過建造沼氣池,實(shí)現(xiàn)能量的多級利用。(六)技能訓(xùn)練:分析和處理數(shù)據(jù):這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg,計(jì)算公式是(12+18)/12×2675,這些葡萄糖儲(chǔ)存的能量是1.07×1011kJ(計(jì)算公式是EG=MG×1.6×107);這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010kJ(計(jì)算公式為ΔE呼=ΔMG×1.6×107);這些玉米在整個(gè)生長季節(jié)所固定的太陽能總量是1.3972×1011kJ(計(jì)算公式為E固=EG+ΔE呼),呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%;這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%(計(jì)算公式為η=1.3972×1011/8.5×1012)。(七)旁欄思考題:一般情況下,也是金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。例如,在海洋生態(tài)系統(tǒng)中,由于生產(chǎn)者(浮游植物)的個(gè)體小,壽命短,又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉,所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動(dòng)物的量。當(dāng)然,總的來看,一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動(dòng)物的要多。與此同理,成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上,該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。(八)練習(xí):基礎(chǔ)題:1.A。2.D。3.B。拓展題:1.(2)b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量,還有一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人類再度利用,因此,該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量的多級、充分利用,提高了能量的利用率。2.不能。在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中,物質(zhì)總是由有序朝著無序的方向(熵增加)發(fā)展。硅藻能利用獲取的營養(yǎng)通過自身的新陳代謝作用釋放能量,依靠能量完成物質(zhì)由無序向有序的轉(zhuǎn)化,維持其生命活動(dòng)。第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、答案和提示(一)思考與討論:1.提示:單質(zhì)與化合物;有機(jī)物與無機(jī)物。(二)旁欄思考題:大力植樹造林后,這些植物能大量吸收已有的二氧化碳,因而能起一定的緩解作用。但更應(yīng)該控制源頭──溫室氣體的排放。(三)練習(xí):基礎(chǔ)題:1.(1)√;(2)╳。2.A。3.B。4.提示:是。因?yàn)樯锶κ侵傅厍蛏纤猩锱c其無機(jī)環(huán)境的總和,通過物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成一個(gè)物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)。拓展題:農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng),是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和效益,使能量更多地流向人類,滿足人類的需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn),加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出,其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤,所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞一、答案和提示:(一)問題探討:通過跳圓圈舞來傳遞這一信息。(二)思考與討論:提示:參見本節(jié)參考資料。(三)資料分析:1.如果沒有信息傳遞,蝙蝠對周圍環(huán)境的識別、取食、飛行,萵苣、茄、煙草種子的萌發(fā)等生命活動(dòng)將不能正常進(jìn)行。2.通過信息傳遞,雌雄個(gè)體能相互識別、交配,保證種群的繁衍。3.將煙草、蛾和蛾幼蟲的天敵三種生物聯(lián)系起來。4.是。5.信息傳遞對生物個(gè)體生命活動(dòng)的正常進(jìn)行和種群的繁衍都具有重要意義。(四)練習(xí):基礎(chǔ)題:物理信息的信息源可以是非生物,也可以是生物。植物的顏色、形狀等,某些植物的花對于傳粉昆蟲來說就是物理信息。對與之有關(guān)的動(dòng)物來說就是物理信息。本題中屬于物理信息的是(1、2、3、4、6、7、9、10、11);屬于化學(xué)信息的為(5、8);屬于行為信息的有(12)。拓展題:(1)利用光信息調(diào)節(jié)和控制生物的生長和發(fā)育,根據(jù)各種植物的光周期特性和經(jīng)濟(jì)利用部分的不同,人工控制光周期達(dá)到早熟高產(chǎn)。(2)利用各種昆蟲的趨光性進(jìn)行誘殺,大量消滅害蟲,減少對農(nóng)作物的破壞。(3)家禽飼養(yǎng),在增加營養(yǎng)的基礎(chǔ)上延長光照時(shí)間,提高產(chǎn)蛋率。(4)用一定頻率的聲波處理蔬菜、谷類作物等的種子,可以提高發(fā)芽率,獲得增產(chǎn)。(5)釋放過量人工合成的性引誘劑,使雄蟲無法辨認(rèn)雌蟲的方位,或者使它的氣味感受器變得不適應(yīng)或疲勞,不再對雌蟲有反應(yīng),從而干擾害蟲的正常交尾活動(dòng),達(dá)到消滅害蟲的目的。(6)利用植物可以通過化學(xué)信息來完成種間的競爭,也可以通過化學(xué)信息來調(diào)節(jié)種群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),將能夠相互促進(jìn)的植物一起種植,避免將相互影響的植物一起種植。例如,作物中的洋蔥和食用甜菜、馬鈴薯和菜豆、小麥和豌豆種在一起能相互促進(jìn);若是將胡桃與蘋果種在一起,將會(huì)對蘋果起到毒害作用。(7)利用植物可以分泌化學(xué)信息素來吸引昆蟲的特性,利用人工合成的各種化學(xué)信息素,吸引傳粉昆蟲,提高果樹及作物的傳粉率和結(jié)實(shí)率。第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性一、制作指導(dǎo)課題:設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸,觀察其穩(wěn)定性。1.在指導(dǎo)學(xué)生制作生態(tài)缸時(shí),除了參考教材中的方法步驟外,還要注意以下幾點(diǎn)。(1)生態(tài)缸可制作成封閉型,也可制作成開放型(即不加蓋)。前者對生態(tài)系統(tǒng)的基本成分及其比例有著更嚴(yán)格的要求。(2)生態(tài)缸中放置的生物必須具有較強(qiáng)的生活力,放置生物的數(shù)量要合適。(3)為了使生態(tài)缸內(nèi)的沙地保持干燥,可在沙土下鋪墊一張塑料布,以防止缸中水(氣)滲透上來。(4)生態(tài)缸制作完畢后,應(yīng)該貼上標(biāo)簽,在上面寫上制作者的姓名與制作日期。2.在指導(dǎo)學(xué)生觀察生態(tài)缸的穩(wěn)定性時(shí),要注意以下幾點(diǎn)。(1)讓學(xué)生設(shè)計(jì)一份觀察記錄表,內(nèi)容包括植物、動(dòng)物的生活情況,水質(zhì)情況(由顏色變化進(jìn)行判別)及基質(zhì)變化等。(2)定期觀察,同時(shí)做好觀察記錄。(3)如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經(jīng)全部死亡,說明此時(shí)該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性已被破壞,記錄下發(fā)現(xiàn)的時(shí)間。(4)依據(jù)觀察記錄,對不同生態(tài)缸進(jìn)行比較、分析,說明生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差異的原因。二、答案和提示:練習(xí):基礎(chǔ)題:1.(1)√;(2)×;(3)√。2.自我調(diào)節(jié)能力最強(qiáng)的兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)是(1、8);人的作用突出的生態(tài)系統(tǒng)有(6、7、9、11);陸地生態(tài)系統(tǒng)中抵抗力穩(wěn)定性較強(qiáng)的是(1、2),較弱的是(3、5、6、7、11);水域生態(tài)系統(tǒng)在遭到較嚴(yán)重的破壞后,恢復(fù)較快的是(4、9),恢復(fù)較慢的是(8)。拓展題:生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類越多,食物鏈越復(fù)雜,系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng);反之,生物種類越少,食物鏈越簡單,則調(diào)節(jié)平衡的能力越弱。例如在馬尾松純林中,松毛蟲常常會(huì)產(chǎn)生爆發(fā)性的危害;如果是針闊混交林,單一的有害種群不可能大發(fā)生,因?yàn)槎喾N樹混交,害蟲的天敵種類和數(shù)量隨之增加,進(jìn)而限制了該種害蟲的擴(kuò)展和蔓延。自我檢測的答案和提示二、知識遷移:2.(1)藻類數(shù)量減少;需氧型細(xì)菌大量繁殖,溶解氧隨有機(jī)物被細(xì)菌分解而大量消耗。(2)有機(jī)物分解后形成的大量的NH+4等無機(jī)鹽離子,有利于藻類的大量繁殖。(3)藻類通過光合作用釋放氧氣;有機(jī)物減少,需氧型細(xì)菌數(shù)量下降,因而對溶解氧的消耗量減少。(4)河流中生物大量死亡,該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。三、技能應(yīng)用:2.放養(yǎng)赤眼蜂。因?yàn)閲姙⒏咝мr(nóng)藥,在消滅棉鈴蟲的同時(shí),也會(huì)殺死大量的棉鈴蟲的天敵。棉鈴蟲失去了天敵的控制,就容易再度大發(fā)生。在棉田中放養(yǎng)赤眼蜂,由于棉鈴蟲和赤眼蜂在數(shù)量上存在相互制約的關(guān)系,因此,能夠?qū)⒚掴徬x的數(shù)量長期控制在較低水平。從這個(gè)角度看,這個(gè)方案有利于提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。四、思維拓展:(1)屬于自養(yǎng)生物。(2)一般生態(tài)系統(tǒng)的能量來自太陽,由綠色植物進(jìn)行光合作用固定,但深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)中的能量卻是來自硫化物,由硫細(xì)菌通過氧化硫化物獲得。(3)對于研究生命的起源和演化,研究地球上生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、規(guī)律具有重要的意義。一、概念檢測:1.(1)×;(2)√;(3)√;(4)×;(5)√。2.(1)B;(2)C。3.(1)舉例:圖5-10生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞第6章生態(tài)環(huán)境的保護(hù)一、學(xué)習(xí)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)第1節(jié)人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響一、答案和提示(一)問題探討:1.假如置身于圖中,就會(huì)感到自己和他人不僅行動(dòng)受到了很大的限制,而且正常的生理活動(dòng)和心理活動(dòng)也受到了很大的影響,從而感受到每個(gè)人都需要有一個(gè)合理的生存空間。2.從表面上看,是由于人口在某一地區(qū)過于集中;從根本上看,是由于人口增長過快以及人口流動(dòng)過于集中。3.實(shí)際情況是,地球上有些地區(qū)已經(jīng)達(dá)到或接近達(dá)到“人滿為患”的程度,而不能說整個(gè)地球因人口膨脹而超載了。這是因?yàn)閺恼w上看,全球總?cè)丝冢?999年10月12日世界人口達(dá)到60(二)資料分析:1.我國人口急劇增長的主要原因是:生育率較高和逐漸下降的死亡率,形成了巨大的“落差”,從而使人口增長加快;人口基數(shù)過大也是原因之一。2.人是生物界中的一員,所以,生物種群消長規(guī)律有適用于人口增長情況的一面。但是,人不同于一般的生物:人具有特別發(fā)達(dá)和善于思維的大腦;具有制造工具和能動(dòng)地調(diào)控人口增長以及能動(dòng)地改造和保護(hù)自然的本領(lǐng),等等。所以,生物種群的消長規(guī)律不完全適用于人口增長的情況。(三)資料搜集與分析:(1)如果學(xué)生生活在農(nóng)村,還可以到本鄉(xiāng)鎮(zhèn)和本縣的計(jì)劃生育、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、檔案等部門進(jìn)行采訪和調(diào)查。如果學(xué)生生活在城市,還可以通過本市的城市規(guī)劃部門或通過互聯(lián)網(wǎng)等進(jìn)行采訪和調(diào)查。這些途徑都可以快捷地獲取可靠的信息。(2)有關(guān)人際交往的基本禮儀主要包括:咨詢時(shí)要說“您好”、“請”、“對不起”等禮貌用語;要先請長輩坐下,自己再坐下;要細(xì)心傾聽、認(rèn)真記錄、對方說話時(shí)不要隨便插話,有不清楚的問題應(yīng)以虛心的態(tài)度請教;咨詢后應(yīng)說“謝謝”、“再見”等禮貌用語。(3)如果資料繁雜,可以先對資料進(jìn)行歸納整理和科學(xué)分類.果有些資料相互矛盾,則應(yīng)仔細(xì)分析它們的來源是否可靠、記錄是否準(zhǔn)確,必要時(shí)需要進(jìn)行核對甚至重新收集這些資料。(4)應(yīng)選取那些最具代表性、最能說明問題的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并制成圖或表格。圖具有一目了然的直觀效果,有三種形式:圓餅圖適用于體現(xiàn)各相關(guān)數(shù)據(jù)在一個(gè)總數(shù)據(jù)中各自所占的比例;直方圖適用于對各相關(guān)數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行比較;曲線圖適用于體現(xiàn)某一情況在變化過程中,相關(guān)數(shù)據(jù)依次的動(dòng)態(tài)變化情況。表格則便于了解相關(guān)的具體數(shù)據(jù)。(5)可以先進(jìn)行分工,然后各自進(jìn)行相關(guān)資料的搜集和整理。分工后,應(yīng)當(dāng)先檢查是否有遺漏或重復(fù)的項(xiàng)目,再進(jìn)行資料的搜集、整理和分析。(四)想像空間:將會(huì)因?qū)W生過多和教師、教室以及教學(xué)設(shè)備等過少而明顯影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,還會(huì)因?qū)W生過多而使教室內(nèi)空氣流通不好、光線不足和過于擁擠等,影響學(xué)生的身體健康和心理健康。(五)練習(xí):基礎(chǔ)題:1.D。2.“現(xiàn)在的人,有五個(gè)孩子都不算多,每個(gè)孩子又各有五個(gè)孩子。爺爺活著的時(shí)候,就有二十五個(gè)孫輩了。這就造成了社會(huì)上的人口多而物資少,雖然辛勤勞作,生活用品卻依然匱乏”。這句話反映出作者的憂慮:如果不節(jié)制人口增長,將會(huì)對家庭和社會(huì)增加沉重的負(fù)擔(dān)。拓展題:1.近5年來“世界環(huán)境日”的主題分別是:“拯救地球就是拯救未來”(1999年);“環(huán)境千年,行動(dòng)起來”(2000年);“世間萬物,生命之網(wǎng)”(2001年);“讓地球充滿生機(jī)”(2002年);“水──20億生命之所系”(2003年)。這些主題都與生態(tài)環(huán)境(影響人類與其他生物生存和發(fā)展的一切外界條件的總和)有著直接的關(guān)系,所以說它們都與人口增長有關(guān)。2.解決這類問題的辦法主要有:通過宣傳教育,使各級行政負(fù)責(zé)人、企業(yè)負(fù)責(zé)人、全體職工以及當(dāng)?shù)鼐用穸紭淞⑵鹑丝谂c經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源協(xié)調(diào)發(fā)展的新思維以及走可持續(xù)發(fā)展之路的觀念;各級政府要加大資金的投入,以便大力開展有利于環(huán)保事業(yè)的科學(xué)研究和技術(shù)改造;對于近期無望解決環(huán)境污染的企業(yè),結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,依法并妥善實(shí)施“關(guān)”、“停”、“并”、“轉(zhuǎn)”。第2節(jié)保護(hù)我們共同的家園一、資料:生物多樣性包含了遺傳的多樣性,物種的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。我們說的保護(hù)生物的多樣性就是指基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)層次上的保護(hù)。主題每層次相關(guān)的內(nèi)容基因基因攜帶著遺傳信息,基因控制性狀,基因突變和染色體變異等是遺傳多樣性之源物種種群是進(jìn)化的單位,突變、基因重組和自然選擇使種群的基因庫在代代相傳過程中保持和發(fā)展,物種多樣性是生物進(jìn)化的結(jié)果生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、成分的多樣性,由物種的多樣性組成。保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)是對生物多樣性最有效的保護(hù)二、答案和提示:(一)問題探討:1.氣象學(xué)家的預(yù)言是有科學(xué)根據(jù)的。例如,英國《自然》雜志和《觀察家報(bào)》于2004年披露了美國國防部專家組的一份報(bào)告。該報(bào)告預(yù)測:氣候變化可能演變成全球公害;未來20年氣候變化將成為全球性災(zāi)難,如英國將會(huì)像西伯利亞那樣寒冷,美國等主要糧食生產(chǎn)國將因遭遇嚴(yán)重干旱而出現(xiàn)糧食大幅減產(chǎn)。又如,我國科學(xué)家2004年預(yù)言:未來大氣的增溫值將是20世紀(jì)的2至10倍;我國華北等地仍將保持繼續(xù)變干旱的趨勢;氣候變暖嚴(yán)重影響全球的自然生態(tài)系統(tǒng),農(nóng)業(yè)可能是對氣候變化最為敏感和脆弱的部門之一。(二)思考與討論1.紅樹林的消失,使得潮間帶多種魚類、甲殼類、貝類以及多種水鳥因生態(tài)環(huán)境改變而無法存活和繁衍,并且影響附近多種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,最終使大量的物種無法生存和發(fā)展。紅樹林能維持濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,具有防風(fēng)、抗海潮侵蝕海岸的作用。因此,紅樹林的消失還將直接影響附近的農(nóng)田、養(yǎng)殖場、森林和城市等多種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,這對于人們的生活和生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。2.可以通過現(xiàn)代生物技術(shù),檢測并獲取水稻、小麥等栽培作物野生種細(xì)胞中人類所需要的某些優(yōu)良基因(如抗旱基因、抗病基因等),然后利用基因工程技術(shù),將這些優(yōu)良基因?qū)氲较鄳?yīng)的栽培種的細(xì)胞中并使之表達(dá)。袁隆平曾利用在海南島發(fā)現(xiàn)的一株花粉敗育的普通野生水稻(含有使花粉不育的基因),利用雜交技術(shù)成功地培育出高產(chǎn)的雜交水稻,從而掀起了水稻生產(chǎn)的“第二次綠色革命”。后來,經(jīng)過分子檢測技術(shù)得知,野生水稻細(xì)胞中至少含有兩個(gè)增產(chǎn)基因:其中的一個(gè)增產(chǎn)基因就能增產(chǎn)18%,兩個(gè)增產(chǎn)基因則能增產(chǎn)36%。3.這兩例能夠說明生物多樣性具有潛在價(jià)值(紅樹、野生水稻等生物很可能還有目前人類尚不清楚的重要功能)、間接價(jià)值(紅樹林對海岸的防護(hù)作用)和直接價(jià)值(潮間帶的魚類、貝類、甲殼類等可供食用、藥用和用做工業(yè)原料等)。生物的種類繁多,人類對它們已經(jīng)做過比較充分研究的只是極少數(shù),大量野生生物的價(jià)值──生物多樣性的潛在價(jià)值目前還不清楚;森林生態(tài)系統(tǒng)同農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)相比,具有更加豐富的生物多樣性,對自身的調(diào)節(jié)功能更強(qiáng)大,因而具有更好的穩(wěn)定性,這屬于生物多樣性的間接價(jià)值;蘆葦是一種重要的造紙?jiān)?,從金雞納樹中可以提取治療瘧疾的藥物──奎寧,這些都屬于生物多樣性的直接價(jià)值。(三)練習(xí)基礎(chǔ)題1.潛在價(jià)值──某種不知名的昆蟲。間接價(jià)值──每個(gè)物種都維系著它們所在的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。直接價(jià)值──蘆葦是一種重要的造紙?jiān)?;蟬蛻是一種動(dòng)物性藥物;魯班通過觀察某種葉片的葉緣得到啟示,研制出了木工用的鋸;海洋和森林等生態(tài)系統(tǒng)能陶冶情操、激發(fā)創(chuàng)作的靈感。2.主要的困難是,一些發(fā)達(dá)國家(如美國、加拿大和歐盟國家等),拒絕核準(zhǔn)或遲遲不予核準(zhǔn)該議定書。主要爭議的問
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