高中生物必修3复习资料全册 60页

必修3·第1章第1节　细胞生活的环境一、内环境（1）血液的组成：血浆＋血细胞①血浆：血清＋纤维蛋白原②血细胞：红细胞、白细胞、血小板（2）组织液：细胞间隙液（分布于组织细胞之间）（3）淋巴：淋巴液（分布于淋巴管中，里面有淋巴细胞）（4）人体内的血浆、组织液和淋巴三者间的物质联系图：2、各种细胞的内环境①血细胞直接生活的环境：血浆②毛细血管壁细胞直接生活的环境：血浆和组织液③毛细淋巴壁细胞直接生活的环境：淋巴和组织液④体内绝大多数组织细胞直接生活的环境：组织液3、内环境和外环境（1）对于细胞来说①内环境：细胞外液②外环境：呼吸道、消化道、肺泡腔、输卵管、子宫等（2）对于人体来说①内环境：人体内部的环境②外环境：人们生活的外界环境二、人体内有关的液体1、体液：包括细胞内液和细胞外液。细胞外液主要包括组织液、血浆、淋巴，也叫人体的内环境。此外，脑脊液也属于细胞外液。（1）细胞内液：细胞内的液体，占体液的大部分。（2）细胞外液：细胞外的液体，是细胞生活的液体环境，也称内环境。①血浆：血细胞生活的外界环境。主要包括90%的水分、无机盐、糖类、蛋白质、脂质、激素、抗体、维生素及代谢产物。②组织液：组织间隙的液体，是人体组织细胞生活的液体环境。主要包括水分、无机盐、糖类、脂质、氨基酸及代谢产物。③淋巴：淋巴管内的液体，是淋巴细胞生活的液体环境，与组织液的成分相似。④脑脊液：无色透明，相当于淋巴，充满蛛网膜下隙，对中枢神经系统起缓冲、保护、营养、运输代谢产物及维持颅内压的作用。2、外分泌液：主要指外分泌腺（如唾液腺、胃腺、肠腺、胰腺、泪腺、汗腺、皮脂腺等）分泌的，运输到体外和消化腔的液体。包括各种消化液、泪液、汗液等。（1）消化液：由各种消化腺分泌，在消化腔中发挥作用，含有各种消化酶。（2）泪液：由泪腺分泌，主要包括水分、无机盐、溶菌酶。（3）汗液：由汗腺分泌，主要包括水分、无机盐、尿素等各种代谢废物。\n3、原尿：血浆通过肾小球时经滤过作用形成，与血浆成分相比主要是不含大分子蛋白质。4、尿液：原尿再经肾小管和集合管的重吸收后形成，主要包括水分、无机盐及代谢废物，是人体的重要排泄物。尿液是一种排泄物，既不是体液，也不是外分泌液。三、细胞外液的成分1、血浆成分：水、无机盐、糖类、蛋白质、脂质、氨基酸、激素、维生素、抗体、各种细胞代谢产物等。2、组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同，“最主要”的差别是血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中的蛋白质含量很少。四、细胞外液的理化特性1、溶液的渗透压：是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质的微粒的数目，溶质微粒越多，溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。由于血浆中含有无机盐和蛋白质，故血浆渗透压与其有关。（1）水在细胞内外的转移取决于细胞内外渗透压的大小（2）内钾外钠：决定细胞内液渗透压的主要是钾盐（因为钾盐主要存在于细胞内液）；　　　　　　　决定细胞外液渗透压的主要是钠盐（因为钠盐主要存在于细胞外液）。（3）细胞外液渗透压＞细胞内液渗透压—→水外流→细胞皱缩　　细胞外液渗透压＜细胞内液渗透压—→水内流→细胞肿胀2、正常人的血液pH范围是7.35~7.45，缓冲物质是H2CO3／NaHCO3、NaH2PO4／Na2HPO43、温度：37℃左右五、内环境的功能：内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。高等的多细胞动物，它们的体细胞只有通过内环境，才能与外界环境进行物质交换。必修3·第1章第2节　内环境稳态的重要性一、内环境稳态内环境的化学成分（水分、无机盐、有机物）和理化特性（渗透压、pH、温度）保持相对稳定的状态。稳态是指正常机体在神经系统、体液和免疫系统的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定的状态。二、参与内环境稳态的系统直接参与物质交换的系统：呼吸系统、消化系统、循环系统和泌尿系统起调节作用的系统：神经系统（神经调节）、内分泌系统（体液调节）、免疫系统（免疫调节）三、稳态调节机制的认识1、法国生理学家“贝尔纳”：神经调节2、美国生理学家“坎农”：神经—体液调节3、现代观点：神经—体液—免疫调节（作为内环境稳态的主要调节机制）四、稳态调节原理1、渗透压调节2、血浆pH稳态人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质(如碳酸钠)。这些酸性和碱性的物质进入血液，就会使血液的pH发生变化。血液中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质——\n缓冲物质，每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的，如H2CO3／NaHCO3，NaH2PO4／Na2HPO4等，当机体剧烈运动时，肌肉中产生大量的乳酸，碳酸等物质，并且进入血液。乳酸进入血液后，就与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，而且又可以分解成二氧化碳和水，所以对血液的pH影响不大。血液中增多的二氧化碳会刺激控制呼吸活动的神经中枢，促使呼吸运动增强，增加通气量，从而将二氧化碳排出体外。当碳酸钠进入血液后，就与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样，由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的酸碱度不会发生很大的变化，从而维持在相对稳定的状态。原理：当酸性物质进入血液时，H+＋HCO3-====H2CO3　　　　　　　　　　　　　H2CO3====H2O＋CO2↑（从肺部排出）例如：乳酸进入血液后，就与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和H2CO3。　当碱性物质进入血液时　OH-＋H2CO3====HCO3-＋H2O例如：当Na2CO3进入血液后。就与血液中的H2CO3发生作用，生成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。3、体温恒定人和高等动物具有一定的体温，且相对恒定是进行新陈代谢（生化反应）和正常生命活动的重要条件。人体产热是能量代谢的结果，安静时人体产热主要来自内脏（肝脏、肾等），运动时主要来自骨骼肌，可比安静时高出10余倍。人在寒冷的环境中，常打“寒战”，产热量明显增加。人体的散热主要通过皮肤。当气温达到35℃以上时，人体散热主要通过汗液蒸发这一条途径。人体体温的相对恒定是因为产热过程和散热过程能够维持动态平衡，主要调节中枢在下丘脑。4、水平衡、盐平衡、血糖平衡、体温平衡5、反馈调节：正反馈和负反馈反馈是一个过程的结果返回影响过程的现象。正反馈：正反馈是结果对过程产生促进作用，即反应的产物反过来促进反应的进行。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。类似于血糖浓度升高，胰岛素浓度也升高的关系。正反馈的意义在于使生理过程不断加强，直至最终完成生理功能，在正反馈情况时，反馈控制系统处于再生状态。生命活动中常见的正反馈有：排便、排尿、射精、分娩、血液凝固等。负反馈：负反馈是结果对过程起抑制作用，即反应的产物反过来抑制反应的进行。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。类似于血糖浓度升高，胰高血糖素浓度反而降低的关系。负反馈调节的主要意义在于维持机体内环境的稳态，在负反馈情况时，反馈控制系统平时处于稳定状态。水平衡、盐平衡、血糖平衡、体温平衡等的调节就属于负反馈调节。五、内环境稳态的重要意义稳态是内环境处于相对稳定（动态平衡）的一种状态，是指各种物质浓度、内环境理化因素的相对恒定，这种恒定是在神经、体液、免疫等因素的调节下实现。稳态是内环境的相对稳定状态，而不是绝对稳定。机体的新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的，而酶促反应的进行需要温和的外界条件，例如温度、pH等都必须保持在适宜的范围内，酶促反应才能正常进行。可见，内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。当内环境的稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢紊乱，并导致疾病。例如，当血液中钙、磷的含量降低时，会影响骨组织的钙化，这在成年人表现为骨软化病，在儿童则表现为骨质生长障碍、骨化不全的佝偻病。血钙过高会引起肌无力，血钙过低则会引起肌肉抽搐等疾病。必修3·第2章第1节　通过神经系统的调节一、反射与反射弧1、神经调节：指通过神经系统对生命活动进行的调节。是指在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应，是长期自然选择的结果。\n2、反射：神经调节的基本形式①是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境的变化所做出的规律性应答。②非条件反射：通过遗传获得的先天性反射，由具体刺激直接引起的反应。如膝跳反射③条件反射：建立在非条件反射的基础上，是在生活过程中逐渐形成的后天性反射，由各种信号刺激引起的反应。3、反射弧：神经调节的结构基础①组成：由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五个部分组成。反射过程一般是如下进行的：一定的刺激按一定的感受器所感受，感受器发生了兴奋；兴奋以神经冲动的方式经过传入神经传向神经中枢；通过神经中枢的分析与综合活动，神经中枢产生兴奋或抑制信号；又经一定的传出神经到达效应器，使效应器发生相应的活动。如果神经中枢发生抑制，则神经中枢原有的传出冲动减弱或停止。②感受器：能将特定的刺激转变成神经冲动。③传入神经与传出神经④应激性、反射、适应性和遗传性的区别应激性是指一切生物对外界各种刺激(如光、温度、声音、食物、化学物质、机械运动、地心引力等)所发生的反应。反射是指多细胞高等动物通过神经系统对各种刺激发生的反应。由此可以说明，反射是应激性的一种表现形式，隶属于应激性的范畴。适应性是指生物体与环境表现相适合的现象。应激性是一种动态反应，在比较短的时间内完成；适应性是通过长期的自然选择，需要很长时间形成的。应激性的结果是使生物适应环境，可见它是生物适应性的一种表现形式。但生物体的有些适应特征(如北极熊的白色、绿草地中蚱蜢呈绿色等)是通过遗传传给子代的。并非生物体接受某种刺激后才能产生，这与应激性是不同的。遗传性是指亲代性状通过遗传物质传给后代的能力，也是生物体要求一定的生长、发育条件，并对生活条件做出一定反应的特性。因此，生物体表现出来的应激性、反射和适应性最终是由遗传性决定的。二、兴奋的传导1、在神经纤维上的传导：兴奋是以电信号（局部电流、神经冲动）的形式沿着神经纤维传导的。\n（3）传导特征①完整性：神经纤维要实现其兴奋传导的功能，就要求其在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断，兴奋即不可能通过断口；如果神经纤维在麻醉剂或低温作用下发生功能的改变，破坏了生理功能的完整性，则兴奋的传导也会发生阻滞。②双向性：根据兴奋传导的机制，神经纤维受刺激产生兴奋时，兴奋能由受刺激的部位同时向相反的两个方向传导，因为局部电流能够向相反的两个方向流动。（双向传导）③绝缘性：一条神经干包含着许多条神经纤维，各条神经纤维各自传导自己的兴奋而基本上互不干扰，这称为绝缘性。传导的绝缘性能使神经调节更为专一而精确。④相对不疲劳性：有人曾在实验条件下，用每秒50～100次的电刺激连续刺激神经9～12小时，观察到神经纤维始终保持着传导兴奋的能力。因此与突触的兴奋传递相比，神经纤维是不容易疲劳的。（4）兴奋在神经纤维上传导的实质：膜电位变化→局部电流（生物电的传导）①静息电位：神经纤维未受到刺激时，细胞膜使大量的钠离子留在膜外的组织液中，钾离于留在细胞膜内，由于钾离子透过细胞膜向外扩散比钠离子向内扩散更容易，因此，细胞膜外的阳离子比细胞膜内的阳离子多，造成离子外正内负。膜外呈正电位，膜内呈负电位。此时，膜内外存在的电位差叫做静息电位。（外正内负）②动作电位：当神经纤维的某一部位受到刺激产生兴奋时兴奋部位的细胞膜通透性改变，大量钠离子内流，使膜内外离子的分布迅速由外正内负变为外负内正，发生了一次很快的电位变化，这种电位波动叫做动作电位。（外负内正）在动作电位产生的过程中，钾离子和钠离子的跨膜运输方式是协助扩散。协助扩散是在质膜上载体蛋白的协助下进行的，钾离子和钠离子的跨膜运输的蛋白载体就是离子通道蛋白。另外，恢复为静息电位时，是主动运输方式泵出膜的。要测量神经纤维的静息电位，电流表的两个电极就要分别接在神经纤维的外膜和内膜上，且电流（正电荷移动方向）必定是从外膜流向内膜。2、在神经元之间的传递（1）突触：神经元之间接触的部位，由一个神经元的轴突末端膨大部位——突触小体与另一个神经元的细胞体或树突相接触而形成。①突触小体：轴突末端膨大的部位②突触前膜：轴突末端突触小体膜③突触间隙：突触前、后膜之间的空隙（组织液）④突触后膜：另一个神经元的细胞体膜或树突膜（2）过程轴突→突触小体→突触小泡→神经递质→突触前膜——→突触间隙——→突触后膜（与突触后膜受体结合）——→另一个神经元产生兴奋或抑制（3）神经递质：是指神经末梢释放的特殊化学物质，它能作用于支配的神经元或效应器细胞膜上的受体，从而完成信息传递功能。①合成：在细胞质通过一系列酶的催化作用中逐步合成，合成后由小泡摄取并贮存起来。②释放：通过胞吐的方式释放在突触间隙。.③结合：神经递质通过与突触后膜或效应器细胞膜上的特异性受体相结合而发挥作用。递质与受体结合后对突触后膜的离子通透性发生影响，引起突触后膜电位的变化，从而完成信息的跨突触传递。④失活：神经递质发生效应后，很快就被相应的酶分解而失活或被移走而迅速停止作用。递质被分解后的产物可被重新利用合成新的递质。因此，一个神经冲动只能引起一次递质释放，产生一次突触后膜的电位变化。\n⑤类型兴奋性递质：乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、谷氨酸、天冬氨酸等。抑制性递质：γ-氨基丁酸、甘氨酸、一氧化氮等。（4）信号变化①突触间：电信号→化学信号→电信号②突触前膜：电信号→化学信号③突触后膜：化学信号→电信号（5）传递特征：单向传导。即只能由一个神经元的轴突传导给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传导，这是因为神经递质只存在于突触小体中，只能由突触前膜释放，通过突触间隙，作用于突触后膜，引起突触后膜发生兴奋性或抑制性的变化，从而引起下一个神经元的兴奋或抑制。★兴奋在反射弧中的传导方式实质上是感受器把接受的刺激转变成电信号（局部电流）在传入神经纤维上双向传导，在通过神经元之间的突触时电信号又转变为化学信号（化学递质）在突触中单向传递。化学信号通过突触传递到另一神经元的细胞体或树突又转变为电信号在传出神经纤维上传导，所以效应器接受的神经冲动是电信号。三、神经系统的分级调节1、人的中枢神经系统包括脑和脊髓。脑包括大脑、小脑、间脑（主要由丘脑和下丘脑构成）、中脑、脑桥、延髓。2、神经中枢：中枢神经系统内调节某一特定生理功能的神经元群。包括：大脑皮层、躯体运动中枢、躯体感觉中枢、语言中枢、视觉中枢、听觉中枢等。3、分级调节（1）大脑皮层：最高级的调节中枢（2）小脑：维持身体平衡中枢（3）下丘脑在机体稳态调节中的主要作用：①感受：渗透压感受器，感受渗透压升高。②分泌：分泌抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺素释放激素等③调节：水平衡中枢、体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢。④传导：可传导渗透压感受器产生的兴奋至大脑皮层，使大脑皮层产生渴觉。（4）脑干：呼吸中枢四、人脑的高级功能1、大脑皮层中央前回（第一运动区）控制躯体的运动①倒置关系：皮层代表区的位置与躯体各部分的关系呈是倒置的；②交叉控制：中央前回左边控制右侧躯体运动，中央前回右边控制左侧躯体运动；③皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关，而与躯体运动的精细复杂程度有关。2、人的语言功能与大脑皮层的言语区有关①运动性语言中枢：S区。受损伤，患运动性失语症②听觉性语言中枢：H区。受损伤，患听觉性失语症③视觉性语言中枢：V区。阅读文字④书写性语言中枢：W区。书写文字必修3·第2章第2节　通过激素的调节一、激素调节的发现——促胰液素1、发现历程①沃泰默：胰液的分泌是神经反射②贝利斯和斯他林：胰液的分泌是受某种化学物质——\n促胰液素调节。（他们采纳了同事哈代（W．B．Hardy）的建议，创用了源于希腊文的一个字“激素”（hormone，“刺激”的意思）这个名称（1905）。促胰液素便是历史上第一个被发现的激素。这样，产生了“激素调节”这个新概念，以及通过血液循环传递激素的“内分泌”方式，从而建立了“内分泌学”这个新领域。）③巴甫洛夫：胰液的分泌属于神经反射→促胰液素2、促胰液素的化学本质：第一种被发现的激素，由下丘脑神经细胞分泌的一种碱性多肽。由27个氨基酸残基组成，含11种不同氨基酸。二、激素调节由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质（激素）对动物体的生命活动进行的调节。1、腺体：由具有分泌功能的细胞构成，存在于器官内或独立存在的器官。（1）外分泌腺：又称“有管腺”，其分泌物通过腺导管输送到相应的组织或器官发挥其调节作用。如唾液腺、胃腺、肠腺、汗腺、皮脂腺、乳腺、泪腺、肝脏、胰腺等（胰腺分为内分泌部和外分泌部，胰的大部分属于外分泌部，但是胰岛属于内分泌部）。（2）内分泌腺；又称“无管腺”，没有导管，其分泌物——激素直接进入细胞周围的血管和淋巴，通过血液循环和淋巴循环输送到各细胞、组织或器官中，调节身体的生长、发育、物质代谢和组织器官的活动。如垂体、甲状腺、肾上腺、性腺、胸腺、胰岛等。2、动物激素的种类化学本质激素名称产生部位生理功能氨基酸衍生物甲状腺激素（含碘）甲状腺促进新陈代谢和生长发育，尤其对中枢神经系统的发育和功能具有重要影响，提高神经系统的兴奋性。肾上腺素肾上腺髓质增强心脏活动，使动脉收缩、血压升高。对物质代谢的作用在于能促进肝糖原分解，使血糖升高。\n多肽类促甲状腺激素释放激素下丘脑促进垂体合成和分泌促甲状腺激素促性腺激素释放激素促进垂体合成和分泌促性腺激素促肾上腺素释放激素促进垂体合成和分泌促肾上腺素抗利尿激素下丘脑由下丘脑神经细胞分泌、垂体后叶释放促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少尿的排出。催产素促进妊娠末期子宫收缩。胸腺素胸腺促进T淋巴细胞的分化、成熟，增强淋巴细胞的功能，临床上常用于治疗免疫功能缺陷或低下（如艾滋病、系统性红斑狼疮等）蛋白质类生长激素垂体促进生长，主要促进蛋白质的合成和骨的生长。促甲状腺激素促进甲状腺的生长发育，调节甲状腺激素的合成和分泌。促性腺激素促进性腺的生长发育，调节性激素的合成和分泌。促肾上腺素促进肾上腺皮质的合成和分泌肾上腺素催乳素促进乳腺的发育和泌乳。胰岛素胰岛B细胞促进血糖合成糖原，抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而降低血糖浓度。胰高血糖素胰岛A细胞促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而升高血糖浓度。固醇类雄性激素肾上腺皮质分泌少量，主要由睾丸分泌。促进雄性生殖器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持雄性第二性征。雌性激素肾上腺皮质分泌少量，主要由卵巢分泌。促进雌性生殖器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持雌性第二性征。孕激素卵巢促进子宫内膜和乳腺等的生长发育，为受精卵和泌乳准备条件。醛固酮（肾上腺盐皮质激素）肾上腺皮质促进肾小管和集合管对钠离子（Na+）的重吸收和钾离子（K+）的分泌。　　（保钠排钾）糖皮质激素调节糖类、蛋白质、脂肪的代谢，促进蛋白质分解，加强糖异生；使外周组织对葡萄糖的摄取、利用减少，故可使血糖升高。三、激素调节的实例1、血糖平衡的调节（1）血糖的来路和去路途径过程作用来路食物糖类消化吸收 即“淀粉→血糖的主要、根本来源\n麦芽糖→葡萄糖”；部位：细胞质基质(细胞内消化)、消化道(细胞外消化)。 吸收方式：红细胞是协助扩散， 其他组织细胞是主动运输肝糖原分解主要调节形式，灵活调节非糖物质（脂肪、氨基酸等）转变成葡萄糖重要调剂（糖异生过程）去路氧化分解主要、最终利用形式合成肝糖原、肌糖原重要调节，动态调节转变成脂肪、氨基酸等非糖物质重要储存形式（2）血糖浓度①正常值：80—120mg／dL（0.8—1.2g／L）②低血糖：＜60mg／dL③高血糖：＞130mg／dL④尿糖：＞160mg／dL（3）糖尿病①病因：胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足。②诊断：持续高血糖且有糖尿③防治：基因治疗、药物治疗、饮食习惯、加强锻炼④糖尿病患者的典型症状是：多尿、多饮、多食、体重减少（“三多一少”现象）　　尿糖是指尿液中含有葡萄糖，这是从成分上进行考虑的；糖尿是指具有糖尿病症状的人，这是从症状上进行考虑的。（4）激素调节的相关激素（5）血糖平衡中的激素调节（体液调节）2、甲状腺激素、性激素、肾上腺素分泌的分级调节\n四、常见激素间的关系1、生理效应的相互关系：①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。如：肾上腺素和胰高血糖素都有升高血糖的作用；生长激素和甲状腺激素对生长发育的作用。②拮抗作用：是指不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。如肾上腺素和胰高血糖素与胰岛素之间对血糖浓度的调节作用则表现出拮抗作用。2、分泌调节的相互关系：在血糖平衡调节中，胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌，而胰高血糖素的分泌会促进胰岛素的分泌。【分析】这要从胰岛素和胰高血糖素的作用和调节来综合考虑。①胰岛素的作用是当血糖浓度升高时，起降低血糖浓度的目的。而胰高血糖素的作用是当血糖浓度降低时，起升高血糖浓度的目的。二者互为拮抗。②“胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌”，这是在血糖浓度本身就高的情况下（摄食后）发生的，此时胰岛素分泌增加抑制胰高血糖素的分泌，胰高血糖素分泌的减少，导致肝糖原的分解减少，缓解降血糖的压力。这样，胰岛素分泌一方面直接降低血糖，一方面通过抑制胰高血糖素的分泌间接降低血糖，双管齐下从而达到迅速降血糖的效果。③“胰高血糖素的分泌会促进胰岛素的分泌”，这是在血糖浓度本身就低的情况下发生的，但升血糖，在于用血糖。而血糖的利用必须进入细胞内，血糖能否进入细胞内，就取决于胰岛素了。胰岛素之所以起降低血糖浓度的作用，是因为其能够促进葡萄糖进入细胞中，进一步实现葡萄糖的氧化分解或合成糖原或转变成脂肪、氨基酸等。因此，胰高血糖素的分泌势必会促进胰岛素的分泌。五、激素的作用1、从整个机体来说，激素的作用可归纳为①通过调节三大营养物质及水盐代谢的作用，维持代谢的平衡。②促进形态发生和形成，确保机体器官与组织的正常发育、成熟及生长，并影响衰老。③调节中枢神经系统及植物性神经的活动，从而影响学习、记忆与行为。④促进生殖器官与生殖细胞的发育、成熟，调节包括受精、受精卵的运行、着床、怀孕以及泌乳的生殖过程，使整个生殖环节的生理功能正常。⑤在体内外环境发生剧烈变化时发挥重要的调节作用，使机体得以适应新的情况。2、激素作用的一般特征①激素作用的特异性：激素随血流分布到全身各处，与组织细胞广泛接触，但却是有选择性的作用于某些细胞、腺体、器官，能被激素作用的器官、腺体、细胞分别称为靶器官、靶腺、靶细胞。\n各种激素所作用的靶细胞的数量和广泛性有很大差异。大多数激素均有其固定的靶细胞或靶器官。例如，垂体的三种促激素都是蛋白质激素，可是其中促甲状腺激素只作用于甲状腺，促肾上腺皮质激素只作用于肾上腺皮质，促性腺激素只作用于性腺。另外，有的激素却能广泛的影响细胞代谢，如生长激素、胰岛素等。②激素具有高效能的作用：激素在血液中含量很少，但却能显著加强细胞内的生化反应，对机体的代谢、生长与生殖等重要生理过程有着巨大的影响。如每周注射几毫克的生长激素就可使侏儒症患者生长速度显著增快，追上正常人。③激素是生理调节物质：各种激素只是使靶器官的功能加强（刺激）或减弱（抑制）。体内的激素只是“唤起”靶器官存在的潜势，不能产生新的过程。④激素在体内不断的发生代谢性失活：激素在体内不断的失活，并不断地被排出体外。失活的地点主要有两个：一个是激素作用的靶细胞，即当激素发生作用时，激素本身被失活，如促甲状腺激素在甲状腺内失活等；另一个是肝脏，肝脏内有许多酶，可使各种激素转化为活性很低，甚至没有活性的物质，最后随尿液排出，这是激素失活的重要地点。3、激素作用的机理①含氮类激素作用机理：含氮激素是通过与细胞膜上的受体结合发挥其调节作用的。激素受体是细胞膜上的某种蛋白质结构成分。激素与受体的结合具有高度的特异性和高度的亲和力。激素作为第一信使与受体结合后，首先引起受体构型的变化，激活与受体相结合的效应器。一般认为受体和效应器都在细胞表面的质膜上。并通过第二信使（如环一磷酸腺苷cAMP）传递激素的信息而在细胞内激活一些酶类，从而促进中间代谢和膜的通透性或通过控制DNA转录、翻译而影响特异蛋白质的合成，最终表现出激素的特点生理反应。②类固醇激素的作用机理：类固醇激素是一类分子较小、亲脂性的物质。易透过细胞膜进入细胞质并与细胞质中的受体结合，形成激素－受体复合物，发生构象变化，形成一个有利于穿过核孔和与染色质具有高度亲和力的结构。进入细胞核后，复合物与染色质上的非组蛋白质相互作用而与DNA结合，启动DNA的转录、翻译进程，产生诱导蛋白，从而导致生理效应的发生。六、与激素有关的人体疾病病症病因症状呆小症幼体甲状腺激素分泌不足身体矮小、智力低下、生殖器官发育不全甲亢成体甲状腺激素分泌过多精神亢奋、代谢旺盛、身体日渐消瘦地方性甲状腺肿因缺碘导致甲状腺激素合成不足甲状腺代偿性增生（“大脖子病”）侏儒症幼体生长激素分泌过少身体矮小、智力正常、生殖器官发育正常巨人症幼体生长激素分泌过多身材异常高大肢端肥大症成体生长激素分泌过多身体指、趾等端部增大糖尿病胰岛素分泌不足出现尿糖等症状必修3·第2章第3节　免疫调节一、人体免疫系统的三大防线：第一道：皮肤、粘膜的屏障作用及皮肤、黏膜以外的杀菌物质（如溶菌酶）的杀灭作用。\n第二道：吞噬细胞的吞噬作用及体液中杀菌物质的杀灭作用。第三道：免疫器官、免疫细胞、免疫物质共同组成人体的免疫系统，特异性免疫是保卫人体的第三道防线而泪液、胃液、唾液属于第一道防线的分泌物，故也属第一道防线。皮肤和黏膜屏障，是指机体体表的皮肤和所有与外界相通的腔道的黏膜，是机体与外界直接接触的结构，微生物只有通过皮肤和黏膜才能侵入体内，因此皮肤和黏膜构成了动物体防御外部入侵者的第一道防线。正常健康的皮肤黏膜，绝大多数病原微生物是不能通过的。皮肤和黏膜的机械阻挡和排除是主要作用，如呼吸道纤毛上皮的摆动，尿液、泪液、唾液的冲洗。此外，皮下和黏膜下腺体的分泌液中含有多种抑菌和杀菌物质，如汗腺分泌的汗液中含有的乳酸、皮脂腺分泌的脂肪酸、泪液和唾液中的溶菌酶等，都具有抑制或杀灭局部病原菌的作用。再者，皮肤黏膜上存在着正常菌群，对病原微生物具有拮抗作用。二、免疫系统的组成1、免疫器官：骨髓、胸腺、脾、淋巴结等；免疫细胞：淋巴细胞、吞噬细胞等；免疫物质：各种抗体和淋巴因子等。2、特异性免疫中发挥免疫作用的主要是淋巴细胞；由骨髓中造血干细胞分化、发育而来的。3、与免疫有关的细胞总结名称来源功能具有特异性识别功能吞噬细胞造血干细胞处理、呈递抗原，吞噬抗原和抗体复合物B细胞造血干细胞（在骨髓中成熟）识别抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞√T细胞造血干细胞（在胸腺中成熟）识别、呈递抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞√浆细胞B细胞或记忆细胞分泌抗体效应T细胞T细胞或记忆细胞分泌淋巴因子，与靶细胞结合发挥免疫效应√记忆细胞B细胞、T细胞、记忆细胞识别抗原、分化成为相应的效应细胞√　三、体液免疫（主要是B细胞起作用）抗原进入机体后，大多数抗原经吞噬细胞的摄取和处理，将抗原决定簇暴露出来，然后将抗原呈递给T细胞，再由T细胞呈递给B细胞。有的抗原可以直接刺激B细胞。B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成浆细胞和记忆细胞。（记忆细胞保持对抗原的记忆，一段时间后，相同的抗原再次进入机体，记忆细胞就迅速增殖、分化，形成大量浆细胞）浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。抗体与抗原结合，抑制细菌的繁殖或对宿主细胞的黏附；抗体与病毒结合，可以使病毒失去侵染和破坏宿主细胞的能力。抗原抗体结合后，形成沉淀或细胞集团，最终被吞噬细胞消化。四、细胞免疫（主要是T细胞起作用）\n刚开始与体液免疫的开始基本相同。不同的是T细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成效应T细胞和记忆细胞。当同一种抗原再次进入机体，记忆细胞就会迅速增殖、分化，形成大量效应T细胞。效应T细胞与被抗原入侵的宿主细胞密切接触，激活靶细胞内溶酶体酶，使靶细胞的通透性改变，渗透压发生变化，最终导致靶细胞裂解死亡。同时，效应T细胞还释放淋巴因子（白细胞介素、干扰素等）来加强免疫效应。五、体液免疫与细胞免疫的比较体液免疫细胞免疫作用对象没有进入细胞的抗原被抗原侵入的宿主细胞（靶细胞）作用方式浆细胞产生的抗体与相应的抗原发生特异性结合①效应T细胞与靶细胞密切接触 ②效应T细胞释放淋巴因子，促进细胞免疫的作用对外毒素细菌（产毒菌）在生长过程中由细胞内合成后分泌到细胞外的毒性物质（化学成分是蛋白质）称为外毒素。而脱去毒性的具有免疫原性的外毒素被称为类毒素，类毒素注入机体后，可刺激机体产生具有中和外毒素的抗毒素抗体。体液免疫发挥作用对细胞内寄生物结核杆菌，麻风杆菌等胞内寄生菌、病毒　　体液免疫先起作用，阻止寄生物的散播传染，当寄生物进入细胞后，细胞免疫将抗原从靶细胞释放出来，再由体液免疫发挥作用。关　系　　若细胞免疫不存在，体液免疫也将丧失。另外，对外来病原体进行免疫的时候并不是单一的起作用，而是两者结合起来起作用，只不过在起作用的时候分主次关系罢了。六、免疫失调引起的疾病当免疫功能失调时，可引起疾病，如免疫功能过强时，会引起过敏反应和自身免疫病。免疫功能过低时会引起免疫缺陷病。1、过敏反应：已免疫的机体再次接受相同的物质的刺激时所发生的反应。（1）特点：①发作迅速，反应强烈，消退较快；　②一般不会破坏正常组织细胞，也不会引起组织损伤；③有明显的遗传倾向和个体差异。（2）过程：过敏反应发生于过敏原再次进入机体与吸附在细胞表面的相应抗体结合，使上述细胞释放组织胺，引起毛细血管扩张、血管壁细胞通透性增强、平滑肌收缩和腺体分泌增多。（3）分布：过敏反应中的抗体分布于皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。（体液免疫中的抗体主要分布在血清中，也分布在组织液及外分泌液中。）（4）预防：预防过敏反应的主要措施是找出过敏原，尽量避免再次接触该过敏原。（5）过敏原诱发过敏反应的物质称为过敏原。引起过敏反应的物质有几百种，它们通过吸入、食入、注射或接触等方式使机体致敏。常见的过敏原有以下五大类：①吸入式过敏原。如花粉、柳絮、粉尘、螨虫、动物皮屑、油烟、油漆、汽车尾气、煤气、香烟等。②食入式过敏原。如牛奶、鸡蛋、鱼虾、牛羊肉、海鲜、动物脂肪、异体蛋白、酒精、毒品、抗菌素、消炎药、香油、香精、葱、姜、大蒜以及一些蔬菜、水果等。③接触式过敏原。如冷空气、热空气、紫外线、辐射、化妆品、洗发水、洗洁精、染发剂、肥皂、化纤用品、塑料、金属饰品（手表、项链、戒指、耳环）、细菌、霉菌、病毒、寄生虫等。④注射式过敏原。如青霉素、链霉素、异种血清等。⑤精神紧张、工作压力、受微生物感染、电离辐射、烧伤等生物、理化因素影响而使结构或组成发生改变的自身组织抗原，以及由于外伤或感染而释放的自身隐蔽抗原，也可成为过敏原。过敏原再次刺激机体时，分布着有抗体的细胞释放的物质除组织胺以外，还有：①激肽原酶，进一步缓激肽，作用于效应器官。②LTs（白三烯）。③PAF（血小板活化因子）及多种细胞因子。④PGD2（前列腺素D2）。（6）为什么花粉会引起组织液的增多？\n过敏反应时组织释放组织胺使毛细血管通透性加大，血浆中的蛋白质渗出毛细血管进入组织液，结果增加了组织液中蛋白质的浓度而降低了血浆中蛋白质的浓度，从而使组织液渗透压升高而吸水。2、自身免疫病：自身免疫反应对自身的组织器官造成损伤并出现了症状。病因：抗原的抗原决定簇与自身的组织和器官的表面结构十分相似，导致免疫系统产生的抗体不仅向抗原进攻的同时，也向自身的组织、器官发起进攻．如风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、溃疡性结肠炎等。3、免疫缺陷病：机体免疫功能缺乏或不足所引起的疾病。分为原发性免疫缺陷病、继发性免疫缺陷病，具体有先天性胸腺发育不全、获得性免疫缺陷综合症等。艾滋病：AIDS是获得性免疫缺陷综合症的简称。HIV是艾滋病病毒（人类免疫缺陷病毒）简称。HIV侵入人体后与T淋巴细胞相结合，破坏T淋巴细胞，使免疫调节受到抑制，并逐渐使人体的免疫系统瘫痪，功能瓦解，最终使人无法抵抗其他病菌、病毒的入侵，或发生恶性肿瘤而死亡。七、几组易混概念的辨析抗原抗体淋巴因子过敏原过敏反应中的抗体概　念　　是指一类能诱导机体发生免疫应答并能与相应抗体或T淋巴细胞受体发生特异性免疫反应的大分子物质。　　是高等动物体在抗原物质的刺激下，由浆细胞产生的一类能与相应抗原在体内外发生特异结合的免疫球蛋白。　　机体受到抗原刺激后由免疫细胞（效应T细胞、巨噬细胞等）产生的可溶性免疫活性物质，　　诱发过敏反应的物质称为过敏原。（指能够使人发生过敏的抗原。）也是由浆细胞产生的。化学本质球蛋白（蛋白质）蛋白质球蛋白（蛋白质），主要是IgE特　点①异物性，②大分子性，③特异性①由浆细胞产生， ②能与抗原特异性结合　　淋巴因子的作用一般无特异性，即不是直接针对抗原的。激活靶细胞中的溶酶体酶，使靶细胞裂解。　　接触过敏原一定时间后，机体致敏。致敏期的时间可长可短，这段时间内没有临床症状，当再次接触过敏原后，方可发生过敏反应。　　抗体的分布是在细胞表面，由于它和抗原结合会释放组织胺引起细胞发生一系列变化。效　应能刺激机体产生免疫应答能力的特性；与免疫应答的产物（抗体）发生特异反应的特性。使抗原沉淀或形成细胞集团　　干扰素可以激活人体细胞内破坏病毒的基因，从而抑制病毒在细胞内复制、繁殖，并且通过破坏含有病毒的细胞（靶细胞）来杀灭病毒。　　使细胞释放组织胺、激肽、白三烯、血小板活化因子等，从而引起过敏反应\n举　例各种病菌、发生病变的自身细胞IgA、IgD、IgE、IgG、IgM如白细胞介素、干扰素、穿孔素等，花粉、煤气、牛奶、酒精、病菌、电离辐射等。区　别抗原可以是过敏原，而过敏原（如青霉素、辐射等）不一定是抗原；抗原对所有人都是抗原，而过敏原则是对部分人起作用。过敏反应中的抗体分布于皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。（体液免疫中的抗体主要分布在血清中，也分布在组织液及外分泌液中。）菌苗与疫苗菌苗与疫苗都是用于预防接种的生物制品。菌苗是用细菌菌体制造而成，分为死菌苗和活菌苗。死菌苗是细菌在适合的培养基上生长繁殖后将其杀死处理制成（如：百日咳、霍乱菌苗等）。这类菌苗接种于人体后不再生长繁殖，注射一次对身体刺激时间短，免疫效果差，需多次注射才能使人体获得较高而持久的免疫力。活菌苗是选用“无毒”或毒力很低的细菌，经培养繁殖后制成（如：卡介苗等）。这类菌苗进入人体后，能继续生长繁殖，对身体刺激时间长。和死菌苗相比，活菌苗的优点是接种量少，接种次数少，免疫效果好、免疫持久性长；其缺点是有效期短，液体活菌苗需冷藏，运输保存不方便。疫苗是用病毒、立克次氏体、衣原体或螺旋体等接种于动物、鸡胚或组织培养并处理后制成。有灭活疫苗（如：狂犬病、斑诊伤寒疫苗等）；减毒活疫苗（如：麻疹、脊髓灰质炎疫苗等）。活疫苗的优、缺点与活菌苗相同。（2007·广东高考）某患儿胸腺先天性缺失，与正常儿童相比，该患儿　（　　　）A．仍有部分细胞免疫功能B．仍有部分体液免疫功能C．体内的B淋巴细胞数目显著减少D．体内的T淋巴细胞数目增加【解析】B　　胸腺是T细胞发育成熟的场所，在体液免疫中，大多数病原体经过吞噬细胞的摄取和处理，暴露出这种病原体所特有的抗原，将抗原传递给T细胞，再传递给B细胞；少数抗原直接刺激B细胞，B细胞经过增殖、分化成浆细胞和记忆细胞，浆细胞产生相应的抗体，与抗原发生特异性结合，使抗原失去活性，最终被吞噬细胞吞噬消灭。在细胞免疫中，抗原侵入到宿主细胞后，T细胞在接受抗原的刺激后，增殖、分化成效应T细胞和记忆细胞，效应T细胞与靶细胞特异性结合，激活靶细胞中的溶酶体酶，使靶细胞裂解死亡，使病原体（抗原）失去寄生的基础，最终被吞噬细胞吞噬消灭。因此，T细胞对于机体的体液免疫和细胞免疫都具有重要作用。若胸腺先天性缺失，导致T细胞无法发育成熟，体内的T淋巴细胞数目减少，使其丧失全部的细胞免疫，但能保留部分的体液免疫，因为少数抗原可以不需要T细胞的传递，直接刺激B细胞增殖、分化成浆细胞和记忆细胞，从而发挥体液免疫。因此对B淋巴细胞数目和体液免疫功能的影响相对较小。必修3·第3章　植物的激素调节一、植物生命活动调节的基本形式：激素调节1、植物的向性运动（1）概念：是植物体受到单一方向的外界刺激（如光、重力等）而引起的定向运动。（2）外界刺激：光照、重力、温度、湿度、化学物质、各种射线等。（3）原因：与生长素的调节有关（4）类型①向光性：茎的向光性、根的背光性②向地性：根的向地性\n③背地性：茎的背地性④向水性：根对水的感受部位是根尖，有向水源生长的趋势，表现为向水性。⑤向肥性：根的向肥性。当植物生长在一侧肥力充足，另一侧肥力不充足的条件下，肥力充足一侧的根生长的将明显发达，从而说明根的生长具有向肥性。⑥向触性：植物器官在接触到固体而产生方向性的反应。这个方向性的反应是因生长改变所造成，例如豆科的卷须接触柱子后会产生缠绕反应。牵牛花花的茎和黄瓜卷须的前端接触到支架，就向接触的方向卷曲，边卷曲、边生长。2、植物的感性运动（1）概念：植物体受到不定向的外界刺激而引起的局部运动，称为感性运动。作用机理较为复杂，但是发生感性运动的器官多半具有腹、背两面对称的结构。（2）类型感性运动一般分为感夜性、感震性和感触性等，但各自的作用机理却有所不同。①感夜性：主要是由昼夜光暗变化引起的。蒲公英的花序、睡莲的花瓣、合欢的小叶等昼开夜合；而烟草、紫茉莉、月见草等植物的花则相反是夜开昼合。②感温性：温度变化而引起的，如郁金香从冷处移到暖处3min～5min就可开放。③感震性：含羞草的感震运动是由于其复叶的叶柄基部叶褥细胞的膨压变化引起的。④感触性二、生长素的发现过程1、达尔文的实验：过程：早在1880年达尔文父子进行向光性实验时，首次发现植物幼苗尖端的胚芽鞘在单方向的光照下向光弯曲生长，但如果把尖端切除或用黑罩遮住光线，即使单向照光，幼苗也不会向光弯曲。他们当时因此而推测：当胚芽鞘受到单侧光照射时，在顶端可能产生一种物质传递到下部，引起苗的向光性弯曲。2、詹森的实验：过程：设置两个实验组：A组：将胚芽鞘顶端切掉，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长情况。B组：在胚芽鞘顶端插入琼脂片，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长情况。结果：A组直立生长，B组向光生长。实验结论：胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。（不足之处：该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激是由尖端产生，而不是由琼脂片产生。）3、拜尔的实验：过程：拜尔在黑暗的条件下，将切下的燕麦胚芽鞘顶端移到切口的一侧，胚芽鞘会向另一侧弯曲生长。实验证明：胚芽鞘的弯曲生长，是因为顶尖产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。4、温特的实验：过程：A把放过尖端的琼脂小块，放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一侧，胚芽鞘向对侧弯曲生长；B把未放过尖端的琼脂小块，放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一侧，胚芽鞘不生长不弯曲。实验结论：胚芽鞘尖端产生了某种物质，并运到尖端下部促使某些部分生长。5、1934年，荷兰科学家郭葛等人分离出该物质，化学名称吲哚乙酸，是在细胞内由色氨酸合成的，取名为生长素，它能促进细胞纵向伸长生长。生长素只能从形态学上端运输到下端，而不能倒过来运输。胚芽鞘：单子叶植物胚芽外的锥形套状物。胚芽鞘为胚体的第一片叶，有保护胚芽中更幼小的叶和生长锥的作用。胚芽鞘分为胚芽鞘的尖端和胚芽鞘的下部，胚芽鞘的尖端是产生生长素和感受单侧光刺激的部位和胚芽鞘的下部，胚芽鞘下面的部分是发生弯曲的部位。琼脂：能携带和传送生长素的作用；云母片是生长素不能穿过的。琼脂，学名琼胶，英文名agar，又名洋菜，冻粉。主要是由石花菜、江蓠菜、鸡毛菜等红藻用热水提取出来的一种海藻多糖。是人类最早开始使用的胶凝剂。其特点是具有凝固性、稳定性，能与一些物质形成络合物等物理化学性质，可用作增稠剂、凝固剂、悬浮剂、乳化剂、保鲜剂和稳定剂。\n云母是含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁、钒等金属元素并具有层状结构的含水铝硅酸盐族矿物的总称。主要包括白云母、黑云母、金云母、锂云母等。6、生长素的发现对植物向光性的解释①产生条件：单侧光②感光部位：胚芽鞘尖端③产生部位：胚芽鞘尖端④作用部位：尖端以下生长部位⑤作用机理：单侧光引起生长素分布不均匀→背光侧多→生长快（向光侧少→生长慢）→向光弯曲。尖端是指顶端1mm范围内。它既是感受单侧光的部位，也是产生生长素的部位。尖端以下数毫米是胚芽的生长部位，即向光弯曲部位。三、植物激素1、生长素（IAA）（1）化学成分：吲哚乙酸，分子式为C10H9O2N（2）合成部位：植物体内的生长素主要在叶原基、嫩叶和正在发育着的种子中产生。成熟的叶片和根尖也产生少量生长素。植物体内的生长素是由色氨酸通过一系列中间产物而形成的。其主要途径是通过吲哚乙醛。吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化脱氨成为吲哚丙酮酸后脱羧而成，也可以由色氨酸先脱羧成为色胺后氧化脱氨而形成。然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。另一条可能的合成途径是色氨酸通过吲哚乙腈转变为吲哚乙酸。（3）运输①横向运输：只有尖端才具有横向运输，从而导致生长素在尖端分布不均匀。而尖端以下部位不能横向运输。②极性运输：生长素在植物体内的运输具有极性，即生长素只能从植物的形态学上端向下端运输，而不能向相反的方向运输，这称为生长素的极性运输。其它植物激素则无此特点。③极性运输的原因：各细胞底部细胞膜上有携带生长素的载体蛋白，顶端细胞膜上没有这种蛋白质分子，生长素只能从细胞底部由载体蛋白带出再进入下面的细胞。故生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端，而不能从形态学的下端运输到形态学的上端（茎是由茎尖到基部，根也是由根尖到基部）。\n【疑问与解答】疑问：生长素只能从形态学上端运输到下端。请问什么是形态学上端呢？在根部生长素的运输是从分生区到伸长区，那么这是属于从形态学上端到下端还是从下到上呢？解答：①在根部生长素的运输是从分生区到伸长区，那么这是属于从形态学上端到下端。先长出的部分称为形态学下端，后长出的称为上端。因此生长素都是由后长出的部分（上端）向先长出的部分（下端）运输。②关于形态学上端和下端问题：一棵植物一般分为根，茎，叶等器官，植物一般直立生长，根一般生活在土壤里即地面以下，而茎叶等生活在地面以上。生长素产生部位一般是芽和幼叶，根尖也会产生生长素。但这些生长素要运输到作用部位。这里就涉及到运输方向的形态学上端和下端问题：以地面为基准，靠近地面的都是下端，远离地面的都是上端！对根来说，根尖是上端。对茎来说，茎尖是上端。生长素运输方向从形态学上端运输到下端，而不能倒过来运输！④运输方式：主动运输（需载体，要耗能）（4）分布：生长旺盛的部位（作用部位）【疑问与解答】疑问：植物体的根部生长素的分布到底是伸长区多还是分生区多？为什么？解答：伸长区多，生长素的功能是促进细胞生长。产生分生区多、分布伸长区多。由分生区产生，通过植物形态学的上端向下端运输到伸长区。生长素总是由形态学上端向形态学下端运输的。（5）作用机理：促进细胞的纵向伸长（细胞体积增大）植物细胞的最外部是细胞壁，细胞若要伸长生长即增加其体积，细胞壁就必须相应扩大。细胞壁要扩大，就首先需要软化与松弛，使细胞壁可塑性加大，同时合成新的细胞壁物质，并增加原生质。实验证明，用生长素处理燕麦胚芽鞘，可增加细胞壁可塑性，而且在不同浓度的生长素影响下，其可塑性变化和生长的增加幅度很接近，这说明生长素所诱导的生长是通过细胞壁可塑性的增加而实现的。生长素促进细胞壁可塑性增加，并非单纯的物理变化，而是代谢活动的结果。因为，生长素对死细胞的可塑性变化无效；在缺氧或呼吸抑制剂存在的条件下，可以抑制生长素诱导细胞壁可塑性的变化。（6）生理作用①从细胞水平上看：生长素可以影响细胞的伸长、分化②从器官水平上看：生长素可以影响器官的生长、衰老③两重性：对于植物同一器官而言，低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长。浓度的高低是以生长素的最适浓度划分的，低于最适浓度为“低浓度”，高于最适浓度为“高浓度”。在低浓度范围内，浓度越高，促进生长的效果越明显；在高浓度范围内，浓度越高，对生长的抑制作用越大。④同一株植物的不同器官对生长素浓度的反应不同：根、芽、茎最适生长素浓度分别为10-10、10-8、10-4（mol/L）。细胞成熟情况：幼嫩的细胞对生长敏感，老细胞对生长素比较迟钝。植物类型：双子叶植物一般比单子叶植物对生长素敏感。⑤两重性的典型现象——顶端优势顶端优势又叫先端优势，是极性生长表现形式之一，是指植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。产生的原因：由顶芽形成的生长素向下运输，使侧芽附近生长素浓度加大，由于侧芽对生长素敏感而被抑制；同时，生长素含量高的顶端，夺取侧芽的营养，造成侧芽营养不足。顶端优势的原理在果树整枝修剪上应用极为普遍，人工切除顶芽，就可以促进侧芽生产，增加分枝数。在生产实践中经常根据顶端优势的原理，进行果树整枝修剪，茶树摘心，棉花打顶，以增加分枝，提高产\n【疑问与解答】疑问：生长素在第一侧芽的浓度为什么最高，而不向下运输到其他侧芽?解答：一般来说，顶芽是产生生长素最多的地方。而顶芽产生的生长素往下运输，离它越近的侧芽就积累越多。这是就近运输之原理。疑问：为什么离顶芽近的侧芽处积累的生长素多呢?顶芽产生的生长素往下运输,侧芽产生的生长素也往下运输,那么离顶芽远的侧芽积累的生长素不是更多吗?解答：产生的同时也会被吲哚乙酸酶分解。第一侧芽积累最多，分解少；继续向下运输，分解快，逐渐减少。故松柏呈宝塔型。疑问：牵牛花的茎可以缠绕在其它植物体上，如果测量幼茎靠近物体一侧和远离物体一侧的生长素浓度和细胞体积大小，则应该是：生长素浓度是()，细胞体积是()。解答：靠近物体的一侧生长素浓度低，远离物体的一侧生长素浓度高靠近物体的一侧的细胞体积小，远离物体的一侧的细胞体积大理由：远离物体的一侧，显然要长的长一些，即细胞体积伸长的大一些。而究其根本原因，是由于生长素分布不均造成。而对于茎来说，只有靠近物体的一侧生长素浓度低，远离物体的一侧生长素浓度高，才能造成远离物体一侧生长快。疑问：生长素浓度对植物不同器官的影响效应相同的一组是　()A．根的向重力性和茎的背重力性　　B．植物的向光性和顶端优势C．茎的背重力性和植物的向光性　　D．根的向重力性和扦插枝条生根解答：答案是C。A．根的向重力性：生长素浓度高的一侧—长得慢；茎的背重力性：生长素浓度高的一侧—长得快B．植物的向光性：生长素浓度高的一侧—长得快；顶端优势：生长素浓度高的一侧—长得慢C．茎的背重力性：生长素浓度高的一侧—长得快；植物的向光性：生长素浓度高的一侧—长得快D．根的向重力性：生长素浓度高的一侧—长得慢；扦插枝条生根：生长素浓度高的一侧—长得快⑥生长素类似物的应用：a、在低浓度范围内：促进扦插枝条生根——用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡不易生根的枝条，可促进枝条生根成活；促进果实发育；防止落花落果。b、在高浓度范围内，可以作为除草剂。〖生长素与生长素类似物〗生长素是植物激素，对植物生长发育起显著的作用，自然界的有吲哚乙酸、吲哚乙腈、4-氯吲哚乙酸、吲哚丁酸、苯乙酸等。但生长素再植物体内合成极少，为了农业生产等方面，人们会合成一些类似物，主要有吲哚丙酸、萘乙酸、萘氧乙酸、4-碘苯氧乙酸等。以达到催熟、插枝、无子果实等目的。【经典试题·2007年广东】某同学发现了一株花色奇特的杜鹃花，于是采摘了部分枝条，打算用扦插的方式进行繁殖。下列关于该实验的叙述，正确的是A．采摘的枝条中，芽较多的较嫩枝条相对来说更容易生根B．生长素促进生根效果与生长素处理枝条的时间长短成正比C．生长素类似物有一定的毒性，实验结束后应妥善处理废液D．可发现两个不同的生长素浓度，促进根生长的效果相同〖命题立意〗本题考查的是生长素及其类似物的作用与特点。〖试题解析〗ACD　\n吲哚乙酸是生长素，不能作为诱变剂。不是顶芽产生的生长素少于侧芽，而是产生后就向下运输了，导致侧芽处积累的生长素多。受重力作用,生物素向下运输，向地侧生长素多，背地侧生长素低，说明根的背地侧生长得快，向地侧生长得慢，是因为向地侧生长素浓度过高，从而抑制了向地侧的生长。芽能产生生长素，促进生根，故A项是正确的。人工合成的植物生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂，植物生长调节剂属于农药类，虽然它们的毒性一般是低毒或微毒，但是在使用中仍然要严格遵守安全操作规程，保证人、畜的安全。因此在实验结束后应妥善处理废液，故C项是正确的。生长素曲线是抛物线型的，除了顶点以外下面的部分生长效果相同（纵坐标）时对应的生长素浓度（横坐标）可能有两个，故D项是正确的。生长素促进生根效果与生长素处理枝条的时间长短没有因果关系，不呈现正相关，故B项是错误的。2、其他植物激素（1）细胞分裂素：是一类具有腺嘌呤环结构的植物激素。①合成部位：存在于正在进行细胞分裂的部位，主要是根尖。②主要作用：促进细胞分裂和组织分化，植物组织培养中能影响植物细胞脱分化和再分化。（2）赤霉素：是一类属于双萜类化合物的植物激素。①合成部位：一般在幼芽、幼根和未成熟的种子中合成。②主要作用：通过叶片、嫩枝、花、种子或果实进入植物体内，传导到生长活跃部位发生作用，促进细胞伸长，从而引起茎杆伸长和植株增高；能打破种子、块茎或鳞茎等器官的休眠，促进种子萌发和果实成熟。（3）脱落酸：是一种具有倍半萜结构的植物激素。①合成部位：根冠、萎蔫的叶片组织、成熟的果实、种子及茎等。②分布部位：将要脱落的器官和组织中含量多。③主要作用：抑制细胞分裂（脱氧核糖核酸和蛋白质的合成），促进叶和果实衰老和脱落。（4）乙烯：是一种气体激素。①合成部位：广泛存在于植物体的多种组织中，特别是在成熟的果实中含量较多。②主要作用：促进果实的成熟。【经典试题·2007年广东】在早春低温时为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大？A．脱落酸　　B．细胞分裂素　　C．赤霉素　　D．生长素〖命题立意〗本题考查的是种子"催芽"与激素的关系。〖试题解析〗A　种子休眠与种子中存在脱落酸有关，如桃、蔷薇的休眠种子的外种皮中存在脱落酸，所以只有通过层积处理，脱落酸水平降低后，种子才能正常发芽。水稻种子数量较大，用流水浸泡法更为实用。因此，在萌发前将种子浸泡在清水中，将脱落酸溶出后种子就能萌发。对促进种子萌发而言，选项里的激素C、D是直接促进，B是间接促进，只有A是抑制。3、植物激素间的关系①植物的一生，是受到多种激素相互作用来调控的。同时受遗传物质（基因在一定时间和空间上的程序性表达的结果）、光照、温度等环境因子变化的影响。　　②植物组织培养时生长素与细胞分裂素含量变化引起的结果差异在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素，以诱导细胞的脱分化和再分化。但两者的比例变化后，诱导的结果是不同的：当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成（即有利于根的发生）；当细胞分裂素含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成（即有利于芽的发生）。（参见选修3P43）【疑问与解答】\n疑问：生长素能促进生长，但它的作用又会被乙烯所抵消吗？分析：这个问题要从生长素与乙烯的关系说起，生长素是具有绝对的促进生长作用的，而之所以在高浓度的情况下，却具有抑制作用。其实是因为当生长素的浓度达到一定时，能刺激乙烯的合成，而乙烯对植物生长的抑制作用，却抵消了生长素的促进作用。故高浓度的生长素表现出抑制作用。解答：生长素能促进生长，但它的作用又会被乙烯所抵消的。生长素的运输与茎的向光性一、横向运输1．作用机理所谓横向运输就是指生长素由茎（光源）的一侧横向移动到另一侧（背光）的运输方式。由此造成的生长素分布不均匀实际上应与电荷分布有关。我们知道，生长素即吲哚乙酸（IAA）是带弱酸性的，在细胞中常以阴离子（IAA-）形式存在，而对植物来说，单方向的光照会引起器官尖端不同部位产生电势差，向光一侧带负电荷，背光一侧带正电荷。这样一来，生长素带弱酸性的阴离子则向带正电荷的背光一边移动，再向下运输，从而引起尖端下背光一侧生长素分布多，细胞纵向伸长快，向光一侧分布少，细胞纵向伸长慢，使植物弯向光源生长。那么植物在怎样的条件下会发生横向运输？2．影响横向运输的因素单侧光：生长素发生横向运输引起向光性与单侧光密切相关。为什么单侧光会引起横向运输？主要是由于植物的受光不均匀。假如将照射植物的单侧光改成直射光使之受光均匀或不照光，则植物不出现向光性生长。这是因为在这种情况下，电荷分布均匀，此时生长素只进行极性运输，而不表现横向运输，说明单侧光是引起生长素横向运输的原因之一。尖端：横向运输不可缺少的部位。横向运输确实只发生在尖端部位，为什么其他部位不能发生？这是因为横向运输要发生除单侧光和生长素外，还得看其是否有对光敏感的物质存在，即与能感受光刺激部位有关，因为无论哪种刺激，它们作用于细胞的首要条件是能够为细胞所识别和接受，茎的尖端存有对光敏感的物质，是感受光刺激的部位；若植物具有该部位，就能接受光的刺激（识别）从而引起电荷的分布不均匀，促进产生的生长素进行横向运输，若生长素位于琼脂上，琼脂块是无活性的，其上无对光敏感的物质分布。故对光不敏感，不能接受光刺激，也就无电荷分布不均匀的问题，不出现横向运输，不表现向光性。同理，植物尖端以下也没有对光敏感的物质不能接受光刺激，也就无横向运输阻隔物：假如作处理（云母片——不透水）则不发生向光性，也就是说横向运输没有进行；且生长素不能发生绕道的横向运输，其尖端下部也不发生横向运输。其实横向运输还受重力的影响如根的向地性，茎的负地性生长。琼脂：能携带和传送生长素的作用；云母片是生长素不能穿过的。横向运输发生在尖端造成尖端生长素分布不均匀，但为什么发生弯曲的部位却在尖端下呢？原来，光有横向运输还不足以引起茎的向光性，茎的向光性还与另一运输方式——极性运输有关。二、极性运输\n我们知道，植物产生生长素的部位往往是顶端分生组织，如茎尖、芽尖。但发生弯曲的部位却在尖端下一点，其它各处如何获得生长素——通过极性运输获得。1．作用机理极性运输在促进植物的生长中极为重要，单侧光引起生长素分布后若没有极性运输，向光性是难以实现的。所谓极性运输是指从植物形态学的上端向下端运输，而不能倒转。如：将植物幼苗切下倒置，生长素就会从位于下面幼苗的顶端向上运输。现在我们已经知道，生长素的极性运输属于一种主动运输，需要能量和载体蛋白，而携带生长素的载体蛋白位于细胞底部细胞膜上，顶部则没有，这就促使IAA分子（生长素分子）在薄壁组织中（或韧皮部中）顺序穿过一个个细胞向植株下部运行，不断从细胞底部由载体带出再进入下一个细胞；若倒过来则由于细胞顶端无IAA载体而运不出去，不能进行下一个细胞。如顶端优势就是一个很好的极性运输的例子。2．极性运输实现了细胞的伸长一个细胞通过极性运输获得生长素，则表现出伸长，这种伸长实质上在于生长素促进了细胞的纵向伸长。而这又是通过改变细胞壁的可塑性来实现的。IAA进行运输时，IAA进入细胞就解离为负离子IAA-并与质膜上的质子泵结合，引起H+分泌到细胞壁上，使之环境酸化。造成对酸不稳定的键断裂，使细胞纤维素结构间交织点破裂，联系松弛，细胞可以延长。由于尖端下细胞还未完全成熟，更易受酸性环境影响表现出伸长。故在此处若生长素不均匀，在适宜范围内，量多一方更易加快细胞壁酸化，使细胞伸长更快。然而极性运输虽然时时刻刻都在进行，但其本身只是造成生长素从上向下流动，而不会引起同一部位分布不均匀。由上可知，生长素的横向运输和极性运输共同对向光性发挥作用，其中横向运输主要是引起生长素分布不均匀，这种不均匀引起的植物向光性又与生长素促进细胞伸长速度不一样分不开，导致生长不均匀而发生弯曲。其实茎向光性生长是一个复杂问题，并不是有横向运输就一定有向光性生长，还可能受到多种因素的影响，如生长抑制物的分布等，目前还在进一步探索，故我们应具体问题具体分析。必修3·第4章第1节　种群的特征一、种群1、概念：种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体，是在一定空间和时间内的同种生物个体的总和。种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代（能自由交配、繁殖），种群是生物进化和繁殖的基本单位。2、举例：一个池塘里的全部鲫鱼、一个蜂巢中的所有蜜蜂二、种群的特征1、种群密度：（1）概　　念：是指单位空间（单位面积、体积）内某种群的个体数量。种群密度是种群最基本的数量特征，种群密度越高，一定范围内种群数量越多。种群数量与种群密度呈正相关。（2）特　　点：随种群的不同、环境的改变有差异。①相同的环境条件下，不同物种的种群密度不同。②不同的环境条件下，同一物种的种群密度不同。（3）调查方法：①总数调查：调查分布范围较小，个体较大的种群，逐个计数。②取样调查：调查分布范围较大的种群，一般总数调查较难，计数种群一部分，估算种群密度。1．1样方法（1）取样调查中的两个概念①样方： 样方也叫样本，从研究对象的总体中抽取出来的部分个体的集合，叫做样方。\n②随机取样： 在抽样时如果总体中每一个个体被抽选的机会均等，且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连，那么，这种既满足随机性，又满足独立性的抽样，就叫做随机取样（或叫做“简单随机取样”）。随机取样不允许掺入任何主观性，否则，就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用，往往使调查结果偏大。③适用范围：植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻的密度等。（2）常用取样①点状取样法点状取样法中常用的为五点取样法，如图4—1A，当调查的总体为非长条形时，可用此法取样。在总体中按梅花形取5个样方，每个样方的长和宽要求一致。这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。②等距取样法当调查的总体为长条形时，可用等距取样法，如图4—1B，先将调查总体分成若干等份，由抽样比率决定距离或间隔，然后按这一相等的距离或间隔抽取样方的方法，叫做等距取样法。例如，长条形的总体为100m长，如果要等距抽取10样方，那么抽样的比率为1/10，抽样距离为10m，然后可再按需要在每10m的前1m内进行取样，样方大小要求一致。（3）调查草地中某种双子叶植物的种群密度①探究原理：（样方法）在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。②制定计划：确定调查地点和范围→确定调查时间→讨论需要携带材料用具，列出清单→讨论小组成员分工。③实施计划准备→确定调查对象→确定样方的多少、大小和取样方法→计数→计算种群密度。④注意事项a．植物种群密度调查地点的选择。调查地段的选择应当大小适中,面积过大费时费力，面积过小则失去调查意义，选取平坦、开阔、被调查种群分布比较均匀的地段。b．根据调查对象划定调查地段的大小。植物种群密度的调查对象可以是乔木、灌木和草本，调查乔木的种群密度时，地段应该划得大一些；调查草本植物的种群密度时，地段应该划得小一些；调查灌木时,调查地段的大小则应该介于二者之间。如乔木的样方为100m2，灌木为16m2，草本为1m2。c．调查植物种群密度时，对植物种类的选择。调查乔木和双子叶草本植物比较容易，而调查一些丛生小灌木，丛生或蔓生的草本单子叶植物，从地上部分难以辨别一株还是多株，所以初学者选择双子叶草本植物调查。d．调查时间。取样调查的时间最好选择在植物生长旺盛的季节。e．计数原则。若有正好长在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则；即只计数样方相邻两条边上的个体。同种植物无论大小都应计数。如图4—2。\n注意：图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈示统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。⑤调查误差分析。对调查对象认识不准，统计偏差；样方的数目、大小不统一；调查地段种群分布不均匀；计数时对各生长期的个体统计不全。⑥调查记录样表及计算公式（表4—1）样方X1X2X3X4X5X6X7X8种群密度（株/m2）347152498某植物种群密度=所有样方内种群密度合计/样方数答案：6.5株/m21．2标志重捕法（1）概念：在被调查动物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（标志个体与未标志个体重新充分混合分布）后，进行重捕，据重捕动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。（2）前提条件：标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。（3）适用范围：活动能力强和范围大的动物如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。（4）注意事项：①标志不能过分醒目。②标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生对于寿命和行为的伤害。③标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。　　（5）计算公式2．出生率和死亡率（1）概念：出生率：种群单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目。死亡率：种群单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目。（2）意义：决定种群大小和密度。对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。3．迁入率和迁出率（1）概念：单位时间内迁入和迁出的个体，占该种群个体总数的比例。（2）意义：直接影响种群的数量变动，如城市人口的变化。4．年龄组成（1）概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。（2）类型：（表4—2）类型图例年龄比例出生率与死亡率大小种群密度变化增长型年幼个体大于年老个体数出生率＞死亡率增大稳定型各年龄期个体比例适中出生率≈死亡率稳定\n衰退型年幼个体小于年老个体数出生率＜死亡率减小（3）意义：预测未来种群动态变化。年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据，是作为预测一个种群的种群数量的决定因素。5．性别比例（1）概念：种群中雌雄个体数目的比例。　　（2）类型：①雌雄相当，多见于高等动物，如黑猩猩、猩猩等。②雌多于雄，多见于人工控制的种群，如鸡、鸭、羊等。有些野生动物在繁殖时期也是雌多于雄，如象海豹。③雄多于雌，多见于营社会性生活的昆虫，如白蚁等。（3）意义：直接影响出生率，间接影响种群密度。6．种群特征间的相互关系①种群密度是种群最基本的数量特征。种群密度越高，一定范围内种群数量越多。种群数量与种群密度呈正相关。　　②对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。　　③出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量的直接因素。　　④年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据，是作为预测一个种群的种群数量的决定因素。　　⑤性别比例在一定程度上也能够影响种群数量的变化。　　⑥年龄组成和性别比例通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度和种群数量。　　⑦影响种群数量的主要因素：年龄组成、性别比例、出生率和死亡率。7．种群的空间特征（1）概念：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。（2）类型：（表4—3）项目类型特点原因模式图实例均匀分布种群内的各个体的分布是等距离的。种群个体间的激烈竞争引起。浮游植物、森林乔木、面粉中的黄粉虫等。随机分布种群内每个个体在任一空间的分布概率相等。环境资源分布均匀一致、种群个体间互不作用引起。森林中的无脊椎动物等。\n集群分布种群的个体集中在特定的几个点上。环境资源分布不均匀；植物传播种子以母株为扩散中心；动物的社会行为使其结合成群。自然界中生物多为集群分布。（3）意义：了解空间分布格局对于选择种群密度的统计方法有重要意义。必修3·第4章第2节　种群数量的变化一、建构种群增长模型的方法1、数学模型：数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2、实例：（以细菌为例）研究方法研究实例提出问题观察研究对象，提出问题细菌每20min分裂一次模型假设提出合理的假设在资源和空间无限的环境中，细菌的种群增长不会受密度影响。建立模型根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达Nn=2nN代表细菌数量，n表示第几代。修正检验通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正。数学模型二、种群数量的变化1、种群数量变化的原因种群中个体有出生、死亡、迁入和迁出等变化，出生和迁入导致种群数量增加，死亡和迁出导致种群数量减小，因此种群数量有增长、波动、稳定和下降等变化过程。2、影响种群数量变化的因素种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出决定的，种群的数量变化是出生和死亡、迁入和迁出相互作用的综合结果，所有能影响种群的出生率、死亡率和迁入、迁出的因素，都会影响种群数量的变化。①种群特征的影响（同一种群内部影响）：年龄组成是决定和预测种群将来发展趋势的最主要因素。种群的性别比例改变或性别比例失调，将导致生殖上的混乱，从而引起种群数量变化。如：用性引诱剂诱杀害虫的雄性个体而改变性别比例，使出生率降低。②种间关系的影响：互利共生、竞争、捕食等不同物种个体之间的关系可使研究的种群数量增加或减少。③无机环境对种群数量的影响：环境中的一些非生物因素，如水分、温度、食物等因素在特殊情况下能影响种群的出生率和死亡率，进而引起种群数量的变化。3、研究种群数量变化的意义：在野生生物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有重要意义。种群数量大于1/2K时，可猎取某野生生物资源。三、比较“J”型曲线和“S”型曲线\n项　目“J”型曲线“S”型曲线含　义　指在食物(养料)和空间条件充裕，气候适宜、没有敌害等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。它反映了种群增长的潜力。　指种群在一个有限的环境中增长时，当种群数量达到环境条件所允许的最大值（环境容纳量，K值）时，种群数量将停止增长，有时会在最大容纳量上下保持相对稳定。一般情况下，种群数量为1/2K时，增长速率达最大值。前提条件环境资源无限环境资源有限λ保持不变随种群密度上升而下降种群增长率保持稳定随种群密度上升而下降种群增长速率随种群密度上升而上升随种群密度上升而上升，到一定密度再下降K值（环境容纳量）无K值种群数量在K值上下波动曲　线①指数式增长不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，假定种群的数量为N0，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，该种群每年的增长率都保持不变，那么：一年后该种群的数量应为：N1＝N0·λ二年后该种群的数量为：N2＝N1·λ＝N0·λ2t年后该种群的数量应为：Nt＝N0·λt据此方程绘出的曲线为“J”型。种群的指数式增长模式在理论上是存在的，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源、空间和食物不可能是无限的，即使在实验条件下也无法做到。②环境容纳量（K值）：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称为环境容纳量，又称K值。四、几组概念的辨析1．λ：表示相邻两年（生物的两代）种群数量的倍数。在公式Nt＝N0λt中，N0表示起始数量，λ表示相邻两年（生物的两代）种群数量的倍数，t表示年数或生物的繁殖代数。λ＝N1／N0；增长率＝（N1－N0）／N0×100%＝（λ－1）×100%。2．增长率：增长率是指单位时间种群增长数量，[增长率＝出生率—死亡率＝出生数－死亡数）/（单位时间×单位数量）]。在“J”型曲线增长的种群中，增长率保持不变；而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。3．增长速率\n：增长速率是指单位时间内种群数量变化率，[增长速率＝（出生数－死亡数）/单位时间]。种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率，不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。在“J”型曲线增长的种群中，增长速率是逐渐增大。在“S”型曲线增长的种群中，“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率，斜率越大，增长速率就越大，且斜率最大时在“1/2K”。之后增长变慢，增长速率是逐渐减小。在“S”曲线到达K值时，增长速率就为0。4．在“J”型增长曲线中，每年的增长率不变（如图A）；由于“J”型增长曲线的斜率是在不断变化的，逐渐增大，直至无穷，所以其增长速率也就不断增大（如图B）。5．在“S”型增长曲线中，每年的增长率由最初的最大值，在环境阻力（空间压力、食物不足等）的作用下，导致出生率下降、死亡率上升，种群数量到达最大值（K值），其增长率不断下降至0，故在“K”时，其增长率为0（如图C）；而增长速率会有先升后降的变化过程，呈现钟罩形变化曲线，即在“S”型曲线中，开始时斜率为0，斜率逐渐增大，增长速率也就越大，且斜率在1/2K时最大，即在“1/2K”时增长速率最大，过后，斜率下降，在K值时降至为0，故在“K”时，其增长速率为0（如图D）。五、疑问与解答1．为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在1/2K水平，这是因为在这个水平上　（　　　）A．种群数量相对稳定B．种群增长量最大C．种群数量最大D．环境条件所允许的种群数量【解答】B　根据种群增长的“S”型曲线，当被捕鱼群的种群数量保持在1/2K值水平的时候，从曲线上看正好相当于“J”型曲线，种群增长量最大，或者说种群的个体数量增长最快。不是C项所说的“种群数量最大”，更不是D项所说的“环境条件所允许的种群数量最大”。当然也远远没有达到A项所说的“种群数量相对稳定”的水平。答案：B。2、下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述，错误的是　（　　　）A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈“S”型　　B．达到K值时种群增长率为零C．种群增长受自身密度的影响　　D．种群的增长速率逐步降低【解答】D　A项中由于空间和资源的限制，因此自然界中的种群增长曲线通常呈“S”型；对于“S”型曲线来说，种群在1/2K时增长速率最大，然后种群的增长率随种群密度的上升而下降，当达到环境所允许的最大值（环境容纳量，K值）时，增长率降为0，所以B项的说法正确；种群数量的增加除受环境因素影响外，随着种群密度的增加，种内斗争也会加剧，影响种群数量的增长，因此C项说法也是正确的；种群数量的增长速率是先逐渐升高，当种群数量大于1/2K时，种群增长速率开始降低。六、解读种群增长的“S”型曲线\n当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率下降，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降，当种群数量达到环境所允许的最大容量（环境容纳量，K值）时，种群数量将停止增长，即此时的增长率为0，有时会在最大值上下保持相对稳定。当种群数量增长到1/2K值时，曲线有一拐点P，在P点种群的增长速率最快，可提供的资源也最多，而又不影响资源的再生。当大于1/2K值时，种群增长的速率将开始下降。因此，在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，当种群数量大于1/2K值时就可以猎取一定数量的该生物资源，而且获得的量最大，当过渡猎取导致种群数量小于1/2K值时，种群的增长速率将会减慢，获得的资源量也将减少，而且会影响资源的再生。所以在猎取资源时应注意保证剩余量在1/2K值以上，这样才会有利于资源的再生和可持续发展。七、种群数量的波动与下降1、波动的原因：气候因子、竞争、捕食、寄生、营养、疾病等。2、周期性波动：原因较复杂，捕食和食物是影响因素之一。一般捕食种群数量达到高峰和低峰的时间总比资源种群（猎物者）晚，这种差异是由资源种群对捕食者影响的时滞效应所致。必修3·第4章第1节　种群的特征一、种群1、概念：种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体，是在一定空间和时间内的同种生物个体的总和。种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代（能自由交配、繁殖），种群是生物进化和繁殖的基本单位。2、举例：一个池塘里的全部鲫鱼、一个蜂巢中的所有蜜蜂二、种群的特征1、种群密度：（1）概　　念：是指单位空间（单位面积、体积）内某种群的个体数量。种群密度是种群最基本的数量特征，种群密度越高，一定范围内种群数量越多。种群数量与种群密度呈正相关。（2）特　　点：随种群的不同、环境的改变有差异。（3）调查方法：①总数调查：调查分布范围较小，个体较大的种群，逐个计数。②取样调查：调查分布范围较大的种群，一般总数调查较难，计数种群一部分，估算种群密度。1．1样方法（1）取样调查中的两个概念①样方： 样方也叫样本，从研究对象的总体中抽取出来的部分个体的集合，叫做样方。②随机取样： 在抽样时如果总体中每一个个体被抽选的机会均等，且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连，那么，这种既满足随机性，又满足独立性的抽样，就叫做随机取样（或叫做“简单随机取样”\n）。随机取样不允许掺入任何主观性，否则，就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用，往往使调查结果偏大。③适用范围：植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻的密度等。（2）常用取样①点状取样法点状取样法中常用的为五点取样法，如图4—1A，当调查的总体为非长条形时，可用此法取样。在总体中按梅花形取5个样方，每个样方的长和宽要求一致。这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。②等距取样法当调查的总体为长条形时，可用等距取样法，如图4—1B，先将调查总体分成若干等份，由抽样比率决定距离或间隔，然后按这一相等的距离或间隔抽取样方的方法，叫做等距取样法。例如，长条形的总体为100m长，如果要等距抽取10样方，那么抽样的比率为1/10，抽样距离为10m，然后可再按需要在每10m的前1m内进行取样，样方大小要求一致。（3）调查草地中某种双子叶植物的种群密度①探究原理：（样方法）在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。②制定计划：确定调查地点和范围→确定调查时间→讨论需要携带材料用具，列出清单→讨论小组成员分工。③实施计划准备→确定调查对象→确定样方的多少、大小和取样方法→计数→计算种群密度。④注意事项a．植物种群密度调查地点的选择。调查地段的选择应当大小适中,面积过大费时费力，面积过小则失去调查意义，选取平坦、开阔、被调查种群分布比较均匀的地段。b．根据调查对象划定调查地段的大小。植物种群密度的调查对象可以是乔木、灌木和草本，调查乔木的种群密度时，地段应该划得大一些；调查草本植物的种群密度时，地段应该划得小一些；调查灌木时,调查地段的大小则应该介于二者之间。如乔木的样方为100m2，灌木为16m2，草本为1m2。c．调查植物种群密度时，对植物种类的选择。调查乔木和双子叶草本植物比较容易，而调查一些丛生小灌木，丛生或蔓生的草本单子叶植物，从地上部分难以辨别一株还是多株，所以初学者选择双子叶草本植物调查。d．调查时间。取样调查的时间最好选择在植物生长旺盛的季节。e．计数原则。若有正好长在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则；即只计数样方相邻两条边上的个体。同种植物无论大小都应计数。如图4—2。注意：图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈示统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。\n⑤调查误差分析。对调查对象认识不准，统计偏差；样方的数目、大小不统一；调查地段种群分布不均匀；计数时对各生长期的个体统计不全。⑥调查记录样表及计算公式（表4—1）样方X1X2X3X4X5X6X7X8种群密度（株/m2）347152498某植物种群密度=所有样方内种群密度合计/样方数答案：6.5株/m21．2标志重捕法（1）概念：在被调查动物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（标志个体与未标志个体重新充分混合分布）后，进行重捕，据重捕动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。（2）前提条件：标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。（3）适用范围：活动能力强和范围大的动物如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。（4）注意事项：①标志不能过分醒目。②标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生对于寿命和行为的伤害。③标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。　　（5）计算公式2．出生率和死亡率（1）概念：出生率：种群单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目。死亡率：种群单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目。（2）意义：决定种群大小和密度。对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。3．迁入率和迁出率（1）概念：单位时间内迁入和迁出的个体，占该种群个体总数的比例。（2）意义：直接影响种群的数量变动，如城市人口的变化。4．年龄组成（1）概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。（2）类型：（表4—2）类型图例年龄比例出生率与死亡率大小种群密度变化增长型年幼个体大于年老个体数出生率＞死亡率增大稳定型各年龄期个体比例适中出生率≈死亡率稳定衰退型年幼个体小于年老个体数出生率＜死亡率减小（3）意义：预测未来种群动态变化。年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据，是作为预测一个种群的种群数量的决定因素。5．性别比例（1）概念：种群中雌雄个体数目的比例。　　（2）类型：一雌一雄、一雄多雌、一雌多雄。（3）意义：直接影响出生率，间接影响种群密度。\n6．种群特征间的相互关系①种群密度是种群最基本的数量特征。种群密度越高，一定范围内种群数量越多。种群数量与种群密度呈正相关。　　②对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。　　③出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量的直接因素。　　④年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据，是作为预测一个种群的种群数量的决定因素。　　⑤性别比例在一定程度上也能够影响种群数量的变化。　　⑥年龄组成和性别比例通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度和种群数量。　　⑦影响种群数量的主要因素：年龄组成、性别比例、出生率和死亡率。7．种群的空间特征（1）概念：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。（2）类型：（表4—3）项目类型特点原因模式图实例均匀分布种群内的各个体的分布是等距离的。种群个体间的激烈竞争引起。浮游植物、森林乔木、面粉中的黄粉虫等。随机分布种群内每个个体在任一空间的分布概率相等。环境资源分布均匀一致、种群个体间互不作用引起。森林中的无脊椎动物等。集群分布种群的个体集中在特定的几个点上。环境资源分布不均匀；植物传播种子以母株为扩散中心；动物的社会行为使其结合成群。自然界中生物多为集群分布。（3）意义：了解空间分布格局对于选择种群密度的统计方法有重要意义。实验探究培养液中酵母菌数量的动态变化（必修3P68）一．实验目的：1．通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。2．用数学模型解释种群数量的变化。　　3．学会使用血球计数板进行计数。二．实验原理：\n1．在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。2．养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。三、酵母菌计数方法：抽样检测法。先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。四、探究过程1．提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？2．作出假设：开始一段时间酵母菌呈“J”型增长，随着时间的推移，由于环境资源和空间有限，酵母菌呈“S”型增长。接种到培养液中的酵母菌，适应新环境，开始数量增长缓慢，一段时间后种群数量呈对数上升，随着种群密度增大，营养物的耗尽、有害代谢产物的积累、pH变化，种内斗争加剧，种群数量达环境容纳量，活菌数最大，营养物质过度消耗，有害代谢产物大量积累、pH剧烈变化，出生率远远小于死亡率，种群密度显著下降。3．探究思路：如何计数取样液→是否设置对照和重复实验→记录表设计→菌液是否稀释→计数规则4．制定计划：写探究方案，确定方法步骤，小组分工，汇报方案。5．实施计划：用显微镜计数，估算10ml酵母菌的初始种群数N0，然后连续观察7天，记录每天的数值。6．分析结果：进行数形转换，以时间为横坐标，酵母菌数量为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。7．得出结论：酵母种群数量呈“S”型增长。8．交流表达：汇报各小组实验数据，比较各小组种群增长曲线，找出相似性与差异性；并将全班各小组每天数据重算平均值，画出曲线图，再与各小组曲线比较，确定酵母菌种群增长总趋势。五、注意事项：1．提出的问题可以是：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？也可以提出其他的探究问题，例如，在不同温度（以及通O2、通CO2等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？等等。2．本实验时间较长（7天），因此事前一定要做好周密的计划，定程序、定时间、定人员。3．从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次。（原因使酵母菌分布均匀）4．本实验没有另设置对照实验，原因是该实验时间上形成前后自身对照。为提高实验的准确性，实验时应进行重复实验。、必修3·第4章第3节　群落的结构一、生物群落1、概念：生物群落是指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物种群的总和。包括植物、动物和微生物。2、实例：一个池塘中的全部生物（一个池塘中的全部鱼——应该是多个种群）3、物种丰富度：群落中物种数目的多少，是群落的首要特征。不同的群落，物种丰富度有差别，如热带雨林生物种类多，丰富度大；草原生物种类较少，丰富度小。二、物种、种群、群落和生态系统之间的关系（1）概念不同：种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体，而物种则指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。\n（2）范围不同：一般来讲，种群是指较小范围内的同种生物的个体，而物种是由许多分布在不同区域的同种生物和种群组成的。由于两者概念的角度不同，不能进行比较其范围的大小关系。种群是种内关系的研究范围，是组成群落的基本单位。而群落是种间的研究范围，是生态系统的生物成分。（3）判断标准不同：种群是同一地点的同种生物，它通过个体间的自由交配而保持一个共同的基因库。物种的判断标准主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代。不同的物种间有明显的形态差异，凡属于同一个物种的个体，一般能自由交配并产生可育后代，不同物种的个体，一般不能交配，即使交配也往往不育。注意：全世界的人群（不分肤色、国别、年龄、性别）是一个种群；全世界的水稻也是一个种群。一群牛、羊、马，就不是一个种群，而是多个种群。判断某一地域中的生物是否是一个种群的关键是这些生物是否是同一种生物。（4）种群强调同种生物个体集合而成，群落所强调的是某区域内的所有生物群体（异种生物之间有规律的联系），因此不能说成某区域内的某些或几种生物的群体。种群与群落是部分与整体的关系，即某区域中所有同种生物的集合是一个种群，而该区域中的所有生物的集合才是一个群落。生态系统是指生物群落及无机环境相互作用的自然系统，它强调生物群落与无机环境的相互作用。（5）种群能够组成群落必须具备两个基本条件：①它们必须适应于共同的非生物环境；②它们内部的关系必须取得协调，即共同适应它们所处的生物环境。也就是说生物群落有一定的生态环境，在不同的生态环境中有不同生物群落。三、群落中的生物关系1、种内关系（同种生物个体与个体、个体与群体、群体与群体之间）（1）种内互助　特点：群聚生活。如：昆虫、鸟、鱼和哺乳动物等。意义：有利于捕食、御敌、抵抗不良环境、繁衍后代等。（2）种内斗争　原因：争夺食物、空间、配偶等。意义：对失败者不利，但对种的生存是有利的。可以发生于同种动物或同种植物或同种其他生物之间。如鲈鱼食本物种幼鱼，蝌蚪排毒使幼小个体死亡。2、种间关系（不同种生物之间的关系）（1）互利共生（同生共死）：两种生物共同生活在一起，相互依赖、彼此有利，分开后双方或一方不能生存。如豆科植物与根瘤菌；人体中的有些细菌；地衣是真菌和藻类的共生体（2）捕食（此长彼消、此消彼长）：一种生物以另一种生物为食物的现象。可以是动物捕食动物、动物捕食植物等，分开对被捕食者有利。如：兔以植物为食；狼以兔为食。（3）竞争（你死我活）：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。可发生于植物与植物之间或动物与动物之间等，分开后对双方都有利。如：大小草履虫；水稻与稗草等。（4）寄生（寄生者不劳而获）：一种生物寄居在另一种生物体内或体表，从那里吸取营养物质来维持生活的现象（被寄生者叫宿主）。分开后，寄生者难以单独生存，而对宿主生存有利。①体内寄生：人与蛔虫、猪与猪肉绦虫；②体表寄生：小麦线虫寄生在小麦籽粒中、蚜虫寄生在绿色植物体表、虱和蚤寄生在动物的体表、菟丝子与大豆。③胞内寄生：噬菌体与大肠杆菌等。类型曲线图例箭头图例种间关系互利共生　两种生物生活在一起，彼此有利，相互依存，如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等。捕食　捕食者种群的数量和猎物者种群的数量呈周期性的波动，且捕食者数量高峰变动滞后于被捕食者。\n竞争　C代表共同的生活条件，结局有三，①两种群个体间形成平衡；②A取代B；③二者在空间、食性、活动时间上产生生态位的分离。寄生　寄生种群A得利，宿主种群B有害，寄生物一般比宿主小，如蛔虫与人。四、群落的空间结构1、垂直结构：植物群落的垂直结构表现为垂直方向上的分层性。森林的地上成层结构一般分为乔木层、灌木层、草本层和苔藓-地衣层；草本群落地上部分一般分为上（高草层）、中（中草层）和下（矮草层）三层；水生群落的层次性主要是由光的穿透性、温度和氧气的垂直分布决定的。夏天，一个层次性较好的湖泊自上而下可以分为表水层（水的循环性比较强）、斜温层（湖水温度变化比较大）、静水层（水的密度最大，水温大约4℃）和底泥层等四层（如下图所示）。表水层是浮游植物活动的主要场所，光合作用也主要在这里进行。动物、植物残体的腐败和分解过程主要发生在底泥层。群落的层次性越明显，分层越多，群落中的动物种类也越多。草原的层次比较少，动物的种类也比较少；森林的层次比较多，动物的种类也比较多。在水生群落中，生物的分布和活动性在很大程度上是由光、温度和含氧量的垂直分布所决定的。【疑问与解答】1．如何理解植物的垂直结构和水平结构？解答：①在垂直方向上不同种生物分布在不同高度，在水平方向上不同种生物分布在不同区域。②植物的垂直结构：小草、灌木、乔木等垂直方向上的分层现象；水平结构：水平方向上地形起伏、光线明暗、湿度大小等是植物不同。湖泊中的生物群落的分层现象，例如：鲢鱼栖息在水体的上层，鳙鱼栖息在水体的中上层，草鱼栖息在水体的中下层，青鱼、蚌、螺蛳等栖息在水体的底层。湖泊中的生物群落的分层属于垂直分布。③补充：对于动物的分布——垂直分布，如飞禽和走兽；水平分布，如各种不同地形生活的动物。2．森林群落中，下层植物较上层植物光合作用强度低，因为下层　(　　　)A．光照强度较弱　B．红光及蓝紫光比例较低　C．湿度较高　D．温度较高解答：AB本题是一道生物群落的垂直分布与物理知识的综合应用题。森林群落（或海洋藻类）有分层现象，其主要原因是光透射的强度及光谱的区别所致，使各种生物都能充分利用光能，提高光能利用率。随高度的下降，红光由于波长较长，穿透力较弱，光照越来越弱，当然红光和蓝紫光被上层植物所吸收了。而它们也正是植物所能利用的最有效光波，因此下层的植物光合作用较弱。\n2、水平结构在水平方向上由于光照强度、地形明暗、湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同的生物种群。群落内水平的二维空间中生态因子常常不均匀，如林冠光照的不均匀性，造成下层植物不均匀，光照强处生长阳生植物，光照弱处生长阴生植物，几乎全部郁闭的树冠下，很少有草本植物。【疑问与解答】1．动物群落没有水平结构，这句话对吗？解答：错的。①群落的话应该是指在这个范围内所有的生物，说动物群落是不正确；②即动物群落也会出现，例如由于水份的含量动物也会出现水平方向上的不同的分布。动物的分布依赖植物的分布。（由于植物为动物提供栖息条件和食物资源，所以因植物而出现水平结构。如草场的边缘与中心地带，湿地生态系统等。）2．影响生物群落在水平方向上分布的因素不包括　(　　　)A．光照的明暗　　B．地形的起伏　　C．温度的高低　　D．种群的特征答案是D，为什么影响生物群落在水平方向上分布的因素包括温度的高低？是不是从纬度不同来考虑？选D的原因又是什么呢？解答：引起不同形式水平分布的原因是多方面的。有人特别重视生态因素所表现的环境因素的不等性或特殊性。例如，地形的差异、土壤性质的不同、光照的强弱等等。有人则重视种群的生物学特性，特别是繁殖特征和传播特征（传播能力和数量）。因此，对某一种群水平分布的分析，要根据具体的生境条件和该种群的生物学特性。3．某一座山的海拔2042米，800米以下为常绿阔叶林，800至1300米为针阔混交林，1300至1600米为针叶林，1600至1800米为灌木林，1800米以上为草地。植物的这种分带现象属于？解答：是水平结构；理由：这种分带由海拔（地形）起伏造成的温度和湿度差异引起。而垂直结构是不同生物因光照等因素造成的同一点不同高度的分布现象。4．不同海拔高度的植物类型不同，这个现象算是群落垂直结构吗？解答：应算是水平结构。是不同的水平距离上有不同的地理高度造成的水分、温度、光照和气候等的差别，使得生物有不同的分布。5．引起森林群落中植物和动物垂直分层现象的主要因素分别是　(　　　)A．食物、温度　　B．光照、湿度　　C．光照、食物　　D．食物、光照解答：C　植物只有在光照条件下，才能进行光合作用，制造有机物，并且储存能量；可见光对于植物的生理和分布起着决定性的作用。动物则直接或间接地依赖植物而生存，不同的层次植物为动物提供不同的食物，动物因食性的不同而分层。必修3·第4章第4节　群落的演替一、概念：指群落随时间的推移，一定区域内一个群落被另一个群落所替代的过程。二、演替原因：①植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。　　②群落内部环境变化③种内和种间关系的改变。　　④外界环境条件的变化。　　⑤人类的活动。三、演替类型：（群落的演替按发生的基质状况可分为两类）1、初生演替（1）概念：在一个从来没有植被覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替。（发生于以前没有植被覆盖过的原生裸地上的群落演替叫做初生演替。）（2）过程：①旱生演替：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段②水生演替：沉水植物→浮水植物→挺水植物→湿生草本植物→灌丛、疏林植物→乔木。（3）特点：演替缓慢。2、次生演替\n（1）概念：在次生裸地（原群落被破坏、有植物繁殖体）上发生的演替。原来有过植被覆盖，以后由于某种原因原有植被消灭了，这样的裸地叫做次生裸地。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。（2）过程：弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木→乔木（3）特点：演替快速。3、人类活动对群落演替的影响：使群落演替按照不同自然的演替速度和方向进行。四、群落演替的特征①方向：一定的方向性。②能量：总生产量增加，净生产量逐渐减低，群落有机总量增加。③结构：营养结构复杂，物种多样性增高，稳定性增强。④生活史：生物个体增大，生活周期变短，生态位变窄。⑤物质循环：开放转为封闭，交换速度变慢。五、群落演替的过程（可人为地划分为三个阶段）1、侵入定居阶段：一些物种侵入裸地（群落的形成总是从没有生物生长的地段开始的，这种没有生物生长的地段称为裸地）定居成功并改良了环境，为以后侵入的同种或异种物种创造有利条件。2、竞争平衡阶段：通过种内或种间竞争，优势物种定居并繁殖后代，劣势物种被排斥，相互竞争过程中共存下来的物种，在利用资源上达到相对平衡。3、相对稳定阶段：物种通过竞争平衡地进入协调进化，资源利用更为充分有效，群落结构更加完善，有比较固定的物种组成和数量比例，群落结构复杂、层次多。〖疑问〗群落演替的影响因素中，人为因素是不是影响最大的因素？〖解答〗群落演替的影响因素：生物群落的演替是群落内部关系（包括种内关系和种间关系）与外界环境中各种生态因子综合作用的结果。①植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性是群落演替的先决条件；②群落内部环境的变化是演替的动力；③种内和种间关系是演替的催化剂；④外界环境条件的变化是诱因；⑤人类活动是重要的影响因素。总之：决定群落演替的根本原因存在于群落内部。即内因是群落演替的决定因素。群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等常可成为引起演替的重要条件。人对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因子。即在外因中，人为因素是影响最大的因素。在无人为因素的干扰下，群落演替的总趋势是()A．物种多样性的增加和群落稳定性的提高　B．物种多样性的减少和群落稳定性的降低C．物种多样性的增加和群落稳定性的降低　D．物种多样性的减少和群落稳定性的提高解析：A考查演替的概念和过程。随着演替的进行，组成群落的生物种类和数量会不断发生变化。演替过程只要不遭到人类的破坏和各种自然力的干扰，其总的趋势是直到达到顶极群落（经过演替而达到一定稳定的、自我维持的、成熟的群落，成为某一地位的优势群落，称为顶级群落）为止。演替的结果，群落的特征一般表现为物种多样性的增加，生物种类由少到多，结构由简单到复杂，由不稳定变得比较稳定，同时群落越来越能够充分地利用环境资源。实验土壤中动物类群丰富度的研究（必修3P75）一．实验目的：1．初步学会动物类群丰富度的统计方法。\n2．能对土壤中部分常见的动物进行分类。3．学会设计表格进行观察和统计。二．实验原理：（物种丰富度：群落中物种数目的多少。）土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些动物的良好栖息场所。研究土壤中动物类群的丰富度，操作简便，有助于理解群落的基本特征与结构。三、丰富度调查方法：取样器采集调查；丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法。记名计算法：指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。四．方法步骤：1．提出问题：如土壤中有哪些小动物？它们的种群密度是多少？2．制定计划：步骤时间地点内容方法备注第一步×年×月×日校池塘环境考察观察与测量带温度计、干湿计、记录本第二步×年×月×日实验室制作取样器见书直径5cm易拉罐、剪切工具第三步×年×月×日校池塘取样见书塑料袋、标签、记录本等第四步×年×月×日实验室采集小动物见书诱虫器、吸虫器、70%酒精第五步×年×月×日实验室观察和分类见书放大镜显微镜生物图鉴第六步×年×月×日实验室统计和分析收集处理数据用实体镜计数准确真实第七步×年×月×日教室撰写报告文本调查报告注意调查报告格式第八步×年×月×日教室交流讨论全班交流比较各组结果讨论发现问题3．实施计划：本研究包括五个操作环节：准备→取样→采集小动物→观察和分类→统计和分析→撰写研究报告。（1）准备：①制作取样器；②记录调查地点的地形和环境的主要情况。（P76）（2）取样：可以在野外用取样器取样的方法进行采集、调查，即：用一定规格的捕捉器（如采集缺罐、吸虫器等进行取样），在实验室进行观察。（3）采集小动物：使用诱虫器取样，比较方便，且效果较好，但时间可能要长一些。也可采用简易采集法：将采集到的土壤放在瓷盆内，用放大镜观察，同时用解剖针寻找。发现体形较大的动物，可用包着纱布的镊子取出；体形较小的动物可用吸虫管采集。采集到的小动物可放入酒精中，也可将活着的小动物放入试管中。（4）观察和分类：“观察和分类”需要借助动物分类的专业知识。（P76）（5）统计和分析：“统计和分析”，要求设计一个数据收集和统计表，并据此进行数据分析。五、注意事项：土壤动物调查一般不能采用标志重捕法，理由是：大多数土壤动物身体微小，活动范围小，标记个体难与无标记个体充分混匀。[许多土壤动物（如蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓，以及多种多样的昆虫）有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查。在进行此类研究时，常用取样器取样进行采集、调查的方法。]必修3·第5章第1节　生态系统的结构一、生态系统的概念和类型1、生态系统的概念：生态系统是指生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。（就是在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个自然系统。）\n二、生态系统的结构：组成成分和营养结构（食物链和食物网）1、组成成分（生态系统成分的区分依据：按它们的营养功能）生态系统一般都包括以下四种成分：非生物的物质和能量（包括阳光、热能、空气、水分和无机盐等）、生产者、消费者、分解者。生态系统的三大功能类群：生产者、消费者、分解者。（1）非生物的物质和能量（无机环境）①无机物质：CO2、O2、N2、NH3、H2O、NO3-等各种无机盐②有机物质：糖类、蛋白质等③其他：阳光、热能、压力、pH、土壤等（2）生产者：主要是指绿色植物及化能合成作用的硝化细菌等。（自养生物属于生产者，生产者属于自养生物）①绿色植物②蓝藻、光合细菌（一种能进行光合作用而不产氧的特殊生理类群原核生物的总称，如红螺菌、紫硫细菌、绿硫细菌、紫色非硫细菌等）③化能合成细菌：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌等（3）消费者：包括各种动物。它们的生存都直接或间接地依赖于绿色植物制造出来的有机物，所以把它们叫做消费者。消费者属于异养生物。（从活体中获取营养的、营寄生生活的）①大部分动物（但不是所有的动物）②非绿色植物（菟丝子等）、食虫植物——猪笼草、茅膏菜、捕蝇草（食虫植物属于绿色植物，能通过叶绿素吸取太阳能进行光合作用，把从环境中摄取来的二氧化碳、水等无机物质合成有机物质，把太阳能转变成化学能储存起来，在生态上扮演生产者的角色。捕虫时则属于消费者。）③某些微生物（根瘤菌、炭疽杆菌、结核杆菌、酿脓链球菌、肺炎双球菌、虫草属真菌等）、寄生生物（蛔虫、线虫、猪肉绦虫、大肠杆菌等）、病毒（SARS病毒、禽流感病毒、噬菌体等）。消费者的作用：加快生态系统的物质循环、对于植物的传粉和种子的传播等有着重要作用。（4）分解者：将动植物的遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是指细菌、真菌等营腐生生活的微生物。（营腐生生活的生物。分解者不一定都属于微生物，微生物也不一定都属于分解者）①大部分微生物（圆褐固氮菌、反硝化细菌、乳酸菌等细菌，酵母菌、霉菌、蘑菇、木耳、灵芝等真菌、放线菌）；②一些动物（蚯蚓、蜣螂、白蚁、甲虫、皮蠹、粪金龟子等）。（5）生态系统中各成分的地位和作用：非生物的物质和能量为生物成分提供物质和能量，生产者是属于自养生物，能制造有机物，为生态系统提供物质和能量来源，在生态系统中有着举足轻重、不可替代的作用，是生态系统中的主要成分。消费者有利于生产者的传粉和种子的传播，保证能量流动和物质循环的通畅进行。分解者的作用是把动植物的遗体残骸分解成无机物，归还无机环境，保证物质循环的通畅进行，也是生态系统的重要成分。（6）生态系统中各成分的关系生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网，是能量流动和物质循环的渠道。它们的关系如下图：\n2、营养结构（1）食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。表示：草→兔→狐（注意：①箭头方向，②第一环节一定是生产者）（2）三种食物链①捕食链：（弱肉强食）小的被大的捕食，即生物之间因捕食关系而形成的食物链。其第一营养级（开端）一定是生产者，第二营养级一定是植食性动物。例如：草→鼠→蛇→猫头鹰。高中生物通常意义上的食物链就是捕食链。②寄生链：生物间因寄生关系形成的食物链。例如：鸟类→跳蚤→细菌→噬菌体。③腐生链：某些生物专以动植物遗体为食物而形成的食物链。例如：植物残枝败叶→蚯蚓→线虫类→节肢动物。（3）捕食链中生态系统的成分、营养级的划分消费者等级与营养等级的区别：消费者等级始终以初级消费者为第一等级，而营养等级则以生产者为第一等级（生产者为第一营养级，初级消费者为第二营养级，次级消费者为第三营养级。）；同一种生物在食物网中可以处在不同的营养等级和不同的消费者等级；同一种生物在同一食物链中只能有一个营养等级和一个消费者等级，且二者仅相差一个等级。特别注意：①食物链（捕食链）由生产者和各级消费者组成，食物链一般不会超过五个营养级，分解者不能参与食物链。②食物链中的营养级是从食物链的起点（生产者）数起的，即生产者永远是第一营养级，消费者是从第二营养级（即植食性动物）开始的。③在食物网中计算食物链的条数，一定是从生产者开始一直到具有食物关系的最高营养级为止，中间不能断开。（4）食物网：一个生态系统中可能有多条食物链，各个食物链并不是彼此分离的，许多食物链彼此交错连结的复杂营养关系，叫做食物网。（如图）（5）生物之间的关系：食物链中的不同种生物之间一般有捕食关系；而食物网中的不同种生物之间除了捕食关系外，还有竞争关系。（6）某种生物数量的减少对其他生物的影响①在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其他生物都将减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖于生存的直接或间接的食物来源，这一营养级生物的减少必会引起连锁反应，致使以下各营养级的生物依次减少。②若一条食物链中处于“天敌”\n地位的生物数量减少，则被捕食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的。而是随着数量的增加，种群的密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质（如奔跑速度、警惕灵敏性等）必会下降，导致流行病的蔓延，老弱病残者增多，最终造成种群密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被捕食者的种群数量先增加后减少，最后趋向稳定。③若处于“中间”营养级的生物减少，另一种生物的变化情况应视具体食物链而定。例如如图所示的食物网中，若蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，则鹰就更多地捕食兔和食草籽的鸟，从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确鹰并非只以蛇为食，所以蛇的数量的减少并不会造成鹰的数量减少，它可以依靠其他食物来源而维持数量稳定。④食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同线路分析所得结果不同时，应遵循以下规律：A、以中间环节少的为分析依据，考虑方向和顺序应从高营养级依次到低营养级。B、生产者相对稳定，即生产者比其他消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不用考虑生产者数量的增加或减少。C、处于最高营养级的种群且其食物有多种来源时，若其中一条食物链中断，则该种群的数量不会发生较大的变化。〖例题〗如下图所示的食物网中，由于某种原因蚱蜢大量减少，蜘蛛数量将发生什么变化？（）　A．增加B．减少　C．基本不变　　　　D．可能增加也可能减少【解析】A　本题考查食物网中各种食物链之间的关系。在该食物网中，由于蚱蜢大量减少，必然导致晰蜴和蛇的食源短缺，从而影响其数量使之减少。鹰作为该食物网中的最高级消费者，由于失去了原先占有的一个营养来源，于是鹰将增加对兔和相思鸟的捕食，这样导致蜘蛛的天敌（相思鸟）数量减少，进而使蜘蛛的数量增加。〖例题〗下图表示南极洲生态系统，该系统的大鱼因过度捕捞而急剧减少，那磷虾的数量将会发生什么变化？【解析】当大鱼数量急剧减少，中间这条食物链不能为虎鲸提供大量的食物来源，虎鲸就会加剧对两侧食物链的捕食。对左侧食物链来说，虎鲸较多地捕食须鲸，使须鲸数量减少，从而使磷虾的数量增加。（7）食物链的计数在生态系统中，食物链不是单一存在的。由于动物的食物来源多种多样，食物链常交织成网。在计数食物链的时候，要注意食物链的起止：起于生产者，沿着箭头数，直到最后一个营养级，中间不能中断。在食物链中，第一营养级必定是生产者，草食动物必定在第二营养级，是初级消费者。在一条食物链中，营养级一般不超过五个，原因是生产者的能量流到第五营养级时，已经不足以维持一个营养级的生命活动。\n〖例题〗下图是一个陆地生态食物网的结构模式图，下列叙述不正确的是（　）　A．在该食物网中，共有5条食物链存在　B．在该食物网中，H处于3个不同的营养级　C．若B种群各年龄期的个体数量比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大　D．在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，则H种群的数量不会发生明显变化【解析】C　根据数食物链的原则，可知有如下食物链：①A→B→H，②A→C→D→H，③A→C→F→G→H，④A→E→F→G→H，⑤A→E→D→H。H在这五条食物链中，分别处在第三、四、五、五、四营养级，因此它处于3个不同的营养级。B种群各年龄期的个体数量比例适中，属于稳定型种群，种群密度相对稳定。由于C与B、E存在竞争关系，C数量下降，A的能量更多地流向B、E，并经过食物链传递给H，因此H的能量供给不会受到影响。必修3·第5章第2节　生态系统的能量流动一、能量流动的概念：能量流动是指生态系统中的能量输入、传递、转化和散失的过程二、能量流动的过程1、能量流动的起点：从生产者经光合作用所固定太阳能开始的，流经生态系统的总能量是指生产者固定的太阳能的总量。生产者所固定的太阳能的总量=流经这个生态系统的总能量，而流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所同化的能量，排出的粪便中的能量不计入排便生物所同化的能量中。一般地，生产者固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量，但不要误以为一切生态系统的总能量都是该生态系统中生产者固定的太阳能的总量。如城市生态系统中的总能量就不是该生态系统中生产者固定的太阳能的总量，其总能量取决于人为地从其他生态系统输入能量的多少，人的因素对输入城市生态系统的总能量起决定作用。例如人工鱼塘是人工建立的生态系统，高密度养鱼时生产者的能量肯定会少于消费者的能量，但可以人工补充能量来维持（如投放食物等）。在一个高产的人工鱼塘中同时存在着生产者、初级消费者、次级消费者和分解者。其中生产者固定的全部能量为a，初级消费者、次级消费者固定的能量和分解者分解释放的能量依次为b、c、d，这四者的能量关系应该是“a＜b＋c＋d”（人工鱼塘不可能仅依靠生产者提供的能量来维持，那产量一定很低，所以人为添加饲料。）2、能量流动的渠道：生态系统的营养结构——食物链和食物网。能量在各营养级之间的流动主要是通过食物关系进行的。对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量＝呼吸散失的能量十被下一营养级同化的能量十分解者释放的能量。但对于最高营养级的情况有所不同，它所同化的能量＝呼吸散失的能量十分解者分解释放的能量。\n5、流动的形式：以有机物的形式流动6、能量的转化：光能→生物体有机物中的化学能→热能7、能量的散失：热能是能量流动的最终归宿。（热能是不能重复利用的，所以能量流动是单向的，不循环的。）8、能量的过程：三、能量流动的特点1、单向流动（1）单向流动是指能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动。（2）原因①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果；②各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能形式散失掉，这些能量是生物无法利用的。（3）对“能量流动是单方向不可逆”的理解①从食物链角度，能量由生产者固定开始，沿食物链逐级流动，到达最高营养级后，能量不能被生产者、上一个营养级再度利用。②从能量代谢角度，能量贮存在有机物的化学键中，当它释放时，一部分转变为自由能，可以作功；一部分转变为热能释放。生物不能利用热能，所以热能就散失，自由能越来越少，能量越流越少，以致成为单向流动。2、逐级递减（1）逐级递减是指输入到一个营养级的能量不能百分之百地流入下一营养级，能量在沿食物链流动过程中逐级减少的。（2）原因：①各营养级的生物都因呼吸消耗了大部分能量；②各营养级总有一部分生物未被下一营养级利用，如枯枝败叶。（3）能量传递效率：生态系统的为10%～20%的含义，是指一个营养级的总能量大约只有10%～20%传递到下一个营养级。三、生态金字塔生态金字塔是能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔的总称，这三者都是用来说明食物链中能量流动情况。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。能量金字塔是以各营养级所固定的总能量来表示的，它以热力学为基础，较好地反映了生态系统内能量流动的本质。数量金字塔过高地估计了小型生物的作用，而生物量金字塔又过于强调了大型生物的作用，而能量金字塔所提供的情况较为客观和全面。1、能量金字塔能量沿食物链流动时逐级递减，营养级越多，消耗的能量就越多，因此可以将单位时间内各个营养级的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个正金字塔图形，就叫做能量金字塔。在能量金字塔中，营养级别越低，占有的能量越多，反之，越少。能量金字塔绝不会倒置。\n从能量金字塔中可以看出：在生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。而之所以呈现金字塔形，是因为通常情况下，能量从上一个营养级传递到下一个营养级，平均传递效率为10%～20%。传递效率＝下一个营养级同化量／上一个营养级同化量×100%。能量金字塔每一台阶的含义：代表食物链中每一营养级生物所含能量多少。能量金字塔形状的象征含义：表明能量流动沿食物链流动过程具有逐级递减的特性。2、数量金字塔（用生物体数目来表示）以每个营养级的生物个体数量为依据绘制的金字塔。但会出现有的生物个体数量很少而每个个体的生物量很大的情况，所以也会出现倒置的现象。数量金字塔每一台阶的含义：表示每一营养级生物个体的数目。数量金字塔形状的象征含义：因为在捕食链中，随着营养级的升高，能量越来越少，而动物的体形一般越来越大，因而生物个体数目越来越少。〖实例〗生物数量金字塔：人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3只次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354904只初级消费者（草原动物、昆虫）708624只生产者（野草）5842424株3、生物量金字塔（用质量来表示）以每个营养级的生物量绘制的金字塔。但某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以现存量为依据的，所以在海洋生态系统中会出现倒置现象，即出现浮游动物数量多于浮游植物。如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量，但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。生物量金字塔每一台阶的含义：表示每一营养级现存生物的质量，即有机物的总质量。生物量金字塔的一般形状：能量是以物质形式存在的，因而每一营养级的生物量（现存生物有机物的总质量）在一定程度上代表着能量值的高低，从这个意义上讲，生物量金字塔的形状一般同能量金字塔形状相似。以生物量金字塔为例，从“十分之一定律”这一理论上说，一个人若是靠吃水产品来增长1kg体重的话，就得吃10kg鱼，这10kg鱼要以100kg浮游动物为食，而这100kg浮游动物又要消耗1000kg浮游植物才能成活。这就是说，要有1000kg浮游植物才能养活10kg鱼，进而才能使人增长1kg体重。〖总结〗只有能量金宇塔永远是底宽上尖的正金字塔形（即：能量金字塔绝不会倒置），数量金宇塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有时也会出现倒置的特殊形状的金字塔。四、生物富集作用生物富集作用又叫生物浓缩，是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物（如重金属离子、不易分解的化学农药等），通过食物链会在各个营养级的生物体内逐渐得富集起来（很容易积累到生物体的脂肪组织和肝脏中，不易分解），在能量流动的渠道中，随着营养级越高，生物体内的这些物质的浓度就越高。五、研究能量流动的意义①可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；②可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。六、生态系统能量流动中的有关计算\n由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是10%～20%。故在能量流动的相关问题中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。所以，在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示：〖例题1〗下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108kJ，从理论上计算，A贮存的总能量最少为　（　　）A．7.1×108kJ　　B．4.8×107kJC．5.95×107kJ　　D．2.3×107kJ【解析】由图可知D为生产者，要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件，即：一是能量来源途径最少；二是能量传递效率最低（按10%算）；三是食物链要最长。故从理论上讲，与A贮存的总能量最少相关的食物链不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。为此，E的能量在传递给A的途径中，只有确保：①E在传递给B时用去的能量最多；②E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低；③C在传递给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A贮存的总能量最少为：（7.1×109－2.3×108÷10%）×10%×10%＝4.8×107kJ故答案选B项。〖例题2〗已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为　（　　）A．200kJ　　　B．40kJ　　　C．50kJ　　　D．10kJ【解析】本题具有较大的迷惑性，极易错选A项。由于该营养级的能量95%通过呼吸作用以热能的形式散失，故积累的能量只有5%，因而其最多也只有5%（即5%×1000＝50kJ）的能量传递给下一营养级。因此答案选C项。〖例题3〗如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物　（　　）A．10千克B．28千克C．100千克D．280千克【解析】解答本题时，首先应画出食物网，然后依据食物网和题干信息来解答。①通过“植物→人”这条链计算出消耗植物的量为：0.5÷10%＝5千克；②通过“植物→植食动物→小型肉食动物→人”这条链计算出消耗植物的量为：0.25÷10%÷10%÷10%＝250千克；③通过“植物→羊→人”这条链计算出植物的量为：0.25÷10%÷10%＝25千克。故要消耗植物的总量为280千克。（5＋250＋25＝280）故此题的答案选D项。\n〖例题4〗如下图简化的草原食物网中，假如鹰的食物有2/5来自于兔，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇。那么，鹰若增重20g，最多消耗多少克植物？最少消耗多少克植物？【解析】因为已知条件是最高营养级增加重量，以及鹰捕食兔、鼠、蛇的能量系数，最多消耗多少植物应按10％（最低能量传递率）来计算。“植物→兔→鹰”这条食物链中，最多消耗植物为：同理，“植物→鼠→鹰”、“植物→鼠→蛇→鹰”两条食物链中，最多消耗植物分别为：800＋800＋4000＝5600（g）　　故共计5600g。同理，“最少消耗多少植物”应按20％（最高能量传递率）来计算：〖例题5〗在“棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰”这条食物链中，如果食蚜蝇要有5m2的生活空间才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活空间至少是　（　　）A．5×103m2　　　B．5×104m2　　　C．53m2　　　D．54m2【解析】本题以生物的生活范围来反映所具能量的大小。由题意可知鹰处于最高营养级，按能量最高传递效率可求出一只鹰至少所需的生活空间为：（1÷20%÷20%÷20%）×5＝54m2。答案选D项。〖例题6〗在能量金字塔中，如果生产者在光合作用过程中产生240mol的氧气，其全部用于初级消费者分解血糖，则其释放并贮存在ATP中的能量最多有（）可被三级消费者捕获？A．1.008×103kJ　　B．5.016×103kJ　　C．1.858×103kJ　　D．2.008×103kJ【解析】依据有氧呼吸反应式，可知240mol的氧气能分解40mol的葡萄糖，又由于每摩尔葡萄糖彻底氧化分解产生的能量有1161kJ转移到ATP中，故初级消费者产生的ATP中的能量最多有“1161×40×20%×20%＝1.858×103kJ”被三级消费者捕获。答案选C项。〖例题7〗在下图的食物网中，生态系统能量流动传递效率为10%～20%，请据图回答下列问题：（1）在这个食物网中，可以称为初级消费者的生物种群有　　　　。（2）若鸟增加的能量积累为A，需要生产者提供的能量应不少于　A。（3）在鸟的食物构成中，若动物性食物与植物性食物各占50%，则需要生产者提供的能量应大约在　　　A至　　　A之间。【解析】（1）初级消费者即直接以植物为食的动物，此食物网中有虫和鸟。（2）“不少于”意味着按最高传递效率，取最短食物链计算，20%X＝A，得X＝5A。（3）设草的总能量中，有X沿“草→虫→鸟”流动，有Y沿“草→鸟”流动，按传递效率10%计算：10%X×10%＝50%A，得X=50A，10%Y＝50%A，得Y＝5A，需要生产者总量为X＋Y＝55A；按20%计算：20%X×20%＝50%A，得X＝12.5A，20%Y=50%A，得Y＝2.5A，需要生产者总量为15A。【答案】（1）虫、鸟　　（2）5　　（3）15　55\n〖补充〗能量流动与生态系统的稳定性能量流动效率能直接反映生态系统的稳定性，能量在传递过程中，若超过一定的限度，则容易引起种群的生长、繁殖或再生等的障碍，从而导致生态系统稳定性的破坏，故在研究生态系统的稳定性时必须时刻关注能量流动效率。〖例题8〗某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏？　（　　）A．W1＞10W2　　　B．W1＞5W2　　　C．W1＜10W2　　　D．W1＜5W2【解析】一般情况下，生态系统的能量在两个相邻营养级之间传递效率大约是10%～20%。小于或等于20%则不会导致其稳定性的破坏，而大于20%则有可能引起某些营养级生物量的大起大落或生态环境的改变，导致生态系统抵抗力稳定性被破坏。纵观本题的四个选项，A选项反映的能量传递效率小于10%，B选项反映的能量传递效率小于20%，C选项反映的能量传递效率大于10%（但不一定大于20%），只有D选项反映的能量传递效率大于20%。故本题答案选D项。必修3·第5章第3节　生态系统的物质循环一、生态系统的物质循环：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。物质循环具有全球性，故又称为生物地球化学循环。1、循环规律（1）“物质”是指构成生物体的各种化学元素（2）循环范围：生物圈（3）循环是指基本元素在生物群落与无机环境间往返出现（4）循环通道：食物链和食物网2、循环特点：①具有全球性；②反复出现、循环出现（物质具有不灭性）二、碳循环过程1、碳存在形式①无机环境：CO2和碳酸盐②生物群落：含碳有机物③碳在生物群落和无机环境之间的循环“主要”是以CO2的形式进行的【解析】通常情况下，碳元素以CO2的形式通过绿色植物、光合细菌、蓝藻等的光合作用及硝化细菌等的化能合成作用从无机环境进入到生物群落，又可通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用以CO2的形式由生物群落回到无机环境。无机环境中的碳会以HCO3-的形式被植物根吸收而进入到生物群落。④CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的⑤生物群落中的含碳有机物是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用被分解成CO2和H2O，归还到无机环境中。2、大气中CO2的“主要”来源：动植物的细胞呼吸、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。3、过程\n4、温室效应（1）概念：温室效应是指太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等气体所吸收，从而产生大气变暖的效应。除二氧化碳外，对产生温室效应有重要作用的其他还有甲烷、臭氧、氯氟烃和水汽等。另外引起酸雨、臭氧层破坏的主要气体污染物依次是二氧化硫和氟利昂。（2）成因：人类大量燃烧化石燃料，使大气中的二氧化碳含量增加而形成。（3）缓解温室效应主要从两个方面加以考虑：一是减少CO2的释放；主要是减少化石燃料的作用，开发新能源（如太阳能、风能、核能等）替代化石能源；二是增加CO2的吸收量。主要是保护好森林和草原，大力提供植树造林。三、能量流动与物质循环之间的异同不同点：在物质循环中，物质是被循环利用的；能量在流经各个营养级时，是逐级递减的，而且是单向流动的，而不是循环流动。（物质可循环，能量不循环）联系：①两者同时进行，彼此相互依存，不可分割；②能量的固定、储存、转移、释放，都离不开物质的合成和分解等过程；③物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量是推动物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。\n必修3·第5章第4节　生态系统的信息传递一、信息：一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。在自然界与日常生活中非常常见，是事物表现的一种普遍形式。生态系统中的信息是指生态系统中的物质和能量在时间和空间上分布的不均匀性。二、生态系统中信息的类型及传递形式1、物理信息生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。这些物理信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。比如，毒蜂身上的斑斓花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威吓的意思。动物的眼、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（光敏色素等），可以感受到多样化的物理信息。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。“光敏色素可以感受物理信息”并不是说光敏色素是物理信息，它仍然属于化学信息，因为光敏色素是指具有光射时吸收光谱能发生可逆变化性质的一种蛋白色素（光敏色素的化学本质是蛋白质）。除菌类外，所有植物均存在，能感受环境的光射条件从而调节生物体的各种功能。2、化学信息（1）化学信息：生物在生命活动过程中，产生的一些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，就是化学信息。昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质——信息素。（2）传递形式：信息素广义上：生物在其代谢过程中会分泌出一些物质，如酶、维生素、生长素、抗生素、性外激素（包括性引诱剂等）、尿液、粪便等，经外分泌或挥发作用散发出来，被其他生物所接受而传递。狭义上：昆虫由体表的腺体分泌到体外的一类挥发性的化学物质，借空气或水等传播，对同种的另一个体或异性个体引起较大生理反应。由于这类化学物质起着在个体之间传递化学信息的作用，故称为信息素或“外激素”。如“性信息素”（或“性外激素”）能引诱异性个体前来交尾。此外，还有结集信息素、告警信息素和追踪信息素等。比如蚂蚁分泌出的尾迹素可以告诉其它的蚂蚁一些信息；蜜蜂可以释放出示踪信息素召唤同伴攻击敌人。3、行为信息（1）行为信息：是指某些动物通过某些特殊的行为方式，在同种或异种生物间传递的某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。（2）传递形式：植物或动物的异常表现及行为。例如蜜蜂发现蜜源时，就有舞蹈动作来表示，以“告诉”其他蜜蜂花源的方向、距离。孔雀开屏等。4、营养信息营养信息是指通过营养交换所传递的信息。食物和养分的供应情况也是一种信息。如老鹰以田鼠为食，田鼠多的地方能够吸引饥饿的老鹰前来捕食。三、信息传递的作用1、信息传递在生态系统中的作用：（1）生命活动的正常进行，离不开信息的作用；（2）生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；（3）信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。2、信息传递在农业生产中的应用：①提高农产品和畜产品的产量；②对有害动物进行控制。四、信息传递、能量流动和物质循环三者的关系\n信息传递、能量流动和物质循环都是生态系统各组分必不可少的一部分，使生态系统形成一个有机的整体，同时信息传递是长期的生物进化的结果，具有调节系统稳定性的作用。任何一个生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递，这三者是生态系统的基本功能。在生态系统中，能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，而信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态。在生态系统中，种群和种群之间、种群内部个体与个体之间，甚至生物和环境之间都有信息传递。在一定时空范围内，生物群落与无机环境相互作用的自然系统，叫做生态系统。在生态系统中，各组分之间及其与环境之间不断地进行着物质的、能量的和信息的交换，通常以“流”的形式（物质流、能量流、信息流）来定量表述其强度。这种交换维系了系统与环境以及系统内各组分之间的关系，形成了一个动态的、可以实行反馈调控和相对独立的体系。系统中的任一组分只要其状态发生了变化，就可以通过“流”的相应改变（路径、方向、强度和速率等），去影响其他组分。最终将波及整个系统。生态系统的功能有三：一是能量流动，具有单向、递减、不循环的特点；二是物质循环，是指组成生物体的元素在生物群落和无机环境之间进行的循环，该过程离不开生产者和分解者，生产者起关键作用；三是信息传递，信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，从而维持生态系统的稳定性。物质循环的关键环节分解者的分解作用使生物群落中的物质归还到无机环境，从而实现了物质的循环。在生态系统的功能中，物质流是可循环利用的，能量流是单向的、不可逆转的，信息流是双向的（信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系。信息传递是双向的，正是由于信息流，生态系统产生了自动调节机制。）。\n“生态系统的信息传递”一节教学参考资料　　“生态系统的信息传递”是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修3第5章第4节的内容，与老教材相比是新增加的部分。本节内容教材仅作简要的叙述和举例，对于学生来说并不难理解，但能力要求并不低。要想让本节教与学真正互动起来，最大限度地激发学生的学习兴趣和求知欲，教师在课前必须花费许多宝贵时间，查阅大量资料，提炼生动活泼的实例展示给学生。下面是笔者收集整理的一些不同于教材和教参的实例，供同行们在教学设计时参考。1　生态系统中信息的种类1．1　物理信息实例　　物理信息是指生态系统中的光、声、电、磁、温度和湿度、颜色等，通过物理过程传递的信息，因此，阳春桃李盛开，盛夏娇荷满池，晚秋百菊争艳，严冬红梅斗寒作为物理信息的实例就不难理解了。　　中国是个诗的国度。诵读古诗文不仅可以提高人们的表达能力，还能丰富人们的生活，陶冶人的情操，坚定人生的信念，更能弘扬民族精神。择其隐含物理信息的脍炙人口之作，描影绘声，酣畅淋漓，可弹奏出优美的课堂教学旋律。如，张九龄的《感遇》“兰叶春葳蕤，桂华秋皎洁。欣欣此生意，自尔为佳节。”贺知章的《咏柳》“不知细叶谁裁出？二月春风似剪刀。”王安石的《泊船瓜洲》“春风又绿江南岸，明月何时照我还？”范成大的《四时田园杂兴》“梅子金黄杏子肥，麦花雪白菜花稀。”苏轼的《惠崇〈春江晓景〉》“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。”白居易的《大林寺桃花》“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”；《赋得古原草送别》“离离原上草，一岁一枯荣”；《长恨歌》“行宫见月伤心色，夜雨闻铃肠断声。西宫南内多秋草，落叶满阶红不扫。”张志和的《渔歌子》“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥。”杜牧的《秋夕》“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇拍流萤。”王之涣的《凉州词》“羌笛何须怨杨柳，春风不度玉门关。”李白的《长干行》“苔深不能扫，落叶秋风早。八月蝴蝶黄，双飞西园草。”赵师秀的《约客》“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙。”辛弃疾的《西江月?夜行黄沙道中》“稻花香里说丰年，听取蛙声一片。”苏麟的“近水楼台先得月，向阳花木易为春。”……植物像动物一样也会运动。随着夜幕降临，酢酱草、合欢、落花生、羊角豆等植物的小叶会合拢“睡大觉”；第二天早晨的第一缕阳光让它们再伸展枝叶。郁金香和睡莲的花瓣在夕阳西下之际也会闭拢进入“梦乡”，待到旭日东升之时再从酣睡中清醒过来，漫漫展示它们美丽的花容；而夜来香、晚香玉和月见草的花则正好相反。植物之所以对光暗有反应，是因为光敏色素起作用，这种昼夜有内在节奏的变化是由生物钟控制的。　　加拿大渥太华大学生物学博士瓦因勃格每天对莴苣做10分钟超声波处理，结果其长势明显比未受处理的莴苣要长得“帅”。　　美国路易斯安那州的学者史密斯对大豆播放“蓝色狂想曲”音乐，20天后受音乐“熏陶”的大豆苗重量高出未听音乐的1/4。　　虫鸣鱼喋，鸟啭鸡唱，猿啼狮吼，虎啸狼嚎……动物借助这些五花八门的声信息，向人们表达它们的喜怒哀乐。动物在不同时期发出的声信息各不相同，其中繁殖时传递的是“情歌”。古巴牛蛙的情歌像公牛的吼叫，美国的一种癞蛤蟆的情歌就像是为男低音伴奏的笛声，还有一种雨蛙的情歌则很像猫迷的呼噜声。古代诗歌中也有许多对鸟鸣的生动描述，如“两个黄鹂鸣翠柳”，“自在娇莺恰恰啼”，“莺啼燕语报丰年”，“阴阴夏木啭黄鹂”等等。　　在1976年7月28日唐山大地震之前，唐山地区和天津郊区发现竹子大面积开花、柳树枝梢枯死等异常现象。日本东京女子大学的学者鸟山教授用高灵敏度的电位记录仪对合欢树进行生物电位测定，并认真分析了几年来记录的数据，发现合欢树能感觉火山活动和地震前伴随而来的物理信息，其中包括地球内部温度、地下水、地球电位、地球磁场的变化，从而导致植物也产生各种相应的奇特变化。　　动物的视觉和人类的视觉不同，有些动物几乎是单色的。蚊子偏爱暗黑色，爱栖息在阴暗的水沟和不见光的角落，所以，蚊子喜欢叮穿黑衣服的人。黄色对蜜蜂有特殊的吸引力，暮春三月，田野上的大片油菜是蜜蜂采蜜流连的场所。宋代杨万里的《宿新市徐公店》有佳句云：“儿童急走追黄蝶，飞入菜花无处寻。”\n蝴蝶还是唯一能够辨别红色的昆虫，山野上有许多植物的花朵都具有红色或绛红色的色彩，所以传授这些植物花粉的不是蜜蜂，而是彩蝶。还有些动物对某些颜色特别忌讳和恐惧。牛特讨厌红色，因此西班牙斗牛士总是用红布激怒公牛；大海里的鲨鱼特惧怕黄色，为此轮船上的救生圈和救生衣常常涂上黄色，借以驱赶鲨鱼，保证落水者的生命安全；危害蔬菜生长的蚜虫特害怕银灰色，所以蔬菜园里盖上银灰色的塑料薄膜可以减少虫害，提高产量；苍蝇特厌恶淡青色，因而家庭纱窗使用这种颜色有利于防蝇；跳蚤特惧怕白色，如果使用白色的床单则具有抑制和驱赶的功能；狼对白光很不适应，我国北方一些狼群经常出没的村庄和牧区，居民们常常在自家的墙壁上画上白圈圈，以驱狼避祸。1．2　化学信息实例　　生长在南美洲热带森林里的马勃菌，如果人不小心碰着它，它就会像炸弹一样爆炸，冒出一股浓烟，使人和其他高等脊椎动物咳嗽、流泪、奇痒，从而保护了自己。据说，当地印第安人很早就利用此菌作“催泪弹”抵抗敢来侵犯的敌人。　　在美国南部干燥平原上有一种专横跋扈的山艾树，在其生长的地盘内“不许可”任何外来植物的生存。有些学者曾人为地在其地盘内种植一些杂草，就连这些小草都不能与它共存。后来美国的植物学家鲍德恩发现是因为山艾树能分泌一种置其它植物于死地的化学物质。猎豹、犬科和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息，它们总是仔细观察前兽留下的痕迹，并由此传达时间信息，避免与栖居在此的对手遭遇；还能够识别同类雌性尿中的化学信息，决不放过求爱的机会；更能够判定自己的尿味，以防迷路而有家难归。　　在昆虫界，蛾家族中的许多雌性居民采用释放性外激素来引诱雄性昆虫，这不足为奇。而犀牛在求偶时，雄犀牛会释放出麝香味，雌犀牛闻到后即刻如痴如醉，飘飘然主动投入到情侣的怀抱。　　人们总认为老鼠怕猫，其实，不能一概而论。有一种非洲鼠，与一般的家鼠样子差不多，只是嘴巴坚硬，一但被猫追逐时，它的绝招就是立即释放出一股很浓烈的类似化学毒气的臭味。猫闻到后，就会全身发抖，瘫痪在地，不能动弹。于是老鼠就跳上去咬断猫的喉管，吸取猫血，最后把死猫拖到洞中撕食。1．3　行为信息实例　　美国西部有一种奇异的植物，秋天干枯以后，就卷成一个圆球，风一吹动，它就在空中旋转或在地下打滚，一边滚，一边就把种子撒播出去，让种子明年在新的地方发芽、生长、传种接代。　　一些鸟类当捕食者接近鸟巢和幼鸟时，佯装受到重伤以吸引捕食者追击自己而引开敌人。白蚁的巢穴如若被打开，工蚁和幼虫都向内移动，兵蚁则向外集结以围堵缺口，表现了视死如归的保卫群体的利他行为。　　蜜蜂跳舞的含义大家都很熟悉。其实，每个国家的蜜蜂舞蹈语言并不一样。按地理分，蜜蜂有非洲蜂、欧洲蜂和亚洲蜂三大类，地区不同，蜂的舞蹈语言也有区别。意大利蜂除了跳圆圈舞外，还跳镰形舞，其舞蹈路线象弯曲的镰刀；斯里兰卡无刺蜂的舞蹈信号很简单，侦察蜂在巢壁上乱跑乱跳乱蹦一阵土风舞蹈以引起蜂群骚动，然后带领同伴一鼓作气蜂拥而出去采蜜，其舞姿不是优美的而是相当粗犷的。你可知道龙虾和鸵鸟也会跳舞。雄龙虾见到蜕皮发育成熟的雌龙虾，变得非常温柔可亲，抖动长长的触须，跳起“京剧舞”。鸵鸟样子在平时给人的感觉可笨了，但一见到配偶时，会即兴跳起“鸵鸟舞”，你看它忽前忽后，忽左忽右，忽疾忽缓，不断变换姿式，虽谈不上和谐优美，却也热烈奔放，轻快敏捷以博得对方的好感。　　为了博得对方的好感，鸟类动物常常送点“彩礼”作为定情之物。雄海鸥送几条小鱼，雌海鸥吃下后就表示同意与夫君比翼齐飞。欧洲的一种白头翁则十分浪漫，雄鸟从运方归来时要带上当地的一枝鲜花献给“未婚妻”以表示非你不娶、忠贞不二。有些鸟的定情之物则更为简单，就地取材即可表达爱慕之心。大鹇鸟用一根芦苇就能双双搞定；南极企鹅用一块普通的卵石就能两下情投意合步入洞房；绿头鸭公鸭仅献上一根水草甭想打动对方的心，往往还要做出一连串的高难度“芭蕾舞”动作才能宣告“单身汉”生活从此结束。　　课本中介绍了“孔雀开屏”是求偶炫耀，目的是吸引对方的注意。其实，当动物的情场上如果出现第三者，它们也会炫耀武力，警告对方，好象在说，这是我的爱情领地，滚一边去，否则要你好看。当然，挑战者毫不示弱，一场大战不可避免了。如，北美洲海豹的争斗场面颇为激烈和壮观，为了争夺情侣，两雄相遇誓不两立，经常进行鏖战，从水里打到水上，抓咬滚爬，无所不用，全然不顾在情侣面前的潇洒形象。\n2　信息传递在生态系统中的作用2．1　对生物体生命活动的正常进行具有重要意义　　在自然条件下，冬小麦和冬黑麦是在头一年秋季萌发，以营养体过冬，第二年夏初开花结实。春季种植冬小麦或冬黑麦，将只长苗不开花。春季种植已经用0∽5℃的低温处理40∽50天的萌发的冬小麦或冬黑麦种子，夏初就可以抽穗开花结实。这说明低温信息是冬小麦和冬黑麦正常抽穗开花结实的必要条件。　　一般说来，短日照促使短日植物多开雌花，促使长日植物多开雄花；长日照促使长日植物多开雌花，促使短日植物多开雄花。短日照将使玉米雄花序上形成雌花，在雄花序的中央穗状花序发育成为一个小的但发育很好的雌穗（缺少包在穗外面的苞叶）。菠菜是一种雌雄异株的长日照植物，但如果在诱导的长日照后紧接着的是短日照，在雌株上可以形成雄花。这些实例说明光信息对花内雌雄器官的正常分化和性别的正常分化具有显著的影响。2．2　对种群的繁衍具有重要意义　　生长在澳大利亚的花柱草植物，其雄蕊跟心皮相互融合成一个异乎寻常的“触发器”，形状像一个招呼人的手指挂在花的外边，当它受到昆虫触摸时，能在0.01秒时间内突然移动180度以上，这样就能使来此光顾的昆虫被花粉粘满全身，成为授粉的使者。1980年，美国的昆虫学家研究表明，蜂身上带有正电荷，花粉则带有负电荷，可以相互吸住。2．3　调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定　　舞毒蛾是一种极难扑灭的森林害虫，以橡树叶为食，大面积虫害人类难以防治。1981年，美国东北部的大片橡树林在一周内被舞毒蛾幼虫啃个精光。可是，到了1982年，当地的舞毒蛾突然销声匿迹，而橡树却郁郁葱葱，生机盎然。后来科学家研究发现：橡树叶子在受到舞毒蛾幼虫啃食之后，新叶子中会产生一种能与害虫胃里的蛋白质发生结合的单宁酸；当害虫再次捕食幼叶时，舞毒蛾幼虫会因消化不良而“饿死”。　　牛羚和斑马都是食草动物，按理说它们因食物竞争而矛盾不断，甚至大打出手才对，可是它们总是和睦相处、形影不离。科学家实地考察发现，斑马对气压极为敏感，能预测风水，有雨水就有茂盛的青草，牛羚只要跟着斑马觅食便“衣食无忧”了；牛羚的警惕性很强，每次觅食时总会有四头牛羚站在高处警戒守望，它们尾巴靠在一起、头分别朝四个方向观察动静，一有“风吹草动”，牛羚和斑马便会群体消失、逃之夭夭。　　利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过化学信息来调节种群的内部结构的特点，将能够“和平共处”、“相亲相爱”的植物一起种植，维持生态系统的稳定。如果将相互影响的植物一起种植，它们往往是冤家对头，“八字相克”，搞得不是一方受害，就是两败俱伤。例如，大蒜和棉花、大白菜等间行种植，大蒜所挥发出来的大蒜素，既能杀菌，又能赶走害虫。所以，大蒜和棉花、大白菜等植物能“平平安安”过一生。如果把蓖麻和荠菜种在一起，虽然前者要比后者粗壮许多，但前者下部的叶子会大量枯黄而逐渐死去。如果番茄和黄瓜生活在同一个“房子”里，如果甘蓝和芹菜间行种植，它们就会彼此天天赌气，不好好的生长，因而导致减产。3　信息传递在农业生产中的应用3．1　提高农产品或畜产品的产量　　如果韭菜和甘蓝间行种植，就能使甘蓝的根腐病减轻。这是由于韭菜能产生一种浓烈的特殊的怪味，能驱虫杀菌。如果在葡萄园种甘蓝，葡萄的生长就会受到抑制。在森林里，如果栎树和榆树碰到一起，那么你会发现栎树的枝条会背向榆树弯曲生长，力求远避这个“坏邻居”。各作种植物间的这种相亲相克的关系是极其复杂的，研究它们的关系极其奥秘，对于发展农业生产，提高农作物的产量，从而获得丰收是很有意义的。　　利用光信息调节和控制生物的生长和发育，根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期可达到早熟高产。　　在果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。当蜜蜂感受到电子仪器发出的信息后，就会受到诱惑，飞到果园去采蜜。还可以利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，利用人工合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的传粉率和结实率，从而提高果实的产量。\n3．2　对有害动物进行生物防治　　在小竹竿上、塑料大棚架边，挂着一个个“吊瓶”一样的东西，不管是白天还是黑夜，时不时有深褐色虫子飞来，掉入“吊瓶”下面的塑料袋中，不一会儿就呜呼哀哉。一天下来，每个这样的装置能捉虫100多只斜纹夜蛾或甜菜夜蛾，不仅节省了农药和人工钱，还保证了蔬菜质量，是名副其实的绿色食品。其实，“吊瓶”学名叫性信息素诱捕器，是一种科技产品。据农科专家介绍，将人工合成的雌性害虫性成熟后所释放出来的信息素制成性引诱剂放在诱捕器中，吸引雄性害虫前来求偶，让它们自投“温柔陷阱”，从而使害虫雌雄失调，干扰害虫的正常交尾活动，达到抑制虫害的目的。　　和许多其他的昆虫一样，当雌性蟑螂想要交配的时候，它会放射出一种信息素吸引异性，雄性蟑螂很快就会追随这种信息素所带有的香味而来。科研人员将信息素从蟑螂的标本中提炼出来，生产出一种人工合成的蟑螂信息素来引诱雄性蟑螂，然后将它们一起杀灭。有了这种蟑螂专用“香水”，无论蟑螂躲在那个犄角旮旯，它们都心甘情愿地跑出来送死。必修3·第5章第5节　生态系统的稳定性一、生物系统的稳定性：由于生态系统中生物的迁入、迁出及其它变化使生态系统总是在发展变化的，当生态系统发展到一定阶段时，它的结构和功能能够保持相对稳定，我们就把：生态系统所具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。二、生态系统的自我调节能力生态系统稳态（稳定性）的维持存在着反馈。当生态系统中的某一成分发生变化的时候，它必然会引起其它成分发生一系列的变化，这些变化反过来又会影响最初发生变化的那种成分，这个过程就称为反馈。反馈分为正反馈和负反馈两种（如图所示）。生态系统稳定性是生态系统发展到一定阶段的产物，或者说是生态系统发展到成熟稳定状态时而具有的一种“自稳”能力。任何一个生态系统不仅具有一定的结构，而且执行一定的功能。其中，生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道，完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础；而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起，有利于形成典型的食物链关系，推动生态系统的生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时，它的结构与功能能够保持相对稳定。系统内各种生物的种类和数量虽有波动，但总是大体相同的，表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定。三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系1、抵抗力稳定性：在生物学上就把生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，称之为抵抗力稳定性。2、恢复力稳定性：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力，叫做恢复力稳定性。3、抵抗力稳定性与恢复力稳定性的区别：干扰因素强度小大生态系统的稳定状态抵抗力稳定性没有改变遭到破坏生态系统 稳定性表现保持恢复与营养结构正相关反相关\n恢复力稳定性复杂程度的关系4、抵抗力稳定性与恢复力稳定性的联系：生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。一般情况下，二者的关系是相反的，即抵抗力稳定性大，则恢复力稳定性就小，反之亦是。生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力。一般地说，生态系统的成分越多样，营养结构越复杂，食物网越复杂，自我调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。相反，生态系统的组成成分越简单，营养结构越简单，食物网越简单，自我调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。两者是同时存在的，共同构成了生态系统的总稳定性。两者之间往往存在着相反的关系（如图所示）。一般而言，抵抗力和恢复力之间存在着相反的关系，具有高抵抗力稳定性的生态系统，其恢复力的稳定性是低的，反之亦然。如森林生态系统与杂草生态系统相比较，森林生态系统自我调节能力强，抗干扰的能力也强。但如果将森林生态系统中的乔木全部砍掉，这个森林生态系统就很难恢复到原来的样子。尽管杂草生态系统的抵抗力稳定性不如森林生态系统，但恢复力显然比森林高。但是冻原生态系统，它的生产者主要是地衣，地衣对环境变化很敏感，很容易被破坏，生长又很慢，一旦遭到破坏后就很难恢复，从而导致生态系统的崩溃。它的抵抗力与恢复力都很低，稳定性当然也是很低。四、生态系统稳定性原理及保护生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力，而自我调节能力又取决于生态系统自身的净化能力（抗污染）和完善的营养结构（抗干扰）。净化作用包括物理沉降、化学分解和生物净化三个方面，它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。其中，生物分解主要以微生物为主，动物为辅，某些植物也有这种功能。水环境中的有机污染物通过水生生物的富集和分解转化为无公害而稳定的无机物质，有些物质可成为细胞结构的组成成分，使其浓度下降，变有毒物质为无毒物质。完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。例如，在森林生态系统中，当害虫数量增加时，林木的生长自然受到危害，但食虫鸟类由于食物丰富数量增多，这样害虫的种群增长就会受到抑制，出现了“有虫不成灾”的现象。生态系统的自我调节能力有大有小，因此抵抗力稳定性有高有低。生态系统抵抗力稳定性的高低，是由它的组成成分和营养结构所决定的。生物多样性越强，生态系统的抵抗力稳定性也就越高。虽然生态系统内部具有自我调节能力，但这种自我调节能力是有一定限度的。当外界干扰因素特别强时，就会破坏生态系统的营养结构，其自我调节能力就会降低甚至消失，最终导致生态系统抵抗力稳定性减弱或者丧失。必修3·第6章第1节　人口增长对生态环境的保护一、我国的人口现状与前景1、我国人口现状：（1）2000年第五次人口普查结果：总人口：129533万人；总人口性别比例：男︰女=117︰100（2）年龄组成：0～14岁的人口为28979万人，占总人口的22.89%；15～64岁的人口为88793万人，占总人口的70.15%；65岁及以上的人口为8811万人，占总人口的6.96%。同1990年第四次全国人口普查相比，0～14岁人口的比重下降了4.80个百分点，65岁及以上人口的比重上升了1.39个百分点。（3）人口增长率：年平均增长率为1.07%。新中国成立以来我国（不包括香港、澳门和台湾地区）人口发展的基本特征如下：①人口增长速度快；②\n人口增长规模大；③人口老龄化速度快；④城镇人口比重增大。根据相关新闻的人口调查显示，2007年我国内地大约有13.0628人口，香港大约有692万人口，澳门大约有52.6万人口，台湾大约有2277万人口。2、人口发展目标：由于人口基数大，我国人口仍将在较长时期内持续增长。专家预计，到2035年，我国人口将实现零增长；到2045年人口将达到峰值15.5亿后下降。3、我国的人口增长的情况（1）我国人口急剧增长的主要原因是：生育率和逐渐下降的死亡率，形成了巨大的“落差”，从而使人口增长加快；人口基数过大也是原因之一。（2）影响一个地区人口数量变化的主要原因：包括人口的自然增长和人口的迁移引起的。二、人口增长对生态环境的影响1、人口增长和开垦土地之间的关系人口与土地之间的关系：不仅表现在人均耕地面积的减少，而且表现在对土地环境的污染破坏和人均粮食产量的徘徊不前。由于人口增长对农产品的需求压力，迫使农民高强度地使用耕地，使耕地的污染和退化严重。2、人口增长过快与森林资源的关系人口增加，人类需求也不断增加，为了满足衣食住行的要求，人们违背自然规律的制约，不断进行掠夺性开发，比如毁林造田、毁林建房、采伐木材等，使得越来越多的森林受到破坏。森林的大肆砍伐，破坏了生态平衡，引起水土流失、土地荒漠化、生物多样性减少等一系列问题。3、人口增长过快与环境污染的关系人口增加和经济发展，使污染物的总量增大。大量工农业废弃物和生活垃圾排放到环境中，影响了环境的纳污量以及对有毒、有害物质的降解能力，加剧了环境污染，从而进一步影响到人类的健康。4、人口增长过快与水资源的关系虽然水是可再生资源，但也有一定的限度。对某一区域，水循环的自然过程限制了该区域的用水量，这就意味着人均用水量是一定的。如果人口增加，用水量就会相应增加，同时污水也相应增加，而人均水资源减少。如果要维持生活水准，则需要开采更多的水资源，造成水资源缺乏日益严重，甚至导致水荒。5、人口增长过快与能源或矿产的关系能源为人类生产生活所必需。随着人口增加和经济发展，人类对能源的需求量越来越大。据统计，1850～1950年的100年间，世界能源消耗年均增长率为2%。而20世纪60年代以后，发达国家能源消耗年均增长率为4%～10%，出现能源危机。现在能源危机已成为一个世界性的问题。为了满足人口和经济增长对能源的需求，除了矿物燃料外，木材、秸秆、粪便等都成了能源，给生态环境带来了巨大的压力。三、协调人口增长与环境的关系，促进人与自然和谐发展。1、控制人口增长。2、加大保护环境和资源的力度。如植树种草，退耕还林、还草、还湖，防止沙漠化；监控、治理江河湖泊及海域的污染；加强生物多样性的保护和自然保护区建设，以及推进生态农业等。★必修3·第6章第2节　保护我们共同的家园一、全球性生态环境问题全球性生态环境问题主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。二、保护生物多样性1、生物多样性的概念：生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。2、生物多样性的内容：包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。\n不同环境生活着不同的生物，这些生物的形态结构、功能习性等各不相同，构成生物的多样性。生物多样性是特定环境自然选择的定向性和不同生物生存环境多样性共同形成的。多样的环境必然对生物进行多方向的选择，选择的结果必然是不同环境中的生物多种多样。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。3、保护层次：基因、物种、生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。（1）基因多样性是指地球上所有生物所拥有的全部基因。基因多样性（即遗传多样性），是由构成基因的脱氧核苷酸排列顺序的多样性决定的。基因通过转录和翻译，其多样性就可以反映到蛋白质分子的空间结构上，进而反映出生物性状的多样性。（2）物种多样性是指地球上所有的植物、动物和微生物，强调物种的变异性。（3）生态系统多样性是指地球上各种各样的生态系统。（生态系统组成成分的多样性→营养结构的复杂性→自动调节能力的大小）所谓生物多样性是指地球上所有的生物（动物、植物、微生物等)以及它们所构成的综合体(生态系统)。通常包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。基因多样性是生物多样性的重要组成部分，是地球上所有生物携带的各种遗传信息的总和。任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因，因此，可被看作是一个基因库。一个物种所包含的基因越丰富，它对环境的适应能力越强。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。而物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度，是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。生态系统的多样性主要是指地球生态系统类型的多样性及其各种生态过程的多样性。从以上分析中可看出，基因多样性是物种多样性、生态系统多样性赖以存在的基础。所以，在基因这一层次上的保护是最核心的，也是最基本的。　　关于生物多样性的原因，从分子水平上看，其根本原因是DNA上基因的多样性（遗传物质多样性）；性状表现多样性的直接原因是蛋白质种类的多样性；从进化的角度看多样性产生的原因是生态环境的多样性（不同环境的自然选择）。4、生物多样性的价值（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，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。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值5、保护生物多样性的措施：（1）就地保护（自然保护区）：就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。措施：①主要是建立自然保护区；②保护对象主要有：有代表性的自然生态系统和珍稀濒危动植物的天然分布区；吉林长白山自然保护区（保护完整的温带森林生态系统）。青海湖鸟岛自然保护区：保护斑头雁、棕头鸥等鸟类及它们的生存环境。（2）易地保护：动物园、植物园（3）利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护。如建立精子库、种子库等。（4）利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护。如人工授精、组织培养和胚胎移植等。6、保护生物多样性的，要注意的有：（1）关键是要协调好人与生态环境的关系；（2）加强立法、执法和宣传教育，使每个人都理性地认识到保护生物多样性的意义；（3）反对盲目地、掠夺式地开发利用，并不意味禁止开发和利用；（4）保护生物多样性需要全球合作。三、可持续发展1、含义：在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要，它追求的是自然、经济、社会的持久而和谐的发展。2、实施措施：①保护生物多样性；②保护资源和环境；②建立人口、环境、科技和资源、消费之间的协调与平衡。★\n关注“全球性生态环境问题”全球性生态环境问题主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。1．温室效应二氧化碳可以影响热量的辐射。在大气层中，二氧化碳吸收红外线并阻挡红外辐射的通过，就像温室的玻璃顶罩一样。大气中二氧化碳含量越多，热外流越受阻，从而地球温度也就升得越高，气候变暖，海平面上升，对人类社会的影响十分严重。要解决二氧化碳大量增加这一问题，一是要减少二氧化碳的排放，二是要提倡植树种草，增强对二氧化碳的吸收能力。2．酸雨大气中的二氧化硫随雨水降落到地面成为酸雨，一般称pH小于5.6的雨水为酸雨。酸雨对土壤、江河、湖泊、森林、农作物、建筑等都会造成严重的危害。（1）成因：酸雨中的酸主要是二氧化硫（SO2）转化而来的硫酸和一氧化氮（NO）转化的硝酸。污染源主要是化石燃料燃烧产生的烟尘和汽车尾气。我国通常是硫酸酸雨。（2）危害：①酸雨可直接危害植物，造成森林受害和农作物减产；还能使土壤、水域酸化，建筑物腐蚀，金属腐蚀等。②酸雨对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类社会的可持续发展。3．臭氧层破坏在地面空气中的臭氧是一种污染物，对生物有毒害作用。但位于地球上空25～40km的大气平流层中的臭氧则是地球的一个“保护伞”，它能阻止过量的紫外线到达地球表面。研究表明，平流层中臭氧减少1%，紫外线对地球表面的辐射量将增加2%，皮肤癌、白内障患者将增加，农作物产量将减少。臭氧的减少是人类活动造成的，人们在生产、生活过程中排放的氯氟烷烃如氟利昂等对臭氧有破坏作用。4．生物富集作用生物体从周围环境中吸收某些元素或不易分解的化合物，这些污染物在体内积累，使生物体内某些元素或化合物的浓度超过了环境中的浓度的现象，叫做生物富集作用。这些污染物一般的特点是化学性质稳定而不易分解，在生物体内积累不易排出。因此生物的富集作用会随着食物链的延长而不断加强。生物富集作用可以分为水生生物富集作用和陆生生物富集作用。水生生物富集作用：水生生物主要通过食物链富集污染物质。例如，有机氯农药（如DDT）在水中的溶解度虽然很低，但是经过“浮游植物→浮游动物→小鱼→肉食性鱼”这样一条食物链，可以成千万倍地富集起来。陆生生物富集作用：陆生生物体内富集的有毒污染物主要是重金属和化学农药。陆生植物体内的重金属（如汞、镉等），主要是通过根系从土壤中吸收的。重金属进入动物体或人体后，除了随粪便排出一部分外，其余的则在动物或人体内富集起来并逐渐造成危害。例如，日本的“镉米”事件。5．水体富营养化\n富营养化是指水体中N、P等植物所必需的矿质元素含量过多，导致藻类等大量繁殖。藻类的的呼吸作用及死亡藻类的分解作用消耗大量的氧，并分解出有毒物质,致使水体处于严重的缺氧状态，引起水质量恶化和鱼群死亡的现象引起水体富营养化的污染源有工业废水、生活污水和农田排水。当它们汇集到池塘、湖泊、海湾时就会使水体中N、P等植物所必需的矿质元素增多，致使藻类植物、浮游生物大量繁殖。由于繁殖、生长过程需要消耗大量氧气用于进行细胞呼吸，致使水中溶解氧的含量降低。而且当藻类植物和其他浮游生物死亡之后，其遗体首先被水中需氧微生物分解，从而进一步降低溶解氧的含量，然后被厌氧微生物分解。同时产生H2S、CH4等有毒气体。因而造成鱼类和其他水生生物死亡，在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。6、土地荒漠化（1）原因：植被破坏是土地荒漠化的主要原因，如草原的过度放牧，草原植被破坏，有益动物大量减少，病虫害严重，使草原植被退化，原始森林和防护林被破坏。（2）后果：沙尘暴遮天蔽日，毁坏力极强。（3）治理措施：合理利用和保护现有资源；部分地区退耕还林、还草；大量营造操场、灌木林和防护林，以林护草，草林结合。7、生物多样性锐减科学家估计地球上约有1400万种物种，但当前地球上的生物多样性损失的速度比历史上任何时候都快，比如鸟类和哺乳动物现在的灭绝速度可能是它们在未受干扰的自然界中的100倍至1000倍。主要原因是七种人类活动造成的：①面积对森林、草地、湿地等生境的破坏；②过度捕猎和利用野生物种资源；③城市地域和工业区的大量发展；④外来物种的引入或侵入毁掉了原有的生态系统；⑤无控制旅游；⑥土壤、水和大气受到污染；⑦全球气候变化。这些活动在累加的情况下，会对生物物种的灭绝产生成倍加快的作用。20世纪90年代初，联合国环境规划署首次评估生物多样性的结论是：在可以预见的未来，5%～20%的动植物种群可能受到灭绝的威胁。国家环保总局公布了首批入侵我国的16种危害极大的外来物种名单。它们是紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲牗水葫芦牘、假高粱、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙。目前我国有主要外来杂草107种，外来害虫32种，外来病原菌23种。据中国履行生物多样性公约工作协调组负责人介绍，外来物种对我国的危害表现在多个方面。首先，外来入侵物种会造成严重的生态破坏和生物污染。其次，外来入侵物种通过压制或排挤本地物种，形成单优势种群，危及本地物种的生态，最终导致生物多样性的丧失。第三，生物入侵导致生态灾害频繁爆发，对农林业造成严重损害。　外来物种进入新的生态系统后可能有三种情形：①因为不适应环境而被淘汰；②因为新环境中存在其天敌及竞争者而受到控制；③因为缺乏天敌而失去控制，最终破坏原有生态系统，降低了物种多样性。控制的办法最好从本地寻找其天敌，一般不从原产地引进新物种，原因是有可能产生新的生态危机。8．微波危害微波的波长范围是1mm～1m，频率范围是300～300000MHz，它的能量不足以使物质产生电离，所以微波不会对生物体产生辐射的危害。但是，它能起到“加热”的作用。由于它的穿透力强，不仅可使物体表面温度升高，而且还能深入组织内部，更由于组织内部难于散热，所以内部的温度升得更快。9．白色污染大量的废旧农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具（以下统称为塑料包装物）在使用后被抛弃在环境中，难于分解，给景观和生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色，因此造成的环境污染被称为“白色污染”。10、光污染国际上一般将光污染分成3类，即白亮污染、人工白昼和彩光污染。（1）白亮污染：当太阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。专家研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害，视力急剧下降，白内障的发病率高达45％。还使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。（2）人工白昼：夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，即所谓人工白昼。在这样的“不夜城”\n里，夜晚难以入睡，扰乱人体正常的生物钟，导致白天工作效率低下。人工白昼还会伤害鸟类和昆虫，强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。（3）彩光污染：舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。据测定，黑光灯所产生的紫外线强度大大高于太阳光中的紫外线，且对人体有害影响持续时间长。人如果长期接受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和其他癌变。彩色光源让人眼花缭乱，不仅对眼睛不利，而且干扰大脑中枢神经，使人感到头晕目眩，出现恶心呕吐、失眠等症状。科学家最新研究表明，彩光污染不仅有损人的生理功能，还会影响心理健康。★