生命系统的结构层次:
细胞→组织→器官→系统(植物没有系统)→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
生命系统的各结构层次的概念及实例:
结构层次 |
概念 |
举例 |
细胞 |
细胞是生物体结构和功能的基本单位 |
心肌细胞 |
组织 |
由形态相似、结构和功能相同的细胞联合在一起 |
心肌组织 |
器官 |
不同的组织按照一定的次序结合在一起,能完成一定功能的结构 |
心脏 |
系统 |
由不同器官按照一定的次序组合在一起,能够共同完成一种或几种生理功能的结构 |
血液循环系统 |
个体 |
由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。单细胞生物由一个细胞构成生物体 |
草履虫、龟 |
种群 |
在一定的自然区域内,同种生物的所有个体的总称 |
该区域内同种龟的所有个体 |
群落 |
在一定的自然区域内,所有的种群组成一个群落(包括该区域内所有的动物、植物、微生物) |
该区域内龟和其他所有生物的种群 |
生态系统 |
生物群落与无机环境相互作用而形成的统一整体 |
龟生活的水域生态系统 |
生物圈 |
地球上全部生物及其无机环境的总和 |
地球上只有一个生物圈 |
易错点拨:
(1)单细胞生物由单个细胞直接构成个体,不具组织、器官、系统这三个结构层次。
(2)植物没有系统这一结构层次。
(3)病毒无细胞结构,不属于生命系统,但病毒在宿主细胞中能繁殖,产生与亲代相同的子代病毒,繁殖是生物的基本特征之一,所以病毒属于生物。
(4)一个分子或原子是一个系统,但不是生命系统。
例题:下列关于生命系统的结构层次的叙述中,不正确的是( )
A.生命系统的各个层次相互依赖,又各自有特定的组成、结构和功能
B.从生物圈到细胞,各种生态系统,大大小小的种群、个体,个体以下的系统、器官和组织,都是生命系统的一部分
C.在生命系统的各个层次中,能完整地表现出各种生命活动的最小层次是细胞
D.一个分子或一个原子是一个系统,也是生命系统
正确答案是D
生命系统的各结构层次间关系的分析:
(1)细胞一个体,体现了高等多细胞生物个体发育历程,同时体现了生命的进化历程,即由单细胞进化到多细胞。
(2)个体一种群一群落,体现了生物之间的关系。
(3)群落一生态系统一生物圈,体现了生物与其生活环境的关系。
自然选择对种群基因频率变化的影响:
一、提出问题:桦尺蠖种群中的s基因的频率为什么越来越低呢?
二、作出假设:在树皮被熏成黑褐色的情况下,已不利于浅色型个体的生存,却变得有利于黑色型个体的生存。这种环境的选择作用会使得s基因的频率越来越低,进而S基因的频率越来越高,即自然选择的作用会使这个种群的基因频率发生定向改变。
三、实验步骤
(1)创设情境:在1870年时,基因型频率如下:SS10%,Ss20%,ss70%。在树皮被熏成黑褐色的情况下,变得不利于浅色型个体的生存,却有利于黑色型个体的生存,使得种群中的浅色个体每年减少10%,而黑色个体每年增加10%。
(2)布置任务:要求学生计算第2~10年间,种群每年的基因型频率和基因频率各为多少?
在计算完后,为了使研究更具说服力,可调整增长比率。比如,把比率调高些,再重新计算种群基因型频率和基因频率的变化。(提示:基因频率=该基因型个体数/该种群个体总数;不同年份该种群个体总数可能有所变化)
四、分析结果,得出结论:
在自然选择的作用下,黑色个体有更多的机会把自已的基因通过交配传给下一代,S基因的频率自然就会不断提高。在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,从而导致生物朝一定方向不断进化。
内环境的稳态:
1、内环境的动态变化
(2)具体表现:内环境各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。
2、内环境稳态的概念、内容与基础
(1)概念:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。
(2)内环境稳态的内容与意义:
(3)维持基础:人体各器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。
(4)直接参与的器官与系统: ①消化系统②呼吸系统③泌尿系统④循环系统
3、内环境稳态调节机制现代观点:神经一体液一免疫调节网络
4、内环境的稳态与消化、吸收、循环、排泄系统的功能联系:
5、意义:内环境中血糖含量、温度、pH等保持在适宜的范围内,细胞代谢正常进行。是机体进行正常生命活动的必要条件。
稳态失调与相关疾病:
病状名称 |
内环境理化性质变化 |
引起疾病的症状 |
尿毒症 |
尿素等代谢废物在体内积累 |
自身中毒和综合病症 |
糖尿病 |
血液中葡萄糖含量过高 |
多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈,身体消瘦 |
高原反应 |
体内缺氧,血氧过低 |
头痛、乏力、心跳加快 |
感冒发烧 |
体温过高,影响酶的活性 |
食欲不振、四肢无力 |
严重腹泻 |
丢失大量的水和无机盐 |
疲倦、周身不适、恶心 |
知识点拨:
1、血液Na+、K+、pH的稳定性:血液的pH通常在7.35~7.45之间,变化范围很小。原因是血浆中含有HCO
3-、HPO
42-等离子,可起到缓冲作用。
2、内环境稳态失调:长期营养不良,会出现组织水肿。人体发生花粉等过敏反应时,引起毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白渗出,会造成局部组织液增加。淋巴管阻塞会引起组织液中的大分子蛋白质回流到血浆从而使组织液增加。肾小管肾炎也会使组织液增加而水肿。细胞代谢旺盛使代谢产物增多,组织液浓度增加使组织液增多而水肿。
3、人体维持内环境稳态的具体表现:饮水不足时,抗利尿激素释放增加;剧烈运动时,人体会大量出汗;接受抗原刺激后,B淋巴细胞增殖分化。
4、体液各成分间的转化与判断方法
①相互转化关系:
②判断方法:
5、不存在于内环境中的物质
①只存在于细胞内的物质:血红蛋白及与细胞呼吸、DNA分子复制、DNA分子转录、mRNA翻译有关的酶等。
②在细胞内合成后直接分泌到体外的物质:消化酶等。
③不能被吸收的物质:纤维素等。
6、不发生于内环境中的生理过程
①细胞呼吸的各阶段反应。
②细胞内蛋白质、递质和激素等物质的合成。
③消化道等外界环境所发生淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。
知识拓展: 1、人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。出现下列情形,稳态会遭到破坏:
①外界环境变化过于剧烈;
②人体自身的调节功能出现障碍。
2、神经一体液一免疫调节网络是内环境稳态的主要调节机制。
①神经调节:调节的主要方式,如体温调节中枢在下丘脑。
②体液调节:某些化学物质,如激素、CO2、H+等通过俸液传送对机体进行凋节,其中主要是激素调节。 ③免疫调节:免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。
3、内环境成分的位置关泵分析
(l)图中①为细胞内液,②为血浆,③为组织液,④ 为淋巴,②③④共同组成了内环境。
(2)A端若为动脉的上端,则A处的氧分压要高于 B处,A处的营养物质含量高于B处,但B处CO2和代谢废物的含量均高于A处。
(3)由图中可知:毛细血管壁细胞的生活环境为血浆、组织液,毛细淋巴管壁细胞的生活环境为淋巴、组织液,血细胞的生活环境为血浆,组织细胞的生活环境为组织液。
4、内环境与外界环境的物质交换分析
I是体内外进行物质交换的系统,并能为内环境提供0
2并排出CO
2,这说明I是呼吸系统,内环境与 I交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁;如果Ⅱ内的葡萄糖通过①只能进入血液,那么Ⅱ为消化道,①表示主动运输;Ⅲ是泌尿系统,②表示重吸收作用;皮肤有保护的作崩,皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物,Ⅳ表示的器官是皮肤。
种间关系:1、种间关系:捕食、竞争、寄生、互利共生。
2、表解四种生物种间关系
种内斗争与竞争:
比较项目 |
范围 |
实例 |
种内斗争 |
同种生物的个体之间 |
大鲈鱼以小鲈鱼为食 |
竞争 |
不同种生物个体之间 |
大草履虫与双核小草履虫混合放养后,大草履虫因在食物中竞争失败而死亡 |
知识拓展:
1、竞争关系可使劣势物种灭绝,有利于优势物种得到更多的资源与空间。
2、捕食关系是捕食者与被捕食者之间相互决定数量的种间关系,相互制约着双方的数量,被捕食者一般不会因捕食的数量的增多而灭绝。
生态系统的物质循环:1、定义:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。
2、循环过程
3、循环范围:生物圈。
4、特点:
(1)全球性:物质循环的范围是生物圈,而不是局域性的生态系统。
(2)反复利用、循环流动:物质循环,既然称为“循环”就不像能量流动那样逐级递减、单向流动,而是可以在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。
5、实践中应用:
①任何生态系统都需要来自系统外的能量补充;
②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;
③能量多极利用从而提高能量的利用率;
④帮助人们合理调整生态系统中能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类有益的方向。
易错点拨:
1、参与循环的物质:不是指由C、 H、O、N、P、S等这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物内所特有的物质,也不是单质,而是元素。
2、物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动,其中伴随着复杂的物质变化和能量转化,并不是单纯物质的移动。
3、碳循环平衡的破坏——温室效应
(1)温室效应产生的原因
①化石燃料的大量燥烧,产生大量CO2。
②植被破坏,降低了对大气中CO2的调节能力。
(2)影响:会加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他生物的生存构成威胁。
(3)解决措施
①减少化石燃料的燃烧。
②开发新的能源,如利用风能、水能、核能。
③大力植树造林。
知识拓展:
1、举例碳循环:
(1)碳元素的存在形式
①无机环境:碳酸盐和C02。
②生物群落:含碳有机物。
(2)
(3)
(4)
(5)碳循环的过程
2、N循环:
生物多样性与保护:
1、生物多样性:生物圈内所有的植物、动物、微生物,它们所拥有的全部基因及各种各样的生态系统共同构成了生物的多样性。
2、内涵:生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性
(1)遗传多样性:指遗传信息的总和,包括地球上所有动物、植物、微生物对个体的基因。
(2)物种多样性:指地球上生命有机体的多样性,目前被描述的物种约175万种。
(3)生态系统多样性:指生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性。
3、多样性价值:
(1)潜在价值:是指目前人们还不清楚的,但肯定具有很大的使用价值。一种野生动物一旦从地球上消失,也就是说一个基因库就消失了,就无法再生,它的各种潜在价值也就不复存在。
(2)间接价值:是指它具有重要的生态功能。包括:保护水资源、维护水体的自然循环,减少旱涝,调节气候等。
(3)直接价值:①药用价值;②工业原料;③科学研究价值;④美学价值。
4、保护措施:
①就地保护:建立自然保护区和风景名胜区是生物多样性最有效的保护
②易地保护:将灭绝的物种提供最后的生存机会利用生物技术对濒危物种基因进行,保护协调好人与生态环境的关系(关键),反对盲目的掠夺式地开发利用(合理利用是最好的保护)。