普通高中课程标准实验教科书 生物必修3

普通高中课程标准实验教科书 生物必修3稳态和环境第1章 人体的内环境与稳态第1节 细胞生活的环境(一)问题探讨1.图1和图2中各式什么细胞?请说出细胞的名称?1.图1中是人体血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等；图2中是单细胞动物草履虫。2.它们分别生活在什么样的环境中?两者的生活环境有何异同?2.血细胞生活在血浆中。草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相似之处是：都是液体环境；不同之处是：血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫直接生活在外界环境中；与外界环境相比，血浆的理化性质更为稳定，如温度基本恒定等。（二）思考与讨论11.为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境?1.细胞外液是指存在于细胞外的体液，包括血浆、组织液和淋巴等。血细胞直接生活在血浆中，体内绝大多数细胞直接生活在组织液中，大量淋巴细胞直接生活在淋巴液中。由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的环境。2.组织液,血浆和淋巴有什么异同?2.相同点：它们都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本化学组成相同。不同点：（1）在人体内存在的部位不同：血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴分布于淋巴管中；（2）生活于其中的细胞种类不同：存在于组织液中的是体内各组织细胞，存在于血浆中的是各种血细胞，存在于淋巴中的是淋巴细胞等；（3）所含的化学成分有差异，如血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。3.组织液,血浆和淋巴之间有什么内在联系?能不能说全身的细胞外液是一个有机的整体?3.提示：当血浆流经毛细血管时，水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出，进入组织细胞间隙而成为组织液，绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管，形成淋巴，淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。它们之间的关系如图1-2所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。图1-2 组织液、血浆、淋巴之间的关系（三）资料分析1.如何将表中物质按化学性质进行归类?1.提示：表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子（如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-）等，有机物包括糖类（如葡萄糖）、蛋白质（如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等）、脂质（如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇）、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。2.除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质?2.还含有气体分子（主要是氧气和二氧化碳）、调节生命活动的各种激素、其他有机物（如维生素）等。3.在组成血浆的离子中,哪些离子的含量较多?它们可能起什么作用?3.Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。4.碳酸氢根和磷酸氢根可能起什么作用?4.维持血浆的酸碱平衡。5.任选其中一种成分,分析它的来源和去路,并说明这与人体的哪些系统有关?5.提示：如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后，分解为葡萄糖，经小肠绒毛吸收后进入血液，通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，最终生成二氧化碳和水，并排入内环境中。二氧化碳通过血液循环被运输到肺，通过呼吸系统排出体外，而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。（其他合理答案也可）。（四）旁栏思考题问题:生理盐水的浓度是多少？为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水？提示：哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同，所以是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水。（五）思考与讨论21.维持渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖,氨基酸等物质是经过哪些途径进入内环境的?1提示：Na+和Cl-等直接来自于食物，不需要经过消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质，必须经过消化系统的消化，分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中，经血液循环运输到全身各处的毛细血管中，再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。2.参与维持PH的HCO3-是怎样形成的?这与体内哪些系统的活动有关?2提示：细胞代谢产生的CO2与H2O结合，在碳酸酐酶作用下，发生下列反应：CO2+H2OH2CO3H+ + HCO3-。HCO3-通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中。主要与呼吸系统有关。3.细胞外液的温度能够保持稳定的根本原因是什么?试推测哪些器官和系统参与了体温的维持?3提示：人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。4.体内细胞产生的代谢废物,如尿素和二氧化碳是怎样从内环境排到体外的?4提示：体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。例如，血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管，由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压，CO2就从血液中向肺泡扩散，再通过呼气运动将其排出体外。（六）练习基础题1C。 2B。 3B。4.毛细血管细胞和外细淋巴管细胞的直接生活环境是由哪些细胞外液构成的?4毛细血管壁细胞的直接生活环境是血浆和组织液，毛细淋巴管壁细胞的直接生活环境是淋巴和组织液。拓展题（1）肺泡壁、毛细血管壁。（2）食物的消化和营养物质的吸收。（3）肾小管的重吸收。（4）皮肤。第2节 内环境稳态的重要性（一）问题探讨1.为什么血浆的生化指标能反映机体的健康状况?1.提示：血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量，其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时，势必影响其代谢产物的含量，因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况，并可以作为诊断疾病的依据。例如，正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织的细胞内，以心脏和肝脏的活性最高，在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时，或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆，引起血浆中转氨酶活性升高。2.每种成分的参考值都有一个变化范围,这说明什么?2.提示：这说明（1）内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动，内环境的稳定是一种动态的相对稳定；（2）不同个体存在一定差异。3.从化验单上可以看出那几种成分超出正常范围?这可能会对人体造成什么不利影响?3.提示：（1）肌酐含量超标，肌酐是有毒的代谢废物，积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。（2）葡萄糖含量超标，血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。（3）甘油三脂超标，可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。（二）思考与讨论1.你有发过高烧的经历吗?谈谈高烧最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？1.提示：绝大多数人都有过发高烧的经历，可以让同学先谈谈自己发高烧时的感受。正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。在发高烧的状态下，由于内环境发生一系列变化，导致体内的各种反应出现紊乱，于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍，是一个重要的致畸因子。对于6个月至4岁的幼儿来说，持续高热容易发生惊厥，相当数量的患儿由此造成脑损伤，如智力落后，甚至癫痫，因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。2.大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会出现什么变化?这回带来怎样的后果?2.提示：内环境渗透压会变小。当内环境渗透压变小时，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。3.有的人到青藏高原后会出现头痛,乏力,心跳加快甚至血压升高等症状,为什么?这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系?3.提示：因为高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不甚剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，机体代偿机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。（三）实验1.就加入HCl和NaOH后PH的变化来说，生物材料是更像自来水还是更像缓冲液？1.生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。2.分析缓冲液的PH变化情况为什么与自来水的不同?2.提示：缓冲液加入少量酸碱后，pH变化不明显。原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4溶液呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-；Na2HPO4溶液呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。水溶液则不同，因而加入酸碱后，pH变化明显。3.尝试对生物材料维持PH稳定的机制进行解释?3.提示：生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如，当机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后，可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，可以分解成C02和水。血液中的C02增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将C02排出体外，所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后，与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，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，以及机体的调节作用，可以使血液的酸碱度维持相对稳定。（四）练习基础题1D。 2C。 3D。4.为什么说内环境的稳态势人体进行正常生物活动的必要条件?4提示：因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的，细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。当内环境稳态保持正常时，细胞的代谢活动能正常进行；当内环境稳态失调时，细胞代谢活动就会受影响。因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。拓展题提示：当动物进食高浓度的糖溶液后，大量的葡萄糖被吸收进入血液，导致血糖浓度暂时升高。血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素，同时抑制胰高血糖素的分泌。在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下，血糖浓度逐渐恢复到正常水平，具体调节机制可参考第2章有关血糖平衡调节的内容。自我检测的答案和提示一、概念检测1.判断（1）；（2）；（3）；（4）。2.选择（1）D；（2）D；（3）D。3.画概念图(略）二、知识迁移1.水对人体的生命活动具有哪些重要作用？（1）水是良好的溶剂，为各种生化反应提供溶液环境；水是体内物质运输的载体；水在体温调节方面有作用；水是某些生化反应的反应物；水是细胞结构的重要组成成分等。2.喝水对,尿就多,喝水少,尿就少.这一现象说明什么问题?（2）说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。三、技能应用问题:19世纪流行这样一种理论：动物血液中的糖都是直接从食物中来的。血液中糖的多少取决于所吃糖的多少。为了检验这种理论，贝尔纳用狗做了以下实验，他用糖和肉分别喂狗，几天后，发现它们的血液中都有大量糖分，这种现象引起了他的深思。进一步实验和研究终于促使他提出内环境及其恒定的概念。请针对贝尔纳德实验，回答下列问题：1。贝尔纳观察到的实验现象是否支持当时流行的理论？2。如何解释这种实验现象？（1）否。（2）血液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质，也可来源于其他物质在体内的转化。四、思维拓展问题:2003年我国神舟5号载人飞船成功发射并顺利返回,航天员杨利伟胜利完成任务.太空环境是以恶高真空环境,人必须穿上特制的航天服,乘坐专门设计的载人航天器,才能在太空中安全地生活和工作.这是因为航天器和航天服都具备生命保障系统,为宇航员提供了一个类似于地面的环境.请搜集有关资料,分析这套生命保障系统中有哪些是维持内环境的稳态设计的?提示：航天器和航天服中的生命保障系统，主要由氧源（气瓶）和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧，并控制服装内的压力和温度，清除航天服内C02、臭味、湿气和微量污染等。这套生命保障系统与压力服（给宇航员提供正常大气压）一起，在人体周围创造适宜人生存和工作的微型气候环境，有利于宇航员维持机体内环境的稳态。第2章 动物和人体生命活动的调节第1节 通过神经系统的调节（一） 问题探讨提示：这些问题具有开放性，可以让学生充分讨论后再回答，目的是引起学生学习本节内容的兴趣。（二）思考与讨论11.一个神经元包括哪些部分?神经元,神经纤维与神经之间的关系是什么?1.神经元包括胞体和突起两部分，突起一般又可分为树突和轴突两种。神经元的长的突起外表大都套有一层鞘，组成神经纤维。许多神经纤维集结成束，外面包着由结缔组织形成的膜，构成一条神经。2.概括膝跳反射和缩手反射的反射弧是由几部分组成的?2.反射弧一般都包括五个部分：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。3.一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗?3.不能；至少需要两个，如膝跳反射等单突触反射的传入神经纤维经背根进入中枢（即脊髓）后，直达腹根与运动神经元发生突触联系；而绝大多数的反射活动都是多突触反射，也就是需要三个或三个以上的神经元参与；而且反射活动越复杂，参与的神经元越多。4.结合生活经验,你还能举出说明脊髓在反射中作用的其他实例吗?4.蛙的搔扒反射有脊髓的参与，人的膝跳反射、排尿反射、排便反射等也都有脊髓参与。（三）思考与讨论2问题：兴奋在神经元之间还能以神经冲动的形式进行传递吗？如果不能，可能是怎样传递的？很明显，由于突触间隙的存在，兴奋在神经元之间不能以神经冲动的形式进行传递，而是通过神经递质与特异性受体相结合的形式将兴奋传递下去的。（四）资料分析1.成人可以意识地控制排尿,婴儿却不能,二者控制排尿的神经中枢的功能有什么差别?1成人和婴儿控制排尿的初级中枢都在脊髓，但它受大脑控制。婴儿因大脑的发育尚未完善，对排尿的控制能力较弱，所以排尿次数多，而且容易发生夜间遗尿现象。2.有些出现资料3的所提到的不受意识支配的排尿情况,是哪里出现了问题?2是控制排尿的高级中枢，也就是大脑出现了问题。3.这些例子说明神经中枢之间有什么联系?3这些例子说明低级中枢受相应的高级中枢的调控。（五）思考与讨论3问题:如果某人听不懂别人的讲话,但却可以讲话,可能是那个区出现问题?可能是H区出现了问题。（六）旁栏思考题问题:在学习过程中,老师经常强调要动用各种器官,反复复习.者有什么道理?提示：记忆必须加以巩固才能持久，巩固的方法是复习。通过各种感觉器官进入人脑的信息量非常大，据估计仅有1%的信息能被较长期地记忆，大部分都将被遗忘。能被长期贮存的信息是反复被运用的。通过反复运用，信息在短期记忆中循环，从而延长信息在其中的停留时间，这样就使这些信息更容易转入长期记忆。（七）练习基础题1.B。2.大脑、小脑和脑干。拓展题1b、c、d、e。2.神经冲动在神经纤维上的传导,与电流沿导线的传导有什么异同?2提示：都表现为电位差，但电流在导线中的传导是自由电子的定向移动形成的，而神经冲动的传导主要是靠细胞膜两侧带电粒子的跨膜运动形成的。第2节 通过激素的调节（一） 问题探讨问题:1如果仅靠血液中的葡萄糖,运动员能跑多长时间?2.长跑过程中大量消耗葡萄糖,会导致血糖含量下降吗?为什么?计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，马拉松运动员只能跑1 min左右（0.81.2 min）。讨论：可能会导致血糖含量短暂的轻度下降，但仍能基本保持稳定，不会影响运动。因为在运动过程中，血糖会因补充肌肉消耗的糖类物质而含量下降，同时，血糖会随时从储能物质的分解、转化等得到补充。（二）资料分析1.提示：不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。2.斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容?2.提示：他们的科学发现主要包括两个方面的内容：其一是发现促胰液素；其二是发现了不同于神经调节的另一种调节方式激素调节。（三）思考与讨论1.马拉松运动员在比赛过程中,血样不断被消耗,但它的含量仍然稳定在0.9g/L左右。血糖可以通过哪些途径得到补充?1.提示：在运动员的比赛过程中，血糖可以通过三条途径得到补充：食物中的糖类经过消化和吸收、糖原分解为葡萄糖及一些非糖物质转化为葡萄糖。2.饭后，大量的葡萄糖吸收到体内，但是正常人的血糖含量只有短暂的升高，很快就恢复正常，这是为什么？2提示：这是因为这些被吸收到体内的葡萄糖部分合成糖原储存起来了，部分转化为脂肪、氨基酸等非糖物质，还有一些被氧化分解了，所以血糖含量很快恢复正常。（四）模型建构分析与结论1.乙代表胰岛。2.当血糖水平升高时,胰岛是怎样反应的?反应的结果怎样?当血糖水平降低时呢?2.当血糖水平升高时，胰岛B细胞分泌的胰岛素增加，同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少；反应的结果将使体内血糖水平下降到正常水平。当血糖水平降低时，胰岛B细胞分泌的胰岛素减少，同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加，从而使体内血糖水平上升到正常水平。应用模型进行分析问题:当身体不能产生足够的胰岛素时,将会发生什么情况?提示：当身体不能产生足够的胰岛素时，体内血糖水平将会上升，多余的血糖将会从尿中排出，出现糖尿病。（五）旁栏思考题问题:你能举出日常生活中一两个反馈调节的实例吗?提示：反馈调节有正负反馈之分，其中负反馈在日常生活及人体的生理活动中都很常见。我们日常生活中用到的电冰箱、空调等的调温系统都是根据负反馈原理来设计的，机体内的许多生理活动，如绝大多数激素的分泌、体温调节等都是负反馈调节的最好例子。正反馈在人的正常生理活动中也是存在的，如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程、月经周期中黄体生成素的释放等。日常生活中也不乏正反馈的实例，如某位学习刻苦的同学得到表扬后，学习更加刻苦。（六）与社会的联系问题:糖尿病在现代社会中的发病率越来越高,想一想,这与人们的饮食状况和生活方式的变化有没有关系?为什么?怎样防治糖尿病?提示：糖尿病是由遗传和环境因素相互作用而引起的一种常见病，与人们的饮食状况和生活方式有直接的关系。饮食过多而不节制，营养过剩，体力活动过少，从而造成肥胖（脂肪堆积）等是糖尿病的诱因之一。现代社会人们的压力越来越大，伴随着精神的紧张、情绪的激动等多种应激状态，体内升高血糖的激素（如生长激素、去甲肾上腺素、胰高血糖素及肾上腺皮质激素等）会大量分泌，从而使血糖升高。糖尿病的治疗必须以饮食控制、运动治疗为前提。糖尿病病人应控制进食糖类食物，减少高脂肪及高胆固醇食物的摄入量，适量增加高纤维及淀粉类食物。经常参加体育运动，尽可能做全身运动，包括散步和慢跑等。在此基础上，适当使用胰岛素增敏剂等药物。（七）练习基础题1C 、D。2 抗利尿激素分泌量集合管对水的通透性重吸收水量排尿量饮水多少降低减少增加缺水多提高增加减少问题;激素的分泌和机体内外环境的关系是怎样的？这对动物适应环境的变化有什么意义？提示：激素的分泌主要是由机体内外环境的变化引起的。机体通过分泌相应激素来调节生理活动，从而适应环境的变化。3.举例说明反馈调节对生命活动的意义?3提示：正负反馈调节对于生命活动都具有重要的意义。一旦正反馈过程启动，就逐步增强，不可逆地进行，直至反应完成，如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程等。相比起来，负反馈的重要性似乎远大于正反馈，一是因为它在生理活动中的数量大、涉及面广；二是它不断“纠正”控制信息，从而在维持稳态上发挥着巨大作用。以体温为例，人的正常体温在37 左右，过高或过低都会通过负反馈来改变产热和散热过程，使体温趋向正常。一旦这种反馈失常，体温的急剧波动就会首先殃及大脑及各类器官的代谢，使全身的各项机能出现故障。拓展题问题;胰岛B细胞在合成和分泌胰岛素时，可能需要细胞中哪些结构的参与？大致的过程是怎样的？提示：胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质类激素，蛋白质的多肽链是在内质网上的核糖体中合成的，内质网对多肽链进行加工，并运输到高尔基体，高尔基体与蛋白质的加工和转运有关，所以，胰岛素的合成和分泌需要这些细胞器参与。大致过程是：在细胞核内，基因完成转录，形成mRNA，mRNA被转送到细胞质，在内质网上的核糖体中指导合成多肽链（先形成的长链大分子称为前胰岛素原）；前胰岛素原能穿越内质网膜进入内质网，在内质网内加工，成为胰岛素原；然后胰岛素原被运到高尔基体，继续加工成为成熟的胰岛素，由高尔基体分泌的囊泡运输到细胞膜，分泌到细胞外。第3节 神经调节与体液调节的关系四、答案和提示（一）问题探讨1既然知道作过山车是安全的，为什么心跳还加速呢？1.提示：在重力加速度的影响下，全身的血液要进行重新分配，这是一个方面；另一方面，虽然知道坐过山车是安全的，但不免还是有点担心，在这种状态下，内分泌系统分泌出肾上腺素等多种激素，使心跳和呼吸加快，血压上升。2.在这个例子中,人体所作出发反应,哪些与神经调节有关?哪些与激素调节有关?你能说出两者之间的关系吗?2.提示：人由于紧张，会紧握双拳、发出叫喊等，这些反应与神经调节有关；心跳和呼吸加快、血压上升等与激素调节有关。在这种紧张的状态下，肾上腺、垂体等一接到神经系统的信号，就分泌多种激素进行应急。（二）资料分析1.请根据人体体温调节机制简图解释,极地和高温车间的工作人员是怎样调节体温的?这种调节能力是有限的,因此还应分别采取哪些措施?1提示：极地的气温明显低于人的体温，而高温车间的温度要高于人的体温，在这样的环境条件下的体温调节过程，学生应该很容易根据教材中的“体温调节图解”分析出来。但是，人的体温调节能力是有限的，如果长时间停留在过低或过高的环境温度下，体温就会降低或升高，使机体生命活动发生障碍。所以，在这些情况下，应人为采取措施进行调节，如在不同的温度环境中，增减衣着，创设人工气候环境，以达到祛暑或御寒的目的。利用现代科技手段，制造温度调节装备（如空调等），使人们不但能在特殊环境下从事劳动（如高温、低温环境下的作业），而且可以进入外层宇宙空间。2.根据水盐平行和尿量调节机制简图,试说明在饮水过多的情况下,人体是怎样保持水和无机盐的平衡的?2.提示：在饮水过多的情况下，细胞外液渗透压降低，下丘脑的渗透压感受器感受到这一变化，将信号传送给垂体，垂体释放的抗利尿激素的量减少，因此尿量增加，将体内多余的水分通过尿液排出体外，维持了水和无机盐的平衡。（三）练习基础题1.（1）；（2）。2.某同学上学时,为减少上厕所的次数而很少喝水,你认为这种做法好吗?为什么?2.提示：这种做法是不可取的。虽然人体每天摄入和排出的水量是基本相等的，但还是需要一定的水量来维持正常的生命活动。如果喝水过少，尿量就会很少，那么应通过尿液排出的体内代谢废物无法正常排出，就会造成人体内环境的紊乱。拓展题1.激素传递的信息和神经传导的兴奋在传输速度上有没有差异?试说明理由?1提示：激素传递的信息需要通过体液的传送，然后与相应的靶细胞上的受体结合而发挥作用，多数情况下是比较缓慢的；而神经传导的兴奋在同一个神经元上是以电流的形式，只在突触处才转化为化学信号的形式，所以激素传递信息多数情况下没有神经传导兴奋的速度快。2.肾上腺的髓质分泌肾上腺素,他的分泌活动受内脏神经的直接支配,在恐惧,严重焦虑,剧痛,失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,人表现为警觉性提高,反应灵敏,呼吸频率加快,心率加速等特征,请分析这个例子中,神经调节和体液调节之间的联系?2提示：在紧急情况下，紧急信号通过交感神经作用于肾上腺髓质，一方面促进肾上腺素的合成，另一方面促进它的释放。肾上腺素作用于中枢神经系统，可以提高其兴奋性，使机体警觉性提高，反应变灵敏；同时作用于其他组织，使肺通气量增加，心脏收缩力加强，心率加快，血液重新分配到骨骼肌和肝脏，促进糖原和脂肪分解以提供能量等。在这一过程中，交感神经和肾上腺素的作用（即神经调节和体液调节）很难区分，它们相互配合，有利于机体应付紧急的情况。第4节 免疫调节（一）问题探讨问题:1.神经系统能够感觉到病原体的存在吗?人体能够靠反射对病菌或病毒作出反应吗?2.人体能靠激素来直接杀灭病原体吗?3.病原体侵入机体后,会影响内环境的稳态吗?1神经系统感觉到病原体的存在一般是在有了病理反应之后，在病菌或病毒刚进入人体的时候，靠反射并不能对其作出反应。2不能。3会。（二）资料分析1问题:1.T细胞的多少和HIV浓度之间有什么关系?2.HIV浓度升高,人体免疫能力丧失和艾滋病患者的直接死因有什么关系?T细胞在人体内可能发挥什么功能?3.据图分析,艾滋病患者如不进行治疗,大约能生存多少年?1由图中曲线可以看出，T细胞的多少与HIV浓度之间成反比例关系。2HIV浓度上升，会破坏更多的T细胞，使T细胞数目下降，从而导致人体免疫能力丧失，不能抵抗疾病的侵袭，进而使人死亡。由此可以看出，T细胞在人体内能够攻击侵入的病原体。3约9年。（三）旁栏思考题问题:接种疫苗可以预防所有的传染病吗?为什么?不能预防所有的传染病，因为疫苗只对特定的病原体起作用，有些传染病的病原体会发生变异，有些传染病的机理目前还没有完全研究清楚，或者是还没有研制出针对这些疾病的疫苗。（四）资料分析21.最初进行的器官移植,为什么总是不成功的?2在进行器官移植是,运用免疫抑制剂可以提高成活率,但这些药物会使淋巴细胞减少,因而容易患感染性疾病.这一问题该如何解决?3.仅靠医疗技术的改进,能解决器官移植所面临的所有问题吗?1移植的器官对于被移植者来说是异物，免疫系统具有排异反应，但是，当时没有针对这一问题采取任何措施。2.必须控制适当的剂量，恰到好处才有望使移植的器官能够较长时间发挥作用。3不能。例如，解决供体器官短缺的问题，需要有更多的人自愿捐献器官。（五）练习基础题1.（1）；（2）；（3）。2. D。3.为什么免疫系统能够成功地抵御大多数病菌,却不能抵御艾滋病病毒?3.因为艾滋病病毒直接杀死的是在免疫系统中起重要作用的T淋巴细胞，当T淋巴细胞被杀死之后，免疫系统就处于瘫痪状态，因而不能抵御艾滋病病毒。4.牛痘疫苗是用取自牛的牛痘(一种天然诺的轻型病毒性传染病)脓胞中的浆液制成的.1961年以后,我国由于推广了新生儿接种牛痘疫苗的措施,天花已在我国终止传播,请根据本节所学的知识,简述其中的原理?4.提示：牛痘疫苗中含有少量经过人工处理的减毒天花病毒。接种牛痘后，婴儿体内经过一定阶段，B细胞开始分化，小部分形成记忆B细胞，该细胞具有记忆和分化、产生抗体的功能。所以，当再遇到天花病毒侵染时，便能杀灭之。拓展题问题:建立骨髓库或造血干细胞捐赠者资料库有什么意义?你愿意捐献造血干细胞吗?提示：建立骨髓库或造血干细胞捐献者资料库的意义。造血干细胞移植是现在很多疾病，尤其是白血病的惟一的有效治疗手段。我国每年约有400多万患者等待着造血干细胞移植。全国每年新增白血病患者4万人，而且主要发病年龄在35岁以下，其中50%以上是儿童。我国现在20岁左右的青年、少年及儿童中独生子女多，这就意味着很难在有亲缘关系的兄弟姐妹中找到造血干细胞供者，而在非血缘关系者中具有相同HLA（人类白细胞抗原）配型、能够实施骨髓移植的概率只有1/10 0001/5 000，甚至更小（如果供者与受者的HLA不同，便会发生严重的排斥反应，甚至危及患者的生命）。因此，只有尽快使中国造血干细胞捐献者资料库扩充到10万份以上，才可以初步适应临床的需要。成立志愿捐献者资料库就成为挽救患者的惟一途径。（六）科学、技术、社会2.以下行为有可能传染艾滋病，因为这些行为中都可能接触到含有HIV的体液：（2）静脉吸毒者共用一个针管；（5）与艾滋病患者共用纹身、纹眉器械；（7）输入含有HIV的血液；（10）与艾滋病病人共用剃须刀。以下行为不会传染艾滋病，因为这些行为中都不接触含有HIV的体液：（1）与艾滋病病人共同进餐；（3）在运动中撞到艾滋病患者；（4）与艾滋病患者拥抱；（6）触摸艾滋病患者摸过的门把手；（8）叮咬过艾滋病患者的蚊蝇叮咬正常人；（9）与艾滋病患者共用冲水马桶。自我检测的答案和提示一、概念检测1.填空（1）下降，骨骼肌收缩。皮肤毛细血管收缩。下丘脑，肾上腺、胰岛、甲状腺等。（2）脑干。（3）异物。（4）过敏；过敏原，灰尘。2.选择（1） C；（2） D。3.画概念图（1） a神经元；b传入神经元；c传出神经元；d神经元；e效应器二、知识迁移1.D 2.D三、技能应用提示：红色曲线是糖尿病患者的，因为糖尿病患者的血糖浓度变化剧烈。四、思维拓展问题:各种电子计算机无论大小,其硬件基本上都是由运算器,存储设备,输入设备,输出设备和控制器五个部件组成的,这是否类似于人脑呢?电脑和人脑都有储存,检索和处理信息的功能,它们传递信息的载体又什么不同?电脑和人脑的区别还有很多,你能说出一二吗?提示：这是一道比较开放的题，引导学生做发散性的思维。电脑最基本的构成是处理器、内存和总线结构，它最基本的行为是对从外部输入或接收的信息和指令作出反应。人脑的功能单元是神经元，在电脑中则是硅晶体管。一个晶体管就是一个快速打开和关闭的开关，它在与它相连的电路中产生电脉冲，这就产生了电脑存储和调用数据的语言。人脑基本上是一个平行机，而现在的电脑大都是串行的。最大的电脑的记忆容量是1012个字节，人脑的记忆容量的字节数则大约为10后面跟8 432个零。电脑经历了几代的变革，计算速度和存储能力不断提高，所以在它的工具功能上，人脑自愧不如，如人的脑神经传递信息是毫秒数量级，而计算机的为纳秒，比人快了100万倍。但电脑仍存在很大弱点，那就是它本身没有思维能力，不具备人所具有的智力，它只能依照预定的程序运行。第3章 植物的激素调节第一节植物生长素的发现（一）问题探讨问题:图中植株的生长方向有什么特点?2.可能使那种环境刺激刺激引起了这株植物生长方向的改变?这种改变有什么适应意义?3.这种生长方向的改变,是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分?1.弯向窗外生长。2.是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。这样，可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。3.植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。（二）旁栏思考题1.为什么要分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段呢?胚芽鞘弯曲生长的是那一部分?感受单侧光刺激的又是哪一部分?你怎样解释这一结果?1.提示：分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时，胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段，感受光刺激的是顶端。这说明，是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。2.尖端产生的影响能传到下部,那么它为什么能使得伸长区两侧生长不均匀呢?2.提示：因为该刺激（生长素）在向光一侧和背光一侧的分布（浓度）存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。3.温特提出植物体内存在生长素时,有没有提取出这种物质?他是怎样作出这一推测的?3.提示：没有。他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这个推断的。要得出这样的结论，既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理，还需要一定的想像力。（三）技能训练问题:这个实验的设计是否严密?2.从这个实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨?3.如果要验证上述结论是否正确,应该对实验方案如何改进?1.提示：不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。2.提示：结论2不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。3.提示：应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。（四）练习基础题问题:在居室内养花,花盘往往要放在窗户附近有阳光处,有的书上建议应该每个星期将花盘旋转1/4周.这个建议有什么科学道理?提示：可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。第2节 生长素的生理作用（一）问题探讨1.对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适宜浓度相同吗?1.不同。如图所示，对于根来说，最适浓度大约是10-10 mol/L；对于芽来说，最适浓度大约是10-8 mol/L；而对于茎来说，最适浓度大约是10-4 mol/L。2.对于同一器官来说,生长素的作用与浓度有什么关系?2.不同的生长素浓度，对于同一器官所起的作用也不同。在一定浓度范围内促进生长，超过这一范围则抑制生长。（二）练习基础题1.C。 2.B。拓展题1.将幼小植株在适宜的条件下横放,一段时间以后,茎弯曲向上生长,根弯曲向下生长.一般认为,这是因为重力作用使得生长素分布不均匀,而且与根,茎对生长素的敏感程度不同有关,你能对这种现象提出合理的解释吗?如果这植株植物在太空中的空间站中生长，情况会是怎样的？1.提示：由于重力作用，生长素在下部的浓度高。对于植株的茎来说，这个浓度的生长素能促进生长，因而下面的生长较快，植株的茎就向上弯曲生长。同样的生长素浓度，对于植株的根来说，却会抑制生长，因而，根部下面的生长比上面的慢，根就向下弯曲生长。如果是在太空中的空间站中生长，植株就不会出现这样的情况，而是横向生长。2.我国宋代著作中,记载了一种促进空中压条生根的方法:凡嫁接果和花,用好黄泥晒干,筛过,以小便侵之,又晒又侵,凡十余次,以泥封树枝则根生.请你运用已学过的知识,分析其中的科学道理?2.提示：因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥中就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。第3节 其他植物激素（一）问题探讨1.乙烯在植物体内能发挥什么作用?1.提示：说明乙烯至少能起促进果实成熟的作用。（二）旁栏思考题问题:植物激素自身的合成也受基因组控制吗?是的，植物激素自身的合成也是受基因组控制的。（三）资料分析1.你知道哪些农产品在生产过程中使用了植物生长调节剂?1.提示：农业生产过程中，使用植物生长调节剂的例子较多，以下是部分例子。用GA（赤霉素类）打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠；促进苋、芹菜等的营养生长，增加产量。用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根；对苹果、鸭梨进行疏花疏果，促进脱落；对棉花进行保花保果，防止脱落。用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化；促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、促进结实。2.哪些水果在上市前有可能使用了乙烯利吗?2.提示：可根据当地实际情况灵活回答。番茄、香蕉、苹果、葡萄、柑橘等在生产实际中可以应用乙烯利催熟。3.生产过程中施用植物生长调节剂,会不会影响农产品的品质?3.提示：植物生长调节剂使用得当，不会影响产品品质，甚至可以改善品质。例如，适当施用GA可以提高葡萄品质。如果使用不当，或片面追求短期经济效益，则有可能影响产品品质。例如，用2,4-D处理番茄增加座果后，如果不配合整枝施肥，会出现果实多而小的情况；为提早上市而采摘远未成熟的柿子再催熟，其果实品质就不一定好。（四）练习基础题1.D，因为它是人工合成的物质，属于植物生长调节剂。2.B更准确。A过于绝对，植物生命活动的调节是非常复杂的过程，从根本上说是由基因控制的，环境变化也会影响基因的表达，激素调节只是其中的一种调节方式。3.根据课文内容总结即可，略。4.各种植物激素在对植物生命活动进行调节时,是孤立地发挥作用吗?试举例说明?4.植物激素在对植物生命活动进行调节时，并不是完全孤立地发挥作用，而是相互作用，形成复杂的调节网络共同调节。例如，在生长素浓度升高时，会促进乙烯的合成。拓展题1.许多研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解,在自然界中存在这样一种现象,小麦,玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨的天气,种子就容易在穗上发芽,请尝试对此现象进行解释?1.这是因为脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠了。然后，大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时地萌发。自我检测的答案和提示一、概念检测1.D。2.B，C，D。 3.D。二、知识迁移B，因为果肉细胞由子房壁、胎座等细胞发育而来，染色体数与体细胞一样。三、技能应用问题:假如现有一种用于麦田除草的除草剂刚刚研究出来,作为厂里的工程师,你的任务是研究这种除草剂在麦田除草时的浓度要求,请列出你的研究思路.假如让你来设计这个产品的说明书,你认为除了浓度参考范围外,还应该在这个说明书中写些什么?提示：除了浓度以外，还需要考虑的因素有：适用于哪些庄稼的除草，能除哪些杂草，使用时间，药物毒性及残留，生产日期，有效期，生产者及其他注意事项等。四、思维拓展提示：（方框一）赤霉菌产生的物质使水稻患恶苗病，这种物质能促进植株增高；（方框二）不能够证明赤霉素就是植物激素，因为植物激素应该是植物自身产生的调节物质，这时，还没有证明植物自身能合成这种物质。其他相关资料：1935年，从赤霉菌中分离出赤霉素；1954年，从真菌培养液中提取出赤霉素；1957年，首次报道在高等植物中存在赤霉素；1958年，从连荚豆未成熟的种子中分离得到赤霉素结晶，说明赤霉素是高等植物自身能合成的天然物质。第4章 种群和群落第1节 种群的特征（一）问题探讨1.提示：可采用课本介绍的两种取样方法取样，用样方法进行估算。也可以将模拟草地平均分成若干等份，求得其中一份的数量后，再估算整体的数量。（二）探究1.提示：“问题探讨”中调查对象是完全随机分布的，且调查区域是规则的，调查对象与其他物体的区分是显而易见的，因此，采用样方法得到的估算值与真实情况比较容易接近（误差小）。而在实地调查中，调查对象的分布往往不是随机的，调查区域也往往不是规则的，还有许多其他因素会干扰和影响调查的准确性，因此，采用同样的方法其结果误差会比较大一些。但是，只要掌握了科学的调查统计方法，其误差会控制在允许的范围之内。2.提示：为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果（估算值）能更接近真实的情况。3.提示：样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。4.提示：不同小组对同一种群的种群密度调查结果可能是不一样的。种群密度的调查结果应当允许在一定范围内波动，例如5%以内。如果超出了此范围，在其他条件相同的情况下，造成不一样的原因应当首先归结为采取不同的样方法所致。所以，要针对实际情况，讨论取样方法是否存在问题。（三）思考与讨论1.A,B,C三种年龄组成的种群,那种类型的种群数量会越来越大,属于增长型?那种类型的种群数量会越来越小,属于衰退型,那种类型的种群数量会在一段时间内保持稳定,属于稳定型?为什么?1.提示：图中A种群属于增长型，C种群属于衰退型，B种群属于稳定型。这是由于种群中年轻个体越多，一般来说出生率会越高，死亡率会越低。2.年龄组成为稳定型的种群,种群数量在近期一定能保持稳定吗?年龄组成为衰退型的种群呢?2.提示：年龄组成为稳定型的种群，种群数量也不一定总是保持稳定。这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般来说会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。（四）练习基础题1.约386条。2.调查鼠的密度可用标志重捕法，调查蚯蚓的密度可用样方法。3.B。拓展题1.提示：个体往往有性别、大小、年龄等特征，种群不具备这些特征。将一定地域中同种生物的所有个体作为一个整体（即种群）来看时，这个整体就会出现个体所不具备的特征，如种群密度、出生率和死亡率等。可见，由部分组成的整体不是部分的简单加和，而是会出现新的属性。2.提示：随着营养和医疗水平的不断提高，我国人口的平均寿命还会延长；由于实施计划生育，出生率仍将维持在较低水平，因此，老年人在总人口中所占比例可能还会升高。关于现行计划生育政策是否应当调整，可让学生自由发表意见，不求统一的答案。第2节 种群数量的变化（一）问题探讨1.Nn=2n,N代表细菌数量，n代表“代”。2.N=2216。3.细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。（二）旁栏思考题1.提示：同数学方程式相比，曲线图表示的数学模型不够精确。2.提示：食物充足、没有天敌、气候适宜等。3.提示：同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。（三）思考与讨论提示：对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。（四）练习基础题1.提示：在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”型增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”型增长的特点。2.提示：（1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。（2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。（3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。拓展题提示：这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。第3节 群落的结构（一）问题探讨1.提示：本讨论题关注池塘中的生物组成及其有序性，要引导学生讨论池塘中的种群组成（群落结构），具体有多少个种群并不重要。可以从肉食性鱼、植食性鱼、浮游动物、浮游植物、微生物等方面举例。2.提示：本讨论题关注池塘中生物之间的相互关系。池塘中的肉食性鱼大量减少，一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随时间推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。（二）资料分析1.提示：在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以同一种杆菌为食），当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。2.提示：90多年的调查研究表明，猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。例如，从1845年到1855年间，猞猁数量的增加导致雪兔减少；而雪兔的减少，又会造成猞猁减少，之后雪兔又大量增加。从多年的调查看，雪兔和猞猁相互制约，使它们的种群数量保持在一定范围内波动。3.提示：雪兔是以植物为食，猞猁是以雪兔为食。猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得植物雪兔猞猁之间保持相对稳定，而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些