人教版高中生物教材_范文大全

人教版高中生物教材

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【专家解析】人教版高中生物教材

【优秀范文】人教版高中生物教材

范文一:高中生物人教版必修教材与旧教材对比 投稿:赵熴熵

生物新课标新教材的分析

湖大附中 陈晓方

2009年9月湖北省也开始进行了新一轮的课程改革,而改革的直接举措是新教材的推广以及伴随着教师新课程理念的形成。教师形成新课程理念的阵地之一就是钻研教材,熟练地把握好教材,从而能更好地创造性地应用教材。因此,为了更好地交流,我根据本人在应用《全日制普通高中实验教科书》生物必修一(分子与细胞)的过程中,获得的经验和体会,尤其是本教材与旧教材的变化与大家进行交流。

我认为本教材首先是改变了原书的结构,以模块分子与细胞为主题贯穿全书,环环相扣,从生命的物质基础和结构基础,生命活动中物质的变化、能量的转换和信息的传递等各方面进行阐述。从全书来看,知识的系统性和连贯性强,一气呵成,同时,理论联系实际,把微观的知识和宏观相结合起来,使学生可以更好地探究和学习本书的内容。具体表现在以下几个方面

一 教材内容的变化。

1、 新教材删除的章节和内容:

绪论(生物的基本特征;生物科学的新进展;高中生物课学习的要求和方法;)

植物对水分的吸收和利用;植物的矿质代谢;光合作用的意义;人和动物体内糖的代谢;人和动物体内脂质的代谢;人和动物体内蛋白质的代谢;新陈代谢的类型(化能合成作用移到光合作用一节);第四章生命活动的调节(植物的激素调节;人和高等动物生命活动的调节;动物行为产生的生理基础);第五章生物的生殖和发育(生殖的类型;生物的个体发育。)

2、 新教材增加的内容:说明生物大分子以碳链为骨架;尝试建立真核细胞的模型;细胞学说建立的过程;简述细胞膜系统得结构和功能;使用显微镜观察多种多样的细胞;细胞凋亡;研究影响光合作用速率的环境因素。

3、 实验内容的变化:

删减的实验内容有:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动,植物向性运动的实验设计和观察,有的实验内容和题目做了更改,如:检测生物组织中糖类,脂类和蛋白质;植物细胞的吸水和失水;比较过氧化氢酶在不同条件下分解,影响酶活性的条件;

增加的实验内容有:使用高倍显微镜;观察DNA 和 RNA在细胞中的分布;体验制备细胞膜的方法;尝试制作真核细胞的三维结构模型;探究酵母菌细胞呼吸方式;细胞大小于物质运输的关系。

二 教材章节编排的变化

新教材在编排设计上全面贯彻了新课标提出“提高生物科学素养、面向全体同学、倡导探究性学习、联系生活实际”的课程理念,从版面到内容给人耳目一新的感觉,具有图文并茂、色彩丰富、信息量大、可读性强、注重学生的创新精神和实践能力,注重与现实生活的联系等特点。在每一个章节中增加了很多细节安排:

1.在章节中增加了“科学家访谈”、“科学前沿”和一些中外科学家的精炼的科学语言和科学家故事,能够引人入胜,给教材带来很大的可读性,学生拿到新教材后很轻易被新教材的这些内容所吸引,激发学生爱好的同时,也增长了他们的知识,并很好的做了情感的教育,可以体会科学家们的献身研究的精神和科技的发展带来的进步,能够提高全体学生的科学素养。如美国细胞生物学家威尔逊---每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。很容易让学生饶有兴趣的进入第一章细胞的学习。

2.每一小节都以“问题探讨”入手,并加入讨论,使学生带着这些学生熟悉的问题开始本节的学习和思考,同时教材中的“旁栏思考”、“资料分析”“思考与讨论”在教学中的合适的穿插,无疑很好的激发学生的思考,倡导了学生探究性学习,提高了学生的思维能力和合作学习的意识也是“学生主体性”的一种体现。另一方面也大大拓展了生物课堂教学的形式、空间,更好地让新课标理念充分得以实施.比如《蛋白质》一节,从问题探讨食品包装说明入手,贴近生活,也容易引起学生兴趣;同时通过“思考与讨论”比较氨基酸的结构,从而得出氨基酸的分子结构通式,符合学生的认知规律。

3“相关信息”“与生活的联系”:介绍的内容适时、适地的帮助学生对所学内容的进一步理解,可以化解学习中 对比《分子与细胞》与必修一

的一些疑点,加强知识的可接受性。

4“本节聚焦”“本章小结”:这两个小版块的设计,很好的统领、总结了一节、一章的重点内容,在教学中给不少老师、学生以指引的作用。

5、“基础题”“概念检测”:对学生的基础知识的把握给予及时巩固,评价。

6、“技能练习”、“知识迁移”“技能应用”:这些内容的安排给学有余力的学生提供操练的机会,教师在教学中也可以根据学生的能力不同适当的拓展、安排,做到因材施教。

7、“知识链接”:帮助师生将知识做到前后联系,加强知识体系化。

三.新课标新教材的主要特点

1大大强化了实验的内容,强调对学生探究能力的培养

实验由必修一的8个实验上升到模块一的12个实验,同时在新教材中的问题探讨,资料分析,课外制作,课文科学知识呈现的时候,多以实验的方式展现在大家的面前。既给我们还原了科学知识发现探究的过程,也给学生进行了科学探究精神和能力的培养和教育,同时让学生从事物发展的顺序去理解科学知识,符合学生认知事物的规律,也提高了学生的兴趣和理解能力。例如在生物膜的流动镶嵌模型中一节中,这一节是很抽象的(细胞膜是抽象的,模型更抽象)。但本文从用三种材料做细胞膜的实验入手,接着从科学家对细胞膜的探索历程进行探究学习,最后才呈现流动镶嵌模型的内容。

2 注重知识和生活实际的联系,加强了学生理论联系实际,分析问题解决问题的能力

在本书中,几乎每一章的知识学习中都能留下生活的足迹。分别从问题探讨,与生活的联系,资料搜集和分析,实验等几个方面入手。让学生觉得科学就来自身边,同时也养成从生活中发现问题解决问题的习惯。既培养了学生探究性学习的能力,能够合理地将所学的科学知识运用到社会及个人生活之中,也提高了学生的科学素养。 3 贯穿了科学家语录及科学研究过程,提高了每个学生的科学素养。

全书从绪论的科学家访谈,到每一章的名人语录,及科学家探究过程,将科学家研究的事迹和精神潜移默化的给了学生。对每个学生进行了科学的洗礼,提高了每个学生的科学素养。

四.生物教师如何适应生物课程目标的变化

1.转变和更新教育观念:深刻理解和领会新的课程理念和课程目标。尤其是注重知识传授、知识理论体系向重学生能力培养和发展、重视联系生活实际的转变。

2. 转变教师角色:由传授者转变为促进者,由管理者转变为引导者,由居高临下转变为平等中的首席。

3. 转变教学方式:由重知识传授向重学生发展转变,由重教师“教”向重学生“学”转变,由重结果向重过程转变,由重统一规格教育向重差异性教育转变。

4.教师自身能力的提高。要求教师全面提高自身的能力,如教学技能,组织和驾驭课堂的能力,同时扩大自身的知识面,尤其是教师对现代生物科学知识和技术、生物科学在实际生产、生活方面的应用等方面的理解,改善自身的知识结构,并要加深对科学本质的理解和认识。

总之教师在教学实施过程中,要立足于培养和提高学生的生物科学素养、倡导探究性学习、面向全体学生、注重与现实生活的联系等要求,要牢牢围绕住必须完成好的四大任务:让学生在基本知识、基本技能、基本能力、基本观念和态度均得到培养和提高,要重视充分利用好教材及配套资料、社会环境等资源实施教学,就一定能较好地完成教学任务。

范文二:对人教版和苏教版高中生物教材的比较和讨论 投稿:杨迅迆

对人教版和苏教版高中生物教材的比较和讨论(3)

1.2分析

从表1可以看出,两本教材的区别至少有以下几点:(1)同一概念不同名称。例如,“免疫活性物质”和“免疫物质”,“淋巴因子”和“细胞因子”,“易地保护”和“迁地保护”,等等。(2)讲解重点不同。例如,苏教版用了较大篇幅讲解了人教版没有做系统讲解的“昆虫的激素调节”,人教版用了较大篇幅讲解了苏教版未做明确介绍的抵抗力稳定性和恢复力稳定性等内容。(3)两本教材中的个别地方相互矛盾。例如,赤霉素的作用,“出生率”和“死亡率”的概念。(4)对同一内容的设问角度不同。例如,同样是极性运输方面的实验,人教版是强调“评价和修正”,而苏教版则是“如何得出结论”。(5)篇幅相差大。人教版比苏教版多出近50%的篇幅。(6)对课标理解有差异。例如,对“活动建议部分”的尿糖检测实验,苏教版有,而人教版没有;对“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”,人教版有,苏教版却没有。

此外,两本教材在栏目设置、插图选用、习题安排、方法传授等方面都存在差异,显示各自特色。这里需要说明的是,上表中所列的某一教材所特有的内容,并非都是另一教材所没有的。例如,关于昆虫的激素调节,人教版在讲生态系统的信息传递时也有涉及,只是对昆虫的内激素方面的知识未提及。再如,苏教版P. 82有“农药和《寂静的春天》”专题,人教版在P.129对其中的部分内容卫有提及。

2两本教材在遵循课标的同时体现粉创造性

从总体上看,两本教材都较好地体现了课程标准的基本思想和内容要求,积极引导学生利用已有的知识与经验,主动探索知识的发生与发展;努力反映社会、经济、科技的发展需求,体现了“科学、技术、社会”的思想;呈现形式体现了多样性和生动性的特点;能积极引导学生自主学习,实现了学习方式的多样化;都具有一定的弹性和灵活性。下面举例说明:

(1)在内容的编排顺序上,与课程标准不完全一致。例如,两本教材都将植物的生命活动调节安排在动物的生命活动调节之后讲解。(2)两本教材每章开头都采用彩色图片以吸引学生注意力,并采取不同的形式对本章内容进行提示。例如,人教版在第

P. 117第6章的题图上写道:“天地与我并生,万物与我为一(庄子语)”“我们不是继承父辈的地球,而是借用了儿孙的地球(联合国《人类环境宣言》)”。(3)两本教材都着力体现了探究性,也因此出现不少相似之处。例如,关于水盐平衡的调节,都是引导学生先分析资料然后得出相应的结论。(4)体现了STS理念。例如,人教版涉及到航天器与航天服、空调病、腹泻、高原反应、糖尿病、马拉松比赛、化验单、神经外科医生、艾滋病、居室养花等热点知识,在P. 128要求学生回答:你知道《京都协议书》落实中的困难和争议是什么?为了减少排放二氧化碳等温室气体,你有哪些建议?苏教版也有许多类似实例。(5)体现了文学性和美感。人教版在编写过程中,特别注意应用了许多具有文学色彩的语言,引用了不少诗句(或名句)。如在P. 2提到红楼梦中的名言:“女人是水做的”;P. 52提到我国宋代著作《种艺必用》中记载的一种促进空中压条的方法;P. 81出现了白居易“远芳侵古道,晴翠接荒城”的诗句;P. 122要求学生对先秦时期的重要著作《韩非子》中的话进行评述;P. 128要求学生用现代语言诊释我国春秋时期著名的思想家老子所说的“故道大,天大,地大,人亦大。域中有四大,而人居其中”的内涵。苏教版也运用了部分诗句,例如,P. 57第1题的4个选项是“关关唯鸿,在河之洲”“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊”“朱雀桥边野草花”“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”;P.78:“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。”

值得注意的是,教学中若按教材做全面讲解,在36课时的时间内都难以完成本模块的教学任务,因此,需要教师根据实际做必要的处理。

3两本教材在可读性、启发性和方法指导方面各具特色

对相关探究内容,人教版结合具体内容比较详细地讲解了具体操作过程和方法。苏教版对探究活动,集中在教材前面做了专题介绍,对许多具体探究活动,只是列出了标题,未讲解一般过程。关于土壤动物的丰富度的调查,两者都提供了表格,人教版提供的是研究计刘表,并详细讲解了探究过程,要求学生进行交流总结,并思考:若要调查水生动物的丰富度,应该如何做?而苏教版提供的是统计表,仅要求就统计表格结果开展讨论。再如,对生长素浓度及其作用的关系曲线,人教版是作为“间题探讨”提出的,而苏教版是作为知识进行介绍的。人教版将“科学方法”较好地渗透在教学的各个环节,例如,P. 24有这样的叙述:“提出新的假说往往需要大胆的质疑和丰富的想象。有时

不同的假说都能在一定程度上解释某一科学事实,哪一假说能成为公认的理论,取决于进一步的观察和实验。”再如,P. 26“批判性思维”栏目内写道:“既然血糖是提供能量的,血糖越多能量就越充足,血糖不是越高越好吗?对此你持什么观点?你的论据是什么?”又如,在P.51介绍了“预实验的意义”,对概念模型和数字模型的构建也做过专门的讲解。由于人教版更多地进行了教学过程的设计,将教学方法贯穿其中,使教材充分地体现出探究性。同时,这样的安排有利于学生阅读,通过具体间题激发学生的问题意识,进而培养其思维能力。此外,人教版编制的练习题,具有较大的开放性和针对性,设计出了不少新颖性的题目。例如,P.30:“假设你是一个工程师,要为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一个能随身携带的‘人工胰岛’(已有这类产品),请写出设训思路,指出要解决的主要问题”。又如,人教版推出了大量概念图,在强调探究的同时,也强调概念的内在逻辑关系;练习题分为基础题和拓展题,便于不同程度的学生选做。

人教版特别注意强调概念的发生过程和发展性。例如,P.11的科学史话和章小结中,重点介绍了稳态概念的提出和发展情况,让学生明确生物学概念不是一成不变的,而是随着科学的发展而发展。同时,提到稳态的概念适用于整个生物科学,这也为本书的书名做了注释。

人教版的知识讲解有层次感,版面设计更符合学生的实际,活动设计比较适合中学教学和学生自学。

而苏教版教材涉及的概念较多,相对比较简洁,对课程标准要求的内容标准做了适度删减,与实际课时要求更接近。其部分内容比较好地兼顾了与以往知识的联系。例如,在讲HN的结构以及HN在T淋巴细胞中的增殖过程时(P. 20~P. 21),将相关遗传内容有机地联系起来,有利于学生形成较为系统的知识体系。

3两本教材在可读性、启发性和方法指导方面各具特色

对相关探究内容,人教版结合具体内容比较详细地讲解了具体操作过程和方法。苏教版对探究活动,集中在教材前面做了专题介绍,对许多具体探究活动,只是列出了标题,未讲解一般过程。关于土壤动物的丰富度的调查,两者都提供了表格,人教版提供

的是研究计刘表,并详细讲解了探究过程,要求学生进行交流总结,并思考:若要调查水生动物的丰富度,应该如何做?而苏教版提供的是统计表,仅要求就统计表格结果开展讨论。再如,对生长素浓度及其作用的关系曲线,人教版是作为“间题探讨”提出的,而苏教版是作为知识进行介绍的。人教版将“科学方法”较好地渗透在教学的各个环节,例如,P. 24有这样的叙述:“提出新的假说往往需要大胆的质疑和丰富的想象。有时不同的假说都能在一定程度上解释某一科学事实,哪一假说能成为公认的理论,取决于进一步的观察和实验。”再如,P. 26“批判性思维”栏目内写道:“既然血糖是提供能量的,血糖越多能量就越充足,血糖不是越高越好吗?对此你持什么观点?你的论据是什么?”又如,在P.51介绍了“预实验的意义”,对概念模型和数字模型的构建也做过专门的讲解。由于人教版更多地进行了教学过程的设计,将教学方法贯穿其中,使教材充分地体现出探究性。同时,这样的安排有利于学生阅读,通过具体间题激发学生的问题意识,进而培养其思维能力。此外,人教版编制的练习题,具有较大的开放性和针对性,设计出了不少新颖性的题目。例如,P.30:“假设你是一个工程师,要为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一个能随身携带的‘人工胰岛’(已有这类产品),请写出设训思路,指出要解决的主要问题”。又如,人教版推出了大量概念图,在强调探究的同时,也强调概念的内在逻辑关系;练习题分为基础题和拓展题,便于不同程度的学生选做。

人教版特别注意强调概念的发生过程和发展性。例如,P.11的科学史话和章小结中,重点介绍了稳态概念的提出和发展情况,让学生明确生物学概念不是一成不变的,而是随着科学的发展而发展。同时,提到稳态的概念适用于整个生物科学,这也为本书的书名做了注释。

人教版的知识讲解有层次感,版面设计更符合学生的实际,活动设计比较适合中学教学和学生自学。

而苏教版教材涉及的概念较多,相对比较简洁,对课程标准要求的内容标准做了适度删减,与实际课时要求更接近。其部分内容比较好地兼顾了与以往知识的联系。例如,在讲HN的结构以及HN在T淋巴细胞中的增殖过程时(P. 20~P. 21),将相关遗传内容有机地联系起来,有利于学生形成较为系统的知识体系。

范文三:人教版、苏教版高中生物教材比较分析 投稿:何擙據

作者:剡晓婷杨淑萍马伟琴

教学与管理:中学版 2016年06期

  “生物学教科书是依据生物课程标准规定编写,学生使用最多且在师生教学活动中必不可少的一种教材,它既体现了中学培养目标,又体现了生物学科的教学目的和要求。”[1]我国现行的高中生物教材版本主要有人教版、苏教版、北师大版、中图版、浙科版、河北版等,其中人教版教材[2]在全国使用地区较为广泛,具有普适性,苏教版教材[3]则是在我国教育发达地区使用率较高的版本,选择以上两版教材进行比较分析,易于发现两版教材存在的差异之处。本文选取高中生物必修一分子与细胞专题“细胞的分子组成”模块进行比较分析,此模块是高中生物学习的开篇,是学习其他生物学知识的基础,因而,从两版教材学生科学素养培养、探究能力引导、教材课程容量、内容难度、编写体例等维度的异同进行分析较具代表性,以便教育者更好地了解两版教材的独特之处,继而能更精准地领悟新教材观的理念实质“用教材教,而不是教教材”,结合教学的实际情况,促进高中生物教学工作的有效展开。

  一、两版教材的共同特征

  1.注重对学生科学素养及探究能力的培养

  新课改教学的出发点是一切为了学生的发展,尤其注重教学与现实生活的联系,倡导学生主动探究、进行合作性学习,并培养其解决问题的能力,进而提高学生的科学素养,并为其终身学习奠定基础。两版生物教材均在内容设计上融入了这一理念,不仅注重培养生物学基本知识与技能,更加涵盖了与学生紧密相关的生活环境、生态环境与社会环境的内容,始终将培养学生的基本生物学素养,树立正确的情感、态度与价值观融入整个生物学的教学过程,两版教材在内容的编排上又尽可能地体现当今社会生态教育所倡导的人与社会、自然和谐相处,可持续健康发展的理念。此外,为了培养学生的探究能力,两版教材均设计了大量的探究性实验:人教版教材编排的“问题讨论、实验、思考与讨论”等板块;苏教版教材编排的“边做边学、课题研究、积极思维及课外探究”等板块。教材中的实验内容遍及各个章节,且两版教材在编排部分实验活动时,均没有直接给出相关结论,而是让学生通过对实验的观察、动手操作、数据分析、结果讨论等得出相应的结论。环环相扣的实验教学设计帮助学生巩固、升华所学的新知识,在构建学生知识系统结构的同时,引导学生探究合作,提升学生实际操作与解决问题的知识应用能力。

  2.图文结合、色彩鲜明,激发学生学习兴趣

  两版教材在板块设计上,以图文结合的形式进行编排,教材中涉及大量的摄影图和绘画图,具体形式有:显微镜下多样的细胞图、生态系统结构图、人物图、示意图、对比图、概念图、遗传图等。通过图示对生物体的结构形态特征、生殖和发育变化、生活场景以及自然界的生态环境等相关概念的关系进行生动的描述,摒弃单调的文字叙述,使学生在感官上具有更深层次的体会,教材图文并茂、色彩鲜明的展示,有益于抽象复杂的知识具体直观化,并激发学生兴趣,使学生主动建构生物知识体系。笔者统计图示使用情况后发现,两版教材仅在“细胞的分子组成”知识模块中,为帮助学生对知识点的理解与掌握就使用了大量的插图,人教版与苏教版教材在此模块中均使用了17张图示,图示类型分别为:摄影图、结构图与示意图等,部分图示中还不只采用了一种图示类型。如:人教版教材在“蛋白质的功能”知识点编排中使用了多幅插图,这些插图均包含在“图2-7蛋白质的主要功能示例图示”中,其中插入了羽毛、肌肉、头发、蜘蛛丝等摄影图,辅以胃蛋白结晶的结构图、血红蛋白示意图等,其目的在于阐释蛋白质在细胞中所具有的多种功能,让学生通过生活中已有知识经验的迁移,同化新概念,形成完整的知识结构。

  二、两版教材的差异之处

  教材是课程内容的主体之一,教材的文本研究是教材研究的重要组成部分。通常是从教材的课程容量、内容难度、编写体例、设计风格、呈现风格以及课程的综合性进行研究。[4]本文选取课程容量、内容难度以及编写体例三个维度,对两版教材进行对比分析。

  1.课程容量

  课程容量是教材对比分析的重要指标,是指教材所设计的知识总量,常常通过课程内容的多少来体现,即一节课教师备课时设计的教学内容。当然课程的容量不是越大就越好,需要同时考虑学生掌握知识的程度,学生在课堂中思考、讨论、总结与收获知识等行为,总体来说课程容量就是教师和学生的交互过程,是促进教学相长的一系列内容安排。因此,笔者就人教版和苏教版教材的课程内容分布进行比较分析。

  课时安排,即完成本章节教学所用的总课时数,通过表1可看出人教版教材在细胞的分子组成模块中所需课时数为8,而苏教版教材则需6个课时。两版教材章节的排列与课程内容的设计顺序上有所不同,人教版教材将整章内容分为五个小节。苏教版教材将整章分两个小节,其中内容安排具有差异的地方为:首先,苏教版教材第一节“细胞中的元素和无机化合物”将人教版教材第五节“细胞中的无机物(细胞中的水和无机盐)”安排在此小节中;其次,苏教版教材第二节“细胞中的生物大分子”将“生物大分子的基本骨架”独立安排在第二节的第一板块中,人教版教材则将此放在了第四节“细胞的糖类与脂质”板块中;再次,人教版教材将“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验”放在第一节,苏教版教材将其分散安排在了相应的各个生物大分子板块中。

  

  经对比后发现其他内容设计无明显差异,两版教材均依照课程标准所规定的内容进行编写,但所用课时数目有明显差距。首先,苏教版教材在第一节中的内容设计远大于人教版教材中的内容,但所用课时仅为人教版教材的1/3;其次,在蛋白质与核酸内容的课时安排上也少于人教版教材,还并未将实验内容的板块计算在内,还要考虑到学生参与课堂、思考问题、探讨交流的环节。由此可见,苏教版教材的课程容量大于人教版教材的课程容量。

  2.内容难度

  教材的内容难度,即课程内容的难易程度,将两版教材的内容难度进行量化,采用可靠的数据与课程标准做以比较,为教师使用教材提供有效参考。影响教材内容难易程度的因素主要有课程的时间、课程的广度、课程的深度。其中课程的时间可用课时的多少来量化;课程的广度是课程内容所涉及的广泛程度,采用知识点进行量化;课程深度反映课程之间的设计顺序、编排和组织的逻辑深度以及潜在的思维深度,可以根据教材中知识的要求程度来量化。课程内容难度分析,采用课程难度模型来量化,公式为:

  N=(α·S/T)+(1-α)G/T

  其中,N代表课程难度,S代表课程深度,G代表课程广度,T代表课程时间,S/T代表可比深度,G/T代表可比广度α,代表加权平均数(代表可比深度与可比广度的侧重各占一半),课程内容难度实际就是可比深度与可比广度的加权平均值。[4]

  

  

  3.编写体例

  编写体例是指教材的结构方式,具有不同编写思想、编写理念的编者常常形成风格各异的教材编写体例[6],下面以两版教材中“细胞的分子组成”模块为例进行比较。

  (1)人教版生物教材编写体例

  人教版教材编写体例由“问题探讨”“正文”“课外阅读”“课后巩固”四个板块构成。每一章节首先通过“问题探讨”引入教学主题,引导学生思考讨论,激发学生好奇心进而培养学生的思维能力,如:第一节通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素含量,引出细胞中的元素和化合物的知识。

  正文部分包括主栏和旁栏。主栏重在阐述本节主要知识点,涉及知识点的构建、思考与讨论、资料分析、调查、实验、技能训练等环节,各环节紧密相扣、层层深入,知识点逐渐延伸、拓展、印证进而通过调查、实验、技能使得知识点不断巩固、内化,此栏目既有知识点的理论讲解又有实践技能的强化,栏目各环节的设计与新课程所倡导的课程理念相吻合。为了进一步拓宽学生的知识面、强化学习目标、实现学生发散思维的培养,正文部分还设计了旁栏,旁栏内有:本节焦点、知识链接、相关信息、旁栏思考题等。课外阅读部分包括:科学史话、科学前沿、科学家的故事等,目的在于向学生传递科学的思想以及科学方法,培养学生的生物学素养。课后巩固包括:练习和自我检测,目的为巩固、掌握基本知识点,并为后续内容的学习奠定基础。

  (2)苏教版生物教材编写体例

  苏教版教材从编写体例来看,有别于传统生物教材的知识传授体系,将教材横向分为“自主学习”和“自我发展”两大板块,从整体上统一了知识、能力、情感的三维目标。[1]教材以“自主学习”的活动为主,包括:积极思维、边做边学、课题研究、放眼社会、回眸历史、评价指南六个小版块;辅以“自我发展”等知识拓展栏目,包含有历史长河、知识海洋、继续探究、走近职业、拓展视野五个小版块。教材首先由相关知识引入,介绍与章节内容有关的小资料或最新科学发现、成果等,让学生产生兴趣,主动建构目标知识。

  正文主栏包括:积极思维、边做边学、课题研究、继续探究等。积极思维:让学生在思维过程中发展认知技能,建立科学态度;边做边学:主要让学生在做中学,通过传统实验的制作、观察等实践活动获取新知识,培养学生动手能力,掌握科学方法;课题研究:让学生亲身体验科学探究过程,尝试提出问题与假设、设计与实验、交流与合作、结论与反思等;继续探究:在探究活动中实现科学方法的教育。正文旁栏包括:学习目标、关键词,目的在于明确学习重点及目标。课外阅读部分包括:知识海洋、放眼社会、拓展视野、走进职业等,旨在开阔学生的视野,提高学生的生物学素养。课后巩固包括:评价指南或综合评价指南,在于达成课程目标的基本要求,如:每一小节结束后都设计了评价指南,其中包括与基础知识有关的单项选择题以及技能增进题,章节结束后的综合评价指南板块类似于章节小测验,可检测整个章节的学习成果。

  三、教学建议

  1.合理安排课程容量,促进教学相长

  新课改中提倡教师与学生教学相长的理念,因此课程的容量,不仅仅要考虑教师一节课所讲授的知识点,更要考虑学生的接受情况。通过比较得出,苏教版教材的课程容量大于人教版教材。因此就要求教师首先在备课时,预先设计好整节课的容量,课程容量不宜过多,会致使学生无法全面接受,也不宜过少,将造成学生上课思想不集中,从教学任务与学生实际情况出发而考虑,以期达到有效教学的目的;其次要注重教学方式的选择,当前所倡导的新媒体教学与传统教学相结合下的多媒体教学、翻转课堂与慕课等教学方式,都应注意给予学生更多的自主学习、思考交流、小组讨论或问题探究的时间,让学生充分掌握所学知识;最后教师应注意的是因材施教,在设计课程容量时,需注意到内容的难易程度对学生的影响,充分发挥师生的交互作用。

  2.课程难度参照课程标准,应减去“繁、难、偏、旧”的内容

  通过计算两版教材的课程难度系数并与课程标准进行比较,人教版教材课程难度系数为三者最低值:1.594,苏教版教材课程难度系数为最高值:1.945,课程标准的难度系数则处于中间值:1.75,两版教材与课程标准的差值分别为0.156,0.195,即人教版教材课程难度系数与课程标准差值小于苏教版教材与课程标准差值。由此可得出人教版教材难度低于课程标准,苏教版教材难度高于课程标准。根据新课改的理念要求减去“繁、难、偏、旧”的课程内容,但并不是为了片面提高某些内容的难度,最终要保证教材中保留的是最基本、最有价值的内容。教材的编写应以课程标准为主,课程难度不宜高于课程标准,尽可能与课程标准保持一致,促使教师与学生在使用教材的过程中达到更好的效果。

  3.准确把握教材编写体例,掌握科学的学习方法

  苏教版教材凸显学生自主学习的教育方法体系,在内容设计方面侧重学生“自主学习”方式,给予学生更多主动参与的机会与自我思考的空间,学生在自主学习的过程中,培养生物学素养,发展探究思维,并将专业知识的发展与职业选择的知识渗透其中,有利于学生的终生发展。另外,教材中部分知识点虽作为拓展内容,但在考试中仍有所涉及,如:“知识海洋”与“拓展视野”中就包含了此类知识,这就要求学生有更强的自主学习、思考、总结的能力,对于知识点的补充不依赖于教师的讲授。

  人教版教材为传统的知识传授体系,编写体例分为多个板块,由“问题探讨”“正文”“课外阅读”“课后巩固”组成,正文又包含了“主栏”与“旁栏”,很多版块在形式上是与正文主栏的内容区分开来的,需要教师在教授过程中面面俱到,这间接的加大了教师课堂的教学任务,如旁栏板块的知识链接、相关信息、旁栏思考题等。总的来说,人教版教材是将技能的要求融入栏目活动中,且更加偏向于教师教授性的教学,即学生以间接经验获得知识。因此建议教师在教学过程中,应从栏目活动中挖掘出科学方法、优化教学方式,学生则需要具备较强的自主学习能力,转换被动接受型的学习方式,才能获取更全面的知识并掌握科学的学习方法。

作者介绍:剡晓婷,杨淑萍,马伟琴,新疆石河子大学师范学院(新疆 石河子 832003)。

范文四:教学-人教版高中生物(新课标)教材目录 投稿:高鮊鮋

中学生物教学资料

人教版高中生物(新课标)教材目录

发布日期:2009-05-15 20:08 共1295人浏览

必修1

第1章走近细胞

第1节从生物圈到细胞

第2节细胞的多样性和统一性

第2章组成细胞的分子

第1节细胞中的元素和化合物

第2节生命活动的主绍承担者──蛋白质

第3节遗传信息的携带者──核酸

第4节细胞中的糖类和脂质

第5节细胞中的无机物

第3章细胞的基本结构

第1节细胞膜──系统的边界

第2节细胞器──系统内的分工合作

第3节细胞核──系统的控制中心

第4章细胞的物质输入和输出

第1节物质跨膜运输的实例

第2节生物膜的流动镶嵌模型

第3节物质跨膜运输的方式

第5章细胞的能量供应和利用

第1节降低化学反应活化能的酶

第2节细胞的能量“通货”──ATP

第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸

第4节能量之源──光与光合作用

第6章细胞的生命历程

第1节细胞的增殖

第2节细胞的分化

第3节细胞的衰老和凋亡

第4节细胞的癌变

必修2

第1章遗传因子的发现

第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)

第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)

第2章基因和染色体的关系

第1节减数分裂和受精作用

第2节基因在染色体上

第3节伴性遗传

第3章基因的本质

第1节 DNA是主要的遗传物质

第2节 DNA分子的结构

第3节 DNA的复制

第4节基因是有遗传效应的DNA片段

第4章基因的表达

第1节基因指导蛋白质的合成

第2节基因对性状的控制

第3节遗传密码的破译(选学)

第5章基因突变及其他变异

第1节基因突变和基因重组

第2节染色体变异

第3节人类遗传病

第6章从杂交育种到基因工程

第1节杂交育种与诱变育种

第2节基因工程及其应用

第7章现代生物进化理论

第1节现代生物进化理论的由来

第2节现代生物进化理论的主要内容

必修3

第1章 人体的内环境与稳态

第1节 细胞生活的环境

第2节 内环境稳态的重要性

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

第2节 通过激素的调节

第3节 神经调节与体液调节的关系

第4节 免疫调节

第3章 植物的激素调节

第1节 植物生长素的发现

第2节 生长素的生理作用

第3节 其他植物激素

第4章 种群和群落

第1节 种群的特征

第2节 种群数量的变化

第3节 群落的结构

第4节 群落的演替

第5章 生态系统及其稳定性

第1节 生态系统的结构

第2节 生态系统的能量流动

第3节 生态系统的物质循环

第4节 生态系统的信息传递

第5节 生态系统的稳定性

第6章 生态环境的保护

第1节 人口增长对生态环境的影响

第2节 保护我们共同的家园

选修1

专题1 传统发酵技术的应用

课题1 果酒和果醋的制作

课题2 腐乳的制作

课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 专题2 微生物的培养与应用

课题1 微生物的实验室培养

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 课题3 分解纤维素的微生物的分离 专题3 植物的组织培养技术

课题1 菊花的组织培养

课题2 月季的花药培养

专题4 酶的研究与应用

课题1 果胶酶在果汁生产中的作用 课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 课题3 酵母细胞的固定化

专题5 DNA和蛋白质技术

课题1 DNA的粗提取与鉴定

课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段 课题3 血红蛋白的提取和分离

专题6 植物有效成分的提取

课题1 植物芳香油的提取

课题2 胡萝卜素的提取

选修2

第1章生物科学与健康

第1节抗生素的合理使用

第2节基因诊断与基因治疗

第3节人体的器官移植

第4节生殖健康

第2章生物科学与农业

第1节农业生产中繁殖控制技术

第2节现代生物技术在育种上的应用

第3节植物病虫害的防治原理和方法

第4节动物疫病的控制

第5节绿色食品的生产

第6节设施农业

第3章生物科学与工业

第1节微生物发酵及其应用育

第2节酶在工业生产中的应用

第3节生物技术药物与疫苗

第4章生物科学与环境保护

第1节生物性污染及其预防

第2节生物净化的原理及其应用

第3节关注生物资源的合理利用

第4节 倡导绿色消费

选修3

专题1 基因工程

1.1 DNA 重组技术的基本工具

1.2 基因工程的基本操作程序

1.3 基因工程的应用

1.4 蛋白质工程的崛起

专题2 细胞工程

2.1 植物细胞的工程

2.1.1植物细胞工程的基本技术

2.1.2植物细胞工程的实际应用

2.2 动物细胞工程

2.2.1动物细胞培养和核移植技术

2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体

专题3 胚胎工程

3.1 体内受精和早期胚胎发育

3.2 体外受精和早期胚胎发育

3.3 胚胎工程的应用及前景

专题4 生物技术的安全性和伦理问题

4.1 转基因生物的安全性

4.2 关注生物技术的伦理问题

4.3 禁止生物武器

专题5 生态工程

5.1 生态工程的基本原理

5.2 生态工程的实例和发展前景

范文五:人教版高中生物教材经典实验归类2016高考 投稿:程戹戺

教材经典实验归类

一. 观察DNA和RNA在细胞中的分布 (必修一P26)

实验原理:DNA遇甲基绿呈绿色,RNA可被吡罗红染成红色。 实验步骤

分布:真核生物的DNA主要分布在细胞核中,线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。 【注意事项】

选材:口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞(或用紫色洋葱内表皮细胞),不能用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞,防止颜色的干扰。

缓水流冲洗目的:冲洗掉解离液(酸性),防止其与染色剂(碱性)作用而影响观察结 果,且用缓水冲洗也防止细胞被冲走; 3.实验中几种试剂的作用

①0.9%NaCl溶液(生理盐水):保持口腔上皮细胞正常形态。

②8%盐酸:a.改变细胞膜等的通透性;b.使染色体中DNA与蛋白质分开。 ③蒸馏水:a.配制染色剂;b.冲洗载玻片。 ④甲基绿吡罗红染液:混合使用且现配现用。

4.先低倍镜观察,选择染色均匀、色泽浅的区域,移至视野中央,调节清晰后才换用高倍物镜观察。 5.DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布,只是量的多少不同。故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

二.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(必修一P18)

实验原理:可溶性糖中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖),与斐林试剂发生作用,可以生成砖红色的CU2O沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,可以产生紫色反应。(蛋白质中的肽键,在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用,产生紫色络合物) 1.还原糖的检测

还原性糖:有还原性基团——游离醛基或酮基的糖;如葡萄糖、果糖、麦芽糖。 (1)材料的选取:还原糖含量高,白色或近于白色,如苹果,梨,白萝卜。

(2)试剂:斐林试剂(甲液:0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:0.05g/mL的CuSO4溶液),现配现用。 (3)步骤:取样液2mL于试管中→加入刚配的斐林试剂1mL(斐林试剂甲液和乙液等量混合均匀后

再加入)→水浴加热2min左右→观察颜色变化(浅蓝色→棕色→砖红色)

2.脂肪的检测

(1)材料的选取:含脂肪量越高的组织越好,如花生的子叶。

(2)步骤:制作切片(切片越薄越好)将最薄的花生切片放在载玻片中央

染色(滴苏丹Ⅲ染液2~3滴切片上→2~3min后吸去染液→滴体积分数50%的酒精洗去浮

色→吸去多余的酒精)

制作装片(滴1~2滴清水于材料切片上→盖上盖玻片) ↓

镜检鉴定(显微镜对光→低倍镜观察→高倍镜观察染成橘黄色的脂肪颗粒)

3.蛋白质的检测

(1)试剂:双缩脲试剂(A液:0.1g/mL的NaOH溶液,B液:0.01g/mL的CuSO4溶液) (2)步骤:试管中加样液2mL → 加双缩脲试剂A液1mL,摇匀 → 加双缩尿试剂B液4滴,摇匀 → 观

察颜色变化(紫色)

【注意事项】

1.还原糖检测:①选材要用含糖较高、颜色为浅色 的生物组织提取液;②使用斐林试剂时必须将甲、乙两液等体积混合均匀,切勿分别加入组织样液中进行检测。加入斐林试剂后,需要水浴加热。 2.脂肪检测:①切片要尽可能的薄(实验时也可刮取组织碎屑);②染色后一定要用50%的酒精处理,目的是洗去浮色;③观察时找最薄处,最好只有1~2层细胞。

3.蛋白质检测:双缩脲使用时,应先加1mL A液造成碱环境,再加4滴B液。 4.斐林试剂与双缩脲试剂的区别.

三.用高倍镜观察线粒体和叶绿体 (必修一P47)

1.材料:新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶,口腔上皮细胞临时装片 2.原理:叶绿体在显微镜下观察,绿色,球形或椭球形。

①临时装片保持有水状态。②因叶绿体本身含色素,呈绿色,观察时不需染色。 ③健那绿是活细胞染色剂。

四.观察植物细胞的质壁分离和复原(必修一P61)

原理:①细胞液浓度>细胞外溶液浓度时,细胞吸水;细胞液浓度

1.条件:细胞内外溶液浓度差,活细胞,大液泡

2.材料:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞(具紫色大液泡),质量浓度0.3g/mL的蔗糖溶液,清水等。 3.步骤: 制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片→观察→盖玻片一側滴蔗糖溶液, 另一侧用吸水纸吸引→观察(液泡由大到小,颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离) →盖玻片一側滴清水, 另一側用吸水纸吸引→观察(质壁分离复原)

4.结论:细胞外溶液浓度 > 细胞内溶液浓度,细胞失水 质壁分离

细胞外溶液浓度 < 细胞内溶液浓度,细胞吸水 质壁分离复原

【注意事项】

1.所选植物细胞必须要有大液泡,液泡的颜色最好较深,如:紫色的洋葱鳞片叶外表皮。

2.试剂的选择:使质壁分离的试剂不只蔗糖溶液,只要对细胞无毒害作用,如NaCl、KNO3。但使用0.3

g/mL KNO3会出现质壁分离,但能自动复原。因为K和NO3-可被细胞吸收,使细胞液浓度增大,细

胞渗透吸水、复原。一定浓度的尿素、甘油等也可

3.若使用质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液,质壁分离明显,但不能复原。因为溶液浓度过高,细胞过度失水,导致细胞死亡。

4.若使用质量浓度为1mol/L的醋酸溶液,细胞不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞,使原生质层失去选择透过性。

【创新拓展】

1.判断细胞的死活。2.测定细胞液的浓度。3.比较不同植物细胞液的细胞液浓度。4.比较未知溶液浓度的大小,5.验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小

五.叶绿体色素的提取和分离(必修一P97)

1.原理:( 1 )叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。

( 2 )不同的色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢,因而可用层析液将不同色素分离。

2.步骤:

3.结果分析:①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为:叶绿素a >叶绿素b >叶黄素 > 胡萝卜素; ②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是:胡萝卜素 > 叶黄素 > 叶绿素a > 叶绿素b ; ③在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a 与叶绿素b ,距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。

4.实验创新:在本实验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进行层析,会得到近似同心的四个色素环,由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。 【注意事项】

(1)色素分离和提取的原理经常考察,易混淆。

(2)在研磨时加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏,加入二氧化硅的作用是有助于研磨。过滤时用的是单层尼龙布。 (3)画滤液细线时,用力要均匀,速度要适中。

(4)研磨要迅速、充分。 a.因为丙酮容易挥发; b.为了使叶绿体完全破裂,从而能提取较多的色素; c.叶绿素极不稳定,能被活细胞中的叶绿素酶水解而被破坏。

(5)制备滤纸条时,要将滤纸条的一端剪去两角,这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀,便于观察实验结。 (6)放置滤纸时,滤液细线必须在层析液上面。 六. 观察细胞的有丝分裂(必修一P115) 【实验原理】

1.植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。

2.有丝分裂各个时期细胞内染色体变化不同,根据各个时期内染色体的变化情况,识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。

3.细胞核内的染色体易被

【材料】:洋葱根尖(葱,蒜) 【步骤】:

(一)洋葱根尖的培养

(二)装片的制作 制作流程:解离 → 漂洗 → 染色 → 制片

1.解离:药液: 质量分数为15%的盐酸,体积分数为95%的酒精(1 :1混合液)。

时间:3~5min;目的:使组织中的细胞相互分离开来。

2.漂洗:用清水漂洗约3min。 目的:洗去药液,防止解离过度,并有利于染色。

3.染色:用质量浓度为0.01g / mL或0.02g / mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色3~5min 目的: 使染色体着色,利于观察。

4.制片: 将根尖放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再

加一片载玻片,然后用拇指轻轻地按压载玻片。

目的:使细胞分散开来,有利于观察。 (三)观察

1 2.换高倍镜下观察:分裂中期→分裂前、后、末期→分裂间期。(注意各时期细胞内 染色体形态和分布的特点)。其中,处于分裂间期的细胞数目最多。 【注意事项】

1.先漂洗再染色,这两步不能颠倒,否则影响实验效果。

2.使根尖细胞互相分散的方法①解离,盐酸可破坏细胞壁的果胶层,使组织细胞分离;②制片时用镊子

捣碎;③压片。

3.显微镜下观察的都是死细胞,不能看到细胞分裂动态变化,若视野中找不到某一时期的细胞,可通过

移动装片从邻近的区域中找。

4.在显微镜下观察到细胞数目最多,中期最少。原因是间期历时最长,中期历时最短。

【创新拓展】

可用于判断染色体的异常(如染色体形态或数目的变异) 七.探究影响酶活性的因素(必修一P78、P83)

原理:淀粉遇碘后,形成蓝色的复合物。淀粉酶可以可以使淀粉水解成麦芽糖,麦芽糖遇碘后,不形成蓝色的复合物。

1.材料:新配置的淀粉酶溶液,新鲜肝脏研磨液,可溶性淀粉溶液,过氧化氢溶液等。 2.步骤:

(1)探究温度对酶活性的影响

在温度对酶活性的影响的实验中,三支试管的条件,除温度外均相同。

3号试管处在60℃的温度条件下,酶活性最大,试管中的淀粉被分解,滴入碘液后不会变蓝; 2号试管的温度条件是100℃, 这样高温度条件下,淀粉酶已失去活性; 1号试管的温度条件是O℃,低温抑制淀粉酶的活性。

所以2号和1号试管中的淀粉都没有被分解,滴上碘液后都会变蓝,此实验可以证明;酶的催化作用需要适宜的温度条件,温度过高和过低都将影响酶的活性。 (2)探究pH对酶活性的影响

实验1 过氧化氢(H2O2)在过氧化氢酶的催化作用下,可以分解成水和氧气,可以放入带火星

的木条,看能否复燃来检测是否有氧气产生。

2号试管内加入了盐酸,溶液的pH较低,3号试管内加入了氢氧化钠,溶液的pH较高,在过低或过高pH环境中,过氧化氢酶失去活性,不能使过氧化氢分解,没有氧气产生而1号试管没有加入酸或碱,溶液近似中性,过氧化氢酶将过氧化氢分解成水和氧气,使木条复燃。

实验2 原理:淀粉在淀粉酶的作用下,被分解成麦芽糖,麦芽糖能与斐林试剂发生氧化还原反应,生成砖红色沉淀。

实验现象记录如下:1号试管有砖红色沉淀生成,2号试管无砖红色沉淀生成,3号试管无砖红色沉淀生成。

2号试管内加入了盐酸,溶液的pH较低,3号试管内加入了氢氧化钠,溶液的pH较高,在这样的pH环境中,淀粉酶失去活性,不能使淀粉分解,所以试管中加人斐林试剂后并无砖红色沉淀生成。1号试管内没有加入酸或碱,溶液近似中性,这样的pH适于淀粉酶发挥催化作用,所以淀粉被分解并与斐林试剂反应,生成砖红色沉淀。以上实验可以证明,酶的催化作用需要适宜的pH、pH偏低或偏高都能影响酶的活性。 【注意事项】

1.探究温度对酶活性的影响,不能用过氧化氢酶催化过氧化氢的分解来进行,原因是高温本身也能促进

过氧化氢的分解,这样就会使实验具有2个变量,在对实验结果进行分析时就会导致因变量归因不唯一。

2.以淀粉酶催化淀粉的水解作为温度对酶活性影响的实验时, 实验结果的检测不能用斐林试剂来进行,

只能利用碘液检测实验的结果。因为使用斐林试剂检测还原糖时必须加热,也不能维持预设的低温条件,影响实验的结果,所以一般选用碘液来检测该实验结果。

3.在探究温度对酶活性的影响中,淀粉和淀粉酶必须先处理至所需的温度再混合, 4.在探究pH对酶活性的影响中,过氧化氢酶必须先调节好pH值,再加过氧化氢。

八.探究酵母菌的呼吸方式(必修一P91)

1. 原理: 酵母菌在有氧件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水: C6H12O6 + 6O2 + 6H2

2 + 12H2O + 大量能量

在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳: C6H12O6 2H5OH + 2CO2 + 少量能量

2.装置:下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图,请据图分析

甲:有氧呼吸装置 乙:无氧呼吸装置

A瓶加入的试剂是NaOH,其目的是:使进入B瓶的空气先经过NaOH处理,排除空气中CO2对实验结果的干扰。C瓶和E瓶加入的试剂是澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液),其作用是:检测CO2的产生

D瓶应封口放置一段时间后,再连通E瓶,其原因是:D瓶应封口放置一段时间后,酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶,就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的。 3.检测:

(1)检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊,或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 (2)检测酒精的产生:橙色重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。 九.观察细胞的减数分裂(必修二P21)

1.目的要求:通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂不同阶段的染色体的形

态.位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。

2.材料用具:蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,显微镜。 3.方法步骤:

(1)在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别初级精母细胞.次级精母细胞和精细胞。

(2)先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期.后期和减数第二次分裂中期、后 如果要观察植物细胞的减数分裂,应该选择植物哪个部位细胞?(植物的雄蕊) 十.调查常见的人类遗传病(必修二P91)

1.要求:(1)调查的群体应足够大;(2)选取群体中发病率较高的单基因遗传病。如红绿色盲、

白化病、高度近视(600度以上)等。(3)如果调查某病的遗传方式,则要对患病的家族群体进行调查统计。

2.方法:保证调查的群体足够大,组调查,汇总数据,统一计算。

步骤:组织问题调查小组→确定课题→ 分头调查研究→ 撰写调查报告→ 汇报交流调查结果。 3.计算公式:某种遗传病的发病率= 发病人数/调查人数 × 100%

4.讨论:所调查的遗传病的遗传方式,发病率是否与有关资料相符,分析原因。 十一、探究培养液中酵母菌数量的动态变化(必修三P68) 一.实验目的: 1.能说出对酵母菌进行计数的基本方法

2.探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,能建立种群数量变化的数学模型 二.实验原理:

1.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。 四.方法步骤:

1、取相同试管若干支,分别加入5ml肉汤培养液,塞上棉塞。 2、用高压锅进行高压蒸汽灭菌后冷却至室温,标记甲、乙、丙等。 3、将酵母菌母液分别加入试管各5ml,摇匀后用血球计数板计数起始酵母液个数,做好记录。

4、将各试管送进恒温箱,25℃下培养7天。

5、每天同一时间,各组取出本组的试管,用血球计数板计数酵母菌个数,并作记录,连续观察7天。 【注意事项】

1.每天抽样时间大体一致,每次取样前要将试管__________________,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。

2.本实验不需要设置对照,原因:本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化,不同时间的数量已经起到相互对照的效果,不必再设计对照组。

3.本实验不需要做重复实验,原因:只要分组重复实验获得平均值即可。

4.如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取的措施是:应该进行稀释,然后再计数。 5.对于压在小方格界线上的酵母菌,应当怎样计数?只计数相邻两边及其顶角的酵母菌数。 6.怎样记录结果?记录表怎样设计?

7、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。

8.该探究活动中涉及了四个科学方法:数学模型法、抽样检测法 、显微观察法、微生物培养法

十二.模拟探究细胞表面积与体积的关系(必修一P110)

原理: NaOH和酚酞相遇呈紫红色,与琼脂相遇时,其中酚酞变成紫红色,因此,从颜色上的变化

就知道NaOH扩散得有多远。在一定时间内,NaOH在琼脂块的每一侧扩散的距离大致相同。

步骤: 将含酚酞琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体, 放入烧杯内,

加入NaOH溶液,10min后取出,用纸巾吸干,用塑料刀将琼脂块切成两半。观 察切面,测量每一块上NaOH扩散的深度。

分析: 琼脂块的表面积与体积之比(相对表面积)随着琼脂块的增大而减小, NaOH扩散的体积

与整个琼脂块的体积之比也随着琼脂块的增大而减小。

结论:细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率就越低。细胞表面积

限制了细胞的长大。

1.细胞为什么要分裂?或细胞为什么这么小?

(1)增大细胞膜表面积与体积比,有利于物质的运输(营养吸收与废物排出)以保证细胞正常生命代谢需要。(2)保证适宜的核质关系,使细胞质能在细胞核的控制范围内。

2.卵细胞是一种特殊的细胞,因为它含有许多供胚胎发育的营养物质——卵黄,而使细胞体积增大了许多倍。但卵细胞一般与外界交换物质少,故表面积与体积的比例特殊。 十三.低温诱导染色体加倍(必修二P88)

1

拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞染色体数目发生变化。图解如下: 低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。

2.方法步骤:

(1)洋葱长出约1cm左右的不定根时,放入冰箱的低温室内(4℃),诱导培养36h。 (2)剪取诱导处理的根尖约0.5~1cm,放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h,以固定细胞的形

态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。 (3)制作装片:解离→漂洗→染色→制片

(4)观察,比较:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。 【注意事项】

1.细胞是死的而非活的:显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。

2.材料不能随意选取:误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。选材应选用能进行分裂的分生组织细胞,否则不会出现染色体加倍的情况。

3.着丝点分裂与纺锤体无关:误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂,无纺锤丝牵引,着丝点也分裂。

十四、探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用(必修三P51) 一.实验目的:

1.举例说出生长素类似物处理插条的方法 2.能说出预实验的目的和方法 3.能设计可行的实验方案,并利用数学方法记录和处理数据 二.实验原理:

植物插条经植物生长调节剂处理后,对植物插条的生根情况有很大的影响,而且用不同浓度、不同时间处理其影响程度亦不同。其影响存在一个最适浓度,在此浓度下植物插条的生根数量最多,生长最快。 三、材料用具

常选择生长旺盛的一年生枝条(当年长出的枝条)进行实验,因为枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。每一枝条留3~4个芽(芽能产生生长素,促进插枝生根),所选枝条的芽数尽量一样多。 处理方法:

1)浸泡法:把插条的基部浸泡在配制好的溶液中,深约3cm,处理几小时至一天。(要求的溶液浓度较低,并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理)

2)沾蘸法:把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5s),深约1.5cm即可。 【注意事项】

1:可先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索,再在预实验的基础上设计细致的实验。

2.本实验中,取材、处理时间、光照、温度、通气状况等都属于无关变量。无关变量在实验中的处理要

遵循等量原则:如用相同的花盆,选用相同的植物材料等。 3.配制生长素类似物溶液时,浓度梯度要小,组别要多。

4.在确定了最适浓度的大致范围后,可在此范围内利用更小梯度的系列溶液来获得更精确的最适浓度范

围。

实验十五、土壤中动物类群丰富度的研究(必修三P75) 一.实验目的:

1.能说出土壤中小动物类群丰富度的研究常用的方法

2.能举例说出丰富度的统计方法 3.能设计表格进行观察和统计

二.实验原理:

1、土壤是无数小动物的家园

2、许多小动物身体微小且有较强的活动能力,可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(如采集罐、吸虫器等)进行取样。

3.土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。

4.丰富度的统计方法通常有两种:记名计算法和目测估计法。

三、实验用具:

70%酒精、放大镜、镊子、花铲、塑料袋、纱布、取样器、诱虫器、吸虫器、实体镜。

四、方法步骤:

1、取样:用取样器取土壤样本

2、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:体型较大的的小动物,可用包着纱布的镊子取出,体型较小的则用吸虫管采集。采集到的小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中,也可放入试管中。

3、观察和分类:可借助动物图鉴查清名称,有些肉眼难以识别,可使用 放大镜或实体镜观察。

4、统计和分析:设计统计表,分析所收集的数据。对于个体较大,种群数量有限的群落,常用记名计算法,直接数出各种群的个体数;而目测估计法是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。

要求设计一个数据收集和统计表,并据此进行数据分析。

五、考点提示:

1、对土样中的小动物进行采集时,在诱虫器上方通常要放置并打开40~60W的电灯,这样做利用了土壤动物趋暗、趋湿、避高温的特性,使土壤动物从土样进入诱虫器下部的试管中,达到采集目的。

2、如果要调查水中小动物类群的丰富度,应如何对研究方法进行改进?

答:主要是取样和采集方式要进行改进。根据调查水中小动物种类的不同,取样设备也不同,例如用网兜、瓶子等。取样和采集时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样;定量就是每次取样的数量(例如一瓶、一网等)要相同。

十六.显微镜的使用(必修一P7)

1.显微镜的使用:取镜 → 安放 → 对光 → 压片 → 观察 → 收镜。

(1)低倍镜使用:(观察任何标本都必须先用低倍镜,且标本应透明)

(2)高倍镜使用:

先使用低倍镜确定目标→移动装片,使目标位于视野中央→转动转换器,换用高倍镜→调焦(转动细准焦螺旋)(视野较暗,可调反光镜或光圈)

注: 1.目镜镜头越长,放大倍数越小;物镜镜头越长,放大倍数越大。

实验十七.探究水族箱(或鱼缸中)群落的演替

1.实验目的:设计一个生态缸,观察这一人工生态系统中群落的演替情况。

2、实验原理:在有限的空间内,依据生态系统的原理,将生态系统具有的成分进行组织,构建一个人工微型生态系统是可能的。但同时,这个人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的,它会发生群落的演替。

3、 要求:(1)水族箱必须是密封的,且是透明的,放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。 (2)组成成分:非生物成分、生产者、消费者和分解者

(3)各生物成分的数量不宜过多,以免破坏食物链

实验十八 模拟尿糖的检测

【实验目的】

学会尿糖的检测方法,检查“尿样”中是否含有葡萄糖。

【实验原理】

1.葡萄糖试纸是一种酶试纸,由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成。

2.当尿液滴加到酶试纸上时,尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢,过氧化氢在酶的催化作用下形成水和原子氧,原子氧可以将试纸上无色的化合物氧化成有色化

葡萄糖 葡萄糖氧化酶

葡萄糖酸+H2O2

过氧化氢酶 H2O2 H2O+O

有色化合物 无色化合物+O

合物,使试纸呈现特定的颜色。

3.呈现特定颜色的试纸再与标准比色卡比对,即可知道尿样中葡萄糖的含量。

【材料用具】

三份模拟“尿样”,水、葡萄糖溶液、葡萄糖试纸;滴瓶5个、记号笔、一次性医用手套等

【实验步骤】

1.本实验中,水和葡萄糖溶液的作用是什么?

实验十九 通过模拟实验探究膜的透性

【实验目的】

1.说明生物膜具有选择透过性 2.尝试模拟实验的方法

【实验原理】

1.某些半透膜(如动物的膀胱膜、肠衣等),可以让某些物质透过,而另一些物质不能透过,如:(玻璃纸)水分子可以透过,而蔗糖分子因为比较大,不能透过。可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开,然后通过观察溶液液面高低的变化,来观察半透膜的选择透过特性,进而类比分析得出生物膜的透性。(必修一P60“问题探讨”)

(1)渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散作用,叫渗透作用。

(2)渗透作用发生的两个必备条件:(1)必须有______________;

(2)半透膜两侧溶液具有______________。

2.利用人工膜来模拟生物膜,探究膜的透性;(必修一P70“问题探讨”)

【方法步骤】

【结果分析】

A漏斗中液面__________,烧杯中的液体变蓝,说明长颈漏斗中的铜离子和水分子已经通过玻璃纸进入了烧杯内的蒸馏水中

B漏斗中__________,说明水可以通过玻璃纸向漏斗内扩散,而漏斗中的蔗糖和红墨水的染料分子不能透过玻璃纸。

【实验结论】生物膜有选择透过性 【问题讨论】

1.漏斗管内的液面为什么会升高?

2.如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?

3.如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?

(.由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量,使得

管内液面升高。)

1.斐林试剂和双缩脲试剂

斐林试剂和双缩脲试剂都由溶液和溶液组成,但二者有如下三点不同:

(1)溶液浓度不同

斐林试剂中溶液称为斐林试剂甲,其浓度为溶液称为斐林试剂乙,其浓度为;双缩脲试剂中溶液(双缩脲试剂A)的浓度为,溶液(双缩脲试剂B)的浓度为。

(2)使用原理不同

斐林试剂是新配制的溶液,它在加热条件下与醛基反应,被还原成砖红色的沉淀,可用于鉴定可溶性还原糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时,溶液的颜色变化过程为:浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。

鉴定生物组织中是否含有蛋白质时,常用双缩脲法,使用的是双缩脲试剂,发生的是双缩脲反应。双缩脲反应实质是在碱性环境下的与双缩脲试剂发生的紫色反应。而蛋白质分子中含有很多与双缩脲()结构相似的肽键,所以蛋白质都能与双缩脲试剂发生颜色反应,可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。

(3)使用方法不同

斐林试剂使用时,先反溶液和溶液混合(将滴溶液滴入溶液中),而后立即使用:双缩脲试剂使用时,先加入溶液(2mL),振荡摇匀,造成碱性的反应环境,然后再加入3~4滴溶液,振荡摇匀后观察现象。

2。影响酶活性的几个相关曲线

①酶浓度对酶促反应的影响:在底物足够,其它条件固定的条件下,反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速度与酶浓度成正比,如下图①所示。

②底物浓度对酶促反应的影响:在底物浓度较低时,反应速度随底物浓度增加而加快,反应速度与底物浓度近乎:成正比,在底物浓度较高时,底物浓度增加,反应速度也随之加快,但不显著;当底物浓度很大且达到一定限度时,反应速度就达到一个最大值,此时即使再增加底物浓度,反应也几乎不再改变。如下图②所示。

③pH对酶促反应的影响 ④温度对酶促反应的影响

① ② ③

总结:酶的催化效率受多种因素影响;其中过酸过碱,高温能够使酶的空间结构遭到破坏,从而使酶失活。

设计实验

1. 实验设计概述 实验题按能力要求可划分为四大题型:

(1)实验分析题型——根据提供的实验方案,分析其中的步骤、现象、结果,作出解答。

(2)实验方案的纠错或完善题型——对实验方案中的错误或不完善处,进行改正、补充,使实验方案趋于完善。

(3)实验设计题型(验证性实验;探究性实验)——根据题目提供的条件,自行设计实验方案。

(4)实验有关的综合类题型——以实验为背景,主要涉及代谢、遗传和生态相关知识。

所有实验设计的主要问题就是“六依托”,即细心审题、原理分析、材料分析、变量分析、结果分析和正确表达。

不管哪种类型的实验都不同程度上涉及到对照原则,这要求遵循:

(1)单因子变量原则:即控制其他因素不变,只改变其中某一因素,观察其对实验结果的影响,不论一个实验有几个因子都应做到一个实验因子对应观察一个反应因子。

(2)设立对照原则:通过设立对照可消除无关因子对结果的影响,增加实验的可信

度。在实验过程中要设立实验组和对照组。

实验组:是接受实验变量处理的对象组。

对照组:亦称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组。

至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的。这样,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:

(1)空白对照 指不做任何实验处理的对象组。例如在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管,向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加了说服力。

(2)自身对照 指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照。如“植物细胞质壁分离和复原”

实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。

(3)条件对照 指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的,或不是所要研究的处理因素。例如,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较.对照,更能充分说明实验变量---甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。

(4)相互对照 指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。

2.实验设计的具体方法

实验设计往往是解答实验题的难点,但只要理清思路,找准方法和突破口,也能化难为易。实验的设计可遵循以下思路和方法进行。

(1)首先确定实验目的,并对其去粗取精,提炼要点,确定是验证性实验还是探究性实验。

(2)运用所学知识,找准实验原理,并要做到对原理理解透彻,这是实验设计的依据。理解实验原理对实验设计的重要作用,每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安排都不是随意的、盲目的,而是有其实验原理作为依据的。实验现象和实验结果的预期也是依据实验原理而作出的。

(3)根据实验原理,对照实验目的,通过初步分析,在头脑中搜寻教材上或曾做过的实验模型,初步形成大致方案,实验设计大多与单因子变量和对照实验有关。

(4)结合实验所给的条件,选取适当的方法(简便性原则),开始草拟具体步骤方案,设计具体步骤后,要顺藤摸瓜,通过实验结果(现象)的判断,分析综合得出实验结论。

(5) 回归检验

看看自己设的实验是否存在科学性原则,紧扣实验原理来进行分析;是否有遗漏的地方;是否还有其它可能性存在,即检验实验的严密性、科学性问题。实验设计的检验过程最终应该对照实验原理,回归实验目的。

(6)实验设计中反应变量的确定和控制

生物实验设计中,反应变量的确定非常重要,因为任何一个科学实验的结论都是从反应变量所表现出的数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。生物实验中很多反应变量就是实验条件。设计实验时,应该根据实验目的和实验原理来确定对实验结果有影响的反应变量。

同时,对其他无关变量或非研究变量应进行控制。对变量的控制所要遵循的原则是对照原则,即控制其他因素不变,而只改变其中一个因素(反应变量),观察其对实验结果的影响。通过对照的建立,达到对变量的控制,这是生物实验设计的灵魂。

范文六:高效归纳人教版高中生物教材目录 投稿:宋陻陼

人教版高中生物教材目录(新课标)

必修1 第1章走近细胞 第1节从生物圈到细胞 第2节细胞的多样性和统一性 第2章组成细胞的分子 第1节细胞中的元素和化合物

第2节生命活动的主绍承担者──蛋白质 第3节遗传信息的携带者──核酸 第4节细胞中的糖类和脂质 第5节细胞中的无机物 第3章细胞的基本结构 第1节细胞膜──系统的边界 第2节细胞器──系统内的分工合作 第3节细胞核──系统的控制中心 第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 第2节生物膜的流动镶嵌模型 第3节物质跨膜运输的方式 第5章细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶 第2节细胞的能量“通货”──ATP 第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸 第4节能量之源──光与光合作用 第6章细胞的生命历程 第1节细胞的增殖 第2节细胞的分化 第3节细胞的衰老和凋亡 第4节细胞的癌变 必修2

第1章遗传因子的发现

第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一) 第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二) 第2章基因和染色体的关系 第1节减数分裂和受精作用 第2节基因在染色体上 第3节伴性遗传 第3章基因的本质

第1节 DNA是主要的遗传物质 第2节 DNA分子的结构 第3节 DNA的复制

第4节基因是有遗传效应的DNA片段 第4章基因的表达

第1节基因指导蛋白质的合成 第2节基因对性状的控制 第3节遗传密码的破译(选学) 第5章基因突变及其他变异 第1节基因突变和基因重组 第2节染色体变异 第3节人类遗传病

第6章从杂交育种到基因工程 第1节杂交育种与诱变育种 第2节基因工程及其应用 第7章现代生物进化理论 第1节现代生物进化理论的由来 第2节现代生物进化理论的主要内容 必修3

第1章 人体的内环境与稳态 第1节 细胞生活的环境 第2节 内环境稳态的重要性 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 第2节 通过激素的调节

第3节 神经调节与体液调节的关系 第4节 免疫调节 第3章 植物的激素调节 第1节 植物生长素的发现 第2节 生长素的生理作用 第3节 其他植物激素 第4章 种群和群落 第1节 种群的特征 第2节 种群数量的变化 第3节 群落的结构 第4节 群落的演替

第5章 生态系统及其稳定性 第1节 生态系统的结构 第2节 生态系统的能量流动 第3节 生态系统的物质循环 第4节 生态系统的信息传递 第5节 生态系统的稳定性 第6章 生态环境的保护

第1节 人口增长对生态环境的影响 第2节 保护我们共同的家园 选修1

专题1 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作 课题2 腐乳的制作

课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 专题2 微生物的培养与应用 课题1 微生物的实验室培养

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课题3 分解纤维素的微生物的分离 专题3 植物的组织培养技术 课题1 菊花的组织培养 课题2 月季的花药培养 专题4 酶的研究与应用

课题1 果胶酶在果汁生产中的作用 课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 课题3 酵母细胞的固定化 专题5 DNA和蛋白质技术 课题1 DNA的粗提取与鉴定

课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段 课题3 血红蛋白的提取和分离 专题6 植物有效成分的提取 课题1 植物芳香油的提取 课题2 胡萝卜素的提取 选修2

第1章生物科学与健康 第1节抗生素的合理使用 第2节基因诊断与基因治疗 第3节人体的器官移植 第4节生殖健康 第2章生物科学与农业

第1节农业生产中繁殖控制技术 第2节现代生物技术在育种上的应用 第3节植物病虫害的防治原理和方法 第4节动物疫病的控制 第5节绿色食品的生产 第6节设施农业 第3章生物科学与工业 第1节微生物发酵及其应用育 第2节酶在工业生产中的应用 第3节生物技术药物与疫苗

第4章生物科学与环境保护 第1节生物性污染及其预防 第2节生物净化的原理及其应用 第3节关注生物资源的合理利用 第4节 倡导绿色消费 选修3

专题1 基因工程

1.1 DNA 重组技术的基本工具 1.2 基因工程的基本操作程序 1.3 基因工程的应用 1.4 蛋白质工程的崛起 专题2 细胞工程 2.1 植物细胞的工程

2.1.1植物细胞工程的基本技术 2.1.2植物细胞工程的实际应用 2.2 动物细胞工程

2.2.1动物细胞培养和核移植技术 2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体 专题3 胚胎工程

3.1 体内受精和早期胚胎发育 3.2 体外受精和早期胚胎发育 3.3 胚胎工程的应用及前景

专题4 生物技术的安全性和伦理问题4.1 转基因生物的安全性 4.2 关注生物技术的伦理问题 4.3 禁止生物武器 专题5 生态工程 5.1 生态工程的基本原理 5.2 生态工程的实例和发展前景

范文七:对人教版高中生物新教材中几个细节的解读 投稿:龚莙莚

作者:彭佑谋

中学生物教学 2010年09期

  文章编号 1005-2259(2010)4-0039-02

  人教版生物新教材以其生动的文字、丰富的插图以及多样化的呈现形式,深受一线教师和学生的喜爱。笔者通过两年多的教学实践,结合高考试题以及学生容易出现的问题,对教材中的几个细节进行了解读,以与各位同仁共同探讨。

  1 成熟的哺乳动物红细胞有细胞器吗?

  人教版高中生物《必修1·分子与细胞》P.40:“人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器”,那么如何来理解这句话呢?笔者接触到的教学资料认为:哺乳动物成熟的红细胞中只是没有细胞核和线粒体,是含有核糖体的,因此仍然具备合成血红蛋白的能力。但是根据《人体解剖学》P.26介绍:成熟的红细胞呈双凹圆盘状,直径7μm-8μm,中央薄,周边厚。胞质内无细胞核和细胞器,但有大量的血红蛋白,它是导致血液呈红色的主要因素……在正常人的外周血液中,还有少量未完全成熟的红细胞称网织红细胞,占成人红细胞总数的0.5%~1.5%,在新生儿的血液中,其百分比略高。网织红细胞体积略大,在常规染色涂片中不易辨别。用煌焦油蓝染色时,可见其胞质内有染成蓝色的细网或颗粒状结构,它是细胞内残留的核糖体,表明网织红细胞仍有合成血红蛋白的能力,当其完全成熟后,核糖体就完全消失。

  因此,笔者认为教材应做这样的修改:一般来说,人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核,也没有众多的细胞器,包括核糖体和线粒体,其通过无氧呼吸供能,且不能合成蛋白质。

  2 分泌蛋白形成时核糖体中合成的多肽链进入内质网中要穿过生物膜吗?

  《必修1·分子与细胞》P.48:分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,内质网可以“出芽”,也就是鼓出由膜形成的囊泡……囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。

  根据教材的描述,我们知道放射性同位素标记的氨基酸从内质网到细胞外穿过的膜层数为0,那么从核糖体中进入内质网又是如何进行的呢?教材中并没有明确的表示。根据翟中和主编的《细胞生物学》P.192介绍:蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上起始合成,当多肽链延伸至80个氨基酸左右后,N端的信号序列与信号识别颗粒结合使肽链延伸暂时停止,并防止新生肽N端损伤和成熟前折叠,直至信号识别颗粒与内质网上的停泊蛋白(SRP受体)结合,核糖体与内质网膜的易位子(translocon)结合。此后,信号识别颗粒脱离了信号序列和核糖体,返回细胞质基质中重复使用,肽链又开始延伸,以环化构象存在的信号肽与易位子组分结合并使孔道(笔者注:内质网膜上一种直径约8.5nm,中心直径为2nm的“通道”)打开,信号肽穿入内质网并引导肽链以袢环的形式进入内质网腔中,这是一个需GTP的耗能过程。

  因此,笔者认为,核糖体本身虽没有膜结构,但其合成的蛋白质进入内质网中时以主动运输经“通道蛋白”的形式进入,因此其穿过的膜层数应为一层。

  3 光合色素存在的部位到底位于哪里?

  《必修1·分子与细胞》P.99:“这些囊状结构称为类囊体,吸收光能的四种色素,就分布在类囊体的薄膜上。”

  这里的膜到底是类囊体外膜、内膜还是膜内呢?由于受到线粒体内膜向内折叠形成嵴增大了酶的附着面积的影响,因此很多学生甚至包括一部分教师认为叶绿体中色素应分布于类囊体外膜上。事实上并非如此。根据翟中和主编的《细胞生物学》P.224:冰冻蚀刻电镜术观察到,在类囊体膜中镶嵌有大小、数量不同的颗粒集中了光合作用能量转换功能的全部组分,这些组分包括:捕光色素(天线色素),两个光反应中心各种电子载体,合成ATP的系统和从水中抽取电子的系统等,它们分别装配在光系统Ⅰ(photosystem Ⅰ,PSI)、光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSII),细胞色素bf、CF0-CF1、ATP酶等主要的膜蛋白复合物中。同时结合《细胞生物学》(2007年8月第3版)P.153图(见图1):

  

  图1

  由此可知,叶绿素分子镶嵌于类囊体膜中间,但其光反应中水的光解应发生于类囊体内膜上,因此氧气的逸出需要穿过类囊体薄膜,而光合磷酸化(NADPH的生成)发生于类囊体的外膜,生成后直接进入叶绿体基质。因此,教材中的“吸收光能的四种色素,就分布在类囊体的薄膜上”,应理解为四种色素镶嵌于类囊体薄膜中。

  4 减数第一次分裂中期,同源染色体到底如何排列?

  教材《必修2·遗传和变异》P.18第三段:“随后,各对同源染色体排列在赤道板上,每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。”而在高三第一轮复习中笔者发现许多的参考资料上都是说减数第一次分裂中期,同源染色体排列在赤道板的两侧。笔者带着这个疑问查阅了翟中和主编的《细胞生物学》及陈阅增主编的《普通生物学》,根据《细胞生物学》P.418第二段:“前期结束,细胞逐渐转入减数分裂中期I。在此过程中,要进行纺锤体组装。纺锤体形成过程和结构与一般有丝分裂过程相类似。核膜破裂标志着中期I的开始。纺锤体微管侵入核区,捕获分散于核中的四分体。四分体逐渐向赤道板移动,最终排列在赤道面上。和有丝分裂不同的是,每个四分体含有4个动粒。其中一条同源染色体的两个动粒位于一侧,另一条同源染色体的两个动粒位于另一侧。从纺锤体一极发出的微管只与一个同源染色体的两个动粒相连,从另一极发出的微管也只与另一个同源染色体的两个动粒相连。”如图2所示:

  同时根据陈阅增《普通生物学》以及《遗传学》等的介绍:减I中期双价体排列在赤道板上,纺锤丝连着着丝粒将染色体拉向两极。因此笔者认为:在减数第一次分裂中期,如果单独看同源染色体的两条染色体确实应该排列在赤道板的两侧,但事实上此时的同源染色体还是一个相互连接的整体(双价体),并没有分开,因此教材所指的同源染色体应该指的是一个整体,即双价体排列在赤道板上。

  

  图2

  5 斯塔林和贝利斯的实验中小狗切除了神经吗?

  必修3P.24:“1902年,为了验证这一假设,他们把狗的一段小肠剪下,刮下黏膜与稀盐酸混合加砂磨碎,制成提取液,将提取液注射到同一条狗的静脉中发现能促进胰腺分泌胰液。”

  如果简单从教材这段话分析“注射到同一条小狗”的“同一”应该仅是剪下了一段小肠、刮下黏膜的小狗,而并没有切除其神经。因此其结论也只能是“在盐酸的作用下小肠黏膜可能产生了一种化学物质,随血流送到胰腺,引起胰液的分泌”。

  而根据《动物生理学》P.109介绍:当时英国的贝利斯和斯塔林正从事小肠局部运动反射的研究,1902年读到沃泰默的论文,立即重复他的工作,证实了他的结果。但他们深信连接这段小肠的神经完全被切除了……为了证实这种设想,斯塔林立即剪下同一条狗的一段空肠,刮下黏膜……由此可见,此处的“同一小狗”应该是在沃泰默实验的基础上(切除了神经)的小狗,也是剪下了一段小肠的小狗。

  总之,根据教材的编排体系,笔者认为对高中学生的要求并不需要逐字逐句来理解,但作为传道者的生物学教师,只有更加深入地了解教材、理解教材,才能更好地服务于教学。

作者介绍:彭佑谋 湖南省安化县第一中学(413522)

范文八:对人教版高中生物新教材中几个细节的解读 投稿:魏蹜蹝

对人教版高中生物新教材中几个细节的解读

彭佑谋

【专题名称】中学政治及其他各科教与学

【专 题 号】G382

【复印期号】2010年09期

【原文出处】《中学生物教学》(西安)2010年4期第39~40页

【作者简介】彭佑谋 湖南省安化县第一中学(413522)

【内容提要】 本文列举了对人教版高中生物新教材中几个细节的解读,对教师的教学以及

学生的学习具有一定的帮助作用。 【关 键 词】教材/课程改革/解读EE223UU8382768

文章编号 1005-2259(2010)4-0039-02

人教版生物新教材以其生动的文字、丰富的插图以及多样化的呈现形式,深受一线教师和学生的喜爱。笔者通过两年多的教学实践,结合高考试题以及学生容易出现的问题,对教材中的几个细节进行了解读,以与各位同仁共同探讨。

1 成熟的哺乳动物红细胞有细胞器吗?

人教版高中生物《必修1·分子与细胞》P.40:“人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器”,那么如何来理解这句话呢?笔者接触到的教学资料认为:哺乳动物成熟的红细胞中只是没有细胞核和线粒体,是含有核糖体的,因此仍然具备合成血红蛋白的能力。但是根据《人体解剖学》P.26介绍:成熟的红细胞呈双凹圆盘状,直径7μm-8μm,中央薄,周边厚。胞质内无细胞核和细胞器,但有大量的血红蛋白,它是导致血液呈红色的主要因素„„在正常人的外周血液中,还有少量未完全成熟的红细胞称网织红细胞,占成人红细胞总数的0.5%~1.5%,在新生儿的血液中,其百分比略高。网织红细胞体积略大,在常规染色涂片中不易辨别。用煌焦油蓝染色时,可见其胞质内有染成蓝色的细网或颗粒状结构,它是细胞内残留的核糖体,表明网织红细胞仍有合成血红蛋白的能力,当其完全成熟后,核糖体就完全消失。

因此,笔者认为教材应做这样的修改:一般来说,人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核,也没有众多的细胞器,包括核糖体和线粒体,其通过无氧呼吸供能,且不能合成蛋白质。

2 分泌蛋白形成时核糖体中合成的多肽链进入内质网中要穿过生物膜吗?

《必修1·分子与细胞》P.48:分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,内质网可以“出芽”,也就是鼓出由膜形成的囊泡„„囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。 根据教材的描述,我们知道放射性同位素标记的氨基酸从内质网到细胞外穿过的膜层数为0,那么从核糖体中进入内质网又是如何进行的呢?教材中并没有明确的表示。根据翟中和主编的《细胞生物学》P.192介绍:蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上起始合成,当多肽链延伸至80个氨基酸左右后,N端的信号序列与信号识别颗粒结合使肽链延伸暂时停止,并防止新生肽N端损伤和成熟前折叠,直至信号识别颗粒与内质网上的停泊蛋白(SRP受体)结合,核糖体与内质网膜的易位子(translocon)结合。此后,信号识别颗粒脱离了信

号序列和核糖体,返回细胞质基质中重复使用,肽链又开始延伸,以环化构象存在的信号肽与易位子组分结合并使孔道(笔者注:内质网膜上一种直径约8.5nm,中心直径为2nm的“通道”)打开,信号肽穿入内质网并引导肽链以袢环的形式进入内质网腔中,这是一个需GTP的耗能过程。

因此,笔者认为,核糖体本身虽没有膜结构,但其合成的蛋白质进入内质网中时以主动运输经“通道蛋白”的形式进入,因此其穿过的膜层数应为一层。

3 光合色素存在的部位到底位于哪里?

《必修1·分子与细胞》P.99:“这些囊状结构称为类囊体,吸收光能的四种色素,就分布在类囊体的薄膜上。”

这里的膜到底是类囊体外膜、内膜还是膜内呢?由于受到线粒体内膜向内折叠形成嵴增大了酶的附着面积的影响,因此很多学生甚至包括一部分教师认为叶绿体中色素应分布于类囊体外膜上。事实上并非如此。根据翟中和主编的《细胞生物学》P.224:冰冻蚀刻电镜术观察到,在类囊体膜中镶嵌有大小、数量不同的颗粒集中了光合作用能量转换功能的全部组分,这些组分包括:捕光色素(天线色素),两个光反应中心各种电子载体,合成ATP的系统和从水中抽取电子的系统等,它们分别装配在光系统Ⅰ(photosystem Ⅰ,PSI)、光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSII),细胞色素bf、CF0-CF1、ATP酶等主要的膜蛋白复合物中。同时结合《细胞生物学》(2007年8月第3版)P.153图(见图1):

图1

由此可知,叶绿素分子镶嵌于类囊体膜中间,但其光反应中水的光解应发生于类囊体内膜上,因此氧气的逸出需要穿过类囊体薄膜,而光合磷酸化(NADPH的生成)发生于类囊体的外膜,生成后直接进入叶绿体基质。因此,教材中的“吸收光能的四种色素,就分布在类囊体的薄膜上”,应理解为四种色素镶嵌于类囊体薄膜中。

4 减数第一次分裂中期,同源染色体到底如何排列?

教材《必修2·遗传和变异》P.18第三段:“随后,各对同源染色体排列在赤道板上,每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。”而在高三第一轮复习中笔者发现许多的参考资料上都是说减数第一次分裂中期,同源染色体排列在赤道板的两侧。笔者带着这个疑问查阅了翟中和主编的《细胞生物学》及陈阅增主编的《普通生物学》,根据《细胞生物学》P.418

第二段:“前期结束,细胞逐渐转入减数分裂中期I。在此过程中,要进行纺锤体组装。纺锤体形成过程和结构与一般有丝分裂过程相类似。核膜破裂标志着中期I的开始。纺锤体微管侵入核区,捕获分散于核中的四分体。四分体逐渐向赤道板移动,最终排列在赤道面上。和有丝分裂不同的是,每个四分体含有4个动粒。其中一条同源染色体的两个动粒位于一侧,另一条同源染色体的两个动粒位于另一侧。从纺锤体一极发出的微管只与一个同源染色体的

两个动粒相连,从另一极发出的微管也只与另一个同源染色体的两个动粒相连。”如图2所示:

同时根据陈阅增《普通生物学》以及《遗传学》等的介绍:减I中期双价体排列在赤道板上,纺锤丝连着着丝粒将染色体拉向两极。因此笔者认为:在减数第一次分裂中期,如果单独看同源染色体的两条染色体确实应该排列在赤道板的两侧,但事实上此时的同源染色体还是一个相互连接的整体(双价体),并没有分开,因此教材所指的同源染色体应该指的是一个整体,即双价体排列在赤道板上。

图2

5 斯塔林和贝利斯的实验中小狗切除了神经吗?

必修3P.24:“1902年,为了验证这一假设,他们把狗的一段小肠剪下,刮下黏膜与稀盐酸混合加砂磨碎,制成提取液,将提取液注射到同一条狗的静脉中发现能促进胰腺分泌胰液。”

如果简单从教材这段话分析“注射到同一条小狗”的“同一”应该仅是剪下了一段小肠、刮下黏膜的小狗,而并没有切除其神经。因此其结论也只能是“在盐酸的作用下小肠黏膜可能产生了一种化学物质,随血流送到胰腺,引起胰液的分泌”。

而根据《动物生理学》P.109介绍:当时英国的贝利斯和斯塔林正从事小肠局部运动反射的研究,1902年读到沃泰默的论文,立即重复他的工作,证实了他的结果。但他们深信连接这段小肠的神经完全被切除了„„为了证实这种设想,斯塔林立即剪下同一条狗的一段空肠,刮下黏膜„„由此可见,此处的“同一小狗”应该是在沃泰默实验的基础上(切除了神经)的小狗,也是剪下了一段小肠的小狗。

总之,根据教材的编排体系,笔者认为对高中学生的要求并不需要逐字逐句来理解,但作为传道者的生物学教师,只有更加深入地了解教材、理解教材,才能更好地服务于教学。

【参考文献】

[1]翟中和,王喜忠,丁明孝.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2]翟中和.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.

[3]翟中和.细胞生物学[M].第3版.北京:高等教育出版社,2007.

[4]吴相钰,陈阅增.普通生物学[M].第2版.北京:高等教育出版社,2005.

[5]戴灼华.遗传学[M].第2版.北京:高等教育出版社,2008.

[6]陈守良.动物生理学[M].第3版.北京:北京大学出版社,2005.^

范文九:高中生物必修3(人教版)教材中所有问题的答案 投稿:朱虭虮

生物必修3 第

一、教学内容的结构

1章 人体的内环境和稳态

第一节 细胞生活的环境

一、资料

图 体内细胞与外界环境进行物质交换的过程

二、答案和提示

(一) 问题探讨

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.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1

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.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.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。

右图所示 组织液、血浆、淋巴之间的关系

(三)资料分析

++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、

2+2+2+-2-2--Ca、Mg、Fe、Cl、HPO4、SO4、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.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.Na、Cl含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。

4.维持血浆的酸碱平衡。

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。

(四)旁栏思考题 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2

+-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.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+H2O

+--H2CO3H + 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.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.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 1.C。 2.B。 3.B。 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、答案和提示

(一)问题探讨

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.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.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.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.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.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.生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。

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.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 1.D。 2.C。 3.D。

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

见右图

二、知识迁移

(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)说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。

三、技能应用 (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 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

一、教学内容的结构

第1节 通过神经系统的调节

一、答案和提示

(一)问题探讨:

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1

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.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.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.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:

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.是控制排尿的高级中枢,也就是大脑出现了问题。

3.这些例子说明低级中枢受相应的高级中枢的调控。

(五)思考与讨论3:可能是H区出现了问题。

(六)旁栏思考题: 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 1.b、c、d、e。

2.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、答案与提示

(一)问题探讨

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(0.8~1.2 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.不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。

2.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.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.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: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:

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: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 1.C 、D。

2.

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.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: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

一、答案和提示:

(一)问题探讨

1.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.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.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.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.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.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、答案和提示:

(一)问题探讨

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

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。

2.HIV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

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2

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.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.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: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1/10 000~1/5 000,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: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:

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

一、教学内容的结构

第1节 植物生长素的发现

一、答案与提示

(一)问题探讨:

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.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.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.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

1.不严密,没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。

2.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.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 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、探究指导

在上节课结束时,应布置学生预习探究活动“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的

指导,并准备好实验用具,如杨树枝条、矿泉水瓶等。教师如果能提前做本探究活动的预实

验,可避免人力、物力、财力和时间的浪费,也可做到心中有数,有的放矢。

(一)材料用具的准备

1.实验材料:可以用杨、加拿大杨、月季等的枝条。

2.实验用具:天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐(下方带流水孔)、盛水托盘、矿泉水瓶。

3.插条选择:插条质量和规格对探究实验效果影响很大。大树上的1~2年生枝条,可以作为扦插的材料,但以1年生苗木为最好(1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活)。实验表明,插条部位以种条中部剪取的插穗为最好,基部较差,梢部插穗仍可利用。实验室用插穗长5~7 cm,直径1~1.5 cm为宜。由于一个年级几百名学生同时用枝条,要适当考虑对树木的保护。

4.扦插枝条的处理:(1)枝条的形态学上端为平面,下端要削成斜面,这样在扦插后可增加吸收水分的面积,促进成活。(2)每一枝条留3~4个芽,所选枝条的芽数尽量一样多。

(二)实验设计

1.选择生长素类似物:2,4-D或α-萘乙酸(NAA)等。

2.配制生长素类似物母液:5 mg/mL(用蒸馏水配制,加少许无水乙醇以促进溶解)。

3.设置生长素类似物的浓度梯度:用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液,分别放入小磨口瓶,及时贴上相应标签。NAA有毒,配制时最好戴手套和口罩。

剩余的母液应放在4 ℃保存,如果瓶底部长有绿色毛状物,则不能继续使用。

4.枝条处理方法:浸泡法和沾蘸法

建议各小组采用不同方法进行实验。浸泡法也可设置不同的浸泡时间。应该鼓励学生设计多种方案,以便交流,资源共享。

(三)探究活动

1.提出问题:不同浓度的生长素类似物,如2,4-D或NAA,促进杨插条生根的最适浓度是多少呢?

2.作出假设:适宜浓度的2,4-D或NAA可以使杨或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力,产生愈伤组织,长出大量不定根。

3.预测实验结果:经过一段时间后(约3~5 d),用适宜浓度的2,4-D或NAA处理过的插条基部和树皮皮孔处(插条下1/3处)出现白色根原体,此后逐渐长出大量不定根;而用较低浓度、较高浓度或清水处理的枝条长出极少量的不定根或不生根。

4.实验步骤

(1)制作插条。

(2)分组处理:将插条分别用不同的方法处理(药物浓度、浸泡时间等可多组。如可分别在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等)。

(3)进行实验:将处理过的插条下端浸在清水中,注意保持温度(25~30 ℃)。

(4)小组分工,观察记录:前三天每天都要观察记录各小组实验材料的生根情况。教师可以设计记录表格,更应让学生自行设计记录表格,提供学生创造性活动的空间和机会。记录过程是意志与耐心的锻炼,既有分工也有协作。

记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况,如生根条数,最长与最短根的长度等。(浓度适宜的生长素类似物处理后,在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根;时间长一些会在枝

条下端斜面树皮与木质部之间长有白色根原体)。每隔2~3 d记录也可。

(5)研究实验中出现的问题。

① 分析不同插条的生根情况。

不能生出不定根:有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。

都能生出不定根:促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根,而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样,如枝条上芽多,则产生的生长素就多,就容易促使不定根的萌发。

②分析与本实验相关的其他因素。

A.温度要一致;

B.设置重复组。即每组不能少于3个枝条;

C.设置对照组。清水空白对照;设置浓度不同的几个实验组之间进行对比,目的是探究2,4-D或α-萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。

5.分析实验结果,得出实验结论

本探究活动关键是时间安排。建议课前提交药品选择和药液浓度控制的设计方案,培训关于选取枝条、怎样做插条的方法,说明注意事项,并确定各小组的分工。课堂实验最好在教师带领下,由学生完成实验设计和实验装置,将实验操作部分安排在课外或在家庭中进行。 要求学生在实验过程中按照小组分工认真进行观察,实事求是地对实验前、实验中(包括课内、课外)和实验后插条生根的情况进行记录,并及时整理数据,绘制成表格或图形。最后分析实验结果与实验预测是否一致,得出探究实验的结论。不要求实验结果都一致,但要求有分析研究。

6.表达与交流

实验小组的每一个成员都要写出自己个性化的实验报告,向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会,包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。

7.进一步探究

“进一步探究”旨在鼓励学生进行扩展性的探究和实践,大多数需要在课外完成。教师应当提供机会,让学生互相进行交流和讨论。这个栏目的活动给学生以更大的自主性,教师可根据学生的知识与技能基础,给予适当的提示或指导。

鼓励有兴趣的学生进一步探究不同季节和枝条老幼部位对生长素类似物的反应,让学生自行设计和实施。

二、答案和提示

(一)问题探讨

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.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.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.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、答案和提示

(一)问题探讨 1.说明乙烯至少能起促进果实成熟的作用。

(二)旁栏思考题 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.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。

①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。②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。③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。④施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。

2.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.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。

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.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:

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:

(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。

第四章 种群和群落

一、教学内容的结构

第1节 种群的特征

一、资料:1、几种年龄型种群的特点2、种群特征之间的关系

二、答案和提示

(一)问题探讨1.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. “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.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.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.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.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.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.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。

三、拓展资料:

1.种群密度的调查方法:种群密度是指种群在单位面积(或体积)中的个体数量,它是一个随环境条件和调查时间而变化的变量。所调查的种群密度为特定时间和特定空间的密度,它反映了生物与环境的相互关系。

样方法和标志重捕法是调查种群密度常用的方法。

(1)样方法:样方法的方法繁多,依生物种类、具体环境不同而有所不同。样方的面积有大有小,样方形状也有方形、长方形、圆形、条带状等多种,但是各种方法的原理却是相同的。首先,在要调查的生物群落中,确定一个或数个范围相对较大区域作为样地;再在样地中随机选取若干个样方;然后计数各样方中的全部个体数量;最后,计算全部样方个体数量

的平均数,通过数理统计,对种群总体数量进行估计。

(2)标志重捕法:标志重捕法是在一个有比较明确界限的区域内,捕捉一定量生物个体进行标记,然后放回,经过一个适当时期(标记个体与未标记个体重新充分混和分布后),再进行重捕。根据重捕样本中标记者的比例,估计该区域的种群总数。这种方法一般适用于哺乳类、鸟类、鱼类、昆虫和腹足类等动物种群数量的估计。

假定在调查区域中,捕获M个个体进行标记,然后放回原来的自然环境,经过一段时间后进行重捕,重捕的个体数为n,其中已标记的个体数为m,根据总数N中标记比例与重捕取样中标记比例相等的原则,即N∶M=n∶m,可得调查区域种群数量N=M×n/m。

N只是种群总数的估计值,因此,与样方法一样,必须测定该估计值的可置信程度。

第2节 种群数量的变化

一、探究指导:

探究实验“培养液中酵母菌种群数量的变化”,旨在让学生通过对培养液中酵母菌种群数量连续7天的观察,探究变化规律,进而统计数据,建构数学模型,绘制变化曲线。

1.提出问题 教材中提出的问题是:培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?教师也可以进一步引导学生,依据所学知识,分析酵母菌生长的条件与种群数量增长之间的关系,提出探究的问题。例如,在不同温度(以及通氧、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。

二、答案和提示:

(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.同数学方程式相比,曲线图表示的数学模型不够精确。

2.食物充足、没有天敌、气候适宜等。

3.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: 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.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.(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: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。

一、答案和提示

(一)问题探讨

1.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.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.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. 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.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,进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定,因而整个群落可以处在相对稳定的状态。

4.资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用(竞争);资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用(捕食)。资料1相互作用的结果是一方处于优势,另一方处于劣势,最终灭亡。资料2相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。

(三)想象空间: 首先,要明白自然选择的要意是什么。其次,要明白森林群落经垂直分层后,其中的植物种群在资源和空间的分配上有什么变化。由此想像出通过自然选择,不同形态结构的森林植物在森林群落的空间分布上呈现垂直分层现象。

(四)探究:

主要是取样和采集方式要进行改进。根据调查水中小动物种类的不同,取样设备也不同,例如用网兜、瓶子等。取样和采集时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样;定量就是每次取样的数量(例如一瓶、一网等)要相同。

(五)练习

基础题 1.B。2.屏障撤掉后,很可能出现以下情况:由于种群A捕食种群B,种群B的数量减少,而种群A的数量增加。但随着种群B的数量减少,种群A因食物来源减少而出现数量减少,种群B的数量又会出现一定的增加。这样,假设水族箱中资源和其他条件较稳定,种群A和种群B将出现此消彼长的相对稳定情况。

拓展题

1.大致步骤:(1)选择的植物(一般用草本植物)应能适应同一环境,植株大小基本一致。最好查阅有关资料搞清楚植物名称与生活习性等;(2)实验前要做必要的观察记录,如植株的(尤其是根)生长情况;(3)设立对照组(单独种植、同种植株种植在一起)、实验组(不同种植株种植在一起),并给予相同的环境条件,也可进一步从不同的植株间距来设计实验;

(4)通过比较分析根系的长势,论证自己的假设是否成立;(5)解释实验结果。

2.蜾蠃捕食螟蛉幼虫。

一、答案和提示:

(一)问题探讨:

2.火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中,有些物种可能会绝灭;在恢复过程中外来新物种可能会进入。群落结构因此而发生了变化,一般不能恢复原来的群落结构。

(二)思考与讨论1:

1.因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分,而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。2.通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤,并积累起了有机物,这为苔藓的生长提供了条件。而苔藓生长后,由于其植株高于地衣能获得更多的阳光,处于优势地位,其结果是逐渐取代了地衣。3.能找到这些植物。在群落演替过程中,一些种群取代另一些种群是指优势取代,而不是“取而代之”。形成森林后,乔木占据了优势,取代了灌木的优势,但在森林中各种类型的植物都是存在的。

(三)思考与讨论2

1.至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用:一是人的践踏,从耐践踏而言,车前草最强,狼尾草次之,狗尾草最弱;二是植物之间的竞争,在远离人践踏的地方,茎秆较高的狗尾草优先获得阳光,车前草等处于劣势。

2.如果小路被废弃后,人的践踏活动停止了,在路周围会慢慢长出茎秆较高的植物,逐渐成为优势植物。于是,就会出现“远芳侵古道,晴翠接荒城”的景象。

(四)旁栏思考题

大面积围湖造田,使湖面大大缩小,减小了蓄洪容积,降低了蓄洪能力,导致洪灾频繁发生。

(五)练习 基础题1.(1)×;(2)√。2. D。 3.C。

第4章自我检测的答案和提示

一、概念检测1.(1)×;(2)×;(3)√;(4)√;(5)×。2.(1)D;(2)D;(3)C。

二、知识迁移

1.(1)从图中可知,鸽的种群密度较小易受鹰的攻击,种群密度较大则鹰的攻击成功率就较低。(2)起初出现数量增加,以后可能趋于稳定。

2.这是群落演替的结果。因为柳树较高大,占据更多的空间和阳光。与草莓相比,它具有生长的优势,所以柳树能迅速繁殖起来,而草莓得不到生长所需的阳光,难以成片生长。

三、技能应用:

最有代表性的样方应该是最接近平均数的样方,可通过目测直接作出判断。取多个样方时,应兼顾种群密度高、适中和低这三种情况,分别计数,然后计算出平均值。

四、思维拓展:

1.是由于人类活动的影响,例如农药对环境造成污染,人们的捕捉等。

2.害虫数量会增多,土壤生态环境破坏,土质变差;农民对化肥、农药的依赖性增强,生产成本较高,收入降低。

3.按此趋势,30年后,稻田对人类活动的依赖性(尤其是化肥、农药等)将越来越强,稻田群落变得更为单一、脆弱。

4.这是人类按照自然规律进行的创造,其目的是借助于自然群落中生物之间的关系,使人类的活动在满足人类需求的同时,也有益于环境。

第5章 生态系统及其稳定性

一、学习内容的结构

第1节 生态系统的结构

一、资料:

“生态系统的范围”这部分内容的学习,可以结合实例,采用列表比较的方法进行归类和总结(参见表5-1)。表5-1 不同类型的生态系统举例

生态系统类型多种多样,但在结构上具有许多

共同点。重点从“生产者、消费者、分解者”之

间的关系,阐释生态系统中各组成成分之间紧

密联系构成一个统一整体,体现一定的结构和

功能。

二、答案和提示:

(一)问题探讨:

提示:如图5-1,其他合理的答案也可以。

图5-1 生物与非生物之间关系的图示

(二)思考与讨论:

3.提示:还有非生物的物质和能量。物质和能量是生命活动存在的最基本条件,生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。

4.提示:绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物,将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。

5.提示:可分为生产者、消费者、分解者。

7.提示:生态系统的结构模型可以有多种形式。在

不考虑物质的输入和输出的情况下,可以表示为

图5-2这样的简化模型。

图5-2 生态系统的结构模型

(三)旁栏思考题

动物园中的全部动物不能说是一个系统,因为不同种动物是分开饲养的,彼此之间没有内在联系和相互影响,不是一个有机的整体。同理,动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。

(四)练习:

基础题:

1.(1)阳光;(2)10~15 m;(3)消费者、分解者。2.B。3.C。

拓展题:

可以。农田和果园等人工生态系统食物链单一,自身稳定性差,易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系,增加或延长食物链,使之成为立体农田和立体果园,可以提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品。例如,水田养鱼、果园养鸡等。

第2节 生态系统的能量流动

一、资料:

图5-4 能量流动的分析

二、答案和提示

(一)问题探讨:

应该先吃鸡,再吃玉米(即选择1)。若选择2,则增加了食物链的长度,能量逐级递减,最后人获得的能量较少。

(二)思考与讨论1

1.提示:遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后,一部分储存在生态系统(生物体有机物)中,而另一部分被利用、散发至无机环境中,两者之和与流入生态系统的能量相等。

2.提示:不能,能量流动是单向的。

3.流入某一营养级的能量主要有以下去向:部分通过该营养级的呼吸作用散失了;分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级,而为分解者所利用;还有一部分未能进入(未被捕食)下一营养级。所以,流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。

4.生态系统中能量流动是单向的;能量在流动过程中逐级递减。

(四)思考与讨论2: “桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发,通过能量多级利用,充分利用流经各营养级的能量,提高生产效益。

(五)调查:参考调查点:稻田生态系统.组成成分:(1) 非生物的物质和能量;(2) 生产者: 水稻、杂草、浮游植物等;(3)消费者:田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等;(3)分解者:多种微生物。

问题提示:

1.生产者主体是水稻,其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂,或人工除草的方式抑制杂草的生长。

2.初级消费者有:田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言,植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害,田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。

3.次级消费者有:泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言,这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕,或适量放养等措施,实现生态农业的目标。

5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等;现代农业提出了综合利用思想,例如,秸秆可作为多种工业原材料,还可以用来生产沼气,以充分利用其中的能量。

6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。

7.通过稻田养鱼等措施,实现立体化生态农业;通过建造沼气池,实现能量的多级利用。

(六)技能训练:分析和处理数据:这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg,计算公式是(12+18)/12×2 675,这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ(计算公式是EG=MG×1.6×107); 这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ(计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×107);

这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011 kJ(计算公式为E固=EG+ΔE呼),呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%;

这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%(计算公式为η=1.397 2×1011/8.5×1012)。

(七)旁栏思考题:

一般情况下,也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如,在海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然,总的来看,一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理,成千上万只昆虫生活在一株大树上,该数量金字塔的塔形也会发生倒置。

(八)练习:

基础题:

1.A。2.D。3.B。

拓展题:

1.(2)b所示生态系统中流向分解者的能量,还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用,因此,该生态系统实现了能量的多级、充分利用,提高了能量的利用率。

2.不能。在一个封闭的系统中,物质总是由有序朝着无序的方向(熵增加)发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量,依靠能量完成物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。

第3节 生态系统的物质循环

一、答案和提示

(一)思考与讨论:

1.提示:单质与化合物;有机物与无机物。

(二)旁栏思考题:

大力植树造林后,这些植物能大量吸收已有的二氧化碳,因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头──温室气体的排放。

(三)练习:

基础题:

1.(1)√;(2)╳。2.A。3.B。

4.提示:是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和,通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。

拓展题:农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量和效益,使能量更多地流向人类,满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。

第4节 生态系统的信息传递

一、答案和提示:

(一)问题探讨:通过跳圆圈舞来传递这一信息。

(二)思考与讨论:提示:参见本节参考资料。

(三)资料分析:

1.如果没有信息传递,蝙蝠对周围环境的识别、取食、飞行,莴苣、茄、烟草种子的萌发等生命活动将不能正常进行。2.通过信息传递,雌雄个体能相互识别、交配,保证种群的繁衍。

3.将烟草、 蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。 4.是。

5.信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。

(四)练习:

基础题:

物理信息的信息源可以是非生物,也可以是生物。植物的颜色、形状等,某些植物的花对于传粉昆虫来说就是物理信息。对与之有关的动物来说就是物理信息。本题中属于物理信息的是(1、2、3、4、6、7、9、10、11);属于化学信息的为(5、8);属于行为信息的有(12)。

拓展题:

(1)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,人工控制光周期达到早熟高产。

(2)利用各种昆虫的趋光性进行诱杀,大量消灭害虫,减少对农作物的破坏。

(3)家禽饲养,在增加营养的基础上延长光照时间,提高产蛋率。

(4)用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子,可以提高发芽率,获得增产。

(5)释放过量人工合成的性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的方位,或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾活动,达到消灭害虫的目的。(6)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,将能够相互促进的植物一起种植,避免将相互影响的植物一起种植。例如,作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进;若是将胡桃与苹果种在一起,将会对苹果起到毒害作用。(7)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。

第5节 生态系统的稳定性

一、制作指导

课题:设计并制作生态缸,观察其稳定性。

1.在指导学生制作生态缸时,除了参考教材中的方法步骤外,还要注意以下几点。

(1)生态缸可制作成封闭型,也可制作成开放型(即不加盖)。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。

(2)生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力,放置生物的数量要合适。

(3)为了使生态缸内的沙地保持干燥,可在沙土下铺垫一张塑料布,以防止缸中水(气)渗透上来。

(4)生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期。

2.在指导学生观察生态缸的稳定性时,要注意以下几点。

(1)让学生设计一份观察记录表,内容包括植物、动物的生活情况,水质情况(由颜色变化进行判别)及基质变化等。

(2)定期观察,同时做好观察记录。

(3)如果发现生态缸中的生物已经全部死亡,说明此时该生态系统的稳定性已被破坏,记录下发现的时间。

(4)依据观察记录,对不同生态缸进行比较、分析,说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。

二、答案和提示:

练习: 基础题:1.(1)√;(2)×;(3)√。

2.自我调节能力最强的两个生态系统是(1、8);人的作用突出的生态系统有(6、7、9、11);陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是(1、2),较弱的是(3、5、6、7、11);水域生态系统在遭到较严重的破坏后,恢复较快的是(4、9),恢复较慢的是(8)。

拓展题:生态系统中的生物种类越多,食物链越复杂,系统的自我调节能力就越强;反之,生物种类越少,食物链越简单,则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中,松毛虫常常会产生爆发性的危害;如果是针阔混交林,单一的有害种群不可能大发生,因为多种树混交,害虫的天敌种类和数量随之增加,进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。

自我检测的答案和提示

二、知识迁移:

2.(1)藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。

(2)有机物分解后形成的大量的NH+4等无机盐离子,有利于藻类的大量繁殖。

(3)藻类通过光合作用释放氧气;有机物减少,需氧型细菌数量下降,因而对溶解氧的消耗量减少。

(4)河流中生物大量死亡,该生态系统的稳定性遭到破坏。

三、技能应用:

2.放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时,也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度大发生。在棉田中放养赤眼蜂,由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系,因此,能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看,这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。

四、思维拓展:

(1)属于自养生物。

(2)一般生态系统的能量来自太阳,由绿色植物进行光合作用固定,但深海热泉生态系统中的能量却是来自硫化物,由硫细菌通过氧化硫化物获得。

(3)对于研究生命的起源和演化,研究地球上生态系统的结构、规律具有重要的意义。

一、概念检测:

1.(1)×;(2)√;(3)√;(4)×;(5)√。2.(1)B;(2)C。3.(1)举例:

5-10 生态系统的信息传递

第6章 生态环境的保护

一、学习内容的结构

第1节 人口增长对生态环境的影响

一、答案和提示

(一)问题探讨:

1.假如置身于图中,就会感到自己和他人不仅行动受到了很大的限制,而且正常的生理活动和心理活动也受到了很大的影响,从而感受到每个人都需要有一个合理的生存空间。

2.从表面上看,是由于人口在某一地区过于集中;从根本上看,是由于人口增长过快以及人口流动过于集中。

3.实际情况是,地球上有些地区已经达到或接近达到“人满为患”的程度,而不能说整个地球因人口膨胀而超载了。这是因为从整体上看,全球总人口(1999年10月12日世界人口达到60亿)尚未达到全球能够承载的总人口(对于地球的人口承载能力,目前世界各国的研究部门尚无一致的估算,已有的估算数字为75亿至500亿)。

(二)资料分析:

1.我国人口急剧增长的主要原因是:生育率较高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.人是生物界中的一员,所以,生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。但是,人不同于一般的生物:人具有特别发达和善于思维的大脑;具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领,等等。所以,生物种群的消长规律不完全适用于人口增长的情况。

(三)资料搜集与分析:

(1)如果学生生活在农村,还可以到本乡镇和本县的计划生育、农业、环保、档案等部门进行采访和调查。如果学生生活在城市,还可以通过本市的城市规划部门或通过互联网等进行采访和调查。这些途径都可以快捷地获取可靠的信息。

(2)有关人际交往的基本礼仪主要包括:咨询时要说“您好”、“请”、“对不起”等礼貌用语;要先请长辈坐下,自己再坐下;要细心倾听、认真记录、对方说话时不要随便插话,有不清楚的问题应以虚心的态度请教;咨询后应说“谢谢”、“再见”等礼貌用语。

(3)如果资料繁杂,可以先对资料进行归纳整理和科学分类.果有些资料相互矛盾,则应仔细分析它们的来源是否可靠、记录是否准确,必要时需要进行核对甚至重新收集这些资料。

(4

)应选取那些最具代表性、最能说明问题的数据进行分析并制成图或表格。图具有一目

了然的直观效果,有三种形式:圆饼图适用于体现各相关数据在一个总数据中各自所占的比例;直方图适用于对各相关数据的大小进行比较;曲线图适用于体现某一情况在变化过程中,相关数据依次的动态变化情况。表格则便于了解相关的具体数据。

(5)可以先进行分工,然后各自进行相关资料的搜集和整理。分工后,应当先检查是否有遗漏或重复的项目,再进行资料的搜集、整理和分析。

(四)想像空间:

将会因学生过多和教师、教室以及教学设备等过少而明显影响学生的学习效果,还会因学生过多而使教室内空气流通不好、光线不足和过于拥挤等,影响学生的身体健康和心理健康。

(五)练习:基础题:

1.D。

2. “现在的人,有五个孩子都不算多,每个孩子又各有五个孩子。爷爷活着的时候,就有二十五个孙辈了。这就造成了社会上的人口多而物资少,虽然辛勤劳作,生活用品却依然匮乏”。这句话反映出作者的忧虑:如果不节制人口增长,将会对家庭和社会增加沉重的负担。 拓展题:

1.近5年来“世界环境日”的主题分别是:“拯救地球就是拯救未来”(1999年);“环境千年,行动起来”(2000年);“世间万物,生命之网”(2001年);“让地球充满生机”(2002年);“水──20亿生命之所系”(2003年)。这些主题都与生态环境(影响人类与其他生物生存和发展的一切外界条件的总和)有着直接的关系,所以说它们都与人口增长有关。

2.解决这类问题的办法主要有:通过宣传教育,使各级行政负责人、企业负责人、全体职工以及当地居民都树立起人口与经济、社会、环境和资源协调发展的新思维以及走可持续发展之路的观念;各级政府要加大资金的投入,以便大力开展有利于环保事业的科学研究和技术改造;对于近期无望解决环境污染的企业,结合产业结构的调整,依法并妥善实施“关”、“停”、“并”、“转”。

第2节 保护我们共同的家园

一、资料:

生物多样性包含了遗传的多样性,物种的多样性和生态系统的多样性。我们说的保护生物的

二、答案和提示:

(一)问题探讨:

1.气象学家的预言是有科学根据的。例如,英国《自然》杂志和《观察家报》于2004年披露了美国国防部专家组的一份报告。该报告预测:气候变化可能演变成全球公害;未来20年气候变化将成为全球性灾难,如英国将会像西伯利亚那样寒冷,美国等主要粮食生产国将因遭遇严重干旱而出现粮食大幅减产。又如,我国科学家2004年预言:未来大气的增温值将是20世纪的2至10倍;我国华北等地仍将保持继续变干旱的趋势;气候变暖严重影响全球的自然生态系统,农业可能是对气候变化最为敏感和脆弱的部门之一。

(二)思考与讨论

1.红树林的消失,使得潮间带多种鱼类、甲壳类、贝类以及多种水鸟因生态环境改变而无法存活和繁衍,并且影响附近多种生态系统的稳定性,最终使大量的物种无法生存和发展。红树林能维持滨海湿地生态系统的稳定性,具有防风、抗海潮侵蚀海岸的作用。因此,红树林的消失还将直接影响附近的农田、养殖场、森林和城市等多种生态系统的稳定性,这对于人们的生活和生产都会产生很大的影响。

2.可以通过现代生物技术,检测并获取水稻、小麦等栽培作物野生种细胞中人类所需要的某些优良基因(如抗旱基因、抗病基因等),然后利用基因工程技术,将这些优良基因导入到相应的栽培种的细胞中并使之表达。袁隆平曾利用在海南岛发现的一株花粉败育的普通野生水稻(含有使花粉不育的基因),利用杂交技术成功地培育出高产的杂交水稻,从而掀起了水稻生产的“第二次绿色革命”。后来,经过分子检测技术得知,野生水稻细胞中至少含有两个增产基因:其中的一个增产基因就能增产18%,两个增产基因则能增产36%。

3.这两例能够说明生物多样性具有潜在价值(红树、野生水稻等生物很可能还有目前人类尚不清楚的重要功能)、间接价值(红树林对海岸的防护作用)和直接价值(潮间带的鱼类、贝类、甲壳类等可供食用、药用和用做工业原料等)。

生物的种类繁多,人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数,大量野生生物的价值──生物多样性的潜在价值目前还不清楚;森林生态系统同农田生态系统相比,具有更加丰富的生物多样性,对自身的调节功能更强大,因而具有更好的稳定性,这属于生物多样性的间接价值;芦苇是一种重要的造纸原料,从金鸡纳树中可以提取治疗疟疾的药物──奎宁,这些都属于生物多样性的直接价值。

(三)练习

基础题

1.潜在价值──某种不知名的昆虫。间接价值──每个物种都维系着它们所在的生态系统的结构和功能。直接价值──芦苇是一种重要的造纸原料;蝉蜕是一种动物性药物;鲁班通过观察某种叶片的叶缘得到启示,研制出了木工用的锯;海洋和森林等生态系统能陶冶情操、激发创作的灵感。

2.主要的困难是,一些发达国家(如美国、加拿大和欧盟国家等),拒绝核准或迟迟不予核准该议定书。主要争议的问题是,这些国家担心影响本国经济的发展和其他国家可能不承担相应的责任。例如,美国政府在2003年3月以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为由,宣布拒绝执行《京都议定书》。 建议世界各国特别是发展中国家联合起来,通过联合国大会和各国的政府以及民间组织等多种途径,呼吁每年大量产生温室气体的发达国家率先核准《京都议定书》(我国政府早在2002年9月就核准了《京都议定书》)。

拓展题

提示:用现代语言可以这样诠释这句话:所以说道大、天大、地大、人也大。宇宙中有这四个大,而人是这四个大中的一个。老子认为“道”是一个浑然而成的、先于天地而存在的东西;“道”不靠外力而永久存在、循环运行且永不停息;“道”伸向遥远而最终又返回自然,可算是天地万物的根本。老子把人提升为“宇宙中四个伟大的存在之一”,可与“道”、“天”、“地”并立,而惟独不认为有“神”的存在,这是老子哲学观念的可贵之处。

我们可以把老子所说的“道”,理解为自然界中各种事物发展的客观规律。人固然十分重要,甚至被说成是自然界中的“万物之灵”。但是,人也只是这四大中的一个,人绝不能超越其他三个大而为所欲为。人类必须追求和实践人与自然协调一致的美好理念,只有这样人类社会才能可持续地发展下去。

自我检测的答案和提示

一、概念检测

1.(1)×;(2)√。

2.(1)A ;(2)B。

二、 知识迁移:

三个可能的好处是:有利于解决我国石油资源不足的问题;有利于发展化纤、塑料等石油化学工业和满足相关商品的市场供应;有利于增加就业机会。三个可能的问题是:因石油泄露、废弃物倾泄等而污染海洋,从而不利于海洋生物多样性的保护;造成的海洋污染,很难清除和治理;不仅投入高,而且风险高(海洋石油开采的成本高而成功率较低)。为了避免出现这些问题,需要加强有关科学技术的研究和应用,增强有关法律的制定和执行,以及加强对民众的教育等。

三、 技能应用

(2)该地区哺乳动物生存受到威胁的主要原因是丧失栖息地和偷猎,鸟类生存受到威胁的主要原因是丧失栖息地。

四、 思维拓展

世界近几百年来人口过快增长、资源大量消耗以及生态遭到严重破坏的总体情况,以及目前一些人口增长仍然过快的国家和地区的上述严峻事实,确实如一些科学家所说的,使科技进步、人口增长、资源消耗和生态遭到破坏,形成了一种恶性循环。但是,近些年来,许多人口增长控制得比较好的国家和地区,这类情况正在朝着好的方向转化,因此不能笼统地认同这种观点。

人口、科技进步和资源与环境之间应当是一种相互协调的关系。具体地说,人类不仅要大力加强科技进步,同时要大力加强对广大民众的教育。此外,各国还要加强有关的法制建设和国际之间的广泛合作,以使全球人口增长得到合理的控制;使资源得到合理的利用;使生态环境不再遭到破坏并且朝着改善的方向发展。总之,人类应当走一条自然、经济、社会的持久而协调的可持续发展的道路。

范文十:高中生物必修3(人教版)教材中所有问题的答案 投稿:唐蝀蝁

生物必修3 第1

一、教学内容的结构

章 人体的内环境和稳态

第一节 细胞生活的环境

一、资料

图 体内细胞与外界环境进行物质交换的过程

二、答案和提示

(一) 问题探讨

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.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1

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.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.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。

右图所示 组织液、血浆、淋巴之间的关系

(三)资料分析

++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.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.Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。 4.维持血浆的酸碱平衡。

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。

(四)旁栏思考题 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2

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.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.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.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 1.C。 2.B。 3.B。 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、答案和提示

(一)问题探讨

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.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.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.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.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.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.生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。

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.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 1.D。 2.C。 3.D。

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

见右图

二、知识迁移

(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)说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。

三、技能应用 (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 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

一、教学内容的结构

第1节 通过神经系统的调节

一、答案和提示

(一)问题探讨:

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1

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.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.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.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:

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.是控制排尿的高级中枢,也就是大脑出现了问题。

3.这些例子说明低级中枢受相应的高级中枢的调控。

(五)思考与讨论3:可能是H区出现了问题。

(六)旁栏思考题: 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 1.b、c、d、e。

2.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、答案与提示

(一)问题探讨

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(0.8~1.2 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.不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。

2.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.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.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: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:

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: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 1.C 、D。

2.

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.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: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

一、答案和提示:

(一)问题探讨

1.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.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.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.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.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.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、答案和提示:

(一)问题探讨

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

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。

2.HIV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

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2

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.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.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: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1/10 000~1/5 000,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: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:

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

一、教学内容的结构

第1节 植物生长素的发现

一、答案与提示

(一)问题探讨:

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.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.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.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

1.不严密,没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。

2.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.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 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、探究指导

在上节课结束时,应布置学生预习探究活动“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的指导,并准备好实验用具,如杨树枝条、矿泉水瓶等。教师如果能提前做本探究活动的预实验,可避免人力、物力、财力和时间的浪费,也可做到心中有数,有的放矢。

(一)材料用具的准备

1.实验材料:可以用杨、加拿大杨、月季等的枝条。

2.实验用具:天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐(下方带流水孔)、盛水托盘、矿泉水瓶。

3.插条选择:插条质量和规格对探究实验效果影响很大。大树上的1~2年生枝条,可以作为扦插的材料,但以1年生苗木为最好(1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活)。实验表明,插条部位以种条中部剪取的插穗为最好,基部较差,梢部插穗仍可利用。实验室用插穗长5~7 cm,直径1~1.5 cm为宜。由于一个年级几百名学生同时用枝条,要适当考虑对树木的保护。

4.扦插枝条的处理:(1)枝条的形态学上端为平面,下端要削成斜面,这样在扦插后可增加吸收水分的面积,促进成活。(2)每一枝条留3~4个芽,所选枝条的芽数尽量一样多。

(二)实验设计

1.选择生长素类似物:2,4-D或α-萘乙酸(NAA)等。

2.配制生长素类似物母液:5 mg/mL(用蒸馏水配制,加少许无水乙醇以促进溶解)。

3.设置生长素类似物的浓度梯度:用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液,分别放入小磨口瓶,及时贴上相应标签。NAA有毒,配制时最好戴手套和口罩。

剩余的母液应放在4 ℃保存,如果瓶底部长有绿色毛状物,则不能继续使用。

4.枝条处理方法:浸泡法和沾蘸法

建议各小组采用不同方法进行实验。浸泡法也可设置不同的浸泡时间。应该鼓励学生设计多种方案,以便交流,资源共享。

(三)探究活动

1.提出问题:不同浓度的生长素类似物,如2,4-D或NAA,促进杨插条生根的最适浓度是多少呢?

2.作出假设:适宜浓度的2,4-D或NAA可以使杨或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力,产生愈伤组织,长出大量不定根。

3.预测实验结果:经过一段时间后(约3~5 d),用适宜浓度的2,4-D或NAA处理过的插条基部和树皮皮孔处(插条下1/3处)出现白色根原体,此后逐渐长出大量不定根;而用较低浓度、较高浓度或清水处理的枝条长出极少量的不定根或不生根。

4.实验步骤

(1)制作插条。

(2)分组处理:将插条分别用不同的方法处理(药物浓度、浸泡时间等可多组。如可分别在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等)。

(3)进行实验:将处理过的插条下端浸在清水中,注意保持温度(25~30 ℃)。

(4)小组分工,观察记录:前三天每天都要观察记录各小组实验材料的生根情况。教师可以设计记录表格,更应让学生自行设计记录表格,提供学生创造性活动的空间和机会。记录过程是意志与耐心的锻炼,既有分工也有协作。

记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况,如生根条数,最长与最短根的长度等。(浓度适宜的生长素类似物处理后,在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根;时间长一些会在枝条下端斜面树皮与木质部之间长有白色根原体)。每隔2~3 d记录也可。

(5)研究实验中出现的问题。

① 分析不同插条的生根情况。

不能生出不定根:有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。

都能生出不定根:促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根,而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样,如枝条上芽多,则产生的生长素就多,就容易促使不定根的萌发。

②分析与本实验相关的其他因素。

A.温度要一致;

B.设置重复组。即每组不能少于3个枝条;

C.设置对照组。清水空白对照;设置浓度不同的几个实验组之间进行对比,目的是探究2,4-D或α-萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。

5.分析实验结果,得出实验结论

本探究活动关键是时间安排。建议课前提交药品选择和药液浓度控制的设计方案,培训关于选取枝条、怎样做插条的方法,说明注意事项,并确定各小组的分工。课堂实验最好在教师带领下,由学生完成实验设计和实验装置,将实验操作部分安排在课外或在家庭中进行。 要求学生在实验过程中按照小组分工认真进行观察,实事求是地对实验前、实验中(包括课内、课外)和实验后插条生根的情况进行记录,并及时整理数据,绘制成表格或图形。最后分析实验结果与实验预测是否一致,得出探究实验的结论。不要求实验结果都一致,但要求有分析研究。

6.表达与交流

实验小组的每一个成员都要写出自己个性化的实验报告,向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会,包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。

7.进一步探究

“进一步探究”旨在鼓励学生进行扩展性的探究和实践,大多数需要在课外完成。教师应当提供机会,让学生互相进行交流和讨论。这个栏目的活动给学生以更大的自主性,教师可根据学生的知识与技能基础,给予适当的提示或指导。

鼓励有兴趣的学生进一步探究不同季节和枝条老幼部位对生长素类似物的反应,让学生自行设计和实施。

二、答案和提示

(一)问题探讨

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.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.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.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、答案和提示

(一)问题探讨 1.说明乙烯至少能起促进果实成熟的作用。

(二)旁栏思考题 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.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。

①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。②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。③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。④施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。

2.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.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。

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.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:

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:

(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。

第四章 种群和群落

一、教学内容的结构

第1节 种群的特征

二、答案和提示

(一)问题探讨1.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. “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.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.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.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.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.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.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。

三、拓展资料:

1.种群密度的调查方法:种群密度是指种群在单位面积(或体积)中的个体数量,它是一个随环境条件和调查时间而变化的变量。所调查的种群密度为特定时间和特定空间的密度,它反映了生物与环境的相互关系。

样方法和标志重捕法是调查种群密度常用的方法。

(1)样方法:样方法的方法繁多,依生物种类、具体环境不同而有所不同。样方的面积有大有小,样方形状也有方形、长方形、圆形、条带状等多种,但是各种方法的原理却是相同的。首先,在要调查的生物群落中,确定一个或数个范围相对较大区域作为样地;再在样地中随机选取若干个样方;然后计数各样方中的全部个体数量;最后,计算全部样方个体数量的平均数,通过数理统计,对种群总体数量进行估计。

(2)标志重捕法:标志重捕法是在一个有比较明确界限的区域内,捕捉一定量生物个体进行标记,然后放回,经过一个适当时期(标记个体与未标记个体重新充分混和分布后),再进行重捕。根据重捕样本中标记者的比例,估计该区域的种群总数。这种方法一般适用于哺乳类、鸟类、鱼类、昆虫和腹足类等动物种群数量的估计。

假定在调查区域中,捕获M个个体进行标记,然后放回原来的自然环境,经过一段时间后进行重捕,重捕的个体数为n,其中已标记的个体数为m,根据总数N中标记比例与重捕取样中标记比例相等的原则,即N∶M=n∶m,可得调查区域种群数量N=M×n/m。

N只是种群总数的估计值,因此,与样方法一样,必须测定该估计值的可置信程度。

第2节 种群数量的变化

一、探究指导:

探究实验“培养液中酵母菌种群数量的变化”,旨在让学生通过对培养液中酵母菌种群数量连续7天的观察,探究变化规律,进而统计数据,建构数学模型,绘制变化曲线。

1.提出问题 教材中提出的问题是:培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?教师也可以进一步引导学生,依据所学知识,分析酵母菌生长的条件与种群数量增长之间的关系,提出探究的问题。例如,在不同温度(以及通氧、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。

二、答案和提示:

(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.同数学方程式相比,曲线图表示的数学模型不够精确。

2.食物充足、没有天敌、气候适宜等。

3.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: 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.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.(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: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。

(一)问题探讨

1.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.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.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. 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.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,进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定,因而整个群落可以处在相对稳定的状态。

4.资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用(竞争);资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用(捕食)。资料1相互作用的结果是一方处于优势,另一方处于劣势,最终灭亡。资料2相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。

(三)想象空间: 首先,要明白自然选择的要意是什么。其次,要明白森林群落经垂直分层后,其中的植物种群在资源和空间的分配上有什么变化。由此想像出通过自然选择,不同形态结构的森林植物在森林群落的空间分布上呈现垂直分层现象。

(四)探究:

主要是取样和采集方式要进行改进。根据调查水中小动物种类的不同,取样设备也不同,例如用网兜、瓶子等。取样和采集时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样;定量就是每次取样的数量(例如一瓶、一网等)要相同。

(五)练习

基础题 1.B。2.屏障撤掉后,很可能出现以下情况:由于种群A捕食种群B,种群B的数量减少,而种群A的数量增加。但随着种群B的数量减少,种群A因食物来源减少而出现数量减少,种群B的数量又会出现一定的增加。这样,假设水族箱中资源和其他条件较稳定,种群A和种群B将出现此消彼长的相对稳定情况。

拓展题

1.大致步骤:(1)选择的植物(一般用草本植物)应能适应同一环境,植株大小基本一致。最好查阅有关资料搞清楚植物名称与生活习性等;(2)实验前要做必要的观察记录,如植株的(尤其是根)生长情况;(3)设立对照组(单独种植、同种植株种植在一起)、实验组(不同种植株种植在一起),并给予相同的环境条件,也可进一步从不同的植株间距来设计实验;

(4)通过比较分析根系的长势,论证自己的假设是否成立;(5)解释实验结果。

2.蜾蠃捕食螟蛉幼虫。

(一)问题探讨:

2.火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中,有些物种可能会绝灭;在恢复过程中外来新物种可能会进入。群落结构因此而发生了变化,一般不能恢复原来的群落结构。

(二)思考与讨论1:

1.因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分,而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。2.通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤,并积累起了有机物,这为苔藓的生长提供了条件。而苔藓生长后,由于其植株高于地衣能获得更多的阳光,处于优势地位,其结果是逐渐取代了地衣。3.能找到这些植物。在群落演替过程中,一些种群取代另一些种群是指优势取代,而不是“取而代之”。形成森林后,乔木占据了优势,取代了灌木的优势,但在森林中各种类型的植物都是存在的。

(三)思考与讨论2

1.至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用:一是人的践踏,从耐践踏而言,车前草最强,狼尾草次之,狗尾草最弱;二是植物之间的竞争,在远离人践踏的地方,茎秆较高的狗尾草优先获得阳光,车前草等处于劣势。

2.如果小路被废弃后,人的践踏活动停止了,在路周围会慢慢长出茎秆较高的植物,逐渐成为优势植物。于是,就会出现“远芳侵古道,晴翠接荒城”的景象。

(四)旁栏思考题

大面积围湖造田,使湖面大大缩小,减小了蓄洪容积,降低了蓄洪能力,导致洪灾频繁发生。

(五)练习 基础题1.(1)×;(2)√。2. D。 3.C。

第4章自我检测的答案和提示

一、概念检测1.(1)×;(2)×;(3)√;(4)√;(5)×。2.(1)D;(2)D;(3)C。

二、知识迁移

1.(1)从图中可知,鸽的种群密度较小易受鹰的攻击,种群密度较大则鹰的攻击成功率就较低。(2)起初出现数量增加,以后可能趋于稳定。

2.这是群落演替的结果。因为柳树较高大,占据更多的空间和阳光。与草莓相比,它具有生长的优势,所以柳树能迅速繁殖起来,而草莓得不到生长所需的阳光,难以成片生长。

三、技能应用:

最有代表性的样方应该是最接近平均数的样方,可通过目测直接作出判断。取多个样方时,应兼顾种群密度高、适中和低这三种情况,分别计数,然后计算出平均值。

四、思维拓展:

1.是由于人类活动的影响,例如农药对环境造成污染,人们的捕捉等。

2.害虫数量会增多,土壤生态环境破坏,土质变差;农民对化肥、农药的依赖性增强,生产成本较高,收入降低。

3.按此趋势,30年后,稻田对人类活动的依赖性(尤其是化肥、农药等)将越来越强,稻田群落变得更为单一、脆弱。

4.这是人类按照自然规律进行的创造,其目的是借助于自然群落中生物之间的关系,使人类的活动在满足人类需求的同时,也有益于环境。

第5章 生态系统及其稳定性

一、学习内容的结构

第1节 生态系统的结构

一、资料:

“生态系统的范围”这部分内容的学习,可以结合实例,采用列表比较的方法进行归类和总结(参见表5-1)。表5-1 不同类型的生态系统举例

生态系统类型多种多样,但在结构上具有许多

共同点。重点从“生产者、消费者、分解者”之

间的关系,阐释生态系统中各组成成分之间紧

密联系构成一个统一整体,体现一定的结构和

功能。

二、答案和提示:

(一)问题探讨:

提示:如图5-1,其他合理的答案也可以。

图5-1 生物与非生物之间关系的图示

(二)思考与讨论:

3.提示:还有非生物的物质和能量。物质和能量是生命活动存在的最基本条件,生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。

4.提示:绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物,将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。

5.提示:可分为生产者、消费者、分解者。

7.提示:生态系统的结构模型可以有多种形式。在

不考虑物质的输入和输出的情况下,可以表示为

图5-2这样的简化模型。

图5-2 生态系统的结构模型

(三)旁栏思考题

动物园中的全部动物不能说是一个系统,因为不同种动物是分开饲养的,彼此之间没有内在联系和相互影响,不是一个有机的整体。同理,动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。

(四)练习:

基础题:

1.(1)阳光;(2)10~15 m;(3)消费者、分解者。2.B。3.C。

拓展题:

可以。农田和果园等人工生态系统食物链单一,自身稳定性差,易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系,增加或延长食物链,使之成为立体农田和立体果园,可以提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品。例如,水田养鱼、果园养鸡等。

第2节 生态系统的能量流动

一、资料:

图5-4 能量流动的分析

二、答案和提示

(一)问题探讨:

应该先吃鸡,再吃玉米(即选择1)。若选择2,则增加了食物链的长度,能量逐级递减,最后人获得的能量较少。

(二)思考与讨论1

1.提示:遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后,一部分储存在生态系统(生物体有机物)中,而另一部分被利用、散发至无机环境中,两者之和与流入生态系统的能量相等。

2.提示:不能,能量流动是单向的。

(三)资料分析:1和2

3.流入某一营养级的能量主要有以下去向:部分通过该营养级的呼吸作用散失了;分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级,而为分解者所利用;还有一部分未能进入(未被捕食)下一营养级。所以,流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。

4.生态系统中能量流动是单向的;能量在流动过程中逐级递减。

(四)思考与讨论2: “桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发,通过能量多级利用,充分利用流经各营养级的能量,提高生产效益。

(五)调查:参考调查点:稻田生态系统.组成成分:(1) 非生物的物质和能量;(2) 生产者: 水稻、杂草、浮游植物等;(3)消费者:田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等;(3)分解者:多种微生物。

问题提示:

1.生产者主体是水稻,其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂,或人工除草的方式抑制杂草的生长。

2.初级消费者有:田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言,植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害,田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。

3.次级消费者有:泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言,这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕,或适量放养等措施,实现生态农业的目标。

5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等;现代农业提出了综合利用思想,例如,秸秆可作为多种工业原材料,还可以用来生产沼气,以充分利用其中的能量。

6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。

7.通过稻田养鱼等措施,实现立体化生态农业;通过建造沼气池,实现能量的多级利用。

(六)技能训练:分析和处理数据:这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg,计算公式是(12+18)/12×2 675,这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ(计算公式是EG=MG×1.6×107); 这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ(计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×107);

这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011 kJ(计算公式为E固=EG+ΔE呼),呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%;

这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%(计算公式为η=1.397 2×1011/8.5×1012)。

(七)旁栏思考题:

一般情况下,也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如,在海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然,总的来看,一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理,成千上万只昆虫生活在一株大树上,该数量金字塔的塔形也会发生倒置。

(八)练习:

基础题:

1.A。2.D。3.B。

拓展题:

1.(2)b所示生态系统中流向分解者的能量,还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用,因此,该生态系统实现了能量的多级、充分利用,提高了能量的利用率。

2.不能。在一个封闭的系统中,物质总是由有序朝着无序的方向(熵增加)发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量,依靠能量完成物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。

第3节 生态系统的物质循环

一、答案和提示

(一)思考与讨论:

1.提示:单质与化合物;有机物与无机物。

(二)旁栏思考题:

大力植树造林后,这些植物能大量吸收已有的二氧化碳,因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头──温室气体的排放。

(三)练习:

基础题:

1.(1)√;(2)╳。2.A。3.B。

4.提示:是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和,通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。

拓展题:农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量和效益,使能量更多地流向人类,满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。

第4节 生态系统的信息传递

一、答案和提示:

(一)问题探讨:通过跳圆圈舞来传递这一信息。

(二)思考与讨论:提示:参见本节参考资料。

(三)资料分析:

1.如果没有信息传递,蝙蝠对周围环境的识别、取食、飞行,莴苣、茄、烟草种子的萌发等生命活动将不能正常进行。2.通过信息传递,雌雄个体能相互识别、交配,保证种群的繁衍。

3.将烟草、 蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。 4.是。

5.信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。

(四)练习:

基础题:

物理信息的信息源可以是非生物,也可以是生物。植物的颜色、形状等,某些植物的花对于传粉昆虫来说就是物理信息。对与之有关的动物来说就是物理信息。本题中属于物理信息的是(1、2、3、4、6、7、9、10、11);属于化学信息的为(5、8);属于行为信息的有(12)。

拓展题:

(1)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,人工控制光周期达到早熟高产。

(2)利用各种昆虫的趋光性进行诱杀,大量消灭害虫,减少对农作物的破坏。

(3)家禽饲养,在增加营养的基础上延长光照时间,提高产蛋率。

(4)用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子,可以提高发芽率,获得增产。

(5)释放过量人工合成的性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的方位,或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾活动,达到消灭害虫的目的。(6)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,将能够相互促进的植物一起种植,避免将相互影响的植物一起种植。例如,作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进;若是将胡桃与苹果种在一起,将会对苹果起到毒害作用。(7)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。

第5节 生态系统的稳定性

一、制作指导

课题:设计并制作生态缸,观察其稳定性。

1.在指导学生制作生态缸时,除了参考教材中的方法步骤外,还要注意以下几点。

(1)生态缸可制作成封闭型,也可制作成开放型(即不加盖)。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。

(2)生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力,放置生物的数量要合适。

(3)为了使生态缸内的沙地保持干燥,可在沙土下铺垫一张塑料布,以防止缸中水(气)渗透上来。

(4)生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期。

2.在指导学生观察生态缸的稳定性时,要注意以下几点。

(1)让学生设计一份观察记录表,内容包括植物、动物的生活情况,水质情况(由颜色变化进行判别)及基质变化等。

(2)定期观察,同时做好观察记录。

(3)如果发现生态缸中的生物已经全部死亡,说明此时该生态系统的稳定性已被破坏,记录下发现的时间。

(4)依据观察记录,对不同生态缸进行比较、分析,说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。

二、答案和提示:

练习: 基础题:1.(1)√;(2)×;(3)√。

2.自我调节能力最强的两个生态系统是(1、8);人的作用突出的生态系统有(6、7、9、11);陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是(1、2),较弱的是(3、5、6、7、11);水域生态系统在遭到较严重的破坏后,恢复较快的是(4、9),恢复较慢的是(8)。

拓展题:生态系统中的生物种类越多,食物链越复杂,系统的自我调节能力就越强;反之,生物种类越少,食物链越简单,则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中,松毛虫常常会产生爆发性的危害;如果是针阔混交林,单一的有害种群不可能大发生,因为多种树混交,害虫的天敌种类和数量随之增加,进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。

自我检测的答案和提示

二、知识迁移:

2.(1)藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。

(2)有机物分解后形成的大量的NH+4等无机盐离子,有利于藻类的大量繁殖。

(3)藻类通过光合作用释放氧气;有机物减少,需氧型细菌数量下降,因而对溶解氧的消耗量减少。

(4)河流中生物大量死亡,该生态系统的稳定性遭到破坏。

三、技能应用:

2.放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时,也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度大发生。在棉田中放养赤眼蜂,由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系,因此,能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看,这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。

四、思维拓展:

(1)属于自养生物。

(2)一般生态系统的能量来自太阳,由绿色植物进行光合作用固定,但深海热泉生态系统中的能量却是来自硫化物,由硫细菌通过氧化硫化物获得。

(3)对于研究生命的起源和演化,研究地球上生态系统的结构、规律具有重要的意义。

一、概念检测:

1.(1)×;(2)√;(3)√;(4)×;(5)√。2.(1)B;(2)C。3.(1)举例:

5-10 生态系统的信息传递

第6章 生态环境的保护

一、学习内容的结构

第1节 人口增长对生态环境的影响

一、答案和提示

(一)问题探讨:

1.假如置身于图中,就会感到自己和他人不仅行动受到了很大的限制,而且正常的生理活动和心理活动也受到了很大的影响,从而感受到每个人都需要有一个合理的生存空间。

2.从表面上看,是由于人口在某一地区过于集中;从根本上看,是由于人口增长过快以及人口流动过于集中。

3.实际情况是,地球上有些地区已经达到或接近达到“人满为患”的程度,而不能说整个地球因人口膨胀而超载了。这是因为从整体上看,全球总人口(1999年10月12日世界人口达到60亿)尚未达到全球能够承载的总人口(对于地球的人口承载能力,目前世界各国的研究部门尚无一致的估算,已有的估算数字为75亿至500亿)。

(二)资料分析:

1.我国人口急剧增长的主要原因是:生育率较高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.人是生物界中的一员,所以,生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。但是,人不同于一般的生物:人具有特别发达和善于思维的大脑;具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领,等等。所以,生物种群的消长规律不完全适用于人口增长的情况。

(三)资料搜集与分析:

(1)如果学生生活在农村,还可以到本乡镇和本县的计划生育、农业、环保、档案等部门进行采访和调查。如果学生生活在城市,还可以通过本市的城市规划部门或通过互联网等进行采访和调查。这些途径都可以快捷地获取可靠的信息。

(2)有关人际交往的基本礼仪主要包括:咨询时要说“您好”、“请”、“对不起”等礼貌用语;要先请长辈坐下,自己再坐下;要细心倾听、认真记录、对方说话时不要随便插话,有不清楚的问题应以虚心的态度请教;咨询后应说“谢谢”、“再见”等礼貌用语。

(3)如果资料繁杂,可以先对资料进行归纳整理和科学分类.果有些资料相互矛盾,则应仔细分析它们的来源是否可靠、记录是否准确,必要时需要进行核对甚至重新收集这些资料。

(4

)应选取那些最具代表性、最能说明问题的数据进行分析并制成图或表格。图具有一目

了然的直观效果,有三种形式:圆饼图适用于体现各相关数据在一个总数据中各自所占的比例;直方图适用于对各相关数据的大小进行比较;曲线图适用于体现某一情况在变化过程中,相关数据依次的动态变化情况。表格则便于了解相关的具体数据。

(5)可以先进行分工,然后各自进行相关资料的搜集和整理。分工后,应当先检查是否有遗漏或重复的项目,再进行资料的搜集、整理和分析。

(四)想像空间:

将会因学生过多和教师、教室以及教学设备等过少而明显影响学生的学习效果,还会因学生过多而使教室内空气流通不好、光线不足和过于拥挤等,影响学生的身体健康和心理健康。

(五)练习:基础题:

1.D。

2. “现在的人,有五个孩子都不算多,每个孩子又各有五个孩子。爷爷活着的时候,就有二十五个孙辈了。这就造成了社会上的人口多而物资少,虽然辛勤劳作,生活用品却依然匮乏”。这句话反映出作者的忧虑:如果不节制人口增长,将会对家庭和社会增加沉重的负担。 拓展题:

1.近5年来“世界环境日”的主题分别是:“拯救地球就是拯救未来”(1999年);“环境千年,行动起来”(2000年);“世间万物,生命之网”(2001年);“让地球充满生机”(2002年);“水──20亿生命之所系”(2003年)。这些主题都与生态环境(影响人类与其他生物生存和发展的一切外界条件的总和)有着直接的关系,所以说它们都与人口增长有关。

2.解决这类问题的办法主要有:通过宣传教育,使各级行政负责人、企业负责人、全体职工以及当地居民都树立起人口与经济、社会、环境和资源协调发展的新思维以及走可持续发展之路的观念;各级政府要加大资金的投入,以便大力开展有利于环保事业的科学研究和技术改造;对于近期无望解决环境污染的企业,结合产业结构的调整,依法并妥善实施“关”、“停”、“并”、“转”。

第2节 保护我们共同的家园

一、资料:

生物多样性包含了遗传的多样性,物种的多样性和生态系统的多样性。我们说的保护生物的

(一)问题探讨:

1.气象学家的预言是有科学根据的。例如,英国《自然》杂志和《观察家报》于2004年披露了美国国防部专家组的一份报告。该报告预测:气候变化可能演变成全球公害;未来20年气候变化将成为全球性灾难,如英国将会像西伯利亚那样寒冷,美国等主要粮食生产国将因遭遇严重干旱而出现粮食大幅减产。又如,我国科学家2004年预言:未来大气的增温值将是20世纪的2至10倍;我国华北等地仍将保持继续变干旱的趋势;气候变暖严重影响全球的自然生态系统,农业可能是对气候变化最为敏感和脆弱的部门之一。

(二)思考与讨论

1.红树林的消失,使得潮间带多种鱼类、甲壳类、贝类以及多种水鸟因生态环境改变而无法存活和繁衍,并且影响附近多种生态系统的稳定性,最终使大量的物种无法生存和发展。红树林能维持滨海湿地生态系统的稳定性,具有防风、抗海潮侵蚀海岸的作用。因此,红树林的消失还将直接影响附近的农田、养殖场、森林和城市等多种生态系统的稳定性,这对于人们的生活和生产都会产生很大的影响。

2.可以通过现代生物技术,检测并获取水稻、小麦等栽培作物野生种细胞中人类所需要的某些优良基因(如抗旱基因、抗病基因等),然后利用基因工程技术,将这些优良基因导入到相应的栽培种的细胞中并使之表达。袁隆平曾利用在海南岛发现的一株花粉败育的普通野生水稻(含有使花粉不育的基因),利用杂交技术成功地培育出高产的杂交水稻,从而掀起了水稻生产的“第二次绿色革命”。后来,经过分子检测技术得知,野生水稻细胞中至少含有两个增产基因:其中的一个增产基因就能增产18%,两个增产基因则能增产36%。

3.这两例能够说明生物多样性具有潜在价值(红树、野生水稻等生物很可能还有目前人类尚不清楚的重要功能)、间接价值(红树林对海岸的防护作用)和直接价值(潮间带的鱼类、贝类、甲壳类等可供食用、药用和用做工业原料等)。

生物的种类繁多,人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数,大量野生生物的价值──生物多样性的潜在价值目前还不清楚;森林生态系统同农田生态系统相比,具有更加丰富的生物多样性,对自身的调节功能更强大,因而具有更好的稳定性,这属于生物多样性的间接价值;芦苇是一种重要的造纸原料,从金鸡纳树中可以提取治疗疟疾的药物──奎宁,这些都属于生物多样性的直接价值。

(三)练习

基础题

1.潜在价值──某种不知名的昆虫。间接价值──每个物种都维系着它们所在的生态系统的结构和功能。直接价值──芦苇是一种重要的造纸原料;蝉蜕是一种动物性药物;鲁班通过观察某种叶片的叶缘得到启示,研制出了木工用的锯;海洋和森林等生态系统能陶冶情操、激发创作的灵感。

2.主要的困难是,一些发达国家(如美国、加拿大和欧盟国家等),拒绝核准或迟迟不予核准该议定书。主要争议的问题是,这些国家担心影响本国经济的发展和其他国家可能不承担相应的责任。例如,美国政府在2003年3月以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为由,宣布拒绝执行《京都议定书》。 建议世界各国特别是发展中国家联合起来,通过联合国大会和各国的政府以及民间组织等多种途径,呼吁每年大量产生温室气体的发达国家率先核准《京都议定书》(我国政府早在2002年9月就核准了《京都议定书》)。

拓展题

提示:用现代语言可以这样诠释这句话:所以说道大、天大、地大、人也大。宇宙中有这四个大,而人是这四个大中的一个。老子认为“道”是一个浑然而成的、先于天地而存在的东西;“道”不靠外力而永久存在、循环运行且永不停息;“道”伸向遥远而最终又返回自然,可算是天地万物的根本。老子把人提升为“宇宙中四个伟大的存在之一”,可与“道”、“天”、“地”并立,而惟独不认为有“神”的存在,这是老子哲学观念的可贵之处。

我们可以把老子所说的“道”,理解为自然界中各种事物发展的客观规律。人固然十分重要,甚至被说成是自然界中的“万物之灵”。但是,人也只是这四大中的一个,人绝不能超越其他三个大而为所欲为。人类必须追求和实践人与自然协调一致的美好理念,只有这样人类社会才能可持续地发展下去。

自我检测的答案和提示

一、概念检测

1.(1)×;(2)√。

2.(1)A ;(2)B。

二、 知识迁移:

三个可能的好处是:有利于解决我国石油资源不足的问题;有利于发展化纤、塑料等石油化学工业和满足相关商品的市场供应;有利于增加就业机会。三个可能的问题是:因石油泄露、废弃物倾泄等而污染海洋,从而不利于海洋生物多样性的保护;造成的海洋污染,很难清除和治理;不仅投入高,而且风险高(海洋石油开采的成本高而成功率较低)。为了避免出现这些问题,需要加强有关科学技术的研究和应用,增强有关法律的制定和执行,以及加强对民众的教育等。

三、 技能应用

(2)该地区哺乳动物生存受到威胁的主要原因是丧失栖息地和偷猎,鸟类生存受到威胁的主要原因是丧失栖息地。

四、 思维拓展

世界近几百年来人口过快增长、资源大量消耗以及生态遭到严重破坏的总体情况,以及目前一些人口增长仍然过快的国家和地区的上述严峻事实,确实如一些科学家所说的,使科技进步、人口增长、资源消耗和生态遭到破坏,形成了一种恶性循环。但是,近些年来,许多人口增长控制得比较好的国家和地区,这类情况正在朝着好的方向转化,因此不能笼统地认同这种观点。

人口、科技进步和资源与环境之间应当是一种相互协调的关系。具体地说,人类不仅要大力加强科技进步,同时要大力加强对广大民众的教育。此外,各国还要加强有关的法制建设和国际之间的广泛合作,以使全球人口增长得到合理的控制;使资源得到合理的利用;使生态环境不再遭到破坏并且朝着改善的方向发展。总之,人类应当走一条自然、经济、社会的持久而协调的可持续发展的道路。

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