必修一 分子与细胞
第一章 走近细胞
细胞是生物体结构和功能的基本单位。
单个细胞就能完成各种生命活动。许多植物和动物是多细胞生物，它们依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。例如，
以细胞代谢为基础的生物与环境之间物质和能量的交换；
以细胞增殖分化为基础的生长发育；
以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异，等等。
相关信息：系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。
*一个蛋白质分子可以看成一个系统。（一个分子或原子可以是一个系统但不是生命系统。）
科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。Link：6,7
蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。
在蓝藻和细菌的细胞中，都没有成形的细胞核。
原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质，没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有一个环状的DNA，位于细胞内特定的区域，这个区域叫做拟核。
真核细胞染色体的主要成分是DNA和蛋白质。
DNA与细胞的遗传和代谢关系十分密切。这让我们再一次看到了真核细胞和原核细胞的统一性。
*15,上海,T2C:原核生物都具有的结构是质膜(细胞膜)和核糖体。
*16,上海,T2A:在电子显微镜下，放线菌和霉菌中都能观察到的结构是质膜(细胞膜)和核糖体。
*17,海南,T2C:拟核区中含有环状的DNA分子。
细胞学说的建立者主要是两位德国科学家施莱登和施旺。
细胞学说的主要内容：
①细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。
②细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
③新细胞可以从老细胞中产生。
*细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
第二章 组成细胞的分子
一般而言，细胞内Si含量很少，但Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质。蛋白质是生命活动的主要承担者。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有 20 种。
各种氨基酸之间的区别在于 R 基的不同，如甘氨酸上的 R 基是一个氢原子，丙氨酸上的 R 基是一个甲基。
有 8 种氨基酸是人体细胞不能合成的(婴儿有 9 种，比成人多的一种是组氨酸)，必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做必需氨基酸，如赖氨酸、苯丙氨酸等。另外 12 种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫做非必需氨基酸。
谷类蛋白质，尤其是玉米的蛋白质中缺少赖氨酸。
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
在细胞内，每种氨基酸的数目成百上千，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
因此，蛋白质分子的结构是极其多样的。这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。
与生活的联系：在鸡蛋清中加入一些食盐，就会看到白色的絮状物，这是在食盐的作用下析出的蛋白质。（盐析）兑水稀释后，你会发现絮状物消失。在上述过程中，蛋白质结构未发生变化。但是把鸡蛋煮熟后，蛋白质发生变性，就不能恢复原来的状态了。
原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。因此，吃熟鸡蛋容易消化。
*18,全国Ⅲ,T30:某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如，羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。
有些蛋白质具有运输载体的功能(血红蛋白能运输氧)。
有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素。
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。
核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
DNA 主要分布在细胞核内，RNA 大部分存在于细胞质中。
甲基绿和吡罗红两种染色剂对 DNA 和 RNA 的亲和力不同，甲基绿使 DNA 呈现绿色，吡罗红使 RNA 呈现红色。
利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示 DNA和 RNA 在细胞中的分布。
盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的 DNA 和蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂结合。
核苷酸是核酸的基本组成单位。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）和核糖核苷酸。
组成 DNA 的脱氧核苷酸虽然只有 4 种，但是如果数量不限，在连成长链时，排列顺序就是极其多样化的，它所贮存的遗传信息的容量自然就非常大了。部分病毒的遗传信息，直接贮存在 RNA 中，如 HIV，SARS 病毒等。
很多种物质都可以为细胞的生活提供能量，其中糖类是主要的能源物质。
糖类分子都是由CHO三种元素构成的。
葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”。
二糖由两分子单糖脱水缩合而成，必须水解成单糖才能被细胞吸收。
麦芽糖=葡萄糖x2
蔗糖=葡萄糖+果糖
乳糖=葡萄糖+半乳糖
生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。
葡萄糖是合成动物多糖——糖原的原料。
肥肉的主要成分是脂肪；食用植物油是从油料作物中提取的，其主要成分是脂肪。
脂肪是脂质的一种。
脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。
与糖类相似，组成脂质的化学元素主要是 C、H、O，有些脂质还含有 N、P。
所不同的是脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。
常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等，它们的分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。
脂肪是细胞内良好的储能物质，还是一种很好的绝热体。
生活在海洋中的大型哺乳动物如鲸、海豹等，皮下有厚厚的脂肪层，起到保温的作用。
生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达 4cm。
分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲减压的作用，可以保护内脏器官。
磷脂：磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分。
固醇：固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。
胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输；
性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；
维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
生物大分子以碳链为骨架。
多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。
例如，组成多糖的单体是单糖，组成蛋白质的单体是氨基酸，组成核酸的单体是核苷酸。
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”,“没有碳，就没有生命”。
人体老化的特征之一是身体细胞的含水量明显下降。
水是构成细胞的重要无机化合物。
一般地说，水在细胞的各种化学成分中含量最多。
水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。
细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。
水的功能：
结合水是细胞结构的重要组成成分。
①自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在这部分水中。
②细胞内的许多生物化学反应也都需要有水的参与。
③多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中。
④水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。
（组成成份、良好溶剂、反应物质、运输介质）
总之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。
你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的无机盐。
人和动物体内也含有无机盐。
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
钙离子含量太低，会出现抽搐等症状。（太高则肌无力）
生物体内的无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡非常重要。
与生活的联系：患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。
活细胞中的糖类、脂质、蛋白质、核酸、水、无机盐等化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
查找资料，了解某一种植物（如小麦）生长发育需要哪些无机盐。
设计实验，证明某一种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的。
对照组：给植物提供完全营养液。
实验组：给植物提供缺某种无机盐的完全营养液（缺素营养液）。
必修三 稳态与环境
第三章 植物激素调节
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫做向光性。
单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫做胚芽鞘。它能保护生长中的胚芽。
种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。
达尔文根据实验提出，胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
1910年，詹森的实验证明，胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
1914年，拜尔的实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀而造成的。
1928年，荷兰科学家温特做了以下实验：把切下的燕麦尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，把琼脂切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。但是，如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘既不生长也不弯曲。
温特的实验进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的。
温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。
*13,安徽,T5:科学家温特……实验证明了：
造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质(✓)
生长素只能从形态学上端运输到形态学下端(X)（温特：我没有）
生长素的化学本质是吲哚乙酸(X)（生长素的化学本质是后来的科学家研究并确认的）
胚芽鞘会弯向光源生长(X)（温特：别瞎说）
科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。
但是由于生长素在植物体内含量极少，直到1946年，人们才从高等植物中分离出生长素，并确认它就是IAA。
进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的物质，除IAA外，还有苯乙酸（PAA)、吲哚丁酸（IBA)等。
*13,大纲,T4C:单侧光照射燕麦胚芽鞘可使其生长素分布发生变化。
*14,海南,T8B:生长素的发现源于人们对于植物向光性的研究。
*15,海南,T8D:科学家通过研究植物向光性发现的激素是IAA。 （这不一样吗？）
由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，称作植物激素。
*13,海南,T7A:植物激素的产生部位和作用部位可以不同。
*12,北京,T29:细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位产生，再被运输到作用部位，对生长发育起调节作用的微量的有机物。
植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素至少在合成部位上与动物激素有明显不同。
生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
*18,海南,T3A:色氨酸可经一系列反应转变为IAA。
*15,全国I,T2A:植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素。
*13,海南,T7B:植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素。
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
*15,全国I,T2B:成熟茎韧皮部的生长素可以进行非极性运输。
极性运输是细胞的主动运输。
*14,海南,T8C:顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽。（X）
生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部分。
生长素不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。
生长素的作用表现出两重性：
既能促进生长，也能抑制生长；
既能促进发芽，也能抑制发芽；
既能防止落花落果， 也能疏花疏果。
生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。
一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长；在浓度过高时则会抑制生长，甚至杀死植物。
幼嫩的细胞对生长素敏感，老细胞则比较迟钝；
不同器官对生长素的反应敏感程度也不一样。
*15,全国I,T2C:幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。（X）
*15,安徽,T6A:同一植株的幼芽对生长素的反应敏感程度高于幼根。（X）
(同一植株不同器官对于生长素的反应敏感程度大小依次为根>芽>茎,教材依据P50)
顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。去掉顶芽后，侧芽附近的生长素来源暂时受阻，浓度降低，于是抑制就被解除。
*15,安徽,T6B:棉花表现出的顶端优势与顶芽产生的生长素的极性运输有关。
适时摘除棉花的顶芽，解除顶端优势，以促进侧芽的发育，从而使它多开花、多结果。
人工合成的化学物质，如 α-萘乙酸(NAA) 、2,4-D 等，具有与IAA相似的生理效应。这些化学物质，称为生长素类似物，可用于防止果实和叶片的脱落、促进结实、获得无子果实、促使扦插枝条的生根等。
如果对要研究的植物有关情况所知不多，可以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。
预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。
生长素类似物处理插条的方法:
浸泡法：要求溶液浓度较低，处理几小时至一天，最好在遮阴和空气湿度较高的地方；
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。
课本上的拓展题：
1：将幼小植株在适宜条件下横放，一段时间以后，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长，为什么？该植株在太空站的生长情况将如何？（作者：这个答案的模板很不错，逻辑性很强，值得借鉴。）
答：由于重力作用，生长素在下部的浓度高。
对于植物的茎来说，这个浓度的生长素能促进生长，因而下面的生长较快，植物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。
如果是在太空的空间站中生长，植株就不会出现这样的情况，而是横向生长。
2：我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，用小便浸之。又晒干，筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝.......则根生。”请分析其中的科学道理。
答：因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中晒干，黄泥中就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能促进枝条生根。
1926年，科学家观察到，当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长的现象：病株往往比正常植株高50%以上，并且结实率大大降低，因而称为恶苗病。
科学家将赤霉素培养基的滤液喷施到健康水稻幼苗上，发现这些幼苗虽没有感染赤霉菌，却出现了恶苗病的症状。
1935年科学家从培养赤霉菌的培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质，称之为赤霉素(简称GA)。
*14,海南,T8A:生长素和赤霉素都能促进植物生长。
赤霉素
合成部位：主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。
主要作用：促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发和果实发育。
*18,海南,T3C:赤霉对果实的发育有抑制作用。（X）
*15,山东,T1B:用赤霉素处理马铃薯块茎，可延长其休眠时间以利于储存。（X）(赤霉素可解除休眠)
脱落酸
合成部位：根冠和萎蔫的叶片等。
分布：将要脱落的器官和组织中含量多。
主要作用：抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。
*18,海南,T3D:干旱条件下植物能合成较多的脱落酸。
*17,全国III,T30:ABA有“逆境激素”之称，其在植物体中的主要合成部位有根冠和萎蔫的叶片等。
*15,山东,T1A:苹果树开花后，喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落。（X）
细胞分裂素
合成部位：主要是根尖。
主要作用：促进细胞分裂。
乙烯
合成部位：植物体各个部位。
主要作用：促进果实成熟。
*15,山东,T1C:用一定浓度的乙烯利处理采摘后未成熟的香蕉，可促其成熟。
近20年来，除了已经介绍的5类植物激素外，植物体内还有一些天然物质也在调节着生长发育过程，如油菜素（甾体类化合物）。
在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节。
例如，科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。
*17,海南,T26:从激素相互作用的角度分析，高浓度生长素抑制植物生长的原因是生长素浓度高时会促进乙烯的合成，乙烯能够抑制植物的生长。
*15,全国I,T2D:豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响。
激素调节在植物生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用，但是，激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。
*18,海南,T3B:激素的含量随植物生长发育而变化。
人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂。生长素类似物也是植物生长调节剂。
植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。
用乙烯利催熟凤梨，就可以做到有计划地上市；
在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右；
生产啤酒时，利用大麦芽，实质是利用其中的α-淀粉酶。用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α-淀粉酶。
在蔬菜水果上残留的一些植物生长调节剂会损害人体健康。
.例如可以延长马铃薯、大蒜、洋葱贮藏期的青鲜素(抑制发芽)可能有致癌作用。
.课本上的题：
：许多研究表明：脱落酸在高温条件下容易降解。小麦、玉米在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨天气，种子就容易在穗上发芽。请对此现象进行解释。
答：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。
：用适宜浓度的生长素处理未授粉的番茄雌蕊柱头，可以得到无子番茄，这种果实细胞中的染色体数目和体细胞染色体数目一样，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。
：假如现有一种除草剂刚刚研究出来，作为厂里的工程师，假如让你来设计这个产品的说明书，你认为除了浓度参考范围外，还应该在这个说明书中写些什么？
答：适用于哪些庄稼的除草、能除哪些杂草、药物毒性和残留、使用时间、生产日期、有效期、生产者、其他注意事项等。
4.下列两种关于植物激素的叙述哪种更准确？
①植物激素几乎控制着植物所有的生命活动。
②在植物的生长发育过程中，几乎所有生命活动都受到植物激素的调节。
答：②更准确。①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。
5.下列物质中，不是植物激素的是：（乙烯、吲哚乙酸、吲哚丁酸、2,4-D）
答：选2,4-D，因为它是人工合成的物质，属于植物生长调节剂。
第四章 种群和群落
在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群。
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，构成生物群落。
种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
种群密度是种群最基本的数量特征。
在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数。
估算种群密度最常用的方法之一是样方法。
*实际调查时，对处于样方界线上的个体应该统计样方相邻两边上的个体。
调查某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等，使用样方法。
活动能力强，活动范围大的动物采用标志重捕法。
取样的关键是要做到随机取样。五点取样法和等距取样法都是常用的取样方法。
出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。
种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。
组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局叫做种群的空间特征。种群常见的空间特征有均匀分布、随机分布和集群分布。Link:27
理想状态下，种群数量增长的形式，曲线大致呈"J"型。种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线是"S"型。
在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称 K 值。
"J"型增长模型的模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下。
自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。
大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其 K 值就会变小。这是大熊猫种群数量锐减的重要原因。因此，建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。
研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救的和恢复都有着重要意义。
培养液中酵母菌种群数量变化，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在计数室，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，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，再计数。
种群是一个系统，种群水平的研究集中于种群的数量动态，包括出生率、死亡率、年龄组成、性别比例等。
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落。
群落是更高层次的系统，在群落水平上研究的是：群落的丰富度、优势种、种间关系、群落的结构、群落的演替、群落的范围和边界等。
群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
群落中物种数目的多少称为丰富度。越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。
在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。Link:14
在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。
森林植物的分层与对光的利用有关。
垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有类似的分层现象。
水平结构:草地在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。
丰富度统计方法：记名计算法和目测估计法。
土壤中小动物类群丰富度的研究方法：取样器取样法。
*种群密度的调查：
植物：样方法
动物：标志重捕法
*研究人类遗传病的遗传方式：在患者家系中调查研究
*研究人类遗传病的发病率：在人群中随机抽样调查
土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。
许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查。
记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。
目测估计法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”等等。
立体农业：运用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。如，果树-草菇结构；桉树-菠萝结构。
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。
裸岩上的演替要经历地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、森林阶段。
乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最终占据了优势，成为茂盛的树林。
如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成树林，或许只发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。
例如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
*14,全国I,T30：一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上树两个演替中此生演替所需的时间短，主要原因是：形成森林需要一定的土壤条件，上述此生演替起始时即具备该条件，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间。
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
种群是由同种生物的个体在一定自然区域内组成的群体，并出现个体层次上所没有的一系列特征。
影响种群数量的因素很多，因此种群的数量常常出现波动，在不利条件下，种群数量会急剧下降甚至消亡。
在我国，退耕还林、还草、还湖，退牧还草是一项功在当代、惠及子孙的生态工程。
第五章 生态系统及其稳定性
从群落的演替可以看出，一定区域内无机环境的状况，决定了那些生物能够在这一区域定居和繁衍，生物群落的存在又改变着无机环境。
在环境条件大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似，这些都说明生物群落与无机环境有着密不可分的联系。
由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
生态系统中生物与生物之间，生物与无机环境之间是通过能量流动和物质循环相互联系的。
生态系统类型众多，一般可分为自然生态系统和人工生态系统两大类。
自然生态系统又可分为水域生态系统和陆地生态系统。
人工生态系统又可分为农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统。
生态系统的结构：由生态系统的组成成分和营养结构（食物链、食物网）构成。
生态系统的组成成分包括：
①非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。
②生产者：自养生物，主要是绿色植物。
③消费者：动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。
④分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。
生产者可以说是生态系统的基石。
消费者通过自身的新陈代谢，能够将有机物转化为无机物，这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。
消费者能够加快生态系统的物质循环。此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。
分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。
因此，生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。
*17,海南,T28:消费者的作用。
*18,全国I,T29:分解者通过呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物的有机物分解来获得生命活动所需的能量。
许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，就是食物网。
错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。
一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力(也就是抵抗力稳定性，编者注)就越强。Link:47
食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。Link：31
几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。太阳每天输送到地球的能量大约为 1×10^19kJ，这些能量绝大部分都被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉，大约只有 1%以可见光的形式被生产者通过光合作用转化为化学能，固定在它们所制造的有机物中。这样，太阳能就输入到了生态系统的第一营养级。
*18,全国I,T29:太阳能进入生态系统的主要过程是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中。
输入第一营养级的能量，
一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了；
一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。
构成植物体的有机物中的能量，
一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来；
另一部分则被初级消费者摄入体内，
这样，能量就流入了第二营养级。
据热力学第二定律，在封闭系统中，随着时间的推移无序性将增加。生命系统是开放系统，可以通过获取能量来维持系统的有序性。
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
生态系统的能量流动具有两个明显的特点:①生态系统中能量流动是单向的。②能量在流动过程中逐级递减。
一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有 10%—20%的能量能够流到下一个营养级，也就是说，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是 10%—20%。
从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。生态系统中的能量流动一般不超过 4—5 个营养级。
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量(太阳能或现成有机物质)输入，这个生态系统就会崩溃。
研究生态系统的能量流动的意义：
①实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。沼气池和“桑基鱼塘”都体现了这个原理；
②调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。在生态系统中，能量流动和物质循环主要是通过食物链来完成的。食物链既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是一条价值增值链。
因此，遵循这一原理，就可以合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废弃物，成为生产另一种产品的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量转化效率，减少环境污染。
生态系统依靠太阳不断地提供能量，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。
碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。（*14,全国II,T31）大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。
组成生物体的 C,H,O,N,P,S 等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统，指的是地球上最大的生态系统——生物圈，其中的物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
在自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率，与通过生物的呼吸作用和分解作用而把碳释放到大气中的速率大致相同。
由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？以带有落叶的土壤为实验材料。采用对照实验的办法，设计实验组和对照组。对照组的土壤不做处理(自然状态)；实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(例如，将土壤用塑料袋包好，放在 60℃恒温箱 1h 灭菌)。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。
*14,全国II,T31:一般来说，生态系统的主要功能包括物质循环、能量流动，此外，还具有信息传递等功能。
能量的固定、储存、转移和释放，（Link：12）都离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。
生物在生命活动过程中，还产生一些可以传递信息的化学物质，诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是化学信息。
科学实验表明，昆虫，鱼类以及哺乳类等生物体重都存在能传递信息的化学物质——信息素。
动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
生命活动的正常进行，离不开信息的作用；
生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。
信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
（例如，在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息；森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕）
信息传递在农业生产中的应用有两个方面：
一是提高农产品或畜产品的产量；
二是对有害动物进行控制。
利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉效率和结实率。
目前控制动物危害的技术大致有化学防治、生物防治和机械防治等。这些方法各有优点，但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治。
生物防治中有些就是利用信息传递作用。
例如，利用音响设备发出结群信号吸引鸟类，使其结群捕食害虫；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。人们还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的繁殖力下降，从而减少有害动物对农作物的破坏。
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。
当河流受到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。
负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。Link:54
不仅生物群落内部存在负反馈调节，生物群落与无机环境之间也存在负反馈调节。
生态系统的自我调节能力不是无限的。当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。
*14,山东,T27:如果污染超过海洋生态系统的自我调节能力，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力，叫做抵抗力稳定性；生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫做恢复力稳定性。
一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。Link:10
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。
提高生态系统的稳定性，
一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力；
另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
要使人工微生态系统（生态缸）正常运转，在设计时要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
封上生态缸盖。将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。
*15,江苏,T9:就生态系统而言，生态瓶的稳定性取决于物种数。（X）
不同版本的答案：
①生态系统稳定性取决于生态系统各组成成分及系统内不同营养级生物之间的比例。
②生态系统中的物种丰富度越大，营养结构越复杂，其稳定性越强，不能只从单一方面考虑。
③生态瓶中生物种类和数量少，其稳定性取决于生物种类和数量。
恢复生态学的目标是，重建某一区域历史上曾有的植物和动物群落，使这一区域生态系统的结构与功能恢复到（或接近) 受干扰前的原状。
恢复生态学主要利用的是生物群落演替理论，特别强调生态系统的自我调节能力与生物的适应性，充分依靠生态系统自身的能力，并辅以有效的人为手段(物质、能量的投入）（link：49），从而尽快使生态系统从受损的退化状态恢复到正常的健康状态。
生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础。Link:43
第六章 生态环境的保护
只有正确处理人与资源和环境的关系，走可持续发展之路，才是人类唯一的正确选择。
人口增长过快，还在消耗大量自然资源的同时，加重了对环境的污染，增加了治理的成本和难度。
为此，我国在控制人口增长的同时，还加大了保护资源和环境的力度，如植树种草，退耕还林、还草、还湖，防治沙漠化;监控、治理江河湖泊及海域的污染；加强生物多样性保护和自然保护区建设，以及推进生态农业等。我国在保护生态环境，统筹人与自然和谐发展方面正在取得重大的进展。
全球性生态环境问题主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。
生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。
生物多样性的价值：一是目前人类尚不清楚的潜在价值；二是对生态系统起到重要调节功能的间接价值（也叫做生态功能，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用；三是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的直接价值。生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜区等，这是对生物多样性最有效的保护。
易地保护是指把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护。例如，建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等，这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。
此外，建立精子库、种子库等，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护，等等，也是对濒危物种保护的重要措施。
近些年来，我国科学家还利用人工授精、组织培养和胚胎移植等生物技术，加强对珍稀、濒危物种的保护，取得了可喜的成绩。
保护生物多样性，关键是要协调好人与生态环境的关系，如控制人口的增长、合理利用自然资源、防治环境污染等。
保护生物多样性，还要加强立法、执法和宣传教育，使每个人都理性地认识到保护生物多样性的意义。
保护生物多样性，只是反对盲目地、掠夺式地开发利用，而不意味着禁止开发和利用。
可持续发展的含义是“在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要”，它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。
加载中,请稍侯......
精彩评论