高中生物高二必修三教学案第1章生物界是一个相对稳定的生命系统.docx
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高中生物高二必修三教学案第1章生物界是一个相对稳定的生命系统
1.稳态是一种相对稳定的状态，需要各种机制的调节作用。
2.生命系统的稳态至少包括：
相对不变性、可恢复性和适应性。
3.稳态表现在个体、群体和生物圈三个层次上。
4.稳态为生物体的正常生命活动提供适宜的环境。
稳态的概念
[自读教材·夯基础]
1．稳态的含义
在各种调节机制的作用下，生物体的生命活动水平和状态，生物群落的结构及至整个生物圈的组成，都处于一种相对稳定的状态。
2．生命系统稳态的内容
相对不变性、可恢复性和适应性。
1．在有酸性或碱性物质产生时，血浆pH保持基本不变的原因？
提示：
血浆中含有多种酸碱缓冲对（如NaHCO3/H2CO3，Na2HPO4和NaH2PO4等。
）
2．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生命系统的哪方面的稳态？
提示：
可恢复性。
[跟随名师·解疑难]
1．对稳态概念的理解
（1）稳态并不意味着固定不变或停滞不动，而是指一种可变的但又是相对稳定的状态。
这种状态是靠完善的调节机制来维持的。
（2）稳态的内容包括：
生物体的生命活动水平和状态，生物群落的结构和生物圈的组成三个方面。
（3）稳态的相对性包括三种情况：
①系统受到干扰后变化很小；
②系统受到干扰后偏离稳态，但靠自身调节能力可返回到原来的状态；
③在存在干扰因素时，系统的内部结构和功能状态与环境协调一致的变化。
2．生物体内缓冲物质调节pH稳定的过程
（1）图解：
（2）缓冲对的类型：
①弱酸及其对应的强碱盐，如H2CO3/NaHCO3。
②多元酸的酸式盐及其对应次级盐，如KH2PO4/K2HPO4。
不同层次的稳态
[自读教材·夯基础]
1．个体的稳态（以人体为例）
（1）调节方式：
神经调节、体液调节和免疫调节。
（2）调节基础：
各器官、系统的协调配合。
（3）调节结果：
各种生命活动维持相对稳定。
2．群体的稳态
（1）自然界中每一种生物与其他生物形成一个相互依赖，相互制约的群体。
（2）每种生物的数量不会突然消灭，也不会无限增多，而是表现出一种动态平衡或相对稳定。
3．生物圈的稳态
（1）含义：
生物圈的结构和功能长期维持在相对稳定状态。
（2）基础：
生物圈是有多层次的自我调节能力。
1．内环境稳态的维持均需神经系统、内分泌系统和免疫系统的共同调节吗？
提示：
不一定均需要，如对内环境pH稳态的维持等。
2．人体内既然有维持稳态的机制，为什么还会出现代谢的紊乱？
提示：
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
3．全球性环境问题的危害有哪些？
提示：
对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类的生存和发展。
[跟随名师·解疑难]
1．人体内环境稳态的调节机制：
神经—体液—免疫调节
（1）各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。
由上图可以看出血浆是所有生命活动的中转站，它的成分能反映出机体的健康状况。
内环境稳态与消化、呼吸、循环、排泄系统的功能密切相关。
（2）稳态遭到破坏的原因：
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
当外界环境的变化过于强烈，或自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏，导致细胞代谢的紊乱和某些生理活动出现障碍，严重时会危及生命。
2．几种全球性环境问题的全面分析
类型
原因
结果
措施
温室效应
煤、石油、泥炭等化石燃料燃烧释放大量CO2
全球变暖、海平面上升、干旱、暴雨范围扩大并频现
①大力植树造林
②减少化石燃料燃烧，开发新能源
水污染
生活污水、工业废水进入水体
富营养化，在海水中表现为赤潮，湖泊中表现为水华
净化污水
臭氧层破坏
氟利昂等物质的排放
皮肤癌和白内障患病率上升，植物光合作用受抑制
减少使用和排放氟利昂等
酸雨
煤、石油等化石燃料的大量燃烧
破坏植被和腐蚀建筑物
减少过度排放SO2等气体
土地荒漠化
植被破坏，草原过度放牧，森林过度砍伐
沙尘暴遮天蔽日
①合理利用草原
②部分地区退耕还草、还林、还湖等
[特别提醒] 上述全球性环境问题，在实行了相应措施后也很难恢复到原来状态，所以减少对环境破坏是对环境最好的保护。
稳态的意义
[自读教材·夯基础]
（1）个体的稳态为细胞提供适宜的内环境，群体或生物圈的稳态为个体或群体提供适宜的生存环境。
（2）稳态必须依靠机体的代谢活动和行为来维持。
（3）生物的活动对周围环境产生影响。
（4）稳态的原理对于生活及生产实践有广泛的指导意义。
1．人体内环境稳态遭到破坏后，一定发生疾病吗？
提示：
不一定．当内环境稳态遭到破坏时，细胞代谢紊乱，但不一定导致疾病。
2．对牧场进行“划区轮牧”有何意义？
提示：
可以提高生态系统的稳定性。
[跟随名师·解疑难]
1．人体稳态失调与相关疾病
病状名称
内环境理化性质变化
引起疾病的症状
尿毒症
尿素等代谢废物在体内积累
自身中毒和综合病症
糖尿病
血液中葡萄糖含量过高
多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈，身体消瘦
高原反应
体内缺氧，血氧过低
头痛、乏力、心跳加快
感冒发烧
体温过高，影响酶的活性
食欲不振、四肢无力
严重腹泻
丢失大量的水和无机盐
疲倦、周身不适、恶心
2．生态系统的自我调节能力
（1）生态系统的自我调节能力主要表现在三个方面：
第一，是同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律；第二，是异种生物种群之间的数量调控，多出现于植物与动物或动物与动物之间，常有食物链关系；第三，是生物与环境之间的相互调控。
（2）生态系统的调节能力主要是通过反馈（feedback）来完成的。
例如，如果草原上的食草动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少；而植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量，从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。
在生态系统中关于正反馈的例子不多，例如，有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼类的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡。
对稳态概念的理解
[例1] 下列对稳态的描述错误的是（ ）
A．有酸性物质产生时，人体血浆pH维持恒定不变，这体现了人体内环境的稳态
B．生物的适应性也是一种稳态
C．稳态在生物界中具有普遍性，表现在个体、群体和生物圈三个层次上
D．系统在受到干扰因素的作用下偏离稳态后可以返回原来状态
[精讲精析] 稳态是一种相对稳定状态，需要各种调节机制的作用、生命系统的稳态包括：
相对不变性、可恢复性和适应性。
[答案] A
稳态的调节和维持
[例2] 下列关于生物圈自我调节能力的叙述中，错误的是（ ）
A．在森林中，当害虫增加时食虫鸟也会增多，这样害虫种群的增长就受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节
B．负反馈调节在生物圈中普遍存在，它是生物圈自我调节能力的基础
C．生物群落与无机环境之间不存在负反馈调节
D．生物圈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，生物圈的自我调节能力会迅速丧失
[精讲精析] 解答本题时应明确生物圈的自我调节的基础是负反馈调节。
负反馈调节能使生物圈趋于平衡，达到相对稳定的状态。
不仅生物群落内部存在负反馈调节，而且生物群落与无机环境之间也存在负反馈调节。
例如，一场火过后，森林中生物种群密度降低，但由于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。
[答案] C
规律方法
解答此类题目时，应明确的问题
（1）明确研究对象是个体、群体还是生物圈；
（2）明确各个层次上稳态调节的原理。
目前气象预报中有“紫外线指数”的内容，提醒市民注意避免紫外线伤害。
造成地面紫外线照射增强的直接原因是（ ）
A．滥伐森林 B．水体污染
C．南极冰川融化D．臭氧层破坏
解析：
臭氧层可以大量吸收太阳辐射中的紫外线。
答案：
D
对稳态意义的理解
[例3] 下列有关人体稳态生理意义的叙述，错误的是（ ）
A．稳态有利于酶促反应的正常进行
B．稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
C．当稳态遭到破坏时，可导致疾病发生
D．当血液的成分稳定时，人一定不会发生疾病
[精讲精析] 机体的新陈代谢是由细胞内很复杂的酶促反应组成的，而酶促反应的正常进行需要稳态，所以稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
当稳态遭到破坏时，细胞代谢会发生紊乱，并可能导致疾病发生。
人类疾病多种多样，发生的病因也各不相同，并非都是由内环境成分不稳定引起的。
[答案] D
探究血浆中是否含有缓冲物质来
维持血浆中的pH的稳定。
典例剖析
血浆是人体内环境的重要成分，正常人血浆的pH为7.35～7.45。
为探究人体血浆中pH的相对稳定是由于血浆中存在着缓冲物质，试设计一个探究实验，并回答下列问题。
（1）实验材料用具：
家兔的血浆适量、蒸馏水、事先配制的缓冲溶液、量筒、试管若干支。
模拟人体内缓冲物质所调节的主要物质是____________________。
此外，还必须以____________________________作实验用具。
（2）实验步骤：
①设计A、B两个实验组，每组取3支试管。
②先向A组中的3支试管分别加入______________________________，并测定其pH，再依次滴入等量________________________，测定pH并记录入表。
③对B组如何操作？
______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）结果预测：
实验组
试管中的实验现象
A组
1号
2号
3号
B组
1号
2号
3号
（4）从以上两组实验结果的分析，可以得出的结论是___________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
（1）人体无氧呼吸会产生乳酸，吃的食物中含有碱性物质Na2CO3，它们都可以进入血浆，引起血浆pH下降或升高，所以模拟人体内缓冲物质所调节的主要物质是Na2CO3、乳酸。
由于需要测定血浆pH，pH试纸、滴管就是必需的实验用具了。
（2）探究人体血浆中pH的相对稳定是由于血浆中存在着缓冲物质，实验对照思路为：
分别在等量的家兔血浆、蒸馏水、缓冲液中加入酸或碱，观察pH变化情况。
①分组编号，本题实验设计了A、B两个实验组，每组取3支试管，并编号（步骤①）；
②设置对照实验，即向A组中的3支试管分别加入等量蒸馏水、缓冲液、家兔血浆，再依次滴入等量乳酸，测量pH并记录入表，与A组不同，B组3支试管后来滴入的是等量的Na2CO3（步骤②③）。
（3）实验结果的预测，蒸馏水中加入酸或碱后pH有明显变化，而家兔血浆、缓冲液中加入酸或碱后pH基本不变。
（4）根据实验现象，家兔血浆和缓冲液的pH变化相同，得出实验结论为：
血浆pH相对稳定是由于存在缓冲物质。
[答案]
（1）Na2CO3、乳酸 pH试纸、滴管
（2）②等量蒸馏水、缓冲液、家兔血浆 乳酸
③对B组3支试管按A组操作依次加入等量三种物质并测定其pH后，再滴加等量Na2CO3，测定pH并记录入表
（3）结果预测：
实验组
试管中的实验现象
A组
1号
pH变化明显
2号
pH变化不明显
3号
pH变化不明显
B组
1号
pH变化明显
2号
pH变化不明显
3号
pH变化不明显
（4）血浆pH相对稳定是由于存在缓冲物质
1．下列说法不正确的是（ ）
A．在自然界中许多生物的数量都表现为周期性波动
B．人体稳态的维持只通过神经系统和内分泌系统调节
C．生物圈自我调节很强，但也有一定限度
D．机体的病理状态，归根到底是一种正常稳态被破坏的结果
解析：
人体稳态的维持，不仅依赖于神经调节和体液调节，也靠免疫调节来维持。
答案：
B
2．人类是生态环境中的重要一员，与环境有着密切的关系，下列叙述中，错误的是（ ）
A．沙尘暴使人患咳嗽、哮喘、肺气肿等呼吸道疾病
B．人工生态系统的自我调节能力往往较低
C．与人类亲缘关系越近的生物，在食物网中的营养级越高
D．温室效应的形成与人类的生产活动密切相关
解析：
本题选项内容从多个方面反映环境与人的关系。
A项正确反映了环境中沙尘暴这种特定气候变化对人的呼吸系统的影响。
B项人工生态系统如农田结构简单，自我调节能力低。
D项温室效应的形成主要是人类破坏了植被、大量燃烧化石燃料的结果。
C项生物与人类亲缘关系的远近与生物在食物网中的营养级位置的高低没有必然关系。
答案：
C
3．某池塘由于污水排放遭到严重污染，停止污水排放后，经过一段时间的净化，池塘恢复了原来的面貌，这体现了（ ）
A．生命系统具有相对不变性
B．生命系统具有可恢复性
C．生命系统具有适应性
D．生命系统具有抗污染性
解析：
生态系统通过自身的调节作用，使生态系统消除污染、恢复原来状态，说明生命系统具有可恢复性。
答案：
B
4．下列有关稳态意义的叙述，不正确的是（ ）
A．个体稳态为细胞提供适宜内环境
B．生物的活动对周围环境没有影响
C．渔业上制定休渔期可提高生态系统稳定性
D．人类可以通过调节使生态系统向对人类有益的方向发展
解析：
稳态为生物体的正常生命活动提供适宜的环境，生物体的活动也对周围环境有影响。
答案：
B
5．下列对稳态的描述不正确的是（ ）
A．抗SARS病毒的抗体消灭SARS病毒是个体稳态的表现
B．哺乳动物体温保持恒定是个体水平的稳态
C．捕食者与被捕食者之间通过吃与被吃调节各自种群数量是个体稳态的表现
D．生物圈具有多层次的自我调节能力是生物圈稳态的表现
解析：
抗SARS病毒的抗体消灭SARS病毒是个体通过免疫系统抵抗抗原的入侵，清除病毒的过程，是个体水平的稳态。
哺乳动物具有完善的体温调节能力，使个体体温保持恒定，是个体水平的稳态。
捕食者与被捕食者之间通过吃与被吃调节各自种群数量，是群体稳态的表现。
生物圈具有多层次的自我调节能力，使生物圈的结构和功能长期维持相对稳定的状态，是生物圈稳态的表现。
答案：
C
6．很多池塘或湖泊出现突然变绿并导致鱼类死亡、水质变坏、变臭的现象，发生该现象的地区常有化肥或去污剂被排放到溪流中，然后又进入池塘或湖泊。
（1）请设计实验证明化肥和去污剂是否是引起池水变绿的原因。
供选实验材料：
裸藻培养物，滴管，酵母菌培养物，试管及试管塞，试管架，玻璃标记笔，陈化肥水，陈自来水，去污水，显微镜，载玻片，吸水纸等。
实验假设：
_____________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
实验步骤：
第一步：
取三支试管并分别标号为A、B、C。
第二步：
___________________________________________________________________。
第三步：
___________________________________________________________________。
第四步：
___________________________________________________________________。
实验结果预测：
_____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
产生上述差异的原因：
_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）要研究含少量和多量酶的去污剂对富营养化的影响，应对上述步骤进行怎样的调整？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）若要研究盐度对单细胞淡水水生生物的影响，设计实验依据的原理是__________________，预计观察到的哪些事实会支持你的假设？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
本实验的目的是证明化肥和污染剂是否会引起池水变绿，所以要设立对照实验，实验组试管中加陈化肥水和去污水，对照组中加陈自来水。
单细胞淡水水生生物，放到较高浓度盐溶液中会因渗透失水而出现形态结构的变化。
答案：
（1）陈化肥水和去污水都可以促进藻类的快速生长 在A、B、C三支试管中分别装入等量陈自来水、去污水、陈化肥水至试管的3/4处 在上述试管中各加裸藻培养液1滴，并摇匀将各试管置于相同且适宜的条件下培养（有光照） 定时观察记录实验现象 陈化肥水和去污水中的裸藻将快速繁殖，水的颜色明显变绿；陈自来水颜色变化不明显 陈化肥水和去污水中含藻类必需的N、P等元素，促进了裸藻的生长繁殖
（2）配制一系列浓度梯度的去污水，并以陈自来水作对照，重复上述实验 （3）渗透作用 盐浓度越高的溶液中的藻类（淡水水生生物）形态出现皱缩越明显，动物运动越慢，最终死亡
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