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细胞与稳态
1、体内细胞生活在细胞外液中
2、内环境的组成及相互关系
毛细淋巴管具有盲端,毛细血管没有盲端,这是区别毛细淋巴管和毛细血管的方法。
(2)淋巴来源于组织液,返回血浆。图示中组织液单向转化为淋巴,淋巴单向转化为血浆,这是判断血浆、组织液、淋巴三者关系的突破口。
3、内环境中存在和不存在的物质
(1)存在的物质主要有:
①营养物质:水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、维生素等。
②代谢废物:CO2、尿素等。
③调节物质:激素、抗体、递质、淋巴因子、组织***等。
④其他物质:纤维蛋白原等。
(2)不存在的物质主要有:
①只存在于细胞内的物质:血红蛋白及与细胞呼吸、复制、转录、翻译有关的酶等。
②存在于消化道中的食物及分泌到消化道中的消化酶。
4、在内环境中发生和不发生的生理过程
(1)发生的生理过程
①乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸实现pH的稳态。
②兴奋传导过程中神经递质与受体结合。
③免疫过程中抗体与相应的抗原特异性地结合。
④激素调节过程,激素与靶细胞的结合。
(2)不发生的生理过程(举例)
①细胞呼吸的各阶段反应。
②细胞内蛋白质、递质和激素等物质的合成。
③消化道等外部环境所发生的淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。
技法提炼
内环境成分的判断方法
一看是否属于血浆、组织液或淋巴中的成分(如血浆蛋白、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、O2、CO2、激素、代谢废物等)。若是,则一定属于内环境的成分。
二看是否属于细胞内液及细胞膜的成分(如血红蛋白、呼吸氧化酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、载体蛋白等)。若是,则一定不属于内环境的成分。
三看是否属于外界环境液体的成分(如消化液、尿液、泪液、汗液、体腔液等中的成分)。若是,则一定不属于内环境的成分。
5、细胞外液的理化性质
(1)渗透压:
血浆渗透压:主要与无机盐、蛋白质的含量有关,。
细胞外液的渗透压:主要与Na+、Cl-有关。
溶液渗透压:溶液浓度越高,溶液渗透压越大。
(2)酸碱度:正常人血浆接近中性,-。与HCO3-、HPO42-等离子有关。
(3)温度:体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。
易错警示 与内环境有关的2个易错点:(1)内环境概念的适用范围:内环境属于多细胞动物的一个概念,单细胞动物(原生动物)以及植物没有所谓的内环境。(2)血浆蛋白≠血红蛋白:血浆蛋白是血浆中蛋白质的总称,属于内环境的成分;而血红蛋白存在于红细胞内,不是内环境的成分。
6、内环境的稳态
(1)稳态:正常机体通过神经系统和体液免疫调节,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。
(2)机体维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节。
(3)内环境稳态意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
7、组织水肿及其产生原因分析
组织间隙中积聚的组织液过多将导致组织水肿,其引发原因如下:
二、神经调节
1、神经调节基本方式:反射
2、反射的结构基础:反射弧
3、反射发生必须具备两个条件:反射弧完整和一定条件的刺激。
①感受器,②传入神经,③神经中枢,④传出神经,⑤效应器,⑥神经节(细胞体聚集在一起构成)。
2、兴奋在神经纤维上的传导
(1)传导形式:兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导。
(2)静息电位和动作电位
(3)局部电流:在兴奋部位和未兴奋部位之间存在电位差,形成了局部电流。
(4)传导方向:双向传导。
下图所示的兴奋在神经纤维上的传导过程
易错警示 与兴奋产生与传导有关的3点提示:(1)神经纤维上兴奋的产生主要是Na+内流的结果,Na+的内流需要膜载体(离子通道),同时从高浓度到低浓度,故属于协助扩散;同理,神经纤维上静息电位的产生过程中K+的外流也属于协助扩散。(2)兴奋在神经纤维上以局部电流或电信号的形式传导。(3)离体和生物体内神经纤维上兴奋传导的差别:①离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。②在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器。因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。
3、兴奋在神经元之间的传递
(1)突触的结构
(2)突触间隙内的液体为组织液(填内环境成分)。
(3)兴奋在神经元之间单向传递的原因:神经递质只存在于突触前膜内的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
[解惑] 突触前膜和突触后膜是特化的细胞膜,其结构特点是具有一定的流动性,功能特性是具有选择透过性,与细胞膜的结构特点和功能特性分别相同。
易错警示 有关神经传递中的知识总结
(1)突触和突触小体的区别
①组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末端膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
②信号转变不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号;在突触中完成的信号转变为电信号→化学信号→电信号。
(2)有关神经递质归纳小结
神经递质是神经细胞产生的一种化学信息物质,对有相应受体的神经细胞产生特异性反应(兴奋或抑制)。
①供体:轴突末梢突触小体内的突触小泡。
②受体:与轴突相邻的另一个神经元的树突膜或细胞体膜上的蛋白质,能识别相应的神经递质并与之发生特异性结合,从而引起突触后膜发生膜电位变化。
③传递:突触前膜→突触间隙(组织液)→突触后膜。
④释放:其方式为胞吐,该过程的结构基础是依靠生物膜的流动性,递质在该过程中穿过了0层生物膜。在突触小体中与该过程密切相关的线粒体和高尔基体的含量较多。
⑤作用:与相应的受体结合,使另一个神经元发生膜电位变化(兴奋或抑制)。
⑥去向:神经递质发生效应后,就被酶破坏而失活,或被转移走而迅速停止作用,为下次兴奋做好准备。
⑦种类:常见的神经递质有:;***类:包括去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴***;­羟色***;:谷氨酸、γ­氨基丁酸和甘氨酸,这些都不是蛋白质。
4、神经系统的分级调节
下丘脑:体温调节中枢、水平衡调节中枢、生物的节律行为
脑干:呼吸中枢
小脑:维持身体平衡的作用
大脑:调节机体活动的最高级中枢
脊髓:调节机体活动的低级中枢
大脑的高级功能:言语区:S区(不能讲话)、W(不能写字)、H(不能听懂话)、V(不能看懂文字)
三、体液调节(激素调节)
人体内主要内分泌腺及分泌的激素
[解惑] (1)激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只起调节作用。
(2)胰腺既有外分泌部——分泌胰液,含各种消化酶;又有内分泌腺——胰岛分泌调节血糖的激素。
(3)体液调节并非激素调节:在体液调节中,激素调节起主要作用,但不是唯一的,如CO2、H+等对生命活动的调节也属于体液调节。
易错警示 动物激素化学本质的归纳
(1)多肽和蛋白质类激素
(2)氨基酸衍生物:甲状腺激素、肾上腺素。
(3)固醇类激素:性激素。
7、激素调节的实例
(1)血糖平衡的调节
血糖的来源和去路
参与调节的主要激素有胰岛素和胰高血糖素。
(2)甲状腺激素分泌的分级调节
(3)反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节系统的工作,这种调节方式称为反馈调节。
反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具重要意义!
8、体温调节
(1)人体热量的主要细胞中有机物的氧化放能。
(2)主要的产热器官:骨骼肌和肝脏。
(3)炎热环境中体温调节的效应器:汗腺、毛细血管等。
9、水盐调节
(1)调节中枢:下丘脑。
(2)调节途径
①渴感的产生与饮水:下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感,主动饮水。
②水分的重吸收:下丘脑渗透压感受器→垂体释放,抗利尿激素作用于,肾小管、集合管重吸收水,尿量减少。
10、激素调节的特点
①微量和高效;②通过体液运输(故临床上通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病)③作用于靶器官、靶细胞
注:(1)靶器官、靶细胞:能被特定激素作用的器官、细胞即为该激素的靶器官、靶细胞。
(2)激素一经靶器官、靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
11、神经调节与体液调节的关系
体液调节:激素、二氧化碳等调节因子,通过体液运送的方式对生命活动进行的调节。(激素调节是其主要内容)
四、免疫调节
1、免疫系统的组成
(1)组成:免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。
(2)免疫细胞
(3)免疫活性物质:抗体、淋巴因子、溶菌酶等。
2、非特异性免疫和特异性免疫
免疫类型
非特异性免疫
特异性免疫
形成
生来就有
后天接触病原体之后
获得
特点
无特异性
有特异性
组成
第一道防线:皮肤、黏膜;第二道防线:体液中的杀菌物质和吞噬细胞
第三道防线:主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成
解惑 (1)溶菌酶杀菌一定是非特异性免疫,若在唾液中杀菌则为第一道防线,若在血浆中杀菌则为第二道防线。
消化道、呼吸道及皮肤表面等都是外界环境,在这些场所中所发生的免疫都属于第一道防线,如胃酸杀菌等。
3、特异性免疫
(1)体液免疫(抗原没有进入细胞)
①参与细胞:吞噬细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞、浆细胞。
②免疫过程
③结果:多数情况下浆细胞产生抗体与抗原结合,形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞吞噬消化。
(2)细胞免疫(抗原进入细胞)
①参与细胞:吞噬细胞、T细胞、记忆细胞、效应T细胞。
②结果:效应T细胞可以与靶细胞密切接触,使其裂解死亡,释放出抗原,最终被吞噬细胞吞噬。
效应T细胞作用:使靶细胞裂解,抗原暴露,暴露的抗原会被吞噬细胞吞噬消化
4、免疫失调疾病
(1)免疫过强自身免疫病类风湿、系统性红斑狼疮
过敏反应已免疫的机体在再次接受相同抗原时所发生的组织损伤或
功能紊乱,有明显的遗传倾向和个体差异。
(2)免疫过弱:艾滋病(AIDS)(HIV)引起的,遗传物质是RNA;
艾滋病属于获得性免疫缺陷病,由艾滋病病毒引起,其致病机理是艾滋病病毒攻击人体免疫系统,特别是能够侵入人体的T细胞,使T细胞大量死亡,导致患者丧失免疫功能,各种病原体则乘虚而入。所以,导致艾滋病患者死亡的直接原因是病原微生物的侵染或恶性肿瘤,根本原因是HIV破坏免疫系统。
易错警示 与免疫细胞有关的4点提示
(1)T细胞和B细胞的形成不需要抗原的刺激,而浆细胞和效应T细胞的形成需要抗原的刺激。
(2)吞噬细胞不仅参与非特异性免疫,还在特异性免疫中发挥重要作用。
(3)免疫活性物质并非都由免疫细胞产生,如唾液腺、泪腺细胞都可产生溶酶菌。
(4)有关免疫细胞的“3个唯一”:唯一能产生抗体的细胞是浆细胞,B细胞、记忆细胞都不能产生;唯一没有识别功能的细胞是浆细胞;特异性免疫中除浆细胞外,唯一没有特异性识别功能的细胞是吞噬细胞,其余免疫细胞都有特异性识别功能。
5、下图是初次免疫反应和二次免疫反应过程中抗体浓度变化和患病程度曲线图,据图回答相关问题
(1)记忆细胞的特点:快速增殖分化、寿命长、对相应抗原十分敏感。
(2)二次免疫特点:反应快、反应强烈,能在抗原入侵但尚未患病之前将其消灭。
(3)由图示可看出,在二次免疫过程中抗体的产生特点是既快又多。
易错警示 与免疫过程有关的4点提示
只考虑到胸腺产生T细胞,T细胞参与细胞免疫,忽视了T细胞也可参与部分体液免疫,是解答相关试题容易出错的主要原因。(2)对浆细胞和效应T细胞来说,初次免疫只来自B细胞或T细胞的分化;二次免疫不仅来自B细胞或T细胞的分化,而且记忆细胞可以更快地分化出浆细胞或效应T细胞。(3)由淋巴细胞到效应细胞和记忆细胞的增殖分化过程中细胞的遗传物质并未发生改变,分化只是发生了基因的选择性表达。(4)在再次免疫中,记忆细胞非常重要,然而抗体不是由记忆细胞产生的,仍是由浆细胞合成并分泌的。
五、植物的激素调节
1. 达尔文的实验
实验结论:单侧光照射能使胚芽鞘尖端产生某种影响,当传递到下部伸长区时,造成背光面比向光面生长快。
2. 鲍森·詹森的实验
实验结论:胚芽鞘尖端产生的影响,可以透过琼脂片传递给下部。
3. 拜尔的实验
实验结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
4. 温特的实验
实验结论:造成胚芽鞘弯曲的是一种化学物质,并命名为生长素。
5. 植物激素
[解惑] (1)温特实验之前的实验结论中不能出现“生长素”,只能说“影响”。
证明“影响”是“化学物质”而非其他信号,并对该物质命名的科学家是温特;提取该物质的是郭葛,其化学本质为吲哚乙酸,由色氨酸合成。
(3)上述实验中都设置了对照组,体现了单一变量原则。
6、生长素的产生、运输和分布
(1)合成部位:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
(2)分布部位:植物体各器官中都有,相对集中地分布在生长旺盛的部分。
(3)运输
极性运输:从形态学的上端运输到形态学的下端。
非极性运输:成熟组织中可以通过韧皮部进行。
7、生长素的生理作用----两重性
(1)实质:即低浓度促进,高浓度抑制。
(2)表现
(3)尝试对生长素的两重性作用曲线进行分析
曲线中OH段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用增强。
曲线中HC段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。
H点表示促进生长的最适浓度为g。
④当生长素浓度小于i时促进植物生长,均为“低浓度”,高于i时才会抑制植物生长,成为“高浓度”,所以C点表示促进生长的“阈值”。
⑤若植物幼苗出现向光性且测得向光侧生长素浓度为m,则背光侧的浓度范围为大于m小于2m。
⑥若植物水平放置,表现出根的向地性、茎的背地性,且测得茎的近地侧生长素浓度为2m,则茎的远地侧生长素浓度范围为大于0小于m。
8、顶端优势
(1)现象:顶芽优先生长,侧芽受到抑制。
(2)原因:顶芽产生的生长素向下运输,积累到侧芽,侧芽附近生长素浓度高,发育受到抑制。(根的向地性与顶端优势的原理相同,都体现了生长素的两重性,茎的背地性与向光性的原理相同)
9、生长素类似物:具有与生长素相似生理效应的人工合成的化学物质,如α­萘乙酸、2,4­D等。
生长素的作用机理:通过促进细胞纵向伸长来促进植物生长。
10、各种植物激素的生理作用(见图)
(1)协同作用的激素
①促进生长的激素:生长素、赤霉素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老的激素:细胞分裂素和生长素。
(2)拮抗作用的激素
①器官脱落
②种子萌发
易错警示 与各种植物激素相联系的5点提示:(1)植物激素是在植物体的一定部位合成的微量有机物,激素种类不同,化学本质不同。(2)生长素有极性运输的特点,其他植物激素没有。(3)植物激素具有远距离运输的特点,激素种类不同,运输的方式和方向不一定相同。(4)植物激素具有调节功能,不参与植物体结构的形成,也不是植物的营养物质。(5)利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效,其原因是人工合成的生长素类似物具有生长素的作用,但植物体内没有分解它的酶,因而能长时间发挥作用。
六、种群的特征和数量的变化
1、生态系统的结构层次
个体种群群落生态系统
同种生物所用种群与无机环境
(1)种群:一定区域内同种生物所有个体的总称
(2)群落:一定区域内的所有生物
(3)生态系统:一定区域内的所有生物与无机环境
(4)地球上最大的生态系统:生物圈
2、种群密度
[解惑] (1)一个种群不是个体简单的累加,而是具有发展、自我调节、动态稳定以及种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等一系列特征的有机整体。是生物繁殖和进化的基本单位。(2)种群密度是种群最基本的数量特征。(3)年龄组成通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量。(4)性别比例只影响出生率。
易错警示(1)种群密度是种群最基本的数量特征。(2)出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度,但能够预测和影响种群密度的变化趋势。(4)除以上条件外,气候、食物、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。
3、种群密度的测量方法:
植物:样方法取平均值(取样分有五点取样法、等距离取样法)(植物和运动能力较弱的动物)
动物:标志重捕法(运动能力强的动物)
易错警示 样方法的适用范围及计数时应注意的问题
(1)样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵也可用样方法调查。(2)样方法计数时应遵循的原则。同种植物无论大小都应计数,若有正好在边界线上的个体,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,即只计数样方相邻两条边及其夹角上的个体。
4、种群数量的变化
种群数量增长曲线
(1)“J”型曲线
(2)“S”型曲线
种群增长
速率曲线
“J”型曲线“S”型曲线
(1)K值的应用
①对野生生物资源的保护措施:保护野生生物生活的环境,减小环境阻力,增大K值。
②对有害生物的防治措施:增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等),降低K值。
(2)K/2值的应用
①对资源开发与利用的措施:种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大,再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点,维持被开发资源的种群数量在K/2值处,可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”,从而不影响种群再生,符合可持续发展的原则。