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第1章 生物界是一个相对稳定的生命系统
第1章 生物界是一个相对稳定的生命系统
调节机制
相对稳定
很小
调节能力
协调
神经
内分泌
免疫
相对平衡
依赖
制约
结构
功能
自我调节能力
细胞
生物个体或生物群体
代谢活动
行为
√
×
×
×
×
√
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第1章
生物界是一个相对
DIYI
ZHANG
稳定的生命系统
预习导学,思维启动
梳理教材·夯实基础
重难解读·讲练互动
师生互动·核心突破
平衡状态
平衡状态
被破坏
增加
恢复到原
来状态
增加
减少\
减少
生物数量调节示意图
生物界是一个相对稳定的生命系统
稳态的含义)(稳态的不同层次
稳态的意义
相对不变性)(可恢复性)(适应性)(个体)(群体)(生物圈
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30000
29400
上表皮
每平方厘米气孔数
下表皮
20000
8900
10000
25002300
上表皮
下表皮
0
34
D植物种类
A
B稳态的概念、不同层次的稳态及稳态的意义
1.理解并讲述稳态的基本含义和意义。(重点)
2．了解并简述生命个体、群体和生物圈三个层次的稳态的基本内容和形式。(难点)
一、稳态的概念
1．概念解读
在各种调节机制的作用下，生物体的生命活动水平和状态，生物群落的结构乃至整个生物圈的组成，都处于一种相对稳定的状态。
2．含义解读
(1)相对不变性：生命系统受到干扰因素影响时，所发生的变化很小。
(2)可恢复性：系统在干扰因素的作用下偏离稳态后，能依靠自身的调节能力，返回到原来的状态。
(3)适应性：在内、外环境中的干扰因素长期存在时，系统的内部结构和功能状态能发生与环境协调一致的变化。
1．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生命系统哪方面的稳态？
[提示] 可恢复性。
二、不同层次的稳态
1．个体的稳态(以人体为例)
(1)调节系统：神经系统调节、内分泌系统调节和免疫系统的防御保护作用。
(2)调节结果：各种生命活动维持在相对平衡的状态。
2．群体的稳态
自然界中的每一种生物，都不是以单一个体存在的，而是与其他个体生活在一起，构成一个相互依赖、相互制约的群体。
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的状态。
(2)基础：生物圈具有多层次的自我调节能力。
2．为什么剧烈运动后尿量会减少？
[提示] 剧烈运动使汗液分泌增多，所以尿量会减少。
三、稳态的意义
1．个体的稳态为体内的各种细胞提供适宜的内环境，群体或生物圈的稳态，为每一个生物个体或生物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．生物的活动能影响或改变周围环境。
4．稳态的原理对于生活及生产实践有广泛的指导意义。
判断下列各小题说法是否正确
(1)生活在我国北方的东北虎，体型较大，但耳廓和尾较短小，体现了稳态的适应性。(√)
(2)稳态是生物界的普遍现象，包括生物个体、群落以及生物圈的稳态。(×)
(3)不同层次的稳态其调节机制完全相同。(×)
(4)只要存在稳态，生命活动就能正常进行。(×)
(5)在食物链中某种生物数量的增加或减少将打破生物圈的稳态。(×)
(6)土地沙漠化、臭氧层损耗等环境问题说明生物圈维持自我稳态的能力是有限的。(√)
对稳态概念的理解[学生用书P2]
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)在长期存在干扰因素时，系统的内部结构和功能状态能发生与环境协调一致的变化。
生命系统的稳态
细胞、个体、种群、群落、生态系统以及生物圈都是不同层次的生命系统。由于生命系统属于开放系统，它们与外界环境之间不断进行着物质交换、能量转换和信息传递，这便决定了生命系统时刻处于动态变化的过程之中。所以稳态是各层次生命系统共有的特征。但是稳态是有一定限度的，若外界干扰超过了生命系统的调节能力，稳态将被破坏。
1．下面属于稳态现象的是( )
A．个别幼儿体内的生长激素持续性增多
B．呼伦贝尔草原上的仓鼠持续性增多
C．土地沙漠化使物种持续性减少
D．禁牧后的退化性草原慢慢长出牧草和出现小动物
解析：选D。稳态是指在各种调节机制下，生物体、生物群落、生物圈保持相对稳定的状态。A、B都持续增多，不是稳态；C是持续减少也不是稳态。
2．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：选B。生态系统通过自身的调节作用，使生态系统消除污染，恢复到原来的状态，说明生命系统具有可恢复性。
对稳态现象的判断技巧
(1)稳态是在各种调节机制的作用下实现的。
(2)稳态是一个相对稳定的状态。
(3)稳态具有相对不变性、可恢复性和适应性三层含义。
稳态的调节机制分析[学生用书P2]
1．个体层次的稳态调节——以人体内缓冲物质调节pH稳定的过程为例
(1)图解
(2)结论：上述过程说明生物个体是一个能够自我稳定的系统。
2．群体层次的稳态调节——以生态系统中某食物链的生物种群的数量调节模型为例
(1)模型
(2)分析生态系统的自我调节能力主要表现在三个方面：第一，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，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，常有捕食关系；第三，生物与环境之间的相互调控。
稳态的调节特征
稳态是一种动态的平衡状态。三个层次的稳态总是表现为在一定范围内、不同时间段的一种动态变化。稳态的实现离不开系统内各组分间的相互作用，即系统的自我调节。虽然生态系统具有很强的维持自我稳态的能力，但这种能力是有限度的。
突破1 个体层次的稳态调节
3．有人到青藏高原后会出现头痛、乏力、心跳加速甚至血压升高等症状。对此现象分析不正确的是( )
A．人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
B．当外界环境剧烈变化时，人体的稳态遭到破坏
C．人体稳态不会随外界环境的变化而改变
D．人到高原地区后细胞代谢会发生紊乱
解析：选C。人到青藏高原后会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，这是由于缺氧造成的。由于缺氧，部分细胞进行无氧呼吸产生乳酸，使血液中乳酸增多，高于正常值，缓冲物质的调节不能使血液pH迅速维持稳定，导致头痛、乏力等症状出现。
个体维持稳态的3条基本途径
(1)各种器官、系统的协调活动。
(2)神经—体液调节，如当血液中CO2浓度过高时，CO2刺激呼吸中枢，引起呼吸活动加强，及时排出过多的CO2，实现内环境中O2与CO2含量的相对稳定。
(3)缓冲系统的作用，血液中的缓冲对NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4等起到维持血液pH稳定的作用。
突破2 群体层次的稳态调节
4．下列有关大兴安岭森林中雪兔和猞猁的叙述，错误的是( )
A．猞猁是雪兔的天敌
B．雪兔增多时林间野草数量逐渐下降
C．雪兔增多时猞猁也增多
D．猞猁减少时雪兔也减少
解析：选D。雪兔是猞猁的食物，故猞猁减少时雪兔的数量会逐渐增多，D是错误的。
核心知识小结
[网络构建]
[关键语句]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三方面的含义：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了适宜的环境，生物的活动也会对周围环境产生影响。
[随堂检测][学生用书P3]
1．下列对稳态调节的描述不正确的是( )
A．抗SARS病毒的抗体消灭SARS病毒是个体稳态的表现
B．哺乳动物体温保持相对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：选C。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，使个体体温保持相对恒定，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在相对稳定的状态，是生物圈稳态的表现。
2．下列能较好地体现适应性的是( )
A．人的体温总是在一定范围内波动
B．原已被破坏的峨眉山森林，今又呈现出原貌
C．被大火烧坏的大兴安岭林区，今又长出幼林
D．变色龙的体色不断随环境而变化
解析：选D。适应性是指在内、外环境中的干扰因素长期存在时，系统内部结构和功能状态能发生与环境协调一致的变化，故D符合题意。
3．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，这只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
解析：选A。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。
4．若内蒙古科尔沁草原上仅有牧草、黄羊和狼，下面叙述错误的是( )
A．牧草增多后，黄羊和狼会依次增多
B．将狼杀光后，黄羊会无限增多
C．牧草对羊的增多具有限制作用
D．黄羊增多后，牧草会大量减少
解析：选B。因为黄羊的增多既受狼的限制，又受牧草及其他因素的限制，故当狼被杀光后，黄羊的数量变化是先上升，后下降，由此可知B是错误的。
5．生物圈一般是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。生物圈稳态的保持是由于( )
A．生物圈是最大的生态系统
B．生物圈具有多层次的自我调节能力
C．生物种类多
D．人们自觉维护生物圈稳态
解析：选B。生物圈的稳态是由于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在相对稳定的状态。
6．个体的稳态为体内的各种细胞提供了适宜的________，群体或生物圈的稳态，为每一个生物个体或生物群体提供了适宜的________环境。稳态必须依靠机体的________活动和________来维持。
答案：内环境 生存 代谢 行为
[课时作业][学生用书P85(单独成册)]
一、选择题
1．一片草地发生火灾后，第二年又会长出茂密的草来，同时动物的种类和数量也逐渐恢复。这体现了 ( )
A．生命系统的稳态具有修复功能
B．生命系统的稳态具有相对不变性
C．生命系统的稳态具有可恢复性
D．生命系统的稳态具有适应性
解析：选C。生命系统的稳态具有三层含义：相对不变性、可恢复性和适应性。火灾过后的草原恢复原状的现象，体现了生命系统的稳态具有可恢复性。
2．居住在高原地区的人，红细胞数量和血红蛋白含量高于居住在平原地区的人。生活在炎热地带的狐，耳廓大于生活在寒冷地带的狐。这说明( )
A．生命系统的稳态具有不变性
B．生命系统的稳态具有可恢复性
C．生命系统的稳态具有适应性
D．生命系统的稳态具有缓冲作用
解析：选C。生物的适应性特征体现了稳态的适应性。
3．如图分别表示4种植物叶片上、下表皮的气孔数，其中叶片浮于水面生长的植物是( )
解析：选C。从植物体的结构与功能相适应考虑，叶片浮于水面上，说明其只能用上表皮的气孔进行气体交换，所以上表皮气孔多，下表皮气孔少或没有。
4．许多人不患癌症的原因是通过突变产生的癌细胞被________及时“监测”和清除掉了( )
A．神经系统
B．内分泌系统
C．免疫系统
D．排泄系统
解析：选C。免疫系统具有防御保护作用，对经突变产生的癌细胞能够进行及时的“监测”和清除。
5．中亚的吉尔吉斯原始草原被开垦成麦地以后，昆虫由原来的330种下降为142种。试推测每平方米麦地的有害昆虫个体数量变化和后果( )
A．数量增加 会造成虫灾
B．数量减少 会造成虫灾
C．数量变化不大 不会造成虫灾
D．数量减少 不会造成虫灾
解析：选A。草原被开垦成麦地以后物种数量下降，种间关系被破坏，有害昆虫数量增加，会造成虫灾。
6．在我们进行1
500米长跑时，体内不会发生的变化是( )
A．心跳加快
B．血压平稳
C．呼吸增强
D．代谢率提高
解析：选B。进行1
500米长跑时，机体的运动系统需要大量的血液，以供给足量的氧气和营养，而血压是维持血液流动的动力，故B符合题意。
7．正常人体血浆中的pH始终为7.35～7.45，这是由于( )
A．血浆中有缓冲物质
B．过酸或过碱物质随尿排出
C．过酸或过碱食物被消化
D．胃液和小肠液能够中和过酸或过碱物质
解析：选A。由于血浆内含有多种酸碱缓冲对，故使pH维持在7.35～7.45之间。
8.马拉松运动员剧烈运动时，机体为维持体温恒定，血管扩张，汗液分泌增多；在运动停止后，又逐渐恢复到运动前的水平，这说明生物个体( )
A．是一个能够维持自我稳定的系统
B．能够维持体温恒定
C．能够维持水盐代谢的平衡
D．能够维持呼吸正常进行
解析：选A。人体通过各种调节机制，保持机体的稳定，体现了生物个体是一个能够维持自我稳定的系统。
9．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的内环境
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：选B。生物的活动对周围环境会产生影响。
10．稳态含义中的可恢复性为下列哪种做法提供了理论依据( )
A．每年一次的无偿献血
B．竭泽而渔
C．运动员到青藏高原训练
D．对大熊猫实施迁地保护
解析：选A。由于无偿献血的血液数量有限，损失的血浆和血细胞可在较短的时期内得到恢复，进而使循环系统保持相对稳定状态，故A项符合题意。
11．机体的病理状态归根到底是由于( )
A．病原体的侵入
B．营养不良
C．稳态失调
D．过度劳累
解析：选C。机体的病理状态归根到底是正常稳态被破坏的结果。
12．稳态对于维持正常的生命活动非常重要，如图为5种鱼对水温和含盐量的忍受程度。这些鱼分别分布在北极海域、热带湖泊和全球的是( )
A．1、2、3
B．5、3、4
C．3、4、2
D．2、1、5
解析：选D。从题图可知，物种1的鱼类只能生活在高温、低盐环境中，物种2的鱼类只能生活在低温、高盐的环境中，物种3的鱼类只能生活在高盐的环境中，但不适应低温环境，物种4的鱼类只适应在低温环境中生活，但不耐高盐，物种5是广温性鱼类，耐受的盐度和水温范围最广。北极海域温度低、盐度高，热带湖泊温度高、盐度低。
二、非选择题
13．生物圈具有多层次的自我调节能力，但是这种能力是有限度的，人类的活动对生物圈的影响在许多方面已经超过了这种限度，使生物圈的稳态受到破坏，造成了许多全球性环境问题，如________、______________、______________、______________、臭氧层损耗等。
答案：土地沙漠化 森林植被遭到破坏 生物多样性锐减 全球气温上升
14．如图若为华北某一较为封闭的自然小山区中鹰、田鼠和植物三者的常态数量金字塔。请回答下列问题：
(1)上面所说的常态即在长期自然条件下形成的________状态。
(2)金字塔中A、B、C分别为题干所述的自然小山区中的______、________和________。
(3)若一大批田鼠在极短的时间内从其他地方迁入该山区中，待一定时间后，图中的塔尖部分将会________，塔基部分将会________。
(4)此后再经过较长时期，又可发现塔尖部分逐渐变________，塔基部分逐渐变________，而且还可看出A、B、C三者的数量均向________水平变化。这是生物圈维持________能力的体现。
(5)若人们为了灭鼠在该山区施用了大量农药，则会出现鼠灾暂时减轻，而在一定时期后，鼠灾急剧加重，直至难以控制的现象。该现象说明人类活动对生物圈的影响已超过了生物圈维持________的能力，使生物圈的________受到了破坏。
答案：(1)相对稳定 (2)鹰 田鼠 植物 (3)增大 减小 (4)小 大 相对稳定 自我稳态 (5)自我稳态 稳态
15．稳态是机体进行正常代谢等生命活动的必要条件，稳态的维持需要调节。请利用新鲜鸡血完成下列与稳态调节有关的问题：
(1)为了验证血浆中的无机盐含量对红细胞形态的影响，现提供加入柠檬酸钠溶液的新鲜鸡血、生理盐水、10%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、滴管、显微操作器材等，请设计实验，并预期结果。
A．方法步骤：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③分别取3支试管内的混合液各1滴置于3张洁净的载玻片上，做成临时装片。
④________________________________________________________________________。
B．预期结果：___________________________________________。
(2)为了研究血浆能否维持pH稳定，某同学将血浆等量分装到2支洁净的试管甲、乙中，分别测定pH并记录，再向甲试管中滴1滴5%的盐酸溶液，乙试管中滴1滴1%的氢氧化钠溶液，振荡1
min，再分别测定pH并记录。
①试评价并完善此方案：
________________________________________________________________________。
②有同学猜想血浆通过缓冲作用来维持pH的相对稳定。他需要的实验证据是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题考查稳态维持中渗透压和pH维持稳定的机制，在实验过程中观察红细胞的形态时要用到显微镜，题干中指出本实验为验证实验，所以预期结果应与实验结论相符，同时要注重对照原则的运用，如(2)中缺少对照组，同时注意单一变量原则的应用。
答案：(1)A.①取3支试管，编号为甲、乙、丙，分别加入生理盐水、10%的NaCl溶液、蒸馏水各2
mL
②在3支试管中分别滴入1滴新鲜鸡血，振荡摇匀，放置5
min
④用显微镜检查红细胞的形态，并记录结果
B．在生理盐水中的红细胞保持原来的形状；在10%的NaCl溶液中的红细胞失水皱缩；在蒸馏水中的红细胞吸水破裂
(2)①缺少对照组。应再增设两个蒸馏水对照组，处理方法同甲、乙两组
②增设两个缓冲液对照组，处理方法同甲、乙两组。加入盐酸，氢氧化钠溶液前后的pH也基本不变
16．如何理解生物界是一个相对稳定的生命系统？
答案：细胞、个体、种群、群落、生态系统以及生物圈都是不同层次的生命系统。由于生命系统属于开放系统，它们与外界环境之间不断进行着物质交流、能量转换和信息传递，这便决定了生命系统时刻处于动态变化的过程之中。生命系统的动态变化都是在一定范围内进行的，否则就会解体，进而导致系统的崩溃。换言之，稳态是生命系统能够独立存在的必要条件。稳态的实现离不开系统内各组分间的相互作用，即系统的自我调节，这种自我调节机制主要依靠反馈调节。稳态是生物界普遍存在的生命现象，它表现在生物个体、群体以及整个生物圈各个层次上。稳态为生物体正常生命活动的进行提供了适宜的环境，生物的活动也对周围环境产生影响。根据稳态的特点，人们可以采取措施，对稳态施加影响，从而为生产服务。
