陳**普通生物學(xué)第3版課后答案
第一章.緒論
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1 .生命體細(xì)胞作為基本單位的組構(gòu),有哪些重要的特點(diǎn)?
細(xì)胞是生命的基本單元。生物有機(jī)體(除病毒外)都是由細(xì)胞組成的。細(xì)胞由一層質(zhì)膜包被:質(zhì)膜將細(xì)胞與環(huán)境分隔開(kāi)來(lái),并成為它與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)口。在化學(xué)組成上,細(xì)胞與無(wú)生命物體的不同在于細(xì)胞中除了含有大量的水外,還含有種類繁多的有機(jī)分子,特別是起關(guān)鍵作用的生物大分子:核酸、蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)。由這些分子構(gòu)成的細(xì)胞是結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜且高度有序的系統(tǒng),在一個(gè)細(xì)胞中除了可以進(jìn)行生命所需要的全部基本新陳代謝活動(dòng)外,還各有特定的功能。整個(gè)生物體的生命活動(dòng)有賴于其組成細(xì)胞的功能的總和。
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2 . 分類階元和界的劃分?生物分界代表性人物?如二界系統(tǒng)為瑞典林奈。
界、門、綱、目、科、屬、種(遞減)
林奈:二界系統(tǒng)、海克爾:原生生物界?惠特克:五界(原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、動(dòng)物界)
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3 .在五界系統(tǒng)中,為什么沒(méi)有病毒?
五界系統(tǒng)根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)類型將生物分為五界,病毒不具細(xì)胞形態(tài),由蛋白質(zhì)和核酸組成,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)新陳代謝所必需的基本系統(tǒng),不包含在五界系統(tǒng)中。
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4 .在二界或三界系統(tǒng)中,細(xì)菌、真菌均隸屬于植物界,在五界系統(tǒng)中,它們都從植物界中劃出來(lái),或獨(dú)立或?yàn)樵松锝绾驼婢?,這樣做的理由是什么?
二界系統(tǒng)中,細(xì)菌和藍(lán)藻屬于植物界,但是它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)顯然處于較低水平,它們沒(méi)有完整的細(xì)胞核(染色體是一個(gè)環(huán)狀的DNA 分子,沒(méi)有核膜), 也沒(méi)有線粒體、高爾基體等細(xì)胞器。藍(lán)藻和某些細(xì)菌有光合作用,但不應(yīng)因此就把它們放入植物界。它們有光合作用只是說(shuō)明生命在進(jìn)化到原核生物階段就有利用光能,進(jìn)行光合作用的能力。真菌是是進(jìn)化的產(chǎn)物,腐食營(yíng)養(yǎng),獨(dú)立為真菌界。
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6 .分子生物學(xué)的發(fā)展如何深化和發(fā)展了人們關(guān)于生物界統(tǒng)一性的認(rèn)識(shí)?
分子生物學(xué)告訴我們,所有生物的細(xì)胞是由相同的組分如核酸、蛋白質(zhì)、多糖等分子所構(gòu)建的。細(xì)胞內(nèi)代謝過(guò)程中每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是由酶所催化的,而酶是一種蛋白質(zhì)。所有的蛋白質(zhì)都由20 種氨基酸以肽鍵的方式連接而成。各種不同蛋白質(zhì)的功能是由蛋白質(zhì)長(zhǎng)鏈中氨基酸的序列決定的。所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA 或RNA 。所有DNA 都是由相同的4 種核苷酸以磷酸二酯鍵的方式連接而成的長(zhǎng)鏈。2 條互補(bǔ)的長(zhǎng)鏈形成DNA 雙螺旋分子。沿著DNA 長(zhǎng)鏈的核苷酸序列決定蛋白質(zhì)長(zhǎng)鏈上氨基酸的序列,進(jìn)而為每一個(gè)物種、每一個(gè)生物體編制藍(lán)圖。生物體的代謝、生長(zhǎng)、發(fā)育等過(guò)程都受到來(lái)自DNA 的信息的調(diào)控。在所有的生物中,遺傳信息的方向是相同的,使用的是同一種遺傳密碼。這些事實(shí)使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到DNA→RNA →蛋白質(zhì)的遺傳系統(tǒng)是生物界的統(tǒng)一基礎(chǔ)。這就令人信服地證明所有生物有一個(gè)共同的由來(lái),各種各樣的生物彼此之間都有或近或遠(yuǎn)的親緣關(guān)系,整個(gè)生物界是一個(gè)多分支的物種進(jìn)化系譜。
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8 .為什么說(shuō)地球上的生態(tài)系統(tǒng)是目前人類生存的地球表層環(huán)境得以維持的支持系統(tǒng)?
地球形成之初,以酸性氣體為主,經(jīng)歷37 億年的生物和環(huán)境協(xié)同進(jìn)化,使今日地球的表面環(huán)境作為我們的家園“恰到好處”,大氣中的C02 濃度正好使地表溫度適合生物生存,并有效地防止了地表液態(tài)水的過(guò)度蒸發(fā),保持了一個(gè)生物生存的液態(tài)水圈;大氣中含有足夠的分子態(tài)氧,保證了生物的呼吸和巖石的風(fēng)化,而巖石的風(fēng)化提供了生命所需的礦物質(zhì),并且大氣中的氧在紫外線作用下形成臭氧層,擋住了來(lái)自宇宙的紫外線輻射,保護(hù)了地表生命;氧化性大氣圈還能使大多數(shù)隕石在到達(dá)地表之前燃燒掉。儲(chǔ)存在地下的煤、石油、天然氣都是生命活動(dòng)的產(chǎn)物。這一切都依賴于地球上的生態(tài)系統(tǒng)提供,要維持這種環(huán)境的物理狀態(tài),仍然需要地表上具有相當(dāng)規(guī)模和質(zhì)量的生態(tài)系統(tǒng),所以說(shuō)地球上的生態(tài)系統(tǒng)是目前人類生存的地球表層環(huán)境得以維持的支持系統(tǒng)。
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第二章.生命的化學(xué)基礎(chǔ)
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?試述脂類的生物學(xué)意義或脂類的生物學(xué)功能?
(1)主要的儲(chǔ)能物質(zhì);(2)生物膜的主要成分;(3)構(gòu)成生物保護(hù)層;(4)有些脂類是重要的生物活性分子;(5)很好的絕緣體
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1 .動(dòng)物是由于氧氣(O2)氧化糖(C6 H12 O6)產(chǎn)生CO2和H20 獲得能量。假設(shè)你想知道所產(chǎn)生的CO2中的氧是來(lái)自于糖還是氧氣,試設(shè)計(jì)一個(gè)用180作為示蹤原子的實(shí)驗(yàn)來(lái)回答你的問(wèn)題。
自然界中氫含有3種同位素.即160 、170 、180 。其中180 占0.2 % ,是一種穩(wěn)定同位素.常作為示蹤原子用于化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究中。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):用180標(biāo)記糖作示蹤原子供給動(dòng)物的有氧呼吸,質(zhì)譜分析測(cè)定生成物CO2的放射性,如果CO2中的氧具放射性說(shuō)明CO2中的氧是來(lái)自于糖。一對(duì)照組中180 標(biāo)記O2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析測(cè)定CO2是否具有放射性,如果沒(méi)有,進(jìn)一步清楚地表明CO2中的氧來(lái)自糖而不是O2。
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2 .有人說(shuō):“不必?fù)?dān)心工農(nóng)業(yè)所產(chǎn)生的化學(xué)廢料會(huì)污染環(huán)境,因?yàn)榻M成這些廢料的原子本來(lái)就存在于我們周圍的環(huán)境中?!蹦闳绾务g斥此種論調(diào)?
這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的?;衔镉稍亟M成,最外層中的電子數(shù)決定著原子的化學(xué)特性,電子的共用或得失,也就是化學(xué)鍵的形成決定了化合物的形成、不同化合物具有不同的性質(zhì)。工農(nóng)業(yè)所產(chǎn)生的化學(xué)廢料會(huì)影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)和人體健康,干擾物質(zhì)循環(huán),對(duì)地球物化循環(huán)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
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3 .兔子吃的草中有葉黃素,但葉黃素僅在兔子的脂肪中積累而不在肌肉中積累。發(fā)生這種選擇性積累的原因在于這種色素的什么特性?
葉黃素是脂溶性色素,不溶于水,溶于脂肪和脂肪溶劑。被吸收后容易在脂肪等非極性器官積累,肌肉中容易積累的是水溶性的色素。
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4 .牛能消化草,但人不能,這是因?yàn)榕N钢杏幸环N特殊的微生物而人胃中沒(méi)有。你認(rèn)為這種微生物進(jìn)行的是什么生化反應(yīng)?如果用一種抗生素將牛胃中所有的微生物都消滅掉,牛會(huì)怎樣?
動(dòng)物消化道中沒(méi)有纖維素酶,不能消化纖維素。牛、馬等動(dòng)物胃中寄生著一種特殊的微生物,具有能分解纖維素的酶(cellulase ) ,使纖維素水解產(chǎn)生纖維二糖,再進(jìn)一步水解而成葡萄糖。纖維素是牛、馬等動(dòng)物的主要食物,如果用抗生素將牛胃中所有的微生物都消滅掉,牛將缺乏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)死亡。
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5 .有一種由9種氨基酸組成的多肽,用3 種不同的酶將此多肽消化后,得到下列5個(gè)片段(N 代表多肽的氨基酸):
丙一亮一天冬一酪一擷一亮
酪一擷一亮
N 一甘一脯一亮
天冬一酪一擷一亮
N 一甘一脯一亮一丙一亮
試推測(cè)此多肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)題意,蛋白質(zhì)的N末端氨基酸殘基是甘氨酸。3種不同的酶將此多肽消化后,多肽鏈斷裂成5肽段。用重疊法確定多肽段在多肽鏈中的次序。此多肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)為:N—甘一脯一亮一丙一亮一天冬一酪一擷一亮。
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第三章. 細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)胞通訊
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2 .原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的差別關(guān)鍵何在?
原核細(xì)胞在地球上出現(xiàn)最早,沒(méi)有膜包被的細(xì)胞核,只有一個(gè)擬核區(qū),染色體為環(huán)形的DNA 分子。真核細(xì)胞有細(xì)胞核,核膜包被,內(nèi)有核仁。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的差別關(guān)鍵是無(wú)核膜、核仁等結(jié)構(gòu),沒(méi)有復(fù)雜的細(xì)胞器分化。
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3 植物一般不能運(yùn)動(dòng),其細(xì)胞的結(jié)構(gòu)如何適應(yīng)于這種特性?
植物細(xì)胞最外圍有一層一定彈性和硬度的細(xì)胞壁(Cell wall ) ,具有支持、防御與保護(hù)的作用。葉綠體含有葉綠素等色素,是光合作用的細(xì)胞器,為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供物質(zhì)能量。
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4 .動(dòng)物能夠運(yùn)動(dòng),其細(xì)胞結(jié)構(gòu)如何適應(yīng)于這種特性?
動(dòng)物細(xì)胞有細(xì)胞膜,細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞核。細(xì)胞膜由單位膜構(gòu)成,便于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)運(yùn)輸。細(xì)胞質(zhì)包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞器包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng),線粒體,高爾基體,核糖體,溶酶體,中心體。
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5 .細(xì)胞器的出現(xiàn)和分工與生物由簡(jiǎn)單進(jìn)化到復(fù)雜有什么關(guān)系?
單細(xì)胞生物出現(xiàn)簡(jiǎn)單分化的細(xì)胞器,通過(guò)各組成成分的協(xié)調(diào)配合完成生命活動(dòng)。生物由簡(jiǎn)單進(jìn)化到復(fù)雜,細(xì)胞器增多,分工越來(lái)越細(xì)。
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6 動(dòng)、植物細(xì)胞的質(zhì)膜在成分和功能上基本相同,其生物學(xué)意義何在?
質(zhì)膜是由脂類和蛋白質(zhì)分子以非共價(jià)鍵組合裝配而成。骨架是磷脂類的雙分子層,脂雙層的表面是磷脂分子的親水端,內(nèi)部是磷脂分子疏水的脂肪酸鏈。脂雙層有屏障作用,使膜兩側(cè)的水溶性物質(zhì)不能自由通過(guò)。脂雙層中還有以不同方式鑲嵌其間的蛋白質(zhì)分子,生物膜的許多重要功能都是由這些蛋白質(zhì)分子來(lái)執(zhí)行的。有的蛋白質(zhì)分子和物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān),有的本身就是酶或重要的電子傳遞體,有的是激素或其他有生物學(xué)活性物質(zhì)的受體。動(dòng)、植物細(xì)胞的質(zhì)膜在成分和功能上基本相同,例如跨膜物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞信息傳遞、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動(dòng)性密切相關(guān)。動(dòng)、植物細(xì)胞的質(zhì)膜在成分和功能上的同一性,有益于我們認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的有序性和統(tǒng)一性。
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7 .最近發(fā)現(xiàn)了食欲肽(orexin ) ,一種似乎能調(diào)節(jié)任何動(dòng)物食欲的信號(hào)分子。在饑餓的人體內(nèi),可測(cè)出血液中食欲肽濃度較高。利用你關(guān)于膜受體和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的知識(shí),試著提出利用食欲肽治療厭食癥和肥胖癥的可能療法的建議。
細(xì)胞通過(guò)胞膜或胞內(nèi)受體感受信息分子的刺激,經(jīng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,會(huì)影響細(xì)胞生物學(xué)功能?;瘜W(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑包括3 個(gè)階段:信號(hào)接受、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和響應(yīng),這是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程。食欲肽(orexin)屬于神經(jīng)肽,Orexin 刺激采食呈劑量依賴性,產(chǎn)生于下丘腦側(cè)部。研究者觀察到饑餓時(shí),Orexin 水平上升。將食欲肽注射老鼠腦中,導(dǎo)致幾個(gè)小時(shí)內(nèi)采食量比對(duì)照組多3 一6倍,同時(shí)刺激胃酸的分泌。這啟示我們治療厭食癥可采取直接在患者體內(nèi)過(guò)表達(dá)小分子的Orexin 或表達(dá)orexin 受體或受體的某一片段,強(qiáng)化信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)響應(yīng)。治療肥胖癥則采取相反的措施。
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第四章
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1 .人體的細(xì)胞不會(huì)用核酸作為能源。試分析其理由。
核酸有DNA 和RNA 兩類,在細(xì)胞體內(nèi)作用重要。核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),細(xì)胞中核酸主要存在于細(xì)胞核中,核酸的質(zhì)和量保持相對(duì)的穩(wěn)定性,不容易分解。如果可以利用核酸作為能源,那么就必須有核酸氧化酶,這樣遺傳過(guò)程中傳遞遺傳信息的物質(zhì)很容易就會(huì)被誤氧化,不利于遺傳的正確進(jìn)行,因此生物進(jìn)化過(guò)程中就不會(huì)保留核酸氧化酶,因此就不會(huì)以核酸作為能源。
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3 .曾一度認(rèn)為二硝基酚(DNP )有助于人體減肥,后來(lái)發(fā)現(xiàn)此藥不安全,因此禁用。DNP 的作用是使線粒體內(nèi)膜對(duì)H十的透性增加,因而磷酸化與電子傳遞不能耦聯(lián)。試說(shuō)明DNP 何以使人體重減輕。
二硝基酚(DNP )是解耦聯(lián)劑,使氧化和磷酸化脫耦聯(lián),氧化仍可以進(jìn)行,而磷酸化不能進(jìn)行。DNP為離子載體,能增大線粒體內(nèi)膜對(duì)H十的通透性,消除H十梯度,因而無(wú)ATP 生成,使氧化釋放出來(lái)的能量全部以熱的形式散發(fā)。
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(用二硝基酚作為減肥的藥物雖可起到減肥的效果,因?yàn)槿梭w獲得同樣量的ATP要消耗包括脂肪在內(nèi)的大量的燃料分子。但用它減肥的嚴(yán)重性在于,當(dāng)P/O接近零時(shí),會(huì)導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。)
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6 .某科學(xué)家用分離的葉綠體進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。先將葉綠體浸泡在pH4 溶液中,使類囊體空腔中的pH 為4 ,然后將此葉綠體轉(zhuǎn)移到pH8 的溶液中,結(jié)果此葉綠體暗中就能合成ATP ,試解釋此實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
葉綠體浸泡在pH4 溶液中,基質(zhì)中攝取了H ,并將攝取的H 泵入類囊體的腔,使類囊體空腔中的pH 為4 。將此葉綠體轉(zhuǎn)移到pH 8 的溶液中,類囊體膜兩側(cè)建立了H 質(zhì)子電化學(xué)梯度,驅(qū)使ADP 磷酸化產(chǎn)生ATP 。
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8 .熱帶雨林僅占地球表面積的3 % ,但佑計(jì)它對(duì)全球光合作用的貢獻(xiàn)超過(guò)20 %。因此有一種說(shuō)法:熱帶雨林是地球上給其它生物供應(yīng)氧氣的來(lái)源。然而,大多數(shù)專家認(rèn)為熱帶雨林對(duì)全球氧氣的產(chǎn)生并無(wú)貢獻(xiàn)或貢獻(xiàn)很小。試從光合作用和細(xì)胞呼吸兩個(gè)方面評(píng)論這種看法。
熱帶雨林光合作用強(qiáng),是生產(chǎn)力最大的生態(tài)系統(tǒng),但溫度高,呼吸作用消耗的氧氣也多。特別是晚上,植物停止了光合作用,細(xì)胞呼吸依然消耗O2,所以整體上看熱帶雨林對(duì)全球氧氣的產(chǎn)生并無(wú)貢獻(xiàn)或貢獻(xiàn)很小。
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第五章
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1.如果用一種阻止DNA 合成的化學(xué)試劑處理細(xì)胞,那么細(xì)胞將停留在細(xì)胞周期的哪個(gè)階段?
增殖細(xì)胞的細(xì)胞周期包括:
G1期:合成前期,合成RNA 和蛋白質(zhì),為S 期合成DNA作準(zhǔn)備;
S 期:DNA 合成期,主要合成DNA ;
G2 期:有絲分裂前期,繼續(xù)合成RNA 和蛋白質(zhì);
M 期:分裂期,發(fā)生有絲分裂,生成兩個(gè)子細(xì)胞。
用一種阻止DNA 合成的化學(xué)試劑處理細(xì)胞,細(xì)胞將停留在S 期。
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2 .紅細(xì)胞的壽命為120 天,一個(gè)成年人平均約有5L 血液。假定每升血液中有500 萬(wàn)個(gè)紅細(xì)胞,那么每秒鐘需要產(chǎn)生多少個(gè)新的細(xì)胞才能保證血液中紅細(xì)胞含量正常。
5 *5 000000 / ( 120x24x60x60 )=2.4個(gè)
每秒鐘需要產(chǎn)生3個(gè)新的細(xì)胞才能保證血液中紅細(xì)胞含量正常。
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4 .在有絲分裂的細(xì)胞周期中,細(xì)胞先將染色體加倍,然后進(jìn)行有絲分裂。結(jié)果是兩個(gè)子細(xì)胞中的染色體數(shù)和母細(xì)胞中的一樣。另一種可能的方式是細(xì)胞先分裂,然后在子細(xì)胞中復(fù)制染色體。這樣會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題?你認(rèn)為這樣的細(xì)胞周期是否和你學(xué)過(guò)的細(xì)胞周期一樣好?(提示:從生物進(jìn)化的角度考慮)
細(xì)胞先分裂,然后在子細(xì)胞中復(fù)制染色體的分裂方式會(huì)導(dǎo)致遺傳物質(zhì)的流失,也無(wú)法保證染色體的平均分配。
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5 .癌癥的原意就是細(xì)胞周期失去控制,因而細(xì)胞無(wú)限制地分裂。全世界每年用于治療癌癥的藥物方面要花費(fèi)大量經(jīng)費(fèi),而用于防癌的經(jīng)費(fèi)則少得多。生活方式的改變有助于防癌嗎?預(yù)防癌癥的可能途徑有哪些?
生活方式的改變有助于防癌。一級(jí)預(yù)防是減少或消除各種致癌因素對(duì)人體產(chǎn)生的致癌作用,降低發(fā)病率。如平時(shí)應(yīng)注意參加體育鍛煉,改變自身的低落情緒,保持旺盛的精力,從而提高機(jī)體免疫功能和抗病能力;注意飲食、飲水衛(wèi)生,防止癌從口人;不吃霉變腐敗,燒焦的食物以及熏、烤、腌、泡的食物,或不飲用貯存較長(zhǎng)時(shí)間的水,不吸煙、不酗酒,科學(xué)搭配飲食,多吃新鮮蔬菜、水果和富有營(yíng)養(yǎng)的多種食物,養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣。同時(shí)注意保護(hù)環(huán)境、避免和減少對(duì)大氣、飲食、飲水的污染,可以防止物理、化學(xué)和寄生蟲、病毒等致癌因子對(duì)人體的侵害,有效地防止癌癥的發(fā)生。
二級(jí)預(yù)防是利用早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷和早期治療的有效手段來(lái)減少癌癥病人的死亡。在平時(shí)生活中除加強(qiáng)體育鍛煉還應(yīng)注意身體的一些不適變化和定期體檢。如拍照胸片、支氣管鏡檢查可以發(fā)現(xiàn)早期肺癌;做B 型超聲波掃描、甲胎蛋白測(cè)定,可揭示肝癌;做常規(guī)***細(xì)胞學(xué)檢查,可早期發(fā)現(xiàn)宮頸癌;食道拉網(wǎng)檢查、纖維食道鏡、胃鏡、腸鏡檢查,可早期發(fā)現(xiàn)食道癌、胃癌、結(jié)腸癌等。因此,一旦發(fā)現(xiàn)身體患癌癥之后,一定到腫瘤??漆t(yī)院去診斷和治療,樹(shù)立戰(zhàn)勝癌癥的信心,積極配合,癌癥是可以治愈的。***預(yù)防是在治療癌癥時(shí),設(shè)法預(yù)防癌癥復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,防止并發(fā)癥和后遺癥。
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第六章
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3 .動(dòng)物為什么必須維持體內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定?
動(dòng)物的細(xì)胞生活在體內(nèi)的液體環(huán)境中。除了表面的幾層角質(zhì)化的死細(xì)胞和空氣直接接觸外,內(nèi)部細(xì)胞無(wú)一例外都是浸浴在體液之中。體液是細(xì)胞的分泌產(chǎn)物,血漿、淋巴、腦脊髓液以及器官組織之間的組織液(tissue fluid )都是體液。體液構(gòu)成了多細(xì)胞生物體的內(nèi)環(huán)境(internal environment )。動(dòng)物維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定原因有以下三點(diǎn):
( 1 )熱力學(xué)第二定律:能的每一次轉(zhuǎn)化總要失去一些可用的自由能(所以生物要吸收物質(zhì)),總要導(dǎo)致熵的增加,而熵的增加則意味著有序性的降低,所以生物要通過(guò)代謝將吸收的低熵物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哽嘏懦鲶w外,以維持有序性,而有序性是動(dòng)物得以存活的必需條件。
( 2 )雖然動(dòng)物身體的外部環(huán)境變化較大,但其身體內(nèi)環(huán)境的變化不大,這就給細(xì)胞提供了一個(gè)比較穩(wěn)定的物理、化學(xué)環(huán)境。
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( 3 )生命活動(dòng)主要表現(xiàn)為細(xì)胞的代謝,而細(xì)胞的代謝主要是酶促反應(yīng),酶促反應(yīng)要求一定的溫度,一定的底物濃度,一定的PH ,離子濃度等較為穩(wěn)定的物理?xiàng)l件和化學(xué)條件。
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第七章
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4 .什么是“三高”膳食,有什么危害?
“三高”膳食指的是高熱量、高脂肪、高蛋白質(zhì)的食品。過(guò)量攝人熱量、脂肪、蛋白質(zhì),加之缺乏運(yùn)動(dòng),會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩,導(dǎo)致“文明病”。高熱量引起冠心病、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化和心肌梗塞。高脂肪主要為飽和脂肪酸,膽固醇含量高,易在血管壁上沉積導(dǎo)致動(dòng)脈硬化和高血壓疾病。癌癥的發(fā)生率高也與“三高”有關(guān)。
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5 .為了身體健康,在膳食方面應(yīng)該遵守哪些原則?
合理營(yíng)養(yǎng)是健康的物質(zhì)基礎(chǔ),而平衡膳食是合理營(yíng)養(yǎng)的唯一途徑。為了身體健康,在膳食方面應(yīng)該遵守原則:( l )食物多樣、谷類為主。(2 )多吃蔬菜、水果和薯類。?( 3 )常吃奶類、豆類或其制品。(4 )常吃適量的魚、禽、蛋、瘦肉,少吃肥肉和葷油。( 5 )食量與體力活動(dòng)要平衡,保持適宜體重。(6 )吃清淡少鹽的膳食。(7 )如飲酒應(yīng)限量。?( 8 )吃清潔衛(wèi)生、不變質(zhì)的食物。
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7 .為什么胃液不消化壁自身呢?
胃粘膜的屏障作用。因?yàn)槲刚衬け砻嬗幸粚佑缮掀ぜ?xì)胞產(chǎn)生的脂蛋白層,形成一個(gè)保護(hù)屏障。胃表面呈星羅棋布的小凹,幾乎占表面積的一半。仔細(xì)一數(shù),每平方毫米有100 多個(gè)。胃小凹分泌膠凍樣的黏液,稠度是水的30 一260倍。這些黏液好像機(jī)器的油封,有1 mm 以上的厚度,涂于黏膜表面,作為有效的屏障,保護(hù)胃免遭損害。
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8 胃在消化過(guò)程中起哪些作用?
胃的作用如下:
( 1 )暫時(shí)儲(chǔ)存:胃可容納幾倍于初體積的食物,食物進(jìn)人胃中,由空胃時(shí)的50 一60ml 的容積可擴(kuò)張到幾千毫升的容積。
( 2 )消化:分物理性消化和化學(xué)性消化兩種,依靠胃的蠕動(dòng)和胃腺分泌胃液完成。胃的蠕動(dòng)是胃有節(jié)律地波浪式運(yùn)動(dòng),人頻率3 次/分,一波未平,一波又起??v行肌層內(nèi)的起搏細(xì)胞自發(fā)產(chǎn)生基本電節(jié)律,引起膜電位節(jié)律性變化、平滑肌收縮。這種自發(fā)的運(yùn)動(dòng)受神經(jīng)和激素的影響。胃的蠕動(dòng)波向幽門推進(jìn)時(shí)幽門同時(shí)縮小,所以每一個(gè)蠕動(dòng)波只能將幾毫升的食糜擠過(guò)幽門進(jìn)人十二指腸,大部分的食糜仍被擠回胃竇。這樣每次胃的蠕動(dòng)只能將幾毫升的食糜擠入十二指腸,使食糜能在小腸中被充分消化。食物在胃內(nèi)停留的時(shí)間為3 一4h 。如果沒(méi)有胃的存儲(chǔ)食物并控制食糜進(jìn)入小腸的速率,那么大量的食物將快速通過(guò)小腸,不能被小腸充分消化和吸收,就會(huì)產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)不良的后果。胃腺還分泌胃蛋白酶,使蛋白質(zhì)變?yōu)槎嚯摹?/p>
( 3 )胃還有另一個(gè)重要作用,即分泌內(nèi)因子。內(nèi)因子是胃黏膜壁細(xì)胞分泌的。缺少內(nèi)因子,維生素B 12 便不能被吸收,而維生素B 12 對(duì)紅細(xì)胞的形成是必須的。它可在肝中大量貯存。因此切除胃的人在短期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)惡性貧血癥,會(huì)在手術(shù)幾年之后出現(xiàn)此病。
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9 .哪些營(yíng)養(yǎng)素可以在胃內(nèi)吸收?
蛋白質(zhì)被胃蛋白酶分解的產(chǎn)物多肽和唾液淀粉酶,分解淀粉產(chǎn)生的雙糖都不能被胃吸收。胃僅能吸收少量水和酒精??崭箷r(shí)飲酒,酒精很容易被胃吸收,進(jìn)人血液循環(huán)。
10 .試述小腸在消化過(guò)程中的重要作用?
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小腸是消化食物和吸收營(yíng)養(yǎng)素的主要器官。小腸長(zhǎng)5 一7m ,分為?+二指腸、空腸、回腸三部分。胰、肝向小腸分泌消化液;小腸的多種運(yùn)動(dòng)形式有利于食物的消化吸收;小腸具有的特殊結(jié)構(gòu)有利于吸收營(yíng)養(yǎng)素。小腸粘膜的環(huán)狀皺褶一絨毛一微絨毛可使小腸吸收面積達(dá)200m2,比小腸管的內(nèi)表面增大600倍,極大地提高了小腸消化和吸收的效率。被分解成的小分子物質(zhì)在小腸內(nèi)停留時(shí)間最長(zhǎng),絨毛內(nèi)神經(jīng)、毛細(xì)血管、毛細(xì)淋巴管豐富,不同部位吸收的物質(zhì)不同。
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第八章
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3 為什么營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)出現(xiàn)水腫?
組織液的病理性增加的狀態(tài),稱為浮腫或水腫(edema )。營(yíng)養(yǎng)不良時(shí),血漿中蛋白質(zhì)含量過(guò)低,導(dǎo)致血漿滲透壓下降,引起組織液中水分增多。
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4 .為什么適量獻(xiàn)血有益健康?
對(duì)于健康的成年人來(lái)說(shuō),一次抽取10 %左右的血(200 一400 ml )對(duì)身體完全無(wú)礙。因?yàn)楂I(xiàn)血后組織間液會(huì)迅速進(jìn)人血管,補(bǔ)充血漿中的水分和電解質(zhì),補(bǔ)足血液總量。肝臟加速蛋白質(zhì)的合成,經(jīng)過(guò)1天左右,血漿中的蛋白質(zhì)可以恢復(fù)。健康人獻(xiàn)血后,白細(xì)胞、血小板幾天內(nèi)就可代償,紅細(xì)胞1個(gè)月可恢復(fù)正常。獻(xiàn)血造成缺氧,腎產(chǎn)生的促紅細(xì)胞生成素增多,會(huì)加速紅細(xì)胞生成。由于人體機(jī)能及時(shí)補(bǔ)充所損失的血液。所以健康成年人一次獻(xiàn)血200 一300ml 不會(huì)影響身體將康。
適量獻(xiàn)血有益健康。首先,對(duì)于血脂高的人來(lái)說(shuō),定期獻(xiàn)血可以降低血脂和膽固醇,減緩人的衰老。其次,通過(guò)定期獻(xiàn)血不斷刺激骨髓的造血系統(tǒng),可以不斷產(chǎn)生年輕的血細(xì)胞,降低血液的粘稠度,減少冠心病等心腦血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生。據(jù)《國(guó)際癌癥》?期刊報(bào)導(dǎo),如果男子體內(nèi)的鐵質(zhì)含量超過(guò)正常值的10 %患癌癥的機(jī)率就會(huì)提高。男子通過(guò)獻(xiàn)血排除過(guò)多的鐵質(zhì),可以減少癌癥的發(fā)病率。
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5 .Rh 陰性婦女結(jié)婚后應(yīng)該注意什么問(wèn)題?
Rh 陰性的婦女與Rh陽(yáng)性的男子結(jié)婚,由于Rh 因子是顯性遺傳,胎兒可能是Rh 陽(yáng)性。Rh 陽(yáng)性胎兒的紅細(xì)胞上的Rh 因子如果由于某些原因進(jìn)人母體血液,會(huì)使母體產(chǎn)生抗Rh 凝集素。抗Rh 凝集素經(jīng)胎盤進(jìn)人胎兒循環(huán),使胎兒紅細(xì)胞凝集、破壞,可導(dǎo)致胎兒嚴(yán)重貧血,甚至死亡。這種嚴(yán)重的胎兒貧血癥往往發(fā)生在第二胎,因?yàn)榈谝惶シ置鋾r(shí)胎盤從子宮分離,引起流血,一部分胎兒的血液進(jìn)人母體循環(huán),使母體產(chǎn)生抗Rh 凝集素再作用于第二胎產(chǎn)生嚴(yán)重后果。這位婦女由于血液中已有抗Rh 凝集素,如果再輸人Rh 陽(yáng)性者的血液也會(huì)使紅細(xì)胞凝集,發(fā)生嚴(yán)重的反應(yīng)。
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7 .微循環(huán)在體內(nèi)起什么作用?
人體血液流經(jīng)動(dòng)脈末梢端,再流到微血管,然后匯合流人靜脈,這種在微動(dòng)脈和微靜脈之間血管里的血液循環(huán),稱為微循環(huán)。血液和組織液之間的物質(zhì)交換是通過(guò)微循環(huán)中的毛細(xì)血管進(jìn)行的,微循環(huán)的基本功能是供給細(xì)胞能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),帶走代謝廢物,保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,保證正常的生命活動(dòng)。微循環(huán)起著“第二心臟”的作用,因?yàn)閮H靠心臟的收縮力是不可能將心臟內(nèi)的血液輸送到組織細(xì)胞的,必須有微血管再次調(diào)節(jié)供血,才能將血液灌注進(jìn)入細(xì)胞。微循環(huán)同人體健康息息相關(guān)。微循環(huán)障礙如發(fā)生在神經(jīng)系統(tǒng),就會(huì)使腦細(xì)胞供血、供氧不足,引起頭痛頭暈、失眠多夢(mèng)、記憶不好,甚至中風(fēng);發(fā)生在心血管系統(tǒng),心肌細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)不良,就會(huì)發(fā)生胸悶、心慌、心律不齊、心絞痛,甚至心肌阻塞;發(fā)生在呼吸系統(tǒng),就會(huì)氣短、憋悶、咳嗽、哮喘,重者呼吸驟停;發(fā)生在消化系統(tǒng),胃腸功能則減弱、紊亂,引起胃腸道疾?。黄渌K器、肌肉和骨骼、關(guān)節(jié)等出現(xiàn)微循環(huán)障礙,都會(huì)發(fā)生病癥。微循環(huán)障礙還直接影響著人的壽命。在長(zhǎng)壽的諸多因素中,良好的微循環(huán)功能是最基本的生理?xiàng)l件。微循環(huán)功能良好的人身體一定健康,也必定會(huì)長(zhǎng)壽。
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第九章
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2 .為什么吸煙危害健康?
吸煙產(chǎn)生的煙氣危害人體健康。煙氣中含有尼古丁、CO、煙堿等全身性有害毒物,苯并花、苯并蔥等致癌物質(zhì)。
吸煙使血紅蛋白及血中游離CO 含量增加,大腦組織常處于缺氧狀態(tài),影響腦的高級(jí)功能。吸煙后血中尼古丁含量增加刺激主動(dòng)脈和頸動(dòng)脈化學(xué)感受器,引起動(dòng)脈壓暫時(shí)反射性上升,心率增高,增加了心血管系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),是促使心肌梗塞和突然死亡的重要原因。煙堿能使吸煙者神經(jīng)沖動(dòng)發(fā)生紊亂,損害神經(jīng)系統(tǒng),使人記憶力衰退,過(guò)早衰老。煙草中含有許多致癌物以及能夠降低機(jī)體排出異物能力的纖毛毒物質(zhì)。這些毒物附在香煙煙霧的微小顆粒上,到達(dá)肺泡并在那里沉積,彼此強(qiáng)化,大大加強(qiáng)了致癌作用。吸煙引起呼吸道炎癥反應(yīng),長(zhǎng)期吸煙引起終末細(xì)支氣管阻塞和肺泡破裂,引發(fā)慢性肺氣腫。
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3 .為什么運(yùn)動(dòng)員要到高原去訓(xùn)練?
高原缺氧,長(zhǎng)期在高原生活的人心肺功能會(huì)比在平原地區(qū)生活的人更強(qiáng)。在高原訓(xùn)練,可以最大程度的激發(fā)潛能,讓心肺功能得到極限鍛煉。人在高原低氧條件下,紅細(xì)胞生成增多,呼吸循環(huán)功能增強(qiáng),機(jī)體通過(guò)神經(jīng)反射和高層次神經(jīng)中樞的調(diào)節(jié)、控制作用使心輸出量和循環(huán)血容量增加,補(bǔ)償細(xì)胞內(nèi)降低了的氧含量,從而提高耐受缺氧的能力,適應(yīng)惡劣的低氧環(huán)境,以維持正常的生命活動(dòng)。從目前的研究結(jié)果分析,高原訓(xùn)練對(duì)有氧代謝能力的提高有積極作用,其機(jī)制可能是高原訓(xùn)練可改善心臟功能及提高紅細(xì)胞和血紅蛋白水平,有利于氧的傳送;同時(shí),紅細(xì)胞內(nèi)2 , 3 一二磷酸甘油酸濃度增加及骨骼肌毛細(xì)血管數(shù)量和形態(tài)的改善,有利于氧的釋放和彌散,從而導(dǎo)致機(jī)體的運(yùn)輸氧氣的速率增加。另外,高原訓(xùn)練可使骨骼肌線粒體氧化酶活性升高,導(dǎo)致機(jī)體利用氧的能力及氧化磷酸化能力增加。
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第十章
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1 .試述人體是怎樣通過(guò)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制來(lái)維持體溫的穩(wěn)定的。
體溫恒定是通過(guò)調(diào)節(jié)人體的產(chǎn)熱和散熱兩個(gè)生理過(guò)程處于動(dòng)態(tài)平衡實(shí)現(xiàn)的,人體最重要的體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦。下丘腦中存在調(diào)定點(diǎn)機(jī)制,即體溫調(diào)節(jié)類似恒溫器的調(diào)節(jié)機(jī)制。恒溫動(dòng)物有一確定的調(diào)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)(如37 ℃?),如果體溫偏離這個(gè)數(shù)值,則通過(guò)反饋系統(tǒng)將信息送回下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞。下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞整合來(lái)自外周和體核的溫度感受器的信息,將這些信息與調(diào)定點(diǎn)比較,相應(yīng)地調(diào)節(jié)散熱機(jī)制或產(chǎn)熱機(jī)制,維持體溫的恒定。
當(dāng)人體處在寒冷的環(huán)境中,寒冷刺激了皮膚里的冷覺(jué)感受器,感受器發(fā)出的興奮傳入下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞,引起產(chǎn)熱中樞興奮和散熱中樞抑制,從而反射性地引起皮膚血管收縮,使皮膚散熱量減少;同時(shí),皮膚的立毛肌收縮(發(fā)生所謂“雞皮疙瘩”) ,骨胳肌也產(chǎn)生不自主地戰(zhàn)栗,使產(chǎn)熱量增加。這樣,人體通過(guò)對(duì)產(chǎn)熱過(guò)程和散熱過(guò)程的反饋調(diào)節(jié),在寒冷環(huán)境中維持正常的體溫。相反,人處在炎熱的環(huán)境中,皮膚里的熱覺(jué)感受器受刺激后所發(fā)出的興奮傳人體溫調(diào)節(jié)中樞,引起散熱中樞興奮和產(chǎn)熱中樞抑制,從而反射性地使肌肉松弛,皮膚血管擴(kuò)張,汗液分泌增多等,這樣散熱增多,產(chǎn)熱減少,體溫仍維持止常。
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2 .為什么在高溫環(huán)境中從事體力勞動(dòng)的工人常飲用含食鹽0.1%-0.5%的清涼飲料?
在高溫高熱環(huán)境中工作中進(jìn)行過(guò)量體力勞動(dòng)的人,為調(diào)節(jié)體溫,會(huì)排出大量的汗液,這時(shí)飲含食鹽0.1%-0.5%的清涼飲料能很快補(bǔ)充人體所需的水分、鈉鹽,降低血液濃度,加速排泄體內(nèi)廢物。
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4 .在海上遇難的人為什么不能靠喝海水維持生命?
海水中含有大量鹽份,它的平均鹽度是3.5%,高于人體鹽度的4倍,人喝了后,雖可解一時(shí)之渴,但不久就會(huì)大量排尿,使人體內(nèi)水分大量喪失,脫水而亡。人體為了要排出100g 海水中含有的鹽類,就要排出1 50g 左右的水分。所以,飲用了海水的人不僅補(bǔ)充不到人體需要的水分,反而脫水加快,最后造成死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì),在海上遇難的人員中,飲海水的人比不飲海水的死亡率高12倍。
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第十一章
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1 .免疫系統(tǒng)怎樣識(shí)別侵入身體的病原體?
人體所有細(xì)胞的細(xì)胞膜上都有不同的蛋白質(zhì),包括主要組織相容性復(fù)合體(MHC )的分子標(biāo)記。自細(xì)胞認(rèn)識(shí)自身的身份標(biāo)簽,在正常情況下不會(huì)攻擊帶有這些標(biāo)簽的自身細(xì)胞。病毒、細(xì)菌和其它的致病因子在它們的表面也帶有自身的分子標(biāo)記。當(dāng)“非我”標(biāo)記被識(shí)別后,B一淋巴細(xì)胞和T一淋巴細(xì)胞受到刺激,開(kāi)始反復(fù)分裂,形成巨大的數(shù)量。同時(shí)分化成不同的群體,以不同的方式對(duì)人侵者作出反應(yīng)。
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2 .動(dòng)作電位是怎樣產(chǎn)生的?
靜息的神經(jīng)細(xì)胞膜呈極化狀態(tài),主要是由于神經(jīng)細(xì)胞膜對(duì)Na+、K +離子通透性不同。對(duì)K+的通透性大,對(duì)Na+的通透性小,膜內(nèi)K+擴(kuò)散到膜外,而膜內(nèi)的負(fù)離子卻不能擴(kuò)散會(huì)出去,膜外的Na+也不能擴(kuò)散進(jìn)來(lái),呈現(xiàn)極化狀態(tài),即外正內(nèi)負(fù)的電位差。細(xì)胞膜受刺激時(shí),膜極化狀態(tài)被破壞(去極化),在短時(shí)間內(nèi)膜內(nèi)電位高于膜外電位,即內(nèi)正外負(fù),膜內(nèi)達(dá)到?20 ~ 40 mV (反極化)。主要因?yàn)榧?xì)胞膜對(duì)Na+的通透性突然增大,超過(guò)對(duì)K+的通透性,大量Na+進(jìn)人膜內(nèi)。膜內(nèi)正電位達(dá)到一定的值,就變成阻止Na+進(jìn)入的力量,膜對(duì)Na+的通透性降低,而對(duì)K+的通透性增加,K+又涌向膜外,結(jié)果恢復(fù)到靜息電位(復(fù)極化)。
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3 .神經(jīng)沖動(dòng)是怎樣在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞的?
神經(jīng)沖動(dòng)在一個(gè)神經(jīng)元上以動(dòng)作電位的形式傳導(dǎo)。一個(gè)神經(jīng)元的軸突末梢和另一個(gè)神經(jīng)元胞體或樹(shù)突相連的部位就是神經(jīng)突觸。神經(jīng)突觸的結(jié)構(gòu)包括:
突觸前膜:末梢軸突膜,7 nm 。
突觸間隙:兩膜之間,20 nm ,其間含有粘多糖、糖蛋白。
突觸后膜:下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞體或樹(shù)突膜,7 nm 。
突觸前膜胞體含有許多突觸小泡,包含多種多樣的神經(jīng)遞質(zhì)。突觸后膜上有許多特異性的蛋白質(zhì)受體。突觸傳遞過(guò)程:末梢動(dòng)作電位→Ca+進(jìn)人膜內(nèi)→突觸小泡貼于前膜并融合于前膜→小泡破裂,結(jié)合處出現(xiàn)裂口→遞質(zhì)進(jìn)入間隙→遞質(zhì)與后膜受體結(jié)合→后膜離子通透性改變→突觸后電位,引起興奮性或抑制性信號(hào)傳遞。
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???????11 免疫系統(tǒng)與免疫功能
如何確定患者是否感染過(guò)某種傳染????
答案:在一次免疫應(yīng)答中產(chǎn)生的抗體不會(huì)全部用完。檢查血液中某一種抗體便可確定一個(gè)人是否感染過(guò)某種特定的傳染病。
內(nèi)分泌系統(tǒng)與體液調(diào)節(jié)
2.內(nèi)分泌系統(tǒng)內(nèi)部是怎么調(diào)節(jié)控制的?
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答案:垂體包括腺垂體和神經(jīng)垂體,垂體的調(diào)節(jié)是內(nèi)分泌系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)。神經(jīng)垂體釋放抗利尿激素的和催產(chǎn)素。腺垂體分泌生長(zhǎng)激素、催乳素、促甲狀腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素、促卵泡激素和黃體生成素等,分別支配性腺、腎上腺皮質(zhì)和甲狀腺的活動(dòng)。促甲狀腺激素可促進(jìn)甲狀腺生長(zhǎng)、發(fā)育和分泌甲狀腺激素,實(shí)現(xiàn)甲狀腺激素的各種生理功能。促腎上腺皮質(zhì)激素分泌糖皮質(zhì)激素和性激素。
下丘腦可促進(jìn)腺垂體的分泌,腺垂體分泌的促激素又促進(jìn)靶腺激素的分泌;靶腺激素對(duì)下丘腦——腺垂體的分泌也有影響。
負(fù)反饋調(diào)節(jié):下丘腦——腺垂體激素促進(jìn)靶腺的分泌,但當(dāng)血液中的靶腺激素增多時(shí),能反過(guò)來(lái)抑制下丘腦——腺垂體激素的分泌。如促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素。
正反饋?zhàn)饔茫寒?dāng)血液中的靶腺激素增多時(shí),對(duì)下丘腦——腺垂體起興奮作用。如性腺激素。
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5.哪些激素與調(diào)節(jié)血糖水平有關(guān),它們分別起什么作用?
答案:調(diào)節(jié)血糖水平的激素主要有胰島素、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素;此外,甲狀腺激素、生長(zhǎng)素、去甲腎上腺素等對(duì)血糖水平也有一定作用。(1)胰島素:能促進(jìn)肝糖原和肌糖原的合成,促進(jìn)組織對(duì)葡萄糖的攝取利用;抑制肝糖原異生及分解,降低血糖。(2)胰高血糖素:能促進(jìn)糖原分解和葡萄糖異生,增加糖原貯存;由抗胰島素作用,降低肌肉與脂肪等組織細(xì)胞對(duì)胰島素的反應(yīng)性,抑制葡萄糖的消耗,升高血糖。(4)腎上腺素和去甲腎上腺素:能促進(jìn)糖原分解,使血糖水平升高;此外,還能抑制胰島素的分泌。(5)甲狀腺激素:能促進(jìn)小腸黏膜對(duì)糖的吸收,增強(qiáng)糖原分解,抑制糖原合成,并加強(qiáng)腎上腺素、以高血糖素、皮質(zhì)醇和生長(zhǎng)素的升糖作用,故有升高血糖的作用;此外,還可加強(qiáng)外周組織對(duì)糖的利用,也有降低血糖的作用。(6)生長(zhǎng)素:能抑制外周組織對(duì)葡萄糖的利用、減少葡萄糖的消耗,有升糖作用。
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神經(jīng)系統(tǒng)與神經(jīng)調(diào)節(jié)
2.動(dòng)作電位是怎樣產(chǎn)生的??
答案:靜息的神經(jīng)細(xì)胞膜呈極化狀態(tài),主要是由于神經(jīng)細(xì)胞膜對(duì)鈉離子、鉀離子通透性不同。對(duì)鉀離子的通透性大,對(duì)鈉離子的通透性小,膜內(nèi)鉀離子擴(kuò)散到膜外,而膜內(nèi)的負(fù)離子卻不,最好用去,膜外的鈉離子也不能擴(kuò)散進(jìn)來(lái),呈現(xiàn)極化狀態(tài),即外正內(nèi)負(fù)的電位差。
細(xì)胞膜受刺激時(shí),膜極化狀態(tài)被破壞(去極化),在短時(shí)間內(nèi)膜內(nèi)電位高于膜外電位,即內(nèi)正外負(fù),膜內(nèi)達(dá)到+20——+40mV(反極化)。主要是因?yàn)榧?xì)胞膜對(duì)鈉離子的通透性突然增大,超過(guò)對(duì)鉀離子的通透性,大量鈉離子進(jìn)入膜內(nèi)。膜內(nèi)正點(diǎn)未達(dá)到一定的制,就變成組織鈉離子進(jìn)入的力量,膜對(duì)鈉離子的通透性降低,而對(duì)鉀離子的通透性增加,鉀離子又涌向膜外,結(jié)果恢復(fù)到靜息電位(復(fù)極化)。
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3.神經(jīng)沖動(dòng)是怎么樣在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞的?
答案:神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)信息在一個(gè)神經(jīng)元上一動(dòng)作電位的形式傳導(dǎo)。一個(gè)神經(jīng)元的軸突末梢和另一個(gè)神經(jīng)元胞體或樹(shù)突相連的部位就是神經(jīng)突觸。神經(jīng)突觸的結(jié)構(gòu)包括:
突觸前膜:末梢軸突膜,7nm。
突觸間隙:兩膜之間,20nm,其間含有粘多糖、糖蛋白。
突觸后膜:下一個(gè)神經(jīng)元胞體或樹(shù)突膜,7nm。
突觸前膜胞體含有許多突觸小泡,包含多種多樣的神經(jīng)遞質(zhì)。突觸后膜上有許多特異性的蛋白質(zhì)受體。突觸傳遞過(guò)程:末梢動(dòng)作電位→鈣離子進(jìn)入膜內(nèi)→突觸小泡貼于前膜并融合于前膜→小泡破裂,結(jié)合處出現(xiàn)裂口→遞質(zhì)進(jìn)入間隙→遞質(zhì)與后膜受體結(jié)合→后膜離子通透性改變→突觸后電位,引起興奮性或抑制性信號(hào)傳遞。
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第十六章
有性生殖的生物學(xué)意義是什么?
答案:由遺傳組成存在差異的兩性配子結(jié)合成合子,使合子發(fā)生遺傳物質(zhì)的重組,從而使后代產(chǎn)生了豐富的遺傳性變異,提高了生活力和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。
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2 .試述卵巢、子宮周期性變化與內(nèi)分泌的關(guān)系。
在卵巢中卵泡的發(fā)育、成熟和排放呈月周期變化。卵巢周期開(kāi)始時(shí)下丘腦釋放促性腺激素釋放激素(GnRH )的水平升高,刺激腺垂體產(chǎn)生和釋放促卵泡激素(FSH )和黃體生成素(LH )。FSH 和LH 刺激卵泡生長(zhǎng)和成熟,在它們的共同影響下卵泡分泌雌激素,子宮內(nèi)膜呈增生期變化。排卵前一天左右,高水平的雌激素增強(qiáng)GnRH 和FSH 、LH 分泌。LH 使成熟卵泡排卵,并維持黃體功能,分泌大量雌、孕激素。子宮內(nèi)膜呈分泌期變化。排卵后,黃體分泌的雌、孕激素反饋抑制GnRH 和FSH 、LH 分泌,使黃體退化,雌、孕激素濃度隨即下降,子宮內(nèi)膜剝落流血。下一個(gè)月經(jīng)周期又開(kāi)始。
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3 .如何防止性傳播疾病?
性傳播疾病主要通過(guò)性接觸而傳染,由細(xì)菌、病毒或寄生蟲引起。引起這些疾病的病原體一般通過(guò)***、尿道、***、口腔的溫暖而潮濕的黏膜表面進(jìn)人。
防止措施:( l )杜絕不良的性行為。提倡建立文明的行為方式,增進(jìn)健康,節(jié)制性***。在性交過(guò)程中應(yīng)戴避孕工具,性交后用肥皂水沖洗和解小便,能夠起到預(yù)防感染性病的作用。(2 )杜絕間接感染的渠道。應(yīng)做到不共用毛巾和浴巾、浴盆,最好用淋浴洗澡,不穿他人的內(nèi)褲和游泳褲。(3 )杜絕垂直感染的渠道。如果一旦發(fā)現(xiàn)孕婦患有性傳播疾病,可根據(jù)情況采取措施,以預(yù)防新生兒感染性傳播疾病。
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4 .試述生育控制的原理。
(l )口服避孕藥(oral contraceptive )含有少量的雌激素和孕激素(黃體酮),每天服用一片,但在28 天的月經(jīng)周期的最后5 天停服。它可以提高血液中雌激素水平,足以抑制腺垂體釋放FSH 。卵巢中的卵泡停止生長(zhǎng)發(fā)育,停止排卵。其中的孕激素使子宮黏液的粘稠度增加,障礙精子進(jìn)入子宮。
( 2 )宮內(nèi)節(jié)育器促進(jìn)子宮收縮,使胚胎很難種植在子宮內(nèi)膜上或引起子宮腔內(nèi)膜輕度局部感染,造成不合適胚胎生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境,終止種植,受精卵被排出。
( 3 )***隔膜、宮頸帽、***套等是使用屏障法阻止精子進(jìn)人子宮。
( 4 )節(jié)育是用外科手術(shù)結(jié)扎輸精管(男性)或輸卵管(女性),阻止精子或卵子的輸出以達(dá)到避孕的目的。
( 5 )人工流產(chǎn)是在避孕失敗后不得已而采取的人工終止妊娠的措施。
5 .胎兒的血液能與母親的血液直接交流嗎?
帶胎兒的絨毛膜絨毛是浸浴在母體血液中的,但胎兒的血液并不直接與母體的血液相通。這樣,母體的部分蛻膜和子體的絨毛膜結(jié)合起來(lái),形成胎盤。胎盤的主要功能是實(shí)現(xiàn)胎兒與母體間的物質(zhì)交換與分泌激素。
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17、植物的結(jié)構(gòu)、生殖和發(fā)育
1、?植物有一年生、兩年生和多年生的。這3種壽命各有什么適應(yīng)意義?在荒漠、海灘、高山、湖泊和熱帶雨林中,這3種壽命中的哪一種對(duì)植物的存活和生殖較有力?為什么這3種植物無(wú)論在什么環(huán)境中都常常生長(zhǎng)在一起?
答案:根據(jù)植物的生活周期來(lái)分類,將植物分為一年生植物,兩年生植物和多年生植物。
1、一年生植物:植物的生命周期短,由數(shù)星期至數(shù)月,在一年內(nèi)完成其生命過(guò)程,然后全株死亡,如玉米、水稻等。在惡劣時(shí)地上地下各器官都死去,只留下種子(胚)延續(xù)生命。適應(yīng)性強(qiáng),分布廣。繁殖的代數(shù)多,可以產(chǎn)生的變異多,物種進(jìn)化快。適應(yīng)于荒漠、海灘環(huán)境。
2、兩年生植物:第一年種子萌發(fā)、生長(zhǎng),到第二年開(kāi)花結(jié)實(shí)后枯死,如蘿卜、白菜。花期長(zhǎng),花華麗而有特色。生殖期早,產(chǎn)籽量大,環(huán)境惡劣時(shí)通過(guò)種子休眠度過(guò),可以在別的生物都凋亡的時(shí)候占據(jù)生存空間和陽(yáng)光等自然資源。適應(yīng)于高山與湖泊。
3、多年生植物:生活周期年復(fù)一年,多年生長(zhǎng),如常見(jiàn)的喬木、灌木都是多年生植物。另外還有些多年生草本植物,能生活多年,或地上部分在冬天枯萎,來(lái)年繼續(xù)生長(zhǎng)和開(kāi)花結(jié)實(shí)。多年生植物有較強(qiáng)的地域適應(yīng)性,可以較牢固的戰(zhàn)局生存空間。適應(yīng)于熱帶雨林生存。
從植物生活史、生殖習(xí)性、以及資源(養(yǎng)分)分配方式等方面來(lái)分析植物對(duì)環(huán)境的綜合適應(yīng)性特征,3種植物無(wú)論在什么環(huán)境中都常常生長(zhǎng)在一起更有利于資源分配。
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2、?為什么木質(zhì)部由死的細(xì)胞組成而韌皮部由活的細(xì)胞組成?試就這兩個(gè)部分的功能進(jìn)行解釋
答案:導(dǎo)管使木質(zhì)部中輸導(dǎo)水分和無(wú)機(jī)鹽的管狀結(jié)構(gòu)。由許多筒狀的、端壁有穿孔的稱為導(dǎo)管分子的細(xì)胞上下銜接而成。具有穿孔的這部分細(xì)胞壁稱為穿孔板,含一個(gè)大的穿孔或許多較小的穿孔。導(dǎo)管發(fā)育初期,每個(gè)導(dǎo)管分子都是活的薄壁細(xì)胞。隨著細(xì)胞的成熟和特化,原生質(zhì)體逐漸解體、其端壁部分或幾乎全部消失,形成穿孔,故成熟的導(dǎo)管分子是已無(wú)原生質(zhì)體存在的死細(xì)胞,彼此通過(guò)穿孔溝通,成為中空的管道,以利水和無(wú)機(jī)鹽的疏導(dǎo)。另外,在導(dǎo)管分子成熟過(guò)程中,細(xì)胞的側(cè)壁逐漸木質(zhì)化,并有不同程度的次生增厚。故導(dǎo)管也有一定的機(jī)械支持作用。依其管壁增厚所呈現(xiàn)出的花紋式樣,可分為環(huán)紋導(dǎo)管、螺紋導(dǎo)管、梯紋導(dǎo)管、網(wǎng)紋導(dǎo)管和筒紋導(dǎo)管等幾種類型。
篩管是韌皮部中輸導(dǎo)有機(jī)養(yǎng)料的結(jié)構(gòu),由多數(shù)稱為篩管分子的筒狀細(xì)胞上下承接溝通而成。篩管分子的端壁和側(cè)壁的某些區(qū)域上具有稱為篩孔的穿孔,原生質(zhì)體借此相連。壁上具篩孔的區(qū)域成為篩域。成熟的篩管分子端壁特化為具有成群穿孔的篩板,細(xì)胞核雖已解體,但仍為活細(xì)胞。上下鄰接的篩管分子間原生質(zhì)體的這種密切聯(lián)系實(shí)現(xiàn)的。在篩管的旁側(cè),常有1至多個(gè)較小的薄壁細(xì)胞伴胞存在,伴胞與篩管分子起源于同一母細(xì)胞,在生理上十分活躍。成熟的伴胞仍保留有細(xì)胞核,原生質(zhì)濃厚,核糖體豐富,含大量的線粒體、粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)體,且與篩管分子間有稠密的原生質(zhì)絲相通。伴胞根篩管的輸導(dǎo)功能和其他生理活動(dòng)有密切關(guān)系。篩胞市運(yùn)輸細(xì)胞,是長(zhǎng)型的活細(xì)胞。篩胞成長(zhǎng)后,細(xì)胞核退化,細(xì)胞質(zhì)仍保留。伴胞是和篩胞并列的一種細(xì)胞,是活細(xì)胞,有細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。伴胞和篩胞來(lái)自同一個(gè)分生組織細(xì)胞。篩胞沒(méi)有細(xì)胞核,但仍能生活,可能是由于伴胞的細(xì)胞核“兼顧”了篩胞之故。
18、植物的營(yíng)養(yǎng)
1.將植物移栽時(shí)最好帶土,即保留根原有的土壤。解釋其原因(考慮菌根和根毛)。
答案:植物地上的枝葉完全依靠根系供給水分和礦物質(zhì)養(yǎng)料,根毛的存在大大增加了吸收表面,顯然該區(qū)是根部行使吸收作用的主要部分。如果根系受到損傷破壞,就會(huì)引起枝葉的枯萎和死亡,因此在移植植物時(shí)必須注意保護(hù)根系。在農(nóng)業(yè)實(shí)踐上,移植時(shí)一方面要盡量不損傷幼苗的根系,假若根系受到損傷破壞,就應(yīng)當(dāng)剪去一部分枝葉以減少水分的蒸騰,這樣才可以保證移植成功。
菌根是高等植物根部與土壤中的某些真菌形成的共生體。在自然界中,菌根對(duì)很多森林樹(shù)種的正常生活也是十分必要的,如松樹(shù)在沒(méi)有菌根的土壤里,吸收養(yǎng)分少,生長(zhǎng)緩慢,甚至于死亡,因此在移栽時(shí),保留根周圍原有的土壤,從而提高樹(shù)苗的成活率,促進(jìn)其生長(zhǎng)。
3 .某人栽培一種耐貧瘠土壤的植物。他播了許多粒種子,得到許多株植物,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一株特別矮小的植株。進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)這株植物的葉中發(fā)生了突變,有一種蔗糖合成所需的酶功能不正常了。試根據(jù)壓流學(xué)說(shuō)解釋植株的生長(zhǎng)何以受阻。
壓流假說(shuō),韌皮部液體的流動(dòng)是靠產(chǎn)糖端的壓力“推”向另一端的。糖經(jīng)過(guò)篩管“裝載”端的主動(dòng)運(yùn)輸而進(jìn)人篩管。生長(zhǎng)尖以及根等貯存器官需要糖,糖從篩管的“釋放”端通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸而流出。葉不斷供應(yīng)蔗糖,根等器官組織又隨時(shí)收存蔗糖,篩管又可隨時(shí)從周圍組織獲得所需的水,篩管中的這一運(yùn)輸流就將不斷流動(dòng)。
這株植物的葉中發(fā)生了突變,有一種蔗糖合成所需的酶功能不正常了,葉不能制造糖,液流慢,不能有效運(yùn)輸?shù)街参锲渌鞴?,植株的生長(zhǎng)受阻。
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4、長(zhǎng)在貧瘠土壤中的捕蠅草,因缺乏硫酸鹽而不能合成甲硫氨酸和半胱氨酸。它會(huì)因缺乏蛋白質(zhì)而死亡嗎?答案:不會(huì)。
捕蠅草是食蟲植物。葉子的構(gòu)造很奇特,在靠近莖的部分有羽狀葉脈,呈綠色,可進(jìn)行光合作用;但到了葉端就長(zhǎng)成肉質(zhì)的,并以中肋為界分為左右兩半,其形狀呈月牙形,可像貝殼一樣隨意開(kāi)合,這就是它的“誘捕器”。每半個(gè)葉片的邊緣都有10~25根剛毛,其內(nèi)側(cè)靠近中肋的地方,又生有3根或3根以上的感覺(jué)剛毛(或叫激發(fā)剛毛)。在葉緣還有蜜腺,能夠分泌蜜汁用以引誘昆蟲。
平時(shí)誘捕器張開(kāi),葉片向外彎曲,當(dāng)上鉤的昆蟲爬到葉片上吃蜜時(shí),如果其中一根激發(fā)剛毛被觸動(dòng)兩次或兩次以上,或者在數(shù)秒鐘內(nèi)至少有兩根激發(fā)剛毛被觸動(dòng),那么誘捕器就會(huì)在20~40秒內(nèi)閉合,葉片向里彎曲,葉緣上的剛毛交叉鎖在一起,,將獵物囚禁在里面。當(dāng)昆蟲在里面掙扎時(shí),便再次觸動(dòng)激發(fā)剛毛,每觸動(dòng)激發(fā)剛毛一次,誘捕器就閉合的更緊。同時(shí),激發(fā)剛毛受到刺激后,葉片上許多紫紅色小腺體就分泌出一種酸性很強(qiáng)的消化液,將蟲體消化,然后再由這些腺體吸收。大約5天后,當(dāng)昆蟲的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被吸收干凈后,葉子又重新張開(kāi),準(zhǔn)備捕捉新的獵物。
捕蠅草,通過(guò)消化動(dòng)物蛋白質(zhì)獲取甲硫氨酸和半胱氨酸,能適應(yīng)極端的環(huán)境,不會(huì)因缺乏蛋白質(zhì)而死亡。
19、植物的調(diào)控系統(tǒng)
1、菊花是短日植物,在菊花臨近開(kāi)花的季節(jié),存放菊花的屋子夜間不能有照明。若有人在這時(shí)偶然將菊花室內(nèi)的燈開(kāi)了一下。你想會(huì)有什么結(jié)果?有什么辦法糾正他的結(jié)果?
答案:菊花是短日植物,在晝夜周期中日照長(zhǎng)度短于某臨界值時(shí)數(shù)才能成花。在菊花臨近開(kāi)花的季節(jié),存放菊花的屋子夜間不能有照明。若有人在這時(shí)偶然將菊花室內(nèi)的燈開(kāi)了一下,因閃光處理中斷暗期,使短日植物不能開(kāi)花,繼續(xù)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。
用短期的遠(yuǎn)紅光照射菊花,可促進(jìn)開(kāi)花。
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2、玉米矮化病毒能顯著抑制玉米的生長(zhǎng),因而感染這種病毒的玉米植株非常矮小。你推測(cè)病毒的作用可能是抑制了赤霉素的合成。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證你的假設(shè),該實(shí)驗(yàn)不能用化學(xué)方法測(cè)定植株中赤霉素的含量。
答案:實(shí)驗(yàn)步驟:
第一步:選取長(zhǎng)勢(shì)基本相同的被矮化病毒感染的玉米幼苗若干株,將其平均分成甲、乙兩組,并在相同的適宜條件下培養(yǎng)。
第二步:對(duì)甲組幼苗噴施適當(dāng)濃度的赤霉素溶液,乙組幼苗噴施等量的蒸餾水。
第三步:觀察并測(cè)量?jī)山M玉米植株的平均高度。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論:甲組玉米植株的平均高度明顯高于乙組,說(shuō)明病毒的作用可能是抑制了赤霉素的合成。
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3.?一位植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一種熱帶灌木,當(dāng)毛蟲吃掉它的一片葉子之后,不再吃附近的葉子,而是咬食一定距離以外的葉子。他又發(fā)現(xiàn)當(dāng)一片葉子被吃掉后,附近的葉子就開(kāi)始合成一種拒絕毛蟲侵害的化學(xué)物質(zhì)。但人工摘去葉子沒(méi)有像蟲咬傷那樣的作用。這位植物學(xué)家推測(cè)葉片受蟲咬傷后,會(huì)給附近的葉片發(fā)出一種化學(xué)信號(hào)。如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)這種推測(cè)。
植物在自然環(huán)境中也會(huì)遇到生物脅迫,主要是植食動(dòng)物和各種病原微生物的侵害。在進(jìn)化過(guò)程中,植物也發(fā)展了許多防御機(jī)制。驗(yàn)證葉片受蟲咬傷后會(huì)給附近葉片發(fā)化學(xué)信號(hào)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):取毛毛蟲咬食葉片,將殘余的葉片碾成汁液,涂抹到這株植物距離咬食葉片較遠(yuǎn)的另一側(cè)同時(shí)取健康葉片碾成的汁液作對(duì)照,觀察毛毛蟲的取食幾率。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論。進(jìn)一步從毛毛蟲咬傷的葉片中分離提純這種化學(xué)物質(zhì),分析其作用的方式與機(jī)理。
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?23、重組DNA技術(shù)
1、PCR技術(shù)的基本原理是什么?
答案:PCR是在試管中進(jìn)行的DNA復(fù)制反應(yīng),基本原理是依據(jù)細(xì)胞內(nèi)DNA半保留復(fù)制的機(jī)理,以及體外DNA分子與不同溫度下雙鏈和單鏈可以互相轉(zhuǎn)變的性質(zhì),人為地控制體外合成系統(tǒng)的溫度,以促使雙鏈DNA變成單鏈,單鏈DNA與人工合成的引物退火,然后耐熱DNA聚合酶以dNTP為原料使引物沿著單鏈模板延伸為雙鏈DNA。PCR全過(guò)程每一步的轉(zhuǎn)換是通過(guò)溫度的改變來(lái)控制的。需要重復(fù)進(jìn)行DNA模板解鏈、引物與模板DNA結(jié)合、DNA聚合酶催化新生DNA的合成,即高溫變性、低溫退火、中溫延伸3個(gè)步驟構(gòu)成PCR反應(yīng)的一個(gè)循環(huán),此循環(huán)的反復(fù)進(jìn)行,就可使目的DNA得以迅速擴(kuò)增。
DNA模板變性:模板雙鏈DNA解開(kāi)成單鏈DNA,94℃。
退火:引物+單鏈DNA形成雜交鏈,引物的Tm值。
引物的延伸:溫度至70℃左右,TapDNA聚合酶以dNTP為原料,以目的基因DNA為模板,催化以引物3末端為起點(diǎn)的5’——3’DNA鏈延伸反應(yīng),形成新生DNA鏈。新合成的引物延伸鏈經(jīng)過(guò)變性后又可作為下一輪循環(huán)反應(yīng)的模板PCR,就是如此反復(fù)循環(huán),使目的DNA得到高效快速擴(kuò)增。
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2、作為克隆載體的質(zhì)粒應(yīng)有什么特性,為什么?
答案:作為高質(zhì)量的克隆載體的質(zhì)粒必須具有如下特性:
(1)具有復(fù)制起點(diǎn)。這是質(zhì)粒在宿主細(xì)胞內(nèi)有自主復(fù)制能力的基本條件。
(2)攜帶易于篩選的選擇標(biāo)記,以區(qū)別陽(yáng)性重組子和陰性重組子,為宿主細(xì)胞提供易于檢測(cè)的表型作為選擇記號(hào)。
(3)具有多種限制酶的單一識(shí)別位點(diǎn),以供外源基因的插入。
(4)具有較小的相對(duì)分子質(zhì)量和較高的拷貝數(shù)。較小的相對(duì)分子質(zhì)量的質(zhì)粒易于操作,便于導(dǎo)入細(xì)胞和進(jìn)行繁殖,克隆了外源DNA片段之后仍可有效地轉(zhuǎn)化給宿主細(xì)胞。較高的拷貝數(shù)有利于質(zhì)粒DNA的制備而且會(huì)使細(xì)胞中克隆基因的劑量增加。
(5)有安全性。作為克隆載體應(yīng)當(dāng)只存在有限范圍的宿主;在體內(nèi)部進(jìn)行重組;不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移;不產(chǎn)生有害性狀;不會(huì)離開(kāi)宿主而自由擴(kuò)散。
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3、獲得目的基因有幾種主要方法?
答案:目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。目的基因可以從以下幾個(gè)途徑獲得:
(1)限制性內(nèi)切酶酶切產(chǎn)生待克隆的DNA片段。
(2)人工合成DNA。根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA。這種方法是建立在DNA序列分析基礎(chǔ)上的。當(dāng)把一個(gè)基因的核苷酸序列搞清楚后,可以按圖紙先合成一個(gè)個(gè)含少量(10~15個(gè))核苷酸的DNA片段,再利用堿基對(duì)互補(bǔ)的關(guān)系使它們形成雙鏈片段,然后用連接酶把雙鏈片段逐個(gè)按順序連接起來(lái),使雙鏈逐漸加長(zhǎng),最后得到一個(gè)完整的基因。
(3)反轉(zhuǎn)錄法。把含有目的基因的mRNA的多聚核糖體提取出來(lái),分離出mRNA,然后以mRNA 為模板,用反轉(zhuǎn)錄酶合成一個(gè)互補(bǔ)的DNA,即cDNA單鏈,再以此單鏈為模板合成出互補(bǔ)鏈,就成為雙鏈DNA分子。
(4)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增特定的基因片段。
(5)鳥(niǎo)槍法。用若干個(gè)合適的限制酶處理一個(gè)DNA分子,將它切成若干個(gè)DNA片段。這些片段的長(zhǎng)度相當(dāng)于或略大于一個(gè)基因。然后,將這些不同的DNA片段分別與適當(dāng)?shù)妮d體結(jié)合,形成重組DNA,再將它導(dǎo)入到相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)缺陷型細(xì)菌中。把這些細(xì)菌中的這段DNA分離出來(lái),在進(jìn)行一系列的操作,就可以獲得目的基因。
25、達(dá)爾文學(xué)說(shuō)與微觀進(jìn)化
1、達(dá)爾文是最偉大的博物學(xué)家(選擇題)。
A、他是第一個(gè)解釋生物能夠變化,或者說(shuō)進(jìn)化
B、他將自己的理論建立在獲得性遺傳理論的基礎(chǔ)上
C、他提出群體遺傳學(xué)的基本原理
D、他創(chuàng)立了作為生物進(jìn)化機(jī)制的自然選擇理論
E、他最早相信地球的年齡達(dá)幾十億年
答案:D
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3、綜合進(jìn)化論關(guān)于適合的定義對(duì)“生存斗爭(zhēng),適者生存”的口號(hào)做了哪些修正?
答案:在達(dá)爾文學(xué)說(shuō)中,自然選擇來(lái)自繁殖過(guò)剩和生存斗爭(zhēng),它是基于繁殖過(guò)剩和生存斗爭(zhēng)作出的一個(gè)推論。綜合進(jìn)化論中,將自然選擇歸結(jié)為不同基因型有差異的延續(xù),在種間或種內(nèi)的生存斗爭(zhēng)中,競(jìng)爭(zhēng)的勝利者被選擇下來(lái),它的基因型得以延續(xù)下去,這固然具有進(jìn)化價(jià)值,但除此以外,生物之間的一切相互因頻率和基因型頻率的變化都具有進(jìn)化價(jià)值,沒(méi)有生存斗爭(zhēng),沒(méi)有“生存死亡”問(wèn)題,單是個(gè)體的繁殖機(jī)會(huì)的差異也能造成后代遺傳組成的改變,自然選擇也在進(jìn)行。不同基因型在存活率和生殖率的差別程度,用適合度表示,是指生物生存和生殖并將基因傳給后代的能力。
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5 .鐮形細(xì)胞貧血病是由隱性等位基因引起的,大約每500 名非洲裔美國(guó)人中有一人(0 . 2 % )患鐮形細(xì)胞貧血病。在非洲裔美國(guó)人中攜帶鐮形細(xì)胞貧血病等位基因的人占百分之幾?
帶根據(jù)哈迪一溫伯格公式,攜帶者Aa 的基因型頻率占4.3 %。
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26、物種的形成
1、什么是物種?什么因素使有性生殖生物物種即使其自身進(jìn)化不致停滯,又不使已獲得的適應(yīng)因種間雜交而失去?
答案:物種是生物分類的單位,在有性生殖的生物中,物種是互交繁殖的自然群體,一個(gè)物種和其他物種在生殖上是隔離的。
每一個(gè)大種群都有它自己的基因庫(kù),種群中的個(gè)體一代一代地死亡,但基因庫(kù)卻在個(gè)體相傳的過(guò)程中保持并發(fā)展?;蚪涣魇褂行陨成镂锓N即使其自身進(jìn)化不致停滯,又不使已獲得的適應(yīng)因種間雜交而失去。
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2.為什么一個(gè)小的隔離的群體比一個(gè)大的群體更有利于物種形成?
隔離使小種群?jiǎn)为?dú)繁殖,小的隔離種群,由于它們的基因頻率不同于原來(lái)的大種群,基因頻率更容易由于偶然的因素(基因漂變等)而改變。基因頻率的改變,再加上它們被新地區(qū)的不同因素所選擇而向著不同方向發(fā)展,因而有可能出現(xiàn)新性狀,形成新品種或新種。
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3、?一個(gè)物種有兩個(gè)亞種。生活在不同地區(qū)的兩個(gè)亞種群體相遇后,不同亞種個(gè)體容易交配生殖,而生活在同一地區(qū)的不同亞種個(gè)體之間比較難于交配生殖。這個(gè)差別是什么原因產(chǎn)生的?
4.答案:2個(gè)種群如果只是在地理上被隔離開(kāi)了,把它們放在一起,它們依然可以彼此交配,因此它們就依然是一個(gè)種。如果地理隔離之后,發(fā)生了生殖隔離,再把它們放在一起時(shí),它們就不能彼此交配,許多類似種盡管生活在同一地區(qū),但不能彼此雜交,這就是生殖隔離。生活在同一地區(qū)的不同亞種已經(jīng)走到物種分化的邊緣,生活在不同地區(qū)的兩個(gè)亞種無(wú)生殖隔離。
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5 .為什么說(shuō)物種形成的漸進(jìn)模式和點(diǎn)斷平衡模式對(duì)于解釋化石記錄都是有用的?
物種形成的漸進(jìn)模式認(rèn)為隔離是把一個(gè)種群分成許多小種群的最常見(jiàn)的方式,隔離使種群變小了,因而基因頻率可以由于偶然的因素(基因漂變等)而改變?;蝾l率的改變,加上不同環(huán)境的選擇,使各小種群向不同方向發(fā)展,這樣就可能形成新種。按照這種方式形成新的物種一般都需要很久時(shí)間,要以萬(wàn)年、10 萬(wàn)年以上的時(shí)間來(lái)計(jì)算。
美國(guó)古生物學(xué)家艾爾德里奇(Niles Eldredge )與生物學(xué)家古爾德(Stephen Jay Gould )在1972 年提出了間斷平衡學(xué)說(shuō),認(rèn)為生物進(jìn)化是一種間斷式的平衡,即短時(shí)間的進(jìn)化跳躍與長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)化停滯交替發(fā)生。寒武紀(jì)后,在約500 萬(wàn)年的短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了多種多樣的無(wú)脊椎的動(dòng)物化石。中生代末恐龍以及魚龍、翼龍等突然絕滅。用點(diǎn)斷平衡模式能較好的解釋我們?cè)诨涗浿杏^察到的這些現(xiàn)象。人們?cè)诳疾煳⒂^進(jìn)化時(shí),以代為時(shí)間尺度,這是緩慢的過(guò)程;相對(duì)于數(shù)百萬(wàn)年的物種歷史,新物種看來(lái)是突然出現(xiàn)的。多數(shù)物種總的歷史符合點(diǎn)斷平衡模式,而在這模式中也包含了漸進(jìn)變化的階段。因此,漸進(jìn)模式和點(diǎn)斷平衡模式對(duì)于解釋化石記錄都是有用的
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27、宏觀進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育
1、假如你用DNA—DMA雜交方法來(lái)驗(yàn)證教材P311圖25.2所示加拉帕戈斯地雀的系統(tǒng)樹(shù),你預(yù)測(cè)哪一種雜交DNA將會(huì)在最低的溫度下分開(kāi),為什么?
答案:DNA—DNA分子雜交判定動(dòng)物親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近的原理和方法:首先從不同生物的細(xì)胞中提取可比較的DNA片段。第二步,加熱使DNA雙鏈解旋。再將來(lái)自不同物種的DNA單鏈混合,并冷卻重新形成雙鏈DNA,這時(shí)的雙鏈已經(jīng)是雜交DNA雙鏈。一個(gè)物種的DNA單鏈和另一物種的互補(bǔ)單鏈能結(jié)合多斤,取決于兩個(gè)物種DNA序列的相似程度。兩個(gè)物種的DNA越是相似,在雜交的雙鏈分子中形成的氫鏈越多,結(jié)合得越緊,再加熱使雜交分子分開(kāi)時(shí)所需的溫度也越高。
加拉帕戈斯地雀統(tǒng)屬地雀亞科,從大地雀到仙人掌地雀6個(gè)中屬地雀屬,食芽雀到啄木鳥(niǎo)雀屬樹(shù)雀屬,刺嘴雀屬鶯雀屬,從分之進(jìn)化上可知刺嘴雀與大地雀親緣關(guān)系較遠(yuǎn),雜交DNA將會(huì)在最低的溫度下分開(kāi)。
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2、根據(jù)分支順序和化石記錄,鳥(niǎo)類和鱷魚的關(guān)系較近而同蜥蜴和蛇的關(guān)系較遠(yuǎn),這個(gè)現(xiàn)象為什么會(huì)給分類學(xué)帶來(lái)難題?
答案:用譜系分類方法時(shí),分析的特征是有方向性的。最早的分支發(fā)生在龜、鱉與其他各類之間,然后是蛇和蜥蜴先后分支出來(lái),而恐龍、鱷魚和鳥(niǎo)類在最后才陸續(xù)分支出來(lái)。鳥(niǎo)類與恐龍、鱷魚的親緣關(guān)系最近,他們又最近的共同祖先。而按表型分類分析,鳥(niǎo)類因其特化的體形、飛翔器官、有羽毛及恒定體溫而與恐龍、鱷魚、蛇、蜥蜴、魚、鱉差別很大??铸埡枉{魚不是更接近鳥(niǎo)類,而是更接近蜥蜴和蛇。這一現(xiàn)象給分類學(xué)帶來(lái)難題,鳥(niǎo)類到底是相對(duì)于爬行類的獨(dú)立一類,還是和鱷魚以及已滅絕的恐龍構(gòu)成爬行類中的一小群?
對(duì)這個(gè)問(wèn)題有兩種不同的主張。分支分類學(xué)主張,構(gòu)建系統(tǒng)樹(shù)所依據(jù)的是系統(tǒng)發(fā)育譜系的分支順序,不需要考慮表型分其程度等因素。在分支分類學(xué)家看來(lái),鳥(niǎo)是恐龍的一支。經(jīng)典的進(jìn)化分類學(xué)則認(rèn)為鳥(niǎo)類因適應(yīng)于飛翔,在體形、前肢構(gòu)造、皮膚附屬物等方面發(fā)生了很大變化。從恐龍到鳥(niǎo)類,表型適應(yīng)進(jìn)化的速率很快。鳥(niǎo)類和鱷魚雖然有較近的共同祖先,但在某些表型特征上已經(jīng)相距甚遠(yuǎn),在分類系統(tǒng)中硬把他排除在爬行類職位,成為和爬行類并列的一類。
28、生命起源及原核和原生生物多樣性的進(jìn)化
1、你怎么理解生命起源是一個(gè)自然的、長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程?第一個(gè)原核細(xì)胞出現(xiàn)可能經(jīng)歷了哪些重大系列時(shí)間(化學(xué)進(jìn)化過(guò)程包括的幾個(gè)階段)?每一階段的關(guān)鍵產(chǎn)物和作用是什么?
答案:生命起源是一個(gè)自然的歷史事件。生命是在宇宙進(jìn)化的某一階段(地球先經(jīng)歷約10億年進(jìn)化史),在特殊的環(huán)境條件下由無(wú)生命的物質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)自然的、長(zhǎng)期的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程而產(chǎn)生的。在生命起源前,經(jīng)歷過(guò)地球進(jìn)化、生命化學(xué)進(jìn)化和生物進(jìn)化。
生命發(fā)生的最早階段是化學(xué)進(jìn)化,即從無(wú)機(jī)小分子進(jìn)化到原始生命的階段、原始生命即是細(xì)胞的開(kāi)始、細(xì)胞的繼續(xù)進(jìn)化,從原核細(xì)胞到真核細(xì)胞,從單細(xì)胞到多細(xì)胞等,則是生物進(jìn)化階段?;瘜W(xué)進(jìn)化的全過(guò)程又可分為4個(gè)連續(xù)的階段:(1)有機(jī)小分子的非生物合成。無(wú)機(jī)分子生成有機(jī)分子的過(guò)程,關(guān)鍵產(chǎn)物有氨基酸、核苷酸、單羧酸、核糖、脂肪酸等,使合成生物分子的結(jié)構(gòu)單元。(2)從有機(jī)小分子生成生物大分子,關(guān)鍵產(chǎn)物是蛋白質(zhì)和核酸,生命物質(zhì)的最主要的兩個(gè)基石。(3)核酸—蛋白質(zhì)等多分子體系的建成。各種生物大分子在單獨(dú)存在時(shí),不表現(xiàn)生命的現(xiàn)象,只有在它們形成了多分子體系時(shí),才能顯示出生命現(xiàn)象。這種多分子體系就是非細(xì)胞形態(tài)原始生命的萌芽。關(guān)鍵產(chǎn)物是遺傳物質(zhì)的復(fù)制、原始界膜的形成,有了界膜,多分子體系才有可能和外界介質(zhì)(海水)分開(kāi),成為一個(gè)獨(dú)立的穩(wěn)定的體系,也才有可能有選擇的從外界吸收所需分子,防止有害分子進(jìn)入,而體系中各類分子才有更多機(jī)會(huì)互相碰撞,促進(jìn)化學(xué)過(guò)程的進(jìn)行。(4)原始細(xì)胞的起源。關(guān)鍵產(chǎn)物是密碼,轉(zhuǎn)錄翻譯的完整裝置的建成,表現(xiàn)生命的基本特征。
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3 .原核生物的多樣性表現(xiàn)在哪些方面?你能否從其多樣性的特點(diǎn)解釋為什么現(xiàn)今的原核生物是地球上數(shù)量最多、分布最廣的一類生物?
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原核生物是一類由無(wú)細(xì)胞核的細(xì)胞組成的單細(xì)胞或多細(xì)胞的低等生物。最早發(fā)現(xiàn)的化石表明原核生物繁衍于35 億年前,在沒(méi)有真核生物之前,原核生物獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷15 億年。太古宙和元古宙是原核生物的世界。原核生物進(jìn)化分為兩個(gè)主要分支―?古細(xì)菌和真細(xì)菌,真細(xì)菌的多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性,由于進(jìn)化的原因,其營(yíng)養(yǎng)和代謝類型的多樣性更為突出,分光能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化能自養(yǎng)、化能異養(yǎng)4 種。根據(jù)165 rRNA 序列分析古生菌可分為4個(gè)亞群:泉古菌界、廣古菌界、初古菌界、納古菌界。從原核生物的多樣性表現(xiàn),我們不難理解原核生物是自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體,是大自然物質(zhì)循環(huán)的主要參與者。
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4、大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為真核生物細(xì)胞是怎樣由始祖原核生物細(xì)胞起源的?有什么證據(jù)支出這些論點(diǎn)?
答案:根據(jù)16SrRNA分子生物學(xué)的研究,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為30億年前真核生物從始祖原核生物進(jìn)化為獨(dú)立分支。真核細(xì)胞進(jìn)化包括兩個(gè)方面:膜內(nèi)折和內(nèi)共生。膜內(nèi)者認(rèn)為真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)都是從原核細(xì)胞的質(zhì)膜內(nèi)折進(jìn)化而來(lái)的。內(nèi)共生認(rèn)為真核生物的線粒體和葉綠體是以內(nèi)共生方式發(fā)展起來(lái)的。推測(cè)線粒體的祖先可能是進(jìn)行有氧呼吸的、較小的化能異養(yǎng)型原核生物,它們?cè)谳^大的化能異養(yǎng)型始祖宿主細(xì)胞內(nèi)寄生或被較大的異養(yǎng)型始祖宿主細(xì)胞吞噬,若這種小細(xì)胞難被消化,就可能在大的宿主細(xì)胞內(nèi)存活并進(jìn)行呼吸,于是形成了線粒體。葉綠體也通過(guò)類似的途徑進(jìn)化,即是在比較大的宿主細(xì)胞中逐漸存活下來(lái)的較小的始祖光合原核生物。小細(xì)胞從宿主細(xì)胞獲得所需的營(yíng)養(yǎng)成分,大宿主細(xì)胞則從進(jìn)行光合作用和呼吸作用的小細(xì)胞獲得大量ATP和光合細(xì)胞所制造的食物。不難設(shè)想,有兩種生物共同好生活相互依存的共生體,在自然選擇中是可以突然發(fā)展成一種在細(xì)胞水平上進(jìn)一步復(fù)雜化、并劃分出不同功能區(qū)域的單細(xì)胞的真核生物。
支持內(nèi)共生學(xué)說(shuō)的一個(gè)主要依據(jù)是,現(xiàn)代真核細(xì)胞的線粒體和葉綠體都具有自主性的活動(dòng),他們的DNA為環(huán)狀,它們的核糖體為70S,這些都適合細(xì)菌、藍(lán)藻相似的。
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29、植物和真菌多樣性的進(jìn)化
1、為什么在苔蘚植物中沒(méi)有高大的植物體?
答案:苔蘚植物是一群小型植物,一般不超過(guò)20cm高,大多生于陰濕處,苔蘚植物沒(méi)有維管系統(tǒng),并且它們有鞭毛的精子需要水環(huán)境才能找到卵子,所以沒(méi)有高大的植株體。
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2、維管植物是如何適應(yīng)陸地生活的?
答案:維管植物是植物界最高級(jí)的類群,維管植物可分為蕨類和種子植物兩類。種子植物又分為裸子植物和被子植物兩類。
維管植物是孢子體(2n)發(fā)達(dá),孢子體有根,能深入土壤吸收水分和礦質(zhì)元素;有發(fā)達(dá)的葉,能進(jìn)行光合作用。由于有了維管系統(tǒng),具有支持的功能和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)墓δ埽怪θ~內(nèi)的光合產(chǎn)物能快捷的被輸送到根部,同時(shí)根部吸收的水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物能源源不斷供應(yīng)枝葉,這些特征都使維管植物能較好的適應(yīng)陸地生活。
30、動(dòng)物多樣性的進(jìn)化
1、請(qǐng)解釋什么是假體腔,它是如何形成的?環(huán)節(jié)動(dòng)物的真體腔是如何形成的,與假體腔有什么區(qū)別?
答案:假體腔是動(dòng)物界中最先出現(xiàn)的體腔形式。在假體腔中,中胚層只形成了體壁的肌肉層,而動(dòng)物的腸壁沒(méi)有中胚層形成的肌肉層。假體腔動(dòng)物的腸壁仍然是單層細(xì)胞。假體腔內(nèi)也沒(méi)有體腔膜,其管系統(tǒng)均游離在假體腔內(nèi)。假體腔是一種初級(jí)的原始體腔形式,它不是由于中胚層包圍形成的空腔,而是胚胎的囊胚腔持續(xù)到成體形成的體腔,但是體壁有了肌肉層。
真體腔是由中胚層分化出來(lái)的,由壁體腔膜和臟體腔膜圍繞而成,因而體壁和腸壁都有發(fā)達(dá)的肌肉。真體腔的出現(xiàn),是動(dòng)物結(jié)構(gòu)上一個(gè)重要發(fā)展;消化管壁有了肌肉層,增加了蠕動(dòng),提高了消化機(jī)能;同時(shí)消化管與體壁為次生體腔隔開(kāi),這就促進(jìn)了循環(huán)、排泄等器官的發(fā)生,使動(dòng)物體的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜,各種機(jī)能更趨完善。
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6、為何說(shuō)文昌魚在動(dòng)物進(jìn)化上游重要地位?有哪些進(jìn)步特征、特化特征和原始特征?
答案:文昌魚是頭索動(dòng)物的代表種類,共約25種。頭索動(dòng)物在動(dòng)物進(jìn)化上有重要地位:(1)祖先可能是原始的無(wú)頭類,與無(wú)脊椎動(dòng)物有共同祖先;(2)由于適應(yīng)不同生活方式而演變?yōu)閮芍?,一支演變?yōu)樵加蓄^類,導(dǎo)向脊椎動(dòng)物進(jìn)化之路,另一支轉(zhuǎn)化為旁支,演變成頭索動(dòng)物的鰓口科動(dòng)物;(3)認(rèn)為頭索動(dòng)物是當(dāng)前脊椎動(dòng)物的原始類群,是脊椎動(dòng)物的姐妹群。在動(dòng)物學(xué)上占有重要地位。
進(jìn)步特征:呼吸在水流經(jīng)咽部的鰓裂時(shí)進(jìn)行;中空的神經(jīng)管是文昌魚的中樞神經(jīng)系統(tǒng),但是尚沒(méi)有腦和脊椎明顯的分化;脊索縱貫全身并伸到身體最前段。
轉(zhuǎn)化特征:口部有一套特化的取食和濾食器官;無(wú)成對(duì)附肢;無(wú)心臟,循化系統(tǒng)屬于閉管式,血液無(wú)色。
原始特征:無(wú)頭,仍有分節(jié)現(xiàn)象存在;生殖、排泄器官多對(duì)(無(wú)集中的腎),各自開(kāi)口。
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3、詳述羊膜卵的結(jié)構(gòu)、功能和羊膜卵出現(xiàn)的進(jìn)化意義。羊膜卵和無(wú)羊膜卵動(dòng)物在泄殖系統(tǒng)上有何重要的不同?
答案:胚胎在發(fā)育期間,發(fā)生羊膜、絨毛膜和尿囊等一系列胚膜,,即胚胎發(fā)育到原長(zhǎng)期后,在胚體周圍發(fā)生向上隆起的環(huán)狀皺褶一羊膜絨毛膜褶,不斷生長(zhǎng)的環(huán)狀皺褶由四周逐漸往中間聚攏,彼此愈合和打通后成為圍繞著整個(gè)胚胎的2層膜,即內(nèi)層的羊膜和外層的絨毛膜,兩者之間是一個(gè)寬達(dá)的胚外體腔。羊膜將胚胎包圍在封閉的羊膜腔內(nèi),腔內(nèi)充滿羊水,使胚胎懸浮于自身創(chuàng)造的一個(gè)水域環(huán)境中進(jìn)行發(fā)育,能有效地防止干燥和各種外界損傷。絨毛膜緊貼于殼膜內(nèi)面。胚胎在形成羊膜和絨毛膜的同時(shí),還自消化道后部發(fā)生一個(gè)充當(dāng)呼吸和排泄的器官,稱為尿囊。尿囊位于胚外體腔內(nèi),外壁緊貼絨毛膜,因其表面和絨毛膜內(nèi)壁上富有毛細(xì)血管,胚胎可通過(guò)多孔的殼膜和卵殼,同外界進(jìn)行氣體交換。此外,尿囊還作為一個(gè)容器盛納胚胎新陳代謝所產(chǎn)生的尿酸。動(dòng)物獲得產(chǎn)羊膜卵的特性后,毋須到水中繁殖,使羊膜動(dòng)物徹底擺脫了它們?cè)趥€(gè)體發(fā)育初期對(duì)水的依賴,是脊椎動(dòng)物從水到路的漫長(zhǎng)進(jìn)化歷程中一個(gè)極其重要的飛躍進(jìn)步。確保脊椎動(dòng)物在陸地上進(jìn)行繁殖。通過(guò)輻射適應(yīng)向干旱地區(qū)分布及開(kāi)拓新的生活環(huán)境創(chuàng)造了條件。
3億年前,當(dāng)具有高等和進(jìn)步特征的新型爬行動(dòng)物在地球上出現(xiàn)后,很快就得到極大的發(fā)展,成為在地球上各種生態(tài)環(huán)境中占主導(dǎo)地位的動(dòng)物。
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9 .鳥(niǎo)類的器官系統(tǒng)及形態(tài)結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)飛翔生活的?
(l )鳥(niǎo)類身體呈紡錘形,體外被覆羽毛,具有流線型的外廓,從而減少了飛行中的阻力。
( 2 )前肢變?yōu)橐?,著生羽毛成為飛翔器官。
( 3 )薄而松的皮膚,便于肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)。
( 4 )羽毛著生在體表的一定區(qū)域內(nèi)稱為羽區(qū)。不著生羽毛的地方稱裸區(qū),羽毛的這種著生方式,有利于劇烈的飛翔運(yùn)動(dòng)。
( 5 )骨骼輕而堅(jiān)固,骨骼內(nèi)具有充滿氣體的腔隙,有利于減輕體重。
( 6 )頸椎椎骨之間的關(guān)節(jié)面呈馬鞍形,稱異凹型椎骨。這種特殊形式的關(guān)節(jié)面使椎骨間的運(yùn)動(dòng)十分靈活。第一枚頸椎呈環(huán)狀,稱為寰椎;第二枚頸椎稱為樞椎。與頭骨相聯(lián)結(jié)的寰椎,可與頭骨一起在樞椎上轉(zhuǎn)動(dòng)。這就大大提高了頭部的活動(dòng)范圍,鳥(niǎo)類頭部運(yùn)動(dòng)靈活。
( 7 )胸椎借硬骨質(zhì)的肋骨與胸骨聯(lián)結(jié),構(gòu)成牢固的胸廓,保證胸肌的劇烈運(yùn)動(dòng)和完成呼吸。
( 8 )尾骨退化,最后幾枚尾骨愈合成一塊尾綜骨,以支撐扇形的尾羽。鳥(niǎo)類脊椎骨骼的愈合以及尾骨退化,就使軀體重心集中在中央,有助于在飛行中保持平衡。
( 9 )上下頜骨極度前伸,構(gòu)成鳥(niǎo)喙。鳥(niǎo)喙外具角質(zhì)鞘,構(gòu)成銳利的切緣或鉤,是鳥(niǎo)類的取食器官。
( 10 )左右鎖骨以及退化的間鎖骨在腹中線處愈合成“V”形,稱為叉骨。叉骨具有彈性,在鳥(niǎo)翼劇烈煽動(dòng)時(shí)可避免左右肩帶(主要是烏詠骨)碰撞。
( 11 )手部骨骼(腕骨、掌骨和指骨)的愈合和消失現(xiàn)象,使翼的骨骼構(gòu)成一個(gè)整體,扇翅才能有力。
( 12 )后肢骨骨塊愈合減少且延長(zhǎng),能增加起飛時(shí)的彈力。
( 13 )使翼?yè)P(yáng)起(胸小?。┘跋?lián)p(胸大?。┑募∪馐职l(fā)達(dá)。此外,不論是支配前肢及后肢運(yùn)動(dòng)的肌肉,其肌體部分均集中于軀干身體的中心部位,其它肌肉退化以減輕體重。
( 14 )鳥(niǎo)類的直腸極短,不貯存糞便,且具有吸收水分的作用,有助于減少失水以及飛行時(shí)的負(fù)荷。
( 15 )具有非常發(fā)達(dá)的氣囊系統(tǒng)與肺氣管相通連。氣囊廣布于內(nèi)臟、骨腔以及某些運(yùn)動(dòng)肌肉之間。有助于減輕身體的比重,減少肌肉間以及內(nèi)臟間的磨擦。
( 16 )排泄尿酸減少失水,鳥(niǎo)類不具膀胱,所產(chǎn)的尿連同糞便隨時(shí)排出體外,通常認(rèn)為這也是減輕體重的一種適應(yīng)。
( 17 )視覺(jué)最為發(fā)達(dá),視力調(diào)節(jié)雙重調(diào)節(jié)能力,能在一瞬間把扁平的“遠(yuǎn)視眼”調(diào)整為“近視眼”。
10.哺乳動(dòng)物有哪些重要進(jìn)步特征?為什么說(shuō)哺乳動(dòng)物是最高等的脊椎動(dòng)物?
哺乳動(dòng)物進(jìn)步性特征有:( 1 )具有高度發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)和感官;( 2 )出現(xiàn)口腔咀嚼和消化,大大提高了對(duì)能量的攝??;( 3 )具有高而恒定的體溫;( 4 )具有在陸上快速運(yùn)動(dòng)的能力;( 5 )胎生、哺乳。
大多數(shù)哺乳動(dòng)物的生殖方式為胎生,胚胎在母體內(nèi)發(fā)育,通過(guò)胎盤吸取母體血液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣,同時(shí)把排泄物送人母體內(nèi)。胎生方式為哺乳類的生存和發(fā)展提供了廣闊前景。它為發(fā)育的胚胎提供了保護(hù)、營(yíng)養(yǎng)以及穩(wěn)定的恒溫發(fā)育條件,是保證酶活動(dòng)和代謝活動(dòng)正常進(jìn)行的有利因素,使外界環(huán)境條件對(duì)胚胎發(fā)育的不利影響減低到最小程度。.這是哺乳類在生存斗爭(zhēng)中優(yōu)于其他動(dòng)物類群的一個(gè)重要方面。哺乳是胎兒發(fā)育完成后產(chǎn)出,母獸以乳汁哺育幼獸。哺乳是使后代在優(yōu)越的營(yíng)養(yǎng)條胎件下迅速地發(fā)育成長(zhǎng)的有利適應(yīng)的成活率,加上哺乳類對(duì)幼仔有各種完善的保護(hù)行為,因而具有遠(yuǎn)比其它脊椎動(dòng)物類群高得多成活率。哺乳類的皮膚中,表皮和真皮加厚,角質(zhì)層發(fā)達(dá)。皮膚衍生物形態(tài)復(fù)雜,功能多樣,在對(duì)機(jī)體的保護(hù)、體溫調(diào)節(jié)、感受刺激、分泌和排泄等方面起著重要作用,如毛、皮膚腺、蹄角等。哺乳類骨骼高度簡(jiǎn)化和具有靈活性。脊椎仍然分為頸椎、胸椎、腰椎、薦椎和尾椎5 部分,椎體間有軟骨的椎間盤相隔,可吸收和緩沖運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)椎體的沖擊。四肢肌肉發(fā)達(dá),以適應(yīng)哺乳動(dòng)物高速靈活的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。消化系統(tǒng)功能完善。消化管包括口腔、咽、食管、胃、小腸(十二指腸、空腸、回腸)、大腸(盲腸、結(jié)腸、直腸)和***。消化腺有唾液腺、肝、胰。根據(jù)食性,哺乳類分為食蟲類、肉食類、草食類和雜食類4 種。哺乳類血管趨于簡(jiǎn)化,使血液循環(huán)速度加快,血液升高,循環(huán)效率提高,肺由復(fù)雜的支氣管樹(shù)和肺泡構(gòu)成,氣體交換面積增加。腹部具有肌肉質(zhì)的橫隔,隔肌的收縮和舒張協(xié)助肋間肌擴(kuò)張和縮小胸腔,促進(jìn)呼吸。哺乳動(dòng)物的大腦特別發(fā)達(dá),大腦表面形成溝回,神經(jīng)元數(shù)量大增,感覺(jué)器官發(fā)達(dá)靈敏,行為復(fù)雜。
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31、人類的進(jìn)化
1、從猿到人的演化過(guò)程中,幾個(gè)重要性狀出現(xiàn)的次序是。
A、腦的擴(kuò)大—制造石器—直立行走
B、直立行走—制造石器—腦的擴(kuò)大
C、新生兒提前出生—腦的擴(kuò)大—制造石器
D、制造石器—直立行走—腦的擴(kuò)大
E、走出森林—直立行走—制造石器
答案:B
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2、有什么證據(jù)說(shuō)明現(xiàn)代人類來(lái)自非洲?
答案:A.C.Wilson等人根據(jù)現(xiàn)代人類182種線粒體DNA的類型建立起一個(gè)人類譜系模型。據(jù)此模型,現(xiàn)代人類起源于距今20萬(wàn)年前的非洲地區(qū)。在此以前分布于歐洲、亞洲、澳大利亞的化石人類并不是現(xiàn)代人類的祖先,而是若干已滅絕分支上的遠(yuǎn)親,他們均被起源于非洲的現(xiàn)代人所取代?,F(xiàn)代人類細(xì)胞線粒體DNA分析發(fā)現(xiàn),全球人類種群的線粒體DNA十分一致。尼人化石中成功的提取到線粒體DNA,發(fā)現(xiàn)它和現(xiàn)代人的線粒體DNA之間存第三十二章
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7 .生物與生物之間有哪些重要的相互關(guān)系?
生物與生物之間重要的相互關(guān)系有:植食與捕食,競(jìng)爭(zhēng),互惠共生,寄生與擬寄生,合作,共棲等〕
植食:指動(dòng)物吃植物,是生物相互關(guān)系中最常見(jiàn)的現(xiàn)象。
捕食:指動(dòng)物吃動(dòng)物,也是生物相互關(guān)系中最基本的現(xiàn)象之一。
互惠:指對(duì)雙方都有利的一種種間關(guān)系,但這種關(guān)系并沒(méi)有發(fā)展到相依為命的地步,如果解除這種關(guān)系,雙方都能正常生存。如??图木有?;蚜蟲和螞蟻
共生:是物種之間一種相依為命的一種互利關(guān)系,如果失去一方,另一方便不能生存。如地衣(是單細(xì)胞藻類和真菌的共生體);絲蘭和法蘭蛾;白蟻和多鞭毛蟲。
共棲:是指對(duì)一方有利,對(duì)另一方無(wú)利無(wú)害的一種種間關(guān)系,又稱偏利。如雙鋸魚和??衫贤ê蛢r。
寄生:生活在一起的兩種生物,一方獲利,而另一方遭受損害。寄居在別種生物上并獲利的一方稱寄生物,被寄居并受害的一方被稱為寄主。如寄生在人體內(nèi)血吸蟲、蛔蟲。
擬寄生:類似寄生,但寄生物導(dǎo)致寄主死亡。所有昆蟲對(duì)昆蟲的寄生都是類寄生,如寄生蠅和寄生蜂。
競(jìng)爭(zhēng):當(dāng)兩個(gè)物種利用同一確定短缺資源時(shí)就會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng),競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果時(shí)一個(gè)物種戰(zhàn)勝另一物種,甚至導(dǎo)致一種物種完全被排除。如大草履蟲和雙小核草履蟲的競(jìng)爭(zhēng);歐洲百靈被引進(jìn)北美后與當(dāng)?shù)匕凫`的競(jìng)爭(zhēng)??股褐敢粋€(gè)物種通過(guò)分泌化學(xué)物質(zhì)抑制另一個(gè)物種的生長(zhǎng)和生存。青霉就是著名的一例。
互抗:指兩個(gè)物種相互作用使雙方都受害或引起死亡。當(dāng)兩種致病生物同時(shí)侵人一個(gè)寄主而導(dǎo)致寄主死亡時(shí),這兩種致病生物就是對(duì)抗關(guān)系。
中性:指兩個(gè)或更多物種經(jīng)常一起出現(xiàn),但彼此互相無(wú)利也無(wú)害。如一個(gè)水源總是吸引很多動(dòng)物前來(lái)飲水,這些動(dòng)物之間就是中性關(guān)系
12 .造成生物多樣性下降的原因是什么?生物多樣性下降對(duì)人類有什么影響?
造成生物多樣性下降的原因:( 1 )生境片斷化和喪失。(2 )掠奪式的開(kāi)發(fā)利用。(3 )環(huán)境污染。( 4 )外來(lái)物種的人侵。(5 )人口膨脹。
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第三十三章
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1 .什么是種群,種群有哪些特征?
種群(population)是同一物種個(gè)體的集合體。種群不僅是物種的存在單位,而且是物種的繁殖單位和進(jìn)化單位。
種群的基本特征:( l )分布格局:均勻分布、隨機(jī)分布、集群分布。(2 )年齡結(jié)構(gòu)(age structure )指種群內(nèi)不同年齡的個(gè)體數(shù)量分布情況。根據(jù)年齡結(jié)構(gòu)劃分三種種群類型:增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型。(3 )性比( sex ration ) ,性比對(duì)種群配偶關(guān)系及繁殖潛力有很大的影響。(4 )出生率和死亡率,研究種群數(shù)量動(dòng)態(tài)必不可少的方法。
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第三十四章
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10 .從湖泊演變?yōu)樯忠?jīng)歷哪幾個(gè)演替階段?演替的動(dòng)力是什么?
一個(gè)湖泊演變?yōu)橐粋€(gè)森林群落大體要經(jīng)歷5個(gè)階段:裸底階段,沉水植物階段,浮葉根生植物階段,挺水植物階段,濕生草本植物群落,即穩(wěn)定的森林群落階段。群落演替的同時(shí)也在改變著環(huán)境,為下一個(gè)群落的形成創(chuàng)造條件。
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11 .什么是頂級(jí)群落?它與正在演替中的非頂級(jí)群落有什么差異?
演替所達(dá)到的最終平衡狀態(tài)就稱為頂極群落(climax)。頂極群落與正在演替中的非頂極群落的性質(zhì)明顯不同。首先,在頂極群落中生物的適應(yīng)特征與非頂極群落有很大不同,處于演替早期階段的生物必須產(chǎn)生大量的小型種子以有利于散布,而生活在頂極群落中的生物只需要產(chǎn)生少量的大型種子就夠了。其次,處于演替早期階段的生物體積小、生活史短且繁殖速度快,以便最大限度地適應(yīng)新環(huán)境和占有空缺生境。處于頂極群落中的生物則由于面臨激烈的生存競(jìng)爭(zhēng)往往個(gè)體大、生活史長(zhǎng)并且長(zhǎng)壽,這有利于提高競(jìng)爭(zhēng)能力。另外,在群落演替的早期階段,群落生產(chǎn)量大于群落呼吸量,頂極群落總生產(chǎn)量將全部用干群落的維持
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第三十五章
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7 .能量流動(dòng)有什么特點(diǎn)?從中能得到什么啟示?
生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)要靠各種有機(jī)體來(lái)轉(zhuǎn)化和傳遞。在順著營(yíng)養(yǎng)級(jí)序列傳遞時(shí),大部分用于呼吸維持生命活動(dòng)或被分解者利用,只有10 %左右輸送給下一級(jí)。這樣便形成了逐級(jí)地、急劇地、梯級(jí)般的遞減。能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單方向的和不可逆的,流動(dòng)過(guò)程中會(huì)急劇減少。
任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來(lái)自外部的能量補(bǔ)給,如果在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)斷絕對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量輸人,這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)自行消亡。
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10 .為什么說(shuō)CO2和其他溫室氣體的排放導(dǎo)致了全球氣候變暖?
CO2具有吸熱和隔熱的功能。人類活動(dòng)和大自然還排放其他溫室氣體,它們是:氯氟烴(CFCs )、甲烷、低空臭氧和氮氧化物氣體。溫室氣體濃度的增加會(huì)減少紅外線輻射放射到太空外,它們?cè)诖髿庵性龆嗟慕Y(jié)果是形成一種無(wú)形的玻璃罩,使太陽(yáng)輻射到地球上的熱量無(wú)法向外層空間發(fā)散,地球表面變熱,導(dǎo)致了全球氣候變暖。
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11 .全球氣候變暖已經(jīng)帶來(lái)和將會(huì)帶來(lái)什么嚴(yán)重的生態(tài)后果?人類應(yīng)當(dāng)如何應(yīng)對(duì)?
(l )氣候轉(zhuǎn)變“全球變暖”。(2 )地球上的病蟲害增加。(3 )南北極的冰層迅速融化,海平面上升。( 4 )氣候反常,海洋風(fēng)暴增多。(5 )土地干旱,沙漠化面積增大。(6 )造成全球大氣環(huán)流調(diào)整和氣候帶向極地?cái)U(kuò)展。
對(duì)策:( l )全面禁用氟氯碳化物。(2 )保護(hù)森林,特別是熱帶雨林;實(shí)施大規(guī)模的造林工作,努力促進(jìn)森林再生。(3 )改善汽車使用燃料,限制汽機(jī)車的排氣。(4 )改善其他各種場(chǎng)合的能源使用效率,鼓勵(lì)使用太陽(yáng)能,開(kāi)發(fā)替代能源。
12 .造成生物多樣性下降的原因是什么?生物多樣性下降對(duì)人類有什么影響?
造成生物多樣性下降的原因:( 1 )生境片斷化和喪失。(2 )掠奪式的開(kāi)發(fā)利用。(3 )環(huán)境污染。( 4 )外來(lái)物種的人侵。(5 )人口膨脹。
對(duì)于人類來(lái)說(shuō),生物多樣性具有直接使用價(jià)值、間接使用價(jià)值和潛在使用價(jià)值。生物多樣性下降,物種減少,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞,人類的生存環(huán)境也就要受到影響。大量野生生物具有巨大的潛在使用價(jià)值,一旦從地球上消失就無(wú)法再生,它的各種潛在使用價(jià)值也就不復(fù)存在了。
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14.人類活動(dòng)對(duì)生物圈產(chǎn)生了什么影響?
(三峽大學(xué),2 以場(chǎng))什么是生物圈?人類活動(dòng)對(duì)生物圈產(chǎn)生什么影響?
從工業(yè)革命以來(lái),特別是從20 世紀(jì)以來(lái),由于煤、石油和天然氣的大量燃燒,致使CO2的全球平衡受了嚴(yán)重干擾。CO2增加,通過(guò)溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球變暖?;衔锓海ǎ–FCl3 和CF2Cl2)使臭氧層減少,紫外線輻射強(qiáng)度就會(huì)增加,皮膚癌患者數(shù)量的增加,對(duì)地球上生物界和人類來(lái)說(shuō)都是災(zāi)難性的。燃燒煤、石油和天然氣所產(chǎn)生的50 :和No 與大氣中的水結(jié)合而形成酸雨,殺死水生生物、破壞水體生態(tài)平衡,還能傷害陸地植物、農(nóng)作物和各種樹(shù)木,破壞土壤肥力,使樹(shù)木生長(zhǎng)緩慢并易感病害,同時(shí)還能腐蝕金屬、建筑物和歷史古跡,酸雨中含有的少量重金屬對(duì)人體健康也會(huì)帶來(lái)不利影響。人類排放到水體中的污染物,江河湖海受到普遍污染,使飲用水的質(zhì)量越來(lái)越差。人類活動(dòng)造成物種滅絕速度加快和生物多樣性下降。
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