第一篇:必修1,2,3 選修3-知識總結
第一章 人體的內環境與穩態 體內含有大量以水為基礎的液體,這些液體統稱為體液。細胞內液:存在于細胞內部的液體(占總體積2/3)(動物細胞主要是細胞質基質、植物細胞為液泡內的液體)體液 細胞外液:存在于細胞外(占總體積1/3):由血漿、組織液、淋巴構成。內環境的概念和組成:有細胞外液構成的液體環境叫做內環境。內環境的組成成分由血漿、淋巴和組織液共同構成。血漿:是血液中的液體部分。組織液:存在于組織細胞間隙的液體又叫細胞間隙液。血漿、組織液、淋巴三者的聯系: 血漿中的水分和一些能夠透過毛細血管的物質,進入組織間隙形成的組織液;絕大部分組織液可以通過毛細血管壁又滲透到血漿中;小部分組織液滲入毛細淋巴管形成淋巴;淋巴經淋巴循環到達左右鎖骨下靜脈回到血漿中。用以下圖示說明: 細胞外液的成分:(1)營養物質:葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、水、無機鹽(2)代謝廢物:二氧化碳、尿素、乳酸(3)其他物質:氧氣、激素、抗體、組織胺、神經遞質、纖維蛋白原 注:血紅蛋白、載體、呼吸作用酶、轉氨酶都不屬于內環境的組成成分。內環境的理化性質:滲透壓、酸堿度和溫度是細胞外液的三個重要方面。滲透壓是指溶液中溶質顆粒對于水的吸引力。溶質越多,滲透壓越高。酸堿度主要是指細胞外液中PH值的情況,通常范圍為中性范圍(如血漿PH為7.35-7.45)人體細胞外液溫度一般維持在37℃左右。內環境穩態 細胞代謝活動的進行與外界環境因素的不斷變化,必然會影響內環境的理化性質,如PH、滲透壓、溫度等。正常機體在神經系統、體液、免疫調節下,通過各器官、系統的協調活動,共同維持內環境的相對穩定的狀態叫做穩態。....
第二章 人和動物生命活動的調節 【神經調節】(1)神經調節的基本方式是反射。它是在中樞神經系統參與下,動物體或人體對內外環境變化作出的規律性應答。(2)反射的結構基礎是反射弧。反射弧通常由五部分組成:感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器。反射活動的實現需要完整的反射弧來實現,任何一部分受損,反射也不能完成。1
(3)興奮:是在動物或人體內的神經組織或細胞在感受外界刺激后,由靜止狀態變為顯著活躍狀態的過程。
神經元細胞分為胞體和突起兩部分,而突起分為樹突和軸突,樹突就是神經細胞周圍向樹杈一樣的結構,軸突就是長長的那一根,軸突被髓鞘包裹著,軸突負責傳導電信號到突觸。大量的軸突纏在一起,形似纖維,故稱作神經纖維。①興奮在神經纖維上的傳導:刺激 膜電位變化 局部電流 電流向神經纖維兩 端傳遞 幾點說明: 1.膜電位靜息狀態下,膜內電子為負電荷(-),膜外為正電荷(+)。接受外界刺激后,刺激部位的膜內變為正電荷(+),膜外為負電荷(-)。興奮沿神經纖維雙向傳遞,興奮傳遞過后的膜電位恢復到靜息點位時分布,內負外正。++++ 2.神經細胞內主要分布著K和Na兩種陽離子,并且在細胞內部K 含量較高而Na含量較++低。靜息狀態時,神經細胞膜主要對K有通透性,造成K以被動運輸的方式外流,造成膜外陽離子高于膜內,這是多數神經細胞產生和維持靜息電位的主要原因。受到刺激時(興奮),++神經細胞膜主要對Na通透性增加,Na以被動運輸的方式內流,使興奮部位膜兩側陽離子濃度高于外側。②興奮在神經元之間的傳遞:主要依賴于突觸結構完成。因為多數相鄰的神經元之間不是直接接觸的。突觸是由突觸小體與其他神經元的細胞體、樹突共同形成的結構。突觸由突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜共同構成。興奮在神經元之間的傳遞流程: 突觸小泡(突觸前膜)興奮 突觸小體 突觸間隙 突觸后膜(與后膜上受體結合)下一 釋放神經遞質 級神經元感受興奮。幾點說明:
1.興奮在神經元之間的傳遞是單向的。原因是神經遞質是由突觸小泡釋放,而突觸小泡只位于突觸前膜中,神經遞質隨后進入突觸間隙,在被突觸后膜上的受體接受后完成興奮傳遞。2.興奮傳遞方向有胞體沿著軸突方向進行。興奮在神經元之間以化學物質-神經遞質傳遞,傳遞的實質是電信號。神經系統的分級調節人和動物的腦和脊髓中含有大量的神經元,這些神經元組合成不同的神經中樞,分別調控某一特定的生理功能。主要有:下丘腦(體溫、水鹽調節中樞)、腦干(呼吸中樞)、小腦(維持身體平衡中樞)、脊髓(調節軀體運動中樞)。學習與記憶 學習和記憶涉及腦內神經遞質的作用及某些種類蛋白質的合成。短期記憶主要與神經元的活動及神經元之間的聯系有關。長期記憶可能與新突觸的建立有關。【體液調節】 體液調節是通過激素調節方式進行。激素是由內分泌器官分泌的化學物質進行調節。人體內主要的內分泌及其分泌的激素:(1)下丘腦:分泌促甲狀腺激素釋放激素。(2)垂體:分泌促甲狀腺激素、生長激素。(3)腎上腺:分泌腎上腺素。(4)甲狀腺:分泌甲狀腺素。(5)胸腺:分泌胸腺激素。(6)胰腺:分泌胰島素(降低血糖濃度)和胰高血糖素(升高血糖濃度)。2(7)卵巢:分泌雌性激素。睪丸:分泌雄性激素。說明:①對于大多數激素都屬于蛋白質,但性激素屬于脂質中的類固醇。...②激素是由具體的分泌腺釋放的,不同激素發揮的功能不同。如腎上腺素、甲狀腺素與增加機體產熱,加快細胞呼吸速率有關。而胰島素和胰高血糖素調節血糖濃度。③某些激素之間在發揮作用時存在著協同和拮抗調節方式。協同調節表示兩種激素的調控結果相同,如甲狀腺素和生長素都能促進動物體的生長發育。拮抗調節表示兩種激素調控結果相反,如胰島素是降低血糖濃度,而胰高血糖素是升高血糖濃度。其中胰島素由胰島B細胞分泌,胰高血糖素有胰島A細胞分泌。
激素調節的實例(1)血糖平衡的調節 ① 血糖的來源和去路:
血糖的來源有食物、肝糖原的分解、其他非糖物質的轉化,以食物為主要來源。血糖的去路是氧化分解、合成糖原、轉化為非糖物質,以氧化分解、提供能量為主要去路。② 血糖的調節過程: 當血糖濃度高于正常值時,會刺激胰島B細胞分泌胰島素,降低血糖濃度。當血糖濃度低于正常值時,會刺激胰島A細胞分泌胰高血糖素,升高血糖濃度。(2)甲狀腺激素分泌的調節(分級調節、反饋調節)
分級調節: 下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素
運輸到垂體,促使垂體分泌促甲狀腺激素 甲 狀腺激素隨血液運輸到甲狀腺,促使甲狀腺分泌甲狀腺的分泌和合成, 它體現了激素分級調節的方式 反饋調節: 當甲狀腺激素濃度升高時,抑制下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素,也抑制垂體分泌促 甲狀腺激素,從而使甲狀腺激素含量維持穩定,這種調節方式稱為反饋調節,它對生物體自身來說是有益的。激素調節特點:(1)微量、高效(2)通過體液運輸。分泌的激素彌散在體液中,隨血液流到全身,因此通過抽取血樣來檢 測內分泌系統的疾病。(3)作用于靶器官、靶細胞。并不是所有的激素對全身的細胞或器官都起作用。甲狀腺激素幾乎對所有細胞都起作用,而促甲狀腺激素只作用于甲狀腺。能被特定激素作用的器官和細胞分別稱為靶器官、靶細胞,其中能夠接受到激素的細胞表面都存在著受體,使激素能夠被細胞接受到。(4)激素一經靶細胞接受并作用后就被滅活。因此體內要源源不斷地產生激素,維持激素含量的動態平衡。神經調節和體液調節的關系:(1)區別: 比較項目 神經調節 體液調節 作用途徑 反射弧 體液運輸 反應速度 迅速 緩慢 作用范圍 局限但準確 廣泛 作用時間 短暫 比較長
(2)聯系:
很多內分泌腺本身直接或間接地受中樞神經系統的調節,此時體液調節可以看做神經調節的一個環節。如動物和人體的體溫調節、水鹽調節。①體溫調節:人在寒冷環境中,冷覺感受器興奮 傳入神經 下丘腦體溫調節中樞的 分析綜合 傳出神經 毛細血管收縮、腎上腺素分泌增加、細胞代謝加快、骨骼肌不自
主戰栗,增加產熱
最終維持體溫恒定
說明:(1)此過程先由神經調節感受興奮,將興奮傳遞引發體液調節,分泌腎上腺素增加機體產熱。(2)參與體溫調節的神經調節的反射弧為:寒冷環境(炎熱環境)感受器 傳入神經 下丘腦體溫調節中樞 傳出神經 骨骼肌不自主戰栗(汗液分泌增加、毛細血管擴張、增加散熱 ②人體水鹽調節:飲水不足、體內失水或食物過咸 細胞外液滲透壓升高 下丘腦滲 透壓感受器 作用垂體 釋放抗利尿激素 腎小管、集合管重吸收水 減少排尿
說明:(1)此過程中下丘腦產生的缺水興奮還可通過大腦皮層傳遞渴覺引起機體主動補水來調節。(2)細胞外液滲透壓體現了溶液中溶質含量的多少,如果溶質多,細胞外液滲透壓高,機體表現為缺少狀態。注:以上兩種調節方式體現了神經調節和體液調節以相互協調作用方式來調節機體的情 況,即環境變化后首先是神經調節發揮作用,傳遞興奮。隨后刺激體液調節分泌激素來 進一步進行調節(神經調節、體液調節)。此外,某些內分泌腺所分泌的激素也可影響神 經調節的系統的發育和功能。如幼年時甲狀腺激素缺乏會影響腦的發育;成年時甲狀腺 激素分泌不足會使神經系統的興奮性降低。【免疫調節】 免疫調節主要的作用是消滅入侵體內的病原體及清除體內衰老、破損的細胞。免疫調節是神經調節和體液調節維持內環境穩態的前提保障。免疫調節主要通過免疫系統來實現的。免疫器官:扁桃體、淋巴結、胸腺、骨髓、脾等(主要是免疫細胞生成、成熟和 集中的場所)免疫系統 免疫細胞: 吞噬細胞 淋巴細胞:T細胞(胸腺中成熟);B細胞(骨髓中成熟)免疫活性物質:抗體、淋巴因子、溶菌酶等。(由免疫細胞或其他細胞產生發揮 免疫作用的物質)免疫系統的防衛功能 主要依賴于人體內的三道免疫防線。其中第一道防線由皮膚、粘膜構成。第二道防線由殺菌物質和吞噬細胞構成。這兩道防 線人們生來就有,不針對某一特定病原體,因此稱為非特異性免疫。第三道防線主要由免疫器官和免疫細胞借助血液循環和淋巴循環構成,可針對某些特殊 抗原發揮免疫應答,因此稱為特異性免疫。特異性免疫分為兩類:體液免疫和細胞免疫。每種免疫分為三個階段:感應階段(抗原 4
刺激)、反應階段(激活相關的淋巴細胞)、效應階段(清除抗原)。抗原是指能夠引起機體產生特異性免疫應答的物質。①體液免疫: 根據抗原的種類不同可分為兩種作用方式。(1)有T細胞參與。某些病原體經吞噬細胞攝取處理后,暴露出其所特有的抗原,吞噬細胞將抗原傳遞給T細胞,T細胞產生淋巴因子使B細胞激活,B細胞分化為漿細胞和記憶細胞。漿細胞直接分泌抗體,記憶細胞在相同抗原再次入侵時直接分泌抗體,與抗原結合。被抗體結合后的抗原可被吞噬細胞消化或水解。(2)無T細胞參與:某些病原體某些病原體經吞噬細胞攝取處理后,暴露出其所特有的抗原。這些抗原直接能夠刺激B細胞活化,分化為漿細胞和記憶細胞,此過程無需T細胞的協助。注:T細胞對于體液免疫的發揮沒有決定作用,抗體又可稱為免疫球蛋白。②細胞免疫:T細胞接受抗原刺激后,分化成效應T細胞,效應T細胞與與抗原入侵后的 宿主細胞接觸,通過釋放免疫活性物質(如溶菌酶)使細胞裂解死亡,病原體失去了寄生的場 所,最終被吞噬或消滅。當判斷某抗原進入人體后是在細胞內還是細胞外時,通過抗原的清除方式即可判斷,如機體通過分泌抗體與其結合并最終使其清除,則此抗原(多數細菌)位于細胞外;如通過效應T細胞清除,則此抗原(病毒或某些細菌)位于細胞內。【自身免疫疾病、過敏反應】 當機體的免疫系統異常敏感、反應過度時會誤將自身物質當作外來異物進行攻擊而引 起的疾病稱為自身免疫疾病。(如系統性紅斑狼瘡、類風濕性關節炎)能引起自身免疫疾病發生的特異性反應的物質稱為自身抗原。過敏反應是指已產生免疫的機體再次接受相同抗原時發生的組織損傷或功能紊亂。能 ..引起過敏反應發生的物質稱為過敏原,過敏反應初次接觸過敏原時不會發生免疫反應。兩者比較:自身免疫疾病會引發自身臟器的損傷,而過敏反應一般不會導致組織損傷,只是 影響某些功能發生紊亂。自身免疫疾病的發生對機體造成的傷害較嚴重,甚至可能導致機體 的死亡。【疫苗和器官移植】 疫苗是將病原體或者致病菌滅火后注射到動物體內,滅活的病原體仍保留能使機體產生特異性應答的特性。機體能對此種病原體產生記憶,當再次接觸到病原體時能立即產生大量免疫活性物質,將抗原殺死或裂解。器官移植
將健康的器官移植到通常是另一個人體內使之迅速恢復功能的手術,目的是代償受者相應器官因致命性疾病而喪失的功能;器官移植過程中會出現嚴重的免疫排斥現象,即受體對外來的器官產生免疫排斥反應。
第三章 植物的激素調節 在植物體內產生,能從產生部位運送到作用部位,對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物,稱為植物激素。植物激素的三個重要特征是:植物體內產生,可以運輸,微量起作用。生長素的產生、運輸、分布、彎曲:(1)產生:生長素主要的合成部位是幼嫩的芽、葉和發育中的種子。成熟的葉片和根尖雖然能產生生長素,但數量很少。(2)運輸:在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中,生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端,單方向運輸,稱為極性運輸。極性運輸為主動運輸,理由有兩個。一是生長素由頂芽向側芽運輸,導致生長素濃度過高,所以極性運輸是由低濃度向高濃度一 5
側運輸;二是在缺氧時,生長素運輸受到影響。橫向運輸:在單側光刺激或重力作用下,莖和根分別傾向于向地性和背地性運輸。(3)分布:生長素在植物體各器官中均有分布,但相對集中地分布在生長旺盛的部分,如胚芽鞘、芽、根尖端的分生組織。而衰老的組織和器官中含量較少。(4)向光性彎曲:當植株接受單側光照射時,向光側的生長素分布少,生長緩慢,背光側的生長素分布多,生長迅速,使植株產生向光性彎曲。造成彎曲的原因是在光的照射下,生長素分布不均,由背向光一側往光一側運輸。生長素的生理作用(1)兩重性:生長素既能促進生長,又能抑制生長。既能促進發芽,也能抑制發芽。生長素因濃度、植株種類、成熟情況、同種器官的種類不同而有較大的差異。一 般來說,低濃度促進生長,高濃度抑制生長。同種植株不同器官對生長素的反應 敏感性不同,敏感度順序為:根>芽>莖。所以在做植株扦插時,最好設置生長素 濃度梯度,探索最佳的生長素范圍。(2)頂端優勢: 現象:頂芽優先生長,側芽受到抑制。原因:生長素在側芽積累。解除方法:去除頂芽。生長素類似物主要有α-萘乙酸、2,4-D等。其他植物激素
(1)赤霉素—主要作用促進細胞伸長,從而引起植株增高,促進種子萌發和果實成熟。合成部位:未成熟的種子、幼根、幼芽。(2)細胞分裂素—促進細胞分裂。產生部位:根尖。(3)脫落酸—抑制細胞分裂,促進葉和果實的衰老和脫落。合成部位:根冠、萎蔫 的葉片。
(4)乙烯—促進果實成熟。使用植物激素誘導生根、生芽的問題:①當生長素/細胞分裂素的比例高, 促進生根;②當生長素/細胞分裂素的比例低,促進生芽③單獨使用生長素促進生根④單獨使用細胞分裂素促進生芽。第四章 種群和群落 種群的概念:是指一定空間和時間內同種生物個體的總和。種群特征:種群密度、出生率死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成、性別比例。其中種群密度為最基本的數量特征。通常描述種群密度的方法有樣方法和標志重捕法。(1)樣方法:選定一定區域,通過該區域的種群數目,估算出整個區域中的種群數量的方法。樣方法選取原則:①隨機選取②樣方大小依物種而定③樣方的數目一般不固定。(2)標志重捕法:在調查種群的活動范圍內,先捕獲一部分個體,做上標記后再放回原來環境中,經過一段時間后進行重捕,根據重捕后的標記個體數占總體個數的比例來估算種群密度。計算公式為:種群數量=第一次標記個體*第二次重捕個體總數/重復標記數量(如第一次捕捉100只,標記50只,第二次捕捉20只,標記中的有5只,那么該種群數量為50*20/5=200)年齡組成可預測未來某種群密度的發展趨勢,即觀察幼年個體、成年個體、老年 6
個體占整個種群中的比例。如果幼年個體數多,成、老年個體數少,那該種群類型為增長型;而如果幼年個體數少,成、老年個體數多,那該種群類型為衰退型。如果幼年、成年、老年個體數目相差不多,那該種群類型為穩定型。種群數量的變化分為J型、S型兩種增長曲線。J型曲線一般描述理想狀態下,剛遷入新環境中的種群生長狀態。S型曲線在有限條件下的種群生長狀況,主要有營養物質和生存空間的限制。一定空間中能維持的種群最大數量稱為環境容納量,用K值表示,在K/2時控制種群數量效果最明顯。在自然界中,影響種群數量的因素有很多,如氣候、食物、天敵等,種群的數量總是在波動,在不利條件下,種群的數量還可能急劇下降。
第五章 群落的結構 同一時間內聚集在一定區域中各種生物種群的集合,叫做群落。所以群落的基本單位......為種群。通常用群落物種的數目來描述群落規模,它叫做豐富度。種間關系:競爭、捕食、寄生、互利共生(簡稱共生)。競爭是兩種或兩種以上生物相互爭奪資源和空間,競爭結果為一方占有優勢,另一方處于劣勢或死亡。捕食是一種生物以另一種生物為食,但為了維護彼此間的共同生存,捕食者不會無限制的捕食被捕食者。寄生是一種生物寄居在另一生物體(寄主),攝取寄主的養分以維持生活。互利共生是兩種生物共同生活在一起,彼此依存,彼此有利。(如根瘤菌和豆科植物之間的關系)群落的空間結構有垂直結構和水平結構之分。垂直結構反應的主要是不同物種在同一環境中,由于非生物因素如陽光、溫度、水分的差異使得各物種選擇性分布;而水平結構主要是地形的變化、土壤濕度等因素造成各種群密度分布的差異。無論是群落中水平結構還是垂直結構都有利于各種群利用各自的空間和食物,維持自身的生存發展。群落的演替 隨著時間的推移,一個群落被另一個群落代替的過程叫做演替。根據演替的方式和持續的時間可分為初生演替和次生演替。初生演替是指在一個從來沒有植被覆蓋的地面上產生生物群落的過程。(如發生在冰川、火山巖、沙丘上進行的演替)即從無到有的演替。次生演替是指在原有植被已不存在,但原有土壤條件基本保留基礎上發生的演替方式。(如火災過后的草原、過量砍伐的森林、廢棄的農田上進行的演替)第六章 生態系統及其穩定性 生態系統是由生物群落與它的無機環境相互作用而形成的統一體。生態系統的規模有大有小,大的生態系統如整個海洋、陸地,小的生態系統如一個池塘、一條河流等。地球上最大的生態系統是生物圈。(1)生態系統的成分 由生物成分(生產者、消費者、分解者)和非生物成分(水、無機物質、空氣、陽光、溫度)組成。其中生產者大都為自養生物,如綠色植物。消費者為動物,食草性和食肉性動物。分解者主要是細菌和真菌,將動植物遺體殘骸中的有機物分解為無機物。(2)生態系統的營養結構 7
食物鏈:生態系統中的生物由于營養聯系而形成的結果稱為食物鏈。食物網:生態系統中的許多食物鏈相互交錯連接成的復雜營養結構。營養級和各級消費者:在食物鏈和食物網中,綠色植物都處于第一營養級,各級消費者組成其他營養級。其中草食性動物一般作為初級消費者,它們為第二營養級。生態系統的能量流動 生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化、散失的過程,稱為生態系統的能力流。生態系統中的能量來源于太陽能,這部分能量由食物鏈和食物網中的生產者以光合作用的方式固定下來,以有機物中的化學能形式在食物鏈和食物網中進行傳遞。各營養級能量的來源和去路 來源:對于第一營養級來說(生產者)它的能量來源于太陽能。而各級消費者的能量一般來自于上一個營養級。去路:①通過呼吸作用維持,自身生命活動(大部分能量)②以植物殘枝或動物遺體流向分解者 ③傳遞個下一個營養級(較少能量)生態系統中能量流動特點:單向流動、逐級遞減,不能循環利用。單向流動表示能量只能沿著食物鏈或食物網的方向流動,并且在各營養級傳遞中逐級遞減,無法實現循環利用。能量在相鄰營養級傳遞時的效率大約為10%-20%。并且最多只能維持4-5個營養級。生態系統的物質循環在生態系統中,組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素,都不斷進行著從無機環境到生物群落,又由生物群落到無機環境的循環過程,這稱為物質循環。碳循環 碳元素作為生命的最基本元素,在無機環境和生物群落之間以CO的形式進行循環。2大氣中的CO進入生物群落后被綠色植物以光合作用方式固定成有機物,并在生物群2落中傳遞。最后再以CO的方式,從生物群落返回無機環境,實現循環利用。
2光合作用,化能合成作用 無機環境(CO)生物群落(有機物)2呼吸作用,微生物分解
能量流動和物質循環的關系 物質循環作為能量流動的載體,能量為物質循環提供動力。物質能循環,能量可流動。生態系統的信息傳遞 生物群落中實現信息交流的方式。主要包括物理信息、化學信息、行為信息。物理信息:如光、聲、溫度。化學信息:各類激素、生物堿、和誘導劑。行為信息:具體的行為特征,如孔雀開屏,蜜蜂亂舞。生態系統的穩定性 在森林中,當害蟲數量增加時,食蟲鳥類由于食物豐富,數量也會增多,這樣害蟲種群的增長就會受到抑制,這是生物群落內部負反饋調節的實例。負反饋調節在生態系統中普遍存在,它是生態系統自我調節能力的基礎。生態系統有一定的自我調節能力,維持自我結構和功能的相對穩定,稱為生態系統的穩定性,種群的數量越多生態系統的穩定性越強。主要包括抵抗力穩定性、恢復力穩定性。抵抗力穩定性主要抵抗外界干擾,維持自身的結構和功能,它與生態系統的組分、豐富度,食物網復雜程度成正比。8
恢復力穩定性是在受到外界因素破壞后恢復到原有水平的能力。它與生態系統的組分、豐富度,食物網復雜程度成反比。9
第二篇:高中地理必修3知識小結
高中地理必修3知識小結
1.區域的基本含義
1、區域的概念:地球表面的空間單位,它是人們在地理差異的基礎上,按一定的指標和方法劃分出來的。
2、區域的基本特征:具有一定的界線、區域內部的相似性和連續性、區域之間的差異性和相互聯系、整體性。
3、區域的空間結構:區域中各要素的相對位置關系和空間分布形式。農業通常表現為面狀,交通運輸線路表現為線狀和網絡狀,城市和工業表現為點狀,城市群和工業區表現為島狀。影響區域空間結構的主要因素是社會經濟發展水平。
4、區域的產業結構:傳統的農業區域和發展水平較低的區域,第一產業所占比重比較大;工業區域或加速推進工業化的區域,第二產業所占比重較大。發展水平較高的區域,第三產業比重較大,三次產業的產值比重呈現出“三、二、一”的格局。
1.2 區域的發展階段
1、衡量區域發展水平的標志:常用的有人均國內生產總值、人均國民收入、三次產業產值比重等。其余的指標如人文發展指數(預期壽命、教育程度和國內生產總值)
2、區域各發展階段的特征
區域發展階段 以傳統農業為主體的階段 工業化階段 高效益的綜合發展階段
經濟發展水平水平低,人均國內生產總值少 工業化和城市化加速推進 水平高,人均國內生產總值高
產業結構 傳統農業占有較大比重,以資源型工業和勞動密集型工業為主 第二產業比重迅速上升,第三產業加速發展 第三產業發展超過第二產業,以資金密集型和技術密集型工業為主
對外開放程度 低,對外貿易規模小,表現出自給自足特征 對外開放程度逐步提高 開放程度和對外聯系大幅度增強
交通運輸 現代化交通線路少而稀疏 交通運輸建設顯著加快 現代化交通、信息網絡逐步完善
城市化 水平低,缺乏大型中心城市 中心城市發展速度高于區域平均 水平高,區域內部差異小
發展狀態 低水平的均衡狀態 不平衡增長 高水平的均衡狀態
1.3 區域發展差異
1、我國東、中、西部差異
①三大經濟地帶的劃分:
東部:沿海12省區(遼、冀、京、津、魯、蘇、滬、浙、閩、粵、瓊、桂)(注:未包括港、澳、臺地區);中部9個省區(黑、吉、內蒙古、晉、豫、皖、鄂、贛、湘);西部10個省區(陜、甘、寧、青、新、云、貴、川、渝、藏)
②東部與中西部的發展差異:
東部:社會經濟相對發達,工業化、城市化和科技教育水平都比較高,發展速度亦快于中西部。對外開放時間早,程度高,第二和第三產業相對發達,工業結構以輕型和輕重混合型為主。
中、西部:地域廣闊,資源豐富,總體發展水平明顯落后于西部。農業經濟在國民經濟中占有較大比重。工業結構西部以重型傳統工業為主,中部表現出一定的過渡性特征。③ 改革開放的時空差異(見課本P19圖)
2、南北差異(東部季風區以秦嶺-淮河為界,分為南方和北方)
北方南方
區域特征 跨越暖溫帶、中溫帶和寒溫帶,平原高原為主;森林、煤炭、石油、鐵礦等資源豐富 多山地丘陵,熱量豐富,水分充足,有色金屬礦產、生物資源、水力資源等相當豐富 限制因素 水資源不足,黃土高原水土流失嚴重 旱澇災害、環境污染、山地丘陵區地形破碎 發展方向 調整產業結構、擴大對外開放、改善生態環境 產業升級,推進工業化和城市化,治理污染
3、西部大開發
范圍:10+2+3(西部地帶10個省區、內蒙古、廣西兩個自治區。湖南湘西、湖北恩施和吉林延邊3個自治州也比照西部大開發有關政策實施開發開放。
條件:礦產、油氣、水能、土地資源等有突出優勢,發展潛力大。但西部基礎設施落后,人才、技術、資金匱乏。
措施:抓好基礎設施和生態建設;加快優勢資源開發,發展特色產業;發展科技教育,擴大對外開放。
意義:將西部的資源優勢轉化為經濟優勢,縮小東西部之間的發展差距,推動區域經濟的協調發展;實現全國各族人民的共同富裕,加強民族團結,保持社會穩定與邊疆安全;擴大國內市場需求;實施可持續發展戰略。
1.4 區域經濟聯系
1、當今世界經濟的兩大發展趨勢:區域經濟一體化和經濟全球化。(歐盟、東盟、APEC等)
2、資源的跨區域調配
①意義:有利于資源的合理配置,縮小區域經濟差距,實現社會經濟的可持續發展。
②南水北調:規劃東、中、西三條調水線路,連接長江、淮河、黃河、海河四大流域,形成“四橫三縱”的總體布局,實現我國水資源的南北調配和東西互濟。
東線 中線 西線
調水源地 長江下游揚州附近漢江上的丹江口水庫 長江上游通天河、雅礱江和大渡河 調水線路 沿京杭大運河提水北上到山東半島和天津 開挖渠道,引水自流到北京、天津 開鑿輸水隧洞,調長江水入黃河上游
調水量 較大 較小 大
水質 差 較好 最好
③西氣東輸:主體工程從新疆塔里木盆地輪南鋪設輸氣管道到上海,將塔里木盆地、陜甘寧地區的天然氣輸送到長三角地區。還包括把四川盆地的天然氣輸送到湖北湖南。該工程的建設,有利于促進西部大開發,拉動西部地區的經濟發展;緩解東部地區的能源緊張狀況,改善能源結構,有效治理環境污染。
④西電東送:開發青海、貴州、云南、廣西、四川、內蒙古、山西、陜西等西部省區的電力資源(水電和煤電),將其輸送到電力緊缺的廣東、上海、江蘇、浙江和北京、天津等地區。分北、中、南三條線路。意義:保證東部地區能源供應,加快西部資源開發,拉動相關產業。⑤資源跨區域調配對環境的影響。以南水北調工程為例,對調入和調出區及沿線地區都會產生一些生態環境問題。
3、產業轉移
原因:①降低成本:原材料價格、工資和地價水平、公用事業費用等方面的區域差異,導致產業向低成本地區轉移。②開拓市場③降低內部交易成本。
影響:促進欠發達地區的經濟發展,縮小區域差異。同時也會帶來環境污染加重等問題。
2.1 生態問題
1、水土流失問題
我國典型地區:黃土高原、南方低山丘陵地區
產生的原因:(1)自然原因:季風氣候降水集中,多暴雨;地表植被稀少;黃土土質疏松黃土高原)。
(2)人為原因:植被的破壞;不合理的耕作制度;開礦。
治理的措施:壓縮農業用地,擴大林、草種植面積;植樹造林;小流域綜合治理。
治理的意義:有利于因地制宜地進行產業結構的調整,使農林牧副漁全面發展,可以增加農民收入,促進當地經濟發展,改善農民生活條件,提高生活質量;有利于改善當地的生態環境,建立良性生態系統;建立生態農業模式,有利于促進生態和經濟可持續發展。
2、荒漠化問題:由于氣候變化和人類活動等因素導致的土地退化。按動力分為風蝕荒漠化、水蝕荒漠化、凍融荒漠化和土壤鹽堿化等類型。
(1)我國西北地區荒漠化的原因
自然原因:氣候干旱,大風頻繁,植被稀疏,風蝕作用強烈。
人為原因:人口增長過快,環境生態壓力過大;不合理的生產活動:濫墾濫伐、過度放牧、過度樵采、水資源利用不合理等,加劇了荒漠化趨勢。
(2)危害:土地退化,農牧業減產甚至絕收;生態惡化,生物多樣性減少;破壞基礎設施建設;加劇沙塵暴等自然災害的發生頻率和強度。
(3)治理措施:①營造防護林(三北防護林)②退耕還林還草③保護和恢復天然植被(封沙禁牧、禁樵禁采、生態移民等措施)④合理用水⑤控制人口增長。
2.2 濕地資源的開發與保護
1、濕地:水位經常接近地表或為淺水覆蓋的土地,屬于陸地與水體之間的過渡帶。類型:河流、湖泊、沼澤、灘涂、低潮時水深不超過6米的淺海、紅樹林、珊瑚礁、水庫、稻田等。
2、濕地的功能:涵養水源、提供水資源、調蓄洪水、調節氣候、美化環境、凈化水污染、保護生物多樣性、航運、旅游觀光、提供農副產品及礦產、能源等。有“地球之腎”、“生命的搖籃”、“鳥類的樂園”等美稱。
3、濕地利用中存在的問題及解決措施
突出問題 治理措施
由于過度圍墾、泥沙淤積導致濕地減少,功能退化 退田還湖、退田還沼澤,恢復和重建濕地;植樹造林,保持水土。
水質污染問題突出防治水污染
濫捕濫獵、過度開發利用導致濕地生物多樣性銳減保護野生動植物、禁止濫捕濫獵;建立濕地自然保護區。建立保護濕地的法規,增強保護濕地意識。
2.3 流域的綜合治理與開發
1、田納西河流域的地理環境:田納西河發源于阿巴拉契亞山脈西坡,是密西西比河的二級支流。流域內上中游為山地丘陵,下游為沖積平原。河流落差大,水力資源豐富。屬亞熱帶季風性濕潤氣候,降水豐沛,冬春季降水較多,河流主汛期在12月到次年4月。
2、田納西河流域的開發治理措施:以水資源綜合開發為核心,對全流域河道進行梯級開發,發揮防洪、航運、發電、灌溉等綜合效益;以電力工業為龍頭,建立起以高耗能工業為骨干的完整工業體系;因地制宜發展農業,大力發展林業;重視生態環境保護和建設,發展旅游業。
3、治理經驗:①設置全流域專門的開發機構,健全法規,完善管理②因地制宜選擇開發重點,形成各具特色的開發模式③不斷加大開發力度④提高流域的開放度。
2.4 區域農業的可持續發展
東北地區地理條件
① 氣候條件:氣候是區域農業生產中最難以改造的自然條件。
② 地形、土壤條件:為農業多種經營提供了條件;
黑土、黑鈣土廣泛分布,土層深厚,有機質含量高,有利于農業生產。
③ 社會、經濟條件:工業:我國重要的工業基地,農牧興工、共促農牧
交通:交通發達,對外聯系方便,發展外向型農業。
開發時間較晚,人口密度較低,有利于綠色農業和大農業的發展。三山脈三平原:三江平原、松嫩平原、遼河平原小興安嶺、大興安嶺、長白山 農業布局特點
耕作農業區:主要分布在三大平原地區。
林業和特產區:主要分布在大小興安嶺和長白山區。
長白山區是我國主要的鹿茸、人參等珍貴藥材產區,延邊生產蘋果梨。遼東低山丘陵和半島丘陵區是我國最大的柞蠶繭產區。遼南是重要的蘋果產區。
畜牧業區:主要分布在西部高原、松嫩平原西部及部分林區草地,是重要的羊、牛、馬牧畜生產基地。
呼倫貝爾市三河地區:三河牛、三河馬;松嫩平原西部:東北紅牛
東北商品糧基地生產特點
①大規模機械化生產②地區專業化生產
農業發展方向
平原區:發展適應加工需要的優質、專用品種,提高產品質量和競爭力;
加快發展農產品加工業,促進糧食轉化,延長產業鏈條;
建設綠色食品基地。
西部草原區:大力發展生態農業和舍飼畜牧業。
山區農業:實現由原料型生產向原料及產品加工并舉的轉變。
2.5 礦產資源的合理開發
1、魯爾區興起的主要區位條件:①煤炭資源豐富②水陸交通便利③水源充足④市場廣闊等。
2、魯爾區衰落的原因:①煤炭能源地位的下降②新技術革命的沖擊③環境污染嚴重④工業結構單一。
3、魯爾區實施可持續發展的主要措施:①調整產業結構,發展新興工業和第三產業②對原有企業進行集中化改造③治理環境污染④完善基礎設施建設⑤發展科技和高等教育。
2.6 區域工業化與城市化進程
珠三角的工業化與城市化
1、珠江三角洲發展的區位因素:①優越的地理位置:南部沿海,毗鄰港澳,靠近東南亞②水陸交通便利③對外開放政策④海外僑胞眾多,便于引進資金和技術⑤地勢低平,水源充足
2、珠江三角洲城市化進程
階段 城市化進程形成原因 城市化進程特點
改革開放初期以發展小城鎮為主導,工業企業發展迅速,分布具有廣泛性,以勞動密集型為主導城鄉融合,農業與非農產業相混雜的城鄉一體化
20世紀90年代中期以后區域中心城市(廣州、深圳)的輻射帶動作用,高新技術產業發展迅速。以核心城市(廣州)為中心的城市群體系
3、工業化對城市化的推動作用:工業化加速了非農產業向城市的集中;工業化加速了人口向城市的集中;工業化加速了人的觀念和生活方式的轉變。
4、珠江三角洲的工業化和城市化問題與對策
問題:①產業結構層次偏低,以勞動密集型工業為主,高科技產業和服務業比重不高,科技實力和人才隊伍都處于劣勢②城市建設相對落后③城鎮和工業過度密集,大量占用耕地,生態環境問題日趨嚴重。
對策:①推動產業的整合和升級,加強地域分工②完善城鎮體系,優化城鄉空間結構③推動區域基礎設施網絡化發展④加強生態建設,改善城鄉環境⑤加強區域間經濟聯系與合作,發展泛珠三角經濟區。
江蘇省推進工業化和城市化的過程
存在問題城市化滯后于工業化。工業發展產生環境問題。鄉鎮工業發展分散所產生的問題。城市規模相對在縮小
5城市優勢不突出,特色不明顯,不利于輻射和帶動周邊發展。
6缺少特大型城市。
城市化建設的思路加快實現“城市現代化、農村城市化、城鄉一體化”。打破舊制度下的行政區劃。適當發展特大城市,加快發展大城市,積極合理發展中小城市,重點培育中心城鎮。推進工業化和城市化的主要措施行政區劃調整。發展城市群,建設3大“城市圈”。工業發展促進小城鎮建設。進城農民的利益得到體制和政策保護。
3.1 地理信息系統及其應用
1、地理信息系統(GIS):以采集、存儲、管理、分析和描述。由5個部分組成:硬件、GIS軟件、地理數據、GIS人員、應用模型。工作流程:地理數據輸入、存儲(數字化過程)→地理數據操作和分析→地理信息輸出。(地理數據分為屬性數據和圖形數據。數據存儲采用“分層”技術,不同的圖層儲存不同的地圖要素。)
2、地理信息系統與城市管理(略)
3.2 遙感(RS):一種探測技術,借助對電磁波敏感的儀器對地表物體進行遠距離的感知。遙感技術系統由遙感平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數字或圖像處理設備等組成。根據運載工具的不同,分為航天遙感、航空遙感、近地遙感。工作流程:物體輻射和反射電磁波(波譜特征)→傳感器收集→傳輸與接收→信息處理、信息分析→應用成果。現代遙感優點:
視域廣闊、監測范圍大,能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理,迅速獲取信息和實施動態監測。用途:用于資源普查、環境監測、災害預警、軍事偵察及其他地物變化的分析等。類型 概念 優點
航天遙感利用衛星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感覆蓋范圍大,不受領空限制,可進行重復不定期觀測等
航空遙感利用飛機攜帶遙感儀器的遙感。機動性強,分辨率較高
近地遙感距地面高度在幾十米以內的遙感分辨率高、范圍小
3.3 全球定位系統(GPS):在全球范圍內進行全方位、實時三維導航與定位的系統。由三大部分組成:GPS衛星星座、地面監控系統、用戶系統(接收設備)。GPS信號接收機主要有三種:導航型接收機、測地型接收機、授時接收機。特點:全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續性、實時性。應用領域:軍事、交通、郵電、地礦、建筑、農業、氣象、土地管理、金融、公安、地殼運動監測、工程管理、旅游探險等等。
3.3 數字地球:數字地球是指數字化的地球,即把整個地球信息進行數字化后,由計算機網絡來管理的技術系統。數字地球是地球的虛擬對照體。
第三篇:高中化學必修1、2選修3、4、5實驗總結
必修11、P5粗鹽的提純
2、P6SO42-檢驗
3、P7蒸餾水的制取
4、P9萃取與分液
5、P13電解水
6、P16配制一定物質的量濃度的溶液
7、P26Fe(OH)3膠體的制備及溶液、膠體、濁液的性質
8、P31Na2SO4溶液分別與KCl溶液、BaCl2溶液反應
9、P32NaOH溶液與稀鹽酸的反應
10、P33探究復分解型離子反應的發生條件
11、P47Na的物理性質
12、P47Na在空氣中燃燒實驗
13、P48加熱鋁箔探究鋁箔表面氧化膜的物理性質
14、P49Na與水反應
15、P50鐵與水蒸氣的反應
16、P51鋁與酸、堿溶液反應
17、P55Na2O2與水的反應
18、P56Na2CO3和NaHCO3的性質
19、焰色反應
20、P58制備Al(OH)321、P58Al(OH)3的性質
22、P60制備Fe(OH)2和Fe(OH)323、P61Fe3+的檢驗
24、P61Fe2+與Fe3+的轉化
25、P76硅酸膠體的制備
26、P77Na2SiO3的性質
27、P83H2在Cl2中燃燒
28、P84氯水的漂白性
29、P84探究干燥的氯氣是否具有漂白性
30、P85Cl的檢驗
31、P90SO2的性質
32、P92NO2溶于水
33、P97氨氣溶于水的噴泉實驗
34、P98實驗室制氨氣
35、P101濃硫酸的脫水性
36、P101濃硫酸與銅反應
必修21、P6堿金屬的化學性質(與O2、H2O的反應)
2、P8鹵素單質間的置換反應
3、P15鈉、鎂、鋁的金屬性強弱比較
4、P21鈉與氯氣的反應
5、P33鋁與鹽酸反應時的熱量變化
6、P34Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體反應時的熱量變化-
7、P34中和反應的熱量變化
8、P40銅鋅原電池
9、P41設計原電池
10、P42制作原電池
11、P48溫度對化學反應速率的影響
12、P48催化劑對化學反應速率的影響
13、P61甲烷和氯氣的反應
14、P67石蠟油的分解實驗
15、P69探究苯分子的結構
16、P73乙醇與金屬鈉的反應
17、P74乙醇的催化氧化反應
18、P75乙酸的酯化反應
19、P79葡萄糖、淀粉、蛋白質的特征反應
20、P79蔗糖的水解反應
21、P89鋁熱反應
22、P91海帶中碘元素的測定
選修四
1、P4中和反應反應熱的測定
2、P18測定反應速率的實驗
3、P20濃度對反應速率的影響
4、P21溫度對反應速率的影響
5、P21I被氧化的速度與溫度的關系
6、P22催化劑對反應速率的影響
7、P23對比不同催化劑的催化效果
8、P26生成物濃度對化學平衡的影響
9、P27反應物濃度對化學平衡的影響
10、P28溫度對化學平衡的影響
11、P29強弱電解質的對比
12、P42探究酸性強弱與電離常數的關系
13、P50實驗測定酸堿滴定曲線
14、P54鹽溶液的酸堿性
15、P57通過實驗探究促進或抑制FeCl3水解的條件,了解影響鹽類水解程度的因素。
16、P63溶解平衡的移動
17、P64沉淀轉化——AgCl、AgI、AgI的轉化;Mg(OH)
2、Fe(OH)3的轉化
18、P71銅鋅雙液原電池
19、P79CuCl2溶液的電解
20、P85鐵的吸氧腐蝕
21、P87驗證犧牲陽極的陰極保護法
選修51、P17含有雜質的工業乙醇的蒸餾
2、P18苯甲酸的重結晶
3、P32乙炔的實驗室制取和性質
4、P38對比苯、甲苯與高錳酸鉀溶液的反應
5、P42溴乙烷的性質-
6、P51乙醇的消去反應
7、P52乙醇與重鉻酸鉀酸性溶液的反應
8、P53苯酚的性質
9、P54苯酚與濃溴水反應
10、P57乙醛的銀鏡反應
11、P57乙醛與新知氫氧化銅的反應
12、P62探究乙酸乙酯的水解條件
13、P80葡萄糖還原性
14、P82蔗糖的性質
15、P89蛋白質的鹽析實驗
16、P 89蛋白質的變性實驗
17、P90蛋白質的顏色反應
18、P108酚醛樹脂的制備與性質 選修31、P41探究Cu2+的顏色
2、P42硫酸銅溶液與氨水反應
3、P43硫氰化鐵配離子的形成4、P61制備碘晶體
第四篇:必修3知識點總結
湘教版地理必修Ⅲ筆記
1.1 區域的基本含義
1、區域的概念:地球表面的空間單位,它是人們在地理差異的基礎上,按一定的指標和方法劃分出來的。
2、區域的基本特征:具有一定的界線、區域內部的相似性和連續性、區域之間的差異性和相互聯系、整體性。
3、區域的空間結構:區域中各要素的相對位置關系和空間分布形式。農業通常表現為面狀,交通運輸線路表現為線狀和網絡狀,城市和工業表現為點狀,城市群和工業區表現為島狀。
影響區域空間結構的主要因素是社會經濟發展水平。
4、區域的產業結構:傳統的農業區域和發展水平較低的區域,第一產業所占比重比較大;工業區域或加速推進工業化的區域,第二產業所占比重較大。發展水平較高的區域,第三產業比重較大,三次產業的產值比重呈現出“三、二、一”的格局。
1.2 區域的發展階段
1、衡量區域發展水平的標志:常用的有人均國內生產總值、人均國民收入、三次產業產值比重等。其余的指標如人文發展指數(預期壽命、教育程度和國內生產總值)
2、區域各發展階段的特征
區域發展階段 以傳統農業為主體的階段 工業化階段 高效益的綜合發展階段 經濟發展水平水平低,人均國內生產總值少 工業化和城市化加速推進 水平高,人均國內生產總值高
產業結構 傳統農業占有較大比重,以資源型工業和勞動密集型工業為主 第二產業比重迅速上升,第三產業加速發展 第三產業發展超過第二產業,以資金密集型和技術密集型工業為主
對外開放程度 低,對外貿易規模小,表現出自給自足特征 對外開放程度逐步提高 開放程度和對外聯系大幅度增強
交通運輸 現代化交通線路少而稀疏 交通運輸建設顯著加快 現代化交通、信息網絡逐步完善
城市化 水平低,缺乏大型中心城市 中心城市發展速度高于區域平均 水平高,區域內部差異小
發展狀態 低水平的均衡狀態 不平衡增長 高水平的均衡狀態
1.3 區域發展差異
1、我國東、中、西部差異
①三大經濟地帶的劃分:
東部:沿海12省區(遼、冀、京、津、魯、蘇、滬、浙、閩、粵、瓊、桂)(注:未包括港、澳、臺地區);中部9個省區(黑、吉、內蒙古、晉、豫、皖、鄂、贛、湘);西部10個省區(陜、甘、寧、青、新、云、貴、川、渝、藏)②東部與中西部的發展差異:
東部:社會經濟相對發達,工業化、城市化和科技教育水平都比較高,發展速度亦快于中西部。對外開放時間早,程度高,第二和第三產業相對發達,工業結構以輕型和輕重混合型為主。
中、西部:地域廣闊,資源豐富,總體發展水平明顯落后于西部。農業經濟在國民經濟中占有較大比重。工業結構西部以重型傳統工業為主,中部表現出一定的過渡性特征。
③ 改革開放的時空差異(見課本P19圖)
2、南北差異(東部季風區以秦嶺-淮河為界,分為南方和北方)
北方南方
區域特征 跨越暖溫帶、中溫帶和寒溫帶,平原高原為主;森林、煤炭、石油、鐵礦等資源豐富 多山地丘陵,熱量豐富,水分充足,有色金屬礦產、生物資源、水力資源等相當豐富
限制因素 水資源不足,黃土高原水土流失嚴重 旱澇災害、環境污染、山地丘陵區地形破碎
發展方向 調整產業結構、擴大對外開放、改善生態環境 產業升級,推進工業化和城市化,治理污染
3、西部大開發
范圍:10+2+3(西部地帶10個省區、內蒙古、廣西兩個自治區。湖南湘西、湖北恩施和吉林延邊3個自治州也比照西部大開發有關政策實施開發開放。
條件:礦產、油氣、水能、土地資源等有突出優勢,發展潛力大。但西部基礎設施落后,人才、技術、資金匱乏。
措施:抓好基礎設施和生態建設;加快優勢資源開發,發展特色產業;發展科技教育,擴大對外開放。
意義:將西部的資源優勢轉化為經濟優勢,縮小東西部之間的發展差距,推動區域經濟的協調發展;實現全國各族人民的共同富裕,加強民族團結,保持社會穩定與邊疆安全;擴大國內市場需求;實施可持續發展戰略。
1.4 區域經濟聯系
1、當今世界經濟的兩大發展趨勢:區域經濟一體化和經濟全球化。(歐盟、東盟、APEC等)
2、資源的跨區域調配
①意義:有利于資源的合理配置,縮小區域經濟差距,實現社會經濟的可持續發展。
②南水北調:規劃東、中、西三條調水線路,連接長江、淮河、黃河、海河四大流域,形成“四橫三縱”的總體布局,實現我國水資源的南北調配和東西互濟。東線 中線 西線
調水源地 長江下游揚州附近漢江上的丹江口水庫 長江上游通天河、雅礱江和大渡河
調水線路 沿京杭大運河提水北上到山東半島和天津 開挖渠道,引水自流到北京、天津 開鑿輸水隧洞,調長江水入黃河上游
調水量 較大 較小 大
水質 差 較好 最好
③西氣東輸:主體工程從新疆塔里木盆地輪南鋪設輸氣管道到上海,將塔里木盆地、陜甘寧地區的天然氣輸送到長三角地區。還包括把四川盆地的天然氣輸送到湖北湖南。該工程的建設,有利于促進西部大開發,拉動西部地區的經濟發展;緩解東部地區的能源緊張狀況,改善能源結構,有效治理環境污染。
④西電東送:開發青海、貴州、云南、廣西、四川、內蒙古、山西、陜西等西部省區的電力資源(水電和煤電),將其輸送到電力緊缺的廣東、上海、江蘇、浙江和北京、天津等地區。分北、中、南三條線路。意義:保證東部地區能源供應,加快西部資源開發,拉動相關產業。
⑤資源跨區域調配對環境的影響。以南水北調工程為例,對調入和調出區及沿線地區都會產生一些生態環境問題。
3、產業轉移
原因:①降低成本:原材料價格、工資和地價水平、公用事業費用等方面的區域差異,導致產業向低成本地區轉移。②開拓市場③降低內部交易成本。
影響:促進欠發達地區的經濟發展,縮小區域差異。同時也會帶來環境污染加重等問題。
2.1 荒漠化的危害與治理
1、荒漠化:由于氣候變化和人類活動等因素導致的土地退化。按動力分為風蝕荒漠化、水蝕荒漠化、凍融荒漠化和土壤鹽堿化等類型。
2、我國西北地區荒漠化的原因
自然原因:氣候干旱,大風頻繁,植被稀疏,風蝕作用強烈。
人為原因:人口增長過快,環境生態壓力過大;不合理的生產活動:濫墾濫伐、過度放牧、過度樵采、水資源利用不合理等,加劇了荒漠化趨勢。
3、危害:土地退化,農牧業減產甚至絕收;生態惡化,生物多樣性減少;破壞基礎設施建設;加劇沙塵暴等自然災害的發生頻率和強度。
4、治理措施:①營造防護林(三北防護林)②退耕還林還草③保護和恢復天然植被(封沙禁牧、禁樵禁采、生態移民等措施)④合理用水⑤控制人口增長。
2.2 濕地資源的開發與保護
1、濕地:水位經常接近地表或為淺水覆蓋的土地,屬于陸地與水體之間的過渡帶。類型:河流、湖泊、沼澤、灘涂、低潮時水深不超過6米的淺海、紅樹林、珊瑚礁、水庫、稻田等。
2、濕地的功能:涵養水源、提供水資源、調蓄洪水、調節氣候、美化環境、凈化水污染、保護生物多樣性、航運、旅游觀光、提供農副產品及礦產、能源等。有“地球之腎”、“生命的搖籃”、“鳥類的樂園”等美稱。
3、濕地利用中存在的問題及解決措施
突出問題 治理措施
由于過度圍墾、泥沙淤積導致濕地減少,功能退化 退田還湖、退田還沼澤,恢復和重建濕地;植樹造林,保持水土。
水質污染問題突出防治水污染
濫捕濫獵、過度開發利用導致濕地生物多樣性銳減保護野生動植物、禁止濫捕濫獵;建立濕地自然保護區。建立保護濕地的法規,增強保護濕地意識。
2.3 流域的綜合治理與開發
1、田納西河流域的地理環境:田納西河發源于阿巴拉契亞山脈西坡,是密西西比河的二級支流。流域內上中游為山地丘陵,下游為沖積平原。河流落差大,水力資源豐富。屬亞熱帶季風性濕潤氣候,降水豐沛,冬春季降水較多,河流主汛期在12月到次年4月。
2、田納西河流域的開發治理措施:以水資源綜合開發為核心,對全流域河道進行梯級開發,發揮防洪、航運、發電、灌溉等綜合效益;以電力工業為龍頭,建立起以高耗能工業為骨干的完整工業體系;因地制宜發展農業,大力發展林業;重視生態環境保護和建設,發展旅游業。
3、治理經驗:①設置全流域專門的開發機構,健全法規,完善管理②因地制宜選擇開發重點,形成各具特色的開發模式③不斷加大開發力度④提高流域的開放度。
2.4 區域農業的可持續發展
1、美國農業生產的有利條件
自然條件:大部分屬溫帶和亞熱帶,降水適中,水熱條件適于栽培多種農作物;地勢平坦開闊,土壤肥沃,有利于機械化耕作和大規模經營。
社會經濟條件:商品經濟發達,經濟效益是影響農業生產的首要因素;交通運輸發達;先進的科技與發達工業為美國農業的發展提供了強力的保障。
2、美國的農業生產地區專門化
目的:根據不同地區自然和社會條件特點以及農業生產的客觀要求,合理布局,規模生產,以取得最大的經濟效益。
美國主要農業帶:
農業帶 分布 區位因素
乳畜帶 東北部五大湖沿岸 氣候冷濕,適于牧草生長;市場巨大(人口眾多、城市密集)
玉米帶 中部 地勢平坦、土質肥沃、年降水量多、熱量充足
小麥帶 中部(冬小麥)北部(春小麥)溫帶大陸性氣候;土壤肥沃、地勢低平
棉花帶南部土壤肥沃,光熱充足
3、美國農業存在的問題及解決措施
問題:過度墾殖和破壞植被,導致水土流失和“黑風暴”的發生;能源消耗大;化肥、農藥污染嚴重。
措施:發展生態農業、有機農業、節水農業、精確農業、處方農業等多種農業生產方式;保護耕地和農業生態環境,推廣休耕、免耕、輪作等保護性耕作技術。
2.5 礦產資源的合理開發
1、魯爾區興起的主要區位條件:①煤炭資源豐富②水陸交通便利③水源充足④市場廣闊等。
2、魯爾區衰落的原因:①煤炭能源地位的下降②新技術革命的沖擊③環境污染嚴重④工業結構單一。
3、魯爾區實施可持續發展的主要措施:①調整產業結構,發展新興工業和第三產業②對原有企業進行集中化改造③治理環境污染④完善基礎設施建設⑤發展科技和高等教育。
2.6 區域工業化與城市化進程
1、珠江三角洲發展的區位因素:①優越的地理位置:南部沿海,毗鄰港澳,靠近東南亞②水陸交通便利③對外開放政策④海外僑胞眾多,便于引進資金和技術⑤地勢低平,水源充足
2、珠江三角洲城市化進程
階段 城市化進程形成原因 城市化進程特點
改革開放初期以發展小城鎮為主導,工業企業發展迅速,分布具有廣泛性,以勞動密集型為主導城鄉融合,農業與非農產業相混雜的城鄉一體化
20世紀90年代中期以后區域中心城市(廣州、深圳)的輻射帶動作用,高新技術產業發展迅速。以核心城市(廣州)為中心的城市群體系
3、工業化對城市化的推動作用:工業化加速了非農產業向城市的集中;工業化加速了人口向城市的集中;工業化加速了人的觀念和生活方式的轉變。
4、珠江三角洲的工業化和城市化問題與對策
問題:①產業結構層次偏低,以勞動密集型工業為主,高科技產業和服務業比重不高,科技實力和人才隊伍都處于劣勢②城市建設相對落后③城鎮和工業過度密集,大量占用耕地,生態環境問題日趨嚴重。
對策:①推動產業的整合和升級,加強地域分工②完善城鎮體系,優化城鄉空間結構③推動區域基礎設施網絡化發展④加強生態建設,改善城鄉環境⑤加強區域間經濟聯系與合作,發展泛珠三角經濟區。
3.1 地理信息系統及其應用
1、地理信息系統(GIS):以采集、存儲、管理、分析和描述。由5個部分組成:硬件、GIS軟件、地理數據、GIS人員、應用模型。工作流程:地理數據輸入、存儲(數字化過程)→地理數據操作和分析→地理信息輸出。(地理數據分為屬性數據和圖形數據。數據存儲采用“分層”技術,不同的圖層儲存不同的地圖要素。)
2、地理信息系統與城市管理(略)
3.2 遙感(RS):一種探測技術,借助對電磁波敏感的儀器對地表物體進行遠距離的感知。遙感技術系統由遙感平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數字或圖像處理設備等組成。根據運載工具的不同,分為航天遙感、航空遙感、近地遙感。工作流程:物體輻射和反射電磁波(波譜特征)→傳感器收集→傳輸與接收→信息處理、信息分析→應用成果。現代遙感優點:視域廣闊、監測范圍大,能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理,迅速獲取信息和實施動態監測。用途:用于資源普查、環境監測、災害預警、軍事偵察及其他地物變化的分析等。
類型 概念 優點
航天遙感利用衛星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感覆蓋范圍大,不受領空限制,可進行重復不定期觀測等
航空遙感利用飛機攜帶遙感儀器的遙感。機動性強,分辨率較高近地遙感距地面高度在幾十米以內的遙感分辨率高、范圍小
3.3 全球定位系統(GPS):在全球范圍內進行全方位、實時三維導航與定位的系統。由三大部分組成:GPS衛星星座、地面監控系統、用戶系統(接收設備)。GPS信號接收機主要有三種:導航型接收機、測地型接收機、授時接收機。特點:全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續性、實時性。應用領域:軍事、交通、郵電、地礦、建筑、農業、氣象、土地管理、金融、公安、地殼運動監測、工程管理、旅游探險等等。
3.3 數字地球:數字地球是指數字化的地球,即把整個地球信息進行數字化后,由計算機網絡來管理的技術系統。數字地球是地球的虛擬對照體。
第五篇:高中生物選修3知識點總結
選修3復習提綱
一、基因工程
1、(a)基因工程的誕生
(一)基因工程的概念
基因工程是指按照人們的愿望,進行嚴格的設計,通過體外DNA重組和轉基因技術,賦予生物以新的遺傳特性,創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的,又叫做DNA重組技術。
2、(a)基因工程的原理及技術 原理:基因重組
技術:
(一)基因工程的基本工具
1.“分子手術刀”——限制性核酸內切酶(限制酶)(1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。
(2)功能:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,因此具有專一性。
(3)結果:經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式:黏性末端和平末端。2.“分子縫合針”——DNA連接酶
(1)兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較: ①相同點:都縫合磷酸二酯鍵。
②區別:E·coliDNA連接酶來源于T4噬菌體,只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端的之間的效率較低。
(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。3.“分子運輸車”——載體
(1)載體具備的條件:①能在受體細胞中復制并穩定保存。②具有一至多個限制酶切點,供外源DNA片段插入。③具有標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。
(2)最常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外,并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子。(3)其它載體: 噬菌體的衍生物、動植物病毒(二)基因工程的基本操作程序 第一步:目的基因的獲取
1.目的基因是指: 編碼蛋白質的結構基因。
2.原核基因采取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。3.PCR技術擴增目的基因(1)原理:DNA雙鏈復制
(2)過程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。
第二步:基因表達載體的構建
1.目的:使目的基因在受體細胞中穩定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發揮作用。
2.組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因
(1)啟動子:是一段有特殊結構的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位,能驅動基因轉錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質。(2)終止子:也是一段有特殊結構的DNA片段,位于基因的尾端。
(3)標記基因的作用:是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。
第三步:將目的基因導入受體細胞_ 1.轉化的概念:是目的基因進入受體細胞內,并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。
2.常用的轉化方法:
將目的基因導入植物細胞:采用最多的方法是 農桿菌轉化法,其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。
將目的基因導入動物細胞:最常用的方法是 顯微注射技術。此方法的受體細胞多是 受精卵。
將目的基因導入微生物細胞:
3.重組細胞導入受體細胞后,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。
第四步:目的基因的檢測和表達
1.首先要檢測 轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子雜交技術。
2.其次還要檢測 目的基因是否轉錄出了mRNA,方法是采用 用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。
3.最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質,方法是從轉基因生物中提取 蛋白質,用相應的 抗體進行 抗原-抗體雜交。
4.有時還需進行 個體生物學水平的鑒定。如 轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。
(三)(b)基因工程的應用
1.植物基因工程:抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物,利用轉基因改良植物的品質。2.動物基因工程:提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。3.基因治療:把正常的外源基因導入病人體內,使該基因表達產物發揮作用。
(四)(a)蛋白質工程的概念
蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現有蛋白質進行改造,或制造一種新的蛋白質,以滿足人類的生產和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質)(1)蛋白質工程崛起的緣由:基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質
(2)蛋白質工程的基本原理:它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構,又稱為第二代的基因工程。
基本途徑:從預期的蛋白質功能出發,設計預期的蛋白質結構,推測應有的氨基酸序列,找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白質工程特有的途徑;以下按照基因工程的一般步驟進行。(注意:目的基因只能用人工合成的方法)設計中的困難:如何推測非編碼區以及內含子的脫氧核苷酸序列
二、細胞工程
(一)植物細胞工程
1.理論基礎(原理):細胞全能性 2.植物組織培養技術(b)
(1)過程:離體的植物器官、組織或細胞 ―――→愈傷組織 ―――→試管苗 ――→植物體
(2)用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化生產。A 植物繁殖
微型繁殖:可以高效快速地實現種苗的大量繁殖
作物脫毒:采用莖尖組織培養來除去病毒(因為植物分生區附近的病毒極少或沒有)人工種子:以植物組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料,經人工薄膜包裝得到的種子。優點:完全保持優良品種的遺傳特性,不受季節的限制;方便儲藏和運輸
B 作物新品種培育 單倍體育種:
a過程:植株(AaBb)通過減數分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四種類型);對花粉進行花藥離體培養(技術是植物組織培養);得到單倍體植株;對其幼苗時期進行秋水仙素處理;得到了正常的純合二倍體植株(AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型)。b 優點:明顯縮短育種年限
C 突變體利用:在組織培養中會出現突變體,通過從有用的突變體中選育出新品種(如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體)
D 細胞產物的生產:通過能夠產生對人們有利的產物的細胞進行組織培養,從而讓它們能夠產生大量的細胞產物。
(3)地位:是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細胞雜交技術(1)過程:
(2)誘導融合的方法:物理法包括離心、振動、電刺激等。化學法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。
(3)意義:克服了遠緣雜交不親和的障礙。
(二)動物細胞工程 1.動物細胞培養(a)
(1)概念:動物細胞培養就是從動物機體中取出相關的組織,將它分散成單個細胞,然后放在適宜的培養基中,讓這些細胞生長和繁殖。
(2)動物細胞培養的流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉入培養瓶中進行原代培養→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續傳代培養。
(3)細胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。細胞數目不斷增多,當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時,細胞就會停止分裂增殖,這種現象稱為細胞的接觸抑制。(4)動物細胞培養需要滿足以下條件
①無菌、無毒的環境:培養液應進行無菌處理。通常還要在培養液中添加一定量的抗生素,以防培養過程中的污染。此外,應定期更換培養液,防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。
②營養:合成培養基成分:糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。
③溫度:適宜溫度:哺乳動物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④氣體環境:95%空氣+5%CO2。O2是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養液的pH。
(5)動物細胞培養技術的應用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養醫學研究的各種細胞。
2.動物體細胞核移植技術和克隆動物
(1)哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植(比較容易)和體細胞核移植(比較難)。(2)選用去核卵(母)細胞的原因:卵(母)細胞比較大,容易操作;卵(母)細胞細胞質多,營養豐富。
(3)體細胞核移植的大致過程是:
高產奶牛(提供體細胞)進行細胞培養;同時采集卵母細胞,在體外培養到減二分裂中期的卵母細胞,去核(顯微操作)[注:為什么要用卵細胞?它可以提供充足的營養;操作簡便;細胞質不會抑制細胞核全能性的表達];將供體細胞注入去核卵母細胞;通過電刺激使兩細胞融合,供體核進入受體卵母細胞,構建重組胚胎;將胚胎移入受體(代孕)母牛體內;生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛(4)體細胞核移植技術的應用:
①加速家畜遺傳改良進程,促進良畜群繁育;②保護瀕危物種,增大存活數量; ③生產珍貴的醫用蛋白;④作為異種移植的供體;⑤用于組織器官的移植等。(5)體細胞核移植技術存在的問題:
克隆動物存在著健康問題、表現出遺傳和生理缺陷等。3.動物細胞融合
(1)動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞,稱為雜交細胞。(2)動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同,誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似,常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。(3)動物細胞融合的意義:克服了遠緣雜交的不親和性,成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。(4)動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較:
4.單克隆抗體
(1)抗體:一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產量低、純度低、特異性差。
(2)單克隆抗體的制備過程:
對免疫小鼠注射特定的抗原蛋白(目的使小鼠產生了效應B細胞);提取B淋巴細胞;同時用動物細胞培養的方法培養骨髓瘤細胞并提取;促使它們細胞融合[注:融合的結果是有很多不符合要求的;如有2個B淋巴細胞融合的細胞等,所以要進行篩選];在特定的選擇培養基上篩選出融合的雜種細胞[特點是能迅速大量增殖,又能產生專一的抗體];然后對它進行克隆化培養和抗體檢測[篩選出能夠分泌所需抗體的雜種細胞];最后將雜交瘤細胞在體外做大規模培養或注射入小鼠腹腔內增殖,從細胞培養液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。
(3)雜交瘤細胞的特點:既能大量繁殖,又能產生專一的抗體。(4)單克隆抗體的優點:特異性強,靈敏度高,并能大量制備。
(5)單克隆抗體的作用:作為診斷試劑:準確識別各種抗原物質的細微差異,并跟一定抗原發生特異性結合,具有準確、高效、簡易、快速的優點。用于治療疾病和運載藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導彈”,也有少量用于治療其它疾病。
三、胚胎工程
(一)動物胚胎發育的基本過程
(1)精子的發生:補充,精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂;變形過程中,細胞核為精子頭的主要部分,高爾基體發育為頂體,中心體演變為精子的尾,線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜,其他物質濃縮為原生質滴直至脫落。[線粒體為精子運動提供能量](2)卵子的發生:在胎兒時期,卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞[被卵泡細胞包圍],減一分裂在排卵前后完成,形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精;減二分裂是在受精過程中完成的。
(3)受精:精子獲能(在雌性動物生殖道內);卵子的準備(排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到減二中期才具備受精能力);受精階段[卵子周圍的結構由外到內:放射冠、透明帶、卵黃膜],a頂體反應:精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質,穿越放射冠。
b透明帶反應:頂體酶可將透明帶溶出孔道,精子穿入,在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后來精子進入透明帶的生理反應[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障];c卵黃膜的封閉作用:精子外膜和卵黃膜融合,精子入卵后,卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內的過程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障];精子尾部脫落,原有核膜破裂形成雄原核,同時卵子完成減二分裂,形成雌原核[注意:受精標志是第二極體的形成;受精完成標志是雌雄原核融合成合子]。
(4)胚胎發育:a卵裂期:細胞進行有絲分裂,數量增加,胚胎總體積不增加;b桑椹胚:32個細胞左右的胚胎[之前所有細胞都能發育成完整胚胎的潛能屬全能細胞];c囊胚:細胞開始分化,其中個體較大的細胞叫內細胞團將來發育成胎兒的各種組織;而滋養層細胞將來發育成胎膜和胎盤;胚胎內部逐漸出現囊胚腔[注:囊胚的擴大會導致透明帶的破裂,胚胎伸展出來,這一過程叫孵化];d原腸胚:內細胞團表層形成外
胚層,下方細胞形成內胚層,由內胚層包圍的囊腔叫原腸腔。[細胞分化在胚胎期達到最大限度] 9 胚胎工程的理論基礎(識記)
(1)胚胎工程的概念及技術手段:對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術,如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。
(2)體外受精[屬有性生殖過程]:a卵母細胞的采集和培養 對體型小的動物用促性腺激素處理,從輸卵管沖取卵子(可直接受精);對體型大的動物從卵巢中采集卵母細胞(要在體外培養成熟)b精子的采集 假陰道法、手握法和電刺激法;獲能 對嚙齒動物、兔、豬等的精子用培養法(放入人工配制的獲能液中);對牛、羊等精子用化學法(放在肝素或鈣離子載體溶液中)
(3)胚胎的早期培養:a培養液成分:無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意與動物細胞培養液成分的比較];b當胚胎發育到適宜的階段時,可將其取出向受體移植或冷凍保存。
(4)胚胎移植:a概念:將雌性動物的早期胚胎移植到同種的、生理狀態相同的其他雌性動物的體內,使之繼續發育為新個體的技術。是生產胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程,通過轉基因、核移植、體外受精獲得的胚胎必須移植給受體才能獲得后代。
b優勢:可以充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力,縮短供體本身的繁殖周期。c胚胎移植的生理學基礎:同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的[對供體和受體進行同期發情處理];早期胚胎形成后處于游離狀態,為胚胎的收集提供可能;受體對移入子宮的外來胚胎基本不發生免疫排斥反應;移入受體的供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。
d胚胎移植的程序:對供、受體母牛進行選擇,用激素進行同期發情處理;對供體母牛用激素做超數排卵處理;選擇同種優秀公牛配種[有性生殖過程];對胚胎進行收集[此
時胚胎處于游離狀態];對胚胎進行質量檢查[此時胚胎應發育到桑椹胚或囊胚];胚胎移植[或冷凍保存];檢查受體母牛是否受孕;產下胚胎移植的犢牛。
(5)胚胎分割:a概念:用機械方法將早期胚胎切割成2、4、8等分等,經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術[可看作是動物無性繁殖或克隆] b基本過程:選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養皿中,用分割針或分割刀片將其切開,吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。[注意:內細胞團要均等分割,否則會影響胚胎的恢復和進一步發育] 10 胚胎干細胞的移植(識記)
(1)胚胎干細胞的含義:由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎兒]中分離出來的一類細胞,又叫ES或EK細胞。
(2)特征:形態上體積小、細胞核大、核仁明顯;功能上具有發育的全能性,即可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。[體外培養下,ES細胞可以只增殖不分化](3)應用:用于治療人類疾病,如利用ES細胞誘導其分化成新的組織細胞特性,移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復。
1、胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術,如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。經過處理后獲得的胚胎,還需移植到雌性動物體內生產后代,以滿足人類的各種需求。
2、動物胚胎發育的基本過程(1)受精場所是母體的輸卵管。
(2)卵裂期:特點:細胞有絲分裂,細胞數量不斷增加,但胚胎的總體體積并不增加,或略有減小。
(3)桑椹胚:特點:胚胎細胞數目達到32個左右時,胚胎形成致密的細胞團,形似桑椹。是全能細胞。
(4)囊 胚:特點:細胞開始出現分化(該時期細胞的全能性仍比較高)。聚集在胚胎一端個體較大的細胞稱為內細胞團,將來發育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。
(5)原腸胚:特點:有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔。
(二)胚胎干細胞
1、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞,來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。
2、具有胚胎細胞的特性,在形態上表現為體積小,細胞核大,核仁明顯;在功能上,具有發育的全能性,可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另外,在體外培養的條件下,可以增殖而不發生分化,可進行冷凍保存,也可進行遺傳改造。
3、胚胎干細胞的主要用途是:①可用于研究哺乳動物個體發生和發育規律;②是在體外條件下研究細胞分化的理想材料,在培養液中加入分化誘導因子,如牛黃酸等化學物質時,就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化,這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段;③可以用于治療人類的某些頑疾,如帕金森綜合癥、少年糖尿病等;④利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性,移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能;⑤隨著組織工程技術的發展,通過ES細胞體外誘導分化,定向培育出人造組織器官,用于器官移植,解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。
(三)胚胎工程的應用 1.體外受精和胚胎的早期培養
(1)卵母細胞的采集和培養:主要方法:用促性腺激素處理,使其排出更多的卵子,然后,從輸卵管中沖取卵子,直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法:從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞;第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動
物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞,都要在體外經人工培養成熟后,才能與獲能的精子受精。
(2)精子的采集和獲能:在體外受精前,要對精子進行獲能處理。
(3)受精:獲能的精子和培養成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。
(4)胚胎的早期培養:精子與卵子在體外受精后,應將受精卵移入發育培養液中繼續培養,以檢查受精狀況和受精卵的發育能力。培養液成分較復雜,除一些無機鹽和有機鹽外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分,以及血清等物質。當胚胎發育到適宜的階段時,可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植,小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植,人的體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。)2.胚胎移植
(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎,或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態相同的其它雌性動物的體內,使之繼續發育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為“供體”,接受胚胎的個體稱為“受體”。(供體為優良品種,作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。)
地位:如轉基因、核移植,或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎,都必須經過胚胎移植技術才能獲得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2)胚胎移植的意義:大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發揮雌性優良個體的繁殖能力。
(3)生理學基礎:①動物發情排卵后,同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環境。
②早期胚胎在一定時間內處于游離狀態。這就為胚胎的收集提供了可能。
③受體對移入子宮的外來胚胎不發生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。
④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序主要包括:
①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優秀的供體,有健康的體質和正常繁殖能力的受體,供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發情處理,用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。②配種或人工授精。
③對胚胎的收集、檢查、培養或保存。配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置,把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進行質量檢查,此時的胚胎應發育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入-196℃的液氮中保存。④對胚胎進行移植。
⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割
(1)概念:是指采用機械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等,經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。
(2)意義:來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質,屬于無性繁殖。
(3)材料:發育良好,形態正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的發育過程中,細胞開始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)
(4)操作過程:對囊胚階段的胚胎分割時,要將內細胞團均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。
(四)生物技術的安全性和倫理問題 1.轉基因生物的安全性爭論 :
(1)基因生物與食物安全:
反方觀點:反對“實質性等同”、出現滯后效應、出現新的過敏原、營養成分改變 正方觀點:有安全性評價、科學家負責的態度、無實例無證據(2)轉基因生物與生物安全:對生物多樣性的影響
反方觀點:擴散到種植區之外變成野生種類、成為入侵外來物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”
正方觀點:生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限(3)轉基因生物與環境安全:對生態系統穩定性的影響
反方觀點:打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體
正方觀點:不改變生物原有的分類地位、減少農藥使用、保護農田土壤環境 2.生物技術的倫理問題
(1)克隆人:兩種不同觀點,多數人持否定態度。
否定的理由:克隆人嚴重違反了人類倫理道德,是克隆技術的濫用;克隆人沖擊了現有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統的倫理道德觀念;克隆人是在人為的制造在心理上和社會地位上都不健全的人。
肯定的理由:技術性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術也只有通過實踐才能使之成熟。
中國政府的態度:禁止生殖性克隆,不反對治療性克隆。四不原則:不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。
(2)試管嬰兒:兩種目的試管嬰兒的區別兩種。不同觀點,多數人持認可態度。否定的理由:把試管嬰兒當作人體零配件工廠,是對生命的不尊重;早期生命也有活下去的權利,拋棄或殺死多余胚胎,無異于“謀殺”。
肯定的理由:解決了不育問題,提供骨髓中造血干細胞救治患者最好、最快捷的方法,提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷。(3)基因身份證:
否定的理由:個人基因資訊的泄漏造成基因歧視,勢必造成遺傳學失業大軍、造成個人婚姻困難、人際關系疏遠等嚴重后果。
肯定的理由:通過基因檢測可以及早采取預防措施,適時進行治療,達到挽救患者生命的目的。3.生物武器
(1)種類:致病菌、病毒、生化毒劑,以及經過基因重組的致病菌。(2)散布方式:吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。
(3)特點:致病力強、多數具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發現、危害時間長等。
(4)禁止生物武器公約及中國政府的態度:在任何情況下不發展、不生產、不儲存生物武器,并反對生物武器及其技術和設備的擴散。生態工程的原理(識記)
(1)生態工程建設的目的:遵循自然界物質循環的規律,充分發揮資源的生產潛力,防止環境污染,達到經濟效益和生態效益的同步發展。
(2)生態經濟:通過實行循環經濟的原則,使一個系統產出的污染物能夠成為本系統或另一個系統的生產原料,從而實現廢棄物的資源化。[實現手段:生態工程](3)基本原理:物質循環再生原理[如無廢棄物農業] 物種多樣性原理[提高生態系統的抵抗力穩定性] 協調與平衡原理[處理生物與環境的協調與平衡,考慮環境容納量]