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文檔簡介
1、 物理選修3-1 一、電場1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷(e1.6010-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數倍 2.庫侖定律:(真空中的點電荷)F:點電荷間的作用力(N);k:靜電力常量k9.0109Nm2/C2;Q1、Q2:兩點電荷的電量(C);r:兩點電荷間的距離(m);作用力與反作用力;方向在它們的連線上;同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引3.電場強度:(定義式、計算式)E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理);q:檢驗電荷的電量(C) 4.真空點(源)電荷形成的電場 r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量 5.勻強電場的場強 UAB:AB兩點間的電壓(V),d
2、:AB兩點在場強方向的距離(m) 6.電場力:FqE F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C) 7.電勢與電勢差:UABA-B,UABWAB/q 8.電場力做功:WABqUABqEdEP減WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m);EP減 :帶電體由A到B時勢能的減少量 9.電勢能:EPAqA EPA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),A:A點的電勢(V) 10.電勢能的變化EP減EPA-EPB 帶電體在電場中從A位
3、置到B位置時電勢能的減少量 11.電場力做功與電勢能變化WABEP減qUAB (電場力所做的功等于電勢能的減少量) 12.電容CQ/U(定義式,計算式) C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V) 13.平行板電容器的電容(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,:介電常數)常見電容器 14.帶電粒子在電場中的加速(Vo0):WEK增或15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度V0進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用) :類平拋運動(在帶等量異種電荷的平行極板中:垂直電場方向:勻速直線運動LV0t平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動,注: (1)兩個完全相同的帶電金屬小球接
4、觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分; (2)電場線從正電荷出發終止于負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直; (3)常見電場的分布要求熟記; (4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關; (5)處于靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面,導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導體外表面; (6)電容單位換算:1F106F1012PF; (7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV1.
5、6010-19J; (8)其它相關內容:靜電屏蔽、示波管、示波器及其應用、等勢面 帶電粒子在勻強電場中的類平拋運動一、模型原題+-+LdUm,qvv0y一質量為m,帶電量為q的正粒子從兩極板的中部以速度v0水平射入電壓為U的豎直向下的勻強電場中,如圖所示,已知極板長度為L,極板間距離為d。1初始條件:帶電粒子有水平初速度v02受力特點:帶電粒子受到豎直向下的恒定的電場力3運動特點:水平方向為勻速直線運動,豎直方向為初速度為零的勻加速直線運動。4運動時間:若帶電粒子與極板不碰撞,則運動時間為;若帶電粒子與極板碰撞,則運動時間可以從豎直方向求得,故二、模型特征1特征描述:側移2能量特點:電場力做正
6、功。電場力做多少正功,粒子動能增加多少,電勢能減少多少。3重要結論:速度偏向角的正切,位移偏向角的正切,即,即帶電粒子垂直進入勻強電場,它離開電場時,就好象是從初速度方向的位移中點沿直線射出來的。電容器(1)兩個彼此絕緣,而又互相靠近的導體,就組成了一個電容器。(2)電容:表示電容器容納電荷的本領。a 定義式:,即電容C等于Q與U的比值,不能理解為電容C與Q成正比,與U成反比。一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的,與電容器是否帶電及帶電多少無關。b 決定因素式:如平行板電容器(不要求應用此式計算)(3)對于平行板電容器有關的Q、E、U、C的討論時要注意兩種情況:a 保持兩板與電源相連
7、,則電容器兩極板間的電壓U不變b 充電后斷開電源,則帶電量Q不變(4)電容的定義式: (定義式)(5)C由電容器本身決定。對平行板電容器來說C取決于:(決定式)(6)電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況:第一種情況:若電容器充電后再將電源斷開,則表示電容器的電量Q為一定,此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。第二種情況:若電容器始終和電源接通,則表示電容器兩極板的電壓V為一定,此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。二、 恒定電流 1.電流強度:I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)2.歐姆定律: I:導體電流強度(A),U:導體兩端
8、電壓(V),R:導體阻值() 3.電阻、電阻定律::電阻率(m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2) 4.閉合電路歐姆定律:或EIr+ IR(純電阻電路);EU內 +U外 ;EU外 + I r ;(普通適用)I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(),r:電源內阻()5.電功與電功率:WUIt,PUIW:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)6.焦耳定律:QI2RtQ:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(),t:通電時間(s) 7.純電阻電路和非純電阻電路 8.電源總動率P總IE;電源輸出功率P出IU
9、;電源效率P出/P總I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),:電源效率 9.電路的串/并聯: 串聯電路(P、U與R成正比) 并聯電路(P、I與R成反比)10.歐姆表測電阻:11.伏安法測電阻 1、電壓表和電流表的接法2、滑動變阻器的兩種接法:注:(1)單位換算:1A103mA106A;1kV103V106mV;1M103k106 (2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;半導體和絕緣體的電阻率隨溫度升高而減小。 (3)串聯時,總電阻大于任何一個分電阻;并聯時,總電阻小于任何一個分電阻; (4)當外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率最大,此
10、時的輸出功率為E2/(4r); 三、磁場1、磁場:磁場是存在于磁體、運動電荷周圍的一種物質它的基本特性是:對處于其中的磁體、電流、運動電荷有力的作用2、磁現象的電本質:所有的磁現象都可歸結為運動電荷之間通過磁場而發生的相互作用二、磁感線為了描述磁場的強弱與方向,人們想象在磁場中畫出的一組有方向的曲線1疏密表示磁場的強弱2每一點切線方向表示該點磁場的方向,也就是磁感應強度的方向3是閉合的曲線,在磁體外部由N極至S極,在磁體的內部由S極至N極磁線不相切不相交。4勻強磁場的磁感線平行且距離相等沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場5安培定則(右手定則):姆指指向電流方向,四指指向磁場的方向注意這里的磁感
11、線是一個個同心圓,每點磁場方向是在該點切線方向 *熟記常用的幾種磁場的磁感線:三、磁感應強度1磁場的最基本的性質是對放入其中的電流或磁極有力的作用,電流垂直于磁場時受磁場力最大,電流與磁場方向平行時,磁場力為零。2在磁場中垂直于磁場方向的通電導線受到的磁場力F跟電流強度I和導線長度l的乘積Il的比值,叫做通電導線所在處的磁感應強度表示磁場強弱的物理量是矢量大小:B=F/Il(決定式)(電流方向與磁感線垂直時的公式)方向:左手定則:是磁感線的切線方向;是小磁針N極受力方向;是小磁針靜止時N極的指向不是導線受力方向;不是正電荷受力方向;也不是電流方向(根據實驗得出的) 單位:牛/安米,也叫特斯拉,
12、國際單位制單位符號T點定B定:就是說磁場中某一點定了,則該處磁感應強度的大小與方向都是定值勻強磁場的磁感應強度處處相等磁場的疊加:空間某點如果同時存在兩個以上電流或磁體激發的磁場,則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激發的磁場的磁感應強度的矢量和,滿足矢量運算法則.四、磁通量與磁通密度1磁通量:穿過某一面積磁力線條數,是標量2磁通密度B:垂直磁場方向穿過單位面積磁力線條數,即磁感應強度,是矢量3二者關系:B/S(當B與面垂直時),BScos,Scos為面積垂直于B方向上的投影,是B與S法線的夾角磁場對電流的作用 一、安培力1.安培力:通電導線在磁場中受到的作用力叫做安培力說明:磁場對通電導線
13、中定向移動的電荷有力的作用,磁場對這些定向移動電荷作用力的宏觀表現即為安培力2.安培力的計算公式:FBILsin(是I與B的夾角);通電導線與磁場方向垂直時,即900,此時安培力有最大值;通電導線與磁場方向平行時,即00,此時安培力有最小值,F=0N;00B900時,安培力F介于0和最大值之間.3.安培力公式的適用條件:公式FBIL一般適用于勻強磁場中IB的情況,對于非勻強磁場只是近似適用(如對電流元),但對某些特殊情況仍適用I1I2 如圖所示,電流I1/I2,如I1在I2處磁場的磁感應強度為B,則I1對I2的安培力FBI2L,方向向左,同理I2對I1,安培力向右,即同向電流相吸,異向電流相斥
14、根據力的相互作用原理,如果是磁體對通電導體有力的作用,則通電導體對磁體有反作用力兩根通電導線間的磁場力也遵循牛頓第三定律二、左手定則1.用左手定則判定安培力方向的方法:伸開左手,使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內,讓磁感線垂直穿過手心,并使四指指向電流方向,這時手掌所在平面跟磁感線和導線所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向2.安培力F的方向既與磁場方向垂直,又與通電導線垂直,即F跟BI所在的面垂直但B與I的方向不一定垂直規律方法 1。安培力的性質和規律;公式F=BIL中L為導線的有效長度,即導線兩端點所連直線的長度,相應的電流方向沿L由始端流向末端如圖所示,甲中
15、:,乙中:L/=d(直徑)2R(半圓環且半徑為R)安培力的作用點為磁場中通電導體的幾何中心;2、安培力作用下物體的運動方向的判斷分析在安培力作用下通電導體運動情況的一般步驟畫出通電導線所在處的磁感線方向及分布情況用左手定則確定各段通電導線所受安培力)據初速方向結合牛頓定律確定導體運動情況磁場對通電線圈的作用:若線圈面積為S,線圈中的電流強度為I,所在磁場的孩感應強度為B,線圈平面跟磁場的夾角為,則線圈所受磁場的力矩為:M=BIScos磁場對運動電荷的作用基礎知識 一、洛侖茲力磁場對運動電荷的作用力1.洛倫茲力的公式: f=qvB sin,是V、B之間的夾角.2.當帶電粒子的運動方向與磁場方向互
16、相平行時,F03.當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相垂直時,f=qvB 4.只有運動電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力作用,靜止電荷在磁場中受到的磁場對電荷的作用力一定為0二、洛倫茲力的方向1.洛倫茲力F的方向既垂直于磁場B的方向,又垂直于運動電荷的速度v的方向,即F總是垂直于B和v所在的平面2.使用左手定則判定洛倫茲力方向時,伸出左手,讓姆指跟四指垂直,且處于同一平面內,讓磁感線穿過手心,四指指向正電荷運動方向(當是負電荷時,四指指向與電荷運動方向相反)則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向三、洛倫茲力與安培力的關系1.洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導體中所有定向稱動的
17、自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現2.洛倫茲力一定不做功,它不改變運動電荷的速度大小;但安培力卻可以做功四、帶電粒子在勻強磁場中的運動1.不計重力的帶電粒子在勻強磁場中的運動可分三種情況:一是勻速直線運動;二是勻速圓周運動;三是螺旋運動2.不計重力的帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑r=mv/qB;其運動周期T=2m/qB(與速度大小無關)3.不計重力的帶電粒子垂直進入勻強電場和垂直進入勻強磁場時都做曲線運動,但有區別:帶電粒子垂直進入勻強電場,在電場中做勻變速曲線運動(類平拋運動);垂直進入勻強磁場,則做變加速曲線運動(勻速圓周運動)帶電粒子在勻強磁場中的運動規律:1、帶電粒子的速度
18、方向若與磁場方向平行,帶電粒子不受洛倫茲力作用,將以入射速度做勻速直線運動。2、帶電粒子若垂直進入勻強磁場且只受洛倫茲力的作用,帶電粒子一定做勻速圓周運動,其軌道平面一定與磁場垂直。由洛倫茲力提供向心力,得軌道半徑:。由軌道半徑與周期的關系得:??梢姡芷谂c入射速度和運動半徑無關。荷質比相同的帶電粒子,當它們以不同的速度在磁場中做勻速圓周運動時,無論速度相差多大,由于其運動半徑,與速度成正比,所以它們運動的周期都相同。規律方法 1、帶電粒子在磁場中運動的圓心、半徑及時間的確定(1)用幾何知識確定圓心并求半徑 因為F方向指向圓心,根據F一定垂直v,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(大多是射入點和出射點
19、)的F或半徑方向,其延長線的交點即為圓心,再用幾何知識求其半徑與弦長的關系 (2)確定軌跡所對應的圓心角,求運動時間 先利用圓心角與弦切角的關系,或者是四邊形內角和等于3600(或2)計算出圓心角的大小,再由公式t=T/3600(或T/2)可求出運動時間(3)注意圓周運動中有關對稱的規律 如從同一邊界射入的粒子,從同一邊界射出時,速度與邊界的夾角相等;在圓形磁場區域內,沿徑向射入的粒子,必沿徑向射出專題:帶電粒子在復合場中的運動基礎知識 一、復合場的分類:1、復合場:即電場與磁場有明顯的界線,帶電粒子分別在兩個區域內做兩種不同的運動,即分段運動,該類問題運動過程較為復雜,但對于每一段運動又較為
20、清晰易辨,往往這類問題的關鍵在于分段運動的連接點時的速度,具有承上啟下的作用2、疊加場:即在同一區域內同時有電場和磁場,些類問題看似簡單,受力不復雜,但仔細分析其運動往往比較難以把握。二、帶電粒子在復合場電運動的基本分析1.當帶電粒子在復合場中所受的合外力為0時,粒子將做勻速直線運動或靜止2.當帶電粒子所受的合外力與運動方向在同一條直線上時,粒子將做變速直線運動3.當帶電粒子所受的合外力充當向心力時,粒子將做勻速圓周運動4.當帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時,粒子將做變加速運動,這類問題一般只能用能量關系處理三、電場力和洛倫茲力的比較1.在電場中的電荷,不管其運動與否,均受到電
21、場力的作用;而磁場僅僅對運動著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用2.電場力的大小FEq,與電荷的運動的速度無關;而洛倫茲力的大小f=Bqvsin,與電荷運動的速度大小和方向均有關3.電場力的方向與電場的方向或相同、或相反;而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直,又和速度方向垂直4.電場力既可以改變電荷運動的速度大小,也可以改變電荷運動的方向,而洛倫茲力只能改變電荷運動的速度方向,不能改變速度大小5.電場力可以對電荷做功,能改變電荷的動能;洛倫茲力不能對電荷做功,不能改變電荷的動能6.勻強電場中在電場力的作用下,運動電荷的偏轉軌跡為拋物線;勻強磁場中在洛倫茲力的作用下,垂直于磁場方向運動
22、的電荷的偏轉軌跡為圓弧四、對于重力的考慮 重力考慮與否分三種情況(1)對于微觀粒子,如電子、質子、離子等一般不做特殊交待就可以不計其重力,因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小,可以忽略;而對于一些實際物體,如帶電小球、液滴、金屬塊等不做特殊交待時就應當考慮其重力(2)在題目中有明確交待的是否要考慮重力的,這種情況比較正規,也比較簡單(3)對未知名的帶電粒子其重力是否忽略又沒有明確時,可采用假設法判斷,假設重力計或者不計,結合題給條件得出的結論若與題意相符則假設正確,否則假設錯誤五、復合場中的特殊物理模型1粒子速度選擇器 如圖所示,粒子經加速電場后得到一定的速度v0,進入正交的電場和磁場
23、,受到的電場力與洛倫茲力方向相反,若使粒子沿直線從右邊孔中出去,則有qv0BqE,v0=E/B,若v= v0=E/B,粒子做直線運動,與粒子電量、電性、質量無關 若vE/B,電場力大,粒子向電場力方向偏,電場力做正功,動能增加 若vE/B,洛倫茲力大,粒子向磁場力方向偏,電場力做負功,動能減少2.磁流體發電機 如圖所示,由燃燒室O燃燒電離成的正、負離子(等離子體)以高速。噴入偏轉磁場B中在洛倫茲力作用下,正、負離子分別向上、下極板偏轉、積累,從而在板間形成一個向下的電場兩板間形成一定的電勢差當qvB=qU/d時電勢差穩定UdvB,這就相當于一個可以對外供電的電源3.電磁流量計電磁流量計原理可解
24、釋為:如圖所示,一圓形導管直徑為d,用非磁性材料制成,其中有可以導電的液體向左流動導電液體中的自由電荷(正負離子)在洛倫茲力作用下縱向偏轉,a,b間出現電勢差當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時,a、b間的電勢差就保持穩定 由Bqv=Eq=Uq/d,可得v=U/Bd.流量Q=Sv=Ud/4B4.質譜儀如圖所示組成:離子源O,加速場U,速度選擇器(E,B),偏轉場B2,膠片原理:加速場中qU=mv2選擇器中:v=E/B1偏轉場中:d2r,qvB2mv2/r比荷:質量作用:主要用于測量粒子的質量、比荷、研究同位素5.回旋加速器如圖所示組成:兩個D形盒,大型電磁鐵,高頻振蕩交變電壓,兩縫間可形成電壓
25、U作用:電場用來對粒子(質子、氛核,a粒子等)加速,磁場用來使粒子回旋從而能反復加速高能粒子是研究微觀物理的重要手段要求:粒子在磁場中做圓周運動的周期等于交變電源的變化周期關于回旋加速器的幾個問題:(1)回旋加速器中的D形盒,它的作用是靜電屏蔽,使帶電粒子在圓周運動過程中只處在磁場中而不受電場的干擾,以保證粒子做勻速圓周運動(2)回旋加速器中所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運動的頻率相等:(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量,可由公式來計算,在粒子電量,、質量m和磁感應強度B一定的情況下,回旋加速器的半徑R越大,粒子的能量就越大【注意】直線加速器的主要特征 如圖所示,直線加速器是使粒
26、子在一條直線裝置上被加速生物必修三穩態與環境 第一章 人體的內環境與穩態一、內環境:(由細胞外液構成的液體環境)細胞內液(細胞質基質、細胞液)(存在于細胞內,約占2/3)1.體液 血漿細胞外液 內環境(細胞直接生活的環境) 組織液(存在于細胞外,約占1/3) 淋巴等2.內環境的組成及相互關系細胞內液組織液血漿淋巴 (淋巴循環)3、細胞外液的成分a. 水,無機鹽(Na+, Cl- ),蛋白質(血漿蛋白)b. 血液運送的物質 營養物質: 葡萄糖甘油脂肪酸膽固醇氨基酸等 廢物: 尿素尿酸乳酸等 氣體: O2、CO2等 激素, 抗體, 神經遞質維生素c. 組織液,淋巴,血漿成分相近,最主要的差別在于血
27、漿中含有很多的蛋白質,細胞外液是鹽溶液,反映了生命起源于海洋,d. 血漿各化學成分的種類及含量保持動態的穩定,所以分析血漿化學成分可在一定程度上反映體內物質代謝情況,可以分析也一個人的身體健康狀況v 細胞外液又稱內環境(是細胞與外界環境進行物質交換的媒介)v 血細胞的內環境是血漿v 淋巴細胞的內環境是淋巴v 毛細血管壁的內環境是血漿、組織液v 毛細淋巴管的內環境是淋巴、組織液4、理化性質(滲透壓,酸堿度,溫度)a. 滲透壓:一般來說,溶質微粒越多,溶液濃度越高,對水的吸引力越大,滲透壓越高,血漿滲透壓的大小主要與無機鹽,蛋白質的含量有關。人的血漿滲透壓約為kpa,相當于細胞內液的滲透壓。 功能
28、:是維持細胞結構和功能的重要因素。典型事例:(高溫工作的人要補充鹽水;嚴重腹瀉的人要注入生理鹽水,海里的魚在河里不能生存;吃多了咸瓜子,唇口會起皺;水中毒;生理鹽水濃度一定要是0.9%;紅細胞放在清水中會脹破;吃冰棋淋會口渴;白開水是最好的飲料;)b. 酸堿度正常人血漿近中性,7.35-7.45 緩沖對:一種弱酸和一種強堿鹽 H2CO3NaHCO3 NaH2PO4/Na2HPO4CO2+H2O H2CO3 H+ + HCO3- c. 溫度:有三種測量方法(直腸,腋下,口腔),恒溫動物(不隨外界溫度變化而變化)與變溫動物(隨外界溫度變化而變化)不同溫度主要影響酶。v 內環境的理化性質處于動態平衡
29、中v 內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介。v 直接參與物質交換的系統:消化,呼吸,循環,泌尿系統v 間接參與的系統(調節機制):神經體液(內分沁系統)免疫v 人體穩態調節能力是有一定限度的同時調節也是相對的。5、組織水腫形成原因:1) 代謝廢物運輸困難:如淋巴管堵塞2) 滲透問題;血漿中蛋白質含量低1 過敏,毛細血管通透性增強,蛋白質進入組織液2 營養不良 3 腎炎,蛋白尿,使血漿中的蛋白質含量低。6、尿液的形成過程尿的形成過程:血液流經腎小球時,血液中的尿酸、尿素、水、無機鹽和葡萄糖等物質通過腎小球的過濾作用,過濾到腎小囊中,形成原尿。當尿液流經腎小管時,原尿中對人體有用的全部葡萄糖、
30、大部分水和部分無機鹽,被腎小管重新吸收,回到腎小管周圍毛細血管的血液里。原尿經過腎小管的重吸收作用,剩下的水和無機鹽、尿素和尿酸等就形成了尿液。二、穩態(1)概念:正常機體通過調節作用,使各個器官、系統協調活動,共同維持內環境的相對穩定狀態叫做穩態。(2)意義:維持內環境在一定范圍內的穩態是生命活動正常進行的必要條件。(3)調節機制:神經體液免疫調節網絡1、單細胞(如草履蟲)直接與外界環境進行物質交換2、多細胞動物通過內環境作媒介進行物質交換3、組織液、淋巴的成分與含量與血漿相近,但又不完全相同,最主要的差別在于血漿中含有較多的蛋白質,而組織液淋巴中蛋白質含量較少。4、內環境的理化性質:滲透壓
31、,酸堿度,溫度血漿滲透壓大小主要與無機鹽、蛋白質含量有關;無機鹽中Na+、cl- 占優勢 細胞外液滲透壓約為770kpa 相當于細胞內液滲透壓;正常人的血漿近中性,PH為7.35-7.45與HCO3-、HPO42- 等離子有關;人的體溫維持在370C 左右(一般不超過10C )。5、內環境穩態的重要性:1) 穩態是指正常機體通過調節作用,使各個器官系統協調活動,共同維持內環境的相對穩定狀態。 內環境成分相對穩定 內環境穩態 溫度 內環境理化性質的相對穩定 酸堿度(PH值) 滲透壓a. 穩態的基礎是各器官系統協調一致地正常運行b. 調節機制:神經-體液-免疫c. 穩態相關的系統:消化、呼吸、循環
32、、排泄系統(及皮膚)d. 維持內環境穩態的調節能力是有限的,若外界環境變化過于劇烈或人體自身調節能力出現障礙時內環境穩態會遭到破壞內環境穩態的意義:機體進行正常生命活動的必要條件 第二章 動物和人體生命活動的調節一、通過神經系統的調節1、神經調節的基本結構和功能單位是神經元。神經元的功能:接受刺激產生興奮,并傳導興奮,進而對其他組織產生調控效應。神經元的結構:由細胞體、突起樹突(短)、軸突(長)構成。2、反射:是神經系統的基本活動方式。是指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。3、反射?。菏欠瓷浠顒拥慕Y構基礎和功能單位。感受器:感覺神經末稍和與之相連的各種特化結構,
33、感受刺激產生興奮傳入神經:將感受器的興奮傳至神經中樞神經中樞:在腦和脊髓的灰質中,功能相同的神經元細胞體匯集在一起構成傳出神經:將神經中樞的指令傳至效應器效應器:運動神經末稍與其所支配的肌肉或腺體4、 興奮在神經纖維上的傳導(1) 興奮:指動物體或人體內的某些組織(如神經組織)或細胞感受外界刺激后,由相對靜止狀態變為顯著活躍狀態的過程。(2) 興奮是以電信號的形式沿著神經纖維傳導的,這種電信號也叫神經沖動。(3) 興奮的傳導過程:靜息狀態時,細胞膜電位外正內負受到刺激,興奮狀態時,細胞膜電位為外負內正興奮部位與未興奮部位間由于電位差的存在形成局部電流(膜外:未興奮部位興奮部位;膜內:興奮部位未
34、興奮部位)興奮向未興奮部位傳導(4) 興奮的傳導的方向:雙向5、 興奮在神經元之間的傳遞:(1)神經元之間的興奮傳遞就是通過突觸實現的突觸:包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜(2)興奮的傳遞方向:由于神經遞質只存在于突觸小體的突觸小泡內,所以興奮在神經元之間(即在突觸處)的傳遞是單向的,只能是:突觸前膜突觸間隙突觸后膜(上個神經元的軸突下個神經元的細胞體或樹突)6、 人腦的高級功能(1)人腦的組成及功能:大腦:大腦皮層是調節機體活動的最高級中樞,是高級神經活動的結構基礎。其上有語言、聽覺、視覺、運動等高級中樞;小腦:是重要的運動調節中樞,維持身體平衡;腦干:有許多重要的生命活動中樞,如呼吸中樞;
35、下丘腦:有體溫調節中樞、滲透壓感受器、是調節內分泌活動的總樞紐(2)語言功能是人腦特有的高級功能 語言中樞的位置和功能:書寫中樞(W區)失寫癥(能聽、說、讀,不能寫)運動性語言中樞(S區)運動性失語癥(能聽、讀、寫,不能說)聽性語言中樞(H區)聽覺性失語癥(能說、寫、讀,不能聽)閱讀中樞(V區)失讀癥(能聽、說、寫,不能讀)(3)其他高級功能 :學習與記憶二、激素的調節1、體液調節中,激素調節起主要作用。2、人體主要激素及其作用激素分泌部位激素名稱主要作用下丘腦抗利尿激素調節水平衡、血壓多種促激素釋放激素調節內分泌等重要生理過程垂體生長激素促進蛋白質合成,促進生長多種促激素控制其他內分泌腺的活
36、動甲狀腺甲狀腺激素促進代謝活動;促進生長發育(包括中樞神經系統的發育),提高神經系統的興奮性;胸腺胸腺激素促進T淋巴細胞的發育,增強T淋巴細胞的功能腎上激腺腎上腺激素參與機體的應激反應和體溫調節等多項生命活動胰島胰島素使血糖水平降低胰高血糖素使血糖水平升高卵巢雌激素等促進女性性器官的發育、卵細胞的發育和排卵,激發并維持第二性征等睪丸雄激素促進男性性器官的發育、精子的生成,激發并維持男性第二性征3、激素間的相互關系:協同作用:如甲狀腺激素與生長激素拮抗作用:如胰島素與胰高血糖素4、激素調節的實例:實例一、血糖平衡的調節,(甲狀腺激素分泌的分級調節:課本P28)1)、血糖的含義:血漿中的葡萄糖(正
37、常人空腹時濃度:3.9-6.1mmol/L)2)、血糖的來源和去路:3)、調節血糖的激素:(1)胰島素:(降血糖)分泌部位:胰島B細胞作用機理:促進血糖進入組織細胞,并在組織細胞內氧化分解、合成糖元、轉變成脂肪酸等非糖物質。抑制肝糖元分解和非糖物質轉化為葡萄糖(抑制2個來源,促進3個去路)(2)胰高血糖素:(升血糖)分泌部位:胰島A細胞作用機理:促進肝糖元分解和非糖物質轉化為葡萄糖(促進2個來源)4)、血糖平衡的調節:(負反饋)血糖升高胰島B細胞分泌胰島素血糖降低血糖降低胰島A細胞分泌胰高血糖素血糖升高5)、血糖不平衡:過低低血糖病;過高糖尿病6)、糖尿病病因:胰島B細胞受損,導致胰島素分泌不
38、足癥狀:多飲、多食、多尿和體重減少(三多一少)防治:調節控制飲食、口服降低血糖的藥物、注射胰島素檢測:斐林試劑、尿糖試紙7)反饋調節:在一個系統中,系統本身工作的效果,反過來又作為信息調節該系統的工作,這種調節凡是叫做反饋調節。反饋調節是生命系統中非常普遍的調節機制,它對于機體維持穩態具有重要意義。正反饋:反饋信息與原輸入信息起相同的作用,使輸出信息進一步增強的調節。負反饋:反饋信息與原輸入信息起相反的作用,使輸出信息減弱的調節。實例二、甲狀腺激素分泌的分級調節5.激素調節的特點:1)微量和高效2)通過體液運輸3)作用于靶器官、靶細胞三、神經調節與體液調節的關系(一)兩者比較:比較項目神經調節
39、體液調節作用途徑反射弧體液運輸反應速度迅速較緩慢作用范圍準確、比較局限較廣泛作用時間短暫比較長(二)體溫調節1、體溫的概念:指人身體內部的平均溫度。2、體溫的測量部位:直腸、口腔、腋窩3、體溫相對恒定的原因:在神經系統和內分泌系統等的共同調節下,人體的產熱和散熱過程保持動態平衡的結果。產熱器官:主要是肝臟和骨骼肌散熱器官:皮膚(血管、汗腺)4、體溫調節過程:(1) 寒冷環境冷覺感受器(皮膚中)下丘腦體溫調節中樞皮膚血管收縮、汗液分泌減少(減少散熱)、骨骼肌緊張性增強、腎上腺分泌腎上腺激素增加(增加產熱)體溫維持相對恒定。(2) 炎熱環境溫覺感受器(皮膚中)下丘腦體溫調節中樞皮膚血管舒張、汗液分
40、泌增多(增加散熱)體溫維持相對恒定。5、體溫恒定的意義:是人體生命活動正常進行的必需條件,主要通過對酶的活性的調節體現(三)水平衡的調節1、 人體內水分的動態平衡是靠水分的攝入和排出的動態平衡實現的2、 人體內水的主要來源是飲食、另有少部分來自物質代謝過程中產生的水。水分的排出主要通過泌尿系統,其次皮膚、肺和大腸也能排出部分水。人體的主要排泄器官是腎,其結構和功能的基本單位是腎單位。3、 水分調節(細胞外液滲透壓調節):(負反饋)過程:飲水過少、食物過咸等細胞外液滲透壓升高下丘腦滲透壓感受器垂體抗利尿激素腎小管和集合管重吸收水增強細胞外液滲透壓下降、尿量減少總結:水分調節主要是在神經系統和內分
41、泌系統的調節下,通過腎臟完成。起主要作用的激素是抗利尿激素,它是由下丘腦產生,由垂體釋放的,作用是促進腎小管和集合管對水分的重吸收,從而使排尿量減少。四、免疫調節1、 免疫系統的組成:免疫器官:扁桃體、胸腺、脾、淋巴結、骨髓等 淋巴細胞:B淋巴細胞(在骨髓中成熟)、T淋巴細胞(遷移到胸腺中成熟)免疫細胞 吞噬細胞免疫活性物質:抗體、淋因子2、 免疫類型: 非特異性免疫(先天性的,對各種病原體有防疫作用)第一道防線:皮膚、黏膜及其分泌物等。第二道防線:體液中的殺菌物質和吞噬細胞。特異性免疫(后天性的,對某種病原體有抵擋力)第三道防線:免疫器官和免疫細胞 體液免疫和細胞免疫3、 體液免疫:由B淋巴
42、細胞產生抗體實現免疫效應的免疫方式。(抗原沒有進入細胞內)抗原刺激 B淋巴細胞增值、分化出效應B細胞記憶細胞同一抗原再次刺激時增值分化為效應B細胞效應B細胞分泌抗體抗體清除抗原4、細胞免疫:通過T淋巴細胞和淋巴因子發揮免疫效應的免疫方式靶細胞(被抗原入侵的細胞)或吞噬了抗原的巨噬細胞 刺激 T淋巴細胞增值、分化出 效應T細胞記憶細胞同一靶細胞再次刺激時增值分化為效應T細胞效應T細胞使靶細胞裂解死亡、(效應T細胞釋放某些細胞因子(如干擾素)增強免疫細胞的效應)被釋放至體液中的抗原被體液免疫中的抗體清除5、體液免疫與細胞免疫的區別:共同點:針對某種抗原,屬于特異性免疫區別 體液免疫 細胞免疫作用對
43、象 抗原 被抗原入侵的宿主細胞(即靶細胞)作用方式 效應B細胞產生的抗體與相應的抗原特異性結合 效應T細胞與靶細胞密切接觸6、艾滋?。海?)病的名稱:獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS)(2)病原體名稱:人類免疫缺陷病毒(HIV),其遺傳物質是2條單鏈RNA(3)發病機理:HIV病毒進入人體后,主要攻擊T淋巴細胞,使人的免疫系統癱瘓(4)傳播途徑:血液傳播、性接觸傳播、母嬰傳播五、動物激素在生產中的應用:在生產中往往應用的并非動物激素本身,而是激素類似物1、 催情激素提高魚類受孕率:運用催情激素誘發魚類的發情和產卵,提高魚類的受孕率。2、 人工合成昆蟲激素防治害蟲:可在田間噴灑一定量的性引誘劑(性
44、外激素類似物),干擾雌雄性昆蟲間的正常交配。3、 閹割豬等動物提高產量:對某些肉用動物注射生長激素,加速其生長。對豬閹割,減少性激素含量,從而縮短生長周期,提高產量。4、 人工合成昆蟲內激素提高產量:可人工噴灑保幼激素,延長其幼蟲期,提高蠶絲的產量和質量。 第三章 植物激素調節一、生長素的發現:1、胚芽鞘: 尖端產生生長素,在胚芽鞘的基部起作用;2、感光部位是胚芽鞘尖端;3、瓊脂塊有吸收、運輸生長素的作用;4、生長素的成分是吲哚乙酸;5、向光性的原因:由于生長素分布不均勻造成的,單側光照射后,胚芽鞘背光一側的生長素含量多于向光一側,因而引起兩側生長不均勻從而造成向光彎曲。 在胚芽鞘中 感受光刺
45、激的部位在胚芽鞘尖端 向光彎曲的部位在胚芽鞘尖端下部(伸長區) 產生生長素的部位在胚芽鞘尖端(有光無光都產生生長素) 能夠橫向運輸的也是胚芽鞘尖端 感性運動與向性運動植物受到不定向的外界刺激而引起的局總運動稱為感性運動(含羞草葉片閉合)植物受到一定方向的外界刺激而引起的局總運動稱為向性運動(向光性,向水性) 植物彎曲生長的直接原因:生長素分布不均勻(光,重力,人為原因)二、生長素的合成:幼嫩的芽、葉、發育的種子(色氨酸生長素) 運輸:橫向運輸(只發生在胚芽鞘尖端):在單側光刺激下生長素由向光一側向背光一側運輸 :縱向運輸(極性運輸,主動運輸):從形態學上端運到下端,不能倒運 :非極性運輸:自由
46、擴散,在成熟的組織,葉片,種子等部位 生長素產生:色氨酸經過一系列反應可轉變成生長素 分布:各器官都有分布,但相對集中的分布在生長素旺盛部位。 產生部位:幼嫩的芽、葉和發育中的種子 三、生長素的生理作用:1、生長素是不直接參與細胞代謝而是給細胞傳達一種調節代謝的信息;生長素2、作用:a、促進細胞的生長;(伸長) b、促進果實的發育(培養無籽番茄); c、促進扦插的枝條生根; d、防止果實和葉片的脫落;3、特點具有兩重性: 高濃度促進生長,低濃度抑制生長;既可促進生長也可抑制生長;既能促進發芽也能抑制發芽,既能防止落花落果也能疏花疏果。 生長素發揮的作用與濃度、植物細胞的成熟情況和器官的種類(根
47、芽莖)。 植物體各個器官對生長素的最適濃度不同:莖 芽 根,敏感度不同;根芽莖(橫向生長的植物受重力影響而根有向地性,莖有背地性)許多禾本科植物倒扶后可以自己站起來,ABCDDC, BA, 原因:由于重力的作用,生長素都積累在近地面,D點和B點和生長素都高于C點和A點,又由于根對生長素敏感,所以,D點濃度高抑制生長,長的慢,而C點濃度低促進生長,長的快。根向下彎曲(兩重性)。而莖不敏感,所以B點促進 生長的快,而A點促進生長的慢。所以向上彎曲。根的向地性與頂端優勢中的生長素的作用原理相同,都是體現兩重性。莖的背地性與向光性中的生長素的作用原理相同。頂端優勢:頂芽產生的生長素向下運輸在側芽附近積
48、累,側芽對生長素濃度比較敏感,因此受到抑制,頂芽不斷生長,側芽被抑制的現象(松樹)說明:生長素的極性運輸是主動運輸;生長素具有兩重作用應用:棉花摘心促進多開花,多結果園林綠籬的修剪解除頂端優勢就是去除頂芽(棉花摘心)四、生長素的應用:促扦插枝條生根,(不同濃度的生長素效果不同,扦插枝條多留芽)促果實發育,(無籽番茄,無籽草莓)防止落花落果,(噴灑水果,柑,桔)除草劑(高濃度抑制植物生長,甚到殺死植物)果實的發育過程:植物激素:由植物體內產生、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。特點:內生的,能移動,微量而高效植物生長調節劑:人工合成的對植物的生長發育有調節作用的
49、化學物質(2.4,NAA,乙烯利)五、其他植物激素:1、赤霉素() 合成部位:未成熟的種子、幼根、幼葉主要作用:促進細胞的伸長引起植株增高(惡苗病,蘆葦伸長),促進麥芽糖化(釀造啤酒),促進性別分化(瓜類植物雌雄花分化),促進種子發芽、解除塊莖休眠期(土豆提前播種),果實成熟,抑制成熟和衰老等2、脫落酸 (ABA) 合成部位:根冠、萎焉的葉片分布:將要脫落的組織和器官中含量較多主要作用:抑制生長,表現為促進葉、花、果的脫落,促進果實成熟,抑制種子發芽、抑制植株生長,提高抗逆性(氣孔關閉),等3、細胞分裂素(CK) 合成部位:根尖 主要作用:促進細胞分裂(蔬菜保鮮),誘導芽的分化,促進側芽生長,
50、延緩葉片的衰老等4、乙烯 合成部位:植物體各個部位 主要作用:促進果實的成熟v 各種植物激素并不是孤立地起作用,而是多種激素相互作用共同調節;v 植物激素的概念:由植物體內產生,能從產生部位運輸到作用部位,對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物;v 植物生長調節劑:人工合成的對植物的生長發育有調節作用的化學物質稱為植物生長調節劑; 第四章 種群和群落種群密度(最基本) 出生率、死亡率 遷入率、遷出率1、種群特征 增長型 年齡組 穩定型 衰退型 性別比例1) 種群密度a、定義:在單位面積或單位體積中的個體數就是種群密度; 是種群最基本的數量特征; 逐個計數 針對范圍小,個體較大的種群;b、計算方法: 植物:樣方法(取樣分有五點取樣法、等距離取樣法)取平均值; 動物:標志重捕法(對活動能力弱、活動范圍小); 計算公式:N=Mn/m。 估算的方法 昆蟲:燈光誘捕法; 微生物:抽樣
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