酸碱指示剂 紫色石蕊试液遇酸变红色，紫色石蕊试液遇碱变蓝色 酚酞试液遇酸溶液、中性溶液不变色，遇碱溶液变红色 例：酸和碱反应生成盐和水，当酚酞的酸液加入碱，液体慢慢呈红色 酸的化学反应 i. 酸能和金属氧化物反应 • 生成盐和水 • 用处：清除铁表面的铁锈 • 化学方程式 现象 化学方程式 铁锈+盐酸 铁锈逐渐消失， 溶液变成黄色 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O 铁锈+硫酸 铁锈逐渐消失， 溶液变成黄色 Fe2O3 + 3H2SO4 → Fes(SO4)3 +3H2O ii. 酸能和金属（铁、铝、镁、锌等）反应 • 放出氢气和生成盐 • 金属离子或铵根离子和酸根离子组成盐化合物 • 注意：盐酸和氧化铁(III)反应是没有气体生成，表面能继续与金属铁反应 • 化学方程式 金属与稀硫酸 现象 化学方程式 镁与稀硫酸 大量气泡，反应最快 Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 ↑ 铝与稀硫酸 大量气泡，反应较快 2Al + 3H2SO4 → Al2 (SO4)3 + 3H2 ↑ 锌与稀硫酸 许多气泡，反应快 Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑ 铁与稀硫酸 少量气泡，反应较慢， 溶液由无色变浅绿色 Fe+ H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑ 铜与稀硫酸 无现象 无 iii. 酸能和盐反应 • 与碳酸钙生成二氧化碳和水 • 生成盐和新的酸
酸概念的演变 • 早期：有酸味的物质就是酸 • 1663 波意耳：能溶解很多物质，能把植物的蓝色变成红色的物质就是酸 • 1777 拉瓦锡：一切酸中都含有氧 • 1778-1829 戴维：证明盐酸不带氧，只有氢是酸不能缺少的元素 • 1887 阿累尼乌斯：酸能够在水溶液中产生氢离子并且不产生其他正离子的化合物 盐酸(HCl)-工业上常用的酸 • 是氯化氢气体的水溶液，无色液体 • 很强挥发性：打开容器后看到酸雾，挥发出来与空气中的水蒸气结合产生盐酸小液 滴 • 用处：金属表面除锈、制造药物、人体胃液中的胃酸，帮助消化 • 如何检验氯离子存在？ o 硝酸银溶液和稀盐酸，生成不溶于水的氯化银白色沉淀物 硫酸 H2SO4 –化学工业之母 • 浓硫酸能吸收空气中的水分，具有吸水性 • 有脱水性，可做干燥剂用来干燥氧气、氢气、二氧化碳气体 • 浓硫酸能按照水的氢氧原子组成比（2：1）脱去其中的氢元素和氧元素，脱水 后，成了黑色的碳 • 用处：化肥、农药、火药、燃料、冶炼金属、精炼石油、除锈等 稀释浓硫酸 • 浓硫酸和水任意比列互溶，释放大量的热 • 稀释浓酸时，将它缓缓注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，使浓硫酸溶于水时产生 热量和逸散 • 若顺序颠倒，会使水因沸腾而检出，立即用大量清水冲洗，然后用小苏打冲洗 • 如何检验硫酸根存在？ o 氯化钡溶液和稀硫酸，生成不溶于水的硫酸钡白色沉淀物
硝酸 (HNO3) • 无色、易挥发的液体、又刺激气味 • 浓硝酸因容有硝酸分解产生二氧化氮(NO2)，呈现略黄色 • 能与所有金属（除了金、铂）发生反应 • 有很强的氧化性，但是反应不会生成氢气 王水 • 浓硝酸和浓盐酸的混合物(1:3) • 氧化能力强，能使不溶于硝酸的金属（金和铂）溶解 • 用处：炸药、化肥、燃料
第二章 碱和盐 碱的性质 • 碱溶于水，水分子减弱了离子之间的吸引力，会发 生电离 • 负离子全部都是氢氧根离子的化合物 • 碱能使紫色石蕊试液变成蓝色 • 无色酚酞也变成红色 • 碱和酸反应时，会生成盐和水（酚酞无色） 氢氧化钠与二氧化硫 • 工厂废气、煤和石油里都含有微量的硫 • 硫一经燃烧，就会产生二氧化硫 • 二氧化硫- 无色、有刺激性、恶臭的毒气 • 将废气经过氢氧化钠溶液，能生成盐和水，较少二氧化硫的排放量 硫+ 氧→二氧化硫 氢氧化钠与盐 • 氢氧化钠与盐反应，能生成新的盐和新的碱 CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2 NaCl FeCl3 + 3 NaOH→ Fe (OH)3 + 3 NaCl 氢氧化钠 (NaOH) • 俗称烧碱 • 苛性钠 • 对皮肤、纸张、织物有强腐蚀性 • 有潮解(deliquescence)现象：固态氢氧化钠暴露在空气中，吸收空气里的水分，使 表面溶解，而潮湿, 可作为干燥剂 • 溶于水后能释放大量热能，有涩味和滑腻感 • 氢氧化钠暴露在空气中会和空气中的二氧化碳反应（必须封闭保存） • 用途：肥皂、纸张
氢氧化钙 Ca(OH)2 • 俗称熟石灰、消石灰 • 微溶于水，溶于水称石灰水 • 腐蚀性强，但溶解度不大，危害性不如氢氧化钠 • 在空气中能与二氧化碳、二氧化硫发生反应，必须封闭保存 制取氢氧化钠 • 氢氧化钙溶液与碳酸钠反应，过滤、蒸干滤液可取得氢氧化钠固体 Na2CO3+Ca(OH)2 -> 2NaOH +CaCO3 中和反应 • 酸和盐互相交换成分，生成盐和水的反应 • 氢离子和氢氧根离子结合和生成水 • 若滴入的盐酸比较少时，溶液中氢氧化钠有剩余，溶 液呈碱性 • 若滴入盐酸恰好与氢氧化钠完全反应时，溶液呈中性 • 若滴入盐酸过量时，盐酸有剩余，溶液呈酸性 中和反应的应用 • 氢氧化铝制成药液治疗胃酸过多 o 氢氧化铝和盐酸反应生成盐和水 • 加入熟石灰降低土壤酸性 • 用碱处理酸性废水 盐 • 是金属离子或铵根离子与酸根离子组合成的化合物 • 例如：碳酸钠、硫酸铁(II) 、硫酸铵 • 硫酸盐：都含有相同酸根离子，例如硫酸铜、硫酸铁(II)、硫酸钠 • 钠盐：都含有相同的金属离子，例如氯化钠、碳酸钠 可溶性盐和不溶性眼盐 • 可溶性盐：钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐 • 不溶性盐：硫酸钡、氯化银、大部份的碳酸盐
食盐-氯化钠 • 食盐能维持体内氯化钠的浓度 • 多余的氯化钠能通过汗液、尿液和粪便排出体外 • 腹泻和呕吐或大量出汗会导致食盐过多，需要注射生理盐水或服用盐开水，维持盐 分 • 过度盐分会引起高血压，成年人每天摄取食盐量不能超过 6 克 • 食盐来自海水、岩盐、或盐湖 • 用途：制造氢氧化钠、盐酸、氯气、氢气、碳酸钠、漂白粉 碳酸盐 • 常见的碳酸盐包括碳酸钠和碳酸钙 • 能与盐酸反应，生成二氧化碳气体 • 可以利用这性质检验碳酸盐 碳酸盐 • 常见的碳酸盐包括碳酸钠和碳酸钙 • 碳酸钠 o 俗称苏打（液体中结晶） o 在干燥的空气里，碳酸钠晶体会逐渐失去结晶水而成为碳酸钠粉末，称风化 o 用途：平板玻璃、玻璃制品、陶瓷釉、洗涤、酸性物质中和、食品加工 碳酸钙 • 难容的盐 • 在石灰石、大理石、方解石、蛋壳、贝壳、珍珠 都含有碳酸钙 • 锅炉和水壶中的水垢都有碳酸钙 溶洞的形成 • 石灰岩长期受到地下水长期溶蚀的结果 • 碳酸钙会与含有二氧化碳的水，变成可溶性的碳酸氢钙 • 碳酸氢钙遇热或压强会变小，分解，变成碳酸钙沉积，放出二氧化碳，形成溶洞 复分解反应 double decomposition reaction • 两种化合物互相交换成分，生成两种新的化合物 • AB + CD → AD + CB • 有一定的条件，反应过程中有沉淀析出、气体放出或水生成
第三章 金属与非金属 金属与非金属物理性质差异 金属 非金属 有光泽 没有光泽，外表暗淡 延展性：材料可以被不断拉伸，拉成细 线，敲成薄片 较脆，容易脆裂变成粉末 导热导电性佳（将热和电传导给气 体物体的能力 佳） 导电导热性弱 在常温下是固体，除了汞 常温下大多数单质是气体，也有固体 溴是唯一液体非金属单质 注意：石墨虽然是非金属，但呈有 金属光泽，熔点极高和良好导电体 金属与非金属的反应 • 金属与氧气反应 • 很多金属能与氧气发生反应，反应时产生现象各不相同 钠 • 很活泼金属，常温下能与空气中的氧气发生反应，生成白色氧化钠 • 熔点低，受热后会熔化，在表面张力作用下成为一个小球 • 在空气中燃烧，会发出金黄色火焰，生成淡黄色的过氧化 钠
镁 • 在常温下，能与空气中的氧气反应，生存一层氧化膜，使镁失去光泽 • 在空气中能剧烈燃烧，发出耀眼强光，生成白色粉末状的固体氧化镁 铝 • 是活泼金属，在空气中与氧气反应，生存一层致密 氧化膜，保护内层金属不继续氧化 铜 • 不太活泼金属，常温下不会与干燥的空气氧气反应 • 加热反应下，铜与氧气反应生成黑色氧化铜 • 铜不能再氧气中燃烧 • 活泼性强的金属容易燃烧，反应速度快，活泼性弱 的金属不容易被氧化 • 可以制成饰物或器皿，长期保存和使用 金属与非金属的反应 • 金属与稀盐酸、稀硫酸反应 o 铁和硫在加热情况可以生成硫化铁 o 金属可以和氯气等发生反应，生成氯化物 如氯化钠 Mg + 2HCl → H2 + MgCl2 Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 化学反应的类型 • 化合反应 • 分解反应 • 置换反应 • 复分解反应 • 中和反应
化合反应 Combination Reaction • 两种或两种以上的物质生成另一种新的物质 • A + B → AB 分解反应 Decomposition reaction • 由一种物质生成两种或两种以上的 新物质 • AB →A + B 置换反应 displacement reaction • 一种单质跟一种化合物作用，生成另一种单质和另一种化合物反应 • A + BC → AC + B 复分解反应 double decomposition reaction • 两种化合物互相交换成分，生成两种新的化合物 • AB + CD → AD + CB 反应 其中一种产物常为不溶性或可挥发性 CuCl2 + Na2CO3 → NaCl + CuCO3 反应 金属+氧气→金属氧化物 非金属+氧气→非金属氧化物 金属氧化物+水→碱 非金属氧化物+水→酸 反应 碳酸盐→氧化物+二氧化碳 碳酸氢盐→碳酸盐+水+二氧化碳 含结晶水物质→无水物+水 反应 金属+稀酸→盐+氢气 金属+水→碱+氢气 金属+水蒸气→金属氧化物+氢气 金属 A+盐 B→盐 A+金属 B 金属氧化物+氢→金属+水 例子：2CuO + C → 2Cu + CO2
中和反应 neutralization • 酸和碱起作用，生成盐和水 反应 酸+碱→盐+水 酸性氧化物+碱→盐+水 碱性氧化物+酸→盐+水 碳酸盐+酸→盐+水+二氧化碳 碳酸氢盐+酸→盐+水+二氧化碳 金属活泼序 • 在金属活泼序，金属位置越前，活 泼性越强 • 位于前面的金属能把位后的金属从 它们盐溶液里置换出来 金属的锈蚀 • 金属与周围环境中的气体或液体发生化学反应，致使自身构造遭受破坏 • 锈蚀后，强度、韧性降低，零件磨损，寿命缩短 • 铁在潮湿的空气中被氧气氧化而生锈，铁锈主要成分是氧化铁 （III） • 大多数的金属在空气和水中都会受到锈蚀，如铜绿就是铜被锈蚀的结果 不属于四种基本化学反应 • 高炉炼铁 Fe2O3 +3CO → 2Fe + 3CO2
第四章 地球矿物资源的开发和利用 矿物 • 矿物是天然形成，具有固定的化学成分和晶体结构的固态无机物 • 可在地球的表面或内部天然地形成，过程不受人为影响 • 矿物是岩石的主要组成部分 • 矿物都是无机物 • 矿物有固定的化学成分、元素组成和含量都是固定不变 • 矿物中的粒子总是同一种方式排列形成的-称晶体 • 例子：石英晶体（由 1 个硅原子和 2 个氧原子组成） 矿物在地壳中的存在形式 • 地壳中常见的 o 氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等元素组成 • 金属元素如金、银、金刚石的化学性质不活泼，不容易与其他元素组合成化合物， 所以都以单质形式存在 • 大部份的矿物都是化合物 • 例子：硅和氧是地壳中最丰富的元素，所以可构成地壳和地幔中大部份的矿物如花 岗岩长石和石英 矿物的鉴别 • 每种矿物都有特定的物理性质和化学性质 • 颜色鉴别 o 例如：蓝铜矿呈蓝色，容易识别 o 颜色不能完全鉴别，因为会用颜色相似的问题如黄铁矿(二硫化铁，Fe2S)和黄 金矿都是呈金色 • 光泽鉴别 o 含有金属常会闪闪发光，金属表面会容易反射光，产生光泽 o 如：方铅矿中含有铅，具有光泽 o 玻璃光泽是另一类非金属光泽，如石英晶 • 密度鉴别 o 把矿物在无釉瓷板上擦过留下的痕迹来鉴别密度 • 解理鉴别 o 以矿物破裂的方式 o 若矿物受力后沿着一定的方向破裂产生光滑的表面，就具有解理
o 例如：云母石一种完全解理的矿物 o 若矿物破裂表面呈凹凸不平，称有断口 o 例如：石英是一种有断口的矿物 • 硬度鉴别 o 以划痕法来鉴别矿物 o 矿物能够在硬度比它低的矿物上划出刻痕，同时被硬度比较高的矿物划出刻 痕 o 摩氏硬度，又译莫氏硬度，是一种利用矿物的相对刻划硬度划分矿物硬度的 标准，该标准是德国矿物学家腓特烈·摩斯（德语：Friedrich Mohs）於 1812 年提出的 莫氏硬度等级表 1 级 滑石 2 级 石膏 3 级 方解石 4 级 萤石 5 级 磷灰石 6 级 正长石 7 级 石英 （水晶） 8 级 黄玉 9 级 刚玉 （红宝石、蓝宝石） 10 级 金刚石 （钻石） 方铅矿 • 方铅矿是硫化物中很著名的矿物，它由金属元素铅和非金属 元素硫组成，分子式是 PbS，组成中常含有 Ag、Bi、Sb、 As、Cu、Zn、Se 等元素 • 鉴定特征：铅灰色、硬度低、条痕黑灰色、有解理
闪锌矿 • 化学成分是 ZnS，晶体属等轴晶系的硫化物矿物。闪锌矿 的晶体结构中经常含有铁（Fe）、镉（Cd）、铟（In）、镓 （Ga）等有价值的元素 • 鉴定特征： o 闪锌矿近乎无色，随含铁量的增加，闪锌矿的颜色从 浅黄、黄褐变到铁黑色，透明度也由透明到半透明， 甚至不透明 o 闪锌矿的条痕颜色较矿物颜色浅，呈浅黄或浅褐色。有完全的菱形十二面体 解理 铝土矿 • 铝土矿(Bauxite)是最重要的含铝矿物，主要成分为 Al(OH)3 丶软水铝石丶硬水铝石，及针铁矿丶赤铁矿丶石英等 • 颜色随氧化铁含量而增加，有灰白丶棕红等。铝土矿由母岩 在湿热气候下，经红土化而成 • 鉴定特征：外表似粘土岩，硬度高，密度大，没有粘性，可 塑性 方解石 • 化学成分为 Ca[CO3]，晶体属三方晶系的碳酸盐矿物 • 通常为无色、乳白色，含杂质则染成各种颜色，有时具晕 色。 • 鉴定特征：菱面体完全解理，硬度不大，小刀可以刻动，加 稀盐酸剧烈起泡，放出 CO2 硅的化合物 • 硅的氧化物和硅酸盐构成地壳中大部份的岩石、沙子和土壤，占地壳 90%以上 • 有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅 • 二氧化硅化学性质不活泼、不溶于水、不与一般的酸起作用、耐腐蚀、熔点高、沸 点高、硬度大 • 用途：石英坩埚、光学镜片、光导纤维
无定形二氧化硅 • 主要存在硅藻土中 • 早期由单细胞生物硅藻的遗体组成 • 硅藻土质软、多孔、轻，可用作保温材料、过滤、填充 材料、壁材等 二氧化硅和氢氧化钠溶液 • 常温下氢氧化钠溶液和二氧化硅会慢慢产生化学反应，生成硅酸钠（具有黏性） • 若玻璃中含有二氧化硅，盛放强碱溶液时，不能用玻璃塞，防止玻璃塞和瓶口黏结 在一起 硅酸盐 • 陶瓷和玻璃都是硅石（二氧化硅）和各种硅酸盐的制品 • 二氧化硅是普通砂粒的主要成分 • 纯净的二氧化硅称为石英 • 水晶就是大而透明的石英晶，有彩色环带或层状的称玛瑙 • 硅酸盐是构成地壳岩石最主要的成分 • 二氧化硅可提炼出硅，可制作出优良的半导体原料（例 子：电子器件如电子表、电脑、计算机或太阳能电池） 石灰石 • 混凝土、石灰乳和大理石都是来自石灰岩 • 石灰岩是珊瑚和贝壳动物经过千百年的地质作用而形成的 • 组要成份是碳酸钙 • 石灰岩经过高温度压的地质作用就会变成坚硬的大理石 • 水泥： 石灰石和粘土混合煅烧，加入少量石膏，磨成细粉 • 水泥、砂、石砾和水合成混凝土是建筑的主要原料 • 可分成 o 生石灰 o 熟石灰 o 石灰水
生石灰 • 制造于将石灰石加强热 • 化学名称为氧化钙 • 碳酸钙 → 氧化钙+ 二氧化碳 （加热） • 生石灰常用于干燥剂，可干燥氨气 • 生石灰和煤炭混合加热，会产生碳化钙，也称电石，可用于 o 生产有机化工原料 o 加水后会产生乙炔气，用来点灯 熟石灰 • 将水加入生石灰，生石灰和水会发生激烈的化学反应，释放出大量热能，生石灰变 熟石灰 • 化学名称为氢氧化钙 • 氧化钙+水→ 氢氧化钙 石灰水 • 熟石灰再加多些水形成悬浊液称石灰 乳，用来粉刷墙壁 • 悬浊液过滤后变成石灰水，用来检验 二氧化碳 硅酸盐 • 含有硅和氧以及其他一种或多种元素的化合物 • 构成多数岩石如花岗岩和土壤的主要成分 • 硅酸盐大多数不溶于水，化学性质稳定 硅酸钠 Na2SiO3 • 是最简单的硅酸盐 • 可溶于水称为水玻璃 • 用于制备硅胶和木材防火剂的原料
水泥、土壤沙粒用途多 • 粘土和沙粒可被烧出陶瓷和玻璃 陶瓷 玻璃 原料：粘土 原料：砂粒、石灰石、苏打 粘土可制造土器，较纯粘土烧成陶器 高温加热后，原料会熔化成浓稠的玻璃粘 液，可吹成容器或装饰品 在表面上涂上一层釉，使表面光滑 在玻璃溶液加上金属氧化物，可形成彩色 玻璃 釉加入不同的金属氧化物，烧炼后呈现美 丽的色泽 应用：安全玻璃、防弹玻璃、石英玻璃 最新质地细致的陶器是用最纯净的白粘土 （高岭土）烧成 应用：电子、宇航、机械、造骨、壳体 玻璃的发明 • 很久以前的一个阳光明媚的日子，有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁 斯河河口，船上装了许多天然苏打的晶体。对于这里海水涨落的规律，船员们并不 掌握。 • 当大船走到离河口不远的一片美丽的沙洲时便搁浅了,奔向这片美丽的沙洲，一边 尽情嘻戏，一边等候涨潮后继续行船。 • 中午到了，他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上到处是软软的细沙，竟找不到 可以支锅的石块。有人突然想起船上装的天然结晶苏打，于是大家一起动手，搬来 几十块垒起锅灶，然后架起木柴燃了起来。 • 当他们吃完饭收拾餐具准备回船时，突然发现了一个奇妙的现象：只见锅下沙子上 有种东西晶莹发光，十分可爱。大家都不知道这是什么东西，以为发现了宝贝，就 把他收藏了起来。其实，这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和地上的石 英砂发生了化学反应，形成了玻璃。
熟石灰用途 • 氢氧化钙能与空气中的二氧化碳产生反应，形成坚硬的碳酸钙，能把砖、碎石、沙 子牢牢粘合，作为建筑材料 • 树木上涂上硫磺粉的石灰浆，能保护树木，放在冻伤和害虫生卵 • 波尔多液（用石灰乳与胆矾 Cu2SO4.H2O)有杀菌作用、可作为农药 矿物的利用 • 宝石：用于制造首饰盒装饰品 • 金属：拉成电线、金属板 • 滑石：制造药片和胶囊，有润滑效果 • 石晶：作为显微镜的棱镜 • 石英：玻璃、电子设备、手表 矿物中冶炼金属 • 从矿物中提炼金属 • 常用方法如碳和金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化的氧，而得到纯金属 工业上的冶炼 • 高炉 o 把铁矿石、焦炭、石灰石一起加入高炉 o 下方通入热风，焦炭在炉内反应生成一氧化碳 o 一氧化碳与氧化铁在高温下生成铁 • 电解的方法
第五章 机械能 功 • 当物体受到某个力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 • 做功必备两个因素 o 有力的作用在物体上 o 物体在力的方向上发生了位移 • 例如：运动员的举力对杠铃做功，马的拉力对车做功 • 非机械功并不需要这两个因素 功和能之间有密切的关系 • 功是物体具有能量的反应，做功的过程是能量转化的过程 • 例如：举重运动员因为具有能，对杠铃做功 • 功是能量转化的量度，对物体做多少功，就有多少能量发生了转化 功的计算 • 功= 力 x 位移 • 功等于力跟物体在力的方向上通过位移的乘积 • W = Fs ，F 表示力，s 表示物体在力的方向上通过的位移，W 表示功 • 功的单位是焦耳，Joule • 1J= 1Nm， 1N 的力作用在物体上使物体在力的方向上通过位移为 1m,这个力对物 体做的功为 1J • 由于功是能量转化的量度，所以功的单位和能的单位一样是焦耳 W=mgh • 当均速举高物体时作用力做的功 功率 • 对物体做的功有快慢之分，做功的快慢用功率来描述 • 功率= 功/时间 • P = W / t，P 表示功率、 W 表示功、 t 表示时间 • 功率是单位时间内所做的功 • 单位是瓦特，W • 1W = 1J/s，1 秒内完成 1J 的功，功率是 1W • 功是能量转化的量度，所以，功率也是能量转化快慢的量度
• 机器的功率越大，能量转化得越快 在爬楼梯的过程中，人体消耗的化学能大约只有 10% 用来克服重力做功，其余是通过人 体发热散失 动能 • 物体由于运动而具有的能 • 物体动能的大小跟物体的质量、速度 有关 • 质量越大、速度越大、动能就越大 • E = (1/2)mv2 势能 • 物体由于被举高而具有的能 • 物体重力势能的大小跟物体的质量和所处的高度 有关 • 质量越大、所处高度越高，重力势能越大 • E= mgh 弹性势能 • 物体由于发生形变而具有的能 • 弹性势能的大小跟物体形变大小有关，形变越大，物体的 弹性势能就越大 动能和势能的转化 • 机械能的两种形式动能和势能能相互转化 • 如果只有动能和势能相互转化，机械能的总量保持不 变（机械守恒）
第六章 热 热传递 • 温度不同的两个物体之间发生热传递时，热会 从温度高的物体传给温度低的物体 • 高温物体放出热，温度降低 • 低温物体吸收热，温度升高 热量 • 物体吸收或释放出热的多少 • 单位：焦耳 • 物体吸收或释放的热量跟温度变化量有关 o 温度升高越多，吸收的热量越多， 热能增加 o 温度降低越多，释放的热量越多，热能减少 • 物体吸收或释放的热量跟物体温度的升高量成正比 热传递的快慢和温差的关系 • 物体与周围环境温差越大，温度上升、下降越快 • 物体之间的温度差别越大，热传递越快 热运动 • 构成物质的大量粒子无规则运动的剧烈程度跟温度之间相关 • 温度越高，内部粒子的运动越剧烈，粒子容易离开和扩散 热能 • 物体由内部大量粒子的热运动而具有的能 • 大量粒子的热运动具有动能 • 温度越高，内部粒子的无规则运动越剧烈，粒子无规 则运动的平均动能越大，物体的热能也越大
粒子势能 • 物质内部有粒子之间存在引力和斥力，也具有相应的势能 • 物体的热能应该包括物体内部所有粒子的动能和势能 • 热能的改变应该包括粒子动能的改变和势能的改变 传导 • 热沿着物体进行传递的方式 • 运动较剧烈的粒子将动能由近及远地传递给运动不那 么剧烈的粒子，使它们的运动变得更加剧烈 • 导热性差：不能将热量迅速传到各处 • 导热性佳：热量迅速传到各处 导热能力 物质 导热能力 空气 1 木头 5 水 23 砖块 25 玻璃 42 岩石 67 铝 8300 铜 15300 热的良导体与不良导体 • 热的良导体 o 容易导热的物质 o 所有金属是热的良导体 • 热的不良导体 o 不容易导热的物质 o 塑料、木头、水、空气 • 生活中的应用：加快和促进传导、阻碍或减缓传导
对流 • 当液体或气体下方局部受热时，受热的液体或气体会因体积 膨胀、密度减小而上升，而旁边温度较低、密度较大的液体 或气体流过来填补，使液体或气体产生循环流动 • 通过流动将热从一处传递到另一处 • 自燃对流比较缓慢 海陆风的形成 • 海风 o 白天，太阳照射下，陆地的温度比海水的温度高（海水比热比较大），近地 的空气因受热上升，海面上温度较低的空气就会移进来填补位置 • 陆风 o 夜晚，陆地的温度比海水温度下降得快，海水的温度比陆面温度高，海面上 的空气受热上升，陆地上温度较低空气移进来填补位置 地壳板块运动的动力 • 全球由六块板块组成 • 板块漂浮在地幔的软流层上，地幔的软流层 因温度、密度的差异发生对流，使地壳相互 不断发生碰撞和张裂，引起地壳板块的运动 辐射 • 热由物体沿着直线向外射出的方式 • 温度较高的物体直接把能量传送给温度较低的物体，不经过介质 • 生活常用辐射来加热和散热如烧烤食物、汽车发动机冷却散热器 • 黑色的物体对辐射的吸收能力比白色物体强 • 表面粗糙的物体比表面光滑的物体吸收辐射强 • 吸收辐射能力较强的物体，发射辐射的能力也比较强
辐射计 • 封闭的玻璃球壳有自由转动的竖直 90 度金属叶片 • 金属叶片两面顺侧涂有黑色白色 • 黑色页面吸收较多辐射，温度较高，周围空气温度也较高，空气分 子运动剧烈，向白色一面转动 • 辐射越强，叶片转动越快 保温瓶 • 中间双层玻璃抽成真空：避免对流 • 表面镀银或铝：阻碍瓶内向外界辐射 • 玻璃：避免传导 • 软木塞用软木或塑料做成， 热的不良导体，避免传导 太阳能热水器 • 利用太阳辐射将水加热装置 • 透明外管：太阳辐射穿透 • 内管壁黑色涂层：充分吸收太阳辐射 • 两管真空：阻碍热量通过传导和对流向外传递 • 内管吸收热量传递给管里的水，内管邻近受热的 水，体积膨胀、密度变小，沿着管向上流动，进入 保温储水桶 • 温度较低的水， 沿着背阳面进入管中，不断循环
第七章 能量的转化与守恒 机械能转化为热能 • 功是能量转化的量度 • 外界对物体做多少功，就应多少机械能转化为热能 • 例子： o 钻木取火 o 砂轮磨刀具，会擦出耀眼火花 o 太空站进入地球大气层会与空气摩擦而燃烧 热能转化为机械能 • 物体对外做多少功，就有多少的热能转化为机械能 • 对物体做功，物体热能增加，是机械能转化为热能 • 物体对外做功，热能减少，是热能转化为机械能 电能转化为热能 • 电流通过导体发热的过程是电能转化为热能的过程 • 电动机工作时， 电能大部份转化为机械能，小部分转化为热能 • 电热相关的因素： o 电流的大小 o 电阻的大小 o 通电的时间 o 电流越大、电阻越大、通电的时间越长、产生的电热越多 能量的守恒 • 能量既不会消灭，也不会创生 • 能量会在不同物体之间互相转移 • 一种形式转化为另一种形式或转移到另一个物体 • 转化或转移的过程，能量总是保持不变
永动机 • 法国人亨内考(Villard de Honnecourt 1225-1250) 设计了一个 “魔轮” • 在轮子的边缘上等距安装了 12 根活动短杆，杆端分别固定了 一个重球 • 无论轮子转到什么位置，处于轴右边的各重球比左边重球离 轴心远 • 所以轮子会永不停息地旋转，知道轮轴磨坏 • 结果：魔轮只是摆了几下，就停了下来 • 证明能量在转化过程中，总是守恒的 抽水蓄能电站 • 将电低谷时多余的电储存起来，共用点高峰时使用 • 有抽水和发电两用机组 o 在电低谷时，两用机组作抽水机用，利用电网中多余的电能，将下水库的水 抽到上水库 o 将多余的电能转化为水的机械能存在上库中 o 在电高峰时，上库放水，将库中的水机械能转化为电能
第八章 食物与营养 摄食的目的 • 提供能量 • 进行新陈代谢，供生长、生殖或修补受损的组织 • 维持体温、健康 • 神经反射 • 血液循环 • 呼吸和其他生理活动 食物中的营养成分 • 种类：糖类/碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物盐、维生素及水 • 水和无机盐属于无机物 • 糖类、脂肪、蛋白质、维生素属于有机物 化学方法检测 • 双缩脲试剂(Biuret reagent)：检测蛋白质 • 斐林试剂(Fehling solution)：检测还原糖（葡萄糖、果糖） • 碘液(Iodine solution)：检测淀粉 • 苏丹 III 染液(Sudan III solution)：检测脂肪 • 吲哚酚试剂(DCPIP)：检测维生素 C (1)葡萄糖的检查 葡萄糖液+蓝色本氏液(Benedict’s solution) 隔水加热 绿色→黄色→橙红色 (沉淀) (2)淀粉的检查 淀粉液+黄褐色碘液(Iodine) →深蓝色 (3) 蛋白质的检查 蛋白液+无色米朗试剂(Millon’s reagent) →白色沉淀 隔水加热 砖红色沉淀 (4) 脂肪的检查 (i) 脂肪沾在过滤纸 烘干 有油迹残留 (ii) 脂肪物质+苏丹 III (Sudan III) → 红色
(5) 维生素 C 的检查 柠檬汁+蓝色二氯酚靛酚液(DCPIP) →无色，因维生素 C 还原 DCPIP 糖类 • 维持生命活动能量的主要来源 • 人体内物质运输所能量的 70%来自糖类 • 植物中的糖类：淀粉和纤维素 • 植物细胞中最重要的多糖是糖原（Glycogen） • 还原糖是具有还原性的糖类如葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖 • 非还原糖不具有还原性如蔗糖、淀粉、纤维素 食物和能量 • 糖类、脂肪和蛋白质能提供能量 • 通过氧化作用释放能量 • 体内氧化过程很缓慢和负责 • 通过化学作用燃烧成为热能 • 1 克糖类无论在体外完全燃烧还是体内氧化，都释放出 16.8kJ 的热量，同等质量的 蛋白质与糖释放的热量相同，脂肪的热量较高得多 人类需要的能量 • 儿童和少年成长迅速，需要更多能量 • 成年人所需能量与日常活动激烈程度有关 • 人在书写时每千克体重每小时大概消耗 1.68kJ • 打乒乓球时，每千克体重每小时消耗约 18.40kJ 营养素作用 • 提供能量 • 提供生长发育和修复损坏组织 • 糖类 o 组成：碳、氢、氧 o 分为单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖 o 双糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖 o 多糖：淀粉、肝糖、纤维素 o 功能：提供能量，每克产生 16 千焦耳（kJ）能量 o 例子：蔬（纤维素）果（葡萄糖、果糖）、米、马铃薯（淀粉） • 蛋白质
o 组成：碳、氢、氧、氮、硫、磷 o 功能：产生新物质，供生长及修补受损的组织，每克产生 17kJ 能量 o 例子：蛋、豆类、鱼 • 脂肪 o 组成：碳、氢、氧 o 功能：提供能量，每克产生 38kJ 能量 o 例子：蛋黄、肥肉、花生油 • 矿物盐 o 功能：维持身体健康、正常的生理活动 矿物盐 功能 缺乏症 铁 制造血红素 贫血 钙、镁、磷 骨骼及牙齿的发育 骨骼和牙齿（发育不全） 佝偻病 钠、钾 细胞、体液及神经等组织 的必须物质 虚弱、抽筋 碘 甲状腺素的正常分泌 甲状腺肿大，儿童智力低 锌 味蕾功能，食欲 食欲减弱 • 维生素 o 功能：调节及维持生理机能 o 分为 脂溶性维生素：维生素 A、D、E、K o 水溶性维生素：维生素 B、C 维生素 缺乏症 A 夜盲症、干眼症 B B1 脚气病 B2 眼疾、口角痛 B7 癞皮病 C 坏血病、伤口愈合慢，易感冒 D 佝偻症 E 不孕症 K 血液凝结慢
水分 功能： (i)组成原生质的基本物质 (ii)运输养分 (iii)运输/排除废物 (iv)调节体温 (v)作为主要溶剂 纤维素 • 不能被人体消化吸收 • 功能 o 刺激消化腺分泌消化液 o 促进肠胃蠕动 o 利于排便 o 降低大肠癌病发率 o 减少肠道吸收脂肪 o 预防心血管疾病 纤维素的发现 • 脚气病: 易发生肢体运动个反射功能的障碍，走路时腿部动作与绵羊走路相似 • 观察长期使用清白米有关，改食糙米后，脚气病就消失 营养失衡 • 能量过高导致肥胖症 • 肉类或高脂肪食物过多，高纤维食物过少 • 摄取的能量超过机体消耗的能力，累积脂肪储存在皮下脂肪、内脏周围和人的腹部 • 肥胖症风险：胆结石、高胆固醇、忧郁症、不育症、胃食管反流病、心脏病、睡眠 呼吸停止、糖尿病、高血压 • 摄食不足，有机物消耗过多或体内营养素消耗发生障碍，造成营养缺乏 • 分为 3 种类型 o 能量供应不足，体重明显减低、皮下脂肪较少（消瘦型） o 蛋白质供应不足：全身或局部水肿称浮肿型 o 介于两者之间称消瘦-浮肿型
体重计算法 • 男性：（身高数值-80） cmx 70% =标准体重 • 女性：（身高数值-70）cmx60% =标准体重 • 标准体重正负 10%为正常 • 标准体重正负 10%-20%为过重或过轻 • 标准体重正负 20%以上属于肥胖或体重不足 均衡膳食 • 均衡膳食：指每日适量摄取各种食物，以供身体足够能量及健康生长 • 蔬果等纤维性食物使消化道蠕动，避免便秘 • 食物金字塔：反映了各类食物在膳食中的地位与应占的比例 • 正确的选择食物，保持身体健康，减少患慢性病的风险 饮食习惯 • 营养不良或营养过多都属于营养失调 • 主要原因是不良的饮食习惯和不合理的饮食 • 例如：不吃早餐会导致精神不振、容易引发胃炎、胆结石等疾病 • 早餐需要吃的较丰富，午餐较饱，晚餐需要吃的清淡，少量 食品安全问题 • 由细菌或其毒素污染引起食品腐败变质 • 农药、有毒化学药品和激素等污染 • 新型食品中的安全问题 o 提高安全意识，增强辨别能力 o 注意出厂日期，保质期 o 观察食品颜色 o 不食用含有毒成分食物 o 避免盲目使用强化食品
第九章 人体消化系统的结构 消化和吸收 • 水、无机盐和维生素可以直接被吸收 • 淀粉、蛋白质、脂肪必须经过消化才能被吸收 消化系统 • 由消化道和消化腺组成 • 消化道 o 由口腔、食道、胃、小肠、大肠、直肠至肛门 • 消化腺： o 3 对唾液腺（舌下腺、下颔腺及腮腺） o 胃壁的胃腺 o 肝脏（最大的消化腺） o 胰脏 o 小肠壁的小肠腺 物理性消化： 消化道 • 消化道管壁的肌肉收缩，使消化道局部蠕 动，使食物在消化道向下移，协助食物形 成食团 • 消化器官相接处有括约肌，收缩防止食物 倒流或外溢 • 将食物磨碎、搅拌、充分和消化液混合， 向肛门方向推动 化学性消化：消化酶 • 分泌各种消化液,经导管注入消化道，加速 消化作用 • 消化液中含有消化酶，将食物中的淀粉、 蛋白质和脂肪分解
口腔 • 内有牙齿和舌，牙齿咀嚼及磨碎食物 • 舌头搅拌以混合食物及唾液 • 唾液腺分泌含淀粉酶的唾液 • 淀粉 淀粉酶 麦芽糖 食道 • 食道管壁的肌肉收缩，使食物降至胃 胃 • 胃腺位于胃壁上，分泌含盐酸、凝乳酶及胃蛋白酶的胃液 o 乳蛋白 凝乳酶 凝固乳蛋白 o 蛋白质 胃蛋白酶 肽 • 胃酸的功能： o 提供酸性的介质给酶 o 中和硷性的唾液 o 防止食物腐烂 o 杀菌 • 食糜：胃壁的收缩磨碎食物并与胃 液混合，最后消化成粥状。 • 暂时贮存食物（4-5 小时）和初步 消化蛋白质功能 • 胃囊能容纳 1-2L 的食物 • 胃壁由平滑肌组成，收缩时引起胃 蠕动，帮助研磨和搅拌 • 皱襞含有胃腺，分泌胃液 肝脏、胆囊、胰脏 • 肝脏是人体最大的消化腺 • 肝脏分泌胆汁、经导管流入小肠或胆囊，乳化脂肪 • 胆囊贮存胆汁、胆汁经导管流入小肠 • 胰腺分泌含酶的胰液，经导管流入小肠，帮助食物消化 o 麦芽糖+水 麦芽糖酶 葡萄糖 o 蛋白质 蛋白酶 氨基酸 o 蔗糖+水 蔗糖酶 葡萄糖+果糖 o 脂肪 脂肪酶 脂肪酸+甘油
小肠 • 5-6m 长，由十二指肠、空肠至回肠 • 小肠壁由平滑肌组成，帮助蠕动 • 消化食物和吸收营养 • 小肠腺分泌小肠液随肠壁运动消化食物 十二指肠 • 约有 12 个手指长度（25cm) • 上部接胃，下面接空肠 • 有胆总管和胰管开口，肝脏分泌胆汁和胰液通过这 开口进入十二指肠 营养的吸收 • 食物中的水、无机盐、维生素经过消化后形成小分子营养物质如葡萄糖、氨基酸、 甘油、脂肪酸等，通过消化道上皮组织进入血液和淋巴的过程 • 皱襞上有许多绒毛状突起，称小肠绒毛，以使小肠表面积增大 • 小肠绒毛内有很多毛细血管和毛细淋巴管，管壁都很薄，由单层上皮细胞构成 • 使营养物质容易被吸收而进入血液和淋巴 • 大部份的甘油、脂肪酸被毛细淋巴管吸收 • 其他营养物质被毛细血管直接吸收入血液 大肠、肛门 • 未消化的食物渣在大肠内形成粪便 • 粪便由肛门排出体外 牙齿和摄食 • 口腔里有牙齿、舌、唾液 • 唾液腺有导管，分泌唾液通过导管流入口腔 • 一生有两组牙齿：乳牙（20 颗）和恒压（32 颗），有些 人会长智齿 • 牙齿有不同形态和功能 o 门齿：切断食物 o 犬齿：撕裂食物 o 前臼齿：协助犬齿撕裂食物，协助臼齿捣碎食物 o 臼齿：磨碎食物
杂食动物 • 门齿：凿子形，用以切割 • 犬齿：尖锐，撕裂食物 • 前臼齿：有二齿突，磨碎食物 • 臼齿：三至四齿突，磨碎食物 肉食动物 • 门齿：细小，用以切割或整理体毛 • 犬齿：长且锋锐，抓紧及咬杀猎物 • 前臼齿、臼齿：其中一对前臼齿与臼齿形成成对的裂 肉齿，压碎骨头及割切鲜肉成碎片 草食动物 • 上门齿退化成硬垫以切割草类 • 犬齿退化 • 门齿与前臼齿之间形成大空间称齿虚位 以容纳草类 • 牙冠表面成脊状，磨烂草类 牙齿的结构 • 牙本质：内部有腔隙，内含牙髓 • 牙髓:含微血管和神经组织 • 牙釉质：人体内最坚硬的结构，顺坏的牙釉质，不能再生 • 牙疾：龋(qu)齿\蛀牙
龋齿 • 口腔内的细胞分解糖类产生酸液，慢慢腐蚀牙齿牙釉质，形成龋洞 • 早晚刷牙、饭后漱口 • 牙膏呈弱碱，中和酸液 消化酶 • 由活细胞产生的，是一种蛋白质，具有催化能力 • 酶催化作用：将复杂的大分子物质分解为简单的小分子物质 • 高效性：使细胞内各种反应迅速进行，保证生命活动正常 • 专一性：一种酶只能催化一种或某一类化学反应 • 有一定的条件如适宜的温度，pH 值 • 如唾液淀粉酶在 pH6.6-7.1 中活性最强，胃蛋白酶在 pH0.9-1.5 活性最强 各种酶的作用 • 淀粉最终分解为葡萄糖 • 蛋白质分解为氨基酸 • 脂肪分解为甘油和脂肪酸
阑(lan)尾\盲肠 • 蚯蚓状的盲管 • 食物残渣或场内寄生虫落入会引起阑尾炎 大肠 • 食物残渣、水、无机盐借助小肠蠕动推入大肠 • 大肠没有消化功能 • 吸收食物残渣部分的水，形成粪便 • 粪便通过大肠末端的肛门排出（排遗） 便秘 • 粪便在大肠内存留时间过长，干硬不易排出 • 排便次数减少、粪便量减少、粪便干燥、排便费力 • 原因：饮水不足、肠道益生菌不足、膳食中缺乏纤 维、久坐不动、排便习惯不佳、过度劳累、精神紧张 • 方法：参加体育运动、多吃蔬菜水果、多喝水、定时 排便习惯
第十章 物质的运输和排泄 血液和血型 • 成人的血液总量约体重 7-8% • 血浆：是血液中的液体部分，含许多化合物的水溶液 • 血清：是不含纤维蛋白原的血浆 • 将 10ml 新鲜血液盛入少量抗凝剂（柠檬酸钠）防止凝 固，一段时间后，试管会分成上下两层 • 上层：透明、淡黄色液体、碱性称血浆(55%) o 主要功能：运载血细胞、运输营养物质、代谢产物 等 o 90%水 o 蛋白质（如纤维蛋白原） o 无机盐（如钾、钠、钙） o 食物养分（如葡萄糖、维生素） o 排泄废物（如二氧化碳、尿素） o 酶、激素 • 下层是呈暗红色的血细胞（45%) o 红血球 o 白血球 o 血小板 红血球 • 双凹圆盘状，含易与氧结合的血红素，呈红色 • 由骨髓制造，初期有细胞核，成熟后消失并进入血管 • 细胞内有红色含铁蛋白质，使血液呈红色 • 寿命约 120 天，衰老或死亡后运入脾脏或肝脏 • 血红蛋白在氧浓度高地方容易和氧结合，在氧浓度低的地方容易和氧分离 • 缺乏血红蛋白或红细胞数量少会出现贫血症状
白血球 • 有细胞核，无色 • 吞噬细菌，有体内第一道防线之称 • 细菌入侵时，由微血管管壁进入组 织与细菌作战，将其吞噬或消灭 • 生病时，数目增多，寿命约 4 天 血小板 • 无细胞核，无色 • 由骨髓内未成熟的巨核血球细胞破碎而成 • 在伤口部位聚集成团，促进止血和加速血液 凝固 • 凝固血液，寿命约 4 天 血液的功能 • 运输氧气 • 运输养料 • 运输废物 • 调节体温 • 运输激素 • 抵抗病菌的感染 • 凝结血液 二氧化碳在血液中运输 • 溶解在血浆中，占 8% • 以碳酸氢盐（碳酸氢钠 NaHCO3）存在血浆 中，占 78% • 二氧化碳与红蛋白结合，占 14% 红血球 白血球 血小板 细胞核 无 有 无 大小 中 大 小 功能 含血红素， 可运输氧气 • 从微血管穿出， 吞噬细菌 • 制造抗体 凝固血液
疾病 贫血 白血病（血癌） 血友病 血液凝结 • 皮下血管割伤，受损组织或血小板释放凝血酶刺激纤维蛋白产生，此丝状纤维与血 球细胞形成血块称血栓堵住裂口而止血 • 凝血过程：血小板→纤维蛋白原→纤维蛋白+血球→血栓 • 血友病：缺乏某种凝血因子的遗传疾病，患者可能割伤流血不止而有生命危险 人的血量 • 必须保持稳定，保证生理活动正常 • 失血若不超过血液总量的 10%，约 400 ml,血浆和血细胞可以在短时间内恢复正 常，对身体没有太大影响 • 失血若超过血液总量 30%，约 1200ml 以上，会严重影响生命活动，危机生命，必 须输血补充 血型与输血 • 输血时，若血型不适合会使患者的红血球产生凝集作用 • 抗原：是红血球表面的特殊蛋白质；而血浆或血清中含有抗体 • 抗原与抗体共同反应，使血球溶解，患者死亡 • 1901 年，兰特斯泰纳把血型分为 A、B、AB 及 O • 红血球表面有抗原叫凝集原 A 或凝集原 B；血清中含有抗体称凝集素 a 或凝集素 b • 相对应的凝集原及凝集素，如 A 及 a 不能同时存在，故自身血液不会凝结 • 施血者与受血者的血型表：（+为有凝集作用，-为没有凝集作用） • 全适受血者：AB 型者可接受任何血型的血液，因其血清不含任何抗体 • 全适施血者：O 型血可施与任何人，因其不含任何抗原
血管 • 分布在全身各处，血液运输的通道 • 动脉 o 把血液输送到全身各器官的血管 o 管壁一般较厚，弹性大，管内血流速度快 o 颈部的动脉搏动，腕部的动脉搏动 • 静脉 o 把血液从全身各器官送回心脏的血管 o 一般较薄，弹性小，官腔大，血流的速度慢，含有半月形的静脉瓣以防止血 液倒流 o “青筋”就是静脉 • 毛细血管、微血管 o 连接在动脉和静脉之间 o 数量多，分布广，管壁极薄，由单层细胞组成，只允许红细胞排成单行通 过，血流速度慢，是血液和组织细胞之间进行物质交换的场所 动脉 静脉 微血管 管壁厚，富弹性纤维 携带血液离开心脏 管腔内无瓣膜 血压高 管壁薄，弹性纤维较少 携带血液流向心脏 管腔内有瓣膜，以防止血液 倒流 血压低 将养料扩散到组织或组织内 的废物扩散入管腔 管腔内无瓣膜，小动脉与小 静脉，呈网状 血压介于动脉压与静脉压之 间
血液系统 • 心脏：推动血液流行的原动力 • 血管：血液流行的途径 • 血液：运输物质的主要媒介 • 浊血=缺氧血 • 鲜血=有氧血 心脏 • 心脏，是人和脊椎动物器官之一，是循环系统中的动力 • 人的心脏如本人的拳头，外形像桃子 • 由心肌构成，不停地收缩和舒张，它就像个水泵，推动血液进入血管，这些血管如 果从头连起来，可以达到 60000 英里这么长 • 心脏内有四个腔和四个心瓣，它通过两种途径获得血液——肺部的带氧血液，身体 上的不带氧血液，然后将这些血液输送到不同的部位。无氧的血液会被输送到肺 部，重新置换，然后再输送到身体各部，用于细胞和组织的营养供给 心脏外形 • 外由两层围心膜保护 • 围心膜间有围心液：减少心跳时的摩擦 • 外部有冠状动脉围绕：提供养分及氧给心脏泵血 • 冠状静脉：运回代谢废物 • 冠状动脉阻塞，使心脏缺养分及氧而衰竭死亡 内部构造 • 4 个心腔：左、右心房（耳）及左、右心室 • 心室间隔隔开心室成左右两半 • 心房与心室间有瓣膜分隔 • 肺动脉：将浊血带离右心室至肺； • 主动脉：将有氧血自左心室带到全身： • 肺静脉：将肺部的有氧血流回左心房； • 上、下腔静脉：将全身缺氧血流回右心房 • 心脏有孔：心室间隔愈合不全或瓣膜关闭不紧 o 血液流动的途径：上、下腔静脉→右心房→三尖瓣→右心室→半月瓣→肺动 脉→气体交换→肺静脉→左心房→二尖瓣→左心室→半月瓣→主动脉→全身 （除了肺）→心脏
血液循环 • 由血液、血管和心脏组成 • 心脏的跳动促使血液在心脏和血管的管道中沿着固定方向循环流动 • 哺乳动物的血液循环为双循环 o 肺循环 o 体循环 肺循环 • 缺氧血自右心室开始，经肺动脉至肺进行气体交 换（放出 CO2，吸收 O2），充氧血经肺静脉返回 左心房 • 缺氧血→右心室→肺动脉→气体交换→充氧血→ 肺静脉→左心房 • 暗红的缺氧血学经过肺循环后变成了鲜红的充氧 血
体循环 • 左心室把充氧血经主动脉泵至全身（上下 肢、头颈部及内脏器官，除了肺），全身的 缺氧血经上下腔静脉返回右心房 • 充氧血→左心室→主动脉→器官→上、下 腔静脉 →缺氧血→右心房 • 在体循环中，把运来的氧气和养料提供给 细胞，同时把细胞产生的二氧化碳废物运 走 • 从左心室射出的鲜红色充氧血，经过体循 环，变成暗红色的缺氧血 心率 • 心脏每分钟跳动的次数 • 成年人安静时的心率约每分钟 75 次 脉搏 • 动脉受到的压力 • 心脏跳动时对血液产生的压力，使血液沿动脉向前推 血压 • 血液在血管内向前流动时对血管壁产生的压强 • 心脏收缩时，动脉血压达到最高的值是收缩压（正常范围 90-140mmHg) • 心脏舒张时，动脉血压下降到最低的值是舒张压(正常范围 60-90mmHg)
淋巴循环 • 是血液循环的辅助部分 • 包括淋巴、淋巴管、淋巴器官 • 淋巴液是在淋巴管中流动的液体，又称淋巴 o 无色透明的液体，含有淋巴细胞 o 无色，与血浆成分类似，但蛋白质含量较血浆 少 淋巴管道 • 毛细淋巴管事淋巴管的始段，分布在全身各处 • 运送淋巴的管道，最小的淋巴管末端为封闭的盲管 • 汇集至最粗的淋巴管后，连接上腔静脉，将淋巴注入 血液循环中 最小的淋巴管末端为封闭的盲管
淋巴器官 • 包括淋巴结、扁桃体、脾和胸腺 • 淋巴结 o 为膨大的淋巴管 o 主要位于颈部、腋窝及鼠蹊部，其中胸腺最大 o 可过滤淋巴液，其中含有许多淋巴球（一种白血球）吞噬病原体或制造抗 体，以进行免疫功能 o 当病菌侵入人体发生感染，淋巴结会肿痛 淋巴器官 扁桃体 • 位于消化道和呼吸道的交会处，具有淋巴结 • 有抗细菌、抗病毒的防御动能 淋巴器官 脾 • 位于腹腔左上方 • 是体内的最大淋巴器官 • 帮助破坏衰老红细胞 胸腺 • 位于胸骨后面 • 分泌胸腺激素，促使淋巴细胞发育成熟 淋巴系统功能 • 把多余的液体则会渗入微淋巴管 • 保护作用：淋巴系统内的细胞能吞噬病菌或产生抗体消灭病菌 • 运输作用：小肠绒毛内的毛细淋巴管吸收脂肪酸及甘油后，运入血液带至全身 人体的排泄 • 排泄作用：身体通过血液将新陈代谢产生的废物输送至排泄器官并排出体外的过程 • 人体生命活动的代谢物包括二氧化碳、尿素、无机盐、多余的水分 • 人体通过泌尿系统、肺和皮肤进行排泄
泌尿系统 • 形成尿液和排出尿液 • 肾脏 o 形成尿液的器官 o 棕红色，蚕豆状，于腹腔背方，背柱两侧 o 背大动脉的分支肾动脉供应养分，浊血由肾静脉运回下腔静脉 肾脏内部 • 肾皮质（外层色深呈红褐色） o 含有由肾动脉分支的微血管聚集而成的肾小球（红色小球） • 肾髓质 o 由肾小管组成 o 内面呈锥状叫肾锥体 o 肾锥体聚集于肾盂（漏斗状），尿液由肾盂流入输尿管 尿液的形成 • 肾小球过滤流经肾脏的血液 • 过滤液中的有用物质如葡萄糖、氨基酸及水分被重吸收，废物如尿素、尿酸及多余 的水分及矿物盐形成尿液 • 尿液经输尿管流入膀胱暂时储存。一定容量时，膀胱壁肌肉（平滑肌）收缩，尿液 经尿道排出体外 • 尿液：95%水分，约 2% 尿素，少许尿酸及矿物盐
其他肾器官 器官 功能 肾脏 过滤血液中的尿素，多余的水分及矿物盐等形成尿液 输尿管 输送尿液至膀胱 膀胱 贮存尿液 尿道 排出尿液 排尿途径 蛋白质分解成氨基酸，经氧化变成氨，肝脏处理后形成尿素，经过肾脏将 尿液排出体外 肾脏的机能 • 形成尿液及排除血液中的废物 • 渗透调节作用(水与盐分) o 肾脏作为渗透调节器，保持体内水与盐分的平衡 o 体内水分大增时，如喝多水、组织呼吸旺盛或天气冷流汗少，肾小管减少对 水分的重吸收，于是尿量多且稀 o 体内水分不足时，如少喝水、组织呼吸减弱或天气热流汗多，肾小管增加对 水分的重吸收，于是尿量少且浓 o 若一个人不能将血液中的尿素和代谢物排出，人体会中毒 人工肾（洗肾机） • 人肾脏的功能受损，血液中代谢产生的废物和过多的水分不能排出，使人体生命受 到严重的危害． • 人工肾是把人体的血液从动脉引出，和透析液在透析器内借半透膜接触和浓度梯度 进行物质交换，使血液中的代谢废物和过多的电解质向透析液移动，透析液中的营 养物质向血液中移动，然后将透析过的血液再通过静脉流回血管
• 通过人工肾，达到了排出代谢废物的目的 • 透析相当于人体内生理活动中的肾小球的滤过作用，图中的半透膜（透析膜）相当 于肾小球． 皮肤和汗液 • 汗液是皮肤排出的代谢废物 • 排汗作用：代谢废物经微血管渗入汗腺，经汗管 由汗孔排出皮表 • 汗液：含溶于水的钠盐、少许尿素及尿酸 • 也帮助散热和保持体温 呼吸系统 • 排除水分与二氧化碳 • 由表面布满微血管的肺泡组成，两者仅隔二层细胞 • 气体以扩散方式交换
第一章 物种的多样性 生物的分类与物种的命名 • 古希腊学者亚里士多德是最早对生物进行系统分类的人 • 他把生物分成动物和植物，和把动物区分为卵生和胎生两类 • 提出二叉式分类法： 根据一个或几个特征将有关生物类群一分为二的方法 比较和分类 • 对于形态的观察，求同比较、求异比较和同异共用比较法 • 根据一个或两个特征为标准 • 例如： o 求同比较：脊椎和无脊椎动物 o 求异比较：羽毛、前翼区分鸟类和其他无脊椎动物 o 同异比较： 鸵鸟、猫头鹰、鹦鹉等分类 生物的学名 • 欧洲工业革命后，科学工作者交往日益频繁，常出现同物异名的问题 o 例如：玉米在不同地方有不同名称（中国-玉蜀黍; 其他地区-苞米、包 谷、棒子等） o 例如：天堂鸟是一种花又是一种鸟 • 为了避免混乱和便于交流，学名将生物制定同一名称 o 例如：大红花“Hibiscus rosa-sinesis” o 例如：人 “ Homo sapiens.L” 林奈和双名法 • 提出动植物命名的双名发 • 科学界将生物分类为界 kingdom、门 phylum、纲 class、目 order、科 family、 属 genus、种 species 7 个等级 • 例如 “ Homo sapiens. L” o Homo 是属名 o Sapiens 种名 o L 是林奈的缩写 二叉式分类检索表 • 分类检索表是以区分生物为目的 • 根据某一对或几对相对性状的区别，把动植物分成相对应的两个分支 • 再根据另一对或几对相对形状，把上面的每个分支再分成相对应的两个分支
二叉式分类检索表 • 通过观察，对其形态、生理和分布区特征进行比较分析 • 对相对性状作为区分标准，先后分为主次，以文字描述之前用数字编排 • 最后检索出某一等级的具体名称，描述与名称之间需用 “ ……” 连接 例: 建构一简单二叉式检索表以确认以下的生物类别: 1a 细胞有细胞壁…………………………………… 2 1b 细胞没有细胞壁…………………………………3 2a 有维管组织 ……………………………………… Fern (蕨) 2b 没有维管组织…………………………………… Algae (藻) 3a 单细胞生物…………………………………………Amoeba (变形虫) 3b 多细胞生物…………………………………………Fish (鱼) 二叉式检索 • 优点：简便有效 • 缺点：形成分类没有考虑生物之间的血缘关系 生物的分类系统 • 二界系统（动植物） 的缺点 o 有些动物不太活动,如：海绵、珊瑚 o 有些植物善于游泳,如：衣藻、盐藻 o 细菌、真菌不能进行光合作用 • 达尔文把生物的形态结构和生物间的亲缘关系，结合起来作为分类标准 • 海克尔提出三界系统，把单细胞生物和某些多细胞动植物归入一个原生生物 界，但是也解决不了真菌和细菌分类的问题