《生命科学导论》(重庆工商大学)大纲

全校性通识课《生命科学导论》（通识学院，兰花湖校区）教学复习大纲重庆工商大学环境与生物工程学院李鑫张渝文编第一讲生命系统与生命科学一、为什么要学习生命科学知识？1、21世纪将面临的许多世界性的难题人口膨胀、粮食紧张、环境污染、能源紧缺、遗传疾病2、生命科学是21世纪自然科学的带头学科当前自然科学的带头学科开始从物理科学向生命科学转移（1）分子生物学的发展是生物科学发展史上的一个重要的里程碑（2）DNA重组技术（3）原生质体融合技术（4）人类基因组计划3、生命科学充满未解之谜“猛犸之谜”“恐龙灭绝之谜”龟鳖家族的长寿之谜4、生命科学与人类社会的发展息息相关（1）农业方面（2）医药卫生方面（3）轻工业、食品工业、酶工程（4）其他方面二、生命的起源和定义1、生命的定义：生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式，是一种过程，是一种现象。生命的物质基础是蛋白质和核酸。生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统。生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊存在形式。2、生命的起源：（1）宗教认为上帝创造了生命（2）古代人认为生命是自然发生的（3）达尔文的探索:达尔文用自然选择学说解释生物进化有以下5要点:a遗传b变异c繁殖过剩d生存斗争e适者生存（4） 奥巴林的生命起源假说（5） 米勒的实验——生命起源于无机物3、生命的本质特征化学成分的同一性:生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素等多种有机分子以及C、H、O、N、P、S等无机元素组成。严整有序的结构|生命的基本单位是细胞整个生物界是一个多层次的有序结构：细胞〜组织〜器官〜系统〜个体f种群f群落f生态系统新陈代谢生物体不断地吸收外界的物质，在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢最终产物而被排出体外。合成作用(anabolism)从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。分解作用(catabolism)分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。(4)应激性和运动生物接受外界刺激后会发生反应，生物的运动受神经系统的控制。(5)内稳态生物体在没有强烈的外界因素的影响下，有某些机制使其内环境能保持动态稳定性。(6)生长发育生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，其中遗传因素起决定性作用，而外界环境也有很大影响。(7)繁殖与遗传生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。(8)适应适应是生物界普遍存在的现象适应的含义：生物的结构功与功能相适应生物的结构和功能与环境相适应。三、生物学发展阶段：＞生物学经历了三个发展阶段：描述生物学阶段(19世纪中叶以前)＞实验生物学阶段(19世纪中到20世纪中)＞创造生物学阶段(20世纪中叶以后)第二讲生命的物质基础第一章生物体的元素组成原子总共有100多种，大约30种元素参与生物体的组成常量元素：是指一些在生物体中含量较高的元素，至少占体重的万分之一以上。如：碳氢、氧、氮，磷、硫、钠、钾、镁、钙、氯等；微量元素：是指一些在生物体中含量甚底的元素，一般在百万分之一级。如：铁、氟、锌、硅、硒、锰、碘、钡、锶等等。第二章人体必需的微量元素微量元素的营养学研究困难大得多微量元素在营养学上是必不可少的第三章生命的物质基础一、 遗传信息的存储和传递者——核酸1、核酸的化学结构：碱基+戊糖=核苷+磷酸=核苷酸——聚合=核酸5种碱基：嘌呤类两种：腺嘌呤A和鸟嘌呤G嘧啶类三种：尿嘧啶U、胞嘧啶C和胸腺嘧啶T2种戊糖：核糖、脱氧核糖2、 核酸的分类核酸分为：脱氧核糖核酸(DeoxyribonucleicacidDNA)DNA含G、A、C、T四种碱基和脱氧核糖核糖核酸(RbonucleicacidRNA) RNA含G、A、C、U四种碱基和核糖3、 DNA的结构DNA的碱基组成A+G=C+T、G=C、A=T同种生物的不同组织的碱基组成相同，不同生物的同种组织的碱基组成不同。年龄、营养、环境不影响碱基组成。DNA的一级结构DNA的二级结构(双螺旋)：一种十分稳固的结构DNA分子结构的某些特征4、 RNA的结构(1)单链局部碱基能配对形成双螺旋，不能配对的区域形成突起(环)核糖核酸(RNA)分为：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)二、遗传信息的表达者——蛋白质1、氨基酸氨基酸的通式：组成蛋白质的常见氨基酸有20种，通式如右图R不同，组成的氨基酸就不同（2）氨基酸的分类：20种氨基酸中有8种不能由人体合成，必须从外界摄取，称为必需氨基酸，8种必需氨基酸为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸2、蛋白质的结构（1）.一级结构：肽键，肽链，氨基酸排列顺序等（2） •二级结构：肽链的主链在空间的走向，a螺旋，0折叠和0转角（3）三级结构：亲水基位于球体表面，疏水基位于球体内部，球状蛋白溶于水（4） .四级结构：多亚基构成的寡聚蛋白结构，均一寡聚蛋白——由相同亚基构成；非均一寡聚蛋白——由不同亚基构成（5） 蛋白质的空间作用力：氢键、盐键（离子键）、疏水键、范德华力、二硫键和脂键三、生命过程的催化剂——酶1、 酶的概念：酶是生物活体细胞产生，以蛋白质为主要成分，具催化功能的一类生物催化剂。2、 酶的作用机制：（1）只催化热力学允许的反应（2）只加快反应速度，不改变反应平衡点（3）对正逆反应催化作用相同（4）降低反应活化能3、 酶的催化特点：（1）反应条件温和（2）高效（3）专一（4）多样（5）受多因素影响四、生命过程的碳源和能源——糖类1、单糖丙糖戊糖己糖2、寡糖（1）麦芽糖（maltose）：两分子葡萄糖由糖苷键连接，具还原性（2）蔗糖（sucrose）：由一分子葡萄糖和一分子果糖通过糖苷键连接而成，无还原性(3)乳糖(lactose)3、多糖(1)均一多糖：淀粉糖原纤维素(2)非均一多糖：透明质酸软骨素五、生命体的重要构件和储能物质——脂类一、1、脂肪(三酰甘油)(fat)：甘油和脂肪酸结合而成，室温下，液态的称为油，固态的称为脂2、 类脂(lipoid)：细胞膜的主要结构成分，有极性的头部和两条疏水的尾部磷脂糖脂固醇萜类六、维持生命的重要小分子物质——维生素1、维生素A(视黄醇)2、维生素D3、 维生素E4、 维生素K(血凝维生素)5、 维生素C(抗坏血酸)6、 维生素B七、 水：生命体的重要组成(生物体内所占比例最大的化学成分)八、 无机盐第三讲细胞一、 细胞的化学组分水:85%；无机盐:1.5%；蛋白质:10%脂质:2%糖类:0.4%DNA:0.4%RNA:0.7%1、原核细胞：支原体、细菌、蓝藻（1）遗传物质仅一个环状DNA（2）无核膜（3）无细胞器,无细胞骨架（4）以无丝分裂或出芽繁殖2、真核细胞：有三大结构体系（1）生物膜系统质膜、内膜系统（细胞器）（2）遗传信息表达系统染色质（体）、核糖体、mRNA、tRNA等等（3）细胞骨架系统胞质骨架、核骨架3、植物细胞特有的结构：（1）细胞壁（cellwall）（2）叶绿体（chloroplast）（3）大液泡（vacuole）（4）胞间连丝（plasmodesmata）4、真核细胞和原核细胞的区别原核细胞真核细胞细胞核有明显核区，无核膜、核仁有核膜，核仁细胞器无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行核糖体分布在细胞质中，沉降系数为70S分布在内质网膜上，沉降系数为80S二、细胞学说的主要内容和生物学意义主要内容（1）细胞是所有动、植物的基本结构单位。（2）每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间协同配合。（3）新细胞由老细胞繁殖产生。生物学意义细胞学说的提出先于进化论约20年，它与进化论一起，奠定了生物科学的基础。细胞学说使生命世界有机结构多样性的统一，从哲学推断走向自然科学论证。三、生物膜系统1、质膜：由磷脂双分子层和膜蛋白组成2、内质网：靠近细胞核外侧，由单层生物膜折叠而成（1）基本类型：糙面内质网和光面内质网（2）功能：蛋白质的合成、脂质的合成、蛋白质的修饰和新生多肽的折叠与组装（3）信号假说3、高尔基体：远离核的一组小囊和小泡，单层生物膜功能：蛋白质修饰与加工（糖基化等），蛋白质的分选、蛋白质和脂质的运输和蛋白质分泌等4、溶酶体：是胞质中一类包着多种水解酶的小泡，从高尔基体断裂而来。溶酶体的功能：消化细胞内吞的食物，为细胞提供营养清除衰老的细胞器防御功能乳腺和蝌蚪尾巴，靠溶酶体吞噬5、线粒体：由双层膜的内膜折叠而成（1）形态结构：有外膜、内膜、脊、基质和膜间隙等组成（2）主要功能：线粒体是细胞进行氧化呼吸，产生能量的地方，在线粒体中进行的代谢途径主要有氧化磷酸化参与脂肪酸代谢6、叶绿体（1）形态结构：由双层膜组成，包括：基粒、类囊体、内膜和外膜（2）功能：光合作用四、细胞核与染色体1、核被膜：•核外膜面向胞质，表面附有核糖体颗粒，与内质网相连•核内膜面向核质，表面无核糖体颗粒，有核纤层的结合位点•核孔复合体核膜上的选择性双向亲水通道2、染色质和染色体•染色质（chromatin）间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构•染色体（chromosome）细胞在分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构3、核糖体:核糖体是合成蛋白质的细胞器，主要成分一一蛋白质,RNA功能按照mRNA的指令合成多肽链五、细胞的增殖与分化细胞分化(celldifferentiation)：胚胎细胞分裂后的未定型细胞或简单可塑性细胞，在形态和化学组成上向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的过程。细胞分裂方式：1、 无丝分裂：原核生物以细菌为例，细胞分裂比较简单。细胞生长增大到一定程度，DNA复制，形成两个DNA分子，分别移到拉长了的细胞两端，中间形成新的细胞间隔，进而形成细胞壁，成为两个细胞。这个过程称为二分分裂。2、 有丝分裂:有丝分裂过程：分裂间期：细胞内进行着大量的生物合成。如DNA、蛋白质的合成期前期:染色质浓缩，折叠，包装，形成光镜下可见的染色体，每条染色体含两条染色单体。中期:核膜消失，染色体排列在赤道板上。后期:姐妹染色单体分开，被分别拉向细胞两侧。末期:重新形成核膜，染色体消失。细胞质分裂:胞质形成间隔，最终分开为两个细胞。3、 减数分裂:减数分裂发生在产生生殖细胞的过程中。生殖细胞包括卵细胞和精子细胞。它们的遗传物质总量仅为体细胞的一半，称为n细胞。减数分裂后，细胞中染色体数目减少一半。减数分裂可以分为两个阶段：第一次减数分裂：DNA复制一次，细胞分裂一次。第二次减数分裂：DNA不复制，细胞再分裂一次。总之，减数分裂就是DNA复制一次，细胞连续分裂两次，结果由一个2n细胞分出4个n细胞减数分裂丰富基因组合减数分裂的特点:一是子细胞染色体数减半;二是子细胞基因组合大为丰富。经由减数分裂产生的生殖细胞，其基因组合表现极大的丰富和多样化。结果是,有性生殖的后代具有更丰富的基因组合，具有更强的适应性和进化潜能。减数分裂的分期：第一次减数分裂：前期I、中期I、后期1(染色体减半)、末期I第二次减数分裂前期II、中期II、后期II、末期II高等生物形成体细胞时进行有丝分裂，形成生殖细胞时进行减数分裂第四讲遗传学•遗传：生物世代间的延续•变异：生物个体间的差异•遗传学：研究生物的遗传与变异的学科一、孟德尔学说的重要意义1、孟德尔第一次明确提出遗传因子的概念,并且提出了遗传因子控制遗传性状的若干规律：1）大多数生物体通常由一对遗传因子（后来称为两个等位基因）控制同一性状。这样的生物体称为2n个体。2）遗传因子可以区分为显性和隐性。3）控制不同性状的遗传因子是各自独立的。2、孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套科学有效的遗传研究方法，来研究遗传因子的规律。孟德尔创立的这套方法一直沿用到1950s,才被分子遗传学方法取代。二、 遗传的中心法则：遗传信息储存在DNA中，DNA通过转录生成mRNA，mRNA再通过翻译生成蛋白质,从而完成遗传信息的表达过程。三、 DNA的半保留复制DNA在自我复制的过程中，两条双链打开，以形成的两条单链为模板，各自合成一条与之互补的新链。新形成的两条双链DNA中各含有一条旧链和一条新链，所以称为半保留复制。四、性状是由基因与环境共同作用的结果显性基因 显性性状隐性基因 隐性性状致死基因 致死作用1、 常染色体上的显性基因遗传：人类耳垂人类多指软骨发育不全2、 常染色体上的隐性基因遗传：白化病先天性聋哑先天性高度近视3、 伴性遗传X连锁的显性遗传病一一抗维生素D性佝偻病X连锁的隐性遗传一色盲X连锁的隐性遗传——血友病Y连锁遗传（限雄遗传一人类的耳道长毛症4、 从性遗传:常染色体上的基因，表现受个体性别的影响.人类的秃顶：男性显性，女性隐性羊角：雄性显性，雌性隐性5、 性别决定・XY型 雄性有两个异型性染色体，人类，哺乳动物，果蝇等・ZW型 雌性有两个异型性染色体，鸟类，蝴蝶等・X0型 雄性只有X染色体，没有Y染色体。蝗虫：雄性是16+X,雌性是16+XX单倍体决定性别蜜蜂・雄性为单倍体（“），由未受精卵发育而来，无父亲・雌性为二倍体（2〃）,由受精卵发育而来环境决定珊瑚岛鱼：在30〜40条左右的群体中，只有一条为雄性，当雄性死后，由一条强壮的雌性转变为雄性.6、性别畸形：（1）Klinefetter综合症（先天性睾丸发育不全）外貌男性,睾丸萎缩,具有乳房,不育,低智商身高＞183cm占1/260;染色体组成: 47,XXY在男性不育中占1/100（2） Turner综合症（性腺发育不全）外貌女性，个矮（1・3m左右）第二性征发育不良，原发性闭经，肘外翻，盾状胸，35%有心血管病，智力低下或正常・染色体组成：45,X0（3）XYY或多个Y个体占男性的1/250〜1/500,个高（1.80m以上）,外貌男性，病症类似47,XYY,智力一般较低,性格粗暴,易冲动,生殖器官发育不良,多数不育,有人认为患者有反社会行为・（4）多X女性表现为女性,眼距宽,外生殖器及第二性征多正常,有的月经失调,类似21三体,智力发育迟缓.（5）男性阴阳人具有正常男性的染色体组成（46,XY）・外观多呈女性，不育病因：雄性激素受体基因突变（6）女性阴阳人第二性征多呈男性病因：基因突变导致雄性激素产生五、生物的变异染色体的畸变基因突变1、染色体的数量变异Down氏综合症（21三体）群体发病率1/650症状:眼裂小，舌常外伸并有舌裂，掌纹异常，生长迟缓，智力低下病因：47(2n+1),21号染色体多一条2、 染色体的结构变异人类的猫叫综合症：患儿发出咪咪声，耳位低下，智商仅20〜40・病因：第5号染色体缺失(短臂缺失)3、 基因突变基因的结构发生改变，编码氨基酸的DNA碱基发生变化，通常有碱基替换，移码突变等。三联体密码改变，编码的氨基酸、蛋白质的结构功能随之改变。诱发基因突变的因素又称诱变剂・常见的诱变剂有：(1)烷化剂：弓I起DNA中A和G，T和C碱基转换(2)碱基类似物：以假乱真，如：5-Bu，2氨基嘌呤(3)造成DNA增加或减少一、二个碱基：丫啶类染料，氮芥类衍生物等六、遗传与优生遗传病：是指遗传物质改变而导致的疾病遗传病诊断与治疗遗传病：人类中有约10%的人患有单基因遗传病，约20%的人患有多基因遗传病，还有染色体病等，粗略估计，约25%的生理缺陷、30%的儿童死亡和60%的成年人疾病都是由遗传疾病弓起的，约1/3的人受遗传病所累。由于表现程度不同，往往不大注意。我国每年出生的1500多万个婴儿中，3%(约36万)出生缺陷，其中80%是遗传因素造成的。智商(IQ)低于70者占总人口的2.2%,其中严重智力低下者约占0.2%(约200多万)。遗传病也是造成人类寿命缩短的主要因素・遗传病诊断：临床水平细胞水平染色体、细胞、组织检查分子水平一是检测基因产物-蛋白质、酶的量和活性。二是检测酶促反应底物或产物的变化.基因水平核酸分子杂交法、PCR法、限制性内切酶法、核酸测序法等.优生学预防性优生学(负优生学)：研究降低产生不利表现型的不利基因的途径。A、 开展婚前检查B、 禁止近亲结婚C、 提倡适龄生育:20岁以下年轻母亲所生子女中，先天畸形发生率比25〜34岁者要高50%，40岁以上母亲所生子女中，先天愚型的发病率要比25〜34岁者高10倍。D、 开展遗传咨询E、 开展产前诊断F、 妊娠早期避免接触致畸剂：如链霉素可致胎儿听神经受损，氯霉素可致灰色综合症，电离辐射可致胎儿生长缓慢演进性优生学(正优生学)：研究增加产生有利表现型的有利基因频率的方法第五讲神奇的微生物世界1・微生物的概念1.微生物的种类1.微生物的特点1.微生物的展望微生物的概念微牛物(Microorganism.microbe)：是指一大类形体微小、结构简单的低等生物的总称。三个要点：小：观察借助光镜；测量单位为微米或纳米；简：简单多细胞;单细胞;无细胞结构；低：进化程度低，为原始的生命形式。随着分子生物学和基因测序技术的发展，1978年 R.H.Whittaker和L.Margulis提出三原界：真核生物原界：原生生物、真菌、动物和植物；古细菌原界：产甲烷菌、极端嗜盐菌和嗜热嗜酸菌;真细菌原界：除古细菌外的其他原核微生物。三原界系统是1978年由R.H.Whittaker和L.Margulis提出的。所有生物存在一个共同祖先，由它分三条进化路线，就形成了三个原界：古细菌原界(Archaebacter)、真细菌原界、真核生物原界提出了内共生学说，主要是Margulis的贡献微生物小的直观感觉微生物的细胞类型真核细胞的主要特征:有核膜，核仁，染色体;有细胞器;核糖体为80S;原核细胞的主要特征:无核膜、核仁、染色体，仅有裸露的DNA链形成的核区域，称核质体;无细胞器；核糖体为70S；(3)微生物的种类原核生物：细菌、放线菌、衣原体支原体、立克次氏体、蓝细菌；真核生物：真菌(霉菌、酵母菌等)、原生动物、单细胞藻类；非细胞生物：病毒、类病毒、拟病毒、朊病毒等一•细菌(Bacterium)1、 形态：三态，球形、杆形、螺旋形2、 结构：基本结构:：细胞壁；细胞膜；细胞质；核质体特殊结构:：荚膜；芽孢；鞭毛。培养特征：固体培养基上:菌落(colony)：指微生物细胞在一定条件下，在固体培养基表面形成的肉眼可见的微生物群体。若来自一个细胞，则为纯培养或称克隆(clone)。菌苔(lawn)：大量细菌的菌落连成一片。液体培养基上均匀混浊；沉淀生长；表面生长。细菌的分类依据：以能量来源分，光能型：以光为能源；化能型：以物质氧化释放的能量为能源以可利用的营养物质分：自养型：以无机物为碳源；异养型：以有机物为碳源。细菌的四种营养类型能源碳源光能自养型光无机物光能异养型光有机物化能自养型物质氧化释放能量无机物化能异养型物质氧化释放能量有机物细菌的繁殖方式二分裂法繁殖(binaryfission)：细胞增大，DNA复制；横隔形成；细胞分成两个，DNA分别进入子细胞；细胞分离。细菌的传统分类革兰氏阳性菌：经有机溶剂脱色后，保持初染的紫色；革兰氏阴性菌：有机溶剂可脱去初染颜色。革兰氏染色法C.Gram丹麦医生步骤：1涂片固定；结晶紫初染lmin；碘液媒染lmin；95%乙醇脱色0.5min；番红复染1min。结果:阳性菌——紫色；阴性菌——红色。细菌的现代分类真细菌(eubacteria)原界：包括蓝细菌和各种除古细菌以外的其他原核生物；古细菌(archaebacteria)原界：产甲烷菌、极端嗜盐菌和嗜酸嗜热菌。二、真菌1、植物体：真菌都有细胞核，多数植物体为细丝组成，每一根丝叫菌丝(hypha)。分枝的菌丝团叫菌丝体(mycelium)。菌丝有的分隔，有的不分隔。高等真菌的菌丝体，常形成各种子实体(sporophore)。2、繁殖生殖方式多种多样，无性生殖极为发达，形成各种各样的孢子。菌丝体的断片、碎片也能繁殖。有性生殖各式各样。3、代表生物酵母菌属(Saccharomyces):植物体为单细胞，卵形，有一大液泡，核小，出芽繁殖。首先在母细胞一端形成小芽，核分裂移入其中一个，也叫芽生孢子。长大后脱离母体，形成新酵母菌。能将糖类在无氧条件下分解为二氧化碳和酒精，即发酵，与人类生活密切相关。黑根霉(Rhizopusnigricans):也称面包霉：菌丝体由分枝、不具横隔壁的菌丝组成，含有许多细胞核。菌丝横生，向下有假根，向上可生出孢子囊梗，先端分隔形成孢子囊，生有许多黑色孢子，孢子可萌发成新植株。青霉(PeniciHium):以分生抱子繁殖，菌丝体上生有许多分生抱子梗，梗的先端分枝数次，呈扫帚状，最后的分枝叫小梗。小梗上生有一串分生孢子，青绿色，20世纪医学上一大发现的盘尼西林主要是从黄青霉(P.chrysogenum和点青霉(P.notatum)中提取的。(4)食用菌类、非细胞型生物—病毒1、 概念：病毒是一类既具有化学大分子属性和生物体的基本特征，又具有细胞外感染性颗粒和细胞内的繁殖性基因形式的十分独特的生物类群。2、 特点：个体极小不具细胞结构只有一种核酸类型严格活细胞内寄生复制的方式繁殖对抗生素不敏感3、 病毒的形态基本形态：球形——廿面体对称杆形——螺旋对称蝌蚪形——复合对称4、 病毒的繁殖过程吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。复制：包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。装配：主要步骤有：DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。释放：方式：裂解：多以裂解细胞的方式释放。分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能合成100——300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长，四、微生物的特点个体最小，比面值最大(比面值=面积/体积)•比面值:假设人=1;大肠杆菌(E.col)=300,000;有利于物质交换和能量、信息的交换；微生物一系列属性均与此特点密切相关。微生物的生物学之最形态最简代谢能力最强：生物界的普遍规律：某生物个体越小，其单位体重消耗的食物越多；3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食；1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食；大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖；食谱最杂：从无机物到有机物；从无毒物到有毒物；从结构简单到结构复杂的物质，微生物都能利用和降解。繁殖最快：大肠杆菌37°C培养在牛奶中，12.5min即可分裂一次；一般培养液的菌浓度为108〜109个/ml。5•数量最多：如：人体的肠道中始终寄居着100〜400种微生物，为肠道正常菌丛，总数可达100万亿。6、 分布最广：如：万米深海的硫细菌；85公里高空的微生物；地层下128米和427米的沉积岩中的细菌。7、 种类最多：8、 变异最易：突变频率一般为10-5〜10-10，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。如：流感病毒此外，微生物还具有抗性最强、休眠最长、起源最早、发现最晚等特点。第六讲植物世界、植物的概述动物细胞与植物细胞的区别：生物类别植物动物细胞构造有细胞壁无细胞壁营养方式大多数自养异养生长和大多数植物生长各器官在胚胎内器官和发育连续进行，完全形成，生长发生可连续不断产生发育主要是体积方式新器官和新组织增大与个体成熟植物在自然界中的作用•光合作用是世界上最重要的同化合成过程•参与了自然界中的物质循环生活史—植物在一生中所经历的发育和繁殖阶段，前后相继，有规律地循环的全过程。被子植物生活史的特点：无性世代（双倍体植物阶段），即孢子体占生活史的优势，而有性世代（单倍体植物阶段）即配子体只是附属在孢子体上生存。二、植物的结构与功能（一）植物组织：1、概念：形态结构相似、生理功能相同的细胞群2、 类型分生组织 成熟组织原生分生组织 薄壁组织初生分生组织 保护组织次生分生组织 输导组织顶端分生组织 机械组织居间分生组织 分泌组织侧生分生组织二）植物的结构1、根尖的结构：分四个区：根冠、分生区、伸长区、根毛区2、根的变态;贮藏根:肉质直根萝卜、胡萝卜块根:甘薯、大丽菊气生根:柱根榕树攀援根常春藤呼吸根水松、红树寄生根菟丝子3、茎的形态特征有节和节间之分在节上着生叶和芽在节上能开花结果4、茎的变态地上茎的变态类型叶状茎昙花、文竹、天冬草等茎卷须黄瓜、南瓜、葡萄等枝刺山楂、皂荚等肉质茎仙人掌等地下茎的变态类型根状茎竹、姜、莲等块茎马铃薯等球茎荸荠、芋、慈菇等鳞茎洋葱、水仙、百合等5、叶：结构：上表皮栅栏组织海绵组织叶脉下表皮6、花的结构：花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群三、植物的类别：藻类植物菌类植物地衣植物苔藓植物蕨类植物裸子植物被子植物：被子植物的孢子体发达，配子体简单植物激素：在植物体内由特定组织或细胞合成，从产生部位输送到其他部位，对生理过程产生显著影响的微量有机物。•作用力很强很低浓度就能引起很强反应半寿期短在细胞内不能积累，很快被分解破坏特异性对某种或某几种细胞有效靶细胞上有相应受体四、插花艺术：切花的概念：以剪取植物的花枝、枝条、花朵、叶片以及果实等离体器官为目的进行观赏的花卉切花应用种类插花、花束、花篮、花圈、花环、服饰花世界四大切花：菊花（Dendranthema Morifolium）唐菖蒲（剑兰gandavensis）香石竹（康乃馨caryophyllus）月季（玫瑰chinensis）第七讲动物世界一、动物的类群：动物界大约有150万种根据结构水平分为：•原生动物亚界•后生动物亚界动物界的分门•根据动物的细胞数量、体制及分节情况、附肢的性状，以及内部器官的分布将动物分为以下20个门：1、原生动物门 2、多孔动物门 3、腔肠动物门4、节水母门 5、扁形动物门6、纽形动物门7、假体腔动物门8、棘头动物门 9、环节动物门10、星虫门 11、软体动物门12、节肢动物门13、苔藓动物门14、腕足动物门15、虫动物门16、棘皮动物门17、毛颚动物门18、须腕动物门19、半索动物门20、脊索动物门（一）原生动物亚界原生动物都是单细胞或由单细胞形成的群体动物，整个身体仅仅由一个细胞组成分布很广，现存共约2万种原生动物的主要特征1、一般形态：单细胞动物，结构类似于多细胞动物的细胞。2、细胞器：膜细胞器，营养细胞器，运动细胞器，排泄细胞器。3、营养方式：自养（光合作用）异养（渗透、吞噬、摄食细胞器）4、生殖：无性繁殖（横二分裂、纵二分裂、裂体生殖、孢子生殖）有性繁殖（配子生殖、接合生殖等）5、趋性：趋光性趋化性趋电性等6、包囊卵囊（对不良环境的保护性适应）7、 群体如团藻（单细胞〜群体鞭毛虫〜多细胞）8、 分布广泛（包囊的形成对原生动物的分布具有重要意义）原生动物分类：四个纲鞭毛纲：锥虫肉足纲：大变形虫孢子纲：孢子纤毛纲：草履虫（二）后生动物亚界2-20门，共19个门分类依据：•对称•卵裂•胚层口和体腔其中，最进化、最重要为脊索动物门脊索动物门特征：具脊索、具背神经管、具鳃裂分类：头索动物亚门（文昌鱼）尾索动物亚门（海鞘）脊椎动物亚门脊椎动物分为：圆口纲：1、没有上下颌 无颌类;2、没有成对的附肢;3、寄生或半寄生代表动物——七鳃鳗鱼纲：1．体型纺锤形、侧扁形、扁平形、棍棒形等2．皮肤粘液腺（减小摩擦；渗透压平衡；阻止细菌的侵袭）3．骨骼软骨硬骨中轴骨附肢骨肌间刺4．消化系统上下颌颌齿咽喉齿胆囊肝胰脏5．呼吸系统鳃副呼吸器官6．循环系统一心房+一心室单循环7．排泄系统中肾（有体腔及血管联系）8．神经系统中枢神经系统+周围神经系统感觉器官9．生殖和发育大多是雌雄异体，体外受精，卵生，产卵量大,少数是体内受精两栖纲：1、皮肤裸露，富于腺体。能辅助肺呼吸2、五趾型四肢3、不完全双循环（心房二室，心室一室）4、成体具肺5、卵生，体外受精，幼体水生、发育经过变态6、新陈代谢水平底，神经调节不完善。7、变温动物。爬行纲：1、陆生爬行。少数后生入水或穴居。2、体被角质鳞片，皮肤腺缺。3、骨骼骨化良好，脊柱分区明显。4、心室有不完整分隔。5、有肾外排泄器官。6、大脑具新皮层。7、陆地繁殖（具交配器官）。体内受精。8、变温动物。鸟纲：（是由爬行动物进化来的适应于空中飞翔生活的高等脊椎动物）特征：1、体为纺垂形，体表被羽毛。2、前肢特化为翼（适应于空中飞翔）3、心脏四室，血液双循环（动静脉分开）。恒温。4、双重呼吸。具气囊。5、大脑发达，视觉发达，嗅觉退化。6、产大型具硬壳的卵，具抚育幼雏的本领。哺乳纲：1、体外被毛，皮肤腺发达。2、具肉质唇，唾液腺发达，有口腔消化。3、具横隔膜。4、心脏四室，完全双循环，恒温。5、具外生殖器官。6、有发达的大脑皮层。小脑结构复杂，嗅、听觉好7、胎生，哺乳。二、动物的行为1、先天性定型行为•趋性•反射•本能2、后天性习得行为•印随学习•模仿学习•判断与推理囊胚甲）脊索 中胚层真皮（皮肤）甲）脊索 中胚层真皮（皮肤）的内层内脏器官的外膜•排泄系统（肾、输尿管）生殖系统（睾丸、卵循环系统（心脏、 巢、输卵管、子宫）膀胱的上皮肌肉（（气管、支气管、骨骼肌上皮平滑肌）原肠胚外胚层 表皮及其脑和神经系附属结构统（感受器）（毛发、扌旨

内胚层 消化道的上皮I/胚胎肠道腺体（肝和脾）\其他：尿道和呼吸道的上皮血管淋巴系统等）第八讲生物进化一、生命的起源模式原始气体冷凝汇流成海洋火山爆发和闪电的能量使气体合成简单有机物溅到岩石上的氨基酸聚合成肽链又重新回到水中各种大分子进化成原核细胞和真核细胞二、生物进化的证据1、比较解剖学证据同源器官(homologousorgan)具有相同的胚胎发育历程(如鸟类的翅膀和和哺乳类的前肢,其骨骼构造基本一致)痕迹器官(rudimentaryorgan)保留有祖先的遗传基础(能证明生物进化有系统历史。如蟒蛇保留有四肢的痕迹,说明起源于具四足类动物)同功器官(analogousorgan)外形及功能相同，但内部构造和来源不同。(如仙人掌的茎和植物的叶)2、 胚胎学证据所有高等动植物胚胎发育都是从一个受精卵开始，这标志生物界的共同起源鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人，早期胚胎相似，都有腮裂和尾，头部较大，身体弯曲生物发生率(重演论)：生物个体发育史是系统发育史的简单而迅速的重演3、 细胞遗传学证据4、 生化与分子生物学证据各种动物与人血红蛋白质链氨基酸组成差异数动物大猩猩长臂猿罗猴狗牛白鼠袋鼠蛙七鳃鳗差异数1281225273746125家兔对人血清的抗血清与动物血清的滴定比值以对人血清的滴定值为100动物黑猩猩大猩猩长臂猿狒狒蜘蛛猴狐猴食蚁兽猪比值979279755837178三、生物进化理论1、 拉马克的获得性遗传学说用进废退：经常使用的器官，就会得到发展，反之就会退化致完全丧失获得性遗传：由环境或用进废退所获的变异性质，可以通过繁殖遗传给后代。2、 达尔文的自然选择学说要点：、变异：引起变异的原因是生活条件的改变，有的变异能遗传，有的则不能。、繁殖过剩与生存竞争：生物的繁殖率都以几何级数增加，但事实并非如此，因为有生存竞争（3）、自然选择---适者生存：竞争中，有利的变异得到保存，对生存有害的变异淘汰，即自然选择3、分子进化的中性学说（1）生物分子水平的突变大多是中性的——中性突变（2）中性突变通过遗传漂变在群体中固定下来——随机漂变（3）生物进化速率由中性突变速率决定——分子进化速率第九讲生物与环境一、生态学概述生态学(Ecology)是研究生物与其周围环境，包括非生物环境和生物环境相互关系的科学。二、个体生态生态因子：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为、分布有着直接或间接影响的环境要素生态因子的作用：1、光：日光是地球上的能量源泉不同波长的光对生物的作用不同(3)光合作用及对动植物生长发育影响2、温度：影响生物的新陈代谢和生长发育生物对温度有一定的耐受范围生物对温度产生相应的适应类型3、 湿度和水分：水是生物体的重要组分影响生物的生长发育及繁殖能力使生物对水分产生不同的适应类型4、 化学因素：(1)大气成分：氧、氮、二氧化碳(2)水中盐分(3)酸碱度生态因子的作用特点：综和性主导因子作用直接作用和间接作用不可替代性和互补性阶段性生物与环境的关系的基本原理生物势：生物在没有任何限制的环境中增长的潜在速率环境阻力：环境对生物增长速率的限制因素李比希最小因子法则：生物受生态因子最低量的限制谢尔福特耐受定理：生物对每种生态因子都有耐受的上限和下限内稳态机制：生物控制自身的体内环境使其保持相对稳定的机制三、种群生态学（一）种群的定义种群（population）由一定时间内占有一定地区的一群同种个体组成的生物系统（二） 种群的空间结构■种群密度一定时间内，单位面积上或单位空间内的个体个数。■种群分布型：随机分布均匀分布群聚分布（三） 种群统计学增长型稳定型衰退型种群存活曲线概念：在各年龄阶段种群的存活率曲线基本类型I型（凸型）哺乳动物、人n型（直线型）鸟类HI型（凹型）低等动物四、群落生态（一） 生物群落定义群落（community）在一定时间内居住于一定环境中的各种群组成的生物系统（二） 、生物群落的分类按植物生活型分为：•森林•草原•荒漠按地理气候分为：热带群落亚热带群落温带群落（三） 主要群落类型森林•热带雨林•亚热带常绿阔叶林温带落叶阔叶林泰加群落（针叶林、山地森林）草原•热带草原•温带草原•冻原荒漠五、生态系统生态学生态系统（ecosystem）在一定空间内由生物和非生物成分组成的一个功能整体及生物圈能流和物质循环的一个功能单位（一） 生态系统的基本组分■非生物成分：太阳辐射能，无机物质（大气、水），有机物质■生物成分：生产者，消费者，还原者（二） 生态系统的基本特征：核心是生物群落地区特点和空间结构时间特征三大功能类群参与代谢活动动态平衡特征开放性（三） 生态系统的能量流动逐级减少，单方向性（四） 生态系统物质循环■特点•可循环利用质能守恒■类型气体型循环沉积型循环（五） 生态系统的信息传递■种类物理信息化学信息•营养信息•行为信息第十讲生物的多样性与可持续发展第一节生物多样性及概念一、 生物多样性的概念生物多样性(biologicaldiversity):在一定时间和空间内，物种及生态系统的多样化与变异性。生物多样性的四个层次遗传多样性(geneticdiversity)(我