普通生物學(xué),緒論

1、選用教材：選用教材：陳閱增，普通生物陳閱增，普通生物學(xué)，高等教育出版學(xué)，高等教育出版社；社；上課時間：上課時間： 每周四每周四1-2節(jié)節(jié)成績評定成績評定:平時成績：平時成績：10%期中成績：期中成績：20%期末成績：期末成績：70%紀(jì)律要求紀(jì)律要求:不遲到、早退不遲到、早退上課關(guān)掉手機(jī)或上課關(guān)掉手機(jī)或設(shè)為振動設(shè)為振動不要隨意缺課不要隨意缺課平時成績以到課平時成績以到課情況為依據(jù)情況為依據(jù)OutlineOutline 植物生物學(xué)基礎(chǔ)植物生物學(xué)基礎(chǔ) 動物生物學(xué)基礎(chǔ)動物生物學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞細(xì)胞 緒緒 論論 遺傳與變異遺傳與變異 生物的進(jìn)化生物的進(jìn)化 生物多樣性生物多樣性 生物與環(huán)境生物與環(huán)境生物學(xué)生物學(xué)是

2、是什么？什么？o生物學(xué)(biology)或生物科學(xué)(biological sciences)是研究生物體生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)，因此，又稱為生命科學(xué)(life sciences)。o生物學(xué)的研究對象是高度多樣性和統(tǒng)一性的生物界。o普通生物學(xué)是研究生物各個層次的種類、結(jié)構(gòu)、功能、行為、發(fā)育和起源進(jìn)化以及生物與周圍環(huán)境關(guān)系的科學(xué)。o廣義的生命科學(xué)還包括生物技術(shù)、生物與環(huán)境、生物學(xué)與其他學(xué)科交叉的領(lǐng)域。 美麗的家園7生物圈(biosphere)：巖石圈的上層全部水圈大氣圈的下層指地球上的全部生物和一切適合于生物棲息的場所；包括：biosphere寂靜的地球（巖石圈、水圈和大氣圈）寂靜的地球（巖

3、石圈、水圈和大氣圈）生物生物和它所居住的環(huán)境共同組成和它所居住的環(huán)境共同組成生物圈生物圈(biosphere)生命生命最高的樹紅杉（115米）最高的動物長頸鹿（6米）最高/矮的人最大的葉子一、生物的特征：細(xì)胞（cell）是生物體組構(gòu)的基本單位新陳代謝（metabolism）穩(wěn)態(tài)（homeostasis）和應(yīng)激性（irritability）生殖（reproduction）和遺傳（heredity）生長（growth）和發(fā)育（development）進(jìn)化（evolution）和適應(yīng)（adaptation ）生命是具有以上共同特征的物質(zhì)存在形式！121、特定的組織結(jié)構(gòu)、特定的組織結(jié)構(gòu) 生命的基本單位

4、是生命的基本單位是細(xì)胞細(xì)胞 化學(xué)成分分子成分蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、糖、維生素以上有機(jī)分子在各種生物中也有著相同的結(jié)構(gòu)模式和功能一切生物的遺傳物質(zhì)都是DNA和RNA，生命體內(nèi)其催化作用酶都是各種蛋白質(zhì)，各種生物都利用高能化合物（ATP、NADH.）說明：生物界在化學(xué)成分上存在高度同一性水141.細(xì)胞是生物體組構(gòu)(organization)的基本單位The cell is the lowest level of organization that can perform all activities required for life1525 mmitosis有絲分裂有絲分裂 cell divisi

5、on生物類別 植 物 動 物細(xì)胞構(gòu)造 有細(xì)胞壁 無細(xì)胞壁營養(yǎng)方式 大多數(shù)自養(yǎng) 異 養(yǎng) 生長和 大多數(shù)植物生長 各器官在胚胎內(nèi) 器官 和發(fā)育繼續(xù)進(jìn)行 完全形成，生長和 發(fā)生 可連續(xù)不斷產(chǎn)生 發(fā)育主要是體積 方式 新器官和新組織 增大與個體成熟 動植物的主要區(qū)別Chief differnces between plants and animals PlantsAnimalsUsually autotrophic or holophytic nutrition; simple minerals from soil and CO2 from air; energy from sunlight to s

6、ynthesize complex materials (photosynthesis)Usually rigid cell walls containing celluloseOxygen as a waste product Usually no movement or restricted movement Usually with variable body shape and size Organs added externally and growth not sharply restrictedUsually restricted response to stimuliCarbo

7、hydrates stored as plant starchUsually heterotrophic or holozoic nutrition; require complex, synthesized foods from plants or other animals Usually without cell walls; no celluloseCarbon dioxide, ammonia, urea, uric acid, and other simple substances as wasteLocomotion usually characteristic; body pa

8、rts with movementInvariable body form; definite number of body partsInternal organs and restricted growth Usually pronounced response to stimuliCarbohydrates stored as glycogen2.新陳代謝(metabolism)定義：在生活的生物體和細(xì)胞內(nèi)存在著無休止的化學(xué)變化，一系列的酶促反應(yīng)組成復(fù)雜的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，這些化學(xué)反應(yīng)的總和稱為新陳代謝（metabolism）。1819合成代謝(anabolism) ：是在生物體內(nèi)合成有機(jī)物和儲

9、存能的過程，合成了或建造了生活物質(zhì)；也稱同化作用。分解代謝(catabolism) ：是在體內(nèi)分解有機(jī)物和釋放能的過程；也稱異化作用。3.穩(wěn)態(tài)（homeostasis）和應(yīng)激性（irritability）生物體內(nèi)新陳代謝所需要的物理化學(xué)條件（如溫度、pH值等）被限制在一個很窄的幅度之內(nèi)，生物體具有許多調(diào)節(jié)機(jī)制，用來保持內(nèi)部條件相對穩(wěn)定，并且在環(huán)境發(fā)生某些變化時也能做到這一點，這一特性稱為穩(wěn)態(tài)（homeostasis）。應(yīng)激性（irritability） ：生物體內(nèi)或體外的物理或化學(xué)條件發(fā)生了變化，生物體能感受這些變化（刺激），并作出有利于保持其體內(nèi)穩(wěn)態(tài)，維持生命活動的應(yīng)答。204.生殖（rep

10、roduction）和遺傳（heredity）22生物體通過生殖(reproduction)產(chǎn)生子代使物種得以延續(xù)；遺傳(heredity)：遺傳物質(zhì)從上代傳給下代，從而使上代的形態(tài)特征或生理特性等性狀在下代得以表現(xiàn)。 上代和下代之間以及后代個體之間總有些差異，這種現(xiàn)象叫做變異(variation)。 遺傳和變異都是普遍的生命現(xiàn)象，二者同時存在。23漂亮的模特兒 遺傳學(xué)家 生命通過生殖而延續(xù)，DNA是生物遺傳的基本物質(zhì)。5.生長（growth）和發(fā)育（development）生物的生長是細(xì)胞體積或者數(shù)量的增長。發(fā)育（development）是和生長密切相關(guān)的過程，在多細(xì)胞生物的生活史中，發(fā)生了

11、一系列結(jié)構(gòu)和功能的變化，包括組織器官的形態(tài)建成、性成熟、衰老等，發(fā)育是一種被精確調(diào)控的程序性變化過程。24Egg cellSperm cellNucleicontainingDNAFertilized eggwith DNA fromboth parentsEmbyros cells with copies of inherited DNAOffspring with traitsinherited fromboth parents 生物都能通過生物都能通過代謝代謝而而生長發(fā)育生長發(fā)育。雖然環(huán)境條。雖然環(huán)境條件可以影響生物的生長發(fā)育，但每種生物的生長件可以影響生物的生長發(fā)育，但每種生物的生長發(fā)

12、育都是按照一定發(fā)育都是按照一定尺寸范圍尺寸范圍、一定的、一定的模式模式和和穩(wěn)定穩(wěn)定的程序的程序進(jìn)行的。進(jìn)行的。 6.進(jìn)化（evolution）和適應(yīng)（adaptation ）在生殖過程中，遺傳物質(zhì)往往會發(fā)生重組和突變，使親代和子代以及子代不同個體之間出現(xiàn)變異。突變、漂變、基因流、非隨機(jī)交配和選擇使生物種群發(fā)生進(jìn)化（evolution）。選擇使生物種群一代代的更適應(yīng)它們所處的環(huán)境。26Charles Darwin二、生物界的層次27 biosphere organismsEcosystemscommunitiespopulationLivings and non-livinglivings生物圈

13、到個體生物圈到個體28CellsTissuesMolecules Organelles器官系統(tǒng)到分子器官系統(tǒng)到分子 Organs and organ systems生物界的結(jié)構(gòu)層次29細(xì)胞器細(xì)胞器組織組織器官器官系統(tǒng)系統(tǒng)種群種群群落群落生物大分子生物大分子細(xì)胞細(xì)胞個體個體生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)生物圈生物圈生物界是一個多層次的嚴(yán)整有序結(jié)構(gòu)生物界是一個多層次的嚴(yán)整有序結(jié)構(gòu)三、三、分類的階元和界的劃分分類的階元和界的劃分分類階元：界(kingdom)、門(phylum)、綱(class)、目(order)、科(family)、屬(genus)、種(Species )分類單位：固定名稱的分類群，如動物界植物

14、界被子植物門雙子葉植物綱薔薇目薔薇科薔薇屬香檳玫瑰（種）2.分類階元界（界（Kingdom) 門（門（Phylum) 亞門（亞門（Subphylum) 總綱（總綱（Superclass) 綱（綱（Class) 亞綱（亞綱（Subclass) 總目（總目（Superorder) 目（目（Order) 亞目（亞目（Suborder) 總科（總科（Superfamily ) 科（科（Family ) 亞科（亞科（Subfamily) 屬（屬（Genus) 亞屬（亞屬（Subgenus) 種（種（Species) 亞種（亞種（Subspecies)32n 生物分類的階層1.雙名法(binomial n

15、omendature)瑞典植物學(xué)家林奈（ Linnaeus ） 1735 出版自然系統(tǒng)制定了雙名法?！半p名法”的有關(guān)規(guī)定: 1、關(guān)于學(xué)名：規(guī)定每一種物種都應(yīng)有一個學(xué)名（Scinece name)； 2、關(guān)于“雙名”：學(xué)名由兩個拉丁字或拉丁化的文字組成： 學(xué)名學(xué)名= =屬名屬名+ +種名；種名； 3、屬名用主格單數(shù)名詞，首字母大寫；種名首字母不需大寫，用形容詞或名詞；屬名和種加詞一般都用斜體。 4、學(xué)名之后，應(yīng)附加當(dāng)初定名人的姓氏； 5、亞種學(xué)名的命名法：三名法。即：學(xué)名=屬名+種本名+亞種名 黑斑肥螈 Pachytriton brevipes (Sauvage) 34弓頭鯨弓頭鯨 Balaen

16、a mysticetusBalaena mysticetus (Linnaeus)(Linnaeus)分界分界1.兩界系統(tǒng)2.三界系統(tǒng)3.五界系統(tǒng)1. 兩界系統(tǒng)林奈2. 三界系統(tǒng)?？藸?. 五界系統(tǒng)惠特克原核生物界391760 Linnaeus 動物界 植物界1886 Haeckel 原生生物界 植物界 動物界原核生物界（原核生物界（Monera）原生生物界（原生生物界（Protisia）真菌界（真菌界（Fungi）植物界（植物界（Plantae）動物界（動物界（Animalia）1967 Whittaker40 最早的生物最早的生物 動物動物 真菌真菌 植物植物 原生原生 原核原核無核無核有

17、核有核單細(xì)胞單細(xì)胞多細(xì)胞多細(xì)胞光合光合異養(yǎng)異養(yǎng)吸收吸收攝食攝食Theories about kingdoms of organism學(xué)者學(xué)者方法與工具方法與工具結(jié)論結(jié)論備注備注Carl von Linne1735肉眼觀察，能否運(yùn)肉眼觀察，能否運(yùn)動動動物界動物界Animalia二十世紀(jì)二十世紀(jì)50年代年代植物界植物界plantaeJ. Hogg, 1860E. H. Haeclel, 1866顯微鏡顯微鏡microscope原生生物界原生生物界Protista（細(xì)菌（細(xì)菌Bacteria、藻類、藻類Algae、真菌、真菌Fungi、原生動物、原生動物Protozoa）三界系統(tǒng)：二十世紀(jì)三界系統(tǒng)：

18、二十世紀(jì)60年代年代開始流行開始流行動物界動物界Animalia植物界植物界PlantaeH. F. Copeland, 1938電子顯微鏡電子顯微鏡Electron microscope，揭示，揭示細(xì)菌細(xì)菌Bacteria、藍(lán)藻、藍(lán)藻blue-green algae等等細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)原核生物界（原核生物原核生物界（原核生物Prokaryote）Monera四界系統(tǒng)：原核生物四界系統(tǒng)：原核生物Prokaryote真核生物真核生物Eukaryote原始有核界原始有核界Protoctista（單胞藻（單胞藻unicellular algae and 簡單的多細(xì)胞藻類簡單的多細(xì)胞藻類multice

19、llular algae、粘菌、粘菌myxomycete、真菌、真菌Fungi、原生、原生動物動物Protozoa）后生植物界后生植物界Metaphytra后生動物界后生動物界MetazoaR. H. Whittaker, 1969電子顯微鏡、生物電子顯微鏡、生物化學(xué)技術(shù)化學(xué)技術(shù)biochemistry，細(xì)胞，細(xì)胞cell的復(fù)雜程度及營的復(fù)雜程度及營養(yǎng)方式養(yǎng)方式原核生物界原核生物界Monera五界系統(tǒng)。二十世紀(jì)五界系統(tǒng)。二十世紀(jì)90年代年代仍在沿用處。仍在沿用處。自養(yǎng)生物自養(yǎng)生物autotrophic organism腐生生物腐生生物saprophagous organism異養(yǎng)生物異養(yǎng)生物h

20、eterotroph原生生物界原生生物界Protista真菌界真菌界Fungi植物界植物界Plantae動物界動物界Animalia42四、生物和它的環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）：在一定的空間中生物成分和非生物成分通過不斷的物質(zhì)循環(huán)和能量流動而構(gòu)成相互依賴而又相互制約的統(tǒng)一整體。生產(chǎn)者（producer）消費(fèi)者（consumer）分解者（decomposer）食物鏈（food chain）食物網(wǎng)（food web）生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能：物質(zhì)循環(huán)和能量流動4344五、巨大的多樣性與高度的統(tǒng)一性生物多樣性包括地球上所有植物、動物、微生物和它們擁有的基因以及由這些生物和環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。 生物

21、多樣性是地球上40億年生物進(jìn)化留下來的寶貴財富，是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。 生物多樣性生物多樣性遺傳多樣性：形態(tài)各異物種多樣性：種類繁多生態(tài)系統(tǒng)多樣性：分布廣泛45地球上已命名的生物約有200萬種，其中植物26萬種、昆蟲75萬種、脊椎動物50萬種。已滅絕的生物約有1500萬種。據(jù)科學(xué)家估計，地球上共有生物500-3000萬種。46六、生物學(xué)常用的研究方法1.科學(xué)觀察（observation）生物學(xué)是一個直觀性學(xué)科，觀察是從客觀世界中得到第一手資料的最基本方法。p開始感覺器官進(jìn)行，后來有了顯微鏡。p觀察需要有科學(xué)知識。p觀察切不可為原有的知識所束縛。472.2.假說（假說（hypotheseh

22、ypothese）和檢驗（）和檢驗（testtest）假說必須是可以驗證的，這是科學(xué)實驗的重要原則，假說必須是可以驗證的，這是科學(xué)實驗的重要原則，實驗不僅意味著某種精確的操作，而且是一種思考實驗不僅意味著某種精確的操作，而且是一種思考形式。形式。假說假說學(xué)說學(xué)說定律定律依據(jù)事實提出假說，假說推導(dǎo)出一個可以用實驗加依據(jù)事實提出假說，假說推導(dǎo)出一個可以用實驗加以檢驗的預(yù)測，然后實施這個實驗來加以驗證。以檢驗的預(yù)測，然后實施這個實驗來加以驗證。孟德爾孟德爾第一定律第一定律483.模型實驗如果由于種種原因，直接用研究對象（原型）進(jìn)行實驗非常困難，或者簡直不可能時，可用模型代替研究對象來進(jìn)行實驗。模型可是物質(zhì)形式或思維形式。動物模型：代替人體進(jìn)行實驗。抽象模型：計算機(jī)模擬，數(shù)學(xué)模型。 用模型研究在時間上極為遙遠(yuǎn)的事件； 機(jī)械和電子模型對動物功能進(jìn)行模擬實驗 仿生學(xué)（雷達(dá)）。4