生物學（高職）全套教學課件

生物學緒論分為12章包括生命的物質基礎、生命的結構基礎、生物的新陳代謝、生命活動的調節(jié)、生物的生殖和發(fā)育、遺傳與變異、生命的起源與進化、多彩的植物、多姿的動物、神奇的微生物、生態(tài)與環(huán)境、生物技術的發(fā)展和應用。全套可編輯PPT課件緒論切葉蟻豬籠草究竟什么是生物呢？緒論海馬鋤足蟾緒論一生物的基本特征二學習生物學的意義三學習生物學的方法緒論一、生物的基本特征什么是生物？必須具備以下共同特征的物體才被認定為生物體。緒論一、生物的基本特征（一）生物體具有嚴整有序的結構（二）生物體都有新陳代謝作用（三）生物體都有應激性（四）生物體都有生長、發(fā)育和生殖的現(xiàn)象（五）生物體都有遺傳和變異的特性（六）生物體都能適應一定的環(huán)境，也能影響環(huán)境緒論一、生物的基本特征（一）生物體具有嚴整有序的結構除病毒等少數(shù)種類以外，生物體都是由細胞構成的，細胞是生物體結構和功能的基本單位。生物界是一個多層次的有序結構。在細胞這一層次之上還有組織、器官、系統(tǒng)、個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)等層次。每一個層次中的各個結構單元，如器官系統(tǒng)中的各器官、各器官中的各種組織，都有它們各自特定的結構和功能，它們的協(xié)調活動構成了復雜的生命系統(tǒng)。緒論一、生物的基本特征（二）生物體都有新陳代謝作用新陳代謝是生物體進行一切生命活動的基礎。新陳代謝在性質上分為物質代謝和能量代謝。生物體和周圍環(huán)境不斷進行著物質交換：生物體從外界攝取所需要的營養(yǎng)物質，用來組成自己的身體；同時，將自身的一部分物質加以分解，并將產生的最終產物排出體外，這就是生物體的物質代謝。同時，生物體在這一過程中也進行著能量代謝。緒論一、生物的基本特征（三）生物體都有應激性在新陳代謝的基礎上，生物體對外界刺激都能發(fā)生一定的反應。例如，植物的根向地生長，而莖則向光生長，這分別是植物對重力和光的刺激所發(fā)生的反應；動物都有趨向有利刺激、躲避有害刺激的行為。生物體的應激性，幫助其適應周圍的環(huán)境。緒論一、生物的基本特征（四）生物體都有生長、發(fā)育和生殖的現(xiàn)象生物個體能通過新陳代謝在大小、重量上得以增加，即生長；同時，其生理功能也得以分化和完善，即發(fā)育。生物體發(fā)育成熟后，就能夠進行生殖，產生后代，以保證種族的延續(xù)。緒論一、生物的基本特征（五）生物體都有遺傳和變異的特性生物在生殖過程中，能將自身的遺傳物質傳遞給后代，后代個體也會產生各種變異，因此，生物的各個物種既能基本上保持穩(wěn)定，又能不斷地進化。緒論一、生物的基本特征（六）生物體都能適應一定的環(huán)境，也能影響環(huán)境每一種生物都有自己特有的生活環(huán)境，它們的形態(tài)結構和生活習性都是與環(huán)境大體相適應的，不然就要被環(huán)境所淘汰；同時，生物的生命活動，也會使環(huán)境發(fā)生變化。這顯示出生物與環(huán)境之間的密切關系。緒論二、學習生物學的意義（一）生命科學的發(fā)展（二）人類面臨的挑戰(zhàn)（三）高等教育發(fā)展的需要緒論二、學習生物學的意義（一）生命科學的發(fā)展1859年，達爾文《物種起源》的發(fā)表，引起了科學界的廣泛關注和普通民眾的興趣。1928—1942年，弗萊明發(fā)明了青霉素，在第二次世界大戰(zhàn)后期拯救了幾百萬人的生命。1953年，沃森和克里克首次提出了DNA雙螺旋結構模型，奠定了現(xiàn)代遺傳學和分子生物學的基礎。緒論二、學習生物學的意義（一）生命科學的發(fā)展1973年，美國斯坦福大學教授寇恩和美國加州大學教授布瓦耶以及伯格等帶領各自的研究小組幾乎同時分別完成了DNA體外重組，一舉打開了基因工程的大門，他們被譽為重組DNA技術之父。1997年2月，蘇格蘭Roslin研究所的生物學家維爾穆特和坎貝爾等完成了首例哺乳動物—綿羊“多利”的克隆，消息傳出以后，立刻在全球引發(fā)了一場有關克隆的大爭論。2000年6月26日，在多方參與和協(xié)調下，人類基因組工作框架圖完成，標志著功能基因組時代的到來。緒論二、學習生物學的意義（一）生命科學的發(fā)展2001年，人類在干細胞研究方面又取得重大突破。2002年，Science雜志以長達14篇的篇幅介紹了中國科學家完成世界上第一張秈稻基因組精細圖。2003年初，一些與人類重大疾病相關的基因被發(fā)現(xiàn)。2004年，科學家在火星上探測到水存在的痕跡，據(jù)此推測火星上曾經有生命活動。緒論二、學習生物學的意義（一）生命科學的發(fā)展2005年，人類X染色體基因測序完成，微RNA（microRNAs）調節(jié)身體中大部分基因的表達功能被發(fā)現(xiàn)，人類蛋白質相互作用首張圖譜完成。2009年，日本科學家培育出首批能夠遺傳植入基因的轉基因猴。2012年，日本研究人員成功地誘導小鼠干細胞成為可生長發(fā)育的卵子。2013年，胚胎干細胞成功移植視網膜。緒論二、學習生物學的意義（二）人類面臨的挑戰(zhàn)當今人類社會面臨的重大問題和挑戰(zhàn)還包括：人口膨脹、糧食短缺、疾病危害、環(huán)境污染、能源危機、資源匱乏、生態(tài)平衡被破壞和生物物種大量消亡等。緒論一、學習生物學的意義（三）高等教育發(fā)展的需要生命科學對人類社會的巨大作用和影響難以估量，一個21世紀的現(xiàn)代大學生不能沒有生命科學的基礎知識。大學生學習基礎生物學知識是現(xiàn)代高等教育的發(fā)展趨勢。緒論三、學習生物學的方法（一）興趣是最好的老師（二）掌握基本概念及其內在聯(lián)系（三）提出問題和設想（四）實驗是開啟生命王國大門的鑰匙生物學第一章

生命的物質基礎第一章

生命的物質基礎第一節(jié)組成生物體的元素第二節(jié)組成生物體的化合物第一章

生命的物質基礎第一節(jié)組成生物體的元素生命是物質的，細胞由化學分子構成的。化學分子可分為無機物和有機物，它們都由原子構成。一、自然界中的元素二、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性第一章

生命的物質基礎一、自然界中的元素元素是在化學反應中不可再分解的最簡單的物質。C，H，O，N分別代表碳、氫、氧、氮，這4種元素在大多數(shù)生物體中占總質（重）量的96%以上。除此4種元素之外，生物體內還有一些微量元素，它們的量雖然不大，但也非常重要。第一章

生命的物質基礎元素占人體體重比例%占非木本植物體重比例%功能氧（O）6578參與細胞呼吸，存在于大多有機物和水中碳（C）1811有機分子的骨架，能與其他原子形成共價鍵氫（H）109存在于大多有機分子中，水的組分，氫離子（H+）參與能量傳遞氮（N）3*蛋白質和核酸的成分，植物葉綠素的成分鈣（Ca）1.5*骨和牙的結構成分，重要的信號分子，參與血凝集，參與植物細胞壁的組成磷（P）1*核酸和磷脂的成分，在能量轉移反應中起重要作用，骨的結構成分鉀（K）**動物細胞中主要的陽離子，在神經功能中有重要作用，影響肌收縮，控制植物氣孔的開啟硫（S）**大多數(shù)蛋白質的成分鈉（Na）**鈉離子是動物體液中的陽離子，維持體液離子平衡，神經脈沖傳導中具有重要作用，在植物光合作用中有重要作用鎂（Mg）**動物的血液和其他組織必需離子，激活酶，植物葉綠素的成分氯（Cl）**氯離子是動物體液中主要的陰離子，在維持平衡中起重要作用，在光合作用中也有重要作用第一章

生命的物質基礎根據(jù)在生物體內的含量不同，可將組成生物體的化學元素分成兩大類，即大量元素和微量元素。1．大量元素大量元素是指含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。例如C，H，O，N，P，S，K，Ca，Mg等。2．微量元素微量元素通常是指生物生活所必需，但是需要量卻很少的一些元素。例如Fe，Mn，Zn，Cu，B，Mo等。微量元素在生物體內的含量雖然很少，卻是維持正常生命活動不可缺少的。第一章

生命的物質基礎二、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性統(tǒng)一性①生物界和非生物界都是由化學元素組成的，組成生物體的化學元素在無機自然界中都可以找到，沒有一種元素是生物界所特有的。②生命起源于非生物界。③組成生物體的基本元素可以在生物界與非生物界之間循環(huán)往復運動。第一章

生命的物質基礎二、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性區(qū)別①組成生物體的化學元素在生物體內和無機自然界中的含量相差很大。②無機自然界中的各種化學元素不能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，只有在生物機體中有機地結合在一起，才能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，因此生物界和非生物界又存在著差異性。第一章

生命的物質基礎蛋白質水無機鹽糖類脂類組成生物體的化合物核酸第二節(jié)組成生物體的化合物第一章

生命的物質基礎一、水在組成生物體的化合物中，水的含量是最高的，一般占生物體質量的65%～95%。水是所有生命中最簡單又最重要的無機分子，在生命活動中起著不可替代的作用。（一）水是代謝物質的良好溶劑和運輸載體（二）水是促進代謝反應的物質（三）水參與細胞結構的形成（四）水有調節(jié)各種生理作用的功能第一章

生命的物質基礎二、無機鹽無機鹽在生物體內通常以離子狀態(tài)存在，常見的陽離子有K+，Na+，Mg2+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+等；常見的陰離子有Cl-，S042-，PO43-，HPO42-，H2PO4-，HCO3-等。PO43-合成磷脂、核苷酸的成分Fe2+組成血紅蛋白的主要成分Ca2+組成動物骨骼和牙齒的成分第一章

生命的物質基礎三、糖類——生命過程的碳源和能源單糖二糖多糖單糖是不能水解的最簡單的糖類，是構成各種二糖和多糖的分子的基本單位。葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖二糖是水解后能夠生成兩分子單糖的糖。蔗糖、麥芽糖、乳糖多糖是水解后能夠生成許多單糖的糖。淀粉、糖原、纖維素第一章

生命的物質基礎糖類的主要功能②糖類能夠作為生物體的結構組分參與各種組織。③糖類是生物體合成其他化合物的重要碳源。④糖類有時還作為抗原性結構物質存在，在細胞識別、免疫活性等多種生理活動中有重要意義。①糖類是一切生物體所需能量的主要來源，為生物體提供能量以維持生命活動。⑤糖類是一種重要的信息分子，能和蛋白質、脂類形成復合糖，在生物體內發(fā)揮重要作用。第一章

生命的物質基礎四、脂類——生命體的重要構件和儲能物質脂肪類脂固醇脂肪也叫中性脂，是動植物體內的儲能物質。類脂包括磷脂和糖脂，其中含有磷酸的脂類衍生物叫做磷脂，含有糖的脂類衍生物叫做糖脂。固醇又叫甾醇，是合成膽汁及某些激素的前體，包括植物固醇和動物固醇。第一章

生命的物質基礎脂類的主要功能①脂類是構成生物膜的重要成分，是動植物的儲能物質；②在機體表面的脂類有防止機械損傷和水分過度散失的作用；③脂類與其他物質相結合，構成了細胞之間的識別物質和細胞免疫的成分；④某些脂類具有很強的生物活性。第一章

生命的物質基礎五、蛋白質——遺傳信息的表達者蛋白質是生命最基本的物質之一（一）蛋白質的組成元素和基本組成單位氨基酸的結構通式不同R基組成的氨基酸第一章

生命的物質基礎（二）蛋白質的結構蛋白質分子是由許多氨基酸分子相互連接而成的。二肽形成反應式第一章

生命的物質基礎（三）蛋白質的生物學功能催化作用運輸作用和儲存作用結構和機械支持作用收縮或運動功能免疫防護功能調節(jié)作用此外，蛋白質還在凝血、營養(yǎng)、動物的記憶活動以及控制生長和分化等方面發(fā)揮著重要作用。第一章

生命的物質基礎（四）蛋白質的變性蛋白質受到某些物理或化學因素作用可引起生物活性的喪失、溶解度的降低以及其他物理化學因素的改變，這種變化稱為蛋白質的變性。有些變性是可逆的（能復性），有些則不可逆。第一章

生命的物質基礎六、核酸——遺傳信息的存儲和傳遞者（一）組成元素及基本組成單位核酸是由C，H，O，N，P等元素組成的高分子化合物。其基本組成單位是核苷酸。核苷酸的結構式第一章

生命的物質基礎（二）生物學功能核酸中的五碳糖分為核糖和脫氧核糖兩種。根據(jù)核酸中所含五碳糖的種類不同，可以將核酸分為兩大類：一大類是含有脫氧核糖的，叫做脫氧核糖核酸，簡稱DNA；另一類是含有核糖的，叫做核糖核酸，簡稱RNA。核酸是遺傳信息的載體，存在于每一個細胞中。核酸也是一切生物的遺傳物質，對于生物體的遺傳性、變異性和蛋白質的生物合成有著極其重要的作用。上面講述的組成生物體的每一種化合物，都有其重要的生理功能，但是，任何一種化合物都不能夠單獨地完成某一種生命活動，只有按照一定的方式有機組織起來，才能表現(xiàn)出細胞和生物體的生命現(xiàn)象。細胞就是這些物質最基本的結構形式。生物學第二章生命的結構基礎第二章生命的結構基礎第一節(jié)細胞的結構與功能第二節(jié)細胞分裂第三節(jié)細胞分化、衰老與凋亡第二章生命的結構基礎第一節(jié)細胞的結構與功能地球上的生物具有多樣性，各種各樣的生物都具有一個共同點，即所有的生物都是由細胞及其產物組成的。一、細胞的概述二、細胞的結構與功能第二章生命的結構基礎一、細胞的概述1838年，馬西斯·施萊登①所有生物都是由細胞的產物組成的；②新的細胞必須經過已存在細胞的分裂而產生；1839年，泰奧多爾·施旺1858年，魯?shù)婪颉の籂栃あ勖恳粋€細胞可以是獨立的生命單位，許多細胞又可以共同形成生物體或組織。（一）細胞學說第二章生命的結構基礎（二）細胞的形態(tài)細胞的形態(tài)多種多樣，有球形、星形、扁平形、立方形、長柱形、梭形等。形態(tài)的多樣性與細胞的功能特點和分布位置有關。第二章生命的結構基礎細胞一般都很小，直徑在1～100mm，要用顯微鏡才能觀察到。支原體是最小最簡單的細胞，直徑只有100～200nm。（三）細胞的大小細胞體積的守恒定律細胞的大小與細胞核質比、細胞的相對表面積及細胞內物質代謝等有密切關系。細胞的體積越小，其表面積與體積比相對就越大，越有利于代謝物質出入細胞，加快細胞的新陳代謝。一般來說，多細胞生物體的大小與細胞的數(shù)目成正比，而與細胞的大小關系不大，第二章生命的結構基礎（四）細胞的分類1．原核細胞細菌細胞結構模式圖原核細胞沒有明顯可見的細胞核，同時也沒有核膜和核仁，只有擬核，進化地位較低。原核細胞直徑為1～10mm，內部結構較簡單。原核生物一般是單細胞生物，主要包括支原體、細菌和藍藻等。第二章生命的結構基礎（四）細胞的分類2．真核細胞動物細胞（左）、植物細胞（右）結構模式圖真核細胞直徑為50～100mm，結構復雜。細胞內不僅有由核膜包被的典型的細胞核，其核內具有結構復雜的染色質和核仁等，還有許多由膜包被形成的具有特定功能的細胞器，包括細胞核、線粒體、質體、內質網、高爾基體、溶酶體、微體、液泡等。真核生物包括一些單細胞原生生物、多細胞植物和動物，以及特殊的真菌類等含有各種真核細胞。第二章生命的結構基礎二、細胞的結構與功能（一）細胞壁植物、真菌、藻類和原核生物（除支原體、L形細菌即缺壁細菌外）都具有細胞壁，而動物細胞不具有細胞壁。1．植物的細胞壁2．真菌的細胞壁3．細菌的細胞壁胞間層、初生壁、次生壁肽聚糖幾丁質、纖維素、葡聚糖、甘露聚糖等多糖第二章生命的結構基礎（二）細胞膜膜的流動鑲嵌模型第二章生命的結構基礎1．細胞膜的特性②組成膜的磷脂雙分子和嵌在其中的蛋白質分子的位置是不固定的，它們在膜的水平方向甚至在垂直方向都可以流動、翻轉和變化。因此生物膜具有一定的流動性。③膜的內外兩側的組分和含量有明顯的差異。①磷脂雙分子層構成膜的基本骨架?！傲鲃予偳赌Ｐ汀蓖怀隽四さ挠行蛐?、流動性和不對稱性，這些特性對于生物膜適應膜內外環(huán)境變化、膜的選擇透性及物質的跨膜運輸、細胞識別、電子傳遞和信號轉導等具有重要的意義，因而也保證了細胞代謝即物質的交換在高度有序的狀態(tài)下進行。第二章生命的結構基礎2．細胞膜的主要功能自由擴散主動運輸自由擴散是指被選擇吸收的物質，從濃度高的一側通過細胞膜向濃度低的一側轉運主動運輸?shù)奶攸c是被選擇吸收的物質從濃度低的一側，通過細胞膜運輸?shù)綕舛雀叩囊粋?，必須有載體蛋白質的協(xié)助，需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量被動運輸?shù)诙律慕Y構基礎物質進出細胞的方式物質通過細胞膜出入細胞的兩種方式，可以說明細胞膜是一種選擇透過性膜。這種膜可以讓水分子自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。第二章生命的結構基礎2．細胞膜的主要功能內吞作用大分子和顆粒性物質主要通過內吞作用進入細胞。這些物質附著在細胞膜上，由于細胞膜內陷形成小囊，這些物質就被包圍在小囊內。然后，小囊從細胞膜上分離下來而形成小泡，并且進入細胞內部，外排作用物質在細胞膜內被一層膜所包圍，形成小泡，小泡逐漸移到細胞表面，小泡膜與細胞膜融合在一起，并且向細胞外張開，使內含物質排出細胞外，第二章生命的結構基礎（三）細胞質細胞膜以內，細胞核以外的原生質叫做細胞質。1．細胞質基質（1）細胞質基質的主要成分（2）細胞質基質的功能水、無機離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸、蛋白質、脂蛋白、RNA等多類物質①多數(shù)中間代謝過程都在細胞質基質中進行；②細胞質基質還對細胞骨架有支持作；用；③細胞質基質在蛋白質的修飾、選擇性降解、壽命控制和修復錯誤蛋白質等方面都有重要作用。第二章生命的結構基礎2．細胞器細胞中的細胞器主要有：細胞核、線粒體、葉綠體、內質網、核糖體、高爾基體和中心體等。細胞核結構示意圖（1）細胞核核膜染色質核仁核基質又稱為核被膜，是細胞核與細胞質之間的界膜，由兩層生物膜圍繞而成。核膜上分布著一些小孔，以利于核內和原生質之間的物質交流，稱為核孔。細胞核內看不見染色體，DNA以折疊程度低得多的形式存在，稱為染色質。處于分裂間期的細胞核中，用光鏡可以看以圓形或橢圓形的核仁。其主要功能是進行核糖體RNA的合成。核基質又稱核骨架。第二章生命的結構基礎（2）線粒體線粒體普遍存在于植物細胞和動物細胞中。光學顯微鏡下看到線粒體呈粒狀、棒狀。線粒體結構示意圖（3）葉綠體葉綠體主要存在于綠色植物的葉肉細胞里。光學顯微鏡下看到看到它一般呈扁平的橢球形或球形。葉綠體結構示意圖第二章生命的結構基礎（4）內質網絕大多數(shù)植物和動物的細胞內都有內質網。光學顯微鏡下看到內質網是由管狀、泡狀、扁平囊狀的膜結構連接而成的網狀物。內質網結構模式圖（5）高爾基體高爾基體普遍存在于植物細胞和動物細胞中，植物細胞中的高爾基體與細胞壁的形成有關；動物細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關。高爾基體結構示意圖（左），在電子顯微鏡下的亞顯微結構（右）第二章生命的結構基礎（6）核糖體核糖體是橢球形的粒狀小體，有些附著在內質網上，有些游離在細胞質的基質中。核糖體是細胞內將氨基酸合成蛋白質的場所，因此，有人把它比喻成蛋白質的“裝配機器”。（7）中心體動物細胞和低等植物細胞中都有中心體，它總是位于細胞核附近的細胞質中，接近于細胞的中心，因此叫做中心體。每個中心體由兩個垂直排列的中心粒及其周圍物質組成。中心體與細胞的有絲分裂有關。第二章生命的結構基礎第二節(jié)細胞分裂細胞分裂是生物細胞的重要生理功能之一。細胞分裂的方式有三種：無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂。一、無絲分裂細胞無絲分裂的過程比較簡單，一般是細胞核先延長，從核的中部向內凹陷，縊裂成兩個細胞核；接著，整個細胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個子細胞。蛙的紅細胞的無絲分裂第二章生命的結構基礎二、有絲分裂細胞進行有絲分裂，具有一定的周期性。連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，這是一個細胞周期。一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期和分裂期。有絲分裂細胞周期從細胞一次分裂結束之后到下一次分裂之前，是分裂間期。在分裂間期結束之后，就進入分裂期。第二章生命的結構基礎植物細胞的有絲分裂前期中期后期末期細胞核中出現(xiàn)染色體紡錘體清楚可見著絲點分裂成兩個，兩條染色體染色體變成細長而盤曲的絲，紡錘絲逐漸消失，出現(xiàn)新的核膜和核仁第二章生命的結構基礎（三）動物細胞有絲分裂與植物細胞有絲分裂的區(qū)別動物細胞的有絲分裂第一，動物細胞有中心體，在細胞分裂的間期，中心體內的兩個中心粒各自產生了一個新的中心粒，因而細胞中有兩組中心粒。一組中心粒的位置不變，另一組中心粒移向細胞的另一極。在這兩組中心粒的周圍發(fā)出無數(shù)條放射狀的星射線，由兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。第二，動物細胞到了分裂的末期，細胞的中部并不形成細胞板，而是細胞膜從細胞的中部向內凹陷，最后把細胞質縊裂成兩個部分，每部分都含有一個細胞核。這樣，一個細胞就分裂成了兩個子細胞。第二章生命的結構基礎一、細胞分化與全能性第三節(jié)細胞分化、衰老與凋亡（一）細胞分化細胞分化是指在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細胞分化的特點持久性普遍性遺傳物質不變性穩(wěn)定性和不可逆性第二章生命的結構基礎細胞分化與細胞分裂的關系①使單細胞生物產生新的個體；②使多細胞生物產生新細胞，使生物幼體由小長大；③通過分裂將復制的遺傳物質平均分配到兩個子細胞中。關系細胞分裂的特點細胞分裂是細胞分化的基礎，僅有細胞分裂，生物體不能進行正常的生長發(fā)育。但是，細胞分化必須建立在分裂的基礎上，即分化必然伴隨著分裂，但分裂的細胞不一定伴隨細胞分化，分化程度越高，分裂能力也就越差。第二章生命的結構基礎（二）細胞全能性細胞分化的不可逆性突出表現(xiàn)在，隨著發(fā)育過程向前推進，細胞的分化發(fā)育潛能愈來愈窄。達到分化終端的成熟細胞，已沒有分化發(fā)育潛能可言。大量科學實驗證明，高度分化的植物細胞仍然有發(fā)育整植株的能力，也就是保持著細胞全能性。植物體細胞培養(yǎng)產生完整植株示意圖第二章生命的結構基礎二、細胞的衰老與死亡（一）細胞的衰老衰老細胞具有的主要特征包括：①衰老的細胞內水分減少，使細胞萎縮，體積變小，細胞新陳代謝的速度減慢；②衰老的細胞內，有些酶的活性降低，例如，人的頭發(fā)基部的黑色素細胞衰老時，細胞中的酪氨酸酶活性降低，就會導致頭發(fā)變白；③細胞內的色素會隨著細胞衰老而逐漸積累，由于細胞內脂褐素占有的面積增大，阻礙了細胞內物質的交流和信息的傳遞，影響了細胞正常生理功能的進行，最終導致細胞的衰老和死亡；④衰老的細胞呼吸速度減慢，細胞核體積增大，染色質固縮、染色加深；⑤細胞膜通透性功能改變，使物質運輸功能降低。第二章生命的結構基礎（二）細胞死亡1．細胞壞死因微生物傳染，或有毒物質侵襲，或輻射、高溫等物理因素傷害，致使一部分細胞死去，稱為細胞壞死。2．細胞凋亡細胞凋亡：因整體生長發(fā)育或存活的需要，一部分細胞在規(guī)定的時間內有序地死亡，稱細胞凋亡。細胞凋亡體現(xiàn)著多方面的生理功能：①清除多余無用的細胞；②清除發(fā)育不正常或有害細胞；③清除已完成正常使命對以后生活有妨礙的細胞，控制組織器官各部分的細胞總數(shù)等。生物學第三章生物的新陳代謝第三章生物的新陳代謝第一節(jié)酶與ATP第二節(jié)光合作用第三節(jié)呼吸作用第三節(jié)新陳代謝第三章生物的新陳代謝第一節(jié)酶與ATP生物體內時時刻刻都在進行著新陳代謝。只有在新陳代謝的基礎上，生物體才能表現(xiàn)出生長、發(fā)育、遺傳和變異等基本特征。新陳代謝一旦停止，生命也就結束了。因此，新陳代謝是生物最基礎的特征，是生物與非生物最本質的區(qū)別。一、酶二、ATP第三章生物的新陳代謝一、酶酶是由生物體內的細胞產生的一種生物催化劑，是細胞賴以生存的基礎。1783年，意大利科學家斯帕蘭扎尼，推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質，胃具有化學性消化的功能。1836年，德國科學家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質的物質胃蛋白酶；1926年，美國科學家薩姆納，從刀豆種子中提取出脲酶的結晶，并且通過化學實驗證明脲酶是一種蛋白質。后來，科學家們又相繼提取出胃蛋白酶、胰蛋白酶等多種酶的結晶，并提出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質。（一）酶的發(fā)現(xiàn)顯微鏡下的胃蛋白酶結晶第三章生物的新陳代謝（二）酶的特性1．酶具有高效性2．酶具有專一性通過比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率與無機催化劑Fe3+的實驗得出，過氧化氫酶的催化效率要高許多。一般來說，酶的催化效率是無機催化劑的107—1013倍。通過探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用的實驗得出，淀粉酶只能催化淀粉水解，對蔗糖不起催化作用。也就是說，酶的催化作用具有專一性的特點，每種酶只能催化一種或一類化合物。3．酶的作用條件很溫和高溫、低溫以及過酸和過堿，都會影響酶的活性，酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。酶的活性受溫度影響示意圖酶的活性受pH影響示意圖第三章生物的新陳代謝新陳代謝不僅需要酶，而且需要能量。新陳代謝所需要的能量是由細胞內的ATP直接提供的，ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。二、ATP（一）ATP的結構簡式ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，它是各種活細胞內普遍存在的一種高能磷酸化合物。ATP的結構式可以簡寫成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，～代表一種特殊的化學鍵，叫做高能磷酸鍵。ATP分子中大量的化學能就儲存在高能磷酸鍵中。ATP的水解實際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時能夠釋放出大量的能量。第三章生物的新陳代謝（二）ATP與ADP的相互轉化ATP與ADP相互轉化示意圖在有關酶的催化作用下，ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵水解，導致遠離A的那個磷酸基團脫離開來，形成游離的Pi（磷酸），同時，儲存在這個高能磷酸鍵中的能量釋放出來，此時ATP就轉化成ADP（二磷酸腺苷的英文縮寫）。另一方面，在另一種酶的催化作用下，ADP可以接受能量并與游離的Pi結合，重新形成ATP第三章生物的新陳代謝（三）ATP的形成途徑ADP轉化成ATP時所需能量的主要來源構成生物體的活細胞，根據(jù)生命活動的需要，內部時刻進行著ATP與ADP的相互轉化，同時也就伴隨著能量的儲存和釋放。我們可以形象地把ATP比喻成細胞內流通著的“能量貨幣”。正是由于細胞內具有這種流通著的“能量貨幣”，生物體的生命活動才能及時地得到能量供應，新陳代謝才能順利地進行。第三章生物的新陳代謝第二節(jié)光合作用一、光合作用的產物、條件和原料二氧化碳是光合作用的原料，水也是光合作用的原料。葉片剪影綠葉在光下釋放氧光合作用吸收二氧化碳光合作用的產物是淀粉和氧，光合作用的條件是光和葉綠體。光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水合成為儲存能量的有機物，并且釋放出氧的過程。第三章生物的新陳代謝二、光合作用的過程光合作用過程的圖解第三章生物的新陳代謝三、光合作用的重要意義（二）轉化并儲存太陽能（三）使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩(wěn)定（一）制造有機物由于大氣中的一部分氧轉化成了臭氧（O3），臭氧在大氣上層形成的臭氧層能夠有效地濾去太陽輻射中對生物具有強烈破壞作用的紫外線，從而使水生生物逐漸能夠在陸地上生活。（四）對生物的進化具有重要的作用定光合作用為包括人類在內的幾乎所有生物的生存提供了物質來源和能量來源?！熬G色工廠”將太陽能轉化成化學能吸收二氧化碳，釋放氧使地球上其他進行有氧呼吸的生物得以產生和發(fā)展第三章生物的新陳代謝第三節(jié)呼吸作用（一）有氧呼吸有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，最終產生出二氧化碳和水，同時釋放出大量能量的過程。一、呼吸作用的過程有氧呼吸的過程反應式：第三章生物的新陳代謝有氧呼吸過程圖解第一階段：一分子的葡萄糖分解成兩分子的丙酮酸，在分解過程中產生少量的氫[H]，同時釋放出少量的能量。第二個階段：丙酮酸經過一系列的反應，分解成二氧化碳和還原氫[H]，同時釋放出少量的能量。第三個階段：前兩個階段產生的還原氫[H]經過一系列的反應，與氧結合形成水，同時釋放出大量的能量。第三章生物的新陳代謝（二）無氧呼吸無氧呼吸一般是指在無氧條件下，通過酶的催化作用，植物細胞把糖類等有機物分解成為不徹底的氧化產物（一般是酒精或乳酸），同時釋放出少量能量的過程。這個過程對于高等植物來說叫做無氧呼吸；如果用于微生物（如乳酸菌、酵母菌），則習慣上叫做發(fā)酵。第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同；第二個階段是丙酮酸在無氧的條件下，經過酶的催化作用分解成酒精和二氧化碳，或者轉化為乳酸。無氧呼吸的過程：第三章生物的新陳代謝二、呼吸作用的重要意義呼吸作用能為植物的各項生命活動提供能量。植物在光合作用中把光能轉變?yōu)榛瘜W能，并且儲存在糖類等有機物中。植物在呼吸作用中又將糖類等有機物加以分解，釋放出其中的能量。呼吸作用釋放出來的能量一部分儲存在ATP中。當ATP在酶的作用下水解時，儲存在ATP中的能量就釋放出來，用在植物生命活動的各個方面，如細胞的分裂，植物的生長，無機鹽的吸收，新物質的合成等。第三章生物的新陳代謝第四節(jié)新陳代謝一、新陳代謝的概念同化作用異化作用生物體與外界環(huán)境之間物質和能量的交換，以及生物體內物質和能量的轉變過程，叫做新陳代謝，也可以簡稱為代謝。生物體把從外界環(huán)境中攝取的營養(yǎng)物質轉變成自身的組成物質，并且儲存能量。生物體又把組成自身的一部分物質分解，釋放出其中的能量，并且把代謝的最終產物排出體外。生物的新陳代謝過程也就是生物體的自我更新過程第三章生物的新陳代謝根據(jù)生物體同化作用方式不同有些生物體在異化作用的過程中，在缺氧的條件下仍然能夠將體內的有機物分解，從中獲得維持自身生命活動所需要的能量。根據(jù)生物體異化作用方式不同自養(yǎng)型有些生物體在異化作用的過程中，必須不斷地從外界環(huán)境中攝取氧來氧化分解體內的有機物，釋放出其中的能量，以便維持自身的各項生命活動。有些生物體在同化作用的過程中，能夠直接把從外界環(huán)境中攝取的無機物轉變?yōu)樽陨淼慕M成物質，并且儲存能量。二、新陳代謝的基本類型異養(yǎng)型需氧型厭氧型有些生物體在同化作用的過程中不能直接利用無機物制造有機物，只能從外界攝取現(xiàn)成的有機物轉變成為自身的組成物質，并且儲存能量。第三章生物的新陳代謝三、人和動物的物質代謝人和動物的物質代謝包括兩個方面的內容：一方面是人和動物要不斷地從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質，并且把它們轉變成自身的組成物質；另一方面是人和動物要不斷地分解自身的一部分組成物質，并且把分解的最終產物排出體外。葡萄糖在人和動物體內的變化情況（一）糖類代謝當血糖含量由于消耗而逐漸降低時，肝臟中的肝糖元可以分解成葡萄糖，并且陸續(xù)釋放到血液中，以便維持血糖含量的相對穩(wěn)定。肌肉中的肌糖元則作為能源物質，供給肌肉活動所需要的能量。用填喂的方法使北京鴨在較短的時間內肥育第三章生物的新陳代謝（二）脂類代謝脂類在人和動物體內的變化情況第三章生物的新陳代謝（三）蛋白質代謝氨基酸在動物和人體內的變化情況第三章生物的新陳代謝糖類可以大量轉變成脂肪，而脂肪卻不能大量轉變成糖類（四）三類營養(yǎng)物質代謝的關系糖類脂肪蛋白質只有在糖類供應充足的情況下，糖類才有可能大量轉變成脂肪只有當糖類代謝發(fā)生障礙，引起供能不足時，才由脂肪和蛋白質氧化分解供給能量，保證機體的能量當糖類和脂肪的攝入量都不足時，體內蛋白質的分解就會增加；而當大量攝入糖類和脂肪時，體內蛋白質的分解就會減少相互聯(lián)系相互制約第三章生物的新陳代謝四、人和動物的能量代謝（一）能量的儲存人和動物必須直接或間接地以綠色植物為食物，來獲取自身所需要的有機物。這些有機物經過消化、吸收和重新合成以后，一部分用來建造人和動物體的細胞，另一部分則儲存起來，同時也就儲存了能量。由此可見，人和動物體內儲存的能量，歸根結底來自光能。第三章生物的新陳代謝（二）能量的釋放和轉移人和動物細胞內的糖類、蛋白質和脂肪等有機物中，都含有大量的化學能。當這些有機物在細胞內氧化分解，生成二氧化碳和水等代謝終產物時，它們所含有的能量就釋放出來，供人和動物體的生命活動利用。在上述三大類營養(yǎng)物質中，糖類是主要的能源物質。第三章生物的新陳代謝（三）能量的利用總之，生物體都需要不斷地進行物質代謝和能量代謝來維持生命活動，實現(xiàn)自我更新。生物體一旦停止了新陳代謝，它的生命也就結束了。生物學第四章生命活動的調節(jié)第四章生命活動的調節(jié)第一節(jié)植物的激素調節(jié)第二節(jié)動物的生命活動調節(jié)第四章生命活動的調節(jié)第一節(jié)植物的激素調節(jié)植物激素是在植物體內通過新陳代謝產生，能從產生部位移動到作用部位，并對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物，也被稱為植物天然激素或植物內源激素。植物激素主要有五類：生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯。第四章生命活動的調節(jié)一、生長素的發(fā)現(xiàn)1880年，達爾文在研究植物的向光性時提出，單側光的照射會使胚芽鞘的尖端產生某種刺激，當這種刺激傳遞到下部的生長區(qū)時，會造成植物的背光面比向光面生長得快，從而出現(xiàn)向光性彎曲。植物的向光性第四章生命活動的調節(jié)1928年，荷蘭科學家溫特通過實驗證明造成胚芽鞘彎曲的刺激是一種化學物質。溫特認為這可能是一種和動物激素類似的物質，并把這種物質命名為生長素。1934年，荷蘭科學家克格爾等人從人尿中分離出具有生長素效應的化學物質——吲哚乙酸。1942年人們才從高等植物中分離出生長素。后來，科學家進一步發(fā)現(xiàn)植物體內具有生長素效應的物質除了吲哚乙酸，還有笨乙酸、吲哚丁酸等。生長素在植物體內的運輸，主要是從植物體的上端向下端運輸，而不能倒轉過來運輸。第四章生命活動的調節(jié)生長素對植物的生長作用往往具有兩重性。生長素既能促進植物生長，也能抑制植物生長；既能促進發(fā)芽，也能抑制發(fā)芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。這種現(xiàn)象與生長素的濃度和植物器官種類有關。一般來說，低濃度的生長素可以促進植物生長，而高濃度的生長素則抑制植物生長，甚至殺死植物。二、生長素的生理作用植物的頂端優(yōu)勢（左）和解除（右）第四章生命活動的調節(jié)三、生長素在農業(yè)生產中的應用促進扦插的枝條生根在農業(yè)生產中，人們可以根據(jù)植物頂端優(yōu)勢的原理，采用一定的技術措施來提高農作物的產量。生產無子果實防止落花落果第四章生命活動的調節(jié)四、其他植物激素植物的生長發(fā)育過程，不是受單一激素的調節(jié)，而是由多種激素相互協(xié)調、共同調節(jié)的。除了生長素外，目前公認的植物激素還有赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯，這幾類激素普遍存在于被子植物體內。第四章生命活動的調節(jié)第二節(jié)動物的生命活動調節(jié)一、體液調節(jié)體液調節(jié)是指某些化學物質（如激素、二氧化碳）通過體液的傳送，對人和動物體的生理活動所進行的調節(jié)。激素調節(jié)其他體液調節(jié)相關激素協(xié)同作用拮抗作用第四章生命活動的調節(jié)（一）激素調節(jié)激素名稱產生激素的內分泌器官激素的主要生理作用生長激素垂體促進生長，主要是促進蛋白質的合成與骨的生長。促甲狀腺激素垂體促進甲狀腺的生長發(fā)育，調節(jié)甲狀腺激素的合成和分泌。促性腺激素垂體促進性腺的生長發(fā)育，調節(jié)性激素的合成與分泌等。甲狀腺激素甲狀腺促進新陳代謝和生長發(fā)育，尤其對中樞神經系統(tǒng)的發(fā)育和功能具有重要影響，能提高神經系統(tǒng)的興奮性。胰島素胰腺中的

胰島B細胞調節(jié)糖類代謝，降低血糖含量，促進血糖合成糖元，抑制非糖物質轉化為葡萄糖，從而使血糖含量降低。胰高血糖素胰腺中的

胰島A細胞提高血糖含量，促進糖原分解，并促進一些非糖物質轉化為葡萄糖，從而使血糖含量升高。雄激素主要是睪丸分別促進雌雄生殖器官的發(fā)育和生殖細胞的生成，激發(fā)和維持各自的第二性征；雌激素能激發(fā)和維持雌性的正常性周期。雌激素主要是卵巢孕激素卵巢促進子宮內膜和乳腺等的生長發(fā)育，為受精卵著床和泌乳準備條件。第四章生命活動的調節(jié)（二）相關激素間的協(xié)同作用和拮抗作用2．拮抗作用1．協(xié)同作用協(xié)同作用是指不同激素對同一生理效應都發(fā)揮作用，從而達到增強效應的結果。這可以通過生長激素和甲狀腺激素對生長發(fā)育的作用來說明。拮抗作用是指不同激素對某一生理效應發(fā)揮相反的作用。這可以通過胰島素和胰高血糖素對血糖含量的調節(jié)來說明。胰高血糖素是由胰島A細胞分泌的，它的主要作用是促進糖元分解和非糖物質轉化為葡萄糖，從而使血糖升高。第四章生命活動的調節(jié)參與體液調節(jié)的化學物質除了激素以外，還有二氧化碳和氫離子等，它們對機體的生理活動也有調節(jié)作用。其中，二氧化碳是調節(jié)呼吸的有效生理刺激。例如，當吸入的二氧化碳含量升高，動脈血中的二氧化碳含量也隨之升高，這樣就形成了對呼吸中樞的有效刺激，使呼吸中樞的活動加強，呼吸加深加快，肺的通氣量增大，從而加快對二氧化碳的清除，使肺泡和動脈中的二氧化碳含量維持在正常水平。（三）其他體液調節(jié)第四章生命活動的調節(jié)二、神經調節(jié)人和動物的生理活動除受體液調節(jié)、自身調節(jié)之外，還有一種主要的調節(jié)形式——神經調節(jié)。神經活動的基本方式是反射。動物生下來就有的，通過遺傳而獲得的先天性反射叫做非條件反射。動物出生后，在生活過程中通過訓練逐漸形成的后天反射，叫做條件反射。（一）條件反射與非條件反射第四章生命活動的調節(jié)非條件反射與條件反射的區(qū)別非條件反射條件反射1．是在長期種族進化過程中形成的先天性反射1．是在個體生活過程中建立的獲得性反射2．參與反射的中樞是腦干和脊髓2．參與反射的中樞是大腦皮層3．引起反射的刺激必須是該感受器的直接刺激3．任何無關刺激都可變?yōu)闂l件反射的刺激4．反射弧是永久固定的4．反射弧是暫時的、易變的5．適應范圍小，只適應不變的環(huán)境5．適應范圍廣，可以適應多變的環(huán)境第四章生命活動的調節(jié)（二）反射的結構基礎——反射弧刺激傳入神經完成反射的結構基礎為反射弧，它是動物從接受刺激到產生興奮，以及興奮在神經系統(tǒng)內運行的整個過程。感受器神經中樞傳出神經效應器機體活動反射的作用流程第四章生命活動的調節(jié)根據(jù)感受器特化程度分類外感受器主要分布在皮膚、黏膜、視器和聽器等處，刺激主要來自外界，如觸、壓、痛、溫、光、聲等。按感受器所在的部位和刺激的來源分類一般感受器內感受器分布于內臟，接受心血管等處來的物理和化學刺激，如滲透壓、溫度、離子和化合物濃度等的刺激。一般感受器分布于全身各處，如痛、溫、觸、壓等感受器。感受器是指分布在體表或組織內部的一些專門感受機體內、外環(huán)境改變的結構或裝置。特殊感受器內感受器外感受器特殊感受器僅分布于頭部，如視、聽、平衡、嗅、味等感受器。本體感受器本體感受器主要分布于肌、肌腱、關節(jié)和內耳的位置，主要接受來自機體運動時所產生的刺激。第四章生命活動的調節(jié)感覺類型感受器結構視覺視桿和視錐細胞聽覺毛細胞嗅覺嗅神經元味覺味感受細胞觸壓覺神經末稍溫覺神經末稍冷覺神經末稍痛覺游離神經末稍人體的主要感覺類型和相應的感受器第四章生命活動的調節(jié)（三）植物性神經調節(jié)我們在生活中會有這樣的體驗：在劇烈運動時心跳會加快，呼吸也會加深加快；轉入安靜狀態(tài)時，心跳和呼吸則會變慢，并逐漸恢復到正常狀態(tài)。人體之所以會出現(xiàn)這些變化，與中樞神經系統(tǒng)的調節(jié)作用有關，而中樞神經系統(tǒng)對心臟、肺等內臟活動的調節(jié)，是通過植物性神經的活動來實現(xiàn)的。植物性神經是指支配各種內臟器官活動的傳出神經，包括交感神經和副交感神經兩大類。第四章生命活動的調節(jié)三、神經調節(jié)與體液調節(jié)的區(qū)別和聯(lián)系神經調節(jié)體液調節(jié)區(qū)別以反射的方式來實現(xiàn)的，反射的結構基礎是反射弧激素隨著血液循環(huán)輸送到全身各處而發(fā)揮調節(jié)作用的聯(lián)系①體內大多數(shù)內分泌腺都受中樞神經系統(tǒng)的控制②內分泌腺所分泌的激素也可以影響神經系統(tǒng)的功能共同協(xié)調、相輔相成第四章生命活動的調節(jié)四、動物的行為（一）按動物行為的不同表現(xiàn)分類1.覓食行為覓食行為是動物通過自身獨特的方式獲取生存所需食物的行為，與之密切相連的是儲食行為。2．攻擊行為攻擊行為是同種動物個體之間的相互爭斗。第四章生命活動的調節(jié)四、動物的行為（一）按動物行為的不同表現(xiàn)分類3．防御行為防御行為是異種動物之間進行的保護自己、防御天敵的行為，分為初級防御和次級防御。4．繁殖行為繁殖行為是與動物繁殖后代有關的行為。第四章生命活動的調節(jié)四、動物的行為（一）按動物行為的不同表現(xiàn)分類5．節(jié)律行為動物的活動或運動因適應環(huán)境中自然因素的變化而發(fā)生的有節(jié)律性的變動。6．社群行為動物的社群行為是同種動物之間維持群體共同生存的行為。第四章生命活動的調節(jié)定向行為包括化學定向、視覺定向、聽覺定向。7．定向行為8．通信行為通訊行為是指動物社群中要依靠信息的傳遞來達到行動的一致，包括視覺通信、聽覺通信、化學通信、觸覺和電通信。（二）按動物行為獲得途徑的不同分類先天性行為學習行為先天性行為是動物生來就有，由動物體內的遺傳物質決定的行為。學習行為是指在遺傳基因的基礎上，通過環(huán)境因素的作用，通過生活經驗和學習獲得的行為。有一種特殊的學習方式稱為印刻（或印隨）。如：幼鴨在孵出后的某個時期內對于它接觸到的活動物體可以產生一種“依戀”現(xiàn)象，總尾隨其后。第四章生命活動的調節(jié)（三）激素調節(jié)、神經調節(jié)與動物行為1．激素調節(jié)與動物行為激素調節(jié)對動物行為的影響表現(xiàn)最顯著的是性行為和對幼仔的照顧方面。影響性行為的激素主要是由性腺（睪丸和卵巢）分泌的性激素。許多動物性腺的發(fā)育程度是隨季節(jié)而變化的：在繁殖季節(jié)性腺發(fā)達；繁殖期結束后，性腺退化縮小。而動物的性行為活動與性腺的大小有關，性腺小時，缺乏性行為活動，只有當性腺增大到一定程度后，才開始出現(xiàn)性行為活動。第四章生命活動的調節(jié)2．神經調節(jié)與動物行為動物的行為，無論是先天性行為（包括趨性、非條件反射、本能）還是后天性行為（包括印隨、模仿、條件反射等），都與神經系統(tǒng)的調節(jié)作用有著直接的聯(lián)系。在動物的行為中，激素調節(jié)與神經調節(jié)是相互協(xié)調作用的，但是神經系統(tǒng)的調節(jié)作用仍處于主導地位。生物學第五章生物的生殖和發(fā)育第五章生物的生殖和發(fā)育第一節(jié)生物的生殖第二節(jié)生物的個體發(fā)育第五章生物的生殖和發(fā)育第一節(jié)生物的生殖生物的種類很多，生殖方式相應地也多種多樣，總的來說可以分為無性生殖和有性生殖兩大類。（一）無性生殖一、生殖的類型水螅的出芽生殖草莓的營養(yǎng)生殖第五章生物的生殖和發(fā)育不經過生殖細胞的結合，而是由母體直接產生新個體的生殖方式叫無性生殖。生殖方式概

念舉例分裂生殖由一個生物體直接分裂成為兩個新個體。這兩個新個體大小和形狀基本相同。變形蟲、

草履蟲、細菌出芽生殖在母體的一定部位長出芽體，芽體長大以后，從母體上脫落下來，成為與母體一樣的新個體。酵母菌、水螅孢子生殖真菌和一些植物能夠產生一種無性的生殖細胞——孢子。孢子在適宜的環(huán)境條件下能夠萌發(fā)并長成新個體。青霉、曲霉、衣藻營養(yǎng)生殖植物體營養(yǎng)器官（根、莖、葉）的一部分在與母體脫離后，能夠發(fā)育成為一個新個體。馬鈴薯塊莖、

草莓的匍匐莖幾種常見的無性生殖方式第五章生物的生殖和發(fā)育人們根據(jù)植物細胞具有全能性的理論，研究出一項無性繁殖的新技術——植物的組織培養(yǎng)技術。A—分蘗芽萌動B—枝條纖細的無根苗C—單芽，生長健壯D—不定芽數(shù)目多E—叢生芽F—試管苗生根第五章生物的生殖和發(fā)育（二）有性生殖被子植物有性生殖過程示意圖1—百合科植物的花2—子房的縱切3—一個花藥的縱切4—花粉管的萌發(fā)5—一個胚珠的縱切，完成雙受精6—一粒種子的縱切7—幼苗第五章生物的生殖和發(fā)育二、減數(shù)分裂和有性生殖細胞的形成無論是動物還是植物的生殖細胞，在形成過程中染色體數(shù)目都要減少一半，這個過程為減數(shù)分裂。在整個減數(shù)分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次。減數(shù)分裂的結果是，新產生的生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始的生殖細胞中的減少了一半。第五章生物的生殖和發(fā)育哺乳動物的精子和卵細胞的形成（一）精子的形成過程人的睪丸和精子精子的形成過程圖解第五章生物的生殖和發(fā)育（二）卵細胞的形成過程卵細胞的形成過程圖解人的卵巢（橫切面）和卵細胞第五章生物的生殖和發(fā)育減數(shù)分裂的基本過程第五章生物的生殖和發(fā)育減數(shù)分裂形成的精子和卵細胞，必須相互結合形成受精卵，才能發(fā)育成新個體。精子與卵細胞融合成為受精卵的過程，叫做受精作用。在受精作用進行時，精子借助于尾部的擺動游向卵細胞。當精子和卵細胞相遇時，通常是精子的頭部進入卵細胞，尾部留在卵細胞的外面。與此同時，卵細胞的細胞膜外面出現(xiàn)一層特殊的膜，以阻止其他精子再進入。精子的頭部進入卵細胞后不久，精子的細胞核就與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起。這樣，受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目，其中一半的染色體來自精子（父方），另一半來自卵細胞（母方）。（三）受精作用第五章生物的生殖和發(fā)育第二節(jié)生物的個體發(fā)育一、被子植物的個體發(fā)育種子的形成和萌發(fā)植物的生長和發(fā)育胚的發(fā)育胚乳的發(fā)育被子植物的雙受精完成以后，一般說來，花被和雄蕊首先凋謝，柱頭和花柱也隨著萎縮，只有子房繼續(xù)生長發(fā)育。在子房的胚珠里面，受精卵逐漸發(fā)育成胚，受精極核逐漸發(fā)育成胚乳。第五章生物的生殖和發(fā)育薺菜胚的發(fā)育過程薺菜的受精卵經過短暫的休眠以后，就開始進行有絲分裂。在第一次分裂形成的兩個細胞中，靠近珠孔的一個叫做基細胞，另一個叫做頂細胞。頂細胞經過多次分裂，形成球狀胚體?；毎涍^幾次分裂，形成一列細胞，構成胚柄。胚柄可以從周圍組織中吸收并運送營養(yǎng)物質，供球狀胚體發(fā)育。在胚體發(fā)育完成后，胚柄就退化消失了。由于球狀胚體頂端兩側的細胞分裂速度比較快，就形成了兩個突起，這兩個突起逐漸發(fā)育成兩片子葉。兩片子葉之間的一些細胞發(fā)育成胚芽，胚體基部的一些細胞發(fā)育成胚根，而胚芽與胚根之間的細胞則形成胚軸。這樣，子葉、胚芽、胚軸和胚根就構成了薺菜的胚。第五章生物的生殖和發(fā)育胚乳的發(fā)育在薺菜的卵細胞受精的同時，兩個極核融合之后，再與另一個精子結合。受精的極核不經過休眠就開始進行有絲分裂，經過多次分裂形成大量的胚乳細胞。這些胚乳細胞構成了胚乳。玉米種子的萌發(fā)過程第五章生物的生殖和發(fā)育幼苗經過一段時間的生長，成為一株具有根、莖、葉三種營養(yǎng)器官的植株。植株生長發(fā)育到一定階段，就開始形成花芽，接下來便是開花、結果?；ㄑ康男纬蓸酥局成L的開始。（二）植物的生長和發(fā)育第五章生物的生殖和發(fā)育二、高等動物的個體發(fā)育（一）胚胎發(fā)育蛙受精卵卵裂的幾個時期動物受精后不久，受精卵便開始進行細胞分裂。一個受精卵分裂成兩個細胞，兩個細胞分裂成四個細胞，四個細胞再分裂成八個……這些早期的細胞分裂叫卵裂。第五章生物的生殖和發(fā)育卵裂進行到一定時期，細胞增多，于是就形成了一個內部有腔的球狀胚。這個時期的胚胎叫做囊胚，里面的腔叫做囊胚腔。從囊胚到原腸胚的模式圖原腸胚有三個胚層：表面的外胚層，內面的內胚層，在內外胚層之間的是中胚層。這三個胚層繼續(xù)發(fā)育，經過細胞分化，形成組織、器官，最后發(fā)育成一個完整的幼體。第五章生物的生殖和發(fā)育爬行類、鳥類和哺乳類等動物在胚胎發(fā)育的早期，從胚胎四周的表面開始，形成了圍繞胚胎的胚膜。胚膜的內層叫做羊膜。羊膜呈囊狀，里面充滿了液體，叫做羊水。羊膜和羊水不僅保證了胚胎發(fā)育所需的水環(huán)境，還具有防震和保護作用，使這些動物增強了對陸地環(huán)境的適應能力。爬行動物的胚胎第五章生物的生殖和發(fā)育（二）胚后發(fā)育許多動物的幼體在形態(tài)結構和生活習性上都與成體差別較小，因此，幼體不經過明顯的變化就會逐漸長成為成體，如爬行動物、鳥類和哺乳動物。對于這些動物來說，胚后發(fā)育主要是指身體的長大和生殖器官的逐漸成熟。有些動物的幼體與成體，在形態(tài)結構和生活習性上有明顯的差異，如蛙、蠶等。這類動物在胚后發(fā)育的過程中，形態(tài)結構和生活習性都要發(fā)生顯著的變化，而且這些變化是集中在短期內完成的。這種類型的胚后發(fā)育過程叫做變態(tài)發(fā)育。生物學第六章遺傳與變異第六章遺傳與變異第一節(jié)遺傳的物質基礎第二節(jié)生物的遺傳第三節(jié)生物的變異第三節(jié)遺傳與優(yōu)生第六章遺傳與變異第一節(jié)遺傳的物質基礎生物體生長發(fā)育到一定階段，就會產生自己的后代，以保持生命的連續(xù)性。生物體在繁衍后代的過程中，總是表現(xiàn)出各種遺傳和變異的現(xiàn)象。子代與親代之間在形態(tài)結構和生理功能上常常相似的現(xiàn)象，叫做遺傳；親代與子代之間以及子代的個體之間總是存在著差異的現(xiàn)象，叫做變異。一、DNA是主要的遺傳物質二、DNA的分子結構和復制三、基因第六章遺傳與變異（一）肺炎鏈球菌的轉化實驗F.Griffith的肺炎鏈球菌轉化實驗第六章遺傳與變異O.Avery等的體外轉化實驗艾弗里提出了不同于當時大多數(shù)科學家觀點的結論：DNA才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。第六章遺傳與變異（二）噬菌體侵染細菌的實驗T2噬菌體結構示意圖上述事實說明，只有DNA才是親代和子代之間具有連續(xù)性的遺傳物質，它攜帶著親代的全部基因，控制著子代的發(fā)育。第六章遺傳與變異二、DNA的分子結構和復制DNA分子的結構模式圖（一）DNA的分子結構DNA分子的基本單位——脫氧核苷酸第六章遺傳與變異DNA分子雙螺旋結構的主要特點①DNA分子是由兩條脫氧核苷酸鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構；②DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，含氮堿基（簡稱堿基）排列在內側；③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對有一定的規(guī)律：A（腺嘌呤）一定與T（胸腺嘧啶）配對，G（鳥嘌呤）一定與C（胞嘧啶）配對，堿基之間這種一一對應的關系，叫做堿基互補配對原則。第六章遺傳與變異DNA的復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。體細胞中DNA分子的復制是在有絲分裂的間期（對于減數(shù)分裂來說，則是在第一次分裂開始前的間期）完成的。（二）DNA分子的復制DNA分子的復制圖解由于新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。因此，這種復制方式叫做半保留復制。DNA分子通過復制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。第六章遺傳與變異基因等同于DNA嗎？三、基因基因是具有遺傳效應的DNA片段基因的復制是通過DNA分子的復制來完成的。每條染色體只含有1～2個DNA分子，每個DNA分子上有多個基因，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸，基因的脫氧核苷酸排列順序就代表了遺傳信息。由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序不同，因此，不同的基因具有不同的遺傳信息。第六章遺傳與變異遺傳學第二定律——自由組合定律遺傳學第三定律——連鎖交換定律遺傳學第一定律——分離定律一、遺傳的基本定律第二節(jié)生物的遺傳1．一對相對性狀的雜交試驗2．對性狀分離現(xiàn)象的解釋3．基因型和表現(xiàn)型4．分離定律的驗證1．兩對相對性狀的雜交試驗2．對自由組合現(xiàn)象的解釋3．對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證1．果蠅的連鎖遺傳現(xiàn)象2．連鎖遺傳現(xiàn)象的解釋3．基因的連鎖和交換規(guī)律的研究意義第六章遺傳與變異（一）遺傳學第一定律——分離定律人工異花傳粉示意圖第六章遺傳與變異1．一對相對性狀的雜交試驗高莖豌豆與矮莖豌豆的雜交試驗孟德爾用純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆作親本（用P表示）進行雜交（用×表示）。結果發(fā)現(xiàn)，無論用高莖豌豆作母本（用♀表示），還是作父本（用♂表示），雜交后產生的第一代（簡稱子一代，用F1表示）的結果一樣，都是高莖豌豆。孟德爾又讓子一代植株進行自交（用表示），結果在第二代（簡稱子二代，用F2表示）植株中，既有高莖的，又有矮莖的。第六章遺傳與變異孟德爾豌豆雜交試驗結果：性狀親本的相對性狀FFF2比率

（顯性∶隱性）顯性

隱性種子形狀圓形×皺縮全部圓形5474圓形，1850皺縮2.96∶1子葉顏色黃色×綠色全部黃色6022黃色，2001綠色3.01∶1種皮顏色（花的顏色）褐色×白色（紅色×白色）全部褐色（全部紅色）705褐色，224白色（紅花）（白花）3.15∶1豆莢形狀飽滿×縊縮全部飽滿882飽滿，299縊縮2.95∶1豆莢顏色（未成熟時）綠色×黃色全部綠色428綠色，152黃色2.82∶1花的部位腋生×頂生全部腋生651腋生，207頂生3.14∶1莖的高度高莖×矮莖全部高莖787高莖，277矮莖2.84∶1第六章遺傳與變異三個共同的特點：①F1只表現(xiàn)出一個親本性狀，孟德爾把F1表現(xiàn)出來的親本性狀叫做顯性性狀（dominantcharacter），沒有表現(xiàn)出來的親本性狀叫做隱性性狀（recessivecharacter）；②F2中一部分植株表現(xiàn)出一個親本的性狀，其余的植株表現(xiàn)出另一個親本的性狀，即顯性性狀和隱性性狀同時出現(xiàn)，這種現(xiàn)象叫做性狀分離（segregationofcharacter）；③在F2群體中，顯性性狀與隱性性狀的數(shù)量比接近3∶1。第六章遺傳與變異2．對性狀分離現(xiàn)象的解釋在生物的體細胞中，控制性狀的基因都是成對存在的。在形成配子時，一對基因相互分離，各到不同的配子中去，每個配子只有該等位基因中的一個基因。在受精時，不同配子間的兩個等位基因又以同等的機會互相結合。正是這樣一個簡單的機制，給實驗結果做出了合理的解釋。人們將孟德爾提出的這個重要原理，稱為分離定律（lawofsegregation），又稱為遺傳學第一定律。高莖豌豆與矮莖豌豆雜交試驗的分析圖解第六章遺傳與變異基因型和表現(xiàn)型的關系比較復雜，表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同；由于遺傳下來的并不一定都能表現(xiàn)出來，還涉及到個體發(fā)育條件是否影響到基因的表型效應，所以，只有在環(huán)境條件相同時，基因型相同的個體，其表現(xiàn)型才能相同。基因型為DD或dd的個體，因為它們的一對基因彼此相同，所以叫做純合子（homozygote）；基因型為Dd的個體，因為它們的一對基因彼此不同，所以叫做雜合子（heterozygote）?；蛐停╣enotype）又稱遺傳型，是對某一生物個體全部基因組合的總稱?；蛐褪侨庋劭床灰姷?。表現(xiàn)型（phenotype）是指具有特定基因型的個體，在一定環(huán)境條件下，所表現(xiàn)出來的性狀特征的總和。3．基因型和表現(xiàn)型第六章遺傳與變異雜合高莖（Dd）與純隱性矮莖（dd）回交，按分離定律，其后代高莖（Dd）與矮莖（dd）應出現(xiàn)1∶1的比例。孟德爾的驗證結果與預期的完全符合，從而證實了分離定律。如果子一代基因型未知，這樣一種雜交方法又稱為測交（testcross）。測交可用來測定高莖植株的基因型究竟是DD還是Dd。豌豆植株高矮莖的回交試驗4．分離定律的驗證第六章遺傳與變異（二）遺傳學第二定律——自由組合定律黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆的雜交試驗兩對相對性狀的測交試驗第六章遺傳與變異親代基因對數(shù)與基因型和表現(xiàn)型的關系親代基因對數(shù)子一代配子數(shù)子一代配子組合數(shù)子二代基因型數(shù)子二代表現(xiàn)型數(shù)分離比12432(3∶1)1241694(3∶1)23864278(3∶1)34162568116(3∶1)4………………n2n4n3n2n(3∶1)n第六章遺傳與變異二、性別決定和伴性遺傳具有性別分化的生物體的細胞中，在n對染色體中，其中一對染色體在形狀上與其他染色體不同，它決定生物的性別，稱為性染色體（sexchromosome），其余的染色體稱為常染色體（autosome）。（一）性別決定1．性染色體雌雄果蠅體細胞的染色體圖解第六章遺傳與變異2．性別決定雄雜合型即XY型，在生物界較為普遍，大多數(shù)雌雄異體的植物、人和全部哺乳動物、多數(shù)昆蟲如果蠅、一些魚類和兩棲類都屬于這一類型。這類生物在配子形成時，由于雄性個體是異配子性別，可產生分別含有X和Y染色體的兩種雄配子；雌性個體是同配子性別，只產生含有X染色體的一種雌配子。因此當雌雄配子結合受精時，含X的卵細胞與含X的精子結合形成的受精卵（XX），將發(fā)育成雌性；含X的卵細胞與含Y的精子結合形成的受精卵（XY），將發(fā)育成雄性。人類的性染色體就屬于XY型，因而雌性和雄性的比例（簡稱性比）一般總是1∶1。雄雜合型第六章遺傳與變異人類染色體分組圖第六章遺傳與變異XY型性別決定與XY型相似的還有XO型。它的雌性的性染色體為XX；雄性的性染色體只有一個X，而沒有Y，不成對。其雄性個體產生含有X和不含有X的兩種雄配子，故稱為XO型，如蝗蟲、蟋蟀等。第六章遺傳與變異雌雜合型ZW型性別決定雌雜合型即ZW型，鳥類和鱗翅目昆蟲（家蠶、蛾類、蝶類等）都屬于這一類型。該類型與XY型恰恰相反，雌性個體是異配子性別，即ZW；而雄性個體是同配子性別，即ZZ。這類生物在配子形成時，雌性個體產生分別含有Z和W染色體的兩種雌配子，而雄性個體只產生含有Z染色體的一種雄配子，故當雌雄配子結合受精時，所形成的雌雄性比同樣是1∶1。第六章遺傳與變異（二）伴性遺傳生物中某些遺傳現(xiàn)象和性別有關，這是性染色體上的一種基因所表現(xiàn)的特殊遺傳現(xiàn)象，它和常染色體上的基因的遺傳方式有所不同。我們稱基因在性染色體上遺傳的遺傳方式為伴性遺傳（sex-linkedinheritance）。例如，人類的紅綠色盲和抗維生素D佝僂病的遺傳。第六章遺傳與變異1．人類紅綠色盲癥女

性男

性基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY表現(xiàn)型正常正常（攜帶者）色盲正常色盲人的正常色覺和紅綠色盲的基因型和表現(xiàn)型人類紅綠色盲是一種常見的隱性伴性遺傳病，患者由于色覺障礙，不能像正常人那樣區(qū)分紅色和綠色。色盲是由位于X染色體上的紅綠色盲基因（b）控制的。第六章遺傳與變異幾種紅綠色盲的遺傳方式圖解第六章遺傳與變異2．抗維生素D佝僂病抗維生素D佝僂病（vitaminDresistentrickets）是一種腎小管遺傳缺陷性疾病。兩種抗維生素D佝僂病的婚配圖解第六章遺傳與變異第三節(jié)生物的變異在豐富多彩的世界里，親代與子代之間以及子代的個體之間存在著或多或少的差異，這就是生物的變異現(xiàn)象。生物的變異主要分為兩類：不可遺傳的變異和可遺傳的變異。僅僅是環(huán)境因素影響造成的，并沒有引起遺傳物質的變化，叫做不可遺傳的變異。由于遺傳物質發(fā)生變化而引起的，這種變異是能遺傳下去的，叫做可遺傳的變異。在可遺傳的變異中，變異的原因并不相同。一些是通過基因的重新組合而引起的，叫做基因重組（generecombination），另外一些是由于遺傳物質本身的結構和數(shù)量發(fā)生變化引起的，這就是基因突變和染色體變異。第六章遺傳與變異一、基因突變基因突變（又稱基因的點突變，pointmutation）是指由于DNA分子片段中發(fā)生了堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因分子結構的改變。正常型紅細胞（左）與鐮刀型細胞貧血癥紅細胞（右）的形狀比較易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變并提高突變頻率的因素可分為三類：物理因素、化學因素和生物因素。第六章遺傳與變異（二）基因突變引起的人類遺傳病1．單基因遺傳病——是指受一對等位基因控制的遺傳病軟骨發(fā)育不全的患兒目前，世界上已經發(fā)現(xiàn)的這類遺傳病大約有6500多種。單基因遺傳病大體有兩類情況：一類是由顯性致病基因引起的，另一類是由隱性致病基因引起的。軟骨發(fā)育不全就是由顯性致病基因A引起的顯性遺傳病。苯丙酮尿癥是由隱性致病基因p（基因型是pp）引起的隱性遺傳病。第六章遺傳與變異2．多基因遺傳病多基因遺傳病是指受兩對以上的等位基因控制的人類遺傳病。其遺傳效應較多地受環(huán)境因素的影響，與單基因遺傳病相比，多基因遺傳病不只是由遺傳因素決定，而是由遺傳因素與環(huán)境因素共同起作用的。多基因遺傳病主要包括一些先天性發(fā)育異常和一些常見病，如先天性心臟病、冠心病、先天性腭裂、原發(fā)性癲癇、原發(fā)性高血壓和哮喘病等。多基因遺傳病的致病基因在家系中的傳遞特征雖不及單基因遺傳病那么明顯，但也有其家族特點，多基因遺傳病有家族聚集傾向，患者親屬發(fā)病率高于群體發(fā)病率，但可隨著親緣關系的疏遠程度而遞減。第六章遺傳與變異二、染色體變異類

型正常染色體染色體結構變異事

例缺失一條正常染色體斷裂后丟失一個片段↓貓叫綜合征（人的第5號染色體部分缺失）重復一條染色體的片段連接到同源的另一條染色體上↓果蠅的棒狀眼（X染色體上部分重復）第六章遺傳與變異類

型正常染色體染色體結構變異事

例倒位一條染色體片段斷裂后倒轉180°重新接到原部位↓女性習慣性流產（第9號染色體長臂倒置）易位一條染色體斷裂后與另一條非同源染色體接合↓人慢性粒細胞白血病（第14號與第22號染色體部分易位）第六章遺傳與變異2．染色體數(shù)目的變異一般來說，每一種生物的染色體數(shù)目都是穩(wěn)定的，但是在某些特定的環(huán)境條件下，生物體的染色體數(shù)目會發(fā)生改變，從而產生可遺傳的變異。染色體數(shù)目的變異可以分為兩類：一類是細胞內的個別染色體的增加或減少，另一類是細胞內的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。遺傳上把一個正常配子中所包含的整套染色體稱為一個染色體組或基因組（genome）。凡是細胞核中含有一個完整染色體組的稱為單倍體（haploid），含有兩個染色體組的稱為二倍體（diploid）。細胞核中含有三個或三個以上染色體組的稱為多倍體（polyploid）。第六章遺傳與變異（二）染色體變異引起的人類遺傳病1．常染色體病——是指由于常染色體的結構或數(shù)目改變而引起的遺傳病，如先天性愚型。先天性愚型患者的染色體第六