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文檔簡介
緒論一、生物學(xué)的研究對象與內(nèi)容-內(nèi)涵及任務(wù)二、生命的多樣性與統(tǒng)一性三、生物學(xué)的開展概況四、為什么要學(xué)習(xí)普通生物學(xué)五、學(xué)什么六、如何學(xué)一、生命科學(xué)的研究對象與內(nèi)容生物學(xué)(Biology)是研究生物體的生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué),即:研究自然界所有生物的起源、演化、生長發(fā)育、遺傳變異等生命活動的規(guī)律和生命現(xiàn)象的本質(zhì),以及各種生物之間、生物與環(huán)境之間的相互聯(lián)系。生物學(xué)又稱生命科學(xué)(LifeScience),它是自然科學(xué)的根底學(xué)科之一。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。物體物質(zhì)生物:即:生物就是具有生命的物體〔有機(jī)體VS生物〕生命二、生命的多樣性與統(tǒng)一性〔一〕生命的統(tǒng)一性〔生命的根本特征〕1、細(xì)胞是生物的根本組成單位〔病毒除外)2、新陳代謝、生長和運(yùn)動是生命的根本功能物理運(yùn)動—化學(xué)運(yùn)動—生命運(yùn)動〔最高級運(yùn)動形式〕3、生命通過繁殖而延續(xù),DNA是生物遺傳的根本物質(zhì)4、生物具有個體發(fā)育和系統(tǒng)進(jìn)化的歷史5、生物對外界可產(chǎn)生應(yīng)激反響和自我調(diào)節(jié),對環(huán)境具有適應(yīng)性〔二〕生命的多樣性〔生物多樣性〕1、生物多樣性:在一定時(shí)間和空間內(nèi),物種及生態(tài)系統(tǒng)的多樣化與變異性。2、生物多樣性的三個層次1、遺傳多樣性〔我國水稻有50000多個品種,大豆20000多個品種〕2、物種多樣性〔已描述的生物種類約175萬種〕3、生態(tài)系統(tǒng)多樣性〔據(jù)初步統(tǒng)計(jì):我國有陸生生態(tài)類型599類,如:熱帶雨林,亞熱帶常綠闊葉林,針葉林,溫帶草原,高寒草甸……〕三、生物學(xué)的開展概況達(dá)爾文《物種的起源》1997綿羊“多莉”克隆生命科學(xué)的開展1839年Schleiden和Schwann細(xì)胞學(xué)說1859年Darwin進(jìn)化論1866年Mendel植物雜交實(shí)驗(yàn)1926年morgan基因論1953年Watson和CrickDNA雙螺旋1973年斯坦福大學(xué)Cohn加州大學(xué)Boyer基因工程重組DNA技術(shù)之父1997年2月蘇格蘭Wilmut綿羊“多莉”的克隆2000年6月人類基因組方案2001年干細(xì)胞研究20年后?20世紀(jì)后葉分子生物學(xué)的突破性成就,使生命科學(xué)在自然科學(xué)中的位置起了革命性的變化,現(xiàn)已聚集起更大的力量,醞釀著更大的突破走向21世紀(jì)。生命科學(xué)的開展和進(jìn)步也向數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息、材料及許多工程科學(xué)提出了很多新問題、新思路和新挑戰(zhàn),帶動了其他學(xué)科的開展和提高,生命科學(xué)將成為21世紀(jì)的帶頭學(xué)科。生物學(xué)的分科依照研究類群不同可以分:動物學(xué),植物學(xué),微生物學(xué),人類學(xué),古生物學(xué)等.依照研究生命現(xiàn)象內(nèi)容的不同可以分:形態(tài)學(xué),生理學(xué),生態(tài)學(xué),胚胎學(xué),分類學(xué),遺傳學(xué),進(jìn)化論.依照對生物研究的不同結(jié)構(gòu)水平可以分:分子生物學(xué),細(xì)胞生物學(xué),個體生物學(xué),居群生物學(xué),生物群落,生態(tài)系統(tǒng).六、如何學(xué)習(xí)普通生物學(xué)興趣是最好的老師提出問題富于想象把握生命的層次原子分子細(xì)胞器細(xì)胞組織器官個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈掌握學(xué)習(xí)生物學(xué)的根本方法
觀察,描述,比擬,實(shí)驗(yàn)細(xì)胞地球上生活著各種各樣的生物,它們的形狀、大小和生活方式千差萬別,各不相同,但多數(shù)多細(xì)胞生物一般都包含:細(xì)胞-組織-系統(tǒng)這幾個范疇,組成了生物個體的結(jié)構(gòu)階梯。細(xì)胞學(xué)說(celltheory〕:1838-1839年德國Schleden和Schwann創(chuàng)立1)所有的動物和植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的2)一切細(xì)胞來源于細(xì)胞;3)細(xì)胞通過分裂形成組織。病毒(virus)——非細(xì)胞的生命形態(tài)(non-cellularformoflife)〔一)細(xì)胞的元素組成CHON96%含量最高的必需元素SPNaKClMgFeCa(3%)SeMnCuZn等其他必須元素VMoLiFBrSiAsBa等偶然存在的元素〔二〕細(xì)胞的分子組成
1、水
游離水:生化反響物的溶劑;物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體;維持溫度穩(wěn)定
結(jié)合水:結(jié)構(gòu)物質(zhì)
2、無機(jī)鹽〔通常以離子狀態(tài)存在〕
維持細(xì)胞的滲透壓和pH值、酶調(diào)節(jié)因子、結(jié)構(gòu)成分……3、糖類能量物質(zhì)單糖——葡萄糖、核糖、脫氧核糖…雙糖——蔗糖、麥芽糖多糖——淀粉、纖維素、果膠、半纖維素…貯藏物質(zhì)——淀粉、糖原結(jié)構(gòu)物質(zhì)——纖維素、幾丁質(zhì)4、脂類結(jié)構(gòu)物質(zhì)、能量物質(zhì)貯存脂類——甘油脂〔脂肪、油〕結(jié)構(gòu)脂類——蠟、磷脂功能脂類——Va、Vd、各種類固醇5、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)、酶由氨基酸聚合形成的生物大分子結(jié)構(gòu)蛋白——膠原蛋白、絲蛋白、角蛋白等功能蛋白——酶、激素、抗體等其他:載體蛋白、通道蛋白等6、核酸遺傳物質(zhì)由核苷酸聚合形成的生物大分子DNA〔脫氧核糖核酸〕—主要存在于細(xì)胞核中RNA〔核糖核酸〕—主要存在于細(xì)胞質(zhì)中三〕生物大分子結(jié)合物1、糖蛋白〔蛋白糖〕:有酶或激素活性;能轉(zhuǎn)運(yùn)金屬和激素;參加血液凝結(jié)作用;保護(hù)劑和潤滑劑;各種生物膜的組分和支持結(jié)構(gòu);其他
2、核蛋白:病毒,染色質(zhì),核蛋白體3、糖脂:不同種類有不同的特殊功能〔如腦硫脂與血型專一性,組織免疫,細(xì)胞識別有關(guān)〕4、脂蛋白:細(xì)胞中,組成生物膜結(jié)構(gòu);血漿中,維持紅細(xì)胞細(xì)胞膜正常功能二、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能一〕細(xì)胞的形狀和大小細(xì)胞的直徑通常在10-100um,細(xì)菌類的支原體是最小的細(xì)胞,直徑只有0.1-0.3um,鴕鳥的卵細(xì)胞直徑可到達(dá)75mm。細(xì)胞的大小和生物體的大小沒有直接關(guān)系,一般說來細(xì)胞的數(shù)目和生物體的大小成正比例。生物個體的成長主要是由于細(xì)胞數(shù)目的增多,而不是由于細(xì)胞的增大。據(jù)估計(jì)新生嬰兒約有2×1012個細(xì)胞,成人大約有6×1013個細(xì)胞二〕細(xì)胞的類型1.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞原核細(xì)胞 真核細(xì)胞細(xì)胞大小很小〔1-10微米〕較大〔10-100微米〕細(xì)胞核無核膜〔稱“類核”〕 有核膜 遺傳系統(tǒng)DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色質(zhì),一個細(xì)胞僅一條DNA一個細(xì)胞有多條的染色體細(xì)胞器 無 有細(xì)胞分裂無絲分裂有絲分裂為主由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱原核生物,由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為真核生物。2.植物細(xì)胞和動物細(xì)胞特征動物細(xì)胞植物細(xì)胞質(zhì)體無,異養(yǎng)營養(yǎng)有,自養(yǎng)營養(yǎng)細(xì)胞壁無有〔纖維素和果膠質(zhì)〕大的中央液胞無有〔代謝調(diào)節(jié)作用〕其它中心體胞間連絲分裂時(shí)的收縮環(huán)分裂時(shí)的細(xì)胞板三〕原核細(xì)胞原核細(xì)胞包括支原體,細(xì)菌和藍(lán)藻等。1〕支原體:直徑0.1-0.3um,雙螺旋DNA分子可能為環(huán)狀、裸露或呈彌散分開,細(xì)胞質(zhì)中含有核糖體、核糖核酸,以及與DNA復(fù)制,蛋白質(zhì)合成等有關(guān)的酶類,所以能獨(dú)立生活和自我復(fù)制。2〕細(xì)菌:細(xì)胞的質(zhì)膜外含有肽聚糖的細(xì)胞壁,具擬核,質(zhì)膜凹陷形成間體,間體內(nèi)含有與能量代謝有關(guān)的酶類。細(xì)菌核糖體游離在細(xì)胞質(zhì)中,或附著在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)面,行使蛋白質(zhì)合成功能。細(xì)菌細(xì)胞一般以無絲分裂增殖。3〕藍(lán)藻:也稱藍(lán)細(xì)菌,具有由纖維素和果膠質(zhì)組成的細(xì)胞壁,細(xì)胞壁外面包有膠質(zhì)鞘,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有環(huán)狀DNA分子,無膜包被。藍(lán)藻細(xì)胞質(zhì)中有興旺的類囊體光合片層,能進(jìn)行光合作用,其光合作用與綠色植物相似。四〕真核細(xì)胞細(xì)胞的根本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁〔植物細(xì)胞具有〕細(xì)胞細(xì)胞膜〔質(zhì)膜〕原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核原生質(zhì)(protoplasm)指組成原生質(zhì)體〔或細(xì)胞〕的有生命物質(zhì),是細(xì)胞生命活動的物質(zhì)根底。1.細(xì)胞膜和細(xì)胞壁細(xì)胞膜〔質(zhì)膜〕---有選擇透性細(xì)胞壁---支持和保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)體細(xì)胞壁—植物細(xì)胞特有〔1〕細(xì)胞壁的分層胞間層〔細(xì)胞分裂末期,在兩個子細(xì)胞之間形層的薄層〕——主要由果膠質(zhì)組成初生壁〔細(xì)胞生長增大體積時(shí)形成的壁層,位于胞間層兩側(cè))——主要由纖維素和果膠質(zhì)組成次生壁〔位于初生壁和質(zhì)膜之間〕——主要由木質(zhì)素和纖維素組成〔2〕細(xì)胞壁的特化
紋孔和胞間連絲初生紋孔場〔primarypitfield〕指在植物細(xì)胞的初生壁上未增厚的區(qū)域。紋孔(pit)指在植物細(xì)胞的次生壁上未增厚的區(qū)域。胞間連絲指穿過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞壁的原生質(zhì)細(xì)絲。紋孔和胞間連絲的存在使得多細(xì)胞有機(jī)體成為一個統(tǒng)一的整體。2.細(xì)胞核〔間期〕◆核膜雙層膜,具核孔◆核基質(zhì)呈纖維狀的網(wǎng),布滿與細(xì)胞核中,網(wǎng)孔中充滿液體。它是和的支架,為染色質(zhì)提供附著的場所◆染色質(zhì)由DNA和蛋白質(zhì)組成◆核仁富含蛋白質(zhì)和RNA的區(qū)域,核糖體的裝配場所。3.細(xì)胞質(zhì)及其細(xì)胞器胞基質(zhì)胞質(zhì)運(yùn)動細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞器細(xì)胞器是由原生質(zhì)特化形成的,具一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成,擔(dān)負(fù)特定生理功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)單層膜形成的囊腔和管道系統(tǒng)〔原核生物和哺乳動物的成熟紅細(xì)胞無ER外,其他動植物細(xì)胞均有〕①rER功能:是蛋白質(zhì)合成的場所和運(yùn)輸通道②sER功能:脂肪和糖元或其他糖類的代謝(2)高爾基體〔除紅細(xì)胞外,其他動植物細(xì)胞都有,1898年意大利科學(xué)家高爾基首先發(fā)現(xiàn)于神經(jīng)細(xì)胞〕結(jié)構(gòu):單層膜圍成的扁平小囊和小泡功能:參與分泌物的儲存、濃縮和運(yùn)輸,及蛋白質(zhì)的修飾和分泌;植物細(xì)胞分裂時(shí)參與細(xì)胞板的形成(3)溶酶體〔杜維等人1955年在大鼠肝細(xì)胞里發(fā)現(xiàn)〕
單層生物膜的球形小體結(jié)構(gòu),含多種水解酶,胞內(nèi)消化作用,溶解和消化從外溶入的顆粒和細(xì)胞本身產(chǎn)生的碎渣,細(xì)胞內(nèi)的“消化器官”吞噬小泡/吞噬作用&吞飲小泡/吞飲作用吞噬小泡/吞噬作用:當(dāng)細(xì)胞外表接觸到外來固體物質(zhì)時(shí),細(xì)胞膜以局部內(nèi)陷的方式將其包圍形成一個囊泡,并逐漸與細(xì)胞脫離聯(lián)系,游離在細(xì)胞質(zhì)內(nèi),成為一個吞噬小泡,這種過程為吞噬作用吞飲小泡/吞飲作用:當(dāng)細(xì)胞外表接觸到外來液體物質(zhì)時(shí),同樣細(xì)胞膜以局部內(nèi)陷的方式將其包圍形成一個囊泡,并逐漸與細(xì)胞脫離聯(lián)系,游離在細(xì)胞質(zhì)內(nèi),這樣就i成為一個吞飲小泡,這種過程為吞飲作用當(dāng)吞噬小泡和吞飲小泡接觸到溶酶體時(shí),兩者的膜彼此融合,形成消化泡?!?〕線粒體不同細(xì)胞中數(shù)目不一樣,大鼠肝細(xì)胞中線粒體可多到800個以上,某些鞭毛蟲細(xì)胞只有一個線粒體結(jié)構(gòu):內(nèi)膜、外膜,內(nèi)膜內(nèi)折--嵴、基粒〔ATP酶復(fù)合體〕、液態(tài)基質(zhì)含少量DNA、核糖體功能:細(xì)胞呼吸和能量代謝中心(5)質(zhì)體參與同化產(chǎn)物的合成、積累和貯藏,是植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器〔1〕葉綠體——光合作用外膜、內(nèi)膜、基質(zhì)、基質(zhì)片層、基粒含少量DNA、核糖體〔2〕白色體造粉體〔積累淀粉〕造油體〔貯藏脂肪〕造蛋白體〔積累蛋白質(zhì)〕〔3〕有色體含胡蘿卜素、葉黃素三種質(zhì)體在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化(6)微體一種特殊的細(xì)胞器,體積通常比溶酶體小,直徑約0.5um,由單層膜包圍。分為:過氧化物酶體,乙醛酸酶體兩種。過氧化物酶體存在于動植物細(xì)胞中,含多種氧化酶。在高等植物的綠色細(xì)胞中,其位置常在葉綠體和線粒體附近,與光呼吸有密切關(guān)系。乙醛酸酶體僅存在于植物細(xì)胞,特別是含油量高的種子的子葉或胚乳細(xì)胞中。在種子萌發(fā)長成幼苗時(shí),細(xì)胞中乙醛酸酶體特別豐富。乙醛酸酶體能將脂類轉(zhuǎn)化為糖。〔7〕核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的核蛋白體,無膜包被,合成蛋白質(zhì)的場所。類別:①游離核糖體②附著核糖體動植物細(xì)胞質(zhì)中的為80S型〔大亞單位60S,小亞單位40S〕,細(xì)菌中的為70S型〔大亞單位50S,小亞單位30S〕〔8〕液泡植物細(xì)胞特有,由單層膜包圍的充滿水溶液的泡。滲透調(diào)節(jié);貯藏;消化作用〔9〕細(xì)胞骨架真核細(xì)胞內(nèi)普遍存在的蛋白質(zhì)網(wǎng)架維持細(xì)胞形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性微管——支持作用,參與形成紡錘絲、鞭毛、中心粒微絲——細(xì)胞運(yùn)動中等纖絲〔10〕中心體—動物細(xì)胞特有中心體中含有中心粒功能:與細(xì)胞分裂時(shí)染色體移動有關(guān)。〔11〕其它細(xì)胞器:鞭毛、纖毛、微體等細(xì)胞一、細(xì)胞的生命物質(zhì)二、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能三、細(xì)胞代謝四、細(xì)胞的分裂、分化、癌變及死亡細(xì)胞的分化、癌變和死亡細(xì)胞有絲分裂分為哪幾個階段?分裂間期:DNA的復(fù)制,蛋白質(zhì)的合成有絲分裂別離期:前期,中期,后期,末期分裂后形成的兩個子細(xì)胞的特點(diǎn):相同細(xì)胞的分化什么叫細(xì)胞分化?在個體發(fā)育中,相同細(xì)胞的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生的穩(wěn)定性差異的過程。細(xì)胞分化的機(jī)理一般多細(xì)胞生物體的發(fā)育起點(diǎn)是一個細(xì)胞〔如:受精卵〕,在細(xì)胞分裂的根底上,經(jīng)過細(xì)胞的分化,形成胚胎,幼體,并發(fā)育成成體。細(xì)胞分化的主要原因是細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的變化,如結(jié)構(gòu)蛋白和反響催化酶的變化。細(xì)胞分化的生理意義細(xì)胞分化是生物體組織、器官、系統(tǒng)、形態(tài)建成的根底,是個體發(fā)育的根底。已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成個體的潛能我們稱之為細(xì)胞的全能性。細(xì)胞的衰老與死亡細(xì)胞都有一定的壽命,在生命后期,能力自然減退直至最后喪失的不可逆過程即為細(xì)胞衰老。細(xì)胞衰老的終結(jié)就是細(xì)胞的死亡。細(xì)胞的衰老與死亡在有機(jī)體里總有細(xì)胞在不斷的衰老與死亡,同時(shí)又有新增加的細(xì)胞來代替他們。在人肌體里僅紅細(xì)胞,每分鐘就要死亡數(shù)百萬至數(shù)千萬之多。肌體外表隨時(shí)有無數(shù)細(xì)胞死亡與脫落。因此,細(xì)胞衰老和死亡是細(xì)胞生命活動的必然規(guī)律,是生物體發(fā)育的必然結(jié)果。衰老細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列變化質(zhì)膜呈液晶相或固相,膜間的信息中斷,線粒體數(shù)目減少,功能降低,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體脫落,高爾基體崩潰,容酶體數(shù)量增加,細(xì)胞核固縮,細(xì)胞呼吸速率降低等衰老病癥與原因分析衰老病癥原因分析皮膚枯燥、發(fā)皺細(xì)胞水分減少,體積減小頭發(fā)變白細(xì)胞內(nèi)的酶活性降低老人斑細(xì)胞內(nèi)色素的累積飲食減少細(xì)胞膜通透性功能改變細(xì)胞的癌變1.什么叫癌細(xì)胞?具正常分裂功能的細(xì)胞,只要他們分裂生長失控,就可能形成癌細(xì)胞2.癌細(xì)胞的特征?分裂繁殖失控,形態(tài)上表現(xiàn)出多形性和異形性3.細(xì)胞癌變的作用機(jī)理?細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生長和分化的基因,它的結(jié)構(gòu)異?;虮磉_(dá)異常,就會引起細(xì)胞癌變第二章組織、器官和系統(tǒng)組織:是指形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能相似的細(xì)胞群,是個體發(fā)育中細(xì)胞生長分化的結(jié)果。同一種細(xì)胞構(gòu)成的組織叫簡單組織。由多種細(xì)胞構(gòu)成的組織叫復(fù)合組織。一、植物組織的根本特征及功能植物組織:分生組織成熟組織分生組織,按位置分:頂端分生組織,側(cè)生分生組織,居間分生組織按來源分:原生分生組織,初生分生組織,次生分生組織成熟組織:保護(hù)組織:初生保護(hù)組織---表皮--活細(xì)胞次生保護(hù)組織---木栓層(周皮)機(jī)械組織:厚壁組織--纖維\石細(xì)胞--死的厚角組織--活的輸導(dǎo)組織:導(dǎo)管〔存在于木質(zhì)部〕篩管〔存在于韌皮部〕薄壁組織:同化、貯水、儲藏、通氣、吸收傳遞分泌組織:內(nèi)分泌分泌腔\分泌道\分泌細(xì)胞\乳汁管外分泌腺鱗\腺毛\蜜腺\排水器〔一〕分生組織位于植物體的生長部位,具有持續(xù)分裂能力或周期性分裂能力的細(xì)胞群或細(xì)胞組合;這類細(xì)胞體積小,排列緊密,無細(xì)胞間隙,細(xì)胞壁薄,細(xì)胞質(zhì)濃厚,一般沒有大液泡的分化,細(xì)胞核較大并位于細(xì)胞的中央?!捕吵墒旖M織分生組織衍生的大局部細(xì)胞,逐漸喪失分裂能力,進(jìn)一步生長和分化形成的其它各種組織,稱為成熟組織,也稱為永久組織?!?〕保護(hù)組織初生保護(hù)組織—表皮:由初生分生組織的原表皮來,表皮上有氣孔;通常由一層細(xì)胞所組成,其排列緊密,沒有細(xì)胞間隙,一般無葉綠體。次生保護(hù)組織—周皮:多年生植物的根、莖因不斷加粗,致使表皮遭受破壞后由次生分生組織--木栓形成層產(chǎn)生的一種保護(hù)組織,分布在根、莖的最外面,代替表皮起保護(hù)作用。木栓層上常有皮孔。周皮中的木栓層是次生保護(hù)組織,木栓層細(xì)胞扁平,無胞間隙,細(xì)胞壁高度栓化,最后細(xì)胞的內(nèi)含物消失而成為死細(xì)胞。具有抗壓,隔熱和絕緣等特性,替代表皮起著次生保護(hù)作用〔2〕機(jī)械組織:厚角組織厚壁組織分布于幼莖,葉柄等處,有時(shí)果實(shí)中也有,細(xì)胞的主要特點(diǎn)是有一定程度加厚的細(xì)胞壁,在植物體內(nèi)其著支持和穩(wěn)固的作用。厚角組織:由多面體的柱形活細(xì)胞組成,內(nèi)含細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞壁加厚不均勻。主要存在于幼莖和葉柄內(nèi)。厚壁組織:細(xì)胞壁均等加厚,并大都木質(zhì)化,一般為沒有原生質(zhì)體的死細(xì)胞。分為纖維和石細(xì)胞兩類。(3)輸導(dǎo)組織:韌皮部〔篩管〕木質(zhì)部〔導(dǎo)管〕(4)薄壁組織〔根本組織〕:同化組織,儲藏組織,儲水組織,通氣組織細(xì)胞常較大,排列疏松,有明顯的細(xì)胞間隙,細(xì)胞壁薄,由纖維素構(gòu)成,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含葉綠體或質(zhì)體,有大的液泡,分化程度較淺,有潛在的分生能力,易轉(zhuǎn)化為次生分生組織。同化組織:含葉綠體,能進(jìn)行光合作用,植物體的綠色局部都有,葉肉處最多。貯藏組織:根、莖、果實(shí)等儲藏淀粉,蛋白質(zhì)或脂類貯水組織:在耐旱多漿植物,內(nèi)含有大量貯水組織,是由薄壁細(xì)胞特化而成的大型細(xì)胞。通氣組織:存在于水生和濕生植物中,由具有興旺胞間隙的薄壁細(xì)胞構(gòu)成。(5〕分泌結(jié)構(gòu)分泌現(xiàn)象:某些植物細(xì)胞能合成一些特殊的有機(jī)物或無機(jī)物,并把它們排出體外、細(xì)胞外或積累于細(xì)胞內(nèi),這種現(xiàn)象稱為分泌現(xiàn)象。分泌結(jié)構(gòu):凡能產(chǎn)生分泌物質(zhì)的有關(guān)細(xì)胞或特化的細(xì)胞組合的統(tǒng)稱。外分泌結(jié)構(gòu):位于植物器官的外表,分泌物直接分泌到體外,如腺毛,腺鱗,蜜腺等。內(nèi)分泌結(jié)構(gòu):埋藏在植物的根本組織內(nèi),分泌物存在于圍合的細(xì)胞間隙中,如分泌細(xì)胞,分泌腔,分泌道等細(xì)胞一、細(xì)胞的生命物質(zhì)二、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能三、細(xì)胞代謝四、細(xì)胞的分裂、分化及凋亡二、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能〔四〕生物膜:1、結(jié)構(gòu)單位膜:內(nèi)中外主要由蛋白質(zhì)和磷脂組成流動鑲嵌模型2、功能〔1〕物質(zhì)跨膜運(yùn)輸擴(kuò)散:一種物質(zhì)的分子從高濃度移動到低濃度滲透:穿過膜的擴(kuò)散,是水分子從水勢高的一側(cè)穿過膜而進(jìn)入水勢低的一側(cè)的擴(kuò)散主動運(yùn)輸:細(xì)胞膜上的載體蛋白將離子、營養(yǎng)物和代謝物等從低濃度經(jīng)過膜轉(zhuǎn)運(yùn)到高濃度的過程內(nèi)吞作用:單細(xì)胞動物,如變形蟲等都可吞噬細(xì)菌或其它食物顆?;蛞后w成分的作用外排作用:吞入細(xì)胞的食物被消化后,所余渣滓從細(xì)胞外表排出主動運(yùn)輸〔activetransport〕:由ATP直接提供能量的主動運(yùn)輸—鈉鉀泵〔動物細(xì)胞〕由ATP直接提供能量的主動運(yùn)輸—質(zhì)子泵〔植物細(xì)胞〕間接消耗ATP的協(xié)同運(yùn)輸〔cotransport〕內(nèi)吞〔endocytosis〕與外排作用〔exocytosis〕:完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸細(xì)胞以三種不同的機(jī)制防止?jié)B透膨脹〔2〕信息跨膜傳遞細(xì)胞質(zhì)膜上各種受體蛋白、均屬內(nèi)在蛋白,能感受外界各種化學(xué)信號,并傳入細(xì)胞,使細(xì)胞內(nèi)發(fā)生各種生化反響和生物學(xué)效應(yīng),該功能即為信息跨膜傳遞〔五〕細(xì)胞連接1、橋?!层T定連接〕:如上皮細(xì)胞之間的連接2、緊密連接:兩膜之間不留空隙,使胞外物質(zhì)不能通過3、間隙連接:最常見的細(xì)胞連接四、細(xì)胞的分裂、分化和凋亡細(xì)胞的分裂〔無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂〕細(xì)胞分化細(xì)胞的凋亡細(xì)胞分裂之無絲分裂特點(diǎn):不出現(xiàn)染色體和紡錘體,分裂時(shí)細(xì)胞核核仁和細(xì)胞質(zhì)直接一分為二,其分裂速度快,物質(zhì)和能量消耗少。存在:低等生物和高等動、植物的生活力旺盛、生長迅速的器官和組織中。細(xì)胞處于不利環(huán)境時(shí),多采用此種分裂方式增殖。細(xì)胞分裂之有絲分裂細(xì)胞增殖的意義:細(xì)胞增殖(cellproliferation)是細(xì)胞生命活動的重要特征之一,是生物繁育的根底單細(xì)胞生物細(xì)胞增殖導(dǎo)致生物個體數(shù)量的增加。多細(xì)胞生物由一個單細(xì)胞(受精卵)分裂發(fā)育而來,細(xì)胞增殖是多細(xì)胞生物的繁殖根底。成體生物仍然需要細(xì)胞增殖,主要取代衰老死亡的細(xì)胞,維持個體細(xì)胞數(shù)量的相對平衡和機(jī)體的正常功能。機(jī)體創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復(fù)等,都要依賴細(xì)胞增殖。細(xì)胞周期:〔1〕概念:連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時(shí)開始,到下一次分裂完成時(shí)為止。〔2〕階段:間期〔G1,S,G2期〕:從細(xì)胞一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前細(xì)胞分裂期〔M〕:分為前期、中期、后期、末期有絲分裂的發(fā)現(xiàn)及實(shí)質(zhì):細(xì)胞周期時(shí)相組成間期(interphase)G1phase,Sphase,G2phase分裂期〔Mphase〕有絲分裂期(Mitosis),胞質(zhì)分裂期(Cytokinesis)細(xì)胞沿著G1→S→G2→M→G1周期性運(yùn)轉(zhuǎn),在間期細(xì)胞體積增大(生長),在M期細(xì)胞先是核分裂,接著胞質(zhì)分裂,完成一個細(xì)胞周期?!げ煌?xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間差異很大?!+G2+M的時(shí)間變化較小,細(xì)胞周期時(shí)間長短主要差異在G1期?!げ灰欢糠N細(xì)胞都有四個時(shí)期,如胚胎細(xì)胞沒有G1期。有絲分裂的發(fā)現(xiàn)及實(shí)質(zhì):有絲分裂最早被E.Strasburger于1880年發(fā)現(xiàn)于植物細(xì)胞;W.Flemming于1882年發(fā)現(xiàn)于動物細(xì)胞,并由Flemming首次命名為有絲分裂〔mitosis)。有絲分裂是細(xì)胞分裂的主要形式,其實(shí)質(zhì)是染色體經(jīng)過復(fù)制變成雙份,再平均分配到兩個子細(xì)胞中去,從而保持遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定傳遞,這種分裂方式普遍見于高等動植物。有絲分裂過程中最重要的特征是染色體和紡錘體的出現(xiàn)。有絲分裂的過程:●間期〔interphase):間期分為G1期、S期、G2期。G1期主要與DNA合成啟動相關(guān),開始合成細(xì)胞生長所需要的多種蛋白質(zhì)、rRNA、碳水化合物、脂類等;S期進(jìn)行DNA的復(fù)制;G2期大量合成ATP、RNA、蛋白質(zhì)、包括微管蛋白和促成熟因子〔MPF〕等,主要是為紡錘絲的形成做準(zhǔn)備?!袂捌?prophase):◆標(biāo)志前期開始的第一個特征是染色質(zhì)開始凝聚,形成有絲分裂染色體(mitoticchromosome〕;◆細(xì)胞骨架解聚,有絲分裂紡錘體(mitoticspindle)開始裝配;◆核仁解體、核膜消失◆Golgi體、ER等細(xì)胞器解體,形成小的膜泡·前期染色體由兩條姐妹染色單體(chromatid)構(gòu)成·在前期末,染色體主縊痕部位形成一種蛋白復(fù)合物稱為動粒(kinetochore)●中期(metaphase): ◆核膜破裂成小的膜泡,這一過程是由核纖層蛋白中特異的絲氨酸殘基磷酸化導(dǎo)致核纖層解體;◆紡錘體微管與染色體的動粒結(jié)合〔每個已復(fù)制的染色體有兩個動?!?,牽引染色體朝相反方向,保證與兩極的微管結(jié)合;紡錘體微管捕捉住染色體后,形成三種類型的微管◆不斷運(yùn)動的染色體開始移向赤道板。細(xì)胞周期也由前中期逐漸向中期運(yùn)轉(zhuǎn)。◆所有染色體排列到赤道板(MetaphasePlate)上,標(biāo)志著細(xì)胞分裂已進(jìn)入中期?!羰鞘裁礄C(jī)制確保染色體正確排列在赤道板上?動粒微管動態(tài)平衡形成的張力●后期(anaphase):◆著絲粒分開,染色單體移向兩極。即排列在赤道面上的染色體的姐妹染色單體別離產(chǎn)生向極運(yùn)動。◆后期(anaphase)大致可以劃分為連續(xù)的兩個階段,即后期A和后期B·后期A,動粒微管去裝配變短,染色體產(chǎn)生兩極運(yùn)動·后期B,極微管長度增加,兩極之間的距離逐漸拉長,介導(dǎo)染色體向極運(yùn)動●末期(telophase):◆染色單體平均分到紡錘體的兩極,核膜小泡重新包圍兩組染色體,相互融合形成完整的核膜,并在兩極重新形成新的細(xì)胞核;◆Golgi體和ER重新形成并生長;◆核仁也開始重新組裝,RNA合成功能逐漸恢復(fù),有絲分裂結(jié)束。動物細(xì)胞的有絲分裂動物細(xì)胞有絲分裂過程中染色體的變化和植物細(xì)胞的相似,但是紡錘體的形成不同。間期動物細(xì)胞含一個MTOC,即中心體,在S期末,兩個中心粒在各自垂直的方向復(fù)制出一個中心粒,形成兩個中心體。當(dāng)前期開始時(shí),2個中心體移向細(xì)胞兩極,并同時(shí)組織微管生長,由兩極形成的微管通過微管結(jié)合蛋白在正極末端相連,最后形成有絲分裂紡錘體。●胞質(zhì)分裂及植物細(xì)胞壁的形成植物細(xì)胞胞質(zhì)分裂:植物細(xì)胞胞質(zhì)分裂是因?yàn)樵诩?xì)胞內(nèi)形成新的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁而將細(xì)胞分開。在細(xì)胞分裂的晚后期和末期,殘留的紡錘體微管在細(xì)胞赤道面的中央密集形成成膜體,在成膜體的圍起來的中間局部集中的Golgi體、ER等結(jié)構(gòu)最后延伸成為新的細(xì)胞壁,將兩個子細(xì)胞完全分開。動物細(xì)胞胞質(zhì)分裂:◆胞質(zhì)分裂(cytokinesis)開始于細(xì)胞分裂后期,在赤道板周圍細(xì)胞外表下陷,形成環(huán)形縊縮,稱為分裂溝(furrow)。分裂溝的位置與紡錘體極性微管和鈣離子濃度升高的變化有關(guān);◆胞質(zhì)分裂開始時(shí),大量肌動蛋白和肌球蛋白在中體處組裝成微絲并相互組成微絲束,環(huán)繞細(xì)胞,稱為收縮環(huán)〔contractilering)。收縮環(huán)收縮、收縮環(huán)處細(xì)胞膜融合并形成兩個子細(xì)胞。動、植物細(xì)胞有絲分裂細(xì)胞周期的比擬·植物細(xì)胞的細(xì)胞周期與動物細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞周期非常相似,都含有G1期、S期、G2期和M期四個時(shí)期。
·植物細(xì)胞不含中心體,但在細(xì)胞分裂時(shí)可以正常組裝紡錘體;動物細(xì)胞以中心體組裝形成紡錘體。
·植物細(xì)胞以形成細(xì)胞板的形式進(jìn)行胞質(zhì)分裂,動物細(xì)胞以分裂溝和收縮環(huán)形成細(xì)胞膜進(jìn)行胞質(zhì)分裂。第二章組織、器官、系統(tǒng)二、動物組織的根本特征和功能1、上皮組織2、結(jié)締組織3、肌肉組織4、神經(jīng)組織1、上皮組織:由許多密集上皮細(xì)胞和少量的細(xì)胞間質(zhì)構(gòu)成。其特點(diǎn)是細(xì)胞排列緊密,間質(zhì)很少。細(xì)胞的形狀有扁平的、柱狀的、立方的等等。細(xì)胞有單層排列,也有復(fù)層排列。上皮組織覆蓋在身體的外表或體內(nèi)中空的管、腔、囊的內(nèi)面,分別具有保護(hù)、吸收、分泌、排泄和感覺等功能上皮組織:被覆上皮、腺上皮、感覺上皮被覆上皮:單層上皮:單層扁平上皮、單層立方上皮、單層柱狀上皮復(fù)層上皮:復(fù)層扁平上皮、復(fù)層立方上皮、復(fù)層柱狀上皮、變移上皮單層扁平上皮:由一層扁平細(xì)胞組成。外表觀細(xì)胞形態(tài)不規(guī)那么,邊緣呈鋸齒狀,細(xì)胞邊界染成黑色,核位于中央,為淡色圓形區(qū)域。側(cè)面觀細(xì)胞扁薄,細(xì)胞核扁橢圓形。單層立方上皮:由一層立方形細(xì)胞組成,外表觀細(xì)胞呈六角形;側(cè)面觀細(xì)胞呈立方形,細(xì)胞界限清楚,核圓形位于中央。單層柱狀上皮:為一層棱柱狀細(xì)胞組成,外表觀,細(xì)胞呈六角形;側(cè)面觀,細(xì)胞高柱狀,緊密地排成一層,胞質(zhì)呈紅色,細(xì)胞界限較清楚,核橢圓形靠近基底部。單層柱狀上皮中可夾有杯狀細(xì)胞。復(fù)層扁平上皮:由多層細(xì)胞組成,各層細(xì)胞形態(tài)不同。外表數(shù)層細(xì)胞為扁平形,核扁橢圓形;中間數(shù)層為多邊形細(xì)胞,核圓居中;基底部一層矮柱狀或立方形細(xì)胞,排列緊密,界限不清,核圓染色深。復(fù)層扁平上皮可分為角化復(fù)層扁平上皮和未角化復(fù)層扁平上皮。腺上皮:具有分泌機(jī)能的上皮,根據(jù)細(xì)胞構(gòu)成可分為單細(xì)胞腺,多細(xì)胞腺(或腺器官〕;根據(jù)分泌途徑可分為外分泌腺,內(nèi)分泌腺.單細(xì)胞腺:如消化道和呼吸道上皮中的杯狀細(xì)胞腺器官:如胃腺,腸腺和子宮腺等外分泌腺:如汗腺,唾液腺,肝臟等〔分泌物經(jīng)導(dǎo)管排至體表或管腔內(nèi)〕內(nèi)分泌腺:如腦垂體,甲狀腺,腎上腺等〔分泌物不經(jīng)導(dǎo)管直接滲入周圍毛細(xì)血管或淋巴管腔內(nèi)〕感覺上皮:具有特殊感覺機(jī)能的特化上皮,如鼻腔的嗅上皮,舌的味蕾,眼球的視網(wǎng)膜等2、結(jié)締組織結(jié)締組織由細(xì)胞、細(xì)胞間質(zhì)和纖維構(gòu)成。其特點(diǎn)是細(xì)胞分布松散,細(xì)胞間質(zhì)較多。主要包括:疏松結(jié)締組織、致密結(jié)締組織,脂肪組織、軟骨、骨、血液和淋巴等等。它們分別具有支持、連接、營養(yǎng)、防衛(wèi)、修復(fù)等功能.疏松結(jié)締組織:由纖維〔膠原纖維,彈性纖維,網(wǎng)狀纖維等〕細(xì)胞〔漿細(xì)胞,肥大細(xì)胞等〕和基質(zhì)組成的散漫結(jié)構(gòu)。膠原纖維呈粗細(xì)不等條帶狀,交織成網(wǎng),染成粉紅色;彈性纖維呈細(xì)絲狀,交織成網(wǎng),末端常卷曲,染成紫藍(lán)色;巨噬細(xì)胞形態(tài)不規(guī)那么,胞質(zhì)內(nèi)有大量的藍(lán)色顆粒,乃吞噬的臺盤蘭染料,核橢圓形,淡紅色;成纖維細(xì)胞輪廓不清,細(xì)胞核較大呈橢圓形,淡紅色,胞質(zhì)弱嗜堿性。致密結(jié)締組織:致密結(jié)締組織以纖維為主要成分,以支持、連接為主要功能。可分不規(guī)那么型、規(guī)那么型和彈性組織3種。不規(guī)那么致密結(jié)締組織的特點(diǎn)為膠原纖維〔C〕粗大,方向不一,縱橫交織成密網(wǎng)。見于皮膚的真皮、鞏膜、硬腦膜、許多器官的被膜等?!舱嫫?,HE染色〕網(wǎng)狀結(jié)締組織:由網(wǎng)狀細(xì)胞、網(wǎng)狀纖維和基質(zhì)組成脂肪組織:由大量脂肪細(xì)胞組成。脂肪細(xì)胞較大,為圓球形,胞內(nèi)充滿脂滴,細(xì)胞核被擠至細(xì)胞一側(cè)呈半月形,脂滴被酒精溶解故呈空泡狀透明軟骨:軟骨周圍染成紅色的致密結(jié)締組織是軟骨膜。軟骨組織由軟骨細(xì)胞、基質(zhì)和纖維組成。軟骨細(xì)胞位于軟骨陷窩內(nèi),軟骨邊緣的細(xì)胞小且單個分布,中央的細(xì)胞較大,呈圓形或橢圓形,常3-5個細(xì)胞排列成群,稱同源細(xì)胞群骨組織:最堅(jiān)硬的組織,具有支撐、保護(hù)、運(yùn)動杠桿等作用。也由細(xì)胞、纖維和基質(zhì)構(gòu)成。血液:液態(tài)的結(jié)締組織,由血細(xì)胞和血漿組成。肌肉組織:由有收縮的功能的肌細(xì)胞構(gòu)成。肌組織按形態(tài)和功能可分為骨骼肌、平滑肌和心肌三類。人體肌肉組織的功能是收縮、拉動身體各部位,完成相應(yīng)的功能。骨骼?。杭?xì)胞縱切面長條狀;核多,橢圓形,位于細(xì)胞邊緣;肌原纖維沿細(xì)胞長軸平行排列,有明顯橫紋,染色較深的為暗帶,較淺而發(fā)亮的為明帶。細(xì)胞橫切面呈不規(guī)那么塊狀,在特殊染色切片中,骨骼肌橫紋尤其明顯。骨骼周圍的肌肉〔骨骼肌〕受意識的支配,使人能隨意活動,如跑步、跳躍、哈哈大笑,所以也叫隨意肌。心肌:心肌細(xì)胞縱切面呈短帶狀,彼此平行排列,有分支并相互吻合,核1--2個,卵圓形,居中;橫紋不明顯。有特殊的閏盤,呈直線狀或階梯狀,深紅色。心肌主要分布于心臟壁,也存在于大血管的近心端。心肌也有明帶和暗帶,因而也具有橫紋。但心肌受內(nèi)臟神經(jīng)支配,屬不隨意肌,心肌收縮慢、有節(jié)律而持久,不易疲勞。
平滑?。浩交〖?xì)胞縱切面呈長梭形,核1個,長橢圓形,位于中央,無橫紋。橫切面呈大小不等圓形,其中有的含有細(xì)胞核,位于中央。平滑肌分布在血管、消化管、膀胱和子宮等器官的內(nèi)壁,收縮緩慢而持久,它的肌纖維可隨生理需要而變化,運(yùn)動不受人的意志支配,當(dāng)腸子蠕動時(shí),絕不能聽你指揮,所以又叫不隨意肌。神經(jīng)組織人體里有一個龐大的信息網(wǎng)絡(luò)-神經(jīng)組織,神經(jīng)組織由神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成。神經(jīng)細(xì)胞是神經(jīng)組織中的主要成份,具有接受刺激和傳導(dǎo)興奮的功能,也是神經(jīng)活動的根本功能單位(神經(jīng)元),神經(jīng)元由細(xì)胞體、樹突和軸突構(gòu)成。樹突較短,像樹枝一樣分支,其功能是將沖動傳向細(xì)胞體;軸突較長,其末端為神經(jīng)末梢,其功能是將沖動由胞體向外傳出。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,一些多突起的細(xì)胞,突起不分軸突和樹突,胞體內(nèi)無尼氏體。膠質(zhì)細(xì)胞位于神經(jīng)元之間,無傳導(dǎo)沖動的功能,主要是對神經(jīng)元起支持,保護(hù),營養(yǎng)和修補(bǔ)等作用。接生物的生殖〔三〕胚胎發(fā)育1.根本概念發(fā)育:多細(xì)胞動物的發(fā)育是指從受精卵開始,經(jīng)過卵裂、囊胚、原腸胚、中胚層發(fā)生……等一系列前后相繼的開展階段,直至衰老死亡的生命活動過程。個體發(fā)育階段:多細(xì)胞動物的個體發(fā)育包括胚胎發(fā)育和胚后發(fā)育兩個大的階段。2.胚胎發(fā)育的重要階段多細(xì)胞動物的胚胎發(fā)育都要經(jīng)過幾個根本的階段或時(shí)期。一般分為受精卵的卵裂期〔桑椹期〕、囊胚期、原腸胚期、中胚層的形成、神經(jīng)軸胚的形成以及器官形成。3、胚層分化胚胎發(fā)育中三個胚層的變化以內(nèi)胚層最為簡單,中胚層最為復(fù)雜,而外胚層那么最為特異。內(nèi)胚層:變化大局部涉及膜的外凸和內(nèi)凹——分化為消化管的大局部上皮,肝、胰、扁桃體,甲狀腺和胸腺及呼吸器官,排泄器官和生殖器官的一局部;中胚層:分化為肌肉,結(jié)締組織、生殖和排泄器官的大局部;中胚層變化最大,形成的器官也最多——骨胳、肌肉、結(jié)締和上皮四種根本組織沒有一樣不是由中胚層參與形成的。中胚層介于內(nèi)、外胚層之間,與內(nèi)胚層結(jié)合形成臟壁,與外胚層結(jié)合形成體壁。外胚層:細(xì)胞分化是多種多樣的——分化為皮膚上皮,包括皮膚腺和其他皮膚衍生物,神經(jīng)組織、感覺器官,腎上腺髓質(zhì)和消化管的兩端。4.胎膜與胎盤〔1〕胎膜羊膜,卵黃囊,尿囊,絨毛膜〔2〕胎盤散布胎盤,絨毛葉胎盤,環(huán)帶胎盤,盤狀胎盤。5.胚后發(fā)育動物的胚后發(fā)育是指動物從卵殼中孵出活從母體產(chǎn)出后發(fā)育為成體的過程。有直接發(fā)育和間接發(fā)育兩種。哺乳類的胚后發(fā)育為直接發(fā)育或無變態(tài)發(fā)育。還有一些動物為間接發(fā)育或變態(tài)發(fā)育〔1〕兩棲類的變態(tài)〔2〕昆蟲的變態(tài)〔a〕完全變態(tài)幼蟲——蛹——成蟲〔鱗翅目、鞘翅目、膜翅目〕〔b〕不完全變態(tài)漸變態(tài):假設(shè)蟲——成蟲,如蝗蟲,蝽蟓半變態(tài):稚蟲——成蟲,如蜻蜓,蜉蝣(四〕衰老和死亡1.概念衰老的定義從生物學(xué)上講,衰老是生物隨著時(shí)間的推移,自然死亡前一系列衰退性改變,它是復(fù)雜的自然現(xiàn)象,表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)和機(jī)能衰退,適應(yīng)性和抵抗力減退。在生理學(xué)上,把衰老看作是從受精卵開始一直進(jìn)行到老年的個體發(fā)育史。從社會學(xué)上看,衰老是個人對新鮮事物失去興趣、超脫現(xiàn)實(shí),喜歡懷舊。死亡的定義:指機(jī)體生命活動的終了,標(biāo)志著個體新陳代謝的停止。有自然死亡和意外死亡兩種。死亡的過程可以分為臨床死亡〔心臟停止跳動〕和生物學(xué)死亡〔中樞神經(jīng)系統(tǒng)喪失對機(jī)體的調(diào)節(jié)和控制能力〕兩個階段。臨床死亡和生物學(xué)死亡的關(guān)系人的死亡必先引起呼吸和血液循環(huán)的停止。因此,可以將死亡分為兩個階段:即臨床死亡〔或稱相對死亡〕和這以后的生物學(xué)死亡〔或稱真死亡〕。在臨床死亡階段,呼吸和心臟活動雖已停止,但組織細(xì)胞還沒有停止生命活動,有時(shí)可以采用積極的急救方法,恢復(fù)機(jī)體的根本生命功能,即所謂的“起死回生”。根據(jù)國外文獻(xiàn)記載,人臨床死亡的時(shí)間一般不超過5~7分鐘,但在中國,已有數(shù)例臨床死亡長達(dá)數(shù)十分鐘的病人被搶救成功的報(bào)道。生物學(xué)死亡那么指組織和細(xì)胞的生命活動已發(fā)生不可逆地終止,一般出現(xiàn)在個體細(xì)胞大量死去之時(shí)?!?〕衰老的各種學(xué)說1.遺傳論:認(rèn)為衰老過程是由遺傳所決定的,生物的生長、發(fā)育、成熟、衰老和死亡,都是按遺傳程序展開的必然結(jié)果;2.環(huán)境論:成認(rèn)遺傳在衰老中的作用,但強(qiáng)調(diào)環(huán)境中的不利因素會造成細(xì)胞的損傷,損傷的累積終于導(dǎo)致衰老和死亡。本章回憶一。生物生殖的根本類型〔無性生殖,有性生殖〕二。被子植物的有性生殖和發(fā)育〔雙受精,被子植物的生活史〕三。哺乳動物的生殖和發(fā)育〔胚胎發(fā)育,胚后發(fā)育〕核型胚乳:初生胚乳核的第一次分裂和以后一段時(shí)間的分裂均暫時(shí)不進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)的分裂,所以胚乳的早期發(fā)育有一游離核時(shí)期。游離核分裂的次數(shù)那么隨植物種類而異。游離核數(shù)目:4——數(shù)千核分裂方式:有絲分裂〔為主〕,無絲分裂〔尤其合點(diǎn)端〕全部轉(zhuǎn)化為胚乳細(xì)胞僅胚囊的周圍形成1—2層細(xì)胞僅珠孔端形成細(xì)胞少數(shù)種類不形成細(xì)胞細(xì)胞型胚乳:初生胚乳在核分裂后隨即進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)的分裂,產(chǎn)生細(xì)胞壁,成為多細(xì)胞的結(jié)構(gòu),不存在游離核時(shí)期,初生胚乳核及其后繼的細(xì)胞分裂,有規(guī)那么地形成細(xì)胞壁。根據(jù)第一次分裂形成的細(xì)胞方向,可分為縱向分裂和橫向分裂兩個亞型。雙子葉植物大多數(shù)合瓣花類是這種方式。第三篇遺傳、變異和進(jìn)化遺傳的根本法那么孟德爾遺傳學(xué)定律孟德爾遺傳學(xué)說的延伸染色體學(xué)說基因連鎖和交換性別決定和伴性遺傳孟德爾生平簡介:Mendel,1822年出生在奧地利鄉(xiāng)村,童年時(shí)受到園藝學(xué)和農(nóng)學(xué)知識的熏陶,對植物的生長和開花興趣濃厚。高中后因家貧和疾病,中斷學(xué)業(yè)。21歲,到一所修道院進(jìn)修,后又去中學(xué)做代課教師。1851-1853年,進(jìn)入奧地利首都維也納大學(xué),3年的大學(xué)學(xué)習(xí)對他以后成為科學(xué)家起了決定性的作用。當(dāng)時(shí),有2位教授對他產(chǎn)生了重要影響。一是著名物理學(xué)家Doppler,他竭力強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性,同時(shí)鼓勵孟德爾應(yīng)用數(shù)學(xué)理論來分析解釋自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果;另一是著名的植物生理學(xué)家Unger,他所教的課程激發(fā)起孟德爾對探討植物遺傳變異原因極大的熱情。大學(xué)畢業(yè)后,他一邊繼續(xù)擔(dān)任神職,一邊兼職在當(dāng)?shù)刂袑W(xué)任教,同時(shí)從事雜交育種的實(shí)驗(yàn)研究。一孟德爾遺傳學(xué)定律Mendel遺傳學(xué)第一定律:別離定律(Mendel’slawofsegregation)在豌豆眾多可穩(wěn)定遺傳的性狀中,Mendel仔細(xì)觀察了7對差異明顯的性狀:花的顏色:紫色/白色種子形狀:圓形/皺縮種子顏色:黃色/綠色花著生位置:腋生/頂生豆莢形狀:飽滿/皺縮豆莢顏色:綠色/黃色植株高度:高/矮Mendel’slawofsegregationMendel先對上述單個相對性狀的親代進(jìn)行雜交,結(jié)果所有雜交產(chǎn)生的子一代〔F1〕都只表現(xiàn)出一個親本的性狀。他稱表現(xiàn)出來的性狀為顯性性狀(dominantcharacter),如紫花對白花是顯性性狀;沒有表現(xiàn)出來的性狀〔如白花〕稱為隱性性狀(recessivecharacter)。接著,Mendel又讓F1代植株自花授粉產(chǎn)生子二代〔F2〕,他發(fā)現(xiàn),在F2代植株中有些植株表現(xiàn)顯性性狀,有些表現(xiàn)隱性性狀,而且顯性性狀植株與隱性性狀植株的比例為3:1。一孟德爾遺傳學(xué)定律■Mendel的遺傳學(xué)第一定律:別離定律據(jù)此Mendel推斷,生物細(xì)胞中存在控制遺傳性狀的一對等位因子,這一對等位因子如果都是顯性因子或隱性因子,那么稱為純合子(homozygote);如果一個是顯性,一個是隱性,那么稱為雜合子(heterozygote)。在每一個植株中,每一個相對性狀都來源于兩個相同的“等位基因”,顯性基因使其表現(xiàn)為顯性性狀,隱性基因使之表現(xiàn)為隱性性狀?!鯩endel的遺傳學(xué)第一定律:別離定律Mendel用大寫字母代表顯性基因,用相應(yīng)的小寫字母代表隱性基因。如:紫花和白花這一對不同性狀的雜交,紫花親本產(chǎn)生花粉A和卵A,白花親本產(chǎn)生花粉a和卵a(bǔ)。紫花親本和白花親本雜交產(chǎn)生F1的含有Aa一對基因,因?yàn)锳為顯性,表現(xiàn)為紫花。如果讓F1代自交,F(xiàn)1可以產(chǎn)生兩種花粉和兩種卵,即花粉A、花粉a、卵A、卵a(bǔ),它們之間以同樣的概率配合,那么可產(chǎn)生4種組合的F2后代,即AA、Aa、aA和aa。接著,孟德爾進(jìn)一步首創(chuàng)了測交實(shí)驗(yàn)方法,驗(yàn)證了其推斷的正確性。他用F1代雜種和親代隱性純種交配,期望得到1:1的比例。F1代雜種(Aa)與親代的基因aa交配,產(chǎn)生的后代一半是Aa,呈紫花;一半是aa,呈白花。在反復(fù)研究的根底上,Mendel創(chuàng)立了遺傳學(xué)第一定律,即“別離定律”:一對基因在形成配子時(shí)完全按照原樣別離到不同的配子中去,相互不發(fā)生影響?!鯩endel的遺傳學(xué)第二定律:自由組合定律〔independentassortment)在別離定律的根底上,Mendel進(jìn)一步進(jìn)行了兩對相對性狀雜交的遺傳分析。他選擇了這樣兩個親本進(jìn)行雜交:一個是雙顯性親本:種子是圓形的,種子的顏色為黃色;一個是雙隱性親本:種子是皺縮的,種子的顏色為綠色。雜交結(jié)果,得到的全是黃色圓形種子;F1代通過自花授粉,在F2代種子中,同時(shí)有黃色圓形、黃色皺縮、綠色圓形、綠色皺縮四種種子,且四種種子的表型比數(shù)是9:3:3:1。由此,Mendel推論出遺傳學(xué)的又一規(guī)律,又稱“多對基因的獨(dú)立分配和自由組合定律”。這個規(guī)律說明:當(dāng)兩對或更多對基因處于異質(zhì)結(jié)合狀態(tài)時(shí),它們在形成配子時(shí)的別離是彼此獨(dú)立不相牽連的,同時(shí)分配時(shí)相互間進(jìn)行自由組合-Mendel的遺傳學(xué)第二定律二孟德爾遺傳學(xué)說的延伸◆等位基因之間的相互作用①不完全顯性孟德爾遺傳規(guī)律中相對性狀是受完全顯隱性基因控制的,但是在自然界中,很多等位基因存在著不完全的顯性。如植物紫茉莉,紅花和白花二者雜交的子代那么出現(xiàn)紫紅〔淺紅〕色花,說明紅對白是不完全顯性。②復(fù)等位基因一個染色體上某一基因位置上的基因,因突變而產(chǎn)生兩種以上的等位基因,它們都影響同一性狀和性質(zhì),這個基因座位上的一系列等位基因總稱為復(fù)等位基因。如,人的ABO血型,是由3個復(fù)等位基因決定的,即同一等位基因點(diǎn)上有A、B、O三種基因中任一種。A、B對O是顯性的,A與B是并顯性的。再如,人的膚色是多基因遺傳的,皮膚色素成連續(xù)性變化?!舴堑任换蛑g的相互作用①互補(bǔ)作用多個非等位基因同時(shí)存在時(shí),才表現(xiàn)出某一性狀,這些基因稱為互補(bǔ)基因。②累加作用同一性狀有多個不等位基因控制,每個基因?qū)υ撔誀疃加杏绊?。如在玉米中,至少?0個不同位置的基因影響著葉綠素的形成;果蠅的眼色至少有40個不同位置的基因作用。◆非等位基因之間的相互作用③上位效應(yīng)一對等位基因受到另一對等位基因的制約,并隨著后者不同前者的表型而有所差異,后者稱為上位基因(epistaticgene),這一現(xiàn)象稱為上位效應(yīng)(epistasis)。如:小鼠子一代雜合子的基因型為BbCc,B決定黑毛色,b決定褐毛色;C決定毛顏色存在,c決定毛色不存在。將此類小鼠自交,結(jié)果得到9只黑毛色小鼠,3只褐毛色小鼠,4只白毛色小鼠。在此,C與c這一對等位基因是B與b這一對等位基因的上位基因。實(shí)驗(yàn)中,凡BC為黑色毛,bbC為褐色毛,cc為白色毛。三染色體學(xué)說、基因的連鎖和交換◆遺傳的染色體學(xué)說1866年,Mendel發(fā)表了他對豌豆遺傳形狀的研究結(jié)果,但在很長時(shí)間內(nèi),這些成果的意義沒有被人們所認(rèn)識。Mendel去世后,直到20世紀(jì)初,科學(xué)家們通過對細(xì)胞內(nèi)染色體行為的研究,發(fā)現(xiàn)Mendel提出的遺傳因子及其獨(dú)立別離與自由組合特性與染色體的行為特性具有平行性。主要表現(xiàn)為:在體細(xì)胞中染色體和基因都是成對存在的;形成配子時(shí)每對染色體別離,每對基因也別離;在配子中,只有每對染色體的一個染色單體,也只有每對等位基因中的一個基因。細(xì)胞學(xué)研究提供了在顯微鏡下可以看到的染色體行為與雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳因子的行為相關(guān)聯(lián)的證據(jù)。于是便形成了遺傳的染色體學(xué)說?;蛭挥谌旧w上,成對的染色體及位于染色體上的成對基因在細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)別離,獨(dú)立分配到配子中,經(jīng)過有性生殖過程中雌雄配子的結(jié)合,它們重新組合配對。三基因連鎖和交換遺傳學(xué)第三定律即基因在染色體上的連鎖和交換規(guī)律〔20世紀(jì)初,Morgan及其同事通過對果蠅的雜交試驗(yàn)得出〕?;虻倪B鎖:位于同一條染色體上的基因連系在一起伴同遺傳的現(xiàn)象,稱連鎖〔linkage)。染色體上的某些基因始終連鎖在一起,因此在形成配子時(shí)這些基因不能自由組合,連鎖在一起的基因只能一同遺傳而不能被拆開?;蚪粨Q:染色體上的連鎖基因還可以發(fā)生交換。連鎖基因原來雖然定位在同一染色體上,但在減數(shù)分裂和配子形成過程中,在同源染色體的配對時(shí)會發(fā)生同源染色體片段間的相互交換,導(dǎo)致其上的基因重組。染色體上各基因間的重組率與基因位點(diǎn)間的距離成正比,即兩基因相距越遠(yuǎn),發(fā)生交換的頻率就越高。遺傳圖:根據(jù)基因交換的原理,Morgan及學(xué)生創(chuàng)立了3點(diǎn)測交法〔即將3個基因包括在同一次交配中進(jìn)行遺傳性狀的研究〕,他們利用果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中測得的基因重組頻率的數(shù)據(jù)根據(jù)基因在染色體上的直線排列原理,對基因進(jìn)行染色體上的定位。在一條染色體上存在著許多基因,它們彼此連鎖在一起,組成一個連鎖群。一個生物連鎖群的數(shù)目與染色體的對數(shù)是一致的。把一個連鎖群上基因之間的距離和順序標(biāo)記出來所構(gòu)成的圖稱為連鎖圖或遺傳圖。一個生物的遺傳圖通常包括該生物的每條染色體,并且根本覆蓋每條染色體的長度。在遺傳圖上,染色體或連鎖群通常按編號的大小順序排列。染色體右邊的符號為基因或遺傳標(biāo)記。染色體左邊的數(shù)字為圖距。一般把1%重組值作為一個圖距單位,稱1cM〔1centi-Morgan)(分摩)。圖距可以直接標(biāo)明兩個基因之間的距離,也可以把整個連鎖群上各基因之間的距離累加,即后一基因與前一基因圖距之差為兩個基因之間的距離。四性染色體和伴性遺傳◆常染色體和性染色體生物體雌、雄性別決定由染色體決定。線蟲、果蠅和人的體細(xì)胞中有二類染色體。一類是與性別決定有直接關(guān)系的染色體,稱性染色體(sexchromosome),如X和Y染色體,其余為常染色體(euchromosome,automosome,代號A)。性染色體在性別決定中一般說是起核心作用,常染色體上某些基因起輔助作用。■性染色體性別是包括酵母、植物、動物和人類在內(nèi)的所有真核生物都具有的重要遺傳特征。性別遺傳符合Mendel定律,各種兩性生物中1:1的性別比反映兩性之間一個是純合子,另一個是雜合子。(WHY?)性染色體(sexchromosome)。一般用XY或ZW表示。生物中一般有XY型〔人〕、XO型〔直翅目昆蟲〕、ZW型〔兩棲類和爬行類動物〕和單倍體-二倍體型〔蜜蜂和螞蟻〕4種性染色體類型,其中XY型是最普遍的一種。環(huán)境對性別的影響與決定1.環(huán)境對性別決定的作用主要表現(xiàn)在遺傳作用的根底上的修飾性作用;例如:蜂王(♀)與工蜂形成的差異(食物控制)蜜蜂蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來的二倍體成蜂,但是在形態(tài)、生理、行為等方面有明顯的差異,屬于不同的級型。蜂王和工蜂的級型分化的關(guān)鍵時(shí)期發(fā)生在幼蟲的4齡末至5齡止。分化是由分化基因調(diào)控的,幼蟲期食物的質(zhì)和量是分化的外部決定因子。JH對兩級型中卵巢的分化有非常重要的調(diào)控作用。蜜蜂腦或其它組織中可能有分泌調(diào)控CA的咽側(cè)體調(diào)節(jié)激素,它們通過對CA中JH的合成和分泌的調(diào)控而參與了分化的調(diào)控。2.少數(shù)情況下,環(huán)境也會超越遺傳作用而決定性別:有些蛙類性別決定是XY型:蝌蚪在20℃以下環(huán)境發(fā)育時(shí)性別由其性染色體決定;但在30環(huán)境決定:珊瑚島魚:在30-40條左右的群體中,只有一條為雄性,當(dāng)雄性死后,由一條強(qiáng)壯的雌性轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌?四性染色體和伴性遺傳■伴性遺傳:在性染色體上,除了含有決定性別的基因外,還帶有與性別決定無關(guān)的基因,這些基因稱為性連鎖基因(sex-linkedgene)。位于性染色體上的控制某些性狀或疾病的基因,可以隨性染色體向后代傳遞,使相應(yīng)性狀或疾病的遺傳與性別有關(guān),這類遺傳方式稱為性連鎖遺傳,也稱為伴性遺傳〔sex-linkedinheritance〕。分為X連鎖顯性遺傳、X連鎖隱性遺傳和Y連鎖遺傳?!霭樾赃z傳①X連鎖顯性遺傳:即性連鎖基因位于X染色體上且為顯性。如A是一個X連鎖顯性基因,a是它的隱性基因,分別記作XA和Xa。如果一個XaXa女人和一個XAY男人結(jié)婚,后代中女性表現(xiàn)出A性狀,而男性后代那么不再表現(xiàn)A性狀。②X連鎖隱性遺傳:位于X染色體上控制某性狀的基因是隱性基因,如人類血友病基因a即位于X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因,所以女性只有是純合子〔XaXa〕時(shí)才表現(xiàn)出患病,而男性只有一條X染色體〔XaY〕,表現(xiàn)出患病性狀。③Y連鎖遺傳:控制某種性狀或疾病的基因位于Y染色體上,隨Y染色體傳遞并表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀。其規(guī)律是父傳子,子傳孫,女性不會出現(xiàn)相應(yīng)的遺傳性狀和遺傳病,故Y遺傳又叫男性遺傳,傳統(tǒng)例證是外耳多毛癥。內(nèi)容重點(diǎn):1.孟德爾遺傳學(xué)定律的內(nèi)容〔別離定律和自由組合定律〕2.等位基因之間的相互作用〔不完全顯性、復(fù)等位基因〕3.非等位基因之間的相互作用〔互補(bǔ)作用、類加效應(yīng)、上位效應(yīng)〕4.什么是基因連鎖和交換生物的進(jìn)化第一節(jié)關(guān)于生命起源的爭論一:自生論〔自然發(fā)生論-Spontaneousgenerationtheory)1669年弗朗西斯科.雷第實(shí)驗(yàn)證明“腐肉生蛆”觀點(diǎn)是錯誤的法國著名的微生物學(xué)家巴斯德〔Pasteur,1822-1895)著名的肉湯實(shí)驗(yàn)否認(rèn)了微生物可以自生的觀點(diǎn)自然發(fā)生論現(xiàn)已被拋棄過去人們曾相信:新的生命隨時(shí)可以從非生命物質(zhì)中自發(fā)產(chǎn)生。18世紀(jì)意大利科學(xué)家Spallanzaniz為解決該問題提供了重要線索。1864年〔LouisPasteur)的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)—生命只能來自生命二、天外胚種論又稱天外起源說,以瑞典化學(xué)家阿倫尼烏斯〔AArrhenius)1907發(fā)表在“宇宙的形成”一書中的觀點(diǎn)為代表。主要觀點(diǎn):根據(jù)天文學(xué)證據(jù),星際空間中存在著大量的有機(jī)分子球外空間飄游著生命的胚種通過太陽光壓的推壓,這些胚種進(jìn)入地表球外隕石亦可把這些天外胚種帶到地表三、地表化學(xué)進(jìn)化論1809年,奧肯(Oken,1779-1851)提出:最初的生命是一種原始的粘液(urschleim),粘液又是從無機(jī)物演化而來的1866年,??藸柼岢觯荷怯筛叻肿犹蓟锼M成的蛋白體1876年,恩格斯在“反杜林論”一書中指出:生命的起源必然是通過化學(xué)途徑實(shí)現(xiàn)的自上個世紀(jì)初來,在生命起源的地表化學(xué)論的研究方面取得了許多重要成果,有影響的研究者有奧巴林、米勒、福克斯和趙玉芬等〔一〕從無機(jī)物生成有機(jī)小分子大氣圈的起源:在熱能的作用下,原始大氣通過化學(xué)反響生成甲烷(CH4)和氨(NH3)等簡單有機(jī)分子〔二〕有機(jī)小分子形成生物大分子原始大氣和海洋中的N2,H2O,CO,CO2,H2S,HCl和CH4及NH3反響生成氨基酸、核苷酸和單糖氨基酸、核苷酸等有機(jī)物在原始海洋中聚合成復(fù)雜的蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子〔三〕由生物大分子組成多分子體系生物大分子濃縮組成多分子體系的濃縮機(jī)制觀點(diǎn)有:Oparin的團(tuán)聚體(conacervate)作用Fox的微球體(proteinoidmicrosphere)作用吸附作用冰凍作用蒸化作用趙玉芬、曹培生:磷?;被崾巧姆N子第二節(jié)達(dá)爾文與進(jìn)化論一、進(jìn)化論之前的理論地球上形形色色的生物是從哪里來的?怎樣來的?人類又是從何來?怎樣來的?這類問題常常為古今中外的學(xué)者們所關(guān)心,同時(shí)也為群眾所關(guān)注。人們一直在苦苦尋求著這一問題的答案。在達(dá)爾文之前,對于生命的產(chǎn)生已有許多觀點(diǎn),如:神創(chuàng)論、物種不變論、布封的生物進(jìn)化思想、拉馬克的生物進(jìn)化學(xué)說、居維葉的災(zāi)變理論、萊伊爾的〔賴爾〕均變論等。中國古代的“滄海桑田”的觀點(diǎn)也包含有進(jìn)化的內(nèi)涵。1神創(chuàng)論〔Creation〕2林奈的物種不變論林奈〔Linnaeus,1707-1778〕,瑞典人,出版有《自然系統(tǒng)》、《植物的綱》、《植物系統(tǒng)》等著作。被譽(yù)為分類學(xué)、植物學(xué)之父。對生物進(jìn)行了系統(tǒng)的分類;提出了動植物命名的雙名法〔種名=屬名+種名+定種人名〕。物種不變論:各種生物被創(chuàng)造出來后,不會發(fā)生什么變化,即一個物種不會變成另外一個物種。生物種的概念:種(species)是生物根本的分類單元,是形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)育特征和生態(tài)分布根本相同的一群生物。在自然條件下,行有性生殖的同種生物可交配產(chǎn)生有生殖能力的后代,不同種生物之間不能交配,即使交配也不能產(chǎn)生有生殖能力的后代,這叫生殖隔離。親緣關(guān)系相近的種構(gòu)成另一個高一級的分類單元--屬(genus)。種既是生物分類的單元,也是遺傳單元和生態(tài)單元。3布封的生物進(jìn)化思想布封〔Buffon,1707-1788〕,法國著名的生物學(xué)家和古生物學(xué)家。作為一個古生物學(xué)家,布封的生物進(jìn)化思想最初是由觀察化石而得到啟發(fā)的。他通過對巴黎盆地的觀察,從化石在地層中的分布,得出:地球歷史上經(jīng)歷了海陸變遷生物首先產(chǎn)生于海洋生物為生存而斗爭,繁衍速度要超過資源的承受力。生物的種是可以變化的,生物的變異基于氣候、地理等環(huán)境因素的影響。布封是林奈時(shí)代唯一起來反對物種不變論的生物學(xué)家,其生物起源于海洋的理論仍在流行。但是,在18世紀(jì)自然科學(xué)中占統(tǒng)治地位的是神創(chuàng)論的宗教觀,布封的進(jìn)化思想受到了壓制和攻擊。1751年,布封在宗教勢力的逼迫下,在他的悔過書中公開放棄進(jìn)化的觀點(diǎn):“我申明,我沒有任何反對圣經(jīng)的企圖,我堅(jiān)決地信仰圣經(jīng)上所說的關(guān)于神創(chuàng)世界的時(shí)間和事實(shí).我放棄所有在我書中所說的關(guān)于地球形成的說法,并放棄所有與摩西故事相沖突的說法-布封”從此,后人談進(jìn)化論確實(shí)立時(shí),只談達(dá)爾文和拉馬克,而不講布封。從布封、哥白尼的悲劇可以看出:人類社會意識形態(tài)對科學(xué)開展的制約關(guān)系。4.第一位真正的進(jìn)化論者-拉馬克拉馬克〔Lamark,1744-1829〕,法國著名的博物學(xué)家,他先后研究了植物學(xué)、動物學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)。1778出版了《法國植物志》一書;1809年出版了《動物學(xué)哲學(xué)》一書。拉馬克是生物開展史上第一個提出比擬完整的進(jìn)化學(xué)者。進(jìn)化論〔EvolutionTheory〕一詞也是拉馬克最早提出。拉馬克的生物進(jìn)化的觀點(diǎn)在他所著的《動物學(xué)哲學(xué)》一書中作了系統(tǒng)介紹。達(dá)爾文:“第一個在這個問題〔關(guān)于物種的起源〕上得出結(jié)論的人。這個結(jié)論激起了人們極大的注意。”4拉馬克的生物進(jìn)化學(xué)說主要觀點(diǎn)生物是變化的,這種變化是一種漸變,是對環(huán)境直接適應(yīng)的結(jié)果。器官的用進(jìn)廢退法那么:“在新的環(huán)境調(diào)節(jié)下,動物在生理上有一種對新器官的需要?!薄+@得性狀〔acquriedcharacter〕遺傳法那么〔即生物在環(huán)境的直接影響下,經(jīng)常使用的器官逐漸興旺,不使用的器官逐漸退化,這種后天獲得的性狀可以遺傳下去?!嘲凳玖巳撕驮车年P(guān)系生物天生地具有向上開展的傾向:小蟲想要變成人,沿著一級級形態(tài)的旋梯,上升,上升,上升。拉馬克進(jìn)化觀點(diǎn)的評價(jià)拉馬克的進(jìn)化理論在生物進(jìn)化史上具有重要的影響。他提出的生物漸變、生物對環(huán)境的直接適應(yīng)是進(jìn)化的根本過程的觀點(diǎn)有正確和合理的局部。拉馬克在說明進(jìn)化原因時(shí),用作論證的事實(shí)一般不夠充分,多憑臆測和猜測,說服力不大。拉馬克強(qiáng)調(diào)生物的天生、內(nèi)在的力量使生物向上開展的觀點(diǎn)是唯心的,與達(dá)爾文的自然選擇的觀點(diǎn)不同。拉馬克的進(jìn)化學(xué)說具有重要意義,由于自身的缺乏,在當(dāng)時(shí)傳統(tǒng)勢力占優(yōu)勢的時(shí)代,他的理論不僅得不到學(xué)術(shù)界的支持和成認(rèn),相反常常被作為人們嘲笑的對象。拉馬克生物進(jìn)化理論對50年后達(dá)爾文的進(jìn)化論的形成是具有重要影響的,現(xiàn)在的進(jìn)化學(xué)說流派中還有新拉馬克主義這一學(xué)派。5居維葉的災(zāi)變理論居維葉〔Cuvier,1769-1832〕,法國著名的動物學(xué)家和古生物學(xué)家。比擬解剖學(xué)的創(chuàng)立者,并提出了著名的器官相關(guān)定律〔LawofCorrelation〕。居維葉和拉馬克同時(shí)研究巴黎新生代盆地的地層中的豐富的化石時(shí),看到了同樣的事實(shí):不同的地層里出現(xiàn)不同的化石,地層越老,化石與現(xiàn)代生物的面貌相差越遠(yuǎn)。居維葉認(rèn)為老地層中生物的絕滅與屢次災(zāi)變事件〔如洪水-Deluge〕有關(guān),同一地點(diǎn)的生物在災(zāi)變期絕滅后,又從別的地方遷移來新的物種。過去居維葉一直作為災(zāi)變論和神創(chuàng)論的代表加以批判。隨著生物科學(xué)、古生物學(xué)的開展,說明自然界是存在災(zāi)變現(xiàn)象的。6萊伊爾的漸變論萊伊爾〔C.Lyell,1797-1875〕,英國〔蘇格蘭〕著名的地質(zhì)學(xué)家,因其出版《地質(zhì)學(xué)原理》一書,被后人成為地質(zhì)學(xué)之父。在1830-1833年間,30歲出頭的萊伊爾出版了《地質(zhì)學(xué)原理》〔PrinciplesofGeology,分卷出版〕,獲得了巨大的成功。該書中所提出的將今論古〔Thepresentisthekeytopast〕、漸變論〔Gradualism〕、均變論〔Uniformitarianism〕3個根本觀點(diǎn)對地質(zhì)界和生物學(xué)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。萊伊爾的漸變論認(rèn)為:許多變化是由一系列微小變化構(gòu)成;新生生物群可由舊生物群通過一系列小規(guī)模的新生和絕滅而形成。他強(qiáng)調(diào)漫長地質(zhì)時(shí)間的意義,這個漫長的時(shí)間足以使微小的漸變產(chǎn)生驚人的效果,而無須借助災(zāi)變。二、達(dá)爾文進(jìn)化思想的產(chǎn)生達(dá)爾文〔CharlesRobertDarwin,1809-1882〕——進(jìn)化論之父出生于英國一個叫希魯茲別利〔Shrewsbury〕小城市里。著名的博物學(xué)家、進(jìn)化論的創(chuàng)始人。進(jìn)化論的假設(shè)干實(shí)例:在南美草原地層中發(fā)現(xiàn)的巨大的動物化石與現(xiàn)代的犰狳十分相象.這一事實(shí)說明:現(xiàn)代動物與古代動之間存在著某種聯(lián)系,并非毫不相干。隨著南美大陸南移的程度,相應(yīng)的動物的類型發(fā)生了逐漸的更替。說明:生物的分布與地理環(huán)境密切相關(guān)。南美西部的加拉帕戈斯群島的物種是南美型,這些島的歷史并不長,每一島上都有略有差異的物種。其中雀鳥便可識別出13種類型。說明:島上的生物類型是從鄰近大陸上遷移而來,同時(shí)各自產(chǎn)生了適宜于當(dāng)?shù)丨h(huán)境的新類型。南美某地有2萬多頭牛,由于連續(xù)3年的干旱而全部死亡。說明:不需要造物主的干預(yù),僅僅由于自然的原因,就可以引起生物界的巨大變化。在南美東南角的火地島上,當(dāng)?shù)赝林嗌砺泱w,拾食巖石上的軟體動物,使用石器和弓箭等原始生活情景,對達(dá)爾文認(rèn)識人類起源有很大的啟示意義。1859年后:達(dá)爾文進(jìn)入了他科學(xué)活動的最后一個時(shí)期。他后半生體弱多病。但仍堅(jiān)持工作。在這一時(shí)間里他一直堅(jiān)持進(jìn)化論的研究工作,廣泛地應(yīng)用了演繹的方法,深入研究了人類學(xué)和其他生物學(xué)的問題。1882年達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論,又稱達(dá)爾文主義或達(dá)爾文學(xué)說,它是一個龐大的科學(xué)體系。在達(dá)爾文《物種起源》等著作中,涉及到生物分類學(xué)、形態(tài)學(xué)、胚胎學(xué)、生物地理學(xué)、古生物學(xué)等多方面的知識。他例舉大量的事實(shí)證明:不同生物之間具有一定的親緣關(guān)系;古代生物與現(xiàn)代生物間有著共同的祖先;生物的演化〔進(jìn)化〕是原始生物類型〔舊物種〕按照自然選擇的規(guī)律逐漸形成的。其中最主要的是自然選擇學(xué)說。2達(dá)爾文進(jìn)化論的主要內(nèi)容(1)生物普遍具有變異現(xiàn)象,大多數(shù)變異具有遺傳傾向〔Pangene〕(2)一切生物都有高速率增加的傾向,即具有巨大的繁殖力。(3)一切生物的實(shí)際生存數(shù)極其卑微。由于繁殖過?!睴verproduction〕,每個物種必須為了生存而斗爭。生存斗爭包括:生物與自然環(huán)境間的斗爭,種間斗爭〔InterspecificCompetition〕,種內(nèi)斗爭〔Intraspecificcompetition〕(4)在生存斗爭中,保存有利變異個體,淘汰不利個體-自然選擇。自然選擇〔Naturalselection〕:生物在其生活的環(huán)境中,能夠適應(yīng)者被保存,不能適應(yīng)者被淘汰的過程-物競天擇,適者生存。(5)通過自然選擇長期作用,通過有利的變異的逐漸累積,使生物形狀產(chǎn)生分歧逐漸形成新種。(6)自然選擇經(jīng)常在生物與環(huán)境的相互關(guān)系中改造生物體,使生物更加適應(yīng)于環(huán)境,促進(jìn)了生物向著從簡單到復(fù)雜、從低級到高級方向的開展。達(dá)爾文進(jìn)化論的精髓:變異和自然選擇,變異為生物的進(jìn)化提供了原材料;自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。達(dá)爾文的生物進(jìn)化是一種漸變論物種進(jìn)化理論的開展:現(xiàn)代綜合進(jìn)化論是隨著生命科學(xué)開展而產(chǎn)生的建立在實(shí)驗(yàn)和定量分析根底上進(jìn)化理論:①強(qiáng)調(diào)進(jìn)化表達(dá)在種群的遺傳組成的改變上,種群是進(jìn)化的單位。②認(rèn)為只要影響到種群的基因或基因型頻率變化都有進(jìn)化價(jià)值,沒有生存斗爭,自然選擇也在進(jìn)行。③把變異分為可遺傳的變異和環(huán)境飾變,只有可遺傳的變異在種群中的積累才與進(jìn)化有關(guān)。分子進(jìn)化和中性學(xué)說中性學(xué)說是木村資生根據(jù)分子生物學(xué)的研究提出的。認(rèn)為多數(shù)突變都是中性的,對于中性突變而言,不存在自然選擇和適者生存的情形,認(rèn)為多數(shù)或絕大多數(shù)突變都是中性的,即無所謂好或壞。遺傳漂變是隨機(jī)的,并不是自然選擇的結(jié)果。5生物進(jìn)化的證據(jù)古生物學(xué)生物地理學(xué)比擬解剖學(xué)〔對不同種群生物的個體解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行比擬〕在一些不同的種群生物中,某些器官即使行使不同功能,它們在解剖結(jié)構(gòu)上也具有相同或相似性,反映出這些生物之間具有的親緣關(guān)系和從某一共同祖先進(jìn)化過來的痕跡。同源結(jié)構(gòu):具有共同來源的結(jié)構(gòu)〔同源結(jié)構(gòu)反映了生物進(jìn)化的痕跡〕5生物進(jìn)化的證據(jù)比擬胚胎學(xué)〔不同生物胚胎發(fā)育過程的比照研究〕親緣關(guān)系相近的生物在它們發(fā)育過程中有相同的發(fā)育階段。如所有的脊椎動物在其發(fā)育的早期都出現(xiàn)了尾巴和腮囊,這說明,人類是從曾經(jīng)有尾巴和有腮的祖先進(jìn)化來的。這些現(xiàn)象稱為“重演律”,反映了生物個體的發(fā)育再現(xiàn)了系統(tǒng)發(fā)育所經(jīng)過的局部主要階段。分子生物學(xué)在所有的生物中,遺傳密碼的通用性說明自然界所用生命形式都是互相關(guān)聯(lián)的。親緣關(guān)系近的生物,其DNA或蛋白質(zhì)分子具有更多的相同性。而親緣關(guān)系遠(yuǎn)的生物之間,DNA或蛋白質(zhì)分子的差異較大。利用分子生物學(xué)技術(shù)對不同生物同中蛋白氨基酸序列分析是一種分析和判斷生物之間親緣關(guān)系和進(jìn)化順序的先進(jìn)手段??偨Y(jié)物種起源有以下三種說法〔1〕獲得性狀遺傳學(xué)說主要思想:“用進(jìn)廢退”或稱“獲得性狀遺傳學(xué)說”?!怖R克為代表〕〔2〕綜合進(jìn)化論〔現(xiàn)代達(dá)爾文主義〕主要內(nèi)容包括兩方面:群體是生物進(jìn)化的根本單位。進(jìn)化機(jī)制的研究屬于群體遺傳學(xué)范疇;突變、選擇、隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制?!?〕分子進(jìn)化的中性學(xué)說〔非達(dá)爾文主義〕提出了分子進(jìn)化的中性學(xué)說。認(rèn)為多數(shù)或絕大多數(shù)突變都是中性的,即無所謂好或壞。遺傳漂變是隨機(jī)的,并不是自然選擇的結(jié)果第七章生物的類群一,生物分類概述〔一〕生物的分界Linnaeus1753兩界系統(tǒng):植物界動物界。Haeckel1866三界系統(tǒng):植物界動物界原生生物界1959Whittaker五界系統(tǒng):動物界植物界真菌界原生生物界原核生物界1949Jahn六界系統(tǒng):動物界植物界真菌界原生生物界原核生物界病毒界1990Woese六界系統(tǒng):動物界植物界真菌界原生生物界古細(xì)菌界真細(xì)菌界1989年,Cavalier-Smith的八界系統(tǒng):后真核生物超界:動物界植物界真菌界藻界原生生物界真核生物古真核生物超界:古真核生物界原核生物:真細(xì)菌界古細(xì)菌界〔二〕生物分類等級1,物種〔species〕具有一定的形態(tài)和生理特征,有一定的自然分布范圍的植物類群,能自然交配,產(chǎn)生正常能育的后代。種以下還可以設(shè)立亞種,變種,變型。2,亞種〔subspecies)指某種生物分布在不同地區(qū)的種群,由于受所在地區(qū)生活環(huán)境的影響,它們在形態(tài)構(gòu)造或生理機(jī)能上發(fā)生某些變化,這個種群就稱為某種生物的一個亞種。3,變種(varity)在同一個生態(tài)環(huán)境的同一個種群內(nèi),如果由某些個體組成的小種群,在形態(tài),分布,生態(tài)或季節(jié)上發(fā)生了一些細(xì)微的變異并有了穩(wěn)定的遺傳特性時(shí),這個小種群就稱為原來種的變種。4,變型(form)有形態(tài)變異,但看不出有一定的分布區(qū),僅是零星分布的個體。5,品種〔cultivar縮寫cv.〕不是分類學(xué)中的一個單位,只用于栽培植物的分類上,在野生植物中不使用品種這一名詞。它是人類經(jīng)過培育選擇而形成的類型,其經(jīng)濟(jì)性狀及生物學(xué)特性符合人類需要,要進(jìn)行買賣,成為商品后,才能稱為品種,否那么只能叫品系。藥材中一般稱的品種,有時(shí)指分類學(xué)上的種,有時(shí)又指栽培的藥用植物的品種。物種形成的方式1,漸變式繼承式:指一個物種通過漫長的地質(zhì)年代的演變,逐漸積累微小變異而開展形成新物種。分化式:指一個物種的兩個或多個群體,由于地理的隔離而逐漸分化成兩個或多個亞種,然后再開展出生殖上的隔離,形成兩個或多個新的物種。2,爆發(fā)式多倍體漸變?nèi)浩款i效應(yīng)單性結(jié)實(shí)的形成能導(dǎo)致物種的爆發(fā)式發(fā)生?!踩成锏拿?、種的名稱-雙名法物種的命名:雙名法林奈1753年屬名+種加詞+定名人名詞形容詞或名詞例:水稻OryzasativaL.2,亞種的名稱-三名法屬名+種名+亞種名3,種以上單元的名稱-單名種以上各級單元包括亞屬,屬,亞科,科等名稱,均為單名,必須大寫。例薔薇科Rosaceae二,病毒非細(xì)胞型態(tài)的病源,許多疾病由病毒引起,如人的天花,流感,AIDS,麻疹,肝炎,動物里的豬瘟,雞瘟,狂犬病,植物里的黃化病,煙草花葉病毒等,幾乎所有的生物都發(fā)現(xiàn)有病毒:動物病毒,植物病毒,昆蟲病毒,細(xì)菌病毒,真菌病毒等病毒的大小:15-450NM之間〔二〕病毒的主要特征1,病毒個體微小,是非細(xì)胞結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)極簡單核酸+蛋白質(zhì)衣殼〔核衣殼〕+〔包膜〕包膜病毒裸露病毒2,一種病毒只含一種核酸,DNA或RNA植物病毒多為RNA病毒,動物病毒有RNA病毒也有DNA病毒,噬菌體和昆蟲病毒為DNA病毒3,病毒缺乏獨(dú)立的代謝能力,只能在活細(xì)胞內(nèi)利用宿主細(xì)胞的代謝結(jié)構(gòu)通過核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)合成,再以組裝方式進(jìn)行合成。4,病毒具有雙重存在方式。細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞外都可以存在(三〕幾種常見的病毒1,細(xì)菌病毒-噬菌體噬菌體是一類寄生細(xì)菌的病毒的總稱,英文名稱為bacteriophage,簡稱phage,來源于希臘文“phagos”,是“吞噬”的意思。在結(jié)構(gòu)上,噬菌體比細(xì)菌、真菌要簡單得多,但比寄生于真核細(xì)胞的病毒復(fù)雜,絕大多數(shù)噬菌體為裸露的球狀、纖維狀或絲狀,只有極個別的才帶有包得很緊的脂蛋白囊膜,有的噬菌體是有頭有尾,核酸包在頭部外殼中,頭是二十面體對稱,而尾是螺旋對稱。2,艾滋病毒——HIV〔直徑約為100NM的球狀病毒〕包膜+衣殼+核酸,包膜由脂類和蛋白質(zhì)組成,由寄生細(xì)胞的外層衍生而成;核酸為兩個單鏈的RNA,鏈上附著有反轉(zhuǎn)錄酶HIV的特點(diǎn):
1、主要攻擊人體的T淋巴細(xì)胞系統(tǒng),也侵染巨噬細(xì)胞,某些B細(xì)胞和其他細(xì)胞。
2、一旦侵入機(jī)體細(xì)胞,病毒將會和細(xì)胞整合在一起終生難以消除。
3、病毒基因變化多樣。
4、廣泛存在于感染者的血液、精液、陰道分泌物、唾液、尿液、乳汁、腦脊液、有神經(jīng)病癥的腦組織液,其中以血液、精液、陰道分泌物中濃度最高。
5、對外界環(huán)境的抵抗力較弱,對乙肝病毒有效的消毒方法對艾滋病病毒消毒也有效。
6、感染者潛伏期長,死亡率高。
7、艾滋病病毒的基因組比任何一種病毒基因都復(fù)雜。
HIV病毒對外界的抵抗力并不強(qiáng),在體外枯燥的環(huán)境中存活時(shí)間非常短;不耐酸、
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