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1、第二章 生物学基础（一） 生物的分类 （二） 生物大分子 （三） 中心法则the theory of evolution地球上的生物是自然界在特定 条件下演化的结果，而且仍继 续处于变化之中。Alfred Russel WallaceCharles Darwin The Wallace-Darwin Theory第一节 生物的分类简介第一节 生物的分类简介1、地球上的自然史与生命史不断演化的地球系统不断演化的地球系统：地球本身一直经 历着由简单到复杂、由低级到高级不可 逆的演化过程，由此逐渐形成了大气圈 、水圈、岩石圈、生物圈及地球内部的 圈层； 不断演化的地球生物不断演化的地球生物：生物是地
2、球系统 在特定条件下演化的结果，并仍处于不 断的演化之中； 宇宙的起源宇宙的起源：始于120亿年前的宇宙大 爆炸（Big Bang Begins The Universe! ）； 太阳系的起源太阳系的起源：大约49亿年前，诞生太 阳系； 地球的起源地球的起源：大约45亿年前，宇宙中的 尘埃在引力作用下逐渐集聚形成地球。地球生命简史地球生命简史生命诞生、细胞的形成生命诞生、细胞的形成3538亿年前，海洋孕育原始生物单细胞生物在地球上繁衍、原始生态系统的建立单细胞生物在地球上繁衍、原始生态系统的建立原核生物占主体的阶段（3520亿年前）真核生物占主体的阶段（206亿年前）多细胞生物出现和多样化表达
3、、生物圈覆盖整个地球多细胞生物出现和多样化表达、生物圈覆盖整个地球多细胞植物、多细胞动物的诞生（65.5亿年前）“寒武纪大爆发”（约5.35.5亿年前）物种“爆发”“志留纪大爆发”（约4.3亿年前）生命从海洋扩展到陆 地人类诞生、文明的发展人类诞生、文明的发展约4001000万年前，人类诞生文化史：100万年时间时间 ( (亿年前亿年前) )4646地球形成地核与地幔分异40403838最早的沉积记录 化学进化生命起源3535最早的叠层石和微生物化石记录光合作用起源3030生命起源生命起源25252020冠族真核细胞起源 大气圈自由氧开始积累1010单细胞生物繁衍及原始生态系统建立单细胞生物繁
4、衍及原始生态系统建立7 7多细胞叶状体植物适应辐射性分化时间时间 ( (亿年前亿年前) )时间时间 ( (亿年前亿年前) )5 50 0多多细胞生物进化细胞生物进化骨骼化、后生动物适应辐射性分化哺乳动物起源人类起源、文化系统建立4 43 32 21 1“寒武纪大爆发”“志留纪大爆发” 陆生维管植物诞生两栖动物出现被子植物起源爬行动物出现鸟类出现恐龙成为地球霸主恐龙绝灭新生代中生代古生代前寒武纪Homo sapiens智人病毒细菌2、生物的分类生物多样性生物多样性（BiodiversityBiodiversity）物种的多样性 遗传（基因）的多样性 生态系统的多样性保护生物多样性的重要性保护生物
5、多样性的重要性1992年，联合国环境与发展大会 生物多样性公约生物分类体系生物分类体系Karl von Karl von LinneeLinnee（1707-1778），瑞典博物学家Linnee在Systema Naturae中创立生物分类体系 双命名法（双命名法（binomial nomenclaturebinomial nomenclature）:属名加种名，属名 在前，第一个字母大写；种名在后，小写；其后还可标注 发现的地名或发现者的名字；采用拉丁文生物分类体系林奈 (Carolus Linnaeus ，17071788） 瑞典博物学家Linnean hierarchical class
6、ification was based on the premise that the species was the smallest unit, and that each species (or taxon) belonged to a higher category.Linnean hierarchical classificationKingdom 界 例： Animalia 动物界Phyla门 Chordata 脊索动物门Class纲 Mammalia 哺乳纲Order目 Carnivora 食肉目Family科 Felidae 猫科Genus属 Panthera 豹属Specie
7、s种 pardus 属名种名Panthera pardus 金钱豹病毒、细胞和生物体的大小Sizes of viruses, cells, and organisms.Sizes of viruses, cells, and organisms.生 物 进 化Three domains of life 三原界系统Eubacteria 真细菌原界 Archaea 古细菌原界 Eukaryota 真核生物原界Protista 原生生物界 Plantae 植物界 Fungi 真菌界 Animalia 动物界 生物生物“ “界界” ”的划分的划分三界说、五界说、六界说、八界说三主干六界说：真细菌 古细
8、菌原生生物真菌植物动物原核生物真核生物Levels of Organization lBiosphere 生物圈lCommunity 生物群落lPopulations 生物种群lOrganism 生物体lOrgan 器官lTissue 组织lCell: The fundamental unit of living things. 细胞lOrganelle: 细胞器lMolecules, atoms, and subatomic particles: The fundamental functional levels of biochemistry 分子水平？Organization level
9、s of lifeStudy biology at many levels.It is thus possible to study biology at many levels, from collections of organisms (communities), to the inner workings of a cell (organelle).分子水平DNA sequenceProteinsStructureFunction?All Cell第二节生物大分子生物大分子l细胞结构（从染色体到DNA）l糖类（D-核糖、D-2-脱氧核糖）l脂类（磷脂）l蛋白质（氨基酸、蛋白质及其结构）
10、l核酸（核苷酸、脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA）主要内容：主要内容：l真核生物细胞 eukaryotic celleukaryotic celll原核生物细胞 prokaryotic cellprokaryotic cell一、细胞结构 cell1、大肠杆菌2、念珠藻3、小球藻4、酵母菌5、火丝菌6、眼虫7、分生组织细胞8、栅栏组织薄壁细 胞9、驴蹄草叶表皮细 胞和保卫细胞10、大鼠肝细胞11、肾近曲小管上 皮细胞12、成纤维细胞13、人红细胞14、人精子15、哺乳动物的横 纹肌细胞16、平滑肌细胞17、神经细胞体A general prokaryotic cellA general pr
11、okaryotic cell原核生物细胞结构肽聚糖被膜质膜动物细胞植物细胞细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核真核生物细胞结构从染色体到 DNA人类23对染色体细胞中的大分子The approximate composition of a bacterial cell.Macromolecules in CellsMacromolecules in Cells二、糖类作用：储存能量结构材料cellulose纤维素1. They are important metabolically. Sugars are the major energy storage molecules for living o
12、rganisms. Their carbon rings contain large amounts of energy. For example, the complete metabolism of glucose: releases 686 kcal/mol. 醣酵解呼吸2.There are four basic sugars that we will deal with: 三、脂类磷脂(phospholipids)是构成细胞膜(membranes)的主要 成分磷脂是两性分子，即亲水性和疏水性。 头部是带负电荷的磷酸基团；尾部是疏水性的碳链。细胞膜的结构质膜磷脂四、蛋白质核酸是遗传信息
13、的携带者 蛋白质是信息转化成生物结构和功能的表达者ProteinlSequencelStructurelFunction 1)enzyme 2)transport 3)cell structure几大类蛋白质l纤维蛋白l膜蛋白l球蛋白4.1 氨基酸an amino end (NH2)a carboxyl end (COOH)R-groupamino acidamino acid20种主要氨基酸的分类872 3Structures in the R-groups of the twenty amino acids found in all living things. Structures in
14、 the R-groups of the twenty amino acids found in all living things. Structures in the R-groups of the twenty amino acids found in all living things. Structures in the R-groups of the twenty amino acids found in all living things. Structures in the R-groups of the twenty Structures in the R-groups of
15、 the twenty amino acids found in all living things. amino acids found in all living things. Structures in the R-groups of the twenty Structures in the R-groups of the twenty amino acids found in all living things. amino acids found in all living things. l一级结构， Primary structure l二级结构， Secondary Stru
16、cturel三级结构， Tertiary Structurel四级结构， Quartenary Structure4.2 蛋白质的结构一级结构二级结构 Secondary Structurelalpha-helix , alpha-螺旋lbeta-pleated sheet， beta-折叠片lbeta -turn， beta 转角lRandom coil，无规卷曲alpha-helixalpha-helix , alpha-螺旋，肽链主 链骨架围绕中心轴盘旋成螺旋状 的结构。B-pleated sheetsbeta-pleated sheet， beta-折叠片，在多肽链之间或一条肽 链的肽段之间靠氢键联结而成的锯齿状片层结构。反平行式平行式the turnsbeta -turn， beta 转角，在球状的蛋白质 分子中，肽链经常出现的回折，由4个连 续的氨基酸组成。三级
