大学生物学01-绪论

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1、2006.8,南京大学 生命科学学院 黄亚红,1,普通生物学 General Biology,蒙民伟楼1301室； Be sure to contact me by sending your feedback to ； Tel: 83593389，13815883889,黄 亚 红, 普通生物学 绪论,考核方式: 平时 paper 期中 期末,生物学(Biology)：研究生物体的生命现象和生命活动规律的科学，即：研究自然界所有生物的起源、演化、生长发育、遗传变异等生命活动的规律和生命现象的本质，以及各种生物之间、生物与环境之间的相互联系。生物学又称生命科学(Life Science)，是自然

2、科学的基础学科之一。,绪 论,什么是生物？,什么是生命？, 生命的定义 难产：自古困扰人类的难题， 至今无普遍接受的定义； 原因：生物多样性极其丰富， 生命现象极其错综复杂； 生命是物质运动的 最高、最复杂形式。, 生命现象共同的重要属性 生物界、生命现象 绝非杂乱无章； 生命现象有共同的属性 即生物共同的特征 与非生命本质的区别,1.1 生物的特征 1.2 生物界的多层次组构 1.3 生物界划分为5个界 1.4 生物和环境形成相互联结的网络 1.5 生物界存在统一性 1.6 研究生物学的方法 1.7 生物学和现代社会生活的关系,1.1 生物的特征,1. 特定的组构； 2.新陈代谢； 3. 稳

3、态和应激性； 4. 生殖和遗传； 5. 生长和发育； 6. 进化和适应,1. 特定的组构 组织结构的高度严密性 生命结构的各层次 具高度复杂、严密的组织 ； 细胞： 各种化学成分 原生质 细胞器 细胞 生命现象；, 细胞是严整有序的系统；, 细胞是生命的基本结构、功能单位 生存、发展的结构、功能基础； 生命活动：通过细胞活动进行； 生物体生长发育 细胞生长、分裂与分化； 细胞机能失常 生物体病变 ； 细胞破坏、死亡 生命完结；, 生命是多层次的有序结构 生命结构的层次 细胞、组织、器官、系统、个体、 种群、群落、生态系统；, 每个层次的结构单元 各自特定的位置、结构 功能； 协调活动 复杂的生

4、命系统。,2. 新陈代谢 （1）定义 生物体与环境不断进行的 物质、能量交换的过程。 （2）意义 生命存在、生命活动的基础； 失调 、停止 疾病、生命终结；,（3）新陈代谢的两个过程 同时进行、作用相反 组成作用（同化作用） 分解作用（异化作用）,（4）新陈代谢的严整有序性 一系列酶促化学反应 高度有序的复杂网络； 某环节障碍、阻断 有序性破坏、代谢过程打乱 生命受威胁、终结。,3. 稳态和应激性 （1）稳态 贝尔纳（Bernard） 法，生理学家，1857， 尽管外界环境波动很大， 哺乳动物总有某些机制， 维持内环境的性质不变；, 坎农（Cannon） 美，生理学家，1926， 稳态（hom

5、eostasis） 尽管外界环境可能有很大波动， 生物体总有某些机制， 维持自身内环境的相对稳定；, 现代的稳态概念 稳态的性质 没有激烈的外界因素影响时， 生物体的内环境 维持相对稳定、动态平衡； 稳态表现在生命各个层次上 个体、种群、群落、生态系统；, 稳态的调节 （联系第6章“稳态的实现”！） 生物体是高度自动、精细的 自我调控系统 如：新陈代谢过程的调控 精密程度 人造自动控制系统； 反馈机制（负反馈）,（2）应激性 定义 生物体感受刺激 合目的的反应； 合目的的反应：对生物体有利； 意义：生存的前提 丧失 生命终结；,4. 生殖和遗传 （1）生殖（Reproduction） 定义：生

6、长发育到一定程度 自我复制 新一代； 意义：代代相传、生命永恒；,（2）遗传（Heredity） 亲代性状 生殖 下一代； 本质原因： 基因（DNA）准确复制； DNA（携带信息） RNA 蛋白质（性状表现）,5. 生长和发育 （Growth & Developmennt）,（1）定义：由小到大的生理过程； （2）特点：与盐结晶、钟乳石比较 外界物质 吸收、加工、改造 自身物质； 生长方式：由内部长大； 量变 质变：生老病死发展过程；,（3）生长发育的严整有序性 生物形态、结构、大小：一定范围； 生长发育过程：一定模式、程序 受精卵 胚胎 蝌蚪（幼体） 蛙（成体） 衰老 死亡； 原因：基因组严

7、格按 一定的时、空顺序表达。,6. 进化和适应 （1）进化（Evolution） 定义：生物界 遗传、变异 自然选择 螺旋式向上发展； 即：简单 复杂， 低等 高等， 逐渐演变。, 意义 形成了生物的适应性、多样性 生物 遗传、变异、进化 既保持物种稳定性； 又累积适应环境的变异性 适应性、多样性；, 构成了生物的种族发展史 生物 遗传、变异、进化 推陈出新 种族发展史； 种族发展史的几个重要阶段 原核生物（单细胞） 真核（单细胞）生物 多细胞（真核）生物（接下页）, 辐射 各类生物 高等智能生物（人类）； 形成今天地球上 庞大、绚丽多彩的生命体系,（2） 适应（Adaptation） 两方面

8、含义 生物体的结构 适于执行一定的功能； 生物体的结构、功能 高度适应其生活环境；, 适应的相对性 特定的结构：只适应特定功能； 特定的结构、功能 只适应特定环境； 适应性的进化 同种个体间适应性程度差异 自然选择 群体适应性加强。,生命现象的总结 生命运动过程中始终贯穿着 物质、能量、信息三者的 流动、协调、统一 有组织、有秩序的生命活动； 至少具备 3 种能力才是生命系统 新陈代谢、自动调节、自我繁殖；, 生命的存在具时间性、不可逆性； 生命是最高级形式的物质运动 变化复杂、迅速 无生命的物质运动 ； 知之甚少：人类正努力从不同角度 揭示生命现象的本质。,1.2 生物界是一个多层次的组构系

9、统 生物界的11个组构层次： 生物大分子、细胞器、细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统, 个体：自然界能独立存在的 基本生命单位。 向上（一定空间内） 互交繁殖的同种个体 种群 多种种群的集合体群落 生物和非生物生态系统,生物圈(biosphere)： 全部生物和一切生物所 居住的环境共同组成生物圈； 包括：岩石圈的上层； 全部水圈； 大气圈的下层。,人类的 家园, 向下（多细胞生物个体）： 系统（人体11个） 器官 组织（细胞和细胞间质）细胞 细胞器 生物大分子,生物物种数量巨大： 已知生活的约有200万种，加上已经绝灭的约1500万种，至少有1700万种。,1.3 生物界划分

10、为5个界,（1） 命名法； （2）分类阶元； （3）生物的分界,（1） 命名法 俗名（Common name） 苍蝇、大熊猫； 蚯蚓、蛐蟮、地龙 earthworm 一个名称包含许多相近物种； 一种生物有很多名字。, 学名与双名法 林奈 Linnaeus，1707-1778， 瑞典，植物学家 学名（Scientific name） 双名法 物种名 = 属名 + 种本名；, 家犬 Canis familiaris 格式 拉丁文（拉丁化）； 斜体； 属名第一个字母大写。,（2）分类阶元 （Category） 阶元：分类的单位、等级； 7 个基本阶元 种、属、科、目、纲、门、界,（3） 生物的分界

11、自然分类系统 真实反映生物的系统发育关系； （亲缘关系、类缘关系） 二界 三界 四界 五界系统； 五界 四界、六界、八界、 三原界 , 二界系统 林奈，1735 动物界（Animalia） 植物界（Plantae） 沿用至1950，流行 200年；, 三界系统 法，海克尔 Heackel，1886 显微镜 许多单细胞生物 原生生物界（Protista） 动物界（Animalia） 植物界（Plantae） 1960才流行；, 五界系统 三界系统未解决的问题 细菌、真菌的地位？ 五界系统：惠特克 Whittaker， 美，生态学家，1967， 逐渐广泛采用，1990s； 并非简单地多分出两个界！

12、, 原核生物 原核生物界（Monera） 真核生物 单细胞生物（简单多细胞） 原生生物界（Protista） 多细胞生物 真菌界（Fungi） 植物界（Plantae） 动物界（Animalia）, 五界分类系统的意义 反映了原始生命出现后 生物进化史的三个阶段 a. 非细胞原始生命 原核细胞（单） b. 原核细胞 真核单细胞； c. 真核单细胞 （真核）多细胞。, 原核、真核生物的划分 分类学上的一大进步 反映了多细胞生物进化 营养方式 3 个方向 3分支 自养营养 植物界（自养） 腐生营养 真菌界（异养） 吞噬营养 动物界（异养）,三原界系统 Whittaker & Margulis，19

13、78 生物共同祖先 3个基本类型 （类群、域domain 、原界） 真细菌原界 Eubacteria 原核 古细菌原界 Archaebacteria 原核 真核生物原界 Eukarya 真核 进化：真细菌古细菌真核生物, 绪论：生物界与生物学,1.4 生物和环境相互联结成网络 生态系统中生物和环境之间不断进行物 质循环和能量流动。 各种生物分别担当生产者、消费者、分 解者的角色： 植物、藻类、蓝细菌、光合细菌为生产者； 各种动物为消费者； 极大多数异养细菌及全部真菌为分解者,1.5 生物界存在高度的统一性 体现在诸多方面 （1）化学成分； （2）新陈代谢生理过程； （3）遗传物质、密码、信息流

14、,（1）化学成分的同一性 元素成分； 分子成分 多种有机分子 生命过程的产物：生物分子； 脂肪、糖、维生素、 蛋白质、核酸（生物大分子）, 各类生物中生物大分子 结构模式相同相同的单体： 蛋白质：20 种氨基酸 核酸：8 种核苷酸, 各类生物中生物大分子功能相同 供能物质：葡萄糖； 传能物质：ATP； 催化物质：酶； 遗传物质：核酸。,（2）新陈代谢生理过程同一性 各种生物基本代谢生理过程相同 如：动、植物细胞呼吸, 不需氧 糖酵解,三羧酸循环, 需氧,（3）遗传物质、密码、信息流同一性 遗传物质：核酸（DNA、RNA） 遗传密码 三联体密码子 几乎适用于所有生物； 信息流动：中心法则；,1.6 研究生物学的方法,无一成不变的方法或程序，具相同的关键要素： 观察、提出问题、假说、预测和检验 善于在观察中有所发现, 研究四步骤 观察现象； 思考：科学思维方法最重要； 提出假说 解释现象； 验证假说：假说必须是可验证的 重要原则 设计实验、预测结果； 实施实验 验证假设；,例：孟德尔豌豆杂交试验 现象：纯种紫花纯种白花 F1（紫） 自交 F2（紫白 = 31） 思考、假说 1 对因子 - 控制 1 对相对性状； A：显性、紫； a：隐性、白； 合理解释了上述现象（第20章）, 验证假说：对新、未知现象预测 预测：P 纯种白 aa