普通生物学-绪论

普通生物学(Generalbiology),课程基本要求,选用教材：陈阅增，普通生物学，高等教育出版社；上课时间：每周四1-2节成绩评定:平时成绩：10%期中成绩：20%期末成绩：70%,纪律要求:不迟到、早退上课关掉手机或设为振动不要随意缺课平时成绩以到课情况为依据,Outline,绪论,生物学是什么？,生物学(biology)或生物科学(biologicalsciences)是研究生物体生命现象和生命活动规律的科学，因此，又称为生命科学(lifesciences)。生物学的研究对象是高度多样性和统一性的生物界。普通生物学是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境关系的科学。广义的生命科学还包括生物技术、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。,美丽的家园,7,生物圈(biosphere)：,岩石圈的上层全部水圈大气圈的下层,指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所；包括：,biosphere,寂静的地球（岩石圈、水圈和大气圈）生物和它所居住的环境共同组成生物圈(biosphere),最高的树,红杉（115米）,？,最高的动物,长颈鹿（6米）,？,最高/矮的人,最大的叶子,一、生物的特征：,细胞（cell）是生物体组构的基本单位新陈代谢（metabolism）稳态（homeostasis）和应激性（irritability）生殖（reproduction）和遗传（heredity）生长（growth）和发育（development）进化（evolution）和适应（adaptation）生命是具有以上共同特征的物质存在形式！,12,1、特定的组织结构生命的基本单位是细胞,化学成分,说明：生物界在化学成分上存在高度同一性,水,14,1.细胞是生物体组构(organization)的基本单位,Thecellisthelowestleveloforganizationthatcanperformallactivitiesrequiredforlife,15,mitosis有丝分裂,celldivision,动植物的主要区别,Chiefdifferncesbetweenplantsandanimals,2.新陈代谢(metabolism),定义：在生活的生物体和细胞内存在着无休止的化学变化，一系列的酶促反应组成复杂的反应网络，这些化学反应的总和称为新陈代谢（metabolism）。,18,19,合成代谢(anabolism)：是在生物体内合成有机物和储存能的过程，合成了或建造了生活物质；也称同化作用。分解代谢(catabolism)：是在体内分解有机物和释放能的过程；也称异化作用。,3.稳态（homeostasis）和应激性（irritability）,生物体内新陈代谢所需要的物理化学条件（如温度、pH值等）被限制在一个很窄的幅度之内，生物体具有许多调节机制，用来保持内部条件相对稳定，并且在环境发生某些变化时也能做到这一点，这一特性称为稳态（homeostasis）。应激性（irritability）：生物体内或体外的物理或化学条件发生了变化，生物体能感受这些变化（刺激），并作出有利于保持其体内稳态，维持生命活动的应答。,20,4.生殖（reproduction）和遗传（heredity）,22,生物体通过生殖(reproduction)产生子代使物种得以延续；遗传(heredity)：遗传物质从上代传给下代，从而使上代的形态特征或生理特性等性状在下代得以表现。上代和下代之间以及后代个体之间总有些差异，这种现象叫做变异(variation)。遗传和变异都是普遍的生命现象，二者同时存在。,23,漂亮的模特儿遗传学家,生命通过生殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。,5.生长（growth）和发育（development）,生物的生长是细胞体积或者数量的增长。发育（development）是和生长密切相关的过程，在多细胞生物的生活史中，发生了一系列结构和功能的变化，包括组织器官的形态建成、性成熟、衰老等，发育是一种被精确调控的程序性变化过程。,24,生物都能通过代谢而生长发育。虽然环境条件可以影响生物的生长发育，但每种生物的生长发育都是按照一定尺寸范围、一定的模式和稳定的程序进行的。,6.进化（evolution）和适应（adaptation）,在生殖过程中，遗传物质往往会发生重组和突变，使亲代和子代以及子代不同个体之间出现变异。突变、漂变、基因流、非随机交配和选择使生物种群发生进化（evolution）。选择使生物种群一代代的更适应它们所处的环境。,26,CharlesDarwin,二、生物界的层次,27,生物圈到个体,28,生物界的结构层次,29,生物界是一个多层次的严整有序结构,三、分类的阶元和界的划分,分类阶元：界(kingdom)、门(phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(Species)分类单位：固定名称的分类群，如动物界,植物界被子植物门双子叶植物纲蔷薇目蔷薇科蔷薇属香槟玫瑰（种）,2.分类阶元,32,生物分类的阶层,1.双名法(binomialnomendature),瑞典植物学家林奈（Linnaeus）1735出版自然系统制定了双名法。“双名法”的有关规定:1、关于学名：规定每一种物种都应有一个学名（Scinecename)；2、关于“双名”：学名由两个拉丁字或拉丁化的文字组成：学名=属名+种名；3、属名用主格单数名词，首字母大写；种名首字母不需大写，用形容词或名词；属名和种加词一般都用斜体。4、学名之后，应附加当初定名人的姓氏；5、亚种学名的命名法：三名法。即：学名=属名+种本名+亚种名黑斑肥螈Pachytritonbrevipes(Sauvage),34,弓头鲸Balaenamysticetus(Linnaeus),分界1.两界系统2.三界系统3.五界系统,1.两界系统林奈,2.三界系统海克尔,3.五界系统惠特克,原核生物界,39,1760Linnaeus动物界植物界1886Haeckel原生生物界植物界动物界,1967Whittaker,40,无核,有核,单细胞,多细胞,光合,异养,吸收,摄食,Theoriesaboutkingdomsoforganism,42,四、生物和它的环境,生态系统（ecosystem）：在一定的空间中生物成分和非生物成分通过不断的物质循环和能量流动而构成相互依赖而又相互制约的统一整体。生产者（producer）消费者（consumer）分解者（decomposer）食物链（foodchain）食物网（foodweb）生态系统的两大功能：物质循环和能量流动,43,44,五、巨大的多样性与高度的统一性,生物多样性包括地球上所有植物、动物、微生物和它们拥有的基因以及由这些生物和环境构成的生态系统。,生物多样性是地球上40亿年生物进化留下来的宝贵财富，是人类赖以生存和发展的基础。,生物多样性,遗传多样性：形态各异物种多样性：种类繁多生态系统多样性：分布广泛,世界因生命而美丽因生物多样性而精彩,45,地球上已命名的生物约有200万种，其中植物26万种、昆虫75万种、脊椎动物50万种。已灭绝的生物约有1500万种。据科学家估计，地球上共有生物500-3000万种。,46,六、生物学常用的研究方法,1.科学观察（observation）生物学是一个直观性学科，观察是从客观世界中得到第一手资料的最基本方法。开始感觉器官进行，后来有了显微镜。观察需要有科学知识。观察切不可为原有的知识所束缚。,47,2.假说（hypothese）和检验（test）假说必须是可以验证的，这是科学实验的重要原则，实验不仅意味着某种精确的操作，而且是一种思考形式。假说学说定律依据事实提出假说，假说推导出一个可以用实验加以检验的预测，然后实施这个实验来加以验证。孟德尔第一定律,48,3.模型实验如果由于种种原因，直接用研究对象（原型）进行实验非常困难，或者简直不可能时，可用模型代替研究对象来进行实验。模型可是物质形式或思维形式。,动物模型：代替人体进行实验。抽象模型：计算机模拟，数学模型。用模型研究在时间上极为遥远的事件；机械和电子模型对动物功能进行模拟实验仿生学（雷达）。,49,七、生物学的分科,1.研究对象:植物学、动物学、藻类学、微生物学、昆虫学、鸟类学、鱼类学等2.结构、机能以及各种生命过程:解剖学、组织学、细胞学、生理学、遗传学、胚胎学、生态学3.从微观到宏观的不同层次:分子生物学、细胞生物学、种群生物学4.与其他学科交叉:生物化学、生物物理学、生物数学、仿生学等,50,51,生命科学的发展趋向：（1）学科精细化同时学科相互交叉、渗透、相辅及综合：50年代核技术年代；60年代空间技术年代；70年代电子技术年代；80年代生物技术年代；90年代生物高科技年代；21世纪生物世纪（2）学科宏观化：环境生态学引起极大的关注，生态问题是直接关系人类存亡的问题。（3）向生命本质前进（微观方向：深入到细胞、分子、基因水平，而且进展很快）。,八、生物学和现代社会生活的关系,1.农学和医学的基础超级水稻疫苗2.环境生态系统与生物多样性生物能源,人类面临最重大的问题和挑战,人口膨胀；粮食短缺；疾病危害；环境污染；能源危机；资源匮乏；生态平衡破坏；生物物种大量