普通生物学序论地理09级PPT学习教案

1、会计学1普通生物学序论地理普通生物学序论地理09级级飞翔的鸟类最高离地面可达飞翔的鸟类最高离地面可达2000m;2000m;生活在海底的细菌深达生活在海底的细菌深达11000m;11000m;大多海洋生物则是聚集在大多海洋生物则是聚集在150m150m深度以内的；深度以内的；生物只局限在地下深约生物只局限在地下深约50m50m以内土壤以内土壤中。绪绪 论论第1页/共74页生物和它所居住的环境共同组生物和它所居住的环境共同组 成生物圈（成生物圈（biospherebiosphere）。）。45亿年前地球形亿年前地球形成成38亿年前生命出现亿年前生命出现生物经历了低级生物经历了低级高级；水高级；水

2、生生陆生；简单陆生；简单复杂的演化，复杂的演化，现在仍在演化中。现在仍在演化中。第2页/共74页生物对环境的要求是严格的。生物对环境的要求是严格的。第3页/共74页 物种数：已知的约有物种数：已知的约有200200万种，算上已经绝灭的生物万种，算上已经绝灭的生物（15001500万种），至少有万种），至少有17001700万种。万种。第4页/共74页大到有20-30m长的蓝鲸，重达100多吨；绪绪 论论第5页/共74页 复旦大学生命科学学院病毒复旦大学生命科学学院病毒研究室发现的中国研究室发现的中国小麦花叶病毒小麦花叶病毒(Chinese Wheat Mosaic Virus)(Chinese

3、 Wheat Mosaic Virus)，简称简称CWMVCWMV各各 种种 细细 菌菌第6页/共74页 正是生物这种形式多样、千奇百怪、 仪态万千的生命形式，才使我们的地球生机勃勃，我们的生活丰富多彩绪绪 论论第7页/共74页第一节第一节 什么是生命？什么是生命？ 第二节第二节 人类研究生命的不懈努力人类研究生命的不懈努力 第三节第三节 生命科学研究方法生命科学研究方法第四节第四节 生物学的分科生物学的分科 第五节第五节 生命的结构层次生命的结构层次目录目录第8页/共74页 一 、 什么是生命？第9页/共74页云朵繁殖休眠孢子火焰应答植物人机械第10页/共74页 至今还没有一个为大多数科学家

4、所接受的关至今还没有一个为大多数科学家所接受的关于生命的定义。于生命的定义。 但是可以提出一些生命的共性。但是可以提出一些生命的共性。 一 、 什么是生命？第11页/共74页 生长 繁殖和遗传 细胞 新陈代谢 应激性 一 、 什么是生命？生命的特征(生物的共性)：第12页/共74页 一 、 什么是生命？（一）生长（一）生长(growth)生物普遍具有的特征。生物普遍具有的特征。第13页/共74页 一 、 什么是生命？（二）繁殖和遗传（二）繁殖和遗传遗传-人第14页/共74页（二）繁殖和遗传（二）繁殖和遗传第15页/共74页 一 、 什么是生命？（二）繁殖和遗传（二）繁殖和遗传生命靠繁殖得以生命

5、靠繁殖得以延续延续。遗传：遗传：生物有机体在繁殖时，通常都产生生物有机体在繁殖时，通常都产生与其自身相似的后代的现象。与其自身相似的后代的现象。 变异：变异：后代与亲代以及后代各个体之间总有后代与亲代以及后代各个体之间总有 些差异的这种现象些差异的这种现象 特点：特点：遗传是相对的和保守的，而变异则是遗传是相对的和保守的，而变异则是 绝对的和前进的绝对的和前进的 第16页/共74页Dominant Traits Recessive TraitsWidows peakStraight hairlineFinger hairNo finger hair第17页/共74页FrecklesTight

6、thumb ligamentsDouble-jointed thumbNo freckles第18页/共74页Free earlobeAttached earlobe 一 、 什么是生命？（二）繁殖和遗传（二）繁殖和遗传第19页/共74页假如仅有变异而无遗传假如仅有变异而无遗传 ： 意义：遗传性：遗传性：保证种的相对稳定性和生物类型间的区别保证种的相对稳定性和生物类型间的区别 产生新的性状产生新的性状 导致物种的变化发展导致物种的变化发展 假如仅有遗传而无变异：假如仅有遗传而无变异：变异性：变异性： 生物界就无进化的原材料生物界就无进化的原材料 遗传只是简单的重复遗传只是简单的重复 生物就不能

7、进化生物就不能进化 变异就不能延续变异就不能延续 无法形成稳定的新类型无法形成稳定的新类型 生物也不能进化生物也不能进化第20页/共74页 一 、 什么是生命？合成作用合成作用(anabolism)(同化作用同化作用assimilation)： 从外界摄取物质和能，将它们转变为生命本身的从外界摄取物质和能，将它们转变为生命本身的物质和贮藏在化学键中的化学能物质和贮藏在化学键中的化学能 分解作用分解作用(catabolism)(异化作用异化作用dissimilation)： 分解生命物质，将能释放出来，供生命活动之用分解生命物质，将能释放出来，供生命活动之用 生物必须从外界摄取自由能来保证甚至加

8、强它生物必须从外界摄取自由能来保证甚至加强它的有序状态的有序状态 （三）新陈代谢（三）新陈代谢 第21页/共74页 一 、 什么是生命？第22页/共74页（四）应激性（四）应激性 (irritability)v接受外界刺激接受外界刺激合目的的反应合目的的反应趋吉避凶趋吉避凶 v趋性趋性(taxis) 单细胞生物单细胞生物 v向性向性(tropism)植物的不平衡的生长运动植物的不平衡的生长运动 一 、 什么是生命？ 生物体能对由环境变化引起的生物体能对由环境变化引起的刺激刺激作作出相应的反应。出相应的反应。第23页/共74页（四）应激性（四）应激性 (irritability)第24页/共74

9、页应激性应激性 （色、香、味、触、闻（色、香、味、触、闻) ) 第25页/共74页 一 、 什么是生命？( (五五) ) 同一性同一性分子成分：分子成分：蛋白质、核酸、脂、糖、维生素等多种有蛋白质、核酸、脂、糖、维生素等多种有机分子。机分子。 氨基酸、核苷酸、氨基酸、核苷酸、ATP、葡萄糖各类生、葡萄糖各类生物完全一致。物完全一致。 各种生物的各种生物的基本代谢过程基本代谢过程一般也是同一类型的一般也是同一类型的 （如糖酵解、三羧酸循环）（如糖酵解、三羧酸循环） 元素成元素成分：分：C、H、O、N、P、S、Ca etc. 并不存在生命所特有的元素。并不存在生命所特有的元素。第26页/共74页

10、一 、 什么是生命？第27页/共74页 病毒是一类体积非常小，结构极其简单，性质十分特殊的非细胞生命形式。 一 、 什么是生命？ 没有细胞结构；只有一种核酸DNA或RNA；专性活细胞内寄生，靠宿主代谢系统的协助来复制、合成，进行增殖。第28页/共74页 活力论：活力论：非物质或超物质的力非物质或超物质的力 特创论：特创论：上帝的意志上帝的意志 机械论：机械论：与机器来比与机器来比 还原论：还原论：生命运动的规律可以还原为物理的和化学生命运动的规律可以还原为物理的和化学 的规律的规律 整体论：整体论：各组成部分规律的相加，不等于整体的规各组成部分规律的相加，不等于整体的规 律律二、关于生命本质的

11、一些理论第29页/共74页第一节第一节 什么是生命？什么是生命？ 第二节第二节 人类研究生命的不懈努力人类研究生命的不懈努力 第三节第三节 生命科学研究方法生命科学研究方法第四节第四节 生物学的分科生物学的分科 第五节第五节 生命的结构层次生命的结构层次目录目录第30页/共74页 一 、探索生命奥秘的起始 亚里士多德，亚里士多德，382-322 B.C 382-322 B.C 动物志动物志 德奥弗拉斯特，德奥弗拉斯特，373-286 B.C 373-286 B.C 植物乔木、植物乔木、灌木、草本的分类确定。灌木、草本的分类确定。 1543, 1543, 比利时，维萨里比利时，维萨里(1514-

12、1564),(1514-1564),人人体的结构体的结构 1628, 1628, 英国，哈维英国，哈维(1578-1657), (1578-1657), 心血循心血循环论环论 1665, 1665, 胡克胡克(1636-1702), (1636-1702), 显微图谱显微图谱第31页/共74页 一 、探索生命奥秘的起始 宋宋 贾思勰贾思勰齐民要术齐民要术 明明 李时珍李时珍本草纲目本草纲目 在生产和医疗中应用突出，没有形成在生产和医疗中应用突出，没有形成真正的科学体系真正的科学体系第32页/共74页巴斯德在实验室里第33页/共74页曲颈甑实验证明曲颈甑实验证明“种质论种质论”批驳批驳“腐生论腐

13、生论”第34页/共74页 二、细胞学说、进化论和经典遗传学1919世纪是科学上实现大综合的时代。世纪是科学上实现大综合的时代。 能量守恒和转化定律能量守恒和转化定律物理学。物理学。元素周期律元素周期律化学。化学。 生物学：施旺（Schwann） 细胞学说达尔文（Darwin） 生物进化论孟得尔（Mendel） 遗传学定律第35页/共74页显微镜的发明与细胞的发现 细胞学说 显微镜是在16世纪末发明的，第一架复式显微镜由荷兰眼镜制造商詹森（Janssen）兄弟于1590年试制成功的。 17世纪（1665年）英国学者虎克用显微镜观察软木薄片，第一次发现了细胞（cell-小室）。第36页/共74页

14、二、细胞学说、进化论 和经典遗传学第37页/共74页 细胞学说的提出19世纪自然科学的三大发现之一。细胞生物学的进展第38页/共74页达尔文和达尔文和物种起源物种起源 二、细胞学说、进化论和经典遗传学 进化学说的发展第39页/共74页 物种不变论物种不变论/ /晚年承晚年承认物种在一定条件下可以认物种在一定条件下可以变化。变化。 神创论神创论 创立现代生创立现代生物分类学的基础。但他按物分类学的基础。但他按照旧约创世纪的记载，认照旧约创世纪的记载，认为人是上帝创造的。为人是上帝创造的。“上上帝一开始创造了多少不同帝一开始创造了多少不同的形式，现在就有多少物的形式，现在就有多少物种种”。第40页

15、/共74页 布丰布丰BuffonBuffon（1707- 17881707- 1788）法国博物学家）法国博物学家 认为物种是可变的认为物种是可变的/ /Individuals of species change over time，特别强调环境对生物的直接影，特别强调环境对生物的直接影响。响。 二、细胞学说、进化论和经典遗传学第41页/共74页 第一个提出系统的第一个提出系统的生物进化学说的坚定的进生物进化学说的坚定的进化论学。化论学。 18091809年年动物学哲动物学哲学学，先于达尔文，先于达尔文5050年提年提出一个系统的进化论。出一个系统的进化论。第42页/共74页Lamarks T

16、heory用进废退用进废退：是指一种是指一种动物由于若干世代中动物由于若干世代中经常使用某器官，就经常使用某器官，就会使该器官得到发展；会使该器官得到发展；或者历代少用甚至不或者历代少用甚至不用某器官，就会使该用某器官，就会使该器官退化以致完全丧器官退化以致完全丧失。失。获得性遗传获得性遗传：因环境因环境影响或用进废退所获影响或用进废退所获得的变异性质，可通得的变异性质，可通过繁殖遗传给后代。过繁殖遗传给后代。第43页/共74页第44页/共74页22岁以不支取薪金的博物学者的身份登上英国海军舰艇贝格尔号，作5年探险航行。第45页/共74页第46页/共74页英大西洋太平洋太平洋北美欧洲印度中国南

17、美非洲好望角澳大利亚新西兰里约热内卢马尔维纳斯加拉帕戈斯 1831年11月，贝格尔号探险船出发进行环球探险调查 1835年的夏天，贝格尔号到达太平洋东部，离南美洲西海岸965 km的加拉帕戈斯群岛。考察了一个多月，采集了大量的岩石及植物和动物标本。第47页/共74页加拉帕戈斯群岛Galapgos Islands (Archipelago) Darwin发现，岛上26种陆栖鸟类中，有25种是特有的，15种海栖鱼类全部是新种，25种甲壳虫中只有23种是南美洲也有的，185种显花植物中新种为100种。第48页/共74页 Unique to each island/每个岛的龟各不相同 Each isl

18、and habitat unique/每个岛的生境各不相同加拉帕戈斯的龟第49页/共74页随着贝格尔号长达5年的航海探险考察后，1836年10月，Darwin回到了英国。整理和收集资料：1838年，他阅读了著名的经济学家Malthus的人口论，进一步认识到生存竞争的结果使各物种在自然界中保持适当的数量，同时逐渐向着更加适应于环境的方向变化。生存竞争和适者生存为Darwin的自然选择学说的形成提供了依据，他的关于生物通过自然选择而连续进化的理论开始成型。1858年，英国年青的博物学家Wallace给Darwin写信，阐述他通过对马来西亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论。同年，Darwin和

19、Wallace在英国Linnaean学会上公布了他们各自的论文和摘要。Charles Darwin (1809-1882)第50页/共74页1859年，Darwin物种起源终于问世。第51页/共74页 1858年，Darwin 、Wallance各自发表自然选择学说的论文 1859年，Darwin物种起源 1860年6月30日，牛津大学图书馆 神创论与进化论的辩论会 牛津大主教Wilberforce vs. Huxley Beagle号船长Fitzroy手持圣经高叫：“我为接纳达尔文参加Beagle号航行而深感遗憾。”第52页/共74页 When Charles Darwin publishe

20、d The Descent of Man in 1871, he challenged the fundamental beliefs of most people by asserting that humans and apes had evolved from a common ancestor. Many critics of Darwin misunderstood his theory to mean that people had descended directly from apes. This caricature of Charles Darwin as an ape a

21、ppeared in the London Sketch Book in 1874.第53页/共74页孟德尔遗传的基本规律孟德尔遗传的基本规律 二、细胞学说、进化论和经典遗传学 孟德尔（18221884）从 1856 年起开始豌豆试验。 孟德尔的基本方法是杂交。他挑选了七对性状。 经过近 10 年的潜心研究，孟德尔发表了他的研究报告。其内容可概括两个定律。第54页/共74页豌豆杂交操作孟孟德德尔尔研研究究的的七七对对性性状状第55页/共74页 依据上面的试验结果，孟德尔认为，每株豌豆植株中的每一对性状，都是由一对遗传因子所控制的，遗传因子有显性因子和隐性因子之分。孟德尔遗传的基本规律孟德尔遗传

22、的基本规律 二、细胞学说、进化论和经典遗传学第56页/共74页 在孟德尔以前，人们看到遗传现象，猜想遗传是有规律的，甚至在农牧业育种中实际运用了遗传规律，但是，一直找不到研究遗传规律的恰当方法。 二、细胞学说、进化论和经典遗传学第57页/共74页（1）孟德尔第一次明确提出遗传因子的概念, 并且提出了遗传因子控制遗传性状的若干规律： 二、细胞学说、进化论和经典遗传学（2）孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套科学有效的遗传研究方法，来研究遗传因子的规律。孟德尔创立的这套方法一直沿用到 1950s，才被分子遗传学方法取代。第58页/共74页孟德尔遗传的基本规律孟德尔遗传的基本规律 二、细胞学说、进化论

23、和经典遗传学第59页/共74页 三、分子生物学的诞生和发展 第60页/共74页第一例基因工程实验 三、分子生物学的诞生和发展第61页/共74页 沃生和克里克在沃生和克里克在讨论讨论DNADNA双螺旋模型双螺旋模型 三、分子生物学的诞生和发展第62页/共74页 三、分子生物学的诞生和发展第63页/共74页第一节第一节 什么是生命？什么是生命？ 第二节第二节 人类研究生命的不懈努力人类研究生命的不懈努力 第三节第三节 生命科学研究方法生命科学研究方法第四节第四节 生物学的分科生物学的分科 第五节第五节 生命的结构层次生命的结构层次目录目录第64页/共74页第三节 科学方法一、生命科学研究的特殊性一

24、、生命科学研究的特殊性 1 1、非生命科学研究的实体，一般具有固定不变的特性、非生命科学研究的实体，一般具有固定不变的特性，主要研究某些实体的共性。而生命科学研究的实体却是，主要研究某些实体的共性。而生命科学研究的实体却是活的、易变的，常常既要研究其共性，又要研究其个性。活的、易变的，常常既要研究其共性，又要研究其个性。 2 2、生物体高度的复杂性和组织性，是非生命系统难以、生物体高度的复杂性和组织性，是非生命系统难以比拟的，因而，要把握生命系统中某一现象发生的全部条比拟的，因而，要把握生命系统中某一现象发生的全部条件和原因极其困难。件和原因极其困难。 3 3、生物学研究常常难以定量，生物学定

25、律一般只是定、生物学研究常常难以定量，生物学定律一般只是定性描述。性描述。 4 4、依据生物学定律作出的预测，一般是概率性的，而、依据生物学定律作出的预测，一般是概率性的，而不是严格确定的。不是严格确定的。第65页/共74页1. 仪器、科学知识仪器、科学知识 2. 人类染色体人类染色体46。E. Hansen-Melander 通过各种手段从客观世界中取得第一手材料，并对这些材料进行整理、加工，从中找出规律性的东西第三节 科学方法二、观察和描述二、观察和描述 3.外部观察和外部形态描述：分类学。外部观察和外部形态描述：分类学。 尔雅尔雅、本草纲目本草纲目、亚里士多德对、亚里士多德对500种动物的描述分类、林耐的双名法等。种动物的描述分类、林耐的双名法等。第66页/共74页 动物模型代替人动物模型代替人 机械和电子模型对动物功能进行模拟实验机械和电子模型对动物功能进行模拟实验 - 仿仿生学生学 用模型研究时间上极为遥远的事件。用模型研究时间上极为遥远的事件。 抽象模型。计算机模拟。抽象模型。计算机模拟。（二）模型实验（二）模型实验 第三节 科学方法三、生物学实验三、生物学实验（一）假说和实验（一）假说和实验 疟疾、蚊子、疟原虫疟疾、蚊子、疟原虫 第67页/共74页假说和实验 实验是人为地干预、控制所实验是人为地干预、控制所研究对象的条件下进行的观察。研究对象的条件下进行的观察。