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《生物基础》电子教案课题:概述【教学目标】知识与技能:掌握生物的基本特征;了解生物学的主要任务、生物学的分科;理解生物学的产生与发展;理解学习“生物基础”的意义、掌握学习方法。过程与方法:通过生物学的产生与发展过程介绍培养学生思维能力,使学生能正确进行观察分析,并加深对概念的理解,进而抽象形成规律性认识。辅以习题训练培养学生的创新思维能力。情感态度与价值观:通过观察,使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶;通过我国科学家在人类基因计划中的杰出贡献,激发学生爱国主义思想感情,民族自豪感。通过古今中外科学家对生物学发展的探索,激发学生积极进取,追求真理的热情和献身护理事业的责任感。激发兴趣和科学情感;培养探索的科学精神。【教学重点、难点】重点:生物的基本特征。难点:生物学的产生与发展过程。【课时安排】2学时【主要教学方法】讲授、讨论【教学用具】代表性生物、细胞结构等掛图【教学过程】概述生物学:生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。一、生物的基本特征及生物学的主要任务(一)生物的的基本特征1、完整的结构构成生物的分子相当独特,主要是以碳链(C)为骨架的高分子有机化合物,如核酸、蛋白质、脂类和糖类,这些有机大分子再以特定的组合方式构成生物的基本单位———细胞。除病毒等少数种类以外,生物是由细胞构成的。细胞是生物体结构和功能的基本单位。2、新陈代谢新陈代谢:生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量代谢的转变过程。同化作用:在新陈代谢过程中,生物体把从外界环境中摄取的营养物质,转变成自身的组成物质,并储存能量,又称合成作用。异化作用:在新陈代谢过程中,生物体又把自身的物质加以分解,释放出其中的能量,并把分解的终产物如二氧化碳、尿素等排除体外,又称分解作用。同化作用和异化作用是新陈代谢的两个方面。同化作用为异化作用提供物质基础,异化作用为同化作用提供能量来源。新陈代谢是生命最基本的特征,是生物与非生物最基本的区别。所有生物体具有新陈代谢的作用。3、生长和发育生物体由小到大的过程称为生长。单细胞生物表现为细胞体积和质量的增加。多细胞生物则主要表现为细胞数目的增加。发育:多细胞生物在生长过程中还伴随着细胞分化和组织器官的形成,也就是说生物体在结构功能上有一个从简单到复杂的变化过程。4、应激性应激性:生物体对内外环境变化的刺激产生相应反应的特性。对人体来说,内外环境的刺激因素很多,有物理因素、化学因素、生物因素、心理因素和社会因素等;对植物来说,内外环境的刺激因素有光、温度、水分和一些化学物质等。生物体的应激性是生物能够适应周围环境的重要原因。5、运动动物的运动最为显著,其捕食、逃生的本领很大程度上取决于其运动能力。一些较低等的生物,如单细胞生物利用鞭毛和纤毛的摆动进行运动。植物看起来似乎不运动,但其叶片上的气孔有开闭运动,一些植物细胞中的原生质也在不停地做环流运动。6、生殖生物个体生存期是有限的,生物通过生殖使物种得以延续。7、遗传和变异一方面生物个体与其亲代有明显的相似之处,说明生物体有遗传的特性;另一方面任何生物个体都不可能与其亲代完全相同,这说明生物体又有变异的特性。遗传和变异既是对立的,又是统一的。千差万别的生物是在长期进化过程中通过遗传变异的积累逐渐形成的。8、适应生物体能随着环境的逐渐变化而改变自身,以适应生存的需要。现存的所有生物,其身体结构和生活习性都是与环境大体上相适应的。上述特征都是生物具有而非生物没有的,可以作为区分生物和非生物的依据。(二)生物学的主要任务生物学的主要任务就是以生物为对象,从生命活动的各个方面,研究生命现象的本质,探讨生物发生和发展的规律。具体地说:1、了解生命的基本特征和物质组成,2、了解生物的种类、形态、生理功能、遗传及生物与环境的关系等,3、利用现代生物技术,保护、利用和改造生物,促进人与自然的和谐发展。二、生物学的分科生物的种类极为繁杂,需要研究的内容和范围又非常广泛。因此,在生物学领域中,随着科学技术的不断发展,人们对生命认识的不断深入,又把生物学分成许多不同的学科。其分科主要依据研究对象、研究层次和研究方法的不同来划分。1、根据研究对象不同,建立了动物学、植物学、微生物学、人类学、古生物学等。2、根据研究内容和角度不同,建立了分类学、形态学、生态学、组织学、胚胎学、生理学、遗传学、发育学、生物信息学等。3、依据对生物研究的不同结构水平,划分为分子生物学、细胞生物学、个体生物学、居群生物学等。三、生物学的产生与发展1、林奈创建了生物分类学。生物学主要是从16世纪发展起来的,当时处于发展初期,人们对生物的认识主要依靠肉眼观察,进行材料的搜集和描述。2、施莱登和施旺共同提出了细胞学说。从18世纪到19世纪上半叶,由于光学显微镜的广泛应用,使人们看到了细胞的微小结构,认为所有生物都是由细胞组成。3、进化论、奠定经典遗传学基础。19世纪初叶和中叶,法国学者拉马克和英国学者达尔文相继提出了生物进化观点,提出生存竞争是生物生存和发展的必然结果。这一时期的另一个重要发现是孟德尔经过8年的豌豆杂交试验,提出了分离定律和自由组合定律,与后来摩尔根的连锁交换定律统称“遗传三大定律”,4、分子生物学诞生。20世纪,物理、化学等学科向生物学渗透,加上各种先进的研究设备和方法的应用,5、人类基因组计划。20世纪90年代初,科学家开始了一项伟大的研究———人类基因组计划(HumanGenomeProject),该计划于2000年绘制出了人类基因组“工作框架图”,并于描述出人类基因序列。紧接着人们又开始了人类后基因组计划———蛋白质组学等的研究。随着这些研究的深入,人类将完全解读人类自身的许多未知奥秘。四、学习“生物基础”的意义和方法本课程主要讲述农林、医药、食品专业、生物技术和环境科学类专业学生学习专业课涉及的生物学知识,是为今后的专业学习及工作打基础的重要专业基础课程。实践证明,职业院校学生在学完中学生物课的基础上,进一步学习有关生物方面的基础知识,既是提高自身科学素养和科学文化素质的需要,也能为以后专业课学习打下坚实的基础。因为无论是动物生产类专业、植物生产类专业以及环境科学类专业、生物技术类专业,都要以生物科学的知识为基础。所以,生物学是中等职业学校乃至高等职业院校农林、医药、食品类专业学生的一门基础课。21世纪是生命科学的世纪。随着基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等现代生物技术的开发应用,生物技术将在解决人类面临的人口、食物、医疗保健、能源和环境等许多重大危机问题方面发挥重要作用。所以,生物技术已成为现代高新技术的焦点。尤其是近几年来,生命科学研究硕果累累,取得的许多项成果都成为人类共同关注的热点,人们期待着生物技术能够解决人类生活面临的诸如健康、环境等重大问题,使人们的生活更加美好,更加丰富多彩。生物科学是一门基础科学,从某种程度上说,它是在观察、实验的基础上建立起来的,因此,我们在学习过程中除了认真学好基本知识、基本概念和基本原理外,还要善于观察周围的生物现象,并用学过的知识加以分析。同时通过学习观察养成科学的学习态度,逐步掌握科学研究的基本方法。在学习生物知识的同时,还要树立环境保护的意识,爱护周围的一草一木。自然界各种生物相互依存,是人类社会生存和发展的基础。新世纪受过教育的人,不仅要善待周围的人和事,而且还要学会善待周围的景和物。所以,无论是农林类中等职业学校学生还是高等职业院校农林类、生物技术类、环境科学类专业的学生,不但要掌握必需的生物基础知识,还要逐步树立保护环境的基本态度,通过我们自身一点一滴的努力,使我们的生存环境越来越好,青山绿水常驻。◆习题与答案:1、什么叫生物学?生物有哪些基本特征?2、简答生物学的产生与发展历程。3、依据不同的分类标准生物学可分为哪些学科?。4、学习生物基础有何意义?◆答案:1.答:生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物的的基本特征有:完整的结构;新陈代谢;生长和发育;应激性;运动;生殖;遗传和变异;适应。这些都是生物具有而非生物没有的,可以作为区分生物和非生物的依据。2.答:⑴十六世纪林奈创建了生物分类学。⑵18世纪到19世纪上半叶,施莱登和施旺共同提出了细胞学说。⑶19世纪初叶和中叶,法国学者拉马克和英国学者达尔文相继提出了生物进化观点;孟德尔提出了分离定律和自由组合定律,与后来摩尔根的连锁交换定律统称“遗传三大定律”,奠定经典遗传学基础。⑷20世纪分子生物学诞生。⑸20世纪90年代初开始实施人类基因组计划。3.答:⑴根据研究对象不同,建立了动物学、植物学、微生物学、人类学、古生物学等。⑵根据研究内容和角度不同,建立了分类学、形态学、生态学、组织学、胚胎学、生理学、遗传学、发育学、生物信息学等。⑶依据对生物研究的不同结构水平,划分为分子生物学、细胞生物学、个体生物学、居群生物学等。4.答:⑴生物学是中等职业学校乃至高等职业院校农林、医药、食品类专业学生的一门基础课。⑵生物技术能够解决人类生活面临的诸如健康、环境等重大问题,使人们的生活更加美好,更加丰富多彩。◆板书设计:一、生物的基本特征及生物学的主要任务(一)生物的的基本特征1、完整的结构,2、新陈代谢,3、生长和发育4、应激性,5、运动,6、生殖7、遗传和变异,8、适应(二)生物学的主要任务(略)二、生物学的分科主要依据研究对象、研究层次和研究方法的不同来划分。三、生物学的产生与发展1、林奈创建了生物分类学。2、施莱登和施旺共同提出了细胞学说。3、进化论、奠定经典遗传学基础。4、分子生物学诞生。5、人类基因组计划。四、学习“生物基础”的意义和方法【课题】第1章生物的多样性第一节
生命的起源和进化【教学目标】知识与技能:掌握生命起源的四个阶段,理解进化历程;了解生物进的证据;初步掌握生物进化学说——用进废退和自然选择学说。过程与方法:通过模拟实验培养学生观察能力,使学生能正确进行现象分析,并加深对概念的理解,进而抽象形成规律性认识;辅以习题训练培养学生的创新思维能力。情感态度与价值观:通过生命起源的学习培养学生唯物主义的世界观,通过生物进化学说的阐述培养学生好学上进、不断开拓进取的时代精神。【教学重点、难点】重点:生命起源;生物进化学说。难点:生命起源的四个阶段。【课时安排】2学时【主要教学方法】讲授、读图、讨论【教学用具】相关掛图、建议用多媒体辅助教学。【教学过程设计】第1章生物的多样性第一节生命的起源和进化五彩缤纷的生物界是多样的,但又是统一的。多种多样的生物包含着共同性。生命是如何诞生的?下面介绍的是被大多数人认可的关于生命起源的推断。一、生命的起源根据科学家的实验及推测,地球从诞生到现在约有50亿年的历史。关于生命的起源问题,由于历史不能再现,所以,人们只能根据已掌握的材料进行模拟实验,从而推断过去。一般认为,生命起源的化学进化过程大致可分为4个阶段。(一)从无机小分子物质生成有机小分子物质目前认为,地球形成初期,表面没有任何河流和海洋,是一个炽热的火球。地球形成后,从火山喷出许多气体,形成原始大气(如甲烷、氨、水蒸气、二氧化碳、氢及硫化氢、氰化氢等)。这些气体在外界高能物质,如宇宙射线、紫外线、闪电等的作用下,合成一系列简单有机物,包括氨基酸、核苷酸、单糖等,这些有机物随雨水汇入原始海洋中,为生命的产生准备了必要的原材料。(二)从有机小分子物质形成有机高分子物质在原始海洋中的适当条件下,氨基酸通过缩合作用,形成原始的蛋白质分子;核苷酸通过聚合作用,形成原始的核酸分子。(三)从有机高分子组成多分子体系蛋白质和核酸等高分子物质,由于种种原因,如水分的蒸发、黏土的吸附作用等,这些高分子物质经浓缩分离出来,相互作用,凝聚成团聚体,团聚体外面包有原始的界膜,跟它漂浮的原始海洋环境分隔开,从而构成了一个能进行原始物质交换活动的独立体系,就是多分子体系。(四)从多分子体系演变为原始生命这是最复杂和最有决定意义的阶段。蛋白质和核酸两大主要成分的相互作用,终于形成具有原始新陈代谢作用和能够繁殖的原始生命。所有生物,无论是人还是最小的微生物,都由两类基本的生物分子———核酸和蛋白质构成,而这两种分子是由更简单的构造单位:20种氨基酸、5种碱基、2种糖(核糖和脱氧核糖)和磷酸组成。因此,生命的起源是通过化学的途径实现的。二、生物的进化(一)生物进化的历程生命发生的最早阶段是化学进化,即从无机小分子进化至有机大分子,进而产生原始生命。由结构简单的原核细胞到真核细胞,由单细胞到多细胞则是生物进化阶段。(1)原始生物通过长期的自然选择过程,遵循着由简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生的进化历程。(2)植物系统和动物系统树(图11)概括地表明各类生物进化的历程和它们之间的亲缘关系,指出了植物界和动物界共同起源于原始生物。植物界起源于原始藻类。动物界起源于原生生物。生命在地球上已经生存了数亿年之久,自诞生之日起就不停地变化,在变化中延续、演进。(二)生物进化的证据1.古生物学上的证据(1)古生物学研究的对象是化石。化石是古生物的遗体或遗迹,被埋藏在地下,经过若干万年矿物质的填充和交换作用形成的,它保存在地层中,具有原来的形状和结构。图11植物系统树和动物系统树图图12马前肢趾骨的进化(2)各类生物的化石在地层里按一定顺序出现的事实,是生物进化最直接、最可靠的证据之一。在研究化石的过程中发现:越早形成的地层里,成为化石的生物越简单、越低等;越晚形成的地层里,成为化石的生物越复杂、越高等。这不仅证实了现代生物是经过漫长的地质年代(太古代、元古代、古生代、中生代和新生代)变化而来,还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等的进化顺序。例如对马的化石的研究和推测,由始祖马进化成现代马的历程如图12、表11。表11马的前肢进化的顺序2.胚胎学上的证据(1)胚胎学研究的对象是胚胎。所有高等生物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的。这说明高等生物起源于单细胞生物。(2)比较脊椎动物和人的胚胎,可以看出在胚胎发育初期很相似,都有鳃裂和尾,到了胚胎发育晚期,它们各自的特征才逐渐明显。除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,人的尾也消失了。这说明脊椎动物和人都是由古代原始的共同祖先进化而来的。3.比较解剖学上的证据比较解剖学上最重要的证据是同源器官。同源器官:是指起源相同、结构和部位相似,而形态和功能不同的器官。比较鸟、蝙蝠、鲸、马等脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨,可以看出它们的结构基本上是一致的,都有肱骨、尺骨、桡骨、腕骨、掌骨和指骨,其排列方式也相似。这证明具有同源器官的生物,都是由共同的原始祖先进化而来的。(三)生物进化的学说生物进化思想的萌芽产生于大约2000多年前,那时我国的思想家庄子和老子就认为世间万物,包括生物,都是由简单到复杂发展而来;庄子认为,人是由动物变化而来的。古希腊学者泰勒士、安纳克西曼德认为,万物(包括生物)都是由水产生的;安纳克西曼德还认为高等动物是由低等动物产生的。系统的生物进化学说始于18、19世纪,其中影响较大而深远的是拉马克的用进废退学说和达尔文华莱士的自然选择学说。1.用进废退学说该学说是法国博物学家拉马克在1809年提出来的。这个学说的中心论点是:(1)用进废退。环境的变化,使生活在这个环境中的生物,有的器官由于经常使用而发达,有的器官则由于不用而退化。(2)所获得的性状能够遗传。变化了的性状即后天获得的性状能够遗传下去。每种生物都是由较低等的祖先逐渐向高等发展。2.自然选择学说该学说是英国博物学家达尔文在1858年提出的。同时,英国的华莱士在独立研究的基础上,也发表了相同的观点,因此,此学说又称达尔文华莱士自然选择学说。这个学说的主要内容是:(1)繁殖过剩。动物和植物都具有巨大的繁殖能力,即使是繁殖能力很低的生物,所产生的后代,数量也是很大的。(2)生存竞争。生物的繁殖能力虽然很强,但是每种生物的后代能够发育长大并进行繁殖的个体却很少。这是因为生物赖以生存的生活条件(包括食物和空间)是有一定限度的。同种或异种生物个体要争夺有限的生活资源,用以维持个体生存并繁衍种族。由于生存竞争,导致生物大量死亡,只有少量个体生存下来。(3)可遗传的变异。生物种群中的不同个体广泛存在可遗传的变异。(4)适者生存。适应环境的生物容易生存下去,不适应环境的生物容易被淘汰。◆习题与答案:1.简答生命起源的过程。2.举例说明生物进化的证据3.简述生物进化的自然选择学说。◆答案:1.答:一般认为,生命起源的化学进化过程大致可分为4个阶段。即(1)从无机小分子物质生成有机小分子物质;(2)从有机小分子物质形成有机高分子物质;(三)从有机高分子组成多分子体系;(4)从多分子体系演变为原始生命。2.答:(1)古生物学上的证据,如马前肢趾骨的进化;(2)胚胎学上的证据,如比较鱼、蝾螈、龟、鸡、猪、牛、兔等脊椎动物和人的胚胎;(3)比较解剖学上的证据,如比较鸟、蝙蝠、鲸、马等脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨,可以看出它们的结构基本上是一致的。3.答:这个学说的主要内容是:(1)繁殖过剩。动物和植物都具有巨大的繁殖能力,即使是繁殖能力很低的生物,所产生的后代,数量也是很大的。但环境资源有限,种群只能一定数目才能生存下去,因此会出现繁殖过剩现象。(2)生存竞争。生物的繁殖能力虽然很强,由于生存竞争,每种生物的后代能够发育长大并进行繁殖的个体却很少。(3)可遗传的变异。生物种群中的不同个体广泛存在可遗传的变异,而且,这种变异能遗传下去。(4)适应环境的生物容易生存下去,不适应环境的生物容易被淘汰。◆板书:第一节生命的起源和进化一、生命的起源(一)从无机小分子物质生成有机小分子物质(二)从有机小分子物质形成有机高分子物质(三)从有机高分子组成多分子体系(四)从多分子体系演变为原始生二、生物的进化(一)生物进化的历程简单到复杂、低级到高级、水生到陆生。(二)生物进化的证据1、古生物学上的证据(马)2、胚胎学上的证据(鱼等)3、比较解剖学上的证据(鸟等前肢)(三)生物进化的学说1、用进废退学说(拉马克)2、自然选择学说(达尔文华莱士)繁殖过剩、生存竞争、可遗传的变异、适者生存◆课后评价与思考:
《生物基础》电子教案车辐中等专业学校吴中敏【课题】第1章生物的多样性第二节生物分类概述【教学目标】知识与技能:了解生物分类的意义;理解人为分类法;初步掌握自然分类法和分类等级、种的相关概念;理解生物命名方法。过程与方法:通过观察培养学生思维能力,使学生能正确进行观察分析,并加深对概念的理解,进而抽象形成规律性认识。情感态度与价值观:通过学习生物分类的发展史,使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶。通过李时珍《本草纲目》对生物分类的贡献激发学生的民族自豪感和爱国情怀。激发兴趣和科学情感;培养探索的科学精神。【教学重点、难点】重点:自然分类法、分类等级和种的相关概念。难点:生物的分类等级及命名方法。【课时安排】1学时【主要教学方法】讲授、讨论【教学用具】掛图,并建议用多媒体辅助教学。【教学过程设计】生物的多样性第二节生物分类概述一、生物分类的意义地球上的生物种类繁多,人们为了更好地识别、研究生物世界,就按照一定的规律和规则,将众多生物分成不同的类别。生物分类包括分类、命名和鉴定三方面内容:分类:是根据生物的相似性和亲缘关系,将生物归入不同的类群(分类单元)。命名:是根据国际生物命名法规给生物分类单元以科学的名称。鉴定:则是确定一个新的分类生物属于已经命名的分类单元的过程。生物分类的目的:是探索生物的系统发育及其进化历史,揭示生物的多样性及其亲缘关系,并以此为基础建立多层次的、能反映生物界亲缘关系和进化发展的“自然分类系统”,这样就有利于人们认识生物世界,了解各个生物类群之间的亲缘关系,从而掌握生物的生存和发展规律,为更广泛、更有效地保护和利用自然界丰富的生物资源提供方便。二、生物分类学的发展生物分类学研究生物分类的规则和方法,是一门历史悠久的学科。在分类方法上有人为分类法和自然分类法,这两种方法也代表了分类工作发展的两个阶段。(一)人为分类法在古代,人们主要是凭借对生物的某些形态结构、功能、习性、生态或经济用途的认识将生物进行分类,而不考虑生物亲缘关系的远近和演化发展的本质联系,因此,所建立的分类体系大都属于人为分类体系。例如,将生物分为陆生、水生,草本植物、木本植物,粮食作物、油料作物等。16世纪,我国明朝的李时珍在他的《本草纲目》一书中,将植物分为五部,即草部、谷部、菜部、果部和木部;将动物也分为五部,即虫部、鳞部、介部、禽部和兽部;人另属一部,即人部。18世纪,瑞典植物学家林奈以生物能否运动为标准,将生物划分为动物界和植物界两界系统,他还根据雄蕊的有无、数目的多少,把植物界分为一雄蕊纲、二雄蕊纲等24个纲。(二)自然分类法1859年达尔文出版了《物种起源》一书,进化论的确立及生物科学的发展,使人们逐渐认识到各种生物之间存在着不同程度的亲缘关系。分类学应该是生物进化的历史总结。由此,现代生物分类学在鉴定、分类的基础上,特别强调生物分类和系统发育之间的关系。系统发育:是指任何分类单元在起源及进化上亲缘关系。在此过程中,分类学家追求的是划分的分类单元应是“自然”的类群,提出的分类系统力求反映客观实际,也就是说要符合系统发育的原则。因此,分类学家按照生物系统发育的历史,编制生物的多层次分类系统,即自然分类系统,重建生物类群的演化历史。(三)分类等级根据各种生物形态上的差异,以及亲缘关系的远近,可以将生物种类分成若干阶元或等级。通常采用的等级由大到小分别是界(Kingdom)、门(Divisio或Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)。在上述分类等级中,种是最基本的分类阶元。如马尾松毛虫所属的分类阶元是:界Kingdpm动物界Animal门Phylum节肢动物门Arthropoda纲Class昆虫纲Insecta目Order鳞翅目Lepidoptera科Family枯叶蛾科Lasiocampidae属Genus松毛虫属Dendrolimus种Species马尾松毛虫punctatus分类上为了更详尽和准确,还分别在纲、目、科、属、种之下设“亚级”,如亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种等;也有在目、科之上加“总”级,如总目、总科;还有在亚科、亚属间加“族”级。“种”是由种群(多数个体)组成的。种群长期生活在不完全相同的环境条件下,“种”的特征就或多或少有所变化,这样便产生了“亚种”等种以下的分类单元。种的相关概念:1、物种物种是由自然群居、可以相互交配产生正常后代的群体组成,是生物进化和自然选择的结果。种以下可以设亚种,还有变种、变型。2、亚种亚种是同一个种的生物因分布在不同地区,受所在地生活环境的影响,在形态或生理机能上与原种有所不同,但仍具有这个种的主要特征,我们将其称为这个种的亚种。3、变种如果同一种在同一生态环境下,某些个体在形态和生理上发生了细微的变异,并能稳定地遗传给后代,形成了小种群,则此小种群称为原种的变种。4、变型某些个体有形态变化,但没有形成一定的分布区,被分类学家称为变型。5、品种经过人工选育的、有经济价值的种类称为品种。品种不属于自然分类系统的分类单位。是否有经济价值是品种存在的前提。因此,品种常常更新换代,以适应生产的需要。三、生物的命名方法地球上生物种类很多,为了使世界各地科学家发现的物种能被共享而不引起混乱,国际上建立了通用的生物命名规则,这一规则的核心就是林奈首创的“双名法”。“双名法”规定:每一种生物都有一个学名,由属名和种名的拉丁文组成。第一个拉丁词为属名,用名词表示,第一个字母要求大写体;第二个拉丁词是种名,大多用形容词表示,字母均用小写体。学名后应附上定名人的姓氏(可缩写),首字母要大写。属名和种名要有别于文内所用的字体,排印时一般用斜体,定名人姓氏用正体字。如水稻的学名是:Oryza(稻属)sativa(普通栽培稻种)L.(命名人林奈的姓氏缩写)总状毛霉的学名是:Mucor(真菌属)racemosus(总状分枝)Fresenius(命名人的姓)随着“进化论”被人们广泛认可,人们认识到种是有变异的,因此,在林奈“双名法”的基础上,又增加了对亚种、变种的命名规则,亚种的学名,由属名、种名和亚种名依次组合而成,也就是种的学名后再加上一个亚种名,拉丁文亚种的缩写ssp.或subsp.印刷时排正体。亚种名的首字母用小写,印刷要求排斜体,之后附上定名人姓氏。例如,东亚飞蝗Locustamigratoriassp.manilensisLinne,其中,manilensis为亚种名。变种的命名,则在原来完整的学名之后,加上拉丁文变种的缩写var(动物中大多不写),然后再写变种名称和变种名的定名人。例如,天椒是辣椒的变种,其学名是:CapsicumfrutescensL.var.conoidesBailey,其中L.为种的定名人,conoides为变种名,Bailey为变种命名人。动物命名与植物类似,病毒命名规则将在病毒一节介绍。◆习题与答案:1.填空:生物分类包括、和三方面内容。为了使世界各地科学家发现的物种能被共享而不引起混乱,国际上建立了通用的生物命名规则,这一规则的核心就是首创的“”。2.明代的李时珍在《本草纲目》中是如何对生物进行分类的?3.什么叫系统发育?简答根据生物的形态差异及亲缘关系的远近生物分类可有哪几个等级?4.名词解释:物种、亚种、变种、变型、品种◆答案1、答:分类、命名、鉴定。林奈、双名法。2、答:16世纪,我国明朝的李时珍在他的《本草纲目》一书中,(1)将植物分为五部,即草部、谷部、菜部、果部和木部;(2)将动物也分为五部,即虫部、鳞部、介部、禽部和兽部;(3)人另属一部,即人部。3、答:所谓系统发育,是指任何分类单元在起源及进化上亲缘关系。通常采用的等级由大到小分别是界、门、纲、目、科、属、种。分类上为了更详尽和准确,还分别在纲、目、科、属、种之下设“亚级”,如亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种等;也有在目、科之上加“总”级,如总目、总科;还有在亚科、亚属间加“族”级。“种”是由种群(多数个体)组成的。种群长期生活在不完全相同的环境条件下,“种”的特征就或多或少有所变化,这样便产生了“亚种”等种以下的分类单元。4、答:(1)物种是由自然群居、可以相互交配产生正常后代的群体组成,是生物进化和自然选择的结果。种以下可以设亚种,还有变种、变型。(2)亚种是同一个种的生物因分布在不同地区,受所在地生活环境的影响,在形态或生理机能上与原种有所不同,但仍具有这个种的主要特征,我们将其称为这个种的亚种。(3)如果同一种在同一生态环境下,某些个体在形态和生理上发生了细微的变异,并能稳定地遗传给后代,形成了小种群,则此小种群称为原种的变种。(4)某些个体有形态变化,但没有形成一定的分布区,被分类学家称为变型。(5)经过人工选育的、有经济价值的种类称为品种。品种不属于自然分类系统的分类单位。是否有经济价值是品种存在的前提。因此,品种常常更新换代,以适应生产的需要。◆板书:第二节生物分类概述一、生物分类的意义二、生物分类学的发展(一)人为分类法(二)自然分类法(三)分类等级种的相关概念:三、生物的命名方法◆课后评价与思考:
《生物基础》电子教案车辐中等专业学校吴中敏【课题】第1章生物的多样性第三节生物六界分类系统【教学目标】知识与技能:理解生物分界发展史,了解病毒,掌握病毒结构。初步掌握真细菌界(原核生物)的特征及与有人类的关系,了解古细菌界。初步掌握原生生物界(真核生物)的特征和真菌界常见类群,了原生生物的种类及真菌界的主要特征。初步掌握植物界主要类群和节肢动物、脊索动物的特点,了解植物的利用,理解植物界与动物界的进化规律。过程与方法:通过观察培养学生思维能力,通过思维使学生加深对概念的理解,进而抽象形成规律性认识。情感态度与价值观:通过演示,使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶;通过我国科学家张世骧等对生物分类的贡献,激发学生爱国主义思想感情,民族自豪感;由生物分类发展历程激发学生积极进取,追求真理的热情和献身生物事业的责任感。激发兴趣和科学情感;培养探索的科学精神。【教学重点、难点】重点:生物分界的依据及历程,病毒的结构特点;原核生物细胞特征;真核生物的特征;植物界主要类群及节肢动物、脊索动物的特点。难点:生物分界的依据及六界系统中各界生物间的进化关系,病毒的结构特点。【课时安排】4学时【主要教学方法】讲授、读图、讨论【教学用具】掛图,并建议采用多媒体辅助教学。【教学过程设计】第一章生物的多样性第三节生物六界分类系统一、生物的分界(第一课时)1735年,林奈以生物能否自主运动为标准,把生物分成植物和动物两个界。1860年霍格等将单细胞真核生物单独划为原生生物界。1938年科普兰提出将这类生物再单独划为原核生物界。1969年,惠特克根据生物获得营养的类型分为摄食(动物)、光合作用(植物)和吸收(真菌)三类,结合前人对生物的分界,提出五界系统,即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。从细胞结构看,原核生物没有细胞核,核物质DNA集中在细胞原生质中一定区域。另外四界都有细胞核,是真核生物。真核生物又分为原生生物、真菌、植物、动物4个界,即:生物原核类:原核生物界(细菌、蓝细菌)真核类单细胞:原生生物界(藻类、原生动物)多细胞植物界———以光合作用获得营养真菌界(酵母菌、丝状真菌及蕈类)———以腐生方式获得营养动物界———以摄食方式获得营养五界系统大体反映了生物从原核生物到真核生物,从单细胞生物到多细胞生物的进化历程,因此得到广泛认同。但五界系统没有反映出非细胞生物阶段。1979年,我国著名生物学家陈世骧等主张,具有生命特征的非细胞生物也应独立成一界———病毒界。对病毒界有异议的问题之一是关于病毒的地位。病毒是一类非细胞生物,究竟是原始类型还是次生类型仍无定论。沃兹和沃尔夫认为,原核生物在进化上有两个重要分支,应将原核生物分两界,即:古细菌界和真细菌界。真核生物分4界(原生生物界、真菌界、动物界和植物界)。他们于1987年提出六界分类系统。1990年,沃兹根据分子生物学的研究资料,对生物分类又提出新的建议,认为“整个生物界可以分为3个独立起源的大类群。它们是从共同祖先沿3条路线进化发展的”,即形成3个域:①古细菌域(Domainarchaea);②真细菌域(Domianbacteria);③真核生物域(Domaineucarya,包括原生生物、真菌、动物、植物),认为古细菌是一类既不同于其他原核生物,也与真核生物不同的特殊生物类群。古细菌与真核生物有更为接近的共同祖先,它们的关系与真细菌相比,更为密切。六界三域的进化关系如图13。图13生物的进化关系下面我们按照六界分类系统逐界介绍生物的各门类。由于病毒在新的分类系统中一般不被看作是分类系统中的一个单元。所以在介绍生物的六界系统之前,先介绍病毒。二、病毒病毒是一类非细胞生物,只有在电子显微镜下才能看清它的结构。病毒可引起动植物和人的许多疾病,几乎所有的生物都发现有病毒。如人类的天花、流感、肝炎、脊髓灰质炎及艾滋病均与病毒有关。上半年在我国及其他国家肆虐的非典型性肺炎就是由SARS冠状病毒引起。病毒的结构极为简单,仅由一种核酸(DNA或RNA中的一种)和少数蛋白质组成。DNA或RNA位于蛋白质内部,称为核酸芯子。蛋白质有规律地排列成蛋白质亚单位。亚单位组合在一起,形成病毒的外壳,又称为衣壳。由核酸和衣壳蛋白构成病毒颗粒。较复杂的病毒外面还有由脂质和糖蛋白构成的包膜。不同病毒的形态多种多样,如杆状、柱状、粒状、头状、二十面体等(图14)。图14病毒的形态A、病毒有多种形态,B、二十面体对称的病毒粒子病毒不能独立存活,只能活在寄主细胞中,利用宿主细胞胞内的成分来合成病毒自身的遗传物质,再合成病毒的外壳,最后装配成完整的、有感染性的病毒单位———病毒粒。病毒以病毒粒的形式由原来所在的宿主细胞中爆破出来,对下一个感染细胞释放其核酸,然后以核酸复制和蛋白质合成的方式,在新感染的宿主细胞内增殖,实现病毒粒的传播过程。病毒的个体发育实际上是利用宿主细胞进行的一种简单的原料装配过程。人们根据病毒中所含核酸的种类,将病毒分为RNA病毒和DNA病毒。又根据寄主的不同,将病毒分为细菌病毒(噬菌体)、真菌病毒、植物病毒和动物病毒。植物病毒的遗传物质大多为RNA,动物病毒中,有的种类是RNA,有的种类是DNA;噬菌体的遗传物质大多为DNA。三、生物六界系统以下按照六界系统,大致介绍生物世界的种类。(一)真细菌界(第二课时)真细菌界包括细菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体和螺旋体等。细菌是其中种类、数量最多、分布广泛、繁殖迅速的类群。细菌是单细胞原核生物,其大小多在03~20μm之间,肉眼不能分辨。基本形态有球状、杆状和螺旋状三种(图15)。在培养过程中,细菌常在培养基上形成菌落,不同细菌菌落有一定的形态,菌落形态常作为鉴定菌种的特征之一。细菌的结构见图16所示。图15细菌的形态图16细菌细胞的构造多数细菌有细胞壁,其主要成分是肽聚糖,而植物细胞的主要成分是纤维素。多数细菌的营养方式是吸收营养,它向体外分泌水解酶,将大分子的有机物分解为小分子,然后将小分子的营养物吸收到体内。有些细菌含菌绿素,能进行不产氧的光合作用;还有原核生物的特征:1、细胞核无核膜、核仁,DNA上无结合的组蛋白。2、无染色体,没有有丝分裂过程和有性生殖过程。3、4、细胞质中核糖体沉降系数为70s。广泛分布于自然界,与人类的关系密切,有益或有害:(1)细菌与疾病。细菌可导致生物体疾病的发生,如人类的霍乱、伤寒、破伤风、百日咳、结核等;作物上的稻白叶枯病、棉花角斑病,各种果树、树木的冠瘿病等。但是,大多数细菌是有利于人类的。(2)根瘤菌的固氮作用。固氮根瘤菌呈杆状,与豆科植物共生,能够侵入植物的根细胞,从而引起一系列发育上的变化,形成根瘤。在根瘤内部,细菌以无细胞壁的形式生长繁殖,以自身产生的固氮酶固氮,为植物提供氮素营养,供植物合成氨基酸之用。(3)参与人体物质合成及免疫。寄生人体的某些肠道细菌能合成多种B族维生素和维生素E、维生素K(互利共生)。此外,还起着防止或排斥外来有害细菌入侵的作用。例如,大肠杆菌能分泌大肠菌素,对外来的细菌有毒害作用。(4)工业上的利用价值。工业上利用细菌发酵可生产醋酸、乳酸、丁醇等多种工业用品。食品工业上,酸菜、酸奶的制作原料和制作方法中,细菌起到了重要的作用。(5)污水处理与环境保护。细菌能分解污水中的有机物质,有些细菌对有毒物质有较高耐性,能吸收、积累有毒物质,从而消除或减少污水的毒性,以保护自然环境。(6)细菌杀虫剂的生物防治。农业上利用细菌肥料(如根瘤菌剂)可提高土壤肥力,利用杀虫菌粉(如青虫菌、杀螟杆菌菌粉)防治害虫等。在林业上常用苏云金杆菌来防治马尾松毛虫、刚竹毒蛾等。(二)古细菌界古细菌是一类在分子水平上与原核和真核细胞都有所不同的特殊生物类群。古细菌是单细胞生物,通常生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中,过着自养或异养生活,具有特殊的生理功能,如能够在超高温、高酸碱度、高盐及无氧状态下生存、发育与繁殖。它们具有独特的细胞结构,古细菌形式上是细菌,但有着真核生物的内涵。古细菌包括那些栖居在湿地、水体沉积物、反刍动物肠道中的产甲烷细菌、极端嗜盐细菌和极端嗜热酸细菌等。地球上这类细菌每年共产生约2×1010kg甲烷气(沼气的主要成分),对全球碳循环起着重要的作用。嗜热酸细菌可生活于海底火山口200~300℃的热泉或酸性土壤中。(三)原生生物界(第三课时)原生生物有35000余种,其中包括单细胞(部分为群体)真核生物。原生生物在自然界中分布广泛,在海水、河水、湖水、土壤、动物粪便和其他生物体内都能生存。1、原生生物的基本特征原生生物都是真核生物。大多数原生生物是单细胞,部分种类为多细胞。它们的细胞比原核生物的细胞要大而长,可在低倍显微镜下观察得到。原生生物的个体形状多样,如图17,但也真核生物的特征:(1)(2)核内染色体可以进行有丝分裂和减数分裂。(3)细胞膜结构完整,细胞质内含线粒体、内质网、高尔基体、叶绿体(植物)等。(4)内质网膜上的核糖体,沉降系数为80s。有少数没有固定的形状,如变形虫等。原生生物具有真核细胞的结构特点。其个体较小,生命活动都是在各种细胞器中完成的。原生生物的营养方式三类均有:植物型营养又称为自养,通过光合作用制造营养物质;吞噬性营养或动物型营养又称异养,是将营养物吞入体内,将其在细胞内消化;腐生型营养,是通过体表渗透,吸收溶解于水中的有机物而获得营养。有些原生生物为混合型营养方式,既能进行植物型营养,又能进行动物型营养。原生生物的繁殖方式多样,有无性繁殖和有性生殖。无性繁殖最普遍的是裂殖,大多为横分裂,有些是纵分裂。有的裂殖为多核分裂繁殖。有些原生生物既可行无性生殖,也可行有性生殖。2、原生生物的种类原生生物种类繁多,在现代种类中,约2/3营自由生活,1/3营寄生生活。(1)类动物原生生物。类动物原生生物类群主要有鞭毛虫类、变形虫类、孢子虫类和纤毛虫类等。鞭毛虫:运动胞器为鞭毛,有些种类在生活史的某一阶段也出现伪足。营养方式为自养、异养和混合型营养,常以一分为二的方式进行无性繁殖。鞭毛虫多数以单个细胞生存,利用身体上的鞭毛来运动。变形虫:由于变形虫的质膜很薄,不能保持固定的体形,也没有固定的运动胞器,而是靠细胞质的流动形成临时性的指状突———伪足作为运动胞器。伪足的数目和形状随种类而异,有片状、针状和网状等。伪足也是摄食的胞器,变形虫用伪足将食物包裹进来,纳入体内形成食物泡。变形虫多自由地生活于自然界;也有的营寄生生活。孢子虫:孢子虫均营寄生生活,一般营腐生型营养,即以渗透方式获取营养,因而孢子虫的身体构造极为简单,无胞口、胞咽、胞肛等,有的甚至连运动胞器也没有,在生活史的一段时期出现鞭毛或伪足。孢子虫的生活史非常复杂,无性生殖与有性生殖交替出现,构成世代交替。有些孢子虫有更换宿主的现象。常见的孢子虫有疟原虫、兔球虫等,它们常常对人畜健康造成严重为害。纤毛虫:纤毛虫以纤毛为运动胞器,它们是原生动物中构造最为复杂的一类。多数有两核,一为大核,一为小核。细胞质特化出更为复杂的类器官等。生殖方式有特殊的接合生殖。纤毛虫多数营自由生活,也有一些寄生的种类如结肠小袋虫等。在像水牛这样的反刍动物的瘤胃中共生着多种纤毛虫,它们能将牛不能消化的纤维素转变成能被吸收的单糖。(2)其他原生生物。其他原生生物包括一些像植物一样营光合自养生活的种类和像真菌一样营腐生生活的种类。光合自养的原生生物有眼虫、双鞭毛虫、硅藻等。其中,双鞭毛虫的一些种可产生荧光,海洋中双鞭毛虫的大量繁殖可产生赤潮,有些种可产生致命的神经毒素。硅藻的细胞形态多样,细胞壁中含有硅,它们在海洋底大量沉积形成细碎的白色硅藻土,硅藻土可用作净化水质的过滤层和牙膏的添加剂等。腐生的原生生物包括黏菌等,它们生活在森林中潮湿的地面或腐败草木上,靠分泌各种消化酶分解有机物质,再吸收进细胞获得营养。有些黏菌可集群生活,形成色彩鲜艳的红色球状繁殖体。(四)真菌界真菌种类繁多,已记载的约有10万种以上。常见的绒毛状、蜘蛛网状或絮丝状霉菌(曲霉、青霉、黑根霉等)及一些大型的蕈菌(如蘑菇、灵芝、木耳等)等都是真菌。真菌界包括真菌门和地衣门。1、真菌(1)真菌的主要特征:营养体:除少数单细胞真菌外,绝大多数真菌的营养体是由多细胞分支或不分支的丝状体构成。菌丝是纤细的管状体,有隔或无隔,许多菌丝相互交织形成菌丝体。菌丝具有吸收营养的机能。当环境不利于生存或在繁殖时,有的真菌的菌丝集结成团,形成坚硬的休眠体,称为菌核。细胞壁:大多数真菌有厚而坚硬的细胞壁。某些低等真菌的细胞壁成分为纤维素,高等真菌细胞壁的主要成分为几丁质。细胞器:真菌的细胞结构比较完整,一般都有分化明显的细胞核,细胞质内含有线粒体和内质网、液泡等细胞器,但无光合色素和叶绿体,不能进行光合作用。营养:真菌是异养真核生物,其营养方式有腐生和寄生两种。寄生:凡从活的动物、植物体吸收养分;腐生从死的动物、植物体以及从无生命的有机物质中吸取养料。有些真菌只能寄生,称为专性寄生。有的真菌只能腐生,称为专性腐生。以寄生为主兼腐生的称为兼性腐生。以腐生为主兼寄生的称为兼性寄生。(2)真菌的主要类群:真菌分为5个类群。鞭毛菌鞭毛菌多数水生。水生的腐生菌常见于植物残体上,或鱼类和昆虫尸体残骸上;水生的寄生菌常寄生于藻类、蕨类、鱼类、水生小动物以及其他水生真菌上,也有侵染种子植物的种类,极少数为海洋种类。接合菌接合菌菌丝无隔,是从水生向陆生发展的一个过渡类群。接合菌多为腐生,少数寄生。图18黑根霉(RhizopusnigricansEhr)常见的种类如匍枝根霉(也称为黑根霉或面包霉,图18),常腐生在面包及日常食品上,或混杂在培养基中,因而被认为是实验室中的“杂草”。甘薯软腐病也是根霉引起的,菌丝体分泌甘薯中的果胶酶,分解其细胞壁,感染部位迅速腐烂,形成黑斑。又如根霉和毛霉含大量的淀粉酶,能将淀粉分解为葡萄糖,该糖化作用是酿酒过程的第一步,酿酒的第二步是由酵母菌进行发酵作用,把葡萄糖转变为乙醇。酿酒业必须先利用毛霉和根霉制成的酒曲,再利用酵母菌酿酒。根霉和毛霉还能产生脂肪酶,分解脂肪,使羊毛脱脂,软化羊皮。总状毛霉含蛋白酶,民间常用来做豆腐乳。虫霉寄生在昆虫体内,产生虫菌体,能杀死害虫。生物防治常用蚜虫霉防治蚜虫,蚊虫霉防治蚊子等。子囊菌子囊菌是真菌中种类最多的一类,约30000余种。除酵母菌类为单细胞外,绝大部分都是多细胞有机体。子囊菌分布很广,寄生在植物上,能导致经济植物患严重病害。在枯枝落叶、朽木上或土壤中,能形成中型和较大型子实体。子囊菌的用途很多,酵母用于造酒、发面包、食用;曲霉(Aspergillus)用于糖化、食品加工等;青霉(Penicillium)的一种(P。notatum)用于生产青霉素等。但是,霉菌也有引起植物病害和衣物污损的种类,如黄曲霉(A。flavaus)污染花生,产生黄曲霉素,这是一种强致癌物质,因此,霉变的花生不能食用。图19担子菌代表担子菌担子菌是一群类型多样的陆生高等真菌,都是多细胞有机体,有22000多种。多数种类是植物专性寄生菌和腐生菌,有的可食用、药用,也有有毒种类,与人类关系很密切(图19)。担子菌中有很多是大型真菌。我们食用的菇类、银耳、木耳,药用的灵芝、茯苓等都是担子菌,它们又被称为食用菌。有些担子菌则是植物的病原体,如寄生性真菌麦锈(病)菌,有些菇蕈含有剧毒物质,误食立即致死。半知菌半知菌菌丝体发达,菌丝有隔,约有26000余种,其中约有300种是农作物和林木的病原菌,还有一些种类是引起人类和动物皮肤病的病原菌,如引起灰指甲、脚癣和人的头癣等的半知菌。2、地衣地衣是真菌和藻类的复合体,由真菌和藻类中的绿藻或蓝藻等形成,约有26000种。地衣的几种类型中藻类的主要作用是制造食物,其藻菌光合营养物供给真菌,真菌主要起保护作用,并吸取水分和矿质供给藻类。通常一种地衣与一种藻类共生,有的也具两种共生藻类。按照它们的外部形态可以分3种类型(图110):(1)(2)叶状地衣:为扁平叶状,边缘卷曲,以假根状菌丝附着于基质上,易于剥离。(3)枝状地衣:生于树枝上,下垂如须,生于岩石或土壤表面,在基质上呈直立状。地衣可以生活在别的生物难以生存的恶劣环境中,从而分布广泛,在干燥的岩石上可看到灰白、暗绿、淡黄、鲜红等多种颜色。由于地衣能在岩石上生长,加速岩石的风化,促进土壤的生成,因而被誉为生命的先驱,是其他生物生存的先导。地衣的用途也很多,有的可食用,有的可药用;有的可作为化工原料和香料,有的可作为饲料;还有的可用于大气的生物监测,或用作酸碱指示剂,如石蕊。另一方面,它们也会对树木造成为害。(五)植物界(第四课时)植物在地球上分布极广。植物界包括多细胞的藻类、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物。其中,藻类植物、苔藓植物和蕨类植物通过产生孢子繁殖后代,称之为孢子植物;裸子植物和被子植物通过种子繁殖后代,称之为种子植物。藻类和苔藓植物没有真正的根、茎、叶分化,没有起支持作用的维管组织,我们称之为低等植物;从蕨类开始,植物有了根、茎、叶的分化,并具有真正的维管组织,因此,我们将蕨类植物、裸子植物和被子植物称为高等植物。植物具有含纤维素的细胞壁,有固定的形态。除一些藻类外,绝大多数植物常为绿色,能够利用太阳光进行光合作用而营自养生活。常见的植物包括一年生草本植物和多年生木本植物。种子植物的营养器官包括根、茎、叶三部分,繁殖器官包括花和果实。以下介绍植物的主要类群。1、多细胞藻类植物藻类是光能自养型的生物。人们将单细胞真核藻类划分至原生生物界,将多细胞藻类划归植物界。植物界的藻类绝大多数水生(淡水或海水)。藻类植物体具有多种形态类型,如丝状、片图111海带孢子体及其切面放大状和管状体等,都没有分化出根、茎、叶,有的具有假根,因而它是叶状体植物,是植物界的低级类型。藻类植物的细胞是真核细胞,具有核膜、核仁。因叶绿素和其他色素的比例不同,而呈现不同的颜色。藻体绝大多数很微小,但有少数为大型藻类,2、苔藓植物苔藓植物是植物从水生到陆生发展的过渡性的陆生植物,多生活在潮湿的地方。我们通常图112苔藓植物的代表看到的绿色苔藓植物是它们的配子体。配子体有假根和类似茎叶的分化,简单的种类呈扁平的叶状体。由于体内无维管组织支持,实质上为拟茎叶体,因此植物总是矮小的,体高仅几厘米。苔藓植物分成苔类和藓类。地钱(Marchantiapolymorpha)为苔类的代表植物(图112)。其生长平行于地面,葫芦藓(Funariiahygrometica)为藓类代表植物(图112),多生于有机质丰富、含氮肥较多的湿土及墙角砖缝间。苔藓植物对改善自然环境和发展经济都有重要意义。它是继地衣之后登上陆地的先锋之一,具有很大的吸水和适湿特性,对固土保水、防止水土流失和植物群落的初生演替具有重要意义。它能够分泌酸性物质促进岩石分化,能吸收大气里的硫,某些种对大气中的SO2、HF敏感,可用作监测环境的指示植物。不少种类如大金发藓等可作药用,有败毒止血及抗菌作用,也是观赏园艺发掘的资源植物之一。3、蕨类植物蕨类植物常生于陆地阴湿处,喜淡水,次热带和亚热带地区为其分布中心。蕨类植物起营养作用的孢子体和起生殖作用的配子体均可独立生活,但孢子体发达,有真正的根、茎、叶的分化(图113)。蕨类孢子体的根多数为有吸收功能的不定根,茎为根状茎或直立茎,叶既有叶脉分支的大型叶,又有不具叶脉的小型叶;从功能上又可分为营养叶和孢子叶,孢子叶能产生孢子囊和孢子。孢子囊是无性生殖器官,生于茎梗、叶腋或叶背面,孢子囊单生或群集成孢子囊群,有些集聚于枝顶成球状或穗状,称为孢子叶球(或孢子叶穗)。图113蕨类植物的代表蕨类植物的孢子体具有维管系统,起着植物体内输导和支持的作用,使枝叶内的光合产物能快捷地被输送到根部,同时根部吸收的水分和矿质营养物能源源不断地供应枝叶。此外,蕨类植物的孢子体有根,能深入土壤吸收水分和矿质元素;有发达的叶,能进行光合作用。这些特性都使蕨类植物能较好地适应陆地生活。蕨类植物分布广泛,是古老的植物。从志留纪就有了蕨类。现在生活的蕨类约在10000种以上。现在常见的种类有芒萁(Dicranopterisdichotoma)、木贼(Equisetumramosissimum)。另外,桫椤也是蕨类植物的活化石。蕨类的用途广泛,是重要的工业原料,如用于制造火箭、照明弹等的引火燃料。有些是优质的肥料和饲料,如满江红与固氮蓝藻共生能肥田,增产效果明显,也是猪鸭等家畜、家禽的好饲料。有些种类是重要的中草药,如贯众的根茎入药能解毒治流感、腹痛;江南卷柏可治湿热黄疸。蕨的根状茎可加工成淀粉,幼叶可食用。另外,它还是极富观赏价值的观叶植物,常用于插花和盆景。图114裸子植物的代表4、裸子植物裸子植物是介于蕨类植物和被子植物之间的一类高等植物,常见的为多年生木本,具有维管束,能产生种子。是常绿植物或落叶植物,叶针形、线形或鳞形,极少为阔叶。裸子植物的胚珠裸露,孢子叶聚集成球花或球果,单性雌雄同株或异株(图114)。裸子植物可借助风力传粉,受精过程完全摆脱了水的限制。它们和蕨类植物相比,其孢子体更加发达,配子体则非常退化,而且不能独立生活。裸子植物在志留纪开始出现,中生代十分繁茂,种属很多,许多种类已灭绝。现存的裸子植物只是历史遗留的一部分,有12科,71属约800余种。常见的裸子植物有苏铁(也称为铁树)、银杏、杉木、马尾松、侧柏等。裸子植物是重要的用材树种,广泛用于建筑木材、造纸、交通、家具等各个方面。它既是重要的工业原料植物,又是绿化、观赏的重要树种。如雪松、南洋杉、巨杉、水杉和银杏等,在美化环境、调节气候、保持水土、吸收CO2及保持生态平衡方面有重要作用。银杏等裸子植物还具有重要的药用价值。5、被子植物被子植物长于陆地,并且是陆地植物的优势类群。它也是自新生代以来最高级、最繁盛、对陆生环境适应得最好的植物类群。其广泛的适应性与它结构的复杂和完善分不开的。被子植物可分为木本、草本两大类。维管束中的木质部内有导管和木纤维等,韧皮部有筛管、伴胞以及韧皮纤维等。其他组织的分化程度高,也很精细,输导功效都很高。被子植物具有真正的花,又被称为有花植物(图115)。胚珠不裸露,有子房包被,受精后子房发育成果实,胚珠发育成种子,种子得到了很好的保护。被子植物约25万种,分为单子叶植物和双子叶植物。单子叶植物常见的有水稻、小麦、玉米、竹子、百合、兰花等。双子叶植物常见的有棉花、烟草、大豆、月季、玉兰、毛白杨等。被子植物对人类的生存和发展至关重要。它们的根、茎、叶、花、果实、种子给人类提供了丰富的给养和能源,如粮食、蔬菜、水果、油料、糖、烟、酒、茶、纤维、药材及香料等产品,人们的衣食住行等各种用品几乎都直接或间接地来源于被子植物。图115被子植物代表(六)动物界图116动物界的主要门类及其进化关系1、动物的基本特征顾名思义,动物最基本的特征就是能够自主移动。动物都是异养生物,它们以植物、微生物或其他动物作为营养来源。与此相适应,动物界逐步分化出行使特定功能的基本组织,即上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。这些组织又形成不同的器官系统,执行不同的功能。皮肤系统、骨骼系统和肌肉系统具有保护、支持和运动的功能;运动系统扩大了动物的生活圈,使动物能够在更大的范围内取食、交配和避敌;消化系统将摄取的食物进行消化吸收,然后通过血液循环系统输送给全身各处的细胞;呼吸系统和排泄系统使动物能够与环境之间进行气体交换和排除废物,并维持动物体内的盐水平衡;生殖系统使动物的种族得以延续和扩大,各个器官系统在神经系统和内分泌系统的协调和控制下彼此保持着高度的统一,并使动物与外界环境相适应。这些独特的结构使动物具有完备的生理功能和复杂的行为能力。2、动物的分类目前发现的动物约有150多万种,分为35门,其中常见的有:海绵动物门、腔肠动物门、扁形动物门、线形动物门、环节动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门、原索动物门和脊索动物门。动物界的主要门类及其进化关系如图116。这里重点介绍扁形动物、节肢动物和脊索动物。(1)扁形动物。扁形动物是最早出现两侧对称和中胚层的动物。其身体扁平,两侧对称,出现了前、后,左、右和背、腹的分化,在功能上也相应有了分工:腹面主要承担运动和摄食的功能,背部起保护作用,神经系统和感觉器官向前集中,有利于对多变的环境产生及时而迅速的反应,运动也由不定向趋于定向,同时也促进了脑的分化和发展。两侧对称的身体,使动物不仅能游图11如三角真涡虫(图117)。从扁形动物开始,出现了中胚层。中胚层的出现引起了生物体组织、器官和系统的分化。从进化的角度来看,为动物从水生生活进入陆生生活创造了条件。扁形动物部分营自由生活,多数寄生。营寄生生活的扁形动物不少是以人和动物为寄主的吸虫类和绦虫类。常见的种类有华枝睾吸虫(Clonorchissinensis),成虫寄生于人、猫、狗的肝管和胆囊,引起肝脏疾病。日本血吸虫(Schistosomajaponica)成虫寄生于人和家畜的静脉血管和肠系膜中,为害极大。(2)节肢动物。节肢动物对生活环境有高度的适应能力,是动物界中种类最多、数量最大、分布最广的一类动物。在人们日常生活中,几乎无时无刻不和它们接触。现在已知的节肢动物在100万种以上,远远超过了其他各种动物的总和,而实际的数目肯定还不止于此。节肢动物的身体由许多体节组成,但体节数显著减少且愈合。身体分化为头、胸、腹三部分(图118)。在有些种类,这三部分也有不同程度的愈合。头部是感觉和摄食的中心,胸部是运动的中心,腹部是营养和生殖的中心。图118棉蝗外形节肢动物体具有复杂的附肢,而且附肢也分为许多节。节与节之间均以关节相连,运动极为灵活,用于游泳和爬行,并适于多种功能,如感觉、捕食、呼吸和生殖等。节肢动物体表具有由表皮分泌形成的几丁质外骨骼,有效地保护了身体,并防止体内水分蒸发,使其高度适应陆生环境。由于外骨骼坚硬,限制了体躯的增长,因此节肢动物在生长过程中需要蜕皮,即蜕去原来较小的外壳,再长出新的。节肢动物的肌肉很发达,附着在外骨骼的内壁上。常见的节肢动物有对虾(Penaeusorientalis)、螃蟹、蜘蛛、蝎子(Scorpio)、蜈蚣(Scolopendra)、马陆(Julus)、知了、蝗虫等。昆虫的特征:①分头、胸、腹三部分。②头部有复眼、触角和口器。③胸部有三对足,一般有两对翅。节肢动物门中的昆虫纲与人类的关系非常密切。很多昆虫危害农作物及森林果树,破坏建筑物等。也有很多昆虫对人类有益,如可传播花粉,使果树多结实;有些昆虫如蜜蜂可酿蜜;还有一些昆虫如蚕、白蜡虫、紫胶虫可提供重要的工业原料。(3)脊索动物。脊索动物是动物界中最高等的类群。它们的身体结构复杂,机能完善,生活方式多样。少数种类在幼体或终生具有脊索,大多数种类仅在胚胎时期具有脊索,故称脊索动物(图119)。脊索动物的各类动物差异很大,但它们具有3个共同的特征:图119柱头虫、海鞘和文昌鱼脊索脊索位于消化道背面,是一条支持身体的棒状结构,由富含液泡的细胞所组成,外包有脊索鞘,使脊索具有一定的硬度和弹性,起支撑作用,成为原始的中轴骨骼。低等脊索动物的脊索终生存在,或仅存在于幼体阶段。高等脊索动物的脊索仅存在于胚胎期,随后被起源于中胚层的脊椎骨组成的脊柱所代替。生物学家常将动物分为具有脊椎骨的脊椎动物和无脊椎骨的无脊椎动物。神经管神经管是原始的中枢神经系统,位于脊索背面,是一条中空的神经索,与无脊索动物位于身体腹部的实心神经索不同。脊椎动物的神经管前端发育为大脑,后端发育为脊髓。咽鳃裂位于消化道前段的咽部两侧,是左右成对排列、数目不等的裂孔,直接或间接与外界相通,称为咽鳃裂,为呼吸器官。低等水生动物的鳃裂终生存在,高等陆生动物的鳃裂仅存在于胚胎发育早期,幼体出生后用肺呼吸。脊索动物分为四个亚门,即半索动物亚门、尾索动物亚门、头索动物亚门和脊椎动物亚门。前三个亚门为海栖脊索动物。半索动物脊索短,仅为咽部向前伸出的一条盲管,称为口索,在身体背部还有一条背神经索,神经索内出现腔隙,是背神经管的雏形,如柱头虫(Balanoglossus)。尾索动物的脊索只存在幼体尾部,成体有被囊,如海鞘(Ascidia)。成体海鞘的外形像一个壶,附着在岩石、贝壳等物上,营固着生活。身体表面有一层粗糙坚厚的被囊,具有保护功能。头索动物终生具有脊索、神经管、咽鳃裂。这一亚门的种类很少,约有30种,如文昌鱼(Branchiostoma)(图119)。文昌鱼生活在浅海沙滩里,营底栖生活,平常很少活动,而是将头钻入沙中,只露出口前端,借水流摄取藻类食物,有时也侧卧在水底,夜间较活跃。文昌鱼有一定的经济价值和科学研究价值。我国厦门的文昌鱼产量最为丰盛。脊椎动物亚门是动物界发展到最高等的类群。脊椎动物具有发达而集中的神经系统,背部有一系列脊椎骨组成的脊柱,脊柱与其前端分化的头骨组成了中轴骨骼,具有支持和保护作用。脊椎动物的水生种类用鳃呼吸,陆生种类用肺呼吸。其类型及其进化关系如图120。现代人属于脊椎动物亚门、哺乳动物纲(Mammalia)、灵长目(Primates)、人科(Hominidae)、人属(Homo)、智人种(Homosapiens)。图120脊椎动物的类型及其进化关系◆习题与答案:一、填空题:(1)真菌没有,这是它与植物最主要的不同之处。(2)地衣按其形态可分为、和三种类型。(3)地衣是真菌与的复合体。(4)种子植物包括植物和植物两大类群。(5)节肢动物主要由、、三组成。(6)生物分类分为和自然分类法两大类,前者主要根据,后者主要根据。(7)细菌的运动器官是,细菌细胞壁的主要成分是。(8)按六界分类系统,原核生物分为界和界;真核生物分为、、和。而沿用了100多年的林奈分类系统,把生物分成和这两界。2.简答生物六届分类系统的形成过程。3.原核生物、真核生物有哪些主要特征?4.简答真细菌与人类的关系。5.病毒有哪些主要特征?6.简答昆虫的形态结构特点。7.如何区别真菌、植物和动物?◆答案:1、答:(1)叶绿体;(2)壳状地衣,叶状地衣,枝状地衣;(3)藻类;(4)祼子,被子;(5)头、胸、腹;(6)人为分类法,生物的某些形态结构、功能、习性、生态或经济用途的认识将生物进行分类,生物亲缘关系的远近和演化发展的本质联系;(7)鞭毛,肽聚糖;(8)真细菌,古细菌,原生生物界,真菌界,植物界,动物界,植物,动物。2、答:(1)1735年林奈把生物分成植物和动物两个界;(2)1860年霍格等将单细胞真核生物单独划为原生生物界;(3)1938年科普兰提出将这类生物再单独划为原核生物界;(4)1969年,惠特克提出五界系统,即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界;(5)1979年,我国著名生物学家陈世骧等主张,具有生命特征的非细胞生物也应独立成一界———病毒界;(6)沃兹和沃尔夫于1987年提出六界分类系统。3、答:原核生物的特征:(1)细胞核无核膜、核仁,DNA上无结合的组蛋白。(2)无染色体,没有有丝分裂过程和有性生殖过程。(3)细胞内不含线粒体、内质网、高尔基体、质体等细胞器,胞壁主要成分为肽聚糖。(4)细胞质中核糖体沉降系数为70s。真核生物的特征:(1)(2)核内染色体可以进行有丝分裂和减数分裂。(3)细胞膜结构完整,细胞质内含线粒体、内质网、高尔基体、叶绿体(植物)等。(4)内质网膜上的核糖体,沉降系数为80s。4、答:(1)细菌与疾病;(2)根瘤菌的固氮作用;(3)参与人体物质合成及免疫;(4)工业上的利用价值;(5)污水处理与环境保护;(6)细菌杀虫剂的生物防治。;5、答:病毒是一类非细胞生物,体积很小、严格地寄生于细胞内的和结构十分简单的生物物质。它由核酸和蛋白质组成。DNA或RNA位于蛋白质内部,蛋白质组成病毒的外壳;外壳与核酸共同组成病毒颗粒。6、答:昆虫的特征有。①分头、胸、腹三部分。②头部有复眼、触角和口器。③胸部有三对足,一般有两对翅。7、答:叶绿体细胞壁营养方式自由移动真菌无有(低等)纤维素、(高等)几丁质寄生、腐生不能植物有有,主要是纤维素绝大多数自养不能动物无无异养能◆板书第三节生物六界分类系统一、生物的分界二、病毒DNA或RNA位于蛋白质内部,蛋白质组成病毒的外壳不能独立存活,只能活在寄主细胞中三、生物六界系统(一)真细菌界原核生物的特征:1、无核膜、核仁,DNA上无结合的组蛋白。2、无染色体3、不含线粒体、内质网、高尔基体、质体等,胞壁——为肽聚糖。4、核糖体沉降系数为70s。(二)古细菌界单细胞生物(三)原生生物界1、都是真核生物2、原生生物的种类(四)真菌界真菌界包括真菌门和地衣门。1、真菌(1)真菌的主要特征:(2)真菌的主要类群:2、地衣(五)植物界孢子植物——藻类植物、苔藓植物和蕨类植物种子植物——裸子植物和被子植物低等植物——藻类和苔藓植物高等植物——蕨类植物、裸子植物和被子植物3、蕨类植物4、裸子植物5、被子植物约25万种被子植物可分为木本、草本两大类。被子植物还分为单子叶植物和双子叶植物。(六)动物界1、动物的基本特征2、动物的分类约有150多万种,分为35门,常见的有:海绵动物门、腔肠动物门、扁形动物门、线形动物门、环节动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门、原索动物门和脊索动物门。(1)扁形动物(2)节肢动物。是动物界中种类最多、数量最大、分布最广的一类动物。在100万种以上,(3)脊索动物。脊椎动物的水生种类用鳃呼吸,陆生种类用肺呼吸。课后评价与思考:【课题】第二章生命的构成第一节
生命的物质组成第二节生命的结构基础——细胞【教学目标】知识与技能:1、了解组成生物体的化学元素,掌握构成生物体的化合物。2、了解细胞形态和大小,理解真核细胞的结构。3、理解细胞分裂的三种方式,掌握有丝分裂的过程。过程与方法:通过对组成生物体的化学元素,构成生物体的化合物介绍,培养学生思维能力,使学生能正确进行思考分析;通过教学挂图和幻灯片的使用,加深学生对本章节内容的理解,从而使学生从微观的世界了解宏观的生命,并辅以习题训练培养学生的创新思维能力。情感态度与价值观:通过对有关知识的讲解、结合学生思考、讨论,一使学生从科学的角度认识生命,增强学生珍惜生命、热爱生命的人生价值观;二使学生从生物的角度了解生命的起源,培养学生对科学的探索精神,从而激发学生的学习兴趣。【教学重点】细胞的结构及有丝分裂。【教学难点】细胞的分裂方式。【课时安排】2学时【教学方法】借助课件及图片展示,进行课堂讲授,帮助学生理解所学内容。【教学过程】第二章生命的构成第一节生命的物质组成一、组成生物体的化学元素细胞是构成生物体结构与功能的基本单位。它们的形态、结构虽存在一定的差异,但其化学组成基本上是相似的。含量最高:4种,C、H、O、N,约占其细胞总量的90%左右,是组成各种有机物的主要成分。其他含量较高的元素有:S、P、Na、K、Ca、Mg、Fe、Cl等。以上这12种元素约占细胞质量的99%。微量元素:Cu、B、Mn、Si、Zn等,也是生命活动过程中起重要作用的元素。二、构成生物体的化合物(一)无机化合物1水生物体一切生命活动都是在水中进行的,可以说,没有水就没有生命。水在所有的活细胞中是含量最高的化合物,水约占细胞质量的65%~95%。不同的生物细胞、不同的组织和器官中含水量是不同的。如干燥的植物种子10%~14%水生动物海蜇98%成年人的肌肉76%。水在细胞中有两种不同的存在方式:游离水和结构水。大部分水是以游离水的形式存在,可以流动,作为细胞中无机离子和其他物质的溶剂参与代谢的物质运输。少量的水则可以和其他物质结合在一起,成为细胞结构的一部分,称为结构水。2无机盐含量很少,约占细胞质量1%~1.5%,一般都是以离子态存在于细胞中。含量较多的阳离子:Na+、K+、Mg2+、Ca2+含量较多的阴离子:Cl-、PO3-4、HCO3-无机盐作用:1、酶反应的重要因素:
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