第二版讲义——第1章.陈阅增普通生物学绪论

假如仅有变异而 无遗传 ：
生物界就无进化的原材料
遗传只是简单的重复
生物就不能进化 变异就不能延续 无法形成稳定的新类型 生物也不能进化
生命通过繁殖 而延续，DNA是 生物遗传的基 本物质
漂亮的模特儿
遗传学家
二、生命的特征
• （四）适应环境 • 7.稳态(homeostasis) 生物体具有许多调节机制，用来保持内部调节的相对稳定， 并在环境发生一定变化时也可以保持相对稳定。 生态系统保持相对稳定也是一种的稳态.
二十世纪生物科学的新貌
二十世纪随着物理学和化学的发展，以及这些技 术向生物学的渗透，使生物学技术迅猛发展。 • 例如：X-射线衍射技术，电子显微镜，激光， 中子衍射技术，电子计算机，层析，同位素追 踪，电泳和超高速离心技术，以及近年来发展 起来的氨基酸自动分析、核酸测序、PCR(聚合 酶链式反应)和RAPD(随机扩增多态DNA)、 GPS(全球卫星定位系统)等技术 • 基因组学、蛋白组学、生物芯片、干细胞
第一章 绪论
一、地球与生命 二、生命的特征 三、生物多样性与五界分类系统 四、生物学分科 五、生物学的常用研究方法 六、生物学的历史发展简况 七、生物学与现代社会生活的关系—为什么要学 习生物学 八、如何学习普通生物学
一、地球与生命
• 迄今为止唯一发现有生命的星球(地球45亿
年前形成,生命38亿年前出现) • 为什么地球适合生命生存？ • 地球和生命协同进化 • 其他星球上有生命吗?
3.生物的新陈代谢（metabolism)
生物最基本的特征
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负责的反应的网络，这些化学反应
的总和称为新陈代谢
合成代谢（anabolism) ：即从外界摄取物质和能量,将它们 转化为生命本身的物质和储存在化学键的化学能；也称同化 作用。 分解代谢（catabolism) ：即分解生命物质,将能量释放出 来,供生命活动只用；也称异化作用 。
• 地球上生物的分布 • 岩石圈、水圈、大气圈----生物圈
• • • • 飞翔的鸟类最高离地面可达2000m 细菌生活在深达4000m的海底 细菌生活在地下深达2000m的石油矿床 但大多海洋生物则是聚集在150m深度以内的； 生物只局限在地下深约50m以内的土壤中。
二、生命的特征
• （一）结构、组成的统一性
• 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、 相辅相承：
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到人类存亡的问 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）。
七 、生物学与现代社会生活的关系— 为什么要学习生物学
• （二）生命科学充满 未解之谜 “ 猛犸之谜” “ 恐龙灭绝之谜” • 龟鳖家族的长寿之谜
•
七 、生物学与现代社会生活的 关系—为什么要学习生物学
• (三)可以使我们更好地认识我们自己
生物学家： 大脑 / 癌症 / / 光合作用 生物技术公司： 基因药物 作物新品种
普通生物学 (General biology)
生物科学研究什么？
• 生物学(biology)或生物科学(biological sciences) 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(life sciences)。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。 • 生物学研究生物体的形态 、构造、行为、机能、 演变及其与环境间相互关系等问题的学科。
根据研究生物的手段分
生物化学，生物物理学，生物数学，仿生学
五
生物学的常用研究方法
• 生物学研究方法很多，解决生物学的问题要 用科学的方法。 • 科学方法依次包括以下内容： • 科学观察、提出问题、假设、实验、结论。
假说和实验（假说演绎法）
实验是人为地干预、控制所研究对象的条 件下进行的观察。 • 用实验的方法研究客观事物，要求根据已 有的事实(来自观察或来自实验)提出假说， 再根据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。
分类的方法
• 自然分类：除用形态特征作为分类性状外，还用
生态、行为、生理、生化、地理等方面的资料作为 分类依据，以生物学概念替代了纯形态概念。
• 细胞分类：应用细胞学特征进行物种分类称为细
胞分类学(cytotaxonomy)
• 生化分类：蛋白质电泳、抗原抗体反应、蛋白质
序列比较
• 分子分类：利用核酸序列之间的同源性进行分类，
三 生物多样性与五界分类系统
☆五界分类系统：
1969年美国学者慧特克（R.H.Whittaker）提出 五界分类法： -原核生物界(Monera)：细菌、立克次氏体、支 原体、衣原体、蓝藻 –原生生物界(Protista) ：单细胞的原生动物 （如变形虫、草履虫）、藻类。 –真菌(Fungi)：真菌 –植物界(Plantae)：苔藓植物、蕨类植物、裸 子植物、被子植物 –动物界(Animalia)：无脊椎动物、脊椎动物
生物多样性公约(CBD)
• 1992年6月，150多个国家首脑在巴西里约热内 卢召开的全球首脑会议上签定，至今，这一公 约已经得到189个国家的认同和加盟，从而使 之成为至今为止范围最广的环境公约 。《生 物多样性公约》的宗旨--生物多样性的保护、 生物资源的可持续性利用，以及基因资源既得 利益的平等分享。1993年12月29日《生物多样 性公约》作为野生生物保护新框架生效,1994 年12月19日,联合国大会宣布12月29日为“国 际生物多样性日”
3.生物的分类阶元
生物的分类从 高级到低级 分为：7级 界 （kingdom)、 门(plylum)、 纲(class)、 目(order)、 科(family)、 属(genus)、 种 （species）
•
3.生物的分类阶元
• 瑞典植物学家林奈（Carolus Linnaeus）的两 界分类系统：植物界、动物界 • 1886年法国生物学家海克尔（E.Haeckel）提 出三界分类系统： 原生生物界：单细胞动物、细菌、真菌、 多细胞藻类 植物界: 动物界：
二、生命的特征
• 4.生物的应激性和运动
生物体对外界刺激发生符合目的反应的特性， 叫做应激性。
• 5. 生长（growth)发育、繁殖
二、生命的特征
• （三）遗传、变异和进化 • 6.遗传、变异和进化
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。
• 8. 适应(adaptation) 当我们说一个生物对环境是适应的，指的是这种生物和它具 有的某些遗传性状提高了它在特定环境中生存和生殖的能力 。
二、生命的特征
（一）组成、结构的统一性 （二）新陈代谢、生长是生命的本能 （三）遗传、变异和进化 （四）适应环境
生命是具有以上共同特征的 物质存在形式
• 1.学习内容: 第一篇 细胞与生物大分子 : 2-5章 第二篇 动物的形态和功能 : 6-16章 第三篇 植物的形态与功能: 17-19章 第四篇 遗传与变异 : 20-21章 第五篇 生物进化 : 25-27章 第六篇 生物多样性的进化 : 28-31章 第七篇 生态学和动物的行为 : 32-35章
利用航天技术育种
疾病危害
• 基因治疗获得初步成功－血友病等 • 单抗药物“生物导弹”治疗肿瘤疾病、 自身免疫疾病。 • 干细胞治疗疾病展示诱人前景。
能源危机
• 矿物能源（石油、煤）必将枯竭，生物能源 已在开发之中。 • 替代能源：一个 20 米直径的水池年产 4 吨藻类，加工后可得相当于3000 升柴油的 燃料。 生物能源：使生物材料转化成可燃性化合物 如乙醇、甲烷、氢气（H2)、沼气等； • 微生物：提高石油开采量。
三 生物多样性与五界分类系统 • 1.生物多样性 分布广泛 （生态系统多样性） 种类繁多（物种多样性） 形态各异（遗传多样性 ）
正是生物这种形式多样、千奇百怪、 仪态万千的生命形式，才使我们的地球得 生机勃勃，我们的生活丰富多彩 。
三 生物多样性与五界分类系统
• 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。
• 模型实验
• 直接用研究对象进行实验非常困难，或者 简直不可能时，可用模型代替研究对象来 进行实验。 1. 用动物模型代替人体进行实验。 2. 抽象模型－数学模型、图表模型。 用模型研究在时间上极为遥远的事件。 用机械和电子模型对动物功能进行模拟实验
六 生物学的历史发展简况
生物学经历了三个发展阶段：
亲缘关系越近，同源性序列越多。
四
生物学分科
• 根据具体研究对象分
– 动物学（zoology)、植物学(botany)、微生物学 (microbiology)
• 根据研究内容的特点分
– 分类学，形态学，胚胎学，古生物学，遗传学，生 态学，生理学，生物化学，生物物理
• 根据生物的结构水平分
– 分子生物学，细胞生物学，组织生物学，器官生物 学，个体生物学，群体生物学
资 源
矿物能源（石油、煤）
必将枯竭，生物能源已在
开发之中。 很多不起眼的生物， 很可能就是药物、材料等 的宝贵资源。 图为墨西哥荒原中的
仙人掌类植物。
一个 20 米直径
的水池年产 4 吨藻类，
加工后可得相当于 3000 升柴油的燃料。
一英亩三角大戟可生 产相当于 50 吨石油的 图为生长在淡水和海水中的一种硅藻 燃料。
• 1.化学成分的同一性 化学元素（常见20多种）、化合物（6种） 2.严整有序的结构