生命科学导论——综述
生命科学导论重点总结

第一章一、生命的基本特征是什么?1.生长。
生长是生物普遍具有的一种特征。
2.繁殖和遗传。
生命靠繁殖得以延续,上代特征在下代的重现,通常称为遗传。
3.细胞。
生物体都以细胞为其基本结构单位和基本功能单位。
生长发育的基础就在于细胞的分裂与分化。
4.新陈代谢。
生物体内维持生命活动的各种化学变化的总称,包括同化和异化。
5.应激性。
能对由环境变化引起的刺激做出相应的反应。
6.病毒是一类特殊的生命。
二、孟德尔在生物学研究方法上有什么创新?孟德尔的豌豆杂交实验,为遗传学的发展奠定了科学基础。
相较于前人有下面显著特点:1.他把许多遗传性状分别开来独立研究。
2.他进行了连续多代的定量统计分析。
3.他应用了假设---推理---验证的科学研究方法。
三、有人说机械论和活力论是互补关系,你的看法如何?个人观点觉得机械论和活力论是相对立的关系。
“活力论”观点认识生命,认为生物体具有与物理化学过程不同的生命力,即活力。
与活力论相对立的是“机械论”观点,认为生命问题说到底是物理和化学问题,一切生命现象都可以用物理和化学定律做出解释,生物体内没有什么与物理化学不同的生命力。
其实个人觉得生物体是不同于物理化学系统,是高级的、非常复杂的生命系统,当把它还原为简单的物理化学系统以后,它所具有的一些特别的性质和功能就会失去。
四、你是否认为21世纪时生命科学的世纪?20世纪下半叶,生物学进入分子生物学时代,研究生物大分子物质的结构、性质和功能,从分子水平上阐述生命现象。
20世纪下半叶以来,生命科学文献在科学文献中所占的比例、从事生命科学研究的科学家在自然科学家中所占的比例都在迅速增长,这就是这种趋势的反应。
生命系统是地球上最复杂的物质系统,是从非生命系统经过几十亿年进化的结果。
现代科学技术的发展对生命科学发展起到重要的作用,生命科学的发展对整个科学技术的发展产生重要影响。
生命科学与农业的可持续发展:解决粮食短缺,基因工程将在育种中发挥重要作用。
生命科学导论01-总论

2009年世界十大科技进展新闻
1.美国通过撞月发现月球存在水冰; 2.欧洲大型强子对撞机实现首次对撞创下能级新纪录; 3.发现杀灭癌细胞的新途径; 4.在火星上发现甲烷; 5.艾滋病疫苗研发取得突破; 6.诱导多功能干细胞研究取得重大突破; 7.首次合成可无限复制的RNA; 8.首台通用编程量子计算机问世; 9.发现最古老原始人骨骼; 10.世界最大远红外线望远镜及宇宙辐射探测器升空。
生物具有个体发育和系统进化的历史
1) 生命(生物体)的基本特征
生物对外界可产生应激反应,对环境有适应性
适应有两方面的含义: (1)生物的结构都适 应于一定的功能; (2)生物的结构和功 能适应于该生物在一定 环境条件下的生存和延 续。 适应是生物界普遍存在 的现象。
1) 生命(生物体)的基本特征
人类文明发展的三次技术革命:
生物技术革命——21
创造生命 19世纪
解放双手
比尔盖兹
现代生物学阶段
Fleming 发明青霉素 Watson和Crick DNA双螺旋 斯坦福大学 Cohn 加州大学 Boyer 基因工程 重组DNA技术之父 1997年2月 苏格兰 Wilmut 绵羊“多莉”的克隆 2000年6月 人类基因组计划 2001年 干细胞研究 2002年 中国科学家籼稻基因组 1928-1942 1953年 1973年
从物理学角度的定义—“负熵”: 热力学第二定律:任何自发过程总是朝着使体系 越来越混乱,越来越无序的方向,即朝着熵增加 的方向变化。 生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行,一 旦负熵的增加趋近于零,生命将趋向终结,走向 死亡。
从生物物理学角度的定义:
生命的物质基础是蛋白质和核酸;
生命运动的本质特征是不断自我更新,是一个不 断与外界进行物质和能量交换的开放系统;
生命科学导论

生命是由核酸和蛋白质组成的,具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式,是一种过程,是一种现象。
生命科学是研究自然界中各种生命现象及其规律的学科。
既研究生物的生命现象及其本质,又研究生物与环境之间的相互关系。
生命的物质基础是蛋白质和核酸;生命运动的本质特征是不断自我更新,是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统;生命是物质的运动,是物质运动的一种高级的特殊实在形式。
生命的特征:细胞、原生质、新陈代谢、调节、生长、繁殖、应激性生物学经历了三个发展阶段:描述生物学阶段(19世纪中叶以前);实验生物学阶段(19世纪中到20世纪中);创造生物学阶段(20世纪中叶以后)17世纪中叶——牛顿经典力学;18世纪中叶——(蒸汽机)工业革命;19世纪中后——电气革命;20世纪初——量子论、相对论、核物理(20世纪上半叶,现代物理学黄金半世纪)人类文明发展的三次技术革命:19世纪——工业革命——解放手脚;20世纪——信息革命——解放大脑;21世纪——生物技术革命——创造生命维纳——控制论;贝塔朗菲——系统论;申农——信息论生物技术:应用自然科学和工程学的原理,依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。
水稻育种专家袁隆平;小麦育种专家李振声生物气体燃料:天然沼气;发酵沼气沼气发酵的优点:白色能源;增加肥效;消除病害;处理污泥沼气,是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并必适宜的温度、湿度下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。
细胞学说的三点内容:1.所有生物都是一个或多个细胞组成2. 细胞是生命的基本单位3. 新细胞是从原有细胞(分裂)而来。
原核生物的特征:1.遗传物质仅一个环状DNA 2.无核膜 3.无细胞器,无细胞骨架 4.以无丝分裂或出芽繁殖例子:支原体、细菌、蓝藻、螺旋藻真核生物三大系统:膜系统、细胞核系统、骨架系统内质网:蛋白质合成、脂类合成、蛋白质的修饰、新生多肽的折叠与组装高尔基体:蛋白质的加工与修饰(糖基化等)、蛋白质的分解、蛋白质和脂的运输、蛋白质的分泌等溶酶体:(酸性水解酶)清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞,为新细胞的产生创造条件。
《生命科学导论》电子笔记

《生命科学导论》电子笔记生命科学导论是一门介绍生命科学的基础知识的课程。
生命科学涵盖了生物学、生物化学、生态学、微生物学、遗传学等多个学科,而生命科学导论则是对这些学科的概述和介绍,旨在让学生了解生命科学的基础知识和研究方法。
本课程的主要内容包括以下几个方面:一、生命科学的定义及发展历程生命科学的发展历程:苏格兰科学家达尔文提出进化论,引发了生命科学领域的重大改变。
随后,科学家们利用新的技术手段不断深入研究DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构和生命现象的基本规律,推动了生命科学的迅速发展。
二、细胞生物学细胞是组成生命的基本单位,细胞生物学是研究细胞结构与功能的学科。
本部分的内容包括细胞的结构与功能、细胞分裂、细胞分化等方面的知识。
三、分子生物学分子生物学是研究生命分子结构和生命分子相互作用的学科。
本部分的内容包括DNA、RNA、蛋白质等生命分子的结构与功能、遗传信息的传递与表达等方面的知识。
四、遗传学遗传学是研究遗传变异和遗传遗传传递规律的学科。
本部分的内容包括基因、染色体、基因遗传和基因重组等方面的知识。
五、生物进化与生态学生物进化与生态学是研究生物种群、物种和生态系统演化及其生态规律的学科。
本部分的内容包括物种形成、演化理论、生态系统的结构与功能及其影响等方面的知识。
微生物学是研究微生物及其生命现象的学科。
微生物广泛存在于自然界中,是非常重要的生物元素之一,本部分的内容包括微生物的分类、结构与功能等方面的知识。
总之,生命科学导论是生命科学的入门课程,是学习生命科学的基础。
通过学习本门课程,学生将对生命科学的本质和研究方法有更深刻的理解,从而为后续的生命科学课程打下坚实的基础。
生命科学导论

《生命科学导论》1100530108 罗英生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。
用于有效地控制生命活动,能动地改造生物界,造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系,是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。
而生命科学导论则主要介绍了生命科学知识和理论、生物体的组成、生物的新陈代谢、生物的生殖、生物的遗传与变异、生物的多样性以及生物与环境之间的关系,其中着重介绍了生物大分子的结构和功能,基因的表达与调控、生物工程和生态环境与人口、资源的关系等与当今人类发展有密切关系的知识。
二十一世纪是充满希望的世纪,同时也是充满挑战的世纪,随着经济的快速发展,人类面临着一系列的问题,如环境问题、人口问题和能源问题等。
这些问题的解决在很大程度上与生命科学和技术的进步有关。
所以要解决这一系列的问题,就要我们对生命科学有所了解,而生命科学导便是我们最好的学习媒介。
生物体的元素主要分为大量元素和微量元素。
大量元素:C H O N P S K Ca Mg。
微量元素:Mo Cl Mn B Ni Zn Fe Cu。
其中生物C含量占很大比重,生物大分子都是以C为骨架,而非生物界C含量就比较少。
C H O都是组成水、脂质和糖类的元素。
C H O N 则是组成蛋白质缺一不可的元素。
C H O N P 则是核酸组成的主要元素。
K对人体内环境的调节起到了至关重要的作用。
它是人体内不可缺少的常量元素,一般成年人体内约含钾元素150克左右,其作用主要是维持神经、肌肉的正常功能。
人体一旦缺钾,正常的运动就会受到影响。
缺钾不仅精力和体力下降,而且耐热能力也会降低,使人感到倦怠无力。
严重缺钾时,可导致人体内酸碱平衡失调、代谢紊乱、心律失常、全身肌肉无力、懒动。
此时,有些人为了使自己少出汗而过量地饮用盐开水。
但这样做却容易加重心脏负担,使体内钾、钠失调。
生命科学导论(生物学导论)全复习整理

生命科学导论第一章绪论21世纪将是生命科学的世纪,面向21世纪的大学生应有生命科学基础,而不应该成为“生物盲”。
一.什么是生物学?1. 定义生物学(biology)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)。
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。
2. 生物学的研究对象生物学的研究对象正在日渐加深和扩大,不仅要研究肉眼看不见的微生物,也要研究自然界的动物、植物。
生物学还要研究人类自己,因为人类也是一种生物。
生物学还要研究小至生物大分子的基团行为,广至地球表面的生物圈(bio-sphere)的将来动态,延伸至玄古生命的发生和宇宙中生命存在的问题。
3. 生物学的分科根据研究对象分为:动物生物学、植物生物学、微生物学、人类学。
根据研究角度分为:分类学,形态学,生理学,胚胎学,古生物学,遗传学,生态学等。
根据研究范围分为:生物化学,生物物理学,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,群体生物学等。
二.生物学的历史和发展从传统生物学到现代生命科学(1)描述生物学阶段(19世纪中叶以前)主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物,寻找他们之间的异同和进化脉络。
代表人物:达尔文—《物种起源》(1859)(2)实验生物学阶段(19世纪中叶~20世纪中叶)利用各种仪器工具,通过实验过程,探索生命活动的内在规律。
(3)创造生物学阶段(20世纪中叶以后)分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。
(4)生物学的发展趋势从微观到宏观分子→细胞→整体水平高度分化和高度综合的辨证统一现代生物学的高度分化,各学科的相互渗透,新学科或边缘学科的产生。
三.生物学的研究方法1. 观察与描述方法外部观察和外部形态描述:分类学。
《尔雅》、《本草纲目》、亚里士多德对500种动物的描述分类、林奈的双名法等。
2. 比较方法比较解剖学:脊椎动物各类群的器官和器官系统的形态,结构进行解剖,加以比较,为生物进化论提供证据。
生命科学导论

一、对生命起源与进化的认识生命的起源是一个过程,一个从非生命物质演变成原始生命的过程。
人们对生命是如何起源的问题存在着多种臆测和假说,如“宇宙来源说”和“地球化学起源说”。
关于“宇宙来源说”,学者们认为生命起源与地球的形成不同源,在原始地球形成后,原始生命物质可能通过不同方式从空间来到地球后,不断演变、化合、凝聚和缔合形成原始生命,再由原始生命形成真正的生命体。
地球上最早有机体的起源,是由于宇宙天体早已有生命存在,其微生物“孢子”通过陨石带到原始的地球上以后,就在适合的环境逐渐而且缓慢地发展为这些有机体,这些有机体从而成为地球上各种生命类型的祖先,1963年利用射电望远镜观察星际空间的尘埃云,分析其无线电波谱,发现太阳系其它无生命的行星上都有碳氢化合物及其衍生物的存在,,本世纪80年代初已探知由C、H、O、N构成的星际分子共37种,其中80%是有机化合物,并未发现木星的大气层成分和嘉定的地球原始大气成分是一致的。
从陨石的提取物中,科学家们也有对有机物的发现。
1986年有人在坠落在澳大利亚的陨石中检验出了天然的氨基酸,1967年米勒报导,在澳大利亚陨石中存在的氨基酸都已在模拟的放电实验中找到。
此外他们还在月球样品中检出了形态和地球上发现的微玻璃陨石几乎一样的物质。
由此可见,宇宙空间广泛存在着化学进化过程。
关于“地表化学起源说”,学者们认为生命的起源与地球的形成是同源的,原始地球形成后,原始生命是通过地球表面的含C、H、O、N的一些化合物通过漫长的化学反应形成的,原始生命不来自于宇宙空间,而是源于地表及其原始大气层。
生命可能诞生于“海水泡沫”,即原始肉汤中,1993年,美国学者路易斯·莱尔曼认为“海水泡沫是生命的产房”。
据他的理论认为漂泊地海面上的泡沫黏住由火山或彗星带进空气中的含碳分子、泥土和金属微粒就暴露于空气中,通过紫外线、电离辐射或闪电作用引起这些物质发生化学反应,从而产生了复杂的分子——氨基酸、DNA、RNA和脂肪酸等,这些分子与雨水一道落到地面上,形成第一个细胞,也即原始生命体。
《生命科学导论》电子笔记[整理版]
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西安交通大学《生命科学导论》课程电子笔记第一章绪论:一、生命科学简介:概念:生命科学(Life Science)是将生物体诸如动物、植物、微生物和人作为研究对象的各种学科的统称。
基础科学——生物学(如普通生物学、动物学、植物学、微生物生命科学主要分支学、人类学、古生物学、病毒学、昆虫学等)应用科学——医学、药学、农学、生物技术等生命的基本特征:新陈代谢、遗传与变异、生长与繁殖、应激性等。
二、生命科学发展历程观察描述阶段(19世纪以前)——生命活动表面现象的揭示;如:达尔文实验研究阶段(20世纪初~20世纪中叶)——生命活动本质的揭示;如:巴斯德创新生物学阶段(20世纪中叶以后)——对生物特性的改造和创新,应用潜力巨大。
如:克里克、沃森等现代生命科学的研究方法:描述法、比较法、实验法、历史法三、面向21世纪的生命科学21世纪人类社会面临的重大问题——能源、食品、环境、人类健康等生命科学的发展在解决这些问题中的作用——生命科学是21世纪的带头科学21世纪生命科学的发展趋势——向微观和宏观两极发展、高度分化与高度综合的统一、向基本和复杂生命现象、系统、疾病等两极发展,等等。
第二章生物分子与细胞一、生物分子:(一)生物小分子:种类、特性、功能(二)生物大分子1.蛋白质(Protein)一级结构:多肽链中氨基酸残基的线性序列及连接方式。
结构二级结构:相邻氨基酸折叠、盘旋形成的稳定、规律的构象单元,如α螺旋,β折叠等。
三级结构:整条多肽链通过折叠(某些化学键稳定之)形成的特定空间立体构象。
功能蛋白质:执行特定功能。
如酶、受体、各种蛋白类调节因子等。
酶:指活细胞产生的具有催化作用的蛋白质(也可以是核酸)。
功能酶的活性中心:由催化部分和结合部分构成,由酶分子的特定构象决定。
酶促反应的特点:专一性、高效性、易失活。
结构蛋白质:既作为结构成分,又执行一定功能。
能源物质:作为体内的储能物质,必要时分解供能。
2.核酸(Nucleic acid):DNA、RNA一级结构:多核苷酸链中脱氧核苷酸的排列顺序。
浅述生命科学导论

浅述生命科学导论 (2)摘要 (2)关键字 (3)1.生命科学起源与近化 (3)2.生命科学与农业生产 (3)3.生命科学与环境保护 (4)4.生命科学与思想发展 (5)5.生命科学与学科科学 (5)6.生命科学与生物技术 (5)7.综述 (6)浅述生命科学导论冯小琼木材工程与科学142 1436270130浅述生命科学导论作者:冯小琼学号:146270130 指导老师:李文兰摘要现代科学技术发展极大的促进了社会的进步与发展,而生命科学技术的飞速发展尤其使人们的生活发生了翻天覆地的变化。
随着研究的不断深入,技术水平的不断提高,生命科学与我们的生活的连系越来越紧密,悄悄地改变着我们生活的方方面面。
通过对生命科学与导论这门课程的深入学习,我了解了生命的起源,发展与进化,学习了营养与健康,转基因食品与生态学这些与现代生活密不可分的知识,掌握了现代生物科技的基本知识。
生命科学导论是一门博大精深而又复杂繁琐的学科,它给了我许多启发,它的启发并不仅仅局限于生命科学上,还有就是科学技术,思想文化,农业生产上等,正如老师所说“生命科学导论是学科间高度的沟通与交叉的一门综合性学科”。
所以接下来我将从几个方面诠释生命科学各方面的综合性。
关键字生命科学生物技术科学技术农业生产环境起源进化1.生命科学起源与近化自古以来,人类就没有停止过对神秘的生命现象孜孜不倦的探索。
生命为什么选择地球作为它唯一的家园,并在此生息繁衍进化;海洋是否真如亚特兰蒂斯的传说中那样是起源于海洋;一颗休眠千年的种子缘何可以重新成长成参天大树;一个小小的细胞又怎样演变成复杂而有序的有机体?对万千生命现象的思考与探索贯穿人类五千年历史,成为人类认知世界中最富有魅力的部分。
(1)种群是生物进化的基本单位。
学过生物都应该对这些定义了如指掌:生物进化的基本单位是种群,不是个体。
一个种群中能进行生殖的生物个体所含有的全部基因,称为种群的基因库。
种群的基因频率若保持相对稳定,则该种群的基因型也保持稳定。
生命科学导论

(生命的起源)从古至今,有很多说法来解释生命起源的问题。
如西方的创世说,中国的盘古开天地说等。
但直到十九世纪,伴随着达尔文《物种起源》一书的问世,生物科学发生了前所未有的大变革,同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光,这就是现代的化学进化论。
生命起源的化学进化论在1953年首先得到了一位美国学者米勒的证实,米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢?那就是在早期,地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈,比如说甲烷、氨气、水、氢气,还有原始的海洋,当早期地球上闪电作用把这些气体聚合成多种氨基酸,而这多种氨基酸,在常温常压下,它可能在局部浓缩,再进一步演化成蛋白质和其他的多糖类、以及高分子脂类,在一定的时候有可能孕发成生命,这就是米勒描述的生命进化的过程。
在两千五百年前的春秋时代,老子在《道德经》里写到,道生一,一生二,二生三,三生万物。
用现在的话说,就是地球上的生命是由少到多,慢慢演化而来。
它们有一个共同的祖先,这个祖先就是一,而这个一是由天地而生,用今天的话说,可能就是由无机界所形成。
生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。
因而,生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起。
大约在66亿年前,银河系内发生过一次大爆炸,其碎片和散漫物质经过长时间的凝集,大约在46亿年前形成了太阳系。
作为太阳系一员的地球也在46亿年前形成了。
接着,冰冷的星云物质释放出大量的引力势能,再转化为动能、热能,致使温度升高,加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用,故初期的地球呈熔融状态。
高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异,重的元素下沉到中心凝聚为地核,较轻的物质构成地幔和地壳,逐渐出现了圈层结构。
这个过程经过了漫长的时间,大约在38亿年前出现原始地壳,这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致。
生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。
生 命 科 学 导 论

生命科学导论学习心得学院:音乐学院专业:2010级音乐学姓名:范丹婷学号:1014114002生命科学导论这门课是以生命现象-生命科学-生命科学和人类社会为主线,概述了生命科学中重大而基本的内容,介绍了生命科学各主要分支学科的基础知识和发展动态,阐述了生命科学与人类社会的主要关系。
内容涉及生命的起源、生命的基础、生命的结构、生命的本质、生命科学与农业、生命科学与工业、生命科学与医药、生命科学与健康、生命科学与生活、生命科学与发展等领域。
这学期通过对生命科学导论这门课的学习,大大地拓宽了我的生物视野!这门课不仅让我了解到了生命科学的基本知识,而且让我对生命意义的理解更加深刻。
通过李金亭老师深入浅出的讲解,让我感受到许多生活与生物的联系,更加有益于我的全面发展。
例如讲到细菌时,李金亭老师通过对细菌结构的讲解,延伸至微生物工程,让我们了解到日常生活中的许多用品如味精、酱油、酸奶等与生物息息相关。
这就是视野的拓宽!本质的了解!在这学期这门课的学习过程中感受最深的一点就是:当时高中学习生物是老师在上面拼命地描述某个生物的构成图,感觉当时的我们成了一个被动接受知识的容器。
那时老师教多少知识,几乎就要求掌握多少。
我们学到的知识都是死的。
现在则不同,多媒体的教学让我们在学习过程有了那么一点点兴趣。
所以我觉得生物学科既然是一门实验科学,那就要求在学科教学中,创设各种问题情景,引导学生自主、探究、合作式的教学方式进行学习。
在教学过程中李金亭老师,组织我们去参观生物标本馆,李金亭老师在整个的学习过程中,是一个指导者,是一个辅导者。
老师在设计课堂教学时,应该依据学生学习生物学的认识规律,在各个环节上体现学生的主体地位,给学生创造参与的机会,调动学生的积极性,发挥每一个学生的才能。
要让学生在老师的启发诱导下积极思考并提出问题,解决问题,独立进行分析,并能在信息交流中大胆发表自己的意见。
对于生命科学大家早已不陌生,在高中生物课本上就讲过很多关于细胞、动植物、细菌病毒、遗传、生态环境、生物制药、基因工程、蛋白质、酶、抗生素、干扰素等知识。
生命科学导论论文现代生命科学导论论文

生命科学导论论文现代生命科学导论论文摘要:学习生命科学知识不仅是生物专业学生的需要,对非生物专业的学生来说也是十分必要的。
本文从教学内容、教学方法、教学手段等三个方面介绍了我校为非生物专业学生开设生命科学导论课程的实践和探索,并就师资队伍建设、实验课开设及考核方式等方面存在的问题及解决方法进行了介绍。
关键词:21世纪是生物科学的时代,生物科学日新月异,已渗透到社会生活的方方面面。
当前,人类面临着一系列重大的问题,如人口膨胀、粮食短缺、环境污染等,这些问题不仅是科技问题,也是社会问题,这要求生物类和非生物类专业学生必须有广博的生命科学知识。
因此,面向非生物类专业学生开设生物类相关课程是十分必要的,这是提高学生综合科学素质的手段之一、如果大学生毕业时不懂得什么是DNA、什么叫克隆等基本概念,不了解保护生物多样性的意义,不了解生物技术与人类社会及经济发展的关系,将可能有会成为一种遗憾。
在强调素质教育,培养和提高本科生创新能力的背景下,国内外许多高校已将生命科学导论课程设为本科生通用选修课,并取得了一定的成效。
上海海洋大学作为一所有其自身特色的院校,推进非生物类专业的生命科学素质教育已有十多年,在2000年《生命科学导论》作为公共选修课在学校开设。
根据我国高校课程的教学思路,在多年教学实践的基础上,针对教学过程中存在的一些问题,我们对生命科学导论的教学内容、教学方法和教学手段进行了一些尝试,并作出一些思考。
一、优化教学内容二、更新教学手段课堂教学是本科教学最重要、最核心、最本质的部分,是人才培养的主阵地。
如何提高生命科学导论的课堂教学质量,提升学生的学习兴趣,一直是我们关注的重点。
生命科学导论的课程内容涉及生命的组成、细胞、代谢、遗传、分子生物学、进化、生态、健康与疾病和生物技术等方面的基本概念和理论,教学内容跨度大、面广且不易深入。
因此,除采用板书、讲述、引导和启发等传统的教学手段外,我们积极利用多媒体等现代化教学手段。
【论文】生命科学导论论文

【关键字】论文生命科学导论阅读报告草长莺飞,花开花落,万千生命以其独特的方式勾勒出那乐趣无穷的四时之景。
人类身处其中,享受着生命之美,探求着科学奥妙。
通过生命科学导论这门课程,走近了生命科学这个蓬勃发展的学科,了解到了很多。
什么是生命?什么是科学?生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。
科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系,是人类智慧结晶的分门别类的学问。
生命奇妙复杂,科学普适严谨。
作为一门前沿科学,生命科学,用科学的来阐释生命,研究生物各个层次的种类、结构、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系。
根据研究对象,可分为动物学、植物学、微生物等,根据研究内容,分为分类学、解剖学、生理学、遗传学、生态学等。
生物的五光十色、绚丽多彩与人类的迷惑不解、不断研究使这门学科在帮助人类了解和欣赏自然世界的同时充满梦幻与神奇。
此外,作为一门自然科学,通过对十大主题:自然特征,细胞,可遗传信息,结构与功能,与环境相互作用,调控/反馈,一致性与多样性,进化,科学需求,科学、技术与社会的研究,它为生物技术、医药、生物医学技术,生命系统技术、食品加工、环境、生物医疗仪器等领域提供了理论根底和技术支持,生命科学的发展和人类的未来息息相关,同时,从某种程度上讲它又是一门很苛刻的学科,除了因为生物系统的庞大复杂,还因为生命科学是交叉学科,要求很多化学、物理和数学知识作为支撑。
令人叹为观止的生命现象和复杂严谨的生命科学充满了未知与挑战,无数未解之谜等待着我们去揭开它们神秘的面纱。
由于生命科学研究的复杂性,似乎很难找到哪一门学科像它这样高度地调动了人类的各种认知和研究手段,创造了如此丰富多彩的实验技术。
就广泛意义的科学方法而言,生命科学研究方法大致可以分为三大类型:1、观察与描述2、生物学实验3、生命现象的人工模拟。
其科学方法步骤为:观察现象,利用归纳推理建立假说解释现象,进一步观察来测试假说,进而建立更为深入的理论解释现象,利用演绎推理从理论预测现象,然后测试理论。
生命科学导论总结

第1讲生命的起源与进化一、生命到底是什么?生命的生物学定义:生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。
1、前分子生物学时代——生命是活力(隐得来稀——亚里士多德)2、分子生物学时代——生命是机器,是生物大分子机器3、基因组时代——生命是信息只不过是一组碱基编码基因数不对应生物体的复杂性越是高等的生物,非编码DNA在不断增加(人类基因组中,有95% DNA不参加编码蛋白质)生命是单一起源(共相同源)●1、DNA是遗传物质;●2、DNA复制使用模板和碱基配对机制;●3、将DNA转录成RNA使用有同源催化机制的RNA聚合酶;●4、使用三联体密码子把RNA翻译成蛋白;●5、使用rRNA、tRNA和核糖体蛋白的混合物来翻译蛋白质;●6、ATP作为细胞内能量储存和合成DNA、RNA的能量来源;●7、细胞质被包在膜内,营养和废物可以通过;8、生命起源于海洋,并是热起源。
二、生命起源的各种假说(一) 神创论(二)胚种论(Panspermia)只是一种猜测该理论认为,地球最初的生命来源于宇宙空间(三)深海烟囱起源假说这种生命形成理论认为,生命起源于海底热泉口,最初富含氢气的有机微粒便是从这个口中喷出。
然后,热泉边的岩石凹陷处将这些有机微粒集中到一起,并给它们提供丰富的矿物养分。
即便是今天,这些海底热泉依然富含大量的化学物质和热能,滋养着充满生气的生态系统。
(四)泥土造物假说与土壤形成机理相矛盾一些科学家认为最早的有机生命体应该起源于泥土。
他们认为泥土不仅使有机微粒聚在一起,更帮助它们逐步形成我们今天的基因模式。
DNA的一大作用就是储存分子如何排列的信息,DNA的发生次序对于蛋白质内氨基酸的排列模式起到至关重要的作用。
而泥土中的矿物晶体将有机分子按照某种模式排列起来。
逐渐的,有机分子自己也具有了自我组织的能力,并慢慢形成了今天的万物。
然而,土壤是群落发育的产物,除非是火山灰(四)电火花形成假说电火花可以使空气中的水、甲烷、氨气和氢气通过化学作用形成氨基酸和糖分。
生命科学导论课程

生命科学导论课程
生命科学导论课程通常是大学本科生物学专业的一门入门课程,旨在引导学生了解生命科学的基本概念、原则和方法,以及相关的研究领域和学科交叉。
这门课程通常包括以下内容:
1. 生命的起源和进化:介绍生命的起源理论、进化理论和证据,以及重要的进化过程和机制。
2. 细胞结构和功能:探讨细胞的基本组成、结构和功能,以及细胞的能量代谢和生物膜的特性。
3. 遗传学和分子生物学:介绍基因结构和功能、遗传变异和基因组学等内容,以及分子生物学实验技术和方法。
4. 生物多样性和分类学:概述生物多样性的概念、模式和威胁,以及分类学的原则和方法。
5. 生理学和发育生物学:探讨生物体的生理功能、调节机制和适应性,以及生物体的发育过程和调控。
6. 生物技术和生物医学:讨论生物技术在农业、医学和环境保护等领域的应用,以及生物医学研究的基本原理和方法。
7. 生物伦理和科学沟通:探讨生命科学研究和应用中的伦理问题,以及科学沟通的重要性和技巧。
生命科学导论课程旨在帮助学生建立对生命科学基础知识的全
面了解,培养科学思维和问题解决能力,为深入学习专业知识和开展科学研究打下坚实基础。
生命科学导论论文

生命科学导论论文现代生物学技术的发展与社会生活的变化迈入大学校园,又开始了新的学习生活,生命科学导论就是其中的一部分。
经过十周的学习,我获得了更多的生物学知识,对生命科学又有了更加深刻的认识。
当然,给我印象最深的一部分还是现代生物学技术的不断发展对社会生活的变化所起到的巨大的推动作用。
对于生物学这一门课程,从初中开始学习起,我就对它抱有浓厚的兴趣,并因此而特意地钻研,还参加了学科竞赛。
虽然没有获得什么奖项,但是在其准备的过程中,我学到了很多与现实生活密切相关的知识。
到了高中,我虽然选择了文科,但是,仍然学习了三年的生物学。
高中的生物学知识比初中时期更加深刻,与现实生活的联系也更加密切,这让我进一步领略到了现代生物学技术的发展给社会生活带来的翻天覆地的变化。
到了大学中,生命科学导论取代了中学时期的生物学,这一门课程对以前所学的知识进行了更加深刻的剖析:从生命的定义到生命的基本特征、生命的物质基础,从细胞的生长繁殖到生物体的生命活动,从遗传到基因,从植物到动物……最终,这一切理论知识应用于现实生活中,就发展成为了现代生物学技术——蛋白质工程、基因工程、细胞工程等诸多技术。
大学中的生命科学导论让我对生物学技术与现实生活的关系有了更加深刻的认识。
有人说,二十一世纪是生命科学的世纪。
我觉得这句话相当符合当前生命科学迅速发展的现实。
自从进入二十一世纪以来,生命科学发展异常迅速,成果非常显著,其影响广泛而且深远。
生命科学与人类生存、人民健康、社会发展密切相关。
例如,体细胞克隆哺乳动物技术的突破,人类基因组计划的实施,干细胞研究的进展,等等。
生命科学及其技术不仅正在改变人类的生活,还深刻影响着人们的思想观念和思维方式。
随着数理科学广泛而深刻地深入生命科学以及一些先进仪器设备和研究技术的出现,二十一世纪,生命科学必将成为主导科学。
而在生命科学领域中,与我们的日常生活联系最为密切的,当然要数各种生物学技术。
譬如,利用荧光定量PCR检测技术就可以有效地控制某些恶性传染病或器质性疾病,以达到提高人体素质、延长人类寿命的作用。
生命科学导论总结资料(很重要)

⽣命科学导论总结资料(很重要)《⽣命科学导论复习提纲》⼀、章节的要求复习第⼀、⼆、三、四、五、六、七、⼗、⼗⼆章;其中五、六、七重点章节。
⼆、要求掌握的知识点1、⽔的重要性机体的主要组分之⼀;促进物质代谢;调节体温;润滑作⽤;保持机体形态。
2. 物质的跨膜运输⼀、被动运输(1)⾃由扩散其特点是:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;⾃由扩散②不需要提供能量;③没有膜蛋⽩的协助。
某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和⽔中的分配系数(K)及其扩散系数(D)来计算:P=KD/t,t为膜的厚度。
脂溶性越⾼通透性越⼤,⽔溶性越⾼通透性越⼩;⾮极性分⼦⽐极性容易透过,⼩分⼦⽐⼤分⼦容易透过。
具有极性的⽔分⼦容易透过是因⽔分⼦⼩,可通过由膜脂运动⽽产⽣的间隙。
⾮极性的⼩分⼦如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性⼩分⼦,如⽔、尿素、⽢油等也可以透过⼈⼯脂双层,尽管速度较慢,分⼦量略⼤⼀点的葡萄糖、蔗糖则很难透过,⽽膜对带电荷的物质如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是⾼度不通透的事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝⼤多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的。
离⼦、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋⽩的协助,按浓度梯度扩散进⼊质膜的,有的则是通过主动运输的⽅式进⾏转运。
举例:氧⽓,⼆氧化碳,⽔,⽢油,⼄醇,苯,脂肪酸,脂溶性维⽣素等(2)协助扩散也称促进扩散(faciliatied diffusion),其运输特点是:①⽐⾃由扩散转运速率⾼;②存在最⼤转运速率;在⼀定限度内运输速率同物质浓度成正⽐。
如超过⼀定限度,浓度再增加,运输也不再增加。
因膜上载体蛋⽩的结合位点已达饱和;③有特异性,即与特定溶质结合。
这类特殊的载体蛋⽩主要有离⼦载体和通道蛋⽩两种类型。
举例:红细胞吸收葡萄糖⼆、主动运输其概念是:主动运输涉及物质输⼊和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。
生命科学导论总结

⽣命科学导论总结哈佛⼤学核⼼课程主要包括六⼤门类;1.各国⽂化2.历史研究3. ⽂学美术4. 道德伦理5. 科学(数学、⽣命科学)6. 社会分析⼀、⽣物学经历了三个发展阶段:描述⽣物学阶段,实验⽣物学阶段,创造⽣物学阶段⼆、⽣命元素构成的特性;顺⾃然特性,反⾃然特性。
每⼀种元素都有营养作⽤。
或结构的作⽤,或功能的作⽤,或⼆者兼⽽有之。
三、元素成分的营养学意义;⽤实验动物的饲养实验来研究各种元素成份在营养学上的必要性。
要证明某⼀种微量元素在营养学上是必不可少的,⾄少需要做下⾯三个⽅⾯的实验:1.让实验动物摄⼊缺少某⼀种元素的膳⾷,观察是否出现特有的病症。
2.向膳⾷中添加该元素后,实验动物的上述特有病症是否消失。
3.进⼀步阐明该种元素在⾝体中起作⽤的代谢机理。
四、⼈体每天需要补充钙的数量;成⼈800 mg,婴⼉(10个⽉)400mg,幼⼉(<3岁)600 mg,少年(<10岁)800 mg,青年(12~18岁)1000 mg,⽼年1200 mg,孕妇/哺乳1500 mg 五、根据侧链结构和性质,可把20种氨基酸分成不同的组:疏⽔氨基酸:亮氨酸,亲⽔氨基酸:丝氨酸,酸性氨基酸:天冬氨酸,碱性氨基酸:精氨酸,含硫氨基酸:半胱氨酸,含羟基氨基酸:苏氨酸,带环氨基酸:酪氨酸。
六、氨基酸的功能:(1)作为组建蛋⽩质的元件(2)有的氨基酸或其衍⽣物具有⽣物活性(代谢调节、信号传递等)七、脂类种类很多,分⼦结构相差较⼤;A、油脂:⽢油三脂B、磷脂和鞘脂 C、固醇⼋、⽣物⼤分⼦主要有三⼤类:蛋⽩质、核酸、多糖九、⼀条多糖链的两端有不同结构和性质:⼀端的糖基有游离的半缩醛羟基,称还原端;另⼀端的糖基没有游离的半缩醛羟基,称⾮还原端。
⼗、由⽣物⼩分⼦到⽣物⼤分⼦,分⼦增⼤,出现新的性质。
其中最主要的特点是:⽣物⼤分⼦有独特的⽴体结构、空间构型和分⼦整体形状。
⼗⼀、酶的催化特点;催化效率⾼、专⼀性质、可以调节。
生命科学导论

翁劲生三14051024生命科学导论课所得经过一年的生命科学导论课的学习,我感受到了生命科学的力量。
它带给人类生存和生活方式的改变,让我为之神往。
在自己纯澈心灵的指引下,尝试做自己喜欢做的事情,这样的生命该是多么让人欣羡和向往的啊!基因芯片、基因诊断、胚胎干细胞研究等等高深的课题无不让人神往。
已经过去的20世纪是一个知识爆炸的历史时期。
该世纪四五十年代,一门直接关系人类自身、人类生活的新学科——生命科学开始发轫,到70年代已成为当代热门学科,使广大自然科学和社会科学工作者不能不密切关注、积极参与。
生命科学的崛起,豫于生物科学的突飞猛进,然而又不局限于生物科学范围。
例如,研究生命运动的遗传学和分子生物学揭开了生命的奥秘,特别是生物遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)基因成分研究的突破,首例无性繁殖“多利克隆羊的试验成功,以及安乐死问题在世界范围内的争论,都和社会科学有着千丝万缕的联系,从而生命科学不仅是当代自然科学发展的最大趋势,而且对人类的生命活动规律和现有生存方式产生巨大的影响。
把握这种规律,认识这种影响,又势必成为社会科学专家学者的课题。
二十世纪是物理科学的世纪,而二十一世纪则是生命科学的世纪。
生命科学,尤其是生物技术的迅猛发展,不仅与人类健康,农业发展以及生存环境密切相关,而且还将对其它学科的发展起到促进作用,所谓"今天的科学,明天的技术,后天的生产"。
而生命科学的基础性研究是现代生物技术的源泉、科学和技术创新的关键。
生物芯片技术是于90年代初期随着人类基因组计划的顺利进行而诞生,它是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的微缩技术,将现在生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程,如样品制备、化学反应和定性、定量检测等手段集成于指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上,使这些分析过程连续化和微型化。
也就是说将现在需要几间实验室、检验室完成的技术,制作成具有不同用途的便携式生化分析仪,使生物学分析过程全自动化,分析速度成千上万倍地提高,所需样品及化学试剂成千上万倍地减少。
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关于生物共生机制的综述北京大学医学部基础医学院医学检验2011 王祎然学号11101151252011-10-25【摘要】共生机制,生物为了适应自然环境而采取的一种必然的生活方式,自然界中生物极少以单独个体生活的形式存在, 同种类生物常以种群方式聚集在一起生活, 不同种类的生物之间也存在十分复杂的相互关系, 通过不同的相互作用促进了整个生物界的进化和发展, 其中共生关系是指一个以上的有机体, 双方建立互利共存, 或一方有利对方无害地生活在一起的一种关系。
生物之间共生关系在亲疏程度和作用上差异很大,但相对而言, 相互间有利的关系较直接和稳定, 有利于共生体对外界自然环境的生存适应,因此,共生关系广泛的存在在不同物种之间,本文正文将主要从以下四方面简单阐释生物间的共生关系:首先是共生的基本释义,解释何为共生;之后是共生关系的分类及实例,会从不同角度对共生关系进行简单的分类介绍及举例;第三方面是共生关系的进化历程,从生物进化的角度简单解释共生关系的发展经过;第四是关于生物共生机制的意义的讨论。
另外最后部分是关于共生机制的展望。
【关键词】生物种间关系共生互利共生【正文】生物在长期的进化过程中,逐渐分化成不同的物种,有一些,停留在了本身的生命层次中,而更多的生物经过复杂的进化,发展成了更加高级有效的生命形态,伴随生命形态的升高以及多样化,单一物种的生活形式,在一定程度上已经不能够满足所有物种的生活要求,于是产生了新的生存形态——共生。
一、共生的基本释义:共生,生物种间关系之一,指两个或两个以上有机体生活在一起的相互关系。
一般指一种生物生活于另一种生物的体内或体外相互有利的关系,而有些生态学家把共生概念作为凡生活在一起的两种生物之间不同程度厉害的相互关系,也包括共栖和寄生。
但总体来说,共生是生物科学中的一个重要的基本概念,涉及生物学中许多分支学科如微生物学,寄生虫学,真菌学,植物学,昆虫学,细胞生物学等。
目前,生物学中研究种间关系的学说,都要用到共生概念。
[1]共生的概念又分为狭义的和广义的。
很长时间里,欧洲学术界曾采取狭义的定义,把共生的概念限于两个有机体互利的范围,因此将寄生与共生严格区别。
而在苏联,К.И.Скрябин毕生从事寄生蠕虫的研究,他反对把寄生和共生的概念混为一谈,在修改寄生的定义时,特别强调“给宿主带来危害”这一点。
上世纪50年代初,法国MaureCallery完成《parasitism and Symbiosis》一书,比较深刻地分析了寄生与共生的普通生物学原理。
他搜集了许多寄生、共生的实例,并将其中一些说不上是寄生或共生的东西归之于共栖。
在生物界中,随着理论与实践的不断发展,现在的趋势是共生的内涵与外延都不断在扩展,逐渐将寄生、共栖都归为共生,尤其是将寄生现象同共生生物学挂起钩来。
[2]第一个提出广义的共生概念的是德国Strasbourg大学微生物学家Anton deBary (1831-1888)。
在1879年他提出:“共生是不同生物密切生活在一起(Living together)”;1884年他又进一步论述了共生,寄生,腐生的问题,描述了生物间多样的共生方式。
后来较多的寄生虫学家也倾向共生包括寄生、共栖。
在数量上,许多新的研究提出完整的共生体不应限于两个有机体的搭档关系。
Scott(1969)明确提出共生是两个或多个生物,在生理上相互依存程度达到平衡的状态。
原生动物学Weis (1982)指出:“共生被定义为几对合作者之间的稳定,持久,亲密的组合关系。
”[1]如果向更加广义的方面扩展开来,在生态学中,种间关系的研究广泛使用共生概念。
现代生态学把整个地球看成一个大的生态系统—生物圈。
生物圈内,各种各类生物间以及与外界环境之间通过能量转换和物质循环密切联系起来,这发展成了更为广义的共生。
[1]与之相对狭义的共生即是前面两种仅仅生物圈内的生物之间的组合状况和利害程度的关系。
鉴于共生的广泛影响,Claire Ainsworth等(2005)将共生列为生命界最重大的十项顶级创造之一。
[1]二、共生关系的分类及实例:共生普遍存在在不同物种的生物之间,并且以多种不同的形式存在着,按照标准的不同,分类也不尽相同,这里介绍比较常见的几种方式:1、根据共生双方相互位置关系, 可分成内共生和外共生。
内共生是指共生关系一方生存于另一方体内或细胞内(宿主) 。
如“X细菌—变形虫”共生系统中, X 细菌生活在变形虫的细胞内; 又如鞭毛虫可生活于白蚁体内; 小球藻生活在绿草履虫细胞内, 等等。
[3]外共生指共生关系一方存在于另一方体表或细胞外(宿主) 。
如纤毛虫Ellobiophyradonacis 附着在蚌DonaxVittelus 的鳃上以及人体皮肤表面附着的各种杆菌、小球菌、非血溶性链球菌和分枝细菌等,都属于外共生关系。
[2]还有的共生关系中, 共生双方的位置关系不明显, 如地衣。
真菌与藻生活在一起, 难以分辨彼此位置关系。
[3]2、按照双方的厉害关系,对甲、乙两种生物间的关系,从理论上归纳为9种类型,去除重复的,实际有6种:(1)既利甲又利乙(++),如一体化共生,互利共生、互养共栖和协同共栖;(2)利一方而损一方(+—或—+),如寄生、捕食和拮抗等;(3)利一方而不损另一方(+ 0或0 +),例如偏利共栖、卫星状共栖和互生或称代谢共生、半共生;(4)既不损甲又不损乙(0 0),例如中性共栖既无关共栖;(5)不利一方而损另一方(0 —或— 0),如偏害共栖;(6)同时损双方(——),如竞争共栖。
[4]其中涉及共生的三类,一是偏利共生关系, 又称共栖。
二是原始协作关系, 又称互惠。
三是互利共生关系, 又称专性共生共栖,指两种生物生活在一起, 其中一方受益, 另一方无利但也无害的一种关系。
如藤壶可以固着在鲸或一些软体动物的贝壳上, 既得到了栖息地又得到了“宿主”的保护, 还可以摄取“宿主”的一些残食, 但对“宿主”没有危害。
从广义的角度看, 植物的附生关系也属于偏利共生关系。
互惠,指两种生物共同生活在一起, 彼此有利, 但两者分开以后, 各自都能正常生活的一种种间关系。
因此它是一种暂时的合作关系, 不是固定的联系方式。
如寄居蟹和海葵的共同生活关系, 某些鸟类和有蹄类动物的合作关系、稻田养鱼等。
专性共生,两种不同的生物共同生活在一起, 彼此受益且相互依存, 如果分开双方都不能很好地生活甚至死亡。
典型的例子是由真菌和藻类互利共生而构成的复合有机体——地衣, 又如白蚁与消化道内的鞭毛虫类生物、人与消化道内的多种微生物、豆科植物与根瘤菌的关系等。
[5]3、从代谢互补看,能量流动的角度,生物界共生关系,又可分为光合类与非光合类生物的共生联合类型,和非光合生物与非光合生物的共生联合类型。
[1]比如某些植物与动物的共生属于前一种,而动物之间的共生更加倾向于后一种方式。
三、生物共生关系的进化历程:共生关系是如何形成呢? 首先需要认同一个观点,生物的种间关系是不断变化的。
一般认为, 共生作用是生物在长期进化过程中, 逐渐与其他生物走向联合, 彼此取长补短、互通有无, 共同适应复杂多变的环境。
生物间这种共生关系可以有效地增强共生伙伴在自然界中生存斗争的能力, 并且推动生物的不断发展和进化。
我们知道,进化本身是不可思议的。
生物的适应现象多种多样,有时这种现象似乎有违逻辑,生物共生现象尤其如此。
自然选择是解释共生生物进化过程的关键。
具体说来,在某生物种群中,有些个体具有比其他个体更利于生存繁衍的共生特征,它们更有可能将这种特征传给后代,而其他不具有这种有利特征的个体则很有可能在进行繁殖之前死去。
这样经过一代又一代的传递,有利于生存的优越特征会在该种群中表现得越来越明显。
而决定共生特征能否得以传承的关键因素是种群压力——种群压力是指对某种群的个体来说比较艰难的生存环境。
在进化的过程中,生物的共生特性和它们的逃脱天敌以及捕获猎物特性同样重要。
许多共生关系最开始也许只是兼性共生,在经历了长期进化之后,这些生物会变得越来越依赖共生关系,因为共生特征在优胜劣汰的自然选择中具有优势。
最终,共生双方将完全依靠共生关系获取食物、居所、酶等生存资料。
[6]这样看来,从进化意义上说, 共生关系比寄生关系更为高级。
不同种之间从一方得利一方受害的寄生关系发展到一方得利一方无害的偏利共生关系是一次进化,[5]所以,生物在一定程度上而言是遵循着从独生到寄生再到偏利共生乃至更高级的互利共生的过程进行进化的。
然而,仔细思考会发现,共生关系的进化其实是进化与退化的统一。
一方面, 共生系统中共生伙伴相互协作, 越来越适应环境; 另一方面, 共生伙伴某些重叠的功能不断退化或特化, 逐渐集中到某一方。
如真核细胞中的线粒体和叶绿体, 曾是完整、独立的生物体, 由于长期共生, 它们的部分基因成分逐渐转移到宿主细胞核中, 而本身则特化成细胞的“动力工厂”和专司光合作用的细胞器。
现在所发现的各种共生系统, 应该是正朝着这个方向进化过程中的各种阶段。
在生物界中, 共生关系涉及面很广, 无论是低等还是高等生物、是单细胞还是多细胞生物, 都广泛存在着与其他生物的共生关系。
而且, 这种共生作用对生物的生活和进化影响极深, 目前已有越来越多的证据支持真核细胞细胞器的内共生起源学说。
所以, 从某种意义上来看, 尽管我们还不清楚是不是所有生物都有共生伙伴, 但根据现有资料和人们对于共生现象的认识, 可以认为共生关系可能已经不仅仅是生物彼此间简单的合作关系, 而很可能是生物在自然界中的存在方式或生活方式。
共生关系不仅以前存在, 现在存在, 而且今后还会一直存在下去, 影响着生物的过去、现在和未来。
对生物体的结构和功能, 对生物的发展与进化都将一直起着举足轻重的作用。
但如今, 人们对共生机制的认识还很不够, 希望在不远的将来人们对共生关系有更深入的了解。
[3]四、共生关系对于生物生存的意义:生物共生的意义,简单理解,就是,生物为什么要共生?先来打个比方,生物共生关系就好像是生物进化的“工具箱”。
比如,树木需要土壤深处的养分,为此它们会进化出有利于吸收养分的根系——事实上,许多树木都有发达的根系。
但是,这种进化需要漫长的时间(通常需要上万年甚至更长的时间),而且有些树木可能无法完成这样的进化。
而土壤中的真菌恰好具有从土壤深处汲取养分的能力。
当树木与真菌比邻而生时,就会彼此形成共生关系,因为树木进化成与真菌共生的生物显然要比树木的单独进化快得多。
[6]一般认为, 共生关系的建立可以提高共生生物的适应力和在环境中的生存力。
这可能有以下几种方式:一是, 提供适宜的生存小环境。
大量的内共生现象提示, 内共生体, 无论是单细胞还是多细胞生物,其生活的内环境都比其自由生活时优越。