《普通生物学》第二版讲义——第1章.陈阅增普通生物学绪论

• 微生物：提高石油开采量。
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。
图为生长在淡水和海水中的一种硅藻
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：
• (四)生物学与哲学:帮助形成正确的方法论、世界观、人生观。
生命有形 —— 梦想无限
生命科学的发 展需要您的参 与！
八、 如何学习普通生物学
• 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
• 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。 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。
合成代谢（anabolism) ：即从外界摄取物质和能,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 。
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。
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）
• 实验生物学阶段
巴斯德在实验室里
曲颈瓶实验
创造生物学阶段
基因工程
二十世纪生物科学的新貌
• 分子生物学：1953年Watson 、Crick提出ＤＮＡ 分子双螺旋结构。
• DNA体外重组：1973年美国斯坦福大学教授 Cohn、加州大学教授Boyer几乎同时完成DNA体 外重组。
2.生物的命名
林奈及其双名法
1735 出版《自然系统》 首创纲、目、属、种的分类概念 制订了一个统一的生物命名法．即
二名法(binomial nomenclature)。
• 二名法（拉丁文）：属名、种名
如：Escherichia coli 大肠杆菌
书写成斜体字，如手写时则在下面 划一横
Linnaeus 1707-1778
• 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
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。
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
• 1.化学成分的同一性
化学元素、生物大分子、遗传密码、贮能分 子、生物过程等。
• 2.严整有序的结构
生命的基本单位是细胞---有序性 整个生物界是一个多层次的有序结构：
细胞 → 组织 → 器官 → 系统 → 个体 ↓
（如变形虫、草履虫）、藻类、粘菌类。 – 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
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。
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
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；
一英亩三角大戟可生 产相当于 50 吨石油的 燃料。
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 理工科学生： /专业 / 生物芯片/ 火星 / 纳米材料 社会科学专家： / 社会伦理 法律 / 生物技术和 人类社会的关系 人： 认识自己 / DNA 克隆 保护生物多样性
进化：生物即有遗传又有变异，构成了生物进化的历史。
意 义：
遗传性：保证种的相对稳定性和生物类型 间的区别
变异性： 产生新的性状
导致物种的变化发展
假如仅有遗传而 生物界就无进化的原材料
无变异：
遗传只是简单的重复
生物就不能进化
假如仅有变异而 无遗传 ：
变异就不能延续 无法形成稳定的新类型 生物也不能进化
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。
二、生命的特征
（一）组成、结构的统一性 （二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能 （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
能量流 信息流 进化流
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 ）
• 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
• 生命科学的发展趋向：
• 体细胞克隆羊“多莉”：1997年苏格兰生物学家 Wilmut完成了首例哺乳动物－绵羊“多莉”的 克隆。
• 人类全基因组：2001年中、美、英、法、德、日 六国科学家完成人类全基因组的测序。
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。
• 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：
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
– （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）。
• 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。
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
生命通过繁殖 而 延 续 ， DNA 是 生物Fra bibliotek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)