《普通生物学》第二版讲义——第1章.陈阅增普通生物学绪论

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?
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。
21世纪是生命科学世纪
人类文明发展的三次技术革命：
生物技术革命——21世纪 创造生命 ！ 信息革命—— 20世纪 解放大脑 工业革命—— 19世纪 解放双手
七 生物学与现代社会生活的关 系—为什么要学习生物学
• （一）世界面临的很多重大问题,解决这 些问题需要生物学知识技术
人口膨胀； 粮食短缺； 疾病危害； 环境污染； 能源危机； 资源匮乏； 生态平衡破坏； 生物物种大量消亡。
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、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
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
• (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
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) 稳 态 ： 贝 而 纳 (C.Bernard) 、 坎 农 (W.B.Connon) 生态系统保持相对稳定也是一种的稳态. • 8. 适应(adaptation)
• 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
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 Linnaeus 1707-1778 划一横
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。 • 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、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 ）
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。
• 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11000m的海底 细菌生活在地下深达2000m的石油矿床 赤道和南极极地 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
七 、生物学与现代社会生活未解之谜
“ 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
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”
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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。
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：
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。 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 无变异：
• （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 ↓ 生态系统 ← 群落 ← 种群
细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）
二、生命的特征
• （二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能
3.生物的新陈代谢（metabolism)
生物最基本的特征 • 新陈代谢是指生物和周围环境不断进行的物质的交换和能
量的流动，生物吸收一些物质,在生物体内发生一系列变化， 最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外的过程。 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 。
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。
• 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