普通生物学复习要点 37页

普通生物学复习要点第一章生命与生物科学生物（生命）的特征：化学成分的同一性；严整有序的结构；应激性；内稳态；新陈代谢；生长发育；繁殖与遗传；适应与进化生物界是一个多层次的组构系统•生命是主要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。第二章生命的化学基础o组成生命的最重要的六种无机元素是：C、H、O、N、P、SH、O、N、C分别共用1，2，3，4个电子对，是可获得稳定构型的最小原子。O、N、C能形成多种化学价，如：H2O2（-1），O2（0），H2O（-2）O是次于F、Cl的第三个跟原子最有亲和力的原子。o生物小分子与生物大分子之间的关系生物大分子主要有三大类：蛋白质核酸多糖它们都是由生物小分子单体通过特有的共价键联结而成。•（1）氨基酸通过肽键联成肽链•寡肽：含有10左右氨基酸残基（如二肽、五肽、八肽）•多肽：含10－20个氨基酸残基•蛋白质：含几十个氨基酸残基（固定空间结构+特定功能）\n•注意：肽链有方向性。肽链的两端具有不同结构和性质氨基端（N端），羧基端（C端）（2）单糖通过糖苷键联成多糖链。糖苷键不同导致多糖的立体结构差异。•淀粉和纤维素都由葡萄糖组成，它们之间主要区别在于α－糖苷键和β－糖苷键的区别•注意：多糖链也有方向性，有还原端和非还原端（3）核苷酸通过磷酸二酯键连成核酸DNA具有方向性：一端的核苷酸，其5’－C没有进入磷酸二酯键，称5’末端；另一端的核苷酸，其3’－C没有进入磷酸二酯键，称3’末端。o组成蛋白质的氨基酸有20种。其共同特点是具有α碳原子，α碳原子上同时连有一个氨基和一个羧基。各种氨基酸的区别在侧链基团-Ro常见的氨基酸类型（亲水/疏水；酸/碱；含硫…）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o氨基酸的功能\n（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）o生命体中典型的单糖，二糖，多糖多羟基醛或多羟基酮称为糖o蛋白质的一，二，三，四级结构蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸的排列顺序•蛋白质的二级结构邻近几个氨基酸残基形成的一定的结构形状包括：α—螺旋，β—折叠，β—转角，无规卷曲，无序结构蛋白质的三级结构：整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状。如:纤维蛋白和球状蛋白。•蛋白质的四级结构（部分蛋白）四级结构是各条肽链之间的位置和结构，只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质o核苷酸结构核苷酸分子由三个部分组成：碱基、五碳糖和磷酸碱基—糖之间是β—糖苷键；糖—磷酸之间是磷酸酯键oDNA的双螺旋结构中碱基之间靠氢键连接，遵循碱基互补配对原则：A＝T，G≡Co核酸的高级结构DNA双螺旋结构•（1）两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形成双螺旋，糖－磷酸－糖构成螺旋主链。•（2）两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴垂直。•（3）两条链对应碱基呈配对关系：A＝T；G≡C•（4）螺旋直径2nm，螺距3.4nm，每一螺距中含10bp。\n•DNA双螺旋可以看作是DNA的二级结构，DNA的三级结构的形成需要蛋白质帮助。RNA单链结构•RNA局部形成碱基配对，形成高级结构。多糖链的高级结构•不同高级结构带来不同的生物学性能•淀粉形成螺旋状，能源贮存•纤维素呈长纤维状，结构支架o脂类：生物体内不溶于水而溶于有机溶剂的各种小分子。脂类种类很多，分子结构相差较大A、中性脂肪或油：甘油三脂B、类脂：磷脂、鞘脂和固醇（1）磷脂分子可以看成是一个极性头，两条非极性尾巴。（2）鞘脂分子和磷脂不同。但总体看来，也可看成一个极性头，两条非极性尾巴。（1）固醇类的内核由4个环组成（2）一些人体重要维生素和激素是固醇（3）胆固醇是细胞的必要成份（4）血清中的胆固醇太多会促使形成动脉硬化和心脑血管疾病生物大分子的高级结构•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。\n高级结构的破坏蛋白质的变性RNase的变性和复性•注意：二硫键也在维持蛋白质高级结构中起重要作用。生物大分子具有高级结构，即独特的立体结构、空间构型和分子整体形状等，在生物体的生理功能上起着重要作用。第三章细胞o细胞学说细胞是所有动、植物的基本结构单位；每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间协同配合；新细胞由老细胞繁殖产生。o植物细胞与动物细胞的异同o植物细胞有细胞壁有叶绿体有中央液泡o原核细胞与真核细胞的差异细菌（bacteria）和古菌(archaea)细胞结构与动、植物细胞不同，要简单的多。最主要的差别是它们没有细胞核结构，核物质－DNA还是有的，形成类核区(又称拟核)。并且细胞也没有其它各种细胞器。o典型细胞器的结构与功能：细胞核由两层生物膜围成，遗传信息贮藏在核内，是DNA复制和RNA\n合成场所。内质网由单层生物膜围成。是蛋白质合成、修饰和分泌；脂类合成的场所。核糖体由RNA和蛋白质形成的大颗粒，是蛋白质合成的场所。高尔基体由单层生物膜围成，与蛋白质修饰和分泌有关。溶酶体由单层生物膜围成，是生物大分子分解的场所。细胞骨架由蛋白质亚基组装成，和细胞形状、迁移、信息传导等有关。细胞质有多种蛋白质和酶，是糖酶解和糖元合成等反应的场所。线粒体由双层生物膜围成，是生物氧化、产生能量的场所。o生物膜结构细胞有丝分裂周期表面积/体积比值的下降，意味着代谢速率的受限和下降。所以，细胞分裂是细胞生长过程中保持足够表面积，维持一定的生长速率的重要措施。原核生物的细胞分裂细胞生长增大到一定程度，DNA复制，形成两个DNA分子，分别移到拉长了的细胞两端，中间形成新的细胞间隔，进而形成细胞壁，成为两个细胞。这个过程称为二分分裂。o细胞凋亡与细胞坏死有两种细胞死亡：因环境因素突变或病原物入侵而死亡，称为病理死亡，或细胞坏死。因个体正常生命活动的需要，一部分细胞必定在一定阶段死去，称细胞凋亡。o物质进入细胞的方式和特点\no细胞分化的定义：发育过程中细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。形态不同功能不同基因表达不同代谢活动也不同细胞分化的内涵1.一部分基因关闭，另一部分基因打开，也包括基因表达强度的改变；2.分化细胞之间的差异归根到底在于不同蛋白质的表达；3.分化过程通常不可逆；4.分化大多出现在成年阶段以前的发育过程中细胞分化的意义：个体发育通过细胞分化来实现不同细胞功能的差异。1.全能性：受精卵2.多能性：骨髓、脐血中的生血干细胞3.单能性：单能生血干细胞细胞分化的调控：管家基因与组织特异性基因组合调控方式第四章细胞代谢o新陈代谢生物最基本的生命活动，最重要特征之一细胞：新陈代谢的基本单位细胞代谢细胞从环境汲取能量、物质，在内部进行各种化学变化,维持自身高度复杂的有序结构，保证生命活动的正常进行\n生物利用的能量几乎全都直接、间接来自太阳光；◆光合作用：唯一直接利用太阳光的过程；◆细胞呼吸：间接利用太阳光的过程；o非细胞条件下也能发挥作用酶催化作用的原因降低反应活化能，加速化学反应进行o酶的活性部位：球蛋白表面的小凹或沟状部分。其精确结构决定酶的特异性o酶促反应的特点：（1）高效性：提高速度106~1012倍（2）特异性或专一性（3）可调节性（共价调节/非共价调节）共价调节：由其它酶对其结构进行可逆共价修饰,使其处于活性和非活性的互变状态,从而调节酶活性（如，糖原磷酸化酶的失活与活化—磷酸化酶，激酶）；非共价调节：非可逆修饰（4）不稳定性o影响酶活性的因素多种环境因素影响：①温度；②pH③盐浓度；④非蛋白辅助因子：无机物（铁、铜、镁离子）、有机物（又称辅酶）⑤抑制剂：停止或减慢酶作用o酶的竞争抑制与非竞争抑制剂竞争性抑制剂：与底物分子构象相似，竞争酶活性部位，酶不能与底物结合，降低酶活性非竞争性抑制剂：\n结构与底物不同，与酶的其它部位结合，酶分子形状变化，活性部位不再与底物结合，抑制酶活性竞争性抑制剂的作用可逆不可逆抑制剂：与酶分子结合，使之永久失活，甚至使酶分子受到破坏。o核酶：RNA生物催化剂①催化分子内反应RNA的一段在该分子内改换位置，此RNA分子既是底物又是催化剂②催化分子间反应催化别的分子反应，RNA核酶分子本身无变化，如催化促进线粒体内DNA复制的反应o葡萄糖的氧化分解：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能o细胞呼吸（有氧呼吸）的三阶段1）糖酵解：一系列反应，细胞质中，不需氧•总反应：葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+→2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O•底物水平磷酸化：底物上的高能磷酸键转移到ADP，生成ATP的磷酸化2）柠檬酸循环丙酮酸氧化脱羧•丙酮酸扩散进入线粒体，继续氧化•丙酮酸氧化脱羧，与辅酶A结合成活化的乙酰辅酶A(乙酰CoA)，进入三羧酸循环\n•释放1分子CO2，生成1分子NADH•丙酮酸氧化脱羧、柠檬酸循环在线粒体基质中进行。柠檬酸循环•又称三羧酸循环或Krebs循环•琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜，其余在线粒体基质中。•1分子葡萄糖在柠檬酸循环中产生4个CO2分子，6个NADH分子，2个FADH2（黄素腺嘌呤二核苷酸）分子和2个ATP分子•各种细胞的呼吸作用都有柠檬酸循环柠檬酸循环是最经济和最有效率的氧化系统1）电子传递链：存在于线粒体内膜上的一系列电子传递体。•糖酵解、柠檬酸循环产生的NADH和FADH2中的高能电子，沿着呼吸链上各电子传递体的氧化还原反应而从高能水平向低能水平顺序传递，最后到达分子氧•氧化磷酸化：电子传递过程中高能电子释放的能，通过磷酸化被储存到ATP中。这里发生的磷酸化作用和氧化过程的电子传递紧密相关，称氧化磷酸化。o发酵作用发酵：厌氧细菌和酵母菌在无氧条件下获取能量的过程（1）酒精发酵：葡萄糖经糖酵解成丙酮酸，丙酮酸脱羧，放出CO2而成乙醛，乙醛接受H＋还原成酒精。2）乳酸发酵：\n某些微生物（乳酸菌）、高等动物（人）葡萄糖酵解产生的丙酮酸不经过脱羧，直接接受H＋还原成乳酸。无氧呼吸的效率远比有氧呼吸低(1/20)，但可作为O2供应不及时的应急措施。o各种分子的分解和合成氨基酸、脂肪酸的氧化，都首先转化为某种中间代谢物，再进入糖酵解或柠檬羧酸循环氨基酸氧化：先脱氨，再进入呼吸代谢途径脂肪酸氧化：转化为乙酰CoA，再进入柠檬酸循环甘油：转变为磷酸甘油醛，进入糖酵解过程o发酵与呼吸的区别联系o底物磷酸化，o氧化磷酸化，o光合磷酸化：光合作用中，质子穿过类囊体膜上的ATP合成酶复合体上的管道从类囊体腔流向叶绿体基质，同时将能量通过磷酸化而贮存在ATP中，这一磷酸化过程在光合作用过程中发生，称为光合磷酸化o光合磷酸化与氧化磷酸化的异同04-p68o光合作用：绿色自养植物将光能转换为有机分子的化学能的过程。•光合作用为异养生物提供食物和氧气，是地球上绝大多数生物赖以生存的基础6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2o光合作用的两阶段aq1】光反应：将光能变成化学能并产生氧气。在叶绿体类囊体膜中，发生水的光解、O2的释放、ATP及NADPH的生成，需要光\n1.叶绿素对光的吸收在高等植物中，光合色素位于类囊体膜中。作用：吸收日光吸收光谱：光合色素对不同波长光的吸收率。吸收高峰在红光区、蓝光区，绿光被大量反射或透射过叶片，故植物叶片显示为绿色。主要作用的色素是叶绿素—叶绿素a、叶绿素b，叶绿体中还有类胡萝卜素—胡萝卜素、叶黄素☺直接参与光合作用的色素只有叶绿素a；叶绿素b和类胡萝卜素吸收的光传递给叶绿素a后才能被光合作用利用，称为辅助色素☺色素吸收光的实质是色素分子中的一个电子得到光子中的能量，从基态进入激发态，成为激发电子。2.光系统•光系统：叶绿体中的光合色素有规律地组成的许多特殊的功能单位•每一系统包含250-400个叶绿素和其他色素分子•反应中心：光系统中1－2个高度特化的叶绿素a分子，在红光区的吸收高峰略远于一般叶绿素a分子•天线色素：光系统中作用中心以外的所有各种色素分子作用——将吸收的光能传递给作用中心的叶绿素a分子叶绿体中有两种光系统：PSI：反应中心叶绿素吸收高峰在700nm，称P700PSII：P680为反应中心\n☆2个光系统之间有电子传递链相连接碳反应：在叶绿体基质中，利用光反应形成的ATP和NADPH，将CO2还原为糖，不需光直接参与，但也必须在光下进行1.光合碳还原循环•碳反应：叶绿体基质中进行；•光反应中生成的ATP和NADPH在CO2的还原中分别被用作能源和还原物质。•RuBP羧化酶（Rubisco）:二磷酸核酮糖羧化酶•Calvin循环：CO2固定和还原为糖的全部过程。•生产一个可用于细胞代谢和合成的G3P，需要9个ATP分子和6个NADPH分子参与。oC3和C4植物的区别C3途径和C3植物：CO2固定的第一个产物是三碳的3-磷酸甘油酸，因而称C3途径。具有这一CO2固定途径的植物称为C3植物。干旱炎热时关闭气孔，减少水分蒸发，但同时CO2不能进入叶片，O2不能逸出CO2分压低、O2分压高C4途径和C4植物：CO2固定的第一个产物是四碳的草酰乙酸，因而称C4途径。具有这一CO2固定途径的植物称为C4植物。C3和C4叶结构的不同影响光合作用最大的环境因素有3种：光强度、温度、CO2浓度光饱和点：使光合速率达到最大值的最低光照强度称光饱和点。\n温度：一定范围内，随温度增高光合作用增强，温度过高，光合速率下降CO2饱和点：植物的光合速率随着CO2浓度增高而增高，但达到一定浓度后，再增高CO2浓度，光合速率不再增加，此时的CO2浓度称为CO2饱和点。水分：光合作用的原料缺水——光合速率降低；气孔开度减小，CO2供应减少；叶片生长缓慢，光合面积减少；光合产物运输受阻，反馈抑制增强矿质元素：N、Mg----叶绿素组成P、Cu、Fe----磷酸化（NADP、ATP）K、Mg----激活剂K----气孔调节Fe、Cu、Zn、Mn----叶绿素合成Cl、Mn----水光解（活化剂）第五章遗传与变异o孟德尔遗传定律：分离律与自由组合律遗传学第一定律，即“分离定律”：一对基因在形成配子时完全按照原样分离到不同的配子中去，相互不发生影响多对基因的独立分配和自由组合定律：当两对或更多对基因处于异质结合状态时，它们在形成配子时的分离是彼此独立不相牵连的，同时分配时相互间进行自由组合。o孟德尔试验的成功之处选用适当的试验材料从豆科植物中选择了自花授粉且是闭花授粉\n的豌豆作为杂交试验的材料，并进行了品种和性状的选择精心设计的实验方法采取单因子分析法，即分别观察和分析在一个时期内的一对性状的差异，最大限度地排除各种复杂因素的干扰严格的统计分析方法—定量分析法对杂交实验的子代中出现的性状进行分类、计数和数学归纳，找出其规律性首创了测交方法采用这种方法证明了其因子分离假设的正确性o摩尔根遗传第三定律：连锁与交换基因的连锁：位于同一条染色体上的基因连在一起的伴同遗传现象，称连锁（linkage)。染色体上的某些基因始终连锁在一起，因此在形成配子时这些基因不能自由组合，连锁在一起的基因只能一同遗传而不能被拆开。•基因交换：染色体上的连锁基因还可以发生交换。连锁基因原来虽然定位在同一染色体上，但在减数分裂和配子形成过程中，在同源染色体的配对时会发生同源染色体片段间的相互交换，导致其上的基因重组。染色体上各基因间的重组率与基因位点间的距离成正比，即两基因相距越远，发生交换的频率就越高。遗传的染色体学说:基因位于染色体上，成对的染色体及位于染色体上的成对基因在细胞减数分裂时分离，独立分配到配子中，经过有性生殖过程中雌雄配子的结合，它们重新组合配对。生物中一般有XY型（人）、XO型（直翅目昆虫）、ZW型（两栖类和爬行类动物）和单倍体-二倍体型（蜜蜂和蚂蚁）4种性染色体类型，其中XY型是最普遍的一种。伴性遗传\n在性染色体上，除了含有决定性别的基因外，还带有与性别决定无关的基因，这些基因称为性连锁基因(sex-linkedgene)。位于性染色体上的控制某些性状或疾病的基因，可以随性染色体向后代传递，使相应性状或疾病的遗传与性别有关，这类遗传方式称为性连锁遗传，也称为伴性遗传（sex-linkedinheritance）。分为X连锁显性遗传、X连锁隐性遗传和Y连锁遗传。>环境对性别决定的作用主要表现在遗传作用的基础上的修饰性作用；例如：蜂王(♀)与工蜂形成的差异>少数情况下，环境也会超越遗传作用而决定性别：有些蛙类性别决定是XY型：蝌蚪在20℃以下环境发育时性别由其性染色体决定；但在30℃条件下XX和XY个体均会发育成雄性个体。染色体的数量变异Down氏综合症（21三体）染色体的结构变异人类的猫叫综合症：第5号染色体缺失第六章生物多样性o生物多样性的定义生物多样性也称生命多样性，在一定时间和空间内,物种及生态系统的多样化与变异性。包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。•生物多样性处于动态平衡。人类活动促使物种灭绝的一个重要方面是：热带雨林的消失o我国的生物多样性特点：（1）我国是生物多样性最丰富的国家之一，其生物多样性居世界第8位，居北半球首位；（2）生态系统类型多样；（3）特有性程度较高。\no生物多样性的价值一、直接价值•为人类提供基本食物（8万多陆地植物，仅150余种被大面积种植为食品，其中90%仅来源于20种，75%来源于7种常见农作物）•为人类提供药物•为人类提供工业原料（木材、橡胶、油脂、造纸、天然淀粉等）二、间接价值•能量稳定调节气候稳定水文保护土壤储存必须的营养元素，促进元素循环维持进化过程对污染物质的吸收和降解o物种的定义物种即种(species)，是生物基本的分类单元，是形态、结构、功能、发育特征和生态分布基本相同的一群生物。亲缘关系相近的种构成另一个高一级的分类单元：属(genus)。种既是生物分类的单元，也是遗传单元、生态单元。物种：由种群所组成的生殖单元（和其它单元在生殖上隔离着），它在自然界占有一定的生境地位，在宗线谱上代表着一定的分支。种群组成生殖隔离生态地位宗谱分支o种群：生活在一定群落里的一群同种个体。种群是物种的基本结构单元。亚种(subspecies)　亚种是种内个体在地理和生态上充分隔离之后所形成的群体，它有一定的形态生理、遗传特征，特别有不同的地理分布和生态环境，所以也称“地理亚种”。这一概念多用于动物分类，在植物上比较少用。根据物种有无亚种，可分为多型种和单型种。\nu变种与亚种同属于种以下的分类单位，变种与原种相比具有形态生理、遗传特征上的差异。但在分布上，同种的两个变种在地理上可能重叠。变种有时也指未弄清地理分布的亚种，有时也指栽培品种，有时还指介于两个亚种之间的类型。u品种（cultivar,cv）是人类在一定的生态和经济条件下，根据自己的需要而创造的某种作物的一种群体，它具有相对稳定的特定遗传性，主要生物学性状和经济性状在一定的地区和一定的栽培条件下具有相对的一致性，其产量、品质和适应性等方面符合生产的需要。遗传的稳定性和性状的一致性是品种最主要的特点。o林奈双命名法是瑞典植物学家卡尔·林奈（CarlLinné）创立的为物种命名的方法，使用的一般是拉丁文，第一个词为属名，第二个词是种加词，都用斜体。如，Escherichiacoli(大肠杆菌)；在属名和种加词之后也可以用正体标出定名人。每一个物种只有一个学名。o生物分类等级：界、门、纲、目、科、属、种o三域分类法古细菌细菌真核生物第七章植物界o组织形态结构相似、生理功能相同的细胞群分生组织→成熟组织（永久组织）o组织系统皮组织系统：包括表皮和周皮，覆盖于整个植物体的表面，形成一个连续的保护层。基本组织系统：由各类薄壁组织、厚角组织和厚壁组织构成，是植物体各部分的基本组成。维管组织系统：由输导组织木质部和韧皮部构成，贯穿于整个植物体内，把植物体各部分有机地连接在一起。\n植物整体的结构表现为维管系统包埋于基本系统之中，而外面又覆盖着皮系统，它们在结构上和功能上组成一个有机的统一整体，相互协作，相互依存，共同完成植物的生命过程。o植物分类07-p7低等植物（无胚植物）是一类没有根茎、叶的分化和没有胚的植物类群，以藻类为主。高等植物1.苔藓植物门(1)基本特征生于阴湿环境；小型多细胞植物体,每一个体为两侧对称的叶状体或拟茎叶体，有单细胞假根;有性生殖的受精过程依赖于水（2）分类可分为苔纲（如地钱）、角苔纲（如角苔）和藓纲（如葫芦藓）三个纲。2.蕨类植物门有明显的茎叶分化，出现了较原始的维管组织，由于这一物质运输系统的出现因而进一步适应了陆地生活的环境。生殖仍然较原始，受精作用仍要借助水。贯众、海金沙、满江红等。3.种子植物a.裸子植物门特征：大多为高大的乔木，茎中有高度分化的维管组织；有性生殖时受精作用在胚珠中形成并发育成种子；由于胚珠及种子裸露，没有真正的花和果实，故被称为裸子植物。分类：苏铁纲、银杏纲、松柏纲、紫杉纲、买麻藤纲b.被子植物\n是地球上最有优势的植物。孢子体高度发展和分化，具有典型的根、茎、叶和花、果实、种子等器官。生殖器官特化成花的构造，传粉受精后胚珠发育成子种子，子房发育成果实。分双子叶植物纲和单子叶植物纲水分的吸收和运输植物根系从土壤中吸收的水分很少的一部分被植物的代谢所利用，而绝大多数通过蒸腾作用散发到大气中。气孔是叶片中水分向大气中散失的门户，光合作用需要的CO2也由气孔进入到叶肉细胞中。气孔具有一套控制自身开关的调节机制，气孔开关的自我控制可以根据光照、空气湿度等环境条件的变化有效地调节叶片的蒸腾量，必要时减少植物体中水分的丧失。一般情况下，气孔白天张开晚上关闭。植物体对水分的吸收和运输对植物的生长是至关重要的。植物根系从土壤中吸收的水分首先通过根部的皮层进入到中柱的木质部，然后通过根与茎相互连通的木质部中的导管与管胞，向上输送，经过叶柄和叶片。水分进入叶肉细胞后在细胞表面蒸发，通过叶片的气孔逸出。促使大量水分向上运输的动力：①根部的压力①木质部的毛细管作用力②叶片的蒸腾拉力植物激素在植物体内由特定组织或细胞合成，从产生部位输送到其它部位，对生理过程产生显著影响的微量有机物。•作用力很强：很低浓度就能引起很强反应•半寿期短：在细胞内不能积累，很快被分解破坏\n•大都有特异性：对某种或某几种细胞有效，靶细胞上有相应受体第八章动物界o动物分类一、原生动物门动物界中最原始、最低等的一个类群（现存共约2万种）多数由单细胞构成，少数是由多个细胞构成的群体个体微小，一般在10-200微米营养方式有光合自养(植物性营养)，如眼虫；吞噬性营养(动物性营养)，如草履虫；渗透性营养(腐生性营养)，如各种孢子虫运动方式：一种是鞭毛或纤毛运动，另一种是伪足运动（细胞内原生质的流动形成伪足）呼吸与排泄：主要通过细胞膜进行；水分调节主要靠伸缩泡实现•生殖方式有无性生殖和有性生殖，以无性生殖为主•分布广泛，多生活在含水环境和潮湿的土境中，营自由生活或寄生生活•大部分在环境改变或变得恶劣的条件下能形成包囊，以抵抗和渡过不良的环境，保证个体的存活原生动物门：鞭毛纲----眼虫纤毛纲---草履虫二、海绵动物门Spongia（多孔动物门）海绵动物可以说是最原始、最低等的多细胞动物。这类动物体表多孔，故名多孔动物；在演化上是一个侧支，因此又名“侧生动物”。它和其它多细胞动物缺少亲缘关系。体形多数不对称，有些呈辐射对称。海绵身体呈明亮的颜色，如桔红色、黄色、绿色、紫色、褐色等。主要生活在海水中，极少数生活在淡水中。成体全部营固着生活、附着于水中的岩石、贝壳、水生植物或其他物体上。\n1、没有器官系统和明确的组织,但有细胞分化2、体壁皮层：由一层扁平细胞构成，保护作用。有的特化为肌细胞，形成能收缩的小环控制水流。中胶层：其中有钙质或硅质的骨针和（或）类蛋白质的海绵质纤维或称海绵丝--起骨骼支持作用。体壁内层（胃层）：领细胞层。由于鞭毛摆动引起水流通过海绵体，在水流中带有食物颗粒和氧，食物颗粒附在领上，然后落入细胞质中形成食物泡，在领细胞内消化，或将食物传给变形细胞消化。3、具有独特的水沟系统4、胚胎发育有逆转现象三、腔肠动物门•腔肠动物才是真正后生动物的开始•腔肠动物为辐射对称、具两胚层、有组织分化、原始的消化腔及原始神经系统的低等的后生动物•1、身体辐射对称：是指通过身体的中轴可以有二个以上的切面把身体分成两个相等的部分。是一种原始的对称形式。这种对称是对水中营固着或漂浮生活适应。•2、体壁结构：真正的两胚层多细胞动物，体壁是由外胚层形成的皮层和内胚层形成的胃层；在二胚层之间有由内、外胚层细胞分泌的中胶层•3、消化循环腔：由内外胚层细胞所围成体内的腔，具有消化的功能。这种消化腔又兼有循环的作用，能将消化后的营养物质输送到身体各部分，所以又称为消化循环腔。只有一个开口，兼有口和肛门两种功能。•4、有原始的组织分化---上皮组织•5、原始的神经系统---神经网•6、刺细胞：腔肠动物所特有的一种细胞（捕食抗敌）\n•7、有水螅型、水母型两种基本形态四、扁形动物门•两侧对称、三胚层无体腔动物•1、两侧对称：通过身体的中轴，只有一个切面将动物身体分成左右相等的部分。身体有了明显的背腹、前后、左右之分。背面发展了保护功能；腹面发展了运动与摄食功能；神经和感觉器官逐渐集中于身体前端•2、首次形成中胚层：不仅为器官系统的进一步分化和发展创造了条件，而且也是动物由水生进化到陆生的基本条件之一。首次出现肌肉组织•3、由中胚层分化形成复杂的肌肉构造，肌肉与外胚层形成的表皮相互紧贴而形成的体壁称为皮肤肌肉囊。除了有保护功能，还强化了运动机能，有利于动物的生存和发展。•4、不完全消化系统，即有口，无肛门。•5、排泄系统--开始出现了原肾管（外胚层内陷形成）的排泄系统（焰细胞、毛细管、排泄管、排泄孔）•6、出现了原始的中枢神经系统，神经系统的前端形成了脑，从脑发出背、腹、侧3对神经索；神经索之间还有横神经相连，形成了梯状神经系统。五、原腔动物门又称假体腔动物。包括7个门类，它们的外部形态差异很大，相互之间的亲缘关系不太清楚，但都有一个共同特征，即都有假体腔(初生体腔)。假体腔是动物进化过程中最早出现的一种体腔类型。假体腔形成对动物进化的意义：●为内脏器官系统发展提供了空间\n●能更有效地输送营养和代谢物质●在体壁与内脏之间形成膨压，使身体保持一定体形六、环节动物门1、身体有分节现象2、形成真体腔（次生体腔）3、闭管式循环系统：有动脉、静脉和毛细血管的分化。血液循环有一定方向，流速恒定，提高了运输营养物质及携氧机能。4、链状神经系统：由脑（即一对咽上神经节）、咽下神经节、围咽神经环（连接脑和咽下神经节）以及腹神经索组成。多毛纲沙蚕寡毛纲蛭纲：俗称蚂蟥，营暂时性外寄生生活七、软体动物门1、身体柔软，不分节，左右对称2、身体划分为头部、足、内脏团3、外套膜是软体动物身体背侧皮肤褶皱向下延伸形成的膜性结构，外套膜向下包裹了整个内脏团和足部4、大多数软体动物身体的柔软部分外面都有贝壳，是软体动物的特征之一5、是动物界最早出现专职呼吸器官的类群八、节肢动物门是动物界种类最多、分布最广的一门动物，在无脊椎动物中，它是登陆取得巨大成功的类群，绝大多数种类演化成为真正的陆栖动物，占据了陆地的所有生境。1、异律分节：机能和结构较相同的一定部位的体节常愈合，形成体区。身体的分部在生理机能上也出现了分工：\n头部：感觉和取食中心胸部：运动和支持中心腹部：生殖和代谢中心2、附肢分节：本身及其与身体相连处有活动的关节3、具外骨骼和蜕皮现象4、具有发达的横纹肌5、呼吸系统多样性：鳃、书鳃、书肺、气管九、棘皮动物门1、成体五辐射对称，幼体两侧对称2、体表有棘状突起，具有中胚层形成的内骨骼3、真体腔发达，具有特殊的水管系统海星海胆海参海百合蛇尾十、脊索动物门脊索动物门是动物界中最高等的一个门，本门动物虽然形态、结构、功能和生活方式千差万别，但有共同的三大主要特征和一些次要特点。分为3个亚门，尾索动物亚门、头索动物亚门、脊椎动物亚门，前2个亚门是低等脊索动物，总称为原索动物。脊椎动物亚门的主要特征：1、出现了明显的头部，大大加强了动物个体对外界刺激的感应能力2、脊柱代替脊索：在绝大多数的种类中，脊索只见于发育的早期，以后即为脊柱所代替3、鳃呼吸和肺呼吸：原生的水生种类用鳃呼吸，次生的水生种类及陆生种类只在胚胎期间出现鳃裂，成体则用肺呼吸\n4、除了圆口类之外，都具备了上、下颌，加强了动物主动摄食和消化的能力5、完善的循环系统，提高了机体的代谢机能6、用构造复杂的肾脏代替了简单的肾管，提高了排泄系统的机能7、除了圆口类之外，都用成对的附肢作为运动器官圆口鱼两栖爬行鸟哺乳o脊索动物门的特征主要特征：1、脊索：是一条支持身体纵轴的棒状结构，位于消化管和神经管之间2、背神经管：位于脊索动物身体背中线上的管状中枢神经。在高等种类，分化为脑和脊髓3、咽鳃裂：消化道前端的咽部两侧的裂隙状构造，是呼吸器官•次要特征：•1、如有心脏，总是位于消化道的腹面•2、如有尾部，总是在肛门的后方，称为肛后尾•3、如有骨骼，则都是由中胚层形成的内骨骼，而不是由外胚层形成的外骨骼第九章微生物o微生物(microorganism,microbe)是一大类形体微小、结构简单的低等生物的总称。o微生物的生物学特征形态最简；代谢能力最强；食谱最杂；繁殖最快；数量最多；分布最广；种类最多；变异最易o微生物的种类\n原核生物细菌（放线菌、蓝细菌等）、古细菌、衣原体、支原体衣原体为革兰氏阴性病原体，是一类能通过细菌滤器、在细胞内寄生、有独特发育周期的原核细胞性微生物，大小介于细菌和病毒之间，约250-500nm,在光学显微镜下勉强可见。支原体是1898年Nocard等发现的一种类似细菌但不具有细胞壁的原核微生物，能在无生命的人工培养基上生长繁殖，直径50-300nm，能通过细菌滤器。真核生物真菌（霉菌、酵母菌等）、原生动物、单细胞藻类非细胞生物病毒、类病毒,拟病毒,朊病毒等o病毒病毒的基本形态球形——廿面体对称杆形——螺旋对称蝌蚪形——复合对称•病毒的繁殖过程吸附；侵入；生物合成；装配；释放o细菌细菌的形态大致上可以分为:球状、杆状和螺旋状固体培养基上:菌落(colony):指微生物细胞在一定条件下,在固体培养基表面形成的肉眼可见的微生物群体.若来自一个细胞,则为纯培养或称克隆(clone).菌苔(lawn):大量细菌的菌落联成一片.细菌的营养方式以能量来源划分光能型:以光为能源;化能型:以物质氧化释放的能量为能源;•以可利用的营养物质划分自养型:以无机物为碳源;异养型:以有机物为碳源。细菌的繁殖方式二分裂法繁殖(binaryfission):细胞增大,DNA复制;横隔形成;细胞分成两个,DNA分别进入子细胞;细胞分离.o革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌\n革兰氏阳性菌：经有机溶剂脱色后,保持初染的紫色；革兰氏阴性菌：有机溶剂可脱去初染颜色。步骤：涂片固定;结晶紫初1min;碘液媒染1min;95%乙醇脱色0.5min;番红复染1min.结果:阳性菌---紫色；阴性菌---红色。o真菌体内无叶绿素和其他营光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有机物，只能靠腐食性过吸收营养方式取得碳源、能源或其他营养物质；细胞贮藏的养料是肝糖原而不是淀粉；真菌细胞一般都有细胞壁，细胞壁的主要成分是几丁质。地衣是真菌中的子囊菌和绿藻或蓝细菌的共生体o细菌与古细菌的区别在细胞结构和代谢上，古菌在很多方面接近其它原核生物。然而在基因转录这两个分子生物学的中心过程上，它们并不明显表现出细菌的特徵，反而非常接近真核生物。比如，古菌的转译使用真核的启动和延伸因子，且转译过程需要真核生物中的TATA框结合蛋白和TFIIB。　　古菌还具有一些其它特征。与大多数细菌不同，它们只有一层细胞膜而缺少肽聚糖细胞壁。而且，绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由甘油酯组成，而古菌的膜脂由甘油醚构成。这些区别也许是对超高温环境的适应。古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。　　基於rRNA序列的系统发生树，显示了可明显区别的三支：细菌(Bacteria)、古菌(Archaea)和真核生物(Eukarya)第十章生物进化\no拉马克的生物进化学说生物是可以变化的器官的用进废退（useanddisuse）获得性状遗传（inheritanceofaccquriedcharacter）生物天生地具有向上发展的倾向评价：拉马克在说明进化原因时，用作论证的事实一般不够充分，多凭臆测和猜想，说服力不大。o居维叶的灾变理论物种不变，老地层中生物的绝灭与多次局部性的灾变事件（如洪水）有关，同一地点的生物在灾变期绝灭后，又从别的地方迁移来新的物种。o莱伊尔的渐变论许多变化是由一系列微小变化构成。他强调漫长地质时间的意义，这个漫长的时间足以使微小的渐变产生惊人的效果，而无须借助灾变。o达尔文的进化论学说(1)生物普遍具有变异现象（variation），大多数变异具有遗传倾向（Pangene）(2)一切生物都有高速率增加的倾向，即具有巨大的繁殖力。(3)一切生物的实际生存数极其低微。由于繁殖过剩（Overproduction），每个物种必须为了生存而斗争。生存斗争包括：生物与自然环境间的斗争种间斗争（InterspecificCompetition）种内斗争（Intraspecificcompetition）(4)在生存斗争中，保存有利变异个体，淘汰不\n利个体，这就是自然选择，自然选择的结果是生物必须是适应（adaptation）期环境的。(5)通过自然选择长期作用，通过有利的变异的逐渐累积，使生物形状产生分歧逐渐形成新种—物种形成（speciation）。总结：自然选择经常在生物与环境的相互关系中改造生物体，使生物更加适应于环境，促进了生物向着从简单到复杂、从低级到高级方向的发展。达尔文进化论的精髓：变异和自然选择，变异为生物的进化提供了原材料；自然选择决定了生物进化的方向。oHardy-Weinberg定律①群体数量足够大②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代③各种基因型个体的生存能力完全相同（也就是说没有自然选择作用）④没有个体的迁入与迁出⑤没有基因突变和染色体变异则种群的基因频率、基因型频率保持不变。也就是说这个种群没有发生进化。o改变种群基因频率的因素（基因流，遗传漂变…）遗传漂变（geneticdrift）指由于某种机会，某一等位基因频率的群体（尤其是在小群体）中出现世代传递的波动现象称为遗传漂变，也称为随机遗传漂变。这种波动变化导致某些等位基因的消失，另一些等位基因的固定，从而改变了群体的遗传结构。基因突变性选择基因流（geneflow）\n指生物个体从其发生地分散出去而导致不同种群之间基因交流的过程,可发生在同种或不同种的生物种群之间。自然选择自然选择的概念自然选择发生的前提条件（1）种群中存在突变和不同基因型的个体（2）突变影响到个体的表型，造成形态结构和生理上的差异，进而影响到个体的适合度（3）不同基因型个体间的适合度有差异繁殖过剩不是选择的必要条件，只是保障条件，即当选择导致群体内的个体损失后再由群体的超量繁殖来补充。自然选择的含义不同基因型有差别的延续，即区分性繁殖.自然选择是一个随机变异的非随机淘汰与保存。即变异是随机的，但在特定条件下必然是适合这种条件的变异被保留，此时是非随机的，是由条件决定的。o物种形成的原理1.隔离机制：建立隔离机制就是新种形成生境隔离行为隔离机械隔离（形态隔离）合子后隔离配子或配子体隔离–即一个物种的精子或花粉管不能不能被吸引到达卵或胚珠内，或者它在另一个物种的生殖器内不容易成活所产生的隔离。–对于体外受精来说，也意味着配子彼此不吸引、不亲和产生的隔离。–杂种不活–杂种合子不能成活，或者在适应性上比亲本差\n–杂种不育–杂种不育指F1代杂种虽然能够生存，但不能产生具有正常有功能的性细胞。–杂种体败育–子二代或者回交杂种的全部或者部分不能存活或者适应性低劣，是生殖隔离的最后一道屏障。1.成种的地理格局：同域、异域、邻域成种①异域成种（Allopatricspeciation）：如两个初始种群在新种形成前，其地理分布区是完全隔开、互不重叠的。形成过程是：祖先种(广布种)→隔离为若干种群→被隔离种群间基因交流减少或中断→经过自然选择产生不同的适应，基因和基因频率定向地发生变化→形成了不同的亚种→产生生殖隔离→导致物种形成。一旦生殖隔离完成，新种的分布区即使再重叠(环境隔离因素消失)，也不会再融合为一个种了。②同域成种(sympatricspeciation):如在两个种形成过程中，初始种群的地理分布区相重叠(不隔开)，没有地理上的隔离，即形成新种的个体与原种其他个体分布在同一地域，所以也被称为“同地种形成”或分布区重叠的种形成。一般生态、行为上的歧化选择可形成所谓生态或行为的隔离，可以使同一地理分布区的种群间分化，产生新种。如性选择中不同雌体对羽毛颜色的不同偏爱，就能使群体更快地分化，便产生不同颜色羽毛的群体。③邻地种形成(parapatricspeciation):如在种形成过程中，初始种群的地理分布区相邻接(不完全隔开)，种群间个体在边界区有某种程度的基因交流，这种情况下的种形成被称为“邻地种形成”。\n形成过程:在初始种群分布的邻接地区，种群间有一定程度的基因交流。但由于初始种群分布的中心区之间基因交流很弱，种群间的遗传差异会随时间推移而增大，但种形成过程可能较慢。1.快速成种：植物的染色体多倍化生物进化速度的不平衡A.低速进化牡蛎、肺鱼、鸭嘴兽、大熊猫等B.中速进化马已有6千万年的历史C.高速进化（有袋类5千万年）（人类的进化200-300万年）宏观进化的类型（1）复式进化（全面进化）复式进化也称全面进化或上升进化，是生物体形态、结构和生理机能的全面复杂化、高级化。主要表现在代谢水平不断提高。（2）特化式进化（特异适应）指由于生物对各种不同生活环境的适应，而出现的多方向的分化，但在生物体形态结构、生理功能等方面并没有质的提高和改变，其进化水平属于同一等级。特化式进化包括分歧、辐射、平行和趋同等。A分歧（又称趋异）由一个祖先物种适应于不同的环境，向着两个或两个以上方向发展的进化过程B辐射由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种，以适应不同环境或生态位，从而形成一个同源的辐射状进化系统。哺乳动物的适应辐射C平行指源于一个共同祖先，但后来适应不同条件产生分歧，之后又遇到了相同的条件，产生了对相似环境的相同适应。D趋同指亲缘关系较远的生物在条件相同的环境中，在同样的选择压力下，有可能产生功能相同或十分相似的形态结构，以适应相同的环境条件，这种现象称为趋同。(3)简化式进化(退化)指生物由复杂的结构转变为简单结构的进化方式.\n古生代-中生代之交生物大绝灭二叠纪-三叠纪之交生物大绝灭(2.5亿年前）白垩纪-第三纪之交生物大绝灭(6500万年前）第十一章生物与环境o生态学，环境，生态因子，生境生态学（ecology）：是研究生物与环境（包括生物环境与非生物环境）之间相互作用的一门学科。环境（environment）：某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体的一切事物的总和。生境（habitat）:也叫栖息地。某一特定生物体或生物群体所处的物理环境。o生态因子的作用特点•生态因子：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为、分布有着直接或间接影响的环境要素。主要包括：1.生物因子：生物种内和种间的相互关系2.非生物因子：光、温度、湿度、降水、土壤、大气等作用特点•综和性：每一个生态因子都是在与其它生态因子的相互影响、制约中起作用的。（如，植物生长）•非等价性（主导性）：总有1-2种因子起主导作用。（如，植物春化：温度）•不可替代性和互补性：每一种因子都是必不可少的，当其数量不足时可靠其他因子来补偿。（如，植物营养元素）\n•限定性（阶段性）：某一生态因子的有益作用只限于生物生长发育的某一特殊阶段。o生物势和环境阻力生物势：生物在没有任何限制的环境中增长的潜在速率环境阻力：环境对生物增长速率的限制因素谢尔福特耐受定理(Shelford’slawoftolerance)：生物对每种生态因子都有耐受上限和下限o种群与种群存活曲线种群：居住在一定地区的同一种类的相互作用的个体组成一个种群。•种群特征：数量；年龄比；密度；性别比；分布状况•关键特征是“数量”：种群生态学研究外界因子（生物的、物理的）对某一种群在一定地区中丰度和分布的影响。从而构造合理的种群变动模型，预测种群变化。种群变动——指数增长模型逻辑斯蒂增长模型(logisticgrowthmodel）种群统计学——种群存活曲线I、人：出生时死亡率低，一定年龄后死亡率增加（大型哺乳动物）II、松鼠：终身死亡率恒定（小型哺乳动物）III、蚝：出生时死亡率特高，然后死亡率剧减（鱼类，大部分无脊椎动物）o群落与物种之间的相互作用关系群落是指生活于某一特定地区的相互作用着的各种生物的总和。•竞争：各个种群生活在同一个空间，分享同样资源，在资源不足的情况下，表现出竞争关系。避开竞争—北美莺藤壶•捕食/被捕食•共生\n不同种群的个体之间，存在着长时间的紧密的相互关系，称为共生。共生又可按对双方的利害区分为：寄生：一方的生长带来对另一方的损害。互利共生：则是双方都从共同栖居中得益。合作：亦是双方互利的，但是两种生物体居住关系上已疏远一点。互利共生——蚂蚁和蚜虫白蚁消化道中原生动物帮助白蚁消化木屑合作：牛尾鸟帮助犀牛清除寄生小虫偏利共生：海边一种蠕虫,打洞捕获食物引来各种分享者植化相克—一种鼠尾草分泌化学物质，使周围成为不毛之地群落特征的描述是群落生态学的重要内容群落的组成群落中的优势种群群落的稳定性群落的营养结构生境全球陆地，主要在气候和水分供应影响下，形成7-15种典型群落特征，称之谓“生境”。生态系统一定地区内的所有生物和环境物理因素的总和称生态系统。研究生态系统着重于宏观方面，如能流、物质循环、生态系统的稳定性等。•生态系统的基本组分：1.非生物成分：太阳辐射能，无机物质(大气、水)，有机物质2.生物成分：生产者，消费者，还原者•生态系统的基本特征核心是生物群落地区特点和空间结构时间特征三大功能类群参与代谢活动动态平衡特征开放性生态系统的初级生产力是有限的生态系统中的能量传递效率低和单向逐级递减，生态系统中能量传递的效率大约为10%，素食者比肉食者节约能源\n物质循环——水循环氮循环碳循环生态平衡及调控•生态平衡：一个生态系统在特定时间内的动态平衡状态•特征：–动态平衡–整体性•生态平衡的失调和破坏–生物种类成分的改变生态系统结构的破坏•正确处理保持生态平衡与开发资源的关系•正确安排环境供需相对平衡•维持生物间的制约关系•妥善处理部分与全局的关系，使生态系统处于优化状态