生命科學(xué)導(dǎo)論課件

總論

L1什么是生命？

恩格斯：?生命是蛋白體的存在方式，這個存在方式的基本因素在于和它周圍的外部自然界的不斷地新陳代謝，而且這種新陳代謝一停止，生命就隨之

停止，生命及隨之停止，結(jié)果便是蛋白質(zhì)的分解。

物理學(xué)家薛定謂定義生命：生命依靠吸納負(fù)堵，避免了趨向平衡的衰退。

生命的基本特征：

化學(xué)成分的同一性

嚴(yán)整有序的結(jié)構(gòu)

新陳代謝

生長，發(fā)育與生殖

遺傳，變異與進化

感應(yīng)性和運動

1,1化學(xué)成分的同一性

生物具有多樣性，但生物體的化學(xué)組成基本相似；不同的生物體，其分子組成也大體相同。

物質(zhì)成分基本相同

C、H、O、N、P、S、Ca…

蛋白質(zhì)、核酸、脂肪、糖類、維生素等多種有機分子

,蛋白質(zhì)：由20種氨基酸組成。

3核酸：由8種核昔酸組成。

/ATP(三磷酸腺甘)為貯能分子

1.2嚴(yán)密的組織有序的結(jié)構(gòu)

3(1)生命的基本單位是細(xì)胞3(2)整個生物界是一個多層次的有序結(jié)構(gòu)

細(xì)胞是生物體的基本結(jié)構(gòu)單位

單細(xì)胞生物單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物

單細(xì)胞生物：大腸桿菌，霍亂弧菌，酵母，瘧原蟲

多細(xì)胞生物：動、植物人

細(xì)胞器官系統(tǒng)個體群落種群組織

(2)整個生物界是一個多層次的有序結(jié)構(gòu)；

C3生物組織層次。

1,3新陳代謝

新陳代謝即通過生物體內(nèi)在轉(zhuǎn)化來完成的物質(zhì)更新和能量交流。

?同化作用與異化作用:相互矛盾、相互依存；

高效的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換

?血液中的紅細(xì)胞300萬/秒；

?肝臟和血漿中的蛋白質(zhì)10天左右更新一半；

?轉(zhuǎn)化量大：一生中水為50噸，糖為10噸，總質(zhì)量是人體的1200倍

1,4生長，發(fā)育于與生殖

-生物體能通過新陳代謝的作用而不斷地生長、發(fā)育。

-發(fā)育是指受精卵經(jīng)細(xì)胞分裂、組織分化、器官形成，直至形成成熟的新個體的過程。

劣生物體能不斷地繁殖下一代，使生命得延續(xù)。

1,5遺傳，變異和進化

3遺傳由基因決定，但某些性狀會發(fā)生變異；

/可遺傳的變異是生物進化的基礎(chǔ)；

,進化表現(xiàn)為生物對環(huán)境變化的不斷適應(yīng)。

適應(yīng)

?適應(yīng)有兩方面的含義：

(1)生物的結(jié)構(gòu)都適應(yīng)

于一定的功能；

(2)生物的結(jié)構(gòu)和功能

適應(yīng)于該生物在一定環(huán)

境條件下的生存和延

續(xù)。

?適應(yīng)是生物界普遍存在的現(xiàn)象。

1,6感應(yīng)性和運動

3生物接受外界刺激后會發(fā)生反應(yīng)。

1）生命（生物體）的基本特征

生物對外界可產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，對環(huán)境有適

生命的本質(zhì)特征：

化學(xué)成分的同一性共同的物質(zhì)基礎(chǔ)

嚴(yán)整有序的結(jié)構(gòu)細(xì)胞是基本單位

新陳代謝維持有序的結(jié)構(gòu)

生長、發(fā)育與生殖延續(xù)生命

遺傳、變異與進化不斷適應(yīng)環(huán)境變化

感應(yīng)性和運動與環(huán)境之間的相互作用

生命的定義

理命是具有以上共同特征的物質(zhì)存在形式W生物學(xué)角度的定義：油核酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)組成的多分子體系，它具有不斷自我更新、繁殖后代以及對

外界產(chǎn)生反應(yīng)能力。

從生物物理學(xué)角度的定義：生命的物質(zhì)基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)和核酸；生命運動的本質(zhì)特征是不斷自我更新，是一個不斷與外界進行物質(zhì)和能量交換的開放

系統(tǒng)；生命是物質(zhì)的運動，是物質(zhì)運動的一種高級的特殊實在形式。

從物理學(xué)角度的定義一“負(fù)炳”：Q熱力學(xué)第二定律：任何自發(fā)過程總是朝著使體系越來越混亂，越來越無序的方向，即朝著嫡增加的方向變化。璉命的

演化過程總是朝著燧減少的方向進行，一旦負(fù)炳的增加趨近于零，生命將趨向終結(jié)，走向死亡。

1,2生命科學(xué)

1）生命科學(xué)：是研究生物體及其活動規(guī)律的科學(xué)，廣義的生命科學(xué)還包括生物技術(shù)、生物與環(huán)境，生物學(xué)及其他學(xué)科交叉的領(lǐng)域。

2）生命科學(xué)的發(fā)展

?直觀和經(jīng)驗階段

亞里士多德，382-322B.C《動物志》

德奧弗拉斯特，373-286B.C植物喬木、灌木、草本的分類確定

希羅費羅斯，約300B.C;蓋倫,約130-200人體解剖

宋賈思勰《齊民要術(shù)》

明李時珍《本草綱目》

在生產(chǎn)和醫(yī)療中應(yīng)用突出，沒有形成真正的科學(xué)體系

實驗生物學(xué)階段

1543,比利時，維薩里(1514-1564),《人體的結(jié)構(gòu)》

1628,英國，哈維(1578-1657),《心血循環(huán)論》

1665,胡克(1636-1702),《顯微圖譜》

€19世紀(jì)30年代，施萊登(1804-1881),施旺(1810-1882),細(xì)胞學(xué)說

林奈(1707-1778),科學(xué)的生物分類法，雙名法

1859,達爾文(1809-1882),《物種起源》，進化論

>(1859-1924),《實驗胚胎學(xué)》

魏斯曼(1839-1914),生物發(fā)育的種質(zhì)學(xué)說一一遺傳學(xué)建立

1865,孟德爾(1822-1884),20世紀(jì)10-20年代，摩爾根(1866-1945),經(jīng)典遺傳學(xué)分離，連鎖和交換定律，1933年諾貝爾獎

巴斯德(1822-1895),《微生物學(xué)》

現(xiàn)代生物階段

生物化學(xué)

分子生物學(xué)

基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和生物信息學(xué)

神經(jīng)生物學(xué)、腦科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)

宏觀生物學(xué)和系統(tǒng)生物

3)生命科學(xué)的分支學(xué)科

?按生物類群或研究對象來分；

?按研究的生命現(xiàn)象或生命過程來分；

?按生物結(jié)構(gòu)的層次來分；

?按與其他學(xué)科的關(guān)系來分。

,按生物類群或研究對象來分

植物學(xué)、動物學(xué)、微生物學(xué)、病毒學(xué)、人類學(xué)、古生物學(xué)、藻類學(xué)、昆蟲學(xué)、魚類學(xué)、鳥類學(xué)等等。

研究的生命現(xiàn)象或生命過程來分

形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、分類學(xué)、胚胎學(xué)、解剖學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、進化學(xué)、組織學(xué)、細(xì)胞學(xué)、病理學(xué)、免疫學(xué)等等。

生物結(jié)構(gòu)的層次

種群生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、量子生物學(xué)等等。

按與其他學(xué)科的關(guān)系

生物物理學(xué)、生物化學(xué)、生物數(shù)學(xué)、生物氣候?qū)W、生物地理學(xué)、仿生學(xué)，放射生物學(xué)。

新的交叉學(xué)科、領(lǐng)域不斷出現(xiàn)

?分子考古；

?人文生物學(xué)；

?基因戰(zhàn)、基因武器；

?生物反恐⑤⑤

4）生命科學(xué)的研究方法

?觀察、對比、與描述

用感官或借助工具客觀地反映和記錄結(jié)構(gòu)和現(xiàn)象。

?實驗

在人為控制和干預(yù)的條件下對研究對象表現(xiàn)出的現(xiàn)象進行的觀察。

?人工模擬

在不能對研究對象進行直接實驗的情況下，用模型（包括實物模型和抽象模型）代替研究對象進行的實驗。

5）生命科學(xué)的研究步驟

認(rèn)識問題---

搜集資料一一

提出假說一一

檢驗假說一一

評價數(shù)據(jù)一一

結(jié)果報道

生物學(xué)是一門實驗科學(xué)；生物學(xué)在不斷的完善和發(fā)展過程中

1.3為什么要學(xué)習(xí)生命科學(xué)

21世紀(jì)自然科學(xué)的帶頭學(xué)科

20世紀(jì)后葉分子生物學(xué)的突破性成就，使生命科學(xué)在自然科學(xué)中的位置起了革命性的變化，現(xiàn)已聚集起更大的力量，醞釀著更大的突破走向21世紀(jì)。

生命科學(xué)的發(fā)展和進步也向數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息、材料及許多工程科學(xué)提出了很多新問題、新思路和新挑戰(zhàn)，帶動了其他學(xué)科的發(fā)展和提高，

生命科學(xué)將成為21世紀(jì)的帶頭學(xué)科。

Science:2003年十大科技成就

1、科學(xué)家破譯4條人體染色體

2、熱核聚變研究取得新突破

3、國際社會合作確認(rèn)非典病毒

4、用干細(xì)胞培育出卵細(xì)胞和精細(xì)胞

5、發(fā)現(xiàn)由4個夸克組成的新粒子

6、發(fā)現(xiàn)宇宙暗能量的重要作用

7、“人類基因組外遺傳計劃”啟動

8、DNA上制造納米晶體管取得成功

9、記錄DNA連續(xù)活動的原子力顯微鏡誕生

10、光波在傳播中成功止步

Science:2004年十大科技成就

1、火星上水的發(fā)現(xiàn)

2、最小型的人類化石

3、固體冷凝物的實現(xiàn)

4、人類的克隆

5、水的性質(zhì)

6、隱藏的基因組財富

7、為世界窮人研制的藥物

8、動植物多樣性減少

9、脈沖星對

10、水滴中的基因

Science：2004年十大生命科學(xué)新聞

1.美專家發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞分裂開關(guān)創(chuàng)基因治癌新法

2.韓國科學(xué)家首次利用克隆技術(shù)獲得人類胚胎干細(xì)胞

3.我國科學(xué)家揭秘“寒武紀(jì)大爆發(fā)”質(zhì)疑進化論

4.精度大于99%的人類基因組完成圖公布

5.美國爆克隆奇聞人細(xì)胞與牛卵克隆出人胚胎

6.成都女博士發(fā)現(xiàn)神秘基因可攻克非典肺癌等頑癥

7.蛋白質(zhì)指紋圖譜“破譯”癌癥準(zhǔn)確率90%以上

8.RNA干擾技術(shù)取得突破糖尿病癌癥治療帶來希望

9.美國完成大腦植入芯片試驗用思想操縱電腦

10.火星曾存在生命找到諸多證據(jù)

2007年世界十大科技進展新聞

LL利用人體皮膚細(xì)胞“仿制”出胚胎干細(xì)胞。

2.2.發(fā)現(xiàn)類似地球的太陽系外行星。

3.3.全球氣候變暖已是不爭事實。

4.4.為宇宙暗物質(zhì)繪圖。

5.5.成功追蹤到光子活動。

6.6.發(fā)現(xiàn)多種疾病的致病基因。

7.7.首次對活有機體實施“基因組移植”

8.8.發(fā)明DNA制動器。

9.9.能源新技術(shù)研發(fā)獲新進展。

10.10.量子通信距離創(chuàng)下新紀(jì)錄。

208世界十大科技進展新聞

1.美國、英國胚胎干細(xì)胞研究獲新進展。

2.2.鳳凰號探測器成功降落火星并確認(rèn)火星上有水。

3.3.美開發(fā)出全球運算速度最快的超級計算機。

4.4.歐洲大型強子對撞機正式啟動。

5.美國設(shè)計出殺滅癌細(xì)胞的“納米機器”。

6.美國建立第一個人類神經(jīng)細(xì)胞組織系統(tǒng)。

7.7.鐵基超導(dǎo)材料研究獲重大進展

o8.8.創(chuàng)建首張完整的大腦網(wǎng)絡(luò)地圖。

9.美國發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六上碳?xì)浠衔镞h超地球油氣儲量。

10.最大規(guī)模人類遺傳多樣性調(diào)查完成。

2009年世界十大科技進展新聞

1對始祖種地猿化石進行闡釋的研究

2.Fermi所探測到的脈沖星：證實廣義相對論。

3.3.神奇抗衰老藥可延長哺乳動物壽命：雷帕霉素。

4.4.新材料石墨烯。

5.植物的ABA受體研究取得突破。

6.世界首個X射線激光。

7.7.基因療法為治療帕金森氏癥帶來希望：基因療法與血液干細(xì)胞療法相結(jié)合

8.8.首次在實物中發(fā)現(xiàn)磁單極子的存在。

9.LCROSS月球探測器在月球上發(fā)現(xiàn)了水。

10.10.美宇航員完成哈勃望遠鏡維護工作。、

人類文明發(fā)展的三次技術(shù)革命：

生物技術(shù)革命21世紀(jì)創(chuàng)造生命！

信息革命地酎刈山2020世紀(jì)解放大腦

工業(yè)革命&9在＞?0衽＞1919世紀(jì)解放雙手

人類社會的發(fā)展息息相關(guān)

人口膨脹糧食短缺疾病危害環(huán)境污染能源危機資源匱乏生態(tài)平衡破壞生物物種大量消亡解決人類生存與發(fā)展所面臨的一系列重大問

題，在很大程度上將依賴于生命科學(xué)的發(fā)展。生命科學(xué)對人類經(jīng)濟、科技、政治和社會發(fā)展的作用是全方位的

第二章生命的化學(xué)基礎(chǔ)及細(xì)胞

2,1生命的化學(xué)基礎(chǔ)

2,1,1生物體的主要元素

生物具有多樣性，但生物體的化學(xué)組成基本相似大約25種元素構(gòu)成

?常量元素：。、H、C^N、P、S、Na^K、Ca、Mg^CH-一種；

?微量元素：Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Co、Cr、V、Ni、Sn、F、I、B、Si、Se十五種。

組成生物體的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以上7種元素約占生物體的99.35%,其中C、H、O、N4種元素占96%。

微量元素

Fe氧的運送和酶的活性有關(guān)，缺少時，引起缺鐵性貧血。

Cu發(fā)生冠心病的主要原因，與酶的活性有關(guān)。

Zn在青少年的發(fā)育生長，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。

Mo（鑰）與酶的活性、食道癌的發(fā)病率和防治有關(guān)。

I缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥，

Mn（鎰）酶的活性有關(guān)。

Co（鉆）與酶的活性有關(guān)。青春期少女0.015mg/每日。

V（鋼）軟體動物富有鋼；魚體含量較低。

（鎮(zhèn)）植物中15-55ppm,人為O.lppm；急性白血病.25|ig/ml

Sn（錫）影響骨鈣化速度；

Si（硅）矽肺，Si浸潤細(xì)胞。

F（氟）與牙齒健康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生踽齒；過多則斑齒和氟中毒。

Se（硒）缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能，冠心病發(fā)病和防治有關(guān).

為什么是這20多種元素參與生命組成

這個問題現(xiàn)在沒有確切的答案。

天然存在的90種元素中，有65種元素不參與生物體組成。

從地球表面元素的豐度為：氧占49%、硅占26%、鋁占7.45%、鐵占4.20%、鈣占3.25%、鈉占2.4%、鉀占2.35%、鎂占2.35%、

氫占1%。

這些元素占地殼表面總量或豐度98%,接下去鉆占0.6%、碳占0.35%、氯占0.2%、氮0.04等

2.1.2生物體的主要分子

不同的生物體，其分子組成也大體相同無機分子：無機鹽和水。有機分子：：蛋白質(zhì)、核酸、脂類和多糖是組成生物體最重要的生物大分子。哪一種

分子含量最高？水是生物體內(nèi)所占比例最大的化學(xué)成分。

生物大分子的基本特性

?結(jié)構(gòu)復(fù)雜：構(gòu)成生物分子的結(jié)構(gòu)單元分子具有不同的排列組合，并可以進一步形成非常復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)；

④?遵循共同的建成和分解規(guī)律：生物大分子由簡單的單體小分子脫水縮合而成；分解時是通過水解反應(yīng)；

碳原子的不同排列方式和長短是生物分子多樣性的基礎(chǔ)；碳原子相互連接成鏈或成環(huán)，形成各種生物大分子的基本結(jié)構(gòu)。

碳原子具有不同尋常的成鍵能力，提供生物大分子的碳鏈骨架；

不對稱性；

含碳化合物共價鍵中貯藏大量的能量。

脫水縮合反應(yīng)及水解反應(yīng)

由生物單體分子合成生物大分子多聚體往往涉及與功能基團相關(guān)的脫水反應(yīng)，又稱為脫水縮合反應(yīng)。

使生物大分子多聚體分解為單體的分解反應(yīng)往往需要有水分子參與，因此又稱為水解反應(yīng)。水解反應(yīng)是脫水縮合反應(yīng)的逆反應(yīng)

1)無機分子

?水(water)—生命的源泉

?無機鹽(mineral)

離子一調(diào)節(jié)生命的環(huán)境

細(xì)

胞滲透壓

酶的活化

水的生物學(xué)作用

機體的主要組分之一；

促進物質(zhì)代謝；

調(diào)節(jié)體溫；

潤滑作用；

保持機體形態(tài)。

(2)無機鹽

一般以離子狀態(tài)存在，Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HPO42-

作用：

(1)對細(xì)胞的滲透壓和pH起著重要作用

內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定：pH值

生物生存3~8.5,各種生物、各種組織均有適宜的pH范圍，細(xì)胞中的離子有一定的緩沖能力。)

作用：(2)酶的活化因子和調(diào)節(jié)因子，Mg2+,Ca2+(3)合成有機物的原料,PO43-合成磷脂、核昔酸(4)動作電位、肌肉收縮等，Na+、K+、Ca2+

2)有機分子

?蛋白質(zhì)(Protein)?核酸(Nucleicacid)?糖(Carbohydrate)?脂類(Lipid)等

其中蛋白質(zhì)是由氨基酸(aminoacid)構(gòu)成的，核酸是由核甘酸(nucleotide)構(gòu)成因此氨基酸、核甘酸被稱為構(gòu)件分子(buildingblockmolecule)?種生物

的構(gòu)件是相同的

幾類重要的生命物質(zhì)

?生物體主要供能物質(zhì)——糖類

生命過程的能源

?生物體的重要構(gòu)件和儲能物質(zhì)——脂類

構(gòu)件，儲能

?遺傳信息的存儲和傳遞者—核酸

生命信息載體

?遺傳信息的表達者——蛋白質(zhì)

生命機器

生命過程的催化劑(酶)

2.2糖類化合物

糖廣泛存在于生物界，是地球上數(shù)量最多的一類有機化合物。對于植物來說，占其干重的85-90%、細(xì)菌占10%—30%、動物小于2%。

糖分子含C、H、。3種元素，通常3者的比例為1:2:1,一般化學(xué)通式為(CH2O)n。糖類包括小分子的單糖、寡糖和多糖。從化學(xué)本質(zhì)上來說，糖類

是多羥醛、多羥酮或其衍生物。

糖類的生物學(xué)功能

作為生物體的結(jié)構(gòu)成分：植物、真菌以及細(xì)菌的細(xì)胞壁；昆蟲和甲殼類的外骨骼等；

作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)：生物氧化的燃料一一葡萄糖和能量的貯存物質(zhì)一一淀粉和糖原等；

生物體內(nèi)的重要中間代謝物質(zhì)：糖類通過這些中間物質(zhì)為其它生物分子如氨基酸、核甘酸以及脂肪酸等提供碳骨架；

作為細(xì)胞識別的信息分子：許多膜蛋白、分泌蛋白和受體蛋白都是糖蛋白，即在特定部位結(jié)合一定量的寡糖。這些糖鏈可能起信號識別的作用。

不能水解的糖，葡萄糖、半乳糖、果糖、核糖及脫氧核糖

單糖按所含的碳原子數(shù)可分為：三碳糖、四碳糖、五碳糖和六碳糖等。

寡糖

少數(shù)幾個(2-6)單糖分子連接雙糖：由兩個單糖分子縮合一分子水而形成的聚合物。如蔗糖、麥芽糖和乳糖三糖：棉子糖，常見于許多植物。

由半乳糖、葡萄糖、和果糖各一分子縮合而成。

麥芽糖（maltose）兩分子葡萄糖由糖甘鍵連接，

蔗糖（sucrose）由一分子葡萄糖和一分子果糖通過糖昔鍵連接而成乳糖（lactose）由一分子葡萄糖和一分子半乳糖通過糖昔鍵連接而成

多糖

由很多單糖分子縮合脫水而成的分支或不分支的長鏈分子

按組成分：簡單多糖：淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)等復(fù)雜多糖：1糖蛋白；2蛋白聚糖，蛋白質(zhì)+糖胺聚糖（透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、肝素等）

共價結(jié)合；3糖脂。

按功能分：貯存多糖：淀粉（直鏈和支鏈）、糖原結(jié)構(gòu)多糖：纖維素、幾丁質(zhì)

按組成分：簡單多糖：淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)等復(fù)雜多糖：1糖蛋白；2蛋白聚糖，蛋白質(zhì)+糖胺聚糖（透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、肝素等）

共價結(jié)合；3糖脂

2.3脂類（lipids）化合物

脂類的組成和性質(zhì)

脂類是脂肪、磷脂、類固醇等類化合物的總稱,是由脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物

脂類分子也含C、H、。3種元素，但H:O遠大于2,有些脂含P和N,各種脂類分子的結(jié)構(gòu)可以差異很大

脂類不溶于水，可溶于非極性溶劑。

脂類主要包括：三酰甘油酯（中性酯）、磷脂、類固醇、菇類以及蠟。

脂類的生物學(xué)功能：

?是生物膜的主要成分；

?主要能源物質(zhì)，脂肪氧化時產(chǎn)生的能量大約是糖氧化時的二倍；

?參與細(xì)胞的識別；

?是某些生物大分子的組成；

?生物活性物質(zhì)，如B-胡蘿卜素、維生素E等；

?生物表面的保護層：保持體溫、水份、抗逆等

中性脂肪（動物-fat）和油（植物-oil）

由甘油（丙三醇）和脂肪酸結(jié)合成的三酰甘油酯或稱為甘油三酯。

脂肪：甘油三酯中含較多飽和脂肪酸，且常溫下呈固態(tài)的；油：甘油三酯中含較多不飽和脂肪酸，且常溫下呈液態(tài)的。

磷脂

又稱磷酸甘油脂，與脂肪不同之處在于甘油的一個羥基不是與脂肪酸結(jié)合成酯，而是與磷酸及其衍生物（如磷酸膽堿）結(jié)合，形成磷脂

類固醇

類固醇也稱留類，以環(huán)戊烷多氫菲為基礎(chǔ)，不含脂肪酸，但具有脂類性質(zhì)，

不同化合物只是在母核上連上不同的側(cè)鏈基團和取代基團。

生理功能

參與血液循環(huán)中脂類的運輸；

是細(xì)胞膜的組分；

幫助油脂消化吸收；

性激素均是脩類化合物；

皮質(zhì)激素也是留類化合物，調(diào)節(jié)糖代謝和水鹽平衡

其中膽固醇等脂類主要存在于動物細(xì)胞內(nèi)，既是細(xì)胞膜的重要成分，也是血中脂蛋白復(fù)合體的成分，與動脈硬化有關(guān)。

菇類

為異戊二烯的縮合物，具有重要的生理功能。

如：視黃醛、葉綠醇、B胡蘿卜素、維生素A等。植物油的特殊氣味，如：薄荷醇、樟腦。天然橡膠是大分子菇類化合物。

蠟

由飽和或不飽和高級脂肪酸（14-36C）和高級醇（16-30C）形成的酯。

如蜂蠟：重要組分為軟脂酸（16C）和30烷醇形成的酯。

皮膚表面，毛、羽、植物葉及果實表面以及昆蟲體表

2.4蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的主要種類和功能

1.結(jié)構(gòu)蛋白：生物結(jié)構(gòu)成分，如膠原蛋白、角蛋白等；

2.伸縮蛋白：收縮與運動，如肌纖維中的肌球蛋白等；

3.防御蛋白：如免疫球蛋白、金屬硫蛋白等；

4.貯存蛋白：貯存氨基酸和離子等，如酪蛋白、卵清蛋白、載鐵蛋白等；

5.運輸?shù)鞍祝哼\輸功能，如血液中運送02與CO2的血紅蛋白和運送脂質(zhì)的脂蛋白；控制離子進出的離子泵等；

6.激素蛋白：調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝、生長分化等，如生長激素；

7.信號蛋白：接受與傳遞信號，如受體蛋白等；

8.酶：催化功能，包括參與生命活動的大多數(shù)酶。

蛋白質(zhì)是由20種氨基酸組成的生物大分子

氨基酸結(jié)構(gòu)的共同特點在于與竣基相連的碳原子（a-碳原子）上都有一個氨基和一個R基；組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L一型的，所以除Gly外其它19種

氨基酸都是L-a-氨基酸。

氨基酸功能

蛋白質(zhì)合成原材料；

自身作為生物活性物質(zhì)；

其衍生物參與生理調(diào)節(jié)過程和催化代謝反應(yīng)（如甲狀腺素）；

肽鍵、肽和多肽

不同數(shù)目的aa以肽鍵順序相連，形成鏈狀分子，即是肽或多肽，通常分子量在1500以下的為肽，在1500以上的為多肽，-NH2端為N末端寫在左，

另一端為C末端，寫在右。

蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是靠共價鍵（肽鍵）維系的；而高級結(jié)構(gòu)是靠非共價鍵（氫鍵、疏水鍵、離子健和范德華力）維系的。

一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是氨基酸序列，決定許多性質(zhì)與功能、決定蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的定位信號、修飾信號和壽命信號（NN端第一個aaaa殘基是

MetMet、SerSer、ThrThr、AlaAla、ValVahCysCys、GlyGly、ProPro則蛋白質(zhì)壽命長，另1212種aaaa則壽命短）

二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈局部折疊形成的構(gòu)象單元。因為肽鏈中C原子連有0（略顯負(fù)電性），而N原子共價結(jié)合有H（略顯正電性），因而可形成鏈內(nèi)H鍵，導(dǎo)致二

級結(jié)構(gòu)個螺旋（個-Helix）和J折疊（J-Sheet）的形成。個螺旋（個-Helix）和J折疊（J-Sheet）

三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，整個單體蛋白質(zhì)分子或亞基由于R基團的疏水性或親水性不同，可進一步形成的特定立體結(jié)構(gòu)，即三級結(jié)構(gòu)（體現(xiàn)生物

活性）。

血紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)2—3級結(jié)構(gòu)之間又有2個結(jié)構(gòu)層次：結(jié)構(gòu)域（domain）和特征序列（motif）。

四級結(jié)構(gòu)：在三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多亞基蛋白裝配形成特定空間徘布，即蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)。

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

?一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

序列分析

?空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

結(jié)構(gòu)分析

一級結(jié)構(gòu)即氨基酸順序高級結(jié)構(gòu)生物學(xué)功能

蛋白質(zhì)的特定構(gòu)象即蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)對于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。

蛋白質(zhì)變性(構(gòu)象發(fā)生變化)使得其特定的功能便立即發(fā)生變化。

蛋白變性的特點：

蛋白質(zhì)變性后，生物活性喪失，溶解度下降，粘度增加。

可逆變性：鹽析

不可逆變性：加熱、凝固

2.5核酸

核酸是重要的生物大分子之一；

貯存遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成，從而控制著細(xì)胞和生物體的生命過程；

核酸是由許多順序排列的核昔酸組成的大分子，包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)；

貯存遺傳信息的特殊DNA片段稱為基因，它編碼蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

核甘酸的堿基分為兩類；一類是喀啜，是單環(huán)分子；一類是嗯吟，是雙環(huán)分子。

DNA的堿基是A、T、G、C,RNA的堿基是A、U、G、C。

特殊功能的核甘酸

?ATP及ADP：參與生物能量轉(zhuǎn)換。

?GTP與GDP:參與細(xì)胞信息傳遞；

?cAMP和cGMP:第二信使或胞內(nèi)信使；

?CoA,NAD,NADP,FAD,FMN。

核昔二磷酸和三磷酸中的焦磷酸鍵為高能鍵。

由許多核甘酸通過一個核甘酸的戊糖與另一個核甘酸的磷酸聚合串聯(lián)成長鏈，核甘酸之間借C-3'和C-5'間的磷酸二酯鍵連接。

DNA的空間結(jié)構(gòu)

是由許多順序排列的核甘酸單體組成的大分子，具有三級結(jié)構(gòu)。

DNA的一級結(jié)構(gòu)是指4種核甘酸的連接和排列順序，代表了DNA分子的化學(xué)組成，也影響了DNA的高級結(jié)構(gòu)；DNA的二級結(jié)構(gòu)是指兩條多核甘酸長

鏈以反向平行盤繞而成的雙螺旋狀結(jié)構(gòu)，它又包括三種構(gòu)象，即B-DNA、A-DNA及Z-DNA;DNA三級結(jié)構(gòu)是DNA的高級結(jié)構(gòu)，是指DNA雙螺旋進

一步扭曲盤繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)，又分為正超螺旋和負(fù)超螺旋，它們之間可以互換，但以負(fù)超螺旋為主。

DNA一級結(jié)構(gòu)一核甘酸排列順序

?主要指通過3。，5?-磷酸二酯鍵連接起來的四種脫氧核糖核甘酸在分子中的排列順序；

?堿基排列順序決定了其攜帶的遺傳信息及行使的生物學(xué)功能；

DNA的二級結(jié)構(gòu)

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

DNA及其雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)

1951年Watson23歲

丹麥的哥本哈根Wilkins教授

英國劍橋大學(xué)Cavendish實驗室

Crick,31歲

倫敦大學(xué)King's實驗室

女科學(xué)家Franklin

Wilkins教授Randall教授

DNA應(yīng)該是雙螺旋

A與T、C與G巧妙連接

符合X衍射數(shù)據(jù)DNA的復(fù)制

1953年2月28日，Watson和Crick用金屬線又制出了新的DNA模型，他們?yōu)樽匀豢茖W(xué)樹立了一座閃閃發(fā)光的里程碑。

DNA堿基組成規(guī)律

50年代Chargaff等發(fā)現(xiàn)；又稱為堿基“互補原則”：

aDNA中A與T、G與C摩爾含量相等，噂吟與喀咤總含量相等，A+G=C+T；

bDNA堿基組成具有種的特異性，但沒有組織和器官的特異性；

c年齡，營養(yǎng)，環(huán)境不影響堿基組成；

DNA雙螺旋的意義

有效的解決了遺傳信息的儲存、傳遞和自我復(fù)制

提出了遺傳信息的流動過程短制DNA轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)

DNA分子的三級結(jié)構(gòu)；

線粒體、葉綠體、細(xì)菌、質(zhì)粒及一些病毒的DNA雙螺旋分子尚可形成封閉環(huán)狀，天然狀態(tài)的環(huán)狀DNA分子多扭曲成麻花狀的超螺旋結(jié)構(gòu)（superhelix）,

這些比螺旋更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)即DNA分子的三級結(jié)構(gòu)；

真核生物細(xì)胞核中DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)，以DNA雙螺旋盤繞在組蛋白上形成核小體（nucleosome）o核小體是染色質(zhì)（chromatin）的核心小粒，由

有140個堿基對的雙螺旋DNA纏繞于由組蛋白（H2A、H2B、H3及H4各二分子）組成的八聚體外面。

RNA結(jié)構(gòu)特點

RNA大多是單鏈分子，是以DNA為模板合成的；含核糖而不是脫氧核糖；4種核甘酸中，不含胸腺喀噬（T）,而是由尿喀啜（U）代替了胸腺喀

咤（T）o細(xì)胞中主要有3種RNA：

即信使RNA（messengerRNA,mRNA,在細(xì)胞中占3—5%），核糖體RNA（ribosomeRNA,rRNA,占80%以上）和轉(zhuǎn)運RNA（transferRNA,tRNA,

占15%左右）。

mRNA,即信使RNA

mRNA是遺傳信息的攜帶者。線形單鏈結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄DNA上的遺傳信息，再進入細(xì)胞質(zhì)，作為指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的模板；

5'端有甲基化結(jié)構(gòu)，抗水解，并作為蛋白質(zhì)合成的起始因子識別；

有前導(dǎo)序列，用于定位的功能；

3'含有polyA尾結(jié)構(gòu)，有利于進入細(xì)胞質(zhì)以及提高穩(wěn)定性。

tRNA,即轉(zhuǎn)移RNA

tRNA局部為雙鏈，在3'、5'端相反一端的環(huán)上具有由3個核昔酸組成的反密碼子（環(huán)），在蛋白質(zhì)合成時與mRNA上互補的密碼子相結(jié)合。tRNA起

識別密碼子和攜帶相應(yīng)氨基酸的作用。倒L形三葉草形每一種氨基酸都有其相應(yīng)的一種或幾種tRNA

rRNA,核糖體RNA

rRNA和蛋白質(zhì)共同組成核糖體，即蛋白質(zhì)合成的場所。在原核生物和真核生物細(xì)胞中rRNA的種類以及核糖體的組成不同。

小結(jié)

生物大分子的基本性質(zhì)取決于有機化合物的碳骨架和功能基團。

蛋白質(zhì)、核酸、脂類和多糖等，都是由含有功能基團的相同或相近

的單體脫水縮合而成。

糖類包括單糖、寡糖和多糖。糖是生物代謝反應(yīng)的重要中間代

謝物，是細(xì)胞重要的結(jié)構(gòu)成分，可構(gòu)成核酸和糖蛋白等重要生物大

分子，糖類又是生命活動的主要能源。

脂類主要是由碳原子和氫原子通過共價鍵結(jié)合形成的非極性化

合物，具有疏水性。中性脂肪和油都是由甘油和脂肪酸結(jié)合成的脂

類。卵磷脂是生物膜脂質(zhì)雙層的主要成分。

蛋白質(zhì)是細(xì)胞最重要的結(jié)構(gòu)成分并參與所有的生命活動過程。

蛋白質(zhì)的特定構(gòu)像對于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。

核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩類。DNA是右

旋的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA是遺傳信息的攜帶者。貯存遺傳信息的特殊

DNA片段稱為基因，它決定蛋白質(zhì)的功能。RNA是一類單鏈分子，在

蛋白質(zhì)的合成中起重要作用。1953年Watson和Crick建立了DNA雙螺

旋結(jié)構(gòu)理論，奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)基礎(chǔ)。

2,6細(xì)胞

2.6.1細(xì)胞及細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展

顯微鏡的發(fā)明與細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

^Animalcules^inadropofpondwaterseenbyLeeuwenhoek,300多年前AntonvanLeeuwenhoek（荷蘭，1632-1723）世界上最早的顯

微鏡，能將微小物體放大近300倍，最早看到細(xì)菌的人Leeuwenhoek

細(xì)胞學(xué)說的提出與完善：

1838年，德國植物學(xué)家施萊登(MJSchleiden)發(fā)表了“植物發(fā)生論”；

1839年，德國動物學(xué)家施旺(TSchwann)發(fā)表了?關(guān)于動植物在結(jié)構(gòu)和生長中一致性的顯微研究?，首次提出細(xì)胞學(xué)這一名稱。

確立?細(xì)胞學(xué)說?。

1855年，Virchow完善了細(xì)胞學(xué)說

細(xì)胞學(xué)說可以歸納為以下兩點：1.所有生物都由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物組成；2.新的細(xì)胞必須經(jīng)過已存在的細(xì)胞分裂而產(chǎn)生。

2.6.2細(xì)胞的基本概念

從形態(tài)學(xué)的角度定義細(xì)胞：

細(xì)胞是由膜包圍的原生質(zhì)團，通過質(zhì)膜與周圍環(huán)境進行物質(zhì)和信息交流。

被質(zhì)膜包裹在細(xì)胞內(nèi)的所有生活物質(zhì)稱為原生質(zhì)，包括細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。

細(xì)胞具有不同的形態(tài)和大小。

多種多樣，細(xì)胞形態(tài)和大小的差異，一般與其所執(zhí)行的生理功能以及所處的環(huán)境條件有關(guān)。

細(xì)胞大小主要受核質(zhì)比和表面積/體積比決定

細(xì)胞是生命活動的功能單位，一切代謝活動均以細(xì)胞為基礎(chǔ)，細(xì)胞具有獨立的、有序的自控代謝體系。

細(xì)胞是生物體生長發(fā)育的基礎(chǔ)

?生物體的生長，部分是通過細(xì)胞體積的增長來實現(xiàn)；?多細(xì)胞生物的生長主要是通過細(xì)胞分裂，數(shù)目增加并伴隨細(xì)胞的分化來實現(xiàn)的；?在多細(xì)胞生

物中，具有不同形態(tài)和功能的細(xì)胞都是由一個受精卵分裂和分化而來的。所以，研究生物的生長發(fā)育必須以研究細(xì)胞的增值、生長與分化為基礎(chǔ)。

細(xì)胞是遺傳的基本單位，具有遺傳的全能性

每一個細(xì)胞，不論低等生物還是高等生物的細(xì)胞，單細(xì)胞生物或多細(xì)胞生物的細(xì)胞，結(jié)構(gòu)簡單或復(fù)雜的細(xì)胞，未分化的細(xì)胞或分化的細(xì)胞（除極少數(shù)

終極分化的細(xì)胞外），性細(xì)胞或體細(xì)胞都包含著全套的遺傳信息，即全套的基因，因此，細(xì)胞具有遺傳的全能性。

◎細(xì)胞是生命起源的歸宿，是生物進化的起點；形狀與大小各異的細(xì)胞是生物進化的結(jié)果。人神經(jīng)細(xì)胞植物纖維細(xì)胞雞卵人卵和精子變形蟲血細(xì)胞支

原體?從原始細(xì)胞到原核細(xì)胞：約30~35億年前：球形微生物和桿狀細(xì)菌；?從原核細(xì)胞到真核細(xì)胞：約16~13億年前：真菌化石?從單細(xì)胞到多細(xì)胞機

體進化：約8~7億年前。

沒有細(xì)胞就沒有完整的生命（病毒的生命活動離不開細(xì)胞）

非細(xì)胞形態(tài)的生命體一病毒

病毒已發(fā)現(xiàn)3000余種（含40000亞種）包括：

旗病毒（virus）：

DNA或RNA與蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體；

像病毒（viroid）：

感染性的RNA構(gòu)成，發(fā)現(xiàn)約20余種，如馬鈴薯紡錘塊類病毒；

皈病毒（prion）：

僅由有感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成，如瘋牛病。

本節(jié)課要點

細(xì)胞共性；原核和真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)；

細(xì)胞周期；有絲分裂和減數(shù)分裂概念和生物學(xué)意義；

生物多樣性；

雙名法、五界系統(tǒng)；

病毒及原核生物的基本特征。

細(xì)胞的共性：

所有細(xì)胞表面均具有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白體構(gòu)成的細(xì)胞膜體系；所有的細(xì)胞都有由兩種核酸（DNA與RNA）與蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的遺傳信息復(fù)制

與表達體系。雖然病毒以其中一種核酸作為遺傳信息的載體，但病毒的復(fù)制過程往往離不開兩種核酸的參與；所有的細(xì)胞都具有作為蛋白質(zhì)合成的機

器的核糖體；細(xì)胞具有自我復(fù)制的能力，能夠產(chǎn)生更多的細(xì)胞；而且所有細(xì)胞都以一分為二的方式進行分裂增殖。遺傳物質(zhì)在分裂前復(fù)制加倍，在分

裂時均勻地分配到兩個子細(xì)胞內(nèi)；

2.6.3細(xì)胞的類別

原核細(xì)胞

原核細(xì)胞是地球上起源最早、結(jié)構(gòu)最簡單的生命形式從原始細(xì)胞到原核細(xì)胞：約30~35億年前：球形微生物和桿狀細(xì)菌；

原核細(xì)胞的特性

遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成。很多細(xì)菌在核區(qū)外還含有染色體外遺傳物質(zhì)，即環(huán)狀質(zhì)粒DNA;細(xì)胞內(nèi)只有核糖體細(xì)胞器，

但沒有核膜和具有專門結(jié)構(gòu)與功能分化的其它細(xì)胞器，而其核物質(zhì)有趨于集中在一起的現(xiàn)象，所以，有時稱為類核或擬核；細(xì)胞壁的主要成分是肽聚

糖。

2.6.4真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

?細(xì)胞膜和細(xì)胞壁

細(xì)胞膜又稱質(zhì)膜，具有半透性，可選擇地讓物質(zhì)通過；它還有一些細(xì)胞識別位點如激素的受體、抗原結(jié)合點等，具有接受外界信息、與外界通訊等功

能。

植物細(xì)胞的細(xì)胞膜外還有細(xì)胞壁，具有支持和保護植物細(xì)胞的功能

細(xì)胞核

核被膜是包在核外的雙層膜，外膜可延伸與細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。一些蛋白質(zhì)和RNA分子可通過核被膜或核被膜上的核孔進入或輸出細(xì)胞核。

染色質(zhì)是核中由DNA和蛋白質(zhì)組成并可被蘇木精等染料染色的物質(zhì)，染色質(zhì)DNA含有大量基因片段，是生命的遺傳物質(zhì)。

核仁是核中顆粒狀結(jié)構(gòu)，富含蛋白質(zhì)和RNA,核糖體的裝配場所。

染色質(zhì)和核仁都被液態(tài)的核基質(zhì)所包圍。

?細(xì)胞器

細(xì)胞膜內(nèi)是透明粘稠并可流動的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，細(xì)胞器分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。

細(xì)胞器主要包括：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、線粒體、質(zhì)體、微體、液泡、微管、微絲等。有的細(xì)胞表面還有鞭毛或纖毛。

線粒體

由內(nèi)膜和外膜包裹的囊狀結(jié)構(gòu)，囊內(nèi)是液態(tài)的基質(zhì)。外膜平整，內(nèi)膜向內(nèi)折入形成一些喳，內(nèi)膜面上有ATP酶復(fù)合體。線粒體是細(xì)胞呼吸和能量代謝中

心。線粒體基質(zhì)中還含有DNA分子和核糖體。

質(zhì)體

是植物細(xì)胞的細(xì)胞器，包括白色體和有色體。

葉綠體

是最重要的有色體，是植物光合作用的細(xì)胞器。葉綠體也有兩層膜，也含有環(huán)狀的DNA和核糖體。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

脂類雙分子層為基礎(chǔ)形成的囊腔和管道系統(tǒng)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與脂類合成和代謝有關(guān)。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上附有顆粒狀的核糖體。核糖體是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的

場所，糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并運輸?shù)鞍踪|(zhì)。

高爾基體

是一些聚集的扁的小囊和小泡。是細(xì)胞分泌物的加工和包裝場所，最后形成分泌泡將分泌物排出體外。高爾基體還與植物分裂時的新細(xì)胞壁和細(xì)胞膜

的形成有關(guān)。

溶酶體

是單層膜小泡，由高爾基體斷裂而產(chǎn)生，內(nèi)含多種水解酶，可催化蛋白質(zhì)、核酸、脂類、多糖等生物大分子，消化細(xì)胞碎渣和從外界吞入的顆粒。

微體液泡

細(xì)胞骨架

由微管、肌動蛋白和中間絲構(gòu)成的，維持著細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性。

2.6.5生物膜

各類細(xì)胞器的膜（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、內(nèi)囊體膜等）、質(zhì)膜和核膜在分子結(jié)構(gòu)上基本相同，它們統(tǒng)稱為生物膜。

膜的結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型主要特點：有序性流動性不對稱性生物膜的結(jié)構(gòu)是與其功能相一致的。

?物質(zhì)的跨膜運輸

被動運輸口引簡單擴散

口前易化擴散

主動運輸榛口直接消耗ATP

（動物細(xì)胞）口口鈉鉀泵

（植物細(xì)胞）配時質(zhì)子泵

友＞友＞間接消耗ATP亞＞亞＞協(xié)同運輸

胞吞和胞吐作用

生物大分子或顆粒物質(zhì)的運輸

真核細(xì)胞的性質(zhì)

具有真正的細(xì)胞核，其遺傳物質(zhì)DNA包被在雙層膜的特殊結(jié)構(gòu)中；具有許多由膜包被的各式細(xì)胞器，即線粒體、葉綠體、高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等；

植物及真菌具有細(xì)胞壁，其成分分別是纖維素和幾丁質(zhì)；DNA結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其中含有許多非編碼區(qū)，而且存在多種調(diào)控機制；具有由特異的結(jié)

構(gòu)蛋白裝配而成的細(xì)胞骨架和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)系統(tǒng)。

植物細(xì)胞和動物細(xì)胞

植物特有的結(jié)構(gòu)?細(xì)胞壁(cellwall)?葉綠體(chloroplast)?大液泡(vacuole)?胞間連絲(plasmodesmata)

真核細(xì)胞和原核細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)特征的比較

特征原核細(xì)胞

細(xì)胞大小

細(xì)胞膜

細(xì)胞核

染色體DNA

核外DNA

胞質(zhì)區(qū)域化

細(xì)胞骨架

核糖體

細(xì)胞增殖

細(xì)胞組織

真核細(xì)胞起源

傳統(tǒng)觀點：由原核細(xì)胞進化而來。

從原核細(xì)胞到真核細(xì)胞：約16~13億年前：真菌化石

漸進式進化是漸進、直接進化過程。

內(nèi)共生假說

內(nèi)共生假說的證據(jù)：細(xì)胞器DNA與原核細(xì)胞DNA相似，16SrRNA測序。葉綠體與線粒體內(nèi)共生假說：1獨立的基因組；2獨立完整的蛋白質(zhì)合成

系統(tǒng)，而且類似原核；3線粒體能以分裂發(fā)生繁殖以及內(nèi)外膜組成和結(jié)構(gòu)差異大；4葉綠體可在異體細(xì)胞中生存。

小結(jié)

細(xì)胞學(xué)說可以歸納為；所有生物都由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物組

成；新的細(xì)胞必須經(jīng)過已存在的細(xì)胞分裂而產(chǎn)生。

原核細(xì)胞是地球上起源最早、結(jié)構(gòu)最簡單的生命形式。原

核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)分布于核區(qū)，沒有以膜為基礎(chǔ)的具特定結(jié)構(gòu)

與功能的細(xì)胞器，細(xì)胞壁主要化學(xué)成分是肽聚糖而區(qū)別于以纖

維素為主的植物細(xì)胞壁。

真核細(xì)胞具有真正的細(xì)胞核，其遺傳物質(zhì)DNA包被在雙層

膜的特殊結(jié)構(gòu)中。細(xì)胞核包括核仁、核質(zhì)和核膜等部分。真核

細(xì)胞還具有許多由膜包被或組成的細(xì)胞器，它們包括線粒體、

葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等。

膜是生命最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。典型的生物膜為蛋白質(zhì)鑲嵌的磷

脂雙分子層，具有脂類的流動特性。物質(zhì)的跨膜運輸包括不需

要能量的被動運輸和需要消耗ATP的主動運輸。

生命通過繁殖而延續(xù)，繁殖是生命最基本的特征之一。通過繁殖，生物的基本特征信息由父母傳遞給子代，這種信息傳遞稱為遺傳。

2,6細(xì)胞的繁殖

細(xì)胞分裂的作用

一些單細(xì)胞生物，如眼蟲和變形蟲，一次細(xì)胞分裂可形成兩個新生物體。

多細(xì)胞生物，也是由一個細(xì)胞口切受精卵或合子經(jīng)過多次分裂和分化發(fā)育形成

細(xì)胞分裂是細(xì)胞繁殖的一種形式。

繁殖與生殖

無性繁殖與有性繁殖

生物的生長也依賴于細(xì)胞分裂，細(xì)胞分裂還導(dǎo)致了多細(xì)胞生物的組織分化和生長發(fā)育

一個多細(xì)胞生物完全長大以后，仍然需要細(xì)胞分裂的過程。這種分裂生成的新細(xì)胞可用于替代不斷衰老或死亡的細(xì)胞，維持細(xì)胞的新陳代謝，或者用

于生物組織損傷的修復(fù)。

例如，骨髓細(xì)胞可以不斷再生出新的血細(xì)胞。

基因與染色體的復(fù)制

細(xì)胞分裂首先細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)時DNA要完成復(fù)制，再均等分為兩份。

在原核生物中，如在細(xì)菌裂殖時，這種DNA的復(fù)制和二分相對比較簡單

真核生物具有膜包被的細(xì)胞核，其內(nèi)細(xì)長的雙鏈DNA、蛋白質(zhì)及少量RNA結(jié)合形成的復(fù)合物稱為染色質(zhì)，它是一種易被堿性染料著色的遺傳物質(zhì)。

在細(xì)胞分裂時期，構(gòu)成染色質(zhì)的長鏈DNA分子經(jīng)過緊密纏繞、折疊、凝縮，并與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成染色體。

染色體是真核細(xì)胞分裂時期，在顯微鏡下可見的具有固定形態(tài)的遺物質(zhì)存在形式

每一種生物染色體的數(shù)目都是恒定的。

多數(shù)動物和植物的體細(xì)胞是二倍體

親本的每一個配子只帶有一組染色體，叫單倍體。單倍染色體組所含有的全部遺傳信息稱為基因組。

細(xì)胞有絲分裂時，復(fù)制后形成的兩個染色單體分開，分配到兩個新的子細(xì)胞中

細(xì)胞周期與有絲分裂

典型的細(xì)胞周期可包括間期和細(xì)胞分裂期兩部分。

間期包括一個（DNA）合成期（S期）及S期前后兩個間隙期（G1期，G2期）。

細(xì)胞分裂期則包括有絲分裂和胞質(zhì)分裂兩個主要過程。

有分裂能力的細(xì)胞，從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的一個完整過程稱為一個細(xì)胞周期

有絲分裂是一個連續(xù)的過程，根據(jù)染色體形態(tài)的變化特征可分為前期、中期、后期和末期。

特點：在間期每個染色體復(fù)制成兩條相同的染色單體，在分裂時有規(guī)律地分配到兩個子細(xì)胞核中。

配子形成與減數(shù)分裂

在動物和植物中，雌配子是一個卵細(xì)胞，雄配子是一個精子細(xì)胞（高等植物中稱為精核）。雌雄配子相互融合形成受精卵或稱合子。合子通常為二倍

體（2n）,而配子則為單倍體⑺）。

由二倍體細(xì)胞形成單倍體細(xì)胞需要在細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目減半，伴隨著染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂稱為減數(shù)分裂。

減數(shù)分裂的意義

確保了遺傳的穩(wěn)定性；

增加了變異的機會，使后代有更強的生命力。

小結(jié)

細(xì)胞周期：各階段的主要事件；

有絲分裂概念及生物學(xué)意義；

減數(shù)分裂概念及生物學(xué)意義。

第三章生物的多樣性及起源進化

3.1生物多樣性和物種3.2生物類群

3.3生物起源與進化

3.1生物多樣性和物種

3.1.1生物多樣性

1）生物多樣性（biodiversity）

是指有機體及其賴以生存的生態(tài)復(fù)合體之間的多樣性和變異性。

生物多樣性包括地球上所有植物、動物、微生物和它們擁有的基因以及由這些生物和環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。

2）生物多樣性的層次

生物多樣性具體包括下列三個層次：

遺傳多樣性

物種多樣性

生物群落多樣性（生態(tài)系統(tǒng)多樣性或景觀多樣性）

（1）遺傳多樣性（微觀層次）

廣義的遺傳多樣性：：地球上所有生物所攜帶的遺傳信息的總和，稱為生物遺傳多樣性。狹義的遺傳多樣性：是指同一生物物種內(nèi)不同種群之間或

同一種群內(nèi)不同個體之間的遺傳變異的總和。主要包括染色體水平的多樣性和DNA水平（基因）的變異性。

生物種內(nèi)不同群體的生態(tài)型、變種、亞種、品系等，都是遺傳多樣性的表現(xiàn)形式。

世界上所有生命既能保持自己物種的繁衍，又能使每一個個體都表現(xiàn)出差別，這要歸功于其體內(nèi)遺傳密碼的作用和基因表達的差別。

在組成生命的細(xì)胞中，DNA是遺傳物質(zhì)，由4種堿基在DNA長鏈上不同的排列組合，決定了基因及生命的多樣性。在人類DNA長鏈上就有10萬個基因，

它記錄了我們祖先的密碼。

遺傳多樣性是生物多樣性的基礎(chǔ)和內(nèi)在形式。一個物種的遺傳變異越豐富，對環(huán)境適應(yīng)能力越強，進化的潛力越大。

大自然用了幾十億年的時間，建造起如此浩繁、精致和復(fù)雜的基因，任何一個物種的絕滅，都會帶走它獨特的基因，令我們永遠地遺憾。

⑵物種多樣性（最基本層次）

是指地球上生命有機體種類的多樣化，包括動物、植物、微生物物種的豐富性及其變化。是生物多樣性在物種上的表現(xiàn)形

式，反映了地球上生物有機體的復(fù)雜性。

物種多樣性是遺傳多樣性的載體或體現(xiàn)。被認(rèn)為是生物多樣性研究的核心內(nèi)容。

e全世界大約有1300萬至1400萬個物種，但科學(xué)描述過的僅約有175萬種（Heywood等，1995）

物種多樣性是用一定空間范圍物種數(shù)量的分布頻率來衡量的，它通常又包括整個地球的空間范圍。

（3）生物群落多樣性或生態(tài)系統(tǒng)多樣性（宏觀層次）

指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)變化。

為適應(yīng)在不同環(huán)境下生存，各種生物與環(huán)境構(gòu)成了不同的生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）,這就是生命的家園。

■態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、平衡及調(diào)節(jié)機制千差萬別是生物多樣性的重要內(nèi)容。

維護地球生命的過程是由多樣性的生命來完成的。

生物多樣性是地球上生物經(jīng)過幾十億年發(fā)展進化的結(jié)果，它們的未知潛力為人類的生存和持續(xù)發(fā)展顯示了不可估量的美好前景。

3）保護生物多樣性的意義

全球每分鐘：損失耕地40公頃、損失森林21公頃、11公頃良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85萬噸；有300個嬰兒出生；有28人死于環(huán)境污染!

近400年里，484萬種動物滅絕，隨著世界人口的爆炸，經(jīng)濟的發(fā)展，物種滅絕的速度還要加快！

專家預(yù)計：從1990年至屹015年，世界上將有60萬到240萬種生物滅絕！

1999年國際植物大會：人類活動破壞了地球?qū)⒔话氲年懙兀龑?dǎo)致自然界的動植物加速走向滅絕，如果這種情況持續(xù)下去，估計下世紀(jì)后半葉，將

有1/3至2/3的物種從地球上消失！

一個基因可能關(guān)系到一種生物的興衰，一個物種可能影響一個國家的經(jīng)濟命脈，一個生態(tài)系統(tǒng)可能改變一個地區(qū)的面貌

3.1.2生物分類學(xué)與物種

分類學(xué)是認(rèn)識生物多樣性的基礎(chǔ)

分類系統(tǒng)

人為分類系統(tǒng)

主要是以動植物的經(jīng)濟用途為標(biāo)準(zhǔn)，或以表面上明顯的少數(shù)特征為標(biāo)準(zhǔn)。

同源與同功問題。

不能反映生物之間的內(nèi)在親緣關(guān)系和演化歷程。

現(xiàn)在只在某些應(yīng)用上的需要中采用，如經(jīng)濟植物學(xué)中常分油料植物、香料植物和纖維植物等。16世紀(jì)李時珍的?本草綱目

自然分類系統(tǒng)

能反映生物界的親緣關(guān)系和演化歷程的分類系統(tǒng)。

分類學(xué)應(yīng)該是生物進化的總結(jié)。

18世紀(jì)林奈的?自然系統(tǒng)?，綱、目、屬、種。

物種的概念

物種（species）是生物基本的分類單元。是形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)育特征和生態(tài)分布基本相同的一群生物。

?1969年ErnstMayr：種是一組可以相互雜交的自然種群，它們與其他種群組間具有繁殖隔離。?陳世襄教授：?種是由種群所組成的生殖單元，在

自然界中占有一定的生境，在系譜上代表一定的分支?，四標(biāo)準(zhǔn)：種群組成、生殖隔離、生境地位和系譜分支。

自然條件下，同種生物結(jié)合可產(chǎn)生有生殖能力的后代，不同種生物之間不能相互結(jié)合，即使結(jié)合也不能產(chǎn)生有生殖能力的后代，即生殖隔離。

同種生物具有共同的進化祖先，親緣關(guān)系相近的種構(gòu)成另一個高一級的分類單元（genus）。屬

生物分類的階層和雙名法

雙名法

瑞典植物學(xué)家林奈1735年提出科學(xué)的生物命名法—雙名法：

每種生物的學(xué)名由兩個拉丁字組成，用斜體，前一個字是該種所在屬的屬名，第一個字母大寫；第二字是種名，為該種生物的主要特征或產(chǎn)地，第一

個字母小寫。如人：Homosapiens；大腸桿菌Escherichiacoli。

分類學(xué)研究方法

經(jīng)典分類學(xué)主要是通過器官的形態(tài)觀察進行分類研究；現(xiàn)代分類學(xué)利用免疫反應(yīng)、染色體核型與顯帶、蛋白質(zhì)序列和DNA序列等分析方法。用免疫

學(xué)實驗方法分析蛋白質(zhì)的同源性來確定生物之間的親緣關(guān)系

三主干學(xué)說

1990年，Woose等提出古生菌、真細(xì)菌和真核生物進化系的三個主干學(xué)說，它們起源于共同的原始細(xì)胞。古生菌被稱為?生命的第三種形式?，

其主要代謝途徑成分的基因及其某些編碼細(xì)胞分裂中所含蛋白質(zhì)的基因與細(xì)菌類似，而特定信息加工（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯）的基因大多數(shù)類似于真核

生物。

3.2生物類群

Linnaeus將生物分為兩界：植物界和動物界。

真菌：不運動，無光合作用

1969年美國Whittaker提出根據(jù)生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征和能量利用方式的基本差異將全部生物分為五界。

病毒及其分類地位

?1892年俄國生物學(xué)家伊凡諾夫斯基研究煙草花葉病的病原體時發(fā)現(xiàn)。

1病毒的一般特點

?個體極小，能夠通過細(xì)菌濾器；?無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，僅含一種類型的核酸（或DNA或RNA）,其主要成分是蛋白質(zhì)和核酸；

?沒有完整的酶系和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)，離體條件下，以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在，可形成結(jié)晶，不能進行獨立的代謝活動；嚴(yán)格的活細(xì)胞內(nèi)寄生,

以復(fù)制的方式增殖；

?對抗生素不敏感，但對干擾素敏感。

2病毒的大小和形態(tài)

?結(jié)構(gòu)完整具有侵染力的成熟病毒顆粒稱為病毒粒子或病毒顆粒。

?大?。鹤钚〉牟硕够《荆?0納米左右，大的痘類病毒約300納米；

?形態(tài)：形態(tài)固定，大多數(shù)呈球形（或多面體），少數(shù)為桿狀或磚塊狀，噬菌體多為蝌蚪狀。

3病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)

?主要由核酸和蛋白質(zhì)組成，一種病毒只含有一種核酸（DNA或RNA）。有的還含有脂類、多糖（常以糖脂、糖蛋白的形式存在），一般僅見于囊膜中。

基本結(jié)構(gòu)

?核心+衣殼（核衣殼）。

?衣殼由許多蛋白質(zhì)亞單位衣殼體以對稱的形式，規(guī)則排列而成。

?有的病毒在核衣殼外還有囊膜、包膜、被膜、外膜等結(jié)構(gòu)，膜的表面還有突起：刺突、囊膜粒等。

4病毒的增殖

?在活細(xì)胞中，病毒以?復(fù)制?的方式進行繁殖，整個過程包括：

1吸附

2侵入

3脫殼

4生物合成

5裝配和釋放

病毒的類群

?按核酸類型：DNA或RNA病毒；以及單、雙鏈；

?通常按宿主類型分：1噬菌體；2植物病毒；3動物病毒：昆蟲病毒和脊椎動物病毒。

病毒與疾病

?病毒分布極其廣泛，在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖時往往導(dǎo)致宿主發(fā)生病變。

?人和動物60%的傳染性疾病是由病毒引起。如天花、麻疹、流行性感冒、脊髓灰質(zhì)炎、乙型腦炎、肝炎和AIDS等。

免疫源性疾病

艾滋病是由人類免疫缺陷?。℉IV）引起的獲得性免疫缺陷綜合征。HIV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，可特異性地侵犯CD4+T細(xì)胞，使人體細(xì)胞免疫功能被破

壞。

HIV感染人體的過程

?防治：消滅傳染源和傳染媒介，切斷傳播途徑及增強宿主的抗病能力等一般原則；

?預(yù)防：人工自動和被動免疫；應(yīng)用干擾素；

?病毒的應(yīng)用：噬菌體治療某些細(xì)菌感染；利用昆蟲病毒進行生物防治。

亞病毒：亞病毒是一類結(jié)構(gòu)和組成更小，更簡單的病原體，僅由核算或蛋白質(zhì)組成。

?類病毒：裸露RNA組成的專性寄生植物細(xì)胞的病原體

?阮病毒：引起羊瘙癢病、瘋牛病和人的進行性老年性癡呆的克-雅氏病和人震顫?。◣祠敳。?/p>

病毒在生物進化中的地位

?病毒介于生命與非生命之間。主要有三種看法：

1進化過程中退化的生物類型；

2原始的生命形式

3病毒是細(xì)胞中一部分遺傳物質(zhì)，細(xì)胞給它合成了蛋白質(zhì)外殼，脫離了細(xì)胞，就成了病毒粒子。

3.2.1原核生物界

原核生物界

作用或用途：有機物降解；自養(yǎng)或異養(yǎng)；工業(yè)發(fā)酵，造成水體污染，致病，提供單細(xì)胞蛋白及生物工程材料等

代表生物：大腸桿菌、螺旋藻

類別：古細(xì)菌、細(xì)菌、藍細(xì)菌等

特征：無明顯細(xì)胞核，無膜包被的細(xì)胞器，或者是一些微小的單細(xì)胞生物

細(xì)菌的形態(tài)

個體形態(tài)：主要有球形，桿狀和螺旋狀。

群體形態(tài)《菌落由單個或少數(shù)幾個細(xì)胞繁殖形成的群體成為菌落。

細(xì)菌的主要類群

?放線菌：G+,大多數(shù)由分枝菌絲組成，主要通過產(chǎn)生無性袍子方式進行繁殖；目前的抗生素有2/3以上是由放線菌產(chǎn)生的。

?立克次氏體和衣原體：G-o專性細(xì)胞內(nèi)寄生菌，重要的病原菌，如斑疹傷寒。

?支原體：G-o目前已知的能營獨立生活的最小生物?？梢酝ㄟ^細(xì)菌濾器，多數(shù)為病原菌。

?藍細(xì)菌：也歸為藻類，但為原核細(xì)胞，是地質(zhì)史上最早出現(xiàn)的放氧生物。

古菌

?古生菌一般生存在極端的生態(tài)環(huán)境中。

?主要有3個類群：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌和極端嗜酸嗜熱菌。

3細(xì)菌在自然界中的地位及與人類的關(guān)系

細(xì)菌在自然界中物質(zhì)循環(huán)中擔(dān)任了重要的角色。

細(xì)菌與疾病1病原菌可以使動植物和人患?。?正常的微生物菌群有利于抵抗病原菌；如：酸奶中乳酸桿菌。

細(xì)菌的利用：

工業(yè)、食品生產(chǎn)：多種產(chǎn)品生產(chǎn)，新的蛋白質(zhì)來源

醫(yī)療：免疫疫苗

農(nóng)業(yè)：生物農(nóng)藥，菌肥

環(huán)境保護：污染檢測、處理；降解有毒物；

新的能量來源：生物燃料，巴西發(fā)酵生產(chǎn)酒精燃料。

生物的多樣性及其起源進化

3,3,2原生生物界

特征：為真核細(xì)胞，單細(xì)胞或多細(xì)胞群體，大部分生活中水中

類別：原生動物，真核藻類，黏菌

代表生物：草履蟲，小球藻

作用或用途：有的行光合作用，是海洋或湖泊中的原初生產(chǎn)者，有的是古代是有來源等。

原生生物：水生態(tài)系統(tǒng)吞噬取食運動。

粘菌類生物

其生長期或營養(yǎng)期為裸露的無細(xì)胞壁多核的原生質(zhì)團，又叫變形體。繁殖期形成多細(xì)胞的抱子囊構(gòu)造并產(chǎn)生具有纖維質(zhì)細(xì)胞壁的抱子。

真核藻類

藻類是一類具有光合作用色素、無根莖葉分化的自養(yǎng)原植體生物。大多單細(xì)胞。

藻類植物

?是植物界中沒有根、莖、葉的分化，營光能自養(yǎng)生活，生殖器官多由單細(xì)胞構(gòu)成和無胚胎發(fā)育的一大類群。

?裸藻：又稱眼蟲或眼蟲藻

?分布：大多數(shù)分布于淡水，參與形成水華。

甲藻

?分布：多產(chǎn)于海洋中，行浮游生活，是海洋食物鏈的基礎(chǔ)，大量繁殖形成?赤潮?。

特殊的共生體——地衣

?藻類（藍藻、綠藻）和真菌（多數(shù)是子囊菌，少數(shù)為擔(dān)子菌）的共生復(fù)合有機體。殼狀地

3.2.3真菌界

類別：霉菌、子囊菌、擔(dān)子菌

代表生物：青霉、木耳、猴頭菇

特征：為真核細(xì)胞，但無葉綠素，不能光合作用，行腐食營養(yǎng)

作用或用途：降解有機物，致病，作物病害，制藥，食品等。

3.2.4植物界

苔葬植物蕨類植物裸子植物被子植物把子植物種子植物植物是適應(yīng)陸地生活、具有光合作用能力的多細(xì)胞真核生物。

植物與綠藻相同：光和色素、養(yǎng)分(淀粉)、細(xì)胞壁成分為纖維素不同：適應(yīng)陸地生活和水中生存

分類：抱子植物：苔群植物和蕨類植物

種子植物：裸子植物和被子植物

不同植物的生活史都包括單倍體核相的配子體與雙倍體核相的狗子體世代的交替，但各自的抱子體與配子體的特征及生活期等都有很大的差別。

苔葬植物

(1)苔葬植物的一般特征

小型植物，多生于潮濕的環(huán)境中；

生活史具明顯的世代交替，配子體發(fā)達，抱子體退化且不能獨立生活；

配子體為片狀葉狀體，或類似根、莖、葉分化的擬莖葉體：

只有假根，主要起固著作用；

莖僅有皮層和中軸的分化，中軸主要起機械支持作用，無維管組織；

葉多為一層細(xì)胞構(gòu)成，能進行光合作用和直接吸收水分和養(yǎng)料。

有性生殖器官由多細(xì)胞構(gòu)成：雄性生殖器官為精子器，外壁由一層細(xì)胞組成；雌性生殖器官為頸卵器。

受精卵在頸卵器中發(fā)育成胚。

配子體世代發(fā)達，胞子體退化

陰濕環(huán)境

多細(xì)胞

葉狀體或擬莖葉體

單細(xì)胞假根

無維管束組織

有頸卵器

(2)苔葬植物的主要類群

唯據(jù)營養(yǎng)體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生殖器官的發(fā)育以及生態(tài)適應(yīng)性等劃分。

舉綱

蹲綱

苔綱

多為兩側(cè)對稱的葉狀體或擬莖葉體，常有背腹之分，假根單細(xì)胞，莖無中軸分化，葉無中肋，雌雄異株，抱子體構(gòu)造比群類簡單，抱子萌發(fā)時，原

絲體階段不發(fā)達。

地錢：雌雄異體，雌雄生殖托為有性生殖器官。

營養(yǎng)繁殖：胞芽或斷裂；

群綱

常為輻射對稱的擬莖葉體，無背腹之分，假根由單列細(xì)胞構(gòu)成。

莖中常有中軸分化。葉常具中肋，抱子體構(gòu)造復(fù)雜，抱子萌發(fā)后，原絲體發(fā)達。

葫蘆群：配子體小型，黃綠色，有莖、葉分化，莖直立，下部生有多數(shù)假根。葉密集叢生莖上部，中肋較粗，由多層細(xì)胞構(gòu)成，雌雄同株，抱子發(fā)育

成多細(xì)胞分枝的原絲體，其上產(chǎn)生多個芽體。

(3)苔葬植物的起源和演化

學(xué)群植物在自然界中的地位：

舉群植物是高等植物中最低等的陸生植物，代表著從水生生活逐漸過渡到陸生生活的類型；

舉辭植物是陸生高等植物發(fā)展的一個旁支。

?藻類起源說和裸蕨退行演化說。

(4)苔群植物的生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟意義

理態(tài)學(xué)意義

?繼藍藻、地衣之后的拓荒者；

?吸水量大，防止水土流失；

修與湖泊、沼澤的陸地化和陸地的沼澤化的演替；

雎為某一生態(tài)條件下綜合性的指示植

苔群植物在經(jīng)濟上的利用：

入藥

飼料：北極群類凍原及斑狀群類凍原，放牧馴鹿

燃料：泥炭

園藝：吸水和保水能力，包裝運輸新鮮苗木或作為播種后的覆蓋物。

蕨類植物又稱羊齒植物，有根、莖、葉的分化，在抱子體中出現(xiàn)了較原始的維管組織構(gòu)成的維管系統(tǒng)（既是高等的抱子植物，又是原始的維管植物）。由

于維管系統(tǒng)的產(chǎn)生，使植物體具有較強的輸導(dǎo)能力，因此，可以在較干旱環(huán)境中生活。所以，蕨類植物一般為陸生。

1）蕨類植物的基本特征

阱于苔葬植物和種子植物的陸生植物：

理活史具有明顯的世代交替現(xiàn)象，有兩個獨立生活的植物體，抱子體和配子體，配子體退化，生活期短，而池子體發(fā)達。

蕨抱子體形態(tài)

抱子體具有根、莖、葉的分化；只有最原始類型沒有根和葉。抱子體大都為多年生草本。除少數(shù)種類外，均具有真根，多為不定根，吸收能力較

好，著生在根狀莖上，可以伸到土壤深處，吸收水分和無機鹽。

營養(yǎng)葉或不育葉：僅進行光合作用的葉；?抱子葉或能育葉：主要作用是產(chǎn)生抱子囊和抱子。

經(jīng)常見到的蕨類植物是胞子體，通常在葉子的下面或邊緣產(chǎn)生抱子囊，少數(shù)在莖或分枝頂端形成池子囊穗。抱子囊內(nèi)的胞子母細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生抱子。

配子體

抱子成熟后散出，在適宜的環(huán)境條件下，萌發(fā)為配子體即原葉體。

配子體能產(chǎn)生精子器和頸卵器，其結(jié)構(gòu)和苔葬植物相似，只是精子數(shù)目較少；頸卵器頸部較短，只有1個頸溝細(xì)胞。頸卵器中產(chǎn)生卵，精子器中產(chǎn)生帶

鞭毛的精子。精子以水為媒介而游動，進入頸卵器與卵結(jié)合。蕨精子器蕨頸卵器

受精后，合子發(fā)育成幼胚，暫時寄生于配子體上，隨著胚的發(fā)育，配子體逐漸枯萎死亡，幼小的胚成長為能獨立生活的抱子體。

蕨類植物大都為土生、石生或附生，少數(shù)為水生或亞水生，一般表現(xiàn)為喜陰濕和溫暖的特性。2）蕨類植物的分類及代表植物

我國植物學(xué)家、世界著名的蕨類植物學(xué)專家秦仁昌建立了一個新系統(tǒng)，把過去的5綱提為5亞門：石松亞門、水韭亞門、松葉蕨亞門、楔葉

亞門和真蕨亞門。

前4亞門為小型葉，真蕨亞門為大型葉。真蕨是進化水平最高、最繁茂的一群。

⑴石松亞門(Lycophytina)

犁表植物：

第松屬(Lycopodium)：葉無葉舌；胞子同型，原葉體獨立生活長；無根托，不定根直接在根狀莖上產(chǎn)生

卷柏屬(Selaginella)

葉有葉舌；狗子異型；原葉體獨立生活時間短；具有根托，在根托上產(chǎn)生不定根

o(2)水韭亞門(Isoephytina)

水韭屬(Isoetes)

⑶松葉蕨亞門(Psilophytina)松葉蘭

(4)楔葉亞門(Sphenophytina)木賊屬(Equisetum)

(5)真蕨亞門(Filicophytina)

如瓶爾小草屬(Ophioglossum)(35囊蕨綱(Eusporangiopsida)

3)蕨類植物在自然界的地位

?蕨類植物抱子體占優(yōu)勢，與苔葬植物相反，兩者演化路線不同。

?裸蕨植物是原始的蕨類，無葉，只有假根，泡子囊頂生，但莖中出現(xiàn)維管組織，有莖、葉的分化，蕨類植物起源于不同類型的裸蕨植物。

4)蕨類植物的經(jīng)濟價值

?藥用：目前用于藥用的蕨類植物，至少有一百多種；

?食用：蕨的塊狀根富含淀粉，幼葉(食用前需用米甜水或清水浸泡數(shù)日，除有毒成分)；

?工業(yè)用：脫模劑等

?指示植物：作氣候的指示植物

?農(nóng)業(yè)上：優(yōu)質(zhì)飼料和肥料

?觀賞：

裸子植物(Gymnospermae)

裸子植物是介于蕨類植物和被子植物之間，仍保留著頸卵器，具有維管束，能產(chǎn)生種子的一類高等植物。

(1)裸子植物的一般特征

①抱子體特別發(fā)達：多年生的木本植物，大多數(shù)為單軸分枝的高大喬木，枝條有長枝和短枝之分。具

有形成層和次生結(jié)構(gòu)。

公胚珠及種子裸露，沒有真正的花和果實。抱子葉大多數(shù)聚生成球果狀，稱抱子葉球。抱子葉球通常

單性，同株或異株；小胞子葉聚生成小抱子葉球；每個小抱子葉的下面生有貯滿小抱子的小抱子囊。

大抱子葉叢生或聚生成大狗子葉球，胚珠裸露。

④傳粉時花粉直達胚珠，受精作用在胚中進行：花粉粒由風(fēng)傳播，經(jīng)珠孔直接進入胚珠，在珠心上方

形成花粉管，進入胚囊，使精子與卵細(xì)胞受精。從授粉到受精的過程，要經(jīng)過相當(dāng)長的時間，約2?3

年。（2）裸子植物的分類

裸子植物是一個自然的分類群，裸子植物門通常分為蘇鐵綱、銀杏綱、松柏綱、紅豆杉綱、買麻藤綱。現(xiàn)代裸子植物有5綱，9