第一篇：清华大学普通生物学课件总结2植物
第一部分 导入
植物界的定义：含有叶绿素能够进行光合作用的陆生多细胞真核生物。包括以下类群：苔藓植物，蕨类植物，裸子植物，被子植物 初级生产者；
植物在自然界和人类生活中的作用：物质、能量循环；为其他生物提供赖以生存的栖息和繁衍后代的场所；调节气温、水土保持；净化大气和水质
一、植物细胞的基本结构
1、形状、大小——球状体、多面体、纺锤体、锥形体等；种子植物细胞：10－100 µm
2、基本结构——细胞壁 原生质体 原生质(原生质体是由生命物质原生质所构成，是细胞各类代谢活动的主要场所，是植物细胞最重要的部分))
3、结构特征（1）细胞壁
A.细胞壁的化学组成：多糖和蛋白质（最重要）
木质素等酚类化合物（增加机械强度）
脂类化合物（角质、栓质、蜡）（防止水分蒸发、机械损伤、抗病菌感染）
矿物质（草酸钙、碳酸钙和硅的氧化物）（增加硬度
细胞壁成分的变化：植物种类和细胞类型而有别；随细胞的发育和分化而变化（初生壁、次生壁成分不同）
B.细胞壁层次：(依形成的时间和化学成分划分）胞间层:又称中层或中胶层，果胶 初生壁:a.形成：细胞生长过程中由原生质体分泌形成的细胞壁层。b.特点：薄，约1－3nm，质地较柔软，有较大的可塑性，能随细胞的生长而延展。c.组成：纤维素、半纤维素和果胶（纤维素约占1/4，基质多糖相对较多，很少有木质素)次生壁:a.形成：细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的细胞壁层。b.特点：较厚，约5－10nm，质地较坚硬，有增强细胞壁机械强度的作用，没有伸缩性。c.组成：纤维素、半纤维素和木质素
（纤维素含量多，约占1/2，基质多糖相对较少，较多木质素，可能有栓质等。）
C.与细胞壁相关的结构
初生纹孔场：初生壁的厚度往往是不均匀的，常有一些凹陷的区域，其内有胞间连丝通过，这个区域称为初生纹孔场。
纹孔:次生壁形成时，有一些中断的区域，只有中胶层和初生壁，这种比较薄的区域称为纹孔。
(注意：纹孔也可在没有初生纹孔场的初生壁上产生)胞间连丝: 是连接相邻两个植物细胞的跨细胞的细胞器，是植物细胞间物质和信息交流的直接通道。胞间连丝将相邻的细胞连成一个生活的连续体
(胞间连丝是贯穿细胞壁的管状结构，周围衬有质膜，与两侧细胞的质膜相连。中间有连丝微管，连丝微管与质膜之间为细胞质通道，一般认为连丝微管中间没有腔，物质通过胞间连丝主要经由细胞质通道。)共质体:胞间连丝把所有生活细胞的原生质体连接成一个整体 质外体:细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔。
D.细胞壁在生命活动中的作用——机械支持，细胞生长的调控，物质运输，细胞识别，细胞分化，防御功能（主动抵御、木质化；寡糖诱导植物抗毒素）
（2）质体
植物细胞特有的细胞器，与碳水化合物的合成与贮藏密切相关 叶绿体
植物绿色细胞中
（叶绿素、叶黄素和类胡萝卜素）有色体
果实、花瓣或植物其他部分
（叶黄素和类胡萝卜素）白色体
植物体各部分储藏细胞中，淀粉和脂肪合成中心，不含色素，呈无色，颗粒状。【eg.造粉质体（淀粉体），蛋白质体（糊粉粒），造油体】
（3）液泡
细胞质中由单层膜包围的充满水液的泡。功能：调节细胞水势和膨压——压力渗透剂
参与细胞内物质的积累与移动（糖、脂肪、蛋白质的储藏场所）
隔离有害物质，防御作用
提高抗旱抗寒能力
参与新陈代谢
二、植物的组织与组织系统
组织：在个体发育中，具有相同来源的（即由同一个或同一群分生细胞生长、分化而来的）同一类型、或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位。
1.分生组织
由具有持续分裂机能的细胞组成，位于植物体生长部位。按来源、性质分：
原分生组织：位于根、茎生长锥的最顶端部分，是直接由胚细胞保留下来的一群原始细胞。细胞体积小，细胞核大，分裂能力强，连续分裂
初生分生组织：细胞在形态上出现了最初的分化，仍具有很强的分裂能力，但是不及原分生组织旺盛。是一种边分裂、边分化的组织，可看作是由分生组织向成熟组织过渡的组织。次生分生组织：由已经成熟的薄壁细胞，经过生理上和结构上的变化，又重新恢复分裂能力的组织，与根茎的加粗生长和重新形成保护组织有关。按位置分
顶端分生组织 使根、茎不断伸长，在茎上形成侧枝和叶 侧生分生组织 维管形成层
木栓形成层
居间分生组织 位于成熟组织之间，是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。位于单子叶植物茎的节间和叶鞘的基部。与居间生长有关，如拔节、抽穗。2.成熟组织or永久组织
按功能分类:（1）保护组织 A.初生保护结构——表皮
细胞类型：表皮细胞
气孔器（保卫细胞）毛状体
表皮毛状体为表皮上的附属物 作用：保护、分泌、吸收 等。表皮的作用：吸收、分泌、防御,气体交换、调节水分蒸发
B.次生保护结构——周皮 位于裸子植物和双子叶植物的老根老茎的外表 木栓层，木栓形成层，栓内层（2）薄壁组织（基本组织）
特点：具有薄的初生壁，较大，富含细胞间隙，具有生活的原生质体，细胞分化程度较低，在一定条件下可以转化为次生分生组织。（3）机械组织 厚角组织：分布于器官的外围，不均匀初生壁加厚，活细胞器官尚在伸长或经常摆动的部位，幼茎、叶柄、叶脉、花梗
厚壁组织：死细胞，均匀增厚的次生壁，常木质化。eg.纤维、石细胞（4）维管组织（疏导组织）
木质部 导管 导管在发育过程中伴随着细胞壁的次生加厚与原生质体的解体，导管两端的细胞初生壁被溶解，形成穿孔。成熟的导管分子为长管状的死细胞
管胞（长管状、运输水分和无机盐的死细胞）通过纹孔对运输水分 绝大多数裸子植物和蕨类唯一输导水分和矿物质的结构。绝大多数被子植物中导管和管胞同在，且以导管为主。
韧皮部 筛管：运输有机物的结构。筛管分子长成后，细胞核退化，细胞质仍保留，其末端的细胞壁称筛板,其上有筛孔，联络索
伴胞 筛胞
供营养（5）分泌组织
A.外分泌结构常分布于植物体的外表，将分泌物排于体外。E.G.蜜腺 腺毛 盐腺
B.内分泌结构是将分泌物滞留在植物体内的分泌结构 3.组织系统
1.皮组织系统，简称皮系统 表皮 周皮
2.维管组织系统，简称维管系统 韧皮部
木质部
3.基本组织系统，简称基本系统
薄壁组织
厚角组织
厚壁组织
第二部分
一、植物细胞的生长发育与分化
1、植物细胞的生长
2、植物细胞的发育
细胞生长过程伴随着发育过程（体积、形态、生理变化）生长发育的结果:细胞发生分化,组织器官发育成熟,衰老、死亡 植物的个体发育的过程就是细胞分裂与分化的过程
3、植物细胞的分化
在个体发育过程中，细胞间在形态、结构和生理功能上发生稳定差异的过程称为细胞分化。
细胞分化的实质：细胞分化是基因有选择地表达的结果,不同类型细胞合成不同种类的特异性蛋白质（部分特定基因被激活）
4.植物细胞的全能性
植物的体细胞含有母体细胞的全部遗传信息，具有发育成完整植株个体的潜能。
5.种子的结构;出土萌发;留土萌发
6.a.植物的营养生长 苗和根系的伸长，叶子的展开，茎的分枝和成熟植株形态的确立 b.植物的生殖生长
c.植物的初生生长
由于顶端分生组织细胞的分裂和分化导致的生长。伸长生长
二、根的生长及其结构
(1)根尖及其分区
指从根的顶端到着生根毛的部分,是根中生命活动最旺盛、最重要的部分。根尖分为四个区
根冠
分生区 伸长区
成熟区(2)根的初生结构
A.表皮:细胞排列整齐，紧密，细胞壁薄，有根毛 B.皮层:内皮层
(凯氏带)外皮层
C.维管柱(中柱): 中柱鞘:细胞有潜在的分裂能力，形成侧根
初生木质部：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞;初生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮纤维、韧薄壁细胞;幼根中初生组织结构(单子叶植物与双子叶植物根的初生结构比较)单子叶（空）
根的初生结构的特点（双子叶）：
a.初生木质部位于中心，辐射状或星芒状木质部束，木质部束数目稳定，二原型、三原型、多原型
b.初生韧皮部与木质部相间排列，数目相等;c.根的木质部与韧皮部之间由薄壁组织隔开;d.根的木质部与韧皮部的发育都是外始式;（3）侧根的发生
起源：中柱鞘，内皮层可以不同程度参与侧根的形成 发生位置：侧根原基在根毛区产生，在根毛区后方形成。侧根在母根组织中的位置：在同一种植物中常常是稳定的二原型：木质部与韧皮部之间；
三、四原型： 木质部脊的位置；多原型：正对着韧皮部（4）根的次生生长与次生结构
A.根的次生生长是由根的侧生分生组织——维管形成层和木栓形成层的活动的结果。维管形成层活动（维管形成层进行平周分裂的同时也进行垂周分裂）
使根加粗； 木栓形成层活动
形成新的保护组织——周皮。B.维管形成层（形成层）的产生与活动 来源：原形成层细胞
中柱鞘细胞
结构：次生木质部 导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞（垂直系统）木射线（水平系统）
次生韧皮部 筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞 韧皮射线（水平系统）木射线和韧皮射线合称维管射线 C.木栓形成层的产生与活动： 来源：中柱鞘细胞（早期）、次生韧皮部细胞（后期）产生：周皮(木栓层 木栓形成层 栓内层)D.根的次生结构
次生木质部
次生韧皮部
维管形成层
周皮
维管射线
三、茎的生长及其结构
（一）茎的基本形态
1、茎的外形
茎: 是植物地上部分的轴，其上着生叶、花和果实.起源于种子内幼胚的胚芽，有时还加上部分下胚轴。
枝条: 着生叶和芽的的茎称为枝或枝条 节:茎上着生叶和芽的位置.节间:两节之间的部分叫节间
叶痕:茎上的叶子脱落后留下的痕迹.皮孔:植物老茎木栓层表面形状各异的裂缝。这是老茎与外界进行气体交换的通道.2、茎的生长习性和分枝
生长方向与根相反；茎、根都是顶端生长，由顶端分生组织细胞分裂、伸长的结果；在少数如禾本科植物还有居间生长
（二）茎的初生生长与初生结构
1、茎尖及其发展
茎尖：茎的主干或分枝顶端叫茎尖。
茎尖的组成：生长锥
伸长区
成熟区
与根尖不同：无帽状结构，而是埋藏在顶芽内，被许多幼小的叶片紧紧包裹保护。
茎尖的分生组织
是茎本身生长延长的细胞源泉，分化形成叶、花、侧枝等。
2、芽的类型及构造
芽:是幼态未伸展的枝，花或花序。包括茎尖分生组织及其外围附属物，将来可发育形成枝或花。
由种子萌发所生长的植物，胚芽是第一个芽。胚芽发育成主茎、叶及腋芽；腋芽发育成分枝，庞大的分枝系统
顶芽的结构：生长锥（分生组织）、叶原基、小叶、腋芽原基
3、双子叶植物茎的初生结构 A.表皮：茎的初生保护组织，有表皮毛和气孔器分布。
B.皮层: 主要由薄壁细胞组成，外围分化出厚角组织，有些植物茎的周围存在厚壁组织一般无内皮层。C.维管柱(中柱）：初生维管束、髓、髓射线。
a.初生维管束包括：
（是无限维管束,维管束在茎中成环形排列）
初生木质部：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞。分化发育的顺序：内始式 初生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞。分化发育的顺序：外始式 束中形成层：原形成层细胞保留下来，形成新的木质部和韧皮部
b.髓: 茎的中心部分，由薄壁细胞组成。贮藏各种内含物，丹宁、晶体、和淀粉等。
c.髓射线：维管束之间的薄壁组织，位于皮层和髓之间，在茎的横切面上呈放射状排列，有横向运输的作用
单子叶植物茎的特点
1、大多数单子叶植物只有伸长生长和初生结构
2、单子叶植物表皮细胞为终身保护组织，没有周皮形成
3、维管束分散在基本组织之中或呈二轮分布在基本组织外侧周围（水稻）
4、有限维管束，没有束中形成层
5、皮层、髓、髓射线之间分界不清楚或不存在
（三）茎的次生生长与次生结构
茎的次生生长是由茎的侧生分生组织——维管形成层和木栓形成层细胞分裂、生长和分化，产生次生结构的过程。由此产生的结构叫次生结构。1.维管形成层的产生与活动
束中形成层和束间形成层形成维管形成层（纺锤状原始细胞和射线原始细胞）产生的结构：次生木质部 次生韧皮部 维管形成层的细胞组成
纺锤状原始细胞：细胞分裂产生纤维、导管、管胞和伴胞等，构成茎的轴向系统平周分裂为主，产生次生木质部和次生韧皮部原始细胞。
射线原始细胞：等径，细胞小，分裂产生射线细胞，构成植物的径向系统
2、木栓形成层的产生与活动： 来源：皮层薄壁细胞（多数），表皮（柳树、苹果），初生韧皮部薄壁细胞（少数）（葡萄、石榴）
产生：周皮（次生性保护组织 木栓层 木栓形成层 栓内层）
3、茎的次生结构
次生木质部 次生韧皮部
维管形成层
周皮
4、年轮、年轮线
边材、心材 树皮
维管形成层以外的所有部分 年轮 夏材 春材 第三部分
一、繁殖的类型
当生物生长发育到一定阶段时，就要繁衍与自己相似的后代，以延续其种族，这种现象叫生殖
繁殖：植物产生新个体的现象。生殖：以生殖细胞发育成为下一代新个体的方式
1、营养繁殖: 植物营养体的一部分直接形成新个体的繁殖方式。
2、无性生殖：生殖细胞不经两性的 结合可直接发育成新个体的繁殖方式。这种具有生殖能力的细胞称为孢子。无性生殖也称为孢子生殖。
eg.孢子植物:苔类、蕨类的孢子生殖发达且不产生种子，称为孢子植物（多数孢子植物也有有性生殖）。种子植物:通过有性过程产生种子，但也会产生孢子，也具有无性过程。
无性繁殖的利弊：利：有利于保持亲代的遗传特性；繁殖速度快，有利于大量快速的繁衍种族。弊：后代来自于同一基因型的亲本，生活力往往会有一定程度的衰退。
3、有性生殖：通过两性细胞的结合形成新个体的繁殖方式。最常见的方式: 配子交配。配子：单倍体的有性生殖细胞
植物的有性生殖类型:同配生殖.异配生殖.卵式生殖(高等植物均行卵式生殖)由精子和卵融合称为受精作用, 受精后的合子称为受精卵
有性生殖的意义：配子变异多，后代的变异自然也多；由异性核配形成的合子发育形成的后代较亲代的适应性更强；为选择提供了更广泛的物质基础，丰富的材料，使物质在结构和功能上更得到改善，有利于进化。
不利：弥补了无性生殖的缺点，又失去了无性生殖快速繁衍的优点。植物的生长分为两个阶段：营养生长 生殖生长 花芽分化是植物由营养生长转入生殖生长的标志
二、被子植物花的结构
（一）花的组成与基本结构 花被 雄蕊 雌蕊 花托 花柄
花是适应于繁殖功能的变态枝，花是不分枝的变态的短枝。花是被子植物的繁殖器官，通过开花传粉、受精后形成果实。花是果实和种子的先导，花、果实种子成为一体，但出现的先后和发展的性质及结构互有不同。
1、花柄和花托
花柄：着生花的小枝，也称花梗，支持花，又是茎和花相连的通道
花托：花柄或小梗的顶端部分，一般略成膨大，花的各部分按一定的 方式排列在它上面。花托的形状也随植物种类而异。
2、花冠的类型
花冠的作用： 招引昆虫传粉；保护雌蕊和雄蕊
花瓣也有分离和连合之分 eg.离瓣花
桃花、毛茛花
合瓣花 牵牛花
3、雄蕊的变化——各种方式的连合
A.单体雄蕊——花丝成1束 B.多体雄蕊——花丝连合成多束 C.聚药雄蕊 D.二体雄蕊
4、雌蕊的结构与类型
A.单雌蕊——一朵花中的雌蕊只由一个心皮组成（蚕豆、大豆）B.复雌蕊——一朵花中的雌蕊由几个心皮组成C.离生雌蕊——组成复雌蕊的心皮彼此分离D.合生雌蕊——组成复雌蕊的心皮相互连接成一个雌蕊
雌蕊群： 一朵花中雌蕊的总称，可有1或多枚雌蕊。
雌蕊是被子植物的雌性生殖器官，由一个或多个包围胚珠的心皮组成。构成雌蕊的单位是心皮, 是具有生殖作用的变态叶。
柱头 花柱 子房(子房壁
胎座(胚珠以珠柄着生在胎座上)胚珠(种子的前身))柱头：柱头的表皮细胞呈乳突状、毛状或其它类型，分两类
A.湿型柱头：表面有柱头分泌液，含有水分、糖类、脂类、酚类、激素和酶等，可粘附花粉，并为花粉萌发提供水分和其它物质。
B.干型柱头：表面无分泌液，其表面的亲水蛋白质表膜能从膜下的角质层中断处吸收水分，如小麦、水稻等植物的柱头。
花柱
空心花柱
花柱道
通道细胞
实心花柱
引导组织
胞间隙充满果胶
成熟胚珠的结构
珠被（内、外）珠孔 珠心 胚囊（雌配子体）
（二）花各部分结构的多样性及其演化
1、花部数目的变化
从多而无定数到少而有定数
多数被子植物，花被、雌蕊、雄蕊数目稳定在3数（多为单子叶植物）、4数和5数（多为双子叶植物）或3、4、5的倍花部的数目在演化中趋于退化减少，如紫丁香
2、排列方式的变化
原始种类花部呈螺旋状，多数植物中花部呈轮状排列
3、对称性的变化
两侧对称
辐射对称
4、子房位置的变化
（三）花序
花按一定的排列格式生长在共同的花轴上, 这种簇生的形式称为花序
1.无限花序：在开花期间其花序轴可继续生长，不断产生新的苞片与花芽；开花的顺序是花序轴基部的花或边缘的花先开，顶部花或中间花后开。
2.有限花序（聚伞花序）：花序轴顶部花先开，花序轴顶端不再向上产生新的花芽，而是由顶花下部分化形成新的花芽，因而有限花序的花开放的顺序是从上向下或从内到外。
三、被子植物的生殖过程
（一）花药的发育和花粉粒的产生
雄蕊原基-花药原始体-孢原细胞-周缘细胞-花药壁
-造孢细胞-花粉母细胞=-=-4个花粉粒（小孢子）
花粉粒（小孢子）====成熟花粉粒（雄配子体）包含营养细胞和生殖细胞精子（1或2）（成熟的花粉粒，具有两个核，一个生殖核，一个营养核）
（二）胚珠发育和胚囊的形成
胚珠由内外珠被、珠心、胚囊组成，将来发育形成种子。胚珠原基-珠心组织-孢原细胞-造孢细胞-胚囊母细胞
大孢子母细胞（胚囊母细胞）一次减数分裂，三个子细胞退化，形成一个功能性大孢子，经过三次核分裂形成一个七胞八核的胚囊（雌配子体）双受精作用发生，胚乳和胚开始发育
（三）开花及传粉
开花：当雄蕊中花粉和雌蕊中的胚囊达到成熟时期或二者之一已经成熟，这时，原来由花被包住的花张开，露出雌蕊和雄蕊，为下一步的传粉作准备，这一现象称为开花(anthesis).开花习性：开花季节、年龄、和花期长短。与它们原产地的生活条件有关(长期适应,遗传决定的)。
传粉: 由花粉囊散出的成熟花粉,借助一定的媒介力量,被传送到 同一花或另一花的雌蕊柱头上的过程。
1、自花传粉 和异花传粉
自花传粉：雄蕊的花粉落到同一花的雌蕊的柱头上 小麦、大麦、豌豆、大豆、芝麻是自花传粉
异花传粉：一朵花的花粉传送到另一朵花的柱头上，或者是同一植株上各花之间的相互传粉，即同株异花或异株异花传粉异花传粉在自然界普遍存在，与自花传粉相比是一种进化的方式。
避免自花传粉① 雌雄异株，单性花、②雌雄蕊异熟，两性花③雌雄蕊异长或异位④自花不育（自交不亲和性）由于柱头的生理特性，花粉落到本花柱头上不能萌发，或萌发不良
2、虫媒花和风媒花
（四）花粉萌发和受精
只有同种植物的花粉才能发育，异种植物的花粉不能发育。花粉与柱头的相互识别机制保证了物种的稳定性.1.花粉粒在柱头上的萌发
花粉管的生长仅局限于花粉管的顶端区 花粉和柱头的识别机制，花粉壁蛋白质和柱头乳突细胞表面的蛋白质表膜之间的关系。2.花粉管在雌蕊组织中的生长 3.花粉管到达胚珠进入胚囊
4.双受精
5、双受精的意义:是被子植物所特有的，在植物界是有性生殖过程中最进化、最高级的形式。
四、胚胎发育及果实和种子的形成
1、种子的形成种子是种子植物特有的繁殖器官.被子植物和裸子植物的区别 受精卵-胚
受精极核-胚乳
珠被-种皮（1）被子植物胚（荠菜）的发育
（2）胚乳的发育
a.核型胚乳
b.细胞型胚乳 不形成游离核，分裂伴随着细胞壁的形成，合瓣花类植物多是这类胚乳，如烟草、番茄、芝麻。
2、果实的形成
3、果实和种子的散布:果实和种子都是有性生殖的产物，用以延续后代。种子的散布方式：借风力、动物、水力、果实裂开时所产生的弹力
五、被子植物的生活史
1.世代交替
植物的生活史中有两种个体：A.配子体：产生配子，行有性生殖（由孢子萌发形成）B.孢子体：产生孢子、行无性生殖（合子发育形成）； 在具有这两种个体的生活史中，有性世代和无性世代有规律地交互进行着，这种现象称为世代交替
2.植物的生活史
植物从生长发育的某一阶段开始，经一系列生长发育生殖过程,产生下一代后又重现了该阶段的现象称为生活周期或生活史 受精卵-胚孢子体-孢子母细胞 孢子体世代（无性世代）-大孢子-雌配子体-卵
配子体世代（有性世代）
-小孢子-雄配子体-精子 3.世代交替对植物个体生存和种族繁衍的重要意义
借孢子生殖大量繁衍后代；通过有性生殖丰富孢子体的遗传基础，加强其适应性；保证了植物种族的繁衍和发展。
4.被子植物的生活史包括二倍体的孢子体和单性的配子体两个世代，孢子体发达，配子体不发达。
5.自交不亲和性机制阻止自交
配子体型自交不亲和性：由一个等位基因出现差异即能表现出亲和性。
孢子体型自交不亲和性：需要两个等位基因同时出现差异才能表现出亲和性。(十字花科植物的孢子体自交不亲和性是由雌蕊的受体类蛋白激酶所介导的)第四部分
一、碳素营养——二氧化碳的摄取
1.碳素营养是植物的生命基础 碳素是植物体内含量较多的一种元素 碳原子是组成所有有机化合物的主要骨架 2.来源 无机碳化合物（CO2是制造有机物的唯一碳源）；CO2 是限制植物生长的最主要因素。3.植物体的结构适应性：宽大、扁平的叶片；海绵组织细胞间隙很大（有利于叶吸收CO2 及CO2, O2和水气的内外交换）；表皮有很多气孔（几乎使一切进行光合作用的叶肉细胞都能通到叶片外部的大气）
4.CO2的吸收与水分散失的调节
A.气孔开关的机制与调节
影响气孔开关的因素 ①水量
水量充足，气孔开；干旱缺水，气孔闭。②CO2的浓度
浓度高，闭；浓度低，开； ③保卫细胞中K+的浓度 气孔张开，K+浓度400－800mM；
气孔关闭时，K+浓度100mM ④保卫细胞中淀粉水解（淀粉－糖转换）的机制；白天（合成糖）气孔开放，夜晚气孔关闭 ⑤苹果酸生成平衡K+ ⑥植物激素脱落酸（ABA）使K+离开保卫细胞,使气孔关闭。
归纳起来，糖、K+、Cl-离子、苹果酸等进入液泡，使保卫细胞液泡的水势下降，吸水膨胀，气孔就开放。
B.气孔开闭可能不只是保卫细胞单独作用，而是受到整体的调节。气孔白天开，夜晚关
（不利于体内水分保持，保证光合作用）
二、植物的矿质营养
研究矿物质营养的方法——水培法 沙基培养法
如何判断某种元素是植物生长必需元素？
①该元素对植物正常生长和发育是不可缺少的，若缺乏植物则不能完成生活史；
②植物对该元素的需要是专一的，不可替代的，如缺乏该元素会使植物表现专一病症，而且加入该元素时，病症又会消失；
③该元素对于植物营养上的需要是直接的效果。
高等植物的必需的元素:N、P、K、S、Ca、Fe、Mg、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、C、H、O、Si、Na、Ni 三、植物对水和矿质元素的吸收 1.根对水分和矿质元素的吸收（1）根毛区的吸收
A.水分吸收——被动过程（蒸腾作用)B.矿物质吸收——主动吸收过程（消耗代谢能量）矿物质只有溶于水中成离子状态时才能被根所吸收。
离子出入细胞膜的影响因素：① 膜内外的离子浓度
② 膜的电位差
（阳离子容易进入）2.植物细胞吸收溶质的方式：
1.离子通道：被动地、单向运输，K＋, Ca2＋ Cl-和NO3-离子通道 2.载体运输：被动运输、主动运输
104～105个离子/秒 A.单向运输载体： Fe2＋、Zn2＋、Mn2＋、Cu2＋
B.同向运输器： 与质膜外H＋离子结合的同时又与另一个分子或离子（Cl-、K＋ NO3-, NH4＋ , PO43-, SO42-等）结合，同一方向运输。
C.反向运输器：与质膜外H＋离子结合的同时又与质膜内侧的分子或离子（Na＋）结合，两者朝相反的方向运输。(协同运输B与C)3.泵运输
ATP酶催化ATP水解，释放能量，驱动离子转运。质子泵和钙泵 4.胞饮作用：非选择性吸收
四、营养物质在植物体内的运输
运输途径
运输动力
运输的机制
（一）水分的运输
1、水进入根的途径① 共质体途径 ② 质外体途径
2、根系吸水的动力a.根压
主动吸水b.蒸腾拉力
被动吸水 根压产生的机理——渗透论，代谢论
3.实现水分从根部到叶端这一长途运输的前提条件
从根直到叶肉细胞这一水柱必须是连续的，中间不可断开，如果断开，上段水柱将随蒸腾作用而消失，下水柱将因本身的重力而下降至根。水柱何以能够保持连续呢？
水分子有内聚力——水分子以氢键互相连接，分子之间相互吸引的力量称为内聚力——内聚力学说
（二)矿物质的运输
矿物质或无机离子在植物体内溶于水中，由导管和管胞运输到植物各部分。有些离子也可以由韧皮部运输，如磷可以随水流经木质部而到叶，然后可经韧皮部而下到植物其它部分。施肥时，磷肥需要量低，原因之一就是磷可被植物反复使用之故。
（三）有机物质的运输
1.运输途径——由韧皮部担任
2.运输的方向
双向的，随生长发育时期不同而发生变化
3.运输的速度和溶质的种类
速率：平均100cm/h, 范围：30-150cm/h 同化产物如何从“源”细胞转载入筛管分子? 4.韧皮部装载的途径
共质体途径
糖从共质体经胞间连丝到达韧皮部；
质外体途径
在某些点进入质外体（细胞壁）到达韧皮部.筛管的“装卸”机制——主动运输（蔗糖－质子同向转运，质子泵），筛管的装和卸的机制相同，糖类物质等都是通过耗能的主动运输而转移到其它器官中，只是方向相反 5.同化物运输的动力——压力流假说
压力流学说是解释筛管长距离运输同化产物的一种学说。
A.筛管液流是靠源端和库端的膨压差建立起来的压力梯度来推动的 B.韧皮部液体的流动是靠产糖端的压力“推”向另一端的。
C.按照压力流假说，韧皮部液体的流动是靠产糖端的压力“推”向另一端的
D.保证筛管中液体流动的条件：叶不断供应糖;根等组织器官随时收存糖;筛管随时从周围组织中获得所需要的水分（4）营养物的储存
A.合成贮藏化合物
淀粉是主要贮藏物，高等植物制造的糖类大多转化为淀粉而储存于细胞中，二年生多年生植物营养物质可储存在多种器官，根、茎、果实和种子中。B.代谢利用
为细胞生长提供能量或为细胞合成其他化合物提供碳架。
五、植物的营养适应
1.食虫植物 2.根瘤
A.根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤的专一性很强，只有三类细菌能侵染豆科植物形成根瘤。B.生物固氮就是通过微生物的作用，把空气中的游离氮素（N2）固定转变成含氮化合物（NH3）的过程。固氮菌体内的固氮酶具有还原分子氮为氨的功能。C.根瘤形成的三个阶段：根毛弯曲
侵染线形成根瘤形成3.寄生植物
4.菌根
真菌的菌丝深入根的皮层中，与根形成特定的结构，即是菌根。真菌和根的共生形成（互利）菌根可以促进根对矿物质的吸收 第五部分
一、植物激素对生长发育的调控
植物激素：指一类在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物（＜1μmol/L）。
生长素类
赤霉素类 细胞分裂素 乙烯 脱落酸
其他天然的植物生长物质：油菜素内酯、多胺、茉莉酸和水杨酸等，对植物的生长发育有促进或抑制作用。
（一）生长素(IAA)
1、生长素的研究历史和化学性质
吲哚乙酸(IAA)
2、生长素在植物体内的分布和作用
生长素合成部位： 叶原基、嫩叶和发育中的种子。合成的前体是色氨酸。分布：生长旺盛的部分（胚芽鞘、芽、根尖分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子）
运输方式:（1）韧皮部运输：有机物浓度差等因素决定（2）极性运输： 局限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间短距离、单方向的极性运输（从植物体的形态学上端向下端运输）。3.生长素的生理作用：
a.影响细胞的伸长、分裂和分化（细胞水平）；
b.影响营养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老（器官水平）。促进作用
细胞分裂、茎伸长、雌花增加等。
抑制作用
抑制花朵脱落、侧枝形成、叶片衰老等。最基本的作用：促进细胞伸长生长。
影响因素：生长素的浓度、植物种类、器官、细胞的年龄。其他生理作用：向性、顶芽优势、果实发育
在农业生产中的应用：促进插枝生根，阻止器官脱落，促进菠萝开花等。4.生长素的作用原理：[① 活化质膜ATP酶，细胞壁酸化，增加可塑性，细胞体积加大② 促进mRNA和蛋白质的合成，提供原生质体/细胞壁合成原料] 1)生长素受体——生长素结合蛋白(生长素的受体—生长素结合蛋白, 位于质膜、内质网或液泡膜上。少数生长素受体是位于细胞质/细胞核的可溶性生长素结合蛋白，促进mRNA合成)生长素受体的功能主要是使质膜上的质子泵将H+泵到膜外，引起质膜的超级化，胞壁松弛 2)信号转导途经
IP3,DAG，Ca、CaM组成生长素信号转导系统。3）细胞壁酸化
可塑性增大
细胞伸长
酸生长学说: 细胞壁酸化-激活酶-H键断裂-细胞壁松弛-膨压增加-细胞伸长 4)促进核酸、蛋白质的合成
（二）赤霉素类(GA)
1、赤霉素的研究历史和化学性质
水稻恶苗病 2.赤霉素在植物体内的分布
合成位置：发育着的果实（种子），伸长着的茎端和根部。
分布:植株生长旺盛的部分,如茎尖、嫩叶、根尖和果实种子中。高等植物的GA含量1－1000ng/g鲜重
运输:没有极性,根尖合成赤霉素沿导管向上运输，嫩叶产生的赤霉素沿筛管向下运输。
3、赤霉素的生理作用
促进作用
细胞分裂、抽苔、茎延长、侧枝生长、种子发芽，果实生长； 抑制作用
抑制成熟、侧芽休眠、衰老.赤霉素最突出的作用是刺激细胞延长,赤霉素还能促进花粉萌发和花粉管的生长,抑制种子的生成
赤霉素在生产中的应用:促进麦芽糖化，促进营养生长，防止脱落和打破休眠。
eg.激素对幼苗生长的调节:赤霉酸诱导胚乳外层（糊粉层）产生α-淀粉酶。α-淀粉酶将淀粉水解成葡萄糖，为胚的生长提供能量。脱落酸（ABA）对形成种子休眠非常重要,当有过量的ABA存在时，GA诱发的α-淀粉酶的产生将被抑制。赤霉酸诱导α-淀粉酶产生的发现，已应用于啤酒生产。
4、赤霉素的作用机理
A.受体位于质膜的外表面，信号通过某种信息传递途径到达细胞核，调节细胞延长和形成蛋白质。B.促进茎的延长
与细胞壁伸展性有关；
C.促进RNA和蛋白质的合成，促进植物生长，包括细胞分裂和细胞扩大。
（三）细胞分裂素类(CK)是一类促进细胞分裂的植物激素，最早被发现的是激动素。具有和激动素相同生理活性的天然和人工合成的化合物，都称为CK。
1、细胞分裂素在植物体内的分布和运输
分布：进行细胞分裂的部位，如根尖、茎尖、未成熟的种子，萌发的种子和生长着的果实，含量1－1000ng/g干重。运输：主要从根部合成处经木质部运送到地上部分，少数在叶片合成的细胞分裂素也可从韧皮部运走。
2、细胞分裂素的生理作用
促进作用：促进细胞分裂，侧芽生长(生长素和细胞分裂素相拮抗)，种子发芽、萌发，果实生长、发育，开花
作用机理：促进转录和蛋白质的生物合成。
抑制作用： 抑制不定根形成、侧根形成、叶片衰老等。
生长素与细胞分裂素共同作用诱导愈伤组织生根和出芽,生长素有利于愈伤组织中根的分化，细胞分裂素则有利于芽的形成。
3、细胞分裂素的应用
组织培养，防止落花落果，延长蔬菜的贮蒇时间。
（四）乙烯 Ethylene
1、乙烯的研究历史和化学性质
2、乙烯的分布：分生组织、种子萌发和果实成熟时产生乙烯最多。
3、乙烯的生理作用和应用
主要生理功能：促进细胞扩大；促进果实成熟；促进器官脱落 抑制作用：某些植物开花；生长素的转运；茎和根的伸长生长 应用：果实催熟，促进次生物质（橡胶树中乳胶）排出，促进开花 eg.离层的形成:环境因素引起乙烯和生长素浓度变化，离层产生。
3、乙烯的作用机理：
乙烯与金属离子（可能是一价的铜）蛋白质结合，进一步通过代谢后才能起生理作用。乙烯受体是多基因编码，信号转导可能有多条途径。乙烯可促进核酸与蛋白质的合成。
（五）脱落酸类（ABA）
1、脱落酸在植物体内的分布和运输
分布：维管植物的各器官和组织中，即将脱落或休眠的种子中较多。运输：主要以游离型的形式运输，也有以脱落酸糖苷形式运输。2.脱落酸的主要生理功能：抑制发芽；促进气孔的关闭；抑制生长 脱落酸是植物体中最重要的生长抑制剂
（六）植物激素间的相互作用
激素间相互作用类型 拮抗 反馈 连锁(几类激素在植物生长发育过程中相继起着特定的作用，共同调节植物性状的表现)(七）植物激素作用机理研究
二、植物的营养生长及其调控(本部分未讲）
三、植物的生殖生长及其调控
1、光周期现象
低温和适宜的光周期是诱导成花的主要环境条件。植物对昼夜相对长短变化发生反应的现象称为光周期现象。
2、光周期反应的类型
根据植物在光周期现象中对每天昼夜长度的要求不同，将植物分为若干类型 长日植物 短日植物 日中性植物
植物开花对光周期的要求，是其祖先长期对环境适应而形成的一种特性。判断一种植物是长日或短日植物，必须以临界日长来判断。临界日长：昼夜周期中诱导短日植物开花所必需的最长日照或诱导长日植物开花的最短日照。3.光周期刺激的感受和传导
A.叶片是感知光周期刺激的部位，诱导开花部位是茎尖的生长点 B.光暗交替的对开花的影响
光周期诱导： 植物需要一定时间适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果，这种现象称为光周期诱导。
C.植物光周期的反应不是对光照期长短，而是对黑暗期的长短发生的反应。决定开花的关键因素是临界暗期的长短，而不是白日的长短。
植物光周期的反应非常灵敏，黑暗期的小小改变，植物也能“测”出来。
由此推测，植物体内必然存在着对光照有高灵敏度的物质或光检分子——光敏色素 D.光敏色素
植物接受光周期信号的色素蛋白
感受红光和远红光区域的光
组成：蛋白质，生色团
E.红光、远红光对光周期反应的可逆影响:开花或不开花总是取决于最后一次光照 光敏色素主要以两种形式存在(两者可以相互转变): Pr
吸收红光，吸收高峰位于660nm红光区，比较稳定； Pfr
吸收红外光，吸收高峰位于730nm的红外光区，不稳定；
光敏色素两种形式的互相转化正是植物感知白日或黑夜的机制.当红光和红外光两种光波同时存在时,红光效应压倒红外光效应，光敏色素吸收红光而转变为Pfr形式.白天: 主要是Pfr形式;夜间: 或被破坏或转变为Pr F.光敏色素对成花的作用与Pf 型和Pfr型之间的相互转变有关
短日植物开花刺激物的形成要求Pfr/Pr比值比较低；长日植物开花刺激物的形成要求Pfr/Pr比值比较高。
如果黑夜过长，Pfr转变为 Pr或衰败，开花刺激物形成受阻，不能开花。G.光敏色素的生理功能
a专一性的感光特性，与开花有关；b与种子萌发，茎、叶生长，气孔分化，休眠有关；c与多种生物合成的实现有关d光敏色素影响植物一生的形态建成，从种子萌发到开花、结果及衰老。
H.光敏色素在植物体内的分布
在被子植物中，各种器官，包括根细胞中都含有光敏色素。蛋白质丰富的分生组织种含有较多的光敏色素.在细胞中光敏色素分布于细胞质、质膜和叶绿体膜中。
第二篇：清华大学普通生物学课件总结3inheritance
一 遗传的基本规律
1.遗传和变异
遗传的特点:1.稳定性2.普遍性
变异的特点：
1.普遍性2.变异有两种类型：可遗传的变异,不遗传的变异
四种可遗传的变异的形式:遗传物质的重新组合,染色体结构或数目改变,基因突变,细胞质基因的变异
（一）遗传的第一定律
（二）遗传的第二定律
实验材料的选择:纯系,自花授粉,相对性状
孟德尔比率表现的前提：1 纯系。2 性状由一对基因控制，完全显性。3 配子发育良好，无选择受精。4 所有配子的存活率相同。5 实验群体要大。
孟德尔定律的精髓：颗粒遗传理论.追溯Mendel的成功之路:必备的理论和实验技术基础,实验材料的选择,实验设计的简化,引入数理统计的方法,追求真理的精神
（三）孟德尔定律的拓展
不完全显性,复等位基因,基因多效性
（四）遗传的染色体基础
A.染色体DNA关键序列,DNA复制起始点,着丝粒,端粒
B.染色体的基本结构单位：核小体
核小体结构:1.每个核小体包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1。
2．组蛋白八聚体构成核小体的核心结构。
3．146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈。组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。
4．两个相邻核小体之间以连接DNA（linker DNA）相连，典型长度60bp，不同物种变化值为0～80bp不等。
5．组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本不依赖于核苷酸的特异序列。实验表明，核小体具有自组装（self-assemble）的性质。
C.染色质包装的多级螺旋模型:一级结构：核小体,二级结构： 螺线管,三级结构：超螺线管,四级结构：染色单体
压缩7倍压缩6倍压缩40倍压缩5倍
DNA————→核小体————→螺线管————→超螺线管————→染色单体
D.减数分裂及其意义
（五）性染色体与性连锁遗传
性染色体和性别决定
1.性染色体与常染色体 性染色体决定性别的几种类型 XY型,ZW 型 家蚕,XO 型，如蝗虫
2.单倍体(蜜蜂雄性为单倍体 n=16雌性为二倍体2n=32)
3.性别分化与环境条件 激素的影响（人妖）,蜜蜂中蜂王和工蜂(蜂王浆)，植物中黄瓜 缩短日照，雌花增多。延长日照雄花增多
（六）果蝇的伴性遗传
（七）人类中的伴性遗传
X连锁隐性遗传特点：红绿色盲、血友病
(1)男性患者远多于女性，系谱中往往只有男患者。
(2)性状从得病的男人通过他的女儿传给他外孙的半数。
(3)男性患者的子女正常，不连续遗传。
(4)一个与X连锁的基因不会从父亲直接传给儿子。
(5)由于交叉遗传，男性患者的兄弟、外祖父、姨表兄弟、外孙可能是患者，其他亲属不可能是患者。
X染色体上显性遗传特点抗维生素D佝偻症
(1)患者双亲必有一方患有此病。女性患者多于男性，但是女性患者病情较轻。
(2)男性患者的后代中，女儿都是患者，儿子正常。
(3)女性患者的后代中，子女各有1/2的发病可能性。
(4)未患病的后代真实遗传，不会患病。
Y染色体控制的遗传（限雄遗传）耳毛
（八）人类性染色体与性别畸形
睾丸退化症(Klinefelters syndrome)核型一般为47 XXY,少数为48XXXY
卵巢退化症(Turners syndrome)核型一般为45 XO,此外还有XO/XX嵌合体
XYY(及超Y)多X女人Barr小体在2个以上多X男人 48XXXY,49XXXXY
（九）哺乳动物的性别与SRY序列
早期认为H-Y基因控制雄性的发育。编码一种162个氨基酸的免疫蛋白。伦敦帝国癌症基金研究会的Koopman.P发现XX男性不含 ZFY,却含有另一段Y染色体。35Kb，称之为SRY
(十)遗传的第三定律－连锁交换定律
A.F1 形成配子时，同源染色体非姊妹染色体之间发生了互换，因此出现４种类型的配子。两种亲本类型，占多数；两种交换类型占少数。
连锁遗传中，由于交换使基因发生重组。因此可以产生新的类型。但与自由组合相比重组类型显著减少。
B.交换的细胞学证据联会复合体,多线染色体
C.重组率（RF）=重组型配子数目/总配子数目
连锁群
D.利用重组率进行基因定位
1%的重组率定义为１个图距单位(m.u)。厘摩,(centimorgan,cM
（十一）高等植物的细胞质遗传
细胞质遗传的主要特点
正反交结果不一样，杂种表现母本性状。细胞质基因呈不均等分配，不遵循Mendel定律。细胞质基因在一定程度上是独立的。
二基因的分子生物学
（一）遗传物质及其结构
遗传物质必须具备的几个条件:(1)自我复制的能力。(2)储存、传递信息的能力。(3)稳定性强，变异罕见。(4)细胞分裂时把遗传信息有规律地分配到子细胞中。遗传物质是DNA(有时是RNA)的直接证据
（1）转化实验1928年，英国微生物学家Griffith.F做了肺炎双球菌的转化实验。1944年 Avery.O、Macleod.C、McCarty.M.J揭开了转化因子的化学本质。
（2）Hersey – Chase关于T2 噬菌体的感染实验
2DNA结构的确定,DNA双螺旋模型
DNA结构要点：１磷酸二酯键２反向平行３A＝T，G＝C４(维持碱基之间配对的)作用力是氢键
（二）DNA 复制DNA复制依赖于特殊的碱基配对DNA复制是半保留式的DNA聚合酶与冈崎片断(DNA聚合酶的特性,催化合成磷酸二酯键的方向在已有链的３’－OH 末端添加dNTP具有纠正错误的“校读能力”)
DNA 链的延伸方向 5'-3'双向
RNA引物的作用
（三）遗传信息流是从DNA到RNA到蛋白质蛋白质是表型特征的分子基础DNA与蛋白质的合成（1）RNA 的分子构成及功能单链核糖尿嘧啶（U）RNA能形成分子内碱基配对 蛋白质合成中三种RNA的作用: mRNA , rRNA, tRNA
真核细胞mRNA分子特点Poly A 尾，5‘端帽子甲基化-G
rRNA(约占82%)与蛋白质结合形成核糖体
(2)转录－从DNA到RNARNA聚合酶沿模板DNA3'向5'移行，mRNA按5'向3'方向延长 e.g.DNA3'-TACCGGAATTGC-5' mRNA 5'-AUGGCCUUAACG-3'所以蛋白质-甲硫氨酸...碱基互补，全保留方式，RNA聚合酶。RNA 聚合酶、转录因子、启动子
真核细胞中的三种RNA聚合酶
聚合酶的种类被转录的基因
RNA聚合酶Ⅰ大部分的核糖体RNA基因
RNA聚合酶Ⅱ所有蛋白质编码基因，加上一些编码小
分子量RNA的基因（如剪接体中的那些）
RNA聚合酶Ⅲ转运RNA基因，5S核糖体RNA基因，编
码一些小分子结构RNA的基因
(3)遗传密码
遗传密码的基本特点：连续性，简并性，偏爱密码子，专一性，不编码的终止子(UUA,UAG,UGA)，起始密码子(AUG)，通用性遗传信息在细胞质中被翻译（translation）
(1)tRNA携带氨基酸(2)核糖体阅读密码子，氨基酸连成多肽链中心法则 遗传信息流从DNARNAProtein
(1)中心法则(2)中心法则的发展（1)RNA 复制（2）反转录（3）DNA 转译(Lab)
（四）遗传物质的改变染色体畸变与人类疾病
（1）染色体结构变异(a)研究染色体畸的好材料－－多线染色体
(b)染色体结构变异的类型:缺失,重复,倒位,易位(利用FISH技术定位人类染色体的易位片断)
(2)染色体数目变异染色体组的概念
a)整倍体三倍体无籽西瓜,八倍体小黑麦
b)非整倍体三体2n+1单体2n-1缺体2n-
22.基因突变
(1)两种形式的基因突变
（a）碱基置换
转换:嘌呤换嘌呤或嘧啶换嘧啶
颠换:嘌呤换嘧啶或嘧啶换嘌呤
(b)移码突变 插入或删除碱基
（2）突变的诱发
（a）辐射(电离辐射、非电离辐射）（b）化学诱变剂(c)其他诱变因素
3.DNA损伤修复
修复缺陷与人类疾病Xeroderma pigmentosum(着色性干皮病)
三.基因表达调控
（一）基因的选择性表达是细胞特异性的基础
（二）原核生物的基因表达调控大肠杆菌的乳糖操纵子模型
结构基因，调节基因，启动子，操纵基因，操纵子色氨酸操纵子
（三）真核生物的基因表达调控不同的细胞有特异的基因表达方式
2.DNA的包装影响基因的表达异染色质化与基因表达失活真核细胞的RNA转录后的加工
（1）断裂基因（2）RNA剪接
四 重组DNA技术
（一）基因工程的相关技术DNA的变性与复性分子探针（probe）Southern BlotDNANorthern BlotRNA
5原位杂交
6聚合酶链式反应
(1)PCR基本原理(2)Taq DNA聚合酶(3)寡核苷酸引物(4)PCR技术的应用
(二)基因工程主要的工具酶限制性内切核酸酶2DNA连接酶及其连接作用3 反转录酶
(三)基因克隆的质粒载体（克隆载体的要求：复制起始点，选择性标记，单一切点，较小分子量，多拷贝，安全性高）质粒2 PBR322 Plasmid
（四）重组DNA的基本步骤获取目的基因--基因文库 人工合成 反转录 PCR 法DNA分子的体外重组重组DNA分子引入宿主细胞及筛选鉴定(目的基因的表达,影响表达的因素,重组DNA的鉴定)
(五)基因工程的应用及相关问题--疫苗生产,制药工业,转基因动物,转基因植物
六 达尔文学说与微观进化
（一）达尔文是进化理论的主要创立者达尔文和《物种起源》2 多重证据支持共同由来说(加拉帕戈斯地雀与共同由来说,形态学比较的证据,化石资料)3 人工选择的效应是自然选择的一个佐证
自然选择学说的基本内容
(1)生物普遍具有遗传与变异现象
(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保持相对稳定。
(4)在生存斗争中，保存有利变异个体，淘汰不利个体。（适者生存）
(5)通过自然选择、性状分歧逐渐形成新种。
(6)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。
(二)生物的微观进化
微观进化和 宏观进化群体是生物微观进化的基本单位群体 基因库基因频率 基因型频率理想群体的Hardy-Weinberg平衡
Hardy-Weinberg 定律:基因频率的恒定
基因频率和基因型频率恒定的因素：种群大、随机交配、无突变、无迁移、无选择 3 改变群体遗传结构的因素
遗传漂变建立者效应 瓶颈效应 基因流突变和新基因的加入 不随机交配自然选择 4 自然选择就是有差别的存活和生殖
发生自然选择的三个条件:群体内存在不同的基因型个体,不同基因型的表型性状影响了个体的存活和生殖或其一,不同基因型个体世代之间的增长率产生了差异。
适合度的概念（fitness）生物能够生存并将其基因传给下代的能力。如野生型适合度为1, 突变型适合度为0.75,则选择系数为0.25自然选择的靶子是整个生物体
任何基因型的适合度依赖于其他基因
在重组－选择的反复交替中产生新的遗传聚集
遗传重组和选择的往复实际上就是一种创造。自然选择的三种主要模式
第三篇：清华大学普通生物学课件总结1细胞与环境
第一部分
1.生命的基本特征
u细胞是生物体结构与功能的基本单位；
v新陈代谢是生命的基本功能；
w生命过程具有自组装的能力；
x生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质；
y生物对外界环境具有应激和适应性
z生物体的自我调节机制，确保生命系统的稳态
{生物具有个体发育和系统演化的历史。
一、细胞学说
核心点： 所有生物都是由细胞及其细胞产物组成的 现代“细胞理论”
1.细胞是生命的最小单位
2.细胞是所有生物的最基本的结构和功能单位 3.所有的细胞在化学组成上非常相似
4.细胞所需的能量和组成成分是在细胞内产生的 5.细胞是由先前存在的细胞经细胞分裂而产生
6.细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；具有相同的遗传信息 7.细胞是生物体生长发育的基础
二、细胞的基本共性
1所有细胞表面均具有脂蛋白体系构成的细胞膜；
2所有的细胞都有两种核酸（DNA与RNA）作为遗传信息复制与转录的载体； 3所有的细胞都具有作为蛋白质合成的机器；
4所有的细胞都是一个处理、加工、合成生物大分子和进行能量代谢的生化工厂； 5所有生物体的细胞可以进行分裂增殖。
三、原核细胞
1原核细胞的特征
细胞内没有核膜和具有专门结构与功能分化的细胞器 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 2古细菌与真细菌
古细菌在形态结构、代谢和能量转换同原核细胞相似，但在遗传信息加工，分子进化特征更接近真核细胞
最小最简单的细胞—支原体
四、真核细胞
1原核和真核生物的区别 大小 组织形式 代谢 细胞器 2真核细胞的组成特征与结构
真菌、植物与很多原生生物都有细胞壁
不同生物的细胞壁组分不同：纤维素、几丁质等及其他辅助成分
保护作用和支持作用
（1）细胞膜 真核细胞内的区域化
区域化的结果就是细胞器的形成
（2）细胞器 由膜包裹的细胞结构。也被接受的是：亚细胞水平上的结构功能单位（3）细胞核 遗传、代谢与细胞功能的控制中心
组成核被膜与核孔复合体
核纤层 染色质 核小体
染色体
核仁
核基质 核小体是染色质的基本单位 组蛋白和DNA组成核小体 真核细胞与原核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较 特征
原核细胞
真核细胞 遗传信息量
小
大
基因组
n
2n
DNA
环状、裸露DNA
线形、染色体 重复序列
罕见
大量存在 内含子
无
有
RNA聚合酶 一种复合体
三种：polⅠ、Ⅱ、Ⅲ DNA复制 无明显周期性
有明显周期性（S期）
转录与翻译 同时、同地
先转录（核）后翻译（质）加工与修饰 无
有复杂的加工过程 表达调控 操纵子形式
多层次、多环节 3真核基因表达在不同层次上的调控（1）光面内质网
sER 脂类合成与转运 粗面内质网 rER 蛋白质合成与转运
粗面内质网中合成的多数蛋白都被糖基化 1 寡聚糖整合到蛋白质上 2 包括可溶性分泌蛋白和膜蛋白 3位点在天冬酰胺酸的NH2基团(N-linked)膜脂是在ER形成的脂肪酸经过多种酶促反应在膜上的形成脂类
磷脂转移因子在磷脂双层形成中的作用(加入新的脂分子 加入新的膜组分)（2）游离的和膜附着的核糖体
游离核糖体
合成细胞内所需蛋白，主要为可溶性蛋白，也包括一些细胞器的膜蛋白 膜附着 合成可溶性分泌蛋白和细胞膜膜蛋白进入到内质网
The signal hypothesis(信号假说）
背景： 在游离核糖体中的合成的蛋白不进入内质网；而由内质网上的核糖体形成的蛋白进入到内质网
为什么？
在ER上合成的蛋白质，起始合成的数个氨基酸（称为信号多肽）被ER识别而转运到ER内部，信号多肽再被蛋白酶切掉。
（3）高尔基复合体
由一系列的嵴和小泡组成，细胞中数目不等
功能：多糖合成, 糖基化，糖基剪切，蛋白质、脂类分选与运输
(1)高尔基体参与的蛋白质运输分选系统
内质网—高尔基体—分泌泡—细胞外侧
(2)高尔基体参与的多糖的代谢合成与寡聚糖的加工——多糖的主要合成位点
糖基化, 在丝氨酸、苏氨酸或羟基赖氨酸的羟基上加一个寡聚糖
寡聚糖的加工（4）溶酶体
大小形状各异 单层膜 内呈酸性，含多种酸性水解酶
酸性水解酶消化细胞碎片或生物大分子及及体外摄入颗粒,消化的分子被细胞利用,残余排除 植物与真菌的液泡是一种溶酶体
进入溶酶体降解的途径
主要有三种： 吞噬、内吞、及自噬（5）线粒体
组成 外膜 内膜 膜间腔 嵴 基质
具有环状DNA, 核糖体，DNA复制及蛋白质合成
功能: 线粒体主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供直接能量
（6）叶绿体
外膜 内膜 膜间腔 基质 类囊体 基粒
具有环状DNA,核糖体，DNA复制及蛋白质合成
功能: 光合作用, 储存营养；并且核苷酸碱基，大部分氨基酸和所有脂肪酸的合成（在动物细胞，这些在细胞质中合成）（7）过氧化物酶体
组成: 单层膜 含高浓度氧化酶
功能: 进行氧化作用, 脂肪酸的降解： 每次产生两碳的乙酰辅酶A 特殊的过氧化酶体—乙醛酸循环体 仅存在于植物中 通过乙醛酸循环可将脂肪酸转为碳水化合物
（8）细胞骨架
(1)三种细胞骨架类型（根据蛋白质的组成成份）
细胞微管: 微管蛋白
肌动蛋白丝: 肌动蛋白
中间纤维丝:多种多样，依纤维丝不同而不同(1)肌动蛋白丝 直径5-9nm 细胞形态、细胞迁移、肌肉收缩
(2)细胞微管 直径25nm 细胞器定位、细胞内运输、细胞分裂、细胞运动(3)中间纤维丝
直径10nm 机械支撑、抗压力胁迫（9）中心粒和中心体
9个三联体细胞微管排列的桶状结构
通常成对以直角排列存在于动物细胞中，在高等植物及某些原生动物中不存在与周围的蛋白质一起形成中心体
中心体是细胞微管的组织中心,参于纺锤体的形成，调控细胞分裂.参与纤毛的形成（10）真核细胞鞭毛或纤毛
细胞表面突出的由细胞微管形成的细胞结构
两种类型：不动和运动的 在中心粒上组装形成
功能
细胞运动、细胞分裂、信号传导、动物发育 第二部分
一、细胞膜
1.生物膜的功能与结构组成
功能-分界与通透性屏障
功能的组织区域化
运输
细胞间的通讯
信号传导 结构组成-脂双层
跨膜蛋白 内部蛋白网络
外部蛋白和糖脂
膜脂主要组份：磷脂 胆固醇 糖脂 其他（只有动物细胞含胆固醇）
脂双层的形成:形状、双亲特性(Shape, Amphipathic nature:a polar end and a non-polar end)糖脂和糖蛋白:糖仅存在于细胞膜的外侧
糖链与细胞识别有关
膜上碳水化合物富集的区域，称糖萼
膜蛋白的特点、功能及其与膜的结合方式:特点-糖基化，漂移性，大的蛋白质复合体
功能-运输 酶 细胞表面受体
细胞识别 细胞粘连 附着于细胞骨架 结合的形式: 直接与膜相连 脂类介导的 蛋白质介导的
2.生物膜的特点
(1)生物膜的流动性-流动镶嵌模型:生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维流体
膜脂的流动性(脂双层的流动性取决于它的组成成分，特别是脂肪酸链长度和不饱和性大小)、膜蛋白的运动性(膜蛋白的侧向运动受4种方式的限制)(2)生物膜两侧不对称性-糖脂只在外侧；磷脂：内外层种类和数量不同
(3)流动不均一性－－膜的分区现象 脂筏富含鞘磷脂、胆固醇和某些膜蛋白，形成微区，参与信号传导及运输作用
冰冻蚀刻技术 –研究细胞膜结构的技术
3.物质的跨膜运输
主要形式-扩散 膜蛋白协助的运输(载体蛋白、通道蛋白)胞吞作用和胞吐作用
(1).扩散作用
扩散速度取决于浓度差，分子特性（大小，疏水性）细胞的渗透作用–水的扩散作用
高渗 等渗 低渗 超低渗（指外界浓度高低）
细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀:动物泵出离子，植物有刚性细胞壁，原生动物定期排出水分
(2).膜蛋白协助的运输-主动运输与被动运输
蛋白质介导的需要能量的运输，浓度从低到高– 主动运输
蛋白质介导的不需要能量，而靠浓度梯度驱动的运输–被动运输 1'通道蛋白介导的运输-被动运输
多数通道蛋白只让无机离子通过，故称离子通道
离子通道的特点：选择性；门控的；速度快 离子通道的门控方式-电压 化学 机械 2'载体蛋白介导的运输
1“被动运输-和运输物结合，通过载体蛋白的构象变化转运 2”主动运输又有三种-偶联运输 ATP驱动的运输 光驱动的运输
偶联运输：Na+和葡萄糖的结合是协作性的，即一方的结合促进另一方的结合
ATP驱动的运输：Na+梯度的作用-营养运输到细胞 调控pH 渗透平衡，保持细胞体积 钙泵 真核细胞质膜或内质网膜；使细胞内Ca保持低浓度
质子泵
植物、真菌、细菌细胞质膜，利用质子梯度驱动膜转运 光驱动的运输
(3)大分子大颗粒物质的跨膜运输
1'内吞:胞饮作用，吞噬作用，受体介导的内吞作用
胞饮作用：内吞液体或溶质，形成较小的内吞小泡（100纳米左右)吞噬作用：吞噬较大的颗粒、或微生物或死细胞，形成较大的内吞泡（大于0.25微米)-LDL（低密度脂蛋白）的受体介导的内吞作用
2'胞吐作用:逆过程 与恒持性分泌、调节性分泌有关
二、细胞连接-细胞间或细胞-基质间的接触部位形成特殊的连接结构, 称之细胞连接 依功能分为三种类型：屏蔽连接 锚定连接 通讯连接 1.屏闭连接：将相邻的质膜紧密连接在一起阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入细胞的另一侧。具有封闭（阻止可溶性物质的扩散）、隔离（将上表皮细胞的游离端与基底面细胞膜上的膜蛋白相互隔离）和支持功能。
紧密联结是屏蔽连接的主要形式，存在于脊椎动物的上皮细胞。
2.锚定连接：通过细胞骨架系统将相邻细胞或细胞与基质相连的结构，连接形成一个坚挺、有序的细胞群体。
1'中间纤维有关的：桥粒（细胞间）半桥粒（细胞与基质）
桥粒:铆接相邻细胞，提供细胞内中间纤维的锚定位点，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。相邻细胞间形成的。主要分布在承受拉力的组织中，如皮肤、口腔、心肌中
2'肌动蛋白有关的：粘着带（细胞间）粘着斑（细胞与基质）
粘着带: 呈带状环绕细胞，位于紧密连接下侧 粘着斑: 位于细胞与基质之间 3.通讯连接 类型:间隙连接 胞间连丝
间隙连接:通过小分子转运，实现代谢物共享、信号传递。存在于大多数动物组织,缝隙直径为2-4纳米。基本单位为连接子，有6个相同或相似蛋白组成一个通道。分子量小于1000的分子可通过，如蔗糖, cAMP等
胞间连丝:植物细胞间，形成共质体；通讯作用。通道直径为20-40纳米，中间有一个胞间管，允许分子量小于800的分子进出，但运输是受到调控的。第三部分
1.线粒体和叶绿体是两个能量转换器官
光能——有机物中的化学能——ATP——生命的基本活动 2.ATP是细胞中的能量通货
3.生物氧化——细胞主要的获能方式
（1）生物氧化是指糖、脂类、蛋白质等有机化合物在细胞内氧化分解为CO2和H2O，并释放能量的过程。
（2）生物氧化的特点：
(1)发生在生物个体中，有多种酶的参与和调控；(2)在温和条件下进行（体温、生理pH）；
(3)是一个复杂的氧化还原过程，包括电子转移和质子的转移；(4)能量的释放是逐步的，并以ATP的形式储存和传送。（3）动物细胞生物氧化可分为三个阶段： 1.生物大分子转变为小分子，胞外进行
2.小分子转变为乙酰辅酶A, 大部分是在细胞质中进行的
3.乙酰辅酶A 参与柠檬酸循环, 被氧化成水和二氧化碳,产生能量（糖、脂肪及部分氨基酸都在线粒体中降解为乙酰辅酶A）（4）生物氧化以糖为代表的过程
1'糖酵解
一分子葡萄糖降解为两分子丙酮酸,净产生2个分子的ATP和两个分子的NADH,在细胞质基质中进行，不需要O2,维持细胞基本能源供应的形式，也是生物进化中古老的代谢途径
2'柠檬酸循环(或克氏循环或三羧酸循环)在有氧的条件下，丙酮酸转化为乙酰辅酶A进入柠檬酸循环
在细胞线粒体基质中进行,细胞内物质代谢的最后共同途径
3'电子传递与氧化磷酸化
高能电子经过一系列的传递最终导致发生氧化磷酸化(1)线粒体内膜的三种蛋白复合物起着电子传递和质子泵的作用
(2)电子能量逐步降低,电子传递复合物的还原势逐步升高，易得到电子(3)电子传递链与氧化磷酸化均发生在线粒体内膜上 质子驱动力：跨内膜的电位梯度和质子浓度梯度
氧化磷酸化的一般机制——细胞产能的化学渗透偶联学说：电子传递时释放的能量使传递链中的蛋白质复合体将质子由内膜的内测通过主动运输到达外侧，造成膜两侧的质子浓度梯度，外高内低，但质子不能自由通过内膜，只有通过ATP合酶的质子通道才能进入膜内。膜两侧的质子浓度就是一种势能，一旦质子通过通道，ATP合酶就利用这个能量合成ATP 发酵——无氧条件下,有机物降解而产生能量的途径
乳酸发酵 乙醇发酵 4'葡萄糖的生物氧化与ATP的产生的统计
NADH=2.5 ATP FADH2=1.5ATP所以10NADH =25 2FADH =3 外加4ATP
Total 32 Transport 2 NADH 进入线粒体takes 2 ATP Actual total: 30 ATP 有的30有的32（5）生物氧化也提供了形成生物大分子的前体分子 4.叶绿体与光合作用 叶绿体是绿色植物光合作用的器官（1）光反应和暗反应
光反应：由光所引起的一系列光物理和光化学反应，即光能驱动ATP和NADPH生成及水裂解释放氧气的过程，发生在类囊体片层中
暗反应：利用光反应生成的ATP和NADPH固定CO2生成糖类的过程，发生叶绿体基质中；（2）光与叶绿素的光吸收 主要为红光和蓝紫光 色素的吸收光谱（3）光能的吸收、传递和转换（光合磷酸化）
1'光反应系统 作用：将光能转化为电子能
结构组成：
天线色素复合体：叶绿素或一些类黄素与蛋白质形成的复合体，供光能的收集 反应中心：蛋白质叶绿素复合体，光能转变为电子能
两种反应中心：PSI ：反应中心色素 P700, PSII：反应中心色素 P680 2'光反应系统II
光能将中心叶绿素(P680)中的电子激发为高能状态 高能电子被转移到电子载体进入到电子传递链 电子能量降低，用于合成ATP 失去的电子来自于水，水的氧化产生氧气 3'光反应系统I 光反应系统II的电子(能量已很低)传递给P700，P700被光激发产生另一个高能电子，电子传递继续进行，将NADP+合成NADPH 4'光合磷酸化
指光反应中合成ATP的过程 和生物氧化中氧化磷酸化过程类似
5'电子传递发生在类囊体膜上
两个光系统配合电子流向还原势高的载体
最终的电子受体是氧化的NADP+,NADP+被还原形成高能量的NADPH（NAPDP+ + H+ + 2e =NADPH)
产生的质子电化学梯度用于合成ATP
光能最终转化为ATP和NADPH（4）暗反应：碳的固定，由核酮糖二磷酸羧化酶（Rubisco）催化，产生蔗糖和淀粉
固定CO2是由核酮糖二磷酸羧化酶所催化
3分子的CO2形成1分子的3-磷酸甘油酸
消耗9分子的ATP和6分子的NADPH Calvin循环（卡尔文）具体过程不要求（5）光呼吸作用与C3, C4植物
光呼吸：核酮糖二磷酸羧化酶(固定CO2的酶)也催化核酮糖二磷酸和氧气的反应，有氧时，形成一个二碳化合物和一个三碳化合物。二碳化合物最终分解为CO2,而没有能量的产生。C3植物: CO2被固定后的起始产物为三碳化合物
C4植物：CO2被固定后的起始产物为四碳化合物，其再释放CO2用于CO2的固定。主要作用：避免失水（适应干旱），减少光呼吸，提高光合作用效率 第四部分
（一）细胞的分裂 1.细胞周期
（1）分裂间期 G1期 S期 G2期
细胞生长，染色体与中心粒复制（2）有丝分裂期 M期
动物细胞M期的主要阶段 有丝分裂(核分裂)细胞质分裂
前期： 染色体浓缩，形成姊妹染色体，中心粒分开，纺锤体开始形成 前中期： 核膜破裂，染色体同纺锤体相连 中期： 染色体位于赤道板
后期： 姊妹染色体分开，向两极分开 末期： 染色体去浓缩，核膜形成
胞质分裂： 由肌动蛋白丝和肌动蛋白形成的收缩环，将细胞缢裂为二（3）有丝分裂某些事件
1）核被膜在细胞有丝分裂中有规律地解体与重建
核纤层：由核纤层蛋白组成，参与核膜重建，保持核膜完整。前中期时，核纤层被磷酸化首先解体，随后核膜解体。末期时，与染色质接触，参与核膜重建
2）纺锤体：由中心体形成，含有三种微管（星体微管 动粒微管 极微管）3）染色体分离：后期A 和后期B 1.极微管间的滑力2.星极微管的拉力3.动粒微管缩短产生的拉力
4）细胞器的分配
线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体不能重新合成。它们被分配到子细胞中在子细胞中分裂（叶绿体，线粒体）、或利用原有的片段再生（内质网、高尔基体）
5）动物的胞质分裂
肌动蛋白和肌球蛋白形成收缩环，缢裂 植物的细胞分裂与细胞壁的形成分裂前期以前，细胞板形成的位置已经确定了 成膜体：后、末期时在细胞中部由交叉的纺锤体微管及其周围一些结构而形成的一个复合体。高尔基小泡（含有细胞壁形成的前提物质）聚集融合参与形成细胞板 细胞板两侧的膜同细胞膜融合形成新的细胞膜，新的细胞壁形成 2.细胞周期调控系统与检验点（checkpoint）
A.Checkpoints的主要作用是确保后代基因组稳定性, 而对细胞周期的进程不是必要的 B.蛋白质激酶与其依赖的细胞周期蛋白是细胞周期的重要调控因子 细胞周期蛋白：随着细胞周期的进程蛋白质的量发生变化。
细胞周期蛋白依赖的蛋白质激酶：同细胞周期蛋白结合后才有活性。通过下一个检测点后，周期蛋白降解。
三个周期蛋白与依赖它的蛋白质激酶复合物对所有真核细胞周期的进程都是必须的： G1/S-Cdk, S-Cdk 3.减数分裂
有性生殖的必要过程
细胞从双倍体变成单倍体
染色体复制一次，细胞分裂两次
产生具有丰富基因组合的不同配子
1）不同对的同源染色体自由分配； 2）同源染色体发生联会，DNA发生重组
（二）细胞的分化
1.分化的分子机制---基因的选择性表达(看家基因,组织特异性基因)细胞分化的实质在于细胞合成特异性蛋白
特异性蛋白合成的基础在于基因的特异性表达 2.影响细胞分化的因素
卵细胞质不均一性与发育---母体信息的翻译调控
细胞间相互作用
激素或形态素的作用
环境的影响
（三）干细胞
细胞的全能性
植物细胞的全能性
动物细胞的全能性 胚胎干细胞：分化形成任何一种细胞
组织干细胞：分化形成某些细胞类型，如造血干细胞
（四）细胞衰老
细胞经过一定次数分裂之后而不能继续分裂增殖的状态。机制：端粒缩短与细胞衰老；氧化损伤的积累与细胞衰老。
（五）细胞死亡细胞死亡的调控有两种不同途径：
细胞凋亡：自我调控的，由一系列的生化过程导致的细胞自我降解的过程 坏死：细胞的膜系统破裂，DNA降解，常引起炎症反应。由细胞损伤引起。
凋亡的生物学功能： 确保正常发育：清除正常发育中多余细胞、无用细胞、突变细胞、有害细胞或衰老细胞；维持组织、器官细胞数目相对平衡，避免组织增生或萎缩。
第五部分
一、生物与环境概述
1.生命世界从微观到宏观的组织层次
细胞 组织 器官个体 种群 群落 生态系统 生物圈 2.生态学（Ecology）：研究生物与环境相互依赖、制约和协调关系的科学 生态系统（Ecosystem）：在一定的空间内生物组分 和非生物组分通过物质循环、能量流动及信息流动而相互作用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。环境因子：生物体外部的全部环境要素。
生态因子:影响生物生存 包括：非生物组分：气候因子、土壤因子、地形因子；生物组分：从种群到群落（生物因子），人类（人为因子）
3.生态因子对生物的制约
Liebig 的最小因子法则：各种生物的生长发育不是受到现有的总资源多少所控制，而是受到相对最为匮乏的一种资源的限制。
Shelford的耐受性法则：生物的生长不仅在某种生态因子缺乏时受到影响，也会在该因子过量时受到影响。也就是说, 生物对生态因子的忍受是有一定范围的每种生物对环境因子的耐受范围，称生态幅
根据生物耐受性范围的宽窄, 生物可分为狭适性和广适性 限制性因子学说：生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用, 但是其中必有一种或几种因子是生物生存和繁殖的关键性因子，它们制约了生物体进一步的生长或发育。这些关键性因子就是限制性因子。
4.影响生物生存、扩展及延续的几个重要生态因子
A.水 特性 保持温度的稳定性 是很好的溶剂 具有组织非极性物质的作用 在3.98 C 时密度最高
作用 生物体的组成代谢活动
生存环境 B.阳光
能量、光质、光照周期 C.温度
基本代谢，细胞结构
二、种群
1.物种与种群
物种：在形态、行为、生活习性、结构与组成、及遗传物质相似的个体称为一个物种。对具有有性生殖的个体来讲，能够互相交配并能产生具有生殖能力的后代的个体，称为一个物种。它是分类学上的基本单位。种群：占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体。它是物种的存在单位也是物种的繁殖和进化单位。
种群的研究及其意义：定量测定种群的出生率、死亡率，了解影响种群波动的因素，揭示种群变化的规律。宗旨是如何控制或预测种群的变化为人类服务。2.种群的特征 2．1 种群的大小 出生率：
生理出生率(最大出生率): 在理想条件下所能达到的最大出生率到.生态出生率(实际出生率): 在一定时期内,种群在特定条件下实际出生数量内外 因素共同作用影响的结果..影响出生率的因素:a.性成熟速度b.每次产仔数c每年生殖次数d.生殖年龄的长短 死亡率：
生理死亡率(最小死亡率):最适条件下个体因衰老而死亡，其种群死亡率降到最低 生态死亡率(实际死亡率):在一定条件下的实际死亡率许多个体死于各种生物或非生物影响的因素
出生率和死亡率一般都以种群中每单位时间每100个体的出生或死亡数来表示 种群的兴衰决定于出生率和死亡率的相互作用：
2．2 种群的结构与特征年龄结构含有种群未来数量动态信息，预示种群未来的增长趋势 种群年龄组：生殖前期、生殖期、生殖后期 种群年龄结构类型：增长型、稳定型、衰退型 种群密度调查法
标志重捕法：N=M×n/m(N-种群个体总数；M-标志个体数；m-重捕中带标志个体数，n-重捕个体数)标志重捕法的限制因素：
1）标志的个体与群体均匀混合；
2）标志方法不会影响动物的行为或生存； 3）无异常的个体迁入或 种群的个体分布型
分布型：均匀分布型、随机分布型、集团分布型 3.种群的数量动态学变化
A.种群在资源（食物、空间）无限条件下呈指数增长
dN/dt=(b-d)N dN/dt 种群瞬时增长量, N 种群大小；b 和 d 代表瞬时出生率和死亡率；r=b-d表示种群瞬时增长率,则得： dN/dt=rN r >0 种群数量增长；r <0 种群数量下降；r =0 种群数量不变 B.种群在资源有限条件下呈逻辑斯谛增长（logistic growth）环境资源决定的种群数量称环境容纳量（carrying capacity），以K表示
指数增长方程引入环境容纳量，添加逻辑斯谛系数(k-N)/K, 则有:dN/dt=rN((k-N)/ K)N>K,((k-N)/ K)<0 种群数量下降;
N
C.生物的两种生活史对策:
r对策和k对策
r对策: 个体小、寿命短、生殖力强但存活率低，缺乏亲代保护；种群的死亡率主要由环境变化引起，与种群密度无关，靠机会生存。只有平衡点，没有灭绝点，种群密度低时，可以迅速回升。
k对策:个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高，具有亲代保护。种群的死亡率主要受种群密度制约，而非剧烈环境变化影响；能很好适应环境、利用资源。具有平衡点和灭绝点，种群密度低时，必然走向灭绝。
D.r类
k类
环境条件
可变,不确定的稳定或可测,较为确定 死亡率 灾难性,非直接, 非密度制约的较为直接,密度制约的 存活率
低
高
种群大小 可变,不平衡,常小于K值，稳定,平衡的,常处K值附
不饱和,每年需移植
近,饱和,不必重新移植 竞争
松弛,可变
常保持 选择有利性 快速发育,生育提早
缓慢发育,竞争力强,S曲线，体型小,繁殖1次
延迟发育,体型大,多次繁殖 寿命
短,常少于一年
长,常长于一年 E.种群数量的调节
密度制约和非密度制约因子影响或调节种群数量调节种群数量因子： 密度制约因子
生物因子如捕食、食物等
非密度制约因子
非生物因子如气候等，外来生物入侵
种群的密度制约调节是自我调节的稳定过程。它使种群的数量稳定在某一个水平上。
三、群落
1.群落的概念和特点
在同一时间内，生活在同一空间的所有种群的复合体。
a)与周围环境相互影响、相互联系；b)不同种群之间相互影响、相互联系。c)具有动态变化性：季节变化，变化d)具有一定的分布范围：特定区域或生境e)物种多样性及有优势种f)群落结构呈现垂直分布和水平分布特征
A.群落的垂直分布
分布的状况取决于环境条件与生物的特点，如阳光，温度，食物的来源，水中的溶氧等。
森林群落：林冠层、下木层、灌木层、草本层和地表层 草原群落：草本层、地表层和根系层
水生群落：表水层、斜温层、静水层和底泥层 2.生物群落的主要类型
2.1 陆地生物群落 森林、草原、荒漠、苔原
2.2 水生生物群落
内陆水生物群落：流水（河流）和静水（湖泊)海洋生物群落：地球表面的70%，平均深度4 000M 海洋生物群落根据位置和海水的深度分为：海岸带、浅海带、远洋带，海底带等。3.群落的演替
3.1 群落演替：自然界的进化或演变中，一个群落会被另一个群落所替代，最终形成一个较为稳定的群落。群落的这种依次取代现象就称为群落演替（succession）3.2 群落演替的规律：
群落是相对稳定的，但是动态的，可变的，可由一种群落演变成另一种群落
原生演替：群落的演替的地点是没有被生物群落所占有过的裸岩、沙丘湖底。比较缓慢。次生演替：原来形成的群落被毁灭掉，在被毁灭群落的基质上所进行的群落演替。
演替比较快速： 有大量的种子存在；大量植物的根系存在；土壤的结构适合于植物的生长和繁殖。3.3顶级群落
群落的演替是有规律的可以预测的;群落的演替终点是顶级群落 特点：与环境达到平衡，群落结构复杂稳定。热带雨林是一种顶级群落 3.4从湖泊到森林的演替 裸底阶段：底部没有有机质
沉水植物阶段：积累有机物，有根植物 浮叶根生植物阶段：湖面变浅，叶片浮面 挺水植物阶段：挺水植物繁衍，沼泽植物 4.群落中物种之间的关系
A.植食和捕食是群落中最常见的种间关系.B.竞争:两个物种利用同一有限资源而发生竞争.结果或者一个物种排除另一物种;或者在重叠分布区产生形态分化而共存。
C.共生
物种之间在生活中的一种亲密联系的关系。互惠共生: 对双方互相有利的种间关系
共栖: 两种不同的生物共同生活，其中一种获利而另一种不受影响（但是没有绝对的不受影响）。
D.寄生与拟寄生
寄生指生活在一起的2种生物一方获利,另一方受害但不死亡;拟寄生总是导致寄主死亡（昆虫对昆虫的寄生）。
E.植物间的拮抗
EG.一种鼠尾草分泌化学物质，使周围成为不毛之地（拮抗）5.生态位
生物种群在群落中的生活方习性和它们在时间和空间上所占有的地位。或者是种群生存、繁殖和活动的软件和硬件的总和。
在同一个群落内，不同物种都有自己特有的生态位。生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。生态位的重叠导致物种间的竞争与排斥；生态位的分离，导致物种间的协调平衡。
四、生态系统与生态平衡
1.生态系统的概念与基本特征 在一个给定的区域里，所有的生命有机体与它们周围的无机体所组成的一个结构和功能单位。生物圈：是指地球上存在有生命活动的外表层，包括有机体及其生成物、与有机体相关的无机环境。地面上23 km 到地面下12 km，绝大多数生物通常生存于地球陆地之上和海洋表面之下各约100 m厚的范围内。地球上所有生态系统的的总合，是最大的生态系统。生态系统的基本特征
A.生物群落是生态系统的组成核心；生态系统具有一定的地区特点和立体结构；生态系统表现明显的时间特征，具有从简单到复杂，从低级到高级的发展规律； B.生态系统的代谢活动是通过物流与能流过程实现的；
C.生态系统具有不同程度的开放性，不断地与外界进行物质和能量交换及信息传递，从而维持系统的有序状态。
D.生态系统在结构和功能方面具有复杂的动态平衡特征； 2.食物链与食物网
2.1食物链和食物网的概念
生态系统中储存于有机物中的化学能，通过一系列食与被食的关系，把生物与生物紧密地联系起来，这种以食物营养关系彼此联系起来的生物序列，称为食物链。捕食食物链：以活的生物为起点的食物链。
植物-昆虫-鼠-蛇-鸟 腐食食物链：以死亡的动植物或腐败有机物为起点的食物链。
植物残体–蚯蚓–节肢动物–鸟类
生物群落中错综复杂的食物关系，使多条食物链彼此交联，形成食物网
不同生态系统，各类食物链的比重不同。生态系统中，各类食物链总是协同起作用的。食物网越复杂，生态系统就越稳定。食物网不仅维持生态系统的相对平衡，并推动生物进化，是自然界发展演化的动力。2.2食物链中的功能类群
生产者 自养生物 消费者 异养生物 还原者或称分解者 3.生态系统的生产力
3.1 A.初级生产力：单位时间内、单位面积上绿色植物或藻类借助光合作用将光能转变为化学能, 或者将Co2转变成为有机化合物的能力或量。初级生产量：经光合作用所生产的所有有机物的总和。（一般指一年内，在特定区域上如一个湖泊，森林或草原等）
生物量：在某个时间点，单位面积上所积累的所有有机物的量（不强调“生产”，强调的是目前的状况）
B.陆地初级生产力与海洋初级生产力
陆地的初级生产量主要由维管植物所提供，少部分由藻类、地衣及苔藓提供。
海洋的初级生产量主要由藻类所提供，少部分由维管植物和其他生物如自养细菌所提供。影响初级生产力的因素生态系统不同，影响的因素也不同。对于陆地生态系统来讲，水分，温度为主要因素；对于水生生态系统来讲，光强、无机物的含量为主要因素 C.净初级生产效率
日光能转化为初级生产力的效率
3.2 次级生产力:单位时间内由消费者和分解者所生产的有机物的水平。如动物吃食其它动植物等有机物而转变为自身的干重.消费者及分解者属于次级生产者；初级生产力到次级生产力的转换损失很多能量；海洋的净次级生产力比陆地高
4.生态系统的能量流动、物质循环和信息传递 4.1生态系统能量流动 A.能流和营养级
能流：各类生物以地球生态系统初级生产者的总生产量为起点，能量按食物链顺序的流动，即能流。
营养级：能流过程中，处于食物链某一环节上的全部生物种的总合，称为一个营养级。营养级和食物链的环节是有限的（通常4 个）。营养级越高，归属该营养级的生物种类和数量就越少。
分解者属于特殊的营养级，与各个营养级相连，从有机废物或生物的尸体中获得能量
B.能量转化效率能量转化效率：能量从一个营养级传到下一个营养级的百分比。十分之一定律：营养水平每上升一级所得能量只有原来营养级总能量的大约10% 能量流动是单方向的，不可逆的
C.生态系统中，当能量传递其营养级由低向高推进时，每级的个体数目、生物量或所含能量呈塔型分布，称生态金字塔。
数量（个体数目）金字塔，生物量（干重）金字塔及能量金字塔。4.2生态系统中的物质循环
A.生物地球化学循环:在生态系统乃至生物圈内，各种化学元素沿特定途径，从环境到生物体，又从生物体再回归到环境，这种不断流动和循环的过程。
生物富集作用:生态系统中同一营养级上众多种群或个体，从环境中积蓄某种元素或难于分解的化合物，致使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。
B1.水循环
1）主要在海洋与大气间进行；蒸发量等于降水量；2）海洋的蒸发量大，降水量小；多余的水分流向陆地；3）而陆地的蒸发量小，降雨量大；地表流水进入海洋；3）降到陆地上水量的1/3回归海洋；4）地下水（不被蒸发，植物根系达不到）B2.气体型循环（碳、氧、氮的循环）
碳的循环
1）碳是生物的主要组成元素，占干重的49%；2）大气层和海洋是两大炭库（岩石圈和化石燃料含大量的碳，但在碳循环中未起积极作用）3）光合作用吸收CO2, 生物呼吸和人类活动释放CO2；
氮的循环
1）氮是核酸、蛋白质的主要元素；2）大气中79% 是氮气；3）气体氮不能被直接利用；植物可利用NH4）人为，自然条件，固氮生物可把氮转化为氨；有机物中的氮源被分解者转化为铵；5）反硝化细菌可把硝酸盐转化为氮 B3.沉淀型循环（钙、钾、纳、镁、磷等盐类的循环）
磷的循环
1）生物能量ATP，遗传物质与生物膜的主要组成元素； 2）岩石层、土壤和沉积层是主要储存库；3）沉积及岩石风化是主要的循环形式，当地形式循环。4.3生态系统中的信息传递
A.生态系统中信息流（传递、接受和感应）存在于不同组织水平，是生物长期进化的结果。B.生态系统中的信息传递动物之间的信息传递是通过神经系统和外分泌系统进行的
信息传递影响生物的多种行为取食：视觉、味觉、听觉信号对动物取食的影响；居住：物理信号和食物信号影响栖息地的选择。防护行为：拟态（mimicry）、警戒色（warning color）、保护色（protective color）.植物的向光性生长。性行为：性外激素（pheromone）；生物的群集作用：食物、环境和信息素的作用 C.生物的信息传递可以表现在多个层次 个体获取环境信息进行正常的生命活动（定位、方向、感光、测温、化学感受、磁场感应等）种群内不同个体之间进行合作或竞争所进行的信息传递（求偶、繁殖、觅食、抵抗侵略、社会行为等）
不同种群个体之间竞争或捕捉与反侵害所进行的信息传递（警戒、驱逐、识别等）D.生物信息在生态系统中作用 保障生命活动的正常进行；保障生物种群的繁衍；调节生物的种间关系,维持生态系统稳定； 信息在生产实践中应用
光信息的应用：调节控制生物的发生发展；化学信息的应用：利用人工合成的性激素防治害虫；声信息的应用：超声处理种子；声纳捕鱼； 5.生态平衡及其重大问题
A.生态平衡（ecological equilibrium）的概念：在生态系统内部，生产者、消费者、分解者和非生物环境之间，在一定时间内保持能量与物质输入、输出动态的相对稳定状态。生态平衡是生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态，其物质和能量的输入输出接近相等，如遇外来干扰，能通过自我调节（或人为控制）恢复到原初的稳定状态。
B.生态平衡是指生态系统内两个方面的稳定：一方面是生物种类（即生物、植物、微生物.有机物）的组成和数量比例相对稳定；另一方面是非生物环境（包括空气、阳光、水、土壤等）保持相对稳定。
C.生态平衡的特点
自然生态系统经过由简单到复杂的长期演代，最后形成相对稳定状态；生态系统具有一定的内部调节能力；生态平衡是动态的；生态平衡失调：当外来干扰超过生态系统自我调节能力，而不能恢复到原初的稳定状态。
D.地球上最大的生态系统-生物圈的生态平衡受到严重威胁与危害
自然环境方面
大气中温室气体浓度的升高；全球暖化的加剧；臭氧空洞的扩大；森林和湿地面积的剧减；大气和水域污染的加剧；
生物方面
物种灭绝速度加快和生物多样性的下降等 全球变化–global changes 全球变化的含义和基本特性
全球变化是在一定的自然或人为的因素驱动下，通过一系列系统过程的变异，使地球系统状态和功能发生整体或部分改变，从而表现出具有时空变化特征的全球环境特征，影响着整个地球的可持续性。
最基本的驱动力：人类活动（人口和科技）三个直接变化过程: a.地球表面的覆盖变化 b.全球生物地球化学变化
c.生物物种侵入和消失：引种、捕获、改变生境 两个直接后果: 1.气候变化 a)地球温度上升
温室效应：地球表面发射的红外光被温室气体所吸收，再发射到地球而增加地球的温度
b)不同地区降雨剧增或减少 c)酸雨的形成 2.生物物种的数目、种类锐减、灭绝速度加快 6.低碳经济 5.低碳经济
相对于使用化石能源高排放CO2的传统经济活动而言，采用各种措施降低化石能源的使用，减少CO2排放的经济。
2003年的英国能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》首先提出低碳经济。提出的背景：温室效应及气候变化 低碳经济的意义：
1）保护环境；2）经济和社会的可持续发展 低碳经济的两个方面：
生产经济的低碳消耗；消费经济的低碳消耗 实施的措施：
1）节约能源；2）能源转型，寻找低碳排放的其他能源方式
第四篇：普通生物学知识总结
普通生物学笔记（陈阅增）
普通生物学讲课文本
绪
论
思考题：1.生物的分界系统有哪些？2.生物的基本特征是什么？3.什么是动物学？4.什么是细胞学说？其意义是什么？5.学习和研究动物学有哪些方法？
一、生物分界：物质世界是由生物和非生物二部分组成。
非生物界：所有无生命的物质，如：空气、阳光、岩石、土壤、水等。
生物界：一切有生命的生物。
非生物界组成了生物生存的环境。生物和它所居住的环境共同组成了生物圈。
生物的形式多样，种类繁多，各种生物在形态结构、生活习性及对环境的适应方式等方面有着千差万别,变化无穷，共同组成了五彩缤纷而又生机勃勃的生物界。
最小的生物为病毒，如细小病毒只有20nm纳米，它是一种只有1600对核苷酸的单一DNA
链的二十面体，没有蛋白膜。最大的有20-30m长的蓝鲸，重达100多吨。
(一)生物的基本特征
1.除病毒以外的一切生物都是由细胞组成。构成生物体的基本单位是细胞。
2.生物都有新陈代谢作用。
同化作用或称合成代谢：是指生物体把从食物中摄取的养料加以改造，转换成自身的组成物质，并把能量储藏起来的过程。
异化作用或称分解代谢：是指生物体将自身的组成物质进行分解，并释放出能量和排出废物的过程。
3.生物都有有生长、发育和繁殖的现象。
任何生物体在其一生中都要经过从小到大的生长过程。在生长过程中，生物的形态结构和生理机能都要经过一系列的变化，才能从幼体长成与亲代相似的个体，然后逐渐衰老死亡。这种转变过程总称为发育。当生物体生长到一定阶段就能产生后代，使个体数目增多，种族得以绵延。这种现象称为繁殖。
4.生物都有遗传和变异的特性：生物在繁殖时，通常都产生与自身相似的后代，这就是遗传。但两者之间不会完全一样，这种不同就是变异。生物具有遗传性才能保持物种的相对稳定和生物类型间的区别。生物的变异性才能导致物种的变化发展。
(二)动物的基本特征：动物自身不能将无机物合成有机物，只能通过摄取食物从外界获得自身建设所需的营养。这种营养方式称为异养。
(三)生物的分界：地球上生活着的生物约有200万种，但每年还有许多新种被发现，估计生物的总数可达2000万种以上。对这么庞大的生物类群，必须将它们分门别类进行系统的整理，这就是分类学的任务。
1.二界分类：公元前300多年，古希腊亚里士多德将生物分为二界：植物界、动物界。
2.三界分类：1886年德国生物学家海克尔(E.Haeckel)提出三界分类法：
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。
3.四界分类：由美国人科帕兰(Copeland)提出。
原核生物界：包括蓝藻和细菌、放线菌、立克次氏体、螺旋体、支原体等多种微生物。
原生生物界：包括原生动物和单细胞的藻类。动物界。植物界。
4.五界分类：1959年美国学者魏泰克(Whitaker)提出五界分类法：
原核生物界：细菌、立克次体、支原体、蓝藻。特点：环状DNA位于细胞质中，不具成形的细胞核，细胞器无膜，为原核生物。细胞进行无丝分裂。
原生生物界：单细胞的原生动物、藻类。特点：细胞核具核膜的单细胞生物，细胞内有膜结构的细胞器。细胞进行有丝分裂。
真菌界：真菌，包括藻菌、子囊菌、担子菌和半知菌等。特点：细胞具细胞壁，无叶绿体，不能进行光合作用。无根、茎、叶的分化。营腐生和寄生生活，营养方式为分解吸收型，在食物链中为还原者。
植物界：包括进行光合作用的多细胞植物。特点：具有叶绿体，能进行光合作用。营养方式：自养，为食物的生产者。
动物界：包括所有的多细胞动物。
特点：营养方式：异养。为食物的消费者。
5.六界分类：我国生物学家陈世骧提出了六界分类系统：
Ⅰ 非细胞生物
Ⅲ 真核生物
1.病毒界
4.植物界
Ⅱ 原核生物
5.真菌界
2.细菌界
6.动物界
3.蓝藻界
二、动物学及其分科
(一)动物学的定义：动物学是以动物为研究对象，以生物学的观点和方法，系统地研究动物的形态结构、生理、生态、分类、进化、与人类的关系的科学。
(二)动物学的主要分科：
：：：依据研究内容的不同，动物学分化为许多不同的分科，主要有以下几类：
动物形态学：研究动物体内外结构以及它们在个体发育和系统发展过程中的变化规律的科学。其中解剖学是研究器官构造及其相互关系的科学。研究细胞与器官的显微结构的科学，称为细胞学和组织学。用比较现代动物器官系统的异同来研究进化关系的，称为比较解剖学。研究个体发育中动物体器官系统形成过程的，称为胚胎学。此外；研究绝灭动物在地层中的化石的，称为古动物学。
动物分类学：研究动物类群之间彼此相似或相异的程度，并分门别类，列成系统；似阐明它们的亲缘关系、进化过程和发展规律。
动物生理学：研究动物体的生活机能(如消化、循环、呼吸、排泄、生殖、刺激反应性等)、各种机能的变化、发展情况以及在环境条件影响下所起的反应等。
动物生态学：根据有机体与环境条件的辩证统一，研究动物的生活规律及其与环境中非生物与生物因子的相互关系。
按照研究的动物对象分为原生动物学、昆虫学、寄生虫学、鱼类学、鸟类学和哺乳动物学等。
由于生物学与物理和化学的互相渗透，形成了生物物理学、生物化学等边缘学科。
生物化学的迅速发展，对包括动物学各分科在内的生物科学，影响特别显著。如对基因物质DNA的深入研究，使定向改变生物的特性，甚至创造目前世界上所没有的生物种，已成为可能。这方面的研究，被称为遗传工程。再如有人对人、黑猩猩、猴、鸡等生物细胞色素丙的结构进行比较研究、完善了生物进化树，为分类学和进化论据供了进一步的科学依据。
近年来，从分子的水平来阐明生命现象的本质，已涉及生物学科的各个方面，对这方面的研究称为分子生物学。分子生物学已成为当前生物学中的一个最活跃的领域。
另外，研究动物的构造原理，为其它新的工程技术提供依据的科学，叫做仿生学。
三、动物学发展简史
动物学的发展经历了极其漫长的过程，大致分为三个阶段：
(一)描述生物学阶段
切身利益，积累知识。形态的、解剖的、分类的、生长发育的、繁育的、等等。
①动物学之父－亚里士多德(Aristotle，384～322
B.C.)：动物志。②贾思勰：齐民要术。③李时珍：本草纲目。④胡克(Hooke，R)：显微镜。⑤细胞学说(cell
theory)：植物和动物的组织都是由细胞构成；所有细胞是由细胞分裂或融合而来的；卵和精子都是细胞；一个细胞可分裂而形成组织。由德国植物学家Schleiden，M.J.和动物学家Schwann，T.于1838～1839年共同提出的。
细胞学说的重要意义：在细胞水平上提供了有机界统一的证据，证明了植物和动物有着细胞这一共同起源，为19世纪自然科学领域中辩证唯物主义战胜形而上学、唯心主义，提供了一个有力的证据；为近代生物科学发展，接受生物界进化的观念准备了条件，推动了近代生物学的研究。
⑥林奈(C．Linne,1700—1778)：创立了动植物分类系统，植物种志，植物属志
⑦达尔文(C.Darwin,1809—1882)：物种起源，进化论
(二)实验生物学阶段
在实验条件下研究生命活动的规律：①孟德尔和摩尔根：遗传学的分离、连锁和交换三大定律。②巴斯德：微生物学，致病微生物传染。
(三)分子生物学阶段：①蛋白质分子结构、酶的性质、DNA双螺旋结构。②
DNA—RNA—Protein中心法则。③基因的组成、表达、遗传、标记、分离、提取、转导、沉默、缺失、突变、跳动、序列测定等等。④人体基因组计划。⑤克隆技术、胚胎移植、干细胞研究等等。⑥生物学与三大难题。未来的生物学将是数理化天地生等的大综合科学。
四、研究动物学的基本观点和方法
自然界是一个相互依存，互相制约，错综复杂的整体，动物是生物界的一个组成部分。要学习研究生命科学，首先要具有正确的生物学观点。对复杂的生命现象的本质的探讨，不能用简单的方法做出结论，需要用生物学的观点善于对科学的事实加以分析和综合。
(一)基本观点：生物学观点：动态地注意形态与功能的统一，生物体对环境的适应，整体与局部之间的相互关系，有机体各层次之间的联系，以及个体发育与系统发育的统一。
(二)基本方法
1.观察描述法：观察是动物学研究最基本的方法，通过观察从客观世界中获得原始第一手材料。科学观察的基本要求是客观地反映所观察的事物，并且是可以检验的。观察结果必须是可以重复的。只有可重复的结果才是可检验的，从而才是可靠的结果。观察需要有科学知识。观察切不可为原有的知识所束缚。描述即将观察的结果如实地记录下来。包括：文字描述、绘图(生物图)、摄影、摄像、仪器记录等。
2.比较法：没有比较就没有鉴别。没有比较就无从揭示生命的统一性和多样性之间的关系。
没有比较就无法处理生物界从简单到复杂，从低等到高等的大量材料。
只有通过对不同种属动物从宏观的形态结构到微观的细胞、分子水平的比较，才能对有关动物学的各种问题进行研究并得到正确的结论。
3.实验方法：实验是在人为干预、控制研究对象的条件下，对生命现象进行观察研究的方法。
4.人工模拟生命：动物药理实验、动物病理实验、计算机模拟(输入动物声音，探索高级神经思维活动的规律)。
(三)动物学课程的教学要求
用生物学的观点和比较分类、归纳求同、演释推理的方法，掌握动物的体制结构，形态机能，生活习性和生活规律等基础知识，并加深对以动物代谢和适应为中心，发育为骨干，及动物界的个体发育与系统发育的统一、形态与机能的统一、机体与环境的统一的动物学原理的理解。
(四)学习动物学的目的动物学是农业科学的基础。动物学的新理论、新概念对农牧业的生产和人、畜的医疗保健事业，必然具有促进作用。因此，学习动物学的目的，就在于揭露和掌握动物生命活动的客观规律，为进一步利用、控制和改造动物提供理论依据。
对于动物科学和动物医学专业，简明扼要地介绍动物界的一般现象和规律，使学生具备一定的动物学基本知识，为进一步学习专业有关课程奠定必要的基础。
动物体的基本结构
思考题：
1.细胞的基本结构和机能是什么？2.组成细胞的物质有哪些？其功能各是什么？3.什么是原核细胞？什么是真核细胞？4.简述细胞膜的流动镶嵌假说。5.物质通过细胞膜运输有哪些形式？6.简述各主要细胞器的构造和功能。7.细胞分裂有哪些形式？8.简述有丝分裂和减数分裂的过程，二者有何不同？9.简述减数分裂的特点和生物学意义。10.名词解释：细胞周期、同源染色体、拟核、染色体联会、胞饮、胞吐、吞噬。
第一节 细
胞
细胞是构成生物体的结构和功能的基本单位。除了病毒，生物有机体都是由单个或许多个细胞构成。
一、细胞的一般特征
(一)细胞的形状和大小：细胞的形状和大小取决于其遗传性、生理功能、对环境的适应以及分化状态等。
1.细胞的大小：绝大多数细胞体积都很小。体积小，表面积大，有利于和外界进行物质交换，对细胞生活有特殊意义。
如一个30mm边长的正方体表面积5400mm2，若分成27个小正方体(边长10mm)，则表面积为16200mm2，是原来的3倍。也有少数细胞肉眼可见，如鸵鸟卵细胞直径约50mm。
2.细胞的形状：细胞形状与其担负的功能和所处的位置有关，与机能相适应。
游离的细胞多为圆形或椭圆形，如血细胞和卵；排列紧密的细胞有扁平、方形、柱形等；具收缩功能的肌细胞多为纺锤形或纤维形；具传导机能的神经细胞星形，有长的突起。
(二)细胞的共同特征
1.细胞的结构：细胞膜、细胞质(含各种细胞器)和细胞核。
具有核被膜和各种细胞器的细胞，称为真核细胞。只有拟核、没有细胞器的细胞，称为原核细胞。分别称为原核生物和真核生物。
2.细胞的机能：①利用能量和转变能量，从化学能到热能和机械能。②生物合成，从小分子到大分子，如蛋白质、核酸。③自我复制和分裂繁殖。④协调有机体整体生命。
二、细胞的化学组成
(一)元素：107——92——24
主要化学元素是：碳、氢、氧、氮占96％。
少量几种元素是：硫、磷、钠、钙、钾、铁等。
极微量的其它化学元素：钡、硅、矾、锰、钴、铜、锌、钼等，0.1%。
各元素的比例基本恒定,对维持正常de 生理活动是必要的。
(二)组成细胞的物质
：有机物：糖类，脂类、蛋白质、核酸、维生素、激素。
无机物：矿物质和水。
1.糖类：糖类化合物含碳、氢、氧三元素，又称为碳水化合物。可分为单糖、双糖和多糖三类。①单糖：是不能用水解的方法再降解成更小糖单位的糖类。最重要的单糖是五碳糖和六碳糖，前者如核糖和脱氧核糖，是核酸的组成成分之一；后者如葡萄糖(C6H12O6)，是细胞内能量的主要来源。动物血掖中的葡萄糖称为血糖。②双糖：是由两个单糖分子脱去一个水分子聚合而成，植物细胞中最重要的双糖是蔗糖和麦芽糖。两个分子葡萄糖脱掉一分子水结合形成麦芽糖，淀粉被消化时也产生麦芽糖。由一个葡萄糖和一个果糖结合而成蔗糖。蔗糖主要来自甘蔗和菾菜，高等植物多以蔗糖形式转运。③多糖：是由许多单糖分子，脱去相应数目的水分子聚合而成的高分子糖类化合物，植物细胞中最重要的多糖有纤维素、淀粉、果胶等，动物体内的多糖—淀粉不同于植物淀粉，称为糖元。
2.脂类：由碳、氢、氧元素构成，含氢原子的比例高。
①中性脂肪和油：脂肪的能量比同等重量的糖类可高达二倍多。脂肪分子是由一分子甘油和三分子脂肪酸组成。甘油分子中的三个羟基(－OH)，分别与脂肪酸分子中的羧基(－COOH)作用，脱去一分子的水而形成。脂肪分子中的三个脂肪酸，相同或不同。其碳原子数，4至24个，最常见的是16个和18个，偶数。油：液态，不饱和脂肪酸。脂肪：固态，饱和脂肪酸。②蜡。③磷脂：膜，脑、心、肾、肺、骨髓、卵、大豆。④类固醇：胆固醇、植物固醇。⑤萜类：类胡萝卜素、视黄醛(动物感光)。
脂类的功能：●膜组成成分 ●贮存能量 ●保护层 ●活性物质
3.蛋白质：是极其重要的高分子有机化合物，含量仅次于水，占干重的60％。结构物质、贮藏物质、酶。除碳、氢、氧、氮等元素外，还含有硫、磷、碘、铁、锌等元素。
①蛋白质的组成：由很多氨基酸聚合形成的高分子长链化合物。氨基酸有20多种。由于氨基酸的数量、种类、排列顺序等的差异，可形成各种各样的蛋白质。
蛋白质与其它物质的分子或离子结合形成脂蛋白、核蛋白和色素蛋白等。
酶：是生化反应的催化剂，一种酶只能催化一种反应。在一个细胞内约有3000种酶，特定功能和特定酶有关。酶的非蛋白质组分很多，如维生素、核苷酸或某些金属等。酶可以从细胞中分离出来，并保持其活性，这在工农业生产、医疗等方面有广泛的实用价值。
②蛋白质的结构：一级结构：多肽链中氨基酸的数目、种类和线性排列顺序。
二级结构：多肽链向一个方向卷曲形成的立体结构。
α—螺旋：α角蛋白，指甲、毛发、纤维蛋白等。
β—折叠：β角蛋白，蛛丝、蚕丝。
三级结构：球蛋白、肌动蛋白、蛋白质激素、抗体、细胞质和细胞膜中的蛋白。
四级结构：血红蛋白。
蛋白质在重金属离子、酸、碱、乙醇以及高温、X射线等的作用下可发生变性，其空间结构改变，沉淀。
4.核酸：是重要的遗传物质，由许多单个核苷酸经脱水聚合而成的高分子有机化合物。
单个核苷酸由一个含氮碱基、一个五碳糖和一个磷酸分子组成。核酸中仅有五种含氮碱基，它们是两种嘌呤——腺嘌呤(缩写A)和鸟嘌呤(缩写G)；三种嘧啶——胞嘧啶(缩写C)，胸腺嘧啶(缩写T)和尿嘧啶(缩写U)。
根据所含有的糖的不同，核酸可分为核糖核酸(缩写RNA)和脱氧核糖核酸(缩写DNA)。
DNA主要存在于细胞核内，是构成染色体的遗传物质；RNA则主要存在于细胞质中，而在碱基种类上，DNA含A、G、C、T等四种，在RNA中则以U代替T。在分子结构上，RNA是以单链存在，而DNA则以双链形式存在。
5.维生素：属于小分子有机物。绿色植物能够自身合成维生素，动物必须从食物中摄入，是动物体内必需的一类有机物，否则就会发生维生素缺乏症。
维生素的共同特点：●都是有机物 ●不是能源物质和结构物质 ●需要量很少，但对代谢影响很大，为正常生活所必需的。
根据维生素水解的性质不同，可分为脂溶性和水溶性两大类。前者如维生素A、D、E、K等，后者如维生素B1—B12、C、P等。
6.矿物质(无机盐)：无机物对有机体起重要的作用。除了碳、氢，氧、氮和硫之外，生物体内的元素是以盐类的离于形式存在的。例如：一般含有Na＋、K＋、Ca＋、Mg＋，Fe＋＋＋和C1－、SO4－－、HPO4－、HCO3－等。
各种离子对生物体都具有重要的生理作用。例如，维持体液的正常渗透压，酸碱度以及维持神经、肌肉的正常兴奋性等。
有一些呈不溶解状态的无机物，形成固体的沉积物，作为支持和保护性的结构，如碳酸钙是软体动物贝壳的主要成分，脊椎动物的骨骼含有碳酸钙和磷酸钙以及镁、氟等离子。
7.水：含量最多，一般占60～90％。不同种类的细胞，含水量相差很大。水成为生物的一个理想的组成成分：●常温下为液态，是有机物和无机物的良好溶剂和运输介质。●水是细胞内化学反应的参加者或产物。没有水，生物就不可能生存。●水有较大的比热，对温度的调节很重要。
三、细胞的基本结构
(一)原核细胞
核区(类核体、拟核)：染色体只由环状DNA组成，不含组蛋白。
细胞器：仅有核糖体，70S。
细胞壁：主要成分为含乙酰胞壁酸的肽聚糖。
(二)真核细胞
细胞膜、细胞质、细胞核。
1.质膜(细胞膜)：生活细胞的外表，都有一层薄膜包围，将细胞与外界分开，这层薄膜称为细胞膜或质膜。细胞膜与细胞内的所有膜统称为生物膜，是一种半透性膜，对进出细胞的物质有很强的选择透性，其物质组成和基本结构相似。
①质膜的组成：主要是脂类物质和蛋白质，还含有少量的多糖、微量的核酸、金属离子和水。②质膜的结构：在电镜下呈现暗—明—暗三条平行的带，即内外两层暗的带(由大的蛋白质分子组成)之间，有一层明亮的带(由脂类分子组成)，这样的膜称单位膜。③膜的流动镶嵌假说：脂类物质分子的双层形成了膜的基本结构的衬质，膜的蛋白质分子则和脂类层内外表面结合，或嵌入，或贯穿。膜及其组成物质是高度动态的、易变的。其磷脂和蛋白质都有一定的流动性，使膜的结构处于不断变动状态。膜中的蛋白质有的是特异的酶类，具有识别、捕捉、和释放物质的能力，从而对物质的透过起主动的控制作用。④物质通过膜的运输：单纯扩散：通过膜上的小孔，从高浓度到低浓度。协助扩散：由载体协助，从高浓度到低浓度。主动运输：由载体协助，并且要消耗能量，从低浓度到高浓度。
胞吞和胞吐：质膜能向细胞内形成凹陷，吞食外围的液体或固体的小颗粒。吞食液体的过程称为胞饮作用，吞食固体的过程称为吞噬作用。
将细胞内的分泌小泡或其它由膜包被的物质排出细胞外的过程，称为胞吐作用。
2.细胞质：是细胞膜以内，细胞核以外的原生质。可分为胞基质和细胞器。细胞器是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构。胞基质是包围细胞器的、没有特定结构的细胞质。
胞质运动：生活细胞的胞基质在细胞内不断流动。
(1)线粒体：除了细菌、蓝藻和厌氧真菌，生活的细胞一般都有线粒体。
线粒体是进行呼吸作用的主要细胞器，是细胞能量代谢的中心。呈球状、杆状、具分枝或其它形状的。直径一般为0.5~1.0μm，长约1~2μm。不同细胞中，线粒体数目差别较大。
用电镜观察，线粒体外有双层单位膜。外膜包被整个线粒体，内、外层膜之间有宽约80?的间隙，内膜在许多部位向内伸入到线粒体基质中，形成片状或管状的内褶，称为嵴。内膜及其所形成的嵴的内表面上，均匀地排布有形似大头针状的结构，称为电子传递粒(缩写ETP)，ETP含有ATP酶，能催化ATP的合成。在嵴之间基质，与呼吸作用有关的一系列的酶，定位在基质和内层膜中，基质中还含有DNA、脂类、蛋白质、核蛋白体和含钙颗粒。
细胞内的糖、脂肪和氨基酸的最终氧化是由线粒体进行的，最后释放能量，供细胞生活的需要。线粒体经分裂或“出芽”增殖。
(2)核糖核蛋白体(核蛋白体，核糖体)：是合成蛋白质的主要场所。存在于胞基质、细胞核、内质网外表面及质体和线粒体的基质中。完整的核蛋白体是由两个近于半球形而大小不等的亚单位结合而成。由几个到几十个核蛋白体和mRNA长链结合，成为念珠状复合体，称多聚核糖核蛋白体。
(3)内质网(缩写ER)：是由膜围成的扁平的囊、槽、池或管，并形成相互沟通的网状系统。在ER腔内充满了液状基质。
有些内质网的外表面有核蛋白体，称为粗糙型内质网(缩写rER)；另一些内质网外表面则没有核蛋白体，称为光滑型内质网(缩写sER)。
ER膜可和核膜的外层相连，也可经过胞间连丝和相邻细胞的ER相连。
内质网的功能：●具有制造、包装和运输代谢产物的作用。rER能合成蛋白质和脂类，合成的物质可能经ER运到sER，再由sER形成小泡，运输到高尔其体中，然后分泌到细胞外。●ER是许多细胞器的来源，如液泡、高尔基体、圆球体及微体都可能是由ER特化或分离出的小泡而来。
●内质网的分室作用：分隔细胞成许多小室，使各种不同的结构隔开，能分别地进行着不同的生化反应。
(4)高尔基体：是一叠由平滑的单位膜围成的囊组成，囊作扁平圆形，边缘膨大且具穿孔。每一个囊称为潴泡或槽库，从囊的边缘可分离出许多小泡—高尔基小泡，它们可转移到胞基质中，和其他小泡融合，也可和质膜结合。
高尔基体凸出的面是形成面，凹入的面是成熟面。高尔基体在来源上和ER有密切的关系。
(5)中心体：位于细胞核附近。光镜下的中心体通常是两个球形细粒，称中心粒，其周围有一层浓稠物质，称中心球。
电镜下，呈圆柱状结构，直径约0.15mm，长0.3-0.6mm。两个中心粒互相垂直排列。整个圆柱由九组纵行的微管很有秩序地排列而成，每组有微管三根。在细胞分裂时，染色体的移动以中心粒为方向，当中心体遭到破坏时，细胞即失去分裂能力。
(6)溶酶体：是分解蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的细胞器，具单层膜，含多种水解酶。
功能：分解从外界进入细胞内的物质(异体吞噬)，也消化自身局部的细胞质或细胞器(自体吞噬)。当细胞衰老时，其溶酶体膜破裂，释放出水解酶，消化整个细胞而使细胞死亡(自溶作用)。
溶酶体是由内质网分离出来的小泡形成的。凡含有溶酶体酶的小液泡，就是溶酶体。
(7)细胞骨架：是由3种蛋白质纤维组成的支架。
3种蛋白质纤维是微管、肌动蛋白和中间丝(中间纤维)。
●微管：直径24nm的中空长管状的纤维。除红细胞外，真核细胞都有微管，纺锤体、鞭毛、纤毛都由微管构成。
微管蛋白：a和b亚基双分子螺旋排列构成微管。
秋水仙素能与a、b双体结合，阻止a、b双体连接成微管。(多倍体)；长春花碱破坏纺锤体，使癌细胞死亡；紫杉醇阻止微管解聚，促使微管单体聚合。
●肌动蛋白丝(微丝)：是实心纤维，直径4-7
nm。肌动蛋白由哑铃形单体相连成串，两串以右手螺旋形式扭缠成束。肌动蛋白丝有运动的功能，与细胞质流动有关。
●中间纤维：介于微管与微丝之间的纤维，8-10nm。构成中间纤维的蛋白质5种多，常见的是角蛋白、波形蛋白、层粘连蛋白。
3.细胞核：是细胞的控制中心，遗传物质DNA几乎全部存在于核内。
(1)细胞核的形态：大小、形状、位置、数目。
(2)细胞核的结构：核膜、核仁和核质等三部分。
●核膜(核被膜)
：是由内、外两层单位膜组成的。双层膜在一定间隔愈合形成小孔—核孔，容许某些物质进出，如输入RNA、DNA核苷酸前体、组蛋白和核蛋白体的蛋白质，输出mRNA、tRNA和核蛋白体的亚单位等。在核被膜的外膜和细胞质接触面上，有核蛋白体；在一些部位，外膜向外延伸到细胞质中去，可以和内质网膜相连。因此，内、外膜间的间隙和内质网的基质是连续的，似可经过内质网和相邻的细胞相通。
●核仁：一个或几个核仁，是细胞核内形成核蛋白体亚单位的部位。
●核质：以碱性染料染色后，可分为着色物质—染色质和不着色物质—核液。
染色质：是由核酸和蛋白质的复合物组成的复杂物质结构，含有大量的DNA和组蛋白，较少量的RNA和非组蛋白蛋白质。间期核内染色质常伸展成为宽度约10～15nm的细长的纤丝，这些染色质的细丝，到有丝分裂时高度地螺旋缠绕—螺旋化，成为染色体。当分裂结束，进入间期时，染色体的螺旋又松散开来，扩散成为染色质。染色质就是间期的染色体。
染色质细丝：是由许多核小体连接而成，组成串珠状。每个核小体的中心有8个组蛋白分子，DNA双螺旋盘在它表面，核小体之间有一段DNA双螺旋，并与另一个组蛋白分子相连。这就是染色质的基本结构，由此再进一步螺旋缠绕形成2级、3级、4级结构，成为染色单体，从而构成染色体。
基因：是遗传物质的基本单位，存在于染色质(体)的DNA分子链上。
四、细胞分裂
生物的生长发育、代代相传、延续种族的基础是细胞分裂。繁殖是生物或细胞形成新个体或新细胞的过程。
(一)细胞周期及其概念
从一次分裂开始，到下一次分裂完成的整个过程，称为细胞周期，分为DNA合成前期(G1期)，DNA合成期(S期)，DNA合成后期或有丝分裂准备期(G2期)，分裂期(M期或D期)。前三者合称间期，是细胞进行生长的时期，合成代谢最为活跃，进行着包括DNA合成在内的一系列有关生化活动并且积累能量，准备分裂。
1.DNA合成前期(G1期)：DNA合成以前的准备期，染色体由一条DNA分子的染色单体组成。G1期细胞极其活跃地合成RNA、蛋白质和磷脂等。
2.DNA合成期(S期)：合成DNA时期，染色体发生复制，DNA含量比G1期增加一倍。
3.DNA合成后期或有丝分裂准备期(G2期)：G2期的每条染色体由两条完全相同的染色单体组成，含一个完全相同的DNA分子。
4.分裂期(M期)：是进行有丝分裂的时期。
(二)细胞分裂的类型
无丝分裂、有丝分裂、减数分裂等。
1.无丝分裂：是指间期核不经任何有丝分裂时期，直接分裂，形成差不多相等的两个子细胞。
2.有丝分裂：又称间接分裂，分为核分裂和胞质分裂。一个细胞经过一次有丝分裂，产生染色体数目和母细胞染色体数目相同的两个子细胞。据核的变化，又分为前期、中期、后期和末期。
(1)前期：核内的染色质凝缩成染色体，核仁解体，核膜破裂以及纺锤体形成。间期核的染色质是细长的细丝，分裂前期，染色质丝螺旋缠绕逐渐增粗，为念珠状的细丝，继续螺旋化缩短、变粗，成为分离的染色体，染色体缩至最短，核仁解体，其组成物质的一部分转移到了染色体。前期最末，核膜破裂，和内质网结合，此时核液和细胞质混合起来，此外，前期终了前，核的两极出现少量的微管细丝，开始形成纺锤体。
(2)中期：是染色体排到赤道面上，纺锤体完全形成的时期。核膜破裂，标志着前期的结束，各染色体的染色单体清晰可见，微管伸长，形成纺锤丝，有的通过两极，有的从一极附着到染色单体的着丝点上。每个染色单体，各有一个着丝点，所有的纺锤丝形成了一个纺锤状的构象，称为纺锤体。纺锤丝在染色体的运动上起重要作用，由于微管的作用，染色体移动，到细胞中部，染色体的着丝点，都排在赤道面。中期时便于计数染色体数目。
(3)后期：各个染色体染色单体分开，由赤道面移向细胞两极的时期。后期时，染色体仍继续缩短，达最短程度。染色体从着丝点分开，向两极移动，到两极集中。
(4)末期：是形成二子核和胞质分裂的时期。到达两极的子染色体，膨胀而失去轮廓，螺旋解开，变为染色质细丝，并形成新的核膜，核仁出现，形成了两个子核。
经过核分裂和胞质分裂，一个母细胞成为两个子细胞，子细胞染色体的数目和母细胞的相同，为2N。
凡是进行有性生殖的动植物都有减数分裂的过程。两个性细胞，即配子(精子或卵)融合为一，成为合子或受精卵，再发育成新的一代，称为有性生殖。
3.减数分裂：包括两次连续的分裂，但其DNA只复制一次，一个母细胞经过减数分裂以后，形成4个子细胞，这样，每个子细胞染色体的数目(以N表示)，比母细胞(2N)减少了一半。所以称为减数分裂。
如人的体细胞含23对(46条)染色体，经减数分裂产生的精子和卵细胞(配子)染色体数目只有23条，受精后又恢复为46条。
减数分裂也分为间期和分裂期。间期细胞进行DNA的复制。分裂期细胞进行两次连续的分裂。
(1)减数分裂的第一次分裂：称为减数分裂Ⅰ，包括4个时期。
①前期Ⅰ：又可分为以下6个时期：
◆前细线期：核中染色体极细，在光镜下难以分辨，但染色体已开始凝缩，出现螺旋丝。
◆细线期：染色质经螺旋化，形成细长线状的染色体，每条染色体含有2条染色单体。细胞核和核仁增大，RNA含量增加一倍。
◆偶线期(合线期)：同源染色体(一条来自父本，一条来自母本，两者的形状，大小很相似，而且基因顺序也相同的染色体)
两两靠拢，准确的配对，这种现象称为联会(配对的染色体称为二价体)。
◆粗线期：染色体缩短变粗。二价体的数目为原来二倍体染色体数目的一半。每个二价体含有4条染色单体，也称为四联体(每一条染色体由2条染色单体组成)。此期有一个很重要的现象是，二价体中不同染色体的染色单体之间，可在若干相对应的位置上发生横断，并发生染色单体片段的互换和再结合，而另两条染色单体则不变。这种现象称为交换，即在粗线期同源染色体的非姊妹染色单体间发生局部交换。交换对生物的遗传和变异有重大意义。
◆双线期：染色体继续缩短变粗。配对的同源染色体彼此排斥并开始分离，但在染色单体之间发生交换的地方—交叉点，仍然连接在一起。因此联会的染色体呈现出X、V、8、0等形状。
◆终变期：染色体变得更为粗、短，染色体对常分散排列在核膜内侧，因此，这一时期是观察、计算染色体数目最适宜的时期，此期末，核膜、核仁相继消失，纺锤丝开始出现。
②中期Ⅰ：成对的染色体(二价体)排列在细胞中部的赤道面上，两条染色体的着丝点分别排列在赤道面的两侧，纺锤体形成。这个时期也是对染色体进行计数和研究的适宜时期。
③后期Ⅰ：在纺锤丝的牵引下，二价体中两条同源染色体分开，分别移向两极。这样每一极染色体数目只有原来母细胞的一半。(但注意的是，每一个染色体仍然含有2条染色单体，实际上减数分裂就是在此减数)。
④末期Ⅰ：染色体到达两极。染色体螺旋解体，重新出现核膜，形成两个子核，并进行胞质分裂。
(2)减数分裂的第二次分裂：减数分裂的第二次分裂紧接着第一次分裂，或有一个极短的分裂间期。在第二次分裂前没有DNA的复制和染色体的加倍。减数第二次分裂与有丝分裂相似，也可分为4个时期。
①前期Ⅱ：此期很短。已伸展的染色体又螺旋化缩短变粗，核膜再度消失，纺锤丝重新出现。
②中期Ⅱ：染色体以着丝点排列在子细胞的赤道面上，纺锤体形成。
③后期Ⅱ：着丝点分裂，染色单体彼此分离，在纺锤丝的牵引下分别移向两极。
④末期Ⅱ：移到两极的染色体解螺旋，核仁，核膜出现，各形成一个子核，并进行胞质分裂，这样就形成4个子细胞。
(3)减数分裂的基因组合：减数分裂时，同源染色体随机分配，因而配子的染色体组成多种多样。基因是染色体上的特定核苷酸序列，因此基因组合也是多种多样。
如果一种生物有2对染色体，产生22＝4种配子；如果一种生物有3对染色体，则产生23＝8种配子。人有23对染色体，精子和卵各有223＝8388608种染色体组合。
(4)减数分裂的特点：●减数分裂只发生在生物的有性生殖过程中。●减数分裂形成的子细胞染色体数目为母细胞的一半。●减数分裂由两次连续的分裂完成，一个母细胞形成四个子细胞。●减数分裂过程中发生了同源染色体的配对、交叉、互换等现象。
(5)减数分裂的意义：●减数分裂产生的子细胞染色体数目减为母细胞的一半，细胞内只有一组染色体,由此形成的精细胞及卵细胞也是单倍体。精、卵结合形成受精卵又恢复了亲代的染色体数目，这就使每一种植物的染色体数目保持了相对的稳定性，也就是在遗传上保持了物种的相对稳定性。●减数分裂过程中，发生同源染色体间的交叉，即遗传物质的交换和重组，使后代出现了变异性。这对增强植物的适应能力，繁衍种族，都有重要意义。
第二节
组织、器官和系统
思考题：◆名词解释：组织、器官、系统。◆上皮组织分为哪些类型？各有何特点及功能？◆结缔组织的分类是什么？各有何特点和功能？◆肌肉组织的分类、特点。◆神经组织的组成是什么？神经元的构造是什么？
多细胞生物体的细胞，由于形态的分化和功能的分工，形成不同的组织、器官和系统。
一、组织的概念
组织是由相同功能和相似构造的细胞群以及细胞间质构成的。每种组织各完成一定的机能。
二、动物组织的类型
根据细胞的形态和功能的不同，细胞间质的多少和结构上的差异，可将动物的组织分成四大类：上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。
(一)上皮组织：由形态规则、排列紧密的细胞和少量细胞间质组成，无血管(营养物质来自毛细血管渗透)，细胞间有明显的连接复合体。呈膜状覆盖在动物体表和体内各种腔、管和囊的内表面。
上皮组织不断更新，如人体表皮每个月更新2次，胃上皮每2－3天更新1次。
上皮组织的功能：保护、吸收、排泄、感觉、分泌、呼吸、生殖等。
根据形态可分成单层和多层上皮二大类。
1.单层上皮：仅有一层细胞组成。
◆扁平上皮：细胞扁平，分布在血管壁和体腔内表面。
◆立方上皮：细胞呈立方形，核位于细胞中央。大多组成腺体。
◆柱状上皮：细胞柱形，核卵圆形，常位于细胞基部。组成胃、肠的内壁、呼吸和生殖器官的一部分。
2.复层上皮：由一层以上、处于不同发育阶段的细胞组成。
◆迁移上皮：细胞和层数随所在器官生理状况的改变而变迁。组成膀胱和输尿管的上皮。
依据功能可分为三种类型：
1.被覆上皮：覆盖在机体的内外表面，无脊椎动物的常单层，脊椎动物的常多层。
2.腺上皮：由特化的上皮细胞组成，具有制造和分泌物质的功能。如汗腺、唾液腺、乳腺、肠腺等等。
3.感觉上皮：为特化的上皮细胞，具有感觉功能，如听觉上皮、嗅觉上皮、视网膜、味蕾等。
4.生殖上皮：精细胞和卵细胞是特化上皮组织，位于睾丸和卵巢。
(二)结缔组织
形态特点：由多种细胞和发达的间质组成。细胞间质特别发达，细胞数量少，排列分散。
功能：联接、固缚躯体各部分；填充体内空隙，保护体内柔软组织；支持动物机体；制造血球。
细胞间质：由含糖较多的基质和纤维组成。
纤维有二种。胶元纤维：由胶原蛋白组成，有韧性，常集合成束。弹力纤维：由弹力纤维组成，有弹性。
结缔组织的分类：依据生理功能的不同和细胞间质的性质和分散在基质中的纤维成分的不同而形成三种不同状态的结缔组织：液态结缔组织、粘胶态结缔组织、固态结缔组织。
1.液态结缔组织：包括血液和淋巴。
(1)血液：由血浆和血细胞组成。
■血浆：为一种液态的细胞间质，是含有各种溶解物质的胶状物质。溶解物质包括：血清蛋白、纤维蛋白原、酶、糖、脂肪等。纤维蛋白原：在血浆中处于溶解状态，在一条件下可凝结成纤维状从血浆中析出，使血液凝固。清除了纤维蛋白的血浆成为一种黄色液体，称为血清。
■血细胞：包括红血细胞、白血细胞、血小板。
红血细胞：细胞内含有血红蛋白，能与氧结合，具输氧功能。人的红血细胞无细胞核，圆形，两面凹陷。
白血细胞：具吞噬功能，可清除细菌、体内异物和坏死组织。根据形态可分成二大类：多形核白血细胞：嗜中性白血球、嗜酸性白血球、嗜碱性白血球。
单核白血球：单核白血球和淋巴细胞。
血小板：为形状不固定的小体，具凝血作用。
(2)淋巴：淋巴由淋巴液和数量不等的白细胞(大部分是淋巴细胞)和脂肪小滴组成。
淋巴液：进入淋巴毛细管的组织液即称淋巴液。为一种不透明的无色或淡黄色液体。
组织液：毛细血管中的渗出物形成的液体。
2.粘胶态结缔组织
(1)疏松结缔组织：有排列疏松的纤维和分散在纤维间的多种细胞组成，纤维和细胞埋在基质中。形态特点：■纤维排列不整齐。■基质丰富。功能：填充、联系、固定、营养、保护。
(2)致密结缔组织：由大量胶原纤维和弹力纤维组成，如骨膜、肌腱。
形态特点：■纤维多而致密，排列整齐。■细胞、基质很少。功能：能承受机械压力，具有支持和保护功能。
(3)弹性结缔组织：如韧带，弹性纤维(弹性大，弹性蛋白)组成。
(4)网状结缔组织：如淋巴结、肝、脾等器官的基质网，由网状纤维组成。
(5)脂肪组织：由大量脂肪细胞聚集而成，并由疏松结缔组织将脂肪组织分隔成许多小体。
功能：贮存营养物质，维持体温，具支持保护作用，参与能量代谢。
3.固态结缔组织(支持结缔组织)：依据基质的强度、分布部位及功能，可分为软骨和硬骨。
(1)软骨组织：由软骨细胞、纤维和基质组成。依据基质中纤维的性质，可分为三种类型：透明软骨、纤维软骨和弹性软骨。
①透明软骨：基质为透明的凝胶状固体，软骨细胞埋在基质的胞窝内，基质内有少量胶原纤维。分布：关节，软肋，气管。②纤维软骨：基质内有大量成束的胶原纤维，软骨细胞分布在纤维束之间。分布：椎间盘，关节盂。③弹性软骨：基质内有大量弹力纤维。分布：耳廓，会厌。
软骨的功能：支持作用，防止和减少碰撞的作用，如关节处的软骨。胎儿期为软骨；鲨鱼等软骨鱼终生为软骨。
(2)硬骨组织：由骨细胞、骨胶纤维和基质组成。基质内有大量固态无机盐(硫酸钙、磷酸钙)沉积，使骨组织坚硬。骨胶纤维平行排列在基质内，形成骨板。
哺乳动物的骨板有二种：
骨松质：构成硬骨的内层，骨板形成有许多较大空隙的网状结构，网孔内有骨髓。
骨密质：构成硬骨的外层，由骨板排列而成，形成下列结构：
外环骨板：排列在骨表面的骨板。内环骨板：围绕骨髓腔排列的骨板。哈氏板：内、外环骨板之间的呈同心圆排列的骨板。哈氏管：同心圆中央的管道，内有血管、神经分布。骨陷窝：骨细胞位于其中。
(三)肌组织：是具有伸缩能力的一种组织，由肌肉细胞组成。细胞细长呈纤维状一个肌细胞即一根肌纤维。功能：能将化学能转变为机械能，具强烈的收缩作用。
依据肌细胞的形态结构、功能和分布，肌肉组织分三种类：横纹肌、平滑肌、心肌。
1.横纹肌特点：■具横纹。■肌肉收缩受意志支配，又称随意肌。■收缩力强，易疲劳。分布：主要附着在骨骼上，又称骨骼肌。
2.平滑肌特点：■细胞呈梭状。■无横纹。■不受意志支配(不随意肌)。■收缩力较弱，不易疲劳。分布：内脏壁。
3.心肌特点：■有横纹。■细胞短柱状，有分支。■细胞联接处有闰盘。■收缩有自动节律性。分布：心脏。
(四)神经组织
：由神经细胞和神经胶质细胞组成。
功能：神经细胞能感受刺激，传导兴奋；神经胶质细胞对神经元起支持、营养和修复作用。
1.神经细胞(神经元)：神经细胞是神经组织的结构和功能单位。
特点：■由胞体和胞突起组成 ■细胞体位于脑和脊髓的灰质中 ■细胞质内含有神经原纤维
细胞突起分成二类：
轴突：细而长，单根，传导冲动离开胞体。
树突：呈树枝状分支，接受刺激传导冲动至胞体。
2.神经胶质细胞特点：■呈星形，有突起。■细胞质内无神经原纤维 ■突起无树突轴突之分
人的神经细胞1010个，长30万Km，等于地球到月亮。
三、器官和系统
(一)器官：器官是由几种不同类型的组织综合而成的，具有一定形态特征和生理机能的结构。
高等动物的器官比较复杂，如胃，肝、心，肾、肺等都是各种不同的器官，其中胃是一种消化器官，由上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织构成。
(二)系统：一些在功能上密切关联的器官，相互协同以完成机体某一方面的功能，称为系统。如由口腔、咽、食道，胃，小肠，大肠，肝，胰等构成消化系统。
动物的生殖和个体发育
思考题：1.名词解释：生殖、原口动物、后口动物、生物发生律、个体发育、系统发育。2.无性生殖和有性生殖各有哪些形式？3.简述精子和卵子的发生过程。4.卵子的类型有哪些？5.卵裂的形式、囊胚的形式各有哪些？原肠胚形成的方式有几种？6.原肠胚期的外中内三个胚层，将来各分化形成什么组织或器官？
生物的寿命各不相同，但终将衰老、死亡。生命的延续不是靠个体的长生不老，而是靠产生后代、代代相传来实现的。因此，生殖是最重要的。
生物以一定的方式产生与自己相似的新个体，这种现象称为生殖。
第一节 生殖的方式
一、无性生殖：凡不涉及性别、没有配子(精子和卵)参与、没有受精过程的生殖都称为无性生殖。
(一)裂殖：单细胞生物，如细菌、草履虫、变形虫、眼虫、疟原虫等。
(二)出芽：酵母菌、水螅。
(三)孢子生殖：真菌和藻类能产生大量孢子。
(四)动物的再生作用：原生动物再生能力很强，如纤毛虫，只要有核，便可再生。
腔肠动物和涡虫的再生能力从前到后递减。
蚯蚓头部再生能力比后部体节强，如果摘除腹神经，便失去再生能力。
海星、海参等的再生能力也很强。切碎的海星，只要有一部分中央盘，就能再生完整的海星。
脊椎动物的再生作用：例子很多，如手指破了，不用创可贴也会很快愈合，但其再生作用只限于修修补补，而不能产生新的生物个体。
二、有性生殖
(一)同配生殖：2个配子的大小、形态完全相同，但生理上已有雌雄的分化，有鞭毛或纤毛，能运动。如衣藻。
(二)异配生殖：2个配子大小不同，但形态相同，都有鞭毛，能运动。如实球藻。
(三)卵式生殖：卵子大、富含营养物质，但不能运动；精子小，含营养物质很少，但运动能力强。
(四)雌雄同体：有性生殖T雌雄配子T两性分化，生物体不一定都分为雌性个体和雄性个体。许多生物是雌雄同体，如植物的雌雄同株、两性花、杂性花，多为异花传粉；无脊椎动物的大多数寄生虫(绦虫)、蚯蚓、蛤、蚌等雌雄同体，大多为异体受精，其精巢先成熟，释放精子后退化，卵巢成熟晚，产卵；脊椎动物大多为雌雄异体。
(五)孤雌生殖：很多无脊椎动物，如轮虫、甲壳类、某些昆虫等的卵不经受精即可发育为成虫的生殖方式。①轮虫：秋末有雄虫出现，以厚壳受精卵过冬。②蚜虫：环境恶化时，精、卵结合。
保证种族繁衍，丰富了基因的交换、组合。
蜜蜂、蚂蚁、白蚁等昆虫孤雌生殖产生雄性个体，其唯一功能就是产生精子。
第二节 精子和卵子的形态
动物界中较原始的种类如变形虫等只进行无性生殖，较高等的类群大都进行有性生殖。多细胞动物体中形成精子的器官称为精巢或睾丸，形成卵子的器官称为卵巢。
有些动物同一个体上具备精巢和卵巢，即雌雄同体，如扁形动物、环节动物、甲壳动物等。大多数动物雌雄异体，分别产生卵子和精子。
一、生殖细胞的发生
(一)精子的发生：一个精原细胞连续进行有丝分裂形成多个精原细胞，其中一部分分化为初级精母细胞。一个初级精母细胞进行第一次减数分裂，形成两个次级精母细胞，接着进行第二次减数分裂，形成四个单倍体的精细胞，每一个精细胞分化发育为一个精子。
(二)卵子的发生：卵原细胞陆续分裂分化而产生很多初级卵母细胞，一个初级卵母细胞进行第一次减数分裂形成两个细胞，体积很大的一个细胞称为次级卵母细胞，体积很小的一个细胞称为极体，即第一极体。次级卵母细胞进行第二次减数分裂产生一个有效的大细胞即卵细胞和一个极体。而第一极体减数分裂又产生两个极体，极体不能受精发育，总是附在卵细胞的动物极上。
从卵巢排出的卵是次级卵母细胞，当精子进入次级卵母细胞后，才进行第二次减数分裂。
二、精子和卵子的形态
(一)精子：除了线虫，各种动物的精子都是同一类型，均可分为头、颈、尾三部分。
1.头部：染色体集中的地方，细胞质很少，便于精子入卵。头前端是一个顶体泡，内含水解酶，能帮助精子穿过卵膜。头的后部有两个中心粒。
2.颈部：圆柱状，是由中心粒演变而来。
3.尾部：分为中段、主段和末段。中段较短，中央是轴丝，围有9列微管，轴丝外有螺旋线粒体鞘，为精子运动提供能量；主段较长，轴丝外无线粒体鞘；末段仅有轴丝，外围有质膜。
精子体小灵活，运动能力很强。线虫的精子无尾部，但能变形，靠伪足运动。
(二)卵子：不能运动，细胞质多，核糖体和mRNA十分丰富，并含有卵黄，其主要成分为磷脂、中性脂肪和蛋白质。
1.均黄卵：又称少黄卵，其卵黄少，分布均匀。大多数无脊椎动物、头索动物、尾索动物以及高等哺乳动物的卵是均黄卵。
2.中黄卵：节肢动物的卵，卵黄集中于卵的中央。
3.端黄卵：鱼类、两栖类、爬行类和鸟类的卵，其卵黄大量集中于卵的一极或一端。如鸟类的卵细胞很大，鸡蛋的蛋黄部分是一个卵细胞，绝大部分是卵黄，只有小部分是细胞核和核周围的细胞质，这一部分称为胚盘。胚盘所在的一极称为动物极，卵黄所在的一极为植物极。
第三节 受精作用
精子和卵子融合而成为受精卵或合子的全过程称为受精。
一、体内受精和体外受精
体外受精：精子和卵子都排出体外，在水中结合，其受精率低。如沙蚕、海胆、海鞘、鱼、蛙、蝾螈等。体外受精要求有大量的精子，且精子和卵子要同时排放。
体内受精：多数高等动物进行体内受精，由雄体把精子送入雌体体内，接着和卵子在雌体体内结合，其受精率高。
二、同体受精和异体受精
雌雄同体的动物，其本身产生的精子与卵子结合，叫同体受精，如绦虫。同体受精的在动物界中比较少见。
雌雄同体的动物(如水螅，蚯蚓等)，虽然有雌、雄两套生殖器官，能产生雌、雄两种性细胸，但两性不在同一时间成熟，因此仍要以异体受精的方式进行繁殖。
三、精子与卵子的寿命：不同动物排放精子的数量有差别。猪每次排出的精子数量高达200亿—800亿。有人研究小鼠的体外受精，低浓度精子(0.31-1.25×105/ml)的受精率相当低，高浓度精子(30×105/ml)的受精率相当高。
精子既缺少细胞质，又十分活跃，所以离体后生命十分短暂，几分到几天便失去受精能力，而排放在雌体生殖道中的精子寿命仅为几小时到几天时间，只有极个别动物，如蜜蜂、蝙蝠等可达几个月至几年。排出的成熟卵具有受精能力的时间较短，一般为几小时至几天，在这段时间内不受精，卵子就逐渐分解。如人是一天左右，猪约12小时至48小时。
四、精子与卵子的结合棘皮动物海胆是研究动物受精较好的材料，在精子细胞膜的表面具有凝集素受体(糖蛋白、糖脂或糖的复合物)，这种受体参入精卵识别、精卵结合和精卵融合等作用。当精子接触卵时，其顶体分泌多种酶，消化出一条穿过卵膜的通道，精子即由此进入卵子内。首先发生细胞质的融合，然后发生细胞核的融合，形成受精卵。尽管有数十万精子包围卵，但在正常情况下，仅有一个精子能与卵融合，若有二个精子与卵子结合，则出现非二倍体细胞。卵子在受精后，必须提供一种屏障，防止额外的精子入卵。不同动物有不同的机制，如鱼的卵有一个卵膜孔，只允许单个精子通过，一旦精子通过，便分泌物质堵塞卵孔。许多动物的卵不具卵膜孔，任何位置均可进入精子。当第一个精子入卵后，便形成屏障，如哺乳动物卵的外侧有透明带(糖蛋白)，在受精后，透明带硬化，使其它精子不能与卵细胞结合。
第四节 动物的胚胎发育、胚后发育
一、个体发育和系统发育
(一)个体发育：是指多细胞动物从受精卵开始，经过细胞分裂、组织分化、器官形成，直至子代个体形成、成长，性成熟直至死亡的全过程。在个体发育过程中，个体的生理功能、组织结构和器官形态都发生一系列变化。
动物的个体发育过程可分为三个阶段：◆胚前期：从亲代生殖细胞形成到成熟的阶段。◆胚胎期：从受精卵形成开始到幼体形成破卵而出或离开母体之前的阶段。
◆胚后期：从幼体破卵而出或脱离母体以后的阶段。
(二)系统发育：即种族发展史，也可称为系统发生。
动物的系统发育是动物界漫长的演化历史，是指动物由最低等的形式(原生动物)发展到多细胞结构的后生动物，并逐步完善，复杂化，进而发展成为最高级形式的动物，直至人类的全部种族发展史。系统发育也可指一个类群(如某个科、属、种)的发生和发展历史。例如马的系统发生：经历了六千万年的演变。由始祖马→中新马→上新马→真马→现代马。
二、多细胞动物胚胎发育的一般规律：
：：胚胎发育是指受精卵发育为幼体，并从卵膜孵出或从母体产出的全都过程。动物的早期胚胎发育可以划分成几个阶段，如卵裂、囊胚形成，原肠形成以及三胚层的形成和分化等。
(一)卵裂：受精卵分裂。卵裂形成的细胞称为分裂球，经多次有丝分裂形成上千个细胞的囊胚，但卵裂与普通的有丝分裂不同，分裂球只分裂而不生长。尽管囊胚含有上千个细胞，但与受精卵体积相仿。
卵裂的类型与卵黄含量多少和分布有关，通常分为两大类：
1.完全卵裂：整个卵细胞都进行分裂，见于均黄卵、少黄卵。
均等卵裂：卵黄少，分布均匀，卵裂时形成的分裂球大小相等，如文昌鱼。
不均等卵裂：卵黄少，分布不均匀卵裂时形成的，分裂球大小不均匀，如蛙。
2.不完全卵裂：又称偏裂，卵裂在不含卵黄的部分进行，见于端黄卵、中黄卵。
盘裂：卵裂只限于动物极的细胞质部分，如鸡。
表面卵裂：卵裂只限于卵的表面,见于中黄卵,如昆虫。
(二)囊胚：当卵裂到8和16个分裂球时，细胞间形成腔隙，这个腔隙随着分裂球的增多，成为一个圆形的空腔，这样的胚称为囊胚，中空的腔为囊胚腔。哺乳动物在8到50个细胞时称为桑椹期。囊胚腔的出现使胚体细胞的活动有了充分的空间。
卵裂类型不同，形成的囊胚也不同，有四种类型：
1.腔囊胚：均黄卵或少黄卵卵裂形成球状囊胚，中间形成大的囊胚腔。哺乳动物的囊胚也属于腔囊胚。动物极有一团细胞，称为胚结或内细胞团。
2.实心囊胚：有些均黄卵卵裂中间无腔，形成一个实心的球体，如水螅、水母、某些环节动物、软体动物等。
3.表面囊胚：中黄卵如昆虫，一层分裂球包在一团卵黄外，无囊胚腔。
4.盘状囊胚：端黄卵囊胚为盘状，覆盖于卵黄上。
(三)原肠胚：囊胚继续发育，形成双胚层或三胚层的原肠胚。其主要特征是各种动物在原肠胚形成中，细胞发生迁移运动。
由于动物种类繁多，原肠胚形成的方式和过程也比较复杂，仅介绍一般的三种方式：
1.内陷：囊胚期植物极细胞向内陷入，形成两层细胞。外层的为外胚层，内陷的一层为内胚层，内胚层包围的腔为原肠腔，原肠空与外界相通的孔为胚孔，中胚层由胚孔部分向内卷入，介入内外胚层间。
2.内移：囊胚一部分细胞移入内部形成内胚层。
3.外包：动物极细胞分裂快，植物极细胞卵黄多，分裂慢，其结果动物极细胞逐渐向下包围植物极，形成外胚层，被包围的植物极成为内胚层。
原肠期出现了原肠腔、内胚层、外胚层和原口。
原口动物：在胚胎发育过程中，原口形成口的动物。包括扁形动物，线形动物，环节动物，软体动物，节肢动物。
后口动物：在胚胎发育过程中，原口形成动物的肛门，在相反方向的一端由内胚层内陷形成口的动物。棘皮动物以后的动物属于后口动物。
原肠胚期的外中内三个胚层，将来分化形成各种组织、器官。
外胚层：形成神经系统、眼、内耳上皮、皮肤的表皮、毛发、羽、鳞、甲、皮肤腺等皮肤衍生物。
中胚层：形成肌肉、骨骼、脂肪、循环系统、生殖系统和气管等。
内胚层：形成肝、胰、肺等。
(四)多细胞动物胚胎发育的一般规律
所有多细胞动物在胚胎发育早期都要经过上述阶段，这是动物胚胎发育的共性。
动物种类的不同，使这些发育阶段的形成方式也不同。这是由于不同种类的动物具有不同类型的卵，从而引起的卵裂、囊胚和原肠形成方式的多样性，这是动物胚胎发育的特殊性。
从多细胞动物胚胎发育的一般规律来看动物界系统发育的历史过程，可以更清楚地看到两者间存在着统一的一条客观规律，即生物发生规律。
生物发生律：由德国科学家赫克尔(E.Haeckel)于1866年提出。
从大量的动物胚胎发育过程的研究中发现：动物个体胚胎发育的几个早期发育阶段非常相似，都按一定渐进的顺序进行的，这种相似性正好反映了动物界系统发育渐进的顺序性。
系统发育：单细胞动物→群体原生动物→二胚层动物→三胚层动物
个体发育：受精卵→囊胚→原肠胚→中胚层形成后的胚胎
要点：生物的个体发育过程中，按顺序重演其祖先的主要发育阶段，是生物进化的重要依据。
三、胚后发育：从卵膜内孵出或从母体生出后的胎儿发育，称为胚后发育。
鱼、爬行类、哺乳动物幼体与成体间区别较小，胚后发育主要是身体长大，性成熟，身体各部分比例改变等等，这种发育方式又称为直接发育。
低等动物中，许多动物的幼虫(幼体)与成体间差别很大，需要经过一次或数次变态，这种发育方式称为间接发育或变态发育，如昆虫、蛙等。
二、物种(Species)的概念
种即物种(species)，按照自然法，种是分门别类的最基本阶元。但给物种下一定义却很难，因为不同专业生物学家对物种概念有不同的理解。随着科学发展，综合提出多维性物种的概念。
物种的定义：
●生物的种是具有一定形态特征和生理特性以及一定自然分布区的生物类群。
●种是形态、生理、行为和生殖的动态群。
●种是由种群组成的生殖单元，在自然界占有一定的生境，在系谱上代表一定的分枝。这个定义是我国陈世骧教授提出的，是一个被广泛接受的较完善的定义。
不同的种存在形态、生理、地理、生殖隔离。
一个物种中的个体一般不能与其它物种中的个体交配，或交配后一般不能产生有生殖能力的后代。例：骡→公驴×母马，具杂种优势：抗病耐劳，挽力持久，寿命长于亲代。
亚种：种下分类阶元，指同一种内由于地理隔离，彼此分化形成的个体群。变种(variety)：个体变异。变形(form)：差异很小。品种(cultivar
或 breed)：生产实践中培育的具有某些经济性状的类型，是非生物分类单位。
三、种的命名方法：给生物起名字，不同国家、不同民族、不同地区对同一种生物可有不同的名称，出现许多混乱，主要表现在两个方面：同物异名和同名异物。
早在1768年，瑞典的分类学家林奈在《自然系统》中制定了双名法命名生物，现在已规定生物的命名必须用双名法进行命名。
每一种生物都有一个国际通用的的名字——学名。
双名法规定，每个学名由二个拉丁文或拉丁化形式的词组成，属名在前，种名在后，属名是名词，第一个字母要大写，种名是形容词，第一个字母要小写，在种名之后，还应加上命名人姓名、姓氏或其缩写。
如狗家犬的学名：Canis familiaris
Linne.，Canis是属名，表示犬属。familiaris是种名，意思是熟悉的。Linne(有时可缩写为L.)表示家犬的学名是林奈定的。
小家鼠的学名：Mus musculus Linne.，musculus意思是小鼠的。
黑斑蛙的学名：Rana nigromaculata Hallowell，nigromaculata意思是黑色斑点的。
书写规则：
印刷体：学名用斜体排版，命名人姓氏用直体排版；手写体：学名下加下划线。
当某个研究对象的种本名尚未确定时可用：属名＋sp.表示。
例如：Culux sp.即为库蚊属的某种蚊子。
属名的更改：学名的属名更改后，在学名的初定名人姓氏上加括号。
如池鹭 Buphus bacchus Bonaparte更改为：Aedeola bacchus(Bonaparte)
四、亚种的命名：亚种的学名命名方法采用三名制，由属名＋种本名＋亚种名三部分组成
例如：大蟾蜍的学名为：Bufo bufo gagarizans Cantor
动物的分类学知识
第一节 生物分类方法
思考题：
★生物多样性包括哪些方面？★什么是自然分类法？为什么说它是科学的分类方法？★自然分类系统有哪些分类等级？★物种的定义是什么？★什么是双名法？什么叫学名？★动物界主要分为哪些门？
生物多样性包括物种多样性，遗传基因多样性，生态系统多样性。我国是生物多样性最丰富的国家之一，居世界第八位，而且我国生物特有性程度较高，特有种超过一万种，如银杏、水杉、大熊猫、金丝猴、扬子鳄等。
一、人为分类法
人们按照自己的意愿，根据生物体的简单特征，将生物进行分类的方法就是人为分类法。该法不能如实反映生物之间的亲缘关系，如粮食、油料作物，芳香植物等，但由于方便实用，至今在生产栽培和经济利用上仍有重要价值。
如，李时珍的《本草纲目》将植物分为：草部、谷部、菜部、果部和木部；将动物分为：虫部、鳞部、介部、禽部和兽部以及人部。
二、自然分类法
用科学的方法从形态、生理、遗传、进化等方面的相似程度和亲缘关系来确定动物在动物界中的系统地位。这种分类方法能反映彼此之间亲缘关系以及种族发生的历史，基本上反映了动物界的自然类缘关系，所以称之谓自然分类法。
到目前为止，人们还没有提出一种分类系统，能够准确的解析而又客观地反映生物之间亲缘关系和进化次序。
随着科学的发展，现代生物分类学综合运用了形态解剖学、生理学、细胞学、胚胎学、遗传学、生态学、孢粉学、地理分布等等其它学科的研究成果，特别是近几十年来生物化学、免疫学、遗传学及分子生物学，也用于分类学的研究。更准确地反映生物间的进化关系和亲缘关系。
第二节 分类等级
一、分类的阶元(等级)：在自然分类系统中，分类学家将生物划分为：界、门、纲、目、科、属、种七个阶元，有时为了将种的分类地位更精确地表达出来，在种以前的六个基本分类等级之间加入中间阶元。
如在某一分类等级下可加设亚－(Sub-)，即：亚门、亚纲、亚科、亚科等。
在某一分类等级上可加设总－(Super-)，即：总纲、总目、总科等。
界Kingdom，门Phylum，亚门Subphylum，总纲Superclass，纲Class，亚纲Subclass，总目Superorder，目Order，亚目Suborder，总科Superfamily(-oidea)，科Family(—idae)，亚科Subfamily(—inae)，属Genus，亚属Subgenus，种Species，亚种Subspecies
野猪所属的各级分类单位：
动物界(Animalia)；脊索动物门(Chordata)；脊椎亚门(Vertebrata)；哺乳纲(Mammalia)；真兽亚纲(Eutheria)；偶蹄目(Artiodactyla)；不反刍亚目(Non-Ruminantia)；猪科(Suidae)；猪属(Sus)；野猪种(Sus
scrofa L.)
小家鼠所属的各级分类单位：
动物界(Animal)，脊索动物门(Chordata)，脊椎动物亚门(Vertebrata)，，，，，哺乳纲(Mammalia)，啮齿目(Rodentia)，，鼠科(Muridae)，小家鼠属(Mus)，第三节 动物界的分门
动物的分门：1.原生动物门Protezoa 2.多孔动物门Porifera(海绵动物门)
3.腔肠动物门Coelenterata 4.扁形动物门Platyhelminthes 5.线形动物门Nemathelminthes
6.环节动物门Annelida 7.软体动物门Mollusca
8.节肢动物门Arthropoda
9.棘皮动物门Echinodermata 10.脊索动物门Chordata；
；脊索动物门又分为半索亚门、尾索亚门、头索亚门和脊椎亚门。
原生动物
思考题
：●什么是原生动物？●原生动物门的主要特征是什么？●原生动物分为哪几个纲，各有什么代表动物？●大变形虫和草履虫的构造各是什么？●草履虫是怎样繁殖的？●简述疟原虫的生活史。●了解原生动物与人类的关系。
第一节 原生动物门的主要特征
动物界最低等的类群，约3万种，大都由一个细胞构成，因此又称为单细胞动物。也有多细胞群体，但各个细胞具有相对的独立性。
原生动物的定义：原生动物是一个完整的、能营独立生活的、单细胞结构的有机体，整个身体由单个细胞组成。体形一般很微小，需在显微镜下才能看到。
一、结构
具有一般细胞所有的基本结构：细胞膜、细胞核、细胞质、细胞器(线粒体、核糖体、内质网等)。这种单细胞又是一个具有一切动物特性和生理机能的、独立完整的有机体。如具有运动、消化、呼吸、排泄、感应、生殖等机能。
以上生理机能是由各种特殊的细胞器来完成。
如：运动胞器：纤毛、鞭毛、伪足。
摄食胞器：胞口、胞咽、食物泡。
感觉胞器：眼点。
调节体内水分的胞器：收集管、伸缩泡。
二、运动方式
许多原生动物利用鞭毛、纤毛或伪足运动，也有不少原生动物固着生活。
三、营养方式
多为异养性营养，有的能够摄取固体食物，有的则营腐生性营养，有的寄生种类和一部分自由生活种类通过体表渗透作用吸收营养；也有少数种类，含有叶绿素，能够进行光合作用而营自养性营养。
四、分布：海水、淡水和潮湿的土壤中都有分布，营共生和寄生生活的种类也不少，有些寄生原虫往往是人、畜某些严重寄生虫病的病原体。
五、包囊的形成在不良环境下能形成包囊，在失去大部分结构后缩成一团，并分泌胶质在体外形成包囊膜，使自身与外界环境隔开，新陈代谢水平降低，处于休眠状态。等环境条件良好时又长出相应结构，脱囊而出，恢复正常生活。
六、生殖方式：某些原生动物没有有性生殖，但大多数原生动物兼有无性生殖和有性生殖两种方式。
七、分类：主要分为四纲，鞭毛纲、肉足纲、孢子纲和纤毛纲。
运动器官
营养方式
代表动物
鞭毛纲
鞭毛
植鞭亚纲，自养
眼虫
动鞭亚纲，异养
锥虫
(渗透、吞食)
纤毛纲
纤毛
异养
草履虫
肉足纲
伪足
异养
变形虫
孢子纲
无
异养
疟原虫
无论是形态结构还是生理功能，原生动物在各类动物中是最简单、最原始的，反映了动物界最早祖先类型的特点。
第二节 原生动物门的分类
一、鞭毛纲(Mastigophora)
主要特征是以鞭毛运动。鞭毛的数目一般1—2根，有的种类有4—8根或更多。
鞭毛：轴丝(微管)、原生质鞘。
营养方式：无色鞭毛虫异养；植鞭毛虫多数自养，少数兼性自养和异养。
生殖方式：多数为无性繁殖，少数可进行有性生殖。
生活方式：自由生活或寄生。
1.绿眼虫(Euglena viridis)：自养和异养。
2.衣滴虫属(Chlamydomonas)
3.盘藻属(Gonium)
4.实球藻属(Pandorina)
5.空球藻属(Eudorina)
6.团藻(Volvox)
7.锥虫属(Trypanosoma)：柳叶形，鞭毛从身体的后端伸出，沿着虫体向前与细胞质的突出部分形成波动膜，在身体的前端成为游离的鞭毛。
锥虫大多寄生于动物的血液或其它体液中，靠渗透方式吸收营养物质，以纵分体法进行繁殖。它们或者直接感染宿主或者借某些吸血昆虫作为传播的媒介。
危害人体的利什曼原虫(Leishmania)主要是杜氏利什曼原虫，是黑热病的病原体，寄生在人体的肝，脾，骨髓、淋巴结等细胞内，以白蛉子为中间媒介。如在人体内，体形很小，呈椭圆形，无鞭毛。在白蛉体内，逐渐变成锥虫形状，具有鞭毛。
二、肉足纲(Sarcodina)
运动和摄食都是由身体临时形成的伪足来完成的，细胞质分为外质和内质，外质呈凝胶状态，内质呈溶胶状态。由于局部的外质和内质的胶态变化，细胞质向该处流动，使身体形成临时性的突起，称为伪足。伪足可以随时形成或消失，因而动物的体形经常改变，形成特有的变形运动，或称为阿米巴运动。伪足具有运动和摄食的机能。
三、孢子纲(Sporozoa)
全部营寄生生活，且大多为细胞内寄生。没有运动和营养的类器官，靠渗透方式从宿主获得营养。生活史中有孢子生殖。孢子虫的生活史非常复杂，包括无性生殖和有性生殖，两种生殖方式往往交替进行，一般分为裂体生殖、配子生殖和孢子生殖几个阶段，有些种类还有更换宿主的现象。
疟原虫(Plasmodium)：寄生于人体红细胞内。
流行于我国的通常有三种，其中以间日疟原虫(P.vivax)最为普遍。人为中间宿主，按蚊为终末宿主。无性世代在人体内，有性世代在蚊体内。
在人体内：感染疟原虫的按蚊→吸血→疟原虫的孢子进入人体血液→侵入肝细胞→裂体生殖形成许多裂殖子→裂殖子随肝细胞破裂而出。
一部分侵入红细胞，一部分再侵入肝细胞，重复感染，破坏红细胞和肝细胞。
疟原虫在红细胞内经过几代裂体生殖以后，有些裂殖子在红细胞内发育为大、小配子母细胞。
在按蚊体内：配子母细胞发育为大、小配子，受精形成合子，合子发育成动合子，穿入蚊的胃壁，发育为卵囊，再形成许多孢子。孢子进入到蚊的唾液腺中，当按蚊吸血时，随其唾液侵入人体。
四、纤毛纲(Ciliata)
体表具有纤毛，比较短小、纤细，数目较多，用于运动和摄食。
纤毛虫构造较复杂，具有多种形态和功能的细胞器，几乎达到了单个细胞所能特化的极限。许多种类具有两种细胞核，一个大核，一个或多个小核。大核对动物的正常代谢具有重要作用，小核则与生殖有关。
1.草履虫(Paramecium caudatum)
结构和功能：
表膜：包被草履虫体表的膜，即细胞膜或质膜。分三层：最外层膜连续覆盖在体表和纤毛上；中间层和内层膜形成表膜泡镶嵌系统。表膜上有纤毛和口沟：纤毛：为细胞质的丝状突起，是草履虫的运动器官。纤毛的基部有复杂的微管纤维网，控制和协调纤毛的运动。原生动物的纤毛、鞭毛与高等动物的精子鞭毛具有相同的结构：由9＋2双联体微管纤维组成。口沟：从草履虫身体后端开始，在表膜上的一条斜沟，伸向身体的中部，沟的未端为口。
细胞质：分成外质和内质二部分。外质：为表膜下面的一薄层，较透明。刺丝泡分布在外质中。刺丝泡：为纺缍形小杆状结构，有小孔开口于表膜。当受到外来刺激时，能释放出内含物，吸水后聚合成丝，能麻痹敌害，有防御功能。内质：内含颗粒状结构，有流动性。有许多重要结构分布在内质中。
食物泡：散布在内质中的许多泡状结构。食物泡的形成。食物泡的消化功能。
伸缩泡和收集管：位于内外质的交界处，2组，身体前后半部的中部各一对。
功能：排除体内多余水分。
草履虫体内水分来源：●大部分由外界通过表膜渗透进来。●一部分随食物经胞口和食物泡进入细胞质。●小部分为新陈代谢过程中产生的代谢水。
细胞核：位于细胞中央，有二种。大核一个，肾形，位于胞咽附近。功能是主管营养代谢、细胞分化，称为营养核。小核一个或多个，位于大核凹陷处。功能是主管生殖、遗传，称生殖核。
草履虫与其它原生动物一样，无专门的呼吸、循环胞器。呼吸、排泄靠表膜渗透；循环靠内质环流。
无性生殖：横二分裂，小核先作有丝分裂，大核再作无丝分裂，各自延长，分成二部分。虫体从身体中部横缢，形成两个子体
有性生殖：接合生殖，通过接合生殖，2个母细胞交换了部分核物质，经过一系列分裂变化后，形成8个子细胞。
2.肠等毛虫(Isotricha)
3.有尾内毛虫(Entodinium caudatum)
第三节 原生动物与人类的关系
一、对人类造成危害
1.危害人体健康的病原体
寄生部位
引起疾病
症状
传播媒介
痢疾内
肠道
米巴痢疾
大便血
经口
变形虫
多脓少
利什曼
巨噬细胞 黑热病
肝脾肿大、白蛉
原虫
发烧
锥虫
脑、脊髓 非洲睡眠病 昏睡、致死
舌蝇
阴道滴虫 泌尿生殖
滴虫性
白带增多，系统
阴道炎
外阴瘙痒
月经不调
滴虫性
尿频、血尿
尿道膀胱炎 排尿灼样疼痛
2.危害牲畜的病原体
粘胞子虫：引起鱼类大量死亡。
艾美球虫：引起鸡、兔死亡率很高的球虫病。
血胞子虫：引起牛、马血尿。
3.海洋中鞭毛纲的夜光虫等大量快速繁殖，形成赤潮，造成生成鱼、虾、贝类等海洋生物大量死亡，对海洋养殖带来很大危害。
二、有益于人类的方面
1.组成海洋浮游生物的主体。
2.古代原生动物大量沉积水底淤泥，在微生物的作用和复盖层的压力下形成石油。
3.原生动物中有孔类化石是地质学上探测石油的标徵。
4.利用原生动物对有机废物、有害细菌进行净化，对有机废水进行絮化沉淀。
5.科学研究的重要实验材：草履虫、四膜虫是研究真核细胞细胞器的实验材料。
附：多孔动物门(Porifera)
又称海绵动物门，是多细胞动物中最原始的类群。也是最简单、处于细胞水平的多细胞动物。
特点：★只有细胞分化，没有胚层和组织分化。★身体的各种机能由基本独立活动的细胞完成。★身体有两层细胞组成，中间为中胶层。★具有特殊的水沟系统。★体形大多不对称。
海绵动物绝大多数栖息于海水中，淡水的种类很少。成体营固着生活，大多形成群体，附在海底、岩石或其它物体上。
海绵动物的体壁由内，外两层细胞和中胶层组成，并有许多入水孔与体内所特有的水沟系统相通。外层保护，中胶层骨针、海绵丝支持，内层细胞具鞭毛，摄食和消化。
海绵动物在动物进化上是一个盲枝，即没有发现有其它后生动物是由海绵动物进化而来的，故称为侧生动物。
腔肠动物门(Coelenterata)
思考题：★腔肠动物门的主要特征有哪些？★腔肠动物门主要包括哪些类群？★腔肠动物门的神经系统有何特点？★水螅两层体壁各由哪些细胞组成？各种细胞的功能是什么？★水螅是如何进行繁殖的？★名词解释：辐射对称，消化循环腔
第一节 腔肠动物门的主要特征
腔肠动物是真正的双胚层多细胞动物。在动物界的系统进化上占有很重要的地位，所有高等的多细胞动物，都可看作是经过这种双胚层的结构阶段发展来的。大多海产，少数生活于淡水中。营固着或漂浮生活。有的为独立的单个个体，有的形成群体。
一、躯体辐射对称
：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。辐射对称有利于营固着(水螅型)或漂浮(水母型)生活。
二、躯体由二个胚层组成：由内胚层和外胚层组成，两胚层之间为中胶层，中胶层具有支持的作用。由内胚层所围绕的空腔称为消化腔，只有一个口孔与外界相通。
腔肠动物第一次出现胚层分化，是真正的两胚层动物。
外胚层：外层体壁，具保护，运动和感觉功能。
内胚层：内层胃层，具消化，营养功能。
三、出现原始消化腔：通过胃层腺细胞分泌消化液，使食物在消化腔内进行初步消化，是动物进化过程中最早出现细胞外消化。消化腔内水的流动，可把消化后的营养物质输送到身体各部分，兼有循环作用，故也称为消化循环腔。
消化腔只有一个对外开口，是原肠期的原口形成的，兼有口和肛门两种功能。
四、有原始的组织分化：有明显的组织分化，内胚层分化为内皮肌细胞、腺细胞、感觉细胞；外胚层分化为外皮肌细胞、刺细胞、感觉细胞、神经细胞等。
原始的上皮组织：皮肌细胞既是上皮细胞，又是原始的肌肉细胞，具有上皮和肌肉两种功能。
原始的神经组织：由各种类型的神经细胞构成弥散型的网状神经系统。
原始性表现：无神经中枢，传导无方向性，传导速度慢(比人的神经传导慢1000倍)。
五、有水螅型水母型两种基本形态
六、具多态现象
腔肠动物有些营群体生活的种类，有群体多态现象：群体内出现二种以上不同体型的个体，有不同的结构和生理上的分工，完成不同的生理机能，使群体成为一个完整的整体。
如薮枝虫：有二种个体，水螅体：专司营养；生殖体：专司生殖。
七、生殖方式
1.无性生殖：出芽生殖。
2.有性生殖：雌雄同体，产生精巢和卵巢。
有些种类生活史中有两种体型，水螅型为无性世代，无性生殖产生水母型个体；有性世代为水母型，有性生殖产生水螅型个体。
八、强的再生能力
第二节 腔肠动物门的分类
约900种，分为三纲。
一、水螅纲(Hydrozoa)
■生活史有水螅型和水母型世代交替现象，无骨骼。■水螅型有垂唇。■水母型有缘膜，小型。■生殖细胞由外胚层产生。
(一)水螅(Hydra)的形态结构
身体由内外两层细胞组成，中间夹着中胶层。
1.外层：来源于外胚层，细胞层较薄，排列整齐，分化成六种细胞：
(1)外皮肌细胞：细胞基部的肌原纤维纵向排列，细胞收缩使身体和触手缩短。
(2)感觉细胞：细胞小，有感觉毛，基部与神经细胞相连。
(3)神经细胞：分布在外胚层基部，神经细胞向四周伸出突起，相互连结成神经网。
(4)腺细胞：全身分布，口的周围和基盘处较多。能分泌粘液和气体。
(5)间细胞：散布在外层细胞之间，是一种小型的未 分化细胞，能分化成刺细胞和生殖细胞等。
(6)刺细胞：腔肠动物所特有的一种攻击和防御性细胞。遍布整个外层。
2.内层：来源于内胚层，细胞层较厚，以内皮肌细胞为主。
(1)内皮肌细胞：细胞基部的肌原纤维横向排列，细胞收缩使身体和触手伸长变细。
一部分细胞顶端长有鞭毛，其摆动能使消化腔内形成水流。
一部分细胞顶端能伸出伪足吞噬食物颗粒，进行细胞内消化。
内皮肌细胞具收缩和营养双重功能，也称为消化细胞。
(2)腺细胞：分布在内层不同部位的腺细胞，具有不同的功能，除分泌粘液、气泡外，大部分分泌消化酶，对消化腔内的食物进行细胞外消化。
(3)感觉细胞：少量分布。
(4)间细胞：少量分布。
(二)摄食和消化：
1.摄食：利用触手上的刺细胞放出刺丝麻痹、捕获食物，用触手将食物送入口中。2.消化：腺细胞分泌消化酶对食物进行细胞外消化。
经消化后的小分子物质由消化细胞吞噬后进行细胞内消化。不能消化的残渣经口排出体外。
(三)呼吸与排泄，无专门的呼吸和排泄器官。
1.呼吸：靠外层和内层细胞通过细胞膜的渗透扩散作用与水环境进行气体交换。
2.排泄：代谢产生的废物通过细胞膜排到体外。
(四)感觉和运动
1.感觉：分布在外皮肌细胞间的感觉细胞受到刺激后把冲动通过神经传导给皮肌细胞。
2.运动：在内外皮肌细胞协同作用下，使水螅产生运动。
(五)生殖
1.无性生殖：出芽生殖
2.有性生殖：外层的间细胞分化形成卵巢、精巢。
受精卵发育成实心原肠胚后包上粘性厚膜形成休眠体，从母体脱落下来。次年春末环境条件适宜时，胚胎脱膜而出，继续发育成小水螅。
二、钵水母纲(Scyphozoa)：
：：水螅世代不发达，不具骨骼，有垂唇。水母型非常发达，无缘膜。生殖细胞由内胚层产生。
三、珊瑚纲(Anthozoa)
：只有水螅型，无水母型。生殖细胞由内胚层产生。
海葵：单体生活，无骨骼。珊瑚：群体生活，有发达的骨骼。
水母型
水螅型
体型 缘膜
垂唇 隔膜 口道
生殖腺来源
水螅纲
小
有
有
无
无
外胚层
钵水母纲 大
无
有
有
无
内胚层
珊瑚纲
无
无
有
有
内胚层
海葵：单体，无骨骼。珊瑚：群体，外胚层分泌物质形成外骨骼。
扁形动物门
思考题：?名词解释：扁形动物、皮肤肌肉囊、原肾管。?扁形动物门的主要特征是什么？?中胚层形成的意义是什么？中胚层形成哪两种组织？其功能是什么？?吸虫纲有哪些主要的寄生虫？?简述日本血吸虫的生活史。?简述绦虫的构造和生活史。?举例说明寄生生活适应性变化的一般规律。
第一节 扁形动物门的主要特征
扁形动物是一群背腹扁平，两侧对称，具三胚层而无体腔的蠕虫状动物。
一、身体扁平，体制为两侧对称：通过身体的中轴，只有一个切面能把身体分成左右相等的两个部分。
从辐射对称到两侧对称是动物在体制上的进化。运动由不定向转为定向，不仅增加了动物的活动性，而且使动物对外界反应更迅速而准确。两侧对称的体制使动物体分化出前后端、左右侧和背腹面。身体各部分功能出现分化，头部：神经和感觉器官向前端的头部集中。背面：具有保护作用。腹面：承担运动和摄食的功能。
二、中胚层的形成：内外胚层间出现中胚层。因为动物的许多重要器官、系统都由中胚层细胞分化而成，这促进了动物身体结构的发展和机能的完善，是动物体形向大型化和复杂化发展的物质基础。
扁形动物首次形成中胚层，并分化成二种组织
1.实质组织：为合胞体结构的柔软结缔组织，也称间质。
分布：充满在各组织器官之间，使体内无明显的空隙，扁形动物也称为无体腔动物。
功能：●贮存水分和养料，抗干旱和耐饥饿。●保护内脏器官。●输送营养物质和排泄物。●分化和再生新器官。
中胚层的形成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。
2.肌肉组织：首次出现肌肉组织，促使扁形动物的结构和机能产生一系列变化。
肌肉形成使运动速度加快，导致神经和感觉器官发展完善。
原始的网状神经系统→梯形神经系统
●肌肉形成使运动速度加快，能更有效地摄取较多食物。
原始的消化腔→不完全的消化系统
●消化系统发展导致新陈代谢能力加强
相应的异化作用加强→出现原肾管型排泄系统
三、皮肤肌肉囊：肌肉组织(环肌、纵肌、斜肌)与外胚层形成的表皮相互紧贴而组成的体壁称为皮肤肌肉囊。功能：保护、强化运动、促进消化和排泄
四、不完全的消化系统：有口而无肛门，称为不完全消化系统。寄生种类消化系统趋于退化(如吸虫)或完全消失(如绦虫)。
五、原肾管排泄：原肾管是由焰细胞、毛细管和排泄管组成的。纤毛的摆动驱使排泄物从毛细管经排泄管由排泄孔排出体外。
六、梯形神经系统
第二节 扁形动物门的分类
一、涡虫纲(Turbellaria)：自由生活，体表、腹面有纤毛，肠道发达。
蜗虫(Euplanaria)，生活于淡水溪流的石块下。
1.形态：体长10-15mm，身体扁平柔软，头部有一对耳突。背面灰褐色，腹面灰白色，密生绒毛。
2.体壁由三层构成：
●表皮层：由单层柱状上皮细胞组成，里面分布有杆状体，具防御功能；腹面上皮细胞外表面长有纤毛。
●基膜：为非细胞结构，有弹性，位于表皮下面。
●肌肉层：分为三层，环肌紧靠在基膜下；斜肌位于中间，肌层薄；纵肌位于内层，肌层厚。由单层上皮细胞和多层肌肉相互连接组成皮肤肌肉囊，具有保护和运动功能。
3.消化系统由口、咽和肠道组成。
口：位于身体腹面近后端1/3处。咽：呈长吻状，取食时从肌肉质的咽鞘中伸出。肠：分三支，每一支又分出许多小支，末端为盲管，因无肛门而属于不完全消化系统。
4.循环和呼吸：无专门的循环和呼吸系统。循环功能由肠道和实质组织来执行。
呼吸功能：由于扁平的体形与身体体积相比具有较大的表面积，依靠表皮的渗透和扩散进行皮肤呼吸。
5.排泄系统：身体两侧各有一条弯曲而分支的原肾系统。
原肾是由焰细胞、排泄管和排泄孔组成，原肾管型排泄系统的特点只有一个排泄孔对外开口。
6.神经系统和感觉器官：典型的梯形神经系统，一对脑神经节向后伸出两条粗大的腹神经索，中间有许多横神经相连。
感觉器官：
眼点：一对，不能成像，只能感光。
特点：避强光，趋弱光。
耳突：一对，富有感觉细胞，能感受味觉和嗅觉。
7.生殖系统
生殖方式：●无性生殖：横二分裂，在口的后部收缩、缢断成二个子体。●有性生殖：两性生殖。
涡虫雌雄同体，异体受精。在环境条件不良的情况下，形成生殖腺和输出管道，进行有性生殖。
雌性生殖器官：由卵巢，卵黄腺，输卵管、生殖腔、生殖孔组成。
雄性生殖器官：由精巢、输精小管、输精管、储精囊、阴茎球组成。
特点：卵囊内的胚胎发育所需的营养由卵黄细胞供给。
8.再生
再生：指生物体的一部分被截除或被破坏后重新恢复长成的一种生理现象。
再生有两种类型：●生理性再生：指生物体在正常生命活动过程中所发生的再生。●补偿性再生：指因损伤而引起的再生。涡虫具有极强的再生能力。
二、吸虫纲(Trematoda)
多数为体内寄生虫，少数为体外寄生，体表无纤毛，消化系统退化，神经系统不发达，感觉器官消失。常有吸盘，前端为口吸盘，腹面稍后有腹吸盘，吸附能力强。
1.日本血吸虫(Schistosoma japonicum)
成虫寄生在人、哺乳动物体内。
第五篇：植物生物学复习资料
§1植物生物学
复习题
1.植物的概念？
具有固着生活方式；具有细胞壁（纤维素的网状结构）；自养生物（叶绿体）；具有永久分生组织、不断生长、分化；含有叶绿素能进行光合作用的真核生物。2.植物生物学概念？
（课件）是从细胞、组织、器官、个体、类群、生态系统等不同层次，揭示植物的结构与功能、生长与发育、生理与代谢、遗传与进化、分类与分布，以及与环境相互关系等生命活动的客观规律的一门课程，是进一步学习普通生态学、植物遗传学、植物生物技术、细胞生物学、进化生物学、植物分子生物学等课程的基础。
（书）植物生物学是从分子、细胞、组织、器官、个体类群、生态系统等不同层次，阐述植物的形态、构造、生理、分布、遗传变异和进化及其与环境关系的一门课程 3.植物界的基本类群有哪些？其基本特点是什么？
1、藻类植物
2、菌类植物
3、裸子植物
4、被子植物
5、孢子植物
§2植物细胞和组织
复习题
1.细胞的概念？
细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细胞为基础；特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动；细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；具有相同的遗传语言；细胞是生物体生长发育的基础；细胞是多细胞有机体的结构、功能和遗传单位 2.详细阐述细胞的结构 细胞膜；细胞壁（植物）；细胞质；细胞器（线粒体；质体（有色体、叶绿体、白色体）；内质网；高尔基体；液泡系；核糖体；细胞骨架）3.共质体和质外体的概念是什么？(symplast)（课件）共质体：通过胞间连丝结合在一起的原生质体，称共质体
外质体：共质体以外的部分，称质外体，包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔
（书）共质体：共质体是由胞间连丝将各个细胞原生质链接起来的原生质连续体。
外质体：质外体是水和溶质可以自由扩散移动的自由空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管等。4.细胞壁的结构和功能？
（书）结构：由3个独立而又相互作用的网络构成。最基本的是纤维素和交联聚糖构成的网络；纤维素-交联聚糖网络浸埋于由果胶多糖构成的第二网络；第三个是结构蛋白网络。有些单子叶植物细胞壁中蛋白质较少，由苯丙烷类物质构成了第三网络。
功能：
1、机械支持
2、细胞壁与细胞生长（细胞壁内的代谢通过影响网络系统来调节细胞生长）
3、细胞壁与物质运输（细胞间的共质体运输是通过贯穿细胞壁的胞间连丝进行。细胞间质外体运输是通过细胞壁和细胞间隙进行）
（课件）结构：组成：胞间层 ；初生壁：1—3μm；次生壁：5—10 μm 成分：果胶类物质、纤维素、半纤维素、木质素、多种酶类和糖蛋白
功能：包围在原生质体外的坚韧外壳；保护、支持作用；吸收、蒸腾、运输、分泌；细胞识 别；参与细胞生长调控 5.细胞膜的结构和特点？ 结构：内外层为电子致密层，均厚约2.5nm，主要成分为蛋白质，中间透明层厚2.5~3.5nm，主要成分是脂类物质。构成膜组分的脂类，蛋白质和糖类在膜两侧分布的不对称性和膜质微区的存在而导致的不均匀性。
特点：膜的流动性；质膜对物质的通透有高度的选择性 6.植物细胞全能性特点及意义? 特点： 意义：
7.叶绿体和线粒体结构与功能? 叶绿体：结构：叶绿体由外被、片层系统和基质组成。功能：进行光合作用
线粒体：结构：线粒体是由双层摸围成的膜状结构，由外膜、内膜、膜间隙和基质组成。功能：线粒体是细胞内的“动力工厂”。储藏在糖、脂肪、蛋白质等营养物质中的能量在线粒体中经氧化磷酸化作用转化为ATP，一部分以热能的形式消散。
§3细胞代谢 复习题
1.如何根据呼吸作用规律，为生产实践服务？举例说明之.当根无氧呼吸时会产生酒精，使根腐烂，所以要多翻土，使之有氧呼吸。2.为什么说ATP是细胞内能量的流通货币？
根据热力学概念，放能反应可以自发地进行，吸能反应不能自发地进行，必须以某种方式提供能量才能发生。细胞所以能保证生命活动正常进行，就是它有独特的机制使放能反应释放的能量为需能反应所利用。一个相对简单的化合物三磷酸腺苷（ATP）是细胞内能量转移的中转站。3.何谓自由能？
自由能：在一定的温度和压力下能够做功的能 4.简要说明细胞间物质运输有哪几种方式？ 渗透、被动运输（1、简单扩散
2、协助扩散）、主动运输、内吞作用和外排作用
平时测验
1.植物生物学概念
是从细胞、组织、器官、个体、类群、生态系统等不同层次，揭示植物的结构与功能、生长与发育、生理与代谢、遗传与进化、分类与分布，以及与环境相互关系等生命活动的客观规律的一门课程，是进一步学习普通生态学、植物遗传学、植物生物技术、细胞生物学、进化生物学、植物分子生物学等课程的基础。2.植物界的基本类群有那些？
1、藻类植物
2、菌类植物
3、裸子植物
4、被子植物
5、孢子植物 3.何谓细胞 4.何谓共质体
共质体是由胞间连丝将各个细胞原生质链接起来的原生质连续体。5.细胞膜的结构和特点？ 结构：内外层为电子致密层，均厚约2.5nm，主要成分为蛋白质，中间透明层厚2.5~3.5nm，主要成分是脂类物质。
特点：构成膜组分的脂类，蛋白质和糖类在膜两侧分布的不对称性和膜质微区的存在而导致的不均匀性；膜的流动性；质膜对物质的通透有高度的选择性。
§4植物细胞分裂分化和死亡
复习题
1.植物细胞分裂有哪几种方式，各有什么特点？
有丝分裂：在间期每个染色体复制成两条相同的染色单体，在分裂时有规律地分配到两个子细胞核中。
无丝分裂：优点：消耗能量少，分裂速度快。
缺点：不能保证母细胞的遗传物质平均地分配到两个子细胞中。
减数分裂：遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半；S期持续时间较长；减数分裂的第一次分裂主要标志是同源染色体的分开，第二次分裂是姐妹染色单体分开；同源染色体在减数分裂期I配对联会、基因重组。2.植物细胞程序化死亡有哪些表现？
核：增大、染色深、核内有包含物；染色质：凝聚、固缩、碎裂、溶解；质膜：粘度增加、流动性降低；细胞质：色素积聚、空泡形成；线粒体：数目减少、体积增大；高尔基体：碎裂；尼氏体：消失；包含物：糖原减少、脂肪积聚；核膜：内陷 3.何谓植物细胞全能性？ 4.植物细胞组织培养的特点？
1.取材少，培养材料经济；2.人为控制培养条件，不受自然条件影响；3.生长周期短，繁殖率高；4.管理方便，利于自动化控制。
组织培养不但是进行细胞学、遗传学、育种学、生物化学和药物学等学科研究的重要手段；而且在农学、园艺、林业和次生代谢产物工程等生产领域得到广泛的应用。
§5植物组织 复习题
1.何谓组织？植物组织有哪些类型？
在植物体中，具有相同来源的细胞(由一个细胞或同一群有分裂能力的细胞)分裂、生长与分化形成的细胞群称为组织；分生组织（顶端分生组织；侧生分生组织；居间分生组织）；成熟组织（保护组织；薄壁组织；机械组织；输导组织；分泌结构）
2.如何在结构与功能上区分薄壁组织、厚角组织、和厚壁组织；木质部与韧皮部？ 结构上：薄壁组织：细胞常呈圆球形和多面体形，细胞中罕有细胞核、质体和线 粒体等多种细胞器，液泡大，细胞间隙明显，初生壁一般较薄。
厚角组织：厚角组织细胞为长柱形的活细胞，具有明显不均匀加厚的初生壁，加厚部分多在细胞相互毗连的角隅处、切向壁或近邻细胞间隙的部位。
厚壁组织：厚壁组织细胞具明显均匀加厚的次生壁，细胞腔小，成熟时无原生质体，为死细胞，可单个、成群、成环状或成束状分布与其他组织中。
功能上：薄壁组织： 薄壁组织细胞分化程度低，可特化为其他成熟组织，它具有潜在的分生能力和较大的可塑性，经脱分化为分生组织，再分化形成其他组织。
厚角组织：
厚壁组织：
3.如何区分导管与筛管？导管与管胞?筛胞与管胞? 筛管分子:筛管分子的侧壁上有许多特化的初生纹孔场，称为筛域，与相邻细胞 进行物质交换 筛管分子具生活的原生质体,但成熟后核消失具特有结构P－蛋白体，通常分散在细胞质中，受干扰时聚集到筛孔处形成粘液塞。
伴胞:筛管分子旁边有一或几个细长、两端尖锐，并高度特化的薄壁细胞，称为伴胞，其原生质浓厚，有明显的核和丰富的细胞器，呼吸旺盛与筛管由同一个母细胞分裂而来(大子细胞形成筛管分子,小的发育为伴胞)伴胞功能：为筛管提供能量;运输物质，有些双子叶植物中伴胞发育成了传递细胞与筛管由同一个母细胞分裂而来(大子细胞形成筛管分子,小的发育为伴胞)筛管寿命仅1或2～3年，筛管死亡后，伴胞也随之死亡，即所谓“同生共死”
筛胞:裸子植物和蕨类植物中一般没有筛管，完成有机物质运输功能的是筛胞与筛管分子的区别是：原生质体中无P－蛋白体，细胞壁上只有筛域而无筛板，筛胞之间以侧壁上的筛域相通，进行物质运输。
4.表皮的特点？与其功能有什么关系？ 5.说明保卫细胞和伴胞的结构与功能？
6.从输导组织的结构与组成分析，为什么被子植物比裸子植物更高级？
平时测验
判断题
1．植物所有细胞的细胞壁都是由中胶层、初生壁、次生壁三部分组成的。（×）原因：薄壁组织仅有初生壁
2．复粒淀粉粒是一个淀粉粒具有两个以上的脐和各自的轮纹，外面还有共同的轮纹包围着。（×）原因：
3.保卫细胞排列紧密，具有保护内部组织的作用。（×）原因： 4．原分生组织可以直接形成表皮、皮层和中柱。（×）原因： 5.厚角细胞和石细胞都是死细胞。（×）原因：反例：石细胞是厚壁组织细胞，而且厚壁组织细胞是死细胞；厚壁细胞是活细胞
填空题
1．根据质体所含的色素不同，可分成叶绿体、白色体和有色体三种。
2.植物的组织类型很多，其中具持续分裂能力，产生新细胞，形成新组织的细胞群，是原分生组织，分布在植物体顶端（根尖和茎尖）的是顶端分生组织；分布在植物体体侧面或周围的是侧生分生组织；分布在稻、麦节间基部的是居间分生组织。3.植物细胞分裂的方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种。名词解释
1.植物细胞全能性：
2.共质体：通过胞间连丝结合在一起的原生质体，称共质体
3.气孔器：气孔器是调节水分蒸腾和气体交换的结构，由一对特化的保卫细胞和他们之间的空隙、气孔下室以及与保卫细胞相连的副卫细胞（有或无）组成。4.植物细胞程序化死亡
程序化死亡(PCD)，这是一种主动的，受细胞自身基因调控的过程在PCD发生过程中，一般伴随有特定的形态、生化特征出现，此类细胞死亡被称为凋亡。当然，也有的细胞在PCD过程中并不表现凋亡的特征，这一类PCD被称为非凋亡的程序化细胞死亡。5.胞间连丝
胞间连丝是连接两个植物细胞的跨细胞的细胞器，是植物细胞间物质和信息交流的直接通道，行使水分、营养物质、小的信号分子以及大分子的胞间运输功能。
简答题
1．如何区分导管与筛管？导管与管胞?筛胞与管胞? 2.动物细胞和植物细胞特性有何区别
§6根 复习题
1.何谓定根、不定根；直根系、须根系？
定根：主根由胚根发育而来，主根向地生长的同时，不断地产生各级侧根，侧根与主根形成锐角，有利于吸收、支持与固着作用。主根与侧根称为定根。
不定根：由茎、叶、老根、胚轴以及愈伤组织上形成的根，称为不定根。
直系根：直根系有明显的主根，主根在植物的一生中始终保持着顶端生长的优势，主根及侧根上均可逐级形成新的侧根。
须根系：由胚根长出的主根生长不久就停止发育或死亡，而在胚轴或茎下部的节上长出许多不定根，这些不定根的形态、直径和体积相似，密集成网，构成须根系。2.如何区分一个小根和根毛？
细小根的直径至少100μm，而根毛的直径为10μm。3.从结构上说明根具有吸收，固着和贮藏的功能？ 4.根的加粗是如何进行的？
5.胡萝卜和萝卜的根在结构上有什么区别？ 6.何谓根的初生结构和次生结构？
7.单子叶和双子叶植物初生结构的区别？
§7植物的无机营养
思考题
1.水分对植物有哪些生理生态作用？为什么说“有收无收在于水”？ 2.植物水分代谢包括哪些过程？
水分的吸收 水分的运输 水分的利用 水分的散失
植物的蒸腾作用有什么生理意义？农业生产中有哪些措施可调控蒸腾作用？（护根、遮荫、使用抗蒸腾剂等）
生理意义：1植物吸收和运转水分的主要动力。2.蒸腾流作为盐类和其他物质在植物体内运输的载体。3.降低植物体和叶面温度，使植物免受灼伤。
措施：1.内部因子：细胞的充水程度、质膜的透性、叶肉细胞壁。2.外部因子：光照、大气湿度、温度等等。各种环境条件往往同时作用于植物体
思考题
1.矿质营养物质是如何被植物根吸收的？
2.如果没有蒸腾作用，依靠根压能满足高大乔木对水分的需求吗？
§8茎 思考题
1.双子叶植物根和茎在初生生长和次生生长中维管组织是如何连接的？ 2.糖槭树树干钻孔取糖，从物质储藏及转运上加以解释。3.树怕剥皮，而杜仲树剥皮不死原因何在？
§9叶 思考题
1.说明水分从土壤经植物体最后通过叶散发到大气所通过的途径 2.单子叶与双子叶植物叶片结构特点
单子叶：叶柄的结构：结构：表皮组织、基本组织和维管（属）组织。
特点：基本组织外层多厚角组织； 有时有厚壁组织；木质部在韧皮部上方。双子叶：
3.松叶结构特点及适应意义
结构特点：○1表皮：A、细胞壁厚B、角质层发达C、细胞腔小，细胞壁木质化D、气孔内陷○2下皮：多层木质化的厚壁细胞○3叶肉：A、无栅栏组织与海绵组织分化B、细胞壁内陷成皱褶C、具树脂道D、有明显的“内皮层”○4维管组织：多双束或单束 适应意义：松针对低温、干旱的适应 4.C3.C4.CAM植物光合代谢特点
§10植物的繁殖及花
思考题
1.植物繁殖的类型有哪些？
植物的繁殖方式包括营养繁殖、无性生殖和有性生殖3种方式。2.简述花的结构
一朵完整的花包括花柄、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群等五部分。3.简述被子植物世代交替过程？
孢子体世代与配子体世代（无性世代与有性世代）交替出现，这就是植物生活史中的世代交替现象。4.何谓双受精？
§11果实与种子
思考题
1.一个成熟的果实如何判断其为真果还是假果？ 果皮仅由子房壁发育而来称真果
由子房壁和花的其它部分共同发育而来称假果 2.种子休眠？
种子成熟后在适宜的条件下不能萌发，必须经过一段相对静止的时期才能萌发的现象。4.种子的基本类型和结构？
结构：成熟的种子由:胚、胚乳、种皮三部分组成。
§12-14植物的生长发育及调控
复习题
1.生长素的作用机理及生理功能和农业应用？ 机理：酸生长学说：生长素促进H+向细胞外输出→细胞壁酸化→一些水解酶活性增加→分解氢键→细胞壁松弛→细胞受膨压扩张；同时水解作用破坏纤维素分子间的交叉联结点→新细胞壁物质向壁内填充→细胞壁面积增大→细胞内膨压降低→水分进入→细胞伸长生长 促进核酸、蛋白质的合成→为原生质体和蛋白质的合成提供原料→保持细胞的持续生长 农业应用：促进作用：雌花形成、单性结实、子房壁生长、细胞分裂、维管束分化、叶片扩大、形成层活性、不定根形成、侧根形成、种子和果实生长、伤口愈合、座果、顶端优势、伸长生长
抑制作用：幼叶、花、果脱落、侧枝生长、块根形成 2.举例说明激素间的相互作用？
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