走进神奇的生物世界.ppt

1、走进神奇的生物世界走进神奇的生物世界付金衡付金衡 南昌大学中德联合研究院南昌大学中德联合研究院第一节 什么是生命生物学(biology)或生物科学(biological sciences)是研究生命的科学,因此,又称为生命科学(life sciences)。研究生物界的演变和生命活动的规律及其本质。什么是生命？什么是生命？生命的本质特征：生命的本质特征：多样性和同一性；多样性和同一性；多样性和同一性；多样性和同一性；严整有序的结构；严整有序的结构；严整有序的结构；严整有序的结构；新陈代谢、生长和运动；新陈代谢、生长和运动；新陈代谢、生长和运动；新陈代谢、生长和运动；繁殖与遗传；繁殖与遗传；繁殖

2、与遗传；繁殖与遗传；发育和进化；发育和进化；发育和进化；发育和进化；适应性适应性适应性适应性第一节 什么是生命 同一性同一性组成生物体的组成生物体的元素和有机分子元素和有机分子是同一的。是同一的。元元 素：素：C C、H H、O O、N N、P P、S S；有机分子：有机分子：蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生、核酸、脂肪、糖类、维生 素等素等（蛋白质：由（蛋白质：由2020种氨基酸组成；核酸：由种氨基酸组成；核酸：由8 8种核苷酸组成。）种核苷酸组成。）各种生物编制基因程序的各种生物编制基因程序的遗传密码遗传密码是统一的是统一的生命的生命的基本组成单位是细胞基本组成单位是细胞(病毒除外病毒除外）

3、第一节 什么是生命第一节 什么是生命细菌细胞植物细胞 动动物物细细胞胞细胞是生命的基础细胞是生命的基础 是生命是生命形态结构的基础形态结构的基础 生命活动生命活动赖于进行的基础赖于进行的基础 研究表明，地球上生命的起源和确立研究表明，地球上生命的起源和确立 直接关系着最早的细胞的形成直接关系着最早的细胞的形成第一节 什么是生命2.2.严整有序的结构严整有序的结构无论从无论从结构结构还是还是生命活动生命活动看，生命都看，生命都表现出表现出严密的组织和高度的秩序性严密的组织和高度的秩序性，其中其中DNADNARNARNA蛋白质秩序是生命有蛋白质秩序是生命有序的基础和核心序的基础和核心整个生物界是一

4、个整个生物界是一个多层次多层次的有序结构的有序结构第一节 什么是生命化学物质化学物质细胞细胞组织组织器官器官系统系统个体个体种群种群群落群落生态系统生态系统第一节 什么是生命种群种群 population：一定时间内占有一定地区的一定时间内占有一定地区的 一群同种个体组成的生物系统一群同种个体组成的生物系统群落群落 community:一定时间内栖息于一定地域一定时间内栖息于一定地域或环境中的各种群组成的生物系统或环境中的各种群组成的生物系统 生态系统生态系统 ecosystem:在一定空间中共同栖居在一定空间中共同栖居在一定空间中共同栖居在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境着的所有生物与

5、其环境着的所有生物与其环境着的所有生物与其环境组成的一个功能整体及生组成的一个功能整体及生物圈能流和物质循环的一个功能单位物圈能流和物质循环的一个功能单位第一节 什么是生命 微观微观微观微观的方面，沿着生物的方面，沿着生物的方面，沿着生物的方面，沿着生物有机体有机体有机体有机体系统系统系统系统器官器官器官器官组织组织组织组织细胞细胞细胞细胞细胞器细胞器细胞器细胞器直到有机直到有机直到有机直到有机大分子大分子大分子大分子的方向进的方向进的方向进的方向进行；行；行；行；宏观宏观宏观宏观的方面，沿着生物的方面，沿着生物的方面，沿着生物的方面，沿着生物有机体有机体有机体有机体种群种群种群种群群群群群落

6、落落落生态系统生态系统生态系统生态系统到到到到生物圈生物圈生物圈生物圈的方向进行。的方向进行。的方向进行。的方向进行。无论在哪个层次研究，必须同时考虑到无论在哪个层次研究，必须同时考虑到生物生物体是一个整体体是一个整体；生物体与环境也是密不可分的，；生物体与环境也是密不可分的，也必须考虑也必须考虑生物体同环境之间的整体性生物体同环境之间的整体性。第一节 什么是生命第一节 什么是生命生物是开放系统，生物和周围环境不断进行着生物是开放系统，生物和周围环境不断进行着生物是开放系统，生物和周围环境不断进行着生物是开放系统，生物和周围环境不断进行着物质的物质的物质的物质的交换和能量的流动交换和能量的流动

7、交换和能量的流动交换和能量的流动。生物体不断地生物体不断地生物体不断地生物体不断地吸收吸收吸收吸收外界的物质外界的物质外界的物质外界的物质，经过一系列变化，最后成为经过一系列变化，最后成为经过一系列变化，最后成为经过一系列变化，最后成为终产物终产物终产物终产物排出排出排出排出体外体外体外体外。3.3.新陈代谢、生长和运动新陈代谢、生长和运动同化作用或称合成代谢（同化作用或称合成代谢（anabolismanabolism）：）：从外界从外界摄摄取取物质，将它们转化为生命自身的物质并物质，将它们转化为生命自身的物质并贮存能量贮存能量异化作用或称分解代谢（异化作用或称分解代谢（catabolismc

8、atabolism）：）：分解生命分解生命物质，物质，释放能量释放能量，供生命活动之需。，供生命活动之需。新陈代谢新陈代谢生长和运动生长和运动生长和运动生长和运动生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长（发育）生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长（发育）生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长（发育）生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长（发育）第一节 什么是生命阿米巴运动大脑的运动应激性4.4.繁殖与遗传繁殖与遗传 生物体能不断地繁殖后代，使生命得以生物体能不断地繁殖后代，使生命得以生物体能不断地繁殖后代，使生命得以生物体能不断地繁殖后代，使生命得以延续延续延续延续。生生生生物物物物的的的的遗

9、遗遗遗传传传传是是是是由由由由基基基基因因因因决决决决定定定定的的的的，生生生生物物物物的的的的某某某某些些些些性性性性状状状状会会会会发发发发生生生生变变变变异异异异；没没没没有有有有可可可可遗遗遗遗传传传传的的的的变变变变异异异异，生生生生物物物物就就就就不不不不可可可可能能能能进化进化进化进化。第一节 什么是生命第一节 什么是生命5.5.发育与进化发育与进化人胚胎的发育过程人胚胎的发育过程人胚胎的发育过程人胚胎的发育过程9周胎儿周胎儿4周胚胎周胚胎3月胎儿月胎儿4月胎儿月胎儿胚泡胚泡第一节 什么是生命5.5.发育与进化发育与进化6.6.适适 应应 性性适应的适应的含义：含义：结构与功能相

10、适应结构与功能相适应生物体对环境适应生物体对环境适应适应是生物界适应是生物界普遍普遍存在存在的现象的现象 极端生物（极端生物（400400度，度，300300个大气压，个大气压，30003000米米海底）海底）工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满淡色苔藓的树皮上，不易被鸟发现；工业化后，黑色蛾子逐渐取而代之，因为黑烟污染了环境，黑色蛾子更易藏身。第一节 什么是生命第一节 什么是生命What is life生命是具有以上共同特征的物质存在形式。生命的涵义：生命的涵义：生命的生命的物质基础是蛋白质和核酸物质基础是蛋白质和核酸;生命运动的本质特征是不断生命运动的本质特征是不断自我更新自我更新，是一

11、个不断，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统；与外界进行物质和能量交换的开放系统；生命是生命是物质运动物质运动的一种的一种最高级的形式。最高级的形式。第一节 什么是生命生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式，是一种过程，是新能力的多分子体系的存在形式，是一种过程，是一种现象。一种现象。生命的定义生命的定义:第一节 什么是生命特殊的生命病毒微生物的生物学之最形态最简形态最简代谢能力最强代谢能力最强食谱最杂食谱最杂繁殖最快繁殖最快数量最多数量最多分布最广分布最广种类最多种类最多变异最易变异最易个体最小第二节 神奇

12、的微生物世界1.形态最简球形杆形弧形螺旋形第二节 神奇的微生物世界2.代谢能力最强生物界的普遍规律生物界的普遍规律：某生物个体越小，某生物个体越小，其单位体重消耗的食物越多；其单位体重消耗的食物越多；3克地鼠每天消耗与体重克地鼠每天消耗与体重等重等重的粮食；的粮食；1克闪绿蜂鸟每天消耗克闪绿蜂鸟每天消耗两倍两倍于体重的粮食；于体重的粮食；大肠杆菌每小时消耗大肠杆菌每小时消耗2000倍倍于体重的糖于体重的糖.第二节 神奇的微生物世界3.食谱最杂从无机物到有机物；从无毒物到有毒物；从无机物到有机物；从无毒物到有毒物；从结构简单到结构复杂的物质，微生物都从结构简单到结构复杂的物质，微生物都能利用和降

13、解。能利用和降解。第二节 神奇的微生物世界4.繁殖最快大肠杆菌大肠杆菌培养在培养在37的牛奶中，的牛奶中，12.5min12.5min即可分裂一次；即可分裂一次；一般培养液的菌浓度为一般培养液的菌浓度为10108 8-10-109 9个个/ml/ml。第二节 神奇的微生物世界5.数量最多如：人体的肠道中始终寄居着如：人体的肠道中始终寄居着100400种微生物，为肠道正常菌丛，总种微生物，为肠道正常菌丛，总数可达数可达100万亿。万亿。全世界的全世界的150万吨蓝鲸万吨蓝鲸=15万平方公里深万平方公里深50 厘米表土中细菌厘米表土中细菌第二节 神奇的微生物世界6.分布最广如：万米深海的硫细菌；如

14、：万米深海的硫细菌；8585公里高空的微生物；公里高空的微生物；地层下地层下128128米和米和427427米的沉米的沉 积岩中的细菌。积岩中的细菌。第二节 神奇的微生物世界7.种类最多类型 倾向种数 病毒与立克次氏体 4000支原体 80万 细菌与放线菌 1,000 蓝细菌 1,227 藻类 122,801真菌 380,000 原生动物 50,000第二节 神奇的微生物世界8.变异最易突变频率一般为10-510-10，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。如：流感病毒，SARS冠状病毒，禽流感病毒此外，微生物还具有抗性最强、休眠最长、起源最早、发现最晚等

15、特点。第二节 神奇的微生物世界第三节第三节 生物科学的分科生物科学的分科 按生物类群或研究对象划分；按生物类群或研究对象划分；按研究的生命现象或生命过程划分；按研究的生命现象或生命过程划分；按生物结构的层次划分；按生物结构的层次划分；按与其他学科的关系划分。按与其他学科的关系划分。1.1.按生物类群或研究对象来分按生物类群或研究对象来分 植物学、动物学、微生物学、病毒学、人类学、古生物学、藻类学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等。第三节 生物科学的分科2、按研究的生命现象或生命过程来分、按研究的生命现象或生命过程来分 形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖学、遗传学、生态学、进化学、组织学、细胞学、病理

16、学、免疫学等。第三节 生物科学的分科3、按生物结构的层次来分、按生物结构的层次来分 种群生物学、细胞生物学、分子生物学群落生物学、量子生物学等。第三节 生物科学的分科4 4、与其他学科交叉的分支学科、与其他学科交叉的分支学科 生物物理学、生物化学、生物数学、生物气候学、生物地理学、仿生学、放射生物学等。第三节 生物科学的分科美国加州的一棵巨杉美国加州的一棵巨杉高达高达116米。米。哈哈！还有谁的名哈哈！还有谁的名字比我的更拉风？字比我的更拉风？你们相不相信我曾经拖着你们相不相信我曾经拖着一艘一艘30米长的捕鲸船跑米长的捕鲸船跑了了4个小时？平均时速有个小时？平均时速有10公里多呢！公里多呢！0.513微米 大大肠肠杆杆菌菌时速可达时速可达110公里。公里。尖尾雨燕平时飞行的速度为每小尖尾雨燕平时飞行的速度为每小时时170公里公里,最快时每小时可达最快时每小时可达352.5公里公里,堪称堪称 飞得最快的鸟。飞得最快的鸟。旗鱼。时速可达旗鱼。时速可达120公里。公里。什么事都懒得做什么事都懒得做,甚至甚至懒得去吃懒得去吃,懒得去玩懒得去玩,能耐饥饿一个月以上。能耐饥饿一个月以上。还有谁能比