江西省德兴市高中生物 绪论课件

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1、 生物学生物学(biology)或或生物科学生物科学(biological sciences)是研究生物体生命现象和生命是研究生物体生命现象和生命活动活动规规律的科学，因此，又称为生命科学律的科学，因此，又称为生命科学(life sciences)。广义的生命科学还包括生物技术、广义的生命科学还包括生物技术、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。 生物学生物学研究生物体的研究生物体的形态形态 、构造构造、行为行为、机能、机能、演变演变及其与环境间相互关系等问题的学科。及其与环境间相互关系等问题的学科。一一、地球与生命、地球与生命二二、生命的特征生命的特

2、征三三、生物多样性与五界分类系统生物多样性与五界分类系统四四、生物学分科、生物学分科五五、生物学的常用研究方法、生物学的常用研究方法六六、生物学的历史发展简况、生物学的历史发展简况七七、生物学与现代社会生活的关系、生物学与现代社会生活的关系为什么要学为什么要学习生物学习生物学八八、如何学习普通生物学、如何学习普通生物学 迄今为止唯一发现有生命的星球迄今为止唯一发现有生命的星球( (地球地球4545亿年前形成亿年前形成, ,生生命命3838亿年前出现亿年前出现) ) 为什么地球适合生命生存？为什么地球适合生命生存？ 地球和生命协同进化地球和生命协同进化 其他星球上有生命吗其他星球上有生命吗? ?

3、地球上生物的分布地球上生物的分布 岩石圈、水圈、大气圈岩石圈、水圈、大气圈-生物圈生物圈 飞翔的鸟类最高离地面可达飞翔的鸟类最高离地面可达2000m 细菌生活在深达细菌生活在深达11000m的海底的海底 细菌生活在地下深达细菌生活在地下深达2000m的石油矿床的石油矿床 赤道和南极极地赤道和南极极地 但大多海洋生物则是聚集在但大多海洋生物则是聚集在150m深度以内的；深度以内的； 生物只局限在地下深约生物只局限在地下深约50m以内的土壤中。以内的土壤中。（一）结构、组成的统一性（一）结构、组成的统一性 1.1.化学成分的同一性化学成分的同一性化学元素、生物大分子、遗传密码、贮能分化学元素、生物

4、大分子、遗传密码、贮能分子、生物过程等。子、生物过程等。 2.2.严整有序的结构严整有序的结构 生命的基本单位是生命的基本单位是细胞细胞-有序性有序性整个生物界是一个多层次的有序结构：整个生物界是一个多层次的有序结构：细胞细胞 组织组织 器官器官 系统系统 个体个体 生态系统生态系统 群落群落 种群种群细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）细胞是生物的基本组成单位（病毒除外） （二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能（二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能 3.3.生物的新陈代谢（生物的新陈代谢（metabolism)metabolism) 生物最基本的特征生物最基本的特征 新陈代谢是指新陈代谢是指

5、生物和周围环境不断进行的生物和周围环境不断进行的物质的交换物质的交换和和能能量的流动量的流动，生物吸收一些物质，生物吸收一些物质, ,在生物体内发生一系列变化，在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外的过程。最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外的过程。合成代谢（合成代谢（anabolism)anabolism) ：即从外界摄取物质和能即从外界摄取物质和能, ,将它们转将它们转化为生命本身的物质和储存在化学键的化学能；也称化为生命本身的物质和储存在化学键的化学能；也称同化作同化作用用。分解分解代谢（代谢（catabolism)catabolism) ：即分解生命物质即分

6、解生命物质, ,将能量释放出来将能量释放出来, ,供生命活动只用；也称供生命活动只用；也称异化异化作作用用 。4.4.生物的应激性生物的应激性和运动和运动生物体对生物体对外界外界刺激发生刺激发生符合符合目的目的反应的特性，叫做反应的特性，叫做应激性应激性。5. 5. 生长（生长（growth)growth)发育、繁殖发育、繁殖 （三）遗传、变异和进化（三）遗传、变异和进化 6.6.遗传、变异和进化遗传、变异和进化遗传遗传(heredity)(heredity)：遗传物质从上代传给下代遗传物质从上代传给下代, ,从而使上从而使上代的形态特征或生理特性等性状在下代代的形态特征或生理特性等性状在下代

7、得以得以表现表现。 上代和下代之间以及后代个体之间总有些差异，这种上代和下代之间以及后代个体之间总有些差异，这种现象叫做现象叫做变异变异(variation)(variation)。 遗传和变异都是普遍的生命现象遗传和变异都是普遍的生命现象, ,二者同时存在二者同时存在。进化：生物即有遗传又有变异，构成了生物进化的历史。进化：生物即有遗传又有变异，构成了生物进化的历史。假如仅有变异而假如仅有变异而无遗传无遗传 ： 意义：遗传性：遗传性： 假如仅有遗传而假如仅有遗传而无变异：无变异：变异性：变异性： 漂亮的模特儿漂亮的模特儿 遗传学家遗传学家 （四）适应环境（四）适应环境 7.7.稳态稳态(ho

8、meostasis)(homeostasis) 稳态：贝而纳稳态：贝而纳(C.Bernard)(C.Bernard)、坎农坎农( (W.B.Connon)W.B.Connon) 生态系统保持相对稳定也是一种的稳态生态系统保持相对稳定也是一种的稳态. . 8. 8. 适应适应(adaptation)(adaptation) （一）组成、结构的统一性（一）组成、结构的统一性（二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能（二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能（三）遗传、变异和进化（三）遗传、变异和进化（四）适应环境（四）适应环境生命是具有以上共同特征的生命是具有以上共同特征的物质存在形式物质存在形式 能量流

9、能量流 信息流信息流 进化流进化流 三三 生物多样性与五界分类系统生物多样性与五界分类系统1.生物多样性生物多样性 分布广泛分布广泛 （生态系统多样性）生态系统多样性） 种类繁多（物种多样性）种类繁多（物种多样性） 形态各异（遗传多样性形态各异（遗传多样性 ） 正是生物这种形式多样、千奇百怪、正是生物这种形式多样、千奇百怪、 仪态万千的生命形式仪态万千的生命形式，才使我们的地球才使我们的地球得得生机勃勃生机勃勃，我们的生活，我们的生活丰富多彩丰富多彩 。地球上已命名的生物约有地球上已命名的生物约有200万种，万种，其中植物其中植物26万种、昆虫万种、昆虫75万种、脊万种、脊椎动物椎动物50万种

10、。已灭绝的生物约有万种。已灭绝的生物约有1500万种。据科学家估计，地球上万种。据科学家估计，地球上共有生物共有生物500-3000万种。万种。 19921992年年6 6月月，150150多个国家首脑在巴西里约热内卢多个国家首脑在巴西里约热内卢召开的全球首脑会议上签定，至今，这一公约已召开的全球首脑会议上签定，至今，这一公约已经得到经得到189189个国家的认同和加盟，从而使之成为至个国家的认同和加盟，从而使之成为至今为止范围最广的环境公约今为止范围最广的环境公约 。生物多样性公约生物多样性公约的宗旨的宗旨-生物多样性的保护、生物资源的可持续生物多样性的保护、生物资源的可持续性利用，以及基因

11、资源既得利益的平等分享。性利用，以及基因资源既得利益的平等分享。19931993年年1212月月2929日日生物多样性公约生物多样性公约作为野生生作为野生生物保护新框架物保护新框架生效生效,1994,1994年年1212月月1919日日, ,联合国大会联合国大会宣布宣布1212月月2929日为日为“国际生物多样性日国际生物多样性日” 林奈及其双名法林奈及其双名法 1735 1735 出版出版自然系统自然系统 首创纲、目、属、种的分类概念首创纲、目、属、种的分类概念 制订了一个统一的生物命名制订了一个统一的生物命名法即法即二名法二名法(binomial (binomial nomenclatur

12、e)nomenclature)。 二名法（拉丁文）：二名法（拉丁文）：属名、种名属名、种名如：如：Escherichia coli Escherichia coli 大肠杆大肠杆菌菌书写成书写成斜体字，如手写时则在下面斜体字，如手写时则在下面划一横划一横生物的分类从高级到低级分为：生物的分类从高级到低级分为：7 7级级 界（界（kingdom)kingdom)、门、门(plylum)(plylum)、纲、纲(class)(class)、目、目(order)(order)、科、科(family)(family)、 属属(genus)(genus)、种、种（speciesspecies） 瑞典植物

13、学家瑞典植物学家林奈（林奈（Carolus LinnaeusCarolus Linnaeus）的的两界两界分类系统分类系统：植物界、动物界：植物界、动物界 1886年法国生物学家年法国生物学家海克尔海克尔（E.Haeckel）提出）提出三界分类系统三界分类系统： 原生生物界：原生生物界：单细胞动物、细菌、真菌、单细胞动物、细菌、真菌、 多细胞藻类多细胞藻类 植物界植物界: 动物界：动物界：五界分类系统五界分类系统：19691969年美国学者年美国学者慧特克慧特克（R.H.WhittakerR.H.Whittaker）提出）提出五界分类法：五界分类法： - -原核生物界原核生物界(Monera)

14、(Monera)：细菌、立克次氏体、支：细菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝藻原体、衣原体、蓝藻 原生生物界原生生物界(Protista)(Protista) ：单细胞的原生动物（如变形虫、草履：单细胞的原生动物（如变形虫、草履虫）、藻类、粘菌类。虫）、藻类、粘菌类。 真菌真菌(Fungi)(Fungi)：真菌：真菌 植物界植物界(Plantae)(Plantae)：苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物 动物界动物界(Animalia)(Animalia)：无脊椎动物、脊椎动物：无脊椎动物、脊椎动物 自然分类自然分类：除用形态特征作为分类性状外，还用生除

15、用形态特征作为分类性状外，还用生态、行为、生理、生化、地理等方面的资料作为态、行为、生理、生化、地理等方面的资料作为分类依据，以生物学概念替代了纯形态概念。分类依据，以生物学概念替代了纯形态概念。 细胞分类细胞分类：应用细胞学特征进行物种分类称为细胞应用细胞学特征进行物种分类称为细胞分类学分类学(cytotaxonomy)(cytotaxonomy) 生化分类生化分类：蛋白质电泳、抗原抗体反应、蛋白质序蛋白质电泳、抗原抗体反应、蛋白质序列比较列比较 分子分类分子分类：利用核酸序列之间的同源性进行分类，利用核酸序列之间的同源性进行分类，亲缘关系越近，同源性序列越多。亲缘关系越近，同源性序列越多。

16、 根据具体根据具体研究对象研究对象分分 动物学（动物学（zoology)、植物学、植物学(botany)、微生物学、微生物学(microbiology) 根据根据研究内容研究内容的特点分的特点分 分类学，形态学，胚胎学，古生物学，遗传学，生态学，分类学，形态学，胚胎学，古生物学，遗传学，生态学，生理学，生物化学，生物物理生理学，生物化学，生物物理 根据生物的根据生物的结构水平结构水平分分 分子生物学，细胞生物学，组织生物学，器官生物学，分子生物学，细胞生物学，组织生物学，器官生物学，个体生物学，群体生物学个体生物学，群体生物学根据研究生物的根据研究生物的手段手段分分生物化学，生物物理学，生物数

17、学，仿生学生物化学，生物物理学，生物数学，仿生学 生物学研究方法很多，解决生物学的问题要用科学的方法。生物学研究方法很多，解决生物学的问题要用科学的方法。 科学方法依次包括以下内容：科学方法依次包括以下内容： 科学观察、提出问题、假设、实验、结论。科学观察、提出问题、假设、实验、结论。假说和实验（假说演绎法）假说和实验（假说演绎法） 实验是实验是人为地干预、控制人为地干预、控制所研究对象的条件下进行的观所研究对象的条件下进行的观察。察。 用实验的方法研究客观事物，要求用实验的方法研究客观事物，要求根据根据已有的已有的事实事实(来自来自观察或来自实验观察或来自实验)提出假说提出假说，再根据假说推

18、导出一个可以，再根据假说推导出一个可以用实验加以检验的预测，然后用实验加以检验的预测，然后实施实施这个这个实验实验来来加以验证。加以验证。模型实验模型实验 直接用研究对象进行实验非常困难，或者简直不可能时，直接用研究对象进行实验非常困难，或者简直不可能时，可用可用模型模型代替研究对象来进行实验。代替研究对象来进行实验。1. 1. 用用动物模型动物模型代替人体进行实验。代替人体进行实验。2. 2. 抽象模型抽象模型数学模型、图表模型。数学模型、图表模型。用模型研究在用模型研究在时间上极为遥远的事件时间上极为遥远的事件。用用机械和电子模型机械和电子模型对动物功能进行模拟实验对动物功能进行模拟实验生

19、物学经历了三个发展阶段：生物学经历了三个发展阶段：描述生物学阶段描述生物学阶段 （1919世纪中叶以前）世纪中叶以前）实验生物学阶段（实验生物学阶段（1919世纪中到世纪中到2020世纪中）世纪中）创造生物学阶段创造生物学阶段 （2020世纪中叶以后）世纪中叶以后）实验生物学阶段实验生物学阶段二十世纪生物科学的新貌二十世纪生物科学的新貌 分子生物学分子生物学：1953年年Watson 、Crick提出提出分子双螺旋结构。分子双螺旋结构。 DNA体外重组体外重组：1973年美国斯坦福大学教授年美国斯坦福大学教授Cohn、加州大学教授、加州大学教授Boyer几乎同时完成几乎同时完成DNA体外重组。

20、体外重组。 体细胞克隆羊体细胞克隆羊“多莉多莉”：1997年苏格兰生物学年苏格兰生物学家家Wilmut完成了首例哺乳动物绵羊完成了首例哺乳动物绵羊“多莉多莉”的克隆。的克隆。 人类全基因组人类全基因组：2001年中、美、英、法、德、年中、美、英、法、德、日六国科学家完成人类全基因组的测序。日六国科学家完成人类全基因组的测序。二十世纪随着二十世纪随着物理学物理学和和化学化学的发展，以及这些技的发展，以及这些技术向生物学的渗透，使生物学技术迅猛发展。术向生物学的渗透，使生物学技术迅猛发展。 例如：例如：X-射线衍射技术射线衍射技术，电子显微镜，电子显微镜，激光，激光，中子衍射技术中子衍射技术，电子

21、计算机电子计算机，层析层析，同位素追同位素追踪踪，电泳电泳和和超高速离心技术超高速离心技术，以及近年来发展，以及近年来发展起来的起来的氨基酸自动分析氨基酸自动分析、核酸测序核酸测序、PCR(聚合聚合酶链式反应酶链式反应)和和RAPD(随机扩增多态随机扩增多态DNA)、GPS(全球卫星定位系统全球卫星定位系统)等技术等技术 基因组学、蛋白组学、生物芯片、干细胞基因组学、蛋白组学、生物芯片、干细胞 生命科学的发展趋向生命科学的发展趋向： （1）学科精细化同时学科相互交叉、渗透、相辅相承：学科精细化同时学科相互交叉、渗透、相辅相承：80年代年代生物技术年代；生物技术年代； 90年代年代生物高科技年代

22、；生物高科技年代； 21世纪世纪生物世纪生物世纪 （2）学科宏观化：环境生态学引起极大的关注，生态问题是学科宏观化：环境生态学引起极大的关注，生态问题是直接关系到人类存亡的问题。直接关系到人类存亡的问题。 （3）向生命本质前进（微观方向：深入到细胞、分子、基因向生命本质前进（微观方向：深入到细胞、分子、基因水平，而且进展很快）。水平，而且进展很快）。 （一）世界面临的很多重大问题（一）世界面临的很多重大问题, ,解决这些问题需要生解决这些问题需要生物学知识技术物学知识技术 基因治疗基因治疗获得初步成功血友病等获得初步成功血友病等 单抗药物单抗药物“生物导弹生物导弹”治疗肿瘤疾病、自身免疫疾病。

23、治疗肿瘤疾病、自身免疫疾病。 干细胞干细胞治疗疾病展示诱人前景。治疗疾病展示诱人前景。 矿物能源（石油、煤）必将枯竭，矿物能源（石油、煤）必将枯竭，生物能源生物能源已在开发之中。已在开发之中。 替代能源替代能源：一个：一个 20 20 米直径的水池年产米直径的水池年产 4 4 吨吨藻类藻类，加工，加工后可得相当于后可得相当于3000 3000 升柴油的燃料。升柴油的燃料。 生物能源生物能源：使生物材料转化成可燃性化合物如乙醇、甲烷、：使生物材料转化成可燃性化合物如乙醇、甲烷、氢气（氢气（H H2 2) )、沼气等；、沼气等； 微生物微生物：提高石油开采量：提高石油开采量。 为什么为什么 （二）

24、（二）生命科学充满未解之谜生命科学充满未解之谜“ 猛犸之谜猛犸之谜” “ 恐龙灭绝之谜恐龙灭绝之谜” 龟鳖家族的长寿之谜龟鳖家族的长寿之谜？ (三三)可以使我们更好地认识我们自己可以使我们更好地认识我们自己生物学家：生物学家： 大脑大脑 / / 癌症癌症 / / 光合作用光合作用 生物技术公司：生物技术公司： 基因药物基因药物 / / 作物新品种作物新品种 理工科学生：理工科学生： / /专业专业 / / 生物芯片生物芯片/ / 火星火星 / / 纳米材料纳米材料 社会科学专家：社会科学专家： / / 社会伦理社会伦理 法律法律 / / 生物技术和生物技术和 人类社会的关系人类社会的关系 人：

25、人： 认识自己认识自己 / DNA / DNA 克隆克隆 保护生物多样性保护生物多样性 (四四)生物学与哲学生物学与哲学:帮助形成正确的方法论、世界观、人生观。帮助形成正确的方法论、世界观、人生观。生命有形生命有形 梦想无梦想无限限 生命科学的发展需要您的参与！ 1.学习内容学习内容:第一篇第一篇 细胞与生物大分子细胞与生物大分子 : 2-5章章第二篇第二篇 动物的形态和功能动物的形态和功能 : 6-16章章第三篇第三篇 植物的形态与功能植物的形态与功能: 17-19章章第四篇、第四篇、 遗传与变异遗传与变异 : 20-21章章第五篇、第五篇、 生物进化生物进化 : 25-27章章第六篇、第六

26、篇、 生物多样性的进化生物多样性的进化 : 28-31章章第七篇、第七篇、 生态学和动物的行为生态学和动物的行为 : 32-35章章复习复习2.2.如何学习普通生物学如何学习普通生物学兴趣是最好的老师兴趣是最好的老师 热爱生命而喜爱生命科学热爱生命而喜爱生命科学 - - 天然天然; ;感觉感觉: :神秘、神妙、神圣；神秘、神妙、神圣； 主动探索主动探索 。提出问题富于想象提出问题富于想象 保持天性好奇和经常提问。保持天性好奇和经常提问。 自学自学 笔记笔记 预习复习预习复习把握生命的层次把握生命的层次 个体个体器官器官组织组织 细胞细胞细胞器细胞器分子分子原子原子 微观生物学；微观生物学；进化进化 生态生态 宏观生物学宏观生物学 生命科学是实验科学生命科学是实验科学 生命的主要特征有哪些？生命的主要特征有哪些？惠克特用了哪几条标准来将生惠克特用了哪几条标准来将生物划分为五界？物划分为五界？