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化学元素,必需元素,大量元素,有害元素,微量元素,基本元素：C、H、O、N,主要元素：C、H、O、N、P、S,最基本元素：C,非必需元素,无害元素,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等,Al、Si等,Pb、Hg等,不同种生物体中化学元素的组成特点,元素种类大体相同,C、H、O、N四种元素含量最多,元素含量差异很大,统一性,组成生物体的化学元素，在无机自然界中都能找到,差异性,组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大,C、H、O、N、S,氨基酸,肽链,基本成分,C、H、O、N、P、Fe、Cu……,离子和（或）分子,其它成分,蛋白质,R,NH2,COOH,H,C,选择透过性膜的特点,三个通过,水,自由通过,可以通过,不能通过,被选择的离子和小分子,其它离子、小分子和大分子,物质交换,大分子、颗粒,内吞,外排,离子、小分子,自由扩散,主动运输,亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）,离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）,膜的流动性,膜的流动性、膜融合特性,原理,G1,S,G2,M,周期性细胞,G0期（暂不增殖）,终端分化细胞,衰老,死亡,形态结构特化,新陈代谢改变,生理功能专一,分裂能力丧失,已分化细胞,形态结构不同,生理功能不同,代谢活动不同,基因表达不同,不同种类细胞,体细胞,生殖细胞（如卵细胞、花粉）,分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低,分化程度高，全能性也高,分化程度最低（尚未分化），全能性最高,受精卵,细胞,绝大多数细胞,少数细胞,未分化,分化,衰老,死亡,干细胞,癌细胞,分裂,分裂,干细胞特点：（无限增殖）既分裂也分化,癌细胞特点：（无限增殖）只分裂不分化,异常分化,癌变,（永生）,癌细胞的特点,无限分裂增殖,形态结构变化,细胞物质改变,正常功能丧失,新陈代谢异常,引发免疫反应,扁平梭形,球形,成纤维细胞癌变,如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。癌细胞膜表面含肿瘤抗原，肝癌细胞含甲胎蛋白等,如线粒体功能障碍，无氧供能,可移植在异种生物体内生长，形成癌瘤,可以种间移植,主要是细胞免疫,永生细胞,水酶色核透（水煤色黑透）,助记词,水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢,水少,酶低,色累,酶的活性降低,色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递,核大,细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深,透变,细胞膜通透性改变，物质运输功能降低,细胞死亡,病理性死亡（细胞坏死）,程序性死亡（细胞凋亡）,环境因素突变,病原体入侵,正常生命需要,动物变态,花儿凋谢,极体消失,大部分淋巴细胞死亡,蝌蚪尾部消失,花瓣凋萎,膜,生物膜系统,生物膜,功能上的联系,组成细胞的膜的总称,化学组成相似,基本结构相同,结构上的联系,直接联系,间接联系,核外膜——内质网膜——胞膜,内质网膜——线粒体外膜（或相依）,内质网膜—膜泡—高尔基体膜—膜泡—胞膜,分泌作用,胞饮作用,内质网-高尔基体-细胞膜,细胞膜-溶酶体,相互配合协调工作,细胞膜、核膜及具膜细胞器构成的结构体系,结构上紧密联系,功能上相互依存,生理作用,研究意义,为细胞提供稳定的内环境进行物质运输、能量交换、信息传递,为化学反应提供场所,将细胞分隔成功能小区,细胞膜,工业上,淡化海水，处理污水,研究抗寒、抗旱、耐盐机理,人造膜材料代替病变器官,农业上,医药上,概念,概念,你知道吗,细胞分裂产生新细胞细胞分化产生新细胞类型基因突变产生新基因基因重组产生新基因型生殖隔离产生新物种,植物细胞工程,细胞工程,植物酶TPP⑤5q组织培养,离体的植物器官组织或细胞,愈伤组织,根芽,植物体,脱分化,再分化,植物体细胞杂交,植物细胞A,植物细胞B,去壁,融合,杂种细胞,组织培养,动物细胞工程,动物组织,单个细胞,原代培养,传代培养,动物细胞培养,胚胎移植,动物细胞融合,动物细胞A,动物细胞B,杂种细胞,细胞培养,融合,筛选,核移植,单克隆抗体,免疫小鼠,小鼠骨髓瘤细胞,小鼠B细胞,提取抗体,融合细胞,杂交瘤细胞,提取,融合,筛选,体内培养,体外培养,你知道吗,动物细胞培养代数与取材有关细胞来源可传代数人胎儿细胞成人细胞50代20代小鼠乌龟14—28代90—125代,你知道吗,细胞——生物体结构和功能的基本单位葡萄糖——组成多糖的基本单位氨基酸——组成蛋白质的基本单位核苷酸——组成核酸的基本单位基因——控制生物性状的基本单位种群——生物生存和进化的基本单位,蛋白质类酶,ＲＮＡ类酶,单纯酶,复合酶,仅含蛋白质,蛋白质,辅助因子,离子,有机物,辅酶,NADP(辅酶Ⅱ)B族维生素生物素(羧化酶的辅酶),RNA,端粒酶含RNA,唾液淀粉酶含Cl细胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+,如胃蛋白质酶,酶,存在于低等生物中，将RNA自我催化。对生命起源的研究有重要意义。(蛋白质本质),(核酸本质),A,B,C,D,酶1,酶2,酶3,终产物,……,酶4,酶n,酶,酶,神经传导和生物电肌肉收缩吸收和分泌合成代谢生物发光,光合作用的暗反应细胞分裂矿质元素吸收新物质合成植株的生长,植物,动物,ATP——→ADP＋Pi＋能量,酶,色素,分布,分离,（橙黄色）胡萝卜素,（黄色）叶黄素,（蓝绿色）叶绿素a,（黄绿色）叶绿素b,快,慢,作用,吸收传递光能,胡萝卜素,叶黄素,大部分叶绿素a,叶绿素b,吸收转化光能,特殊状态的叶绿素a,组成,类胡萝卜素,叶绿素,叶绿素a叶绿素b,胡萝卜素叶黄素,叶绿体基粒的类囊体薄膜上,草酰乙酸(C4),苹果酸C4,丙酮酸C3,磷酸烯醇式丙酮酸（C3）,ATP,PEP羧化酶,AMP,NADP+,NADPH,CO2,苹果酸C4,丙酮酸C3,NADP+,NADPH,CO2,暗反应,（CH2O）,叶肉细胞,维管束鞘细胞,C5,关系,提高光能利用率,延长光合作用时间,增加光合作用面积,提高光合作用效率,控制光照强弱,二氧化碳供应,必需矿质元素供应,光合作用效率,光合作用制造的有机物所含的能量,光合作用吸收的光能,＝,参与光合作用的能量中被转移的能量,光能利用率,照在该地面的总的光能,光合作用制造的有机物所含的能量,＝,照在地面上的总能量中被转移的能量,概念,热能损失光能损失→荧光、磷光光能→电能→化学能（贮存）,去向,影响光合作用的外界因素,提高光能利用率,增加二氧化碳供应,通风透光，增施农家肥；人工增CO2（温室）,必需矿质元素供应,N：P：K：糖类的合成和运输Mg：叶绿素的成分,ATP、NADP+的成分,控制光照强弱,因地制宜：阳生植物种阳地阴生植物种阴地光质影响：蓝紫光照，蛋白质和脂类多红光照，糖类增多,延长光合作用时间,提高复种指数：改一年一季为一年多季,增加光合作用面积,合理密植套种（不同时播种）、间作（同时播种）,光,CO2,矿物质,水,温度,半叶法（遮盖法）,割主叶脉法,同位素标记法,验证（探索）光合作用需CO2并放O2、光强的影响,光合作用产生淀粉,验证（探索）光合作用中物质的转变,打孔法（抽气法）,密封法,光质对光合作用的影响,分光法,可同时使用,渗透吸水,渗透系统,隔着半透膜的两种溶液构成的体系,吸胀吸水,液泡尚未形成或消失通过亲水物质的亲水性吸水,植物细胞构成渗透系统,原生质层,由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成看作一层半透膜（本质是选择透过性）,两个系统,①植物细胞与土壤溶液之间构成,②每两个植物细胞之间构成,水分的吸收,吸水原理,主要由成熟细胞的液泡构成渗透系统通过渗透作用吸水,发生条件,①具有半透膜,②膜两侧溶液具有浓度差,溶液与纯水达平衡时，溶液一方所承受的外压差。渗透压,扩散作用,渗透作用,物质由相对多（密度高）的地方向相对少（密度低）的地方运动的过程，叫扩散,溶剂分子的扩散叫渗透，具备一定条件才能发生,联系,区别,物质由高到低的移动方式，利用物质本身的属性，不需要能量,特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件,导管运输,水分的运输,方向,向上：根—→茎—→叶,动力,蒸腾作用,产生蒸腾拉力,根压,导致吐水现象,利用,1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动,水分,散失,绝大部分水分通过蒸腾作用散失,生理意义,蒸腾作用,①根持续吸水的动力②物质运输的载体③降低叶片温度,植物体,水分(10-95%),干物质(5-90%),有机物,90%,无机盐,10%,挥发部分,灰分元素,小部分N,大部分S,全部P,全部金属元素,C、H、O、N、S形成气体：CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。少量硫形成H2S、SO2等。燃烧,N、P、S、K、Ca、Mg（6种）,大量元素,微量元素,必需矿质元素,Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni,矿质元素,Al、Si、Na、I等,非必需矿质元素,概念,除C、H、O外由根系吸收的元素（N放在矿质元素中讨论）,非必需元素,必需元素,微量元素,大量元素,植物体,C、H、O,非矿质元素,能被再利用的元素,N、P、K、Mg,老叶先受损,不被再利用的元素,Ca、S、B、,缺乏症,幼叶先受损,吸收,方式,选择性吸收,载体的种类与数量,主动运输,生物固氮,将大气氮(N2)还原成NH3的过程,概念,意义,②对自然界氮循环有重要作用①为绿色植物提供氮素营养,固氮微生物的种类,种类固氮原因及条件代谢类型常见类型在生态系统中的作用同化异化共生固氮类与豆科植物共生时异养需氧根瘤菌（6种）（大豆、菜豆、豌豆、苜蓿、羽扇豆、三叶草）消费者(取食于活的生物体)自生固氮类独立生活自养固氮蓝藻(念珠藻)生产者异养圆褐固氮菌黄色分支杆菌分解者(腐生生活)注意：不同的根瘤菌具有共生专一性。如蚕豆根瘤菌与蚕豆、豌豆、豇豆共生；大豆根瘤菌只能与大豆共生。固氮过程,N2＋e＋H+＋ATP————→NH3＋ADP＋Pi,固氮酶,（选学）,固氮基因（固氮酶）,大气氮库（N2）,大气固氮,工业固氮,NO3-,氮素化肥,氮盐,尿素,硝化细菌,分解者,生物固氮,NH3-,NO2-、NO3-,反硝化细菌,N2,遗体,生产者,消费者,脲酶,尿素,脲酶,固氮微生物,N2————→NH3,固氮酶,硝化细菌,NH3——→NO2-、NO3-,酶,反硝化细菌,NO2-、NO3-——→N2,酶,（N2循环）,淀粉,葡萄糖,脂肪、某些氨基酸,CO2＋H2O＋能量,肝糖元,肌糖元,氧化,合成,分解,转变,合成,皮下结缔组织、肠系膜,脂肪,储存,甘油、脂肪酸,CO2＋H2O＋能量,氧化,糖元,转变,分解,蛋白质,合成,转变,各种组织蛋白、酶及激素等,新的氨基酸,含氮部分,NH3尿素,转变,不含氮部分,CO2＋H2O＋能量,糖类、脂肪,分解,转氨基,脱氨基,氨基酸,必需氨基酸,在人和动物体细胞内能够合成的氨基酸,非必需氨基酸,不能在人和动物体细胞内合成，只能从食物中获得的氨基酸称为必需氨基酸,种类(8种),种类,苯丙赖色亮，缬亮苏甲硫（本秉赖色亮，谢亮输贾刘）,12种,概念,概念,苯丙氨酸赖氨酸色氨酸亮氨酸,缬氨酸异亮氨酸苏氨酸甲硫氨酸,不同种动物有不同的必需氨基酸,助记词,2C3H6O3,2C2H5OH,2CO2,4[H],能量,2CH3COCOOH,＋,C6H12O6,②,①,(葡萄糖),(酒精),(乳酸),(丙酮酸),ATP(少),热,总反应式,C6H12O6,＋,能量,2C3H6O3,酶,C6H12O6,2C2H5OH,2CO2,＋,酶,能量,＋,总反应式,细胞质基质,线粒体,6CO2,20[H],C6H12O6,4[H],能量,6H2O,ATP(少),热,C6H12O6,2CH3COCOOH,12H2O,ATP(多),6O2,能量,热,呼吸链,ATP(少),热,能量,2CH3COCOOH,②,①,③,(葡萄糖),(丙酮酸),细胞质基质,线粒体,细胞膜,②,绿色植物光合细菌,基本类型,新陈代谢类型,兼性厌氧型,异化类型,需氧型,厌氧型,同化类型,自养型,异养型,光能自养型,化能自养型,兼性营养型,酵母菌,有光时：自养生活（进行光合作用，但供氢体不是水，而是有机物）无光时：异养生活,红螺细菌,有氧时：有氧呼吸无氧时：无氧呼吸,硝化细菌,化能合成作用,光合作用,绝大多数动物，腐生的真菌，大多数细菌,多数动植物,一些细菌(如光合细菌，供氢体不是水，不放O2)蛔虫等,特殊类型,你知道吗,科学发现：人们对消化过程的研究发现了酶人们对向光性的研究发现了生长素人们对溶菌现象的研究发现了青霉素,原核细胞微生物（单细胞）,细菌,形态,杆形、球形、螺旋形（弧形）,结构,特殊结构,质粒、荚膜、鞭毛、芽孢、,基本结构,细胞壁细胞膜细胞质（仅有核糖体）核区（环状DNA）,繁殖,二分裂（有DNA的复制和平分）,菌落,概念,特征,细菌在固体培养基上繁殖形成的细菌子细胞群体,大小、形状、颜色、光泽度、透明度、硬度等,结构,基内丝菌,气生丝菌,吸收养料—营养,产生孢子—繁殖,分枝状菌丝,放线菌,对人类的贡献,产抗生素（次级代谢产物）,分布,土壤、空气、水中,其它类群,支原体、衣原体（无壁）、（蓝藻）,真核细胞微生物,单细胞,多细胞,霉菌,酵母菌,细胞结构,非细胞结构,增殖,病毒,DNA或RNA,结构,囊膜（带刺突）,蛋白质、多糖、脂类组成,衣壳,核酸,核衣壳,（可有）,基本单位：衣壳粒功能：保护、抗原性,吸附→注入→复制（核酸）→合成（蛋白质）→装配→释放,分类,DNA病毒,RNA病毒,蛋白质和DNA组成,蛋白质和RNA组成,微生物的类群,种类特点功能物理性质固体培养基加凝固剂分离、鉴定半固体培养基观察、保藏液体培养基不加凝固剂工业生产化学成分合成培养基成分明确分类、鉴定天然培养基天然成分工业生产用途选择培养基加抑制剂(如青霉素)加特殊C源或N源不加某物质（如N源）选择、分离鉴别培养基加指示剂或药品鉴别,培养基,种类,营养素,提供碳素营养,水,无机盐,碳源,无机碳源,有机碳源,CO2、NaHCO3等,糖、脂、石油等,氮源,提供氮素营养,无机氮源,有机氮源,N2、硝酸盐、铵盐等,尿素、牛肉膏、蛋白胨等,生长因子,微生物生长不可缺少的微量有机物（包括维生素、氨基酸、碱基等）,配制原则（三要原则）,目的要明确,根据培养种类、培养目的选择原材料,注意营养物质的浓度和比例,营养要协调,C/N=4：有利于繁殖；C/N=3：有利于产谷氨酸,碳氮比最重要,pH要适宜,细菌：pH=6.5—7.5放线菌：pH=7.5—8.5真菌：pH=5.0—6.0,微生物的营养,你知道吗,加入高浓度食盐可分离金黄色葡萄球菌加入青霉素可分离酵母菌和霉菌不加N源可分离固氮微生物加入伊红-美蓝可鉴别大肠杆菌,不断产生,代谢产物,微生物的代谢,初级代谢产物,次级代谢产物,微生物自身生长繁殖必需的物质,氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素,产物,概念,对自身生长繁殖非必需的物质,抗生素、毒素、激素、色素,产物,概念,代谢调节,或积累或排除,特点,酶合成调节,大肠杆菌,一直存在，只受遗传控制的酶,组成酶,诱导酶,受环境中某物质的诱导产生,“好酶知时节，当需乃发生”,分解葡萄糖的酶,分解乳糖的酶,酶活性调节,通过改变酶的催化活性，来调节代谢速率,概念,负反馈：酶催化的产物增多抑制酶的活性,原理,谷氨酸脱氢酶受谷氨酸产量的调节,同时存在密切配合协调作用,代谢的人工控制,改变遗传特性,基因诱变,高产赖氨酸的黄色短杆菌,转基因,基因工程人胰岛素,控制发酵条件,改变细胞膜的通透性，即时输出代谢产物，解除对酶的抑制,微生物群体生长的规律,时期特点作用调整期菌体不增殖，代谢活跃，体积增大对数期以2n形式增长，代谢旺盛作菌种和科研材料稳定期生死平衡，活菌数最多，芽孢形成收获菌体和代谢产物衰亡期死亡加速，形态多样，细胞裂解,影响微生物生长的环境因素,温度,pH,氧,最适生长温度：25—37℃,（最适pH见前）,超过：蛋白质和核酸不可逆破坏,超过：影响酶活性和细胞膜稳定性,需氧或不需氧,微生物的生长,时间,菌体数目(lg),0,时间,生长速率,0,k,k,2,d,c,a,b,d,c,a,b,生长速率＝繁殖率—死亡率,注意,a：调整期b：对数期c：稳定期d：衰亡期,说明,概念,内容,采用现代工程技术手段，利用微生物某些特定功能，为人类生产有用产品；或者直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。菌种选育,培养基配制,灭菌,扩大培养与接种,基因诱变——传统，常用。基因工程————————细胞工程——细胞融合,（三要原则）一般步骤：配制调→pH→分装→灭菌,严格杀灭培养基和发酵设备中的各种微生物，保证菌种是单一纯种,选育的良种要经多次扩大培养，才能满足大规模生产需要,分离提纯产品,代谢产物,菌体本身,过滤、沉淀等方法分离,蒸馏、萃取、离子交换等方法提取,发酵过程,①检测菌体数目和产物浓度。②添加培养基组成。③严格控制发酵条件（温度、pH、溶氧、通气量、转速）,应用,食品工业上的应用,生产抗生素、维生素、动物激素、氨基酸、核苷酸等,医药工业上的应用,生产传统发酵产品,啤酒、果酒、食醋等,生产食品添加剂,酸味剂、鲜味剂、甜味剂、色素,开发人类新食源,单细胞蛋白、真菌蛋白等新食品,发酵工程,改变原来基因转基因,工程菌（工程细胞）,应用,向性运动,植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动是植物对于外界环境的适应性,生长素,发现,主要在叶原基、嫩叶和发育的种子,产生,大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房,分布,（略）,运输,只能由形态学上端向形态学下端运输，不能倒过来运输,10-10,10-8,10-6,10-4,10-2,1,浓度/mol·L-1,0,促进生长,抑制生长,根,芽,茎,两重性,赤霉素,细胞分裂素,脱落酸,乙烯,促进生长,存在于分裂部位。促进细胞分裂、分化,促进叶片脱落,促进果实成熟,其他激素,植物激素调节,生理作用,既能促进生长，又能抑制生长既能促进发芽，又能抑制发芽既能保花保果，又能疏花疏果,促进生长,抑制生长,取决于生长素浓度植物的器官的种类,生长素类似物,浸泡插枝下端,促进插枝生根,促进果实发育,防止落花落果,无籽番茄,涂抹未受粉柱头,喷洒植株（棉花）,保蕾保铃,涂抹未受粉柱头,发根增多,抑制,促进,抑制顶端优势,疏花疏果,除草,激素调节,内分泌腺激素名称主要生理功能下丘脑促甲状腺激素释放激素促进垂体合成和分泌促甲状腺激素促性腺激素释放激素促进垂体合成和分泌促性腺激素抗利尿激素减少排尿垂体促甲状腺激素促进甲状腺生长发育和调节其合成与分泌促性腺激素促进性腺生长发育和调节其合成与分泌生长激素促进生长，主要促进骨生长和蛋白质合成催乳素促进乳腺发育与泌乳及嗉囊分泌鸽乳甲状腺甲状腺激素促进新陈代谢(促进氧化分解)、促进生长发育(包括神经)、提高神经系统兴奋性肾上腺肾上腺素升血糖(促进肝元糖分解)醛固酮促进肾小管吸Na+泌K+胰岛A细胞胰高血糖素升血糖(强烈促进肝元糖分解和非糖转化）B细胞胰岛素性腺睾丸性激素雄激素促进雄性生殖器官的发育和精子生成，激发并维持雄性第二性征卵巢雌激素促进雌性生殖器官的发育和卵子生成，激发并维持雌性第二性征，激发并维持正常性周期卵巢孕激素促进子宫内膜和乳腺生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件,激素的种类和作用,人和高等动物的体液调节,调节内分泌的中枢,下丘脑,反馈调节,激素分泌的调节,其他化学物质的调节,如CO2对呼吸频率的调节等,相关激素间的作用,协同作用,增强效应,甲状腺激素生长激素,胰岛素胰高血糖素,拮抗作用,对抗效应,寒冷紧张,促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素,甲状腺激素,下丘脑,垂体,甲状腺,(＋),(－),(＋),(－),增加去路,促进肝(肌)糖元合成促进葡萄糖氧化分解促进转变成脂肪,减少来源,抑制肝糖抑制元分解抑制非糖物质转化,降血糖,其它激素,基本方式,反射,由神经系统对体内外刺激所作的规律性反应,概念,结构基础,神经中枢,感受器,传入神经,传出神经,效应器,反射弧,分类,遗传获得的先天性反射,非条件反射,条件反射,生活中学习获得的后天性反射,兴奋的传导,神经纤维上的传导,细胞间的传导,从兴奋点开始,双向传导,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,++++++++,++++++++,-,-,-,-,++++++++,++++++++,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,刺激,单向传导,由前一个神经元传向后一个神经元,传导方向,高级神经中枢的调节,高级神经中枢,大脑皮层,驱体运动中枢,前回,交叉支配,左侧中枢支配右侧驱体右侧中枢支配左侧驱体,倒置投射,顶部中枢支配足部运动颞部中枢支配头部运动,运动性失语,感觉性失语,语言中枢,运动性语言中枢(说话中枢),感觉性语言中枢(听话中枢),S区,H区,神经调节,神经调节与行为,激素调节与行为,求偶行为,照顾幼仔行为,催乳素,性激素,影响活动、食欲等,甲状腺激素,先天性行为,趋性,对环境刺激的定向反应,本能,由一系列非条件反射按顺序连锁发生构成,非条件反射,膝跳反射、搔扒反射吸吮反射、眨眼反射,后天性行为,印随,模仿,条件反射,判断推理,决定性作用,生活体验和学习,动物行为产生的生理基础,稳态,概念,内环境的理化性质保持相对稳定的状态,(包括pH、参透压、温度、血糖浓度等等),体液,细胞内液,细胞外液,血浆,淋巴,内环境,物质交换,废物、CO2,养料、O2,细胞液,组织液,内环境与物质交换,NaHCO3,H2CO3,乳酸,＋,Na2CO3,＋,缓冲物质,缓冲物质,血浆中酸性物质增多时,血浆中碱性物质增多时,多余的NaHCO3由肾脏排出体外,多余的H2CO3生成CO2和H2O,pH的相对稳定,H2CO3增高时,NaHCO3增高时,H2O,来源（mL）去向（mL）来自饮水来自食物来自代谢1300900300由肾排出由皮肤排出由肺排出由大肠排出1500500400100共计2500共计2500,食物中的Na+,便Na+,人体,汗Na+,尿Na+,皮肤,大肠,肾脏,K+,便K+,消化道中的K+,血K+,组织液中的K+,细胞中的K+,尿K+,食物中的K+,吸收,排出,多吃多排少吃少排不吃也排,诊断某些疾病的指标,Na+,水、钠、钾的来源与去向,饮水不足、失水过多、食物过咸,细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器,大脑皮层,产生渴觉,饮水增加,垂体后叶,抗利尿激素,肾小管、集合管重吸收水,尿量减少,+,释放,细胞外液渗透压下降,神经调节,激素调节,肾上腺,直接刺激,血钾升高,血钠降低,醛固酮,重吸收Na+,分泌K+,+,+,+,水盐平衡的调节,咏下丘脑,下丘脑下丘脑产生激素真不少通过垂体控性甲有种激素抗利尿,体温调节是中枢血糖平衡功不小水盐代谢没有它什么事都做不了,胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌增加,血糖升高,血糖降低,（+）,（－）,（+）,（+）,（+）,（+）,（+）,下丘脑某一区域,胰岛A细胞,胰岛B细胞,肾上腺,肾上腺素,下丘脑另一区域,激素调节,神经调节,皮肤,血管收缩,汗腺不排汗,立毛肌收缩,散热减少,肾上腺,肾上腺素,产热增加,代谢增强,冷觉感受器,温觉感受器,炎热,皮肤,散热增加,血管扩张,汗腺排汗,下丘脑体温调节中枢,寒冷,下丘脑,垂体,甲状腺,甲状腺激素,体温恒定,免疫概述,概念,机体特殊的保护性生理功能。通过识别“自己”与“非已”，以维持机体内环境的平衡与稳定。分类,非特异性免疫,第一道防线,皮肤及黏膜的屏障作用,对所有病原体的防御能力,组成,概念,第二道防线,体液中的杀菌物质吞噬细胞的吞噬作用,特异性免疫,第三道防线,对特殊病原体的防御能力,组成,概念,体液免疫,细胞免疫,B细胞,造血干细胞,T细胞,胸腺中的造血干细胞,增殖分化,增殖分化,血液循环,大部分死亡,淋巴结脾脏扁桃体,少部分进入,效应B细胞,记忆细胞,效应T细胞,记忆细胞,抗原刺激后,免疫系统,免疫细胞,吞噬细胞,淋巴细胞,T细胞,B细胞,中枢淋巴组织及器官,骨髓,胸腺,免疫器官,免疫组织,外周淋巴组织及器官,脾脏,扁桃体,淋巴结,免疫分子,抗体、淋巴因子（白细胞介素、干扰素等）,淋巴细胞起源,概念,能与B细胞受体、T细胞受体及抗体结合，具有启动免疫应答潜能的物质,性质,异物性,机体以外的物质。或机体内的隔离物质或已发生改变的自身物质,特异性,只与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。取决于抗原决定簇,大分子性,相对分子质量大于10000的物质。蛋白质、脂多糖、多糖等,抗原决定簇,概念,特点,①一种抗原可含有多种抗原决定族②不同种抗原可含有相同或相似的抗原决定族③一个B细胞只接受一种抗原决定族的刺激④每一种抗原决定族只引起产生一种特定的抗体,抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团是免疫细胞识别抗原的重要依据,概念,B细胞识别抗原后经分裂增殖形成的效应B细胞所产生的一种球蛋白,特点,①能与相应的抗原特异性结合，从而清除抗原②存在于血浆、组织液和淋巴中,刺激产生,特异结合,抗体,抗原,病原体,吞噬细胞,T细胞,B细胞,抗原,抗原,记忆细胞,直接刺激,增殖分化,效应B细胞,抗体,再次刺激,增殖分化,病原体再次入侵,抗体与病原体（抗原）结合,防止病原体感染降低病毒侵染力,感应阶段,反应阶段,效应阶段,再次刺激,增殖分化,与宿主细胞密切接触,增殖分化,宿主细胞裂解死亡,记忆细胞,病原体侵入宿主细胞后,效应T细胞,释放淋巴因子,白细胞介素-2,(+),宿主细胞溶酶体酶激活,反应阶段,效应阶段,细胞免疫,体液免疫,器官特异性自身免疫疾病,病变局限于某一器官,风湿性关节炎,风湿性心脏病,酿脓链球菌的一种抗原决定族与心脏瓣细胞的某种物质相似,全身性（系统性）自身免疫疾病,病变见于多种器官和结缔组织,系统性红斑狼疮,累及多器官：关节痛、皮肤红斑、脱发、白细胞减少,自身免疫疾病,概念,由自身免疫而导致的机体的疾病状态。由于自身组织和细胞不易被清除，机体不断受攻击，结果进入疾病状态,导致,自身免疫,免疫系统对自身成分发生免疫应答的现象,遗传性（先天性）免疫缺陷病,原发性B细胞缺陷病（伴X隐性遗传）,获得性（后天性）免疫缺陷病,AIDS病（HIV主要攻击T细胞）,概念,机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,免疫缺陷病,毛细血管扩张、血管通透性增强平滑肌收缩、腺体分泌增加,全身性过敏反应,呼吸道过敏反应,消化道过敏反应,皮肤过敏反应,过敏原,效应B细胞,抗体,某些细胞,活性物质,再次刺激,再次刺激时释放,刺激,吸附,概念,已免疫过的机体在再次接触相同物质刺激时所发生的以机体生理功能紊乱为主的特异性免疫反应,特点,发作迅速、反应强烈、消退较快。无后遗症、有遗传倾向和个体差异,过敏反应,免疫失调引起的疾病,免疫预防,注射抗原,人工主动免疫,灭活死疫苗(脊髓灰质炎疫苗),减毒活疫苗(卡介苗、牛痘苗),类毒素（白喉疫苗、破伤风疫苗）,人工被动免疫,注射抗体,抗毒素（免疫动物后获得的抗体）,人免疫球蛋白制剂（抗乙肝病毒免疫球蛋白）,细胞因子制剂（新型制剂）,单抗制剂,免疫治疗,输入免疫物质（抗体、胸腺素、淋巴因子）或药物调整病人的免疫功能，从而治疗疾病,移植免疫,组织相容性抗原（HLA）是否一致，关系到器官移植的成败,免疫学的应用,你知道吗,缺氧引起脑水肿的原因①细胞内水肿：供氧不足→ATP减少→胞内Na+转运下降→胞内渗透压升高→细胞吸水增加→细胞内水肿②细胞外水肿：血浆缺氧→毛细血管扩张→通透性升高→血浆物质滤出→组织液增多→细胞外水肿,胚囊母细胞(2N),花粉母细胞(2N),消失,减数分裂,萌发,减数分裂,胚囊(N),八核胚囊,发育,核分裂(3次),成熟胚囊,核分裂,极核,精子,卵细胞,受精卵,受精极核,珠被,被子植物的有性生殖,生殖的类型,无性生殖,生殖方式概念举例分裂生殖由一个生物体直接分裂成两个新个体变形虫、细菌出芽生殖在母体的一定部位长出芽体（新个体）酵母菌、水螅孢子生殖母体产生无性生殖细胞——孢子，由孢子萌发成新个体真菌（青霉）低等植物（衣藻）营养生殖高等植物的营养器官（根、茎、叶）与母体脱落后，发育成新个体马铃薯的块茎草莓的匍匐茎注：植物组织培养是人工进行的植物无性繁殖方式。概念,由亲体产生有性生殖细胞——配子，由配子两两结合形成合子，再由合子发育成新个体的过程的生殖方式,孤雌生殖,卵细胞不经受精直接发育成新个体（蜜蜂的卵细胞直接发育成雄蜂）,类型,同配生殖,配子形态大小相同（同型配子）,异配生殖,配子形态大小不同（大配子和小配子）,卵式生殖,配子形态大小差别很大，大的称卵细胞（雌配子），小的称精子（雄配子），结合形成的合子特称受精卵,幼体,受精卵,成体,雄体,精子,雌体,卵子,胎的发育,胎后发育,有性生殖,(2N),(2N),(2N),(N),花粉(N),(N),(2N),(3N),珠孔,双受精,一核消失，一核分裂,初级精母细胞,精原细胞,次级精母细胞,精细胞,精子,精子的形成,复制,(2N=4),(2N=4),(N=2),(N=2),(N=2),卵细胞,第一极体(N=2),第二极体,复制,卵原细胞,(2N=4),初级卵母细胞,(2N=4),次级卵母细胞,(N=2),(N=2),(N=2),卵细胞的形成,有性生殖细胞的形成,一种卵细胞,一种类型,一种类型,共两种精子,A,A‘,B,B‘,B‘,B‘,AB‘,A‘B,B,B,A‘,A‘,A,A,A,A‘,B,B‘,B,B,B,B‘,B‘,B‘,A,A‘,A‘,A,A,四分体,交叉,互换,初级精母细胞,次级精母细胞,精细胞,四分体时期,四种精子（一种卵细胞）,1、由于同源染色体分离，非同源染色体在配子中进行自由组合，所以形成不同种类的配子2、配子（精子、卵）种数等于组合数3、组合数又与同源染色体的对数有关4、每一个精原细胞分裂都只形成两种精子5、每一个卵原细胞分裂都只形成一种卵子6、要产生2n种精子至少需要2n-1个精原细胞参与减数分裂7、要产生2n种卵细胞至少需要2n个卵原细胞参与减数分裂8、当有m个精原细胞进行减数分裂时,配子种数＝2n（n为同源染色体对数）,非姐妹染色单体不发生交叉互换,与同源染色体对数无关,①当m＜2n-1，则生成的精子类型最多为2m<2n种②当m≥2n-1，则生成的精子类型为2m=2n种,非姐妹染色单体发生交叉互换,1、每一个精原细胞分裂都要形成4种精子2、每一个卵原细胞分裂都只形成1种卵子3、m个精（卵）原细胞分裂时形成的精子（卵）最多为4m（m）种，与染色体对数无关(不符合2n规律),与同源染色体对数无关,配子多样性的主要原因,时期,数量,4,2,时期,4,2,数量,DNA,染色体,有丝减数区分难，抓住几个关键点。有丝分裂要加倍，减数分裂看同源。联会形成四分体，同源分开要减半。再分过程同有丝，染色体中无同源。助记词,种子,植株,胚根胚轴胚芽子叶,胚柄,受精卵,供给营养,顶细胞,球状胚体,多次分裂,有丝分裂,基细胞,几次分裂,胚,多次分裂,珠被,种皮,受精极核,多次分裂,胚乳细胞,胚乳,或者消失,果实,胚珠,子房,提供生长素,消失,受精卵,囊胚,原肠胚,卵裂,分化,外胚层,表皮及其附属结构神经系统、感觉器官,中胚层,骨骼、肌肉及循环、排泄、生殖系统等,内胚层,肝脏、胰脏等腺体消化道、呼吸道上皮,幼体,分化,分化,分化,胚胎发育,爬行类、鸟类、哺乳类和人类在胚胎发育的早期形成羊膜，内有羊水，为胚胎发育提供水环境，防止震动、保护胚胎。胚后发育,成体,直接发育,变态发育,幼体与成体相似,幼体与成体不同,幼体,你知道吗,判断必需矿质元素的标准是①不可缺少性：缺乏不能完成生活史②不可替代性：有专一缺乏症，加入其它元素不可替代③直接功能性：直接影响，不是通过影响土壤、微生物等的间接作用,格里菲思实验,第一组,注射,活R型(无毒),健康,第三组,注射,死S型(加热),健康,第二组,活S型(有毒),注射,死亡,在死S细菌中存在某种“转化因子”，使R型细菌转化成S细菌,设想,第四组,分离,死S型,活R型,注射,死亡,＋,活S型,注射,死亡,加入,R型(无毒),R型(无毒),R型(无毒),DNA,蛋白质或荚膜多糖,DNA加DNA酶,活S型(有毒),分离,加入,加入,培养,培养,培养,R型(无毒),R型(无毒),S型,R型,艾弗里的实验,结论,DNA是“转化因子”，即遗传物质,培养,含放射性35S,不含放射性,离心,搅拌,加入,不含放射性,含放射性32P,培养,离心,搅拌,加入,大肠杆菌培养液,感染,使在细菌体外的噬菌体分离,检测上清液和沉淀物中的放射性,35S标记的噬菌体,32P标记的噬菌体,新形成的噬菌体没检测到35S,新形成的噬菌体检测到32P,实线表示不带放射性虚线表示带放射性,说明,蛋白质,RNA,烟草花叶病毒（TMV）,烟叶,花叶病,感染,感染,＋,RNA酶,烟叶,健康,感染,烟叶,健康,蛋白质,分离,感染,烟叶,花叶病,RNA,TMV,分子结构相对稳定,1、稳定性,能够自我复制，使前后代保持一定的连续性,2、连续性,能够控制生物的性状和新陈代谢,3、控制性,能够产生可遗传的变异,4、变异性,能够贮藏大量遗传信息,5、信息性,理论证据,1、核酸是一切生物的遗传物质,2、DNA是主要的遗传物质,3、含DNA的生物DNA是遗传物质，RNA不是,4、不含DNA的生物（RNA病毒）RNA才是遗传物质,A,C,G,G,A,T,C,T,3’端,3’端,5’端,5’端,DNA的分子结构,氢键,碱基,磷酸,脱氧核糖,脱氧核苷,脱氧核苷酸,基本组成单位,DNA分子的结构特点,单脱氧核苷酸经磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸长链,两条脱氧核苷酸长链反向平行由氢键连接成双链DNA分子,碱基遵循碱基互补配对原则进行配对，碱基对由氢键连接起来。即：GC；AT。两条链向右旋转形成规则的双螺旋结构,双链结构的外侧由磷酸和脱氧核糖交替排列形成骨架，碱基排在双链的内侧,一条链的碱基排列顺序一旦确定，另一条链的碱基排列顺序也随之确定,理论上链上碱基的排列顺序是任意的，这构成了DNA分子的多样性,DNA的碱基排列顺序贮藏着生物遗传信息，DNA分子的多样性是生物多样的根源,1,2,3,4,5,6,7,8,4n种,A=TG=CA1=T2G1=C2A2=T1G2=C1,A=A1+A2T=T1+T2G=G1+G2C=C1+C2A+G=T+CA+C=T+G,1,2,3,4,5,基本关系,根据第一链计算第二链,5’端,3’端,3’端,5’端,5’端,3’端,解旋方向,5’端,3’端,3’端,3’端,5’端,5’端,A,C,G,T,T,G,C,A,32P,32P,亲代（0代）,1代,2代,n代,T,G,C,A,A,C,G,T,T,G,C,A,A,C,G,T,T,G,C,A,A,C,G,T,A,C,G,T,T,G,C,A,32P,32P,31P,31P,31P,A,C,G,T,T,G,C,A,T,G,C,A,A,C,G,T,32P,31P,32P,31P,子代DNA分子中含亲代链的比例,子代DNA链中含亲代链的比例,1,1/2,1/2n-1,1/2,1/4,1/2n,复制（半保留复制）,15N(重链),15N(重链),15N(重链),14N(轻链),从每一代DNA分子中取等量的DNA进行氯化铯密度梯度离心,重带,轻带,中间带,全轻,半重半轻,半重半轻,全重,亲代,Ⅰ代,Ⅱ代,低,高,氯化铯密度,DNA带,RNA聚合酶结合位点,非编码区,编码区,非编码区,原核生物基因的结构,放大,基因控制蛋白质的合成,T,G,C,A,T,G,C,A,T,G,C,A,A,C,G,T,A,C,G,T,A,C,G,T,U,G,C,A,C,G,U,A,C,G,U,A,C,G,U,A,U,G,C,A,U,G,C,A,苏,酪,精,缬,转录,翻译,基因（编码区）,mRNA,tRNA,蛋白质（多肽）,转录,RNA聚合酶结合位点,非编码区,编码区,非编码区,外显子,外显子,内含子,内含子,外显子,A,B,C,D,E,真核生物基因的结构,转录,A,B,C,D,E,A,C,E,加工,翻译,初级RNA,mRNA,蛋白质（多肽）,基因控制蛋白质的合成,对于各种疾病尤其是对各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义,对于深入了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制以及生物进化等也具有重要意义,推动生物高新技术的发展，并产生巨大的经济效应,1,2,3,你知道吗,  在人体全部22对常染色体中，1号染色体包含的基因数量最多，达3141个，是平均水平的两倍，共有超过2.23亿个碱基对，破译难度也最大。一个由150名英国和美国科学家组成的团队历时10年，才完成了1号染色体的测序工作。,DNA,RNA,逆转录,转录,蛋白质(性状),翻译,复制,复制,质粒,DNA连接酶酶,目的基因,DNA,获取DNA,获取质粒,细菌,质粒,DNA,用同一种限制性内切酶切割,重组质粒,细胞,目的基因,将目的基因导入受体细胞,DNA,重组质粒,细胞增殖,目的基因产物,将目的基因导入受体细胞,目的基因与运载体结合,提取目的基因,目的基因的检测和表达,P,双显AABB,A显（AAbb）,Aabb双隐,（aaBB）B显,×,AaBb双显,F1配子ABAbaBabABAABB（双显）AABb（双显）AaBB（双显）AaBb（双显）AbAABb（双显）AAbb（A显）AaBb（双显）Aabb（A显）aBAaBB（双显）AaBb（双显）aaBB（B显）aaBb（B显）abAaBb（双显）Aabb（A显）aaBb（B显）aabb（双隐）,F1,表现型,表现型同亲本,亲本为AABB×aabb时：10/16（9/16+1/16）亲本为AAbb×aaBB时：6/16（3/16+3/16）,双显∶A显∶B显∶双隐＝9∶3∶3∶1,比数,4种,种类,9种,基因型,（AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、aaBB、Aabb、aaBb、aabb）,F2,①将自由组合定律分解成分离定律②根据亲本的基因型或表现型推出子代基因型概率或表现型概率（或者根据子代的表现型比或基因型比推出亲本的表现型或基因型）③得出最后结果,方法一,分离定律法,例2,用绿圆豌豆与黄圆豌豆进行杂交，得到子代四种豌豆：黄圆196，黄皱67，绿圆189，绿皱61。写出亲本的基因型。（已知黄受Y、圆受R控制）,解,①分解成分离定律的子代表现型,②推出亲本的基因型,子代表现型比,亲代基因型,③得出结果,亲本绿圆豌豆的基因型是yyRr，黄圆豌豆的基因型是YyRr,圆（196+189）∶皱（67+61）=3∶1,黄（196+67）∶绿（189+61）=1∶1,Yy×yy,Rr×Rr,基因型为AaBb（甲）和Aabb（乙）的亲本杂交，求子代中同亲本的基因型和表现型的概率,解,①分解成分离规律的杂交组合,AaBb×Aabb,Aa×Aa,Bb×bb,1/4AA1/2Aa1/4aa,1/2Bb1/2bb,②推出各组合的基因型概率和表现型概率,③计算结果：,例1,示例,3/4A显,1/4a隐,1/2B显,1/2b隐,子代基因型为AaBb（同亲本甲）的概率是：1/2Aa×1/2Bb＝1/4子代基因型为Aabb（同亲本乙）的概率是：1/2Aa×1/2bb＝1/4子代基因型同亲本的概率是：1/4＋1/4＝1/2,ii,i,子代表现型同亲本的概率是：,（3/4A显×1/2B显）+（3/4A显×1/2b隐）=3/4,番茄的紫茎（A）对绿茎（a），缺刻叶（B）对马铃薯叶（b）均为显性。亲本紫缺番茄与紫马番茄杂交，子代出现了紫缺、紫马、绿缺、绿马四种番茄。求亲本的基因型和子代的表现型比。①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式（如图）。紫缺,紫马,×,A-B-,A-bb,紫缺,紫马,绿缺,绿马,A-B-,A-bb,aaB-,aabb,基因式,基因式,（亲本）,（子代）,②根据基因式推出亲本基因型。由于子代中有隐性个体出现，因此亲本的基因型是AaBb（紫缺）和Aabb（紫马）。③利用分离定律法推出子代表现型比（如图）。3紫1绿1缺1马,3紫缺,3紫马,1绿缺,1紫马,解,①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式②根据基因式推出基因型(此方法只适于亲本和子代表现型已知且显隐关系已知时),方法二,基因式法,示例,①因为子代的表现型比之和就是子代的组合数，所以根据子代的组合数可推出亲本产生的可能的配子种数。②根据亲本可能的配子种数可推出亲本可能的基因型。再根据亲本相关信息最后确定亲本的基因型或表现型。方法三,逆推法,番茄的紫茎（A）对绿茎（a），缺刻叶（B）对马铃薯叶（b）均为显性。亲本紫缺番茄与绿缺番茄杂交，子代出现了3紫缺、1紫马、3绿缺、1绿马四种番茄。求亲本的基因型。①推出亲本产生的可能的配子种数,由题意可知，子代的表现型比之和为（3+1+3+1），8种组合数，由此可知亲本产生的配子种类为：一个亲本产生4种配子，另一亲本产生2种配子（因为只能是4种配子与2种配子的组合才有8种组合数，因为一方产生8种配子，另一方产生1种配子的组合不可能）。②推出亲本的基因型,要产生4种配子，基因型必为AaBb（双显性）。所以亲本紫缺的基因型为AaBb。另一亲本只产生2种配子，因为表现型为绿缺，那么基因为aaBb。验证不错。解,示例,①熟练运用三种方法可以进行口算心算，大大提高解题速度。②三种方法中“分离定律法”最适用，适合各种情况。提倡使用该方法。③后两种方法的应用需要一定条件，有一定局限性。注,(球形)AAbb,aaBB(球形),×,AaBb(扁盘形),A-B-(扁盘),A-bb(球形),aaB-(球形),aabb(长形),9/16,3/16,3/16,1/16,南瓜P,F1,F2,(白花)CCdd,ccDD(白花),×,CcDd(紫花),C-D-(紫花),C-dd(白花),ccD-(白花),ccdd(白花),9/16,3/16,3/16,1/16,香豌豆P,F1,F2,(三角形果)EEFF,eeff(卵形果),×,EeFf(三角形果),E-F-(三角),E-ff(三角),eeF-(三角),eeff(卵形),9/16,3/16,3/16,1/16,荠菜P,F1,F2,(白色)BBII,bbii(褐色),×,BbIi(白色),B-I-(白色),bbI-(白色),B-ii(黑色),bbii(褐色),9/16,3/16,3/16,1/16,狗P,F1,F2,(黑色)RRCC,rrcc(白色),×,RrCc(黑色),R-C-(黑色),rrC-(浅黄),R-cc(白色),rrcc（白色),9/16,3/16,3/16,1/16,家鼠P,F1,F2,(白色莱杭)IICC,iicc(白色温德),×,IiCc(白色),I-C-(白色),I-cc(白色),iiC-(黑色),iicc（白色),9/16,3/16,3/16,1/16,家鸡P,F1,F2,后代纯合的速率,取决于等位基因的对数和自交的代数,公式,（n表示自交的代数；r表示等位基因对数）,多对相对性状控制,方法同上。纯合更加困难，育种难度大,原始材料,培育目标,Aa,AA,育种方法,连续自交，连续选择，直到基本不发生性状分离,Aa,AA,4,1,aa,4,1,AA,4,1,Aa,2,1,aa,4,1,AA,8,1,Aa,4,1,aa,8,1,AA,16,1,Aa,8,1,aa,16,1,AA,32,1,Aa,16,1,aa,32,1,AA,8,1,aa,8,1,aa,4,1,AA,4,1,AA,16,1,aa,16,1,aa,8,1,AA,8,1,AA,4,1,aa,4,1,Aa,2n,1,AA,aa,自交代数,杂合体,纯合体,自交过程（原理）,16,1,4,1,2,1,8,1,2n,1,0,2,3,4,n,1,16,15,4,3,2,1,8,7,1,0,（每代保留并种植））,（每代淘汰直到几乎不出现）,一对相对性状控制,原始材料,培育目标,Aa,aa,育种方法,自交，选择aa,Aa,×,Aa,AA,aa,保留推广,淘汰,X的非同源部分,Y的非同源部分,X和Y的同源部分,眼白化,Xg血型,磷皮病,血友病,红色盲,长毛耳,X染色体,Y染色体,总色盲,表皮泡化症,眼球网膜色素,睾丸决定因子,性染色体的结构,巴氏小体：失活浓缩的X染色体，通过染色后可见，女性一个，男性无。Y小体：荧光染料染色后可见。男性有。女性无。性染色体由常染色体进化而来，随着进化的深入，同源部分越来越少，或者Y染色体逐渐缩短，最后消失。如蝗虫中雄蝗2N=23（XO），雌蝗2N=24（XX）。因此X和Y染色体越原始，同源区段就越长，非同源区段就越短。据研究，人类Y染色体产生之初含有基因约1400个，现在仅剩下45个基因。再经1500万年人类的Y染色体将彻底消失。性染色体的起源,精子,细,卵,胞,性染色体组型,ZZ(幼体)♂,ZZ(成体)♀,雌激素,ZZ♀×ZZ♂,ZZ♂,生殖,受精卵,20℃,1/2♀蛙(XX),1/2♂蛙(XY),发育,受精卵,30℃,全部♂蛙(1/2XX，1/2XY),发育,XaY×XAXA,XAXa,XAY,患者,携带者,XAY×XAXa,XaY,XAXA,患者,携带者,XAXa,XAY,XaY×XAXa,XAXaXaXaXAYXaY,XAY×XaXa,XAXaXaY,患者,患者,患者,患者,患者,(短硬毛)XbYB×XbXb(正常硬毛),(短硬毛)XbXbXaYB(正常硬毛),宽叶♀XBXB×XbY♂窄叶,宽叶♀XBXb×XbY♂窄叶,XB,Xb,Y,(死),XBY宽叶♂,XB,Xb,Y,(死),XbY♂窄叶,Xb,XBY♂宽叶,1,1,∶,(特点：无窄叶雌株),XAXa,XAY,XAXA,XAXa,XAY,XaY,正常♀,正常♂,正常♀,正常♀,正常♂,死亡♂,性别区分并不难同型隐性异型显,显性,隐性,×,♂,♀,隐性,♂,显性,♀,XaXa,XAY,XAXa,XaY,例,果蝇眼色遗传,红眼♂,白眼♀,红眼♀,白眼♂,×,XY型性别决定,显性,隐性,×,♀,♂,隐性,♀,显性,♂,ZOsW,ZosZos,ZosW,ZOsZos,×,例,家蚕油脂皮肤遗传（油脂皮肤透明）,正常蚕♀,油蚕♂,正常蚕♂,油蚕♀,ZW型性别决定,P,F1,母方性状,父方性状,×,母方性状,三系,不育系,恢复系,保持系,S(rr),N(rr),N(RR),不育系,保持系,杂交种,♀S(rr),N(rr)♂,×,不育系,恢复系,♀S(rr),N(RR)♂,×,不育系,S(rr),S(Rr),(可育),看基因的来源,看子代分离比,看正反交结果,细胞核遗传,细胞质遗传,来源于核,来源于质,一定的分离比,无分离比或无一定的分离比,一致,不一致,符合任何一条即可判断,3,1,2,编码区是连续的,线粒体基因组,基因,13种多肽链22种tRNA2种rRNA,37个，共编码,结构,①环状双链DNA，共16569个碱基对②外环富含G，称为重链，内环富含C称轻链③重链含28个基因，轻链含9个基因,氧化磷酸化酶系统需要的80多种蛋白质亚基，线粒体基因组仅编码13种。注意,亲本枝条,子代植株,♀绿色×白色♂,正交,绿色,♀白色×绿色♂,反交,白色,（随母遗传）,正交,♀白眼×红眼♂,XRY,XrXr,XRXr,XrY,红眼,白眼,♀红眼×白眼♂,反交,XRXR,XrY,XRXr,XRY,红眼,红眼,亲本,眼色,子代,眼色,（不随母遗传）,基因,性状,环境,相互作用,不遗传的变异（直接影响）,基因重组基因突变染色体变异,诱因（间接影响）,可遗传的变异,表达,B,b2,b1,b3,A,a,高等生物,非同源染色体的自由组合,非姐妹染色单体的交叉互换,减数分裂时发生,转化,转导,受体细胞直接吸收供体细胞的DNA例：肺炎双球菌的转化实验,通过噬菌体介导，将供体细胞DNA片段带进受体细胞,原核生物,自然的基因重组,基因工程（重组DNA技术）例：抗虫棉,人工的基因重组,a,b,c,d,e,a,b,e,d,e,b,c,a,a,d,e,b,c,b,c,b,e,d,c,a,d,e,b,c,a,d,e,b,c,a,x,y,z,x,y,z,c,b,d,e,a,AAAABBBB,×,AAaa显性,显性AAaa,亲本,配子1AA4Aa1aa1AA1AAAA显4AAAa显1Aaaa显4Aa4AAAa显16Aaaa显4Aaaa显1aa1Aaaa显4Aaaa显1aaaa隐,隐性∶显性＝35∶1,子代,隐性∶显性＝17∶1,卵精子1AA2Aa2A1a2A2AAA显4Aaa显4AA显2Aa显1a1Aaa显2Aaa显2Aa显1aaa隐注：AA精子和Aa精不育或不能参与受精,显性AAa,AAa显性,×,亲本,子代,一粒小麦,AA（2N=14））,斯氏山羊草,或可能是拟斯卑尔脱山羊草,BB（2N=14））,×,二粒小麦,AABB（4N=28）,滔氏山羊草,DD（2N=14）,染色体加倍,×,（不育）（3N=21）,ABD,普通小麦,AABBDD（6N=42）,染色体加倍,AB,（不育）（2N=14）,一般过程,①选择亲本杂交,②种植杂种一代,④加倍处理后再选择（或先选择后加倍处理）,⑤扩大和推广,③利用杂种一代的花粉获得单倍体植株,花药离体培养,培育图解,利用AAbb和aaBB两个单优品种双优品种（AABB）,AAbb,aaBB,×,（品种A）,（品种B）,AaBb,（双优杂交种）,种植,AB,Ab,aB,ab,花粉,F1,单倍体,AB,Ab,aB,ab,花药离休培养,染色体加倍,aaBB,AABB,AAbb,aabb,二倍纯合体,杂交,aaBB,AABB,AAbb,aabb,保留推广,淘汰,选择,亲本,①,②,③,④,⑤,推广,例,四倍体西瓜(4N=44),三倍体西瓜(3N=33),加倍,普通西瓜(2N=22),幼苗,植株,♀,♂,×,种子,植株,三倍体西瓜(3N=33),普通西瓜(2N=22),♀蕊,花粉,无籽西瓜（3N=33）,果实,秋水仙素,第一年,第二年,刺激,普通西瓜(2N=22),不加倍,变异的原则,任何一个群体中的个体在形态、生理和行为上的差异,遗传的原则,后代与他们亲本的相似性多于无关个体的相似性,选择的原则,在特定的环境下，一些个体总比另一些个体有更强的生存力和繁殖力,达尔文进化论三原则,将达尔文的三个原则转变成精确的遗传学概念的是群体遗传学。群体遗传学是研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学的分支学科。它应用数学和统计学方法研究群体的基因频率和基因型频率，以及影响这些频率的选择效应和突变作用、迁移和遗传漂变作用与遗传结构的关系，以此来探讨进化的机制。生物进化过程实质上是群体中基因频率的演变过程。因此群体遗传学是研究生物进化的理论基础。至于生物进化机制的研究当然应属于群体遗传学的研究范畴。群体遗传学,基因频率,某种基因在某个种群中出现的比例叫基因频率,基因型频率,群体中某特定基因型个体的数目占个体总数目的比率,基因库,概念：一个种群的全部个体所含的全部基因叫基因库特点：不仅不会因个体死亡而消失，反而在代代相传中保持和发展,种群,概念：生活在同一地点的同种生物的一群个体，是生存和繁殖的基本单位特点：彼此之间可以交配产生可育后代，通过繁殖传递基因给后代,基因频率=配子频率,………④,A,a,………⑤,基因型频率,AA,Aa,aa,………………………………①,………………………………②,………………………………③,基因频率与基因型频率的关系,①个体数量足够大②交配是随机的③没有突变、迁移和遗传漂变④没有新基因加入⑤没有自然选择,卵细胞精子0.20Y(p)0.80y(q)0.20Y(p)0.04YY0.16Yy0.80y(q)0.16Yy0.64yy,……………………………………………………………………………①,……………………………………………………………………………②,……………………………………………………………………………③,……………………………………………………………………………④,…………………………………………………………⑤,雄性个体,雌性个体,XA,Xa,XAXAXAXaXaXa,p,q,q2,P2,2pq,基因型,基因型频率,p+q=1,p2+2pq+q2=1,基因频率,p,q,p,q,基因型频率特点,（式中X表示雄性，XX表示雌性）,基因频率,雌性个体的基因频率,雄性个体的基因频率,＝,即,＝,雌性个体基因型频率,（与常染色体的基因型频率算法相同）,XAXA＝P2XAXa＝2PqXaXa＝q2,雄性个体基因型频率,基因频率,＝,XAY＝PXaY＝q,基因型频率,分别计算,①伴X基因有2/3存在于雌性个体，1/3存在于雄性个体中（雌性为XX，雄性为XY）②伴X隐性遗传病的男患者∶女患者＝q∶q2，当男性发病率为1时，女性发病率为q(男多于女)③伴X显性遗传病的男患者∶女患者＝p∶(p2+2pq)＝1∶(1+q)(女多于男)（当男性发病率为p=1时，女性发病率为(p+2q)＝(1－q+2q)＝(1+q)）,几个特点,突变,基因重组,基因突变,染色体变异,产生进化的原材料,可遗传的变异,直接原因,1、产生突变的绝对个体数大：虽然每个基因的突变率低，但基因数量多种群数量大2、有利与有害突变不是绝对的，往往取决于生存环境3、基因重组形成不同基因型，使群体中出现大量可遗传的变异,变异产生是不定向的，突变和基因重组只是产生进化的原材料，不能决定进化的方向,根本原因,选择种群中的极端类型，淘汰多数个体的过程。最常见。例：桦尽蠖的进化,定向性选择,选择种群中的中间类型，淘汰极端类型。对抗基因突变和遗传漂变。例：3—4kg左右的新生儿存活率高，轻于和重于此值的存活率低。稳定性选择,自然选择,选择种群中的极端类型，淘汰中间类型。较少见。例：美州白足鼠长尾（LL）和短尾（ll）被选择，中尾（Ll）被淘汰,中断性选择,不随机交配。例：果蝇中有红眼雄果蝇时雌蝇不与白眼雄果蝇交配,按照人的意志保留某性状的个体，淘汰不需要的个体。人工选择,性选择,自然选择改变了生物种群的基因频率，从而决定了生物进化的方向,突变、选择（包括自然选择、性选择和人工选择）、遗传漂变、迁移,因素,自然选择,主要因素,突变是不定向的,突变为选择提供原材料,选择是定向的,没有突变也可进行选择,由于地理上了障碍导致两个种群不能交配的现象。例：东北虎与华南虎,地理隔离,两个种群间的个体不能自由交配（交配前隔离）或交配后不能产生可育后代（交配后隔离）的现象。生殖隔离,特点：发生在同一物种之内。导致小种群和物种的不同分布,特点：发生在不同物种之间。有或没有生殖隔离。地理隔离,生殖隔离,物种形成,隔离导致物种形成,多倍体导致物种形成,例1：同源多倍体——四倍体西瓜例2：异源多倍体——六倍体小麦,生物进化的一个基本观点,物种形成的三个基本环节,种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。1、突变和基因重组,2、自然选择,3、隔离,产生进化的原材料,使基因频率定向改变并决定生物进化方向,导致新物种的形成，是新物种形成的必要条件,生态因素组成,非生物因素,生物因素,光热水土气火,人为因子,种内关系,种内斗争种内互助,种间关系,共生寄生竞争捕食,光对植物的影响,光影响光质（波长）影响光合作用：绿光为生理无效光影响光合产生：红光有利于糖类合成；篮光有利于蛋白质合成影响生长发育：红光能促进种子和孢子的萌发，红外光抑制种子萌发光强阳生植物：要求全日照，光补偿点高，耐高温干旱。玉米阴生植物：光补偿点低，呼吸和蒸腾弱。人参黄连耐阴植物：介于两者之间，全日照下生长最好，也能在阴生环境生长。山毛榉日照长度长日照植物：每天日照时间在14—17h以上才开花的植物。日照越长，开花越早。北方体系植物：小麦油菜萝卜短日照植物：每天需要一段昼短（少于12h不少于8h）夜长的时间才开花的植物。暗期越长，开花戟早。水稻大豆玉米烟草棉花及热带、亚热带植物春秋季开花的植物多属此类中间性植物：对日照没有要求，只要其他条件适合均可开花。黄瓜番茄四季豆,光对动物的影响,影响事例影响热能代谢晒太阳取暖。极地昆虫体色多黑色：吸收太阳辐射，防止紫外线杀伤影响生长发育对生长发育有促进或抑制作用：蛙卵在有光时正常发育。光抑制黑暗昆虫以育。影响动物行为昼行性动物夜行性动物。趋光性光死亡（蚯蚓）影响动物繁殖银灰狐在白昼延长时开始交配。延长光照时间改变动物繁殖时间：黑鼬提前繁殖。影响生活节律鱼类洄游鸟类迁徙鸟类换羽哺乳类脱毛影响动物分布水生动物的垂直分布：随透光深度和光照长度不同而不同,温度对生物的影响,影响事例影响生长发育3—43℃范围内小麦种子才能萌发。18—20℃时猪增重最快。温度增高蒸腾加快。影响生物繁殖低温影响抽穗扬花。水温至少18℃时鲤鱼才产卵。30℃时全民育成雄蛙。影响生物分布影响生物的水平分布和垂直分布（往往是各种因子综合作用的结果）影响动物行为休眠迁移,水分对生物的影响,影响事例影响生长发育萎蔫水稻烂根。土壤含水量影响根系发育影响生物生殖靠水传粉授精：苔藓、青蛙。水稻灌浆期遇雨季减产影响生物分布沙漠动植物必需耐干旱,以水为主导因子的植物生态类型,水生植物,沉水植物浮水植物挺水植物,中生植物,湿生植物,水稻地衣苔藓,介于湿生与旱生之间：森林植物大多数农作物,旱生植物,耐受土壤和大气干旱：多浆植物：仙人掌；少浆植物：骆驼刺,种间关系相互作用能量关系特点事例互利共生共同生活，彼此有利。离开后彼此或一方不能生存。地衣大豆与根瘤菌白蚁与鞭毛虫蚂蚁与蚜虫寄生共同生活，一方有利，一方有害。离开后寄生生物不能生存。蛔虫与人噬菌体与细菌虱子与人菟丝子与大豆竞争生活环境相同。大多数情况下，和平共处，形成各自的生态位（生态灶）。如果两个物种在时间和空间上完全重叠，会导致一种生存一种死亡（上图）。牛与羊庄稼与杂草大草履虫与小草履虫捕食一种生物以另一种生物为食。数量消长上呈现“跟随”现象。猫与老鼠牛与草狼与羊其他关系共栖（寄居蟹与海癸）抑制（青霉菌与细菌）传播（蜜蜂传粉）腐生（分解者与死亡生物为食）,个体数,时间,A,B,B,A,个体数,时间,A,B,A,B,A,B,A,个体数,时间,A,B,C,个体数,时间,A,B,B,个体数,时间,B,A,B,A,A,生态因子作用的一般特征,综合作用,①作用的不可替代②作用的和同等重要③作用的不等价④彼此相互影响,各种生态因子,主导因子,①对整个环境起主导作用，能引起全部生态关系的变化②使生物的生长发育、种群数量和分布情况发生明显变化,耐受性定律,每个生态因子对生物的作用都有三个基点：最低点、最高点和最适点。最低点和最高点之间的范围叫生物的适应幅度。限制生物生长或存活（超过生物的耐受性）的生态因子,限制因子,生物的生长发育繁殖受最低量生态因子的限制,最低量定律,第一次捕获数×第二次捕获数,标志后重新捕获数,年出生个体数,年平均个体数,年出生个体数,年平均个体数,时间,存活率,A,B,C,种群动态变化,种群数量,迁入,迁出,死亡率,出生率,＋,＋,－,－,种群增长规律,特点：年增长率不变事例：新引进的生物的早期增长接近“J”增长（我国环颈雉刚引入美国时）,J型增长,种群数量,K,时间,种群增长率,时间,S型增长,特点：①增长率不断变化②种群数量为K/2时，增长率最大③种群数量为K时，增长率为0,J型增长与S增长的关系,种群数量,时间,环境阻力,影响种群数量变化的因素,种群数量变化的原因,出生率死亡率迁入迁出,种群数量变化的因素,凡是影响出生率、死亡率、迁入、迁出的因素都会影响种群数量变化。包括气候、食物、被捕食、传染病和人为因素。研究种群数量变化规律的意义,①有利于野生生物资源的利用与保护②为害虫的防治提供依据,概念,在一定的自然区域内，相互之间有直接或间接关系的各种生物的总和，叫生物群落。垂直结构,垂直方向上，生物群落的分层状态叫垂直结构。水平结构,水平方向上，不同地段的不同种群生物分布的状态叫水平结构。原因,不同生物对不同生态环境有不同的要求和适应性，导致不同生态习性的生物处于不同的层次。原因,环境因素在不同地段的不一致性，导致不同生物在不同地段的分布差异。生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫生态系统。概念,分类原则类型按无机因子分陆地生态系统森林生态系统草原生态系统沙漠生态系统城市生态系统农田生态系统矿区生态系统水域生态系统海洋生态系统淡水生态系统湿地生态系统河流生态系统池塘生态系统按形成过程分自然生态系统原始森林未污染海洋半自然生态系统放牧的草原采伐的森林人工生态系统城市农田村庄,分类,食物链,生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……,营养级,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,（一般不超过五级）,食物链,由食物链构成的网状结构,特点,由食物（营养）关系连接起来的生物组成层次,作用,是生态系统中物质循环和能量流动的渠道,概念,生态系统中能量的输入、传递和散失过程，能量流动。能量流动,过程,三级消费者,生产者,初级消费者,次级消费者,……,分解者,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,太阳能,特点,单向流动,逐级递减,前一营养级的能量只有10%—20%流向后一营养级（十分之一法则）,计算,A,B,C,D,E,营养级,食物链,能量,1,2,3,4,5,E1,E2,E3,E4,E5,按最低能量流动效率计算：,按最高能量流动效率计算：,研究能量流动的意义,合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。概念,在生态系统中，构成生物体的化学元素不断地进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。这个过程就是生态系统的物质循环。特点,广大的空间：全球（生物圈）漫长的时间：经历地质过程,大气氮库（N2）,大气固氮,工业固氮,NO3-,氮素化肥,氮盐,尿素,硝化细菌,分解者,生物固氮,NH3-,NO2-、NO3-,反硝化细菌,N2,遗体,生产者,消费者,脲酶,尿素,脲酶,氮循环,捕食,大气CO2库,生产者,消费者,捕食,光合作用,呼吸作用,呼吸作用,分解者,化石燃料,动植物遗体和排出物,呼吸作用,燃烧,碳循环,生产者,消费者,吸收,动植物遗体和排出物,分解者,捕食,化石燃料,土壤或水中的SO42-,大气中SO2,火山爆发,降水,吸收,燃烧,燃烧,分解,硫循环,两者同时进行相互依存不可分割。通过物质循环和能量流动使生态系统的各种成分成为统一整体。物质是能量的载体，使能量沿食物网流动,能量是物质循环的动力，使物质在无机环境和生物群落间循环往返,总体关系,物质对能量,能量对物质,概念,生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。生态系统具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。保持力稳定性,生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。原因,生态系统的自我调节能力,抵抗力稳定性,生态系统遭到外界干扰因素破坏后恢复持原状的能力。原因,群落演替净化作用等,弱,复杂,强,强,简单,弱,生态系统结构,保持力稳定性,恢复力稳定性,关系,生物圈,地球上全部生物及其无机环境的总和。由大气圈、水圈、岩石圈中有生物分布的圈层组成。生物圈的稳态,生物圈的结构和功能长期保持相对稳定状态的现象,原因,①太阳——源源不断的能量供应——能量流动②大气圈、水圈、岩石圈——取之不竭的物质来源——物质循环③生物圈自身——多层次的自我调节能力——自我调节,土地沙漠化森林植被破坏生物多样性锐减全球气温上升臭氧层损耗酸雨,成因,硫循环失衡：大气SO2增多，超过了生物圈的自净能力，造成大气的严重污染。危害,①水体酸化，严重影响鱼类的生殖发育。②直接伤害植物芽和叶，影响植物生长。③腐蚀建筑物和金属物材料。生物多样性的内容,遗传多样性物种多样性生态系统多样性,生物多样性的价值,直接使用价值,食用价值药用价值科研价值美学价值,间接使用价值,生态价值,潜在使用价值,尚待开发,我国生