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文檔簡介
《生物基礎(chǔ)》電子教案課題:概述【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能:掌握生物的基本特征;了解生物學(xué)的主要任務(wù)、生物學(xué)的分科;理解生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展;理解學(xué)習(xí)“生物基礎(chǔ)”的意義、掌握學(xué)習(xí)方法。過程與方法:通過生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展過程介紹培養(yǎng)學(xué)生思維能力,使學(xué)生能正確進(jìn)行觀察分析,并加深對概念的理解,進(jìn)而抽象形成規(guī)律性認(rèn)識。輔以習(xí)題訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。情感態(tài)度與價值觀:通過觀察,使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、思想情趣得到陶冶;通過我國科學(xué)家在人類基因計劃中的杰出貢獻(xiàn),激發(fā)學(xué)生愛國主義思想感情,民族自豪感。通過古今中外科學(xué)家對生物學(xué)發(fā)展的探索,激發(fā)學(xué)生積極進(jìn)取,追求真理的熱情和獻(xiàn)身護(hù)理事業(yè)的責(zé)任感。激發(fā)興趣和科學(xué)情感;培養(yǎng)探索的科學(xué)精神?!窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn):生物的基本特征。難點(diǎn):生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展過程?!菊n時安排】2學(xué)時【主要教學(xué)方法】講授、討論【教學(xué)用具】代表性生物、細(xì)胞結(jié)構(gòu)等掛圖【教學(xué)過程】概述生物學(xué):生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)。一、生物的基本特征及生物學(xué)的主要任務(wù)(一)生物的的基本特征1、完整的結(jié)構(gòu)構(gòu)成生物的分子相當(dāng)獨(dú)特,主要是以碳鏈(C)為骨架的高分子有機(jī)化合物,如核酸、蛋白質(zhì)、脂類和糖類,這些有機(jī)大分子再以特定的組合方式構(gòu)成生物的基本單位———細(xì)胞。除病毒等少數(shù)種類以外,生物是由細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。2、新陳代謝新陳代謝:生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換,以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量代謝的轉(zhuǎn)變過程。同化作用:在新陳代謝過程中,生物體把從外界環(huán)境中攝取的營養(yǎng)物質(zhì),轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并儲存能量,又稱合成作用。異化作用:在新陳代謝過程中,生物體又把自身的物質(zhì)加以分解,釋放出其中的能量,并把分解的終產(chǎn)物如二氧化碳、尿素等排除體外,又稱分解作用。同化作用和異化作用是新陳代謝的兩個方面。同化作用為異化作用提供物質(zhì)基礎(chǔ),異化作用為同化作用提供能量來源。新陳代謝是生命最基本的特征,是生物與非生物最基本的區(qū)別。所有生物體具有新陳代謝的作用。3、生長和發(fā)育生物體由小到大的過程稱為生長。單細(xì)胞生物表現(xiàn)為細(xì)胞體積和質(zhì)量的增加。多細(xì)胞生物則主要表現(xiàn)為細(xì)胞數(shù)目的增加。發(fā)育:多細(xì)胞生物在生長過程中還伴隨著細(xì)胞分化和組織器官的形成,也就是說生物體在結(jié)構(gòu)功能上有一個從簡單到復(fù)雜的變化過程。4、應(yīng)激性應(yīng)激性:生物體對內(nèi)外環(huán)境變化的刺激產(chǎn)生相應(yīng)反應(yīng)的特性。對人體來說,內(nèi)外環(huán)境的刺激因素很多,有物理因素、化學(xué)因素、生物因素、心理因素和社會因素等;對植物來說,內(nèi)外環(huán)境的刺激因素有光、溫度、水分和一些化學(xué)物質(zhì)等。生物體的應(yīng)激性是生物能夠適應(yīng)周圍環(huán)境的重要原因。5、運(yùn)動動物的運(yùn)動最為顯著,其捕食、逃生的本領(lǐng)很大程度上取決于其運(yùn)動能力。一些較低等的生物,如單細(xì)胞生物利用鞭毛和纖毛的擺動進(jìn)行運(yùn)動。植物看起來似乎不運(yùn)動,但其葉片上的氣孔有開閉運(yùn)動,一些植物細(xì)胞中的原生質(zhì)也在不停地做環(huán)流運(yùn)動。6、生殖生物個體生存期是有限的,生物通過生殖使物種得以延續(xù)。7、遺傳和變異一方面生物個體與其親代有明顯的相似之處,說明生物體有遺傳的特性;另一方面任何生物個體都不可能與其親代完全相同,這說明生物體又有變異的特性。遺傳和變異既是對立的,又是統(tǒng)一的。千差萬別的生物是在長期進(jìn)化過程中通過遺傳變異的積累逐漸形成的。8、適應(yīng)生物體能隨著環(huán)境的逐漸變化而改變自身,以適應(yīng)生存的需要。現(xiàn)存的所有生物,其身體結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性都是與環(huán)境大體上相適應(yīng)的。上述特征都是生物具有而非生物沒有的,可以作為區(qū)分生物和非生物的依據(jù)。(二)生物學(xué)的主要任務(wù)生物學(xué)的主要任務(wù)就是以生物為對象,從生命活動的各個方面,研究生命現(xiàn)象的本質(zhì),探討生物發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律。具體地說:1、了解生命的基本特征和物質(zhì)組成,2、了解生物的種類、形態(tài)、生理功能、遺傳及生物與環(huán)境的關(guān)系等,3、利用現(xiàn)代生物技術(shù),保護(hù)、利用和改造生物,促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。二、生物學(xué)的分科生物的種類極為繁雜,需要研究的內(nèi)容和范圍又非常廣泛。因此,在生物學(xué)領(lǐng)域中,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對生命認(rèn)識的不斷深入,又把生物學(xué)分成許多不同的學(xué)科。其分科主要依據(jù)研究對象、研究層次和研究方法的不同來劃分。1、根據(jù)研究對象不同,建立了動物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、人類學(xué)、古生物學(xué)等。2、根據(jù)研究內(nèi)容和角度不同,建立了分類學(xué)、形態(tài)學(xué)、生態(tài)學(xué)、組織學(xué)、胚胎學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育學(xué)、生物信息學(xué)等。3、依據(jù)對生物研究的不同結(jié)構(gòu)水平,劃分為分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、個體生物學(xué)、居群生物學(xué)等。三、生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展1、林奈創(chuàng)建了生物分類學(xué)。生物學(xué)主要是從16世紀(jì)發(fā)展起來的,當(dāng)時處于發(fā)展初期,人們對生物的認(rèn)識主要依靠肉眼觀察,進(jìn)行材料的搜集和描述。2、施萊登和施旺共同提出了細(xì)胞學(xué)說。從18世紀(jì)到19世紀(jì)上半葉,由于光學(xué)顯微鏡的廣泛應(yīng)用,使人們看到了細(xì)胞的微小結(jié)構(gòu),認(rèn)為所有生物都是由細(xì)胞組成。3、進(jìn)化論、奠定經(jīng)典遺傳學(xué)基礎(chǔ)。19世紀(jì)初葉和中葉,法國學(xué)者拉馬克和英國學(xué)者達(dá)爾文相繼提出了生物進(jìn)化觀點(diǎn),提出生存競爭是生物生存和發(fā)展的必然結(jié)果。這一時期的另一個重要發(fā)現(xiàn)是孟德爾經(jīng)過8年的豌豆雜交試驗,提出了分離定律和自由組合定律,與后來摩爾根的連鎖交換定律統(tǒng)稱“遺傳三大定律”,4、分子生物學(xué)誕生。20世紀(jì),物理、化學(xué)等學(xué)科向生物學(xué)滲透,加上各種先進(jìn)的研究設(shè)備和方法的應(yīng)用,5、人類基因組計劃。20世紀(jì)90年代初,科學(xué)家開始了一項偉大的研究———人類基因組計劃(HumanGenomeProject),該計劃于2000年繪制出了人類基因組“工作框架圖”,并于描述出人類基因序列。緊接著人們又開始了人類后基因組計劃———蛋白質(zhì)組學(xué)等的研究。隨著這些研究的深入,人類將完全解讀人類自身的許多未知奧秘。四、學(xué)習(xí)“生物基礎(chǔ)”的意義和方法本課程主要講述農(nóng)林、醫(yī)藥、食品專業(yè)、生物技術(shù)和環(huán)境科學(xué)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課涉及的生物學(xué)知識,是為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)及工作打基礎(chǔ)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。實踐證明,職業(yè)院校學(xué)生在學(xué)完中學(xué)生物課的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)生物方面的基礎(chǔ)知識,既是提高自身科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)文化素質(zhì)的需要,也能為以后專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。因為無論是動物生產(chǎn)類專業(yè)、植物生產(chǎn)類專業(yè)以及環(huán)境科學(xué)類專業(yè)、生物技術(shù)類專業(yè),都要以生物科學(xué)的知識為基礎(chǔ)。所以,生物學(xué)是中等職業(yè)學(xué)校乃至高等職業(yè)院校農(nóng)林、醫(yī)藥、食品類專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)課。21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。隨著基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,生物技術(shù)將在解決人類面臨的人口、食物、醫(yī)療保健、能源和環(huán)境等許多重大危機(jī)問題方面發(fā)揮重要作用。所以,生物技術(shù)已成為現(xiàn)代高新技術(shù)的焦點(diǎn)。尤其是近幾年來,生命科學(xué)研究碩果累累,取得的許多項成果都成為人類共同關(guān)注的熱點(diǎn),人們期待著生物技術(shù)能夠解決人類生活面臨的諸如健康、環(huán)境等重大問題,使人們的生活更加美好,更加豐富多彩。生物科學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué),從某種程度上說,它是在觀察、實驗的基礎(chǔ)上建立起來的,因此,我們在學(xué)習(xí)過程中除了認(rèn)真學(xué)好基本知識、基本概念和基本原理外,還要善于觀察周圍的生物現(xiàn)象,并用學(xué)過的知識加以分析。同時通過學(xué)習(xí)觀察養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度,逐步掌握科學(xué)研究的基本方法。在學(xué)習(xí)生物知識的同時,還要樹立環(huán)境保護(hù)的意識,愛護(hù)周圍的一草一木。自然界各種生物相互依存,是人類社會生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。新世紀(jì)受過教育的人,不僅要善待周圍的人和事,而且還要學(xué)會善待周圍的景和物。所以,無論是農(nóng)林類中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生還是高等職業(yè)院校農(nóng)林類、生物技術(shù)類、環(huán)境科學(xué)類專業(yè)的學(xué)生,不但要掌握必需的生物基礎(chǔ)知識,還要逐步樹立保護(hù)環(huán)境的基本態(tài)度,通過我們自身一點(diǎn)一滴的努力,使我們的生存環(huán)境越來越好,青山綠水常駐?!袅?xí)題與答案:1、什么叫生物學(xué)?生物有哪些基本特征?2、簡答生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展歷程。3、依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)生物學(xué)可分為哪些學(xué)科?。4、學(xué)習(xí)生物基礎(chǔ)有何意義?◆答案:1.答:生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)。生物的的基本特征有:完整的結(jié)構(gòu);新陳代謝;生長和發(fā)育;應(yīng)激性;運(yùn)動;生殖;遺傳和變異;適應(yīng)。這些都是生物具有而非生物沒有的,可以作為區(qū)分生物和非生物的依據(jù)。2.答:⑴十六世紀(jì)林奈創(chuàng)建了生物分類學(xué)。⑵18世紀(jì)到19世紀(jì)上半葉,施萊登和施旺共同提出了細(xì)胞學(xué)說。⑶19世紀(jì)初葉和中葉,法國學(xué)者拉馬克和英國學(xué)者達(dá)爾文相繼提出了生物進(jìn)化觀點(diǎn);孟德爾提出了分離定律和自由組合定律,與后來摩爾根的連鎖交換定律統(tǒng)稱“遺傳三大定律”,奠定經(jīng)典遺傳學(xué)基礎(chǔ)。⑷20世紀(jì)分子生物學(xué)誕生。⑸20世紀(jì)90年代初開始實施人類基因組計劃。3.答:⑴根據(jù)研究對象不同,建立了動物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、人類學(xué)、古生物學(xué)等。⑵根據(jù)研究內(nèi)容和角度不同,建立了分類學(xué)、形態(tài)學(xué)、生態(tài)學(xué)、組織學(xué)、胚胎學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育學(xué)、生物信息學(xué)等。⑶依據(jù)對生物研究的不同結(jié)構(gòu)水平,劃分為分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、個體生物學(xué)、居群生物學(xué)等。4.答:⑴生物學(xué)是中等職業(yè)學(xué)校乃至高等職業(yè)院校農(nóng)林、醫(yī)藥、食品類專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)課。⑵生物技術(shù)能夠解決人類生活面臨的諸如健康、環(huán)境等重大問題,使人們的生活更加美好,更加豐富多彩?!舭鍟O(shè)計:一、生物的基本特征及生物學(xué)的主要任務(wù)(一)生物的的基本特征1、完整的結(jié)構(gòu),2、新陳代謝,3、生長和發(fā)育4、應(yīng)激性,5、運(yùn)動,6、生殖7、遺傳和變異,8、適應(yīng)(二)生物學(xué)的主要任務(wù)(略)二、生物學(xué)的分科主要依據(jù)研究對象、研究層次和研究方法的不同來劃分。三、生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展1、林奈創(chuàng)建了生物分類學(xué)。2、施萊登和施旺共同提出了細(xì)胞學(xué)說。3、進(jìn)化論、奠定經(jīng)典遺傳學(xué)基礎(chǔ)。4、分子生物學(xué)誕生。5、人類基因組計劃。四、學(xué)習(xí)“生物基礎(chǔ)”的意義和方法【課題】第1章生物的多樣性第一節(jié)
生命的起源和進(jìn)化【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能:掌握生命起源的四個階段,理解進(jìn)化歷程;了解生物進(jìn)的證據(jù);初步掌握生物進(jìn)化學(xué)說——用進(jìn)廢退和自然選擇學(xué)說。過程與方法:通過模擬實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,使學(xué)生能正確進(jìn)行現(xiàn)象分析,并加深對概念的理解,進(jìn)而抽象形成規(guī)律性認(rèn)識;輔以習(xí)題訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。情感態(tài)度與價值觀:通過生命起源的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生唯物主義的世界觀,通過生物進(jìn)化學(xué)說的闡述培養(yǎng)學(xué)生好學(xué)上進(jìn)、不斷開拓進(jìn)取的時代精神。【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn):生命起源;生物進(jìn)化學(xué)說。難點(diǎn):生命起源的四個階段。【課時安排】2學(xué)時【主要教學(xué)方法】講授、讀圖、討論【教學(xué)用具】相關(guān)掛圖、建議用多媒體輔助教學(xué)。【教學(xué)過程設(shè)計】第1章生物的多樣性第一節(jié)生命的起源和進(jìn)化五彩繽紛的生物界是多樣的,但又是統(tǒng)一的。多種多樣的生物包含著共同性。生命是如何誕生的?下面介紹的是被大多數(shù)人認(rèn)可的關(guān)于生命起源的推斷。一、生命的起源根據(jù)科學(xué)家的實驗及推測,地球從誕生到現(xiàn)在約有50億年的歷史。關(guān)于生命的起源問題,由于歷史不能再現(xiàn),所以,人們只能根據(jù)已掌握的材料進(jìn)行模擬實驗,從而推斷過去。一般認(rèn)為,生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程大致可分為4個階段。(一)從無機(jī)小分子物質(zhì)生成有機(jī)小分子物質(zhì)目前認(rèn)為,地球形成初期,表面沒有任何河流和海洋,是一個熾熱的火球。地球形成后,從火山噴出許多氣體,形成原始大氣(如甲烷、氨、水蒸氣、二氧化碳、氫及硫化氫、氰化氫等)。這些氣體在外界高能物質(zhì),如宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下,合成一系列簡單有機(jī)物,包括氨基酸、核苷酸、單糖等,這些有機(jī)物隨雨水匯入原始海洋中,為生命的產(chǎn)生準(zhǔn)備了必要的原材料。(二)從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)高分子物質(zhì)在原始海洋中的適當(dāng)條件下,氨基酸通過縮合作用,形成原始的蛋白質(zhì)分子;核苷酸通過聚合作用,形成原始的核酸分子。(三)從有機(jī)高分子組成多分子體系蛋白質(zhì)和核酸等高分子物質(zhì),由于種種原因,如水分的蒸發(fā)、黏土的吸附作用等,這些高分子物質(zhì)經(jīng)濃縮分離出來,相互作用,凝聚成團(tuán)聚體,團(tuán)聚體外面包有原始的界膜,跟它漂浮的原始海洋環(huán)境分隔開,從而構(gòu)成了一個能進(jìn)行原始物質(zhì)交換活動的獨(dú)立體系,就是多分子體系。(四)從多分子體系演變?yōu)樵忌@是最復(fù)雜和最有決定意義的階段。蛋白質(zhì)和核酸兩大主要成分的相互作用,終于形成具有原始新陳代謝作用和能夠繁殖的原始生命。所有生物,無論是人還是最小的微生物,都由兩類基本的生物分子———核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成,而這兩種分子是由更簡單的構(gòu)造單位:20種氨基酸、5種堿基、2種糖(核糖和脫氧核糖)和磷酸組成。因此,生命的起源是通過化學(xué)的途徑實現(xiàn)的。二、生物的進(jìn)化(一)生物進(jìn)化的歷程生命發(fā)生的最早階段是化學(xué)進(jìn)化,即從無機(jī)小分子進(jìn)化至有機(jī)大分子,進(jìn)而產(chǎn)生原始生命。由結(jié)構(gòu)簡單的原核細(xì)胞到真核細(xì)胞,由單細(xì)胞到多細(xì)胞則是生物進(jìn)化階段。(1)原始生物通過長期的自然選擇過程,遵循著由簡單到復(fù)雜,由低等到高等,由水生到陸生的進(jìn)化歷程。(2)植物系統(tǒng)和動物系統(tǒng)樹(圖11)概括地表明各類生物進(jìn)化的歷程和它們之間的親緣關(guān)系,指出了植物界和動物界共同起源于原始生物。植物界起源于原始藻類。動物界起源于原生生物。生命在地球上已經(jīng)生存了數(shù)億年之久,自誕生之日起就不停地變化,在變化中延續(xù)、演進(jìn)。(二)生物進(jìn)化的證據(jù)1.古生物學(xué)上的證據(jù)(1)古生物學(xué)研究的對象是化石?;枪派锏倪z體或遺跡,被埋藏在地下,經(jīng)過若干萬年礦物質(zhì)的填充和交換作用形成的,它保存在地層中,具有原來的形狀和結(jié)構(gòu)。圖11植物系統(tǒng)樹和動物系統(tǒng)樹圖圖12馬前肢趾骨的進(jìn)化(2)各類生物的化石在地層里按一定順序出現(xiàn)的事實,是生物進(jìn)化最直接、最可靠的證據(jù)之一。在研究化石的過程中發(fā)現(xiàn):越早形成的地層里,成為化石的生物越簡單、越低等;越晚形成的地層里,成為化石的生物越復(fù)雜、越高等。這不僅證實了現(xiàn)代生物是經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代(太古代、元古代、古生代、中生代和新生代)變化而來,還揭示出生物由簡單到復(fù)雜、由低等到高等的進(jìn)化順序。例如對馬的化石的研究和推測,由始祖馬進(jìn)化成現(xiàn)代馬的歷程如圖12、表11。表11馬的前肢進(jìn)化的順序2.胚胎學(xué)上的證據(jù)(1)胚胎學(xué)研究的對象是胚胎。所有高等生物的胚胎發(fā)育都是從一個受精卵開始的。這說明高等生物起源于單細(xì)胞生物。(2)比較脊椎動物和人的胚胎,可以看出在胚胎發(fā)育初期很相似,都有鰓裂和尾,到了胚胎發(fā)育晚期,它們各自的特征才逐漸明顯。除魚以外,其他動物和人的鰓裂都消失了,人的尾也消失了。這說明脊椎動物和人都是由古代原始的共同祖先進(jìn)化而來的。3.比較解剖學(xué)上的證據(jù)比較解剖學(xué)上最重要的證據(jù)是同源器官。同源器官:是指起源相同、結(jié)構(gòu)和部位相似,而形態(tài)和功能不同的器官。比較鳥、蝙蝠、鯨、馬等脊椎動物的前肢骨和人的上肢骨,可以看出它們的結(jié)構(gòu)基本上是一致的,都有肱骨、尺骨、橈骨、腕骨、掌骨和指骨,其排列方式也相似。這證明具有同源器官的生物,都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的。(三)生物進(jìn)化的學(xué)說生物進(jìn)化思想的萌芽產(chǎn)生于大約2000多年前,那時我國的思想家莊子和老子就認(rèn)為世間萬物,包括生物,都是由簡單到復(fù)雜發(fā)展而來;莊子認(rèn)為,人是由動物變化而來的。古希臘學(xué)者泰勒士、安納克西曼德認(rèn)為,萬物(包括生物)都是由水產(chǎn)生的;安納克西曼德還認(rèn)為高等動物是由低等動物產(chǎn)生的。系統(tǒng)的生物進(jìn)化學(xué)說始于18、19世紀(jì),其中影響較大而深遠(yuǎn)的是拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說和達(dá)爾文華萊士的自然選擇學(xué)說。1.用進(jìn)廢退學(xué)說該學(xué)說是法國博物學(xué)家拉馬克在1809年提出來的。這個學(xué)說的中心論點(diǎn)是:(1)用進(jìn)廢退。環(huán)境的變化,使生活在這個環(huán)境中的生物,有的器官由于經(jīng)常使用而發(fā)達(dá),有的器官則由于不用而退化。(2)所獲得的性狀能夠遺傳。變化了的性狀即后天獲得的性狀能夠遺傳下去。每種生物都是由較低等的祖先逐漸向高等發(fā)展。2.自然選擇學(xué)說該學(xué)說是英國博物學(xué)家達(dá)爾文在1858年提出的。同時,英國的華萊士在獨(dú)立研究的基礎(chǔ)上,也發(fā)表了相同的觀點(diǎn),因此,此學(xué)說又稱達(dá)爾文華萊士自然選擇學(xué)說。這個學(xué)說的主要內(nèi)容是:(1)繁殖過剩。動物和植物都具有巨大的繁殖能力,即使是繁殖能力很低的生物,所產(chǎn)生的后代,數(shù)量也是很大的。(2)生存競爭。生物的繁殖能力雖然很強(qiáng),但是每種生物的后代能夠發(fā)育長大并進(jìn)行繁殖的個體卻很少。這是因為生物賴以生存的生活條件(包括食物和空間)是有一定限度的。同種或異種生物個體要爭奪有限的生活資源,用以維持個體生存并繁衍種族。由于生存競爭,導(dǎo)致生物大量死亡,只有少量個體生存下來。(3)可遺傳的變異。生物種群中的不同個體廣泛存在可遺傳的變異。(4)適者生存。適應(yīng)環(huán)境的生物容易生存下去,不適應(yīng)環(huán)境的生物容易被淘汰?!袅?xí)題與答案:1.簡答生命起源的過程。2.舉例說明生物進(jìn)化的證據(jù)3.簡述生物進(jìn)化的自然選擇學(xué)說。◆答案:1.答:一般認(rèn)為,生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程大致可分為4個階段。即(1)從無機(jī)小分子物質(zhì)生成有機(jī)小分子物質(zhì);(2)從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)高分子物質(zhì);(三)從有機(jī)高分子組成多分子體系;(4)從多分子體系演變?yōu)樵忌?.答:(1)古生物學(xué)上的證據(jù),如馬前肢趾骨的進(jìn)化;(2)胚胎學(xué)上的證據(jù),如比較魚、蠑螈、龜、雞、豬、牛、兔等脊椎動物和人的胚胎;(3)比較解剖學(xué)上的證據(jù),如比較鳥、蝙蝠、鯨、馬等脊椎動物的前肢骨和人的上肢骨,可以看出它們的結(jié)構(gòu)基本上是一致的。3.答:這個學(xué)說的主要內(nèi)容是:(1)繁殖過剩。動物和植物都具有巨大的繁殖能力,即使是繁殖能力很低的生物,所產(chǎn)生的后代,數(shù)量也是很大的。但環(huán)境資源有限,種群只能一定數(shù)目才能生存下去,因此會出現(xiàn)繁殖過剩現(xiàn)象。(2)生存競爭。生物的繁殖能力雖然很強(qiáng),由于生存競爭,每種生物的后代能夠發(fā)育長大并進(jìn)行繁殖的個體卻很少。(3)可遺傳的變異。生物種群中的不同個體廣泛存在可遺傳的變異,而且,這種變異能遺傳下去。(4)適應(yīng)環(huán)境的生物容易生存下去,不適應(yīng)環(huán)境的生物容易被淘汰。◆板書:第一節(jié)生命的起源和進(jìn)化一、生命的起源(一)從無機(jī)小分子物質(zhì)生成有機(jī)小分子物質(zhì)(二)從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)高分子物質(zhì)(三)從有機(jī)高分子組成多分子體系(四)從多分子體系演變?yōu)樵忌?、生物的進(jìn)化(一)生物進(jìn)化的歷程簡單到復(fù)雜、低級到高級、水生到陸生。(二)生物進(jìn)化的證據(jù)1、古生物學(xué)上的證據(jù)(馬)2、胚胎學(xué)上的證據(jù)(魚等)3、比較解剖學(xué)上的證據(jù)(鳥等前肢)(三)生物進(jìn)化的學(xué)說1、用進(jìn)廢退學(xué)說(拉馬克)2、自然選擇學(xué)說(達(dá)爾文華萊士)繁殖過剩、生存競爭、可遺傳的變異、適者生存◆課后評價與思考:
《生物基礎(chǔ)》電子教案車輻中等專業(yè)學(xué)校吳中敏【課題】第1章生物的多樣性第二節(jié)生物分類概述【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能:了解生物分類的意義;理解人為分類法;初步掌握自然分類法和分類等級、種的相關(guān)概念;理解生物命名方法。過程與方法:通過觀察培養(yǎng)學(xué)生思維能力,使學(xué)生能正確進(jìn)行觀察分析,并加深對概念的理解,進(jìn)而抽象形成規(guī)律性認(rèn)識。情感態(tài)度與價值觀:通過學(xué)習(xí)生物分類的發(fā)展史,使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、思想情趣得到陶冶。通過李時珍《本草綱目》對生物分類的貢獻(xiàn)激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和愛國情懷。激發(fā)興趣和科學(xué)情感;培養(yǎng)探索的科學(xué)精神。【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn):自然分類法、分類等級和種的相關(guān)概念。難點(diǎn):生物的分類等級及命名方法。【課時安排】1學(xué)時【主要教學(xué)方法】講授、討論【教學(xué)用具】掛圖,并建議用多媒體輔助教學(xué)?!窘虒W(xué)過程設(shè)計】生物的多樣性第二節(jié)生物分類概述一、生物分類的意義地球上的生物種類繁多,人們?yōu)榱烁玫刈R別、研究生物世界,就按照一定的規(guī)律和規(guī)則,將眾多生物分成不同的類別。生物分類包括分類、命名和鑒定三方面內(nèi)容:分類:是根據(jù)生物的相似性和親緣關(guān)系,將生物歸入不同的類群(分類單元)。命名:是根據(jù)國際生物命名法規(guī)給生物分類單元以科學(xué)的名稱。鑒定:則是確定一個新的分類生物屬于已經(jīng)命名的分類單元的過程。生物分類的目的:是探索生物的系統(tǒng)發(fā)育及其進(jìn)化歷史,揭示生物的多樣性及其親緣關(guān)系,并以此為基礎(chǔ)建立多層次的、能反映生物界親緣關(guān)系和進(jìn)化發(fā)展的“自然分類系統(tǒng)”,這樣就有利于人們認(rèn)識生物世界,了解各個生物類群之間的親緣關(guān)系,從而掌握生物的生存和發(fā)展規(guī)律,為更廣泛、更有效地保護(hù)和利用自然界豐富的生物資源提供方便。二、生物分類學(xué)的發(fā)展生物分類學(xué)研究生物分類的規(guī)則和方法,是一門歷史悠久的學(xué)科。在分類方法上有人為分類法和自然分類法,這兩種方法也代表了分類工作發(fā)展的兩個階段。(一)人為分類法在古代,人們主要是憑借對生物的某些形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能、習(xí)性、生態(tài)或經(jīng)濟(jì)用途的認(rèn)識將生物進(jìn)行分類,而不考慮生物親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近和演化發(fā)展的本質(zhì)聯(lián)系,因此,所建立的分類體系大都屬于人為分類體系。例如,將生物分為陸生、水生,草本植物、木本植物,糧食作物、油料作物等。16世紀(jì),我國明朝的李時珍在他的《本草綱目》一書中,將植物分為五部,即草部、谷部、菜部、果部和木部;將動物也分為五部,即蟲部、鱗部、介部、禽部和獸部;人另屬一部,即人部。18世紀(jì),瑞典植物學(xué)家林奈以生物能否運(yùn)動為標(biāo)準(zhǔn),將生物劃分為動物界和植物界兩界系統(tǒng),他還根據(jù)雄蕊的有無、數(shù)目的多少,把植物界分為一雄蕊綱、二雄蕊綱等24個綱。(二)自然分類法1859年達(dá)爾文出版了《物種起源》一書,進(jìn)化論的確立及生物科學(xué)的發(fā)展,使人們逐漸認(rèn)識到各種生物之間存在著不同程度的親緣關(guān)系。分類學(xué)應(yīng)該是生物進(jìn)化的歷史總結(jié)。由此,現(xiàn)代生物分類學(xué)在鑒定、分類的基礎(chǔ)上,特別強(qiáng)調(diào)生物分類和系統(tǒng)發(fā)育之間的關(guān)系。系統(tǒng)發(fā)育:是指任何分類單元在起源及進(jìn)化上親緣關(guān)系。在此過程中,分類學(xué)家追求的是劃分的分類單元應(yīng)是“自然”的類群,提出的分類系統(tǒng)力求反映客觀實際,也就是說要符合系統(tǒng)發(fā)育的原則。因此,分類學(xué)家按照生物系統(tǒng)發(fā)育的歷史,編制生物的多層次分類系統(tǒng),即自然分類系統(tǒng),重建生物類群的演化歷史。(三)分類等級根據(jù)各種生物形態(tài)上的差異,以及親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近,可以將生物種類分成若干階元或等級。通常采用的等級由大到小分別是界(Kingdom)、門(Divisio或Phylum)、綱(Class)、目(Order)、科(Family)、屬(Genus)、種(Species)。在上述分類等級中,種是最基本的分類階元。如馬尾松毛蟲所屬的分類階元是:界Kingdpm動物界Animal門Phylum節(jié)肢動物門Arthropoda綱Class昆蟲綱Insecta目Order鱗翅目Lepidoptera科Family枯葉蛾科Lasiocampidae屬Genus松毛蟲屬Dendrolimus種Species馬尾松毛蟲punctatus分類上為了更詳盡和準(zhǔn)確,還分別在綱、目、科、屬、種之下設(shè)“亞級”,如亞綱、亞目、亞科、亞屬、亞種等;也有在目、科之上加“總”級,如總目、總科;還有在亞科、亞屬間加“族”級。“種”是由種群(多數(shù)個體)組成的。種群長期生活在不完全相同的環(huán)境條件下,“種”的特征就或多或少有所變化,這樣便產(chǎn)生了“亞種”等種以下的分類單元。種的相關(guān)概念:1、物種物種是由自然群居、可以相互交配產(chǎn)生正常后代的群體組成,是生物進(jìn)化和自然選擇的結(jié)果。種以下可以設(shè)亞種,還有變種、變型。2、亞種亞種是同一個種的生物因分布在不同地區(qū),受所在地生活環(huán)境的影響,在形態(tài)或生理機(jī)能上與原種有所不同,但仍具有這個種的主要特征,我們將其稱為這個種的亞種。3、變種如果同一種在同一生態(tài)環(huán)境下,某些個體在形態(tài)和生理上發(fā)生了細(xì)微的變異,并能穩(wěn)定地遺傳給后代,形成了小種群,則此小種群稱為原種的變種。4、變型某些個體有形態(tài)變化,但沒有形成一定的分布區(qū),被分類學(xué)家稱為變型。5、品種經(jīng)過人工選育的、有經(jīng)濟(jì)價值的種類稱為品種。品種不屬于自然分類系統(tǒng)的分類單位。是否有經(jīng)濟(jì)價值是品種存在的前提。因此,品種常常更新?lián)Q代,以適應(yīng)生產(chǎn)的需要。三、生物的命名方法地球上生物種類很多,為了使世界各地科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的物種能被共享而不引起混亂,國際上建立了通用的生物命名規(guī)則,這一規(guī)則的核心就是林奈首創(chuàng)的“雙名法”。“雙名法”規(guī)定:每一種生物都有一個學(xué)名,由屬名和種名的拉丁文組成。第一個拉丁詞為屬名,用名詞表示,第一個字母要求大寫體;第二個拉丁詞是種名,大多用形容詞表示,字母均用小寫體。學(xué)名后應(yīng)附上定名人的姓氏(可縮寫),首字母要大寫。屬名和種名要有別于文內(nèi)所用的字體,排印時一般用斜體,定名人姓氏用正體字。如水稻的學(xué)名是:Oryza(稻屬)sativa(普通栽培稻種)L.(命名人林奈的姓氏縮寫)總狀毛霉的學(xué)名是:Mucor(真菌屬)racemosus(總狀分枝)Fresenius(命名人的姓)隨著“進(jìn)化論”被人們廣泛認(rèn)可,人們認(rèn)識到種是有變異的,因此,在林奈“雙名法”的基礎(chǔ)上,又增加了對亞種、變種的命名規(guī)則,亞種的學(xué)名,由屬名、種名和亞種名依次組合而成,也就是種的學(xué)名后再加上一個亞種名,拉丁文亞種的縮寫ssp.或subsp.印刷時排正體。亞種名的首字母用小寫,印刷要求排斜體,之后附上定名人姓氏。例如,東亞飛蝗Locustamigratoriassp.manilensisLinne,其中,manilensis為亞種名。變種的命名,則在原來完整的學(xué)名之后,加上拉丁文變種的縮寫var(動物中大多不寫),然后再寫變種名稱和變種名的定名人。例如,天椒是辣椒的變種,其學(xué)名是:CapsicumfrutescensL.var.conoidesBailey,其中L.為種的定名人,conoides為變種名,Bailey為變種命名人。動物命名與植物類似,病毒命名規(guī)則將在病毒一節(jié)介紹。◆習(xí)題與答案:1.填空:生物分類包括、和三方面內(nèi)容。為了使世界各地科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的物種能被共享而不引起混亂,國際上建立了通用的生物命名規(guī)則,這一規(guī)則的核心就是首創(chuàng)的“”。2.明代的李時珍在《本草綱目》中是如何對生物進(jìn)行分類的?3.什么叫系統(tǒng)發(fā)育?簡答根據(jù)生物的形態(tài)差異及親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近生物分類可有哪幾個等級?4.名詞解釋:物種、亞種、變種、變型、品種◆答案1、答:分類、命名、鑒定。林奈、雙名法。2、答:16世紀(jì),我國明朝的李時珍在他的《本草綱目》一書中,(1)將植物分為五部,即草部、谷部、菜部、果部和木部;(2)將動物也分為五部,即蟲部、鱗部、介部、禽部和獸部;(3)人另屬一部,即人部。3、答:所謂系統(tǒng)發(fā)育,是指任何分類單元在起源及進(jìn)化上親緣關(guān)系。通常采用的等級由大到小分別是界、門、綱、目、科、屬、種。分類上為了更詳盡和準(zhǔn)確,還分別在綱、目、科、屬、種之下設(shè)“亞級”,如亞綱、亞目、亞科、亞屬、亞種等;也有在目、科之上加“總”級,如總目、總科;還有在亞科、亞屬間加“族”級。“種”是由種群(多數(shù)個體)組成的。種群長期生活在不完全相同的環(huán)境條件下,“種”的特征就或多或少有所變化,這樣便產(chǎn)生了“亞種”等種以下的分類單元。4、答:(1)物種是由自然群居、可以相互交配產(chǎn)生正常后代的群體組成,是生物進(jìn)化和自然選擇的結(jié)果。種以下可以設(shè)亞種,還有變種、變型。(2)亞種是同一個種的生物因分布在不同地區(qū),受所在地生活環(huán)境的影響,在形態(tài)或生理機(jī)能上與原種有所不同,但仍具有這個種的主要特征,我們將其稱為這個種的亞種。(3)如果同一種在同一生態(tài)環(huán)境下,某些個體在形態(tài)和生理上發(fā)生了細(xì)微的變異,并能穩(wěn)定地遺傳給后代,形成了小種群,則此小種群稱為原種的變種。(4)某些個體有形態(tài)變化,但沒有形成一定的分布區(qū),被分類學(xué)家稱為變型。(5)經(jīng)過人工選育的、有經(jīng)濟(jì)價值的種類稱為品種。品種不屬于自然分類系統(tǒng)的分類單位。是否有經(jīng)濟(jì)價值是品種存在的前提。因此,品種常常更新?lián)Q代,以適應(yīng)生產(chǎn)的需要?!舭鍟旱诙?jié)生物分類概述一、生物分類的意義二、生物分類學(xué)的發(fā)展(一)人為分類法(二)自然分類法(三)分類等級種的相關(guān)概念:三、生物的命名方法◆課后評價與思考:
《生物基礎(chǔ)》電子教案車輻中等專業(yè)學(xué)校吳中敏【課題】第1章生物的多樣性第三節(jié)生物六界分類系統(tǒng)【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能:理解生物分界發(fā)展史,了解病毒,掌握病毒結(jié)構(gòu)。初步掌握真細(xì)菌界(原核生物)的特征及與有人類的關(guān)系,了解古細(xì)菌界。初步掌握原生生物界(真核生物)的特征和真菌界常見類群,了原生生物的種類及真菌界的主要特征。初步掌握植物界主要類群和節(jié)肢動物、脊索動物的特點(diǎn),了解植物的利用,理解植物界與動物界的進(jìn)化規(guī)律。過程與方法:通過觀察培養(yǎng)學(xué)生思維能力,通過思維使學(xué)生加深對概念的理解,進(jìn)而抽象形成規(guī)律性認(rèn)識。情感態(tài)度與價值觀:通過演示,使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、思想情趣得到陶冶;通過我國科學(xué)家張世驤等對生物分類的貢獻(xiàn),激發(fā)學(xué)生愛國主義思想感情,民族自豪感;由生物分類發(fā)展歷程激發(fā)學(xué)生積極進(jìn)取,追求真理的熱情和獻(xiàn)身生物事業(yè)的責(zé)任感。激發(fā)興趣和科學(xué)情感;培養(yǎng)探索的科學(xué)精神?!窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn):生物分界的依據(jù)及歷程,病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);原核生物細(xì)胞特征;真核生物的特征;植物界主要類群及節(jié)肢動物、脊索動物的特點(diǎn)。難點(diǎn):生物分界的依據(jù)及六界系統(tǒng)中各界生物間的進(jìn)化關(guān)系,病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?!菊n時安排】4學(xué)時【主要教學(xué)方法】講授、讀圖、討論【教學(xué)用具】掛圖,并建議采用多媒體輔助教學(xué)?!窘虒W(xué)過程設(shè)計】第一章生物的多樣性第三節(jié)生物六界分類系統(tǒng)一、生物的分界(第一課時)1735年,林奈以生物能否自主運(yùn)動為標(biāo)準(zhǔn),把生物分成植物和動物兩個界。1860年霍格等將單細(xì)胞真核生物單獨(dú)劃為原生生物界。1938年科普蘭提出將這類生物再單獨(dú)劃為原核生物界。1969年,惠特克根據(jù)生物獲得營養(yǎng)的類型分為攝食(動物)、光合作用(植物)和吸收(真菌)三類,結(jié)合前人對生物的分界,提出五界系統(tǒng),即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、動物界。從細(xì)胞結(jié)構(gòu)看,原核生物沒有細(xì)胞核,核物質(zhì)DNA集中在細(xì)胞原生質(zhì)中一定區(qū)域。另外四界都有細(xì)胞核,是真核生物。真核生物又分為原生生物、真菌、植物、動物4個界,即:生物原核類:原核生物界(細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌)真核類單細(xì)胞:原生生物界(藻類、原生動物)多細(xì)胞植物界———以光合作用獲得營養(yǎng)真菌界(酵母菌、絲狀真菌及蕈類)———以腐生方式獲得營養(yǎng)動物界———以攝食方式獲得營養(yǎng)五界系統(tǒng)大體反映了生物從原核生物到真核生物,從單細(xì)胞生物到多細(xì)胞生物的進(jìn)化歷程,因此得到廣泛認(rèn)同。但五界系統(tǒng)沒有反映出非細(xì)胞生物階段。1979年,我國著名生物學(xué)家陳世驤等主張,具有生命特征的非細(xì)胞生物也應(yīng)獨(dú)立成一界———病毒界。對病毒界有異議的問題之一是關(guān)于病毒的地位。病毒是一類非細(xì)胞生物,究竟是原始類型還是次生類型仍無定論。沃茲和沃爾夫認(rèn)為,原核生物在進(jìn)化上有兩個重要分支,應(yīng)將原核生物分兩界,即:古細(xì)菌界和真細(xì)菌界。真核生物分4界(原生生物界、真菌界、動物界和植物界)。他們于1987年提出六界分類系統(tǒng)。1990年,沃茲根據(jù)分子生物學(xué)的研究資料,對生物分類又提出新的建議,認(rèn)為“整個生物界可以分為3個獨(dú)立起源的大類群。它們是從共同祖先沿3條路線進(jìn)化發(fā)展的”,即形成3個域:①古細(xì)菌域(Domainarchaea);②真細(xì)菌域(Domianbacteria);③真核生物域(Domaineucarya,包括原生生物、真菌、動物、植物),認(rèn)為古細(xì)菌是一類既不同于其他原核生物,也與真核生物不同的特殊生物類群。古細(xì)菌與真核生物有更為接近的共同祖先,它們的關(guān)系與真細(xì)菌相比,更為密切。六界三域的進(jìn)化關(guān)系如圖13。圖13生物的進(jìn)化關(guān)系下面我們按照六界分類系統(tǒng)逐界介紹生物的各門類。由于病毒在新的分類系統(tǒng)中一般不被看作是分類系統(tǒng)中的一個單元。所以在介紹生物的六界系統(tǒng)之前,先介紹病毒。二、病毒病毒是一類非細(xì)胞生物,只有在電子顯微鏡下才能看清它的結(jié)構(gòu)。病毒可引起動植物和人的許多疾病,幾乎所有的生物都發(fā)現(xiàn)有病毒。如人類的天花、流感、肝炎、脊髓灰質(zhì)炎及艾滋病均與病毒有關(guān)。上半年在我國及其他國家肆虐的非典型性肺炎就是由SARS冠狀病毒引起。病毒的結(jié)構(gòu)極為簡單,僅由一種核酸(DNA或RNA中的一種)和少數(shù)蛋白質(zhì)組成。DNA或RNA位于蛋白質(zhì)內(nèi)部,稱為核酸芯子。蛋白質(zhì)有規(guī)律地排列成蛋白質(zhì)亞單位。亞單位組合在一起,形成病毒的外殼,又稱為衣殼。由核酸和衣殼蛋白構(gòu)成病毒顆粒。較復(fù)雜的病毒外面還有由脂質(zhì)和糖蛋白構(gòu)成的包膜。不同病毒的形態(tài)多種多樣,如桿狀、柱狀、粒狀、頭狀、二十面體等(圖14)。圖14病毒的形態(tài)A、病毒有多種形態(tài),B、二十面體對稱的病毒粒子病毒不能獨(dú)立存活,只能活在寄主細(xì)胞中,利用宿主細(xì)胞胞內(nèi)的成分來合成病毒自身的遺傳物質(zhì),再合成病毒的外殼,最后裝配成完整的、有感染性的病毒單位———病毒粒。病毒以病毒粒的形式由原來所在的宿主細(xì)胞中爆破出來,對下一個感染細(xì)胞釋放其核酸,然后以核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)合成的方式,在新感染的宿主細(xì)胞內(nèi)增殖,實現(xiàn)病毒粒的傳播過程。病毒的個體發(fā)育實際上是利用宿主細(xì)胞進(jìn)行的一種簡單的原料裝配過程。人們根據(jù)病毒中所含核酸的種類,將病毒分為RNA病毒和DNA病毒。又根據(jù)寄主的不同,將病毒分為細(xì)菌病毒(噬菌體)、真菌病毒、植物病毒和動物病毒。植物病毒的遺傳物質(zhì)大多為RNA,動物病毒中,有的種類是RNA,有的種類是DNA;噬菌體的遺傳物質(zhì)大多為DNA。三、生物六界系統(tǒng)以下按照六界系統(tǒng),大致介紹生物世界的種類。(一)真細(xì)菌界(第二課時)真細(xì)菌界包括細(xì)菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體和螺旋體等。細(xì)菌是其中種類、數(shù)量最多、分布廣泛、繁殖迅速的類群。細(xì)菌是單細(xì)胞原核生物,其大小多在03~20μm之間,肉眼不能分辨。基本形態(tài)有球狀、桿狀和螺旋狀三種(圖15)。在培養(yǎng)過程中,細(xì)菌常在培養(yǎng)基上形成菌落,不同細(xì)菌菌落有一定的形態(tài),菌落形態(tài)常作為鑒定菌種的特征之一。細(xì)菌的結(jié)構(gòu)見圖16所示。圖15細(xì)菌的形態(tài)圖16細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造多數(shù)細(xì)菌有細(xì)胞壁,其主要成分是肽聚糖,而植物細(xì)胞的主要成分是纖維素。多數(shù)細(xì)菌的營養(yǎng)方式是吸收營養(yǎng),它向體外分泌水解酶,將大分子的有機(jī)物分解為小分子,然后將小分子的營養(yǎng)物吸收到體內(nèi)。有些細(xì)菌含菌綠素,能進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用;還有原核生物的特征:1、細(xì)胞核無核膜、核仁,DNA上無結(jié)合的組蛋白。2、無染色體,沒有有絲分裂過程和有性生殖過程。3、4、細(xì)胞質(zhì)中核糖體沉降系數(shù)為70s。廣泛分布于自然界,與人類的關(guān)系密切,有益或有害:(1)細(xì)菌與疾病。細(xì)菌可導(dǎo)致生物體疾病的發(fā)生,如人類的霍亂、傷寒、破傷風(fēng)、百日咳、結(jié)核等;作物上的稻白葉枯病、棉花角斑病,各種果樹、樹木的冠癭病等。但是,大多數(shù)細(xì)菌是有利于人類的。(2)根瘤菌的固氮作用。固氮根瘤菌呈桿狀,與豆科植物共生,能夠侵入植物的根細(xì)胞,從而引起一系列發(fā)育上的變化,形成根瘤。在根瘤內(nèi)部,細(xì)菌以無細(xì)胞壁的形式生長繁殖,以自身產(chǎn)生的固氮酶固氮,為植物提供氮素營養(yǎng),供植物合成氨基酸之用。(3)參與人體物質(zhì)合成及免疫。寄生人體的某些腸道細(xì)菌能合成多種B族維生素和維生素E、維生素K(互利共生)。此外,還起著防止或排斥外來有害細(xì)菌入侵的作用。例如,大腸桿菌能分泌大腸菌素,對外來的細(xì)菌有毒害作用。(4)工業(yè)上的利用價值。工業(yè)上利用細(xì)菌發(fā)酵可生產(chǎn)醋酸、乳酸、丁醇等多種工業(yè)用品。食品工業(yè)上,酸菜、酸奶的制作原料和制作方法中,細(xì)菌起到了重要的作用。(5)污水處理與環(huán)境保護(hù)。細(xì)菌能分解污水中的有機(jī)物質(zhì),有些細(xì)菌對有毒物質(zhì)有較高耐性,能吸收、積累有毒物質(zhì),從而消除或減少污水的毒性,以保護(hù)自然環(huán)境。(6)細(xì)菌殺蟲劑的生物防治。農(nóng)業(yè)上利用細(xì)菌肥料(如根瘤菌劑)可提高土壤肥力,利用殺蟲菌粉(如青蟲菌、殺螟桿菌菌粉)防治害蟲等。在林業(yè)上常用蘇云金桿菌來防治馬尾松毛蟲、剛竹毒蛾等。(二)古細(xì)菌界古細(xì)菌是一類在分子水平上與原核和真核細(xì)胞都有所不同的特殊生物類群。古細(xì)菌是單細(xì)胞生物,通常生活在地球上極端的生境或生命出現(xiàn)初期的自然環(huán)境中,過著自養(yǎng)或異養(yǎng)生活,具有特殊的生理功能,如能夠在超高溫、高酸堿度、高鹽及無氧狀態(tài)下生存、發(fā)育與繁殖。它們具有獨(dú)特的細(xì)胞結(jié)構(gòu),古細(xì)菌形式上是細(xì)菌,但有著真核生物的內(nèi)涵。古細(xì)菌包括那些棲居在濕地、水體沉積物、反芻動物腸道中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌、極端嗜鹽細(xì)菌和極端嗜熱酸細(xì)菌等。地球上這類細(xì)菌每年共產(chǎn)生約2×1010kg甲烷氣(沼氣的主要成分),對全球碳循環(huán)起著重要的作用。嗜熱酸細(xì)菌可生活于海底火山口200~300℃的熱泉或酸性土壤中。(三)原生生物界(第三課時)原生生物有35000余種,其中包括單細(xì)胞(部分為群體)真核生物。原生生物在自然界中分布廣泛,在海水、河水、湖水、土壤、動物糞便和其他生物體內(nèi)都能生存。1、原生生物的基本特征原生生物都是真核生物。大多數(shù)原生生物是單細(xì)胞,部分種類為多細(xì)胞。它們的細(xì)胞比原核生物的細(xì)胞要大而長,可在低倍顯微鏡下觀察得到。原生生物的個體形狀多樣,如圖17,但也真核生物的特征:(1)(2)核內(nèi)染色體可以進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂。(3)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、葉綠體(植物)等。(4)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的核糖體,沉降系數(shù)為80s。有少數(shù)沒有固定的形狀,如變形蟲等。原生生物具有真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其個體較小,生命活動都是在各種細(xì)胞器中完成的。原生生物的營養(yǎng)方式三類均有:植物型營養(yǎng)又稱為自養(yǎng),通過光合作用制造營養(yǎng)物質(zhì);吞噬性營養(yǎng)或動物型營養(yǎng)又稱異養(yǎng),是將營養(yǎng)物吞入體內(nèi),將其在細(xì)胞內(nèi)消化;腐生型營養(yǎng),是通過體表滲透,吸收溶解于水中的有機(jī)物而獲得營養(yǎng)。有些原生生物為混合型營養(yǎng)方式,既能進(jìn)行植物型營養(yǎng),又能進(jìn)行動物型營養(yǎng)。原生生物的繁殖方式多樣,有無性繁殖和有性生殖。無性繁殖最普遍的是裂殖,大多為橫分裂,有些是縱分裂。有的裂殖為多核分裂繁殖。有些原生生物既可行無性生殖,也可行有性生殖。2、原生生物的種類原生生物種類繁多,在現(xiàn)代種類中,約2/3營自由生活,1/3營寄生生活。(1)類動物原生生物。類動物原生生物類群主要有鞭毛蟲類、變形蟲類、孢子蟲類和纖毛蟲類等。鞭毛蟲:運(yùn)動胞器為鞭毛,有些種類在生活史的某一階段也出現(xiàn)偽足。營養(yǎng)方式為自養(yǎng)、異養(yǎng)和混合型營養(yǎng),常以一分為二的方式進(jìn)行無性繁殖。鞭毛蟲多數(shù)以單個細(xì)胞生存,利用身體上的鞭毛來運(yùn)動。變形蟲:由于變形蟲的質(zhì)膜很薄,不能保持固定的體形,也沒有固定的運(yùn)動胞器,而是靠細(xì)胞質(zhì)的流動形成臨時性的指狀突———偽足作為運(yùn)動胞器。偽足的數(shù)目和形狀隨種類而異,有片狀、針狀和網(wǎng)狀等。偽足也是攝食的胞器,變形蟲用偽足將食物包裹進(jìn)來,納入體內(nèi)形成食物泡。變形蟲多自由地生活于自然界;也有的營寄生生活。孢子蟲:孢子蟲均營寄生生活,一般營腐生型營養(yǎng),即以滲透方式獲取營養(yǎng),因而孢子蟲的身體構(gòu)造極為簡單,無胞口、胞咽、胞肛等,有的甚至連運(yùn)動胞器也沒有,在生活史的一段時期出現(xiàn)鞭毛或偽足。孢子蟲的生活史非常復(fù)雜,無性生殖與有性生殖交替出現(xiàn),構(gòu)成世代交替。有些孢子蟲有更換宿主的現(xiàn)象。常見的孢子蟲有瘧原蟲、兔球蟲等,它們常常對人畜健康造成嚴(yán)重為害。纖毛蟲:纖毛蟲以纖毛為運(yùn)動胞器,它們是原生動物中構(gòu)造最為復(fù)雜的一類。多數(shù)有兩核,一為大核,一為小核。細(xì)胞質(zhì)特化出更為復(fù)雜的類器官等。生殖方式有特殊的接合生殖。纖毛蟲多數(shù)營自由生活,也有一些寄生的種類如結(jié)腸小袋蟲等。在像水牛這樣的反芻動物的瘤胃中共生著多種纖毛蟲,它們能將牛不能消化的纖維素轉(zhuǎn)變成能被吸收的單糖。(2)其他原生生物。其他原生生物包括一些像植物一樣營光合自養(yǎng)生活的種類和像真菌一樣營腐生生活的種類。光合自養(yǎng)的原生生物有眼蟲、雙鞭毛蟲、硅藻等。其中,雙鞭毛蟲的一些種可產(chǎn)生熒光,海洋中雙鞭毛蟲的大量繁殖可產(chǎn)生赤潮,有些種可產(chǎn)生致命的神經(jīng)毒素。硅藻的細(xì)胞形態(tài)多樣,細(xì)胞壁中含有硅,它們在海洋底大量沉積形成細(xì)碎的白色硅藻土,硅藻土可用作凈化水質(zhì)的過濾層和牙膏的添加劑等。腐生的原生生物包括黏菌等,它們生活在森林中潮濕的地面或腐敗草木上,靠分泌各種消化酶分解有機(jī)物質(zhì),再吸收進(jìn)細(xì)胞獲得營養(yǎng)。有些黏菌可集群生活,形成色彩鮮艷的紅色球狀繁殖體。(四)真菌界真菌種類繁多,已記載的約有10萬種以上。常見的絨毛狀、蜘蛛網(wǎng)狀或絮絲狀霉菌(曲霉、青霉、黑根霉等)及一些大型的蕈菌(如蘑菇、靈芝、木耳等)等都是真菌。真菌界包括真菌門和地衣門。1、真菌(1)真菌的主要特征:營養(yǎng)體:除少數(shù)單細(xì)胞真菌外,絕大多數(shù)真菌的營養(yǎng)體是由多細(xì)胞分支或不分支的絲狀體構(gòu)成。菌絲是纖細(xì)的管狀體,有隔或無隔,許多菌絲相互交織形成菌絲體。菌絲具有吸收營養(yǎng)的機(jī)能。當(dāng)環(huán)境不利于生存或在繁殖時,有的真菌的菌絲集結(jié)成團(tuán),形成堅硬的休眠體,稱為菌核。細(xì)胞壁:大多數(shù)真菌有厚而堅硬的細(xì)胞壁。某些低等真菌的細(xì)胞壁成分為纖維素,高等真菌細(xì)胞壁的主要成分為幾丁質(zhì)。細(xì)胞器:真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)比較完整,一般都有分化明顯的細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡等細(xì)胞器,但無光合色素和葉綠體,不能進(jìn)行光合作用。營養(yǎng):真菌是異養(yǎng)真核生物,其營養(yǎng)方式有腐生和寄生兩種。寄生:凡從活的動物、植物體吸收養(yǎng)分;腐生從死的動物、植物體以及從無生命的有機(jī)物質(zhì)中吸取養(yǎng)料。有些真菌只能寄生,稱為專性寄生。有的真菌只能腐生,稱為專性腐生。以寄生為主兼腐生的稱為兼性腐生。以腐生為主兼寄生的稱為兼性寄生。(2)真菌的主要類群:真菌分為5個類群。鞭毛菌鞭毛菌多數(shù)水生。水生的腐生菌常見于植物殘體上,或魚類和昆蟲尸體殘骸上;水生的寄生菌常寄生于藻類、蕨類、魚類、水生小動物以及其他水生真菌上,也有侵染種子植物的種類,極少數(shù)為海洋種類。接合菌接合菌菌絲無隔,是從水生向陸生發(fā)展的一個過渡類群。接合菌多為腐生,少數(shù)寄生。圖18黑根霉(RhizopusnigricansEhr)常見的種類如匍枝根霉(也稱為黑根霉或面包霉,圖18),常腐生在面包及日常食品上,或混雜在培養(yǎng)基中,因而被認(rèn)為是實驗室中的“雜草”。甘薯軟腐病也是根霉引起的,菌絲體分泌甘薯中的果膠酶,分解其細(xì)胞壁,感染部位迅速腐爛,形成黑斑。又如根霉和毛霉含大量的淀粉酶,能將淀粉分解為葡萄糖,該糖化作用是釀酒過程的第一步,釀酒的第二步是由酵母菌進(jìn)行發(fā)酵作用,把葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖?。釀酒業(yè)必須先利用毛霉和根霉制成的酒曲,再利用酵母菌釀酒。根霉和毛霉還能產(chǎn)生脂肪酶,分解脂肪,使羊毛脫脂,軟化羊皮??偁蠲购鞍酌?,民間常用來做豆腐乳。蟲霉寄生在昆蟲體內(nèi),產(chǎn)生蟲菌體,能殺死害蟲。生物防治常用蚜蟲霉防治蚜蟲,蚊蟲霉防治蚊子等。子囊菌子囊菌是真菌中種類最多的一類,約30000余種。除酵母菌類為單細(xì)胞外,絕大部分都是多細(xì)胞有機(jī)體。子囊菌分布很廣,寄生在植物上,能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)植物患嚴(yán)重病害。在枯枝落葉、朽木上或土壤中,能形成中型和較大型子實體。子囊菌的用途很多,酵母用于造酒、發(fā)面包、食用;曲霉(Aspergillus)用于糖化、食品加工等;青霉(Penicillium)的一種(P。notatum)用于生產(chǎn)青霉素等。但是,霉菌也有引起植物病害和衣物污損的種類,如黃曲霉(A。flavaus)污染花生,產(chǎn)生黃曲霉素,這是一種強(qiáng)致癌物質(zhì),因此,霉變的花生不能食用。圖19擔(dān)子菌代表擔(dān)子菌擔(dān)子菌是一群類型多樣的陸生高等真菌,都是多細(xì)胞有機(jī)體,有22000多種。多數(shù)種類是植物專性寄生菌和腐生菌,有的可食用、藥用,也有有毒種類,與人類關(guān)系很密切(圖19)。擔(dān)子菌中有很多是大型真菌。我們食用的菇類、銀耳、木耳,藥用的靈芝、茯苓等都是擔(dān)子菌,它們又被稱為食用菌。有些擔(dān)子菌則是植物的病原體,如寄生性真菌麥銹(病)菌,有些菇蕈含有劇毒物質(zhì),誤食立即致死。半知菌半知菌菌絲體發(fā)達(dá),菌絲有隔,約有26000余種,其中約有300種是農(nóng)作物和林木的病原菌,還有一些種類是引起人類和動物皮膚病的病原菌,如引起灰指甲、腳癬和人的頭癬等的半知菌。2、地衣地衣是真菌和藻類的復(fù)合體,由真菌和藻類中的綠藻或藍(lán)藻等形成,約有26000種。地衣的幾種類型中藻類的主要作用是制造食物,其藻菌光合營養(yǎng)物供給真菌,真菌主要起保護(hù)作用,并吸取水分和礦質(zhì)供給藻類。通常一種地衣與一種藻類共生,有的也具兩種共生藻類。按照它們的外部形態(tài)可以分3種類型(圖110):(1)(2)葉狀地衣:為扁平葉狀,邊緣卷曲,以假根狀菌絲附著于基質(zhì)上,易于剝離。(3)枝狀地衣:生于樹枝上,下垂如須,生于巖石或土壤表面,在基質(zhì)上呈直立狀。地衣可以生活在別的生物難以生存的惡劣環(huán)境中,從而分布廣泛,在干燥的巖石上可看到灰白、暗綠、淡黃、鮮紅等多種顏色。由于地衣能在巖石上生長,加速巖石的風(fēng)化,促進(jìn)土壤的生成,因而被譽(yù)為生命的先驅(qū),是其他生物生存的先導(dǎo)。地衣的用途也很多,有的可食用,有的可藥用;有的可作為化工原料和香料,有的可作為飼料;還有的可用于大氣的生物監(jiān)測,或用作酸堿指示劑,如石蕊。另一方面,它們也會對樹木造成為害。(五)植物界(第四課時)植物在地球上分布極廣。植物界包括多細(xì)胞的藻類、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中,藻類植物、苔蘚植物和蕨類植物通過產(chǎn)生孢子繁殖后代,稱之為孢子植物;裸子植物和被子植物通過種子繁殖后代,稱之為種子植物。藻類和苔蘚植物沒有真正的根、莖、葉分化,沒有起支持作用的維管組織,我們稱之為低等植物;從蕨類開始,植物有了根、莖、葉的分化,并具有真正的維管組織,因此,我們將蕨類植物、裸子植物和被子植物稱為高等植物。植物具有含纖維素的細(xì)胞壁,有固定的形態(tài)。除一些藻類外,絕大多數(shù)植物常為綠色,能夠利用太陽光進(jìn)行光合作用而營自養(yǎng)生活。常見的植物包括一年生草本植物和多年生木本植物。種子植物的營養(yǎng)器官包括根、莖、葉三部分,繁殖器官包括花和果實。以下介紹植物的主要類群。1、多細(xì)胞藻類植物藻類是光能自養(yǎng)型的生物。人們將單細(xì)胞真核藻類劃分至原生生物界,將多細(xì)胞藻類劃歸植物界。植物界的藻類絕大多數(shù)水生(淡水或海水)。藻類植物體具有多種形態(tài)類型,如絲狀、片圖111海帶孢子體及其切面放大狀和管狀體等,都沒有分化出根、莖、葉,有的具有假根,因而它是葉狀體植物,是植物界的低級類型。藻類植物的細(xì)胞是真核細(xì)胞,具有核膜、核仁。因葉綠素和其他色素的比例不同,而呈現(xiàn)不同的顏色。藻體絕大多數(shù)很微小,但有少數(shù)為大型藻類,2、苔蘚植物苔蘚植物是植物從水生到陸生發(fā)展的過渡性的陸生植物,多生活在潮濕的地方。我們通常圖112苔蘚植物的代表看到的綠色苔蘚植物是它們的配子體。配子體有假根和類似莖葉的分化,簡單的種類呈扁平的葉狀體。由于體內(nèi)無維管組織支持,實質(zhì)上為擬莖葉體,因此植物總是矮小的,體高僅幾厘米。苔蘚植物分成苔類和蘚類。地錢(Marchantiapolymorpha)為苔類的代表植物(圖112)。其生長平行于地面,葫蘆蘚(Funariiahygrometica)為蘚類代表植物(圖112),多生于有機(jī)質(zhì)豐富、含氮肥較多的濕土及墻角磚縫間。苔蘚植物對改善自然環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)都有重要意義。它是繼地衣之后登上陸地的先鋒之一,具有很大的吸水和適濕特性,對固土保水、防止水土流失和植物群落的初生演替具有重要意義。它能夠分泌酸性物質(zhì)促進(jìn)巖石分化,能吸收大氣里的硫,某些種對大氣中的SO2、HF敏感,可用作監(jiān)測環(huán)境的指示植物。不少種類如大金發(fā)蘚等可作藥用,有敗毒止血及抗菌作用,也是觀賞園藝發(fā)掘的資源植物之一。3、蕨類植物蕨類植物常生于陸地陰濕處,喜淡水,次熱帶和亞熱帶地區(qū)為其分布中心。蕨類植物起營養(yǎng)作用的孢子體和起生殖作用的配子體均可獨(dú)立生活,但孢子體發(fā)達(dá),有真正的根、莖、葉的分化(圖113)。蕨類孢子體的根多數(shù)為有吸收功能的不定根,莖為根狀莖或直立莖,葉既有葉脈分支的大型葉,又有不具葉脈的小型葉;從功能上又可分為營養(yǎng)葉和孢子葉,孢子葉能產(chǎn)生孢子囊和孢子。孢子囊是無性生殖器官,生于莖梗、葉腋或葉背面,孢子囊單生或群集成孢子囊群,有些集聚于枝頂成球狀或穗狀,稱為孢子葉球(或孢子葉穗)。圖113蕨類植物的代表蕨類植物的孢子體具有維管系統(tǒng),起著植物體內(nèi)輸導(dǎo)和支持的作用,使枝葉內(nèi)的光合產(chǎn)物能快捷地被輸送到根部,同時根部吸收的水分和礦質(zhì)營養(yǎng)物能源源不斷地供應(yīng)枝葉。此外,蕨類植物的孢子體有根,能深入土壤吸收水分和礦質(zhì)元素;有發(fā)達(dá)的葉,能進(jìn)行光合作用。這些特性都使蕨類植物能較好地適應(yīng)陸地生活。蕨類植物分布廣泛,是古老的植物。從志留紀(jì)就有了蕨類。現(xiàn)在生活的蕨類約在10000種以上?,F(xiàn)在常見的種類有芒萁(Dicranopterisdichotoma)、木賊(Equisetumramosissimum)。另外,桫欏也是蕨類植物的活化石。蕨類的用途廣泛,是重要的工業(yè)原料,如用于制造火箭、照明彈等的引火燃料。有些是優(yōu)質(zhì)的肥料和飼料,如滿江紅與固氮藍(lán)藻共生能肥田,增產(chǎn)效果明顯,也是豬鴨等家畜、家禽的好飼料。有些種類是重要的中草藥,如貫眾的根莖入藥能解毒治流感、腹痛;江南卷柏可治濕熱黃疸。蕨的根狀莖可加工成淀粉,幼葉可食用。另外,它還是極富觀賞價值的觀葉植物,常用于插花和盆景。圖114裸子植物的代表4、裸子植物裸子植物是介于蕨類植物和被子植物之間的一類高等植物,常見的為多年生木本,具有維管束,能產(chǎn)生種子。是常綠植物或落葉植物,葉針形、線形或鱗形,極少為闊葉。裸子植物的胚珠裸露,孢子葉聚集成球花或球果,單性雌雄同株或異株(圖114)。裸子植物可借助風(fēng)力傳粉,受精過程完全擺脫了水的限制。它們和蕨類植物相比,其孢子體更加發(fā)達(dá),配子體則非常退化,而且不能獨(dú)立生活。裸子植物在志留紀(jì)開始出現(xiàn),中生代十分繁茂,種屬很多,許多種類已滅絕?,F(xiàn)存的裸子植物只是歷史遺留的一部分,有12科,71屬約800余種。常見的裸子植物有蘇鐵(也稱為鐵樹)、銀杏、杉木、馬尾松、側(cè)柏等。裸子植物是重要的用材樹種,廣泛用于建筑木材、造紙、交通、家具等各個方面。它既是重要的工業(yè)原料植物,又是綠化、觀賞的重要樹種。如雪松、南洋杉、巨杉、水杉和銀杏等,在美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、保持水土、吸收CO2及保持生態(tài)平衡方面有重要作用。銀杏等裸子植物還具有重要的藥用價值。5、被子植物被子植物長于陸地,并且是陸地植物的優(yōu)勢類群。它也是自新生代以來最高級、最繁盛、對陸生環(huán)境適應(yīng)得最好的植物類群。其廣泛的適應(yīng)性與它結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和完善分不開的。被子植物可分為木本、草本兩大類。維管束中的木質(zhì)部內(nèi)有導(dǎo)管和木纖維等,韌皮部有篩管、伴胞以及韌皮纖維等。其他組織的分化程度高,也很精細(xì),輸導(dǎo)功效都很高。被子植物具有真正的花,又被稱為有花植物(圖115)。胚珠不裸露,有子房包被,受精后子房發(fā)育成果實,胚珠發(fā)育成種子,種子得到了很好的保護(hù)。被子植物約25萬種,分為單子葉植物和雙子葉植物。單子葉植物常見的有水稻、小麥、玉米、竹子、百合、蘭花等。雙子葉植物常見的有棉花、煙草、大豆、月季、玉蘭、毛白楊等。被子植物對人類的生存和發(fā)展至關(guān)重要。它們的根、莖、葉、花、果實、種子給人類提供了豐富的給養(yǎng)和能源,如糧食、蔬菜、水果、油料、糖、煙、酒、茶、纖維、藥材及香料等產(chǎn)品,人們的衣食住行等各種用品幾乎都直接或間接地來源于被子植物。圖115被子植物代表(六)動物界圖116動物界的主要門類及其進(jìn)化關(guān)系1、動物的基本特征顧名思義,動物最基本的特征就是能夠自主移動。動物都是異養(yǎng)生物,它們以植物、微生物或其他動物作為營養(yǎng)來源。與此相適應(yīng),動物界逐步分化出行使特定功能的基本組織,即上皮組織、結(jié)締組織、肌肉組織和神經(jīng)組織。這些組織又形成不同的器官系統(tǒng),執(zhí)行不同的功能。皮膚系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)具有保護(hù)、支持和運(yùn)動的功能;運(yùn)動系統(tǒng)擴(kuò)大了動物的生活圈,使動物能夠在更大的范圍內(nèi)取食、交配和避敵;消化系統(tǒng)將攝取的食物進(jìn)行消化吸收,然后通過血液循環(huán)系統(tǒng)輸送給全身各處的細(xì)胞;呼吸系統(tǒng)和排泄系統(tǒng)使動物能夠與環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換和排除廢物,并維持動物體內(nèi)的鹽水平衡;生殖系統(tǒng)使動物的種族得以延續(xù)和擴(kuò)大,各個器官系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和控制下彼此保持著高度的統(tǒng)一,并使動物與外界環(huán)境相適應(yīng)。這些獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使動物具有完備的生理功能和復(fù)雜的行為能力。2、動物的分類目前發(fā)現(xiàn)的動物約有150多萬種,分為35門,其中常見的有:海綿動物門、腔腸動物門、扁形動物門、線形動物門、環(huán)節(jié)動物門、軟體動物門、節(jié)肢動物門、棘皮動物門、原索動物門和脊索動物門。動物界的主要門類及其進(jìn)化關(guān)系如圖116。這里重點(diǎn)介紹扁形動物、節(jié)肢動物和脊索動物。(1)扁形動物。扁形動物是最早出現(xiàn)兩側(cè)對稱和中胚層的動物。其身體扁平,兩側(cè)對稱,出現(xiàn)了前、后,左、右和背、腹的分化,在功能上也相應(yīng)有了分工:腹面主要承擔(dān)運(yùn)動和攝食的功能,背部起保護(hù)作用,神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官向前集中,有利于對多變的環(huán)境產(chǎn)生及時而迅速的反應(yīng),運(yùn)動也由不定向趨于定向,同時也促進(jìn)了腦的分化和發(fā)展。兩側(cè)對稱的身體,使動物不僅能游圖11如三角真渦蟲(圖117)。從扁形動物開始,出現(xiàn)了中胚層。中胚層的出現(xiàn)引起了生物體組織、器官和系統(tǒng)的分化。從進(jìn)化的角度來看,為動物從水生生活進(jìn)入陸生生活創(chuàng)造了條件。扁形動物部分營自由生活,多數(shù)寄生。營寄生生活的扁形動物不少是以人和動物為寄主的吸蟲類和絳蟲類。常見的種類有華枝睪吸蟲(Clonorchissinensis),成蟲寄生于人、貓、狗的肝管和膽囊,引起肝臟疾病。日本血吸蟲(Schistosomajaponica)成蟲寄生于人和家畜的靜脈血管和腸系膜中,為害極大。(2)節(jié)肢動物。節(jié)肢動物對生活環(huán)境有高度的適應(yīng)能力,是動物界中種類最多、數(shù)量最大、分布最廣的一類動物。在人們?nèi)粘I钪?,幾乎無時無刻不和它們接觸。現(xiàn)在已知的節(jié)肢動物在100萬種以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他各種動物的總和,而實際的數(shù)目肯定還不止于此。節(jié)肢動物的身體由許多體節(jié)組成,但體節(jié)數(shù)顯著減少且愈合。身體分化為頭、胸、腹三部分(圖118)。在有些種類,這三部分也有不同程度的愈合。頭部是感覺和攝食的中心,胸部是運(yùn)動的中心,腹部是營養(yǎng)和生殖的中心。圖118棉蝗外形節(jié)肢動物體具有復(fù)雜的附肢,而且附肢也分為許多節(jié)。節(jié)與節(jié)之間均以關(guān)節(jié)相連,運(yùn)動極為靈活,用于游泳和爬行,并適于多種功能,如感覺、捕食、呼吸和生殖等。節(jié)肢動物體表具有由表皮分泌形成的幾丁質(zhì)外骨骼,有效地保護(hù)了身體,并防止體內(nèi)水分蒸發(fā),使其高度適應(yīng)陸生環(huán)境。由于外骨骼堅硬,限制了體軀的增長,因此節(jié)肢動物在生長過程中需要蛻皮,即蛻去原來較小的外殼,再長出新的。節(jié)肢動物的肌肉很發(fā)達(dá),附著在外骨骼的內(nèi)壁上。常見的節(jié)肢動物有對蝦(Penaeusorientalis)、螃蟹、蜘蛛、蝎子(Scorpio)、蜈蚣(Scolopendra)、馬陸(Julus)、知了、蝗蟲等。昆蟲的特征:①分頭、胸、腹三部分。②頭部有復(fù)眼、觸角和口器。③胸部有三對足,一般有兩對翅。節(jié)肢動物門中的昆蟲綱與人類的關(guān)系非常密切。很多昆蟲危害農(nóng)作物及森林果樹,破壞建筑物等。也有很多昆蟲對人類有益,如可傳播花粉,使果樹多結(jié)實;有些昆蟲如蜜蜂可釀蜜;還有一些昆蟲如蠶、白蠟蟲、紫膠蟲可提供重要的工業(yè)原料。(3)脊索動物。脊索動物是動物界中最高等的類群。它們的身體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機(jī)能完善,生活方式多樣。少數(shù)種類在幼體或終生具有脊索,大多數(shù)種類僅在胚胎時期具有脊索,故稱脊索動物(圖119)。脊索動物的各類動物差異很大,但它們具有3個共同的特征:圖119柱頭蟲、海鞘和文昌魚脊索脊索位于消化道背面,是一條支持身體的棒狀結(jié)構(gòu),由富含液泡的細(xì)胞所組成,外包有脊索鞘,使脊索具有一定的硬度和彈性,起支撐作用,成為原始的中軸骨骼。低等脊索動物的脊索終生存在,或僅存在于幼體階段。高等脊索動物的脊索僅存在于胚胎期,隨后被起源于中胚層的脊椎骨組成的脊柱所代替。生物學(xué)家常將動物分為具有脊椎骨的脊椎動物和無脊椎骨的無脊椎動物。神經(jīng)管神經(jīng)管是原始的中樞神經(jīng)系統(tǒng),位于脊索背面,是一條中空的神經(jīng)索,與無脊索動物位于身體腹部的實心神經(jīng)索不同。脊椎動物的神經(jīng)管前端發(fā)育為大腦,后端發(fā)育為脊髓。咽鰓裂位于消化道前段的咽部兩側(cè),是左右成對排列、數(shù)目不等的裂孔,直接或間接與外界相通,稱為咽鰓裂,為呼吸器官。低等水生動物的鰓裂終生存在,高等陸生動物的鰓裂僅存在于胚胎發(fā)育早期,幼體出生后用肺呼吸。脊索動物分為四個亞門,即半索動物亞門、尾索動物亞門、頭索動物亞門和脊椎動物亞門。前三個亞門為海棲脊索動物。半索動物脊索短,僅為咽部向前伸出的一條盲管,稱為口索,在身體背部還有一條背神經(jīng)索,神經(jīng)索內(nèi)出現(xiàn)腔隙,是背神經(jīng)管的雛形,如柱頭蟲(Balanoglossus)。尾索動物的脊索只存在幼體尾部,成體有被囊,如海鞘(Ascidia)。成體海鞘的外形像一個壺,附著在巖石、貝殼等物上,營固著生活。身體表面有一層粗糙堅厚的被囊,具有保護(hù)功能。頭索動物終生具有脊索、神經(jīng)管、咽鰓裂。這一亞門的種類很少,約有30種,如文昌魚(Branchiostoma)(圖119)。文昌魚生活在淺海沙灘里,營底棲生活,平常很少活動,而是將頭鉆入沙中,只露出口前端,借水流攝取藻類食物,有時也側(cè)臥在水底,夜間較活躍。文昌魚有一定的經(jīng)濟(jì)價值和科學(xué)研究價值。我國廈門的文昌魚產(chǎn)量最為豐盛。脊椎動物亞門是動物界發(fā)展到最高等的類群。脊椎動物具有發(fā)達(dá)而集中的神經(jīng)系統(tǒng),背部有一系列脊椎骨組成的脊柱,脊柱與其前端分化的頭骨組成了中軸骨骼,具有支持和保護(hù)作用。脊椎動物的水生種類用鰓呼吸,陸生種類用肺呼吸。其類型及其進(jìn)化關(guān)系如圖120。現(xiàn)代人屬于脊椎動物亞門、哺乳動物綱(Mammalia)、靈長目(Primates)、人科(Hominidae)、人屬(Homo)、智人種(Homosapiens)。圖120脊椎動物的類型及其進(jìn)化關(guān)系◆習(xí)題與答案:一、填空題:(1)真菌沒有,這是它與植物最主要的不同之處。(2)地衣按其形態(tài)可分為、和三種類型。(3)地衣是真菌與的復(fù)合體。(4)種子植物包括植物和植物兩大類群。(5)節(jié)肢動物主要由、、三組成。(6)生物分類分為和自然分類法兩大類,前者主要根據(jù),后者主要根據(jù)。(7)細(xì)菌的運(yùn)動器官是,細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分是。(8)按六界分類系統(tǒng),原核生物分為界和界;真核生物分為、、和。而沿用了100多年的林奈分類系統(tǒng),把生物分成和這兩界。2.簡答生物六屆分類系統(tǒng)的形成過程。3.原核生物、真核生物有哪些主要特征?4.簡答真細(xì)菌與人類的關(guān)系。5.病毒有哪些主要特征?6.簡答昆蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。7.如何區(qū)別真菌、植物和動物?◆答案:1、答:(1)葉綠體;(2)殼狀地衣,葉狀地衣,枝狀地衣;(3)藻類;(4)祼子,被子;(5)頭、胸、腹;(6)人為分類法,生物的某些形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能、習(xí)性、生態(tài)或經(jīng)濟(jì)用途的認(rèn)識將生物進(jìn)行分類,生物親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近和演化發(fā)展的本質(zhì)聯(lián)系;(7)鞭毛,肽聚糖;(8)真細(xì)菌,古細(xì)菌,原生生物界,真菌界,植物界,動物界,植物,動物。2、答:(1)1735年林奈把生物分成植物和動物兩個界;(2)1860年霍格等將單細(xì)胞真核生物單獨(dú)劃為原生生物界;(3)1938年科普蘭提出將這類生物再單獨(dú)劃為原核生物界;(4)1969年,惠特克提出五界系統(tǒng),即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、動物界;(5)1979年,我國著名生物學(xué)家陳世驤等主張,具有生命特征的非細(xì)胞生物也應(yīng)獨(dú)立成一界———病毒界;(6)沃茲和沃爾夫于1987年提出六界分類系統(tǒng)。3、答:原核生物的特征:(1)細(xì)胞核無核膜、核仁,DNA上無結(jié)合的組蛋白。(2)無染色體,沒有有絲分裂過程和有性生殖過程。(3)細(xì)胞內(nèi)不含線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、質(zhì)體等細(xì)胞器,胞壁主要成分為肽聚糖。(4)細(xì)胞質(zhì)中核糖體沉降系數(shù)為70s。真核生物的特征:(1)(2)核內(nèi)染色體可以進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂。(3)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、葉綠體(植物)等。(4)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的核糖體,沉降系數(shù)為80s。4、答:(1)細(xì)菌與疾病;(2)根瘤菌的固氮作用;(3)參與人體物質(zhì)合成及免疫;(4)工業(yè)上的利用價值;(5)污水處理與環(huán)境保護(hù);(6)細(xì)菌殺蟲劑的生物防治。;5、答:病毒是一類非細(xì)胞生物,體積很小、嚴(yán)格地寄生于細(xì)胞內(nèi)的和結(jié)構(gòu)十分簡單的生物物質(zhì)。它由核酸和蛋白質(zhì)組成。DNA或RNA位于蛋白質(zhì)內(nèi)部,蛋白質(zhì)組成病毒的外殼;外殼與核酸共同組成病毒顆粒。6、答:昆蟲的特征有。①分頭、胸、腹三部分。②頭部有復(fù)眼、觸角和口器。③胸部有三對足,一般有兩對翅。7、答:葉綠體細(xì)胞壁營養(yǎng)方式自由移動真菌無有(低等)纖維素、(高等)幾丁質(zhì)寄生、腐生不能植物有有,主要是纖維素絕大多數(shù)自養(yǎng)不能動物無無異養(yǎng)能◆板書第三節(jié)生物六界分類系統(tǒng)一、生物的分界二、病毒DNA或RNA位于蛋白質(zhì)內(nèi)部,蛋白質(zhì)組成病毒的外殼不能獨(dú)立存活,只能活在寄主細(xì)胞中三、生物六界系統(tǒng)(一)真細(xì)菌界原核生物的特征:1、無核膜、核仁,DNA上無結(jié)合的組蛋白。2、無染色體3、不含線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、質(zhì)體等,胞壁——為肽聚糖。4、核糖體沉降系數(shù)為70s。(二)古細(xì)菌界單細(xì)胞生物(三)原生生物界1、都是真核生物2、原生生物的種類(四)真菌界真菌界包括真菌門和地衣門。1、真菌(1)真菌的主要特征:(2)真菌的主要類群:2、地衣(五)植物界孢子植物——藻類植物、苔蘚植物和蕨類植物種子植物——裸子植物和被子植物低等植物——藻類和苔蘚植物高等植物——蕨類植物、裸子植物和被子植物3、蕨類植物4、裸子植物5、被子植物約25萬種被子植物可分為木本、草本兩大類。被子植物還分為單子葉植物和雙子葉植物。(六)動物界1、動物的基本特征2、動物的分類約有150多萬種,分為35門,常見的有:海綿動物門、腔腸動物門、扁形動物門、線形動物門、環(huán)節(jié)動物門、軟體動物門、節(jié)肢動物門、棘皮動物門、原索動物門和脊索動物門。(1)扁形動物(2)節(jié)肢動物。是動物界中種類最多、數(shù)量最大、分布最廣的一類動物。在100萬種以上,(3)脊索動物。脊椎動物的水生種類用鰓呼吸,陸生種類用肺呼吸。課后評價與思考:【課題】第二章生命的構(gòu)成第一節(jié)
生命的物質(zhì)組成第二節(jié)生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)——細(xì)胞【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能:1、了解組成生物體的化學(xué)元素,掌握構(gòu)成生物體的化合物。2、了解細(xì)胞形態(tài)和大小,理解真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。3、理解細(xì)胞分裂的三種方式,掌握有絲分裂的過程。過程與方法:通過對組成生物體的化學(xué)元素,構(gòu)成生物體的化合物介紹,培養(yǎng)學(xué)生思維能力,使學(xué)生能正確進(jìn)行思考分析;通過教學(xué)掛圖和幻燈片的使用,加深學(xué)生對本章節(jié)內(nèi)容的理解,從而使學(xué)生從微觀的世界了解宏觀的生命,并輔以習(xí)題訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。情感態(tài)度與價值觀:通過對有關(guān)知識的講解、結(jié)合學(xué)生思考、討論,一使學(xué)生從科學(xué)的角度認(rèn)識生命,增強(qiáng)學(xué)生珍惜生命、熱愛生命的人生價值觀;二使學(xué)生從生物的角度了解生命的起源,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探索精神,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。【教學(xué)重點(diǎn)】細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及有絲分裂?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】細(xì)胞的分裂方式。【課時安排】2學(xué)時【教學(xué)方法】借助課件及圖片展示,進(jìn)行課堂講授,幫助學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容?!窘虒W(xué)過程】第二章生命的構(gòu)成第一節(jié)生命的物質(zhì)組成一、組成生物體的化學(xué)元素細(xì)胞是構(gòu)成生物體結(jié)構(gòu)與功能的基本單位。它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)雖存在一定的差異,但其化學(xué)組成基本上是相似的。含量最高:4種,C、H、O、N,約占其細(xì)胞總量的90%左右,是組成各種有機(jī)物的主要成分。其他含量較高的元素有:S、P、Na、K、Ca、Mg、Fe、Cl等。以上這12種元素約占細(xì)胞質(zhì)量的99%。微量元素:Cu、B、Mn、Si、Zn等,也是生命活動過程中起重要作用的元素。二、構(gòu)成生物體的化合物(一)無機(jī)化合物1水生物體一切生命活動都是在水中進(jìn)行的,可以說,沒有水就沒有生命。水在所有的活細(xì)胞中是含量最高的化合物,水約占細(xì)胞質(zhì)量的65%~95%。不同的生物細(xì)胞、不同的組織和器官中含水量是不同的。如干燥的植物種子10%~14%水生動物海蜇98%成年人的肌肉76%。水在細(xì)胞中有兩種不同的存在方式:游離水和結(jié)構(gòu)水。大部分水是以游離水的形式存在,可以流動,作為細(xì)胞中無機(jī)離子和其他物質(zhì)的溶劑參與代謝的物質(zhì)運(yùn)輸。少量的水則可以和其他物質(zhì)結(jié)合在一起,成為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一部分,稱為結(jié)構(gòu)水。2無機(jī)鹽含量很少,約占細(xì)胞質(zhì)量1%~1.5%,一般都是以離子態(tài)存在于細(xì)胞中。含量較多的陽離子:Na+、K+、Mg2+、Ca2+含量較多的陰離子:Cl-、PO3-4、HCO3-無機(jī)鹽作用:1、酶反應(yīng)的重要因素:
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