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第一单元我们身边的生命世界【教学素材】显微镜的发明17世纪70年代的时候，荷兰德尔夫市有一位看门人，叫列文虎克。之前列文虎克可跟别人学过磨制眼镜片的手艺。因此，一有空闲，他就喜欢磨磨镜片。有一天，他透过两片透镜惊奇的发现，镜片后的一枚铁钉变大了，列文虎克不敢相信自己的眼睛，拿起铁钉仔细看，发现它又变回了原样。再放到两片透镜后去看，铁钉又变大了。列文虎克恍然大悟，原来是两片镜片在起作用！后来，列文虎克做了一个金属支架和一个小圆筒，把两个透镜分别装在圆筒的两头，还安上了旋钮，以便调节透镜之间的距离。世界上第一台显微镜就这样制成了。列文虎克不仅仅发明了世界上第一台显微镜，他还是世界上第一个用显微镜观察细菌的人。积叶成书元末明初，有位乡村教师叫陶宗仪，因家境贫寒，在教学之余下田耕作。休息时便把教学心得和诗作、见闻写到伸手捡到的干树叶上，然后把他们放进一口瓮里，装满了就埋在一棵树下。10年后，他让学生挖出10个装满树叶的瓮，并将树叶上的文字整理成一部书，叫《南树辍耕录》，共30卷。可谓“积叶成书”。连理枝的形成“在天愿做比翼鸟，在地愿做连理枝”这是唐代诗人白居易所作《长恨歌》中的名句。连理枝是只两棵树的枝干合生在一起。北京故宫御花园里钦安殿浮碧亭的旁边就是这样合生的树。连理枝在自然界中是罕见的，相邻的两棵树的枝干为什么可以长的相依在一起呢？在树皮和木质部之间是形成层，这层细胞有很强的向外和向内的分裂作用，细胞分裂，增生了许多新细胞，就会使树干长粗。如果两棵树在有风的天气里，树干相互磨，把树皮磨光了，到无风的时候，两条枝挨近，形成层就密结一起，相互增生了新细胞，就会长在一起，越是靠的紧，就越容易长在一起。古人从自然界里看到了连理枝的形成，就创造了人工嫁接的方法。人工嫁接是将一种植物的芽或枝割下来（叫接穗），同时将另一种植物的树皮割一切口，露出形成层（叫砧木）。这样使接穗和砧木的形成层密接，用麻绳捆扎起来，过些日子就长在一起了。花的象征世界上的节日何其多，节日何处不飞花？1906年5月9日，美国的安娜查韦斯的母亲不幸逝世，她感怀母爱的伟大，倡议发起了纪念母亲的活动，并把一枝康乃馨献给母亲。1914年5月7日美国国会通过决议，确定每年5月的第二个星期日为母亲节。每到这一天，人们佩戴康乃馨，向健在的母亲鲜红花，向已故的母亲献白花。在我国，随着人们生活水平的提高和审美观的变化，鲜花已越来越多得用来作为人们交往的高尚礼品。以花喻意，以花言志，以花表情等以成为人们的时尚。看望长辈，宜选用梅花、万年青、君子兰，表示尊敬、长寿、颂德之意。看望病人，宜选用马蹄莲、满天星、兰花、米兰等，使人怡情静心祝愿康复。庆祝朋友生日，赠送象牙花、石榴花、红月季等，祝愿万事如意，前程似锦。贺婚礼应选择百合、牡丹、一串红、月季等，祝愿百年好和、永远相爱。表示爱情，多用玫瑰；表示悼念、惋惜，宜用淡雅肃静的菊花、马蹄莲、白丁香等。奇妙的动物防身术世界上生活着100多万种动物，尤其是那些弱小的类群，它们所以能逐代繁衍，幸运的度过亿万年，其中一个重要的原因是因为他们有各种各样的防身术。在自然界中，各种体色不同的动物常和它栖息的周围环境十分协调一致。比目鱼堪称“变色奇鱼”，它的变色行为极为奥妙。科学家做过这样的实验：先在鱼缸底面画上黑白相间、好象国际象棋棋盘的格子，然后把比目鱼放进去。过了不多久，比目鱼的背面便布满棋盘格似的斑点，酷似棋盘。再把比目鱼放入缸底一片纯白的鱼缸中，它背上的棋盘格似的斑点又消失了。有些动物的体形混同于周围的环境，可以隐身。如，竹节虫细长的身体，好象竹节一样长着好多竹节，在竹节上停留时酷似竹节，食虫鸟很不容易发现它。有些蝶类的翅上长着很大的眼斑。当食虫鸟迫近时，它会突然展开两翅，露出眼斑，很象雀鹰的眼睛。掠食的小鸟一见眼斑，就好象遇到雀鹰一般，惶然而去。我国的鸟类资源全世界现存鸟类约有56个科9000多种。我国有81个科，1244种，占世界鸟类总数的14%，比多鸟的印度还多，也比澳大利亚多，超过整个欧洲、整个北美洲，是世界上鸟类最多的国家。我国雉科的野生种（各种野鸡）有56种，约占雉科的五分之一；全球共有15种鹤，我国就有8种，占60%；全世界共有画眉科46种，我国便有34种，占74%。我国不仅鸟的种类多，而且有许多珍贵的特产种类。例如，羽毛绚丽的鸳鸯、相思鸟；产于山西、河北的褐马鸡，甘肃、四川的蓝马鸡，西南的锦鸡，台湾省的黑长尾雉和蓝腹鹇，我国中部的长尾雉，东南部的白颈长尾雉，还有黄腹角雉和绿尾红雉，等等。尚有不少鸟类，虽不是我国特产，但主要产于我国境内，如丹顶鹤和黑颈鹤等。生物分类学的历史人类在很早以前就能识别物种，给以名称。我国汉初的《尔雅》把动物分为虫、鱼、鸟、兽4类。虫包括大部分无脊椎动物；鱼包括鱼类、两栖类、爬行类等低级脊椎动物及鲸和虾、蟹、贝类等；鸟是鸟类；兽是哺乳动物。这是中国古代最早的动物分类。16世纪，李时珍在他的《本草纲目》一书中将植物分为五部，即草部、谷部、菜部、果部和木部；将动物也分为五部，即虫部、鳞部、介部、禽部和兽部；人另属一部，即人部。古希腊哲学家亚里士多德采取性状对比的方法区分物类，如根据血液的有无，把动物区分为有血液的动物和无血液的动物；根据血液的冷热区分为热血动物和冷血动物；根据动物的运动方式把动物分为天上飞的、水里游的和陆地上运动的。他把动物按构造的完善程度依次排列，给人以自然阶梯的概念。近代分类学诞生于18世纪，它的奠基人是瑞典植物学者林奈。林奈为分类学解决了两个关键问题：第一是建立了双名法，每一物种都给以一个学名，由两个拉丁文词汇所组成，第一个代表属名，第二个代表种名。第二是确立了阶元系统，林奈把自然界分为植物、动物和矿物三界，在动植物界下，又设有纲、目、科、属、种五个级别，从而确立了分类的阶元系统。由于林奈的进化观点不是很明显，因而对分类学影响不大。直到1859年，达尔文的《物种起源》出版以后，进化思想才在分类学中得到贯彻，人们逐渐认识到现存的生物种类和类群的多样性，乃是由古代的生物经过几十亿年的长期进化而形成的，各种生物之间存在着不同程度的亲缘关系，分类研究不仅应考虑到生物的形态结构、功能、生态等，更要考虑到生物之间的亲缘关系和演化历史，将分类系统形成生物系谱的系统分类学、自然分类学由此诞生。中国生物多样性价值39.33万亿根据《中国生物多样性国情研究报告》的研究成果，中国生物多样性的总价值为39.33万亿元人民币。据估计，目前物种的丧失速度比人类干预前的自然灭绝速度要快1000至10000倍。由于人口增长、人类活动、环境变化等因素，目前物种灭绝的速度比形成的速度快100万倍，生物多样性目前正以前所未有的速度在丧失。中国是世界上生物多样性最丰富的国家，也是丧失最严重的地区之一。据估计，世界上一般植物中有10%的物种处于濒危状态，但在我国，濒危植物物种比例高达15至20%，濒危物种达4000至5000种。初步统计，列入濒危植物名录中的植物已有5%左右在近数十年内濒临灭绝。国际生物多样性日为了保护全球的生物多样性，１９９２年在巴西首都里约热内卢召开的联合国环境与发展大会上，１５３个国家签署了《生物多样性公约》。同年１１月，我国七届人大第２８次会议审议批准了此公约，使我国成为这个公约的最早缔约国之一。多年来，我国政府在生物多样性保护方面开展了大量工作，取得了显著成绩，受到国际社会的称赞。从１９９５年起，联合国将每年的１２月２９日确定为“国际生物多样性日”。为了更好地开展宣传纪念活动，根据公约缔约方大会第五次会议的建议，联合国大会通过决议，将国际生物多样性日由12月29日改为5月22日。2001年5月22日是日期更改后的第一个国际生物多样性日。2005年主题是：生物多样性：适应变化世界的生命保障.2004年主题是：生物多样性：全人类食物、水和健康的保障.2003年主题是：生物多样性和减贫－对可持续发展的挑战.2002年主题是：林业生物多样性.2001年主题是：生物多样性与外来入侵物种管理.第六次生物大灭绝正来临昆虫物种量占全球物种量50%以上，因此它们的大规模灭绝对地球生物多样性来说是个噩耗。地球现在处于新的生物大灭绝边缘，其规模与史上包括恐龙灭绝在内的前五次大灭绝相当，第六次生物大灭绝因人类而起，同时，人类也可能位列此次灭绝之中。国际先驱导报文章英国生态学和水文学研究中心的杰里米·托马斯领导的一支科研团队在于上周出版的《科学》杂志上发表英国野生动物调查报告称，一直被认为是有很强恢复能力的昆虫也和众多更大型动物和植物一样，正在面临灭绝的命运，比如蝴蝶，其物种灭绝速率甚至比鸟类还大。研究者说，如果证据表明这种情况是世界规模的，那就可以说，地球正面临第六次生物大灭绝。要务：保护生物栖息地研究者认为，当今的物种灭绝主要原因是由人的活动导致生物栖息地大面积消失。剩下的栖息地变小了，并且支离破碎，其质量也因污染而下降。因此，为了保护物种，首先要做到的就是在全球范围内保护它们的栖息地。植物王国中最大的植物细胞自然界生长着形形色色的植物，细草巨木，绿叶红花，它们的形态、结构、大小相差很远，可是如果用显微镜仔细观察，我们即可发现，所有的植物都是由细胞构成的。一般的植物细胞都很小，长度通常在20-100微米之间，1微米等于千分之一毫米。一颗芝麻约有3毫米即3000微米，也就是说，要30-100个细胞排成队，才有一颗芝麻那么长，因此，必须借助显微镜放大60倍以上，才能看见他们的大体摸样。但是也有例外，有少数植物细胞，用肉眼就可以看见。如我们切开成熟的“沙瓤”西瓜，就可以看见瓜瓤中的细胞，“沙瓤”中的每一个“沙粒”就是一个细胞，直径达1毫米左右，它可以算是植物细胞中的大个子。一条条雪白的棉花纤维，每一根纤维也是一个细胞，最长的可达到75毫米，差不多有成年人的手指那么长，西瓜瓤细胞同它相比，真是小巫见大巫。更有甚者，苎麻茎的韧皮纤维细胞，最长能超过半米，真是植物细胞中的“巨人”。它是最大的植物细胞。克隆技术的应用前景克隆技术已展示出广阔的应用前景，概括起来大致有以下四个方面：（1）培育优良畜种和生产实验动物；（2）生产转基因动物；（3）生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法；（4）复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源。以下就生产转基因动物作简要说明。转基因动物研究是动物生物工程领域中最诱人和最有发展前景的课题之一，转基因动物可作为医用器官移植的供体、作为生物反应器，以及用于家畜遗传改良、创建疾病实验模型等。但目前转基因动物的实际应用并不多，除单一基因修饰的转基因小鼠医学模型较早得到应用外，转基因动物乳腺生物反应器生产药物蛋白的研究时间较长，已进行了10多年，但目前在全世界范围内仅有2例药品进入3期临床试验，5～6个药品进入2期临床试验；而其农艺性状发生改良、可资畜牧生产应用的转基因家畜品系至今没有诞生。转基因动物制作效率低、定点整合困难所导致的成本过高和调控失灵，以及转基因动物有性繁殖后代遗传性状出现分离、难以保持始祖的优良胜状，是制约当今转基因动物实用化进程的主要原因。体细胞克隆的成功为转基因动物生产掀起一场新的革命，动物体细胞克隆技术为迅速放大转基因动物所产生的种质创新效果提供了技术可能。采用简便的体细胞转染技术实施目标基因的转移，可以避免家畜生殖细胞来源困难和低效率。同时，采用转基因体细胞系，可以在实验室条件下进行转基因整合预检和性别预选。在核移植前，先把目的外源基因和标记基因（如LagZ基因和新霉素抗生基因）的融合基因导入培养的体细胞中，再通过标记基因的表现来筛选转基因阳性细胞及其克隆，然后把此阳性细胞的核移植到去核卵母细胞中，最后生产出的动物在理论上应是100％的阳性转基因动物。采用此法，Schnieke等（BioReport，1997）已成功获得6只转基因绵羊，其中3只带有人凝血因子IX基因和标记基因（新霉素抗性基因），3只带有标记基因，目的外源基因整合率高达50％。Cibelli（Science，1997）同样利用核移植法获得3头转基因牛，证实了该法的有效性。由此可以看出，当今动物克隆技术最重要的应用方向之