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《生命科学导论》——生态与环境期末考试总结（主讲：沈显生总结：王庆）1第一章：生命的起源生命的生物学定义：生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。生命是单一起源（共相同源）：1、DNA是遗传物质；2、DNA复制使用模板和碱基配对机制；3、将DNA转录成RNA使用有同源催化机制的RNA聚合酶；4、使用三联体密码子把RNA翻译成蛋白；5、使用rRNA、tRNA和核糖体蛋白的混合物来翻译蛋白质；6、ATP作为细胞内能量储存和合成DNA、RNA的能量来源；7、细胞质被包在膜内，营养和废物可以通过；8、生命起源于海洋，并是热起源。生命起源的三个阶段：元素演化——化学演化——生命演化元素演化：是星球演化的组成部分化学演化：无机物——有机物。生命演化（从生物大分子演化期到细胞）的4个步骤：（1）生物大分子和催化作用形成；（2）有机物聚合成多聚体，整合为多分子体系颗粒（原球体，奥巴林假说）；（3）多聚体代谢与遗传体系的形成；（4）细胞膜出现——原核细胞，进入生物演化。“内共生假说”生物细胞间的内共生现象是存在的。好氧细菌与线粒体，蓝细菌与叶绿体在大小、膜的组成及膜蛋白的运转作用等方面具有相似性。繁殖时，线粒体和叶绿体分裂方式与好氧细菌和蓝细菌的二分裂基本相同。线粒体与叶绿体内部含有环状DNA，这一点也与好氧细菌和蓝细菌相同。线粒体与叶绿体核酸序列的分析结果也为内共生假说提供了支持。病毒类型：DNA病毒，RNA病毒，朊病毒。共性：是非细胞专性寄生，无ATP代谢系统；与细胞共用遗传密码。达尔文学说的内容1.遗传变异普遍存在，物种渐变。2.繁殖过剩，生存斗争个体之间,种群之间。3.自然选择、适者生存。化石的重要性第一，作为证据，它为进化论做了慷慨激昂的辩护；第二，当发现过渡态物种的化石，它必定会出现所预测的地层位置；第三，任何进化的改变，必然是基于旧特征塑造出的新特征。第二章：人类的起源盲肠&阑尾食草动物的盲肠比较大，盲肠主要功能消化纤维素；阑尾可能是免疫系统部分；并为有益菌提供庇护所。人类进化中的缺陷眼睛结构不合理；吃东西容易被噎住，打嗝的习惯；颈部太长，并藏着太多神经系统；睾丸进化到体外，易患疝气；脑细胞缺氧就死，不再生；受盆骨限制，女人分娩太痛苦；椎间盘易突出，脚部减震功能差；人类的4个亚种：高加索人（白）；格罗尼人（黑）；蒙古人（黄）；澳大利亚人（棕）。第三章：植物多样性二界系统：动物界，植物界。《生命科学导论》——生态与环境期末考试总结（主讲：沈显生总结：王庆）2五界系统：原核生物界，原生生物界，真菌界，植物界，动物界。五界系统中植物的定义：具有细胞壁和液泡，并以孢子繁殖的自养生物，及以种子繁殖的生物。植物的多样性物种多样性、遗传多样性、生境多样性、习性多样性、营养方式多样、繁殖方式多样性。植物的营养方式--寄生和腐生是高级性状真菌的类群鞭毛菌纲（水霉）、接合菌纲（根霉）、子囊菌纲（酵母菌，青霉，曲霉）、担子菌纲（蘑菇，木耳，茯苓，灵芝）、半知菌类（牛皮癣，脚癣，稻瘟病）生物多样性的保护途径：迁地保护、就地保护、种质基因离体保护。生物多样性是进化的结果，是生物与环境相互作用的结果。除了突变、重组、基因水平迁移、隔离、杂交和人工选育外，一方面，生物对环境的积极适应，并且影响着环境；另一方面，环境对生物产生选择压力和定向塑造作用，最终形成了丰富的生物多样性。第四章：动物多样性生物多样性：地球上一定地域和时间范围内所有动物、植物、菌类等一切生命有机体及其生存环境的多样化程度。包括3个方面：物种多样性；遗传多样性；生态系统多样性。物种：一群能够自然地成功交配的个体组成的群体，与其他类似的群体间出现了生殖隔离。物种形成主要途径：突变、隔离、自然选择、杂交。自然选择的进化作用趋同适应----不同的生物生活在相似环境中，形成了相似的形态结构。趋异适应——相同或相近的生物生活在不同环境中，形成了不同的形态结构。自然选择必须要求种群具备3个条件：（1）具备遗传差异性（遗传多样性）；（2）差异具备遗传基础（差异源于基因型变化）；（3）差异影响后代繁殖的有效性。遗传漂变：基因（型）频率随着时间的随机改变。如血型或眼睛颜色或DNA突变（中性突变）等。自然选择与遗传漂变区别：自然选择淘汰有害的等位基因，提高有益基因的频度；而遗传漂变完全是随机过程，不能创造适应性。动物对环境的辐射适应：动物为了扩大分布区，增加种群数量，提高后代存活率，最大限度利用各种资源，向多个方向进化。陆地动物的辐射适应：1、比较各大洲之间的动物，在地面、地下、空中，都有与之对应种类；2、比较同一块大陆，各类动物为了资源利用，相互错开生态位，向不同习性发展；3、比较同一类动物，为了食物资源，相互错开食物谱。昆虫纲为什么能够进化为动物界最大的类群？1、世代短，环境作用频率高，容易发生突变；2、具变态，营养生长与繁殖分离，生境利用最大化；3、个体小，减少食物竞争，提高环境容纳量；4、食性广，口器多样，占据更多生态位；5、繁殖率高，成活率高，种群数量大；6、性别分化多样，可群居社会分工，具孤雌生殖现象；7、可飞行，拓展生存空间，便于交配；8、具发达附肢与外骨骼，及保护色，适应环境能力极强；9、习性多样，水陆广布，生活史极其复杂；10、具超冷和滞育现象，可抵抗恶劣低温环。膜翅目昆虫的社会性生活蜜蜂、蚂蚁、蜜蜂、黄蜂及白蚁都是群居的社会性昆虫。由利他行为结合的群体。由单倍体和二倍体组成的性别决定系统。依靠激素维持群体。人类引起物种灭绝的机制小种群容易导致遗传多样性丢失和随机灭绝；栖息地减少、片断化和环境污染；对易灭绝物种缺乏了解；外来物种的入侵；过度《生命科学导论》——生态与环境期末考试总结（主讲：沈显生总结：王庆）3利用。第五章：生命能量环境生命能量的本质：化学能。能量的传递、转化的形式为ATP;生命获得能量途径：光合磷酸化，氧化磷酸化，无氧呼吸，氧化磷酸化解偶联；所以环境温度直接影响生命能量的代谢速率；环境：是直接或间接影响某一特定生命体生存的一切事物的总和。生态因子：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素，如温度、湿度、食物、氧气等。生态因子的分类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。生态因子的3要素：大小（数量）、质量、性能。环境的类型根据性质：自然环境、半自然环境和社会环境。根据范围：宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境和内环境。根据因子作用：物质环境、能量环境。生物对环境的适应趋同适应——亲缘较远的不同物种适应相同或相似环境，形成了相似的形态外貌（生活型，常绿植物、落叶植物）。趋异适应——亲缘相近或相同的物种长期适应不同的环境，形成了不同的形态外貌或生理上出现差异（生态型，水稻的趋异适应）。根据植物开花的光周期反应，可把植物分为3种类型短日植物:日照长度短于临界日长条件下开花的植物，如水稻,菊花。长日植物:日照长度长于临界日长条件下才能开花的植物，如小麦,波菜。日中性植物:开花不受日照时间影响长日植物与短日植物的确定，取决于对临界日长的正负反应。光是控制植物生长发育的最重要的环境因子。植物开花还同时受到诱导周期数的影响：诱导周期数就是光周期敏感植物开花诱导所需的光周期数（天数）。光质对开花诱导也有影响：红光是诱导长日植物开花和抑制短日植物开花最有效的光质，同时，红光效应可以被远红光（红外光）所逆转。被诱导的叶片中形成了刺激开花的物质（成花素）。光对动物的信号作用根据恒温动物的繁殖分为：长日照动物——在春夏交配繁殖，鸟、兽短日照动物——在秋交配繁殖，山羊、鹿无光周期反应——家鼠、猪昆虫对光周期的反应长日照昆虫——玉米螟、棉铃虫、瓢虫短日照昆虫——家蚕、小麦吸浆虫中间型昆虫——桃小食心虫无光周期反应——苹果舞毒蛾、丁香天蛾光能在生产中的应用农业上彩色薄膜、人工温室（山东利用温室种香蕉）、立体温室、养鸡场照明、养鸭场雏鸭24小时照明、花卉生产……动物体温类型的划分根据血液温度高低：温血动物/冷血动物《生命科学导论》——生态与环境期末考试总结（主讲：沈显生总结：王庆）4根据血液温度变化：常（恒）温动物/变温动物据血液温度（能量）来源：内温动物/外温动物动物对极端温度的主动适应动物休眠——冬眠；夏眠。冬眠——处在休眠（代谢率最低，体温最低1℃）状态过冬(有冻死的)。夏眠——处在昏睡（维持基础代谢，体温接近正常）状态渡过高温或缺水夏天。恒温动物的休眠——真冬眠和假冬眠。真冬眠——代谢降低，体温高于环境1-2℃，当到0℃时，褐色脂肪团颤动产热会激醒动物，以免冻死。（黄鼠，蝙蝠）假冬眠——深睡，体温变化不大，体温略低（熊，臭鼬）生物学零度：各种生物都有一个代谢活动的最低温度。低于该温度生物受到伤害。香蕉18℃积温：在生物某发育阶段或生活史，逐天的温度累计值。（1）活动积温——大于0℃的积温。（2）有效积温——大于生物学零度的积温。K=N(T-C)积温定律：每种生物某发育阶段或生活史，需要的有效积温是个常数（固定值）。根据K1=K2得到N1(T1-C)=N2(T2-C)春化作用二年生植物在营养生长时期需要经过一定时间的低温刺激后，才能转为生殖生长。我国小麦产区从南到北，品种依次为春性、弱冬性、冬性、强冬性。变温有利于：植物生长、植物开花、植物种子萌发、块根和块茎的生长、提高产品的品质物候——生物长期适应原产地的气候条件，形成了与此相适应的发育节律。Hopkins定律：在北美洲温带地区，自南向北1度，自东向西5度，自山下向上400英尺，同种植物的物候阶段在春季推迟4天；在秋季提前4天。Mashoum家族的发现：祖孙5代人，在连续192年对房前7棵乔木进行观察，结果（1）物候有周期，约12年。（2）物候的迟与早，与1-5月的降水有关系。引种的原则与经验原则：气候相似性原则。经验：草本植物比木本植物容易引种成功。短日作物：（秋季收割，玉米）南北温差大南种北引——生育期延长——引早熟品种；北种南引——生育期缩短——引晚熟品种。长日作物：（春季收割，小麦）南北温差小南种北引——生育期缩短——引晚熟品种；北种南引——生育期延长——引早熟品种。海拔高度的影响：高向低引——生育期缩短——引晚熟品种；低向高引——生育期延长——引早熟品种。生物对温度适应的3个定律Bergman定律：同种恒温动物的身体，在寒冷地区个体大，在温暖地区个体小。如：野猪，老虎……Alen定律：同种恒温动物的突出部分，在寒冷地区小，在温暖地区大。如：北极狐、赤狐、非洲大耳狐Jordan定律：水生同种脊椎动物，在寒冷水域个体大，在温暖地区个体小。第六章：生命的物质环境水的变化规律汽态水来自地面和水面的蒸发，以及植物的蒸腾作用。其表示方法有4种：①水汽压（e）：指大气中由水汽所产生的分压力，称水汽压，是大气压的一部分，用mmHg或mb表示。因为大气中水汽的含量与《生命科学导论》——生态与环境期末考试总结（主讲：沈显生总结：王庆）5温度有关系，所以，水气压会随大气的温度变化而改变。②绝对湿度（a）：指1m3大气中所含水的克数，用g/m3表示。当绝对湿度用g/m3，而水汽压用mmHg表示时，两者的数值相近似。当环境温度t=16.40C，a=e。③相对湿度（R）：指大气中的实际水汽压（e）与最大水汽压（E）之比，常用百分比表示。R=e/E。相对湿度与环境温度成反比。相对湿度越小，空气越干燥。④饱和差（d）：用最大水汽压和实际水汽压的差值表示，既d=E-e；意思是距大气饱和程度还差多少水量，单位用mm表示。环境温度与最大水汽压成正比；所以，在相同大气体积和等量水分时，温度降低，饱和差减小；温度升高，饱和差增大。露点——空气中水汽达到饱和时的温度，可以在零上，也可以在零下，取决于大气相对湿度。雪的形成有2个条件：饱和水汽及温度，凝结核。霜的形成：与当时天气条件，以及所附着物体属性有关。霜将升华为水汽或融化为水。动物的水分平衡水盐平衡的调节、陆生动物主要靠控制饮水和失水来调节体内的水盐平衡、水生动物有调节体内水盐平衡并稳定内环境的特殊机制。植物体的