“普通生物学”教案

“普通生物学”教案

“普通生物学”教案第一章生命科学本章是本课程的引论，略讲。通过简要回顾生命科学发展的基本历程，让同学看到，生命科学研究一步步从描述性学科发展到实验性探究科学，进而深入到微观分子水平和宏观生态学。最后归纳出生命体的共同特征。第一节生命科学发展简史本节将一般性介绍“前生物学时期”和“古典生物学时期”的内容，然后借助“实验生物学时期”的典型科学探究实例展示科学研究的基本思路，重点说明“分子生物学时期”的研究成果。第二节21世纪生命科学发展展望归纳21世纪生命科学发展的三个特征：向微观方向深入是永恒的主题，宏观方向（特别是环境问题）是政府、科学家和民众都十分关心的问题，各个学科日趋交叉和结合将促进生命科学进一步高歌猛进。第三节生命体的基本特征对生命体的特征进行归纳，特别强调新陈代谢是生命体生存的核心要素，并比较生命体与非生命体新陈代谢的本质区别。第二章生命体的多样性第一节生物分类与物种命名法先介绍林奈的传统“二名法”的命名规则，然后适当引入生理生化分类法和分子分类法，指出它们三者之间各有优缺点，不可偏废任何一方。详讲。第二节生物界别本节略讲。主要阐明生物分界的主要界线，讨论魏泰克的五界分类系统和黎德勒的四界分类系统及其依据。第三节病毒与类病毒着重讨论它们无细胞结构的特征以及胞内寄生对生物的危害。第四节原核生物界包括细菌、放线菌、蓝藻和原绿藻，重点简介\n代表性细菌的细胞结构特征以及它们最为第一批在地球上出现的生物的重要意义。第五节真菌界指出真菌的特征（介于植物与动物之间），真菌在自然界中促进物质循环的意义，以及真菌侵害动植物和人类的危害性。第六节植物界说明植物界的基本特征，指出划分高等植物和低等植物的分界线是它们是否具有维管束的构造。着重阐明种子植物的特点以及双子叶植物和单子叶植物的区别。第七节动物界本节是本章的重点。一般性归纳介绍动物界主要门类的特征，尤其注意从进化的角度阐述前后动物门类之间器官、系统的演化关系。重点关注腔肠动物门（出现神经系统）、扁形动物门（出现三胚层）、环节动物门（出现真体腔、雏型的中枢神经、脑以及闭管式循环系统）、节肢动物（发达的感觉器官、多样化的呼吸器官，分布到海、陆、空三域）以及脊索动物（重点在脊椎动物亚门，尤其是其中的鸟纲和哺乳纲）。第三章构成生命体的物质基础第一节原生质的主要无机物组成强调指出生物体内并无特异的元素，其元素来自自然界。阐述水对生物体的极端重要性。碳、氢、氧、氮、硫、磷是构成生物体的基本元素，有些微量元素也发挥了重要的作用。第二节原生质的主要有机物组成本节是本章的重点。将依次阐述：①糖类：说明以葡萄糖为代表的六碳糖的结构式，葡萄糖如何构成多糖，以及淀粉多糖与纤维多糖的异同点；②脂类：本段略讲，包括：脂类的构成及其在细胞和生物体内的作用；③蛋白质：本节的重点。阐明氨基酸的化学构成，氨基酸如何形成肽链，蛋白质的四级结构，以及蛋白质在生物体的结构与功能方面发挥不可替代的作用；④核酸：本节重点之一。核酸包括RNA和DNA两大类。阐明核苷酸由碱基、戊糖和磷酸三部分组成，核苷酸如何通过3，5-磷酸二酯键\n构成核酸。DNA的二级结构及其功能，三种RNA各自的功能等；第三节生命是什么着重讨论生命信息流的“中心法则”，同时指出该法则随科学的发展而不断更新。第四章构成生命体的基本单位——细胞第一节细胞学说的建立和发展简要回顾一百多年来细胞生物学的发展历程，强调细胞生物学是生命科学的核心学科之一。第二节细胞的结构与功能本节是本章的重点，从以下六方面展开：①从比较原核细胞和真核细胞异同点入手，说明后者处于生命进化的高级类型，绝大多数的生命体都由真核细胞构成。②细胞膜和细胞外被着重说明细胞膜结构的液态镶嵌模型。讨论细胞外被对细胞保护、识别、吸收和吞噬等功能的重要性。③膜系构造细胞器依次在亚显微水平阐述线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体和液泡的结构与功能，强调结构与功能两者的统一性。④非膜系构造细胞器讲解核糖体、细胞骨架（包括微管、微丝和中间纤维）、中心体、鞭毛和纤毛的构成及功能。⑤细胞核这是本节的重点之一，详讲。包括：核膜、染色质（如何螺旋和折叠形成染色体）、核仁、核骨架和核液。⑥细胞基质指出这是多种物质重要的代谢库，维持生命活动的大本营。对本节进行小结，说明各个细胞器各司其职，分工合作，协调一致，共同履行细胞及生命体的代谢活动。第三节细胞增殖与分化本节教学的核心内容是通过阐述细胞的分裂过程说明细胞是如何增殖的，尔后，动植物细胞经分化逐渐趋异，形成各种组织。①无丝分裂这是简单而迅速的细胞分裂方式，但复制的精确度不够高，原核细胞和少数真核细胞以这种方式进行细胞分裂。②细胞增殖周期\n这是本节的重点所在，包括细胞分裂间期和有丝分裂期两阶段。细胞分裂间期又划分为G1期、S期和G2期。阐述各期的代谢内容，说明本期在显微镜下观察似乎很平静，但其实各种反应都在频繁、大量发生，为下阶段的细胞分裂做准备。有丝分裂期包括核相分裂（前期、中期、后期和末期）及细胞质分割两部分。结合课件详解各期染色体的形态特征和移动规律。③组织分化细胞分裂后，少数细胞保留作为分生区细胞，多数细胞走向分化。结合课件，分别介绍植物的分生组织、薄壁组织、表皮组织、输导组织和机械组织，以及动物的上皮组织、神经组织、肌肉组织和结缔组织。第四节生殖上皮细胞减数分裂本节是本章的重点之一，着重强调，通过精确的减数分裂形成染色体数减半的雌雄配子，能够保证遗传信息在生物上下代之间准确复制和传递。①减数分裂Ⅰ可人为地区分为前期I、中期I、后期I和末期I四个阶段。其中尤其是前期I染色体的行为变化最为复杂，因此又细分为五小期，分别为：细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。结合课件详细描述在这五个小期中染色体的变化情况。②减数分裂Ⅱ实质上是一次平常的有丝分裂，只是在开始本次分裂前染色体没有再复制加倍而已。本次分裂也还是划分为前、中、后、末四期，依次称为前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ。第五节细胞工程在深刻了解细胞的结构与功能后，进一步拓展掌握细胞工程的知识和进展就是顺理成章的事了。但在本课程中本节仅作一般性动态简介，包括：①植物组织培养和植株再生，②植物细胞培养和次生代谢物生产，③人工种子研制，④动物细胞组织培养，⑤细胞融合和单克隆抗体，⑥哺乳动物克隆。其中植物组织培养和植株再生、细胞融合及单克隆抗体两项研究已经比较成熟，哺乳动物克隆取得重要突破，可以略为详细介绍，注意结合中国科学家的实例。第六节细胞重建简介贝时璋老前辈有关细胞重建的研究，这是中国科学家的一项创新性发现，具有潜在的重大科学意义。第五章生命体的新陈代谢本章先探讨酶的本质和酶促反应的机理，为\n后续各节打下基础。以后从捕捉阳光中的能量并转化成有机物中的键能入手，阐述光合作用的基本过程和要点，尔后再学习有机物的降解及其中能量的释放和转化，使读者对生命体中主要的新陈代谢网络有一个基本的梗概性了解。第一节生命体新陈代谢的本质和特点本节是本章的入门，为后续各节打好基础。强调掌握同化作用、异化作用、物质代谢以及能量代谢等概念。包括：①生物代谢类型掌握并区分以下代谢类型的特点：光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型；②酶的本质和构成深刻认识酶的本质是蛋白质。酶可以划分为简单酶和复合酶两大类。酶的构成至少要有一个活性中心，该中心与酶促反应的原理密切相关。③酶促反应原理酶促反应原理有多种学说，重点掌握“诱导-契合模型”及中间产物学说。④酶促反应的特点突出酶促反应的特点：反应条件温和，催化底物专一，催化作用高效。⑤影响酶促反应的因素强调指出，高效的酶促反应是建立在满足一系列条件的基础上。如酶原要激活，酶要活化，要尽可能除去酶的抑制剂，还要保证足量的酶浓度、底物浓度、适当的反应温度、离子浓度和反应液的合适pH值等。第二节光合作用本节略讲。突出本节的中心，即绿色植物通过光合作用把阳光中的能量转化为生物有机物中的键能，同时将CO2同化为六碳糖等有机物。首先简述科学家研究光合作用的发展历程，取得了许多重要进展。①光合作用基本要素了解植物中的色素，包括绝大多数叶绿素a、叶绿素b和胡萝卜素等都是集光色素，仅有极少数叶绿素a组成中心色素分子（包括P680和P700两种）。以这两种中心色素分子为核心，分别构成两种光作用中心。在这两个中心里都存在向中心色素分子提供电子的原初电子供体和接受激发态中心色素分子传出电子的原初电子受体。②光合作用机理结合书中的图和课件简介本段。其机理\n包括原初光反应、电子传递偶联NADPH和ATP生成两部分。原初光反应指的是两个光合系统受光激发后发生的一系列光化学反应，其中最重要的是激发电子在电子传递链中经光合系统I和光合系统II的传递，它们分别偶联生成NADPH和ATP。前者为后续CO2还原成有机物准备了还原物，后者可为有机物合成提供必需的能量。光合作用同时光解水放出氧气。③CO2同化把CO2同化成有机物对生物界意义重大，其核心是所谓的“卡尔文循环”（C3途径）。讲解本循环的三个阶段：羧化阶段、还原阶段和再生阶段。点出NADPH和ATP在这些反应中的作用。④影响光合作用的因素基本了解有关光合作用的概况后还应注意多种因素影响光合作用。这些因素中光强和光质、CO2的浓度、水分供给和温度等尤其重要。第三节生物中的基本物质代谢和能量代谢本节着重讨论生物中糖类物质，主要是对单糖（葡萄糖）的降解、在降解过程中偶联电子传递、氧化磷酸化产生含高能磷酸键的ATP的概况逐一简要介绍。①糖酵解这是从多糖转化为单糖、单糖磷酸化、六碳糖裂解为三碳糖并伴随产生少量能量的过程。它经历多糖单糖果糖果糖磷酸化丙酮酸代谢过程。②三羧酸循环这是本章和本节的重点。要掌握循环中重要的中间代谢产物，如柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、苹果酸和草酰乙酸等如何产生，何时脱羧以及一对对（2H）的产生和NADH的生成。③电子传递与氧化磷酸化结合书中插图和课件阐明糖氧化产生的含高能电子的还原物在线粒体内嵴上经系列电子传递链，启动氧化磷酸化反应，ATP大量生成的原理。④四类生物大分子代谢的相互联系强调指出：在生物体内，糖、蛋白、脂类和核酸四大类生物大分子的降解和合成可以通过三羧酸循环进行沟通，形成体内的代谢网络。第六章高等植物的构造、功能和调控本章是本书的重点章之一。要求全面掌握高等植物根、茎、叶、花、果的结构，进而理解其功能。同时要了解植物生长调节剂的类型和功能，对植物特有的感应方式和原理应有所知晓。根和茎的次生结构是本章的难点，要把它讲透。\n第一节根的结构与功能①植物的根系了解植物有三种根系：直根系、须根系和变态根。掌握各种根系的构成特点。②根的分区包括：根冠区（保护根尖）、分生区（细胞旺盛进行有丝分裂）、伸长区（细胞生长、变长，开始分化）、根毛区（细胞分化，向外长出根毛，根内形成中柱等组织）、成熟区（细胞分化完成，构成根的主体）。③根的初生结构这是直接由根尖分生组织产生的各种组织。包括：n表皮：单层细胞，分化区的多数表皮细胞都向外突出形成根毛，具有保护和吸收的功能；n皮层：由多层大型薄壁细胞组成，细胞排列疏松，水溶液可经细胞之间的共质体途径或细胞缝隙的质外体途径（两种途径）向中柱传输。皮层还具有贮藏营养的功能；n中柱：也称维管柱。它由中柱鞘、初生木质部（主要功能是经由导管和管胞向上输送水溶液）和初生韧皮部（担负输送水溶性有机物的任务）构成。④根的次生结构本部分略讲。主要涉及直根系中微管形成层的发生与活动，木栓形成层的发生和周皮形成两方面。⑤根的功能注意与根的结构相联系。主要突出其吸收、输导、固着和支持等功能。第二节茎的结构与功能茎可以分成分生区、伸长区和成熟区三部分。本节将通过比较分析单子叶植物茎和双子叶植物茎的异同点来阐述茎的结构与功能。同时启发同学注意茎与根在构造方面的相似之处。①茎的类型参照植物茎的生长习性,可将茎划分为以下几种类型:n直立茎：次生木质部发达,茎能自立；n攀援茎：茎中机械组织欠发达，茎不能自立。茎节上的部分叶子特化成具攀缠作用的卷须；n缠绕茎：以茎本身缠绕在直立茎或其他物体上；n匍匐茎：平卧地面生长的茎；n变态茎：各种形态的植物茎。②双子叶植物茎的结构\n许多双子叶植物的茎不仅有初生结构还有次生结构。因此首先阐述其初生结构（表皮、片层、中柱），接着进入次生结构（形成层的发生及活动，木栓形成层的发生与活动），说明木材和树皮的本质是什么。③单子叶植物茎的结构单子叶植物茎一般有分节，但缺乏次生结构，因此也就不出现中柱这样的构造。它们的茎通常包括：表皮与下表皮、以薄壁细胞为主体的基本组织以及维管束。④茎的功能与根类似，茎的功能主要是支持、输导和储存，此外尚有一些光合作用功能。第三节叶的结构与功能①叶的构成与形态首先让同学明确，一片完全叶由以下三部分构成：叶片、叶柄和托叶。接着略讲叶序、复叶、叶脉。指出单子叶植物叶片多为平行脉，双子叶植物叶片一般具网状脉。②双子叶植物叶片的构造详讲。结合课本插图和课件，阐明双子叶植物叶片的横切面上可以看到紧密排列的上下表皮细胞（下表皮中有气孔）、临近上表皮的栅栏组织、排列不大规则的海绵组织，以及位于海绵组织中的维管束。③单子叶植物叶片的构造单子叶植物叶片也有上下表皮，但往往上下表皮上都有气孔。它们一般不出现栅栏组织和海绵组织之分，统称为叶肉组织。其中有维管束。④叶的功能主要为光合作用和蒸腾作用。要求同学将叶的功能与其构造相联系。扁平状的叶片以及众多的叶绿体是植物光合作用的基础和保证。叶片上的气孔是水、气进出的通道。第四节植物的繁殖、生殖与发育本节先对生物界的繁殖方式进行概括性介绍，让同学有一个基础性认识，然后再切入植物繁殖、生殖和发育的内容。①生物繁殖概述说明生物繁殖有两种方式：无性繁殖方式和有性生殖方式。前者包括：裂殖、芽殖、孢子繁殖、营养体繁殖、单性繁殖以及近年来新兴的克隆繁殖；后者有：接合生殖、配子生殖和世代交替三种。强调无性繁殖能最大限度地保存亲本的基因资源和性状，但存在退化的隐患；有性生殖产生的后代结合了双亲的优良性状，因此多数生物行有性生殖。其中配子生殖是有性生殖的主要形式。世代交替的生殖方式是一个难点，应讲透。\n②被子植物的花序明确有限花序和无限花序的概念。③被子植物两性花的结构这是本节重点之一。结合插图和课件认识被子植物两性花的花柄（梗）、花托、花被（花萼和花瓣）、雄蕊和雌蕊几个部分。雄蕊由花丝和花药两部分组成，花药中含众多的花粉。多数花只有一个雌蕊，它包括柱头、花柱和子房三个部分。子房内有胚珠，胚珠内有胚囊，通常含有1个卵细胞（n）、2个助细胞（n）、1个中央细胞（2n，或称极核）和3个反足细胞（n）。④授粉、胚胎发育与种子、果实形成这是本节的重点之一。花粉落到同种花的柱头上便能萌发出花粉管，将一个精子送入胚囊与卵子受精，另一个精子与中央细胞受精，即所谓的双受精。植物胚胎发育主要掌握双子叶植物的胚胎发育。应了解球形胚、心形胚、鱼雷形胚和成熟胚各阶段的胚胎发育过程。种子包括胚、胚乳和种皮三个组分。种子之外的部分为果皮，要注意更正同学中把果皮称为果肉的传统说法。仅由子房壁发育成果皮，这类果叫真果；如果除了子房壁以外，花的其他部分（主要有花筒、花托）参与甚至为主形成果皮，这种果实称为假果。第五节植物激素及其作用首先以窗台上的花草总是向窗外生长的例子，请同学参与讨论其中的原因。强调激素有内源性、流动性和高效性的特点。①生长素以生长素为激素的代表，比较详细讨论生长素的发现过程，启发同学的科学探究思路，进而才阐述生长素具有促进细胞分裂、促进果实成熟、抑制离层形成等功能。以下4种激素略讲，简要讨论它们的功能：②赤霉素③细胞分裂素④脱落酸⑤乙烯讨论了上述各类激素的功能之后应向同学强调：\n唯有在水、肥、阳光等条件具备，植物健康、健壮的情况下科学施用激素，才可能发挥激素的最大效益，收到事半功倍的成果。第六节植物的感应活动回顾以上举例的茎的向光性，进一步提问茎为什么向上生长，根向地生长，然后归纳，即植物可以在一定程度上表现出外表可见的对内、外因刺激的反应，即感应活动。①向性活动明确所谓的向性活动指的是植物以局部器官向环境中具一定方向的刺激源转动或逐渐接近的活动。较深入地讲解茎的向光性和根的向地性的原理。②感性活动植物以局部器官或细胞的有规律生理活动对外界无一定方向的刺激因素做出适应性应答的过程称为感性活动。指出感性活动与向性活动的区别，较深入地探讨含羞草的感性机理。第七章高等动物体的结构、功能与发育本章是本课程的重点章，要详讲。首先应明确，高等动物，是指那些具有脊椎（包括脊索），且身体结构较复杂，组织、器官、系统分化较显著的动物。然后分别讨论各系统的构成及功能。第一节消化系统与营养①消化系统本系统包括消化器官和消化腺两部分。依次介绍口腔、唾液腺、咽腔、食道、胃、小肠、胰腺、肝脏、胆囊和大肠。其中胃除了解剖其构造之外，应与同学一道探讨如此强的盐酸和胃蛋白酶为什么一般不会伤害胃本身。小肠和胰腺是消化系统的重要组成部分，也应详细讲解它们如何行使消化的功能。②人类营养逐项讨论糖类营养、脂类营养、蛋白质营养和维生素营养，最后进行归纳，提醒同学注意，对于中国人，适当多补充动物性蛋白是必需的，但每日的总能量供给不能长期过剩，否则可能引发系列所谓的“富贵病”。第二节循环系统①哺乳动物血液循环系统首先从动物进化的角度阐述脊椎动物心脏的演化，然后重点讨论哺乳动物的心脏构成、动脉管、静脉管和毛细血管。②人血液组成及功能先讲血液的组成：血浆、血细胞（包括红细胞和白细胞）和血小板，然后分别介绍各自的功能。结合骨髓的造血功能鼓励年轻人积极参与献血，实践救死扶伤的美德。\n③人的淋巴系统明确淋巴系统是血液回心循环的重要补充，淋巴液的成分与血浆相近，但蛋白较少。淋巴系统包括：n淋巴器官：胸腺、脾脏和淋巴结。强调指出人到中年胸腺逐渐萎缩导致免疫功能下降。n淋巴管：n淋巴液：特别要说明的是，淋巴液不能自主循环，其动力主要来自肌肉收缩的推动。淋巴系统的功能在于一方面帮助血液循环，另方面又具重要的防御功能。第三节呼吸系统先从动物界宏观的角度讨论动物在与环境的适生演化中出现了两大类型呼吸器官：陆生动物的肺和气管，水生动物的鳃。①人的呼吸系统包括鼻、咽、喉和肺，重点讲解肺的构造,强调吸烟的危害。②呼吸与气体交换着重说明O2和CO2是怎样通过血液输送的。第四节排泄系统①动物的排泄系统从进化的角度从低级到高级逐一简要比较几类动物的排泄器官，指出哺乳动物的肾脏已经发展到很高级的程度。②人肾脏的构造与功能先对人肾进行解剖学研究，了解其构成，然后以尿液生成为主线掌握人肾各部分的功能。此外结合肾功能衰竭只得进行血液透析和换肾治疗，提醒大家注意干净饮食的重要性。第五节感受器官和神经系统先简述动物界神经系统的发展历程：网状神经、梯形神经、腹神经索、背神经管和脑，还进化出了系列分工精致的脑。①感受器官感受器可以是裸露的神经末梢，也可以是神经与特定组织形成的特异小体。哺乳动物（人）有多种类的感受器，主要有两大类：外感受器和内感受器。重点在外感受器，特别是与同学密切相关的眼睛和耳朵应详讲，提醒大家保护眼睛的重要性。\n②神经系统本系统较复杂，先从打基础入手。依次讲述神经元、神经冲动、突触以及反射弧的概念。以后进入中枢神经系统，重点在大脑和间脑，因大脑是意识形态乃至全身的最高中枢，间脑是内分泌系统的最高司令部。周围神经系统，强调其发出的神经纤维到达各个器官和内分泌腺，强有力地调控它们的功能。第六节运动系统①运动系统的演化运动对动物界至关重要。低等动物已有肌肉细胞，以后进化出现外骨骼，高等动物还产生了坚硬的内骨骼。②人的骨骼系统重点在于骨的构成，由骨膜、骨质和骨髓组成，骨质决定骨骼的质地，骨髓与造血功能密切相关。③骨骼肌又叫横纹肌，是能被动物（人）的意识掌控的肌肉。第七节内分泌系统强调内分泌腺分泌的激素对动物（人）的生长、代谢具有极其重要的作用，应加以掌握。①内分泌腺从上到下依次讲解松果体、下丘脑、脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胸腺、胰岛、肾上腺和性腺的构造，特别是它们的功能。②激素作用机制结合插图，简要说明激素受体在靶细胞内的活化激发作用和受体在靶细胞表面的二次激发作用。第八节行为与通讯前面已经学习了神经系统、运动系统和内分泌系统，现在可以进入本节了。①行为类型包括两大类：n先天性行为：索食行为、求生行为、传种行为、生物钟（节律）行为、定向行为和社群行为等。引伸讨论：这些行为都是与生具备、不学而会的遗传性行为。n后天性行为：模仿行为、尝试与矫误行为、条件反射行为和判断与推理行为。重点在条件反射行为。该行为尚可分为两种：第一信号系统反射和第二信号系统的反射（人特有）。后天性行为必需经动物学习方可掌握和应用，人与动物的本质区别之一就在于以后天性行为为主导。②通讯方式有多种多样，包括：声音、气味、姿态、\n接触、颜色、光线。总结：动物创造的“语言”种类不计其数，但每种语言的“词汇”却极其贫乏。联络的方式也只有数种。唯有人类的语言内涵达到了极其丰富的程度。这是人类进化的产物，反过来也推动了人类的发展。第九节生殖系统生殖系统是动物（人）繁衍后代的关键，也是青年学生比较关注的话题，详讲。①雄性生殖系统从雄性在物种繁殖中扮演的产生精子和将精子送入雌性生殖道的角色出发讨论其生殖系统的构成：阴囊（内含睾丸和附睾）、输精管、射精管、精囊腺、前列腺、尿道球腺和阴茎。睾丸是生成精子、产生雄性激素的最重要器官，详讲。②雌性生殖系统担负着受精、怀孕和哺乳子代的重任，雌性生殖系统包括：卵巢、输卵管、子宫、阴道和外阴，此外还有乳房。详讲卵巢。针对年轻人发生婚前性生活日益增多的趋势，适当补充避孕与计划生育常识，预防性病，特别是艾滋病须知等内容。第十节胚胎发育与个体发育胚胎发育是本节的难点，应结合课件详讲。要强调指出，人的胚胎发育在受精后8周即发育完成，此后进行的是留在子宫内的胚后发育。①胚胎发育首先是受精，强调受精的专一性和单一性的机理。以蛙胚为例说明脊椎动物的胚胎发育：卵裂与囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官建成期。在卵裂与囊胚期强调“萨氏法则”，并指出此期的细胞尚未明显分化。原肠胚期应突出三胚层的形成是今后胚胎发育的关键。②胚后生长这是动物（人）在完成胚胎发育之后尚留在卵内或子宫内进行的初期幼体生长，各个器官、系统的功能逐渐加强，趋于完善，为出生后的独立生活做好准备。③幼体生长动物（人）出生后至性成熟期这段时间内所进行的生长称幼体生长。此间部分动物经历了变态的过程，包括完全变态和不完全变态两类。④成熟发育此时动物进入性成熟，开始交配产子。适当插入关于年轻人正确恋爱观的内容，提倡年轻时集中精力学习，增强本事，适当晚婚。⑤衰老与死亡说明衰老是正常的生命过程，只可延缓，不可逆转。\n重点在于探讨死亡的标准。提倡将死亡的标准从心脏停止跳动改为脑干死亡，即脑死亡。讨论决定人寿的三个基本要素：生产力提高、科学发达和社会进步。由于这三要素的持续发展，人的平均寿命还将继续延长。第八章遗传与变异本章是本课程的重点章之一，应予详讲。近年来经典遗传学日益被忽视，所以要适当注意分离律和自由组合律的学习。同时适应分子生物学兴起的需求，基因工程也应简要介绍。第一节分离律与自由组合律①分离律从孟德尔的豌豆杂交数据入手分析得到这些结果的原因，引入基因的分离律：一对等位基因的遗传规律。显性基因表达其蛋白和性状，隐性基因虽不表达，但也不消失。当两个隐性基因纯合时其蛋白和性状则获得表达。②自由组合律还是分析孟德尔的实验数据，然后得出其中的奥秘，即分别位于不同的同源染色体对上的两对或两对以上基因在形成配子时将会出现新的基因组合，这种组合是随机发生的。第二节连锁与互换律有些遗传学家在重复、验证孟德尔的遗传定律时出现了例外的情况。摩尔根捉住机会深入研究，结合当时发现的同源染色体在减数分裂时出现交叉的现象，用同一条染色体上的基因都处于同一条连锁群的学说圆满地解释了新出现的实验结果，同时还建立了测定染色体上基因排序的三点杂交法。第三节性别决定与伴性遗传性别决定的形式多种多样：①动物性别决定举出各种代表性的动物性别决定例子，从中抽提出结论：n由环境决定；n由受精与否决定；n由性染色体的类型决定，其中再区分出由雄性和由雌性决定子代性别的两种类型。②伴性遗传在人类以及果蝇中都可以发现在上下代之间有些基因和性状的遗传总伴随着某条性染色体的遗传的现象。这就是伴性遗传。对于X染色体而言，它是一种上下代之间的交叉遗传，对Y染色体来说，则总是\n限雄遗传。用图示的方式阐明其中原理。第四节基因突变与染色体变异本节分别从微观（基因突变）和相对大的尺度（染色体）认识变异的发生及其产生的明显的，甚至是严重的后果。①基因突变首先应明确基因是什么。现代遗传学认为，基因是具有特定核苷酸序列的DNA区段，是贮存某种遗传信息的功能单位。基因突变的类型有：碱基置换和移码突变。如果碱基置换导致密码子的改变发生在蛋白（酶）的核心（活性中心），则可能使该蛋白功能严重受损乃至丧失；另方面，突变如果不是发生在蛋白（酶）的核心（活性中心），或是同义突变，则对该蛋白（酶）的功能没有影响。极少数基因突变也可能发生对该物种是有利的。移码突变则几乎都会造成严重的后果。基因突变的诱变剂有物理因子、化学因子和生物（病毒）因子三类。结合生活实际讨论如何尽可能少受这些因子的影响。②染色体变异染色体上基因众多，一旦发生变异，对该生物的遗传学效应是十分明显、甚至是致命的。染色体变异包括个别染色体的畸变，如染色体片段的缺失、重复、倒位和易位等；还有整个染色体组的变异，如染色体组减半的单倍体、染色体组增加的三倍体、四倍体等。此外比较常见的是在某个体的细胞中较小的染色体增加一条的现象，如三体21等。结合类似的染色体（组）变异给家庭和社会带来的极大痛苦，积极向年轻人宣传近亲不通婚和婚前体检的重要性。第五节基因工程基因工程是人类借助高科技手段改造生物造福人类的伟大工程，向同学们进行高级科普启蒙。①密码子解密核苷酸排序的意义是分子生物学研究的重大里程碑。mRNA上每３个核苷酸的组成决定了蛋白质多肽链上的某一个氨基酸，这３个核苷酸就叫做一个密码子。解释教科书中的遗传密码表。②基因结构分析原核生物和真核生物两类型基因在构成方面的异同点。③基因工程用简单明了的图示和语言讲解什么是基因工程以及基因工程研究的基本步骤：n制备目的基因；\nn选择适当载体；n构建重组载体；n转化受体细胞；n筛选转化细胞；接着简介世界及我国在基因工程以及转基因动植物方面的研究进展，指出尽管存在各种各样的争议，基因工程以及转基因动植物方面的研究迅猛发展的势头不可阻挡。第九章生命进化与进化论生命进化领域充满唯心论和唯物论的激烈争辩。本章将以多方面证据支持和阐述达尔文进化论和综合进化论。第一节生命的起源①化学演化着重说明，在宇宙外太空条件下，一些无机小分子可能转化为多种多样有机小分子。②生命诞生地球上生命的诞生是自然发生、水到渠成的事件。主要可能经历了以下阶段：无机小分子有机小分子生物大分子与外界分隔的有机多聚体能自我复制的有机多聚体。第二节生命进化的主要历程经自然演化，大约在38亿年前出现了第一批原始生命体，从那以后至今地球生命体在突变和自然选择的双重推动下跌宕起伏，不断发展。要求同学只掌握大的地质年代的划定时间范围以及出现的和逐渐走向灭亡的生物类群即可。①太古代38～20亿年前，原核单胞异养厌氧菌出现，兴盛，演化出光合细菌和蓝藻（菌）；②元古代20～5.7亿年前，真核细胞出现，多细胞生物出现，动植物分化，有性生殖形式始见；③古生代5.7～2.8亿年前，代表生物：三叶虫；寒武纪生物大爆发；无脊椎动物各主要门类进化发生；出现脊索、脊椎动物；出现苔藓植物、蕨类植物、种子植物，裸子植物兴盛；④中生代2.3-0.65\n亿年前，代表生物：恐龙；大型爬行类的兴、盛、衰、亡；出现哺乳类，演化出灵长类；出现鸟类；被子植物兴盛，单子叶植物兴起；⑤新生代0.65-0.01亿年前；哺乳类、鸟类发展；人类出现；单子叶植物兴盛；第三节生命进化的证据列举早期和现代的证据说明生物是在不断进化的。首先举出10条各类生物之间的共性，说明它们具有共同的祖先（书P.365~366）。①胚胎学证据比较6种脊椎动物（包括人）三个主要胚胎发育阶段的图；②比较解剖学证据比较7种脊椎动物（包括人）前肢骨骼高度的相似性；③生化与分子生物学证据比较部分生物细胞色素C、血红蛋白β-链氨基酸组成以及血清学反应等；通过上述比较进一步证实生物具有共同祖先，且在进化的过程中不断发生变异。第四节生命进化的理论本节将重点肯定达尔文进化论和综合进化论，然后对中性进化学说也作简要评说。①早期进化论简介早期法国博物学家布丰、拉马克和华莱士不成熟的生物可变的观点。②达尔文进化论进行重点介绍，包括：n生物具有共同的祖先；n生物总是不断地自发发生变异；n自然界无时不刻都在以其犀利的目光审视各种变异，适者生存；n生物普遍具有十分强大的生殖能力，它们往往生殖过剩;n只有在中间物种灭亡之后，新物种才能真正从原物种中脱颖而出；组织对上述达尔文学说进行讨论，肯定前3条内容的正确性，指出后2条说法的错误之所在。③综合进化论这是后人根据新的科学进展对达尔文进化论的修正和补充，主要内容有：u突变为生物进化提供了源源不断的原材料，包括基因突变和染色体畸变；u种群基因库与遗传平衡，主要阐述“哈迪-温伯格定律”；\nu隔离是形成新物种的前提（修正了达尔文关于新物种形成的说法）；④中性进化学说对该学说进行简介和评价。这也是科学家基于科学新发现而提出的新看法，有其合理的内涵，如同义突变和同工突变，但他们进而推理认为自然选择不是生物进化的重要推动力量的观点恐怕是难以站得住脚的。第五节生命演化的规律用简捷的语言归纳出几条生命演化的较重要规律：①进化不可逆由于突变是随机发生，自然选择是多因子综合作用的结果，所以进化不可能逆转；②进化方式包括：顺序进化、跳跃式进化和分支进化等；③非匀速进化由于生物内因和自然选择的力度不一，生物进化不可能齐步走进行；④进化树用树状图形象地把各主要生物类别的进化地位标示出来；第六节人类起源与人类生物学人类起源是迄今尚未定论的话题，但应排除上帝创世说。本节主要介绍主流学派的非洲起源和走出非洲学说，同时对多地区起源学说也给予关注。由于在我国出土了大量的古人类化石，因此本节还应对我国的考古研究成果加以推介。①腊玛古猿已经脱离了猿类向人科动物发展。灭绝于800多万年前；②南方古猿最古老的人科动物。已经能够直立行走。③人类——人属的发展这应该可以说是真正意义上的人类。人类发展基本上划分为以下5个阶段。要求掌握各阶段的大致起始和结束时间，以及该阶段人类的主要特征。n早期猿人（能人，南方古猿）阶段600多万年前到约150万年前。这是最早的人类。根据最新的考古发现，本阶段的起始时间提前到约600多万年前；个子矮小，能打制粗糙的石器；n晚期猿人（直立人）约150~30万年前。身体明显直立，体形与现代人已没有很大的区别。成人身高约1.56米（北京猿人），脑量平均1059立方厘米。能打制式样较多的石器，已学会控制用火；n早期智人（古人，尼安德特人）30万~5万年前，脑量已经接近现代人的水平。制作的石器已有较大的改进。能人工取火，狩猎巨兽，母系氏族\n社会。指出：欧洲的尼安德特人是进化的一个旁支，已灭绝；n晚期智人(新人,克罗马农人)约5～1万年前，其脑容量与现代人无异，可制精细石器及骨器，能营造简单住所，出现初步的文化，父系氏族。在各地发现的化石智人身上已有明显的人种分化。介绍2004年在印尼发现的仅在1.3万年前才灭绝的矮小“弗洛勒斯人”；n现代人1万年前至今，在体质方面与我们已经没区别。社会、文化、科技、经济、生产力不断发展。④人种的演化强调指出，各人种在分类学上都还是同一个物种，因彼此通婚能够生下可育的子代。由于人群向四面八方迁徙，各人群中偶发的基因突变难以交流，因此各人群逐渐积累了适应当地环境的突变。天长日久，四大人种就生成了。还应注意：各人种只是在生物学（体质）上出现差异，不存在智力高低和种族优劣之分。第十章生物与环境本章是本课程的重点之一，结合我国的现状详讲，希望引起大家的重视。第一节生物与自然环境生物的生存与其所处的环境条件密不可分。①光讨论光强、光质（不同的波长）以及它们对生物的作用。光对植物的作用显而易见，但对动物的作用也不可忽视。②温度任何生物都有最适温及可以忍受的温度范围。一个地区的温度与季节、纬度、昼夜和海拔等因子有关。③水水的重要性前面已经充分强调过。从生态学的角度，本段突出讨论它的三项生态学作用：高沸点、高比热和固态膨胀。④土壤土壤的构成十分复杂，它们是自然界千百万年孕育的产物，一切生物都直接或间接依赖土壤而获得生存。人类应该十分珍惜土壤资源。⑤大气讨论大气对生物的多方面作用：保护作用、保温作用、氧气促进生物需氧代谢与进化作用、氮气(N2)与氢(H)化合还原成氨(NH3)作用以及二氧化碳的促光合作用等。第二节生物种间关系\n生物之间的关系错综复杂，可以归纳为以下七种关系：共生、共栖、协作、中立、竞争、寄生、捕食与防御。第三节种群生态学同种生物构成种群。全球的人类可以看成为一个巨大的种群，一个国家或一个地区的人们也可以看成相对较小的种群。①动物种群的性别构成包括一雄多雌制、一雌多雄制、一雄一雌制、群婚制等。②种群的年龄组成与种群兴衰多种原因导致种群的兴衰，如：未成年组、育龄组和老年组个体的组成比例。再加上环境因子的影响，可见生物种群有三种类型：兴起型、稳定型和衰退型。③种群增长规律种群增长通常遵循著名的逻辑斯蒂曲线。板书画出某个种群在一定条件下的增长曲线，包括5个期：迟滞期、指数增长期、减速增长期、平衡期和衰退期。任何生物，包括人口增长都不例外。第四节人口增长人口问题是中国的大问题，本节详讲。①世界人口在最近三、四百年间，随着生产的发展，科学技术的进步以及社会制度不断完善，世界人口逐年激增，进入了指数增长期，人口数量急剧膨胀。目前全球人口数已达65亿以上。②中国人口解放后由于政策不当，导致出现三波人口生育高峰，一直到今后几十年过多的人口压力都将持续对我国的经济和社会发展产生重大的影响。让同学们认识到，作为世界第一人口大国人口问题的重要性。中央政府在20世纪80年代提出的计划生育政策并赋诸实施使中国人口增长过速的态势得到逆转，意义重大。希望各位同学能理解政府的良苦用心，自觉地执行一对夫妇只生育一个孩子的政策。第五节植被生态学简要介绍全球几种重要的生态系统：①森林生态系统森林生态系统对生物的生存和发展至关重要，对人类也是如此。由于历史的原因，我国的森林植被面积很小，希望通过本段学习，对培养大家绿化祖国、保护森林的意识有所推动。逐项讨论以下森林的主要功能：\nn森林是蓄水保湿的天然水库；n森林是挡风固土的忠诚卫士；n森林是异养生物的制氧母机；n森林是净化大气的头等功臣；n森林是生物物种的保护绿洲；接着，比较详细地解剖热带雨林的构成与特征。②草原生态系统由于年降水稀少，形成了占据大陆三分之一以上面积的草原生态系统。其间，牛马羊等是初级消费者，狼与狮子等肉食动物叫次级消费者。根据我国人多地少的实际，讨论不可盲目开垦草原，也不能不顾草原的载畜能力无限制地发展牛马羊养殖业。③荒漠及冻原生态系统由于高温少雨就形成了荒漠，而温度过低就产生了冻原生态系。它们环境条件恶劣，生态系统十分脆弱，应加以认真维护。第六节水生生态系统水生生态系统包括淡水生态系统和海洋生态系统，约占地球表面积的79.9％，因此有必要简要讨论该系统。①淡水生态系统淡水生态系统由于与人类的关系十分密切，因此受到人类十分严重的干扰，甚至是破坏，特别是水质污染（待后续讨论）。人类应十分认真地反省，好好地维护本系统的安全与完整。②海洋生态系统占地球总面积的71％，氧气的主要来源地，生物多样性极其丰富，对调节地球的生态系统、保护生物多样性非常重要。根据离海岸线的远近本系统可大体分为三个区：海岸区、近海区和远洋区。生物量依次递减，但海岸区同时也是受陆基污染严重的海区，导致赤潮经常发生。厦大濒临海洋，为海洋学研究做出了不少贡献，本系统应适当加以关注。第七节人工生态系统人类不满足自然界已有的生态环境，按照人类的意志建立起人工生态系统。①现代农业生态系统城里长大的孩子对农村和农业是很生疏的，而本系统对人类本身的生存却至关重要，适当说明本系统。本系统的特点：地广人稀、以单一品种为主进行种植和养殖、产品外输为主、受自然因素影响较大、依赖人类维护。\n②城市生态系统城市生态系统是人类为了满足自身的需要而改造天然环境建立的生态系统。城市不仅表现为人口大量增长，城市区域扩张，还表现为生产要素向城市集中和城市功能日益完善。其特点是：以人为主，人口密集、资源短缺，两头在外、高耗能，高产出、具有较高的文化、科学与技术氛围、环境恶化，不利健康。但城市在国民经济和社会发展中占有举足轻重的地位，一个国家的城市化进程与该国的工业化发展呈正相关性。注意城市的规划和环境保护对城市的发展至关重要。第八节物流、能流与生物群落演替①物质循环物质不能创造，只能循环利用。简要介绍几种重要的物质循环：n碳循环：CO2经光合途径进入到藻类及高等植物体中，这是无机碳转变成有机碳的最重要方式。植物中的有机碳经呼吸、燃烧和遗体分解三条主要途径重新放出CO2。强调人类开发利用矿物资源把深藏亿万年的煤、石油和天然气中的CO2释放出来，使大气中CO2含量逐年上升。n水循环：水循环主要循两个方向进行：蒸发、蒸腾和冷凝、降落。植被是水循环调节的闸门。n氮循环：氮在自然界有三种存在方式：分子态氮（Ｎ２），有机态氮和无机态氮。分子态氮含量最大，约占大气组成的79％。植物将无机氮转化成有机氮供动物消费。植物所需的氮肥只能依靠固氮微生物的共生或自生固氮，电闪雷鸣的高能固氮和合成氮厂的工业固氮三条途径提供。n磷循环：磷是构成核酸的元素。无机磷被植物吸收后转变成有机磷，后者随食物链在各级各类动物中传递。②能量流动生物中的能量储存在食物中，因此食物链也就构成能量流动链条。这个传递过程是在一个完全开放的环境中进行的，因此能量在传递过程中损失很大，只有大约百分之十几的能量可能从低营养级生物向比它高营养级的生物输送，这就是生态学中能量传递的十分之一定律。组织同学讨论为什么会有如此巨大的能量损失？可以通过什么途径较少能量的损失？③植物群落演替生物群落演替一般可分为以下两种类型：初级演替和\n次级演替。注意比较两者的异同点和各自的作用。④生态平衡在顶级群落中，物质与能量的输入与输出基本达到平衡，这样的生态系统叫做平衡的生态系统。这样的系统对维持整个生物圈的稳定是很重要的。平衡的生态系统通常表现出以下几方面明显的特征：u物质与能量的输入与输出保持相对稳定；u具有较强的抵抗自然灾害和自净化能力；u具有良好的自我调控能力；第九节资源与生物多样性地球上的资源受到人类肆无忌惮的开采、利用和破坏。通过本节的学习，希望提醒同学们注意资源的永续利用和保护。①资源可以分为三大类：恒定性资源、可更新资源和不可更新资源。注意它们划分的依据。有些可更新资源是有条件的，如生物和土壤的更新。为子孙后代着想，我们这代人应节约使用不可更新资源。②生物多样性千奇百怪的生物连同它们体（胞）内成千上万个基因是经自然选择而存留下来的自然界珍品，是我们赖以生存的环境中不可多得的亮丽风景线。但生物多样性正经受严重危机，它似乎与人类社会的现代化成反比。因此我们应该提高公民保护生物、善待自然的意识，建立自然保护区，为濒危生物提供繁衍生息的立锥之地，建立濒危生物人工繁育基地，借助高科技手段保护濒危动物。要建立这样的意识：保护生物多样性也就是保护我们自己。第十节环境污染与环境保护随着经济的高速发展，我们的生活和工作环境已经受到日益严重的污染，这是与建立健康、和谐社会的目标背道而驰的，每一位公民和同学都应为治理污染、保护环境而努力。对于以下几方面的污染，要求同学掌握其污染来源、污染的主要成分、污染产生的危害以及如何防止和治理污染等内容。重点掌握水质污染和大气污染两项。①水质污染水质污染的来源主要有工业废水、农业污水及生活污水。其成分与来源密切相关。工业废水主要含有各种重金属和有毒、有害化合物，量大且毒性强。农业污水的有害成分有农药、化肥和动物粪便等；生活污水主要是洗涤剂、食物残渣和人粪便等。\n可以通过各种物理的、化学的和生物的技术处理污水。②大气污染大气污染的源头主要是工厂和汽车，此外还有沙尘暴，主要污染物是CO2、CO、SO2、碳氢化合物和氮氧化物及粉尘。它们带来的温室效应、臭氧空洞和酸雨等严重影响了生物多样性和整个生态环境，效果十分严重。关键在于治理工厂排气和汽车的尾气。③垃圾污染首先要明确，很多垃圾并不是废物，而是放错了地方的资源，可循环利用。世界各国通行采用分类回收后以焚烧、填埋和堆放等三种方式进行垃圾处理。将明显可以利用的“垃圾”先行回收，如何根据各国当地的经济实力和技术水平对垃圾进行焚烧、填埋和堆放等方式处理。其中焚烧是最干净的方法，但成本较高。④噪声污染首先要明确噪声的概念，符合过响性、妨碍性或刺激性三项之一的声音即可认为是噪声。噪声的来源基本上有三大类：工厂及工业噪声、交通及运输噪声以及生活和家庭噪声。前两者是主要的噪声来源。噪声使人失眠、听力受损以及引起神经衰弱、内分泌失调等症。防止和减轻噪声污染的有效方法是降低噪声的强度、采取必要的防护措施或避开噪声。现在，治理这些的污染并不是在技术上不过关，关键的问题是部分企业家为了追逐更高的利润而不愿投资处理自己生产过程中产生的污染；部分政府官员追求当地GDP的增长从而使自己脸上有光彩，不惜与这些企业家勾结，放任环境污染的发生和发展。通过向同学们灌输合法经营光荣、破坏环境可耻的观念，希望他们日后都能为环境保护贡献自己的力量。此外，还应避免重走西方“先污染、后治理”的老路，从源头污染治理开始。污染治理的设施要与生产同步设计、同时开工，达到国家排放标准才排放。