浙江省杭州市2009年生物学竞赛集训营全套讲义

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浙江省杭州市2009年生物学竞赛集训营全套讲义

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动物生理学
一、疑难问题:
1.什么是可兴奋组织的刺激与反应?
刺激是一种信息,是指能够引起细胞和组织发生反应的环境因素变化,分直接刺激和间接刺激两种。反应是机体对有效刺激做出的必然应答活动。兴奋是活组织对有效刺激的反应表现。神经和肌肉受到有效刺激以后,可以产生一种快速的、可以沿着细胞膜传导的电脉冲,称为冲动。生理学上把活组织对刺激产生冲动的反应,叫做兴奋。兴奋性是可兴奋组织对刺激发生反映的能力。
活组织之所以产生兴奋,取决于两个方面:本身具有兴奋性(功能状态)和受到有效刺激。组织的兴奋性是可变的。要使组织发生兴奋,必须使用适宜刺激,使之达到一定的强度并维持一定的刺激作用时间。阈刺激(阈值)是引起组织兴奋的最小刺激强度。刺激是衡量组织兴奋性有无和高低的惟一方法。组织的兴奋性与阈值的关系为:兴奋性:l/阈值。
可兴奋性组织正在发生兴奋期间,其兴奋性要发生周期性的变化,依次分为绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期四个时期。
单个阈下刺激虽然不能引起组织兴奋,但是可以改变组织的兴奋性。相继多个阈下刺激可以引起组织产生一次兴奋的现象,叫做阈下总和
使用直流电通电或断电刺激组织,组织的兴奋性也发生变化,叫做电紧张。电刺激的极性法则是:通电时,兴奋发生在阴极;断电时兴奋发生在阳极,通电强度大于断电强度;在持续通电期间,没有刺激强度的变化,不产生刺激效应。
2.什么叫做兴奋性 常用的衡量指标有哪些
兴奋性是指可兴奋组织对刺激发生反应的内在特性或能力。它是生命活动的基本特性之一,也是细胞正常生存和实现其功能活动的必要条件。
衡量组织兴奋性高低的重要指标主要有以下几个方面:一是刺激阈值,这是最为简便、最为常用的衡量指标。一个组织的刺激阈值越小,说明其兴奋性就越高;反之,说明其兴奋性越低。刺激阈值与组织兴奋性之间的关系呈反变关系。另一个衡量指标是时值,时值越大,说明兴奋性越低;时值越小,说明兴奋性越高。也有的使用时间–强度曲线衡量组织的兴奋性,曲线越是靠近坐标轴,说明兴奋性越高;曲线越是远离坐标轴,说明兴奋性越低。
3.比较静息电位和动作电位的产生原理
静息电位的产生是以细胞膜的选择性通透和膜两侧离子的不均匀分布为基础的。正常细胞膜在静息状态下,对Na+、Cl-、Ca2+(细胞外液浓度高)和带负电荷的有机分子等都不通透,只K+(细胞内液浓度高)比较自由通透。所谓细胞的静息电位主要决定于K+向细胞外扩散的平衡电位。
动作电位是膜对Na+通透性增高、Na+内流引起的。刺激可以打开细胞膜上的Na+通道,大量的Na+内流使得膜内的电位迅速升高,发生去极化乃至反极化,其峰值接近于Na+的平衡电位。稍滞后于Na+电导的增大,细胞膜对K+的通透性进一步增加,电导增大。K+迅速外流,使细胞膜内的电位下降、复极化到静息电位水平。所以,动作电位的复极相是K+外流的结果。细胞兴奋以后的恢复是钠– 钾泵运转活动的结果。
4.试述神经冲动的产生和传导
阈下刺激使少量离子跨膜流动所引起的膜电位变化,叫做局部反应电位。其特点是:与刺激强度成正比;局部、不可传导,且幅度随距离而衰减、随时间而消失;可以累加、总和。随着刺激强度的增大,局部反应电位增大,细胞去极化达到一定水平时,便会爆发一个动作电位。能够使膜电位去极化产生动作电位的那个临界膜电位水平,称为阈电位。阈电位也就是使细胞膜上的电压门控Na+通道打开的临界膜电位水平。
动作电位沿着细胞膜传播扩布的过程叫传导。信息跨越细胞传播的过程,叫传递。动作电位传导的一般特征为:生理完整性、双向传导性、非递减性、绝缘性和相对不疲劳性。
5.为什么神经和肌肉细胞具有跨膜电位?
生物体在生命活动的过程中所表现出的电现象,称为生物电。专门从生物电角度研究生命活动规律的科学,叫做电生理学。
细胞完好部位与损伤部位之间的电位差叫做损伤电位。损伤电位就是存在于细胞膜两侧的跨膜电位。细胞在未受刺激的静息状态下,膜两侧存在外正内负的电位差称为静息电位。细胞外正内负的两极对峙状态叫做极化。
细胞受到一个有效刺激以后,在静息电位的基础上,会发生快速的电变化。膜内电位迅速上升,静息电位减小并取消的过程,叫做去极化(除极化)。膜电位极性反转为外负内正的极化状态叫做反极化。膜电位极性反转、电位值超出零电位的部分叫做超射。膜电位向静息电位方向恢复的过程,叫复极化。细胞受到刺激兴奋时所产生的这种短暂的、可以沿着细胞膜快速传导的电位波动,叫做动作电位。动作电位是细胞兴奋的标志。
6.为什么锋电位是兴奋过程的必然表现
锋电位是指细胞膜快速去极、快速复极的电变化所形成的尖峰图形。锋电位是动作电位的最主要成分,是兴奋的必然表现,是刺激的信息单位,是通常所说的冲动。锋电位以“全或无”方式产生。
后电位是指复极后期持续的、微小电位波动。一般历时数十毫秒。后电位包括负后电位和正后电位,与细胞兴奋以后兴奋性的恢复有关。细胞在产生动作电位期间,其兴奋性是不一样的。锋电位的时间大致与绝对不应期相当;负后电位的前半期与相对不应期相当;后半期与超常期相当;而正后电位时期相当于低常期。
7.什么叫做易化扩散 它有哪些类型和特点
水溶性的小分子物质借助细胞膜上蛋白质的帮助所实现的被动扩散叫做易化扩散。
易化扩散分为载体介导和通道介导两种形式。由载体介导的易化扩散,载体蛋白上存在着能够与被转运物质结合的结合位点。当被转运物质与其结合以后,可使载体蛋白的分子构型发生改变,从而使被转运物质顺着浓度差转移到膜的对侧,再与载体蛋白分离,完成转运。载体蛋白又恢复原形进行新一轮的转运。载体转运具有以下特点:①特异性。载体与被转运物质之间有严格的对应关系。②饱和现象。当被转运物质的浓度增高到一定程度时,使扩散的通量达到最大。③竞争性抑制。如果某一载体可以转运结构相似的甲、乙两种物质时,甲、乙两种物质的转运就产生竞争性抑制,即当转运甲多时,转运乙就少;反之亦然。
通道是膜中的蛋白质分子内部形成的水相孔道,可因某种特殊的化学物质结合与否或电场的改变而开放或关闭。当通道被打开时,可使某种小分子物质顺着化学浓度差或电位差发生扩散。通道转运也有一定的特异性。
8.谈谈局部电位与动作电位的主要区别。
阈下刺激只能使细胞产生局部电位,它与动作电位的主要区别有以下几点:
①从产生的刺激强度上说,局部电位由阈下刺激引起;动作电位是由阈刺激或阈上刺激引起的。②从传播的特点上说,局部电位不能传导,只能发生局部的电紧张性扩布;而动作电位可以沿着细胞膜发生不衰减性传导。③从电位变化特点上说,局部电位不具有“全或无”的特点,可以对来自不同空间或先后的局部电位进行总和;而动作电位则没有总和现象,具有“全或无”的特点。
9.简述神经–肌肉接头的兴奋传递过程。
答:神经–肌肉接头的兴奋传递过程如下:当躯体运动神经的动作电位到达轴突末梢时,轴突末梢上的电压依从性的钙通道开放。Ca2+内流使轴突末梢内的Ca2+浓度升高,由此触发递质小泡开始向着突触前膜方向运动,并与轴突前膜发生接触、融合、破裂,将囊泡内的递质乙酰胆碱释放到接头的间隙。乙酰胆碱扩散到终板膜上并与上面的胆碱能N2受体结合,这就打开了终板膜上的化学依从性的离子通道。主要引起Na+的内流(也有少量的K+外流),使终板膜上产生去极化的终板电位。当终板电位增大到一定程度时,使得邻近肌膜去极化达到阈电位水平,于是肌膜上的电压依从性的钠通道开放,Na+大量内流产生动作电位。轴突末梢释放的乙酰胆碱,在大约2ms的时间内就被接头间隙中的胆碱酯酶迅速分解掉。因而使接头的兴奋传递能够保持1对1的关系。
10.神经肌肉接头的结构和功能特征表明它属于化学性突触
直接支配骨骼肌活动的神经元是位于中枢神经系统内部的 运动神经元。一个 运动神经元及其末梢分支所支配的全部肌纤维称为一个运动单位。
神经肌肉接头是一种特殊的突触,由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成。突触前膜是 神经元的轴突末梢,其中的突触囊泡中有大量的神经递质乙酰胆碱。突触后膜是与突触前膜相对应的肌细胞膜部分,又称为运动终板膜,膜上有乙酰胆碱受体。突触间隙是突触前、后膜之间的间隙,宽20~50nm. 。
神经肌肉接头传递的特征:单向传递,突触延搁(哺乳类动物的神经肌肉接头一般耗时0. 5ms),容易受理化因素影响,易疲劳。
11.比较神经纤维传导兴奋和神经-肌肉接头传递兴奋的特点
①传播方向。神经纤维上是双向传导;神经-肌肉接头是单向传递。②传播速度。神经纤维上传导速度快而均匀;神经-肌肉接头传递缓慢、有突触延搁。③变化特征。神经纤维传导是以动作电位的形式,符合“全或无”定律;神经-肌肉接头传递是以“电-化(神经化学递质)-电”的方式进行的,产生的终板电位是分级性的局部电位。④代谢耗能水平。神经纤维传导代谢水平很低;神经—肌肉接头传递代谢消耗较高。⑤对外界影响的反应。神经纤维传导不易受外界环境改变的影响,相对不疲劳;神经-肌肉接头传递非常容易受内环境改变和多种药物的影响,容易产生疲劳。
12.骨骼肌纤维的超微结构
骨骼肌纤维是横纹肌,在结构上最突出的特点是含有大量的肌原纤维和肌管系统。
肌原纤维由高度有序列的粗肌丝和细肌丝构成。横纹的暗带称为A带,暗带的中央部
分着色较淡,叫做H带,H带的正中央是一条着色较深的M线。M线是肌小节的正中
线。在M线上附着着粗肌丝,所谓A带的长度,实际上就是粗肌丝的长度。在相邻两
A带之间为较为透亮的明带,又叫I带。I带的正中央是一条着色较深的z线,将I带
分为两半。I带上附着着细肌丝,一直延伸到H带的边缘。两个z线之间的区域称为一
个肌小节,是肌肉收缩和舒张的基本单位。
从肌丝的横断面上看,细肌丝呈正六边形排列,粗肌丝呈正三角形排列。每根粗肌
丝周围都被6根细肌丝所围绕,同时,每根细肌丝也被3根粗肌丝所包围。这样的构型
非常适合粗细肌丝相互作用进行穿插滑行活动。
在每一条Z线处,肌细胞膜都环行凹陷到细胞的深处并环绕着每一根肌原纤维,
构成横管系统,称为T管或横管。在横管的两侧,各有一组纵管(L管),纵管是滑面
内质网,其两端膨大与横管相邻,叫做终池。在正常情况下,肌细胞内部Ca2+90%以
上都存在于终池内。纵管系统的膜上存在着钙泵。
横管与其两侧的终池形成三联体。三联体在将肌肉的兴奋电信号转变为肌肉收缩信
号的过程中起着重要的作用。
13.试用肌丝的滑行学说来解释肌肉收缩和舒张的过程
按照滑行学说,骨骼肌的收缩不是肌纤维中肌丝本身的长度的缩短和卷曲,而是粗细丝互相穿插滑行使肌小节缩短的结果。滑行的过程如下:当肌细胞膜发生去极化以后,肌质网的终池释放Ca2+,使肌浆中的Ca2+浓度升高。Ca2+与肌钙蛋白结合并使之发生构象的改变,这种改变使原肌凝蛋白分子构象改变而位移,这就使肌纤蛋白上与横桥结合的位点暴露出来。于是横桥与肌纤蛋白上的结合位点结合,ATP酶被激活,ATP被水解释放能量供横桥拉动细肌丝向M线方向扭动;然后脱离,再与肌纤蛋白上的下一个位点结合。如此反复,使肌小节缩短。当肌质网上的钙泵启动使肌浆中的Ca2+浓度降低时,Ca2+与肌钙蛋白分离,肌钙蛋白和原肌凝蛋白分子的构象恢复原状,原肌凝蛋白重新掩盖肌纤蛋白上的结合位点,横桥便不能与肌纤蛋白上的结合位点结合。于是肌丝滑回原位,肌肉发生舒张。
14.多种影响因素导致肌肉收缩的不同外在表现
肌肉收缩必然表现为肌纤维长度和张力的变化。只有收缩长度的变化,而无张力改
变的收缩形式叫做等张收缩。只有收缩张力的变化,没有长度改变的收缩形式叫做等长
收缩。
给肌肉一个刺激使肌肉产生一次收缩叫做单收缩。单收缩曲线分为潜伏期、收缩期
和舒张期三个时期,如果后一个刺激落到前一刺激产生的收缩曲线的舒张期内,可使两
次收缩曲线发生不完全重叠,这是肌肉收缩的时间总和效应。如此多个重复刺激可形成
不完全强直收缩,收缩的波峰是分离的。如果后一个刺激都落在前一刺激产生的收缩曲
线的收缩期内,可使肌肉发生波形完全融和的完全强直收缩。产生完全强直收缩时,肌
肉收缩的幅度和力量都要比单收缩大4倍左右。产生完全强直收缩时,肌细胞的动作电
位仍然是分离的。
肌肉做功=收缩张力×缩短长度。肌肉做功的多少取决于收缩的负荷和收缩的速率。肌肉收缩以后才遇到的阻力叫后负荷。后负荷可以影响肌肉的收缩速率和缩短的长度。肌肉收缩以前就作用到肌肉上的负荷叫做前负荷。前负荷可以改变肌肉收缩前的初长度。在一定范围内,肌肉的初长越长,做功就越多。能够使肌肉一次收缩做功最大的前负荷叫做肌肉的最适前负荷。
肌肉收缩对外做功占所耗总能量的比率叫做机械效率。在肌肉收缩所消耗的能量
中,只有20%~25%转化为机械功,其余的都以热能的形式散发掉了。
二、练习题:
1.存在于细胞外液中的主要离子是( )
A.碳酸氢盐和K+ B.硫酸盐和磷酸盐 C.Cl-和Na+ D.Cl-和K+
【解析】C 在细胞外液中,Cl-的浓度显著高于细胞内液,Na+的浓度高出细胞内液十几倍。细胞内的K+浓度高于细胞外液。
2.钠泵的化学本质是( )
A.载体蛋白 B.受体蛋白 C.Na+-K+依赖式ATP酶D.糖蛋白
【解析】C 钠泵的化学本质不是糖蛋白,是一种依靠钠和钾存在而被激活的ATP酶,从而分解ATP主动转运Na+外出细胞和K+外出细胞。
3.衡量组织兴奋性高低的指标是( )
A.阈电位的数值 B.静息电位的数值
C.动作电位的幅度 D.刺激阈值
【解析】D 组织兴奋性的有无和高低,只有通过刺激来检验,所以刺激阈值就成为衡量组织兴奋性高低的重要指标。
4.递质的释放属于( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.吞噬 D.出胞作用
【解析】D 递质存在于突触前膜的囊泡中,它的释放是通过出胞作用的方式进行的。
5.下列关于钠泵的叙述,错误的是( )
A.逆着浓度梯度将Na+从细胞内转运到膜外
B.逆着浓度梯度将K+由细胞外转运到膜内
C.建立和维持钠离子和K+在膜内外的势能贮备
D.将Na+ 转运到膜外,将K+转运到膜内
【解析】 B 钠泵转运时将K+从细胞外转运到细胞内,但并不必须逆着化学浓度来进行。但是将Na+转运到细胞外却是逆着化学浓度进行的。
6.正后电位的时间过程大致与( )相当。
A.绝对不应期 B.相对不应期 C.超常期 D.低常期
【解析】 D 在正后电位期间,细胞的膜电位距阈电位之间的差距较大,因此受到刺激后更加不容易兴奋,细胞的兴奋性低于正常。
7.用直流电通电刺激细胞产生兴奋时,正确的论述是( )
A.负极产生内向电流 B.兴奋只发生在负极
C.外向电流使细胞兴奋性降低 D.正极的兴奋性增高
【解析】 B 通电时,负极产生外向电流发生兴奋;正极产生内向电流使膜的兴奋性反而下降。
8.生电性钠泵可使膜电位暂时发生超极化的时期是( )
A.锋电位 B.阈电位 C.负后电位 D.正后电位
【解析】 D 正后电位时期的膜电位是超极化的,它是细胞膜上的钠泵在细胞兴奋以后恢复时转运造成的。
9.下列哪一种离子决定锋电位的高度( )
A.K+ B.Na+ C.Ca2+ D.K+ 和Na+
【解析】 B 细胞去极化是Na+内流造成的,锋电位的高度是Na+内流达到其电-化平衡电位的结果。所以细胞外液中的Na+浓度决定锋电位的高度。
10.人工增加神经细胞外液中的钾离子浓度,静息电位将( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大后减小
【解析】 B 细胞内液K+的浓度高于细胞外液,K+从细胞内液向细胞外液扩散,达到电-化平衡时即是细胞的静息电位。当细胞外液中K+浓度升高时,K+向细胞外液的扩散将减少,所以静息电位则减小。
11.关于动作电位的叙述,正确的是( )
A.刺激强度小于阈值,产生小幅度的动作电位
B.动作电位的幅度随刺激的强度增大而增大
C.不同的可兴奋细胞的动作电位幅度和持续时间各不相同
D.动作电位在传导时随距离的增加传导速度发生衰减
【解析】C 动作电位是全或无方式发生的,其传导速度也是不衰减的。在不同的可兴奋细胞中,动作电位的幅度是不完全一样的,动作电位的持续时间也是不完全一样的。譬如心室肌细胞动作电位的持续时间要比神经细胞长100多倍。
12.关于阈电位的叙述,错误的是( )
A.阈刺激强度下细胞去极化的电位水平
B.对某一细胞来说其数值是永远不变的
C.使细胞产生动作电位的最大膜电位数值
D.使细胞膜上的钠通道正反馈开放的最大膜电位数值
【解析】B 一个细胞的兴奋性是因其功能状态不同而可变的,所以其阈电位数值也是可变的。
13.神经纤维上相邻两个锋电位的时间间隔至少应大于( )
A.相对不应期 B.超常期 C.绝对不应期 D.低常期
【解析】C 在绝对不应期内是不可能再产生锋电位的,在相对不应期内受到阈上刺激才可以再次产生锋电位。所以两个锋电位的时间间隔至少应大于绝对不应期。
14.关于同一细胞兴奋传导的叙述,错误的是( )
A.动作电位可以沿细胞膜传导到整个细胞
B.有髓纤维是以跳跃式方式传导的
C.传导的机制是通过局部电流实现的
D.动作电位的幅度随传导的距离增加而衰减
【解析】D 动作电位在神经纤维上的传导是不衰减的。
15.神经肌肉接头传导兴奋时,释放的递质是( )
A.去甲肾上腺素 B.乙酰担碱 C.多巴胺 D.肾上腺素
【解析】B 神经肌肉接头传递兴奋的递质只有乙酰胆碱,无例外。
16.细胞膜电位变为外负内正的状态称为( )
A.极化 B.超极化 C.去极化 D.反极化
【解析】D 细胞的正常膜电位极化状态为外正、内负,所以外负、内正的极化状态称为反极化。
17.肌肉收缩和舒张的基本功能单位是( )
A.肌原纤维 B.肌凝蛋白 C.肌小节 D.肌丝
【解析】C 肌小节是肌原纤维的基本结构单位,也是肌肉收缩和舒张活动的基本功能单位。
18.肌肉兴奋-收缩偶联的关键物质是( )
A.Ca2+ B.乙酰胆碱 C.Na+ D.神经递质
【解析】A 当肌细胞兴奋以后,动作电位传到三联体,引起肌质网的终池释放钙离子到肌浆中,从而引发粗、细肌丝相互作用产生穿插滑行活动,所以Ca2+是肌肉兴奋和收缩的中间偶联因子。
19.肌肉在收缩后,肌小节的( )
A.长度不变 B.明带的长度不变
C.细肌丝的长度不变、暗带长度变短
D.粗肌丝的长度不变、暗带的长度不变
【解析】D 肌肉收缩时整个肌小节要缩短,但是粗、细肌丝的长度都不发生变化。肌小节的暗带长度就是粗肌丝的长度。粗、细肌丝在穿插滑行时暗带的长度是不变的,明带的长度缩短。
20.如果将一条舒张状态的骨骼肌纤维拉长,则出现( )
A.明带长度增加 B.暗带长度增加
C.明带和H带长度增加 D.暗带和H带长度增加
【解析】C 当将舒张状态的骨骼肌纤维拉长时,会使得细肌丝从粗肌丝之间相应拉出,所以会出现明带和H带长度的增加。
21.将肌细胞膜的电变化和肌细胞内的收缩过程偶联起来的关键部位是( D )
A.横管系统 B.纵管系统 C.纵管终池 D.三联体
【解析】D 横管系统的作用是将肌细胞膜上的动作电位传入细胞内部。纵管系统的作用是积聚、贮存和释放Ca2+,从而引发肌小节的缩短和舒张。三联体是将肌肉兴奋的电活动转换为机械收缩的关键部位。
22.骨骼肌中的收缩蛋白质是指( )
A.肌纤蛋白和肌凝蛋白 B.肌纤蛋白和肌钙蛋白
C.原肌凝蛋白 D.肌钙蛋白
【解析】A 骨骼肌中的蛋白质只有肌纤蛋白和肌凝蛋白属于收缩蛋白,其余的蛋白质都属于调节蛋白质。
23.肌肉的初长度取决于( )
A.被动张力 B.前负荷 C.后负荷 D.单收缩
【解析】B 前负荷是肌肉收缩以前作用于肌肉上的负荷,它可以改变肌肉的初长度。
24.存在后负荷的情况下,肌肉收缩先是表现为( )
A.等长收缩 B.等张收缩 C.不收缩 D.强直收缩
【解析】A 首先表现为等长收缩,增加肌肉的收缩张力,只有当肌肉的收缩张力大于后负荷时,肌肉才会发生等张收缩,使肌纤维缩短。
25.在肌肉强直收缩的过程中,动作电位( )
A.不发生重叠或总和 B.幅度变小
C.幅度变大 D.频率变低
【解析】A 作为兴奋标志的动作电位的图形永远是单个的、分离的,永远不会发生总和。动作电位的幅度是不改变的。在强直收缩期间,肌肉动作电位的频率是可能变化的,但不一定是频率变低。
三、多项选择题:
1.下列不属于局部兴奋特点的是( )
A.呈递减性传导 B.呈电紧张性扩布 C.具有“全或无”现象
D.无不应期 E.可以总和
【解析】AC 局部兴奋是不能传导的,但可以累加总和,因此不具有“全或无”现象:
2.控制神经细胞膜上通道开关的主要因素有( )
A.温度 B.pH值 C.某些化学物质
D.电压 E.渗透压
【解析】CD 细胞膜上的离子通道主要有化学门控通道和电压门控通道两种。其他的门控通道比较少。
3.兴奋在神经纤维上的传导特点包括( )
A.双向性 B.不衰减性 C.电紧张性张布
D.相对不疲劳性 E.具有时间延搁
【解析】ABD 兴奋沿细胞膜的传导是以动作电位的方式进行的,不是电紧张扩布。时间延搁是兴奋在突触的传递特点。
4.以“载体”为中介的易化扩散的特点是( )
A.具有高度的结构特异性 B.有电压依赖性 C.有饱和现象
D.有竞争性抑制现象 E.需要消耗能量
【解析】ACD以载体为中介转运属于被动转运,不需要消耗能量,也不具有显著的电压依赖性。
5.单个神经纤维或肌肉细胞的动作电位的特征是( )
A.具有“全或无”现象 B.呈不衰减性传导 C.互不融合
D.无不应期 E.可以总和.
【解析】ABC 单个神经和肌肉细胞的动作电位在发生期间是具有不应期的,所以是不可以总和的。
6.在神经-肌肉接头处,兴奋的传递特点包括( )
A.单向传递 B.有时间延搁 C.需要化学递质参与
D.相对不疲劳性 E.易受环境变化或药物的影响
【解析】ABCE 相对不疲劳性不是神经-肌肉接头的传递特征,是神经纤维上的传导特征。
7.与神经纤维兴奋具有同样意义的是( )
A.神经冲动 B.突触后电位 C.动作电位
D.局部电位 E.锋电位
【解析】ACE 这三者都是神经纤维产生可以传导的兴奋的重要标志,具有同样的意义。而突触后电位和局部电位是不可以传导的。
8.前负荷不变时,后负荷对肌肉的影响是( )
A.影响肌肉的初长度 B.影响肌肉的张力
C.影响肌肉的缩短速度及开始缩短的时间
D.影响肌肉缩短的幅度 E.影响肌肉做功
【解析】BCDE 后负荷的大小可以影响肌肉的张力、缩短速度、缩短时间、缩短的幅度,影响肌肉的做功,但是对肌肉的初长度不产生影响。
9.影响神经-肌肉接头兴奋传递的因素是( )
A.美洲筒箭毒 B.细胞外液的Ca2+浓度 C.有机磷农药
D.阿托品 E.细胞外液的pH值
【解析】ABCE 神经-肌肉接头是通过释放递质乙酰胆碱来传递信息的。细胞外液Ca2+浓度影响递质的释放,细胞外液的pH值也可影响信息的传递,美洲筒箭毒是骨骼肌细胞膜上N型受体的阻断剂。而阿托品则是M型受体的阻断剂。
10.下列属于主动转运过程的是( )
A.锋电位过后,细胞内外离子浓度的恢复
B.肌浆中Ca2+回收到终池 C.静息电位的产生
D.动作电位的复极化过程 E.细胞膜两侧离子的不均衡分布
【解析】ABE 静息电位的维持需要钠泵的主动转运,但是静息电位的产生是K+向细胞外扩散形成的;动作电位的复极化过程是细胞内的K’外流扩散形成的,这些都不是主动的转运过程。
11.兴奋-收缩偶联的步骤有( )
A.兴奋通过横管传向细胞深处 B.终池释放Ca2+
C.Ca2+触发肌丝滑行 D.肌质网收回Ca2+
E.收缩蛋白结构变化
【解析】ABCD 收缩蛋白的结构变化属于肌肉的收缩过程,不属于兴奋一收缩偶联的步骤。
12.下列可以使骨骼肌收缩幅度增加的因素( )
A.刺激强度增大 B.后负荷增大 C.刺激频率加快
D.最适前负荷 E.肌肉收缩能力增强
【解析】ACDE 后负荷增加可使肌肉的收缩幅度减小。
13.在生理实验中,需要用电刺激作为人工刺激的原因是( )
A.电刺激可以方便地由电子刺激器提供 B.可以重复使用
C.电刺激是最有效的刺激 D.刺激的参数易于控制
E.一般不会造成组织细胞的损伤
【解析】ABDE 使用电刺激有很多的优点,但是电刺激不是所有细胞最有效的刺激。
四、是非判断题
1.甲细胞的刺激阈值为1.5V,乙组织的刺激阈值为2.0V,所以说乙组织的兴奋性比较高。
()
【解析】错 组织的兴奋性高低与刺激阈值成反比关系,刺激阈值高的组织其兴奋性低。
2.A肌肉的最大收缩力量为5g,B肌肉的最大收缩力量为8g,所以说B肌肉的兴奋性比较高。( )
【解析】错 兴奋性的高低是由刺激阈值来检验的,肌肉的收缩力量大小不是检验兴奋性高低的标准。
3.如果某一价正离子细胞内外浓度相差100倍,单纯由这种离子扩散造成的跨膜电位差大约为120mV。( )
【解析】对 按照Nernst方程式计算,一价离子在膜的两侧相差10倍,单纯由它扩散形成的跨膜电位差大约为60mV,所以当相差100(102)倍时,可产生大约为120mV的电位差。
4.活细胞在任何情况下都具有兴奋性。( )
【解析】错 在绝对不应期内兴奋性就暂时完全丧失。
5.动作电位的超射值基本上相当于Na+的平衡电位。( )
【解析】对 动作电位所能达到的膜内正电位值(超射值)非常接近于Na+的平衡电位。
6.当细胞内的K+浓度增高、细胞外的Na+浓度增高时,细胞膜上的钠泵被激活。( )
【解析】错 细胞膜上的钠泵被激活是由细胞内的Na+浓度升高和细胞外Na+浓度升高引起的。
7.细胞超极化时兴奋性降低。( )
【解析】对 细胞超极化时,膜电位水平与阈电位之间的差距增大,受到刺激后不容易去极化达到阈电位水平,所以兴奋性较低。
8.骨骼肌的收缩和舒张过程都是耗能过程。( )
【解析】对 收缩过程需要消耗ATP;肌肉舒张时,需要肌质网上的钙泵转运将肌浆中的Ca2+收回终池,同样需要消耗ATP。
9.阈下刺激强度不引起锋电位发生,但刺激达到阈值以后,锋电位就始终保持固定的波幅。( )
【解析】对 阈下刺激是不能引起锋电位发生的,只能使细胞产生局部反应电位(局部兴奋)。锋电位的发生是“全或无”方式的,一经产生,其波形就不再受刺激强度的影响。
10.肌肉收缩时长度可以不变,仅张力发生变化。( )
【解析】对 这样的收缩形式称为等长收缩。
11.肌肉的收缩力是指肌肉的机械收缩强度。( )
【解析】错 收缩力包含两方面的意思:一是机械收缩力量(强度)的大小;二是收缩的能力,包括缩短的速度和幅度等。不仅仅是指机械收缩力量。
12.随着肌肉前负荷的增加,肌肉收缩做功可以不断加大。( )
【解析】错 在一定范围内,前负荷增加可以改变肌肉的初长从而使收缩做功增大。但是前负荷增大超过一定限度以后,肌肉的收缩做功反而会减小。
13.重复刺激坐骨神经,不一定都能引起腓肠肌强直收缩。( )
【解析】对 肌肉产生强直收缩必须要使重复刺激达到临界融合频率,低于临界融合频率时只能使肌肉产生独立的单收缩或者是不完全强直收缩。
14、肌小节的长度大约为2.2μm左右时,横桥与肌纤蛋白的接触数目最多。( )
【解析】对 在所有的横桥都与肌纤蛋白接触时,肌小节的长度大约为2.2μm。
15.不完全强直收缩的特点是,每个刺激都分别落在了前一刺激产生的收缩曲线的舒张期内。( )
【解析】对 不完全强直收缩的特点就是每个刺激产生的肌肉收缩曲线不完全融合。
16.肌肉单收缩的持续时间越长,其产生完全强直收缩的最低刺激频率就越高。( )
【解析】错 单收缩的时程越长,收缩期的时间也越长,其临界融合频率就越低。
17.受体都是镶嵌在细胞膜上的蛋白质。( )
【解析】错 有的受体存在于细胞质中,也有的受体存在于细胞核内,不是所有的受体都存在于细胞膜上。
18.静息电位主要是K+内流形成的。( )
【解析】错 静息时细胞内部的K+浓度高,静息电位是K+易化扩散的平衡电位。
19.可兴奋细胞的特点之一就是能够把受刺激发生的局部兴奋传到整个细胞( )
【解析】错局部反应只发生在细胞的某个局部,是不能传导的。
20.阈电位就是能够使膜对钠离子通透性突然增大的临界膜电位。( )
【解析】对 正是由于此时的膜对Na+的通透性突然增大,所以才能使细胞膜发生Na+的快速内流形成动作电位的去极相。
21.单根神经纤维与神经干的动作电位产生都是“全或无”的。( )
【解析】错 单根神经纤维产生动作电位是“全或无”的;而神经干由于是多根兴奋性各不相同的神经纤维组成的,所以它产生动作电位不符合“全或无”。
22.神经纤维发生动作电位时,膜内电位极性倒转为+30mV的状态,称为超极化状态。( )
【解析】错 超极化是指膜电位大于静息电位的状态。膜内电位极性倒转的状态叫做反极化。
23.所谓兴奋冲动,实质上就是能够沿着细胞膜外表面传导的负电波。( )
【解析】对 兴奋传到哪里,哪里的细胞膜外电位就变负,电位低于未兴奋的正常部位。
24.用直流电持续刺激神经期间,不对神经形成刺激效应。( )
【解析】对 因为持续通电期间没有强度变化。
25.动作电位包括锋电位和后电位两部分。( )
【解析】对 锋电位是兴奋的必然表现,后电位是兴奋以后的恢复过程。
26.Ca2+进入轴突末梢的量与囊泡释放的量没有关系。( )
【解析】错 轴突末梢释放囊泡是由于Ca2+的进入引发的。Ca2+的进入量与囊泡的释放量有密切关系。
27.与无髓纤维相比,有髓纤维因传导速度快,耗能多。( )
【解析】错 有髓纤维传导速度快,其兴奋时只有郎飞结处发生钠离子的内流,所以Na+内流的量较少,兴奋以后钠泵向外泵钠的任务小,所以耗能是比较少的。
28.cAMP是细胞跨膜信号传递的惟一第二信使。( )
【解析】错 cAMP不是惟一的第二信使,三磷酸肌醇、Ca2+等也可作为某些细胞的第二信使。
29.对于神经纤维而言,电刺激所引起的动作电位比机械刺激引起的动作电位要大。( )
【解析】错 不管是什么能量的刺激,只要是能使神经产生动作电位,动作电位的大小是相同的,这是由“全或无”定律决定的。
30.有机磷农药中毒以后,骨骼肌发生持续收缩。( )
【解析】对 有机磷农药可以抑制终板膜上乙酰胆碱酯酶的活性,从而使前膜释放的乙酰胆碱不能及时分解清除,因此使得肌肉持续收缩。植物生理学
一、植物的水分生理
(一)关键概念
水的偏摩尔体积 在温度、压强及其他组分不变的条件下,在无限大的体系中加入1摩尔水时,对体系体积的增量(VW)。
水势 相同温度下在一个含水的系统中一偏摩尔体积的水与一偏摩尔体积纯水之间的化学势差数 ( )。
衬质势 由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值( )。
压力势 在植物组织细胞中由于静水压的存在而增加的水势值( )。
渗透势 由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值( )。
代谢性吸水 利用呼吸作用释放出的能量,使水分经过质膜而进入细胞的过程。
蒸腾效率 植物在一定生长期内积累的干物质与同时间内蒸腾消耗的水量的比值。一般植物蒸腾失水1Kg约积累干物质1-8克。
蒸腾系数 植物在一定生长时期内的蒸腾失水量与其干物质积累量的比值,一般用产生1克干物质所需散失的水量克数表示,又称需水量
萎蔫 植物在水分亏损严重时,细胞失去膨胀状态,叶子和幼茎部分下垂的现象称为萎蔫。若降低蒸腾即能使萎蔫的植物消除水分亏缺,恢复原状的称为暂时萎蔫。如通过降低蒸腾仍不能使萎焉的植物消除水分亏缺、恢复原状的,称为永久萎蔫。
萎蔫系数 植物发生永久萎蔫时,土壤中尚存留的水分含量(以土壤干重的百分率计)。萎蔫系数依土壤不同而异,粘土的萎蔫系数比砂土的高。
水分临界期 植物对水分不足特别敏感的时期。各种作物的水分临界期都是转向生殖的阶段,如小麦是孕穗至抽穗期,玉米是开花至乳熟期。
(二)解题指导
1.用蔗糖溶液测知甲、乙两个细胞的初始质壁分离时的外液浓度分别为0.25M和0.35M,若两个细胞相邻,试判断在25℃条件下细胞间水分的移动方向,甲、乙两细胞的水势( )、渗透势( )和压力势( )分别为多少大气压?多少巴?
答:初始质壁分离时,细胞浓度=外液浓度
根据公式P=iCRT P
甲细胞的
=-6.11大气压
=1.013×(-6.11)=-6.19(巴)
乙细胞的 ×0.35×0.08207×(273+25)
=-8.56大气压
=1.013×(-8.56)=-8.67(巴)
因为 所以
由于乙细胞水势低于甲细胞,所以水分从甲细胞向乙细胞移动。
2.一个细胞的 巴,在初始质壁分离时的 巴,设该细胞在初始质壁分离时比原来体积缩小4%,计算其原来的 和 各为多少巴?
答:原细胞体积为100%,初始质壁分离时为原体积的96%,根据公式P1V1=P2V2
100%·
所以 巴
因为
所以 (巴)
答:该细胞原来的渗透势为-15.36巴,压力势为7.36巴。
3.土壤里的水从植物的哪部分进入植物,又从哪部分离开植物,其间的通道如何?动力如何?
答:根毛→根的皮层→根中柱→根的导管→茎的导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶细胞间隙与气孔下腔→大气。
在导管、管胞中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压,其中蒸腾拉力占主导地位,在活细胞间的水分运输主要靠渗透。
4.论述有关气孔开关的无机离子吸收学说?
答:七十年代初期研究证明,保卫细胞中K+的积累量与气孔开关有密切的关系。在光照下保卫细胞内叶绿体通过光合磷酸化形成ATP,ATP在ATP酶的作用下水解,释放的能量可以启动位于质膜上的H+/K+交换泵主动地把K+吸收到保卫细胞中,保卫细胞内K+浓度增加,水势降低,促进其吸水,气孔就张开。在黑暗中,则K+从保卫细胞中移出膜外,使保卫细胞水势增高,因而失水引起气孔关闭。
5.在农业生产上对农作物进行合理灌溉的依据有哪些?
答:作物从幼苗到开花结实,在其不同的生育期中的需水情况不同。所以,在农业生产中要根据作物的需水情况合理灌溉,既节约用水,又能保证作物对水分的需要。其次,要注意作物的水分临界期,一般在花粉母细胞、四分体形成期,一定要满足作物水分的需要。其三,不同作物对水分的需要量不同,一般可根据蒸腾系数的大小来估计其对水分的需要量。以作物的生物产量乘以蒸腾系数可大致估计作物的需水量,可作为灌溉用水量的参数。
6.扼要回答下列问题:
(1)植物如何维持其体温的相对恒定?
(2)植物受涝后,叶子萎蔫或变黄的原因?
(3)为什么在代谢旺盛的部位含自由水多?
(4)低温抑制根系吸水的主要原因是什么?
(5)植物叶片水势的日变化如何?
答:(1)植物在阳光直接照射下,即使是在炎夏,只要水分的吸收与蒸腾作用能正常进行,就可使植物体及叶面保持一定的温度而不受热害。这是因为水具有高比热、高汽化热,通过蒸腾作用可散失大量热量的缘故。
(2)作物受涝反而表现出摧水现象如萎蔫或变黄,是由于土壤中充满着水,短时期内可使细胞呼吸减弱,根压的产生受到影响,因而阻障吸水;长时间受涝,就会导致根部形成无氧呼吸,产生和累积较多的酒精,根系中毒受伤,吸水更少,叶片萎蔫变质,甚至引起植株死亡。
(3)在代谢旺盛的植物部位,其自由水含量高。这是因为自由水可使原生质是溶胶状态,保证了旺盛的代谢作用正常进行。水是许多重要代谢过程(光合作用、呼吸作用、物质合成、降解等)的反应物质,水又是酶催化和物质吸收和运输的溶剂,并能保持植物的固有姿态,因而自由水的数量制约着植物的代谢强度,自由水占总含水量百分比越大,则代谢越旺盛。
(4)低温降低根系吸水速度的原因是:水分本身的粘度增大,扩散速度降低,原生质粘度增大,水分不易透过原生质,呼吸作用减弱,影响根压,根系生长缓慢,有碍吸水表面积的增加。
(5)在一天当中,叶片水势随光照及温度变化,从黎明到中午,在光强及温度逐渐增加的同时,叶片失水量亦逐渐增多,水势即相应降低;下午到傍晚随光照与温度逐渐降低,叶片失水量亦渐减少,水势即逐渐增高;夜间黑暗条件下,温度较低,叶片水势保持较高水平。
7.以下论点是否正确,为什么?
(1)一个细胞放入某一浓度的溶液中时,若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等,则体积不变。
(2)若细胞的 ,将其放入某一溶液中时,则体积不变。
(3)若细胞的 ,将其放入纯水中,则体积不变。
(4)有一充分饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中,则体积不变。
答:(1)除了处于初始质壁分离状态的细胞之外,当细胞内液浓度与外液浓度相等时,由于细胞 的存在,因而细胞水势高于外液水势而发生失水,体积会变小。
(2)由于细胞 ,则把该细胞放入任一溶液时,都会失水,体积变小。
(3)当细胞的 时,将其放入纯水中,由于 ,而 为一负值,故细胞吸水,体积变大。
(4)充分饱和的细胞 ,稀释溶液 ,所以该细胞会失水,保积变小。
(三)练习题
1.小麦的第一个水分临界期,严格来说,就是 ( )
A.分蘖期 B.幼穗分化期 C.孕穗期
答:C
2.将一个细胞放入与其泡液浓度相等的糖溶液中,则 ( )
A.细胞失水 B.即不吸水也不失水 C.既可能吸水也可能保持平衡
答:D
3.已形成液泡的细胞,其衬质势通常省略不计,其原因是: ( )
A.初质势很低 B.衬质势很高 C.初质势不存在
答:A
4.在萌芽条件下,苍耳的不休眠种子开始4小时的吸水属于: ( )
A.吸胀吸水 B.代谢性吸水 C.渗透性吸水
答:A
5.水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于: ( )
A.细胞液的浓度 B.相邻活细胞的渗透势梯度 C.相邻活细胞的水势梯度
答:C
6.当细胞在0.25M蔗糖溶液中吸水达动态平衡时,将该细胞置于纯水中,将会:( )
A.吸水 B.不吸水也不失水 C.失水
答:A
7.水分沿导管或管胞上升的主要动力是 ( )
A.吐水 B.内聚力 C.蒸腾拉力 D.根压
答:C
二、植物的矿质营养
(一)关键概念
生理酸性盐 对于 一类盐,植物吸收 较 多而快,这种选择吸收导致溶液变酸,故称这种盐类为生理酸性盐。
生理碱性盐 对于 一类盐,植物吸收 较 快而多,选择吸收的结果使溶液变碱,因而称为生理碱性盐。
生理中性盐 对于 一类的盐,植物吸收其阴离子 与阳离子 的量很相近,不改变周围介质的pH值,因而,称之为生理中性盐。
单盐毒害 植物被培养在某种单一的盐溶液中,不久即呈现不正常状态,最后死亡。这种现象叫单盐毒害。
离子拮抗 在单盐溶液中加入少量其它盐类可消除单盐毒害现象,这种离子间相互消除毒害的现象称为离子拮抗。
杜南平衡 细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度的乘积时的平衡,叫杜南平衡。即: 。
平衡溶液 在含有适当比例的多种盐溶液中,各种离子的毒害作用被消除,植物可以正常生长发育,这种溶液称为平衡溶液。
(二)解题指导
1.设计两个实验,证明植物根系吸收矿质是个主动的生理过程。
答:(1)用放射性同位素(如 )示踪。用 饲喂根系,然后用呼吸抑制剂处理根系,在呼吸抑制剂处理前后测定地上部分 的含量,可知呼吸被抑制后, 的吸收即减少。
(2)冰冻根际,检查处理前后伤流液中的离子含量,发现经冰冻处理后,抑制根系对矿质的吸收。
(3)测定溶液培养株根系对矿质的吸收量与蒸腾速率,发现二者不成比例,说明根系吸收矿质有选择性,是主动过程。
2. 进入植物体之后是怎样运输的?在细胞的哪些部分,在什么酶催化下还原成氨?
答:植物吸收 后,可以在根部或枝叶内还原,在根内及枝叶内还原所占的比值因不同植物及环境条件而异,苍耳根内无硝酸盐还原,根吸收的 就可通过共质体中径向运输,即根的表皮→皮层→内皮层→中柱薄壁细胞→导管,然后再通过根压或蒸腾流从根转运到枝叶内被还原为氨,再通过酶的催化作用形成氨基酸、蛋白质,在光合细胞内,硝酸盐还原为亚硝酸盐是在硝酸还原酶催化下,在细胞质内进行的,亚硝酸还原为氨则在亚硝酸还原酶催化下在叶绿体内进行。在农作物中,硝酸盐在根内还````````玉米>燕麦。同一植物,在硝酸盐的供应量不同时,其还原部位不同。例如在豌豆的枝叶及根内硝酸盐还原的比值随着 —N供应量的增加而明显升高。
3.固氮酶有哪些特性?简述生物固氮的机理。
答:固氮酶的特性:(1)由Fe—蛋白和Mo—Fe—蛋白组成,两部分同时存在才有活性。(2)对氧很敏感,氧分压稍高就会抑制固氮酶的固氮作用,只有在很低的氧化还原电位的条件下才能实现固氮过程。(3)具有对多种底物起作用的能力。(4)NH4+是固氮菌的固氮作用的直接产物。NH3的积累会抑制固氮酶的活性。
生物固氮的机理可归纳为以下几点:(1)固氮是一个还原过程,要有还原剂提供电子,还原一分子N2为两分子NH3,需要6个电子和6个H+。在各种固氮微生物中,主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2,电子载体有铁氧还蛋白(Fd)、黄素氧还蛋白(Fld)等。(2)固氮过程需要能量。由于N2具有键能很高的三价健( ),要打开它需要很大的能量。大约每传递两个电子需4-5个ATP,整个过程至少要12-15个ATP。(3)在固氮酶作用下,把氮素还原成氨。
4.设计一个实验证明植物根系对离子的交换吸附。
答:(1)选取根系健壮的水稻(或小麦等)幼苗数株,用清水漂洗根部,浸入0.1%甲烯蓝溶液中2-3分钟,将已被染成蓝色的根系移入盛有蒸馏水的烧杯中,摇动漂洗数次,直到烧杯中的蒸馏水不再出现蓝色为止。
(2)将幼苗分成数量相等的两组,一组根系浸入蒸馏水中,另一组根系浸入10%氯化钙溶液中,数秒钟后可见氯化钙溶液中的根系褪色,溶液变蓝,而蒸馏水中的根系不褪色,水的颜色无变化或变化很小。这说明根系吸附的带正电荷的甲烯蓝离子与溶液中的钙离子发生了交换吸附,甲烯蓝离子被交换进入溶液中,使溶液变蓝。
5.已知某植物细胞内含有带负电荷的不扩散离子浓度为0.01M,把这样的细胞放在 和 浓度为0.01M的溶液中,这时膜内 浓度为0.01M。当达到杜南平衡时,膜内[Na+]是膜外[Na+]的多少倍?(假设膜外体积等于膜内体积)。
答:设膜外浓度降低 ,平衡后浓度变化为:
已知: (开始时膜外[ ])
C=0.01M(开始时膜内[ ])
M
平衡时:[ ]膜内=0.01+0.003=0.013M
[ ]膜外0.01-0.003=0.007M
答:平衡后膜内[ ]是膜外[ ]的1.9倍。
(三)练习题
1.一般来说,越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值: ( )
A.大于1 B.小于1 C.等于1
答:B
2.在维管植物的较幼嫩部分,亏缺下列哪种元素时,缺素症首先表现出来: ( )
A.K B.Ca C.P
答:B
3.影响根毛区吸收无机离子的最重要的因素是: ( )
A.土壤中无机盐的浓度 B.根可利用的氧 C.离子进入根毛区的扩散速率
答:B
4.植物体内大部分的氨通过哪种酶催化而同化? ( )
A.谷氨酶脱氨酶  B.谷氨酰胺合成酶  C.转氨酶  D.氨甲酰磷酸合成酶
解析:氨进入植物体后,立即被同化,游离氨的量稍多一点即毒害植物,因为氨可能抑制呼吸过程中的电子传递系统,尤其是NADH。氨的同化方式有:还原氨基化、氨基交换作用、氨甲酰磷酸途径及酰胺途径,其中大部分为谷氨酰胺途径,催化它的酶是谷氨酰胺合成酶。
答案:B
三、植物的光合作用
(一)关键概念
光合色素 指植物体内含有的哪些能吸收光能并将其用于光合作用的色素,包括叶绿素、类胡萝卜素、藻色素等。
作用中心色素 指既能吸收光能又能引起光化学反应的色素,它是一种特殊状态的叶绿素a。
天线色素 又称聚光色素,是光系统中只收集光能并将其传递给中心色素,本身不直接参与光化学反应的色素,包括大多数的叶绿素a、全部叶绿素b和类胡萝卜素。
吸收光谱与吸收带 连续光谱经叶绿素吸收后,在光谱上出现许多暗带或暗条,这些暗带或暗条称为吸收带或吸收峰,这种具有暗带或暗条的不连续光谱叫做吸收光谱。
基态与激发态 分子的内能包括整个分子的转动能、原子核间的振动能和电子的运动能都处于最低时的分子状态叫做基态,当分子吸收能量后,例如电子被激发后处于高能状态,称为激发态,通常讲的激发态是指电子激发态,它是一种不稳定的分子状态。
单线态与三线态 叶绿素分子中处于同一轨道的配对电子或处于不同轨道的配对电子,其自旋方向均相反时,分子的电子总自旋等于零,光谱学家称此种分子状态为单线态,处于不同轨道的原先配对电子自旋方向相同,这时分子的结构对外界磁场有三种可能的取向,这种具有相同自旋的激发态叫做三线态。
荧光现象与磷光现象 都是指叶绿素分子吸收光后的再发光现象,叶绿素a、b都能发出红色荧光。其寿命约为10-9秒,它是由第一单线态回到基态时的发光现象。叶绿素也能发射磷光,其寿命可达10-2秒,是由三线态回到基态时所发出的。叶绿素在溶液中的荧光很强,而磷光很微弱。
共振转移 又称诱导共振。即一个激发分子中高能电子的振动引起邻近的第二个分子中某个电子的相似振动,当第二个分子中电子振动被诱导起来时,电子激发能的传递便发生了,即第一个激发分子的高能电子停止了振动,回到了基态,第二个分子的电子发生振动,形成激发态。要使激发电子的共振转移得以发生,两分子间要具有相同的激发能级,其次共振转移的几率还与二个分子间的距离有关,在5-100 的距离内,分子距离越近,转移几率越高。
红降现象与双光增益效应 在长波红光下光合作用的量子效率下降的现象称为红降现象,如果在长波红光之外,再加上一些波长较短的光,则量子效率增加,这种现象称为双光增益效应或Emerson效应。增益的光就是辅助色素吸收的光。
光系统 叶绿体色素分子不是分散存在,而是与蛋白质结合形成色素蛋白的集团状态定位在光合膜上,这些叶绿体色素团称为光系统。在光合膜上存在两个光系统,即光系统Ⅰ和光系统Ⅱ。PSI的颗粒较小,位于类囊体膜的外侧;PSⅡ的颗粒较大,位于类囊体膜的内侧,PSⅡ的光反应是短波光反应,其主要特征是水的光解和放氧。PSI的光反应是长波光反应,其主要特征是NADP+的还原。
作用中心 是叶绿体中进行光合作用原级反应的最基本的色素蛋白结构,它至少包括一个光能转换色素分子,一个原初电子受体和一个原初电子供体。
原初反应 是光合作用起始的光物理化学过程,包括光能的吸收、传递与电荷分离,即天线色素吸收光能并传递给中心色素分子,使之激发,被激发的中心色素分子将高能电子传递给原初电子受体,使之还原,同时又从原初电子供体获得电子,使之氧化。
Hill反应 在有适当的电子受体存在的条件下,叶绿体利用光使水光解,即有氧的释放和电子受体的还原,这一过程是Hill在1940年发现的,故称Hill反应。
光合磷酸化 由光驱动的光合电子传递所偶联的将ADP和无机磷合成ATP的过程,称为光合磷酸化,这一现象是科学家1954年用离体叶绿体测出的。由于与磷酸化相偶联的光合电子传递的方式不同,故将其分为环式光合磷酸化、非环式光合磷酸化。
PQ穿梭 PQ为质体醌,是光合链中含量最多的电子传递体,既可传递电子也可传递质子,具有亲脂性,能在类囊体膜内移动。它在传递电子时,也将质子从间质输入类囊体内腔,PQ在类囊体上的这种氧化还原反复变化称PQ穿梭。
Calvin循环 又称C3途径、还原磷酸戊糖循环、光合碳循环,它是CO2固定和还原的主要途径,其CO2的受体是RuBP,CO2固定后的初产物是PGA。
C4途径 是C4植物固定CO2的一种途径,其CO2受体是PEP,固定后的初产物为四碳二羧酸,即草酰乙酸,故称C4途径或四碳二羧酸途径。
CAM途径 有些植物夜间气孔开放,通过C4途径固定二氧化碳,形成苹果酸,白天气孔关闭,夜间固定的CO2释放出来,再经C3途径形成碳水化合物,这种夜间吸收CO2,白天进行碳还原的方式,称CAM途径。通过种方式进行光合作用的植物称为CAM植物,如仙人掌科和凤梨科的植物属CAM植物。
光呼吸 植物的绿色细胞由于光照引起的吸收氧和释放CO2的过程,与光合作用有密切关系,由于这种呼吸只有在光下才能进行,故称为光呼吸,其呼吸底物为乙醇酸。
(二)解题指导
1.何谓光合作用?用什么简便方法证明光合作用的存在。
答:光合作用是绿色植物吸收日光能,将CO2和H2O同化为有机化合物并释化氧气的过程。光合产物主要是碳水化合物,故可用下式来表示:
依据这一原理,可以用下列简便方法证明植物在光下的光合作用。
(1)用水生植物如金鱼藻,切断茎,切口向上,置于光下,则可见切口处有气泡放出,放出的气泡就是氧气,而在暗中则没有气泡的发生。
(2)将陆生植物叶片制成小圆片,放入水中通过减压抽气使其下沉,再放入约含1%的碳酸氢钠溶液中,置于直射光下,则小圆片很快就上浮,小圆片上有很多小气泡,是光合作用释放的氧,而在暗中则小圆片不上浮。
(3)有些在光下累积淀粉的植物叶片,可用剪有一定形状空洞的黑纸,夹在预先的暗处放置约两天的植物叶片上,放于直射光下,2小时后,剪下叶片,除去黑纸,用乙醇脱色后放入碘液中,则可见未被黑纸遮盖的部分变为蓝黑色,证明有淀粉存在,而未曝光处则不变色。
2.试用化学渗透学说解释光合电子传递与磷酸化相偶联的机理。
答:光合磷酸化是在光合膜上进行的,光合膜上的光系统吸收光能后,启动电子在光合膜上传递。电子传递过程中,质子通过PQ穿梭被泵入类囊体腔内,同时水的光解也在膜内侧释放出质子,因而形成了跨膜的质子梯度差和电位差,即膜内腔电位较正而外侧较负,两者合称为质子动力势差( PMF)。按照P.Mitchell的化学渗透学说,光合电子传递所形成的质子动力势是光合磷酸化的动力,质子有从高浓度的内侧反回到低浓度外侧的趋势,当通过偶联因子复合物(CF1-F0)反回到外侧时,释放出的能量被偶联因子捕获,使ADP和无机磷形成ATP。这一学说已经获得越来越多的实验的证实和支持。
3.光合作用的光反应是在叶绿体哪部分进行的?产生哪些物质?暗反应在叶绿体哪部分进行?可分哪几个大阶段?产生哪些物质?
答:光合作用的光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的,可分为原初反应、水的光解和光合电子传递、光合磷酸化三大步骤,其产物除释放氧外,还形成高能化合物ATP和NADPH2,两者合称为同化力,光能就累积在同化力中。
光合作用的暗反应是指CO2的固定和还原,这一过程是在叶绿体的间质中进行的,可分为CO2的固定、初产物的还原、光合产物的形成和CO2的受体RuBP的再生这四大阶段。光反应形成的同化力即用于CO2固定后的初产物还原,光合碳循环的正常运转还需光的诱导,因为光合环的调节酶是在光下活化,暗中则失活的,因此光合碳循环实际上也是离不开光的。光合碳循环的产物如以脱离环后的产物来评价,则是葡萄糖,最后形成蔗糖或淀粉。
4.何谓光能利用率?光能利用率不高的原因有哪些?
答:光能利用率是指单位面积上的绿色植物光合产物中所累积的化学能与照射在这块面积上的日光能的比率。以年来计算,一般作物的光能利用率不到1%,森林植物大概只有0.1%。
光能利用率不高的原因是很多的,主要有以下几方面:
(1)一部分光不能参加光合作用,可以参加光合作用的光是可见光,它只占到达地球表面的太阳辐射的45%左右。
(2)漏光,一年中即使种三季,也会有30%左右的光是没有照射到植物上的。
(3)反射与透射,照在植物叶片上的光大约有15-20%未被吸收,而是损失于反射和透射。
(4)量子需要量的损失,被叶绿体吸收的光,在光合作用能量转化过程中只有23%左右累积到光合产物中,77%都损失消耗了。
(5)呼吸消耗的损失,光合产物大约1/3是呼吸消耗了。
此外,还有许多因子影响光能利用率,例如光饱和点的损失、叶片衰老、CO2供给不足、病虫危害、水分亏缺、矿质营养不良等都会影响植物对光能的利用。
5.提高光能利用率的途径有哪些?
答:提高光能利用率的途径主要有下列几方面:一是增加光合面积,包括扩大耕种面积,增加叶面积系数等,二是延长光合时间,减少耕地的空闲,如提高复种指数等;三是增加光合效率,如选有高光合效率的品种,合理水肥管理等,四是减少呼吸消耗,如病虫防治,选育低光呼吸品种,如果从农业生产是要获得经济产量这一目的来说,也可把提高经济系数作为提高光能利用率的一个途径。
(三)练习题
1.将叶绿素提取液放在直射光下,则可观察到: ( )
A.反射光是绿色,透射光是红色 B.反射光是红色,透射光是绿色
C.反射光和透射光都是绿色
答:B
2.在光合环运转正常后,突然降低环境中的CO2浓度,则光合环中的中间产物含量会发生如下的瞬时变化: ( )
A.RuBP的量突然升高,而PGA的量突然降低。
B.PGA的量突然升高,RuBP的量突然降低。
C.RuBP和PGA的量均突然降低。
D.RuBP和PGA的量均突然升高。
答:A
3.维持植物正常生长所需的最低日光强度是: ( )
A.等于光补偿点 B.大于光补偿点 C.小于光补偿点
答:B
4.下列反应均为光合作用过程的一部分:(1)将H从NADPH2传给一种有机物;(2)使CO2与一种有机物结合;(3)将H从H2O传递给NADP+。这些反应中哪些是属于光合作用的暗反应? ( )
A.只有(1)    B.只有(2)   C.只有(3)   D.(1)和(2)
解析:光合作用的暗反应是指CO2的固定与还原。CO2的固定是指CO2与RuBP(1.5—二磷酸核酮糖)结合,产生了2分子的3—磷酸甘油酸。还原主要是磷酸甘油被NADPH和ATP还原成三碳糖。至于将H从H2O传递给NADP+形成NADPH则是属于光合作用的光反应的。
答案:D。
5.绿色植物白天光合作用旺盛时,多数气孔常开放着;随着光合作用的减弱,越来越多的气孔逐渐关闭。影响气孔开闭的主要原因是保卫细胞内部的 ( )
A.氧气的浓度 B.淀粉的浓度 C.水解酶的浓度 D.酸碱度(PH)
解析:叶的保卫细胞和表皮细胞相连的一侧细胞壁较薄,其余各面的细胞壁较厚。当保卫细胞充水膨大时,向外侧弯曲,气孔张开;当保卫细胞失水时,膨压降低,保卫细胞回缩,气孔则关闭。在光照下,只要气温不过高,保卫细胞的光全作用加强,消耗细胞中的CO2,使PH由5左右升到7左右,这个酸碱度利于细胞中不溶性淀粉水解为葡萄糖,使细胞内溶液浓度增大,水势下降,保卫细胞就吸水膨胀,气孔开放。可见,气孔的或闭与细胞内PH变化有关。
答案:D
四、植物的呼吸作用
(一)关键概念
呼吸商 又称为呼吸系数。是指植物在一定时间(如一小时)内,放出CO2的摩尔数与吸收氧气的摩尔数的比率。
氧化磷酸化 就是呼吸链上的磷酸化作用,也就是当NADH·H+上的一对电子被传递至氧时,所发生的ADP被磷酸化为ATP的作用。
抗氰呼吸 某些植物组织对氰化物及其他细胞色素氧化酶抑制剂很不敏感,即在有氰化物存在的条件下仍有一定的呼吸作用。对这种呼吸称为抗氰呼吸。
末端氧化酶 由于氧化酶将电子或氢传递给氧的作用处于生物氧化作用一系列反应的最末端,故称末端氧化酶。
糖酵解 是指在细胞质内所发生的,由葡萄糖分解为丙酮酸的过程,简称EMP途径。
三羧酸循环 丙酮酸在有氧条件下,通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成二氧化碳的过程。又称为柠檬酸环或Krebs环,简称为TCA。
磷酸戊糖途径 是在细胞质内进行的一种葡萄糖直接氧化降解的过程。简称PPP。该途径主要受NADPH的调节。【NADPH】/【NADP+】比率过高时,就抑制葡萄糖—6—磷酸脱氢酶的活性。
(二)解题指导
1.某些果实在贮藏中人们采用哪些措施可以调节呼吸跃变?呼吸跃变发生的原因如何?
答:果实贮藏中要控制呼吸跃变,应从控制呼吸入手,贮藏中影响呼吸的因素一是温度,二是水分,三是气体(CO2、O2、乙烯),果实保鲜贮藏不能控水,只有通过控温(如低温)、增加CO2浓度、降低氧分压、排除乙烯来进行控制。
呼吸跃变产生的原因:(1)随着果实发育,细胞内线粒体增多;加快了三羧酸循环;(2)果实产生了天然的氧化磷酸化的解偶剂,呼吸链电子传递加快,氧耗增加;(3)加强了糖酵解和抗氰呼吸。
2.机械损伤会显著加快植物组织呼吸速率的原因何在?
答:机械损伤会显著加快组织的呼吸速率,其理由如下:第一,原来氧化酶与其底物在构造上是隔开的,机械损伤使原来的间隔破坏,氧气供应充足,酚类化合物就迅速地被氧化;第二,细胞被破坏后,底物与呼吸酶接近,于是正常的糖酵解和氧化分解以及PPP代谢加强;第三是机械损伤使某些细胞转变为分生状态,以形成愈伤组织去修补伤处,这些生长旺盛的细胞的呼吸速率就比原来休眠或成熟组织的呼吸速率快得多。
3.什么叫能荷?试述细胞能荷数值的变化及其对呼吸过程的调节作用。
答:能荷是指ATP-ADP-AMP体系中高能磷酸键可获性的度量。它所代表的是细胞中的能量状况。当细胞中全部腺苷酸都是ATP时,则能荷为100%;全部是AMP时,能荷为零;全都是ADP时,能荷为50%,三者并存时,则能荷随三者比例的不同而异。细胞通常处于80%能荷的状态,这一水平也是受到反馈控制的。合成ATP的反应受AMP的促进,而利用ATP的反应受到ATP的促进和AMP的抑制。这样,合成ATP的反应和利用ATP的反应,就受到ATP/AMP比值的控制或受“能荷”的控制。例如,细胞中ATP/AMP比值很低,表示能量贮存很少,于是ATP合成加速,ATP的利用减慢,最后当能荷接近80%时,ATP合成减慢,而ATP利用加速,将能荷维持在80%左右。
(三)练习题
1.氨基酸作为呼吸底物时呼吸商是: ( )
A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.不一定
答:D
2.呼吸跃变型果实在成熟过程中,抗氰呼吸增强,与下列物质密切相关: ( )
A.酚类化合物 B.糖类化合物 C.乙烯
答:C
3.植物呼吸过程中的氧化酶对温度变化反应不同,柑桔果实成熟时,气温降低。该氧化酶是以下列哪种氧化酶为主: ( )
A.细胞色素氧化酶 B.多酚氧化酶 C.黄酶
答:C
4.天南星科植物的佛焰花序能大量放热,其原因 ( )
A.ATP大量水解 B.进行无氧呼吸 C.氧化磷酸化解偶联 D.进行抗氰呼吸
答案:D
5.当植物组织从有氧条件下转放到无氧条件下,糖酵解速度加快,是由于 ( )
A.柠檬酸和ATP合成减少          B.ADP和Pi减少
C.NADH+H+合成减少           D.葡萄糖—6—磷酸减少
答案:A
6.抗霉素A是一种呼吸抑制剂,它抑制什么之间的电子传递? ( )
A.NADH和FMN B.细胞色素b和细胞色素c
C.细胞色素c和细胞色素a D.泛醌色系b
答案:B
五、植物激素和植物生长调节剂
(一)关键概念
植物激素 指一些在植物体内一定部位合成,并经常从产生之处运送到别处,可在各个部位(包括合成部位)对生长发育产生显著作用的微量有机物。
植物生长调节剂 指一些具有植物激素活性的人工合成的物质,它们具有调节植物生长发育的作用。
抗赤霉素 指一类在化学结构上和生长素不同,和其他刺激生长的植物激素和赤霉素、激动素也不相同,具有抑制和破坏赤霉素的作用。例如,马来酰肼、矮壮素等,它们被称为抗赤霉素。
生长抑制剂 这类物质与生长延缓剂的区别主要是前者作用于顶端分生组织区,而且其作用不能被赤霉素所恢复。如:青鲜素、马来酰肼、整形素等,这类化合物可以做为化学整枝剂或修剪剂。
(二)解题指导
1.简述以下激素间的相互关系
(1)生长素与赤霉素 (2)脱落酸与细胞分裂素
答:(1)生长素与赤霉素的相互关系
(2)脱落酸与细胞分裂素的相互关系:
二者相拮抗:ABA促进细胞衰老;CTK促进细胞分裂,延缓衰老,保绿。
2.生长素为什么可以促进细胞伸长?
答:细胞质膜上有质子泵,生长素与质子泵结合使之活化。质子泵就把细胞质中的质子(H+)分泌到细胞壁,使细胞壁环境酸化,于是使对酸不稳定的键(H键或共价键)断裂,或可使适宜于酸性环境的水解酶活性增加,细胞壁纤维素结构间交织点破裂,联系松弛,细胞壁可塑性增加。这样就增强了细胞渗透吸水的能力,随着液泡的不断加大,细胞体积也加大,另一方面生长素又促进RNA和蛋白质的合成,增加原生质体,使原生质体的量随细胞体积加大而增多,细胞就伸长。
3.赤霉素在植物生长和发育上起什么作用?
答:赤霉素促进植物的伸长生长,这种促进作用既表现在对茎的迅速增高,也表现在对禾本科植物叶片的过度伸长,例如施用赤霉素可使矮生植物达到正常高度,促进水稻不育系穗颈节的伸长。此外赤霉素促进植物雄花的分化,促进长日植物在短日条件下抽苔开花,打破延存器官的休眠,促进萌发,促进座果,诱导单性结实,促进细胞的分裂和分化。
4.用试验证明赤霉素诱导 淀粉酶的形成。
答:禾谷类种子吸水萌发之后,胚乳的淀粉在 淀粉酶的作用下水解成糖,遇碘不再呈现蓝色反应,而 淀粉酶的形成只有在有胚存在并释放赤霉素时才可实现。无胚的种子由于缺乏赤霉素而不能产生 淀粉酶,淀粉不能水解为糖,因而遇碘呈现蓝色反应。当向无胚种子中,添加不同浓度赤霉素后,经培养即可产生 淀粉酶,并能使淀粉降解成糖,因而遇碘不再呈现蓝色反应。这样即可证明赤霉素有对 淀粉酶诱导形成的作用。
5.说明细胞分裂素、脱落酸、乙烯的生理作用?
答:细胞分裂素的生理作用:①促进细胞分裂和扩大,在促进细胞分裂方面主要是调节胞质分裂,缺少细胞分裂素,细胞就不分裂,而形成多核细胞。还可以和IAA配合促进愈伤组织的分化。它还有对抗顶端优势的作用,使侧芽生长发育。还可延迟叶片衰老,促进种子萌发,打破休眠等等。
脱落酸的生理作用:促进休眠,促进离层形成、促进脱落,还可引起和促进植物气孔的关闭,促进衰老,抑制细胞的分裂和伸长。
乙烯的生理作用:能够促进果实成熟,在生产上已广泛用于柿子、香蕉的催熟。其次还可以促进器官脱落和衰老,促进次生物质(如乳胶、漆等)排出,促进菠萝开花和增加黄瓜雌花的分化。
6.试述下列激素在植物体内运输的途径、方向:IAA、GA、CTK。
答:生长素(IAA)的运输在胚芽鞘内是通过薄壁组织,而在茎中是通过韧皮部,在叶子里是通过叶脉。生长素具有极性运输的特性,即生长素只能从植物体的形态上端向下端运输,而不能倒转过来运输,这种生长素的极性运输可以逆浓度陡度进行。近来采用含有 -IAA进行试验表明,少量的生长素可以从形态学的下端向上运输。叶子制造的生长素也可通过活组织向其他部位运输,这种运输不是极性的,在根中生长素的运输有严格的极性,是从根的基部向根尖运输(向顶的)。
赤霉素的运输不象生长素那样进行极性运输,它在植物体内可以向各个方向运输,根尖的赤霉素沿韧皮部向上运输,从体外施用赤霉素或示踪的赤霉素也是沿韧皮部运输。
细胞分裂素可以在维管束组织中运输。根尖合成的细胞分裂素通过木质部运至地上部,细胞分裂素从幼叶、果实、种子中向外运输很慢,用燕麦胚芽鞘切段进行试验,证明细胞分裂素可以向两个方向运输。并没有极性。
7.证明细胞分裂素是在根尖合成的实验依据有哪些?
答:证明细胞分裂素是在根尖合成的实验依据如下:(1)许多植物如葡萄、向日葵、水稻、棉花等的伤流液中有细胞分裂素,可持续数天;(2)测定豌豆根各切段的细胞分裂素的含量,在根尖0-1毫米切段的细胞分裂素含量很高,而距根尖5毫米以远的根段中,没有细胞分裂素的活性;(3)无菌培养水稻根尖,根可向培养基中分泌细胞分裂素。
(三)练习题
1.用箭头连接下列植物激素的合成前体:
A.IAA A.类胡萝卜素
B.GA B.1-氨基环丙烷-1-羧酸
C.ABA C.色氨酸
D.Eth D.甲羟戊酸(甲瓦龙酸)
答:
①IAA ①类胡萝卜素
②GA ②1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)
③ABA ③色氨酸
④Eth ④甲羟戊酸(甲瓦龙酸)
2.在IAA浓度相同条件下,低浓度蔗糖可以诱导维管束分化,有利于: ( )
A.韧皮部分化 B.木质部分化 C.韧皮部和木质部分化
答:B
3.促进RNA合成的激素是: ( )
A.GA B.IAA C.ABA D.乙烯
答:B、D
4.试验证明与生长素诱导伸长有关的核酸是: ( )
A.tRNA B.mRNA C.rRNA
答:B
5.赤霉素对植物细胞的生理作用是: ( )
A.促进细胞伸长、分裂和分化 B.只促进细胞伸长和分裂
C.只促进细胞分裂和分化
答:A
6.赤霉素对不定根形成的作用是: ( )
A.抑制作用 B.促进作用 C.既抑制又促进
答:A
7.生长素促进生长的效应可被放线菌素D抑制,说明其作用机理涉及    (  )
A. DNA合成过程 B. RNA合成过程 C. DNA合成和RNA合成 D. 蛋白质合成过程
答案: B
六、植物的成花生理
(一)关键概念
光周期与光周期现象 昼夜周期中白天和黑夜的相对长度称为光周期,植物对光周期中日照时间的长短发生反应的现象,叫光周期现象。
光周期效应 适宜光周期诱导的效果可以在植物体内保留而不致消失,这种现象称为光周期效应。当植物满足了适宜光周期的需要,以后即使处于非诱导周期条件下,仍能开花,而不需要适宜光周期一直持续到植物开花。
光周期诱导 适宜的光周期条件作用于植物,引起相应的导致开花的一系列反应称为光周期诱导。接受光周期的部位是叶、诱导开花部位是茎尖端的生长点。
临界日长 长日植物开花所需要的最短日长与短日植物开花所能忍受的最长日长,均称临界日长。
光周期反应类型 根据植物导致开花所需要的光周期条件的不同而划分的植物类型。其基本类型是长日植物、短日植物和日中植物三种类型。
长日植物 长于临界日长的光周期条件下开花和促进开花的植物。如天仙子的临界日长为11.5小时,只要光周期日照时数超过11.5小时,就能开花。
短日植物 短于临界日长的光周期条件下开花和促进开花的植物。如苍耳的临界日长为15.5小时,只要日照时数不超过15.5小时,苍耳就能开花。
日中性植物 在长、短日照条件下均能开花的植物。如黄瓜、四季豆、番茄等。
临界夜长 指昼夜周期中长日植物开花的最长暗期与短日植物开花所需的最短暗期长度。
暗期间断现象 在昼夜周期的长暗期中的适当时相给于短时间的光照以间断暗期,则会发生短夜效应,即促进长日植物开花,抑制短日植物开花,这种现象叫暗期间断现象。这种现象说明在光周期反应中暗期长短比光期更重要。
光敏色素 光周期反应中,感受适宜光周期的刺激从而引起一系列导致开花的反应的色素,其生色团是一个开链的含有四个吡咯环的化合物,与蛋白质结合定位在膜系统上,有红光吸收型与远红光吸收型两种存在形式。
春化现象与春化作用 有些植物为了开花需要一定时期的低温,这种现象叫春化现象,而低温促进植物开花的作用叫春化作用。只有正在分裂的细胞组织才具有春化的能力。植物体接受低温影响的部位是茎尖端的生长点。
去春化作用 已春化的植物或萌动种子,在春化过程结束之前,如置于高温条件下,春化效果即行消失,这种现象叫去春化作用。
(二)解题指导
1.短日植物苍耳与长日植物天仙子是否都可在14小时的日照条件下开花?为什么?
答:只要昼夜周期的日照时数在长日植物和短日植物的临界日长范围内,则两类植物就可在相同的日照条件下开花。苍耳的临界日长为15.5小时,只要日照在15.5小时以内,即可开花,天仙子的临界日长为11.5小时,只要日照长于11.5小时,则可开花。14小时日照的光周期,均在这两种植物所要求的临界日长范围内,因此,苍耳和天仙子均可在14小时日照的光周期条件下开花。
2.如何用实验证明植物感受低温刺激进行春化的部位是生长点而不是叶?
答:用局部冷冻处理植物的不同部位,就可发现只有当茎尖生长锥受到低温处理时,才能表现出春化的效果。例如将长日植物芹菜放在高温的温室中,由于得不到春化所需要的低温,即使在长日条件下也不能开花结实。如果用橡皮管将芹菜的生长点缠绕起来,管内不断通过冰冷的冷水流,使茎的生长点处于可以春化的低温条件下,则可以开花。但如果把芹菜放在可以春化的低温条件下,但将茎尖用橡皮管缠绕,并通过温水流,则芹菜不能开花结实。如果将已春化植株的分生组织嫁接到未春化植株上,则被移植的分生组织可以开花,但如将已春化植株的分生组织切除,将未春化分生组织嫁接在其上,则不能引起未春化植株开花,这说明春化的效应只局限于分生组织本身。
3.试述温度对植物光周期现象的影响?
答:温度不但影响光周期通过的迟早,而且可以改变植物对光周期的要求。例如短日植物紫苏,放在8小时日照16小时黑暗条件下,如在暗期的适当时间给于8小时的1~5℃的低温处理,则不开花。同法处理长日植物则可使长日植物在短日条件下开花,豌豆、黑麦等在较低的夜温下失去对日照长度的敏感而呈现出日中性植物的特性。适当降低夜温,可使短日植物在较长的日照下开花,如烟草的短日品种在18℃夜温下需要短日条件下才能开花,而当低温降低到13℃时,则在16~18小时的长日照条件下也能开花,牵牛花在21~23℃温度下是短日性,而在13℃低温下却表现出长日性。
4.经光周期诱导后,叶内形成诱导顶芽分化的物质,这种物质的运输特点是什么?
答:(1)诱导物质在活细胞内运输,并与生命活动有关。环割可阻止诱导作用的传递,所以诱导物在韧皮部内运输。用蒸汽、冷冻或麻醉剂处理叶柄或茎,也能阻止运输,所以诱导物的运输与生命活动有关。
(2)运输速度低于或接近于有机物的运输速度。
(3)诱导叶能长期保持诱导能力。
5.请根据下表两组实验结果,作出一种植物在光暗交替周期中光暗时间长短与开花的关系的结论。
花序形成的数目与光周期的关系表
暗期(小时) 实验光周期中形成的花序数
4小时光照 16小时光照
810121416 00455 00678
答:(1)该植物的临界夜长为12小时。(2)延长暗期长度可促进开花,因此该植物为短日植物。(3)在满足了对临界暗期需要的条件下,长光照和短光照条件下均能成花,但在光照时间延长的光周期条件下列有利成花。(4)对短日植物来说,在光周期反应中暗期长短比光期更重要。
(三)练习题
1.将北方的冬小麦引种至广东栽培,结果不能抽穗结实,主要原因是: ( )
A.日照短 B.气温高 C.雨水多 D.光照强
答:B
2.假如要冬梅提前到10月或11月间开花,可对正常生长的梅花提前进行下列处理:
( )
A.低温处理 B.高温处理 C.长日照处理 D.短日照处理
答:A
3.光周期刺激的感受部位是: ( )
A.叶子 B.顶芽 C.叶子和顶芽
答:A
4.冬小麦经过春化作用后,对日照要求是: ( )
A.在长日照下才能开花 B.在短日照下才能开花 C.在任何日照下都能开花
答:A
5.在自然条件下,光周期诱导所要求的光照强度是: ( )
A.低于光合作用所需要的光照强度 B.大于光合作用所需要的光照强度
C.等于光合作用所需要的光照强度
答:A
6.利用暗期间断抑制短日植物开花,选择下列哪种光最有效? ( )
A.红光 B.蓝紫光 C.远红光 D.绿光
答:A
7.一种植物中,一些生理过程只在植物受到全光谱白光或者其中的红光成分照射时才能进行,其他单色光源则无法产生效应。基于这一点,植物的这一生理过程是由下列哪种物质调节的? ( )
A.叶绿素 B.光敏色素 C.一种类黄酮色素   D.植物生长素或赤霉素
解析:从题意可知,调节这一生理过程的物质具有独特的吸光特征,只吸收红光成分,则该物质为光敏色素。所有能进行光合作用的植物均含有微量的光敏色素。光敏色素是一种能调节植物生长发育的色素蛋白质,它有红光吸收型和远红光吸收型两种类型,可在红光与远红光的照射下发生可逆的转变,从而调节植物开花等一系列生理活动。
答案:B
8.幼苗或吸胀后种子经低温处理后,其开花反应被促进的现象称为 ( )
A.抗冷锻炼    B.抗冻锻炼    C.春化作用   D.去春化作用
答案:C
9.用画线连接表明下列植物属何种光周期反应类型: ( )
棉 花 油 菜
天仙子 长日植物 番 茄
苍 耳 短日植物 豌 豆
烟 草 日中性植物 大 豆
答:
棉 花 油 菜
天仙子 长日植物 番 茄
苍 耳 短日植物 豌 豆
烟 草 日中性植物 大 豆
10.图中A、B、C是对植物进行日照处理的3种方式,甲、乙、丙3种植物在A、B、C不同的处理方式下,开花情况如何?
(1)甲植物为长日照植物,临界日长为8h,则:A ;B ;C 。
(2)乙植物为短日照植物,临界日长为10h,则:A ;B ;C 。
(3)丙植物为短日照植物,临界日长为14h,则:A ;B ;C 。
解析:植物的开花,有的是完全受遗传的控制,例如豌豆只要生长发育到某一阶段,就自然会产生花芽而开花。有些植物则需要光或温度的刺激,才能开花。有些植物的开花,会受每天光照和黑暗交替(即光周期)的影响,这种影响因植物种类的不同而有差异。例如菊花需要较短的日照和较长的黑暗期,所以多在秋季开花。这些需要适宜的日照和黑暗才开花的植物,各有其一定的临界日照。临界日照就是适宜与不适宜开花的光周期的分界,例如白芥菜在日照超过14h便开花,低于14h则不开花,所以白芥菜的临界日长为14h。根据适宜光周期的日照时间和其临界日长的比较,当光周期的日照时间长于其临界日长时才开花的,称为长日照植物。若日照时间短于其临界日照时才开花,称为短日照植物。例如白芥菜在日照时间超过临界日照14h,就能开花,因此白芥菜为长日照植物。羊带来(一种植物)临界日照为15h。如果每天的日照超过15h,则不能开花,低于15h就能开花,所以羊带来为短日照植物。光周期中的黑暗期对植物的开花比较重要。例如,短日照的光周期,可促使羊带来开花。如果以短暂的黑暗中断光照期,并不影响其开花。但是,若以短暂的光照中断黑暗期,则其不会开花。
答案:(1)开花、开花、不开花;(2)开花、不开花、开花;(3)开花、不开花、开花。
七、植物的抗性生理
冷害 很多热带和亚热带植物不能经受0~10℃低温的影响,这种冰点以上低温对植物所造成的危害叫冷害。
冻害 当温度下降到0℃以下,植物体内发生冰冻,因而受伤甚至死亡,这种现象称为冻害。
过冷作用 一种植物组织(或细胞)的冰点往往低于纯水,当温度缓慢降低时,组织的温度可降低到冰点以下仍不结冰,这种现象称为植物的过冷作用。
抗旱性 是作物的一种适应反应,是指作物具有忍受干旱而受害最小,减产最少的一种特性。
抗寒性 指植物在长期进化过程中所形成的,在生长习性和生理生化方面所具有的对冬季低温的一种特殊适应能力。
抗冷性 植物对0℃以上(或冰点以上)低温的适应能力叫抗冷性。
抗热性 是指植物对高温(一般超过35℃)所造成的热害的适应能力。抗热性是抗旱性的组成之一。
抗涝性 植物对水分过多的适应能力,称为抗涝性。
抗盐性 植物对土壤盐分过高的适应能力称为抗盐性。
盐害 土壤中可溶性盐类过多对植物的不利影响叫盐害。
生理干旱 由于土壤中可溶性盐类过多,引起土壤水势降低,使植物根系吸收水困难,甚至发生体内水分外渗的受旱现象。寒害也能引起植物产生生理干旱现象。
抗病性 植物对病原微生物侵染的抵抗能力叫做植物的抗病性。
(二)解题指导
1.生物膜结构成分与功能在抗寒性上的作用如何?
答:生物膜对结冰最敏感,发生冻害时所有的膜(质膜、液泡膜、叶绿体和线粒体膜等)都被破坏。首先是细胞内结冰后膜失去了选择透性,其次,膜质相变使得一部分与膜结合的酶游离而失去了活性。实验发现结冰温度主要是促使了组成膜的蛋白质、脂类的结构变化,如具有不饱和脂肪酸的磷脂的水解、脂类的过氧化作用都可破坏单位膜内脂类分子的排列,引起膜脂类分子层的破裂。经过抗寒锻炼后,由于膜脂中不饱和脂肪酸增多,膜相变化的温度降低,膜透性稳定,从而可提高植物的抗寒性。此外,低温也会使膜蛋白质大分子解体为亚基,并在分子间形成二硫键,产生不可逆的凝聚变性,使膜受到伤害。经过抗寒锻炼,细胞内的NADPH/NADP的比值增高,ATP含量增高,保护性物质增多,可减少低温对膜表面的伤害。
2.冷害过程中植物体内的生理生化变化有什么特点?
答:(1)原生质流动减慢或停止;(2)水分平衡失调,失水大于吸水;(3)影响叶绿素的生物合成和光合进程,光合速率减弱;(4)呼吸速率大起大落,一般在低温下呼吸升高;(5)有机物质的分解占优势,蛋白质分解大于合成。游离氨基酸的数量、种类增多,可溶性糖含量也有所提高。
3.干旱对植物的伤害有哪些?
答:干旱对植物带来的最严重的损害是原生质脱水。干旱对植物的伤害,表现如下:
(1)各部位间水分重新分配,水分不足时,不同器官或不同组织间的水分,按各部位的水势高低重新分配,从而引起老叶死亡,小穗和小花的数目因缺水而减少,灌浆也会受阻。(2)细胞膜在干旱伤害下,失去半透性,引起胞内氨基酸、糖类物质的外渗。(3)呼吸作用因缺水而增强,而氧化磷酸化解偶联,能量多以热的形式消耗掉,影响了正常的生物合成过程。(4)光合作用急剧下降,主要是由于缺水导致气孔关闭,降低了对CO2的同化效率,缺水时叶绿素合成受阻,放氧现象明显减弱。(5)蛋白质分解加强,蛋白质的合成过程削弱,脯氨酸大量积累。(6)核酸代谢受到破坏,干旱可使植株的DNA、RNA含量下降。主要原因是核酸的分解过程加强而合成作用减弱,内质网上核糖体也显著减少。(7)干旱还可以引起植物激素变化,最明显的是ABA含量增加。另外,干旱还会引起机械损伤。
总之,干旱对植物的伤害可概括为直接伤害和间接伤害。直接伤害是细胞脱水直接破坏 了细胞结构,而引起细胞受害死亡。间接伤害是由于细胞脱水而引起的代谢失调,缺乏营 养,影响了生长,加速了衰老和死亡。
4.植物抗旱的生理基础如何?如何提高植物的抗旱性?
答:植物抗旱的生理基础可概括为:
(1)保持细胞有很高的亲水能力,防止细胞严重脱水,这是生理性抗旱的基础。最关键的是在干旱条件下,水解酶类如RNA酶、蛋白酶、脂酶等,保持稳定,减少生物大分子的降解,这样既可以保护原生质体,主要是膜结构不受破坏,又可使细胞内有较高的粘性与弹性,粘性增高可加强细胞保水能力,弹性增高则可防止细胞失水时的机械损伤。原生质结构的稳定就可使得光合作用与呼吸作用在干旱下仍维持较高水平。(2)脯氨酸的积累有利于植物的抗旱,另外,在缺水条件下脱落酸增多,可引起气孔关闭,可以调节植物体内的水分平衡。(3)生育期的影响,植物在水分临界期是抗旱力最弱的时期,一般作物在萌发与分蘖期抗旱性较强,在花芽分化期,生殖器官形成期抗旱性弱。
提高植物抗旱性的途径:(1)选育抗旱品种是一条重要途径;(2)进行抗旱锻炼如“蹲苗”,“双芽法”等;(3)化学诱导,如用O.25%CaCl2溶液浸种20小时可以提高作物抗旱性;(4)增施磷钾肥,可提高作物抗旱性;(5)使用生长延缓剂(如ABA)和抗蒸腾剂如硅酮、阿特津、苯汞乙酸(PMP)等都有降低植物蒸腾失水的作用。
5.植物耐盐的生理基础如何?如何提高植物的抗盐性?
答:植物耐盐生理是通过细胞的渗透调节以适应已进入细胞的盐类。当小麦遇到盐分过 高时,可以吸收离子积累在细胞的液泡中,通过细胞渗透势,水势的降低,以防止细胞脱水。在渗透调节中主要是K+的主动吸收,以K+来调节细胞的渗透势。有些植物是通过积累有机物调节渗透势。如耐盐的绿藻在高浓度的NaCl溶液中;其90%光合产物都是乙二醇,以此来调节细胞的渗透势。
植物耐盐的另一种方式是消除盐对于酶或代谢产生的毒害作用,抗盐的植物表现在高盐下往往抑制某些酶的活性,而活化另一些酶,特别是水解酶活性。耐盐的玉米、向日葵在NaCl诱导下可以提高光合磷酸化作用,大麦幼苗在盐渍条件下仍保持丙酮酸激酶的活性。由此可见,抗盐植物在代谢上的特点是在高盐下保持一些酶活性稳定。
植物耐盐的第三种方式是通过代谢产物与盐类结合,减少离子对原生质的破坏作用,如抗盐植物中广泛存在的清蛋白,它可以提高亲水胶体对盐类凝固作用的抵抗力,避免原生质受电解质影响而凝固。
提高植物抗盐性的途径:选育抗盐性较强的作物品种,是提高作物抗盐性的主要途径,如抗盐性强的蓖麻中所含不饱和脂肪酸显著高于抗盐性弱的。另外,抗盐性强的植物的原生质膜对盐的透性差,吸收的盐类就少于抗盐性弱的。其次,通过插种前盐溶液浸种锻炼,对提高农作物的抗盐性很有效。
6.涝害对植物的影响如何?植物抗涝性的生理基础是什么?
答:水分过多对植物影响的核心是液相代替了气相,使植物生长在缺氧环境中而产生了一系列的影响:
(1)涝害缺氧可以降低植物的生长量,而且在缺氧条件下对亚细胞结构也发生了不利的影响,如线粒体发育不良。(2)在淹水缺氧情况下,光合作用明显下降。(3)涝害还会引起植株发生营养失调,一是由于缺氧降低了根对离子的吸收能力,二是由于嫌气性微生物的活动产生大量的二氧化碳与还原性的有毒物质,影响植物根系的吸收活性。同时淹水后,土壤酸度增加。会引起硝化作用受阻,可溶性锰、锌、铁增多,易流失,植物也会因此而吸收过多,引起植物中毒,死亡。
植物抗涝性的生理基础:首先是与植物对缺氧的适应能力有关。很多植物可以通过胞间空隙系统把地上部分吸收的氧输入到根或缺O2的部位。凡是胞间空隙发达的作物抗涝性较强。另外,柳树一类耐涝的植物对缺氧的适应机理是在呼吸作用中利用NO-3作为O2的供体,即以NO-3的O2作为电子的受体,以适应O2的不足,受涝时这类植物可提高对NO-3的吸收补偿O2的不足。
其次,植物真正对缺氧忍耐是通过代谢的变化,因为缺O2对植物的危害主要是无氧呼吸产生的有毒物质,耐缺氧的植物生理生化机理就是要消除有毒物质的积累或者对有毒物质具有忍耐能力。减少有毒物质积累的最好适应是改变呼吸途径,湿生植物一般是PPP途径占优势,这样就可以从根本上消除有毒物质积累。另外,还可以通过代谢来破坏或控制有毒物的合成,如有的植物缺乏苹果酸,控制由苹果酸形成丙酮酸,从而防止了乙醇的积累,另一些耐湿植物可通过提高乙醇脱氢酶的活性,以减少乙醇的积累。还有的植物可以控制有毒物质的产生,如有的耐湿植物在缺氧下体内硝酸还原酶(NR)、谷氨酸、乳酸脱氢酶的活性增高,可消耗过剩的NADH,以节制乙醇的合成。
(三)练习题
1.植物受旱时,永久萎蔫与暂时萎蔫的根本差别在于: ( )
A.蛋白质变性 B.激素变化 C.氨基酸的积累 D.原生质的脱水
答:D
2.在植物受旱情况下,有的氨基酸会发生积累,它是: ( )
A.赖氨酸 B.脯氨酸 C.精氨酸 D.天冬氨酸
答:B
3.抗寒性无论是强或弱,植物的呼吸速率在低温下都是: ( )
A.降低的 B.升高的 C.变化不大的
答:B
4.同一作物不同生育时期抗涝程度不同,在水稻一生中受害最严重的是: ( )
A.苗期 B.拨节至幼穗分化初期
C.幼穗形成期至孕穗中期 D.抽穗期至开花期
答:C
5.盐分过多对植物呼吸作用的影响是: ( )
A.呼吸增高 B.呼吸降低 C.呼吸变化不大 D.呼吸先降后升
答:A
6.植物受到SO2污染后,其体内会出现植物激素增加的现象。这种激素是: ( )
A.ABA B.IAA C.乙烯 D.GA
答:C动物行为学
一、动物行为的基本概念
动物行为:动物对环境条件(包括内、外环境)刺激所表现出的有利于自身生存和繁殖的可见动作或反应。
动物行为的特点:
大多数行为是一个动态过程。
是对环境的适当反应,并在生存中起作用。
需运动器官(肌肉)的活动,神经系统、感觉器官(耳,鼻,眼等)与内分泌系统参与,这是构成行为的物质基础。
行为的发生:(类型)
固定动作模式
由遗传固定的和相对复杂的动作模式。
特点:
①由特定的外部刺激所引起。
②是天生的、可遗传的。
具有固定动作模式的复杂行为(即定型行为)通常分成两部分,即欲求行为和完成(完了,完善)行为。
欲求行为:也称为寻找行为,是定型行为的前导部分,能够导致完成行为的产生。
完成行为:构成定型行为终止阶段的行为活动。
实例:
摄食行为(定型行为)=
觅食行为(欲求行为)+进食(完成行为)
二、动物行为学的研究内容
1、因果关系(刺激与固定动作格局)
2、行为生理:
3、行为遗传,进化:行为与基因的关系。
4、行为生态(研究动物行为与生态环境的关系)。
三、 定型行为
行为可分为定型行为和学习行为两大类。
定型行为:定型行为也称为先天行为或本能行为。是具有固定动作模式的行为。
定型行为的特点:
①遗传性;
②内源性;
③定向性和可预测性;
④相对稳定性。
非条件反射:动物生来就有、在系统发育过程中所形成而遗传下来的、具有固定神经联系的最简单的定型行为。
趋性:是动物趋近或避开刺激源的一种定向反应。这是一种简单的定型行为。
特点:趋性是整个动物身体的定向运动,即朝向或背离刺激源的运动,有正趋性和负趋性。
动机行为:动物为了满足身体内部的某种生理需要,所表现出的定型行为。
[特点]:动机行为的产生由身体内部刺激所决定,外界刺激的作用甚小。
节律行为:具有周期性变化的行为。
可分为季节节律、月运与潮汐节律、日节律三种主要类型。
四、学习行为
学习行为:动物由经验得来、发生适应性改变的行为。
[特点]:
① 学习前、后,对相同刺激产生不同的行为反应;
② 行为改变可以是部分改变,也可以是完全改变。
习惯化:动物反复接收某种刺激而不伴随着“强化” ,导致特定行为反应的削弱或消失。
强化:某种刺激与反应之间相互联系的增强。
印记:动物在生命早期牢记某种一起生活的事物,该事物由此以后成为一种信号刺激的学习行为。
模仿:是一个动物模仿另一个动物,间接获得经验的学习行为。
推理学习:也称为悟性学习,是指动物通过观察、理解如何达到目的的问题所在,第一次就能直接找出解决问题的办法。
五、社会行为与动物社会的维持机制
社会行为 :
也称为社群行为,是指同种动物个体之间发生相互作用、相互关系的有关行为。大多数社会行为的主要形式属于定型行为,适应性变异较少,不同物种的社会行为模式是不相同的。
社会群体:若干同种动物个体由于社会吸引力的作用,在一起共同生活所形成的群体。
社会动物的特征:群体生活,分工合作(形态差异),等级地位,领域行为。
社会动物的主要类群:昆虫的蜂、蚂蚁、白蚁,哺乳类的灵长类、狮子、犬科动物,两栖爬行类、鱼类以及鸟类当中也有合作或领域行为的现象。
通讯:是指一个个体释放出一种或几种刺激信号,并引起接收到信号的个体产生行为反应。
通讯的作用:
(1)报警;
(2)告知食物位置;
(3)求偶和交配信号;
(4)亲子联系。
优势等级 :又称为优势顺序,是指社会动物群体当中,不同个体之间各自具有一定的等级地位。
高等级地位的个体能够控制低等级地位的从属个体,可以比从属个体优先获得资源,包括食物、栖息地和配偶等。
优势等级主要是通过相互攻击行为所确立的。胜利者占有优势等级,失败者则处于从属地位。
优势等级结构有利于减少发生攻击所造成的伤害,还有利于分工协作,提高工作效率。
利它行为:指对自己无益或有害,而使群体当中的其它个体得到利益的行为。利它行为表现在防御、生殖、分食等多个方面。
优势个体这种牺牲自我利益而增加其它个体获得利益的利他行为可以从亲属选择理论得到解释。
亲缘选择理论:
一个基因如果有利于其亲属的存活或繁殖,那么,在自然选择过程中该基因在基因库中的频率就会得到保留或增加。
利他行为由基因所支配。
亲属关系系数
亲属间含有共同基因的可能性可用亲属关系系数r来表示:
没有亲属关系的个体间的r为0;
父母和子女间的r为1/2或O.5;兄弟姊妹间的r为1/2;
同父异母或同母异父的兄弟姊妹之间的r为1/4;
堂表兄弟姊妹间的r为1/8等。
亲缘系数的计算方法
[上图解读]
(1)亲代与子代之间
(2)爷孙之间
(3)全同胞(兄弟姐妹)之间
(4)半同胞之间
(5)表(堂)兄弟之间
六、领域行为
领域:
动物在一段时间内,有选择地占领一定的空间范围,排斥其它同种个体的进入。被占领的这一空间称为领域。
领域行为:
又称为护域行为、领域性,是指有关领域地的保卫行为。
领域行为的生物学意义:
(1) 减少个体或群体之间的冲突;
(2) 当资源有限时,保证占有者有足够的食物;
(3) 在繁殖季节,可以避免其它同种个体的干扰,有利于求偶、交配、育幼等;
(4) 熟悉该地区,有利于回避敌害、寻找食物。
性行为:异性之间,导致精子和卵子结合的一切行为都属于性行为的范畴。性行为是动物最基本的本能行为。
性行为包括求偶、配偶的形成和保持、交配。
性行为是由一系列固定动作模式按程序所组成的。
双亲投资理论:
发生性行为的异性双方,对后代的投资(能量和物质)较大的一方,处于选择的地位,另一方则处于被选择的地位,后者在性行为当中相对比较积极、主动,个体较大且羽色等性特征最大限度地展示(如鲜艳)。
对于大部分的鸟类和哺乳类,往往是雌性个体选择雄性个体。因为卵子的能量和物质投资比精子大得多,而且在随后的育幼过程中,绝大多数雄性都先行离去,养育后代只成为雌性的天职。
动物的择偶标准:
体格健壮,如雄鸟羽色鲜艳、冠和肉垂大而鲜艳是健壮的主要标志;
育幼能力,如拥有牢固的领域地,具有较好的觅食、筑巢和御敌能力。
性选择理论:
Darwin指出,在生殖竞争中,同性选择导致身体的强壮和武器(如动物的角、牙齿等)的复杂化,而异性选择则使对方产生鲜艳的外部装饰和有利于吸引配偶的行为。
Fisher进一步补充到,异性选择促进吸引异性性状的定向进化,但这种定向作用是有限度的,这种限度就是这些性状所付出的代价(能量消耗、被捕食的危险等)大于吸引异性的繁殖利益。
育幼行为:
是指亲代个体对生育地的选择、加工、以及对后代的一系列护理行为。
这些护理行为包括供给食物、御寒、清理脏物以及防御敌害等。鸟类的孵化,哺乳类的哺乳也是属于育幼行为。生态学基础
1.前言:生命的起源
46亿年前,地球形成。
2.35亿年前,形成蛋白质和核酸分子,生命开始。
3.最初的生命是靠化学反应得到发生和发展,故称为化学进化阶段。
4.从具有生命活性的大分子到细胞,就从化学进化过渡到生物学进化。
5. 生物学进化过程由变异、遗传、选择等因素所驱动。
6. 约在30亿年前,以蓝绿藻为主的光合自养生物形成。
7. 大约在4亿年前,绿色植物成功登陆,陆地上出现一片繁荣景象
5. 生物学进化过程由变异、遗传、选择等因素所驱动。
6. 约在30亿年前,以蓝绿藻为主的光合自养生物形成。
7. 大约在4亿年前,绿色植物成功登陆,陆地上出现一片繁荣景象
一、 环境的概念及其类型
(一)环境的概念
环境:
生境:
(二)环境的类型
自然环境:
人工环境:
二、 生态因子作用分析
1、生态因子定义
2、生态因子的分类
(1)气候因子:
(2)土壤因子:
(3)地形因子
(4)生物因子:
(5)人为因子:
3、生态因子的生态作用及生物的适应
(1)光因子的生态作用及生物的适应
(2)温度因子的生态作用及生物的适应
(3)水因子的生态作用及生物的适应
(4)土壤因子的生态作用及生物的适应
4、生态因子作用的特征
5、生态因子的限制性作用
(1)限制因子
(2) Liebig最小因子定律
(3) Shelford耐受性定律
(4)生态幅
(1)生命表:是指列举同生群在特定年龄中个体的死亡和存活比率的一张清单。
(同生群:同时出生的个体种群。)
l 作用(意义):
 综合记录了生物体生命过程的重要数据;
 系统表示出种群完整生命过程;
 研究种群数量动态必不可少的方法。
l 生命表的类型:
图解生命表:
常规生命表:
动态生命表:
静态生命表:
氮循环
地球上固氮作用的途径有三种:
生物固氮
工业固氮
高能固氮
生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右,可见,生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用。细胞生物学
三、细胞的基本知识
1.细胞的基本共性
– 细胞膜
– 核酸
– 核糖体
– 增殖(一分为二)
2.细胞的大小和形状
 一般10-100μm.最大的直径10cm,最小的0.1μm, 
细胞学的计量单位:μm
  1 mm=1000μm,
1μm=1000 nm,
1 nm=10
3.细胞的一般结构
(1)原核生物有什么主要特征?
– 没有核膜,遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区,称为拟核。
– DNA单个裸露环状,没有结合蛋白;
– 没有恒定的内膜系统;
– 核糖体为70S型。
(2)真核细胞
三大系统:
– 生物膜系统
– 遗传信息表达结构系统
– 细胞骨架系统
4.细胞的分子组织层次
              细胞
               ↓
细胞器:   细胞核,线粒体,叶绿体,高尔基体等
               ↓
超分子复合物: 核糖体,酶系,膜,微管等
               ↓
生物大分子: 核酸,蛋白质,多糖,脂类
               ↓
结构单位:  核苷酸,氨基酸,单糖,脂肪酸、甘油
               ↓
中间代谢物:磷酸五碳糖、尿素,а-酮酸,磷酸丙酮酸,醋酸
               ↓
环境前体:  二氧化碳,水,氨,氮等
1、模式生物
认识人体基因的功能,无法直接用人体作为实验对象。
对生命活动有重要功能的基因在进化上是保守的。
因此,可以用比较容易研究的生物作为模型来研究其基因的结构和生物学功能。
常见的模式生物
逆转录病毒(retrovirus)
大肠杆菌(Escherichia coli)
酵母(budding yeast (Saccharomyces cerevisiae) , fission yeast (Schizosaccharomyces pombe))
秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)
果蝇(Drosophila melanogaster)
斑马鱼(zebra fish)
小鼠(mouse)等
模式植物:
拟南芥(Arabidopsis)
水稻(Rice (Oryza sativa L.) )等
逆转录病毒、酵母菌、大肠杆菌
几种模式生物
2、显微镜技术
分辨力:显微镜或人眼在25cm的明视距离处,能分辨被检物体细微结构最小间隔的能力。
R=0.61λ/N.A. (其中,N.A.=nsinα/2)
如何提高光学显微镜的分辨能力
·增大镜口率;
·使用波长较短的光线;
·增大介质折射率。
显微镜的几个光学特点:
– 介质折射率越接近镜头玻璃的( 1. 7 )越好。
– 油镜介质为香柏油,镜口率可接近1.5。
– sin α /2的最大值小于1;
– 普通光线的波长为400~700nm,光镜分辨力约为0.2μm,人眼的分辨力为0.2mm,因此显微镜的最大有效倍数为1000×。
显微结构:
在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构。(线粒体、中心体、核仁等。)
亚显微结构:
又称为超微结构。指在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚的细胞内各种微细结构。( 内质网、核糖体、微管等。)
单克隆抗体技术
丹麦人,杰尼
第二章 细胞膜与细胞表面
     细胞外被
细胞表面 细胞膜(质膜)
     胞质凝胶
    细胞膜(质膜)
生物膜      内膜系统
    细胞内膜
         线粒体、叶绿体膜
  
 第一节 生物膜的结构模型
1.“三明治”模型和“单位膜”模型
2.液态镶嵌模型:
(1)膜的流动性;
(2)膜蛋白分布的不对称性。
对生物膜结构的理解:
(1)膜脂具极性头部和非极性尾部;
 (2)蛋白质分子以不同的方式镶嵌或结合;
 (3)生物膜是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。
脂质体
是一种人工膜。在水中,搅动后磷脂形成双层脂分子的球形脂质体。
4.生物膜结构成份及其特征
(1)膜脂
j成分:磷脂、糖脂和胆固醇
k运动方式
侧向扩散运动:
旋转运动:
摆动运动:
伸缩震荡运动:
翻转运动:
旋转异构化运动:
(2)膜蛋白
 j膜蛋白的类型:周边蛋白和整合蛋白
 k与膜脂的结合方式:
③膜蛋白的运动:
主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。
膜蛋白的侧向运动受细胞骨架的限制。
(4)膜的不对称性
 质膜内外的组分和功能的差异,称为膜的不对称性。
样品经冰冻断裂处理后,各断面命名为:
ES,细胞外表面;
EF,细胞外小页断面;
PS,原生质表面;
PF,原生质小页断面。
(5)细胞膜的功能:
为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;
选择性的物质运输;
提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息的跨膜传递;
为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效有序地进行;
介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;
参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
第二节 细胞联结
1.封闭连接:
2.锚定连接:
 (1)桥粒
(2)粘着带与粘着斑
3.通讯连接:
 (1)间隙连接:
 (2)胞间连丝:
 (3)化学突触:
各类连接的比较
第三章 物质的跨膜运输与信号传递
第一节 物质的跨膜运输
1.被动运输:
 (1)简单扩散:
 (2)协助扩散:
膜转运蛋白:载体蛋白和通道蛋白
水通道和离子通道
水扩散通过人工膜的速率很低。
1991年Agre发现第一个水通道蛋白CHIP28 。
目前在人类细胞中已发现的此类蛋白,被命名为水通道蛋白(Aquaporin,AQP)。
2003年Agre与离子通道的研究者MacKinnon同获诺贝尔化学奖。
2.主动运输:
由载体蛋白介导,物质逆浓度梯度转运,耗能。
 (1)钠钾泵
 (2)钙泵和质子泵
 (3)协同运输:
 (4)物质的跨膜转运与膜电位:
(1)钠钾泵
构成:由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体,分布于动物细胞的质膜。
工作原理:Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+、K+的亲和力变化。
Na+-K+泵的作用:
①维持细胞的渗透性,保持细胞的体积;
②维持低Na+高K+的细胞内环境;
③维持细胞的静息电位。
(2)钙离子泵
作用:维持细胞内较低的钙离子浓度。
位置:质膜和内质网膜。
(3)质子泵
P-type利用ATP自磷酸化发生构象的改变来转移质子。
V-type水解ATP产生能量,但不发生自磷酸化。
F-type利用质子动力势合成ATP,也叫ATP合酶。
(4)协同运输
靠间接提供能量完成的主动运输方式。
物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。
同向协同与反向协同。
同向协同:物质运输方向与离子转移方向相同。
反向协同:物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。
第二节 膜泡运输的基本概念
真核细胞通过内吞作用和外排作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。
在转运过程中,质膜内陷,形成包围细胞外物质的囊泡,因此又称膜泡运输。细胞的内吞和外排活动总称为吞排作用。
细胞内吞较大的固体颗粒物质,如细菌、细胞碎片等,称为吞噬作用。
细胞吞入液体或极小的颗粒物质。
包含大分子物质的小囊泡从细胞内部移至细胞表面,与质膜融,将物质排出细胞之外。
四、穿胞运输
在细胞的一侧形成胞饮小泡穿越细胞质,另一侧使小泡中的物质释放出去。
五、胞内膜泡运输
细胞内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。
第三节 细胞通讯与信号传递
1.细胞通讯与细胞识别
 (1)细胞通讯:
 (2)细胞识别:
 (3)信号分子与受体、第二信使
2.细胞内受体介导的信号传递
 —细胞内受体-激素激活的基因调控蛋白
3.细胞表面受体介导的信号跨膜传递 
 离子通道偶联的受体
 G蛋白偶联的受体
 酶偶联的受体
第四章 细胞质基质与内膜系统
第一节 细胞质基质
1.细胞质基质
现代关于细胞质基质的涵义:
2.细胞质基质的功能:
 (1)中间代谢;
(2)物质合成、运输;
(3)细胞骨架使代谢反应区域化;
(4)蛋白质修饰;
(5)蛋白质的选择性降解
第二节 内质网
  由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。
1.两种基本类型:RER, SER       
2. 功能:
(1)蛋白质合成
(2)脂质合成
(3)蛋白质的修饰与加工
(4)新生多肽的折迭与装配
(5)其它功能:
高尔基体具有那三个功能区隔?
高尔基体顺面的网络结构,是高尔基体的入口区域,接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。
高尔基体中间膜囊,糖基修饰,糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。
高尔基体反面的网络结构, 由反面一侧的囊泡和网管组成,是高尔基体的出口区域,功能是参与蛋白质的分类与包装,最后输出。 (二)功能:
1.细胞分泌
2. 蛋白质的糖基化及其修饰
3.蛋白酶水解及其他加工过程
(三)高尔基体与膜泡运输
第四节 溶酶体与过氧化物酶体
(一)溶酶体
1.形态特征:
2.结构类型
初级溶酶体→次级溶酶体→ 残余体(后溶酶体)
植物溶酶体-液泡
3.功能
(1)清除大分子、细胞器及细胞
(2)防御功能
(3)其它生理功能
(二)过氧化物酶体
第五节 
细胞内蛋白质分选与细胞结构的装配
1.蛋白质上主要由哪两类分选信号?
信号序列:是存在于蛋白质一级结构上的线性序列,通常15-60个氨基酸残基,有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除.
信号斑:存在于完成折叠的蛋白质中,构成信号斑的信号序列之间可以不相邻,折叠在一起构成蛋白质分选的信号。
2.蛋白质分选运输的基本途径与类型
门控运输:
跨膜运输:
膜泡运输:
第五章 线粒体和叶绿体
第一节 线粒体与氧化磷酸化
1.一般形态(光镜下)
2.结构(超微结构)
3.功能-能量转化
(1)底物进入及有关酶类
(2)蛋白质进入线粒体的机制--导肽
(3)三羧酸循环:
(4)电子传递与磷酸化偶联
1、外膜 :具有蛋白质构成的亲水通道。
2、内膜 :蛋白质和脂类的比例高于3:1。
嵴有两种:
①板层状,
②管状。嵴上覆有基粒。基粒由头部(F1)和基部(F0)构成 。
3、膜间隙:是内外膜之间的腔隙。
4、基质:为内膜和嵴包围的空间。含有:
– 催化三羧酸循环,脂肪酸、丙酮酸和氨基酸氧化的酶类。
– 线粒体DNA(mtDNA),及线粒体特有的核糖体等。
– 纤维丝和电子密度很大的致密颗粒状物质。
呼吸链的组成
第二节 叶绿体与光合磷酸化
1.质体的类型:
2.叶绿体的形态结构
3.叶绿体的功能-光合作用
(1)光反应和光合磷酸化
光合作用单位:
电子传递和光合磷酸化
(2)暗反应
关键酶:1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)
(一)叶绿体外被
双层膜组成,膜间为10~20nm的间隙。
外膜的渗透性大。
内膜对通过物质的选择性很强。
(二) 类囊体
是膜围成的扁平囊。
基粒:扁平小囊堆叠而成,每个叶绿体含40~60个。
基质类囊体:连接基粒的没有堆叠的类囊体。
膜的内在蛋白主要有:细胞色素b6/f复合体、集光复合体(LHC)、质体醌(PQ)、质体蓝素(PC)、铁氧化还原蛋白(FD)、黄素蛋白、光系统I、II复合物等。
(三)基质
是内膜与类囊体之间的空间。
主要成分包括:碳同化相关的酶类(如RuBP羧化酶)。
叶绿体DNA、蛋白质合成体系。
一些颗粒成分:如淀粉粒、质体小球和植物铁蛋白等。
叶绿体结构要点归纳
含有3种不同的膜:
外膜、内膜、类囊体膜。
3种彼此分开的腔:
第三节 半自主性细胞器及其起源 
1. mtDNA和ctDNA与核DNA的不同:
2. 线粒体和叶绿体的蛋白质合成:
3.线粒体和叶绿体蛋白质的运送和装配:
4.增殖
5.起源
支持内共生起源的主要证据
①两者都是双层膜包围的细胞器,都具有环状的DNA,就像一个原核细胞;
②叶绿体的DNA序列与蓝藻相似,而线粒体的DNA序列与现存的α-变形菌相似;
③核糖体为70S型,对细菌蛋白质合成抑制剂氯霉素敏感,蛋白质合成的起始氨酰基tRNA是N-甲酰甲硫氨酰tRNA;
④RNA聚合酶可被利福平、链霉素等抗生素所抑制;
第六章 细胞核与染色体
第一节 核被膜与核孔复合体
1.外核膜与内核膜
外核膜:
核纤层:
2.核周间隙
核周隙:宽20~40nm,与内质网腔相通。
3.核孔-核孔复合体
(1)结构模型:
核孔复合体(NPC)
(2)功能:
核质间物质交换的双向选择性亲水通道。
第二节 染色质
1.染色质的概念及化学组成
  染色质:
染色体:
(1)染色质DNA
真核生物细胞染色质DNA 序列特征:
二级结构的构型变化(B, A, Z型):
(2)染色质蛋白质
①组蛋白:
特性:富含带正电荷的碱性氨基酸。
类型:有H1, H2A, H2B, H3, H4 共5种
功能:
②非组蛋白:
特性:多样性和异质性。
功能:基因表达调控;染色质高级结构的形成。
2.染色质的基本结构单位-核小体
核小体结构要点:
①每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋、一个组蛋白8聚体和1个H1。
②组蛋白8聚体构成核小体的盘状核心,包括1个(H3)2-(H4)2四聚体和2个两侧的H2A-H2B二聚体。
③146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白8聚体1.75圈,组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA,锁住核小体DNA的进出端,起稳定核小体的作用。
3.染色质包装的结构模型
一级结构:核小体串珠结构
二级结构:螺线管
三级结构:超螺线管
四级结构:染色单体
4.常染色质和异染色质
(1)常染色质:间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态,染色浅的染色质。
(2)异染色质:间期核中染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态,染色深的染色质。
第三节 染色体
染色体相关的术语
2.核型与染色体显带
(1)核型:细胞分裂中期染色体特征的总和。
(2)核型分析
(3)核型模式图
(4)染色体显带:
第四节 核仁   
1.形态结构
 ①纤维中心:
 ②致密纤维组分:
 ③颗粒组分:
2.核仁的功能
(1)rRNA基因转录的形态及组织特征
(2)rRNA前体的加工
(3)核糖体亚单位的装配
动物细胞结构和代谢途径
糖类脂类氨基酸和核苷酸之间的代谢联系
第七章 细胞骨架
成分:微丝
微管
中间纤维
微丝确定细胞表面特征,使细胞能够运动和收缩。
微管确定膜性细胞器的位置和作为膜泡运输的导轨。
中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。
其它骨架成分:核骨架、核纤层、细胞外基质。
一、微管
1.构成与装配:
微管蛋白a  异二聚体 原纤维 片层 微管
微管蛋白b
2.影响微管装配与去装配的因素
(1)微管蛋白浓度
(2) GTP供应
(3)离子浓度:
(4)温度;pH
(5)微管特异性药物:
(6)微管相关蛋白:
(7)微管组织中心:
3.功能
(1)维持细胞形态
(2)细胞内运输
(3)鞭毛和纤毛运动
(4)纺锤体和染色体运动
二、微丝  
1.构成与装配
结构成分:肌动蛋白
装配:
(1)ATP, Ca++, Mg++ , Na+, K+浓度
(2)G-actin的浓度
(3)微丝结合蛋白:
(4)微丝特异性药物:
2.功能
三、中间纤维
1.成分:
细胞核骨架
1.核基质(核骨架):
与DNA复制、基因转录及RNA加工修饰有关。
2.染色体支架:
与染色体高级结构有关。
3.核纤层:
与中间纤维、核骨架相互连接,形成贯穿于细胞核和细胞质的骨架结构体系。
第八章 
细胞增殖、分化、衰老与凋亡
第一节 细胞周期与细胞分裂
一、细胞周期概述
细胞周期:有丝分裂期(M期)和分裂间期(G1期,S期,G2期)
二、细胞周期中各时期主要事件
1. G1期:R点,限制点或检验点。
2. S期:DNA合成期。
3. G2期:为进入M期作准备。
4.M期:细胞分裂期。
三、细胞分裂
(一)有丝分裂
1.前期:
2.前中期:
3.中期:
4.后期:
5.末期:
 6.胞质分裂:
 
染色体运动
有丝分裂器中与微管有关的是星体微管、着丝点微管(动粒微管)和极微管。
(二)减数分裂
1.减数分裂前间期
2. 减数分裂过程
 减数分裂I:
(1)前期I:持续时间长,分5个阶段。
(2)中期I:核膜破裂,中期I开始。
(3)后期I:同源染色体分离,移向两极;同源染色体的分离是随机的。
(4)末期I,胞质分裂I和减数分裂间期:
减数分裂II:同有丝分裂。
经过减数分裂,形成4个子细胞。雄性动植物形成4个精细胞,雌性动植物形成1个卵细胞。
3.减数分裂中的特殊结构-联会复合体
第二节 细胞分化
1.细胞分化的基本概念
(1)细胞分化:
(2)细胞分化是基因选择性表达的结果
(3)组织特异性基因与管家基因
  —管家基因和组织特异性基因(奢侈基因)
(4)组合调控引发组织特异性基因的表达
(5)转分化与再生
第三节 细胞衰老
 1.细胞衰老的特征
2.细胞衰老的分子机制
 (1)氧化性损伤:
 (2)端粒与衰老:
 (3)rDNA与衰老:
 (4)沉默信息调节蛋白(Sir)复合物与衰老:
(5)SGS1基因、WRN基因与衰老:
第四节 细胞凋亡
1.细胞凋亡的形态学和生物化学特征 
(1)细胞凋亡的形态学特征
 凋亡的起始→凋亡小体形成→凋亡小体被吞噬    
(2)细胞凋亡的生化特征
  染色质核小体间发生断裂,形成电泳上的梯状条带;
  组织转谷氨酰胺酶(tTG)累积并达到较高水平。
2.细胞凋亡的分子机制 
2002年10月7日英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维茨和英国人约翰·苏尔斯顿,因在细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理或医学奖。
Sydney Brenner微生物
1、 什么是微生物
二、微生物的特点及其应用
(一)、微生物的分类单位
(二)微生物的命名
四、原核微生物
(一)细菌
2 、细菌染色法:
革兰氏染色法(Gram Stain)
3、细菌的细胞壁
(1)成分:膜素、胞壁酸和特殊的脂类复合物。
膜素:亦称多肽聚糖,即为糖类和蛋白质结合而成的化合物。
胞壁酸:则只是革兰氏阳性菌才有。
脂类复合物:是革兰氏阴性菌的特征。
(2) ° ± ù± —— ¨ ·
4 ° ¤
5、细胞质及其内含物

6 (又称核区、拟核)
7、质粒的特点:
质粒应用
8、荚膜
荚膜的生理功能
荚膜与菌落形态
9 ±
10、芽胞
芽孢的特性
(二)放线菌
放线菌的菌落形态
放线菌与细菌的比较
(三) 支原体、立克次氏体和衣原体
-支原体:可通过滤菌器。无细胞壁。细胞膜中胆固醇含量多。
-立克次氏体(Rickettsia):专性细胞内寄生,通过蚤、虱、蜱、螨传入人体、如斑疹伤寒、战壕热。美国医生H.T.Richetts 1909年首次发现。
-衣原体:能通过细菌滤膜。 有革兰氏阴性细菌特征,含肽聚糖的细胞壁,但酶系统不完全,必须在寄主细胞内生活,有摄能寄生物之称。砂眼是衣原体引起的.
支原体
(四) 蓝细菌
五、真核微生物
1、真菌的分类
2、酵母菌的生活史
单倍体型
双倍体型
3、霉菌的形态结构
霉菌菌丝类型
真菌的鞭毛
4、真菌的繁殖方式
六、病毒
2.病毒的核酸
微生物的能量代谢
微生物结构大分子
——肽聚糖的合成
肽聚糖的合成与抗生素的作用机制
九、微生物生长
1.无分支单细胞微生物的群体生长曲线
典型的生长曲线
①.延滞期
②.对数期
③. 稳定期
④. 衰亡期
2、控制微生物生长的几个基本概念
消毒防腐剂的作用机理
三种方式:
①使微生物蛋白质凝固变性,发生沉淀.
②破坏菌体的酶系统,影响菌体代谢.
③降低微生物表面张力,增加细胞膜的通透性,使细胞发生破裂或溶解.
化学治疗剂
抗生素
乳糖操纵子—1
乳糖操纵子—2
(2)诱导物和辅阻遏物都存在时
2. 诱变机制
碱基转换的分子机制——以亚硝酸为例
亚硝酸引起的AT-GC转换细节
(2)移码突变
指诱变剂使DNA分子中增加(插入)或缺失一个或少数几个核苷酸,从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和转译错误的一类突变。
丫啶类染料,包括原黄素、丫啶黄、丫啶橙和α-氨基丫啶等,以及一系列称为ICR类的化合物,都是移码突变的有效诱变剂。
(3)染色体畸变
某些理化因子,如X射线等的辐射及烷化剂、亚硝酸等,除了能引起点突变外,还会引起DNA的大损伤——染色体畸变,它包括:
– 染色体结构上的变化:
缺失
重复
易位
倒位
– 染色体数目的变化
3、原核微生物的基因重组
转化的过程
转导过程
原生质体融合的主要步骤:
十一、微生物在自然界中的分布
生物体内外的正常菌群
– 人体的正常微生物区系
正常菌群 :生活在健康动物各部位,数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物,称为正常菌群。
变化情况:正常菌群是相对的、可变的、有条件的。
机体防御机能减弱时,部分正常菌群会成为病原微生物;
正常菌群在非正常部位时也可引起疾病;
由于外界因素的影响,破坏了各种微生物之间的相互制约关系,正常菌群也会引起疾病(菌群失调症)。
其它生物体
无菌动物:体内外检查不到任何正常菌群的动物
悉生生物:已经人为接种某已知纯种微生物的无菌动物
根际微生物:植物根系经常向周围土壤分泌各种外渗物质,故根际有大量微生物活动。作用是改善植物营养、分泌生长刺激素及抗生素等;有时也有害,与植物争夺N、P等营养、分泌毒素等。
附生微生物:指生活在植物体表面,主要借其外渗物质或分泌物质为营养的微生物。叶面微生物是主要的附生微生物。
土壤中的微生物
土壤中的环境条件:是微生物的大本营、也是人类最丰富的“菌种资源库”。
土壤中微生物的数量:按种类递减
– 细菌——放线菌——霉菌——酵母菌——藻类——原生动物
~108 ~107 ~106 ~105 ~104 ~103个/g
– 耕作土壤中,细菌湿重约90 ~225kg;以土壤有机质含量为2%计算,则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。
– 土壤微生物的代谢活动,可改变土壤的理化性质,进行物质转化,因此,土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。
– 若按生物量计算则各种微生物的生物量基本相当。
土壤中微生物的含量
土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。
– 表层耕作土中含量最高,耕作层厚度20~30cm,地表土受阳光直接照射,其中微生物含量较低。
– 采取土样时一般要刮开表土2~3cm后采样。脊椎动物学
一、脊索动物门概述
(一)门特征
1. 脊索
(细胞内有大液泡,具弹性)
2. 背神经管
3. 咽鳃裂
具肌酸,不具精氨酸;多数具内骨骼,不具外骨骼。
(二)分类
尾索动物亚门
头索动物亚门
脊椎动物亚门
二、尾索动物亚门
1. 特征:
脊索仅存在于自由生活的幼体尾部,变态发育为成体后营固着生活,尾部连同脊索消失,成体有被囊包被。
2. 代表:海鞘
(血流不定向,雌雄同体,异体受精;
樽海鞘存在世代交替)生活史
三、头索动物亚门
1. 特征:
脊索和背神经管纵贯全身且终生存在
2. 代表:文昌鱼
不形成脑,称“无头类”;
只具奇鳍,不具偶鳍;
表皮细胞单层,真皮不发达;
不具硬骨;
脊索很长,前端超过背神经管;
肌肉为平滑肌,具肌节,以肌隔隔开;
不能主动觅食,咽长度占体长的1/2;
具内柱(进化则成为甲状腺);
具脏盲囊,可分泌消化液;
闭管式循环,具很多个鳃心;
排泄系统为肾管;
雌雄异体;
纵切面 横切面
n 均黄卵、全裂
四、脊椎动物亚门
1. 特征:
①出现明显的头部,神经系统发达,分化出脑;
②脊柱代替了脊索;
③原省水生种类用鳃呼吸,次生水生种类及陆生种类只在胚胎期间出现咽鳃裂,成体则用肺呼吸;
④除圆口类外,具上下颌;
⑤完善的循环系统,出现能收缩的心脏;
⑥集中的肾脏;
⑦除圆口类外,都用成对附肢作为运动器官。
2. 主要类群
五、圆口纲
1. 特征:
①无上下颌
②无成对附肢
③无真正的齿
④终生保留脊索
⑤头骨不完整,无顶部
⑥原始的肌节
⑦脑的发达程度低
⑧具口漏斗
⑨皮肤无鳞,体表粘滑
⑩单个嗅囊,开口头顶中线
2. 代表:七鳃鳗
具背鳍(2),原尾型,鳃裂(7×2);
无眼睑,两眼之间头顶部长有嗅囊;
全身软骨,不具硬骨,脊索背面出现软骨骨片(尚不起支撑作用);
未形成脑颅;
出现肝脏,未出现独立的胰脏;
咽起消化道、呼吸道作用;
生活史
大脑只负责嗅觉,小脑不发达,和延脑愈合成一体;
脑神经10对:
Ⅰ(嗅)、Ⅱ(视)、Ⅲ(动眼)、Ⅳ(滑车)、Ⅴ(三叉)、Ⅵ(外展)、Ⅶ(面)、Ⅷ(位听)、Ⅸ(舌咽)、Ⅹ(迷走)
注: 纯感觉(传入)神经 运动性(传出)神经 混合神经
只有两对半规管(缺水平半规管),只有平衡觉,无听觉;
眼无睫状体,用角膜肌调节;具松果眼。
六、鱼类
1. 特征:
①出现上下颌
②成对附肢
③脊柱代替了脊索
④脑和感官发达
⑤体分头、躯干、尾
⑥梭形,体表多被鳞片 (鳞片类型)
⑦鳃呼吸
⑧单循环
2. 类群
(1)软骨鱼纲
(2)硬骨鱼纲
(1)软骨鱼纲
形态特征:内骨骼全为软骨,体被盾鳞;鼻孔腹位,鳃间隔发达,鳃孔5~7对;鳍的末端附生皮质鳍条;歪形尾;雄鱼有鳍脚;无鳔和“肺”,肠内具螺旋瓣,生殖腺与生殖导管不直接连接。
生殖方式:体内受精,卵胎生。
(2) 硬骨鱼纲
形态特征:骨骼大多数由硬骨组成,体被骨鳞或硬鳞;一部分种类的鳞片有次生性退化现象;鼻孔位于吻的背面;鳃间隔退化,鳃腔外有骨质鳃盖骨,头后缘每侧有一外鳃孔;鳍末端附生骨质鳍条,大多数为正形尾;通常有鳔,肠内多无螺旋瓣;生殖腺与生殖导管直接相连;无泄殖腔和鳍脚。
生殖方式:体外受精,多数卵生。
七、两栖纲
1. 特征
①用肺呼吸,并借助皮肤辅助呼吸
②不完全双循环
③五趾型附肢
④脊柱进一步分化
⑤表皮开始角质化
⑥大脑两半球完全分开,顶部神经细胞
⑦出现中耳——鼓膜及听小骨
2. 类群
(1)蚓螈目
(2)蝾螈目(有尾目)
(3)蛙形目(无尾目)
2. 类群
(1)蚓螈目
形态特征:身体细长似蚯蚓,四肢及带骨退化,无尾或尾极短;全身裸露,体表皮肤褶皱形成数百条覆瓦状环褶,环褶内有次级环褶,上着生骨质圆鳞(水生种类无);眼小,隐于透明皮肤下成眼点状;耳无鼓膜,听神经退化;鼻眼有一能伸缩的触突。
生活类型:钻土穴居
生殖方式:体内受精,卵生或卵胎生。
(2)蝾螈目(有尾目)
形态特征:形似蜥蜴,四肢细弱,少数种类仅有前肢(鳗螈),终生有发达的尾,皮褶较厚实;皮肤光滑无鳞,表皮角质层薄并定期蜕皮;眼小或隐于皮下(洞螈),水栖种类缺乏活动性眼睑;无鼓室和鼓膜;肢端再生力强。
生活方式:栖于潮湿环境,多数半水生。视觉差,凭嗅觉捕捉水栖小型生物为食。
生殖方式:体内或体外受精。
(3)蛙形目(无尾目)
形态特征:成体体型短宽,四肢强健,无尾;皮肤裸露,内含丰富的粘液腺,有些具毒腺、疣粒等;有活动性眼睑和瞬膜;多数种类具鼓膜。椎体有前凹形、后凹形、变凹形或参差形;一般不居肋骨,胸骨发达;肩带弧胸型或固胸型。
生活方式:变态明显,幼体鳃呼吸,水生;成体肺呼吸,水陆两栖。
生殖方式:体外受精,卵生。
n 胚胎发育
n 生活史
八、爬行纲
1. 特征
①羊膜卵的出现
②体表被鳞,表皮高度角质化
③适应陆生的结构进化:骨骼系统、肌肉系统、消化系统、呼吸体统、心脏、循环系统、神经系统… …
2. 类群:
(1)喙头蜥目
(2)龟鳖目
(3)蜥蜴目
(4)蛇目
(5)鳄目
(1)喙头蜥目
是爬行纲最古老的类群,大多生活在下二叠纪和三叠纪,现只存楔齿蜥。
形态特征:体型似蜥蜴,成体头部前端呈鸟喙状,口内无齿。较原始,椎体间有残留脊索,副顶眼发达;雄性无交配器。
营生方式:与海鸟共栖,白天洞居,夜间外出觅食昆虫、蠕虫和鱼虾。
生殖方式:卵生。
(2)龟鳖目
形态特征:身体宽短,躯干部被包含在坚固的硬壳内,头、颈、四肢、尾外露,可以缩入壳内。硬壳又背甲与腹甲组成,外附角质板或软皮;腰胸部椎骨连同肋骨与背甲愈合;肩带位于肋骨腹面;无胸骨,不形成完整胸廓。口内无齿,代之以颌缘的角质鞘。有瞬膜和活动性眼睑。
营生方式:陆栖,淡水或海水水栖等。
生殖方式:体内受精,卵生。
(3)蜥蜴目
形态特征:四肢发达,指、趾五枚,末端有爪,适于挖掘。有肩带与胸骨;左右下颌骨以骨缝连结,两侧附生端生齿或侧生齿;眼睑可动;一般具鼓膜、鼓室、咽鼓管等。
营生方式:陆栖、树栖、半水栖、穴居等。
生殖方式:体内受精,卵生。
(4)蛇目
形态特征:体细长,分头、躯干和尾三部分,颈部不显;带骨及胸骨退化,某些种类还有骨盆及残余后肢;无活动性眼睑、瞬膜和泪腺;缺乏鼓膜,鼓室萎缩,耳咽管消失。椎体前凹形,除寰椎和尾椎外,其余椎骨上都附有可动的肋骨,是爬行运动的主要支撑器官。受其体形特化的影响,成对器官从左右对称位置变为前后交错或仅保留一侧。
营生方式:穴居、陆栖、树栖、水栖等。
生殖方式:卵生或卵胎生。
(5)鳄目
形态特征:吻长,有发达的次生腭,两颌有槽生齿,咬合有力;皮肤革质,覆有角质方形大鳞;前肢5指,后肢4趾。心脏有2个完全隔开的心室,腹腔内有游离的腹膜肋。
营生方式:栖息于江湖中或岸边滩地,袭击前来饮水的动物或水中的动物。
生殖方式:体内受精,卵生。
九、鸟纲
n 1. 特征
①具有高而恒定的体温
②具有迅速飞翔的能力
③具有发达的神经系统和感官
④具有较完善的繁殖方式和行为
⑤呼吸系统、消化系统、循环系统、骨骼等的进化
躯体结构
n 外形:身体呈纺锤形,体外被羽,具流线型外廓;前肢变为翼,后肢居4趾;头短具角质喙,颈长而灵活,尾退化;具眼睑与瞬膜;耳孔略凹陷,周围着生耳羽。
n 皮肤:皮肤薄、松,缺乏腺体;外面具表皮所衍生的角质物,如羽毛、角质喙、爪、鳞片等。羽毛分正羽、绒羽、纤羽。
n 骨骼:轻而坚固,骨骼内具充满气体的腔隙;头骨、脊柱、骨盘、肢骨的骨块有愈合现象;肢骨与带骨有较大变形。
n 肌肉:背肌退化;颈部肌肉、胸大肌发达;后肢具有适于栖树握枝的肌肉;具有特殊的鸣管肌肉。
n 呼吸系统:具发达的气囊与肺气管相连,气囊广泛分布于内脏、骨骼及某些运动肌肉间,进行双呼吸。气管特化出鸣管用于发声。
n 循环系统:动静脉血完全分开,心脏四腔,具右体动脉弓,进行完全双循环。
n 2. 类群
n 3. 鸟类的繁殖
n 4. 鸟类的迁徙
十、哺乳纲
n 1. 特征
①高度发达的神经系统和感官
②出现口腔咀嚼和消化
③具有高而恒定的体温
④具有在陆上快速运动的能力
⑤胎生、哺乳
躯体结构
n 外形:体表被毛;躯体结构与四肢着生适应于在陆地快速运动;前肢肘关节向后转,后肢膝关节向前转;尾作为平衡器官。头、颈、躯干、尾部分明显。
n 皮肤:表皮和真皮加厚;体表被毛;皮肤显特别发达;皮肤衍生物还有爪和角。
n 骨骼:脊柱分区明显,结构坚实灵活;四指下移至腹面,出现肘和膝将身体支撑起,适于快速运动。肩带、腰带的进化。不同足型。牙齿异型。
n 循环系统:心脏分为4腔,完全双循环,动静脉血不在心脏混合。仅具有左体动脉弓。
n 消化系统:消化管分化程度高,出现口腔消化;舌发达;异形齿。
n 神经系统:大脑和小脑体积增大,皮层加厚,出现皱褶(沟回)。
n 2. 类群
原兽亚纲
后兽亚纲
真兽亚纲
n ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩染色体和连锁群
第一节 连锁与交换
Section 3.1 Linkage and Crossing Over
一、连锁遗传现象
组合一:紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒
组合一:紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒
组合二:紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒
组合二:紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒
二、连锁遗传的解释
为什么F2不表现9:3:3:1的表现型分离比例
(一).每对相对性状是否符合分离规律?
(二).非等位基因间是否符合独立分配规律?
( 三). 摩尔根等的果蝇遗传试验;
( 四). 连锁遗传现象的解释。
( 一) 、每对相对性状是否符合分离规律?
( 二) 、两对相对性状自由组合?
测交:相引相
测交:相斥相
( 三) 、摩尔根等的果蝇遗传试验
果蝇(Drosophila melanogaster)眼色与翅长的连锁遗传:
u 眼色:红眼(pr+)对紫眼(pr)为显性;
u 翅长:长翅(vg+)对残翅(vg)为显性。
n 相引相杂交与测交
n 相斥相杂交与测交
n 结果:
u F1形成四种类型的配子;
u 但比例显然不符合1:1:1:1,且亲本类型配子明显多于重组型配子;
u 两种亲本型配子数大致相等,两种重组型配子数也大致相等。
果蝇眼色与翅长连锁遗传:相引相
P pr+pr+vg+vg+×prprvgvg

F1 pr+prvg+vg × prprvgvg(测交)
Ft pr+prvg+vg 1339
prprvgvg 1195
pr+prvgvg 151
prprvg+vg 154
果蝇眼色与翅长连锁遗传:相斥相
P pr+pr+vgvg×prprvg+vg+

F1 pr+prvg+vg × prprvgvg(测交)
Ft pr+prvg+vg 157
prprvgvg 146
pr+prvgvg 965
prprvg+vg 1067
( 四) 、连锁遗传现象的解释
n 连锁遗传规律:连锁遗传的相对性状是由位于同一对染色体上的非等位基因间控制,具有连锁关系,在形成配子时倾向于连在一起传递;交换型配子是由于非姊妹染色单体间交换形成的。
n 控制果蝇眼色和翅长的两对非等位基因位于同一同源染色体上。即:
u 相引相中,pr+vg+ 连锁在一条染色体上,而prvg 连锁在另一条染色体,杂种F1 一对同源染色体分别具有pr+vg+ 和prvg 。
三、 完全连锁和不完全连锁
n 完全连锁 (complete linkage):
如果 连锁基因的 杂种F1( 双杂合体) 只产生两种亲本类型的配子,而不产生非亲本类型的配子 ,就称为完全连锁 。 例如雄果蝇和雌家蚕中通常不发生交换 ,连锁基因完全连锁,不发生重组。
n 不完全连锁 (incomplete linkage):
指 连锁基因的杂种F1 不仅产生亲本类型的配子,还会产生重组型配子。
完全连锁(complete linkage)
不完全连锁(incomplete linkage)
C-Sh基因间的连锁与交换
四、交换与不完全连锁的形成
五、重组型配子的比例
重组型配子的比例
六、交换的细胞学证据
第二节 交换值及其测定
Section 3.2 Determining of Crossing-over Value
一、 交换值的概念
二、 交换值的测定
C-Sh基因间的连锁与交换
香豌豆P-L基因间交换值测定(1)
香豌豆P-L基因间交换值测定(2)
香豌豆P-L基因间交换值测定(3)
香豌豆P-L基因间交换值测定(4)
三、交换值与遗传距离
四、影响交换值的因素
第三节 基因定位与连锁遗传图
基因定位
两对基因间的排列次序
一、 连锁分析的方法
两点测验:步骤(1/3)
两点测验的3个测交结果
两点测验:步骤(2/3)
两点测验:步骤(3/3)
两点测验:局限性
三点测验:步骤(1/7-2/7)
三点测验:步骤(3/7-4/7)
三点测验:步骤(5/7)
基因间排列顺序确定
三点测验:步骤(6/7)
三点测验:步骤(7/7)
二、 干扰和符合
二、 干扰和符合
符合系数(coefficient of coincidence)
三、 连锁遗传图(linkage map)
三、 连锁遗传图(linkage map)
玉米的连锁遗传图
n 第四节 真菌的遗传分析
n 链孢霉(Neurospora crassa)的生活史
n 链孢霉Neurospora是真菌,属于子囊菌纲,在遗传研究上应用极广。这类真菌特别有利之处在于它们一方面行有性生殖,具有跟高等动植物行为相象的染色体,另一方面又象细菌那样有较短的生活周期。链孢霉的有性生殖周期只要10天,能在含碳源和某些无机盐的简单培养基中生长。
n 链孢霉(Neurospora crassa)是一种丝状真茵,生活史相当复杂(图6.2)。
n 培养的链孢霉是由许多分枝的细丝即菌丝组成的,菌丝由隔壁分成隔,每隔有近百个单倍体核。
n 它们的生殖方式通常是无性的,菌丝体发出气生菌丝,长出无性孢子,叫做分生孢子,有的是单核的小分生孢子,有的是多核的大分生孢子,分生孢子萌发出新的菌丝。
n 有性生殖只有在两个不同交配型菌株一起生长时才会进行。
n 在固体琼脂上,两个菌株都形成许多雌性生殖结构,称为原子囊壳。原子囊壳是菌丝的圆形聚合物,包有特殊的菌丝,向空间伸展成为受精丝。不同交配型的小分生孢子(有时甚至一根菌丝体)与受精丝相接触时就发生受精作用。
n 准备进行融合受精细胞的核移至受精丝下部,进入称为产囊体的特殊菌丝中去。这时细胞核的变化是很复杂的,实际上两种交配型的细胞核都进行分裂,成对的不同交配型的细胞核分到许多产囊菌丝中去。
n 接着在每条产囊菌丝中都发生下列过程:
n ①由每种交配型的一个核共同形成子囊原始细胞,
n ②这两个核在伸长的细胞中融合成二倍体细胞核;
n 二倍体细胞核立即进行减数分裂;
n ④减数分裂的四个产物再进行有丝分裂,在一个子囊中形成四对子囊孢子。
n 同时,其他菌丝形成了一个厚壁包围着产囊菌丝,构成长颈瓶状的子囊壳。
n 特别应当注意的是:
n 每个子囊是一次减数分裂的产物,而每对孢子则是有丝分裂的产物,因此每对孢子的每个成员具有相同的基因型。
n 减数分裂所产生的四个产物即四分体不仅仍保留在一起,而且在子囊中成线状排列。
n 这是一种有顺序的四分体,是提供遗传分析独一无二的非常重要的结构。
四分体分析(tetrad analysis)
n 链孢霉的特点是它的四分体是顺序排列的。不仅减数分裂的四个产物在子囊中仍连在一起,而且代表减数分裂四个染色单体的子囊孢子是直线排列的,排列的顺序跟减数分裂中期板上染色单体的定向相同。因此,我们用遗传学方法可以区分每个染色单体,而用细胞学检查方法是办不到的。
n 四分体遗传分析的特殊意义在于:
n (1) 能从四分体不同类型出现的相对频率计算连锁关系;
n (2) 能计算标记基因与着丝点之间的连锁;
n (3) 子囊中子囊孢子严格的交互性表明减数分裂是一个交互过程;
n (4) 分析表明,每次交换仅涉及四个染色单体中的两个,而多次交换则可能涉及二价体的两个、三个以至所有四个染色单体。
n 让我们考察一下交配型不同的菌株的杂交结果。
n 二倍体子囊原始细胞是Aa,经减数分裂产生两个A和两个a,再经有丝分裂产生四对子囊孢子。
n 这四对子囊孢子在子囊中有六种排列顺序(表6.3)。
n 为了方便起见,我们写出子囊孢子对的基因型而不写单个孢子的基因型。
表6.3 链孢霉的第一次和第二次分裂分离
[Lindegren(1932)关于交配型等位基因A和a分离的数据。他解剖了274个子囊并测定了每一孢子对的交配型。表中是六种可能子囊类型的数值。]
n 表6.3中第1和第2种类型的子囊是第一次分裂分离的子囊,因为在第一次减数分裂时带有A基因的两条染色单体移向一极,而带有a基因的另外两条染色单体移向另一极,因此在每一子囊中两个A孢子对相互邻接,两个a孢子对也相互邻接。
n 第3至第6种类型的子囊是第二次分裂分离的子囊,因为要到第二次减数分裂A和a才分离,子囊中相同的孢子对不相邻接。
n 如果减数分裂的产物是随机分布的话,六种类型子囊的分布频率应该相同,而Lindegren得到的数据(表6.3)却清楚地表明并非如此。这是为什么呢?
n 在减数分裂时,带有A和a的同源染色体沿其长度配对,再分裂为染色单体并参与重组;
n 如果二价体在中期板上定向和正常分离的话,在两个同源染色体之间至少应有一个交叉,倘若A位点与着丝点之间没有产生交换,两个等位基因A和两个等位基因a仍将附着在同一个着丝点上,并在第一次减数分裂的后期一起分离,减数分裂就只能产生第l或第2种类型的子囊。
n 换句话说,第一次分裂分离时基因位点与着丝点之间并末发生交换。
n 当A位点与着丝点之间发生交换时,第一次减数分裂后,每个子细胞核得到一条具A和a染色单体的染色体。
n 只有在第二次减数分裂中,每个染色单体分到各子囊孢子去的时候,A和a才相互分离。
n 结果在子囊中,A或a孢子对,或a和A孢子对互相分开;
n 每一个第二次分裂分离的 子囊是供试位点与着丝点之间发生一次交换的结果。
n 根据这种特殊情况,就有可能计算某一位点和着丝点之间的重组百分率。
n 在第一次分裂分离的子囊中,Aa位点与着丝点之间没有重组的染色单体。
n 在第二次分裂分离的子囊中,四条染色单体中有两条(即1/2)发生重组。
n 在所有子囊中重组染色单体数是第二次分裂分离子囊数的2倍(2N2)。染色单体的总数是子囊数的4倍(4N1 + 4N2),这里N1和N2是第一次和第二次分裂分离的子囊数。
n 因此,重组百分率是:
n 这等于第二次分裂分离子囊数百分率的一半
自由组合
n 现在我们考察一下涉及两对等位基因分离的杂交。
n 表6.4是Lindegren从交配型A的野生菌株跟交配型a具有绒毛菌丝体的菌株( )杂交中得到的数据。
n 虽然两对等位基因的分离会出现6 6即36种不同的类型,但可以把它减化为七种子囊类型。
n [Lindegren在杂交中绒毛菌丝体(f )对正常菌丝体(f +)和交配型A对a的分离数据]
n 首先考虑f +和f的分离情况:
n 对f +和f 来说,109个子囊中有67个是第二次分裂分离的,所以绒毛位点与着丝点之间的重组百分率是:
n 同样,A位点与着丝点之间的重组百分率是:
n 然后我们再来考虑A和f +位点是在同一条染色体上还是在不同染色体上,它们是连锁的还是自由组合的
n 这取决于四种不同类型孢子对的分布频率。
n 如果f +和A是紧密连锁的话,我们可以预期亲本型孢子f +A和f a占绝对优势;
n 而如果它们位于不同染色体上,则四种类型的孢子数应该相等。
n 根据表6.4我们可以看到四种类型的分布频率相同,因此A和f 位点是非连锁的。
连锁分析
n 杂交: nic + × + ade
n 其中 nic是菸酸依赖型,要在培养基中添加菸酸才能生长, ade是腺嘌呤依赖型,要在培养基中添加腺嘌呤才能生长。
n 上面已讲过,一对基因杂交,有6种不同的子囊型,两对基因杂交,有6×6=36种不同的子囊型;但是可把36种不同的子囊型归纳为7种基本子囊型。这7种子囊型和实得的子囊数列于表6.5
表6.5 nic + × + ad 得到不同子囊型的后代
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
+ ad + + + + + ad + ad + + + +
+ ad + + + ad nic ad nic + nic ad nic ad
nic + nic ad nic + + + + ad + + + ad
nic + nic ad nic ad nic + nic + nic ad nic +
M 1 M 1 M 1 M 1 M 1 M 2 M 2 M 1 M 2 M 2 M 2 M 2 M 2 M 2
(PD) (NPD) (T) (T) (PD) (NPD) (T)
808 1 90 5 90 1 5
n nic和ade之间有三种可能性可以考虑:
n 第一, nic和ade可能位于不同的染色体上,并且是自由组合的。但第一种类型的子囊数大大超过预期,排除了这种可能性。
n 第二, nic和ade可能在同一条染色体上,并位于着丝点的两边。
n 这时它们之间的重组百分率大约应是14%。
n 第三,它们在同一条染色体臂上,重组百分率只有4.25%。
n 如果nic和ade连锁,其重组百分率用重组孢子数/总孢子数 100的公式来计算。表6.5中,有208个重组孢子对,重组百分率为:
第五节 人类染色体作图
n 人类基因定位研究近来发展很快,在研究技术上主要应用体细胞杂交和DNA分析法。
n 但是,对于那些无法以体外培养杂种细胞表达的性状或疾病,就需要借助于家系连锁分析法。
n 这种方法适合于分析基因连锁、基因定位、基因诊断等。
一. 家系分析法
n 家系的连锁分析首先要从群体中选择适合的家系,要求被挑选家系中双亲之一或两个为双杂合体,并且注意双杂合体家系要随机抽样,避免产生偏倚。
n 同时必须剔除下列几种家系:
n (1)双亲性状不能在子代中得到分离的,如GgTt╳GGTT;
n (2)家庭中仅有一个子代的;
n (3)亲本之一的基因型不明或死亡的。
三代的系谱
n 在三代系谱中较容易确定子代是否发生基因重组,可直接计算重组值。
n 例:如图,
n 设黑色表示患一种显性的肌强直功能不全(mytonic dystrophy);
n 性状标志为唾液分泌类型,由Se和se一对等位基因所控制, Se为显性基因。
图 肌强直功能不全和唾液分泌类型发生分离的家庭
n I-1个体患有肌强直功能不全症并伴有唾液分泌型的特性;I-2不患此病并为非分泌型。
n 其生育的女儿(II-1)也为肌强直功能不全症并伴有唾液分泌型,所以她(II-1)的疾病和分泌型性状的两个基因来自父亲,说明疾病基因和Se基因在一条染色体上,她的基因型为GSe/gse,为相引相的双杂合体。
n 第三代的性状开始分离,有的为分泌型伴疾病,有的不伴病。
n 在第三代六个子代中,III-1个体为健康者并为分泌型,说明原来疾病基因和Se基因连锁的染色体与其同源染色体间发生了交换,因此该个体为重组体。
n III-2 ~ III-6均为非重组体。
n 因此重组率为:1/6。
二. 体细胞法
n 1968年 Donahue
发现 No.1染色体着丝粒区异常与Duffy
血型( Fy )相关
三. 体细胞杂交法
n 体细胞是生物体除生殖细胞外的所有细胞。
n 细胞杂交又称细胞融合(cell fusion),是将来源不同的两种细胞融合成一个新细胞。
n 大多数体细胞杂交是用人的细胞与小鼠、大鼠或仓鼠的体细胞进行杂交。这种新产生的融合细胞称为杂种细胞(hybrid cell),含有双亲不同的染色体。
n 杂种细胞有一个重要的特点是在其繁殖传代过程中出现保留啮齿类一方染色体而人类染色体则逐渐丢失,最后只剩一条或几条,其原因至今不明。
n 这种仅保留少数甚至一条人染色体的杂种细胞正是进行基因连锁分析和基因定位的有用材料。
n 由于人和鼠类细胞都有各自不同的生化和免疫学特征,Miller等运用体细胞杂交并结合杂种细胞的特征,证明杂种细胞的存活需要胸苷激酶(TK)。
n 但凡含有人第17号染色体的杂种细胞都因有TK活性而存活,反之则死亡。从而推断TK基因定位于第17号染色体上(表6.6)。
n 这是首例用细胞杂交法进行的基因定位。由此可见,研究基因定位时,由于有杂种细胞这一工具,只需要集中精力于某一条染色体上,就可找到某一基因座位。
表6.6 杂种细胞系的染色体和TK活性
细胞系 人类染色体 TK活性
(1) 5,9,12,21 -
(2) 3,4,17,21 +
(3) 5,6,14,17,22 +
(4) 3,4,9,18,22 -
(5) 1,2,6,7,20 -
(6) 1,9,17,18,20 +无脊椎动物学
传统十大门
原生动物门
多孔动物门
腔肠动物门
扁形动物门
线形动物门
一、原生动物门
(一)门特征
1. 单细胞
2. 具细胞器
3. 营养方式多样
(二)代表生物
大草履虫
(三)分类
1.鞭毛纲
特征:具鞭毛,多数自由生活,三种营养方式,纵二分裂方式。
代表:眼虫、利什曼原虫、夜光虫、裸甲腰鞭虫、沟腰鞭虫、锥虫、披发虫。
生物发生律
n 生物个体的发育 简单、系统地重演了种类进化的过程。
二、多孔动物门
n 门特征
1. 体柔软而多毛
2. 固着生活、体型不对称
3. 没有器官系统和明确的组织
4. 具水沟系
5. 胚胎发育有胚层逆转现象
6. 发育中具两囊幼虫
7. 生殖:出芽,芽球
n 代表:海绵
形态
领细胞与取食
水沟系
胚胎发育
三、腔肠动物门
(一)门特征
1. 辐射对称
2. 两胚层、原始消化腔
3. 组织分化
4. 肌肉的结构
5. 原始的神经系统——神经网
2. 钵水母纲
特征:大型水母型,无缘膜,生殖腺来源于内胚层,结构复杂,胃囊中有胃丝(刺细胞),存在世代交替现象。
代表:海月水母
3. 珊瑚纲
特征:只有水螅型,构造复杂,生殖腺来源于内胚层。
代表:海葵、珊瑚
四、扁形动物门
(一)门特征
1. 两侧对称
2. 出现中胚层 (但未形成体腔,主要形成肌肉、实质组织)
3. 皮肤肌肉囊
4. 原始的排泄系统——原肾管
(身体两侧外胚层向体内陷入形成)
5. 梯式神经系统 (神经细胞向前集中形成“脑”,体内形成神经索)
6. 神经系统复杂 (一般雌雄同体)
7. 消化系统有口无肛门
(二)代表动物
淡水涡虫
(三)分类
1. 涡虫纲
特征:体表有纤毛,绝大多数自由生活;多数肠道发达;形成梯状神经系统;感觉器发达;再生能力强;海产种发育中有牟勒氏幼虫。
代表:淡水涡虫
2. 吸虫纲:
特征:成体体表无纤毛;营寄生生活;肠道简单;神经不发达、感官消失;出现吸盘、锚、钩等附着器官;生殖系统发达,生活史复杂,多数有中间寄主。
代表:华枝睾吸虫(生活史)
(雌雄同体、自体受精)
日本血吸虫(生活史)(雌雄异体)
3. 绦虫纲
特征:体表无纤毛;全部营体内寄生;身体扁平呈带状,体假分节;消化系统全部消失,生殖系统高度发达;每个成熟节片里都有一套成熟的生殖器官。
代表:猪带绦虫(生活史)
五、线形动物门
(一)门特征
1. 身体呈长线形,体表具角质膜
2. 具原体腔(只有体壁中胚层,没有脏壁中胚层,又称“假体腔”)
3. 消化系统有口有肛门
4. 排泄器官有腺型和管型
5. 雌雄异体且异型
(二)代表动物
人蛔虫
(三)分类
1. 线虫纲
特征:体表被角质膜;出现原体腔;消化管发育完善;由原肾细胞构成腺型或管型排泄器官。
代表:人蛔虫
2. 轮虫纲
特征:身体分头、躯干、尾;头部有一具纤毛轮盘(头冠),纤毛不断摆动,似车轮;体表被角质层;咽膨大成咀嚼囊,内有咀嚼器;♂很小,短命,通常孤♀生殖。
代表:旋轮虫
n 寄生虫和寄主的相互关系及防治原则
1. 寄生虫对寄主的危害
①夺取营养
②化学性作用
③机械性作用
④传播微生物,激发病变
2. 寄主对寄生虫感染的免疫性
3. 防治原则
①消灭传染源
②切断传播途径
③防止被感染
六、环节动物门
(一)门特征
1. 身体分节
2. 次生体腔
3. 具刚毛与疣足
4. 闭管式循环系统
5. 后肾管
6. 索式神经系统
7. 海产种类个体发育经担轮幼虫阶段
(二)代表动物
环毛蚓(横切、背面解剖、血管系统与体节横切)
(三)分类
1. 多毛纲
特征:头部明显,感官发达;具疣足,其上有成熟刚毛;雌雄异体,个体发生中卵裂为螺旋型,有担轮幼虫。多数在海洋中底栖生活。
代表:沙蚕 (背面解剖)
2. 寡毛纲
特征:头部不明显,感官不发达;具刚毛,无疣足,有生殖带,雌雄同体,直接发育。大多数陆地生活,穴居土壤中,称陆蚓;少数生活在淡水中,称水蚓。
代表:环毛蚓
3. 蛭纲
特征:营暂时性外寄生生活。体背腹扁,体节固定,一般为34节,末7节愈合成吸盘(体前后端各具一吸盘,有吸附功能,并可辅助运动);头部不明显,常具眼点数对,无刚毛。
代表:医蛭(外形、内部)
七、软体动物门
(一)门特征
1. 身体一般可分为头、足、内脏团;
2. 身体背侧皮肤褶向下伸展而成形成外套膜,包裹内脏团;
3. 体外具贝壳;
4. 消化系统发达,多数种类口腔内具颚片和齿舌;
5. 次生体腔极度退化,仅残留心腔及生殖腺和排泄器官内腔;初生体腔则存在于各组织器官间隙,内有血液流动,形成血窦;
6. 心室一个,能搏动;心耳一个或成对,与心室间有瓣膜;多为开管式循环;血液中含血红蛋白或血青蛋白;
7. 水生种类用腮呼吸,陆生种类形成微细血管网在空气中直接进行氧交换;
8. 排泄器官为后肾管;
9. 分化出触角、眼、嗅检器及平衡囊等感官。
10. 多数种类雌雄异体,完全不均等卵裂;个体发育中经担轮幼虫和面盘幼虫。
(二)代表动物
河蚌(无齿蚌)
(三)分类
1. 单板纲
特征:有一个帽状贝壳,有2~8对对称的肌痕,腹足强大,无吸附能力,适于在海底滑行。(绝大多数为化石)
代表:新碟贝
2. 无板纲
特征:较原始,成蠕虫状,无贝壳;体表被石灰质角质外皮;腹侧中央有一腹沟;无触角、眼等感官;血管系统退化。
代表:龙女簪
3. 多板纲
特征:生活在沿海潮间带,以足吸附于岩石或藻类上。体呈椭圆形,背隆腹平;具背板。口腔具舌,消化腺发达,具唾液腺、糖腺,胃周围为肝;次生体腔发达,较原始。
代表:石鳖
4.腹足纲(单壳类)
特征:具螺旋形贝壳,头和足可从壳口伸出,内脏团留在壳内;足发达,叶状,位于腹侧,具足腺,后部背面具角质厣。消化系统发达,形成膨大的咽,具齿舌;胃周肝脏分泌消化液通入胃;胃后为肠,扭转180°前伸。腮栉状;心具一心室、一或二心耳;肾一个。完全均等卵裂,属螺旋形,有担轮幼虫和面盘幼虫。神经系统由脑、足、侧、脏4对神经节组成,感觉器官有触角、眼、嗅检器、味蕾、平衡囊等。
代表:圆田螺 (外形、内部结构)
5. 掘足纲
特征:全海产。具象牙状管状贝壳,粗的一段位前端,称头足孔,具有不能伸缩的吻,吻基部两侧伸出头丝,可触觉、摄食,吻基部厚生有足,可伸出挖掘。无腮,以外套膜进行气体交换。循环器官心脏一室,无心耳,未分化出血管,仅有血窦。
代表:角贝
6. 瓣腮纲(双壳类)
特征:体具两片套膜及贝壳;头部消失;足呈斧状;瓣状腮。心脏为一心室两心耳,开管式循环;排泄器官为一对肾;神经节有脑、足、脏3对,感官不发达。多数雌雄异体;个体发生中有担轮幼虫及面盘幼虫,淡水蚌有特有的钩介幼虫。
代表:河蚌
7. 头足纲
特征:全海产,肉食性。体左右对称,分头、足、躯干。头部发达,两侧有一对发达的眼;原始种类具外壳,多数为内壳或无壳;足着生于头部,特化成腕和漏斗。羽状腮1或2对,心耳和肾的数目与腮一致。具软骨。神经系统集中,感官发达。闭管式循环系统。
代表:乌贼
软体动物的经济意义:
食用:田螺、蛏、鲍、泥螺、蚶、扇贝、牡蛎、乌贼……
药用:鲍的壳(石决明)、乌贼内壳(海螵蛸)、海兔的卵群(海粉)……
工业:帆蚌、珍珠贝等所产珍珠、贝壳……
饲料:螺类、蚌类……
八、节肢动物门
(一)门特征
1. 发达坚硬的外骨骼(具蜕皮现象)
2. 高效的呼吸器官——气管
3. 简单的开管式循环系统
4. 异律分节和身体的分部
5. 分节的附肢
6. 强劲有力的横纹肌
7. 灵敏的感觉器和发达的神经系统
8. 独特的消化系统和新出现的马氏管
(二)分类
1. 有爪纲
特征:形态介于环节动物与节肢动物之间。体呈蠕虫形,不分节,表面密布环纹。分头和躯干两部分;附肢不分节。
代表:大栉蚕
2. 肢口纲
特征:体背腹扁平,分头胸部和腹部,之间有关节,因此动物可向腹面弯曲。头胸部有6对附肢(1对鳌肢、5对步足);无触角;附肢7对;用腮呼吸。
代表:鲎
3. 蛛形纲
特征:体分头胸部和腹部;头胸部有6对附肢(1对鳌肢、1对脚须(触肢)、4对步足);无触角;腹肢退化;用书肺和气管呼吸。
代表:蜘蛛 (纺器)
4. 甲壳纲
特征:体分头胸部和腹部;头胸部有13对附肢(5对头肢:2对触角、1对大颚、2对小颚;8对胸肢:前颚足、后步足);腹肢有或无;用腮呼吸。
代表:日本沼虾(内部结构、循环系统)
5. 多足纲
特征:体分头部和躯干部;头部有3~4对附肢(1对触角、1对大颚、1~2对小颚);躯干部有多对步足,每体节1~2对。用气管呼吸。
代表:蜈蚣
6. 昆虫纲
特征:体分头、胸、腹。头部有4对附肢(1对触角、1对大颚、1对小颚、1对左右愈合成一片的下唇);胸部有3对步足;腹部附肢几乎完全退化。用气管呼吸;排泄器官为马氏管。有发达的脑及神经系统,感受器官进化(触觉器、化感器、视觉器)。运动能力强,适应陆生生活。
代表:中华稻蝗(外形、内部)
n 形态:体节、附肢、口器(咀嚼式、嚼吸式、刺吸式、虹吸式、舐吸式)、触角…
n 感受器官:触毛,嗅毛,听器,单眼、复眼…
n 胚后发育:完全变态、不完全变态…
n 类群:蜉蝣目、蜻蜓目、直翅目、竹节虫目、网翅目、等翅目、虱目、异翅目、同翅目、脉翅目、鞘翅目、蚤目、双翅目、鳞翅目、膜翅目…
n 节肢动物与人类
益处: ①食用:虾、蟹
②工业:家蚕产蚕丝
③鱼类养殖饵料:桡足类、枝角类
④农作物授粉:蜜蜂
⑤抑制害虫:蜘蛛、寄生蜂
⑥制药:蝎、蜈蚣、地鳖、鲎
害处: ①传播疾病:蚊-疟疾、虱-伤寒 (人类传染病的2/3由昆虫传播)
②危害农作物:蝗灾、棉铃虫
九、棘皮动物门
(一)门特征
1. 生活在海洋中,身体次生形成辐射对称;
2. 次生体腔发达;
3. 体壁由上皮和真皮组成,内骨骼常突出于表面形成棘或刺;
4. 特有结构:水管系和管足;
5. 行动迟缓,神经系统和感官不发达。
(二)代表动物
海盘车
(三)分类
1. 海百合纲
特征:深海底栖,营固着生活。体分根、茎、冠。再生能力强。
代表:海百合
2. 海星纲
特征:体扁平,多为五辐射对称,体盘和腕分界不明显。口面向下。腕腹侧具步带沟,沟内伸出管足。内骨骼的骨板以结缔组织相连,柔韧可曲;体表具棘。水管系发达,用皮腮呼吸、代谢。
代表:海星(内部构造、个体发育)
3. 海胆纲
特征:体呈球形、盘形或心形,无腕。内骨骼相愈合,形成坚硬的壳;壳上生有疣突及可动的细长棘。口器具复杂的咀嚼器。
代表:马粪海胆
4. 蛇尾纲
特征:体扁平,星壮,体盘小、腕细长,二者分界明显。腕内中央有一系列腕椎骨,腕只能做水平屈曲运动,很灵活;无步带沟。管足退化。消化管退化,无肠、肛。
代表:筐尾蛇
5. 海参纲
特征:体呈蠕虫状,两侧对称,具管足,背侧常有疣足,无吸盘或肉刺。口周围有触手。消化道分出一对分支的树状结构,称呼吸书或水肺,受刺激时可从肛门射出,以后可再生。
代表:刺参
n 棘皮动物的经济意义
益处:药膳用:刺参、海胆壳
害处:海胆、海星危害藻类、贝类养殖
无脊椎部分告一段落微生物学题选讲
1 .青霉素直接影响细菌的结构是:
A .细胞壁
B .细胞膜
C .线粒体
D .核酸
2.在自然界,纤维素、半纤维素和木质素的主要分解者是
A.放线菌
B.酵母菌
C.细菌
D.霉菌
3.细菌芽孢在普通条件下最长可存活
A.几小时
B.几天
C.12个月
D.几年及至几十年
4.有一试管中生长着球形酵母,另一试管中是球形酵母的原生质体,如何用最简单的方法区别开
A.在显微镜下比较大小,酵母大,酵母原生质体小
B.显微镜下比较大小,酵母小,酵母原生质体大
C.加水在显微镜下观察酵母小,酵母原生质体变大
D.加水在显微镜下观察酵母存在,酵母原生质体破裂
5.病毒的特点是:
A .可采用光学显微镜观察病毒的形态特征
B .病毒不能产生 ATP ,不能独立进行各种生命过程
C .病毒毒粒内含有 DNA 和 RNA
D .病毒能通过细菌滤器
E .没有细胞结构
6.有关细菌遗传的描述,哪项是错误的
A、质粒在细菌中可多拷贝存在
B、质粒是细菌生命活动所必需的
C、质粒为环状双螺旋结构
D、小质粒一般属于非接合性质粒
E、耐药性质粒又称R质粒
7、土壤中微生物的水平分布决定于:( )
A.温度
B.水分
C.pH
D.碳源
E.光照
8.冬虫夏草是什么?
9.什么是巴斯德消毒法(pasteurization)?
10.什么是活性污泥(activated sludge)动物行为学题选
1 .根据动物行为的定义,你认为下列哪项不是动物行为:
A .黑猩猩为另一只黑猩猩梳理毛发
B .雄螽斯在交配时,给雌螽斯提供食物
C .地松鼠在洞穴附近直立,观察周围环境
D .郊狼盘算如何阻止同伴来争夺猎物资料:昆虫的趋向行为
2.下面哪种属于动物的防御对策
a.穴居,b.逃遁,c.拟态,d.警戒色,e.假死,f.威吓
A. a,b,c,d,e,
B. b,c,d,e,
C. a,b,c,e,f,
D.全部都是
防御行为:①保护色:动物身体的颜色与其栖息环境相似,以此避敌求生。
②警戒色:一些能释放毒液或恶臭的动物,其体表多具醒目的色泽或斑纹。
③拟态:动物的形体或色泽与其他生物或非生物异常相似的状态。
④假死:一种以装死方式来逃生的保护性适应。
⑤逃逸:某些动物遇敌害时,会采取一定方式迷惑捕食者,趁机逃走,这样的保护性适应方式叫逃逸。
⑥其他方式:如牛遇敌害时,成年的个体会围成一圈,头朝外,把幼体保护在中央,用角御敌;乌鸦会聚众乱叫以卸敌;食肉目动物多以提上唇、露犬齿,并发出鸣叫来驱敌。
3.一种蝴蝶突然展开翅膀露出鲜艳的黑红环纹,这是什么行为
A.拟态
B.警戒色
C.威吓
D.逃避
4.银鸥喙上的红点对它的雏鸥具有何种特殊的功能?
A 超常刺激
B 信号刺激
C 抑制攻击
D 识别双亲的标记
5.大山雀的巢一般是位于:
A.很密的灌木树杈上
B.多数在灌木下的草地上
C.通常是用草茎编织并悬挂在离地3米高的树杈上
D.在树洞中
6.在遇到食物比较丰富的时候,许多动物可以尽量多地将食物放入口内;而这些食物常常不能被立即在体内消化,而是被暂时贮存起来。以下结构中.不属于这类可以贮存食物的结构是:
A .蜘蛛的中肠
B .仓鼠的颊囊
C .草履虫的食物泡
D .原鸡的嗉囊
7.下面哪种现象不受光周期的影响?
A 群聚
B 蜕皮换羽
C 开花
D 睡眠
8.菜粉蝶的幼虫化蛹的位置在:
A.靠近一株有营养植物的地下
B.地上的各种物体(树木、柱子、墙壁)上
C.在一株食用的植物上
D.不化蛹,因为不是完全变态的昆虫
9.求偶行为的作用包括:
A.排斥竞争对手
B.刺激配偶交配欲望
C.防止异种交配
D.上述各项
10下面哪项有关行为与基因关系的说法是正确的。
A.目前的实验证据支持”一个基因,一种行为“的对应关系
B.目前尚没有实验证据表明行为是可以遗传的
C.所有动物的行为都是由多个基因控制的
D.基因可以间接影响动物的行为生态题选讲
1.捕食者对猎物种群有明显影响,而寄生物对寄主种群影响不大,这是因为
A.寄生物不杀死寄主,而捕食者杀死猎物
B.寄生物只分泌毒素,而捕食者杀死猎物
C.寄生物杀死寄主,而捕食者只杀死老、弱、病、残猎物
D.寄生物有利于寄主生长,而捕食者有利于种群发展
2.如果你从5平方米的面积中采集了167只蜗牛,计算这种蜗牛的生物量需要的值包括:
①总数量 ②总重量 ③总面积 ④总体积
A.①+②
B.②
C.②+③
D.①+④
3.有人认为限制陆地开发的是水.限制大洋生物开发的因素是
A.矿物质
B.氧气
C.营养物
D.盐含量高
4.湖水表面的冰层对生活在湖泊中鱼类的影响包括
①缺氧不利于鱼生活 ②降低水温下降的速度
③增加了水中的氨 ④降低了水温
A.①
B.①+②
C.①+②+③
D.①+③+④
5 .在动物种群密度测定中常见的方法如
( l )粪堆计数法,
( 2)鸣叫计数法,
( 3)标志重捕法,
( 4)毛皮收购记录法,
( 5)单位渔捞努力的鱼数和生物量测定法;
其中哪个(些)方法属相对密度测定法?
A .以上皆属
B . ( l ) ,( 2 )和( 4 )
C . ( l ) , ( 2 ) , ( 3 )和( 4 )
D . ( l ) , ( 2 ) , ( 4 )和( 5 )
6 .下列各项中不属于温度生态效应的是:
A .北大西洋涛动( NAO )使挪威国鸟河乌的存活率上升,种群数量增加
B .北极狐的耳朵比非洲狐的小
C .温带森林中的啮齿类毛色较热带森林中的栖居者毛色浅
D .帝企鹅冬季繁殖时雄鸟集群孵卵
7 .以下关于种群分布的说法哪项是错误的?
A .在自然界中种群均匀分布不是普遍现象
B .种群密度的变化往往导致分布型的改变
C .成群分布增加了对食物、领域及光线的竞争
D .生境的多样性促进随机分布
8.以下各曲线表示在种群数量动态过程中死亡个体数与种群密度变化的关系,横坐标表示种群密度,纵坐标表示单位面积的死亡个体数。哪个选项反映出死亡不受密度制约。
9.下列哪一项不是生物多样性的主要研究内容:
A .景观多样性
B .物种多样性
C .遗传多样性
D .个体多样性
E .生态系统多样性
10.西藏高原的白菜与萝卜比我国其它地区生长的要大的原因是:
A .昼夜温差大
B .阳光辐射强烈
C .白天温度高
D .降水多
11.检验种群的内分布型时,当方差与均值相等,即 A2 / m = l ,该种群属于分布。
A .均匀型分布
B .成群型分布
C .随机型分布
D .随机与均匀型分布
12.下面是某生态系统食物网的示意图。请分析后回答上图中出现最高营养级的食物链是:
A . A →B→ C→E
B . A →B→ E
C . A→D
D . A→ B→ C
13.群落空间结构决定于两个要素,即群落中各物种的 及相同生活型的物种所组成的层片,它们可看作群落的结构单元。
A .种类
B .生活型
C .生态环境
D .生态型

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