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1、,第六章 从杂交育种到基因工程,第一节 杂交育种与诱变育种,一、概念：,将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,二、依据原理：,基因重组,三、常用方法：,四、优点：,将不同个体的优良性状集中到一个个体上,杂交育种,五、实例：,袁隆平的杂交水稻、中国的荷斯坦牛等。,六、缺点：,育种时间长,不能创造新基因,1、概念：利用物理因素或化学因素处理，使生物发生基因突变，获得优良变异类型。,诱变育种,2、原理：基因突变3、方法：用辐射、激光、化学药物诱变4、优点：提高突变率，在较短时间内获得更多优良变异类型。5、应用：农作物育种，微生物育种,优良大豆品种“黑农五
2、号”,青霉素的选育,四、比较各种育种方法,技术复杂成本高,发育迟结实低,有利不多，需大量处理,时间长,缺点,年限短易稳定,果大茎秆粗营养丰富,年限短，改良某些性状,集中亲本的优良性状,优点,染色体变异,基因突变,基因重组,原理,花药离体培养，秋水仙素诱导加倍,秋水仙素,辐射、射线化学药剂,杂交,处理,单倍体育种,多倍体育种,诱变育种,杂交育种,第六章 从杂交育种到基因工程,第2节 基因工程及其应用,P102基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。,原理：基因重组,操作
3、水平：DNA分子水平,优点：目的性强，育种周期短；打破生殖隔离,一、基因工程,对象：基因,（一）基因操作的工具,限制性内切酶（限制酶）,专一性,DNA连接酶,常用的运载体：质粒（最常用）、噬菌体和动植物病毒,质粒的特点：1.存在于细菌、酵母菌等生物的细胞中2.拟核或细胞核外能自主复制的很小的环状DNA分子3.容易从细胞中取出和放入,四个基本步骤：,1）提取目的基因2）目的基因与运载体结合3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和鉴定,（二）基因操作的基本步骤,二、基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,转基因抗虫棉,2、基因工程与药物研制,实例：用基因工程方法生产胰岛素,3、环境保护基因工
4、程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,拉马克的进化学说,内容：1生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的2生物是由低等到高等逐渐进化的3生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。,第七章 现代生物进化理论,第1节 现代生物进化理论的由来,达尔文自然选择学说的主要内容包括：过度繁殖，生存斗争，遗传变异，适者生存。,不足：,1、对于遗传和变异的本质，未能作出科学的解释。,2、对生物进化的解释局限于个体水平。,3、强调物种的形成是渐变的结果，不能解释物种大爆发现象。,达尔文以后进化理论的发展现代进化论,2、现代进化论对遗传变异的研究已从性状水平深入到基因水平。,3、现
5、代进化理论对自然选择作用的研究从以生物个体为单位发展到以种群为单位。,1、现代进化论的核心仍是自然选择学说。,（一）种群是生物进化的基本单位,1、种群概念：,生活在一定区域的同种生物的全部个体。,2、种群的特点：,生物进化和繁殖的基本单位。,3、基因库：,一个种群中全部个体所含有的全部基因。,第二节 现代生物进化理论的主要内容,4、基因频率：,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。,5、基因型频率：,在一个种群基因库中，某个基因型占全部个体总数的比率。,6、基因频率的计算,已知基因型的个体数,A/a的基因频率=,100%,某基因频率=,100%,已知基因型频率,该基因纯合子基因型
6、频率+1/2杂合子基因型频率,某基因频率=,6、基因频率的计算,A的基因频率=,AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,1、可遗传变异来源,基因突变染色体变异基因重组,突变,基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。,例：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是2 107,3、突变和基因重组是随机的，不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,2、突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。,例如：某海岛上残翅和
7、无翅的昆虫,自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，生物朝着一定的方向不断进化。,（三）自然选择决定生物进化的方向,（一）物种,物种：指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物，简称“种”。,地理隔离:,不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。,生殖隔离：,由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。,（二）隔离在物种形成中的作用,种类,指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。,隔离概念：,二、隔离与物种的形成,总结：以（）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是（）是生物进化和繁殖的基
8、本单位，生物进化的实质在于种群（）的改变。（）（）及（）是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过中，（）产生生物进化的原材料，（）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（）是新物种形成的必要条件。（）是物种形成的标志。,自然选择学说,种群,基因频率,突变和基因重组,自然选择,隔离,突变和基因重组,自然选择,隔离,生殖隔离,任何一个物种都不是单独进化的。不同_之间、_与_之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。,物种,生物,无机环境,（一）共同进化,(二)生物多样性的形成,1、内容：,基因多样性物种多样性生态系统多样性,2、形
9、成生物多样性的原因：,长期自然选择、共同进化达到结果,3、研究生物进化的主要依据：,化石,三、共同进化与生物多样性的形成,第一章 人体的内环境及稳态,第1节 细胞生活的环境,一、体内细胞生活在细胞外液中,1.体液P2：机体内含有大量以水为基础的液体。,体液,细胞内液,(存在于细胞内，约占2/3),细胞外液,(存在于细胞外，约占1/3),血浆,组织液（细胞间隙液）,淋巴,（汗液、消化液、唾液等不属于体液）,CO2和代谢废物,血浆,组织液,淋巴,细胞内液,O2和营养物质,毛细血管壁,毛细淋巴管壁,淋巴循环,2.内环境：由细胞外液构成的液体环境。,细胞外液是体内细胞直接生活的环境,图血浆的主要成分,
10、二、细胞外液的化学成分,组织液、淋巴成分和含量与血浆相近。组织液、淋巴中的蛋白质含量比血浆少。,Na、Cl,三、细胞外液的理化特性,1.渗透压,影响因素：与无机盐、蛋白质含量有关,水肿组织液增多（如：组织损伤、过敏反应等）,2.酸碱度血浆近中性，pH为7.357.45。血浆的pH保持稳定与HCO3、HPO42等离子有关缓冲物质（缓冲对）：H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO43.温度：维持在37左右,第一章 人体的内环境及稳态,第2节 内环境稳态的重要性,一、内环境的动态变化,内环境稳态1）概念：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。2
11、）实质：健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。,第一章 人体的内环境及稳态,第2节 内环境稳态的重要性,(1)各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础直接相关的系统：消化系统、呼吸系统、循 环系统和泌尿系统起调节作用的系统：神经系统、内分泌系统、免疫系统(2)神经体液免疫调节网络是内环境稳态的主要调节机制(3)人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介,第二章 动物和人体生命活动的调节,第1节 通过神经系统的调节,一、神经调节的结构基础和反射,1.反射：是神经调节的基本方式。分为非条件反射和条件反射2、完成反射的结构基础是反射弧（神
12、经调节的结构基础是反射弧）,感受器传入神经神经中枢传出神经效应器,3.神经元：神经系统结构和功能的基本单位,细胞体,树突：短而多,轴突：1根,突起,功能：接受刺激、产生兴奋、传导兴奋,兴奋在神经纤维上的传导（单个神经元）,兴奋在神经元之间的传递（多个神经元）,兴奋传导的两种方式,二、兴奋在神经纤维上的传导,1.神经冲动：在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导。,2.传导机理（1）静息状态（未受刺激时）：内负外正,（2）兴奋状态（受到刺激后）：内正外负,（3）电位差局部电流,膜外：未兴奋部位兴奋部位,膜内：兴奋部位未兴奋部位,4.传导特点：双向传导,注：兴奋传导方向与膜内电流一致,5
13、.传导方式：电信号,（3）电位差局部电流,膜外：未兴奋部位兴奋部位,膜内：兴奋部位未兴奋部位,三、兴奋在神经元之间的传递,1.突触小体：轴突末梢经多次分支，每个小枝末端都膨大成杯状或球状小体。,轴突,线粒体,突触小泡,（神经递质）,突触小体,轴突 树突,轴突 细胞体,2.突触神经元之间联系的结构,突触前膜,突触间隙,突触后膜,突触,3.传递过程,神经 递质,B神经元 兴奋或抑制,4.传递特点：单向传递（兴奋只能从一个神经元的轴突传给另一个神经元的细胞体或树突）原因：神经递质只存在于突触小体内，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜5.传递方式：电信号化学信号电信号,比较：兴奋的传导方式,实质,传导
14、方向,传导速度,信号形式,膜电位变化局部电流,双向,快,电信号,神经纤维上的传导,突触小泡 释放递质,单向,慢,化学信号,神经元之间的传递,四、神经系统的分级调节,1.中枢神经系统包括,大脑皮层（最高级中枢）,小脑（维持平衡的中枢）,脊髓（调节机体运动的低级中枢）,下丘脑（体温、水平衡，生物节律）,脑干（有许多维持生命必要的中枢，如呼吸中枢等）,2.神经中枢之间的联系不同的神经中枢调控某一特定生理功能不同的神经中枢相互联系，相互调节。低级中枢受高级中枢的调控。,五、人脑的高级功能,1.大脑皮层的功能：人的大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位。既能感知外部世界以及控制机体的反射活动，还具有语言、
15、学习、记忆和思维等方面的高级功能。,2.人脑的语言功能：是人脑特有的高级功能，涉及到人类的听、说、读、写，这些功能与言语区有关，若受损会引起各种语言活动功能障碍。,S区：运动性失语症（不能讲话）,H区：听觉性失语症（不能听懂话）,W区：失写症（不能写字）,V区：失读症（看不懂文字）,言语活动功能障碍,3.学习和记忆是脑的高级功能之一1）学习：神经系统不断接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。2）记忆：将获得的经验进行贮存和再现。短期记忆：与神经元的活动及神经元之间的联系有关 长期记忆：与新突触的建立有关,短期记忆,瞬时记忆,长期记忆,永久记忆,斯他林和贝利斯主要的实验成就：,第二章 动
16、物和人体生命活动的调节,第2节 通过激素的调节,2.激素调节1）概念：由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行调节2）激素的本质：不同的激素化学组成不同，包括蛋白质、脂质等。,下丘脑,垂体,甲状腺,分泌促甲状腺激素释放激素等,分泌生长激素、促甲状腺激素等,分泌甲状腺激素等,3.人体主要内分泌腺及其分泌的激素,生长激素：促进生长、主要是促进蛋白质的合成和骨的生长,幼年,成年(太多)：肢端肥大症,太多：巨人症,太少：侏儒症,甲状腺激素：促进新陈代谢和生长发育，对中枢神经系统的发育和功能有重要影响，提高神经系统的兴奋性,幼年(太少)：呆小症,成年(太多)：甲亢,缺碘：地方性甲状腺肿,二、激素调节的实
17、例,1.血糖平衡的调节,1）血糖的来源和去向（P25图2-9）2）参与调节的激素,胰岛素,降低血糖,胰高 血糖素,升高血糖,3）血糖平衡调节过程,血糖降低,血糖升高,胰岛B细胞,胰岛素分泌,胰岛A细胞,胰高血糖素分泌,胰岛素与胰高血糖素相互拮抗,糖尿病,症状：多饮、多食、多尿、体重减轻 三多一少病因：饮食过多不节制，营养过剩，体力活动少；压力大、情绪激动、精神紧张等治疗：饮食控制、运动治疗为前提 注射胰岛素,下丘脑,垂体,甲状腺,寒冷等刺激,促甲状腺激素释放激素(TRH),促甲状腺激素(TSH),甲状腺激素,促进,促进,抑制,抑制,新陈代谢，抵御寒冷,促进,2.甲状腺激素分泌的分级调节（体温调
18、节）,反馈调节,小结,激素的分泌通过分级调控来实现，具有反馈调节的特点下丘脑是内分泌腺活动的中心和枢纽,下丘脑垂体腺体,三、激素调节的特点,1.微量和高效2.通过体液运输：内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。3.作用于靶器官、靶细胞，作用后激素被灭活,激素随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化。激素是调节生命活动的信息分子。,协同作用：,（甲状腺激素和生长激素）（肾上腺素和胰高血糖素）,拮抗作用：,（胰岛素和胰高血糖素）,一、神经调节和体液调节的比较,1.体液调节（1）调节物质：（2）传送方式：（3）主要内容：,激素等化学物质,体液传送,激素调节
19、,2.神经调节和体液调节特点比较P31,反射弧,迅速,体液运输,较缓慢,较广泛,比较长,准确、比较局限,短暂,缩手反射,甲状腺激素,注：1、寒冷时，由神经-体液共同调节；炎热时，仅由神经调节2、体温感觉中枢：大脑皮层 体温调节中枢：下丘脑,二、人体的体温调节和水盐调节,寒冷,垂体,甲状腺,甲状腺激素分泌增加,肾上腺素分泌,骨骼肌战栗,皮肤毛细血管收缩,散热减少,饮水不足、失水过多或吃的食物过咸,细胞外液渗透压,升高,渗透压感受器,下丘脑,大脑皮层,垂体,产生渴觉,主动饮水补充水分,抗利尿激素,肾小管、集合管重吸收水分,尿量,细胞外液渗透压,下降,细胞外液渗透压,下降,减少,(-),(+),(+
20、),(-),释放,三、神经调节与体液调节的协调,1.关系内分泌腺直接或间接的接受中枢神经系统的调节内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能2.意义：神经调节和体液调节相互协调，共同维持内环境稳态，保证细胞各项生命活动正常进行。,第二章 动物和人体生命活动的调节,第4节 免疫调节,一、免疫系统的组成P35,1.免疫：人体的一种生理功能，人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分，以维持内环境的平衡和稳定。免疫调节依靠免疫系统来实现2.免疫系统包括：,免疫器官,免疫细胞,免疫活性物质,（2）免疫细胞,发挥免疫作用的细胞举例：,吞噬细胞等,淋巴细胞,T细胞,B细胞,注：都来源于骨髓中的造血
21、干细胞,(迁移到胸腺中成熟),(在骨髓中成熟),（3）免疫活性物质,由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质举例：抗体、淋巴因子、溶菌酶等,第一道：皮肤、黏膜,第二道：体液中的杀菌物质、吞噬细胞,非特异性免疫,第三道：由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成,二、免疫系统的防卫功能,1.人体的三道防线,特点：生来就有，不针对某一特定病原体,特点：出生后才产生，对某一特定的病原体或异物起作用,抗原：能够引起机体产生_的物质，具有_、异物性、大分子性等特点。抗原进入内环境后首先被_细胞处理。自身的组织或细胞有时也会成为抗原,特异性免疫,特异性,吞噬,2.抗原和抗体,抗体：机体受到_刺激
22、后，并能与其发生_结合的_。化学本质是_，主要分布于_，也分布于组织液和外分泌液（如乳汁中）。,抗原,特异性,免疫球蛋白,蛋白质,血清,3.体液免疫和细胞免疫,抗原,B细胞主要靠产生抗体“作战”,T细胞靠直接接触靶细胞“作战”,（1）体液免疫,抗原,_细胞,_细胞,_细胞,_细胞,_细胞,_,吞噬,T,B,记忆,浆,抗体,(处理),(呈递),(识别),（效应B细胞）,（2）细胞免疫,抗原,吞噬细胞,T细胞,记忆细胞,效应T细胞,杀伤靶细胞,讨论：,吞噬细胞参与了哪些防线的哪些活动？T细胞只参与细胞免疫吗？,第二道防线：杀菌作用,第三道防线：摄取和处理抗原、吞噬抗原抗体的沉淀或细胞集团,还参与体
23、液免疫中抗原的传递,抗原,被抗原侵入的宿主细胞（即靶细胞）,浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合。,1.效应T细胞与靶细胞密切接触。2.T细胞释放淋巴因子，促进细胞免疫的作用,细胞免疫与体液免疫的不同点,T细胞,T、B细胞,细胞免疫与体液免疫的联系,二者各有其独特的作用又相互配合。对于外毒素，体液免疫发挥作用；对于细胞内寄生物，体液免疫先起作用，阻止寄生物的传播感染，当寄生物进入细胞后，细胞免疫将抗原释放，再由体液免疫最后清除。,（5）防卫功能异常：机体免疫失调引起,自身免疫病,过敏反应,免疫缺陷症,举例：类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮,概念：已产生免疫的机体，在再次接受相同的抗原时所发生的
24、组织损伤或功能紊乱特点：发作迅速、反应强烈、消退较快，一般不具破坏性；有明显遗传倾向和个体差异,（艾滋病P41）,艾滋病又叫获得性免疫缺陷综合症（AIDS），是由人类免疫缺陷病毒（HIV，俗称艾滋病病毒）引起的致死性传染病。,艾滋病,致病机理：,HIV能够攻击人体的免疫系统，特别是能够侵入T细胞，使T细胞大量死亡，导致患者丧失免疫功能，对病原体及多种疾病的易感性增加而致人死亡。,病毒分布：,艾滋病,艾滋病患者和携带者的血液和体液,传播途径：,1）性行为传播2）血液传播3）母婴传播,三、免疫系统的监控和清除功能,免疫系统可以监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞，以及癌变的细胞。免疫系统正是通过它的防卫功能、监控和清除功能，实现它在维持稳态中的作用。,四、免疫学的应用,免疫预防(疫苗),临床检测,器官移植,
