笔记

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绪论¶

一、生命与生命教育¶

（一）生命：生物体所具有的活动潜力¶

1.哲学的生命概念¶

哲学家关注运动，认为广义上的生命是指变化和运动。狭义上的生命是指宇宙发展过程中出现的具有生长、繁殖、应激、进化和互动等特征。

2.物理学的生命概念¶

物理学家关注能量，认为生命是一种“通过外界的熵值提高来维持自身低熵值“的有机体。

3.化学的生命概念¶

化学家关注结构，认为生命是一个远离平衡态的，需要不断与外界进行物质、能量与信息交流，才能在无需趋势中维持相对稳态的耗散结构。

4.生物学的生命概念¶

生物学家关注新陈代谢，认为生命是由核蛋白等物质构成的分子体系，具有代谢、繁衍、应激等综合能力，具备出生、成长、死亡等多重结构。

新陈代谢是生命最基本的特征。

蓝藻→叠层石

讨论：机器人（ChatGPT）具有生命吗？没有

新陈代谢¶

产能代谢，耗能代谢
分解代谢，合成代谢
光能营养，化能营养

能量的获得是生命代谢的关键。

生物体可利用的能量一般存储在三磷酸腺苷（ATP）中。

英国：彼得·米歇尔质子泵学说 1978年诺贝尔化学奖

中心法则：1957年有克里克提出，1962年获得诺贝尔奖；1970年特明和巴尔的摩在RNA病毒中发现逆转录，得到补充，获1975年诺贝尔奖。

DNA（复制）→转录逆转录 →RNA →翻译 →蛋白质

生长与繁殖¶

营养物质→生物→代谢

体内的合成代谢——同化作用

体内的分解代谢——异化作用

生长：同化作用>异化作用，个体原生质量不断增加，体积增大，生长就是有机体的组分与结构在量方面的增加

单细胞生物的生长¶

生长：原生质与细胞结构在量上的增长
繁殖：细胞分裂使细胞数目的增加
发育：生长到繁殖的过程
衰老和死亡

讨论：细胞会衰老死亡吗？会

多细胞生物的生长¶

细胞的不断增大
细胞数目的不断增加

个体数目增加叫繁殖

由生长到繁殖，最后走向衰老和死亡

生长、繁殖和死亡也是生命的基本特征

人类的生命¶

生命：自然生命→人生长度→呵护珍惜生命

社会生命→人生宽度→扩展活动范围

精神生命→人生高度→立功立德立言

生命：自然生命→尊重

社会生命→责任

身、心、灵协调，自然、社会、环境和谐

精神生命→奉献

自然生命（生理生命）¶

什么时候开始：出生/受精/神经形成/胎心搏动

什么时候结束：断气/心搏停止/脑死亡

延长生命长度：多运动，吃睡好，防感染

健康生活、呵护人生

讨论：对植物人是否可实行安乐死？不可以

社会生命¶

什么时候开始：受精/出生/满月/接触社会

什么时候结束：脑死亡/火化完成/葬礼结束

社会生命由个体的影响力在社会上的辐射范围决定

拓展生命的宽度：多交往，拓视野，常体验

读万卷书，行万里路

精神生命（价值生命）¶

什么时候开始：出生/火化结束/葬礼结束

什么时候结束：最后一个记得你的人离开这个世界

精神生命由个人留给后世财富的时间跨度决定

提升生命高度：多慈善，广积德，留后代

立功、立德、立言

人生追求：延长生理生命、拓宽社会生命、延展精神生命

自然生命不可能无限延长，应设法拓宽社会生命，延展精神生命

把生命长度、生命宽度和生命高度统合起来，才会凝成生命高度，展现出生命魅力，体现出生命价值

不必太在乎奋斗的结果，在乎的应是奋斗的过程及一路艰辛带给我们的感悟

判断题：相聚离开有时候，没有生命能不朽（错，精神生命可不朽）

（二）教育¶

以现有的经验、学识引导受教育者，使其生命活力和生存技能得到增强

目的：通过教化培育，使人以一种相对成熟或理性的思维来认知客观世界

阶级型：有目的地影响人的身心发展的社会实践活动

学会求知，学会生存，学会生活，学会合作

（三）生命教育¶

通过生命知识的教化培育来影响受教育者身心发展的理论学习和社会实践活动

内容：呵护自然生命所需的生理心理知识

与环境和谐共处所需的生态自然知识

拓展社会生命所需的社会伦理知识

升华精神生命所需的人文宗教知识

形式：课堂教学交互式在学校进行

社会实践体验式在家庭或社会上进行

凡是有利于生命成长和生命价值实现的理论学习和社会实践活动都可称之为生命教育

二、生命教育的兴起和发展¶

（一）生命教育的提出和兴起¶

美国的生命教育¶

1968年唐纳·华特士——酗酒、毒品、暴力——生命教育

英联邦的生命教育¶

澳大利亚1979、英国1986、新西兰1988

强调个性的独特，重点放在呵护生命，预防不良习惯与嗜好上

日本的生命教育¶

1989年兴起

目的：克服脆弱心理，防止自杀

口号：热爱生命，选择坚强

我国的生命教育¶

香港1994、台湾1997、大陆2002

2004年”马加爵事件“、2008年”三聚氰胺事件“、2010年”十三连跳事件“——生命教育的重要性

2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要》将生命教育列为国家教育发展战略

（二）生命教育的发展¶

工业化的发展，环境污染的加剧，使得土地荒漠化、水体富营养化、大气雾霾话现象护额来越严重

保护环境、保护生物多样性

三、生命教育的任务与目标¶

目标：教育年轻人珍爱生命，认识生命的本质、理解生命的意义、创造生命的价值，发展独特的个体生命，共享和谐的社会生命

任务：培养全面发展的人

四、开展生命教育的意义¶

学生自我发展的需要

珍惜生命、呵护生命、适应社会、培养自信

国家和社会发展的需要

和谐社会建设、国家竞争力提升、社会进步和发展

可持续发展的需要

环境保护、生物多样性、子孙后代发展

五、生命教育的内容¶

传统生命教育：直面生命的死亡教育，珍惜生命的品格教育，和谐身心的健康教育，增强承受力的挫折教育，尊重生命的个性化教育，奉献社会的生命价值教育

新兴生命教育：注重和谐的生物多样性保护教育，注重可持续发展的环境生态教育

本课程的主要内容¶

身心灵协调同步、社会环境和谐发展

生命的独特→尊重教育：生命起源

生命多样

生命的顽强→逆境教育：逆境生命

休眠形态

生命的互助→和谐教育：互生共生

群体感应

生命的奉献→生死教育：干扰素产生

芽孢形成

课程教学安排（目录）¶

生命教育概述（绪论）
生命的多样与独特
生命的脆弱
生命的顽强
生命的呵护
生命的和谐
生命的责任
生命的价值

第一章生命的独特¶

第一节生命的特征¶

一、细胞结构¶

Agre发现水通道蛋白 2003年诺贝尔化学奖

细胞膜、细胞核、原生质、核糖体、细胞壁、细胞器

病毒不是生命？

二、新陈代谢¶

见绪论

三、繁殖¶

传种接代是种群维系的基础。如果生命不能繁殖，将很快再地球上灭绝

生命总是向最大限度地扩充数量的方向进化——自私基因理论

骡子不是生命？

四、生命物质¶

元素

碳氢氧氮硫磷
钠钾钙镁氯
铁锌铜硒碘

物质

多糖、脂类、蛋白质、核酸、维生素、无机矿质

哪一种物质最重要？

哪一种是遗传物质？

五、核酸是生命的遗传物质¶

转化实验、噬菌体的感染实验。病毒的拆开重建实验

赫尔希通过噬菌体感染实验，证明其遗传物质是DNA，获1969年诺贝尔生理学或医学奖

1953年沃森、克里克提出DNA模型，1962年诺贝尔生理及医学奖

第二节生命的起源¶

神创说、自然发生说、胚种说、化学起源说、宇宙生命说

一、胚种说与自然发生说¶

自然发生说¶

生命由非生命物质自然发生

1976年发现细菌，1745年英国尼达姆，1858年谢普

不能解释

胚种说¶

由胚种发育而来

1675年意大利的雷地、1770年意大利的斯帕兰沙尼、1860法国科学院

1861年巴斯德用“鹅颈瓶”实验否定了自然发生说

最初的胚种从哪里来？

二、生命的化学起源说¶

奥巴林：团聚体构成原始细胞

生命的化学起源的四个阶段：

1、从无机小分子生成有机小分子¶

1952年史丹利·米勒的模拟实验（导师：哈罗德·尤里，1934诺贝尔化学奖获得者）

原始地球环境可以实现从无机物到有机物的转变

雨水含5种氨基酸和一些有机酸，其中包括氢氰酸（合成腺嘌呤的前体物质）

萨瑟兰德：

1980年代用物种简单的有机分子包括葡萄糖和氰胺，合成两种核苷酸

2013年用简单小分子在氰化铜催化下合成了氨基酸的前提分子，并在紫外线的照射下利用硫和铜作为催化剂合成了脂类的前体分子

在原始地球环境下，生命所需的各种小分子有机物都能自发合成

2、从有机小分子形成生物大分子¶

生命形成之初，可能以金属作为催化剂，氰化物和紫外线也可能是

1986年，詹姆斯·费瑞斯证实蒙脱石可起催化作用，能加速RNA等分子形成

3、从生物大分子组成多分子体系¶

奥巴林的团聚体假说

将脂类等大分子放在合适的溶液中，能浓缩聚集为球状小滴，具有新陈代谢迹象

4、有机多分子体系演变为原始生命¶

ATP中心假说

ATP通过转化与缩合筛选出4种碱基和三联体密码系统，进而选择出遗传信息贮存、复制、转录和翻译的体系，建立起生物大分子之间的反馈调控策略。

三、生命起源的时间和地点¶

时间

38亿年前才形成稳定的陆块

已经确认的最早的生物化石是澳大利亚西部发现的原核细胞，形成于35亿年前

生命很可能形成于36-38亿年前

地点

地表紫外照射强烈

水圈热，能阻挡紫外线

1969年热泉种发现嗜热微生物

1977年在热液口发现嗜热古菌

2000年在32亿年前的火山沉积物里发现了丝状体

生命起源于热泉

穆尔基加尼安：浅水热泉

海底热泉还是淡水热泉有争论

四、早期生命的形式¶

三大观点：

1、基因的形成是生命的前提

2、能量是生存的基础，没有能量，基因不可能复制和表达

3、基因和能量必须装在一个容器内才具有生命活动

1、基因优先论¶

原始的生命很可能是一段RNA

RNA是单链，可折叠成不同的形状，应具有催化活性（1968，英国奥格尔）

1982年，生物化学家切赫和阿尔曼分别从大肠杆菌和四膜虫中分离到能自我剪切的RNA分子，具有酶的功能，1989年的诺贝尔化学奖

2000年，施泰茨分析了核糖体的结构，发现RNA是核糖体的催化核心，2009年的诺贝尔化学奖

上世纪80年代开始，人工合成RNA

2001年，哈佛大学医学院的绍斯塔克合成的RNA分子，由189个核苷酸构成，可催化其中11个核苷酸链的合成

2011年，剑桥分子生物实验室的霍利格合成的RNA酶，一次可催化合成95个核苷酸

目前还未能找到可完全自我复制的RNA分子

2、能量优先论¶

1970年代，黑烟囱周围由大量微生物

1980年代，地质学家拉塞尔提出生命起源于碱性热泉假设，海水呈酸性，与碱性热泉间存在着质子梯度

2000年，华盛顿大学的凯利在大西洋中部找到了碱性热泉，水温75℃左右，白烟囱周围生长着大量微生物

2003年，拉塞尔与生物学家马丁认为碱性热泉的岩石上分布着小孔，就像”细胞“，天然质子梯度为这些”细胞“提供能量，用于合成生命大分子，并逐渐形成膜结构

没有酶的催化，大分子很难在水相中独自形成

3、细胞优先论¶

新陈代谢需要大量物质，如果没有一个容器，物质会扩散，生命只能起源于原始细胞

绍斯塔克制成了这样的原始细胞，不仅能吸收外界分子，还能生长和分裂，在100℃下仍能存活，非常符合原始地球的状况

在\(Mg^{2+}\)或柠檬酸盐存在下，这些原始细胞还能进行RNA的复制

绍斯塔克制造出囊泡

蒙脱石可使囊泡生成速度加快100倍，囊泡能吸收黏土表面的RNA分子，还会从其它囊泡中吸收脂肪酸——”生长“

如果让囊泡从狭小的孔中挤过，囊泡就会”分裂“，但会损失一部分内容物

2009年，制造了更复杂的细胞，外面包裹几层膜，”分裂“时几乎不会丢失内部的RNA

这些原始细胞的功能呢不够强大，RNA不能进行自我复制

4、同步出现论¶

绍斯塔克曾经是细胞优先论者，但最终同步出现论

最初的基因也许是一种RNA与DNA的混合物，这种RNA/DNA能折叠成不同形状，不仅有核酸的特性，还兼具酶的功能

下列关于生命起源的论述，最不合理的是：D

A：生命起源于36亿年前

B：生命起源于淡水热泉

C：生命起源于海洋

D：生命起源于深海海底热液口附近

第三节生命的多样¶

原始地球多为海洋，生物多样性不丰富

生态系统呈现多样性
营养类型和代谢类型多样性
遗传类型的多样性和基因的多样性

不同的遗传基因，决定了不同的形态结构，所有这些形态、生理和遗传差异的总和，构成了生物物种的多样性

一、生命的进化¶

最早的生命：形成于热泉附近的原核细胞，可能是一群利用\(H_2\)和\(H_2S\)为能源生长的厌氧性化能自养菌

最初的8亿年内进化缓慢，地球生命都是厌氧性原核微生物，有些光能自养，有些化能字样，也有些化能异养

30亿年前进化出蓝细菌，释放的氧气有限，6亿年后，大气中的氧气还不足1%

地球上先有动物，还是先有植物？先有动物

蓝细菌不是最早出现的植物

进化论

1859年达尔文，《物种起源》

物种是可变的，现有的物种是由别的物种进化来的
所有的生物都是来自一个共同的祖先
生物的进化史渐变的，是由微小变异逐渐累积起来的
自然选择是进化的主要原因

拉马克的用进退废论

证据：

比较解剖学：如手脚、爪、翅膀和鳍
古生物学：鸭嘴兽、始祖鸟化石
地质学：澳大利亚的物种与南美洲的物种相似性高
胚胎发育生物学：胚胎发育史史系统发育史的重演
遗传分子生物学：地球上的生物拥有一个共同的祖先

二、生命的多样¶

臭氧层的形成

1、生态系统的多样¶

地球上最大的生态系统是生物圈

森林、草原、海洋、淡水、湿地、农田、城市

最为复杂的自然生态系统是热带雨林生态系统

人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中

2、种群的多样¶

在一特定生态系统中，生物种群呈现出多样性、种群多样性由物种丰度来表示

丰度是指生境内物种的总数多少

良好的生境中，生物种类多样，种群丰度高，优势种不明显，均匀度好；污染的生境种，敏感种群消失，耐污种群发展，种群丰度第低，优势种占的比例很高

3、遗传（基因）的多样¶

（广义）遗传多样性：地球上所有生物所携带的遗传信息的总和
（通常）遗传多样性：种内或群体内个体间的遗传差异

遗传多样性是进化的源泉

遗传多样性高的种群，面对改变了的环境，有可能存在能适应环境的变异体

生命的多样体现在不同的层面上

物种多样性是生物多样性的直观体现，是生物多样性的核心
遗传多样性是生物多样性的内在表现，是生物多样性的载体
生态系统多样性是生物多样性的外在表现，是保护生物多样性最有效的方式

三、生物的分类¶

近代分类学诞生于18世纪，由瑞典植物学家林奈奠基

林奈为物种建立了双名制（属名+种名），为分类确立了七个基本阶元系统（界门纲目科属种）

1、生物的五界分类学说¶

1969年，Whittaker在Science上发表”生物界级分类的新观点“，将生物分成动物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界等五个界，称为五界分类系统

增设病毒界，号称六界分类系统，但未或广泛认同

2、生物的三域系统发育学说¶

1978年Woese根据核糖体小亚基16S rRNA编码基因序列（真核生物18S rDNA），通过系统发育分析，将生物分为细菌、古菌、真核生物三个域

第四节生命的神圣¶

一、地球是神圣的¶

太阳系在银河中的位置很合适
地球在太阳系中的位置较合适
太阳、地球的质量和大小较合适
地球周边由一些气态行星及月球的保护
地球以适中的速度自转，有一个亲铁的流体内核

二、生命是神圣的¶

地球上生命的出现经历了8亿年的演化过程

从原始生命进化成人类生命，更是经历了差不多38亿年的演化过程

三、你我是神圣的¶

卵细胞形成过程中，同源染色体之间存在激烈的竞争

卵子排出后超过30h则失去受精能力

男子每排出2-4亿个精子，受精的机会只留给最强壮的那一颗

获能精子接近卵冠丘复合体
获能精子发生顶体反应，释放水解酶
溶解透明带
精子进入卵细胞内
卵细胞分泌皮质颗粒，阻止其他精子进入

第五节生命的独特¶

生命是多样的，即使是同一种群内的个体其基因序列也不完全相同

对人类生命而言，除了形态、生理、基因等特征外，生命的独特性还体现在个体知识结构的不同和思维方式的差异上

一、生命个体的独特¶

不同的个体，不仅形态结构不同，生理代谢方式各异，连其基因组成也不一样。生命个体的独特性主要表现在四个方面。

1、细胞结构独特¶

细胞型生物、非细胞型生物，

原核生物、真核生物

单细胞生物、多细胞生物

植物、动物和真菌

克隆生物的独特性问题

克隆是指不经过两性生殖细胞的结合，而直接用体细胞进行无性繁殖的一种育种方法

克隆后代寿命较短

细胞质供体不同

生长条件不同会对发育和分化产生影响

二、人类生命的独特¶

与其他生命相比，人类的生命更加独特，如容貌指纹抗原独特
人类具有复杂的思维模式和强大的学习能力
人类有更大的活动范围，因而具有更广的见识

主要组织相容性抗原（MHC）

1、知识结构的独特¶

知识结构是指个人经过学习后所拥有的知识体系构成及其结合方式

现代社会既需要掌握精神知识的专家，也需要具有广博知识的博士，更需要能将不同知识融会贯通的创新型人才

不同的个体，受教育程度不同，所处的环境各异，见识的世面有别，掌握的知识结构具有独特性，因而，对同一事物的看法也不一样

建立合理的知识结构应遵循四个原则

层次性原则、比例性原则、整体性原则、动态性原则

知识结构建构的两种模式

宝塔型知识结构

蜘网型知识结构

2、思维的独特¶

思维是人类所特有的高级认知活动，是新输入信息与脑内已存储的知识经验进行反应时发生的一系列心智操作过程

思维时认识的高级阶段，目的是探索事物的内部本质和规律性

思维方式

分析与综合
比较与分类
抽象和概括

三、天生我材必有用¶

加德纳的多元智力理论

人类与猴子的基因组序列有94.9%是相同的，人类与黑猩猩之间的基因相似性更高达99%

第二章生命的脆弱¶

生命离不开氧气

生命离不开能量

个体死亡（正常死亡&非正常死亡）

细胞死亡（细胞坏死&细胞凋亡）凋亡失调，导致疾病的发生

死亡是生命的最终归宿，对自然界的物质循环和种群的可持续发展具有积极的意义

第一节生命大灭绝事件（物理化学因子）¶

地震、海啸、战争、流感、交通事故、自杀、食物中毒、空气污染、台风都不是

生命大灭绝：环境剧变导致的大规模种群灭绝事件。在相对较短的时间内整科、整目，甚至整纲的生物消亡

地球上至少发生过五次生命大灭绝事件

一、晚奥陶纪（4.4亿年前）生命大灭绝¶

奥陶纪多浅海，为三叶虫时代

中子星与黑洞相撞，伽马射线暴击中地球，击毁臭氧层，\(NO_2\)挡住阳光，温度下降12-15℃，海平面下降100m，使56％的物种灭绝。直壳鹦鹉螺全军覆灭

三叶虫、海百合、珊瑚、鹦鹉螺

二、晚泥盆纪（3.75亿年）生命大灭绝¶

陆地扩大，蕨类兴盛，昆虫开始繁衍

海洋进入“鱼类时代”

西伯利亚海床地幔开裂，岩浆喷出，陆地火山喷发，高温持续200w年，黑烟挡住了阳光，食物链断裂，溶解氧缺乏，寒冷持续200w年，全球约80%的海洋动物物种灭绝

蕨类植物、奇虾、海纳螈、海口鱼、翼鲎

三、晚二叠纪（2.5亿年前）生命大灭绝¶

两栖动物兴旺

西伯利亚火山爆发，30w年间野火不断，气温升高，释放两极的可燃冰。黑烟使植物和藻类得不到阳光，海洋生物窒息死亡

全球有96%的海洋动物和70%的陆地物种消失，导致迄今最大规模的物种灭绝

肺鱼、远古蜈蚣、冠鳄兽

四、晚三叠纪（2亿年前）生命大灭绝¶

鳄类等爬行动物兴旺

板块运动导致火山爆发，大陆一分为二，20w年高温，10w年冰期，导致陆地与海洋动物中约23%的科和48%的属灭绝

鳄类遭受重创，为恐龙提供了生存空间

水龙兽

五、晚白垩纪（6500万年前）生命大灭绝¶

墨西哥附近陨石撞击，地面物质被汽化成高温黑烟层。引发地震与火山喷发，火山灰长期遮蔽阳光，造成约17%的科、50%的属和75%的物种灭绝

统治全球陆地生态系统达1.6亿年之久的恐龙，除了部分进化成鸟类外，全军覆没

第六次生命大灭绝真的临近了吗？¶

近万年来，人类主宰地球，使生态环境遭到破坏，致使80%哺乳动物、50%植物、15%鱼类灭绝

从1500年至今，超过320个陆栖脊椎动物物种灭绝，未灭绝的在以25%的速度衰退，无脊椎动物也相似

第二节病原微生物及其传染（以下都是生物因子）¶

传染是指病原微生物突破宿主的三道防线（机械防御、非特异性免疫和特异性免疫）后，在一定部位生长繁殖并引起病理生理的过程

哪种最危险？

隐性感染

一、病原微生物¶

能引起动植物发生传染病的微生物

毒力侵袭力粘附、亲器官性

抗吞噬因子

胞外酶的作用

毒素外毒素

内毒素

迟发性超敏反应

侵袭力：病原微生物在上皮细胞的定居，进入上皮细胞以及进一步侵入到深层组织的能力

侵入数量

思考：新冠病毒传染力强、毒力弱的说法是否正确？

错误，侵袭力是毒力的一部分，传染力强但致死率低

二、传染病的常见症状¶

感染初期只是局部症状，全身性感染可分四类：

毒血症：病原菌限制在局部病灶，产生的毒素进入血流，引起全身性症状。白喉、破伤风杆菌感染后常引起毒血症

菌血症：病原菌由局部病灶侵入血流，转移至远处组织，未在血中大量繁殖。如伤寒沙门氏菌感染早期可出现菌血症

败血症：病原菌侵入血流，并在血液中大量繁殖，造成全身性中毒症状。如铜绿假单胞菌感染后可引起败血症

脓毒血症：化脓性细菌侵入血流，引起败血症的同时，伴随多脏器化脓性感染。金黄色葡萄球菌感染后可引发此症状

感染后必须迅速对症下药，一旦造成全身性感染，就会危及生命

三、曾严重威胁人类生命的十大瘟疫¶

1、天花¶

流行3000年，死亡无数

11-12世纪，十字军骑士使天花在欧洲传播，造成约10%居民死亡。16世纪，欧洲殖民者进入美洲，带去的天花病毒使90%土著居民死亡；18世纪欧洲本土因天花死亡1.5亿人，他们还把天花传至澳洲，杀死约50%原住民

1977年，世界卫生组织宣布天花在世界范围内消灭

2、黑死病¶

由鼠疫耶尔森（氏）菌，引起。由老鼠和跳蚤传播，因此又称为鼠疫

1347年在西西里岛爆发后，在20年间导致一半欧洲人（2500w）死亡，全世界死亡人数估计7500w

此后，该病又多次在欧洲和亚洲爆发，全球至少有2亿人死于这种瘟疫

由于传染性强，死亡率高，我国将黑死病列为法定报告传染病的甲类一号病。目前已基本得到控制，偶有发生

3、霍乱¶

全世界记录过7次大流行。19世纪100年间，全球因霍乱死亡约1.4亿人（印度3800w）

该传染病通过粪口传播，目前仍在部分地区肆虐，全球每年有300-500w病例，死亡10-12w人

是我国法定报告传染病中的甲类二号病，目前已得到控制

4、肺炎（流感、新冠肺炎）¶

每年会在局部流行，因之死亡的生命不计其数

1918-1919年曾造成全世界约5-10亿人感染，2500-4000w人死亡，其中西班牙死亡800w人

西班牙流感？

美国先发生

根据衣壳蛋白抗原不同分为甲、乙、丙三类。常见的是甲型流感。甲型流感病毒根据血凝素HA和神经氨酸酶NA的抗原性分成许多亚型

冠状病毒肺炎（2002，SARS）和新冠肺炎（COVID-19）新冠造成几十亿人感染，近700w人死亡

思考：天花能绝迹，流感为什么不能绝迹？

种类过多，会交叉感染，交换合成新的病毒

5、艾滋病¶

法国科学家西诺西和蒙塔尼因发现艾滋病毒荣获2008年诺贝尔奖

自1981年发现以来，累计夺去4000w生命。12月1日世界艾滋病日

2021年全球有约3800w患者。年新增感染者190w，9%为儿童；年死亡约60w人。2021年我国累计艾滋病感染者105w人，累计死亡35.1w；新发6.22w人，死亡1.9w人

欧美白人中大约有1/4的人免疫细胞上缺失了一种受体，不能与艾滋病毒结合，对艾滋病毒有天然免疫力

怎样看待艾滋婴儿编辑？

贺建奎，没有经过动物实验，风险很大

6、小儿麻痹症¶

由脊髓灰质炎病毒引起的急性传染病

历史上多次流行，死亡无数。1916年纽约大流行，死亡6000人，1952年又一次暴发，患者近6w人，死亡上万人

由于疫苗的应用，该病已得到控制。有望称为人类战胜的第二大传染病

7、结核（痨病）¶

由结核分枝杆菌引起的慢性传染病，历史上曾多次流行，我国有十痨九死的传说

目前结核病称为传染病中的第一杀手，全球结核菌感染患者约17亿，年新增900w人，年均死亡近150w人

我国平均每千人中由约4人为活动性肺结核患者，其中四分之一具有传染性。年新发80w例左右，结核病防治任重而道远

8、疟疾¶

全球最普遍、最严重的热带传染病。由疟原虫引起，通过蚊子传播

一战期间，英、法、德士兵因疟疾丧生者达10w人以上；二战期间，美军有6w人死于疟疾

而今疟疾仍在很多非洲国家肆虐，全球每年约有3亿人感染，死亡100w人（2019年2.29亿，死亡40.9亿）。我国已连续5年本土零病例，2021年受世卫组织认证为无本土病例国家

9、斑疹伤寒¶

由立克次氏体引起的急性传染病。曾多次爆发，公元2世纪中期，斑疹伤寒在罗马爆发，导致500w人（1/3）死亡。1917年10月俄国斑疹伤寒大流行，约300w人死亡

10、黄热病¶

由伊蚊传播的热带传染病，由黄热病病毒引起，曾多次流行。1793年美国费城的黄热病导致全市1/5人口死亡。目前年均感染13w人，死亡4.4w人，90%在非洲

第三节细菌性传染病¶

细菌是一类细胞壁中含有肽聚糖的单细胞原核微生物
大多数细菌对人类无害，部分细菌还能产生诸如氨基酸、维生素、抗生素、有机酸等发酵产品，为人类造福

少数细菌能引起人类及动植物疾病

一、细菌的形态和大小¶

细菌常用微米来衡量，直径0.5-10\(\mu m\)

二、细菌的结构¶

基本结构：细胞壁、细胞膜、拟核、原生质和核糖体

特有结构：荚膜、鞭毛、芽孢等

（一）细胞壁¶

细胞表面坚韧而略有弹性的结构，能保护细胞，维持细胞外形
主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸肽提通过\(\beta\)-1，4糖苷键连接而成。短肽间通过肽桥链接，形成网状交联
溶菌酶能切断\(\beta\)-1，4糖苷链；而青霉素抑制肽桥的形成
细菌根据细胞壁不同，分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌

（二）细胞膜¶

外侧紧贴细胞壁、内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性的半透型薄膜

（三）染色质体和质粒¶

拟核、无核膜和核仁，仅由单条环状双链DNA高度折叠形成染色质体。染色质体中无组蛋白

某些细胞的细胞质中还悬浮着1个或多个质粒

（四）核糖体¶

合成蛋白质的场所
由RNA和蛋白质组成，70S，30S小亚基＋50S大亚基
旺盛生长的细菌内，存在多聚核糖体
链霉素、卡那霉素等与30S小亚基结合，氯霉素和红霉素与50S大亚基结合

讨论：比较青霉素链霉素的副作用

链霉素副作用更大，人体里有线粒体，使用链霉素能量产生会有问题；青霉素作用于细胞壁，但人体细胞没有细胞壁

（五）荚膜¶

某些细菌在一定营养条件下向细胞表面分泌的一层松散透明的粘液性物质。如果没有明显边缘，好似分泌物，称为粘液层；如果有明显边缘，则称为荚膜

是细胞外碳源、能源和水的贮存库
参与细菌的特异性吸附
可防止真核细胞的吞噬消化及噬菌体的侵袭
具荚膜的细菌可粘连在一起，形成菌胶团，以防原生动物的吞噬

（六）鞭毛和芽孢¶

鞭毛：运动型细菌从细胞表面长出的细长弯曲如卷发状的丝状物，其主要功能是运动，使细菌具有趋化性和趋光性

芽孢：某些细菌于生长发育后期在细胞内特定部位形成的一个球形或椭球形的抗逆性休眠体。有的形成于中间，有的在一端，有的芽孢膨大，使菌体成梭形。芽孢对逆境具有极强的抵抗力，当条件适宜时，又可吸水萌发，称为营养细胞

三、细菌的繁殖¶

通常营无性繁殖，大多为裂殖

四、典型的细菌性疾病¶

1、炭疽¶

从损伤的皮肤、粘膜进入，先在局部繁殖，产生毒素并引起皮肤炭疽、肺炎炭疽或肠炭疽等，潜伏期1-5天，随着抵抗力降低，致病菌沿淋巴管及血管扩散，形成继发性脑膜炎和败血症
炭疽芽孢杆菌：\(G^+\),菌体粗大，体内能形成荚膜，无鞭毛；芽孢椭圆形，位于中央，不膨大。芽孢抵抗力较强，恐怖分子常将之通过生物武器通过邮寄方式传播

2、梅毒¶

性传播疾病，全球年感染1200w人。初期（一期）生殖器小硬结及溃疡，伴有腹股沟淋巴结肿大，持续2-3个月；中期（二期）全身性红斑，腋下、颈部淋巴结肿大，历经5年或更久；后期（三期）侵犯到神经、心血管和骨骼系统
梅毒（密）螺旋体不宜着色，又称苍白螺旋体。菌体细长，0.15×5-20\(\mu m\)，含6-12个螺旋，能缓慢运动。厌氧性微生物，二分裂繁殖
我国的第一大性病

接触感染

3、淋病¶

以泌尿生殖系统化脓性感染为主要症状的性传播疾病。我国的第二大性病
淋球菌对尿道和生殖道上皮细胞亲和力强。通过吞噬进入胞内，大量繁殖导致细胞崩解，释放后扩散到黏膜下层，通过内毒素，与补体和\(lgM\)作用，形成炎症，使黏膜红肿。由于白细胞的聚集和死亡，上皮细胞的坏死与脱落，出现脓液
淋病奈瑟球菌：\(G^-\)，0.5-0.7\(\mu m\)，常成双排列，无鞭毛和芽孢，分离初有荚膜。好氧菌，但培养需5%\(CO_2\)；最适温度35℃。抵抗力差，干燥下1-2小时死亡，消毒剂易将其杀灭

接触传染

第四节真菌性疾病¶

真菌是指具有细胞壁，不含叶绿素的一类真核微生物，化能异养，靠寄生或腐生生活

已被报道的真菌有10w多种，常引起植物疾病及物品霉变

除少部分酵母菌和霉菌外，真菌一般不引起人类疾病

一、酵母病¶

酵母菌球形或椭球形，直径4-6\(\mu m\)。细胞壁由甘露聚糖和葡聚糖组成，几丁质少。细胞膜中含甾醇。细胞核为真核
无性繁殖出芽或二分裂，有的出芽旺盛，形成假菌丝，称为假菌丝酵母。营养不良时进行有性繁殖，形成子囊和子囊孢子

1、念珠菌病¶

由假丝酵母引起
白色念珠菌（白假丝酵母），单细胞为正常菌群；免疫低下时，转变成假丝型，引起炎症
（1）皮肤念珠菌病：好发于指（趾）间、腋窝、腹股沟和甲沟，引起皮肤潮红、渗液、麟屑，水泡或丘疹，微痒
（2）黏膜念珠菌病：如鹅口疮、口角炎和阴道炎
（3）内脏念珠菌病：如肠和肺感染，偶可引起败血症
（4）念珠菌疹：为皮肤变态反应，主要症状为水疱
念珠菌60℃1h死亡，对干燥。紫外线。消毒剂有抵抗力

2、隐球菌病¶

由新型隐球菌引起。常见的有隐球菌脑膜炎，病情严重，病死率高
新型隐球菌，是条件致病真菌。直径5-20\(\mu m\)，不形成假菌丝。具有较厚的荚膜，不易着色，以出芽方式繁殖。
隐球菌广泛分布于自然界，鸽粪中可存活2~3年。患者由呼吸道吸入，引起轻度肺炎；亦可由破损皮肤及肠道传入。免疫力低时传至脑膜，或侵入骨骼、肌肉、淋巴结、皮肤粘膜引起慢性炎症和脓肿。
隐球菌病常继发于白血病、淋巴瘤、免疫缺陷病患者。

二、丝状真菌病¶

营养菌丝：宽度3-10\(\mu m\)

气生菌丝

孢子丝：顶端形成无性孢子

少数丝状真菌引起动物疾病，如皮肤湿症和癣病。

真核微生物，细胞壁主要由几丁质组成。

繁殖方式多样，除菌丝断片外，可通过无性繁殖产生分生孢子或孢囊孢子，条件恶劣时通过有性繁殖形成接合孢子或子囊孢子。

1、灰指甲¶

又称甲癣，癣菌侵犯甲板或甲下所致
由红色毛癣菌、须癣毛癣菌、絮状表皮癣菌引起。
指甲增厚，色黑灰，或出现黄白斑点，失去光泽。
菌丝可产生光滑筒状大分生孢子和球状小分生孢子
红色毛癣菌广泛分布于东南亚及澳洲北部地区，越战后带至世界各地，是目前主要的皮肤病原真菌。

真菌适于温暖，潮湿，偏酸性的环境

2、头癣¶

发生于头部皮肤和毛囊的浅部真菌病，多见于儿童

由黄癣菌、铁锈色小孢子菌、紫色毛癣菌或断发毛癣菌引起
黄癣菌感染后，起初出现丘疹或脓疱，以后干燥结痂，周边稍隆起，颜色淡黄，有毛发贯穿，质如豆渣，易碎，去痂后可见潮红湿润面或浅在性溃疡，愈后脱发遗留萎缩性痕疤，俗称癞痢头

3、体癣¶

浅表皮肤感染癣菌引发的疾病，又名金钱癣。
常由红色毛癣菌、石膏样毛癣菌、絮状表皮癣菌、紫色毛癣菌引起。
初期为红斑或丘疹，随后向四周扩展，病灶中央有自愈倾向，日久成环形，边缘稍隆起，有小丘疹、水疱或鳞屑附着。久治不愈会形成多层同心环。
感觉痒，瘙抓后易并发细菌感染。

4、足癣¶

俗称脚气，主要由红色毛癣菌、絮状表皮癣菌、石膏样毛癣菌和玫瑰色毛癣菌引起。好发于趾间。根据皮损分为三型：

水疱型：在指（趾）间及足底可见针头至粟粒大的深在性水疱，疱壁较厚，疏散或密集分布，邻近皮疹可融合，形成较大水疱。疱液自然吸收、干燥后转为鳞屑。
趾间糜烂型：初起时浸渍发白，奇痒，抓擦后表皮破损，糜烂潮红，伴渗液和恶臭。
鳞屑角化型：好犯于足底，足侧及趾间。表现为角质增厚，粗糙变硬，伴鳞屑、角化或皲裂现象，冬季加重。

讨论：怎样预防足癣？

通风、穿拖鞋

5、藓菌疹¶

由真菌及代谢产物引起的皮疹，属于变态反应。
可分为全身泛发型和局限型两种，前者的皮疹呈苔癣样，全身出现对称、播散性丘疹，针头至粟粒大小；后者多表现为汗疱样，在双侧掌面或腹部出现水疱，疱壁不易破溃
奇痒难忍，特别是局限型癣菌疹更明显。

第五节病毒性疾病¶

病毒是一类超显微的、没有细胞构造的、专性活细胞内寄生的分子生物，在离体条件下具有化学大分子的特性，一旦寄生到活细胞内，又表现出生命的特征。

非细胞型生物病毒至少含有核酸和蛋白质二种组分亚病毒类病毒：含 RNA 一种组分，具单独侵染性

朊病毒：只含蛋白质一种组分

拟病毒：含 RNA 一种组分，不具单独侵染性

一、病毒的形态和大小¶

1、病毒的显微个体形态及大小¶

(1）杆状：螺旋对称
(2）球状：正二十面体，5:3:2对称。动物病毒多呈球状
(3）蝌蚪状：头部球状，颈部杆状，复合对称。
病毒粒子小，20-300 nm，通常100 nm左右。

2、病毒的显微群体形态¶

某些病毒感染细胞后，可形成光学显微镜下可见的包涵体，或形成于核内，或形成于质中，或在质和核中皆有。

包涵体形状、大小及部位可用来进行疾病诊断

3、病毒的集落形态¶

若将动物病毒滴在培养的动物细胞表面，则由于病毒的增殖，培养细胞不断被裂解，会形成一个空斑
如果在细菌培养物的表面喷上噬菌体，则可形成噬菌斑
如果在植物叶片上接种植物病毒，则会形成枯斑。

二、病毒的结构¶

新型冠状病毒检测：根据基因组中开放读码框（ORF1ab)、包膜蛋白（E)和核衣壳蛋白（N）进行选择

病毒粒子virion 核衣壳mucleocapsid 核心（core)：或DNA或RNA

衣壳（capsid)：由许多衣壳粒（capsomer）组装而成

被膜（envelope)：仅某些病毒才有

三、病毒的增殖¶

烈性感染：烈性感染常导致宿主细胞裂解，某些细胞可通过出芽释放新病毒，宿主细胞并不裂解。
溶源感染：大部分不表现出病症，少部分发生溶源转变，如将正常细胞转变成肿瘤细胞

病毒的生存策略

生境中宿主丰富，病毒往往采用裂解策略来扩展自己；宿主不足时，溶源状态是更有利的选择。
病毒通过阻遏蛋白来控制感染态的转换。阻遏蛋白减少，或阻遏蛋白失活，则转变到裂解状态。

病毒增殖周期

1．吸附
2．侵入
3．脱壳
4．合成
5．装配
6．释放

讨论：病毒的特点？

身材娇小、聪明漂亮

四、典型人类病毒性疾病¶

1、肝炎¶

(1）甲型肝炎¶

甲型肝炎病毒（HAV）引起

HAV: 小RNA病毒科，正二十面体，直径27 nm，无囊膜，衣壳粒含4种多肽，线状单股＋RNA，约7.5 kb。 HAV抵抗力强。
经粪-口传播，先在肠粘膜或淋巴结增殖，继而进入血流，一周后侵入肝脏。病毒随胆汁至肠道，并随粪便排出。
多不表现临床症状，少数出现疲乏，肝功能异常等，三个月痊愈，无后遗症。但引发的免疫反应会使肝脏受损。
主要传染源是粪便，应加强消毒灭菌工作。讲究饮食卫生。

(2）乙型肝炎¶

乙肝病毒（HBV）引起的慢性病

通过血液传播，接触并不会传染。

HBV：嗜肝DNA病毒科，球状，直径42 nm。囊膜厚7.5 nm，基因组dsDNA,-DNA约3.2kb, +DNA较短。衣壳内还有DAN聚合酶，具逆转录功能。复制时，以﹣DNA为模板，利用肝细胞的RNA聚合酶合成mRNA，再利用自带的DAN聚合酶逆转录合成﹣DNA，在装配的过程中合成＋DNA，由于衣壳小，能容纳的基因有限，导致正链不完整。

HBV与肝细胞表面受体结合，在肝细胞内定居和繁殖。潜伏期2~6个月。

HBV抵抗力强，抗紫外线，60℃4h，或酒精、来苏儿、碘酒等消毒剂处理均不能使之灭活，但对氧化剂敏感，0.5％过氧乙酸浸泡8 min即可将其灭活，3％漂白粉、0.2％新洁尔灭也可杀灭。

1965年，美国科学家布伦伯格（B.S. Blumberg）在研究澳洲土著人血液抗原时发现了乙肝病毒，并对其特性及减毒灭活疫苗进行较为系统的研究，对乙肝的防治作出了杰出的贡献，因之获得1976年诺贝尔生理学或医学奖。

2020年诺贝尔生理学或医学奖——丙型肝炎

美国科学家哈维．阿尔特、英国科学家迈克尔·霍顿、美国科学家查尔斯·赖斯，发现丙型肝炎病毒

2、严重急性呼吸综合征（SARS)¶

2002年底，我国、加拿大等地发现
2003年3月香港大学分离出病原微生物，鉴定为冠状病毒
4月加拿大科学家完成全基因组测序
WHO正式名为SARS病毒

病毒特征

直径60-220 nm，囊膜上镶嵌三种糖蛋白：刺突蛋白是受体结合位点；小囊膜蛋白是一种小蛋白；膜蛋白是出芽释放时所带的胞膜蛋白。
核酸为（+)RNA，长27-31 kb。病毒侵染后，先表达出病毒的RNA聚合酶，然后利用该酶完成基因组复制。内质网中装配后，通过高尔基体分泌至细胞外。
病毒易变异，疫苗研制难。对温度敏感，仅流行于冬春季

3、大脑神经痴呆症¶

由朊病毒引起。1982年美国生物化学家斯坦利·普鲁辛纳在研究克﹣雅病（大脑神经痴呆症）时确证，因之获得了1997年的诺贝尔奖。

小分子疏水蛋白质，具传染性。

主要侵袭中枢神经系统，潜伏期长，病程缓慢。

羊瘙痒病，疯牛病，阿尔茨海默症（老年痴呆症）等。

繁殖：动物的DNA中存在编码PrP的基因，表达产物位于神经细胞膜上。正常蛋白(\(PrP^C\)）的高级结构中仅存在a螺旋，致病蛋白（\(PrP^{SC}\)）中出现多个\(\beta\)折叠。当病理蛋白在神经细胞中积累后，导致神经传导障碍。

无逆翻译现象

讨论1：朊病毒的遗传物质？

无遗传物质，是人体正常的DNA

讨论2：朊病毒是生物吗？

朊病毒是一种只含有蛋白质而不含核酸的分子生物，并且只能在寄生宿主细胞内生存。

4、宫颈癌¶

99.7％的宫颈癌由人乳头状瘤病毒（HPV）引起，14株会导致宫颈癌， 70％宫颈癌由HPV-16和HPV-18引起（二价疫苗）。

德国科学家楚尔·豪森，2008年诺贝尔奖成果。

HPV属乳头多瘤空泡病毒科，直径45~55nm，无被膜，20面体结构，表面有72个壳粒。基因组是双链闭合环状DNA，共7900 bp。
HPV只能感染人，不能感染动物
通过接触传播，喜温暖潮湿环境，尤其是生殖器上皮细胞

5、狂犬病¶

狂犬病毒感染引起，人兽共患。患病后，具有恐水、怕风、咽肌痉挛、进行性瘫痪等症状
弹状病毒科狂犬病毒属，直径65~80 nm，长约130~240 nm。外表面为包膜，包膜上含病毒特有的糖蛋白，呈凸起状，排列整齐，能与动物神经细胞表面的乙酰胆碱受体结合；内部的衣壳呈螺旋对称，核心内含有单链RNA，基因组约12 kb

病毒的抗性差，离体几分钟就失去活性，所以只有被咬后才会感染

尚缺有效的治疗方法，病死率100%

第六节寄生虫病¶

寄生虫是指具有致病能力的低等动物，通常生活在寄主体内，有些附着于体表，从寄主获取营养，引起炎症反应和变态反应，对寄主造成一定损害。
常见的人体寄生虫有钩虫、疥螨、蛔虫、血吸虫、疟原虫等。
随着医疗卫生事业的发展和人们防护意识的增强，寄生虫引起的疾病在我国已基本得到控制。

一、疟疾¶

疟疾是经按蚊叮咬感染疟原虫后引起的传染病
我国发生的主要是间日疟原虫和恶性疟原虫感染，侵袭红细胞，导致患者发烧，全身忽冷忽热，俗称"打摆子"，多次周期性发作后，可引起贫血和脾肿大，严重时导致脑损伤，甚至死亡

疟原虫是一种单细胞原生动物

屠呦呦成功从青蒿中开发出青蒿素，为疟疾的预防和治疗作出了突出贡献，被授予2015年的诺贝尔生理学或医学奖。

二、血吸虫病¶

由裂体吸虫属血吸虫引起的一种慢性疾病，我国多发的是日本血吸虫引起的肠血吸虫病

讨论：怎样看待病原生物的命名？

谁发现谁有命名权

扁形动物门吸虫纲，虫体圆柱形，雄虫较粗短，乳白色，较扁平，发达的口吸盘和腹吸盘位于虫体前部，腹吸盘大于口吸盘，自腹吸盘后两侧体壁向外延展并向腹面卷折而成抱雌沟。雌虫较细长，前段较细，后段较粗，呈暗褐色。多营内寄生，有2-3个寄主，中间寄主通常是钉螺，终末寄主通常为脊椎动物。

三、丝虫病¶

由节肢动物传播的人畜共患疾病
成熟的雌虫产下微丝蚴后，微丝蚴需转移至蚊子、螨虫等节肢动物体内才能发育，发育后通过这些中间宿主的叮咬，侵入脊椎动物体内长为成虫。成虫寄生在淋巴系统、皮下组织、腹腔、胸腔等处，引起宿主疾病
象皮肿：虫蚴通过蚊子传至人体后，寄生在淋巴及皮下组织处，造成淋巴液积聚，引起水肿。象皮肿多发生于下肢，故民间俗称其为大脚风
河盲症：人被黑蝇叮咬后，虫蚴侵入体内，发育后的成虫还会侵害患者的眼睛，引起角膜炎症，最终导致失明。该病主要发生于非洲热带地区

伊维菌素：坎贝尔和大村智成功开发阿维菌素，获2015年的诺贝尔生理学或医学奖的一半

第三章生命的顽强¶

挫折教育

动物迁徙：牛羚（角马）、候鸟、美洲王蝶（黑脉金斑蝶）

松树、索科特拉龙血树

第一节逆境中的生命¶

能耐受极端环境的生物统称为逆境生物
只能在极端环境下生活的生物称为嗜极生物

一、高温型生物¶

室温型生物
体温型生物

真核生物的最高生长温度一般都低于55℃

耐热生物：最适温度常温，在55℃以上也能生长

嗜热生物：最适生长温度在55℃以上，嗜热菌

嗜热菌的发现¶

1879年Miquel从塞纳河中分离到能在70℃生长的杆菌

1969年分离到水生栖热菌（T. aquatics)，最适温度70℃，钱嘉韵从该菌中分离到Taq酶，使穆利斯发明的 PCR (1993年Nobel化学奖成果) 更便利。

1979年分离到深海热网菌，生长范围85~110℃

1982年在意大利海底发现的古菌最适生长温度105℃

延胡索酸火叶菌可在113℃生长

甲烷嗜高热菌能在122℃生存

生命极限温度可能是150℃

嗜热机理¶

1．蛋白质通过盐桥聚集成热稳定构象。分子伴侣帮助蛋白质在高温下折叠成耐热构象。
2．膜中饱和脂肪酸含量高，高温下仍能保持半流动性。嗜热古菌的脂类以植烷四醚形式存在，形成单层脂膜。
3 . 核糖体对高温有较大抗性，rRNA中GC比例高。
4 . DNA在高温下稳定。拓扑酶介导DNA形成正超螺旋；DNA结合蛋白将DNA折叠成核小体，高温下仍保持螺旋。
能产生多胺、热亚胺和高温精胺
生长速率快，合成大分子迅速，以弥补被破坏的大分子。

二、低温型生物¶

温血动物通过皮毛（如牦牛，北极鸭）或脂肪层（如海豹）维持体温
冷血动物靠冬眠，北极灯蛾毛虫14年如一季
植物耐寒性强，梅花雪中绽放，西伯利亚的一种辣根类植物能在零下46℃开花。北极的一些植物每隔3年才开一次花。
微生物能耐受低温。嗜冷菌的最适生长温度15℃左右，在非结冰环境下能缓慢生长。

适应低温的机理¶

1．酶在低温下仍能有效发挥作用。
2、细胞可合成一些抗冻蛋白和冷保护分子（如甘油及某些胞外多糖）。
3、膜中不饱和脂肪酸含量高，短链脂肪酸多，在低温下仍能保持半流动性。

南极雪衣藻

三、耐高渗生物¶

耐盐微生物
嗜盐微生物：最适生长盐浓度大于2 mol/L。含较多的类胡萝卜素，细胞呈红色。
嗜盐微生物多为古菌。

高糖环境下的微生物：酵母能耐50％的葡萄糖浓度

湖水为什么这么红？

嗜盐机理¶

1、渗透压平衡

胞壁带负电荷，与\(Na^＋\)结合

Na /K泵的反向运输，胞内\(K^＋\)高

胞内积累小分子极性物质。

2．酶在高盐中仍表现出活性。

3 . 紫膜的排盐作用。紫膜约占一半。合成ATP的同时，将胞内的\(Na^＋\)泵出胞外。

四、耐压生物¶

水深超过200 m，无植物，动物的种类和数量少。

8000 m 的海底，分布着许多微小生命体。

有些不能在常压下生长，称为嗜压生物。

嗜压机理：压强平衡；不饱和脂肪酸多；非刚性蛋白质，氧化三甲胺含量高。

蜗牛鱼

五、耐酸生命¶

胃液pH 0.9~1.8，不适合生物生存。
1979年，澳大利亚科学家沃伦和马歇尔发现，胃炎和胃溃疡患者存在弯曲杆菌
分离纯培养，回归试验屡试屡败。
马歇尔以身试菌，几天后腹痛呕吐，胃镜证实大量弯曲杆菌。服用抗生素后细菌被杀死，胃炎也治愈了，效果比传统的胃酸抑制剂治疗法好得多。

2005年诺贝尔生理学或医学奖

幽门螺杆菌：引发胃炎、胃溃疡、胃癌的元凶

螺旋形、微需氧、革兰氏阴性杆菌
约80％的胃溃疡和95％的十二指肠溃疡由该菌引起。
主要感染人类，动物模型难成功。
利用螺旋结构，寄生在上皮表面相对中性的环境中。

为什么耐酸？

菌体周围覆盖一层"氨云"，能在胃液中生存。

硫杆菌：分布于酸性热泉及酸性矿区，pH 0.5细菌冶金

耐碱生命：螺旋藻、耐盐碱水稻

六、耐辐射生命¶

耐辐射奇球菌：从变质的肉类罐头中分离，该罐头经4 kGy电离辐射灭菌。
具有极厚的细胞壁，能耐受15 kGy，人类的3000倍，吉尼斯"地球上最顽强的生物"。
细胞中含有4 个拷贝的基因组，为通过同源重组修复断裂的DNA提供便利。

耐伽马嗜热球菌：深海化能自养厌氧古菌，能耐受30 kGy的\(\gamma-\)辐射。

第二节生命对恶劣理化环境的应答¶

生命是脆弱的，易受理化因子冲击；生命又是顽强的，会主动调节生理代谢，适应环境。

动物面对寒冷，会选择冬眠
落叶植物面对寒冷，会脱落树上的叶片

一、芽孢杆菌对恶劣环境的应答¶

芽孢可抵御极端恶劣环境。
抗高温：

营养细胞50℃,10分钟；

炭疽芽孢杆菌的芽孢100℃10分钟；

肉毒梭菌的芽孢100℃ 330 min;121℃ 4 min;

嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢100℃ 500 min; 121°C 12 min。

抗辐射：

30 W 紫外灯1 m：营养细胞 2 min，芽孢30 min;

\(\gamma-\)辐照：营养细胞10 kGy，芽孢50 kGy。

抗化学药剂：

5％苯酚溶液：营养细胞 30 min，芽孢15天。

抗干燥：

芽孢几年～几十年。2500万年的琥珀（蜜蜂肠道内的芽孢仍有生命力）

芽孢抗逆机理¶

结构致密：核心中酸溶性蛋白与DNA紧密结合，保护基因组稳定。皮层由芽孢肽聚糖和2,6﹣吡啶二羧酸钙盐组成，渗透压高，使核心失水。芽孢衣由蛋白质组成，透性差，可保护芽孢免受化学药剂伤害。——渗透调节皮层膨胀学说
吡啶二羧酸钙盐

二、放线菌和真菌对恶劣环境的应答¶

放线菌为丝状原核微生物，广泛分布于自然界， "泥土的清香"就是放线菌代谢产物的味道。
菌丝可分枝，缺乏横隔壁，由基内菌丝和气生菌丝组成；当营养缺乏时，气生菌丝顶端分化成孢子丝，形成分生孢子。

霉菌为丝状真核微生物。营养不良时，气生菌丝顶部形成无性孢子。
青霉、曲霉形成分生孢子，根霉和毛霉形成孢囊孢子

孢子抗性强，不易杀灭。如皮癣

霉菌喝酵母菌在营养缺乏时能形成有性孢子：

子囊多集体产生，形成小型子实体

三、原生生物对恶劣环境的应答¶

某些原生生物，如硅藻、绿藻以及变形虫等，在外界条件不良时，先是细胞变圆，鞭毛、纤毛或伪足等消失，并向细胞外分泌一些由蛋白质或多糖组成的粘液，待细胞失水后粘液硬化成胞壳，形成一种能抵抗不良环境的休眠体，称为胞囊。胞囊很轻，易随风飘散，遇到适宜环境，又可吸水萌发，恢复营养状态

四、植物对恶劣环境的应答¶

仙人掌耐干旱策略：

(1）叶子尖而细；
(2）茎肥大，薄壁组织发达，能吸水膨胀；薄壁细胞内富含黏液，可束缚水分；茎可进行光合作用，气孔晚上才开放，表层有厚而硬的蜡质。
(3）根系发达，侧根多分支，表皮木栓化，一旦遇水，毛细根会迅速穿过木栓层生长；而干旱时，毛细根枯萎脱落。

五、动物对恶劣环境的应答¶

水熊虫：缓步动物，体长＜1mm，环境恶化时，会放弃97％的水，进入隐身态。隐身态的水熊虫能忍受151℃的高温和零下200℃的低温，还能承受6000个大气压的压强和 50万伦琴的辐照，一旦遇水就可复活。

脱水/浸泡

庞贝蠕虫：体长6-8厘米，唯一能在60℃生活的真核生物

生物对逆境的应答，是进化过程中逐渐形成的。生物对逆境的适应需要多长时间呢？D A、几千万年 B、几十万年 C、几千年 D、几十年

六、微生物对抗生素的应答¶

1946年，金黄色葡萄球菌只有14％耐青霉素，青霉素对金葡菌的最低抑菌浓度为0.02微克／ml，严重感染的患者只需每天注射10万单位；
现今，金葡菌100％耐青霉素，耐药性提高10万倍，重症患者每天注射上亿单位。

MRSA 耐万古霉素肠球菌耐链霉素结核分枝杆菌引起严重的社会问题

微生物耐药的机理¶

1．菌体内产生了钝化或分解药物的酶。产生\(\beta-\)内酰胺酶，乙酰转移酶，磷酸转移酶及核苷转移酶等。

2 . 改变细胞膜的透性。改变通道蛋白，阻止抗生素进入；或诱导产生药物外排泵，将药物排出体外。

3．细胞内被药物作用的部位发生改变。链霉素耐药由核糖体小亚基上的P10蛋白突变引起；红霉素耐药由大亚基上的靶蛋白发生改变所致。淋球菌对青霉素耐药，是由于青霉素结合蛋白改变引起。

4 . 改变了药物敏感酶的性质。磺胺类药物的耐药由二氢叶酸合成酶的性质改变所致。

耐药基因大多位于抗性质粒上，少数在染色体上。
质粒在不同菌株间的转移，造成耐药性扩散。
耐药基因在微生物间的广泛传播，使得感染性疾病变得不易控制。
新抗生素的开发越来越难
应杜绝抗生素的滥用，以减缓耐药菌株的蔓延。

第三节生命对病原因子的抵御¶

对病原微生物的抵抗并不是人类的专利，处在生命发育早期的细菌，就已进化出抵抗外来生物入侵的防御机制。

一、细菌对噬菌体的抵御¶

噬菌体大部分蝌蚪状，有些丝状和球状。

蝌蚪状噬菌体的头部为正二十面体，内储基因组，尾部棒状，与吸附与入侵有关。

先用尾丝吸附到细菌表面，然后分泌溶菌酶溶出小孔，再依靠尾鞘的收缩，将尾髓插入细胞膜中，将基因组注入细菌内。基因组进入后，或被溶源化，或裂解细菌。

细菌通过哪些措施来抵御噬菌体侵袭？

通过突变改变吸附位点，使噬菌体不能吸附

通过增加细胞壁的强度使噬菌体的基因组不能注入

限制性核酸内切酶系统

CRISPR-Cas系统

1、限制性内切酶¶

可识别特定的核苷酸序列，能特异性切割序列间磷酸二酯键。

嗜血杆菌中发现有22种限制酶
自身序列被甲基化保护
限制酶由瑞士科学家阿尔伯发现，美国科学家史密斯、内森斯相继分离到限制酶和甲基化酶。

1978年诺贝尔生理学或医学奖成果

2、CRISPR-Cas系统¶

(1) CRISPR (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)，成簇的规律间隔的短回文重复序列，重复序列和间隔序列相间排列。重复序列21~48 bp，重复可达 250 次。间隔序列26~72 bp,是外源DNA入侵后的记忆信息。
(2) Cas基因（CRISPR-associated genes)：位于 CRISPR附近，编码核酸酶、解旋酶、聚合酶和RNA结合蛋白，通过位点特异性的切割将入侵的 DNA 切断。
Cas基因与CRISPR陈列之间有一些前导序列，可作为启动子，启动CRISPR序列的转录。

CRISPR-Cas 介导的细菌免疫防御：

获得：外源DNA侵入后，Cas 蛋白将入侵基因中特异性序列切下，整合到CRISPR的 5'端，形成一新的间隔﹣重复序列单元

表达：CRISPR阵列在前导序列驱动下转录出一条前体RNA，并被核酸内切酶切割成小段，每小段包含一段间隔序列及其前后的重复序列；

干扰：噬菌体入侵后，如果RNA小段与入侵的核酸能配对，就会指引Cas 酶与双链RNA形成复合体，Cas蛋白对双链切割，降解入侵核酸。

同种细菌的不同菌株间CRISPR的5'端间隔序列具有特异性，而3'端的间隔序列相同。

CRISPR-Cas9系统已被成功开发成基因编辑工具，用于对靶基因进行修饰，在基因治疗领域展现出极大的应用前景。荣获2020诺贝尔化学奖。

二、植物对病原微生物的抵抗¶

病原菌侵染后，植物会通过细胞壁硬化、胼胝质沉积、木质素合成、几丁质酶和葡聚糖酶积累等方式抵抗病原微生物

植物还存在着一系列免疫防御机制，基因沉默就是其中之一。

RNA沉默¶

通过双链RNA介导来降解 mRNA，使靶基因沉默，是真核生物抵抗入侵 DNA的一种机制。

真核细胞的核酸内切酶Dicer，可将双链RNA切割成含 ~22 个碱基的干扰RNA小片段（siRNAs)，反义链与Dicer结合形成RNA诱导的沉默复合物（RISC)，可水解与siRNA反义链互补的mRNA。

反义链还可作引物，以 mRNA 为模板，在RNA 聚合酶的作用下形成新的双链RNA，再次被 Dicer 识别并切断后，形成新的siRNA,不断循环，短时间内迅速破坏外源mRNA。

RNA干扰是调控基因表达的一种有效方法。

最初由美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛发现,在基础理论研究和疾病控制应用中有重大意义。

2006年的诺贝尔生理学或医学奖成果

siRNA除可诱导基因沉默来抵抗病原微生物侵染外，还可以过调节植物激素的分布来增强植株的抗性。

三、高等动物对病原微生物的免疫¶

免疫是机体识别和排除抗原异物的一种保护性手段，具有防御、稳定和监视三大功能。

（一）非特异性免疫¶

先天存在
无特异性
方式：正常菌群的拮抗；外部屏障和内部屏障；吞噬细胞的吞噬、淋巴结的过滤；体液中抗菌物质等。
人体体液或组织液中含有20多种抗菌物质，主要有：补体、溶菌酶、干扰素等。

1、免疫细胞¶

免疫细胞：一切与免疫有关的细胞，包括淋巴细胞、巨噬细胞，单核细胞和粒细胞；
免疫活性细胞：能特异地识别抗原并进行分化、增殖、产生抗体或淋巴因子，以发挥特异性免疫应答的一类细胞群，主要指T、B淋巴细胞
T淋巴细胞：具有免疫活性的小淋巴细胞，在胸腺作用下分化成熟。
B淋巴细胞：在哺乳动物的骨髓或在鸟类的腔上囊中分化成熟。

2、细胞免疫¶

机体受到抗原刺激后，T细胞增生、分化，直接攻击抗原或间接地释放淋巴因子，来排除抗原性异物的一类免疫作用。

3、体液免疫¶

当机体受到抗原刺激后，B细胞增生并分化为浆细胞，合成并释放各类免疫球蛋白分子（抗体），来排除抗原性异物的一类免疫作用。

4、免疫分子之抗原¶

是一类能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与之发生特异性反应的物质。
抗原具有两种能力：免疫原性和反应原性
完全抗原：同时具备免疫原性和反应原性的抗原
半抗原：许多低分子量物质只有反应原性而无免疫原性，半抗原与大分子结合后就成完全抗原。

4、免疫分子之抗体¶

①IgG：占抗体量80-85%。能通过胎盘。3个月开始合成，5岁达成人水平。

②IgA：占10%。主要分布于初乳中。

③ IgM：占5-10%。分子量95万，限血管内。最先出现，抗菌活性最强。

④ IgD：约占1%，了解少。

⑤ IgE：浓度低，与变态反应有关。

抗体是由B细胞分化成的浆细胞产生的免疫球蛋白分子（lg)。Y形，由两条重链和两条轻链组成，重轻链间通过二硫键相连，重链及轻链内也有二硫键。

V：可变区

C：恒定区

\(CH_2O\)：糖基

SS：二硫键

(1）抗体产生的一般规律

初次应答：首次接触抗原时，经潜伏期，才能在血液中检出抗体，滴度低，维持时间短，下降快。产生的抗体主要是IgM，属低亲和性抗体。

再次应答：在抗体下降期再次注射同种抗原，潜伏期缩短，滴度上升，维持时间延长。产生的抗体主要是IgG，属高亲和性抗体。

预防接种时需接种2-3次

(2）抗体产生的机制

克隆选择学说

①高等动物体内存在着大量具有不同受体的免疫细胞克隆，其产抗体的能力决定于其固有的基因。

②抗原进入机体后，与相应淋巴细胞上的受体结合，从无数克隆中选择出对应的克隆，使该克隆活化，增殖和分化，成为能产生大量抗体的浆细胞和少量暂停分化的免疫记忆细胞，后者在再次与相应抗原接触时即可成熟。

克隆选择学说图解

③在胚胎期，若某一克隆接触相应抗原，则此克隆被消除或受抑制，成为禁忌克隆。以后机体对这些抗原不产生免疫应答，即出现免疫耐受性。

④禁忌克隆可以复活或突变，成为能与自身成分起反应的克隆。

体细胞突变学说：利根川进提出，能更好地解释抗体多样性。在高等动物细胞内，只存在有限数量的基因，但在产抗体细胞的增殖、分化过程中，这些基因（主要是编码可变区的基因）很容易发生突变，由此产生为数众多的新的基因组合。

1987年诺贝尔生理学或医学奖成果

第四章生命的呵护¶

第一节感染性疾病的防治¶

感染性疾病获得途径¶

呼吸系统疾病——空气

消化系统疾病——不洁饮食

泌尿生殖系统及疾病——接触

远离病原微生物，切断传染源

对用品进行消毒或灭菌

一旦感染疾病，及时就医

一、病原微生物的确证——科赫法则¶

发现了炭疽、结核、霍乱等多种病原微生物

1905年诺贝尔奖成果

二、病原微生物的检测¶

病原微生物侵袭后，会表现出各种症状。通过症状能大致判别疾病的类别，要确证需对病原微生物进行检测。方法有：

培养观察：痰液培养试验检测感染肺部的细菌

基因分析：RT-PCR诊断禽流感病毒的亚型，检测新冠病毒

免疫分析：艾滋病检测

生化分析：幽门螺旋杆菌检测\(^{14} C\)

三、传染病的控制¶

控制传染源：及早发现、及早诊断、及时隔离

切断传播途径：消毒、灭菌；驱蚊、杀虫；戴口罩

免疫易感人群：主动免疫，被动免疫

传染源：

病人

健康带菌者

动物：流产布鲁氏菌通过牛传播；土拉热病通过啮齿类动物传播并经扁虱叮咬而感染人类

四、消毒与灭菌¶

是预防病原微生物感染的常规方法

消毒是指杀灭物体上病原微生物的方法，经消毒后物品上仍有部分微生物存货，但不会引起传染病

灭菌是指杀灭物体上所有微生物的方法。通过灭菌后，物品上不存在任何有生命的有机体。

1、高温¶

破坏细胞内原生质的胶体状态

使细胞膜流动性加快并溶成小孔

使蛋白质和核酸产生不可逆变性

高温灭菌干热灭菌焚烧灭菌

热空气灭菌

湿热灭菌加压蒸汽灭菌

间隙灭菌

煮沸消毒

巴氏消毒

2、辐射¶

紫外辐射¶

形成T=T，干扰核酸复制
使O2氧化成O3，破坏细胞内的大分子
265-266nm的紫外线杀菌力较强
穿透力弱，只适用于空气及表面消毒

\(\gamma\)辐射¶

电离辐射
发生自由基反应，破坏DNA、蛋白质等大分子
穿透力强，能致死所有微生物

3、有机化合物¶

有的可破坏氢键和疏水键，使蛋白质变性

有的是表面活性剂，使膜透性增加，内含物外溢

2-5%酚（石炭酚）常用于医院地面的消毒

70%乙醇常用于皮肤表面消毒

肥皂作为表面活性剂，清洗和消毒皮肤

4、氧化剂¶

使蛋白质变性，酶失活

0.1-1%\(KMnO_4\)消毒皮肤

3%\(H_2O_2\)用于消毒感染的伤口

过氧乙酸对肝炎病毒有特效

碘酒使皮肤及小伤口的有效消毒剂

5-20%的次氯酸钙常用作餐具的消毒

消毒剂常用于物品消毒，是否可用于人身上？

五、外科消毒术¶

1865年，英国医生李斯特发明：术前洗手，术中穿白大褂，手术器具高温干热灭菌，病人手术部位用石炭酸消毒，术后绑上绷带等措施

1886年，德国的伯格曼用热蒸汽消毒手术器械和敷料

1890年，美国的哈斯特发明橡皮外壳手套

石炭酸被75%酒精或碘酒取代

现代外科消毒术诞生

思考：消毒剂是否可用于治疗体内感染？不能

六、化学治疗剂¶

消毒剂毒性大，不能内服

要抑制或杀死体内的病原微生物，必须寻找一种具有选择毒性的药物

能直接干扰病原微生物的生长繁殖，并可用于治疗感染性疾病的化学药剂称为化学疗剂

用于口服或注射

化学疗剂种类多，分抗代谢物和抗生素

抗代谢物¶

结构上与生物体所必需的代谢物很相似，能和特定的酶结核，阻碍酶的功能，干扰代谢正常进行

1909年，德国医生P.Ehrlich合成了上千个化合物，发现第606个“坤凡纳明”，具有较好的治疗昏睡病和梅毒的活性

1908年诺贝尔奖获得者

1935年，德国医生G.Domagk发现一种红色染料“白浪多息”具有抗链球菌活性，从此开创了磺胺类药物的治疗时代

与对氨苯甲酸相似，能与二氢叶酸合成酶结合

对氨基苯甲酸+二氢喋啶—二氢叶酸合成酶—>二氢叶酸——>叶酸（维生素B9）

1939年诺贝尔奖成果

思考：磺胺类药物是否会影响人体代谢？不影响

抗生素¶

抗生素：来源于微生物，在微量情况下就能发挥抗其他微生物活性的化学物质

抗生素：生物产生的，在低浓度下能抑制病原生物生命活动的一种次生代谢产物，或是一种与之相类似的物质（全部或部分化学合成）

2015年诺贝尔奖获得者屠呦呦从植物中提取的青蒿素能有效抑制或杀灭疟原虫，能够归为抗生素药物？能

紫杉醇呢？能

青霉素于1929年由Fleming发现，1943年由钱恩和弗洛里纯化，1945年诺贝尔奖成果

1944年，美国科学家Waksman发现了疗效更显著的链霉素，1952年诺贝尔奖成果

其后，许多抗生素被相继发现并应用于临床

由于抗生素的广泛使用。人类的平均寿命至少延长了10年

1、抑制细胞壁合成的抗生素¶

青霉素、先锋霉素、新生霉素、万古霉素的主要作用机理为抑制细菌细胞壁的合成

青霉素可与转肽酶的活性中心结合，抑制细胞壁中肽聚糖的合成

支原体肺炎能否用这类抗生素治疗？不能，支原体没有细胞壁

2、影响细胞膜功能的抗生素¶

（1）多肽类抗生素：含极性基团和非极性基团两部分，能插入膜中，导致泄露。副作用大，只能外用。如多粘菌素，短杆菌肽

（2）多烯类抗生素：与麦角甾醇结合，破坏膜结构，引起细胞泄露，主要作用于真菌细胞；哺乳动物的细胞膜中含有固醇，因此对哺乳动物具有一定的毒性，如制霉菌素，两性霉素

3、干扰蛋白质合成的抗生素¶

作用于原核生物的70S核糖体，抑制蛋白质合成

链霉素和卡那霉素作用于30S小亚基

氯霉素和红霉素作用与50S大亚基

思考：这类抗生素对人体是否具有副作用？是

4、阻碍核酸合成的抗生素¶

丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素与GC结合，阻碍DNA的复制和RNA的转录

利福霉素与RNA聚合酶的\(\beta\)亚基结合，阻碍RNA的合成

对人的副作用较大，仅用于抗癌治疗

细菌的DNA解旋菌与高等动物的不同，螺旋霉素能专一性作用于细菌的DNA解旋酶，对人体的副作用较小

七、生物制品¶

生物制品：用于人工免疫的抗原抗体制品

对病毒性感染，最好用免疫学手段进行预防

思考：细菌性感染是否可用菌苗来预防？可以

（一）疫苗¶

疫苗：由病原微生物或其代谢产物经过减毒或灭活后制成的用于预防传染性疾病的免疫制剂

将细菌性制品称菌苗，如卡介苗

把病毒性制品称疫苗，如肝炎疫苗

1、疫苗的发展¶

我国宋朝，将痂磨成粉吹入鼻孔防天花

1796年，英国医生E.Jenner用牛痘接种

南非病毒学家M.Theiler成功开发了黄热病疫苗，荣获1951年诺贝尔生理学与医学奖

美国科学家JF.Enders,TH.Wweller和FC.Robbins开发出脊髓灰质炎病毒的培养技术，荣获1954年诺贝尔生理学与医学奖，气候美国学者约纳斯·沙克和阿尔伯特·沙宾分别研发成功灭活的注射型疫苗和减毒的口服型疫苗

疫苗使人类平均寿命延长10年

2、疫苗的分类¶

疫苗根据用途分为预防性疫苗和治疗性疫苗

预防性疫苗用于疾病的预防，接收者为健康个体

治疗性疫苗主要用于患病的个体

主要贡献：

1、修饰核苷酸使mRNA更稳定，更少免疫原性

2、开发脂质纳米颗粒保护运载mRNA进入细胞

疫苗根据其成分分类

减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗（包括多肽疫苗）、载体疫苗、核算疫苗

mRNA疫苗：2023年诺奖

思考：癌症是否可用疫苗来预防？

（二）免疫血清¶

含特异抗体的血清

上世纪初，德国细菌学家EA.Behering开发出血清免疫治疗白喉的新技术，荣获首届（1901）诺贝尔奖

德国微生物学家P.Ehrlich因抗毒素和血清溶血方面的研究荣获1908年的诺贝尔生理学与医学奖

免疫血清主要包括四类：

1、抗毒素

2、抗菌（蛇毒）血清

3、胎盘球蛋白

4、血清球蛋白

（三）免疫调节剂¶

是一类能增强、促进和调节免疫功能的非特异性生物制品，包括干扰素、转移因子、白细胞介素-2、免疫核糖核酸等

有些免疫调节剂时糖蛋白，可通过该基因工程生产，用于抗病毒和抗肿瘤治疗

（四）单克隆抗体¶

淋巴细胞杂交瘤是由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞杂交而成的细胞，既能在体外增殖，又能产生单克隆抗体

由Kohler和Milstein于1975年创建

1984年诺贝尔奖成果

（1）选择核酸合成能力缺陷的骨髓瘤细胞，和受单一抗原刺激的B淋巴细胞

（2）细胞融合

（3）筛选融合子

骨髓瘤细胞是核酸合成缺陷型，不能再选择性培养基上生长，而淋巴细胞不能再体外分裂，所以能在选择培养基上生长的融合子就是杂交瘤细胞。因其只能产生单一种类的抗体，故称单克隆抗体。

药物导弹和生物武器有何不同？

如果将毒素与癌细胞的抗体结合，应用于机体，则机体可靶向将毒素运送到癌细胞所在部位，利用毒素杀死癌细胞。由于药物能定向运输，又称药物导弹，可避免放疗和化疗对正常细胞的杀灭作用

治疗癌症新方法

美国科学家詹姆斯·阿利森和日本生物学家本庶佑发现一些免疫力低下的人其体内表达的细胞毒T淋巴细胞相关抗原-4（CTLA-4）和程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）特别高，正是这些蛋白（俗称刹车分子）的表达，抑制了正常的免疫细胞，使它们不饿能清除外来的微生物或体内的突变细胞。

针对CTLA-4和PD-1的单克隆抗体，能解除刹车分子对T细胞的抑制，从而激活免疫功能，杀灭癌细胞或病原微生物

2018年诺贝尔生理学或医学奖成果

免疫环境宿主环境先天环境：遗传基因等

后天环境：营养状态、精神状态等

外界环境自然环境：气候、季节、地理环境等

社会环境：社会制度。医疗保障等

美国科学家霍尔·罗斯巴特和杨以果蝇为材料，发现了控制生命节律的“周期基因”。该基因编码的蛋白质在晚上合成，白天降解，从而控制着果蝇的睡眠，调节着激素水平和代谢强度。一旦节律破坏，就会使果蝇机能受损，免疫受抑。——2017年诺贝尔生理学或医学奖成果

人体中也有相似的周期基因

第二节心理疾病的防控¶

由于精神失衡而引起的思维、情感或行为偏离的现象

引起心理疾病的原因：

（1）器质性病变：如由脑部病变引起神经传导障碍

（2）社会反差，如贫富悬殊导致的心理不平衡

（3）心理脆弱，如个人心理创伤导致的心态失衡

（4）药物引起，如毒品、尼古丁依赖导致的心里不稳定

常见心理疾病¶

抑郁症：情绪低落，精神紧张，无兴趣

焦虑症：没有具体原因而持续紧张不安

恐惧症：对特定对象或处境产生恐惧情绪

强迫症：反复出现强迫思维和强迫动作

躁狂症：情感过度高涨，易激怒

一、调整心态¶

心理保护机制：升华，补偿，抵消等

二、远离毒品¶

毒品指国家规定管制的能够使人形成瘾癖的m麻醉药品和精神药品

传统毒品主要是指鸦片、海洛因和大麻

现代新型毒品主要包括病毒、摇头丸和K粉等

鸦片¶

俗称大烟，由罂粟果的汁液干燥而成。黑色或褐色，味苦

生鸦片经过烧煮和发酵，即成精制鸦片，有强烈的香甜味

初吸时头晕目眩，多次吸食就会上瘾

鸦片中含有20多种生物碱，吗啡约占10%

大麻¶

桑科一年生草本植物，可制成烟、脂或油等产品

含有四氢大麻酚，对中枢神经系统有抑制、麻醉作用

吸食后产生快感，有时出现幻觉和妄想，长期吸食会引起精神障碍、思维迟钝，并破坏人体的免疫系统

海洛因¶

俗称白粉，化学名二乙酰吗啡，由吗啡和醋酸酐反应而成，被称为毒品之王

医学上曾用于麻醉镇痛，但成瘾快，极难截断，长期食用会破坏免疫功能，导致新、肝、肾等脏器的损害

冰毒¶

甲基苯甲胺，白色结晶，毒性强，极易上瘾

冰毒对中枢神经系统具有极强的刺激作用，吸食后会产生强烈的兴奋感，引起精神错觉，表现为妄想、好斗，暴力等，最终导致身体虚脱，并严重损害心脏及大脑功能

摇头丸¶

冰毒的衍生物，主要成分为苯丙胺及类似物，精神依赖性强

多制成片剂，颜色各异，服用后会引起兴奋和致幻，出现摇头和妄动，在幻觉作用下常常引发集体淫乱、自残与攻击行为，有时可诱发精神分裂症及急性心脑疾病

K粉¶

氯胺酮，白色结晶，易溶于水

服用后引起神经中毒，造成记忆和思维的损害。不但会强烈扭动身体，还出现各类幻觉，特别时性幻觉，故又称为迷奸粉

新型毒品：芬太尼

三、控制网瘾、酒瘾和烟瘾¶

网瘾是指上网者对互联网产生强烈的依赖，长时间、习惯性地沉浸在网络中，难以自我解脱的行为和心理状态

网络色情，网络关系，网络购物，网络游戏

网瘾患者-心理治疗

酒瘾是指饮酒者对就近产生强烈依赖，长时间大量饮酒的现象

酒精依赖是仅次于心血管和肿瘤的全球第三大公共卫生问题

适量饮酒有利于血管扩张，还可缓解焦虑，过度饮酒会引起肝硬化、肠胃炎等生理疾病和焦虑、抑郁等生理疾病，也易引发交通事故、家庭暴力、人身攻击等社会问题

吸烟是一种慢性或成瘾性疾病

尼古丁易通过口腔粘膜进入血液，与乙酰胆碱受体结合，产生神经兴奋，刺激多巴胺分泌，制造空虚感

烟雾里含有69种致癌物质和近500种其他有害物质，会引起肿瘤、脑卒中、冠心病、中风、慢阻肺等疾病

烟瘾的受害者包括被动吸烟者

第三节均衡营养与食品安全¶

一、营养均衡¶

能量要平衡

营养素要平衡

二、食品安全¶

（一）防腐与保鲜¶

食品时微生物生长的良好基质

防腐和保鲜是一类防止或抑制微生物生长的方法

防腐主要针对无生命迹象的加工食品

保鲜主要用于尚有某些生命迹象的新鲜动植物制品

低温抑制微生物生长，是最常用的防腐或保鲜措施

干燥和高渗能降低食品的水适度，抑制微生物的生长，可用高糖保存蜜饯，高盐保存蔬菜，干燥保存谷物

一些弱酸如苯甲酸可作为防腐剂；丙酸可作防霉剂；乳酸可抑制腐败性微生物的生长，保存泡菜

（二）食物中毒¶

1、亚硝酸盐中毒¶

氧化剂，可将亚铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白

诱变剂，可将腺嘌呤上的氨基转变成羟基

存在于腌菜、咸肉、火腿肠中，微量摄入不会引起不适，因为维生素、谷胱甘肽等可对机体起保护

摄入量超过0.2g，头痛、恶心等；超过3g可致死

中毒轻症者应大量饮水，重症者应催吐导泻，并送医院治疗

2、黄曲霉素中毒¶

火鸡X病

黄曲霉常生长于受潮的谷物上

肝脏及肾脏毒性，氰化钾的10倍，砒霜的68倍，强致癌物

中毒早期胃部不适，呕吐、发热，2-3周后肝区疼痛、腹腔积液、下肢水肿、胃肠道出血、血尿等症状

无特效解毒剂，以解痉镇痛、利尿保肝等治疗为主

加热可杀死霉菌，但不能破坏黄曲霉素！

3、肉毒毒素中毒¶

由肉毒梭状芽孢杆菌产生的一种蛋白质，作用于运动神经末梢，干扰乙酰胆碱的释放，影响神经冲动的传递，导致肌肉松驰性麻痹

肉毒杆菌属于厌氧微生物，毒性比KCN强10000倍，人致死剂量为0.1\(\mu g\)

肉毒杆菌能形成芽孢，121℃维持15min才能杀死

讨论：如果不小心摄入了一颗肉毒杆菌的芽孢，可能会有什么后果？

肉毒毒素曾被用作秘密生化武器

肉毒毒素可引起肌肉的松弛性麻痹，可用作治疗面部痉挛和其他肌肉运动紊乱症的药物

肉毒毒素倍开发成美容制品，作为收敛、除皱、塑身的新药

4、酒精中毒¶

饮酒后20%酒精在胃内吸收，空腹吸收快，胃中有脂肪时吸收慢，先在肝中转化为乙醛，然后分解成\(CO_2\)和\(H_2O_2\)

有些人乙醛脱氢酶活性低，大量乙醛积累，刺激肾上腺素和去甲肾上腺素分泌，面色潮红、心跳加快、血压升高

酒精中毒后精神异常、话多、易怒

长期过量饮酒患者常有精神障碍、肝硬化等积累伤害

为什么我喝酒后老是脸红？

5、重金属中毒¶

指原子质量大于65的金属、类金属及化合物

水俣事件（Hg），骨痛病事件（Cr）

主要与巯基结合，影响细胞功能

患者出现恶心、腹痛、抽搐、昏迷等症状

一旦中毒，先催吐洗胃，用EDTA，巯基丙醇、乙酰半胱氨酸等药物来络合，及时送医

为了六十一个阶级兄弟，了解砒霜中毒

6、化学添加剂（药物）蓄积中毒¶

有些化学添加剂能增加患某些疾病的风险，如过多摄入反式脂肪酸使血液胆固醇含量增高

有些农药通过食物链蓄积，影响人类健康，如DDT杀虫效果好，发明者米勒也因之获得9148年诺贝尔生理学或医学奖，但毒性大，残留时间长，在食物链中的蓄积严重，现已被禁止使用

药物在体内不断积累，达到一定浓度时产生中毒症状

三、转基因食品的安全性¶

调查1：转基因作物是否能提高作物产量？

调查2：转基因作物安全吗？

常见的转基因作物有大豆、棉花、玉米、水稻

转基因作物转入的主要是

（1）苏云金芽孢杆菌毒蛋白编码基因

（2）草甘膦抗性基因

中国农业部已经批准种植的转基因农作物有：甜椒、西红柿、土豆

转基因大豆的安全性争论较小

转基因水稻和玉米转入的时Bt基因，争论大

转入的基因能抗虫，但并不能提高产量

肠道内栖息着众多微生物，Bt蛋白是否会被某些微生物代谢或修饰成有毒物质，目前不得而知

缺乏长期蓄积毒性的数据

很难排除Bt蛋白使特定人群过敏的可能性

国家粮食安全

第四节意外事故的防控¶

人类的生命除了易受病原微生物的侵袭外，还会受到自然灾害及意外事件的影响

安全事故金字塔法则

1重大事故

29轻微事故

300未遂先兆

1000安全隐患

1941年，海因里希统计了55万起机械事故，发现重大事故、轻伤事故和无伤害事故的比例为1：29：300

一、交通安全¶

交通安全是当前生命意外终止的首要因素，我国每分钟约有1人因车祸伤残，每五分钟有一人因车祸死亡。自1899年以来，全球车祸累计死亡已达3000多万人

二、旅游安全¶

1、遵守各项规定，严谨携带危险物品，保管好财物

2、了解旅店安全须知，熟悉紧急转移线路，关好门窗

3、遇到火警要镇静，不搭乘电梯，不随意跳楼；穿越有浓烟的通道时，用湿衣物裹住身体，湿毛巾捂住口鼻，贴地顺强爬走；大火封门时，应用湿衣物堵住门缝，泼水降温，并摇动鲜艳衣物呼唤救援人员

4、合理饮食，不吃不洁食物，不吃来路不明的食物

5、危险地段不拥挤，不攀爬山崖，要量力而行，注意休息，避免过度运动

6、不单独外出，不参加高风险活动，携带好救生设施

三、实验室安全¶

注意水、电、火安全

提前接受实验室安全教育，严格按照操作规程进行实验

进行受压容器、强电、易燃、易爆、剧毒、辐射、病原微生物、转基因等实验前，应进行培训和考核

在高温、低温、辐射、病菌、噪声、毒性、激光、粉尘等环境中实验时，应做好保护工作

实验室的废弃物不得随意排放，应按规定进行处理

一旦发生实验室安全事故，要保持镇定。及时拨打报警电话，以保护人身安全为重，保护财产和学术资料次之

第五章生命的和谐¶

宇宙发展、生命进化皆是和谐的结果

137亿年前宇宙大爆炸，形成氢、氦、锂

恒星核心高达摄氏1500万度，核聚变

2H\(\rightarrow\)2He,2He\(\rightarrow\)Be

Be+He\(\rightarrow\)C,C+He\(\rightarrow\)O

构成生命的基本元素由较小的原子聚合而成

构成生命的基本分子由不同元素聚合而成

构成生命的基本单位由不同分子聚合而成

地球环境多变，生物之间只有通过合作，才能适应多变环境，繁衍物种

20亿年前

真核细胞怎样形成？

14亿年前

真核藻类怎样形成？

多细胞生物怎样形成？

团藻

当同类单细胞聚集在一起通力合作时，生存能力得到提高

具有不同特性的生物也可以共同生长在一起

共生更利于种群生存，有更多机会将这种特征传给后代

生命的和谐实际上是一种聚群合作的现象，是一种最有利于生存的状态

进化等级越高，聚群现象越普遍，联合方式也越多样

聚群是一种理智化行为，群体生活少了体力的消耗，为智力的进化提供了可能

思考：共生，还是变异，对生物进化的贡献更大？

和谐社会，命运共同体的构建

第一节生命与自然的和谐¶

生物圈：适合生物生存，具有生命活动的区域

自然界中存在着物质循环和能量流动

生物地球化学循环：生物圈中生命与环境协调，各种生命元素能反复利用，各类化合物形态保持总体平衡

一、生命与自然界的碳素平衡¶

1800年来，大气\(CO_2\)增加40%

这种趋势如果不得到有效控制，地球将变得不再适合人类居住

巴黎协定：2030碳达峰，2060碳中和

调查：怎样看待全球变暖？

怎样看待秸秆燃烧？

二、生命与自然界的氮素平衡¶

1固氮作用 2氨化作用 3硝化作用 4硝酸盐还原作用 5脱氮作用

近百年来，人类将大量铵盐和硝酸盐施加到环境中，破坏了自然界的氮素平衡

酸雨

水体营养化

三、生命与自然界的硫素平衡¶

1矿化作用 2腐败作用 3同化作用 4无机硫的氧化作用 5无机硫的还原作用

人类把大量含硫有机物排入水体，被厌氧微生物转变为\(H_2S\)或硫醇等，使水体发臭——劣V类水体

酸雨

五水共治

四、生命与自然界的磷素平衡¶

1磷酸盐溶解菌 2有机磷降解菌 3微生物同化 4植物同化 ×：不能进行

人类合成了大量磷酸盐和含磷洗涤剂，大部分被拍到水体，造成水体富营养化

绿水青山就是金山银山

第二节同类生命间的和谐¶

同类生命之间的合作在单细胞阶段就开始了

没有单细胞生物之间的合作，就不会有多细胞生物的出现

一、菌胶团的形成¶

荚膜

正常情况，细菌分裂后马上分开，每个细菌有其各自的荚膜，有些细菌分裂后会粘连在一起，拥有一个共同的大荚膜，称为菌胶团

菌胶团可抵抗原生动物的吞噬，也增强了对不良环境的抵抗力

菌胶团是活性污泥和生物膜的重要组分，有较强的吸附和氧化有机物能力

新的菌胶团生命力旺盛，分解有机物的能力强

老化的菌胶团吸附了许多杂质，颜色较深，生命力较差

二、群体感应¶

微生物能合成并分泌一些信号分子进行个体间的信息交流

群体感应：当信号分子达到一定的浓度时，可被细胞受体识别，启动转录，在群体水平上调控基因表达，使群体成员同步化，实现单一个体无法完成的功能。

病原细菌在群体足够大时，才启动致病基因表达

链球菌通过群体感应介导牙齿表面生物膜的形成，调控产酸代谢，破坏牙釉质

铜绿假单胞菌通过群体感应形成生物膜，抵抗吞噬细胞的攻击

生命在进化的早期就明白了”抱团取暖“的道理

白色念珠菌通过产生信号分子金合欢醇，使之在固体表面定植并形成生物膜

人类可通过干扰群体感应来阻断信号交流，实现对病原菌的控制

（1）抑制信号分子的合成

（2）对已合成的信号分子降解

（3）抑制信号分子与受体的结合

三、多细胞生物的形成¶

多细胞生物是由单细胞生物群集后形成的

双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌群集形式

某些单细胞的杆菌可形成分枝状、丝状形式

某些单细胞真菌，出芽后并不分开，形成假菌丝

粘细菌时介于单细胞和多细胞之间的原核类群

营养细胞杆状，单个生活，能在固体表面滑行。环境不良时，通过释放信号分子，形成一堆多细胞集合，称为子实体，内部分化产生粘孢子

黏菌时介于单细胞和多细胞之间的真核类群

多细胞动物的起源¶

赫克尔的原肠虫学说

梅契尼科夫的吞噬学学说√

多细胞动物的祖先时由一层细胞构成的单细胞动物群体，后来个别细胞进入群体内形成内胚层，起初为封闭的，后来逐渐形成消化腔，并形成吞噬虫

球状群体鞭毛虫时多细胞动物的祖先

多细胞动物起源的研究¶

最早的多细胞真核生物化石发现于澳大利亚南部埃迪卡拉地区距今6亿年前的底地层，是一大群身体柔软的多细胞无脊椎动物

埃迪卡拉化石

中国地质调查局在华北燕山距今15亿年的地层中发现了一些真核多细胞生物化石

5.3亿年前的云南澄江化石群

四、昆虫的社会性分工¶

昆虫：分成头胸腹三节的小型无脊椎动物，具坚硬的外骨骼，具有一对触角、两对翅膀、三对腿脚

社会性昆虫是指群体内至少含两个世代，成年个体间具明确的劳动分工，能相互合作照顾幼体的昆虫

蜜蜂和蚂蚁是两类最常见的社会性昆虫

1、蜜蜂¶

蜜蜂：膜翅目蜜蜂科，一生要经过卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段

蜂群为母系社会，有蜂王、雄蜂和工蜂三个工种

一个蜂巢内一般有一只蜂王，近千只雄峰和几万只工蜂

蜂王平时宅在巢内，交配季节”婚飞“择偶，雄蜂交配后死亡。工蜂是不能生育的雌性，根据年龄大小，从事清扫、保育、筑巢、保卫和采蜜等体力工作

蜜蜂的性别由什么决定？¶

雄蜂房里产的是未受精卵（孤雌生殖），而工蜂房和蜂王房里产的是受精卵

所有幼虫头3天喂蜂王浆，3天后工蜂和雄蜂喂食蜂蜜和花粉，只有蜂王幼虫始终喂蜂王浆

蜜蜂的性别由染色体倍性决定。蜂王和工蜂有32条染色体，为雌性；而雄峰只有16条染色体

合作共赢¶

公共空间内蜂群间能和睦共处，只保卫蜂巢

工蜂搏斗后螯针断裂，就会死亡

蜂王错入外群的蜂巢，也会被杀死，但雄峰除外

蜂探如果找到大量花蜜，会飞回跳”摇摆舞“。先跳一个圆，然后向相反方向再跳一个园，即成”8“字形。跳的快，说明蜜源近，如果蜜源再离太阳40°角，它就在蜂巢上方向右摇摆40°

奥地利动物学家卡尔·冯·弗里施发现，1973年诺贝尔奖成果

2、蚂蚁¶

膜翅目蚁科昆虫，有蚁后、工蚁、兵蚁、雌蚁和雄蚁

蚁后史有生殖能力的雌性，提醒最大，负责产卵

雌蚁史有生殖能力的雌性，交尾后脱翅成新蚁后

雄蚁数量少，有翅，头圆小，触角细长，交配后死亡

工蚁是发育不良的雌性，个体小，数量多，无翅。其职责是建造巢穴，采集食物，饲喂幼虫等

兵蚁是没有生殖能力的雌性，头大，上颚发达，作为武器，丧失取食能力，由工蚁饲喂

蚂蚁的性别由染色体倍性决定

五、动物的群集¶

80%的鱼会加入鱼群。80%的鸟喜欢过群居生活

结对前行可节省体力，也更安全

草食动物喜欢集群，迁徙路上危机四伏，如果落单，就会被猎杀

羚羊吃草时，有几头公羊警戒。逃跑时雌性在前，雄性殿后

猴子取食时，由警戒猴放哨，发现天敌就报警，警戒猴最后逃跑，也最容易被猎杀

吸血蝙蝠间的互助¶

蝙蝠时唯一能飞的哺乳动物

吸血蝙蝠每晚吸血30ml，两天不吸，就会饿死

每晚有30%的蝙蝠找不到血源。吃饱的蝙蝠会反刍一些血，帮饥饿者度过难关

蝙蝠记忆力强，懂得感恩，如果发现那些帮助过自己的蝙蝠饿得慌，会主动与他分享食物

蝙蝠群中也有骗子，蝙蝠们也会记得很清楚，最终会把它清除出群体

群集目标大，难躲藏，需分享食物，但好处更多：

（1）有多双眼睛，更容易发现捕食者

（2）有利于幼仔的成长，有利于种群的生存

（3）有利占领领地，集体狩猎更能捕获猎物。豹、狼、狐狸等都采取团队作战，狮子也喜欢群居

（4）能使动物在心理上获得安宁，同伴间通过梳理毛发、清洗皮肤、大闹等方式增进友谊，调节心态，增强安全感

在食物丰富、生存压力小的环境中，同类生命间多能和谐相处，有福同享

在天敌肆虐的环境中，或竞争力不强的物种内，同类生命之间更是紧密合作，共同抵御捕食者，有难同当

人与人之间的和谐在生存压力小的环境中才能实现

控制人口，保护环境，提高作物产量是人类面临的三大挑战

第三节非同类生命间的和谐¶

种间共处、互生、共生

互惠互利是抵抗未知的武器

共同发展是应对挑战的秘籍

怎样做到人象和谐？

一、种间共处¶

种间共处：两种生物之间各自独立存在，和平共处，互不干涉的现象

植物间一般都能和平共处

大多数动物间，由于食性和栖息时空不同，也基本能做到和谐

微生物大多被动地栖息于某一环境中，通常也处于种间共处状态

二、互生¶

互生：两种能各自独立生活的生物，在一起时比单独存在时生活的更好

通常两种生物能互相获利，彼此为对方创造更有利的生存环境，但有些时一方获利，即一种生物的生命活动为另一种生物提供便利，但自己也不会遭受损失

1、微生物与微生物间的互生¶

土壤中的纤维素分解菌和固氮菌

纤维素分解菌不能利用\(N_2\)，固氮菌不能利用纤维素，但各自可以利用土壤中其他碳氮源单独生活。当两者生活在一起时，比单独时生活的更好

2、微生物与植物间的互生¶

根际是指植物根系能直接发挥影响的土壤范围，这范围内生长的微生物，称为根际微生物

根际微生物与高等植物各自可单独生存，但在一起时可相互获利

3、微生物与动物间的互生¶

人体正常微生物菌群：存在于表面和外通道中的微生物群

总数达\(10^{14}\)个，是人体细胞数的10倍，其中90%以上是细菌

胃中数量最少，小肠中达\(10^8\)个/g,大肠中达\(10^{10}\)~\(10^{12}\)个/g

互生？共生？

人类微生物组计划

肠道宏基因组计划

肠道微生物菌群与人体的关系

如果清楚肠道微生物，人就不能很好生活

肠道微生物菌群失调与肥胖、糖尿病、心血管疾病有关。若没有肠道菌，小白鼠吃高能量食物还是十分瘦弱，肥胖小鼠的肠道中，拟杆菌比正常小鼠少了近50%，厚壁菌却很多

4、动物与动物间的互生¶

野山羊与火鸡¶

火鸡灵敏而警觉，可充当警卫；冬季雪厚，野山羊会用蹄子刨开积雪吃草，火鸡趁机一同进食

埃及鸻与鳄鱼¶

埃及鸻捕食鳄鱼身上的寄生虫，清除鳄鱼牙缝中的食物残渣，被称为牙签鸟

对鸟来说，这是现成的食物，也是安全的环境，对鳄鱼来说，既可清洗牙齿，又可消灭寄生虫

5、植物与植物间的互生¶

洋葱、韭菜等周围的植物受害虫侵袭的几率较小

鸟巢蕨（山苏花）附着在大树高处平坦的区域，借以得到充足的光照，但并不吸收树体内的营养

6、动物与植物间的互生¶

蜜蜂和蝴蝶为植物传粉，啄木鸟帮树木清除寄生虫

三、共生¶

共生：两种生物紧密共居，彼此依赖，互为对方创造有利条件，甚至达到彼此不能分离的程度。两者在生理上互相分工，互换生命活动的产物，在组织上形成新的结构，一旦分离，各自不能很好生活

共生是生命间最高的合作形式，能最大限度适应环境，极大的推动了生物的进化和发展

1、微生物之间的共生¶

古菌和细菌的内共生

共生体称为地衣，地衣是最早适应陆地环境的生物

正因为共生，能在最贫瘠的岩石表面生存

2、微生物与植物之间的共生¶

（1）豆科植物与根瘤菌¶

豆科植物合成的蛋白质，与根瘤菌合成的血红素结合成豆血红蛋白，为固氮创造厌氧环境

固氮生物的形成是进化史上的大事，可与光合生物的形成相媲美

（2）植物与菌根真菌

真菌既从植物中吸收有机物，又从土壤中吸收矿质元素、水分供给植物。有些还能合成生物活性物质，促进植物生长，提高抗病能力

菌根可分为外生菌根和内生菌跟两大类

外生菌根：真菌菌丝不伸入根部细胞，而是蔓延于根的外皮层细胞间，形成菌鞘，部分菌丝则呈绒毛状向四周伸展，吸收土壤中的水分和营养，促进植物生长。

许多林木都有外生菌根，若在栽种前先用菌根真菌培养物处理植物幼根，可促进树苗的生长，有利人工造林。

这类真菌大部分属担子菌门，有些还能形成子实体。

内生菌根：真菌菌丝存在于皮层薄壁细胞间，可进入细胞内部形成球形或分枝状的吸器，不形成菌鞘．

内生菌根普遍存在于栽培作物中，这类真菌多属于藻状菌纲内囊霉科，不能形成子实体，它们与植物的共生具有高度专一性，离开植物后很难生存。

生命正是通过共生，才能在恶劣的环境中生存

茭白与黑粉菌

3、微生物与动物之间的共生¶

瘤胃微生物：2x\(10^{10}\)个／g，有300多个种，多为厌氧纤维素分解菌。分解而成的葡萄糖和脂肪酸被动物吸收， \(CO_2\)和\(CH_4\)营造了厌氧环境

瘤胃内温度恒定、pH5.8-6.8，氧气稀少，适合厌氧微生物生长代谢

猴子属于前肠动物，马和兔子为后肠动物

白蚁肠道中的微生物帮助消化纤维素和木质素，给木质建筑带来极大的安全隐患。

昆虫与沃尔巴克体

深海动物与硫氧化细菌

4、动物与动物之间共生¶

寄居蟹：腹部柔软，常寄居在螺壳中。

海葵：一种珊瑚纲的刺胞动物，有几十条触手，其上有刺细胞，能释放毒素。

寄居蟹背着海葵觅食，海葵离开寄居蟹，易被细砂及生物残骸埋没，也不易得到食物；海葵有毒的触手能驱赶捕食动物，减小寄居蟹受攻击的可能

5、动物与植物之间的共生¶

丝兰：百合科常绿植物，塞舌尔国花

丝兰蛾：鳞翅目丝兰蛾科昆虫，口腔上有一细长弯曲的吻管，用以收集花粉。

雌蛾在为丝兰授粉的同时，在子房内产4~5个卵。丝兰蛾幼虫一直躲在子房内，以种子为食，一半种子被啃食，另一半能发育成熟。成虫后丝兰蛾会咬穿果壁，吐丝下垂至地面，在土中结茧成蛹。

鄂榕小蜂通常在第一种无花果上过冬，在第二种无花果上完成发育，成虫羽化后为无花果传粉。

无花果为鹗榕小蜂提供越冬和发育场所鹗榕小蜂为无花果授粉。

大泸榄树的种子有坚硬的外壳

渡渡鸟是一种大鸟，失去了飞翔的能力。

西方航海者的捕杀，使渡渡鸟在300年前灭绝。自此无新大泸榄树生长。

1981年，美国生态学家发现了渡渡鸟与大颅榄树的共生秘密。尝试用火鸡来挽救这种树，获得成功

生命间除了和谐，还存在着竞争、拮抗，捕食、寄生等关系，构成了物质的转移和能量的流动，造就了生物多样性

表面上看，竞争和捕食引起不和谐，但从整个生态系统来看，却是为了生物圈的和谐，大自然的和谐

被淘汰的总是那些老弱病残，从进化的角度看，适当的被捕食更有利于种群的发展。

第六章生命的责任¶

第一节繁衍后代¶

繁衍后代是成年生命的义务

植物和微生物采取多撒种子的方法，希望其中的一小部分能战胜自然，茁壮成长。

动物可选择较为有利的环境来孵育后代。许多动物长途跋涉几千公里，洄游到适合产卵的地方，许多个体甚至在途中就献出了生命。

一、鲑鱼洄游产卵¶

鲑鱼幼苗生活在淡水中，因食物短缺，只得到海洋中觅食。4年后发育成熟。逆流而上，成双成对返回故乡产卵。

靠着记忆和嗅觉，日夜兼程，一路上靠消耗脂肪提供能量，会遭到200多种天敌的攻击，它们义无反顾，勇往直前。有些雌鱼因体力不支，倒在半路上，但在生命的最后时刻，还要努力把卵产下，希望能成就下一代。

讨论：鲑鱼怎样找到回家之路？记忆、嗅觉

雄鱼挖出小坑，雌鱼将卵产于坑内，然后雄鱼射出精液。雌鱼以尾鳍拨动砂砾，将卵埋好。

重复这些动作，直至雌鱼将4000颗左右的卵产完。1-2周后，走向生命的终点。

小鲑鱼2个月后出壳，长约2 cm，靠卵黄提供营养，再2个月后成鱼苗，体长4 cm。靠啃食父辈的尸体以维持生计。

长到6 cm左右，幼鲑们就顺流而下，在淡水与咸水的交汇处适应一段时间后，向大海进发。

鰕虎鱼为爱执着地向前冲

鰕虎鱼属鲈形目，鰕虎鱼科，性情温和，体长约10 cm。幼时生活在淡水中，长大后游向大海。鰕虎鱼有一张大而宽的嘴，一双大眼睛，两个背鳍很发达，两个腹鳍前移到胸部，愈合成一个大吸盘。

鰕虎鱼一洄游到淡水中，嘴就会从顶端移到下巴处。既有利于从岩石上刮取食物，也有利于在岩壁上攀登。鰕虎鱼们顶着下砸的水珠，沿着潮湿的岩壁，用有吸附力的嘴和腹部的吸盘交替蠕动着向上爬，为繁衍后代执着地向前冲。

讨论：洄游的生态学意义？

二、蜘蛛筑巢织袋¶

雄蛛性成熟后不再捕食，只有20％的雄蛛能找到雌蛛。交配后，雄蛛完成使命，有的作为雌蛛的食物，为产卵及筑巢提供营养。

雌蛛受精后开始筑巢，外层的丝能防水，内部的丝能保暖。巢的中央用细软的丝织成一个藏卵袋，蜘蛛把卵产在藏卵袋中。

产卵后，雌蛛给巢加上防水的外套。筑巢用尽了所有的丝，衰老和疲惫使它在几天后死去

沙漠穹蛛的母爱更加伟大。

沙漠中水分和食物稀少，雌蛛会坚持到幼蛛孵化，以自己的血肉之躯为幼蛛的生长发育提供养料

雌蛛在卵孵育期内脏就液化。幼蛛孵化后，母蛛通过反刍，用液态营养物喂幼蛛。稍大后，幼蛛会刺穿母亲的腹部，吸食母亲的内脏；母亲在快乐中死去

三、螳螂以身养卵¶

肉食性昆虫，雌性大，雄性小

食物缺乏时，雌螳螂一边交配，一边从雄螳螂头部往下咬。雄性的咽下神经节能分泌性抑制激素，头部吃掉后更有利于交配成功

隐蔽处产卵，左侧附腺分泌蛋白质，右侧附腺分泌二酚醛，混合凝固成卵鞘，护卵过冬

雌螳螂产1-4个卵鞘，内含40-300个卵

讨论：怎样看待妻食夫现象？

思考与讨论¶

你是否认同"繁衍后代是生命的第一责任"？为什么？

怎样看待完成所有责任后的自杀？

你是否认同老年人的安乐死？

第二节孵卵育幼¶

鱼类、两栖类

大多体外受精，依靠卵黄为发育提供营养，孵化后即独立生活

昆虫

体内受精，产卵后双亲就完成了任务，主要依靠多产卵来维持种群的繁衍。

鸟类

受精卵的发育需要较高温度，孵化后也不能独立取食，需要双亲承担孵化和哺育的双重任务。

哺乳类

为胎生，受精卵在母体子宫内发育，幼仔出生后还需要哺乳，亲子关系得到进一步巩固

一、好爸爸¶

1、海马育儿¶

雄鱼腹部具育儿囊，雌海马产卵于育儿囊内，雄性给卵受精，受精卵就在育儿囊里孵化，一个多月后才离开育儿囊，游到海底长满海草的安全地带。

这种孵卵方式，既提高了孵育温度，又保证了受精卵的安全，对物种的繁衍起了很大的促进作用。

2、三刺鱼建巢¶

春天，亲鱼从海洋洄游到河口，雄鱼在岸边泥沙中挖出产卵床，粘织成精致的鱼巢。

"求婚"成功后，雄鱼将雌鱼引向巢边，让其在巢内产卵。雄鱼使卵受精

受精卵孵化需10天，雄鱼坚守巢旁，用鳍向巢内冲水。

若小鱼游出巢外，会用嘴把幼鱼吸入巢内，直到体长2-3 cm。

3、企鹅孵卵¶

帝企鹅宁愿受冻，迁徙到气候恶劣的内陆迎风面产卵

雌企鹅产卵后，需返回海洋补充食物。

雄企鹅将卵拨到脚背上，用腹部把蛋盖住，不吃不喝在风雪中坚持60多天

讨论：聚群孵卵时中间好还是周边好？

4、产婆蛙护卵¶

平时生活在水中，繁殖季节登陆。雌蛙产卵后，雄蛙就把卵粘在自己的后肢上

雌蛙产卵后即离开。

雄蛙白天伏在地洞中，夜间跳入水中浸湿卵带，20天后，将卵释入水中。此后雄蛙坚守水中，保护小蝌蚪。

二、好妈妈¶

1、章鱼护卵¶

雌章鱼一生只生育一次

受精后，先在浅海洞穴中筑巢，产下数百至数千个卵。孵化需4-6周，雌章鱼寸步不离，驱赶猎食者，不停摆动触手保持水的新鲜。小章鱼全部出壳后，母亲就在疲劳和快乐中走向生命的终点。

2、鳄鱼育仔¶

母鳄产约50枚受精卵。

在岸边沙地挖坑埋卵，盖上杂草和沙子。孵卵需75天，母鳄守在旁边，不时用尾巴洒水。一有蛋壳破裂的声音，就扒开覆沙，用嘴将小鳄转移到安全水域。

鳄鱼的性别由孵化温度决定，人工培育时30℃以下发育成雌性，34℃以上发育成雄性。母鳄会把部分卵埋在向阳坡，部分卵则埋在遮阴处。

3、箭毒蛙背仔¶

草莓箭毒蛙生长于中美洲，体态美丽、毒素致命

雌雄蛙抱对后◇在有水的树叶窝中产3-5颗卵，雄蛙使其受精，若水分蒸发，还会通过泄殖腔运来水分。

10天后，卵孵化成蝌蚪。雌蛙背着蝌蚪寻找积水的凤梨叶，每个水潭里安顿一只蝌蚪，每隔几天产下几颗卵作为食物

若用藻类及其他蛙卵来喂养，都不能成功，离开了妈妈，小蝌蚪就难以生存。

4、慈鲷口孵¶

慈鲷是一类热带鱼类，体色艳丽，属丽鱼科，但性情凶残。

繁殖季节，雄鱼挖好坑，雌鱼产下卵，随即将卵吞到口中，在口中受精和孵化，为了获得充足的氧气，雌鱼会迎水游动，不吃不喝坚持十多天。小鱼成长之初，竞争力不强，母亲会一直在旁边守候，一旦遇到危险，会张开大嘴让小鱼游进口内躲避

龙鱼也具有口中孵育的特性

三、袋鼠育儿¶

母袋鼠有两个子宫

40天左右生产。早产儿长约2 cm，重1g

分娩时，半躺在地上，用舌头添出一条潮湿的小路。小袋鼠可凭本能爬进育儿袋，整个过程历时约3分钟

育儿袋内有四个乳头。小袋鼠的吃喝拉撒都在袋内完成，母袋鼠得经常打扫

小袋鼠七个月后到外面活动，但还会把头钻到袋里去吸吮高脂肪乳汁。一年后断奶，但仍需要母袋鼠保护。

第三节忠于家庭¶

动物越低等，产卵数目越多，成活率越低

蛤类：数亿个

海星：5000万个

鱼类：数千个

昆虫：体内受精，自然中孵化，产卵量多

爬行类：卵数十个，有硬壳保护，自然中孵化鸟类：卵数个，有硬壳，亲鸟负责孵化养育。

哺乳动物：产仔1﹣数个，需父母照顾。

为了更好地哺育后代，发展出一夫一妻制

无脊椎动物：大多数并不履行孵育后代的任务。社会性昆虫，让群体成员照看后代，幼虫的成活率大为提高。高等脊椎动物：个体越大，寿命越长，产仔量越少，幼仔的发育和成熟越来越慢。

担负哺育、护卫和教育的重任，需要父母双方通力合作。多数鸟类一夫一妻，对爱情忠贞。野生灰雁丧偶后独过余生。

大脚雁每年5月飞回冰岛，但到8月底将结冰，如果双方不紧密合作，幼鸟可能会冻死，物种就可能灭绝。

一、天鹅同心¶

天鹅会相伴终生，一只天亡，另一只就为之守节

天鹅产卵2-3枚，雌性负责孵卵，雄性守卫警戒。幼鸟为早成雏，孵化后就能独自行动，但需要亲鸟照顾保护。冬天结队南迁越冬。越冬期间成双成对，捕食休息都在一起，互相帮助。

天鹅羽色洁白，体态优美，叫声动人，行为忠贞，东西方都把她作为纯洁、忠诚、高贵的象征。

天鹅夫妇会用脖子缠绕成心形，人们就把她作为浪漫爱情的象征

二、狼心忠贞¶

狼很有家庭观念，夫妇间忠贞，对幼崽非常关心。

狼群拥有极为严格的等级制度和领地范围。核心家庭包括一对配偶及其子女，数量7匹左右。也有部分狼群以大家庭为单位，数量可达30匹以上，由一对优势配偶领导。幼狼长大后，一般会留在群内照顾弟妹，若个体数量增加太快，部分成员会在公狼带领下迁出，去建立新的领地。

三、白头海雕白头到老¶

美国国鸟，体长达1 m，翼展超2 m，飞行能力极强。冬季迁徙期间，常聚在一起觅食，年轻的海雕彼此交往，一旦确定关系，就结成终生伴侣．

繁殖季，白头海雕回到故乡，在海岸悬崖或大树顶巢筑，直径可达3 m，厚达6 m ，雌海雕产卵2枚，产下第一枚后开始孵化，孵化期35天左右。孵化初期产第二枚卵。雏鸟起初喂小鱼或小型哺乳动物的碎片。4个月后，开始练习捕猎和搭巢的本领。

查阅资料，说说信天翁的爱情观

第四节感恩报恩¶

蜂群或蚁群中只有蜂后或蚁后一个长辈。群体运作的唯一目的就是保卫母亲，保卫家园。

食草动物在寻找食物的迁徙途上，长辈们有着不容质疑的话语权

鸟类和哺乳动物的幼仔长大后多去建立自己的领地，动物们一般活不到寿终正寝的年龄，对动物能否报答父母养育的研究不多。传说有些动物非常懂得感恩。从宠物习性来看，大都很有感情，会不惜牺牲自己来保护主人的安全

一、乌鸦反哺¶

乌鸦过群居生活。上千只一群。群内则以家庭为单位组成小团体，包括父母、幼鸟及前一年出生的成鸟。

求偶时，雄性会叼食物送给对方，如果雌性中意，便张口等着喂食，一旦结合，相伴终生。

雌乌鸦抱窝期间，雄乌鸦负责喂食。整个夏天，乌鸦以家庭为单位集体觅食，一起照顾幼鸟。成鸟们一边照顾弟妹，一边学习。

乌鸦找到大量食物后，会大声鸣叫，让老者先食，老乌鸦吃饱，就飞往高处放哨，群内其他乌鸦开始慢慢享用。

调查：你认为乌鸦反哺是真实存在的吗

二、羊羔跪乳¶

羊羔跪乳是指小羊总是前脚膝盖着地，跪着吃奶的现象

现代研究表明，这是小羊的一种本能行为，是为了更容易地吸吮母羊的奶水，与感恩并无关系。

三、黑鱼献身¶

繁殖季，亲鱼在浅水区构筑鱼巢，完成受精。孵卵和鱼苗成长过程中，亲鱼一直守在巢边。当幼苗长至4~5 cm时，开始独立生活。

黑鱼的繁殖能力强，每公斤体重产卵2~3万粒。雌产卵后身体虚脱，处于昏睡状态。刚孵化的小鱼会争先恐后地钻进母亲口中。鱼妈妈受到小鱼的滋补，从昏睡中醒来，一旦苏醒，就不再食子。

黑鱼虽然产卵量高，但能长大成鱼的并不多。大自然神奇地控制着生物的种群数量。

四、鳗鳚反刍¶

鳗鳚是一种海洋鱼类，生活在太平洋西南部，以藻类和小型无脊椎动物为食。

鳗鳚利用海岸潮间带的岩石洞穴建造起一个迷宫般的巢。成年鳗期从不出洞；而幼年鳗期经常出洞览食。

据说，幼年眼鹏非常孝顺，回洞后反刍一部分食物饲喂父母，以感谢养育之恩

第五节保护领地¶

领地是动物占据的空间，是族群觅食、栖息和繁衍的场所。雄性常对领地进行巡视，在边界处留下特有的气味

领地纠纷：身强力壮的动物通过武力夺取领地，强者得以生存。

领地行为可合理利用自然资源，减少种内争斗，还可保证优秀强壮的个体获得繁育权利。

保护领地是动物的本能。发现入侵，领主们先以声音警告，然后吓唬，最后战斗。

一、哺乳动物的领地¶

二、昆虫的领地¶

三、鸟类的领地¶

四、人类的领地¶

人类的领地常以国家、民族、家族或家庭等形式体现

为了争夺领地，发生过无数次战争。随着文明的发展，战争的破坏越来越大，很多时候是两败俱伤

随着人口的膨胀，原有的土地已支撑不了那么多人的消费

大自然要领地。把大片原始森林和湿地草甸夷为平地。

随着人类占有的领地越来越广，野生动植物的生存空大压缩，许多物种已经或正在面临灭绝的威胁。

人类文明初期，森林覆盖率67%，至20世纪末只剩下27%。1600-1800，地球上鸟兽类灭绝25种，1800-1950灭绝78种。1960-2000，英国本土鸟的种类减少了54%，植物种类减少了28%，而蝴蝶种类减少了71%。

如果没有人类干扰，每100年有90种脊椎动物灭绝，每27年有2种高等植物灭绝。人类的干扰使这种速度提高了100-1000倍

如果物种以这样的速度衰减，要不了100年，现存的物种四分之一将会灭绝或濒临灭绝。

植物是否有领地意识？

树冠羞避

第六节保护环境¶

适宜的环境能促进生命的成长，不适宜的环境会抑制生命活力，甚至伤害生命。

生命也会将代谢废物排入环境，引起环境变化

自然条件下，生态系统具有较强的修复能力，能将生命活动中产生的代谢废物通过物质循环和能量流动的方式得以消解

人类对环境的影响¶

人类驯养大量山羊，导致土地荒漠化；

人类争夺领地，战争使许多土地寸草不生；

人类合成的杀虫剂，杀死许多珍贵动植物；

人类合成的化肥，使水体富营养；

人类领地不断扩大，野生动植物不断减少；

人类将大量废水、废气和废渣排入环境，导致生物地球化学循环不能正常进行，生态系统的结构和功能遭到破坏。

为了自然的和谐，也为了子孙后代的生存，人类有必要控制自己的欲望，做一个生命与环境和谐的保护者

一、污染物¶

人类在生产和生活中产生的，能干扰正常的物质循环和能量流动，对生态系统造成损害的物质。

按照物理状态，污染物可分为态、液态和气态污染物。

1、固态污染物¶

今天你光盘了吗？

通过处理可减小固态污染物对环境的影响，还是会造成一定的破坏。

最好的方法是垃圾减量化，尽可能减少垃圾的产生，特别是难降解的固态"白色污染"物。

2、液体污染物（污水）¶

江河湖泊是各类污水的直接接纳地，海洋是污水的最终接纳地。如果任污水流入，会引起水体富营养化，严重影响水体的正常功能和景观生态。

你怎样看待福岛核污水排海？

3．气态污染物（废气）¶

人类过度追求自身享受，大量燃烧石油、煤炭，导致空气中二氧化碳浓度快速升高和PM2.5等颗粒性污染物大量积聚，严重影响生态系统的正常运转和人们群众的身体健康。

温室气体

氮氧化物

氟利昂等气态制剂不断排入大气，使臭氧层遭到破坏，严重威胁人类的生存安全。

4．细颗粒污染物¶

性质上属于固态，但体积小、比表面积大，能吸附各类有机污染物，可以以气溶胶方式或液态悬浮物方式分布于空气和水体中，对生命的健康构成了极大的威胁。

PM 2.5

微塑料

二、环境污染（破坏）的危害¶

影响耕地、草场、森林等生态系统

威胁粮食安全

造成地下水、地表水水质和质量下降

造成空气质量下降

威胁动植物的生存

威胁人类子孙后代的生存

环境生态学问题已成为全球面临的最紧迫的安全问题之一，已引起各国有识之士的重视。

1．土壤荒漠化¶

沙漠里应该大面积植树造林吗？

荒漠化是由干旱少雨、植被破坏等因素造成的土壤生产力下降现象。

良性生态系统要求林木覆盖率高于14%。

全球人口急剧膨胀，大量林地被占，草原退化，水土流失和风沙危害加剧。

我国荒漠化土地已达160万平方公里。

过度种植使耕地退化，北大荒地区土壤的有机质已从原来的8％下降到1%（理想值应不小于3）

2．水体富营养化¶

指N、P等营养盐过多而引起的水体污染现象

藻类大量繁殖，形成水华

藻类呼吸消耗大量溶解氧，藻类死亡后又易被微生物分解，耗尽水体中的溶解氧，使水生动物窒息死亡，还促进了厌氧微生物的繁殖。

微生物对死亡水生生物的厌氧降解，产生大量\(H_2S\)、\(NH_3\)

有机硫化物和有机胺等，导致水体发臭。

3．臭氧层空洞和温室效应¶

1950年代起发现大气层中\(O_3\)，浓度逐年减少，1985年于南极上空发现臭氧层空洞。

平流层内的飞行器排放了大量的NO，工农业生产中也释放了大量有害气体，特别是氯氟烃（氟利昂）进入平流层后，受到紫外线照射分解产生的属自由基，能与\(O_3\)发生链式化学反应，造成\(O_3\)的减少。大量甲烷及\(CO_2\)排出，引起温室效应，全球年平均温度升高，冰川融化，冰盖减少，海平面上升

4．生物多样性减小¶

生物多样性是生物与环境复合体中各种生态过程的总和，包括遗传（基因）多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次。

我国有约4600种高等植物和400种野生动物处于濒危状态，近50年来已灭绝的高等植物有200多种，灭绝的野生动物也有多种

三、环境保护的任务¶

空气、水和土壤是自然财富，是社会发展的物质基础，是构成生产力的要素之一。

环境保护是人类为保护生存环境、保障经济社会的可持续发展而采取的各种行动，包括行政、法律、经济和科技方面的措施◇环境保护的任务主要体现在保护自然环境和保护生物多样性

1．保护自然环境¶

宜树则树宜沙则沙

对山川、水域和蓝天等自然环境施加保护。

合理开发各类自然资源，保持自然界的生态平衡。

减少污水和废气的排放，对废弃物必须经过无害化处理。

防止粉尘、噪声、辐射和烟雾对生命的伤害

防止大型建设工程对环境的破坏。

对遭到污染的环境，应通过物理的、化学的和生物的方式进行治理

恢复其自然生态。

绿水青山就是金山银山

2．保护生物多样性¶

朱鹮

合理利用自然资源

加强自然遗迹、地貌景观等的保护，维护生物多样性；

加紧植树造林，养护好植被，控制水土流失，防止土地荒漠化；

爱护野生动植物，特别是濒危动植物，让动物回归自然，维护好自然界的物质循环和能量流动；

控制好人口的增长和分布，合理配置资源

让人类与自然和谐共处

讨论：怎样来保护生物多样性？

第七章生命的价值¶

个体-种群

价值客体对主体的有用性

生命的价值将生命作为客体，研究其对主体的意义

主体：人客体：水稻，小麦？家禽家畜？

病原微生物？有害动植物？

客体：人（种群，个体）

人生价值：人一生中创造的所有物质财富和精神财富的总和

自我价值社会价值生态价值

讨论：愚公的人生价值

第一节对同类生命的奉献¶

以群体生命为主体，评价个体生命的价值

一、芽孢形成抗逆境¶

芽孢杆菌目和梭状芽孢杆菌目的细菌，在营养贫乏时，会在细胞内形成一个抗逆性休眠体，称为芽孢

芽孢有极强的抗逆能力

芽孢是营养细胞经不均等分裂形成的。

营养缺乏是形成芽孢的条件之一，而芽孢的形成却需要大量营养

营养从哪里来？

从群体中来

二、蚂蚁抱团出火海¶

蚂蚁能迅速聚拢抱成一团，保护蚁后逃出火海。

把点燃的蚊香、蜡烛放进蚁巢。起始蚂蚁惊恐万状，但马上有蚂蚁冲向火点，喷出蚁酸。一些蚂蚁被烧死，但其他蚂蚁前赴后继，最终将火扑灭

蚂蚁抱团还能躲过洪水。几百万只巴西火蚁通过脚爪及下颚相连，抱团搭建出"诺亚方舟"，将蚁后保护在中间。火蚁爪间能分泌油性液体，使方舟可在水面上漂浮。

三、干扰素抗病毒¶

干扰素是人体细胞受病毒攻击后分泌的一类糖蛋白，它能激活同类细胞，使之表达出抗病毒蛋白，干扰病毒的增殖。

刚表达出的抗病毒蛋白处于休止状态，一旦该细胞遭受病毒入侵，病毒复制过程中形成的双链RNA可激活这种抗病毒蛋白，活化的抗病毒蛋白能与病毒的mRNA结合，阻断病毒蛋白质的翻译

干扰素是细胞在临死前向同类发出的安全警报，告诉同类作好防范。这个被感染细胞虽然消亡了，但为同类的生存赢得了时间。

四、动物报警为同伴¶

视觉报警：白尾鹿

听觉报警：鸟类

嗅觉报警：昆虫

利他行为

五、植物报警为同伴¶

2023年3月30日《细胞》

当植物遭受缺水等生存压力时，会发出频繁的超声波（40-80kHz)，每小时可达50次（正常时小于1次），可在3至5米外被探测到。

以色列科学家用特殊的麦克风记录了不同植物（番茄、烟草、小麦、玉米、葡萄和仙人掌等）在不同状态下的声音，这种声音可被其他植物或动物感知。

植物在收割（切断）时也会发出这种"尖叫"。

某些植物在受伤时会发出电信号，告知同类有危险，须早作准备。

六、昆虫合作育后代¶

奉献不只是牺牲，做好本职工作就是对种群的最大贡献。

白蚁群体分工蚁、兵蚁和繁殖蚁。繁殖蚁的职责就是繁衍后代；工蚁主要从事繁杂的劳动，如建筑蚊家，修建蚁路，打扫卫生，培养菌圃，采集食物，饲育幼蚁，看护蚁卵等。兵蚁是群体的防卫者，头部高度骨化成御敌的武器，只得由工蚁饲喂。

群体组织一旦遭到破坏，各个类群都很难生存。

自私基因

第二节对其他生命的奉献¶

以种群A作为主体，评价种群B的生命价值

自然界中的生物总是与其他种群生活在一起，共同构成生物群落。

在互生和共生生物中，大多是相互获利，但也有一些只是一方获利，另一方获得的好处微乎其微，这就是偏利互生或偏利共生。

在偏利互生或偏利共生中，利益支出方体现更多的是一种奉献精神

一、偏利互生¶

暂时性偏利互生：一种生物暂时附着在另一种生物体上以获得好处。如鲫鱼用强有力的吸盘吸附在鲨鱼体表，既扩大自身的活动范围，又能分享鲨鱼吃剩的食物。

长期性偏利互生关系：藤本植物借助大型林木以获得更多资源和空间，扩大光合面积；某些草本植物常生长在高大乔木的枝干上，为的就是尽可能多地获得阳的照射。

动物与植物之间的偏利互生

金合欢树的树干上长满了空心刺，为蚂蚁提供了暂住场所，金合欢的树叶蜜腺会分泌一些香甜的汁液，为蚂蚁提供可口的佐餐。

寄住的蚂蚁是举腹蚁属的含羞草工蚁，它只舔汁液，不伤害树叶，还可防止天牛及其他害虫的侵害。

二、偏利共生¶

白蚁与鸡枞菌¶

白蚁肠道中共生有多种微生物，将纤维素分解成葡萄糖或有机酸，供白蚁吸收利用。

蚁巢内的温湿度，低pH和高\(CO_2\)浓度，是鸡枞菌生长的理想场所，两者分开，都不能很好地生活。

鸡枞菌由白蚁带入，其传播离不开白蚁，同时又从白蚁巢圃中获得营养而生长；而白蚁可通过啃食鸡枞菌菌丝体获得某些生长因子和抗病物质，但并不影响鸡枞菌的发育

海绵和绿藻¶

海绵属多孔动物，水流从体表小孔流入，消化后的残渣又随水流经中央腔顶端的出口排出。

海绵只有内外两层细胞，中间为中胶层，分布着一些变形细胞、骨针和海绵丝。共生的绿藻就生活在中胶层内

海绵从藻类身上获得的能量可占总能量的80%。而藻类得到的只是一个稳定的生长环境，所以是一种偏利共生关系。

珊瑚和虫黄藻¶

珊瑚是刺胞动物（腔肠动物），只有皮层和胃层两层细胞，中间是中胶层。

虫黄藻为珊瑚提供有机物和氧气、形成石灰质骨骼

环境恶劣时，珊瑚虫把虫黄藻排出体外，露出白色的钙质骨骼，称为珊瑚白化。

排出共生藻后，若环境持续恶化，珊瑚虫将因营养缺乏而死亡。监测海洋环境变化的指示生物。

水母和虫黄藻¶

帕劳群岛上的黄金水母，生活在与世隔绝的咸水湖中。

作为腔肠动物，水母以浮游动物为生，但该咸水湖中养分缺乏，浮游生物不丰富。帕劳水母通过进化，与虫黄藻共生在一起。水母在幼年时吞下虫黄藻，将其转移至中胶层。成年后，黄金水母只需聚集在水面晒晒太阳，依靠藻类的光合作用就可获得能量

海天牛和藻类¶

海天牛是软体动物。

刚出生的海天牛棕色

吞食滨海无隔藻后成绿色，可以几个月不进食

放射性同位素示踪技术发现海天牛内的叶绿素可以自己制造；

基因组研究表明，海天牛体内具有与光合作用有关的基因。

海天牛的祖先已将光合基因嵌入自己的基因组，这些基因主要是维持和修复叶绿体的基因

斑点钝口螈和藻类¶

斑点钝口螈和藻类．斑点钝口螈是两栖类。

胚胎和藻类有着共生关系

2011年Ryan Kerney通过荧光影像技术，发现代表叶绿素的绿色荧光来自胚胎细胞内部，电子显微镜确证藻类生长在细胞内线粒体周边。成年雌性斑点钝口螈的输卵管内也发现有藻类，推测藻类很可能是产卵过程从母体传给后代的。

脊椎动物都具备免疫功能，藻类怎样在脊椎动物的细胞内稳定生存还是一个谜。

第三节对人类社会的奉献¶

一、动物对人类社会的奉献¶

人类的生存离不开动物

二、植物对人类社会的奉献¶

人类的生存离不开植物

三、微生物对人类社会的奉献¶

1、微生物是海洋生态系统的主要生产者¶

海洋中的光合微生物构成了海洋生态系统中的生产者。

水体中蓝细菌、藻类等放氧型光合微生物的代谢，提高了水体中溶解氧的浓度，也补充了大气中的氧气。

2、微生物是生态系统中主要的分解者¶

在物质循环中，微生物主要扮演分解者的角色。

没有微生物，地球就会很快被垃圾覆盖，不再适合人类的生存

微生物能对人类合成的污染物进行降解和转化。

微生物种类繁多，容易变异，对任何一种污染物，经过一定时间的富集培养，诱变驯化，总能将其降解或转化。

3.微生物农药、微生物肥料、可降阶塑料制品的应用改善了环境质量¶

4、抗生素的应用使人类平均寿命延长了10年以上¶

抗生素是由生物在生长过程中产生的一类次生代谢产物或与之相类似的物质

在微量情况下能抑制病原生物的生命活动，因而可用于治疗感染性疾病。

青霉素、链霉素、氯霉素、土霉素、红霉素、万古霉素、邓季素、庆大霉素、头孢霉素等，使细菌感染性疾病从杀手下降到死亡原因的5位开外。

5、微生物发酵产品使人类的生活变得更美好¶

食品的酿造和发酵，制曲酿酒，制酱酿醋。

近百年来，纯种发酵技术建立。使一大批产品得以生产。酱、醋、味精、黄酒，酸奶、面包、酒酿、泡菜，火腿、香肠、榨菜、腐乳。

800年前开始人工种植香菇，其后，多种蘑类栽培成功。近年店态发酵技术得到了长足的发展、香菇多糖、虫草胶囊等新开发。

第四节对环境稳定的奉献¶

生态平衡

以地球作为主体，评价其他生命的价值

植物、光合细菌和藻类是主要生产者。

动物大多为消费者

微生物是分解者。

各种生命相互协作，维护了自然界的物质平衡和生态环境的稳定，推动着自然和社会的可持续发展

一、植物稳定了氧气浓度¶

原始大气呈还原态，真核藻类和植物的兴起，使氧气浓度迅速升高。

构建人类命运共同体，中国方案为世界指明方向，国环社会承赞习近学主席联合国自内瓦丝清

由于植被的破坏，对化石燃料的过度依赖，全球每年排放的\(CO_2\)达60亿吨之多，引起了严重的温室效应。

2016年4月22日在纽约签署了《巴黎协定》，承诺将气温升高幅度限制在2℃以内。

三、微生物对污染物进行降解和转化¶

微生物在污染物的降解和转化过程中发挥着重要的作用。由于人类活动，排入环境中的污染物大大超过了自然界的分解速度，从而引起了环境污染。

微生物在污染物的降解过程中扮演着举足轻重的作用，可将有机物降解转化成微生物体内的物质参与食物链循环，或转化成气态物质回归大气

1.水体自净作用和水污染¶

2.微生物与污水处理¶

(1) 好氧生物处理¶

(2）厌氧生物处理¶

沼气发酵分为3个阶段。

1：利用微生物将多糖分解为单糖和丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸和有机酸；将脂类降解为甘油和脂肪酸。

2：利用厌氧微生物将有机酸分解成乙酸，\(H_2\)和\(CO_2\)

3：利用产甲烷菌群将甲醇，乙酸和\(H_2\)转变成甲烷。

污水经过处理后，水中上尚含有较多的无机营养盐类，最好通过人工湿地，经植物吸收再排入江河湖泊。

3.微生物与固态生活垃圾的处理¶

填埋法

焚烧发电法

固体垃圾分类处理：将可燃性垃圾焚烧发电，将有机生活垃圾发酵制成肥料：

需氧性堆肥法

厌氧发酵法

四、利用各类生物进行环境修复¶

土壤或水体如果受到重金属或有毒有机物的污染，就不再适合进行生产活动

对污染的土壤或水体，必需采取生物修复的方法，染物从生境中移除或将污染物由活跃态转变成静止态

第五节人类生命的价值¶

以人类生命作为客体

主体？自我、他人、集体、民族、地球生态系统等

生命的价值主要体现自我价值和社会价值上值既表现为个体需求的满足、个体存在的电表现为社会对个体的尊重；则表现为个体对社会物质和精神财富的的作用及对社会进步所作出的贡献。

对生态稳定的贡献

一、人生的自我价值¶

人生的价值就是自身所创造的物质财富和精神财富的总和

二、人生的社会价值¶

人生的社会价值就是一生中对社会存在和发展的积极作用的总和，包括为社会承担的责任及其对社会所做出的贡献。

简单地说，社会价值就是人生创造的价值与人生消费（损耗）掉的价值之差值。社会价值的实质，是个人对社会的贡献

自我价值追求的是自我需要的满足，社会价值追求的是社会的延续、发展和社会总体利益的满足与提升。

人的一生中只有贡献大于索取，社会才能向前发展

三、自我价值和社会价值的统一¶

社会价值是自我价值的基础

笔记

绪论¶