如生命体的结构与什么的关系生物与生物的相互作用生物于什么的相互关系生物多样性以及人类对生物的利用

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-13
生命起源与生物物理有什么关系?

遗传物质的变异是进化的内因,环境对遗传物质的变异起到诱发与筛选的作用,进化后的生物对环境又有反作用。

具体:
1 遗传物质的变异是进化的内因
自然界存在数亿种生物,它们形态各异,种类纷繁,生物的多样性,主要就是遗传物质不同造成的。同一物种遗传物质的相对稳定性保证了该物种的稳定性和连续性。而遗传物质的变异为生物进化提供了可能性。
1.1 基因突变和染色体畸变
中性学说在对生物大分子的量化分析后认为,基因随时会产生大量的中性突变。对于编码蛋白质的结构基因而言,当三联体密码中的 1 个核苷酸(尤其是第 3 位)发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。蛋白质的保守性替换又指出,即使改变了个别氨基酸残基,但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。此外,结构基因只是整体 DNA 序列中的小部分,还有大量不编码蛋白质的序列,如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。由此,木村资生( Motto.Kimura )等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利,又无害的“中性”基因。但如何界定“绝对”的中性突变,仍然是一个复杂的问题。调节基因、内含子、重复基因、假基因等非编码蛋白质基因虽然不直接指导蛋白质的合成,但它们与各种环境因素相结合通过调节转录,翻译的过程来发挥作用。有研究表明:由猿到人的变化,主要是调节基因的变化,不是结构基因的变化 [1] 。许多实验证据也支持了 Gilbert 提出的关于内含子功能的假说,认为结构基因是通过内含子序列之间的重组,将外显子聚集在一起而产生的,即内含子是原初基因重新组合过程的残留物。此外,就目前人们的认识来看,内含子还具有影响基因的表达调控;调控 RNA 的剪接;编码特定的蛋白质;保护基因家族等功能 [2] 。同属于重复基因的 rRNA 和 tRNA 在蛋白质翻译中也具有各自的功能。假基因可通过接受邻近功能基因的片段或者由于功能基因移动而获得功能。假基因与功能基因之间发生外显子交换的例证已在小鼠 ψ a3 中有所发现 [3] 。一些单个核苷酸被置换后,也许不能改变氨基酸的类型,但它通过化学键对邻近核苷酸的作用是不容忽视的。它能改变邻近核苷酸的置换率。因此,我认为将一些基因突变定义为绝对中性是欠妥当的。
染色体畸变包括染色体结构和数目的变化,它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。染色体畸变牵涉到 DNA 分子上较大范围内的变化,影响基因间的连锁和交换,改变基因表达的方式,产生生殖隔离机制,加速物种分化的过程等。
1.2 基因重组
病毒的进化很难用渐进突变累积来解释,病毒与宿主或其它病毒之间的基因重组引起的飞跃式突变起了很大的作用 [4] 。事实上,在微生物间由于转化、接合和转导引起的基因重组发生的频率比基因突变高达一万倍 [5] 。由此可见,基因重组是病毒及微生物进化的一种主要方式。对于高等生物来说通过食物摄入,有性生殖,微生物介导也能获得外源核酸,为基因重组提供必须的物质要素。张光明等人 [6] 提出微生物能有效介导基因重组,从原核生物到真核生物中广泛存在的转座作用可能是微生物介导的基因重组的一种重要方式。微生物先感染一种生物,携带上该种生物的遗传物质,再感染另一种生物,将所携带的遗传物质转移到另一种生物的基因组中。因为另一种生物本身已具有完善稳定的遗传机制,这种基因重组获得表达并固定下来的机率并不是很大,但不可否认基因重组在生物进化中起着重要作用。

从元素成分来看,在已经发现的一百一十余种化学元素中,各类生物体所必需的元素差不多都是特定的一二十种,其中C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K占了绝对多数。从分子成分来看,生物体的重要特征在于,它们基本都含有被称作生物分子的蛋白质、核酸、脂质、糖、维生素等有机物,这些有机分子在各种生物中有着相同的结构模式和功能。如一切生物的遗传物质都是DNA和RNA,生命体内其催化作用酶都是各种蛋白质,各种生物都利用高能化合物(ATP、NADH...)等,都说明生物界在化学成分上存在高度同一性。 生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起的,而是严整有序的。生命的基本单位是细胞(病毒、类病毒、朊病毒等是否属于生命范畴至今存在争论,但它们都需要在细胞结构内才能正常完成生命活动)。细胞内的各结构单元都有特定的结构和功能。生物大分子,吴努和复杂,还不是生命,只有当大分子组成一定的结构,或形成细胞这样一个有序的系统,才能表现生命。失去有序性,如将细胞打成匀浆,生命也就完结了。生物界是一个多层次的有序结构。细胞之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。每一个层次中的各个结构单元,如人体九大系统中的各器官,都有它们各自特定的结构和功能,特们的协调活动构成了复杂的生命系统。 生物能接受外界刺激而发生合目的的反应。包括感受刺激和反应两个过程。反应的结果是使生物“趋利避害”。在一滴草履虫悬液中滴一小滴醋酸,草履虫就纷纷游开;一块腐肉可以招来苍蝇;植物茎尖向光生长,这都是应激性。应激性是生物的普遍特性。但动物的应激性表现及较明显,更富有多样性。动物的感觉器官和运动器官是应激性高度发展的产物。

高中人教版生物必修一(共六章21节,实验8个, 探究实验 4个,模型建构1个)第一章:走进细胞1、从生物圈到细胞①生命的活动离不开细胞②生命体的结构和层次2、细胞的多样性和统一性(实验:使用高倍显微镜观察几种细胞) ① 观察细胞②原核细胞和真核细胞③细胞学说的建立过程第二章:组成细胞的分子1、细胞中的元素和化合物(实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质)①组成细胞的元素②组成细胞的化合物。2、生命活动的主要承担者——蛋白质①氨基酸及其种类②蛋白质的结构及其多样性③蛋白质的功能。3、遗传信息的携带者——核酸(实验:观察DNA和RNA在细胞中的分布)①核酸在细胞中的分布②核酸是由核苷酸连接而成的长链。4、细胞中的糖类和脂质①细胞中的糖类②细胞中的脂质③生物大分子以碳链为骨架。5、细胞中的无机物①细胞中的水②细胞中的无机盐第三章:细胞的基本结构1、细胞膜——系统的边界(实验:体验制备细胞膜的方法) ①细胞膜的成分②细胞膜的功能2、细胞器——系统内的分工合作(实验:用高倍显微镜观察叶绿体高中生物必修一目录 新人教版高中生物必修一目录明细和线粒体)①细胞器之间的分工②细胞器之间的协调配合③细胞膜的生物系统3、细胞核——系统的控制中心(模型建构:尝试制作真核细胞的三维结构模型)①细胞核的功能②细胞核的结构第四章:细胞的物质输入和输出1、物质跨膜运输的实例( 探究实验 :探究植物细胞的吸水和失水) ① 细胞的吸水和失水②物质跨膜运输的实例2、生物膜的流动镶嵌模型①对生物膜结构的探索历程②流动镶嵌模型的基本内容3、物质跨膜运输的方式①被动运输②主动运输第五章:细胞的能量供应和利用1、降低化学反应活化能的酶( 探究实验 :探究影响酶活性的条件) ① 酶的作用 和本质②酶的特性2、细胞的能量通货——ATP①ATP分子中具有高能磷酸键②ATP和ADP可以相互转化③ATP的利用3、ATP的主要来源——细胞的呼吸( 探究实验 :探究酵母菌细胞呼吸的方式)①细胞呼吸的方式-------有氧呼吸和无氧呼吸②细胞呼吸原理的应用4、能量之源——光与 光和作用 (实验:绿叶中色素的提取和分离探究实验 :探究环境因素对光合作用强度的影响)①捕获光能的色素和叶绿体的结构高中生物必修一目录 新人教版高中生物必修一目录明细②光合作用的探究历程、原理和应用③化能合成作用第六章:细胞的生命历程1、细胞的增殖(实验:细胞大小与物质运输的关系实验:观察根尖分生组织细胞的有丝分裂)①细胞不能无限长大②细胞通过分裂进行增殖----有丝分裂、无丝分裂2、细胞的分化①细胞分化及其意义②细胞的全能性3、细胞的衰老和凋亡①细胞衰老的特征② 细胞的凋亡 (细胞编程性死亡)4、细胞的癌变①癌细胞的主要特征②致癌因子

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  • 生物与人类的关系
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