《初中生物学》课件

初中生物学欢迎来到初中生物学课程！本课程是基于人教版、北师大版及苏教版教材内容整合的全面生物学知识体系，专为初一至初三学生设计我们将带您探索生物学基础知识、人体结构、生态系统和生物进化等精彩主题，引导您了解生命科学的奇妙世界通过本课程，您将掌握初中阶段所需的全部生物学知识，培养科学思维和探究能力让我们一起开启这段生物学探索之旅，发现生命的奥秘与美丽！课程概述课程设置初中生物学课程覆盖七年级至九年级，通过循序渐进的教学内容，帮助学生建立完整的生物学知识框架课程分为七大部分生命的基本特征、植物的世界、动物的多样性、人体与健康、生态系统、生物的遗传与变异、生物的进化学习目标培养学生对生物现象的观察能力、实验探究能力和科学思维能力建立正确的生命观、健康观和环境保护意识掌握生物学的基本概念、原理和方法，理解生物学与日常生活的紧密联系重点难点课程重点包括细胞结构与功能、光合作用与呼吸作用、人体系统协调、生态系统与环境保护、遗传变异与进化等内容这些概念既是学习难点，也是中考考察的重点内容，需要特别关注学习策略结合观察实验与理论学习，注重概念理解与实际应用相结合培养细致的观察习惯和严谨的实验态度，通过绘图、笔记和讨论等多种方式巩固知识，形成完整的知识网络第一部分生命的基本特征生长发育新陈代谢生物体通过细胞分裂和分化，体积增大、结生物体不断与外界环境进行物质和能量交构完善，最终形成完整个体如蝴蝶的完全换，包括合成代谢和分解代谢两个相反而统变态发育过程卵幼虫蛹成虫→→→一的过程这是维持生命活动的基础，如植物的光合作用和呼吸作用应激性生物体对外界刺激产生相应反应的能力如向日葵的向光性、眼睛对光的感应、肌肉对神经信号的收缩反应等自我调节遗传与变异生物体通过各种调节机制维持体内环境的相生物体将自身特征传递给后代，同时也会产对稳定，如人体的体温调节、血糖调节等生一定程度的变化这使生物既能保持稳定这是生命系统能够稳定运行的关键性，又能适应环境变化，推动生物进化生命的物质基础基本元素组成生物体主要由碳C、氢H、氧O、氮N、磷P、硫S等元素组成其中C、H、O、N是构成生物大分子的主要元素，占生物体干重的96%以上这些元素通过化学键形成各种生命必需的有机物水的重要作用水是生命活动的必需物质，占生物体重量的65%-90%水具有良好的溶解性、较高的比热容和表面张力，是生物体新陈代谢的场所和参与物，也是维持生物体稳定的重要因素生物大分子蛋白质是生命活动的主要承担者，具有催化、运输、防御等功能；核酸DNA和RNA负责遗传信息的储存和表达；糖类是能量来源和结构物质；脂质是细胞膜的主要成分和能量储备结构与功能生物大分子的特定结构决定其功能蛋白质的空间结构决定其功能；DNA的双螺旋结构保证了遗传信息的稳定传递；细胞膜的流动镶嵌模型使其既有选择透过性又有流动性细胞的发现显微镜的发明1590年，荷兰人詹森父子发明了第一台复式显微镜，为微观世界的观察奠定了基础显微技术的发展极大地推动了生物学的进步，使人类得以窥探生命的微观结构罗伯特·胡克的发现1665年，英国科学家罗伯特·胡克利用自制显微镜观察软木切片，发现其由许多小室构成，他将这些小室命名为细胞Cell这是人类首次记录细胞结构，开启了细胞研究的新纪元列文虎克的贡献1676年，荷兰商人列文虎克用单镜片显微镜首次观察到了活的单细胞生物，如细菌、原生动物等他详细记录了这些小动物的形态和行为，极大拓展了人类对微生物世界的认识细胞学说的建立1838年至1839年，德国科学家施莱登和施旺分别提出植物和动物都由细胞构成的观点，共同创立了细胞学说随后，魏尔啸补充提出细胞来源于细胞，完善了细胞学说的内容细胞的基本结构细胞膜细胞质细胞核植物与动物细胞的差异细胞膜是由磷脂双分子层和细胞质是细胞内充满的半流细胞核是真核细胞的控制中植物细胞特有结构细胞壁蛋白质构成的选择性屏障，动性胶状物质，是细胞代谢心，内含遗传物质细（提供支持和保护）、叶绿DNA控制物质进出细胞它具有活动的主要场所细胞质中胞核通过调控基因表达控制体（进行光合作用）、液泡选择透过性，允许某些物质含有多种细胞器，如线粒体细胞活动，决定细胞的性（贮存物质、维持细胞形通过而阻止其他物质细胞（能量转换站）、内质网状植物和动物细胞都有细态）动物细胞特有结构膜还参与细胞间的识别和信（蛋白质加工和脂质合胞核，而细菌等原核生物没中心体（参与细胞分裂）、号传递，是细胞与外界环境成）、高尔基体（物质运输有膜包围的细胞核溶酶体（细胞内消化）这交流的桥梁和分泌）等，它们共同维持些差异反映了植物和动物的细胞的正常功能生活方式与代谢特点单细胞生物草履虫变形虫单细胞生物的多样性草履虫是典型的原生动物，全身被纤毛覆变形虫没有固定形态，通过伸出伪足进行除了草履虫和变形虫，单细胞生物还包括盖，依靠纤毛的摆动来运动和获取食物运动和捕食其细胞质分为外透明的外质眼虫（既能光合作用又能捕食）、酵母菌它具有完整的细胞结构，包括大、小核，和内部颗粒状的内质变形虫通过吞噬作（真菌）、细菌（原核生物）等多种类收缩泡和食物泡等草履虫能通过二分裂用摄取食物，形成食物泡进行消化，展示型它们适应了从淡水到海洋，从土壤到进行无性生殖，也能通过接合作用进行有了单细胞生物如何在一个细胞内完成所有人体内的各种环境，展现了惊人的适应能性生殖，展现了单细胞生物的复杂生命活生命活动力和生存策略动细胞分裂细胞分裂的意义细胞分裂是生物体生长发育的基础，也是生物繁殖的必要条件单细胞生物通过细胞分裂实现种群数量的增加；多细胞生物则依靠细胞分裂完成个体发育、组织更新和生殖细胞分裂确保了遗传物质的准确传递，维持了生物的遗传稳定性有丝分裂的过程有丝分裂包括间期和分裂期分裂期又分为前期（染色体凝聚，核膜消失）、中期（染色体排列在赤道板上）、后期（染色单体分离向两极移动）和末期（染色体去凝聚，核膜重建，细胞质分裂）整个过程确保了遗传物质的精确分配染色体的结构与功能染色体由和蛋白质组成，是遗传信息的载体人体细胞含有对DNA23染色体，其中对为常染色体，对为性染色体染色体数目和形态在221不同物种间有差异，但同一物种的体细胞中染色体数目通常保持不变，这是物种稳定性的保证细胞怎样构成生物体细胞细胞是生物体结构和功能的基本单位，包括上皮细胞、肌肉细胞、神经细胞等不同类型，各具特定功能组织结构和功能相似的细胞及其间质组成组织，如上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织器官多种组织按一定方式结合形成器官，如心脏、肝脏、肺等，完成特定生理功能系统功能相关的器官组成系统，如消化系统、循环系统、神经系统等，协同工作维持生命活动生物体各系统相互协调，共同构成完整的生物个体，形成统一的整体第二部分植物的世界被子植物地球上分布最广、数量最多的种子植物，具有花、果实和种子裸子植物种子裸露，没有果实包被，如松树、银杏蕨类植物有维管组织但无种子，以孢子繁殖苔藓植物简单的非维管植物，喜湿润环境藻类结构简单的光合生物，主要生活在水中种子植物的基本结构根茎植物的地下部分，主要功能是固定植物、吸收水分和无机盐，有时连接根和叶的器官，支撑植物体，运输水分和养分茎的结构包括还储存养分根的结构包括根尖、根毛区和成熟区根尖由根冠、节、节间和芽，其中维管束负责运输功能某些植物的茎还可以进分生区、伸长区和成熟区组成，其中分生区的细胞分裂能力强，是行光合作用或储存养分，如仙人掌的肉质茎、马铃薯的地下茎根生长的基础叶花、果实和种子植物的主要光合器官，通过气孔进行气体交换和蒸腾作用叶片由花是植物的生殖器官，由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊组成通过授粉表皮、叶肉和叶脉组成叶肉中的栅栏组织和海绵组织含有大量叶和受精，花发育成果实，种子则包含有胚和胚乳种子的传播方式绿体，是光合作用的主要场所多种多样，反映了植物对环境的适应植物的光合作用光能捕获水分解叶绿素分子捕获太阳能，激发电子进入水分子被分解，释放氧气，提供电子和高能态氢离子能量转换碳固定光能转化为化学能，形成和ATP二氧化碳被还原合成有机物，储存能量NADPH植物的呼吸作用过程阶段发生场所主要反应能量变化糖酵解细胞质基质葡萄糖丙酮酸产生少量→ATP柠檬酸循环线粒体基质丙酮酸产生、→CO₂+H₂O NADHFADH₂电子传递链线粒体内膜氧化还原反应产生大量ATP植物的生殖开花花是植物的生殖器官，包含雄蕊（产生花粉）和雌蕊（含有胚珠）授粉花粉从花药传到柱头，可通过风力、昆虫等媒介受精花粉管生长，精细胞与卵细胞结合形成受精卵果实与种子形成子房发育成果实，胚珠发育成种子种子萌发适宜条件下，种子吸水膨胀，胚发育成新植株植物的生长发育个种35主要生长区主要植物激素植物通过顶端分生组织（根尖和茎生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落尖）和侧生分生组织（形成层）实现酸和乙烯调控植物生长发育过程生长20%向光生长比例向光侧茎干细胞伸长速度可比背光侧快约，导致向光弯曲现象20%植物的应答第三部分动物的多样性无脊椎动物脊椎动物演化历程无脊椎动物是动物界中脊椎动物是具有脊柱的动物从水生到陆生，从种类最多、分布最广的动物，包括鱼类、两栖变温到恒温，从卵生到类群，约占动物界总种类、爬行类、鸟类和哺胎生，经历了漫长的演数的以上主要包乳类虽然种类相对较化历程这一过程伴随95%括原生动物、海绵动少，但形态结构复杂，着身体结构和生理功能物、腔肠动物、扁形动适应性强，在生态系统的不断完善，适应性的物、线形动物、环节动中占据重要地位人类不断增强，体现了生物物、软体动物、节肢动属于脊椎动物中的哺乳进化的总趋势物和棘皮动物等门类纲灵长目腔肠动物与扁形动物水螅的基本结构扁形动物的特征水螅是典型的腔肠动物，具有简单的管扁形动物门的代表如涡虫和血吸虫，其状体型，一端是口，周围有触手，另一特点是体型扁平，具有背腹分化，呈两端封闭身体由外胚层和内胚层组成，侧对称它们没有体腔，内部充满实质中间有胶质层水螅的特点是具有辐射性组织消化系统只有一个开口对称体制，体腔内部有单一的消化腔，（口），没有肛门，属于不完全消化系称为腔肠统许多扁形动物是寄生虫，如血吸虫可寄水螅的触手上有刺细胞，用于捕食和防生在人体血管中，造成血吸虫病它们御它可以通过出芽方式进行无性繁通常具有复杂的生活史，需要一个或多水螅的触手可伸缩，刺细胞能迅速放出殖，也能进行有性生殖水螅展示了较个中间宿主才能完成生活周期防治这刺丝捕获猎物水螅虽然结构简单，但为原始但高效的生活方式，适应了水生类寄生虫病需要切断其生活史中的关键已具备了相对完整的神经系统，能对环环境环节境刺激做出反应它能附着于水生植物上，也能缓慢移动，展现了腔肠动物的基本生活特征环节动物与软体动物蚯蚓的环节结构蚯蚓是环节动物的典型代表，其体表分为许多相似的环节，每个环节内有独立的体腔和一套完整的器官系统这种结构使蚯蚓能够实现蠕动式运动，适应土壤中的穿行蚯蚓具有完整的消化道，有口和肛门，消化系统分化程度高环节动物的适应特征环节动物具有真体腔，使内脏器官能自由活动，提高了运动效率其闭合式循环系统可以高效输送氧气和营养物质环节动物的神经系统呈梯状排列，有明显的头部神经节，体现了向头端集中的趋势水生环节动物如沙蚕具有鳃，陆生的如蚯蚓通过湿润的皮肤进行气体交换软体动物的主要类群软体动物是种类繁多的无脊椎动物门，主要包括腹足类（如蜗牛）、双壳类（如贝类）和头足类（如章鱼、鱿鱼）它们的共同特征是具有软体、外套膜和贝壳部分种类退化软体动物通常有发达的内脏团、外套腔和足，适应了多种生活环境贝类和头足类的经济价值贝类是重要的水产养殖对象，如牡蛎、扇贝、蛤蜊等提供丰富的蛋白质来源珍珠贝能产生珍珠，是珠宝业的重要原料头足类如章鱼、鱿鱼、墨鱼等是营养丰富的海产品，也是海洋食物链中的重要一环研究软体动物的环境适应性对于水产养殖和环境监测都有重要意义节肢动物基本特征昆虫纲节肢动物是地球上种类最多、分布最广的动物昆虫是陆地上最成功的动物类群，特点包括门，其共同特征包括体表有几丁质外骨骼体分头、胸、腹三部分••身体分节，各节有关节连接胸部有三对足和通常有两对翅••附肢成对，分节，有关节具有复眼和触角••具有开放式循环系统通过气管系统呼吸••甲壳纲蛛形纲包括虾、蟹、龙虾等水生节肢动物蜘蛛、蝎子等属于蛛形纲，特征包括体表有硬壳保护体分头胸部和腹部两部分••有两对触角有四对步足••通过鳃呼吸无触角和复眼••多为水生，少数适应陆地多为肉食性，有的有毒腺••昆虫的生殖和发育昆虫的生殖完全变态发育不完全变态发育昆虫通常为雌雄异体，通过有性生殖方完全变态发育的昆虫（如蝴蝶、蜜蜂、不完全变态发育的昆虫（如蝗虫、蟋式繁殖雄性产生精子，雌性产生卵甲虫等）经历四个截然不同的阶段卵蟀、蝉等）经历三个发育阶段卵若→子，受精后形成受精卵某些昆虫如蚜幼虫蛹成虫幼虫和成虫在形态、虫成虫若虫外形与成虫相似，但体→→→→虫可以进行孤雌生殖，不需要受精即可构造和生活习性上差异很大，常占据不型较小，无翅或翅发育不完全，生殖器发育成新个体昆虫的繁殖力通常很同的生态位，减少了种内竞争蛹期是官未发育成熟若虫通过多次蜕皮逐渐强，一只雌蝗虫一生可产个一个重要的转变阶段，幼虫的组织被大发育成为成虫若虫和成虫生活环境和200-300卵，家蝇可产卵个，蚁后每天量分解，重新组织成成虫的器官和组食物来源通常相似500-600可产数千个卵织鱼类与两栖动物爬行动物与鸟类爬行动物的适应特征鸟类的飞行适应爬行动物是真正适应陆地生活的脊鸟类是唯一具有羽毛的脊椎动物，椎动物，它们的身体被角质鳞片覆其身体结构高度适应飞行前肢演盖，防止水分蒸发卵生并产羊膜变为翅膀；骨骼轻空化；胸肌发卵，卵内有丰富的卵黄和多层保护达，连接于突出的龙骨突；具有高膜，能在陆地上发育爬行动物是效的单向流通气系统鸟类是恒温变温动物，体温随环境温度变化，动物，体温维持在左右，代40℃因此多分布在温暖地区主要类群谢率高，为飞行提供能量支持羽包括蛇、龟、鳄和蜥蜴等毛不仅用于飞行，还具有保温、防水和求偶显示等功能恐龙与鸟类的进化关联现代古生物学研究表明，鸟类是兽脚亚目恐龙的后代，与霸王龙等肉食恐龙有近缘关系化石证据显示，许多恐龙具有羽毛或羽毛前体结构，如始祖鸟化石表现出爬行动物和鸟类的过渡特征鸟类与恐龙的亲缘关系证据包括解剖学特征、胚胎发育模式和分子生物学数据，支持生物进化的连续性哺乳动物第四部分人体与健康整体观念人体是一个统一的整体，各系统相互协调，共同维持生命活动健康因素遗传、环境、生活方式和医疗服务共同影响人体健康状态生活习惯合理饮食、适量运动、充足睡眠和积极心态是维持健康的基础预防原则预防疾病比治疗更经济有效，应注重疾病的早期预防和干预人体的营养蛋白质碳水化合物脂肪蛋白质是构成人体组织的基本物碳水化合物是人体主要能量来源，脂肪是高能量营养素，也是脂溶性质，参与细胞生长、修复和免疫功应占总能量摄入的50-65%复合维生素的载体和细胞膜的组成部能成人每天需要摄入约1-

1.5克/千碳水化合物（如全谷物、豆类）比分应限制脂肪摄入量在总能量的克体重的蛋白质优质蛋白来源包精制碳水化合物更健康，因为它们20-30%，其中饱和脂肪应少于括鱼、肉、蛋、奶、大豆等蛋白含有更多膳食纤维和营养素，可以10%不饱和脂肪酸（特别是ω-3质不足会导致生长迟缓、抵抗力下稳定血糖水平膳食纤维虽不能被脂肪酸）对心脑血管健康有益植降，过量则增加肾脏负担人体消化吸收，但对维持肠道健康物油、鱼油含有较多不饱和脂肪非常重要酸，而动物脂肪多含饱和脂肪酸维生素与矿物质维生素和矿物质是人体必需的微量营养素，参与多种生理功能调节维生素分为脂溶性（A、D、E、K）和水溶性（B族、C）两类钙、铁、锌、碘等矿物质对骨骼发育、造血、免疫和内分泌功能至关重要多样化饮食可以满足多数维生素和矿物质需求消化和吸收口腔消化食物在口腔中被牙齿机械性地粉碎，同时与唾液混合唾液中的淀粉酶开始分解多糖，使部分淀粉转化为麦芽糖咀嚼还刺激味觉感受器，促进胃液分泌，为下一步消化做准备胃部消化食物经食管进入胃后，在胃蠕动的作用下与胃液充分混合胃液含有盐酸和胃蛋白酶，pH值约为2，能杀死大部分细菌并开始分解蛋白质胃黏膜分泌的黏液形成保护层，防止胃液对胃壁的消化作用小肠消化与吸收食物在小肠中与胰液、胆汁和肠液混合，进行最彻底的消化胰液含多种消化酶，可分解三大营养物质；胆汁乳化脂肪，促进脂肪消化小肠绒毛和微绒毛极大增加了吸收面积，使营养物质高效吸收入血液和淋巴系统大肠吸水与排泄未被消化吸收的食物残渣进入大肠，在这里主要进行水分和电解质的吸收大肠中有大量共生细菌，它们分解部分纤维素，产生维生素K和B族维生素食物残渣最终形成粪便，通过肛门排出体外呼吸系统呼吸道的结构与功能肺的结构与气体交换呼吸运动的调节呼吸道包括鼻腔、咽、喉、气管、支气肺位于胸腔内，由支气管、肺泡和肺泡呼吸运动是由膈肌和肋间肌的周期性收管等，它们共同形成空气通道鼻腔内毛细血管网组成肺泡是气体交换的主缩舒张引起的吸气时，膈肌和外肋间有绒毛和黏液，能过滤、温暖和湿润吸要场所，人体约有亿个肺泡，总表面积肌收缩，胸腔扩大，肺扩张，气压降3入的空气喉部有声带，可以发声气可达平方米肺泡壁和毛细血管低，空气流入；呼气时肌肉舒张，胸腔70-100管和支气管内壁有纤毛上皮和杯状细壁均为单层扁平上皮细胞，气体交换通缩小，肺回缩，气压升高，空气流出胞，纤毛摆动能将黏液和异物向上输送过简单扩散完成，氧气从肺泡进入血呼吸中枢位于脑干，能自动发放神经冲至咽部，然后通过咳嗽或吞咽排出体液，二氧化碳从血液进入肺泡动，同时也受血液中二氧化碳浓度、pH外，这是呼吸道的自净作用值和情绪状态的影响血液循环系统排泄系统肾单位过滤肾小球过滤血浆形成原尿肾小管重吸收重吸收水分、葡萄糖和电解质肾小管分泌分泌和某些药物代谢产物H+集合管浓缩在抗利尿激素作用下重吸收水分形成尿液通过输尿管排入膀胱储存后排出神经系统神经系统的分级结构神经系统按照解剖位置分为中枢神经系统（脑和脊髓）和外周神经系统（脑神经和脊神经）；按照功能可分为躯体神经系统（控制随意运动）和自主神经系统（控制内脏活动）自主神经又分为交感神经（兴奋性，应对紧急情况）和副交感神经（抑制性，恢复能量）这种分级结构使神经系统能够协调控制全身活动神经元的结构与功能神经元是神经系统的基本结构和功能单位，由胞体、树突和轴突组成树突接收信息，胞体整合信息，轴突传导并传递信息神经元之间通过突触连接，神经冲动到达轴突末梢后，释放神经递质，作用于下一个神经元或效应器人脑中约有860亿个神经元，形成复杂的神经网络神经冲动的传导神经冲动是沿着神经纤维传播的电信号，本质是细胞膜上离子的跨膜运动导致的电位变化静息状态下，神经元内外存在电位差（约-70mV）；当刺激达到阈值时，钠通道开放，钠离子内流，形成动作电位（约+30mV）；随后钾通道开放，钾离子外流，使膜电位恢复这一过程沿轴突逐步传播，形成神经冲动中枢神经系统的功能分区大脑皮层分为额叶（运动、思维）、顶叶（体感）、颞叶（听觉、语言）和枕叶（视觉），不同区域负责不同功能脑干控制基本生命活动如呼吸、心跳小脑协调运动和平衡脊髓连接大脑和身体，传导神经冲动并参与某些反射活动不同区域通过神经束和神经通路相互连接，形成复杂的功能网络神经调节的基本方式感受器接收刺激并产生神经冲动传入神经将神经冲动从感受器传向中枢神经中枢分析信息并产生反应指令传出神经将神经冲动从中枢传向效应器效应器执行指令产生相应反应内分泌系统内分泌腺主要激素主要功能垂体生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素等控制生长发育、调节其他内分泌腺甲状腺甲状腺素调节代谢率、促进生长发育胰腺胰岛素、胰高血糖素调节血糖水平肾上腺肾上腺素、糖皮质激素应对应激、调节代谢性腺雌激素、睾酮发育生殖器官、维持第二性征人体对外界环境的感知视觉听觉其他感觉眼睛是视觉感受器，由眼球、视神经和眼附属耳朵分为外耳、中耳和内耳三部分声波经外嗅觉鼻腔上部的嗅上皮含有嗅细胞，能感知器组成光线通过角膜、瞳孔、晶状体折射，耳道传至鼓膜，引起鼓膜振动；中耳听小骨气态化学物质味觉舌面的味蕾感受溶解在在视网膜上形成倒立缩小的实像视网膜上有（锤骨、砧骨、镫骨）将振动放大并传至内唾液中的化学物质，产生甜、酸、苦、咸、鲜感光细胞（视杆细胞和视锥细胞），将光信号耳；内耳耳蜗中的毛细胞将机械振动转变为神五种基本味觉触觉皮肤中分布有不同类型转换为神经冲动，通过视神经传至大脑视觉中经冲动，通过听神经传至大脑听觉中枢，产生的感受器，能感知触压、温度、疼痛等刺激，枢，形成视觉近视、远视、散光和色盲是常听觉前庭和半规管则是平衡和方位感受器对保护机体免受伤害至关重要见视觉缺陷人的生殖与发育男性生殖系统女性生殖系统男性生殖系统由睾丸、附睾、输精女性生殖系统包括卵巢、输卵管、管、前列腺、尿道和阴茎等组成子宫、阴道等卵巢产生卵细胞和睾丸是主要性腺，位于阴囊内，负分泌雌激素、孕激素通常每个月责产生精子和分泌睾酮精子在附排出一个成熟卵子，被输卵管伞部睾中成熟后，经输精管、射精管和接收并输送，若在输卵管内与精子尿道排出体外精液由精子和前列相遇则可能受精子宫是胎儿发育腺、精囊腺等附属腺体的分泌物组的场所，子宫内膜周期性变化形成成，为精子提供营养和适宜环境月经周期阴道连接外界，是精子入口和胎儿产道青春期变化青春期是人体从儿童向成人过渡的阶段，通常女孩岁开始，男孩岁10-1212-14开始在性激素作用下，男性出现喉结增大、声音变粗、胡须生长、肌肉发达等变化；女性则出现乳房发育、臀部变宽、月经来潮等变化双方都会出现第二性征发育、生殖器官成熟和身高迅速增长青春期也伴随情绪波动和自我认同等心理变化第五部分生态系统生产者消费者通过光合作用将光能转化为化学能的绿摄食其他生物获取能量的动物和部分微色植物和部分微生物生物非生物环境分解者4包括阳光、空气、水、土壤等支持生命分解死亡生物和废物的真菌和细菌，使活动的物质基础物质循环利用生物与环境的关系种种52主要环境因素生态适应方式光照、温度、水分、空气和土壤是影生物通过形态适应（如仙人掌的肉质响生物生存和分布的关键非生物因素茎）和行为适应（如动物冬眠）来应对环境变化℃±10人类温度耐受范围人体能在环境中较为舒适地20-30℃生存，低于或高于此范围需借助外力维持体温种群与群落种群的基本特征群落的结构与功能生物间的相互关系种群是同一物种个体在一定时间和空间群落是一定区域内所有种群的集合，具生物间的相互关系包括竞争（争夺共同内的集合，具有一定的数量、密度、分有物种组成、空间结构（垂直分层和水资源）、捕食（一方以另一方为食）、布格局和年龄结构种群数量变化受出平分布）和时间动态等特征群落结构寄生（一方从另一方获益而对其有生率、死亡率、迁入率和迁出率影响，反映了生物对环境的适应和物种间的相害）、共生（互利共生、偏利共生和共表现为种群增长和波动种群密度过高互关系植物群落的垂直结构通常包括栖）等这些关系是长期共同进化的结会导致资源竞争加剧，从而通过密度制乔木层、灌木层、草本层和地被层，形果，维持着群落的动态平衡如植物与约作用控制种群规模成不同的生态位，减少物种间的竞争传粉昆虫的互利共生，既有利于昆虫获取食物，又帮助植物完成传粉生态系统的能量流动生态系统的物质循环生物多样性及其保护生物多样性的三个层次生物多样性包括基因多样性（同一物种内基因变异）、物种多样性（生态系统中物种的丰富度）和生态系统多样性（不同类型生态系统的多样化）三个层次相互关联，共同构成了地球生命系统的复杂网络热带雨林和珊瑚礁是生物多样性最丰富的生态系统，被称为生物多样性热点生物多样性的价值与意义生物多样性具有直接经济价值（食物、药物、工业原料等）、生态价值（维持生态平衡、调节气候、净化环境等）、科学价值（为科学研究提供素材）和美学价值（自然景观和文化价值）生物多样性是人类生存和可持续发展的基础，每个物种都是不可替代的自然资源生物多样性面临的威胁栖息地破坏（森林砍伐、湿地填埋等）、环境污染（水污染、土壤污染、空气污染）、过度捕猎和采集、外来物种入侵、气候变化等是导致生物多样性减少的主要原因目前，全球物种灭绝速率是自然灭绝率的100-1000倍，每年有数千种生物灭绝，生物多样性危机日益严重生物多样性保护策略就地保护（建立自然保护区、国家公园等）、迁地保护（植物园、动物园、种子库等）、立法保护（保护濒危物种的法律法规）、可持续利用（控制开发强度，维持资源再生能力）是生物多样性保护的主要策略全球性合作（如《生物多样性公约》）和公众教育也是保护生物多样性的重要手段人类活动对生态环境的影响环境污染生态破坏全球环境问题人类活动产生的废气、废水、废物和噪声等对过度开发利用导致的生态系统结构和功能破全球气候变化、臭氧层破坏、酸雨、海洋污染环境造成的污染，主要包括大气污染（工业排坏，如森林砍伐、草原退化、湿地萎缩、土地等跨越国界的环境问题温室气体排放导致全放、机动车尾气）、水污染（工业废水、生活荒漠化等生态破坏导致生物栖息地丧失，生球变暖，引起冰川融化、海平面上升、极端天污水）、土壤污染（农药、重金属）和噪声污态系统服务功能下降，物种灭绝速率加快如气事件增加；臭氧层破坏增加了紫外线辐射，染等环境污染不仅危害生物健康，还破坏生热带雨林砍伐导致大量物种灭绝，同时减弱了危害生物健康；酸雨破坏森林和水生生态系态平衡，影响生物多样性，最终危及人类自森林的碳汇功能统；塑料污染威胁海洋生态这些问题需要全身球合作共同应对第六部分生物的遗传与变异孟德尔时代年，孟德尔通过豌豆杂交实验发现遗传的基本规律，奠定了遗传1866学基础2染色体学说年，萨顿和博韦里提出染色体是遗传物质载体的理论，解释了遗1902传的细胞学基础3DNA结构发现年，沃森和克里克发现双螺旋结构，揭示了遗传物质的分1953DNA子基础基因工程时代世纪年代起，重组技术发展，开启了基因操作和遗传修饰2070DNA的新纪元基因控制生物的性状13基因的本质是DNA片段DNA的结构特点基因表达的过程基因是分子上控制生物性状的是由两条相补的多核苷酸链构基因表达是信息转化为蛋白质DNA DNADNA特定片段，由脱氧核苷酸序列组成成的双螺旋结构每条链由脱氧核苷的过程，包括转录和翻译两个主要步人类基因组约含有万个基因，分酸连接而成，核苷酸包含磷酸基团、骤转录是信息转录为信使

2.5DNA布在对染色体上基因包含编码脱氧核糖和含氮碱基（、、、；翻译是信使上的遗传密23A T G RNARNA区和非编码区，编码区的核苷酸序列）总是与配对，总是与配码翻译成蛋白质蛋白质是执行生命C ATGC决定了蛋白质的氨基酸序列对，这种特定的碱基配对是复功能的主要物质，如酶、抗体、激素DNA制和遗传信息传递的基础等，直接决定生物性状基因的显性和隐性基因在亲子代间的传递减数分裂生殖细胞形成过程中，染色体数目减半的特殊细胞分裂方式减数分裂包括两次连续的细胞分裂，第一次分裂中同源染色体分离，第二次分裂中姐妹染色单体分离减数分裂确保受精后子代的染色体数目与亲代相同，维持物种的染色体稳定性基因重组减数分裂第一次分裂前期，同源染色体配对时发生的DNA片段交换现象基因重组增加了遗传变异，使后代在基因组合上不同于亲代交叉互换的频率与两基因间的距离成正比，这是基因连锁图谱构建的基础配子形成通过减数分裂形成的含单倍体染色体组的生殖细胞植物的配子是花粉和卵细胞，动物的配子是精子和卵细胞由于同源染色体的自由组合和基因重组，理论上一个个体可产生2^23种不同的配子，这是生物遗传多样性的重要来源受精作用精子与卵细胞结合形成受精卵的过程受精恢复了二倍体染色体数，并将来自父母双方的遗传物质结合在一起由于不同基因组合的巨大可能性，除同卵双胞胎外，几乎不可能有两个完全相同的个体，这保证了生物的遗传多样性人的性别遗传性染色体的结构特点性别决定的机制伴性遗传疾病人类有对染色体，其中对为常染色人类性别在受精时就已确定，取决于精染色体上的基因突变可导致伴性遗传2322X体，对为性染色体女性具有两条染子携带的是还是染色体如果精子病，如红绿色盲、血友病等这些疾病1X X Y X色体，男性具有一条染色体和一与卵子结合，形成受精卵，发育为女在男性中表现率高于女性，因为男性只XX XXX条染色体染色体较大，含有约性；如果精子与卵子结合，形成受有一条染色体，隐性突变即可表现；而Y XY XY XYX个基因；染色体较小，仅含有约精卵，发育为男性理论上，男女出生女性有两条染色体，需要两条染色体都1000YX个基因染色体上的基因是决比例应为，但实际上男婴出生率略高携带突变才表现疾病这种遗传方式呈80Y SRY1:1定男性性别分化的关键基因（约），可能与精子的存活率现出特殊的家族谱系特征母亲是携带105:100Y和竞争力有关者，儿子患病，但父亲不能将疾病传给儿子生物的变异变异的类型变异按遗传性分为非遗传变异和遗传变异非遗传变异（如晒黑的皮肤）是环境因素导致的、不能遗传的表型改变遗传变异是基因或染色体水平的改变，能够遗传给后代，是进化的原材料遗传变异又可分为基因突变（点突变）、染色体变异（结构和数目变异）和基因重组基因突变与染色体变异基因突变是DNA分子特定位点核苷酸序列的改变，如碱基对替换、插入或缺失染色体变异包括结构变异（片段缺失、重复、倒位、易位）和数目变异（整倍体和非整倍体）唐氏综合征是人类常见的染色体数目异常，是由于21号染色体三体引起的大多数突变是有害的，但少数有益突变可能增强生物的适应能力变异在进化中的作用变异提供了进化的原始材料，是生物多样性的根源在自然选择作用下，有利变异使个体更适应环境并有更多繁殖机会，从而增加在种群中的频率；不利变异则会被淘汰长期积累的变异和选择导致了物种的适应性进化和新物种的形成如细菌对抗生素的抗性就是通过突变和选择获得的生物技术应用利用物理因素（X射线、紫外线）和化学因素（亚硝酸、秋水仙素等）可以诱导突变，培育具有特定性状的生物基因工程技术通过定向改变基因结构，创造出农作物新品种和医药新产品基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）能精确修改目标基因，有望用于遗传病治疗和作物改良，但也引发了生物安全和伦理问题的讨论第七部分生物的进化早期进化观念达尔文的自然选择学说现代综合进化论古希腊哲学家亚里士多德提出物种固1859年，达尔文在《物种起源》中提20世纪30-40年代，随着遗传学发定不变的概念；中世纪欧洲的创造论出了自然选择学说的核心内容生物展，科学家将达尔文学说与孟德尔遗认为生物是由神一次性创造的；18世具有变异；生物繁殖力远超环境承载传学、群体遗传学等结合，形成了现纪拉马克提出用进废退和获得性遗传力，导致生存斗争；适应环境的个体代综合进化论它强调自然选择作用的学说，虽有错误但首次系统阐述了存活并繁殖后代（适者生存）；经过于由基因突变和重组产生的变异；进生物进化的思想这些早期观念反映漫长时间，可形成新物种达尔文的化是种群基因频率的改变；种群是进了人类对生物多样性和生命起源的探理论第一次为生物进化提供了合理的化的基本单位；地理隔离等机制可导索解释机制，革命性地改变了生物学致物种形成现代综合进化论是当前主流的进化理论框架进化证据的多方面展示古生物学证据（化石记录显示生物逐渐演变）、比较解剖学证据（同源器官和退化器官）、比较胚胎学证据（不同脊椎动物胚胎发育相似）、分子生物学证据（DNA和蛋白质序列相似性）、生物地理学证据（物种分布模式）等多方面证据共同支持进化理论这些证据来自不同研究领域，相互印证，构成了支持进化的完整证据链生物进化的历程生命起源约38-40亿年前地球早期条件下，简单有机物逐渐形成复杂分子，最终形成能自我复制的原始生命最早的生命形式可能是类似于世界RNA的自我复制系统，随后演化为原核生物真核生物出现约20亿年前通过内共生作用，某些原核生物被吞噬后成为细胞器，形成了具有复杂细胞结构的真核生物线粒体和叶绿体分别来源于被3多细胞生物兴起约6亿年前吞噬的原始细菌和蓝藻多细胞生物在寒武纪大爆发期间迅速多样化，几乎所有现代动物门类在此时期出现这一阶段是生物多样性的重要拐点脊椎动物登陆约

3.6亿年前某些肺鱼演化出能支撑陆地生活的附肢，成为两栖动物，开始了脊椎动物征服陆地的历程随后爬行动物、哺乳动物和鸟类人类的进化约700万年前至今相继演化人类起源于非洲古猿，经过长期演化形成现代人智人约在20万年前出现，大脑容量增大，直立行走，发展出语言和复杂工具使用能力，成为地球上独特的物种。