《生物与生命过程》课件

生物与生命过程欢迎来到《生物与生命过程》课程本课程将带领大家深入探索生命科学的奥秘，从微观的分子结构到宏观的生态系统，全面了解生物体的结构、功能、遗传和进化过程课程共包含七大章节，涵盖生命的本质与起源、细胞结构与功能、代谢与调控机制、遗传与进化、生态与环境，以及现代生物技术发展等内容通过系统学习，你将掌握生命科学的核心概念和最新进展让我们一起开启这段探索生命奥秘的旅程！生命的定义科学界主流定义生物与非生物的本质区别生命是一种高度有序的物质存在形式，具有特定的物质组成和结生物与非生物的核心区别在于自我维持和复制能力生物体能够构从科学角度看，生命是能够进行新陈代谢、对外界刺激做出从外界获取能量和物质，进行规律性变化，并且能够产生与自身反应、能够繁殖和进化的开放系统相似的后代生命体能够通过复杂的生化反应维持自身稳定，并通过等分非生物虽然也可能有一定的规律性变化，但缺乏主动的代谢和专DNA子实现信息传递与遗传虽然定义多样，但开放系统和自我复制门的信息传递系统生物体内的分子机器和信息分子是区分生命能力是各种定义的共同点与非生命的关键特征生命的基本特征新陈代谢生物体能够从环境中摄取物质和能量，通过一系列生化反应转化为自身所需物质，并排出废物例如人体每天通过呼吸作用消耗约升氧气，产生升二氧化碳550450应激性生物对外界刺激能够做出相应反应如向日葵的向光性、变色龙的保护色变化、爬行动物的趋温性等，都是应激性的典型表现生长与繁殖生物体能够通过摄取营养物质实现个体生长发育，并通过有性或无性方式繁殖后代如蝴蝶完成卵、幼虫、蛹、成虫的完全变态，松树通过种子传播繁衍后代遗传与进化生物通过等分子将遗传信息传递给后代，同时在漫长历史中通过自然选择和基因DNA突变等机制不断进化人类基因组包含约亿个碱基对，编码约万个基因302生命的起源假说原始汤假说奥巴林与霍尔丹提出的假说认为，早期地球原始大气中的简单分子在能量作用下形成有机物，沉积在海洋中形成原始汤，进而发展出能自我复制的系统米勒尤里实验（年）通过模拟原始地球环境，成功合成了多种氨-1953基酸，为该理论提供实验支持外源理论该理论认为生命或其前体可能来自地球以外的天体科学家在陨石中发现了复杂有机分子，如多环芳烃、氨基酸等，表明宇宙中普遍存在生命基本构件然而，这一理论只是将生命起源问题转移，并未真正解释生命如何形成RNA世界假说这一当前最受支持的假说认为，最早的生命形式以为核心分子，同时具RNA有遗传信息存储和催化功能科研人员已成功实验证明某些分子（核RNA酶）确实具有自我复制能力年，科学家成功在实验室条件下观察到2024分子的自我组装和简单复制过程RNA地球上生命的多样性万亿

8702.2已知物种数量估计总物种数截至年底，科学家已经描述和命名的物种约科学家推测地球上可能存在约亿种生物，其

20232.2为万种，占地球总物种数的较小比例中绝大部分尚未被人类发现870万

1.852023年新发现物种过去一年中，全球科学家记录的新物种，包括多种深海生物和热带雨林昆虫地球上的生命形式极其丰富多样，从微小的细菌到巨大的蓝鲸，从深海热液喷口到高山冰川，几乎所有环境中都有生命存在科学家将生物界分为六大类群细菌域、古菌域和真核域（包括原生生物、真菌、植物和动物）尽管人类已经发现了数百万种生物，但我们对地球生物多样性的了解仍然非常有限据估计，热带雨林和深海环境中可能还有数以千万计的未知物种等待发现保护这些生物多样性对维持地球生态系统平衡至关重要生命的物质基础有机分子核酸1和，存储和传递遗传信息DNA RNA蛋白质2结构支持和生化反应催化脂质能量储存和细胞膜构成碳水化合物能量来源和结构组分有机分子是生命的基本构件，它们由碳、氢、氧、氮等元素组成，通过共价键形成特定的分子结构碳水化合物是最主要的能量来源，如葡萄糖可通过糖酵解和有氧呼吸释放能量；淀粉和糖原则是多糖储能物质蛋白质由氨基酸通过肽键连接而成，是生命活动的主要执行者脂质具有疏水性，构成细胞膜的主要成分，同时也是高效的能量储存形式核酸是遗传信息的载体，通过碱基配对规则复制并传递给后代，则参与蛋白质的合成过程DNA RNA水在生命中的作用溶剂作用水是优良的溶剂，能溶解多种极性物质和离子，为生化反应提供适宜的环境人体血浆中超过是水，溶解90%了各种电解质、蛋白质和代谢物结构支持水的表面张力和粘附性质对维持生物体结构至关重要植物细胞的膨压依赖于水，而体液内的水分布也影响组织弹性参与反应水直接参与多种生化反应，如光合作用中水分子被分解产生氧气，而蛋白质和多糖的水解也需要水分子参与温度调节水的比热容大，有助于缓冲温度变化；蒸发时带走大量热量，是恒温动物体温调节的重要机制水是地球生命的摇篮，也是所有生物体中含量最高的物质人体中水占总重量的，某些水母含水量高达以60-70%95%上植物、动物和微生物细胞中的生化反应几乎都在水环境中进行水分子的特殊结构决定了其独特性质氧原子与氢原子形成极性共价键，使水分子呈现明显的极性，能形成氢键这些特性赋予水较高的沸点、强大的溶解能力和优良的热传导性，为生命活动提供了稳定环境蛋白质的结构与功能一级结构二级结构氨基酸通过肽键形成的线性序列，决定蛋白质的氢键作用形成的α螺旋和β折叠等局部稳定结构基本特性四级结构三级结构多个蛋白质亚基通过非共价键结合形成的复合体多肽链在空间的三维折叠，由疏水相互作用、离子键等稳定蛋白质是生命体内功能最多样化的分子，由种基本氨基酸按特定顺序排列组成不同蛋白质的功能主要由其独特的三维结构决定，而结构又由氨基酸序列决20定聚合酶是复制的关键酶，在人体内每秒可合成约个核苷酸；而胰岛素则是调节血糖的重要激素，缺乏会导致糖尿病DNA DNA1000蛋白质可分为结构蛋白和功能蛋白结构蛋白如胶原蛋白、肌动蛋白等，提供细胞和组织的物理支持；功能蛋白则包括酶、激素、抗体等，参与代谢调控、信号传导和免疫防御等生命活动人体内约有万种不同蛋白质，各司其职，共同维持生命活动10核酸与基因DNA结构特点RNA与基因表达由脱氧核糖核苷酸组成，呈双螺旋结构每个核苷酸包含磷由核糖核苷酸组成，通常为单链结构，含有尿嘧啶代替胸DNA RNAU酸基团、脱氧核糖和四种含氮碱基（、、、）之一与、腺嘧啶主要有三种类型信使、转运A TG CA T T RNAmRNARNAtRNA与通过氢键配对，形成稳定的双链结构和核糖体，分别负责携带遗传信息、运送氨基酸和构G CRNArRNA成核糖体人类基因组约有亿个碱基对，其中编码蛋白质的部分仅占左302%右分子极长，在人体细胞中，若将所有展开，长度约达基因表达包括转录和翻译两步转录过程中，信息被转录为DNA DNA DNA米，需通过高度折叠包装在细胞核中；翻译过程中，信息被核糖体翻译成蛋白质这一中2mRNA mRNA心法则是生命活动的核心机制酶的生物催化作用底物识别酶的活性位点与特定底物结合活化反应降低反应活化能，提供适宜微环境催化转化加速反应速率达百万倍以上酶的再生酶分子本身不消耗，可重复利用酶是生物体内的催化剂，几乎所有生化反应都依赖特定酶的催化才能以足够速率进行酶通常是蛋白质分子，具有高度的底物特异性和反应专一性这种特异性由酶的三维结构决定，尤其是活性中心的构象和化学性质影响酶活性的主要因素包括温度、值、底物浓度、激活剂和抑制剂等温度升高通常会加快酶促反应速率，但超过最适温度后，酶蛋白会变性失活值影响酶和底物的pH pH电离状态，每种酶都有其最适范围底物浓度增加可提高反应速率，但达到饱和后，反应速率不再提高某些酶需要辅助因子（如辅酶、金属离子）才能发挥完全活性pH细胞理论发展史1665年细胞的发现英国科学家罗伯特胡克使用自制显微镜观察软木切片，首次发·现并命名细胞他观察到的实际上是死亡植物细胞的cell细胞壁，形如小房间，因而得名1838年植物细胞学说德国植物学家施莱登提出所有植物组织都由细胞组成他认识到细胞核在细胞中的重要性，并对植物细胞的发生进行了系统1839年动物细胞学说研究，奠定了植物细胞学的基础德国动物学家施旺将细胞理论扩展到动物界，提出所有动物组织也都由细胞组成施莱登和施旺的工作合称为细胞学说，1855年细胞连续性原理成为现代生物学的基石之一德国病理学家魏尔啸提出一切细胞来源于细胞Omnis，否定了自发生成说，完善了细胞理论的cellula ecellula20世纪显微技术革命内容电子显微镜的发明将观察精度提高到纳米级别，使科学家能够研究细胞超微结构和细胞器共聚焦显微镜、超分辨率显微镜等技术的发展进一步推动了细胞生物学的飞速发展细胞的基本结构原核细胞结构简单，无核膜和大多数细胞器，直接暴露在细胞质中典型代表为细菌和古DNA菌，大小通常在

0.5-5μm之间尽管结构简单，但原核生物在地球上分布广泛，数量惊人，仅人体内就有超过万亿个细菌细胞10真核细胞结构复杂，具有由核膜包围的细胞核和多种膜性细胞器包括动物、植物、真菌和原生生物的细胞，大小通常在10-100μm之间人体由约

37.2万亿个细胞组成，这些细胞分化为多种不同类型，执行特定功能200植物细胞特征除了一般真核细胞结构外，还具有细胞壁、叶绿体、中央液泡等特殊结构细胞壁提供物理支持，叶绿体进行光合作用，液泡储存物质并维持膨压一片普通树叶中可能包含数百万个细胞细胞是生命的基本结构和功能单位，所有生物体都由一个或多个细胞组成虽然不同类型的细胞在形态和功能上差异很大，但都遵循相似的生化原理和基本结构组织细胞大小范围广泛，从小到微米的细菌，到直径可达厘米的某些神经元和鸟类卵细胞11细胞膜与运输过程磷脂双分子层疏水尾部相对，形成屏障膜蛋白执行运输、受体和酶功能胆固醇调节膜的流动性和稳定性糖脂和糖蛋白参与细胞识别和信号传导细胞膜是细胞的边界结构，采用流动镶嵌模型构建，主要由磷脂双分子层和嵌入其中的各种蛋白质组成磷脂分子具有亲水性头部和疏水性尾部，在水环境中自发形成双层结构这种结构既保证了膜的基本隔离功能，又具有一定的流动性和选择透过性物质通过细胞膜的运输方式主要有两类被动运输和主动运输被动运输不需要消耗能量，包括简单扩散（如氧气、二氧化碳通过脂双层）、易化扩散（通过通道蛋白或载体蛋白）和渗透（水分子通过水通道蛋白）主动运输需要消耗能量，可以逆浓度梯度运输物质，如钠钾泵每消耗一个分子，可以将个ATP ATP3钠离子泵出细胞，同时将个钾离子泵入细胞2细胞核和染色质核膜与核孔染色质结构细胞核被双层核膜包围，上有众多核孔复合染色质由和蛋白质组成，是遗传信息的载DNA体核孔直径约纳米，允许小分子自由通体基本结构单位是核小体，由缠绕组蛋9DNA过，而大分子需要特定信号序列引导人类白八聚体形成人类细胞中的总长约DNA2细胞核上分布着约个核孔，负责调米，通过多级盘绕和折叠包装在直径仅微米3000-40006控物质进出细胞核的细胞核内核仁功能核仁是细胞核内最显著的亚结构，是核糖体合成的场所在这里，基因被转录，并与蛋白质rRNA组装成核糖体亚基活跃分裂的细胞通常有较大的核仁，反映其旺盛的蛋白质合成能力细胞核是真核细胞最显著的特征之一，也是遗传信息的主要储存和表达场所细胞核内的并非杂DNA乱无章地分布，而是以高度有序的方式组织成染色质在细胞分裂间期，大部分染色质呈现松散的常染色质状态，便于基因表达；而高度压缩的异染色质则基因表达活性较低的转录过程在细胞核中进行，新合成的需要经过加帽、剪接和多聚腺苷酸化等加工步骤，然mRNA mRNA后才能通过核孔复合体输送到细胞质中参与蛋白质合成细胞核的大小和形态与细胞类型和功能密切相关，例如，免疫系统中的浆细胞具有特别显著的核仁，对应其旺盛的抗体合成能力线粒体与能量代谢能量效率有氧呼吸过程有氧呼吸效率极高，一分子葡萄糖完全氧化可产结构特点有氧呼吸分为三个主要阶段

①糖酵解发生在生理论最大值分子实际约，远高于38ATP30-32线粒体具有独特的双层膜结构外膜相对光滑，细胞质中，将葡萄糖分解为丙酮酸；

②三羧酸循无氧呼吸人体每天约消耗的2ATP50-75kg具有孔蛋白，允许小分子自由通过；内膜高度折环发生在线粒体基质中，将丙酮酸彻底氧化为，但由于循环利用，实际存在量仅约ATP ATP叠形成嵴，表面积大，镶嵌有大量呼吸链复合体二氧化碳，同时产生还原性辅酶NADH和FADH₂；100g健康成人每天通过有氧呼吸消耗约500升和ATP合成酶内膜与外膜之间形成膜间隙，而

③电子传递链和氧化磷酸化发生在线粒体内膜氧气，产生约升二氧化碳450内膜包围的空间称为基质，含有线粒体DNA和各上，电子沿呼吸链传递，同时将氢离子泵入膜间种酶类隙，形成质子梯度，驱动合成ATP叶绿体与光合作用叶绿体是植物和藻类细胞中进行光合作用的专门细胞器，具有双层膜结构内部充满基质液，基质中含有扁平囊状的类囊体膜系统，类囊体可堆叠形成基粒叶绿素主要分布在类囊体膜上，负责捕获光能一个典型的叶肉细胞中可能含有个叶绿体20-100光合作用是将光能转化为化学能的过程，可分为光反应和暗反应两个阶段光反应发生在类囊体膜上，光能被叶绿素吸收后，激发电子沿电子传递链传递，同时水分子被分解产生氧气，并形成和暗反应卡尔文循环发生在基质中，利用光反应产生的和ATP NADPHATP将二氧化碳固定为有机物光合作用的总体化学方程式为光能NADPH6CO₂+12H₂O+→C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O细胞周期与有丝分裂S期G2期复制，染色体数量加倍，持续约小进一步生长，合成分裂所需蛋白，持续约DNA6-8时小时4-6G1期M期细胞生长，合成蛋白质和细胞器，时长差异大有丝分裂和胞质分裂，持续约小时12细胞周期是指细胞从一次分裂完成到下一次分裂完成的整个过程，包括间期、、和分裂期期整个周期受多重检查点严格控制，确保复制准确无误且细胞具备分裂G1S G2MDNA条件人体不同细胞的周期长短差异很大，如肠上皮细胞约小时，而肝细胞可能需要一年或更长24有丝分裂期又可细分为前期、中期、后期和末期前期染色体浓缩、核膜解体、纺锤体形成；中期染色体排列在赤道板上；后期姐妹染色单体分离向两极移动；末期染色体解M凝、核膜重建、纺锤体消失，最后通过胞质分裂形成两个遗传物质完全相同的子细胞癌细胞常表现出细胞周期调控异常，逃避检查点控制，导致无限增殖，如细胞已在实验HeLa室中培养传代超过年60减数分裂与生殖减数第一次分裂同源染色体配对，交叉互换，形成四分体，然后分离到不同的子细胞中，染色体数目减半减数第二次分裂姐妹染色单体分离，类似有丝分裂，最终形成四个单倍体配子受精作用两个单倍体配子结合，形成二倍体合子，恢复物种特征的染色体数目胚胎发育合子通过有丝分裂和细胞分化发育成多细胞个体减数分裂是生殖细胞形成过程中的特殊分裂方式，其核心特点是一次复制后进行两次连续分裂，使染色体DNA数目减半，形成单倍体配子减数分裂最重要的阶段是减数第一次分裂前期，同源染色体配对并发生交叉互换，这不仅确保同源染色体正确分离，还增加了遗传多样性人类的性别决定采用系统，女性为染色体组合，男性为在男性减数分裂过程中，和染色体虽然大XY XXXY XY部分区域不同源，但仍能通过少量同源区域实现配对和分离这导致男性产生两种类型的精子含染色体的X精子与卵细胞结合形成女孩；含染色体的精子与卵细胞结合形成男孩人类染色体共对，其中XX YXY2322对为常染色体，对为性染色体1细胞分化与干细胞全能干细胞可分化为胚胎和胎外组织的所有细胞类型多能干细胞可形成来自三个胚层的所有细胞类型多潜能干细胞可分化为特定组织或系统的多种细胞单潜能干细胞只能分化为单一类型的成熟细胞细胞分化是指细胞从不特化到特化的发育过程，在这一过程中，细胞逐渐获得特定形态和功能人体从单个受精卵发育成约万亿个细胞，分化为多种不同类型分

37.2200化过程中，基因表达模式发生显著变化，某些基因被激活而其他基因被抑制，这种调控主要通过表观遗传机制实现，如甲基化和组蛋白修饰DNA干细胞是一类未分化或部分分化的细胞，具有自我更新能力和分化潜能截至年，干细胞治疗已在多个领域取得突破造血干细胞移植已成为治疗血液系统疾病的常规2024手段；间充质干细胞被用于治疗自身免疫性疾病；诱导多能干细胞技术使个体化细胞治疗成为可能；视网膜色素上皮细胞移植已成功应用于黄斑变性患者；多个国iPSCs家已批准心肌干细胞治疗心脏病的临床应用物质跨膜运输实例生命活动的能量转化光能到化学能化学能的利用与转移热能的产生与调节光合作用是地球上最重要的能量转换过生物体内的能量货币是分子，它通过生物体内的能量转换并非高效，约ATP100%程，通过叶绿素捕获光能并转化为化学高能磷酸键储存能量一个分子水解的能量最终以热能形式散失恒ATP60-70%能植物、藻类和某些细菌每年通过光释放约千卡摩尔的能量人体每天温动物利用这一特性维持体温，如棕色

7.3/合作用捕获约太瓦的太阳能，相当于合成和消耗约千克，但体内实脂肪组织中的解偶联蛋白可使呼吸链产13050-75ATP人类能源消耗的倍以上这一过程不仅际存在的仅约克，说明快速周生热量而非某些植物如天南星科植6ATP100ATP ATP为生物自身提供能量，也为几乎所有生转利用这种高效的能量转移系统使生物的佛焰花序可通过快速呼吸产生热态系统提供初级能量来源物体能够精确控制能量使用量，温度可比环境高℃15-25呼吸作用的类型有氧呼吸无氧呼吸运动与代谢状态最高效的能量释放方式，需要氧气参与，将葡萄在氧气不足时进行的能量释放方式，效率较低，运动过程中，肌肉细胞的能量需求急剧增加短糖完全氧化为二氧化碳和水一分子葡萄糖通过但速度快无氧呼吸将葡萄糖部分分解，产物因时高强度运动主要依靠无氧糖酵解和肌酸磷酸系有氧呼吸可产生约分子人体大多数细生物种类而异一分子葡萄糖通过无氧呼吸仅产统提供能量，会导致乳酸积累，引起肌肉酸痛和30-32ATP胞主要依靠有氧呼吸获取能量，尤其是大脑，它生分子，但不需要氧气参与许多微生物如疲劳感而持久性运动则主要依靠有氧呼吸，除2ATP消耗了人体的氧气和的葡萄糖酵母菌和乳酸菌主要依靠无氧呼吸生存了糖类，还能氧化脂肪酸和部分氨基酸获取能20%25%量总方程式乳酸发酵乳酸能运动强度相关性高强度无氧代谢；低•C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O•C₆H₁₂O₆→2C₃H₆O₃+•→能量量中强度有氧代谢+~30ATP2ATP→酒精发酵乙醇乳酸阈值指运动强度达到一定水平时，血•C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+•能量乳酸浓度突然增加的临界点2CO₂+2ATP光合作用的生态意义氧气产生能量转换提供地球大气中约的氧气，支持有氧生物生存21%每年捕获约太瓦太阳能，转化为化学能130碳循环调节食物来源每年固定约亿吨大气碳，平衡碳排放合成有机物，为几乎所有生态系统提供初级能量1200光合作用是地球生态系统的基础过程，通过将二氧化碳转化为有机物并释放氧气，维持着地球上的能量流动和物质循环地球大气中的氧气几乎全部来自光合作用，最初由蓝藻等微生物开始产生，经过约亿年的积累才达到现今水平没有光合作用，地球上将不会有复杂的有氧生命形式25人类活动，尤其是化石燃料燃烧和森林砍伐，已显著增加大气中的二氧化碳浓度，从工业革命前的上升到现今的以上尽管理论上增加的二氧化碳可以280ppm420ppm促进光合作用，但研究表明，气候变化带来的极端天气、干旱和高温往往抵消了这一潜在益处保护现有森林和海洋生态系统，尤其是热带雨林和浮游植物，对于维持地球碳平衡至关重要代谢调控与激素胰岛素与血糖调节甲状腺素与基础代谢糖尿病案例分析胰岛素由胰腺细胞分泌，是唯一能降低血甲状腺素和调控全身几乎所有细胞糖尿病是代谢调控失调的典型疾病型糖βT₃T₄1糖的激素它通过促进肝脏、肌肉和脂肪的代谢速率它通过增加线粒体数量和活尿病由胰岛细胞破坏导致胰岛素绝对缺β组织摄取葡萄糖，同时抑制糖异生和糖原性，提高氧气消耗和热量产生，影响细胞乏；型糖尿病则主要由胰岛素抵抗和相对2分解，维持血糖稳定胰岛素还促进蛋白的基础代谢率甲状腺素还对生长发育、分泌不足引起患者表现为高血糖、多质合成和脂肪储存，是典型的同化激素神经系统功能和心血管系统有重要影响尿、多饮、多食等症状，长期可导致微血管和大血管并发症动物神经系统神经元结构与功能神经元是神经系统的基本功能单位，由细胞体、树突和轴突组成树突接收信息，细胞体整合信息，轴突传导信息人脑约有亿个神经元，每个神经元可与数千至数万860个其他神经元形成突触连接神经元通过电信号动作电位和化学信号神经递质传递信息静息状态下，神经元膜内外存在约的电位差当刺激使膜电位达到阈值后，钠通道打开，引发动作电-70mV位，以约米秒的速度沿轴突传导100/反射弧原理反射弧是神经系统最基本的功能单位，由感受器、传入神经、整合中枢、传出神经和效应器组成膝跳反射是典型的脊髓反射当医生敲击膝盖下方的髌腱时，肌肉感受器感知肌肉被拉伸，通过感觉神经将信息传至脊髓，脊髓运动神经元被激活，通过运动神经将信息传回股四头肌，导致肌肉收缩，腿向前踢内分泌系统内分泌系统由分散在全身的腺体和细胞组成，通过分泌激素到血液中调控身体各项功能垂体被称为主腺，位于大脑底部，分泌多种调节其他腺体的激素前叶分泌生长激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素等；后叶储存并释放下丘脑合成的抗利尿激素和催产素甲状腺位于喉部下方，分泌甲状腺素调节代谢率与神经系统相比，内分泌系统的调控范围更广，但作用速度较慢、持续时间更长神经调控通过神经冲动，传导速度快毫秒级，作用局部精确；激素调控通过血液循环，影响全身靶细胞，反应较慢分钟到小时，但持续时间长小时到天两系统密切合作，如下丘脑垂体轴将神经-信号转换为内分泌信号在应急反应中，交感神经系统启动战或逃反应，肾上腺随即分泌肾上腺素，进一步强化和延长这一反应动物的感觉与运动感受器接收刺激将环境刺激转换为神经冲动神经系统处理信息神经环路整合和解读感觉输入肌肉系统执行反应运动神经激活肌肉细胞收缩骨骼系统提供支撑骨骼作为杠杆放大肌肉力量感觉系统使动物能够感知环境变化并做出适当反应视觉系统通过视网膜上的感光细胞视杆细胞和视锥细胞捕获光信号，转换为神经冲动人眼视网膜有约亿个视杆细胞和

1.2万个视锥细胞，可分辨约万种颜色听觉系统则通过内耳耳蜗的毛细胞将声波转换为神经信号，人耳可感知的声音，听力最敏感的频率在范围600100020-20,000Hz2000-5000Hz运动系统由骨骼和肌肉组成，在神经系统控制下协同工作人体有块骨骼和约块肌肉肌肉细胞内的肌动蛋白和肌球蛋白通过滑行机制产生收缩力，这一过程需要提供206640ATP能量骨骼作为杠杆系统，放大肌肉产生的力量运动控制从大脑运动皮层开始，通过锥体束传递到脊髄运动神经元，最后到达骨骼肌小脑协调运动的精确性和平衡，基底神经节则参与自动化动作的调控动物的免疫系统先天性免疫快速但非特异性反应，包括物理屏障、吞噬细胞和炎症反应病原体识别通过模式识别受体检测病原体相关分子模式适应性免疫激活抗原呈递细胞激活特异性细胞和细胞T B免疫记忆形成记忆细胞和细胞产生，为再次感染提供快速保护B T免疫系统是动物抵抗病原体侵袭的防御网络，包括先天性免疫和适应性免疫两大部分先天性免疫是快速反应的第一道防线，包括物理屏障如皮肤、黏膜、化学防御如胃酸、溶菌酶和细胞成分如中性粒细胞、巨噬细胞它能在感染后数小时内发挥作用，但缺乏特异性和记忆能力适应性免疫是进化程度较高的脊椎动物特有的精确防御系统，由淋巴细胞和淋巴细胞介导细胞产生抗T BB体，参与体液免疫；细胞分为辅助细胞协调免疫反应和细胞毒性细胞直接杀伤感染细胞疫苗是利用TTT免疫系统记忆特性的应用，通过接种减毒或灭活病原体、亚单位蛋白或等，诱导机体产生免疫记忆，从而mRNA在真正感染时能迅速做出保护性反应新冠疫苗就是让人体细胞暂时产生病毒刺突蛋白，训练免疫系统识mRNA别真正的病毒植物激素与生长调控生长素IAA主要在芽尖合成，促进细胞伸长和分裂，调控向性生长高浓度抑制侧芽生长顶端优势，低浓度促进侧根形成生长素是除草剂的作用基础，可选择性杀死阔叶植物而不伤害禾本科植物2,4-D赤霉素GA促进茎的伸长生长，打破种子休眠，诱导α-淀粉酶合成日本稻瘟病菌最初发现赤霉素，现广泛应用于农业生产，如增加果实大小、促进小麦产量、制作无子葡萄等细胞分裂素促进细胞分裂，延缓衰老，打破顶端优势与生长素的比例决定了组织的分化方向高细胞分裂素生/长素比有利于芽的形成，低比例则促进根的形成在组织培养中应用广泛脱落酸ABA诱导种子休眠，促进气孔关闭，增强抗逆性被称为逆境激素，在植物应对干旱、盐碱等胁迫时发挥关键作用水平在白天较低，夜间升高，参与调节昼夜节律ABA植物虽然没有神经和内分泌系统，但通过激素网络精密调控生长发育和环境适应植物激素通常在极低浓度摩尔下即有显著生理效应，且常以多种激素协同作用的方式发挥功能乙烯是唯一的气态植物激10⁻⁶-10⁻⁹素，促进果实成熟和衰老，商业上用于催熟香蕉和番茄；油菜素内酯是最新发现的植物激素类群，调控细胞伸长和抗逆性植物的组织与器官植物光合作用调控气孔调节机制干旱胁迫适应光合途径差异气孔是植物叶表面的微小孔隙，由一对保卫细植物面对干旱的短期响应包括气孔关闭、叶片植物进化出不同光合途径适应不同环境植C3胞控制开闭，调节二氧化碳进入和水分蒸发卷曲减少蒸腾长期适应机制包括深根系统发物是最常见类型，包括大多数温带植物；植C4保卫细胞通过改变膨压调控气孔开度当保卫育、增加根冠比、合成脯氨酸等渗透调节物物如玉米、甘蔗在高温环境中更高效，通过空细胞吸水膨胀时，由于细胞壁特殊结构，导致质、增厚角质层和产生蜡质某些植物如仙人间分离固碳和卡尔文循环，减少光呼吸损失；气孔张开；失水时则气孔关闭一片普通叶子掌通过光合途径在夜间开放气孔吸收二氧植物如仙人掌、菠萝通过时间分离这两个CAM CAM可能有几百万个气孔，占叶表面积的化碳，白天关闭气孔减少水分损失，大大提高过程，适应极度干旱环境和途径都是1-3%C4CAM了水分利用效率对热带和沙漠环境的适应性进化遗传的基本规律性状显性表现型隐性表现型显性隐性比例F2:种子形状圆形皱缩RR,Rr rr5474:1850≈3:1种子颜色黄色绿色YY,Yy yy6022:2001≈3:1花的颜色紫色白色PP,Pp pp705:224≈3:1豆荚形状饱满凹陷FF,Ff ff882:299≈3:1孟德尔通过对豌豆的杂交实验揭示了遗传的基本规律他选择豌豆作为实验材料是因为其特点自花授粉、具有明显对比的性状变异、生长周期短、后代数量多通过对七对相对性状的研究，他提出了遗传的基本规律分离律和自由组合律分离律指出在生殖细胞形成过程中，控制相对性状的遗传因子会分离，每个配子只含有每对因子中的一个当纯合显性与纯合隐性个体杂交时，全为显性表现型AA aaF1，中显性隐性比例为Aa F23:1自由组合律适用于两对或多对相对性状的遗传，指出不同对遗传因子在分离过程中彼此独立当两对性状的双杂合体自交时，后代表现型比例为孟德尔的天才之处在于他对数据的数学分析，这AaBb9:3:3:1一定量方法开创了遗传学研究的新范式基因型是个体内部的遗传构成，表现型是外部可观察到的特征相同表现型可能有不同基因型，如显性性状可由纯合显性或杂合个体表现AA Aa基因突变与进化基因突变是遗传物质结构或数量的改变，是生物变异和进化的重要来源点突变是最基本的突变类型，包括碱基替换、插入和缺失碱基替换可能导致密码子改变错义突变导致编码不同氨基酸，如镰状细胞贫血症中β-珠蛋白基因第6位密码子从GAG变为GTG，使谷氨酸被缺氧时聚合的缬氨酸替代；无义突变产生终止密码子，导致蛋白质提前终止，如杜氏肌营养不良症；同义突变不改变氨基酸编码，通常无表型影响染色体变异包括结构变异如缺失、重复、倒位、易位和数目变异如非整倍体和多倍体人类遗传病实例丰富三体综合征唐氏综合征是常21见非整倍体病，发生率约为；苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病，由苯丙氨酸羟化酶基因突变导致；白化病是酪氨酸酶基因突变导致的色素缺1/700乏；亨廷顿舞蹈症是常染色体显性遗传病，由基因三核苷酸重复扩增引起这些突变虽然多数有害，但偶尔也会产生有利变异，在自然选择HTT CAG作用下逐渐在种群中累积，推动生物进化的复制与修复DNA起始引物合成解旋酶在复制起点解开双螺旋引物酶合成引物提供DNA RNA3-OH校对与修复延伸修复系统纠正错误，移除引物聚合酶沿方向合成互补链DNA DNA5→3复制是半保留式的，每条子链都包含一条亲代链和一条新合成链复制过程精确而高效人类细胞中每个复制叉的复制速率约为个核苷酸秒，准确率高达，DNA50/

99.9999%即每亿个碱基对中只有个错误两条链平行但方向相反，而聚合酶只能沿方向合成，因此一条链可以连续合成前导链，另一条则必须分段合成后随101DNA DNA5→3DNA链，形成冈崎片段，再由连接酶连接DNA修复系统对维持基因组稳定至关重要核苷酸切除修复识别和去除错配碱基；碱基切除修复处理由辐射或化学物质导致的碱基损伤；错配修复纠正复制过程中产生的错DNA误；双链断裂修复处理射线等引起的双链断裂修复系统的缺陷与多种疾病相关色素性干皮症患者因核苷酸切除修复缺陷对紫外线极为敏感；林奇综合征患者因错X XP配修复基因突变易患结直肠癌；遗传性乳腺癌与卵巢癌常与基因参与双链断裂修复突变相关BRCA1/2与蛋白质合成RNA转录聚合酶以为模板合成，过程包括起始、延伸和终止RNA DNAmRNARNA加工真核生物需经加帽、多聚腺苷酸化和剪接等修饰mRNA翻译起始核糖体小亚基结合，起始识别起始密码子mRNA tRNAAUG肽链延伸核糖体位点带入氨基酸，形成肽键，核糖体移动A tRNA翻译终止遇到终止密码子，释放因子结合，多肽链释放UAA/UAG/UGA从到蛋白质的信息传递是生命的核心过程，遵循蛋白质的中心法则转录过程中，聚合酶以的一条链为模板，按照碱基互补配对原则、合成DNADNA→RNA→RNA DNAA-U G-C mRNA真核生物中，初级转录产物前必须经过加工才能形成成熟端加帽增加稳定性和翻译效率；端多聚腺苷酸化提供保护；剪接去除内含子保留外显子mRNA mRNA53遗传信息的表达调控操纵子模型表观遗传调控特殊调控机制雅各布和莫诺提出的操纵子模型是最经典的原表观遗传指不改变序列而影响基因表达的遗基因组印记是指基因表达依赖于亲本来源的现DNA核生物基因表达调控机制以大肠杆菌乳糖操传现象主要机制包括甲基化和组蛋白修象例如，基因在正常人体内只有父源拷DNA IGF2纵子为例，它包含调节基因饰甲基化通常发生在岛上，高度甲基贝表达，母源拷贝被沉默；而基因则相反lac operonDNA CpGH

19、启动子、操纵子、结构基因、化通常导致基因沉默组蛋白可通过乙酰化、染色体失活是雌性哺乳动物的剂量补偿机制lacI lacZX、当环境中无乳糖时，阻遏蛋白与甲基化、磷酸化等修饰改变染色质结构乙酰每个细胞中两条染色体之一随机失活，形成巴lacY lacAX操纵子结合，阻止聚合酶转录结构基因；当化减弱组蛋白与结合，使染色质松散，促进氏小体这解释了为何雌性猫呈现玳瑁或三色RNA DNA有乳糖存在时，乳糖与阻遏蛋白结合，使其构转录；而甲基化效果则取决于具体位置花纹，而雄性猫通常只有单色或双色象改变，离开操纵子，允许转录发生育种与基因工程年1996首个商业化转基因作物抗除草剂农达大豆在美国获准商业化种植亿公顷

1.82023年全球种植面积主要集中在美国、巴西、阿根廷、加拿大和印度90%主要作物采用率美国大豆、玉米和棉花的转基因品种种植比例亿公顷

2.152025年预计面积新兴市场国家成为增长主要驱动力传统育种和现代基因工程都旨在改良生物性状以适应人类需求传统育种通过杂交和选择积累有利基因，过程缓慢但安全性高；而基因工程则直接操作DNA，能快速精确地引入目标基因转基因技术的核心步骤包括目标基因的分离和克隆、基因载体的构建、基因导入受体细胞、转基因植株的再生和筛选、安全性评估与商业化目前商业化种植的主要转基因作物包括抗虫棉花表达Bt毒素、抗除草剂大豆EPSPS基因、抗病毒木瓜等CRISPR-Cas9基因编辑技术因其精确性和效率已成为新一代育种革命工具，可实现基因的精确敲除、点突变和插入2023年，首个基因编辑作物—高油酸大豆已在美国商业化尽管转基因和基因编辑技术有望解决粮食安全、营养改良和环境适应性等问题，但安全性争议和伦理问题仍是其应用面临的主要挑战生命进化的证据化石记录分子生物学证据化石是古代生物遗留在地层中的痕迹，提供了生物进化的直接证和蛋白质序列比较为进化提供了分子水平的证据所有生物DNA据通过放射性同位素测年，科学家可确定化石的绝对年龄过使用相同的遗传密码，表明共同起源；而物种间和蛋白质序DNA渡类型化石尤为重要，如始祖鸟介于爬行动物和鸟类之间、蛇列相似性与传统分类和化石证据的进化关系高度一致如细胞色足鱼介于鱼类和两栖动物之间，证明了物种间的演化关系素蛋白在人类和黑猩猩间仅有个氨基酸差异，而与酵母相差C158个，反映了进化距离化石记录清晰显示生物形态从简单到复杂的进化趋势，如三叶虫线粒体和染色体分析显示，现代人类起源于约万年前的非DNA Y20化石的序列展示了复杂复眼的逐渐演化；马的祖先从早期小型多洲，随后迁徙至全球各地通过分子钟技术基于基因突变的相趾的始新马到现代单趾马的系列化石，详细记录了适应草原环境对恒定速率，科学家可估算物种分化的时间，如人类与黑猩猩的演化过程的最近共同祖先约生活在万年前600-700现代进化理论变异的产生基因突变和重组产生的遗传变异是进化的原材料点突变、染色体变异、基因重组等机制不断为种群注入新的遗传变异虽然大多数突变是中性或有害的，但少数有利突变可能被自然选择保留并扩散环境污染物、辐射等也可能增加突变率，如切尔诺贝利事故区域的动植物突变率显著升高选择力量的作用自然选择是进化的主要驱动力，具有三个基本条件个体间存在变异、变异具有遗传性、变异影响适应度选择类型多样定向选择使性状向一个极端发展如长颈鹿颈部延长；稳定选择淘汰极端表型如人类出生体重；分裂选择有利于极端表型如达尔文雀喙部大小的两极分化遗传漂变是种群中等位基因频率的随机变化，在小种群中影响尤为显著物种形成机制物种形成是进化的核心过程，通常需要生殖隔离机制的建立地理隔离是最常见的物种形成途径当一个种群被物理障碍分割时，不同环境中的选择压力和遗传漂变导致差异积累，最终形成新物种如加拉帕戈斯群岛上种达尔文雀起源于13单一祖先，适应不同生态位进化出不同喙型多倍体化在植物中是重要的物种形成机制，如现代小麦条染色体通过多次染色体加倍形成42生物多样性保护濒危物种保护保护区建设据红色名录统计，全球已评估的万截至年，全球已建立约万个保护IUCN14202325多种生物中，约面临灭绝风险中国的区，覆盖陆地面积的和海洋面积的28%17%8%保护类型包括旗舰物种大熊猫、金丝中国建立了个国家级自然保护区，覆盖474猴、伞护物种东北虎、亚洲象和指示物国土面积的保护区通过限制人类活

15.1%种白鱀豚等大熊猫是保护成功的经典动、恢复自然生态系统、开展科学研究和案例通过栖息地保护、禁止猎杀、人工环境教育，为生物多样性提供安全港湾繁育和放归等措施，野外种群数量从上世然而，气候变化、栖息地片段化和入侵物纪年代的只增加到现在的只，种等问题仍对保护区构成挑战8011141864已从濒危降为易危生态修复实践近年来生态修复技术取得显著进展长江流域通过实施十年禁渔、拆除水电站、恢复湿地等措施，江豚种群数量稳中有升塞罕坝林场通过三代林业人的努力，将荒漠化土地转变为百万亩人工林，固碳量达万吨千岛湖生态补偿机制创新，通过上下游生态补偿解决发1023展与保护矛盾这些实践证明，科学的生态修复能够有效恢复生态系统功能，重建生物多样性生态系统结构顶级消费者食肉动物，如老虎、鹰、鲨鱼等中级消费者食草动物和小型食肉动物初级生产者光合生物，如植物、藻类和蓝细菌分解者细菌和真菌，分解有机物返回无机环境生态系统是生物群落与其物理环境相互作用形成的功能单元，包括生物组分和非生物组分生物组分按功能可分为生产者、消费者和分解者生产者主要是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，是生态系统的能量基础；消费者无法自主合成有机物，必须通过摄食获取能量，按营养级可分为初级、次级和高级消费者；分解者主要是细菌和真菌分解死亡生物的遗体和排泄物，将有机物转化为无机物，并使其重新可被生产者利用食物链描述了生态系统中能量的线性流动，如草兔子狐狸；而更复杂的食物网则反映了多种食物链的交织网络一个典型的森林生态系统食物网可能包括橡树生产→→者松鼠食草动物猫头鹰食肉动物；同时松鼠死亡后由真菌和细菌分解生态系统的营养结构往往呈金字塔形，从生产者到顶级消费者，生物量、能量和个体数量通→→常逐级减少然而，在水生生态系统中，生产者浮游植物的生物量可能低于消费者，形成倒置生物量金字塔生态系统的能量流动生态系统的物质循环与能量的单向流动不同，生态系统中的物质在生物和环境之间循环利用碳循环是最基本的生物地球化学循环之一大气中的通过光合作用进入CO₂植物，再通过食物链传递给消费者；生物呼吸和有机物分解又将碳以形式返回大气人类活动显著改变了自然碳循环化石燃料燃烧每年向大气CO₂释放约亿吨，导致大气浓度从工业革命前的上升到现今的以上，加剧了温室效应350CO₂CO₂280ppm420ppm氮循环涉及关键的转化过程生物固氮如根瘤菌将大气转化为氨；硝化作用将氨氧化为硝酸盐；反硝化作用将硝酸盐还原为返回大气水循N₂N₂环与气候变化密切相关全球变暖加速蒸发，改变降水格局，导致某些地区干旱加剧，另一些地区暴雨频发人类活动也干扰了自然水循环大坝建设改变河流流量；过度抽取地下水导致地面沉降；城市化减少渗透增加径流，加剧洪水风险磷循环与氮、碳循环不同，没有显著的大气相，主要在陆地和沉积物之间循环，是许多生态系统中的限制性因素环境污染与生物影响大气污染塑料污染重金属污染大气污染物主要包括、臭氧、二氧化硫、每年约有万吨塑料进入海洋，预计到年重金属如汞、铅、镉具有生物累积性和毒性，PM

2.58002050氮氧化物等这些污染物对生物的影响多样海洋中的塑料将超过鱼类大型塑料废弃物会能通过食物链富集水俣病年日本是汞1956可穿透肺泡进入血液循环，增加心血管疾导致海洋动物缠绕、窒息或饥饿死亡；而更为污染导致的悲剧工厂排放的甲基汞在鱼体内PM

2.5病风险；臭氧损伤植物叶片，降低农作物产量隐蔽的微塑料直径则可能通过食物链富富集，当地居民通过食用受污染鱼类中毒，出5mm；酸雨造成湖泊酸化，破坏水生集研究发现，以上的海鸟胃中含有塑料；现神经系统损伤、畸形和死亡铅可影响儿童5-15%pH

5.690%生态系统中国通过实施《大气污染防治行动深海沟底生物体内也检测到微塑料；人体粪便神经发育，降低智力；镉可导致骨软化痛痛计划》，浓度在过去十年下降约，但和血液样本中同样存在微塑料，健康风险正在病和肾功能损害通过严格排放标准和修复技PM

2.550%臭氧污染仍在加剧研究中术，许多国家重金属污染已显著减轻人类活动与生物圈新兴生物技术基因编辑技术自年问世以来彻底改变了基因工程领域与传统转基因技术相比，具有精确、高效、成本低的优势目前应用已扩展到多个领域农业上培育抗病高CRISPR-Cas92012CRISPR产作物；医学上治疗单基因遗传病；环境保护中开发基因驱动技术控制疟疾等年首个基因治疗药物获美国批准，用于治疗镰状细胞贫血症2023CRISPR CASGEVYFDA合成生物学合成生物学将工程学原理应用于生物学，创造具有新功能的生物系统从最初的简单遗传线路，发展到如今能合成完整基因组的阶段代表性成果包括人工合成大肠杆菌最小基因组；开发产胰岛素酵母菌，降低药物成本；设计能降解塑料的细菌，应对环境污染；创造生物传感器，监测环境毒素或疾病标志物脑机接口脑机接口技术实现神经系统与外部设备直接通信侵入式接口（如）通过植入电极直接记录神经元活动；非侵入式接口（如头盔）则在头皮表面采集信号目前主Neuralink EEG要应用于帮助瘫痪患者控制假肢或电脑，恢复运动功能年月，首位人类志愿者接受植入，能够仅通过思维控制电脑游标，标志着该技术进入临床应用新阶段20241Neuralink生物伦理与社会基因编辑伦理生物隐私与基因歧视动物福利与权利年，中国科学家贺建奎宣布通过基因测序技术普及带来隐私和歧视问随着科学认识深入，人们对动物感知能2018技术编辑人类胚胎并诞生婴儿，题个人基因信息可能揭示健康风险、力和权利的理解不断更新欧盟在动物CRISPR引发全球震惊和谴责这一事件凸显了家族关系和祖源信息，一旦泄露可能导实验方面实施原则替代3R生殖细胞系基因编辑的伦理争议技术致就业、保险和社会歧视为保护公民、减少和优Replacement Reduction不成熟可能导致脱靶效应；编辑影响后基因隐私，美国年通过《遗传信息化瑞士、德国等国将动2008Refinement代，缺乏知情同意；可能加剧社会不平非歧视法》，禁止基于基因信息物尊严写入法律，新西兰承认动物为有GINA等，引发基因优生学忧虑国际社会的就业和健康保险歧视；欧盟将基感知的生命中国年修订《实验动GDPR2021随后加强监管，如年成立人类基因数据列为特殊类别个人数据，实施严物管理条例》，加强实验动物福利保2019WHO因组编辑监督委员会，建议暂停生殖细格保护；中国年《个人信息保护护动物福利与科学研究、食品生产的2021胞系基因编辑的临床应用法》也将基因等生物识别信息列为敏感平衡，以及不同文化背景下对动物权利个人信息的理解差异，仍是需要持续对话的议题前沿研究与未来方向光遗传学突破年诺贝尔生理学或医学奖可能颁给光遗传学领域，这项技术通过将光敏通道蛋白基2025因导入特定神经元，实现用光控制神经活动最新进展包括精细调控情绪相关脑回路；开发无需手术的非侵入式光遗传学技术；结合脑机接口治疗顽固性癫痫等神经系统疾病光遗传学有望成为神经科学研究和神经疾病治疗的革命性工具合成生命研究科学家在人工生命创造方面取得重要进展年，研究团队成功合成小鼠胚胎样结2023构，无需精子、卵子或子宫，仅从干细胞培养形成具有心跳、大脑和消化系统雏形的结构，可发育至胚胎的约这一合成胚胎学开辟了理解早期胚胎发育和疾病机制的50%新途径，但也引发了合成生命的伦理争议，多国已开始制定相关监管框架脑机接口发展脑机接口技术正在从实验室走向临床和消费市场最新突破包括高密度电极阵列能同时记录超过万个神经元活动；新型柔性电极减少排异反应，延长使用寿命；算法提1AI高信号解码准确率至以上应用前景广阔帮助瘫痪患者恢复运动功能；治疗抑郁95%症、帕金森等神经疾病；增强认知能力，实现人机融合预计年前，非侵入式脑机2030接口将进入消费级市场，用于游戏、教育等领域课程知识结构思维导图《生物与生命过程》课程内容涵盖从分子到生态系统的各个层次，形成完整的知识体系第一部分探讨生命的本质特征与起源，奠定基础概念；第二部分聚焦生命的物质基础，包括水、有机分子、蛋白质和核酸等关键分子；第三部分深入细胞结构与功能，介绍细胞器、膜结构和细胞周期；第四部分讲解生命活动的能量转换与代谢调控第五部分探讨生物的调控系统，包括神经、内分泌与免疫系统；第六部分聚焦遗传与进化，从基因表达到物种形成；第七部分则扩展到生态学视角，研究生物与环境的相互作用各部分知识紧密联系分子结构决定细胞功能，细胞组成器官系统，个体构成种群和群落，最终形成生态系统掌握这一知识结构有助于理解生命科学的整体框架和不同层次间的联系总结与展望纵观《生物与生命过程》课程，我们从分子水平到生态系统，系统学习了生命科学的核心知识从生命的基本特征、物质基础到细胞结构、代谢过程、遗传进化和生态关系，这些知识不仅构成了理解生命现象的基础框架，也为探索更复杂生命奥秘提供了钥匙尤其重要的是理解生命的多层次性和整体性分子是基本单位，细胞是功能单元，组织器官构成个体，种群群落形成生态系统生命科学正以前所未有的速度发展，基因编辑、合成生物学、人工智能辅助药物开发等技术正在改变医学、农业和环境保护这些进步在带来巨大机遇的同时，也提出了深刻的伦理和社会挑战作为未来的科研工作者或知识公民，你们需要既具备扎实的专业知识，也要培养批判性思维和伦理意识，平衡科技发展与人类福祉生命科学的未来不仅关乎解开生命奥秘，更关系到人类如何与自然和谐共处，实现可持续发展。