陈阅增普通生物学第3版课后答案

第一章．绪论

1 ．生命体细胞作为基本单位的组构，有哪些重要的特点？

细胞是生命的基本单元。生物有机体（除病毒外）都是由细胞组成的。细胞由一层质膜包被：质膜将细胞与环境分隔开来，并成为它与环境之间进行物质与能量转换的关口。在化学组成上，细胞与无生命物体的不同在于细胞中除了含有大量的水外，还含有种类繁多的有机分子，特别是起关键作用的生物大分子：核酸、蛋白质、多糖、脂质。由这些分子构成的细胞是结构异常复杂且高度有序的系统，在一个细胞中除了可以进行生命所需要的全部基本新陈代谢活动外，还各有特定的功能。整个生物体的生命活动有赖于其组成细胞的功能的总和。

2 . 分类阶元和界的划分？生物分界代表性人物？如二界系统为瑞典林奈。 界、门、纲、目、科、属、种（递减）

林奈：二界系统、海克尔：原生生物界 惠特克：五界(原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界)

3 ．在五界系统中，为什么没有病毒？

五界系统根据细胞结构和营养类型将生物分为五界，病毒不具细胞形态，由蛋白质和核酸组成，没有实现新陈代谢所必需的基本系统，不包含在五界系统中。

4 ．在二界或三界系统中，细菌、真菌均隶属于植物界，在五界系统中，它们都从植物界中划出来，或独立或为原核生物界和真菌，这样做的理由是什么？

二界系统中，细菌和蓝藻属于植物界，但是它们的细胞结构显然处于较低水平，它们没有完整的细胞核（染色体是一个环状的DNA 分子，没有核膜）, 也没有线粒体、高尔基体等细胞器。蓝藻和某些细菌有光合作用，但不应因此就把它们放入植物界。它们有光合作用只是说明生命在进化到原核生物阶段就有利用光能，进行光合作用的能力。真菌是是进化的产物，腐食营养，独立为真菌界。

6 ．分子生物学的发展如何深化和发展了人们关于生物界统一性的认识？

分子生物学告诉我们，所有生物的细胞是由相同的组分如核酸、蛋白质、多糖等分子所构建的。细胞内代谢过程中每一个化学反应都是由酶所催化的，而酶是一种蛋白质。所有的蛋白质都由20 种氨基酸以肽键的方式连接而成。各种不同蛋白质的功能是由蛋白质长链中氨基酸的序列决定的。所有生物的遗传物质都是DNA 或RNA 。所有DNA 都是由相同的4 种核苷酸以磷酸二酯键的方式连接而成的长链。2 条互补的长链形成DNA 双螺旋分子。沿着DNA 长链的核苷酸序列决定蛋白质长链上氨基酸的序列，进而为每一个物种、每一个生物体编制蓝图。生物体的代谢、生长、发育等过程都受到来自DNA 的信息的调控。在所有的生物中，遗传信息的方向是相同的，使用的是同一种遗传密码。这些事实使人们进一步认识到DNA→RNA →蛋白质的遗传系统是生物界的统一基础。这就令人信服地证明所有生物有一个共同的由来，各种各样的生物彼此之间都有或近或远的亲缘关系，整个生物界是一个多分支的物种进化系谱。

8 ．为什么说地球上的生态系统是目前人类生存的地球表层环境得以维持的支持系统？ 地球形成之初，以酸性气体为主，经历37 亿年的生物和环境协同进化，使今日地球的表面环境作为我们的家园“恰到好处”，大气中的C02 浓度正好使地表温度适合生物生存，并有效地防止了地表液态水的过度蒸发，保持了一个生物生存的液态水圈；大气中含有足够的分子态氧，保证了生物的呼吸和岩石的风化，而岩石的风化提供了生命所需的矿物质，并且大气中的氧在紫外线

作用下形成臭氧层，挡住了来自宇宙的紫外线辐射，保护了地表生命；氧化性大气圈还能使大多数陨石在到达地表之前燃烧掉。储存在地下的煤、石油、天然气都是生命活动的产物。这一切都依赖于地球上的生态系统提供，要维持这种环境的物理状态，仍然需要地表上具有相当规模和质量的生态系统，所以说地球上的生态系统是目前人类生存的地球表层环境得以维持的支持系统。

第二章．生命的化学基础

试述脂类的生物学意义或脂类的生物学功能？

（1）主要的储能物质；（2）生物膜的主要成分；（3）构成生物保护层；（4）有些脂类是重要的生物活性分子;(5)很好的绝缘体

1 ．动物是由于氧气（O2）氧化糖（C6 H12 O6）产生CO2和H20 获得能量。假设你想知道所产生的CO2中的氧是来自于糖还是氧气，试设计一个用180作为示踪原子的实验来回答你的问题。

自然界中氢含有3种同位素．即160 、170 、180 。其中180 占0.2 % ，是一种稳定同位素．常作为示踪原子用于化学反应机理的研究中。

实验设计：用180标记糖作示踪原子供给动物的有氧呼吸，质谱分析测定生成物CO2的放射性，如果CO2中的氧具放射性说明CO2中的氧是来自于糖。一对照组中180 标记O2进行实验，分析测定CO2是否具有放射性，如果没有，进一步清楚地表明CO2中的氧来自糖而不是O2。

2 ．有人说：“不必担心工农业所产生的化学废料会污染环境，因为组成这些废料的原子本来就存在于我们周围的环境中。”你如何驳斥此种论调？

这种观点是错误的。化合物由元素组成，最外层中的电子数决定着原子的化学特性，电子的共用或得失，也就是化学键的形成决定了化合物的形成、不同化合物具有不同的性质。工农业所产生的化学废料会影响动植物的生长和人体健康，干扰物质循环，对地球物化循环产生深远的影响。

3 ．兔子吃的草中有叶黄素，但叶黄素仅在兔子的脂肪中积累而不在肌肉中积累。发生这种选择性积累的原因在于这种色素的什么特性？

叶黄素是脂溶性色素，不溶于水，溶于脂肪和脂肪溶剂。被吸收后容易在脂肪等非极性器官积累，肌肉中容易积累的是水溶性的色素。

4 ．牛能消化草，但人不能，这是因为牛胃中有一种特殊的微生物而人胃中没有。你认为这种微生物进行的是什么生化反应？如果用一种抗生素将牛胃中所有的微生物都消灭掉，牛会怎样？ 动物消化道中没有纤维素酶，不能消化纤维素。牛、马等动物胃中寄生着一种特殊的微生物，具有能分解纤维素的酶（cellulase ) ，使纤维素水解产生纤维二糖，再进一步水解而成葡萄糖。纤维素是牛、马等动物的主要食物，如果用抗生素将牛胃中所有的微生物都消灭掉，牛将缺乏营养物质死亡。

5 ．有一种由9种氨基酸组成的多肽，用3 种不同的酶将此多肽消化后，得到下列5个片段（N 代表多肽的氨基酸）： 丙一亮一天冬一酪一撷一亮 酪一撷一亮 N 一甘一脯一亮 天冬一酪一撷一亮

N 一甘一脯一亮一丙一亮 试推测此多肽的一级结构。

根据题意，蛋白质的N末端氨基酸残基是甘氨酸。3种不同的酶将此多肽消化后，多肽链断裂成5肽段。用重叠法确定多肽段在多肽链中的次序。此多肽的一级结构为：N—甘一脯一亮一丙一亮一天冬一酪一撷一亮。

第三章. 细胞结构与细胞通讯

2 ．原核细胞和真核细胞的差别关键何在？

原核细胞在地球上出现最早，没有膜包被的细胞核，只有一个拟核区，染色体为环形的DNA 分子。真核细胞有细胞核，核膜包被，内有核仁。原核细胞和真核细胞的差别关键是无核膜、核仁等结构，没有复杂的细胞器分化。

3 植物一般不能运动，其细胞的结构如何适应于这种特性？

植物细胞最外围有一层一定弹性和硬度的细胞壁（Cell wall ) ，具有支持、防御与保护的作用。叶绿体含有叶绿素等色素，是光合作用的细胞器，为植物的生长发育提供物质能量。

4 ．动物能够运动，其细胞结构如何适应于这种特性？

动物细胞有细胞膜，细胞质，细胞核。细胞膜由单位膜构成，便于细胞内外物质运输。细胞质包括细胞质基质和细胞器。动物细胞的细胞器包括内质网，线粒体，高尔基体，核糖体，溶酶体，中心体。

5 ．细胞器的出现和分工与生物由简单进化到复杂有什么关系？

单细胞生物出现简单分化的细胞器，通过各组成成分的协调配合完成生命活动。生物由简单进化到复杂，细胞器增多，分工越来越细。

6 动、植物细胞的质膜在成分和功能上基本相同，其生物学意义何在？

质膜是由脂类和蛋白质分子以非共价键组合装配而成。骨架是磷脂类的双分子层，脂双层的表面是磷脂分子的亲水端，内部是磷脂分子疏水的脂肪酸链。脂双层有屏障作用，使膜两侧的水溶性物质不能自由通过。脂双层中还有以不同方式镶嵌其间的蛋白质分子，生物膜的许多重要功能都是由这些蛋白质分子来执行的。有的蛋白质分子和物质运输有关，有的本身就是酶或重要的电子传递体，有的是激素或其他有生物学活性物质的受体。动、植物细胞的质膜在成分和功能上基本相同，例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。动、植物细胞的质膜在成分和功能上的同一性，有益于我们认识生命现象的有序性和统一性。

7 ．最近发现了食欲肽（orexin ) ，一种似乎能调节任何动物食欲的信号分子。在饥饿的人体内，可测出血液中食欲肽浓度较高。利用你关于膜受体和信号转导途径的知识，试着提出利用食欲肽治疗厌食症和肥胖症的可能疗法的建议。

细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，会影响细胞生物学功能。化学信号转导途径包括3 个阶段：信号接受、信号转导和响应，这是细胞信号转导的过程。食欲肽（orexin）属于神经肽，Orexin 刺激采食呈剂量依赖性，产生于下丘脑侧部。研究者观察到饥饿时，Orexin 水平上升。将食欲肽注射老鼠脑中，导致几个小时内采食量比对照组多3 一6倍，同时刺激胃酸的分泌。这启示我们治疗厌食症可采取直接在患者体内过表达小分子的

Orexin 或表达orexin 受体或受体的某一片段，强化信号的转导响应。治疗肥胖症则采取相反的措施。 第四章

1 ．人体的细胞不会用核酸作为能源。试分析其理由。

核酸有DNA 和RNA 两类，在细胞体内作用重要。核酸是遗传的物质基础，细胞中核酸主要存在于细胞核中，核酸的质和量保持相对的稳定性，不容易分解。如果可以利用核酸作为能源，那么就必须有核酸氧化酶，这样遗传过程中传递遗传信息的物质很容易就会被误氧化，不利于遗传的正确进行，因此生物进化过程中就不会保留核酸氧化酶，因此就不会以核酸作为能源。

3 ．曾一度认为二硝基酚（DNP ）有助于人体减肥，后来发现此药不安全，因此禁用。DNP 的作用是使线粒体内膜对H十的透性增加，因而磷酸化与电子传递不能耦联。试说明DNP 何以使人体重减轻。

二硝基酚（DNP ）是解耦联剂，使氧化和磷酸化脱耦联，氧化仍可以进行，而磷酸化不能进行。DNP为离子载体，能增大线粒体内膜对H十的通透性，消除H十梯度，因而无ATP 生成，使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。

（用二硝基酚作为减肥的药物虽可起到减肥的效果，因为人体获得同样量的ATP要消耗包括脂肪在内的大量的燃料分子。但用它减肥的严重性在于，当P/O接近零时，会导致生命危险。）

6 ．某科学家用分离的叶绿体进行下列实验。先将叶绿体浸泡在pH4 溶液中，使类囊体空腔中的pH 为4 ，然后将此叶绿体转移到pH8 的溶液中，结果此叶绿体暗中就能合成ATP ，试解释此实验结果。

叶绿体浸泡在pH4 溶液中，基质中摄取了H ，并将摄取的H 泵入类囊体的腔，使类囊体空腔中的pH 为4 。将此叶绿体转移到pH 8 的溶液中，类囊体膜两侧建立了H 质子电化学梯度，驱使ADP 磷酸化产生ATP 。

8 ．热带雨林仅占地球表面积的3 % ，但佑计它对全球光合作用的贡献超过20 ％。因此有一种说法：热带雨林是地球上给其它生物供应氧气的来源。然而，大多数专家认为热带雨林对全球氧气的产生并无贡献或贡献很小。试从光合作用和细胞呼吸两个方面评论这种看法。

热带雨林光合作用强，是生产力最大的生态系统，但温度高，呼吸作用消耗的氧气也多。特别是晚上，植物停止了光合作用，细胞呼吸依然消耗O2，所以整体上看热带雨林对全球氧气的产生并无贡献或贡献很小。 第五章

1.如果用一种阻止DNA 合成的化学试剂处理细胞，那么细胞将停留在细胞周期的哪个阶段？ 增殖细胞的细胞周期包括：

G1期：合成前期，合成RNA 和蛋白质，为S 期合成DNA作准备； S 期：DNA 合成期,主要合成DNA ;

G2 期：有丝分裂前期，继续合成RNA 和蛋白质； M 期：分裂期，发生有丝分裂，生成两个子细胞。

用一种阻止DNA 合成的化学试剂处理细胞，细胞将停留在S 期。

2 ．红细胞的寿命为120 天，一个成年人平均约有5L 血液。假定每升血液中有500 万个红细胞，那么每秒钟需要产生多少个新的细胞才能保证血液中红细胞含量正常。 5 *5 000000 / ( 120x24x60x60 ）=2.4个

每秒钟需要产生3个新的细胞才能保证血液中红细胞含量正常。

4 ．在有丝分裂的细胞周期中，细胞先将染色体加倍，然后进行有丝分裂。结果是两个子细胞中的染色体数和母细胞中的一样。另一种可能的方式是细胞先分裂，然后在子细胞中复制染色体。这样会发生什么问题？你认为这样的细胞周期是否和你学过的细胞周期一样好？（提示：从生物进化的角度考虑）

细胞先分裂，然后在子细胞中复制染色体的分裂方式会导致遗传物质的流失，也无法保证染色体的平均分配。

5 ．癌症的原意就是细胞周期失去控制，因而细胞无限制地分裂。全世界每年用于治疗癌症的药物方面要花费大量经费，而用于防癌的经费则少得多。生活方式的改变有助于防癌吗？预防癌症的可能途径有哪些？

生活方式的改变有助于防癌。一级预防是减少或消除各种致癌因素对人体产生的致癌作用，降低发病率。如平时应注意参加体育锻炼，改变自身的低落情绪，保持旺盛的精力，从而提高机体免疫功能和抗病能力；注意饮食、饮水卫生，防止癌从口人；不吃霉变腐败，烧焦的食物以及熏、烤、腌、泡的食物，或不饮用贮存较长时间的水，不吸烟、不酗酒，科学搭配饮食，多吃新鲜蔬菜、水果和富有营养的多种食物，养成良好的卫生习惯。同时注意保护环境、避免和减少对大气、饮食、饮水的污染，可以防止物理、化学和寄生虫、病毒等致癌因子对人体的侵害，有效地防止癌症的发生。

二级预防是利用早期发现、早期诊断和早期治疗的有效手段来减少癌症病人的死亡。在平时生活中除加强体育锻炼还应注意身体的一些不适变化和定期体检。如拍照胸片、支气管镜检查可以发现早期肺癌；做B 型超声波扫描、甲胎蛋白测定，可揭示肝癌；做常规***细胞学检查，可早期发现宫颈癌；食道拉网检查、纤维食道镜、胃镜、肠镜检查，可早期发现食道癌、胃癌、结肠癌等。因此，一旦发现身体患癌症之后，一定到肿瘤专科医院去诊断和治疗，树立战胜癌症的信心，积极配合，癌症是可以治愈的。***预防是在治疗癌症时，设法预防癌症复发和转移，防止并发症和后遗症。 第六章

3 ．动物为什么必须维持体内环境的相对稳定？

动物的细胞生活在体内的液体环境中。除了表面的几层角质化的死细胞和空气直接接触外，内部细胞无一例外都是浸浴在体液之中。体液是细胞的分泌产物，血浆、淋巴、脑脊髓液以及器官组织之间的组织液（tissue fluid ）都是体液。体液构成了多细胞生物体的内环境（internal environment ）。动物维持内环境的相对稳定原因有以下三点：

( 1 ）热力学第二定律：能的每一次转化总要失去一些可用的自由能（所以生物要吸收物质），总要导致熵的增加，而熵的增加则意味着有序性的降低，所以生物要通过代谢将吸收的低熵物质转变为高熵排出体外，以维持有序性，而有序性是动物得以存活的必需条件。

( 2 ）虽然动物身体的外部环境变化较大，但其身体内环境的变化不大，这就给细胞提供了一个比较稳定的物理、化学环境。

5 ．镰形细胞贫血病是由隐性等位基因引起的，大约每500 名非洲裔美国人中有一人（0 . 2 % ）患镰形细胞贫血病。在非洲裔美国人中携带镰形细胞贫血病等位基因的人占百分之几？ 带根据哈迪一温伯格公式，携带者Aa 的基因型频率占4.3 ％。

26、物种的形成

1、什么是物种？什么因素使有性生殖生物物种即使其自身进化不致停滞，又不使已获得的适应因种间杂交而失去？

答案：物种是生物分类的单位，在有性生殖的生物中，物种是互交繁殖的自然群体，一个物种和其他物种在生殖上是隔离的。

每一个大种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却在个体相传的过程中保持并发展。基因交流使有性生殖生物物种即使其自身进化不致停滞，又不使已获得的适应因种间杂交而失去。

2．为什么一个小的隔离的群体比一个大的群体更有利于物种形成？

隔离使小种群单独繁殖，小的隔离种群，由于它们的基因频率不同于原来的大种群，基因频率更容易由于偶然的因素（基因漂变等）而改变。基因频率的改变，再加上它们被新地区的不同因素所选择而向着不同方向发展，因而有可能出现新性状，形成新品种或新种。

3、 一个物种有两个亚种。生活在不同地区的两个亚种群体相遇后，不同亚种个体容易交配生殖，

而生活在同一地区的不同亚种个体之间比较难于交配生殖。这个差别是什么原因产生的？ 4.答案：2个种群如果只是在地理上被隔离开了，把它们放在一起，它们依然可以彼此交配，因此它们就依然是一个种。如果地理隔离之后，发生了生殖隔离，再把它们放在一起时，它们就不能彼此交配，许多类似种尽管生活在同一地区，但不能彼此杂交，这就是生殖隔离。生活在同一地区的不同亚种已经走到物种分化的边缘，生活在不同地区的两个亚种无生殖隔离。

5 ．为什么说物种形成的渐进模式和点断平衡模式对于解释化石记录都是有用的？

物种形成的渐进模式认为隔离是把一个种群分成许多小种群的最常见的方式，隔离使种群变小了，因而基因频率可以由于偶然的因素（基因漂变等）而改变。基因频率的改变，加上不同环境的选择，使各小种群向不同方向发展，这样就可能形成新种。按照这种方式形成新的物种一般都需要很久时间，要以万年、10 万年以上的时间来计算。

美国古生物学家艾尔德里奇（Niles Eldredge ）与生物学家古尔德（Stephen Jay Gould ）在1972 年提出了间断平衡学说，认为生物进化是一种间断式的平衡，即短时间的进化跳跃与长时间的进化停滞交替发生。寒武纪后，在约500 万年的短时间内出现了多种多样的无脊椎的动物化石。中生代末恐龙以及鱼龙、翼龙等突然绝灭。用点断平衡模式能较好的解释我们在化石记录中观察到的这些现象。人们在考察微观进化时，以代为时间尺度，这是缓慢的过程；相对于数百万年的物种历史，新物种看来是突然出现的。多数物种总的历史符合点断平衡模式，而在这模式中也包含了渐进变化的阶段。因此，渐进模式和点断平衡模式对于解释化石记录都是有用的

27、宏观进化与系统发育

1、假如你用DNA—DMA杂交方法来验证教材P311图25.2所示加拉帕戈斯地雀的系统树，你预

测哪一种杂交DNA将会在最低的温度下分开，为什么？

答案：DNA—DNA分子杂交判定动物亲缘关系的远近的原理和方法：首先从不同生物的细胞中提取可比较的DNA片段。第二步，加热使DNA双链解旋。再将来自不同物种的DNA单链混合，并冷却重新形成双链DNA，这时的双链已经是杂交DNA双链。一个物种的DNA单链和另一物种的互补单链能结合多斤，取决于两个物种DNA序列的相似程度。两个物种的DNA越是相似，在杂交的双链分子中形成的氢链越多，结合得越紧，再加热使杂交分子分开时所需的温度也越高。

加拉帕戈斯地雀统属地雀亚科，从大地雀到仙人掌地雀6个中属地雀属，食芽雀到啄木鸟雀属树雀属，刺嘴雀属莺雀属，从分之进化上可知刺嘴雀与大地雀亲缘关系较远，杂交DNA将会在最低的温度下分开。

2、根据分支顺序和化石记录，鸟类和鳄鱼的关系较近而同蜥蜴和蛇的关系较远，这个现象为什么会给分类学带来难题？

答案：用谱系分类方法时，分析的特征是有方向性的。最早的分支发生在龟、鳖与其他各类之间，然后是蛇和蜥蜴先后分支出来，而恐龙、鳄鱼和鸟类在最后才陆续分支出来。鸟类与恐龙、鳄鱼的亲缘关系最近，他们又最近的共同祖先。而按表型分类分析，鸟类因其特化的体形、飞翔器官、有羽毛及恒定体温而与恐龙、鳄鱼、蛇、蜥蜴、鱼、鳖差别很大。恐龙和鳄鱼不是更接近鸟类，而是更接近蜥蜴和蛇。这一现象给分类学带来难题，鸟类到底是相对于爬行类的独立一类，还是和鳄鱼以及已灭绝的恐龙构成爬行类中的一小群？

对这个问题有两种不同的主张。分支分类学主张，构建系统树所依据的是系统发育谱系的分支顺序，不需要考虑表型分其程度等因素。在分支分类学家看来，鸟是恐龙的一支。经典的进化分类学则认为鸟类因适应于飞翔，在体形、前肢构造、皮肤附属物等方面发生了很大变化。从恐龙到鸟类，表型适应进化的速率很快。鸟类和鳄鱼虽然有较近的共同祖先，但在某些表型特征上已经相距甚远，在分类系统中硬把他排除在爬行类职位，成为和爬行类并列的一类。

28、生命起源及原核和原生生物多样性的进化

1、你怎么理解生命起源是一个自然的、长期的进化过程？第一个原核细胞出现可能经历了哪些重大系列时间（化学进化过程包括的几个阶段）？每一阶段的关键产物和作用是什么？

答案：生命起源是一个自然的历史事件。生命是在宇宙进化的某一阶段（地球先经历约10亿年进化史），在特殊的环境条件下由无生命的物质经历一个自然的、长期的化学进化过程而产生的。在生命起源前，经历过地球进化、生命化学进化和生物进化。

生命发生的最早阶段是化学进化，即从无机小分子进化到原始生命的阶段、原始生命即是细胞的开始、细胞的继续进化，从原核细胞到真核细胞，从单细胞到多细胞等，则是生物进化阶段。化学进化的全过程又可分为4个连续的阶段：（1）有机小分子的非生物合成。无机分子生成有机分子的过程，关键产物有氨基酸、核苷酸、单羧酸、核糖、脂肪酸等，使合成生物分子的结构单元。（2）从有机小分子生成生物大分子，关键产物是蛋白质和核酸，生命物质的最主要的两个基石。（3）核酸—蛋白质等多分子体系的建成。各种生物大分子在单独存在时，不表现生命的现象，只有在它们形成了多分子体系时，才能显示出生命现象。这种多分子体系就是非细胞形态原始生命的萌芽。关键产物是遗传物质的复制、原始界膜的形成，有了界膜，多分子体系才有可能和外界介质（海水）分开，成为一个独立的稳定的体系，也才有可能有选择的从外界吸收所需分子，防止有害分子进入，而体系中各类分子才有更多机会互相碰撞，促进化学过程的进行。（4）原始细胞的起源。关键产物是密码，转录翻译的完整装置的建成，表现生命的基本特征。

3 ．原核生物的多样性表现在哪些方面？你能否从其多样性的特点解释为什么现今的原核生物是地球上数量最多、分布最广的一类生物？

原核生物是一类由无细胞核的细胞组成的单细胞或多细胞的低等生物。最早发现的化石表明原核生物繁衍于35 亿年前，在没有真核生物之前，原核生物独领风骚15 亿年。太古宙和元古宙是原核生物的世界。原核生物进化分为两个主要分支― 古细菌和真细菌，真细菌的多样性包括遗传多样性、物种多样性，由于进化的原因，其营养和代谢类型的多样性更为突出，分光能自养型、光能异养型、化能自养、化能异养4 种。根据165 rRNA 序列分析古生菌可分为4个亚群：泉古菌界、广古菌界、初古菌界、纳古菌界。从原核生物的多样性表现，我们不难理解原核生物是自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。

4、大多数学者认为真核生物细胞是怎样由始祖原核生物细胞起源的？有什么证据支出这些论点？

答案：根据16SrRNA分子生物学的研究，多数学者认为30亿年前真核生物从始祖原核生物进化为独立分支。真核细胞进化包括两个方面：膜内折和内共生。膜内者认为真核细胞的内膜系统都是从原核细胞的质膜内折进化而来的。内共生认为真核生物的线粒体和叶绿体是以内共生方式发展起来的。推测线粒体的祖先可能是进行有氧呼吸的、较小的化能异养型原核生物，它们在较大的化能异养型始祖宿主细胞内寄生或被较大的异养型始祖宿主细胞吞噬，若这种小细胞难被消化，就可能在大的宿主细胞内存活并进行呼吸，于是形成了线粒体。叶绿体也通过类似的途径进化，即是在比较大的宿主细胞中逐渐存活下来的较小的始祖光合原核生物。小细胞从宿主细胞获得所需的营养成分，大宿主细胞则从进行光合作用和呼吸作用的小细胞获得大量ATP和光合细胞所制造的食物。不难设想，有两种生物共同好生活相互依存的共生体，在自然选择中是可以突然发展成一种在细胞水平上进一步复杂化、并划分出不同功能区域的单细胞的真核生物。

支持内共生学说的一个主要依据是，现代真核细胞的线粒体和叶绿体都具有自主性的活动，他们的DNA为环状，它们的核糖体为70S，这些都适合细菌、蓝藻相似的。

29、植物和真菌多样性的进化

1、为什么在苔藓植物中没有高大的植物体？

答案：苔藓植物是一群小型植物，一般不超过20cm高，大多生于阴湿处，苔藓植物没有维管系统，并且它们有鞭毛的精子需要水环境才能找到卵子，所以没有高大的植株体。

2、维管植物是如何适应陆地生活的？

答案：维管植物是植物界最高级的类群，维管植物可分为蕨类和种子植物两类。种子植物又分为裸子植物和被子植物两类。

维管植物是孢子体（2n）发达，孢子体有根，能深入土壤吸收水分和矿质元素；有发达的叶，能进行光合作用。由于有了维管系统，具有支持的功能和远距离运输的功能，使枝叶内的光合产物能快捷的被输送到根部，同时根部吸收的水分和矿质营养物能源源不断供应枝叶，这些特征都使维管植物能较好的适应陆地生活。

30、动物多样性的进化

1、请解释什么是假体腔，它是如何形成的？环节动物的真体腔是如何形成的，与假体腔有什么区别？

答案：假体腔是动物界中最先出现的体腔形式。在假体腔中，中胚层只形成了体壁的肌肉层，而动物的肠壁没有中胚层形成的肌肉层。假体腔动物的肠壁仍然是单层细胞。假体腔内也没有体腔膜，其管系统均游离在假体腔内。假体腔是一种初级的原始体腔形式，它不是由于中胚层

包围形成的空腔，而是胚胎的囊胚腔持续到成体形成的体腔，但是体壁有了肌肉层。

真体腔是由中胚层分化出来的，由壁体腔膜和脏体腔膜围绕而成，因而体壁和肠壁都有发达的肌肉。真体腔的出现，是动物结构上一个重要发展；消化管壁有了肌肉层，增加了蠕动，提高了消化机能；同时消化管与体壁为次生体腔隔开，这就促进了循环、排泄等器官的发生，使动物体的结构进一步复杂，各种机能更趋完善。

6、为何说文昌鱼在动物进化上游重要地位？有哪些进步特征、特化特征和原始特征？

答案：文昌鱼是头索动物的代表种类，共约25种。头索动物在动物进化上有重要地位：（1）祖先可能是原始的无头类，与无脊椎动物有共同祖先；（2）由于适应不同生活方式而演变为两支，一支演变为原始有头类，导向脊椎动物进化之路，另一支转化为旁支，演变成头索动物的鳃口科动物；（3）认为头索动物是当前脊椎动物的原始类群，是脊椎动物的姐妹群。在动物学上占有重要地位。

进步特征：呼吸在水流经咽部的鳃裂时进行；中空的神经管是文昌鱼的中枢神经系统，但是尚没有脑和脊椎明显的分化；脊索纵贯全身并伸到身体最前段。

转化特征：口部有一套特化的取食和滤食器官；无成对附肢；无心脏，循化系统属于闭管式，血液无色。

原始特征：无头，仍有分节现象存在；生殖、排泄器官多对（无集中的肾），各自开口。

3、详述羊膜卵的结构、功能和羊膜卵出现的进化意义。羊膜卵和无羊膜卵动物在泄殖系统上有何重要的不同？

答案：胚胎在发育期间，发生羊膜、绒毛膜和尿囊等一系列胚膜，，即胚胎发育到原长期后，在胚体周围发生向上隆起的环状皱褶一羊膜绒毛膜褶，不断生长的环状皱褶由四周逐渐往中间聚拢，彼此愈合和打通后成为围绕着整个胚胎的2层膜，即内层的羊膜和外层的绒毛膜，两者之间是一个宽达的胚外体腔。羊膜将胚胎包围在封闭的羊膜腔内，腔内充满羊水，使胚胎悬浮于自身创造的一个水域环境中进行发育，能有效地防止干燥和各种外界损伤。绒毛膜紧贴于壳膜内面。胚胎在形成羊膜和绒毛膜的同时，还自消化道后部发生一个充当呼吸和排泄的器官，称为尿囊。尿囊位于胚外体腔内，外壁紧贴绒毛膜，因其表面和绒毛膜内壁上富有毛细血管，胚胎可通过多孔的壳膜和卵壳，同外界进行气体交换。此外，尿囊还作为一个容器盛纳胚胎新陈代谢所产生的尿酸。动物获得产羊膜卵的特性后，毋须到水中繁殖，使羊膜动物彻底摆脱了它们在个体发育初期对水的依赖，是脊椎动物从水到路的漫长进化历程中一个极其重要的飞跃进步。确保脊椎动物在陆地上进行繁殖。通过辐射适应向干旱地区分布及开拓新的生活环境创造了条件。

3亿年前，当具有高等和进步特征的新型爬行动物在地球上出现后，很快就得到极大的发展，成为在地球上各种生态环境中占主导地位的动物。

9 ．鸟类的器官系统及形态结构是如何适应飞翔生活的？

（l ）鸟类身体呈纺锤形，体外被覆羽毛，具有流线型的外廓，从而减少了飞行中的阻力。 ( 2 ）前肢变为翼，着生羽毛成为飞翔器官。 ( 3 ）薄而松的皮肤，便于肌肉剧烈运动。

( 4 ）羽毛着生在体表的一定区域内称为羽区。不着生羽毛的地方称裸区，羽毛的这种着生方式，有利于剧烈的飞翔运动。

( 5 ）骨骼轻而坚固，骨骼内具有充满气体的腔隙，有利于减轻体重。

( 6 ）颈椎椎骨之间的关节面呈马鞍形，称异凹型椎骨。这种特殊形式的关节面使椎骨间的运动十分灵活。第一枚颈椎呈环状，称为寰椎；第二枚颈椎称为枢椎。与头骨相联结的寰椎，可与头骨一起在枢椎上转动。这就大大提高了头部的活动范围，鸟类头部运动灵活。

( 7 ）胸椎借硬骨质的肋骨与胸骨联结，构成牢固的胸廓，保证胸肌的剧烈运动和完成呼吸。 ( 8 ）尾骨退化，最后几枚尾骨愈合成一块尾综骨，以支撑扇形的尾羽。鸟类脊椎骨骼的愈合以及尾骨退化，就使躯体重心集中在中央，有助于在飞行中保持平衡。

( 9 ）上下颌骨极度前伸，构成鸟喙。鸟喙外具角质鞘，构成锐利的切缘或钩，是鸟类的取食器官。

( 10 ）左右锁骨以及退化的间锁骨在腹中线处愈合成“V”形，称为叉骨。叉骨具有弹性，在鸟翼剧烈煽动时可避免左右肩带（主要是乌咏骨）碰撞。

( 11 ）手部骨骼（腕骨、掌骨和指骨）的愈合和消失现象，使翼的骨骼构成一个整体，扇翅才能有力。

( 12 ）后肢骨骨块愈合减少且延长，能增加起飞时的弹力。

( 13 ）使翼扬起（胸小肌）及下损（胸大肌）的肌肉十分发达。此外，不论是支配前肢及后肢运动的肌肉，其肌体部分均集中于躯干身体的中心部位，其它肌肉退化以减轻体重。

( 14 ）鸟类的直肠极短，不贮存粪便，且具有吸收水分的作用，有助于减少失水以及飞行时的负荷。

( 15 ）具有非常发达的气囊系统与肺气管相通连。气囊广布于内脏、骨腔以及某些运动肌肉之间。有助于减轻身体的比重，减少肌肉间以及内脏间的磨擦。

( 16 ）排泄尿酸减少失水，鸟类不具膀胱，所产的尿连同粪便随时排出体外，通常认为这也是减轻体重的一种适应。

( 17 ）视觉最为发达，视力调节双重调节能力，能在一瞬间把扁平的“远视眼”调整为“近视眼”。

10.哺乳动物有哪些重要进步特征？为什么说哺乳动物是最高等的脊椎动物？

哺乳动物进步性特征有：( 1 ）具有高度发达的神经系统和感官；( 2 ）出现口腔咀嚼和消化，大大提高了对能量的摄取；( 3 ）具有高而恒定的体温；( 4 ）具有在陆上快速运动的能力；( 5 ）胎生、哺乳。

大多数哺乳动物的生殖方式为胎生，胚胎在母体内发育，通过胎盘吸取母体血液中的营养物质和氧气，同时把排泄物送人母体内。胎生方式为哺乳类的生存和发展提供了广阔前景。它为发育的胚胎提供了保护、营养以及稳定的恒温发育条件，是保证酶活动和代谢活动正常进行的有利因素，使外界环境条件对胚胎发育的不利影响减低到最小程度。．这是哺乳类在生存斗争中优于其他动物类群的一个重要方面。哺乳是胎儿发育完成后产出，母兽以乳汁哺育幼兽。哺乳是使后代在优越的营养条胎件下迅速地发育成长的有利适应的成活率，加上哺乳类对幼仔有各种完善的保护行为，因而具有远比其它脊椎动物类群高得多成活率。哺乳类的皮肤中，表皮和真皮加厚，角质层发达。皮肤衍生物形态复杂，功能多样，在对机体的保护、体温调节、感受刺激、分泌和排泄等方面起着重要作用，如毛、皮肤腺、蹄角等。哺乳类骨骼高度简化和具有灵活性。脊椎仍然分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎5 部分，椎体间有软骨的椎间盘相隔，可吸收和缓冲运动时对椎体的冲击。四肢肌肉发达，以适应哺乳动物高速灵活的复杂运动。消化系统功能完善。消化管包括口腔、咽、食管、胃、小肠（十二指肠、空肠、回肠）、大肠（盲肠、结肠、直肠）和***。消化腺有唾液腺、肝、胰。根据食性，哺乳类分为食虫类、肉食类、草食类和杂食类4 种。哺乳类血管趋于简化，使血液循环速度加快，血液升高，循环效率提高，肺由复杂的支气管树和肺泡构成，气体交换面积增加。腹部具有肌肉质的横隔，隔肌的收缩和舒张协助肋间肌扩张和缩小胸腔，促进呼吸。哺乳动物的大脑特别发达，大脑表面形成沟回，神经元数量大增，感觉器官发达灵敏，行为复杂。

31、人类的进化

1、从猿到人的演化过程中，几个重要性状出现的次序是。 A、脑的扩大—制造石器—直立行走 B、直立行走—制造石器—脑的扩大 C、新生儿提前出生—脑的扩大—制造石器 D、制造石器—直立行走—脑的扩大 E、走出森林—直立行走—制造石器 答案：B

2、有什么证据说明现代人类来自非洲？

答案：A.C.Wilson等人根据现代人类182种线粒体DNA的类型建立起一个人类谱系模型。据此模型，现代人类起源于距今20万年前的非洲地区。在此以前分布于欧洲、亚洲、澳大利亚的化石人类并不是现代人类的祖先，而是若干已灭绝分支上的远亲，他们均被起源于非洲的现代人所取代。现代人类细胞线粒体DNA分析发现，全球人类种群的线粒体DNA十分一致。尼人化石中成功的提取到线粒体DNA，发现它和现代人的线粒体DNA之间存第三十二章

7 ．生物与生物之间有哪些重要的相互关系？

生物与生物之间重要的相互关系有：植食与捕食，竞争，互惠共生，寄生与拟寄生，合作，共栖等〕

植食：指动物吃植物，是生物相互关系中最常见的现象。 捕食：指动物吃动物，也是生物相互关系中最基本的现象之一。

互惠：指对双方都有利的一种种间关系，但这种关系并没有发展到相依为命的地步，如果解除这种关系，双方都能正常生存。如海葵和寄居蟹；蚜虫和蚂蚁

共生：是物种之间一种相依为命的一种互利关系，如果失去一方，另一方便不能生存。如地衣（是单细胞藻类和真菌的共生体）；丝兰和法兰蛾；白蚁和多鞭毛虫。

共栖：是指对一方有利，对另一方无利无害的一种种间关系，又称偏利。如双锯鱼和海葵，偕老同穴和俪虾。

寄生：生活在一起的两种生物，一方获利，而另一方遭受损害。寄居在别种生物上并获利的一方称寄生物，被寄居并受害的一方被称为寄主。如寄生在人体内血吸虫、蛔虫。

拟寄生：类似寄生，但寄生物导致寄主死亡。所有昆虫对昆虫的寄生都是类寄生，如寄生蝇和寄生蜂。

竞争：当两个物种利用同一确定短缺资源时就会发生竞争，竞争的结果时一个物种战胜另一物种，甚至导致一种物种完全被排除。如大草履虫和双小核草履虫的竞争；欧洲百灵被引进北美后与当地百灵的竞争。抗生：指一个物种通过分泌化学物质抑制另一个物种的生长和生存。青霉就是著名的一例。

互抗：指两个物种相互作用使双方都受害或引起死亡。当两种致病生物同时侵人一个寄主而导致寄主死亡时，这两种致病生物就是对抗关系。

中性：指两个或更多物种经常一起出现，但彼此互相无利也无害。如一个水源总是吸引很多动物前来饮水，这些动物之间就是中性关系

12 .造成生物多样性下降的原因是什么？生物多样性下降对人类有什么影响？

造成生物多样性下降的原因：( 1 ）生境片断化和丧失。（2 ）掠夺式的开发利用。（3 ）环境污染。( 4 ）外来物种的人侵。（5 ）人口膨胀。

第三十三章

1 ．什么是种群，种群有哪些特征？

种群（population）是同一物种个体的集合体。种群不仅是物种的存在单位，而且是物种的繁殖单位和进化单位。

种群的基本特征：( l ）分布格局：均匀分布、随机分布、集群分布。（2 ）年龄结构（age structure ）指种群内不同年龄的个体数量分布情况。根据年龄结构划分三种种群类型：增长型、稳定型、衰退型。（3 ）性比( sex ration ) ，性比对种群配偶关系及繁殖潜力有很大的影响。（4 ）出生率和死亡率，研究种群数量动态必不可少的方法。

第三十四章

10 ．从湖泊演变为森林要经历哪几个演替阶段？演替的动力是什么？

一个湖泊演变为一个森林群落大体要经历5个阶段：裸底阶段，沉水植物阶段，浮叶根生植物阶段，挺水植物阶段，湿生草本植物群落，即稳定的森林群落阶段。群落演替的同时也在改变着环境，为下一个群落的形成创造条件。

11 ．什么是顶级群落？它与正在演替中的非顶级群落有什么差异？

演替所达到的最终平衡状态就称为顶极群落（climax）。顶极群落与正在演替中的非顶极群落的性质明显不同。首先，在顶极群落中生物的适应特征与非顶极群落有很大不同，处于演替早期阶段的生物必须产生大量的小型种子以有利于散布，而生活在顶极群落中的生物只需要产生少量的大型种子就够了。其次，处于演替早期阶段的生物体积小、生活史短且繁殖速度快，以便最大限度地适应新环境和占有空缺生境。处于顶极群落中的生物则由于面临激烈的生存竞争往往个体大、生活史长并且长寿，这有利于提高竞争能力。另外，在群落演替的早期阶段，群落生产量大于群落呼吸量，顶极群落总生产量将全部用干群落的维持

第三十五章

7 ．能量流动有什么特点？从中能得到什么启示？

生态系统中的能量流动要靠各种有机体来转化和传递。在顺着营养级序列传递时，大部分用于呼吸维持生命活动或被分解者利用，只有10 ％左右输送给下一级。这样便形成了逐级地、急剧地、梯级般的递减。能量流动的特点是单方向的和不可逆的，流动过程中会急剧减少。

任何生态系统都需要不断得到来自外部的能量补给，如果在一个较长时期内断绝对一个生态系统的能量输人，这个生态系统就会自行消亡。

10 ．为什么说CO2和其他温室气体的排放导致了全球气候变暖？

CO2具有吸热和隔热的功能。人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（CFCs ）、甲烷、低空臭氧和氮氧化物气体。温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外，它们在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，地球表面变热，导致了全球气候变暖。

11 ．全球气候变暖已经带来和将会带来什么严重的生态后果？人类应当如何应对？

（l ）气候转变“全球变暖”。（2 ）地球上的病虫害增加。（3 ）南北极的冰层迅速融化，海平面上升。( 4 ）气候反常，海洋风暴增多。（5 ）土地干旱，沙漠化面积增大。（6 ）造成全球大气环流调整和气候带向极地扩展。

对策：( l ）全面禁用氟氯碳化物。（2 ）保护森林，特别是热带雨林；实施大规模的造林工作，

努力促进森林再生。（3 ）改善汽车使用燃料，限制汽机车的排气。（4 ）改善其他各种场合的能源使用效率，鼓励使用太阳能，开发替代能源。

12 .造成生物多样性下降的原因是什么？生物多样性下降对人类有什么影响？

造成生物多样性下降的原因：( 1 ）生境片断化和丧失。（2 ）掠夺式的开发利用。（3 ）环境污染。( 4 ）外来物种的人侵。（5 ）人口膨胀。

对于人类来说，生物多样性具有直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值。生物多样性下降，物种减少，生态系统的稳定性遭到破坏，人类的生存环境也就要受到影响。大量野生生物具有巨大的潜在使用价值，一旦从地球上消失就无法再生，它的各种潜在使用价值也就不复存在了。

14.人类活动对生物圈产生了什么影响？

（三峡大学，2 以场）什么是生物圈？人类活动对生物圈产生什么影响？

从工业革命以来，特别是从20 世纪以来，由于煤、石油和天然气的大量燃烧，致使CO2的全球平衡受了严重干扰。CO2增加，通过温室效应导致全球变暖。化合物氟利昂（（CFCl3 和CF2Cl2）使臭氧层减少，紫外线辐射强度就会增加，皮肤癌患者数量的增加，对地球上生物界和人类来说都是灾难性的。燃烧煤、石油和天然气所产生的50 ：和No 与大气中的水结合而形成酸雨，杀死水生生物、破坏水体生态平衡，还能伤害陆地植物、农作物和各种树木，破坏土壤肥力，使树木生长缓慢并易感病害，同时还能腐蚀金属、建筑物和历史古迹，酸雨中含有的少量重金属对人体健康也会带来不利影响。人类排放到水体中的污染物，江河湖海受到普遍污染，使饮用水的质量越来越差。人类活动造成物种灭绝速度加快和生物多样性下降。

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