最新中山大學現代生物學導論答案
中山大學現代生物學導論答案
植物界的演化及其適應策略
1、被子植物的孢子體演化出了多種適應環境的機制，請思考：被子植物不同類群的花形成了哪些特化機制以適應蟲媒傳粉？P248
答：無花果38。雌雄異株，雄株的花序中具雄花和不育的雌花（癭花）。交配后的雌蟲尋找到癭花，將卵通過短花柱送到子房內，由植物供給營養物質，被這些幼蟲寄生的無花果植株只生雄花和癭花，植株光合作用產物大部分花在培育榕小蜂上面了。無花果雌株花序中有能結實的雌花，它們的花柱很長，當榕小蜂鉆進這樣的花序后，由于產卵器太短，無法產卵，它在尋找癭花的過程中，把身上的花粉全搽到了長長的花柱上，使雌花序中5000余朵雌花都得到了傳粉。“合則皆旺，分則皆亡”。
蘭花141。蘭花常大型而美麗，有香氣，易引誘昆蟲，花的一，多藏于唇瓣基部的距內或蕊柱的基部昆蟲進入花內采蜜時，落在唇瓣上，頭部恰好觸到花粉塊基部的粘盤上，昆蟲離開花朵時，帶著一團膠狀物和粘附其上的花粉塊而去，至另一花采蜜時，花粉塊恰好又觸到有粘液的柱頭上，完成授粉作用。
天牛將頭伸入一朵蘭科植物的花中尋找花蜜，離開時花粉塊附著于其頭部。
花粉塊由于黏盤的收縮，使花粉塊向前彎曲，當昆蟲飛到另一朵花時，花粉塊首先接觸到具有黏性的柱頭面而完成授粉。
2、苔蘚植物和蕨類植物都屬于陸生植物的類群，由于陸地水分條件不穩定，它們形成了一些度過干旱時期的機制。請問苔蘚植物和蕨類植物各通過哪些機制適應干旱，兩者有何不同？P234/P237
答：苔蘚植物對陸生環境的適應性
產生頸卵器和一器合子萌發形成胚叢生成片，通過毛細作用保存水分存在一些特殊的生理機制適應水分的變化無真正的根體表無角質層保護受精作用離不開水
蕨類植物：多細胞植物，是高等植物中比較低級的一門，也是最原始的維管植物可以防止水土流失苔蘚植物一般生長密集，有較強的吸水性，因此能夠抓緊泥土，
根多為有較好吸收能力的不定根
苔蘚植物是一類結構簡單的高等植物，植物體（孢子體）是二叉分枝的葉狀體或擬莖葉體，沒有真正的根，也沒有維管組織的分化；在生活史中配子體占優勢，孢子體不能獨立生活，寄生在配子體上，這些限制了苔蘚植物進一步向前發展，因此它是高等植物中較原始的類型。蕨類植物比苔蘚植物進化，主要表現在，蕨類植物的植物體（孢子體）不僅有莖、葉的分化，而且有真正的根和維管組織；在生活史中，孢子體和配子體都能獨立生活，但孢子體占優勢，比苔蘚植物更適應陸生環境。
1、與苔蘚植物相比，蕨類植物適應陸地生活的能力較強，原因是（A）
A、全身都能吸收水分和無機鹽B、有莖、葉分化，能密集生長
C、根、莖、葉具有疏輸導組織D、葉片下面能產生大量孢子
動物的結構與功能及多樣性
1、舉例說明動物結構如何與環境相適應
答：大熊貓最早是食肉的動物，由于自然環境變化，最后他們變成以吃竹子為生，適應自然
蝙蝠在夜里飛行，光線少，便利用“超聲波”在夜間導航的。它的喉頭發出一種超過人的耳朵所能聽到的高頻聲波，這種聲波沿著直線傳播，一碰到物體就迅速返回來，它們用耳朵接收了這種返回來的超聲波，使它門能作出準確的判斷，引導它們飛行。
魚在水中游，為減少阻力，成了紡錘形。
多毛綱：原始類群，適應底棲，有疣足幫助移動，有大顎幫助捕食。
寡毛綱：為了適應土壤中的擁擠空間，疣足退化，身體能分泌黏液并成圓柱形，為了適應以腐殖質為食，大顎退化。蛭綱：為了適應吸血，進化出吸盤，身體成扁形以方便儲血，少數發展出捕食能力而又進化出大顎。
陸地氣候相對干燥，與此相適應，陸生動物一般都有防止水分散失的結構。
陸地上的動物不受水的浮力作用，一般都具有支持軀體和運動的器官，用于爬行、行走、跳躍、奔跑、攀援等多種運動方式，以便覓食和避敵。
除蚯蚓等動物外，陸地生活的動物一般都具有能在空氣中呼吸的，位于身體內部的各種呼吸器官。
陸地動物還普遍具有發達的感覺器官和神經系統，能夠對多變的環境及時做出反應。
生活在陸地上的環節動物，如蚯蚓，生活在富含腐殖質的.濕潤的土囊中，通過肌肉和剛毛的配合使身體蠕動，以植物的枯葉，朽根和其他有機物為食。身體分節可以使蚯蚓的軀體運動靈活。它沒有肺與氣管，呼吸要靠能分泌黏液、始終保持濕潤的體壁來完成。蚯蚓的體壁密布毛細血管，空氣中的氧氣先溶解在體表黏液里，然后滲進體壁，再進入體壁的毛細血管中。體內的二氧化碳也經體壁的毛細血管由體表排出。動物生活需要適宜的溫度，蚯蚓不能保持恒定的體溫，因此只能生活在溫度變化不太大的土囊深層。
陸地動物還有哺乳動物。它們體毛光滑柔軟，有保溫作用；用肺呼吸；心臟分成四個腔，有2條循環途徑；體溫恒定；有門齒、臼齒，還有犬齒；有發達的腦神經與四肢。
陸地生活的動物對環境的適應是多方面的。你知道下列這些動物身體結構是怎樣適應陸地生活環境的嗎？
(1)蝗蟲的外骨骼:(2)貓的呼吸器官(3)蛇具有角質的鱗(4)變色龍的身體會改變顏色(5)雪兔到冬天會換上一身又長又密的白色皮毛
1外骨骼避免了水的流失(致密而隔水,體內水不會透過外骨骼而蒸發)
2長而具有絨毛的氣管,可以對吸入空氣除去雜物潤濕加熱,而多分支的肺則大大增加了氣體交換的表面積
3鱗片.方式基本同1
4保護色,使自己與環境融為一體,不容易被獵物或天敵發現
舉例說明動物所具有的形態結構與生活環境相適應
1貓的腳上有肉墊，在地上跑時發出的聲音較小，不易被捕食對象發現2.帶鉤的鳥爪適宜生活在森林中，并有利于捕捉小動物3鴨的腳上有蹼，可以用來劃水，適宜生活在水中.4魚生活在水中用腮呼吸，用鰭游泳，身體呈紡錘形，減少在水中游泳時的阻力，魚鱗用來保護身體。5鴿子身體呈紡錘形，減少空氣阻力；羽毛用來保暖；翅膀用來飛行；骨骼中控用來減輕自身重量。
2、動物多樣性的復雜程度與穩定性有什么關系
答：生物的多樣性導致穩定性
在生物多樣性與生態系統穩定性研究動態的基礎上，從生物多樣性和穩定性的概念出發，可以確定忽視多樣性和穩定性的生物組織層次可能是造成觀點紛爭的根源之一。特定生物組織層次的穩定性可能更多地與該層次的多樣性特征相關。探討多樣性和
穩定性的關系應從不同的生物組織層次上進行。擾動是生態系統多樣性與穩定性關系悖論中的重要因子，如果根據擾動的性質，把生態系統（或其他組織層次）區分為受非正常外力干擾和受環境因子時間異質性波動干擾"類系統，穩定性的(個內涵可以理解為：對于受非正常外力干擾的系統而言，抵抗力和恢復力是穩定性適宜的測度指標；對于受環境因子時間異質性波動干擾的系統而言，利用持久性和變異性衡量系統的穩定性則更具實際意義。結合對群落和種群層次多樣性與穩定性相關機制的初步討論：在特定的前提下，多樣性可以導致穩定性。例如采用多樣性理論和冗余理論對固沙植物群落穩定性機制進行論述.物種多樣性的變化能很好地反映固沙植物群落的穩定性狀態.在生物學各級水平都存在冗余,冗余是生命系統在長期的進化過程中逐漸形成的一種特性,其主要功能是確保生物個體和群體更好地適應極端環境、維持正常的生長發育和保持穩定,而且其功能只是在受到干擾時才明顯地表現出來.削弱冗余,會導致在個體、種群或群落水平上產生補償作用,以此來增加群落的功能.固沙植物群落的穩定程度主要取決于群落內冗余的數量和結構,冗余越多結構越復雜,群落越穩定.削弱固沙群落的根系冗余可獲得生物量上的補償,但使群落穩定性下降.
抵抗力穩定性與恢復力穩定性是相關的，抵抗力穩定性高的生態系統，其恢復力穩定性低。生物多樣性越復雜，物種越多，生態系統穩定性越高，也即抵抗力穩定性越強，恢復性穩定性相對就低。
3、節肢動物是地球上最大類群，從結構多樣性方面闡述其原因P274
答:①身體異律分節現象高度發展，體節愈合，有些外表的分節現象消失②節肢動物具有外骨骼，其結構復雜③排泄系統有兩種類型。包括體腔管和馬氏管④其呼吸系統有多種類型，包括鰓、足鰓、書鰓、書肺、氣管等⑤感覺器官相當復雜，有司平衡、觸覺、視覺、味覺、嗅覺和聽覺等⑥發育形式多樣，有直接發育，也有間接發育。后者的種類有一至數種不同的幼蟲期，有時這些幼蟲的生活習性與成蟲不同
4、脊椎動物被稱為高等動物，這種稱謂合理嗎？P288
答：合理。①順序排列的脊椎，彼此以關節銜接，成為一條明顯分節的柱狀結構，這就是脊柱。它既可以支持身體，又能使全身靈活彎曲，保證了動物機體做各種必須的運動②形成內骨骼，對動物軀體的保護支持作用更強，例如腦包容在腦顱中得到完善保護。③除無頜類外都具有上、下頜，增強了對口部的支持和主動攝食作用。其下頜上舉，使口閉合，為脊椎動物所特有。④脊椎動物的消化系統已經達到了非常精細的分化程度，可以概括為消化管和消化腺兩大部分，使消化更徹底。⑤血液循環系統完善，出現了肌肉構成的能收縮的心臟，位于消化管的腹側，加強了血液循環和新城代謝，從而提高動物機體的生存能力；同時具有完全的雙循環，使生理機能更趨于完善。⑥排泄系統為一對腎，大大提高了排泄的機能。⑦除少數種類雌雄同體外，絕大多數為雌雄異體，有性生殖，提高了遺傳多樣性。
5、請展開說明成為模式生物應具備的條件
答：①其生理特征能夠代表生物界某一大類群。②容易獲得并易于在實驗室內飼養、繁殖，例如果蠅作為模式生物有生長快、易培養、個體小特點，酵母有生活周期簡單、易繁殖特點③容易進行實驗操作特別是遺傳學分析，例如微生物結構簡單、基因組小、遺傳操作方便、易變異，酵母細胞易基因重組。便于進行基因敲除。
一種模式生物應具備的特點?其生理特征能夠代表生物界的某一大類群?容易獲得并易于在實驗室內飼養、繁殖
?容易進行實驗操作，特別是遺傳學分析
黑腹果蠅:生長快易培
養個體小
微生物-模式生物結構簡單基因組小易于培養遺傳操作方便保守性與變異性
酵母研究的意義真核細胞結構
釀酒酵母研究的方便性
-基因組小(12Mb)，已完成測序，約6000基因-易培養-生長快(1.5or2.5hrs)-非致病性-穩定的單倍體
（haploid）和二倍體（diploids）-單倍體和二倍體易轉換-易制造突變-容易轉化外源DNA-有完備的質粒載體系統-高效的基因敲除技術-簡單的突變定位
酵母遺傳操作的方便性
生活周期：單/雙倍體的循環.基因重組.基因敲除
6、結合自己專業，舉例說明模式生物在科學研究中的作用
答：①研究酵母細胞可以進行抗癌、抗真菌、抗衰老藥物的篩選②研究細胞周期，了解胚胎發育情況，可治療一些先天性、遺傳性疾病③研究使細胞死亡或衰老的物質，治療帕金森癥等老年疾病④研究肝細胞的規律，為人類移植器官提供大量供體黑腹果蠅的貢獻
?經典遺傳學－遺傳規律的發現
?先天性免疫
?發育生物學－體節形成：由14個體節構成的軀干完全對稱，一套基因控制了這些體節從上到下的發生過
程，這套基因普遍存在于從昆蟲到人的基因組中，是決定機體左右對稱布局形成的最基本因素..
果蠅的其他研究神經生物學發育生物學毒理學動物行為的分子機制老年性疾病老化與長壽群體遺傳與進化
酵母可以做什么－－
以酵母為模型的研究?癌癥長壽凋亡抗癌藥物篩選抗真菌藥物篩選抗衰老藥物篩選
酵母細胞周期
細胞周期研究的重要性
細胞的分裂及其控制—癌癥
有絲分裂和減數分裂
基因重組
胚胎的早期和晚期發育
衰老－以酵母為模型的研究
細菌似乎是不老的
l?水螅似乎是不老的
l?紅海膽生長200年以上還可繁育
l?龜類：200年以上
l?植物可活2000年以上，有些達到4000年以上
老化確實是由基因來控制嗎？
什么模式生物可用來進行老化研究？
酵母,21-23代，代時2.5－3hrs
線蟲,2周@20oC,10天@25.5oC
果蠅,2-3月
小鼠,2年.
大鼠,2.5年.
人類,78年.
(指平均壽命)
酵母細胞的長壽
酵母細胞的壽命是由基因決定的嗎？
有哪些基因決定酵母細胞的壽命？
酵母細胞與人類細胞中決定細胞壽命
的基因是一樣的嗎？
篩選引起細胞長壽的基因
病－酵母作為疾病模型
神經退化性疾病
癌癥
遺傳性疾病
疾病的酵母模型-ParkinsonDisease
生命現象過于復雜，但可以用簡單的生物來研究
對模式生物的研究揭示了絕大部分的生命現象
很多生命現象在分子水平上是保守的
發育、分化、凋亡、遺傳、衰老。。。。
生物技術與人類生活
1、生物技術主要應用領域包括哪些？舉出一兩個具體的例子。
答：生物技術主要應用于以下領域農業生物技術醫藥生物技術工業生物技術環境生物技術軍事生物技術海洋生物技術舉例:1).感染性疾病的基因診斷
定性或定量檢測致病微生物的核酸，用于診斷各種致病微生物的感染。
通過動態、定量地檢測病原微生物的核酸對療效判斷和病情預后提供客觀的依據。
常用檢測技術：PCR及相關技術2)將蘇云金芽胞桿菌（BT）毒素蛋白基因轉進棉花，獲得抗棉鈴蟲的轉基因棉花。
2、生物技術面臨的問題包括哪些？
答：1)生物安全性問題，主要指生物體經過基因工程改造后對環境和人體是否安全。
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