最新中山大学现代生物学导论答案
中山大学现代生物学导论答案
植物界的演化及其适应策略
1、被子植物的孢子体演化出了多种适应环境的机制，请思考：被子植物不同类群的花形成了哪些特化机制以适应虫媒传粉？P248
答：无花果38。雌雄异株，雄株的花序中具雄花和不育的雌花（瘿花）。交配后的雌虫寻找到瘿花，将卵通过短花柱送到子房内，由植物供给营养物质，被这些幼虫寄生的无花果植株只生雄花和瘿花，植株光合作用产物大部分花在培育榕小蜂上面了。无花果雌株花序中有能结实的雌花，它们的花柱很长，当榕小蜂钻进这样的花序后，由于产卵器太短，无法产卵，它在寻找瘿花的过程中，把身上的花粉全搽到了长长的花柱上，使雌花序中5000余朵雌花都得到了传粉。“合则皆旺，分则皆亡”。
兰花141。兰花常大型而美丽，有香气，易引诱昆虫，花的一，多藏于唇瓣基部的距内或蕊柱的基部昆虫进入花内采蜜时，落在唇瓣上，头部恰好触到花粉块基部的粘盘上，昆虫离开花朵时，带着一团胶状物和粘附其上的花粉块而去，至另一花采蜜时，花粉块恰好又触到有粘液的柱头上，完成授粉作用。
天牛将头伸入一朵兰科植物的花中寻找花蜜，离开时花粉块附着于其头部。
花粉块由于黏盘的收缩，使花粉块向前弯曲，当昆虫飞到另一朵花时，花粉块首先接触到具有黏性的柱头面而完成授粉。
2、苔藓植物和蕨类植物都属于陆生植物的类群，由于陆地水分条件不稳定，它们形成了一些度过干旱时期的机制。请问苔藓植物和蕨类植物各通过哪些机制适应干旱，两者有何不同？P234/P237
答：苔藓植物对陆生环境的适应性
产生颈卵器和一器合子萌发形成胚丛生成片，通过毛细作用保存水分存在一些特殊的生理机制适应水分的变化无真正的根体表无角质层保护受精作用离不开水
蕨类植物：多细胞植物，是高等植物中比较低级的一门，也是最原始的维管植物可以防止水土流失苔藓植物一般生长密集，有较强的吸水性，因此能够抓紧泥土，
根多为有较好吸收能力的不定根
苔藓植物是一类结构简单的高等植物，植物体（孢子体）是二叉分枝的叶状体或拟茎叶体，没有真正的根，也没有维管组织的分化；在生活史中配子体占优势，孢子体不能独立生活，寄生在配子体上，这些限制了苔藓植物进一步向前发展，因此它是高等植物中较原始的类型。蕨类植物比苔藓植物进化，主要表现在，蕨类植物的植物体（孢子体）不仅有茎、叶的分化，而且有真正的根和维管组织；在生活史中，孢子体和配子体都能独立生活，但孢子体占优势，比苔藓植物更适应陆生环境。
1、与苔藓植物相比，蕨类植物适应陆地生活的能力较强，原因是（A）
A、全身都能吸收水分和无机盐B、有茎、叶分化，能密集生长
C、根、茎、叶具有疏输导组织D、叶片下面能产生大量孢子
动物的结构与功能及多样性
1、举例说明动物结构如何与环境相适应
答：大熊猫最早是食肉的动物，由于自然环境变化，最后他们变成以吃竹子为生，适应自然
蝙蝠在夜里飞行，光线少，便利用“超声波”在夜间导航的。它的喉头发出一种超过人的耳朵所能听到的高频声波，这种声波沿着直线传播，一碰到物体就迅速返回来，它们用耳朵接收了这种返回来的超声波，使它门能作出准确的判断，引导它们飞行。
鱼在水中游，为减少阻力，成了纺锤形。
多毛纲：原始类群，适应底栖，有疣足帮助移动，有大颚帮助捕食。
寡毛纲：为了适应土壤中的拥挤空间，疣足退化，身体能分泌黏液并成圆柱形，为了适应以腐殖质为食，大颚退化。蛭纲：为了适应吸血，进化出吸盘，身体成扁形以方便储血，少数发展出捕食能力而又进化出大颚。
陆地气候相对干燥，与此相适应，陆生动物一般都有防止水分散失的结构。
陆地上的动物不受水的浮力作用，一般都具有支持躯体和运动的器官，用于爬行、行走、跳跃、奔跑、攀援等多种运动方式，以便觅食和避敌。
除蚯蚓等动物外，陆地生活的动物一般都具有能在空气中呼吸的，位于身体内部的各种呼吸器官。
陆地动物还普遍具有发达的感觉器官和神经系统，能够对多变的环境及时做出反应。
生活在陆地上的环节动物，如蚯蚓，生活在富含腐殖质的.湿润的土囊中，通过肌肉和刚毛的配合使身体蠕动，以植物的枯叶，朽根和其他有机物为食。身体分节可以使蚯蚓的躯体运动灵活。它没有肺与气管，呼吸要靠能分泌黏液、始终保持湿润的体壁来完成。蚯蚓的体壁密布毛细血管，空气中的氧气先溶解在体表黏液里，然后渗进体壁，再进入体壁的毛细血管中。体内的二氧化碳也经体壁的毛细血管由体表排出。动物生活需要适宜的温度，蚯蚓不能保持恒定的体温，因此只能生活在温度变化不太大的土囊深层。
陆地动物还有哺乳动物。它们体毛光滑柔软，有保温作用；用肺呼吸；心脏分成四个腔，有2条循环途径；体温恒定；有门齿、臼齿，还有犬齿；有发达的脑神经与四肢。
陆地生活的动物对环境的适应是多方面的。你知道下列这些动物身体结构是怎样适应陆地生活环境的吗？
(1)蝗虫的外骨骼:(2)猫的呼吸器官(3)蛇具有角质的鳞(4)变色龙的身体会改变颜色(5)雪兔到冬天会换上一身又长又密的白色皮毛
1外骨骼避免了水的流失(致密而隔水,体内水不会透过外骨骼而蒸发)
2长而具有绒毛的气管,可以对吸入空气除去杂物润湿加热,而多分支的肺则大大增加了气体交换的表面积
3鳞片.方式基本同1
4保护色,使自己与环境融为一体,不容易被猎物或天敌发现
举例说明动物所具有的形态结构与生活环境相适应
1猫的脚上有肉垫，在地上跑时发出的声音较小，不易被捕食对象发现2.带钩的鸟爪适宜生活在森林中，并有利于捕捉小动物3鸭的脚上有蹼，可以用来划水，适宜生活在水中.4鱼生活在水中用腮呼吸，用鳍游泳，身体呈纺锤形，减少在水中游泳时的阻力，鱼鳞用来保护身体。5鸽子身体呈纺锤形，减少空气阻力；羽毛用来保暖；翅膀用来飞行；骨骼中控用来减轻自身重量。
2、动物多样性的复杂程度与稳定性有什么关系
答：生物的多样性导致稳定性
在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上，从生物多样性和稳定性的概念出发，可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。探讨多样性和
稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子，如果根据扰动的性质，把生态系统（或其他组织层次）区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰"类系统，稳定性的(个内涵可以理解为：对于受非正常外力干扰的系统而言，抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标；对于受环境因子时间异质性波动干扰的系统而言，利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论：在特定的前提下，多样性可以导致稳定性。例如采用多样性理论和冗余理论对固沙植物群落稳定性机制进行论述.物种多样性的变化能很好地反映固沙植物群落的稳定性状态.在生物学各级水平都存在冗余,冗余是生命系统在长期的进化过程中逐渐形成的一种特性,其主要功能是确保生物个体和群体更好地适应极端环境、维持正常的生长发育和保持稳定,而且其功能只是在受到干扰时才明显地表现出来.削弱冗余,会导致在个体、种群或群落水平上产生补偿作用,以此来增加群落的功能.固沙植物群落的稳定程度主要取决于群落内冗余的数量和结构,冗余越多结构越复杂,群落越稳定.削弱固沙群落的根系冗余可获得生物量上的补偿,但使群落稳定性下降.
抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相关的，抵抗力稳定性高的生态系统，其恢复力稳定性低。生物多样性越复杂，物种越多，生态系统稳定性越高，也即抵抗力稳定性越强，恢复性稳定性相对就低。
3、节肢动物是地球上最大类群，从结构多样性方面阐述其原因P274
答:①身体异律分节现象高度发展，体节愈合，有些外表的分节现象消失②节肢动物具有外骨骼，其结构复杂③排泄系统有两种类型。包括体腔管和马氏管④其呼吸系统有多种类型，包括鳃、足鳃、书鳃、书肺、气管等⑤感觉器官相当复杂，有司平衡、触觉、视觉、味觉、嗅觉和听觉等⑥发育形式多样，有直接发育，也有间接发育。后者的种类有一至数种不同的幼虫期，有时这些幼虫的生活习性与成虫不同
4、脊椎动物被称为高等动物，这种称谓合理吗？P288
答：合理。①顺序排列的脊椎，彼此以关节衔接，成为一条明显分节的柱状结构，这就是脊柱。它既可以支持身体，又能使全身灵活弯曲，保证了动物机体做各种必须的运动②形成内骨骼，对动物躯体的保护支持作用更强，例如脑包容在脑颅中得到完善保护。③除无颌类外都具有上、下颌，增强了对口部的支持和主动摄食作用。其下颌上举，使口闭合，为脊椎动物所特有。④脊椎动物的消化系统已经达到了非常精细的分化程度，可以概括为消化管和消化腺两大部分，使消化更彻底。⑤血液循环系统完善，出现了肌肉构成的能收缩的心脏，位于消化管的腹侧，加强了血液循环和新城代谢，从而提高动物机体的生存能力；同时具有完全的双循环，使生理机能更趋于完善。⑥排泄系统为一对肾，大大提高了排泄的机能。⑦除少数种类雌雄同体外，绝大多数为雌雄异体，有性生殖，提高了遗传多样性。
5、请展开说明成为模式生物应具备的条件
答：①其生理特征能够代表生物界某一大类群。②容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖，例如果蝇作为模式生物有生长快、易培养、个体小特点，酵母有生活周期简单、易繁殖特点③容易进行实验操作特别是遗传学分析，例如微生物结构简单、基因组小、遗传操作方便、易变异，酵母细胞易基因重组。便于进行基因敲除。
一种模式生物应具备的特点?其生理特征能够代表生物界的某一大类群?容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖
?容易进行实验操作，特别是遗传学分析
黑腹果蝇:生长快易培
养个体小
微生物-模式生物结构简单基因组小易于培养遗传操作方便保守性与变异性
酵母研究的意义真核细胞结构
酿酒酵母研究的方便性
-基因组小(12Mb)，已完成测序，约6000基因-易培养-生长快(1.5or2.5hrs)-非致病性-稳定的单倍体
（haploid）和二倍体（diploids）-单倍体和二倍体易转换-易制造突变-容易转化外源DNA-有完备的质粒载体系统-高效的基因敲除技术-简单的突变定位
酵母遗传操作的方便性
生活周期：单/双倍体的循环.基因重组.基因敲除
6、结合自己专业，举例说明模式生物在科学研究中的作用
答：①研究酵母细胞可以进行抗癌、抗真菌、抗衰老药物的筛选②研究细胞周期，了解胚胎发育情况，可治疗一些先天性、遗传性疾病③研究使细胞死亡或衰老的物质，治疗帕金森症等老年疾病④研究肝细胞的规律，为人类移植器官提供大量供体黑腹果蝇的贡献
?经典遗传学－遗传规律的发现
?先天性免疫
?发育生物学－体节形成：由14个体节构成的躯干完全对称，一套基因控制了这些体节从上到下的发生过
程，这套基因普遍存在于从昆虫到人的基因组中，是决定机体左右对称布局形成的最基本因素..
果蝇的其他研究神经生物学发育生物学毒理学动物行为的分子机制老年性疾病老化与长寿群体遗传与进化
酵母可以做什么－－
以酵母为模型的研究?癌症长寿凋亡抗癌药物筛选抗真菌药物筛选抗衰老药物筛选
酵母细胞周期
细胞周期研究的重要性
细胞的分裂及其控制—癌症
有丝分裂和减数分裂
基因重组
胚胎的早期和晚期发育
衰老－以酵母为模型的研究
细菌似乎是不老的
l?水螅似乎是不老的
l?红海胆生长200年以上还可繁育
l?龟类：200年以上
l?植物可活2000年以上，有些达到4000年以上
老化确实是由基因来控制吗？
什么模式生物可用来进行老化研究？
酵母,21-23代，代时2.5－3hrs
线虫,2周@20oC,10天@25.5oC
果蝇,2-3月
小鼠,2年.
大鼠,2.5年.
人类,78年.
(指平均寿命)
酵母细胞的长寿
酵母细胞的寿命是由基因决定的吗？
有哪些基因决定酵母细胞的寿命？
酵母细胞与人类细胞中决定细胞寿命
的基因是一样的吗？
筛选引起细胞长寿的基因
病－酵母作为疾病模型
神经退化性疾病
癌症
遗传性疾病
疾病的酵母模型-ParkinsonDisease
生命现象过于复杂，但可以用简单的生物来研究
对模式生物的研究揭示了绝大部分的生命现象
很多生命现象在分子水平上是保守的
发育、分化、凋亡、遗传、衰老。。。。
生物技术与人类生活
1、生物技术主要应用领域包括哪些？举出一两个具体的例子。
答：生物技术主要应用于以下领域农业生物技术医药生物技术工业生物技术环境生物技术军事生物技术海洋生物技术举例:1).感染性疾病的基因诊断
定性或定量检测致病微生物的核酸，用于诊断各种致病微生物的感染。
通过动态、定量地检测病原微生物的核酸对疗效判断和病情预后提供客观的依据。
常用检测技术：PCR及相关技术2)将苏云金芽胞杆菌（BT）毒素蛋白基因转进棉花，获得抗棉铃虫的转基因棉花。
2、生物技术面临的问题包括哪些？
答：1)生物安全性问题，主要指生物体经过基因工程改造后对环境和人体是否安全。
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