动物与人类生活的关系:
(1)动物与生物反应器
①概念:科学家利用生物做“生产车间”,生产人类所需要的某些物质,这就是“生物反应器”。生物反应器可用于生产激素、单克隆抗体、营养蛋白、酶、疫苗、各种生长因子及其他一些药物等。
②乳房生物反应器:目前,最理想的一种生物反应器是“乳房生物反应器”,即人类通过对某种动物(如牛、羊)的遗传基因进行改造,使这些动物的乳房可以产生和分泌人们所需要的某些物质。 ③优点:利用生物反应器来生产人类所需要的某些物质,可以节省建设厂房和购买仪器设备的费用,可以减少复杂的生产程序和环境污染。
(2)动物与仿生
仿生学是模仿生物的某些外形或结构而制造出新仪器、新设备的科学。仿生学是与数学、物理、化学等自然科学密切相关的边缘科学,仿生学的发展与对生物结构和器官的认识水平的深度息息相关,所以随着各门科学的发展.仿生学也有了突飞猛进的发展。
仿生学应用实例:①长颈鹿与抗荷服;②蝙蝠回声定位与雷达;③乌龟的龟壳与薄壳建筑;④飞鸟与飞机;⑤海豚与潜水艇;⑥变色龙与迷彩服;⑦萤火虫与目光灯。
易错点:
误认为利用乳房生物反应器可以生产任何物质
科学家对哺乳动物如牛、羊的遗传基因进行改造,使这些动物的乳房可以生产和分泌出人们需要的某些物质,而不是任何物质。因为转基因技术是高科技技术,成功率不可能非常高,况且如果任何物质都可以由乳房生物反应器来生产,那么地球上就不会有工厂了。
昆虫的生殖:
绝大多数昆虫进行有性生殖、发育成熟后,经过交配产生受精卵,受精卵在一定的环境条件下可以发育成幼虫和成虫。
昆虫的发育:
昆虫的发育为变态发育,分为完全变态和不完全变态两种方式。
(1)完全变态
蜜蜂、家蚕等昆虫的发育要经过受精卵、幼虫、蛹、成虫4个时期,而且幼虫和成虫在形态结构和生活习性上有明显的差异,这样的发育过程叫完全变态。下图为家蚕的完全变态发育过程。
(2)不完全变态
不完全变态是指蟋蟀、蝼蛄、螳螂等昆虫的一生经历受精卵、幼虫、成虫三个时期,而且幼虫和成虫的形态结构非常相似,生活习性也几乎一致的发育过程。幼虫又称为若虫。图123—6为蝗虫一生的发育过程。
特别提醒:昆虫的体表有外骨骼,可以有效防止体内水分散失,保护和支持内部柔软器官。但外骨骼不能随身体的生长而长大,所以昆虫发育过程中要出现蜕皮现象。蝗虫的一生要经过5次蜕皮,每蜕皮一次增加一龄,幼虫经过5次蜕皮,逐渐长大。最后变成成虫。
昆虫两种发育方式的比较:
发育方式 |
不同点 |
相同点 |
举例 |
发育过程 |
发育特点 |
完全变态发育 |
受精卵、幼虫、蛹、成虫 |
幼虫和成虫有明显的差异,有羽化现象 |
发育起点都是受精卵;都是有性生殖;都属于变态发育 |
家蚕、蚊、蝇、蜜蜂 |
不完全变态发育 |
受精卵、幼虫、成虫 |
幼虫和成虫相似,无羽化现象 |
蝗虫、蝼蛄、蟋蟀、螳螂 |
主要的遗传物质:
现代遗传学研究认为,控制生物性状遗传的主要物质是DNA(脱氧核糖核酸)。DNA位于染色体上,染色体位于细胞核内,因此,细胞核是遗传信息的中心,DNA是遗传信息的载体。染色体由蛋白质和DNA组成。 DNA在染色体中的含量比较稳定,是主要的遗传物质。由于DNA大部分在染色体上,所以说染色体是遗传物质的主要载体。
基因控制形状基因: 基因是控制生物性状的遗传物质的基本结构单位和功能单位;基因是有遗传效应的DNA片段,每个DNA分子上有许多个基因;基因在染色体上呈线性排列(指细胞核内染色体上的基因)。
①控制生物同一性状的基因,在体细胞中与染色体一样,是成对存在的。
②在生物的配子(精子、卵细胞)中,控制同一性状的基因成单存在。
③在生物传种接代的过程中,传下去的是基因。
基因、DNA、染色体之间的关系: (1)DNA存在于细胞核中的染色体上,呈双螺旋结构,是遗传信息的载体。
(2)染色体存在于细胞核中,由DNA和蛋白质等组成,DNA是染色体的主要成分。
(3)基因是DNA上有特定遗传信息的片段。控制生物性状的基冈有显隐性之分,它们控制的生物性状就有显性性状和隐性性状之分。三者的包含关系,如图
特别提醒:①每种生物都有一定的稳定不变的染色体数;体细胞中染色体成对存在,基因也成对存在。
②在形成生殖细胞时,成对的染色体要分开,分别进入新形成的生殖细胞中。因此,在生殖细胞中染色体成单存在,即只有每对染色体中的一条,染色体上的基因也是成单存在的,即只有每对基因中的一个。
精子的传递:
在有性生殖过程中,精子和卵细胞是基因在亲子间传递的“桥梁”。1883年比利时胚胎学家比耐登发现马蛔虫的精子和染色体都只有2对染色体中的其中2条。
基因经精子或卵细胞传递:(1)受精过程与染色体变化
在受精过程中,精子(染色体数目为N)进入卵细胞(染色体数目为N),精子和卵细胞相融合,形成了受精卵(染色体数目为N+N=2N)。可见,受精卵的染色体又恢复了原来的数目,受精卵中既含有精子(父方)的一组染色体,又含有卵细胞(母方)的一组染色体,如图所示。
(2)生殖过程中基因的传递
生殖过程中的基因传递假设父方和母方的体细胞只有一对染色体,在每对染色体上用A或a表示成对的基因,基因在亲子代间的传递如图所示。因此说,基因是经精子或卵细胞传递给子代的。人类的遗传就是通过染色体在亲代与后代之间的传递实现的。