生物學 - 快速指南



生物學 - 結構與功能

介紹

  • 器官的基本結構單位稱為細胞

  • 1665年,羅伯特·胡克發現了細胞。

  • 細胞是一種活的有機體。

  • 人體有數萬億個細胞,形狀和大小各不相同。

  • 由一個以上細胞組成的生物稱為多細胞生物。

  • 單細胞生物稱為單細胞生物。例如變形蟲。

Amoeba
  • 單細胞生物執行多細胞生物執行的所有基本功能。

  • 與其他生物不同,變形蟲沒有確定的形狀;因此,它不斷改變其形狀。

  • 變形蟲有偽足,這意味著 – pseudo表示假,podia表示足。

  • 變形蟲是一個能夠獨立生存的成熟生物。

  • 細胞的形狀通常是圓形、球形或細長的。

  • 原生質被稱為細胞的活物質。

  • 沒有核膜的核物質的細胞稱為原核細胞。例如細菌和藍藻。

  • 具有組織良好的細胞核和核膜的細胞被稱為真核細胞。所有多細胞生物都是真核細胞。

細胞結構和功能

  • 細胞的基本部分是細胞膜、細胞質和細胞核。

Human Cell
  • 細胞膜也稱為質膜

  • 質膜是多孔的,允許某些物質或材料向內和向外移動。

  • 中心密集的圓形結構稱為細胞核

  • 細胞核和細胞膜之間的凝膠狀物質(如上圖所示)稱為細胞質

  • 細胞質中也存在不同的細胞器,例如線粒體、高爾基體、核糖體等。

  • 細胞核位於中心部分,幾乎呈球形。

  • 細胞核透過稱為核膜的多孔膜與細胞質隔開。

  • 在細胞核內部發現的較小且呈球形的結構稱為核仁

  • 細胞核包含稱為染色體的線狀結構。

  • 染色體攜帶基因,並幫助將父母的特徵遺傳給後代。

  • 基因是生物體中遺傳的基本單位。

  • 活細胞的全部成分稱為原生質,包括細胞核和細胞質。

植物細胞

  • 細胞膜為植物和動物細胞提供形狀。

  • 在植物細胞中,細胞壁是在細胞膜上額外覆蓋的一層。

Cell Structure
  • 動物細胞沒有細胞壁。

  • 細胞壁賦予植物細胞形狀和剛性。

  • 細胞壁提供保護,植物細胞需要抵抗不同的溫度、強風、大氣溼度等。

  • 細菌細胞也有細胞壁。

  • 通常,大多數細胞的大小是微觀的,肉眼無法看到。

  • 細菌中發現的最小細胞的大小為0.1至0.5微米。

  • 最大的細胞大小為170毫米×130毫米,見於鴕鳥蛋。

  • 然而,細胞的大小與動物或植物身體的大小無關。

  • Tradescantia葉細胞細胞質中的一些小彩色體稱為質體

  • 質體有不同的顏色。

  • 一些質體具有綠色色素,稱為葉綠素

  • 綠色質體稱為葉綠體

  • 葉綠體使葉子呈現綠色。

  • 葉綠素對光合作用至關重要。

生物學 - 生命的根本單位

介紹

  • 生命的根本單位是細胞。

  • 細胞於1665年由羅伯特·胡克在簡易顯微鏡下首次發現。

Animal Cell Structure
  • 1674年,列文虎克藉助改進的顯微鏡發現了池塘水中自由生活的細胞。

  • 1831年,羅伯特·布朗在細胞中發現了細胞核

  • 1839年,普爾金耶將“原生質”一詞用於細胞中發現的流體物質。

  • 細胞理論由施萊登(1838年)和施旺(1839年)提出。

  • 根據細胞理論,所有植物和動物都是由細胞組成的,細胞是生命的基本單位。

  • 1855年,魏爾肖進一步擴充套件了細胞理論,並提出所有細胞都來自預先存在的細胞。

  • 1940年,電子顯微鏡的發明使得觀察和理解細胞的複雜結構成為可能。

單細胞生物

  • 單細胞生物,例如變形蟲、衣藻、草履蟲和細菌,稱為單細胞生物。

多細胞生物

  • 由許多細胞組成的生物稱為多細胞生物。例如人類、動物、鳥類等。

細胞的重要特徵

  • 每個活細胞都具有執行某些基本功能的能力,這些功能是所有生命形式的特徵。

  • 每個這樣的細胞在其內部都有一些特定的成分,稱為細胞器。

  • 不同型別的細胞具有不同的功能,每個細胞器都執行特定的功能。

  • 這些細胞器共同構成被稱為細胞的生命基本單位。

  • 所有細胞都發現具有相同的細胞器,無論它們的功能不同以及它們所在的生物體。

細胞的結構組織

  • 以下是每個細胞具有的三個基本特徵:

    • 質膜/細胞膜

    • 細胞核

    • 細胞質

Basic Features of Cell
  • 讓我們簡要討論一下每一個:

質膜/細胞膜

  • 質膜是細胞的最外層覆蓋層(如上圖所示)。

  • 質膜允許某些物質進入細胞內部並從細胞中出來;因此,它被稱為選擇性滲透膜

  • 水分子透過選擇性滲透膜的運動稱為滲透

  • 細胞壁

  • 植物細胞有一個額外的保護層,稱為細胞壁(動物細胞中不存在)。

  • 細胞壁位於質膜之外;同樣,它也覆蓋著質膜。

  • 細胞壁主要由纖維素組成。

細胞核

  • 細胞核或核是拉丁語詞,意思是或種子。

  • 細胞核具有雙層覆蓋物,稱為核膜(見上圖)。

  • 核膜有一些孔,允許某些物質進入(到細胞核中)和出去(到細胞質中)。

  • 細胞核最重要的特徵是——它包含染色體

  • 染色體是棒狀結構,只有當細胞即將分裂時才能看到。

  • 染色體由DNA蛋白質組成。

  • DNA(脫氧核糖核酸)分子包含來自父母的遺傳特徵到下一代。

  • DNA分子還包含構建和組織細胞所需的資訊。

  • DNA的功能片段稱為基因

  • DNA作為染色質物質的一部分存在。

  • 染色質物質可見為纏結的線狀結構團塊(如以下圖片所示)。

Human DNA
  • 每當細胞即將分裂時,染色質物質就會組織成染色體。

  • 細胞核在細胞繁殖中發揮著核心和重要的作用。

  • 沒有核膜的細胞稱為原核生物(即Pro = 原始或初級;karyote ≈ karyon = 細胞核)。參見下圖

Eukaryote Prokaryote
  • 具有核膜的細胞稱為真核生物

  • 原核細胞沒有真核細胞中存在的許多其他細胞質細胞器(見上圖)。

細胞質

  • 細胞在細胞膜內包含細胞質,細胞質包含許多生物分子,包括蛋白質和核酸。

  • 細胞質中發現許多結構,稱為細胞器。

細胞器

  • 以下是細胞功能中起主要作用的主要細胞器:

    • 細胞核

    • 內質網

    • 核糖體

    • 高爾基體

    • 溶酶體

    • 線粒體

    • 質體

    • 液泡

Cell Organelles
  • 讓我們簡要討論一下每一個:

  • 細胞核已在上文討論過。

內質網

  • 內質網(或簡稱ER)是膜結合的管和片的大網路(見上圖)。

  • 根據視覺結構,ER 分為粗麵內質網(RER)和光面內質網(SER)。

  • 當核糖體附著在ER表面時,它被稱為粗麵內質網,而沒有核糖體則被稱為光面內質網。

  • SER有助於製造脂肪分子或脂類,這對細胞功能很重要。

  • 內質網(ER)的重要功能之一是充當物質(特別是蛋白質)在細胞質不同區域以及細胞質和細胞核之間運輸的通道。

核糖體

  • 核糖體通常存在於所有活躍的細胞中。

  • 核糖體是蛋白質合成的場所。

高爾基體

  • 高爾基體以其發現者卡米洛·高爾基命名。

  • 高爾基體由一套膜結合的囊泡組成,這些囊泡大致平行排列成堆,稱為**扁平囊**(見上圖)。

  • 高爾基體的重要功能是在囊泡中儲存、修飾和包裝產物。

  • 高爾基體還有助於溶酶體的形成。

溶酶體

  • 溶酶體是細胞的一種廢物處理系統。

  • 溶酶體透過消化外來物質以及磨損的細胞器來幫助保持細胞清潔。

  • 溶酶體含有強大的消化酶,能夠分解各種有機物質。

  • 溶酶體有一個典型的特徵,即當細胞受損時,溶酶體很可能破裂,釋放出的酶消化自身的細胞。因此,溶酶體也被稱為細胞的“自殺包”。

線粒體

  • 線粒體通常被稱為細胞的能量工廠。

  • 線粒體釋放各種化學活動所需的能量(對生命至關重要)。

  • 線粒體以ATP(三磷酸腺苷)分子的形式釋放能量。

  • ATP被稱為細胞的能量貨幣。

  • 線粒體擁有自己的DNA和核糖體;因此,它們能夠合成一些自身的蛋白質。

質體

  • 質體僅存在於植物細胞中(見下圖)。

Cell Organelles Plant
  • 質體分為 – **色素體**(有色質體)和**白色體**(白色或無色質體)。

  • 含有葉綠素色素的質體稱為**葉綠體**。

  • 葉綠體在植物的光合作用中發揮重要作用。

  • 葉綠體還含有各種型別的黃色或橙色色素。

  • 白色體是儲存某些重要物質(如澱粉、油和蛋白質顆粒)的細胞器。

  • 質體在外形上類似於線粒體。

  • 與線粒體一樣,質體也擁有自己的DNA和核糖體。

液泡

  • 液泡通常是儲存固體或液體物質的囊泡。

  • 在動物細胞中,液泡很小;而在植物細胞中,液泡很大。

  • 植物細胞的液泡充滿了細胞液,併為細胞提供膨壓和硬度。

生物學 - 組織

介紹

  • 一組在結構上相似並協同工作以完成特定功能的細胞稱為**組織**。

Tissue
  • 組織分為−

    • 植物組織 &

    • 動物組織

  • 讓我們簡要討論一下它們−

植物組織

  • 以下是植物組織的主要型別−

    • 分生組織

    • 永久組織

      • 簡單永久組織

        • 薄壁組織

        • 厚壁組織

        • 厚壁組織

        • 表皮

      • 複雜永久組織

        • 木質部

        • 韌皮部

分生組織

  • 分生組織主要由活躍分裂的細胞組成,有助於增加植物莖的長度和增粗。

  • 分生組織通常存在於植物的主要生長區域,例如莖或根的頂端。

  • 根據分生組織所在的位置(區域),分生組織可分為**頂端、側生**和**居間**(見下圖)。

Types of Meristematic Tissue
  • 頂端分生組織(如上圖所示)存在於莖和根的生長頂端,有助於它們的生長。

  • 側生分生組織存在於莖或根區域,有助於它們的生長。

  • 居間分生組織存在於葉基或節間(在嫩枝上),有助於生長。

永久組織

  • 分生組織的細胞後來分化形成不同型別的永久組織。

  • 永久組織進一步分為−

    • **簡單永久組織**和

    • 複雜永久組織

簡單永久組織

  • 簡單永久組織進一步分為−

    • 薄壁組織

    • 厚壁組織

    • 厚壁組織

    • 表皮

  • **薄壁組織**為植物提供支撐,並儲存食物。

Parenchyma Tissue
  • 有時,薄壁組織含有葉綠素並進行光合作用,在這種情況下,它被稱為**厚壁組織**。

Collenchyma Tissue
  • 厚壁組織為植物提供柔韌性,並提供機械支撐(給植物)。

  • 存在於水生植物薄壁組織中的大型氣腔,使植物具有浮力並幫助它們漂浮,被稱為**通氣組織**。

  • **厚壁組織**使植物變得堅硬和挺直。例如,椰子的外殼由**厚壁組織**構成。

Sclerenchyma Tissue
  • 厚壁組織的細胞通常是死的。

  • 最外層的細胞稱為**表皮**。

  • 表皮通常由一層細胞組成。

Epidermis
  • 植物的整個表面都有表皮的外層覆蓋,保護植物的所有部分。

複雜永久組織

  • 複雜組織通常由多種型別的細胞組成,這些細胞作為一個單元協同工作。

  • 複雜組織透過在植物中上下運輸有機物質、水和礦物質來幫助運輸。

  • 複雜永久組織分為;

    • **木質部**和

    • 韌皮部

Xylema and Phloem
  • 木質部通常由導管、管胞、木薄壁組織和木纖維組成。

  • 木質部負責輸送水和礦物質離子/鹽。

  • 韌皮部通常由四種類型的元素組成,即−

    • 篩管

    • 伴胞

    • **韌皮纖維**和

    • 韌皮薄壁組織

Phloem
  • 韌皮部將食物從葉子運輸到植物的其他部位。

生物學 - 動物組織

介紹

  • 動物體內發現的組織與植物組織相比,具有一些不同的特性。

動物組織型別

  • 動物組織分為−

    • 上皮組織

    • 結締組織

    • 肌肉組織

    • 神經組織

  • 讓我們簡要討論一下它們−

上皮組織

  • 上皮組織是動物體內覆蓋和保護的組織。

Epithelial
  • 上皮組織覆蓋著體內幾乎所有器官和腔。

  • 上皮組織還形成屏障,使不同的身體系統彼此分離。

  • 上皮組織細胞緊密排列(如上圖所示),形成連續的層。

結締組織

  • 結締組織由被非生命物質(稱為**細胞外基質**)分隔的細胞組成。

  • 這種基質可以是液體或固體。

Connective Tissues
  • 結締組織進一步分為−

    • 纖維結締組織

    • **骨骼結締組織**和

    • 液體結締組織

  • 肌腱是纖維結締組織的例子。

  • 骨骼是骨骼結締組織的一個例子。

  • 骨骼形成框架併為身體提供支撐。

  • 血液是液體結締組織的一個例子。

  • 血液具有稱為**血漿**的液體基質。

  • 在血漿中,紅細胞(RBC)、白細胞(WBC)和血小板懸浮其中。

肌肉組織

  • 肌肉組織主要由細長的細胞組成,也稱為**肌纖維**。

  • 肌肉組織負責我們身體的運動。

Muscular Tissue
  • 肌肉組織含有稱為**收縮蛋白**的特殊蛋白質;這種蛋白質有助於收縮和舒張,並支援自由運動。

神經組織

  • 大腦、脊髓和神經都由神經組織組成。

Nervous Tissue
  • 神經組織的細胞對刺激非常特殊且敏感,然後將刺激迅速地從身體的一個部位傳遞到另一個部位。

  • 神經組織的細胞稱為神經細胞或**神經元**。

  • 神經衝動使我們能夠在想要的時候移動肌肉。

生物學 - 生物多樣性

介紹

  • 生物多樣性一詞用於定義生命形式的多樣性。

  • 生物多樣性一詞更常用於指特定地理區域中發現的生命形式的多樣性。

  • 地理區域的生命形式多樣性為該區域提供了穩定性。

分類的基礎

  • 古希臘思想家亞里士多德首先根據動物的棲息地(它們是生活在陸地、水中還是空中)對動物進行了分類。

  • 後來,所有生物都根據其形態和功能上的體型設計進行了識別和分類。

  • 進化思想首先由查爾斯·達爾文於1859年在其名為“物種起源”的著作中進行了描述。

  • 查爾斯·達爾文於1859年在其著作《物種起源》中首次描述了進化思想。

分類等級

  • 一些生物學家,如恩斯特·海克爾(1894年)、羅伯特·惠特克(1959年)和卡爾·沃斯(1977年)試圖將所有生物分類成廣泛的類別,並將它們命名為“**界**”。

  • 惠特克將生物分為五個界,即−

    • 原核生物界

    • 原生生物界

    • 真菌界

    • 植物界

    • 動物界

  • 此外,這些界透過在各個層級上命名子組來進行分類,例如−

Kingdom
  • 讓我們簡要討論每個界−

原核生物界

  • 原核生物界的生物沒有明確的細胞核或細胞器,也沒有任何一種顯示出多細胞的身體設計。

Monera Kingdom
  • 原核生物界的例子包括細菌、魚腥藻、藍細菌或藍藻和支原體。

原生生物界

  • 原生生物界包括許多種類的單細胞真核生物。

Euglena
  • 原生生物界的例子包括藻類、眼蟲、矽藻和原生動物等。

真菌界

  • 真菌界的生物是異養真核生物。

Fungi
  • 該界的生物以腐爛的有機物為食,因此也被稱為**腐生生物**。

植物界

  • 該界的生物是具有細胞壁的多細胞真核生物。

  • 植物界的生物是自養生物,它們利用葉綠素製造食物(即光合作用)。

  • 所有植物都是植物界的例子。

動物界

  • 動物界的所有生物都是多細胞真核生物,並且沒有細胞壁。

  • 動物界生物是異養生物。

生物學 - 植物界

介紹

  • 植物界包括所有屬於多細胞真核生物的植物。

Plantae Kingdom
  • 這些植物是自養生物,它們利用葉綠素進行光合作用。

植物界的分類

  • 根據不同的身體結構、組成部分等,植物界進一步分為:

    • 藻類植物

    • 苔蘚植物

    • 蕨類植物

    • 裸子植物

    • 被子植物

  • 讓我們簡要討論一下每個類別:

藻類植物

  • 藻類植物沒有良好分化的身體結構。

  • 藻類植物被稱為**藻類**,主要生活在水中。

Chara
  • 藻類植物的一些重要例子包括:水綿、衣藻、剛毛藻、輪藻等。

苔蘚植物

  • 兩棲類植物被歸類為苔蘚植物。

  • 雖然沒有明顯的發育,但植物體可以分化形成莖和葉狀結構。

Funaria
  • 苔蘚植物的例子包括:苔蘚(葫蘆蘚)和地錢。

蕨類植物

  • 蕨類植物具有確定的根、莖和葉。

  • 蕨類植物具有專門的組織,可以將水和其他物質從植物的一部分運輸到另一部分。

Marsilea
  • 蕨類植物的例子包括:蘋、蕨和木賊。

  • 藻類植物、苔蘚植物和蕨類植物的共同點是:它們都有裸露的胚,稱為**孢子**。

  • 這些類群植物的生殖器官被稱為“隱花植物”,意思是“隱藏的生殖器官”。

裸子植物

  • 裸子植物的種子是裸露的。

  • 這些植物通常是多年生、常綠和木本的。

Cycas
  • 裸子植物的例子包括:松樹(如雪松、蘇鐵等)。

被子植物

  • 被子植物的種子是被包裹的。

  • 被子植物也被稱為**開花植物**。

Paphiopedilum
  • 種子中的植物胚具有典型的結構,稱為**子葉**,也稱為“**種子葉**”。

生物學 - 動物界

介紹

  • 真核、多細胞和異養的生物被歸類為動物界。

Animalia Kingdom
  • 動物界生物沒有細胞壁。

  • 大多數動物界動物是可移動的。

動物界的分類

  • 根據身體結構分化的程度和型別,動物界被分為:

    • 多孔動物

    • 腔腸動物

    • 扁形動物

    • 線形動物

    • 環節動物

    • 節肢動物

    • 軟體動物

    • 棘皮動物

    • 原索動物

    • 脊椎動物

      • 魚類

      • 兩棲類

      • 爬行類

      • 鳥類

      • 哺乳類

  • 讓我們簡要討論一下每個類別:

多孔動物

  • “多孔動物”的字面意思是具有孔洞的生物。

  • 多孔動物是固著生活的,不能移動。

Porifera
  • 該類群的例子包括:偕老同穴、海綿、玻璃海綿等。

腔腸動物

  • 腔腸動物生活在水中。

  • 該類群生物體內有腔。

Coelenterata
  • 水螅和海葵是腔腸動物的常見例子。

扁形動物

  • 該類群生物沒有真正的體內腔或體腔;因此,它們也沒有發育良好的器官。

  • 該類群生物的身體從上到下扁平;因此,它們也被稱為**扁蟲**。

Platyhelminthes
  • 渦蟲、肝吸蟲、絛蟲等是該類群的典型例子。

線形動物

  • 線形動物的身體呈圓柱形。

  • 這些生物有組織,但沒有真正發育良好的身體(即沒有真正的器官)。

Nematodes
  • 絲蟲(導致象皮病)、腸道蛔蟲等是線蟲的常見例子。

環節動物

  • 環節動物幾乎生活在任何地方,包括淡水、海水以及陸地。

Annelida
  • 蚯蚓、沙蠶和水蛭是環節動物的常見例子。

節肢動物

  • 節肢動物可能是最大的動物類群。

  • 該類群動物沒有明確的血管,而是具有開放式的迴圈系統。

  • 節肢動物的字面意思是關節足;因此,它們有分節的腿。

Arthropoda
  • 蝦、蝴蝶、家蠅、蜘蛛、蠍子等是節肢動物的典型例子。

軟體動物

  • 軟體動物是無脊椎動物。

  • 大多數軟體動物生活在水中。

Mollusca
  • 蝸牛和貽貝是軟體動物的典型例子。

棘皮動物

  • 棘皮動物具有多刺的皮膚。

  • 棘皮動物是自由生活的海洋生物。

Echinodermata
  • 棘皮動物的例子包括:海星、海膽、海百合等。

原索動物

  • 原索動物通常生活在海洋中。例如:柱頭蟲、海鞘和文昌魚。

Protochordata
  • 原索動物表現出一種典型的身體結構特徵,稱為脊索;然而,它並不終生存在。

脊椎動物

  • 脊椎動物已在單獨的章節中討論。

生物學 - 脊椎動物

介紹

該類群生物具有真正的脊柱和內部骨骼結構。

脊椎動物的分類

  • 脊椎動物進一步分為:

    • 魚類

    • 兩棲類

    • 爬行類

    • 鳥類

    • 哺乳類

  • 讓我們簡要討論一下每個類別:

魚類

  • 該類群生物通常是不同種類的魚類。

  • 魚類只能生活在水中。

  • 魚的皮膚覆蓋著鱗片/骨板。

  • 魚類利用鰓利用溶解在水中的氧氣。

Pisces
  • 魚類的尾巴有助於它們的運動。

  • 魚類是冷血動物,它們的心臟只有兩個腔。

  • 魚類產卵。

兩棲類

  • 兩棲類動物的皮膚上有粘液腺,它們有三個腔的心臟。

  • 兩棲類動物既可以生活在水中,也可以生活在陸地上。

Amphibia
  • 兩棲類動物透過鰓或肺呼吸。

  • 兩棲類動物產卵。

爬行類

  • 該類群生物是冷血動物。

Reptilia
  • 爬行類動物產有堅硬外殼的卵。

鳥類

  • 鳥類是溫血動物。

  • 鳥類產卵,除了少數例外,如蝙蝠。

Aves
  • 大多數鳥類都有羽毛。

哺乳類

  • 哺乳動物是溫血動物,它們有四個腔的心臟。

  • 哺乳動物的典型特徵是具有乳腺。

  • 乳腺產生乳汁來哺育幼崽。

  • 大多數哺乳動物產活崽;然而,少數哺乳動物,如鴨嘴獸和針鼴,產卵。

Mammalia
  • 哺乳動物的皮膚上有毛髮以及汗腺和油腺。

生物學 - 人體內的運輸

介紹

  • 血液負責在人體內運輸食物、氧氣和廢物。

  • 血液通常由一種稱為**血漿**的液體介質組成,細胞懸浮在其中。

  • 血漿負責運輸溶解形式的食物、二氧化碳和含氮廢物。

  • 然而,氧氣是由紅細胞攜帶的。

  • 血液還運輸許多其他物質,如鹽類。

人的心臟

  • 心臟是人體最重要的肌肉器官之一。

  • 由於氧氣和二氧化碳都由血液運輸;因此,為了避免富含氧氣的血液與含二氧化碳的血液混合,心臟有不同的腔室。

Human Heart
  • 來自肺部的富含氧氣的血液進入心臟左側的薄壁上腔,即左心房(參見上圖)。

  • 當它收集血液時,左心房舒張;然而,當下一個腔室,即左心室擴張時,它(左心房)收縮,以便血液轉移到它。

  • 此外,當肌肉發達的左心室收縮(依次)時,血液被泵送到全身。同樣,脫氧血從身體流向右側的上腔,即右心房(因為它正在擴張)。

  • 當右心房收縮時,相應的下腔室,即右心室,擴張,並將血液轉移到右心室,然後右心室將其泵送到肺部進行充氧。

  • 心室的肌肉壁比心房厚,因為心室必須將血液泵送到各個器官。

  • 有一些瓣膜可以確保當心房或心室收縮時血液不會倒流。

  • 心臟左右兩側的分離是有益的,因為它可以避免含氧血和脫氧血混合。

  • 那些不使用能量來維持體溫的動物,它們的體溫取決於環境溫度。

  • 這些動物(例如兩棲動物或許多爬行動物)有**三腔**心臟,並且含氧血流和脫氧血流之間會發生一些混合。

  • 另一方面,魚類的心臟只有兩個腔室;然而,血液被泵送到**鰓**並在那裡充氧,然後直接流向身體的其他部位。

Gill

血壓

  • 血液作用在血管壁上的力稱為**血壓**。

  • 動脈中的血壓遠高於靜脈。

  • 在心室收縮(即收縮)期間,動脈內血壓稱為**收縮壓**。

  • 另一方面,心室舒張(放鬆)期間動脈中的壓力稱為**舒張壓**。

  • 收縮壓的正常測量值約為120毫米汞柱,舒張壓為80毫米汞柱。該壓力的升高稱為高血壓或高血壓。

  • 測量血壓的儀器稱為**血壓計**。

淋巴

  • 一些血漿、蛋白質和血細胞從(毛細血管壁上的孔)逸出到組織的細胞間隙中,形成稱為**淋巴**的組織液。

  • 雖然淋巴與血液的血漿相似,但它是無色的,並且蛋白質含量較低。

  • 淋巴的一個重要功能是從腸道中攜帶消化和吸收的脂肪,並將多餘的液體從細胞外間隙排回血液。

生物學 - 植物內的運輸

介紹

  • 植物的能量需求低,因為它們使用相對緩慢的運輸系統。

  • 植物運輸系統將能量從葉子和原材料從根部輸送到所有部位。

  • 木質部(組織)將從土壤中獲得的水和礦物質輸送到植物的所有其他部位。

  • 韌皮部(組織)將光合作用的產物從葉子(它們在其中合成)輸送到植物的其他部位。

植物體內水的運動

  • 水從土壤中進入根部,然後穩定地進入根部的木質部,形成水柱,並逐漸向上推。

Movement of Water Plants
  • 葉片細胞中水分子的蒸發(見上圖)會產生一個吸力過程,將水從根部的木質部細胞中拉出來;這個過程持續進行。

  • 植物葉子(即地上部分)以水蒸氣形式損失水分的過程稱為**蒸騰作用**。

  • 同樣,蒸騰作用也有助於吸收和向上運輸溶解在水中的水分和礦物質,從根部到葉子。

  • 蒸騰作用還有助於(植物)調節溫度。

  • 光合作用產物的運輸稱為**轉運**,發生在維管組織的**韌皮部**中。

  • 除了光合作用產物外,韌皮部還運輸氨基酸和其他物質,最終輸送到根、果實、種子和生長器官。

生物學 - 排洩

介紹

  • 從人體中去除有害代謝廢物的生物過程稱為**排洩**。

  • 不同的物種(生物)使用不同的排洩過程。例如,許多單細胞生物透過簡單的擴散過程,將其廢物從體表排放到周圍的水中。

人類的排洩

  • 人類排洩系統包括的器官有:

    • 一對腎臟

    • 一對輸尿管

    • 一個膀胱

    • 一個尿道

  • 腎臟位於腹部(見下圖),脊柱兩側各一個。

Excretory System
  • 腎臟產生的尿液透過輸尿管進入膀胱儲存,然後透過尿道排出體外。

  • 另一方面,植物的排洩過程與動物完全不同。

  • 氧氣(白天釋放)本身可以被認為是光合作用產生的廢物。

  • 許多植物廢物儲存在脫落的葉片中。

  • 一些其他的植物廢物,則以樹脂和樹膠的形式儲存,尤其是在老化的木質部中。

生物學 - 控制與協調

介紹

  • 在多細胞生物中,遵循身體組織的一般原則,一些專門的組織用於提供控制和協調活動。

神經系統

  • 神經系統是專門負責動物體內控制和協調的系統。

  • 來自我們周圍環境的所有資訊,都由一些神經細胞的專門末梢檢測到,這些末梢通常位於感覺器官中。

  • 在神經細胞樹突末梢(見下圖)處獲得的資訊,會引發化學反應,產生電脈衝。

Structure of Neuron
  • 這種(電)脈衝,從樹突末梢傳到細胞體,然後沿著軸突傳到軸突末端,引發某些化學物質的釋放。這些化學物質穿過間隙或突觸,並在下一個神經元的樹突中產生類似的電脈衝(見下圖)。

Neuromuscular Junction
  • 同樣,神經組織是由神經細胞或神經元的有序網路組成,專門用於透過電脈衝將資訊從身體的一部分傳遞到另一部分。

反射作用

  • 如果檢測到熱、冷或任何此類更敏感元素的神經以更簡單的方式移動肌肉;因此,檢測訊號或輸入並透過輸出動作對其做出反應的過程,稱為**反射作用**,這種連線稱為**反射弧**(見下圖)。

Reflex Arc

人腦

  • 中樞神經系統與身體其他部位之間的溝通是由周圍神經系統建立的。

  • 周圍神經系統由起源於大腦的腦神經和脊神經組成。

  • 大腦(見下圖)使我們能夠識別、思考並相應地採取行動。

Human Brain
  • 大腦可分為三個主要部分或區域,即**前腦、中腦**和**後腦**。

  • 在這三個部分(大腦)中,前腦是大腦的主要思考部分;此外,前腦專門負責聽覺、嗅覺、視覺等。

  • 當大腦發出指令時,肌肉會運動——這是因為肌肉細胞具有特殊的蛋白質,這些蛋白質會根據神經電脈衝改變其(肌肉)形狀和細胞內的排列。

生物學 - 動物激素

介紹

  • 人體有不同的腺體(見下圖),分泌激素(液體物質),這些激素對不同的身體功能至關重要。

Endocrine Glands
  • 腎上腺素是由腎上腺分泌的。它直接分泌到血液中,然後輸送到身體的不同部位。

  • 另一方面,植物也有激素來控制和調節其定向生長。

  • 碘對甲狀腺合成甲狀腺激素至關重要。

  • 此外,碘是合成甲狀腺激素的必需元素。

  • 碘缺乏可能導致甲狀腺腫。

  • “甲狀腺腫”一詞是指甲狀腺異常增大(導致頸部腫脹)。

  • 甲狀腺激素調節體內碳水化合物、蛋白質和脂肪的代謝,併為身體生長提供最佳平衡。

  • 生長激素由垂體分泌,調節身體的生長和發育。

  • 兒童時期生長激素缺乏會導致侏儒症,即身材矮小。

  • 在10-12歲期間,兒童的身體會發生某些生理變化,這是由男孩分泌睪酮和女孩分泌雌激素引起的。

  • 如上圖所示,男性和女性的身體存在顯著差異,即男性有睪丸(分泌睪酮激素),女性有卵巢(分泌雌激素激素)。

  • 胰島素是一種由胰腺產生的激素,有助於調節血糖水平。

  • 如果胰島素分泌不足或分泌時機不當,血糖水平就會升高,這可能對身體造成不同的有害影響。

生物學 - 生物是如何繁殖的?

介紹

  • 繁殖中的一個基本事件是建立DNA副本;為了複製DNA,細胞使用化學反應。

  • 細胞核中的DNA實際上是產生蛋白質的資訊來源。同樣,如果此處的資訊發生改變,那麼就會產生不同的蛋白質。而且,這些不同的蛋白質最終會導致身體結構發生改變。

DNA
  • 產生的DNA副本會相似,但可能與原始副本不完全相同。而且,由於這些變異,新生細胞略有不同。

  • 此外,繁殖過程中DNA複製的一致性對於維持身體結構和特徵至關重要。

細胞生物使用的繁殖方式

  • 各種細胞生物繁殖的方式取決於它們的結構。但是,它被廣泛地歸類為:

    • 無性生殖 &

    • 有性生殖

  • 讓我們簡要討論一下它們:

無性生殖

  • 無性生殖可以透過以下不同的子類別進行研究:

    • 分裂

    • 斷裂

    • 再生

    • 出芽

    • 營養繁殖

    • 孢子生殖

  • 讓我們簡要討論一下每個類別:

分裂

  • 在一些單細胞生物(如變形蟲)中,細胞在細胞分裂過程中分裂成兩個細胞,併產生兩個新的生物體(見下圖)。

  • 它也稱為**二分裂**。

Amoeba Fission
  • 許多細菌和原生動物在細胞分裂過程中簡單地分裂成兩個相等的部分,併產生兩個相同的生物體。

  • 請記住,一些其他單細胞生物,如瘧原蟲(瘧疾寄生蟲),會同時分裂成許多子細胞,稱為**多分裂**(見下圖)。

Plasmodium Multiple Fission

斷裂

  • 成熟後,一些多細胞生物,如水綿,會簡單地斷裂成更小的片段,這些片段或碎片會生長成新的個體。

再生

  • 一些生物體,如渦蟲,如果身體被切斷或斷裂成許多碎片,那麼許多碎片會生長成完整的獨立個體;整個過程稱為**再生**。

Planaria

出芽

  • 在一些生物體(如水螅)中,由於在一個特定位置反覆進行細胞分裂,會形成一個芽,稍後(一旦完全長大)從母體上脫落,成為一個新的獨立個體(見下圖)。

Hydra

營養繁殖

  • 在有利條件下,許多植物的根、莖和葉等部位會發育成新的植物;這種過程稱為營養繁殖(見下圖)。

Leaf of Bryophyllum Buds

孢子生殖

  • 一些植物和許多藻類進行孢子形成(透過減數分裂),導致形成孢子。此外,這些孢子會發育成多細胞個體。

Spore Formation

生物學 - 有性生殖

介紹

  • 有性生殖包括將來自兩個不同個體的DNA結合起來的過程。

  • 有兩個生殖細胞(負責產生新的生物體);一個較大,包含食物儲備,而另一個較小,可能具有運動能力。

  • 通常,運動的生殖細胞被稱為“**雄配子**”,而包含儲存食物的生殖細胞被稱為“**雌配子**”。

開花植物的有性生殖

  • 如上圖所示,花有不同的部分,如萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊。其中,雄蕊和雌蕊是生殖部分,包含生殖細胞。

Flowers with Different Parts
  • 雄蕊是雄性生殖部分,產生花粉粒(黃色物質)。

  • 雌蕊位於花的中心,是雌性生殖部分。

  • 雌蕊由三部分組成。

  • 底部膨大的部分是**子房**;中間細長的部分稱為**花柱**;頂端可能粘性的部分稱為**柱頭**。

Germination of Pollen Stigma
  • 子房包含胚珠,每個胚珠都有一個卵細胞。

  • 由花粉粒產生的雄性生殖細胞與胚珠中存在的雌性配子融合。

  • 生殖細胞的融合或受精產生受精卵,受精卵能夠發育成新的植物。

  • 含有雄蕊或雌蕊的花被稱為單性花,例如木瓜、西瓜等。

  • 同時含有雄蕊和雌蕊的花被稱為兩性花,例如木槿、芥菜等。

人類的繁殖

  • 人類擁有典型的有性繁殖過程,成熟的男性和女性交配以產生一個新的嬰兒。

男性生殖系統

  • 男性生殖系統產生生殖細胞;此外,生殖系統的其他部分將產生的生殖細胞輸送到受精部位。

  • 精子或生殖細胞的形成發生在睪丸中。

  • 精子的形成通常需要比正常體溫低的溫度。

  • 睪丸分泌激素,即睪酮,在男孩青春期時會引起外觀變化。

  • 形成的精子隨後透過輸精管輸送,輸精管與來自膀胱的管道匯合。

  • 尿道同樣充當精子和尿液的共同通道。

  • 精子是液體,主要由遺傳物質組成;它有一個長長的尾巴,有助於向女性生殖細胞移動。

女性生殖系統

  • 女性生殖細胞或卵子在卵巢中產生。

  • 卵子透過一條稱為輸卵管的細長輸卵管從卵巢輸送到子宮。

  • 兩條輸卵管匯合形成一個彈性的囊狀結構,稱為子宮,子宮透過子宮頸開口進入陰道。

  • 在性交過程中,卵子和精子(受精卵)很可能受精並植入子宮內膜。

  • 增厚的內膜(子宮內膜)和豐富的血液滋養著正在發育的胚胎(在子宮內)。

  • 胚胎在一種稱為胎盤的特殊組織的幫助下從母體血液中獲取營養。

  • 同樣,孩子在母親體內的發育大約需要九個月的時間。

生物學 - 動物的繁殖

介紹

  • 繁殖對於物種的延續至關重要。

  • 繁殖確保了物種一代又一代地延續相似型別。

繁殖方式

  • 以下是兩種繁殖方式:-

    • 有性繁殖

    • 無性繁殖

  • 讓我們分別討論一下:-

有性生殖

  • 在動物中,雄性和雌性具有不同的生殖器官。

  • 動物的生殖部分產生配子,配子融合形成受精卵。

  • 受精卵發育成為一個新的相似物種。

  • 透過雄性和雌性配子融合進行的繁殖型別被稱為有性繁殖

  • 由睪丸產生的雄性配子被稱為精子

  • 由卵巢產生的雌性配子被稱為卵子(或卵)。

  • 在繁殖過程中,第一步是精子和卵子(卵)的融合

Fertilization
  • 卵子和精子的融合被稱為受精(如上圖所示)。

  • 在受精過程中,精子和卵子的細胞核融合在一起,形成一個單一的細胞核,從而形成一個受精卵,也稱為受精卵(如下圖所示)。

Zygote
  • 受精卵進一步反覆分裂,產生一個細胞球,並開始形成群體。這些群體發展成構成完整身體的不同組織和器官。在這個過程中,發育中的結構被稱為胚胎(如下圖所示)。

Embryo Development
  • 胚胎繼續在子宮內發育,併發育出頭部、面部、耳朵、眼睛、鼻子、手、腿、腳趾等身體部位。

  • 胚胎中不同身體部位發育並可以識別出來的階段稱為胎兒(如下圖所示)。

Foetus in Uterus
  • 在一定的時間段內,當胎兒發育完全時,母親就會分娩。

  • 產下幼仔的動物稱為胎生動物。例如人類、牛、狗等。

  • 產卵的生物稱為卵生動物。例如所有鳥類(除蝙蝠外)、蜥蜴等。

無性生殖

  • 僅一個親本分裂成兩個新後代的繁殖型別稱為無性繁殖。例如水螅和變形蟲。

  • 在水螅中,個體從芽中發育而來;因此,這種型別的無性繁殖被稱為出芽生殖(如下圖所示)。

Hydra
  • 在變形蟲中,細胞核分裂成兩個細胞核;因此,這種型別的無性繁殖被稱為二分裂

Amoeba Fission

克隆

  • 克隆是現代科學技術,用於複製細胞、任何其他生物體的一部分或完整的生物體。

  • 首次成功克隆動物的是伊恩·威爾穆特及其同事,他們在蘇格蘭愛丁堡的羅斯林研究所工作。

  • 1996年,他們成功克隆了一隻綿羊,並將其命名為多莉。

Dolly

生物學 - 進入青春期

介紹

  • 身體經歷劇烈變化,導致生殖成熟的生命階段稱為青春期

  • 青春期通常在11歲左右開始,持續到18或19歲。然而,青春期的階段因人而異。

  • 從十三(13)歲到十九(19)歲,“teen”是字尾,在每個數字中都很常見;因此,青少年也被稱為“青少年”。

  • 在女孩中,青春期可能比男孩早一年或兩年開始。

  • 在青春期,人體會經歷一些變化,這些變化標誌著青春期的開始。

  • 標誌青春期最重要的變化是男孩和女孩都具備了繁殖能力。

  • 然而,青春期在青春期階段達到生殖成熟時結束。

青春期的變化

  • 青春期最明顯的變化是身高迅速增加。

  • 一開始,女孩比男孩長得快,但到18歲時,兩者都達到最大身高。

  • 身體生長速度(身高方面)因人而異。

  • 青春期男孩和女孩發生的變化也大不相同。

  • 在青春期,特別是男孩的聲帶或喉部開始生長發育,併發育出更大的聲帶。

  • 男孩喉部的生長可以看出是喉嚨突出的部分;它被稱為喉結

  • 在女孩中,喉部很小;因此,從外面看不到。

  • 青春期也是一個人思維方式發生變化的階段。

  • 激素是化學物質,是導致青春期變化的原因。

  • 睪丸(在男孩中)在青春期開始時釋放睪酮激素。

  • 一旦女孩進入青春期,卵巢就開始產生稱為雌激素的激素;它負責乳房發育。

  • 內分泌腺將激素直接釋放到血液中。

  • 人體內有很多內分泌腺或無管腺。

  • 性激素受垂體釋放的激素控制。

人類生命中的生殖階段

  • 在青春期,釋放的卵子(在女性中)以及子宮增厚的內膜及其血管會以出血的形式脫落,這種出血稱為月經

  • 第一次月經在青春期開始,稱為初潮

  • 月經大約每28到30天發生一次。

  • 到45到50歲時,月經週期停止,稱為絕經

  • 受精卵中的絲狀結構稱為染色體

  • 所有人類在其細胞核中都有23對或46條染色體。

  • 在男孩中,在23對染色體中,兩條名為XY的染色體是性染色體。

  • 在女孩中,在23對染色體中,兩條名為XX的染色體是性染色體。

  • 當攜帶X染色體的精子與卵子受精時,受精卵將有兩條X染色體,發育成為女性兒童(如下圖所示)。

Sperm Eggs
  • 當攜帶Y染色體的精子與卵子受精時,受精卵將有兩條染色體,即XY,並且這種受精卵發育成為男性兒童(如上圖所示)。

生物學 - 遺傳與進化

介紹

  • 遺傳原理決定了生物體的性狀和特徵可靠遺傳的過程。

  • 有些生物體(尤其是植物)的變異非常少,有時難以確定差異,但在其他一些生物體(尤其是人類)中,變異相對較大。這就是後代看起來不像的原因。

性狀遺傳的規則 - 孟德爾的貢獻

  • 約翰·孟德爾被稱為“現代遺傳學之父”。

  • 在人類中,性狀和特徵遺傳的規則與父親和母親都平等地向孩子貢獻遺傳物質這一事實有關。

  • 此外,後代的每個性狀通常都受父本和母本DNA的影響。

  • 奧地利科學家約翰·孟德爾曾對豌豆進行過實驗,並提出了“遺傳定律”。

Johann Mendel
  • 孟德爾使用了花園豌豆的各種對比鮮明的可見性狀——圓形/皺縮的種子、高/矮的植物、白色/紫色的花等等來證明他的遺傳定律。

  • 孟德爾的遺傳定律被稱為“孟德爾遺傳定律”。

  • 遺傳性狀的頻率在一代又一代地發生變化。這是因為基因發生了變化(因為基因控制著性狀)。

進化 - 查爾斯·達爾文

  • 查爾斯·達爾文是一位英國地質學家、生物學家和博物學家;他因對進化科學的貢獻而聞名。

Charles Darwin
  • 1859年,達爾文出版了他的著作“物種起源”,闡述了進化論(透過自然選擇)。

  • 達爾文的進化論描述了生命如何從簡單形式進化到更復雜的形式;而孟德爾的實驗解釋了性狀從一代傳到下一代的機制。

  • 進化基本上是多樣性的產生以及環境選擇塑造多樣性的過程。

  • 隨著時間的推移,物種的變異可能會帶來生存優勢,或者僅僅是遺傳漂變的一個例子。

  • 此外,非生殖組織的變化很大程度上是由於環境因素(而不是遺傳)。

Evolution of Human Beings
  • 對人類進化過程的研究表明,很可能所有人類都屬於一個在非洲大陸進化並在一段時間內分階段傳播到世界各地的單一物種。

  • 複雜的器官和其他特徵很可能進化並適應不斷變化的環境;整個現象被稱為進化。例如,人們認為(鳥類的)羽毛最初是為了保暖而進化出來的,但後來適應了飛行。

生物學 - 生命過程

介紹

  • 共同執行我們身體系統維護的過程稱為生命過程

  • 維護過程可以保護我們免受損害和分解;然而,為了使這些維護過程正常執行,我們需要為它們提供能量。健康的食物是這種能量的最佳來源。

營養

  • 我們需要從外部獲取能量才能生長、發育、合成蛋白質和其他物質。

  • 能量的最終來源是各種健康食品。這些食物為我們提供了生存所需的營養。

  • 根據來源,營養被分為自養營養和異養營養。

自養營養

  • 自養營養是透過光合作用過程產生的。

  • 光合作用是自養生物(綠色植物)從外部吸收物質,然後將其轉化為儲存形式的能量的過程。

  • 在光合作用過程中,二氧化碳和水在陽光和葉綠素的作用下轉化為碳水化合物。

  • 最終產物碳水化合物為植物提供能量。

  • 通常,綠葉負責光合作用過程。

  • 在光合作用過程中,葉片中存在的葉綠素吸收光能,並將光能轉化為化學能,並將水分子分解成氫和氧。最後,二氧化碳被還原為氫。

Crosssection of Leaf
  • 上圖顯示了葉子的橫截面;在上圖中,綠色點是細胞器,稱為葉綠體;葉綠體含有葉綠素。

異養營養

  • 異養營養有不同的來源;然而,來源於自養生物的營養被稱為異養營養

  • 例如,阿米巴(一種單細胞生物)利用細胞表面暫時形成的指狀突起攝取食物。

  • 細胞表面的指狀突起在食物顆粒上融合,形成食物泡(見下圖)。

Nutrition in Amoeba

人體營養

  • 消化道從口腔到肛門,從根本上來說是一根長管,負責整個營養過程。

  • 如下圖所示,消化道有不同的部分,發揮不同的功能。

  • 當我們吃任何我們喜歡的食物時,我們的嘴巴會“流口水”,這不僅僅是水,還混合了一種稱為唾液的液體。

  • 唾液由唾液腺分泌。

  • 唾液中含有一種稱為唾液澱粉酶的酶;這種唾液澱粉酶將澱粉分解成糖。澱粉是一種複雜的分子。

  • 經過口腔後,食物透過稱為食道的食物管進入胃。

  • 胃的肌肉壁有助於在更多消化液的存在下充分混合食物。

  • 此外,消化功能由胃壁中存在的胃腺負責。

  • 胃腺釋放鹽酸、一種稱為胃蛋白酶的蛋白質消化酶和粘液。

Human Alimentary Canal
  • 小腸(上圖所示)是碳水化合物、蛋白質和脂肪完全消化的場所。

  • 小腸壁包含分泌腸液的腺體。

  • 此外,消化的食物被腸壁吸收。

  • 小腸內壁具有典型的特徵,即許多指狀突起,稱為絨毛。絨毛增加了吸收表面積。

  • 絨毛有豐富的血管供應;絨毛將吸收的食物輸送到身體的每個細胞,在那裡被利用以獲取能量、修復舊組織和構建新組織。

  • 未被吸收的食物被送入大腸,在那裡更多的絨毛吸收未被吸收食物中的水分。

  • 其餘的廢物透過肛門排出體外。

生物學 - 呼吸作用

介紹

  • 在營養過程中攝入的食物物質被細胞利用,然後為各種生命過程提供能量。

  • 有些生物利用氧氣將葡萄糖完全分解成二氧化碳和水,這些過程通常發生在細胞質中。

  • 下圖說明了透過各種途徑分解葡萄糖的整個過程——

Break-down of Glucose
  • 在細胞呼吸過程中,釋放的能量立即用於合成一種稱為ATP的分子。

  • ATP進一步用於為細胞中的所有其他活動提供能量。然而,在這些過程中,ATP會被分解併產生固定量的能量。這種能量通常驅動細胞中發生的吸熱反應。

  • 三磷酸腺苷或簡稱ATP是一種在細胞中用作輔酶的小分子(見下圖)。

  • 更常見的是,ATP被稱為大多數細胞過程(特別是細胞內能量轉移)的能量貨幣

ATP
  • 同樣,ATP在細胞內轉運化學能以用於代謝目的。

  • 在植物中,在晚上,當光合作用過程沒有進行時,在此期間,CO2釋放是主要的交換活動。

  • 另一方面,在白天,呼吸過程中產生的CO2被光合作用過程消耗,因此沒有CO2釋放。但此時,氧氣釋放是主要事件。

  • 陸地動物可以呼吸大氣中自由存在的氧氣,但生活在水中的動物必須利用溶解在水中的氧氣。

  • 水生生物的呼吸頻率遠快於陸生生物,因為溶解氧(在水中)的含量與空氣中氧氣的含量相比相當低。

人體呼吸

  • 在人類中,空氣透過鼻孔吸入體內。

  • 透過鼻孔,空氣經過喉嚨進入肺部。

  • 此外,喉嚨中存在軟骨環;這些環確保氣道不會塌陷(見下圖)。

Human Respiratory System
  • 在肺部,通道分成越來越小的管道(見上圖),最終終止於稱為肺泡的氣囊狀結構。

  • 肺泡提供氣體交換的基礎或表面。

  • 肺泡壁包含廣泛的血管網路。因此,在吸氣時,我們抬起肋骨並使隔膜變平;因此,胸腔變大。在此過程中,空氣被吸入肺部並充滿擴張的肺泡。

  • 另一方面,血液將二氧化碳從身體的其他部位帶到肺泡中釋放,而肺泡空氣中的氧氣被肺泡血管中的血液吸收,以便進一步輸送到身體的所有細胞。

  • 請記住,在呼吸迴圈中,當我們吸入和撥出空氣時,肺部始終儲存一定量的殘餘空氣,以便有足夠的時間讓氧氣被吸收,二氧化碳被釋放。

  • 在人體中,呼吸色素是血紅蛋白;血紅蛋白對氧氣具有很強的親和力。

  • 血紅蛋白存在於紅血細胞中。

  • 與氧氣相比,二氧化碳在水中的溶解度更高,因此它主要以溶解形式在血液中運輸。

生物學 - 微生物:朋友與敵人

介紹

  • 我們周圍存在的、用肉眼看不到的生物被稱為微生物微生物

  • 微生物分為以下四大類——

    • 細菌

    • 真菌界

    • 原生動物

    • 藻類

病毒

  • 病毒也是微觀的微生物。

  • 病毒只能在宿主生物的細胞內繁殖,宿主生物可能是細菌、植物或動物。

  • 感冒、流感和咳嗽等常見疾病是由病毒引起的。

  • 脊髓灰質炎和水痘等嚴重疾病也是由病毒引起的。

  • 痢疾和瘧疾等疾病是由原生動物引起的。

  • 傷寒和結核病(結核病)等疾病是由細菌引起的。

  • 單細胞微生物被稱為細菌、藻類和原生動物。

  • 多細胞微生物被稱為真菌和藻類。

  • 微生物可以在從冰凍到炎熱沙漠的任何型別的環境中生存。

  • 微生物也存在於動物和人體內。

  • 一些微生物,如阿米巴,可以單獨生活;而真菌和細菌則以菌落的形式生活。

  • 一些微生物對我們有很多益處,而另一些則有害,會給我們帶來疾病。

有益微生物

  • 微生物用於各種目的,例如製備酸奶、麵包、蛋糕;生產酒精;環境清潔;製備藥物;等等。

  • 在農業中,微生物用於透過固氮來提高土壤肥力。

  • 乳酸桿菌有助於形成酸奶。

  • 微生物酵母用於商業化生產酒精和葡萄酒。

  • 為了大規模使用酵母,它在小麥、大麥、稻米、壓碎的果汁等穀物中存在的天然糖分上生長。

  • 將糖轉化為酒精(由酵母完成)的過程稱為發酵

  • 鏈黴素、四環素和紅黴素是一些常用的抗生素;這些抗生素是由真菌和細菌製成的。

  • 如今,抗生素與牲畜和家禽的飼料混合,以檢查動物體內的微生物感染。

  • 霍亂、結核病、天花和肝炎等多種疾病可以透過接種疫苗預防。

  • 1798年,愛德華·詹納發現了天花疫苗。

有害微生物

  • 導致人類、動物和植物患病的微生物稱為病原體

  • 病原體透過呼吸進入人體、飲水或進食進入人體。

  • 一些病原體透過與感染者直接接觸傳播,或透過動物傳播。

  • 通常透過空氣、水、食物或身體接觸從感染者傳播到健康者的微生物疾病稱為傳染病。例如霍亂、普通感冒、水痘、結核病等。

  • 雌按蚊攜帶瘧疾寄生蟲,被稱為傳播媒介

  • 埃及伊蚊攜帶登革熱病毒的寄生蟲。

人類疾病

  • 下表列出了一些由微生物引起的常見人類疾病——

人類疾病 致病微生物 傳播方式
結核病 細菌 空氣
麻疹 病毒 空氣
水痘 病毒 空氣/接觸
脊髓灰質炎 病毒 空氣/水
霍亂 細菌 水/食物
傷寒 細菌
乙型肝炎 病毒
瘧疾 原生動物 蚊子

導致動物患病的微生物

  • 1876年,羅伯特·科赫發現了導致炭疽病的細菌(炭疽芽孢桿菌)。

  • 炭疽病是一種由細菌引起的危險疾病,會影響人類和牲畜。

  • 牛的口蹄疫是由病毒引起的。

  • 下表列出了一些由微生物引起的常見植物病害——

植物病害 致病微生物 傳播方式
柑橘潰瘍病 細菌 空氣
小麥鏽病 真菌界 空氣,種子
秋葵黃脈病 病毒 昆蟲

食品儲存

  • 鹽和食用油是通常用於抑制微生物生長的常見化學物質,它們被稱為防腐劑

  • 苯甲酸鈉和焦亞硫酸鈉也用作常見的防腐劑。

  • 食鹽通常用於儲存肉類和魚類多年。

  • 糖降低水分含量,從而防止細菌生長;因此,果醬、果凍和果汁透過糖來儲存。

  • 使用油和醋可以防止泡菜變質,因為細菌在這種環境中無法生存。

  • 當牛奶在約700C下加熱15到30秒,然後迅速冷卻並儲存時;該過程可以防止微生物生長。這個過程是由路易斯·巴斯德提出的;因此,它被稱為巴氏滅菌法

氮迴圈

Nitrogen Cycle

生物學 - 我們為什麼生病

介紹

  • 健康意味著身心和社會健康的良好狀態。

  • 生物體的健康在很大程度上取決於其周圍環境或環境。

Health
  • 健康狀況不佳的主要原因是——垃圾,垃圾被扔在住宅或街道附近的空曠區域,或/以及住宅區周圍積存的明溝汙水。

  • 公共衛生是健康的關鍵。

  • 有些疾病只持續很短一段時間,被稱為**急性病**。例如感冒、發燒等。

  • 持續時間很長的疾病,甚至可能持續終生,被稱為**慢性病**。例如哮喘、骨質疏鬆症等。

  • 與急性病相比,慢性病通常對人們的健康產生非常嚴重的長期影響。

傳染病

  • 當微生物是疾病的直接原因時,就被稱為**傳染病**。

  • 一些主要的傳染病病原體包括病毒、細菌、真菌和一些單細胞動物(原生動物)。

  • 有些疾病是由多細胞生物引起的;例如蠕蟲。

  • 黑熱病是由一種名為**利什曼原蟲屬**(如下所示圖片)的原生動物寄生蟲引起的。

Leishmania
  • 痤瘡是由**葡萄球菌**細菌引起的(如下所示圖片)。

Staphylococci
  • 昏睡病是由一種名為**錐蟲**(如下所示圖片)的原生動物引起的。

Trypanosoma

傳播途徑

  • 大多數微生物病原體通常可以透過多種方式從一個患病者傳播到其他人。

  • 因此,微生物病原體被“傳播”,也被稱為**傳染病**。

空氣傳播疾病

  • 一些微生物可以透過空氣傳播;此類空氣傳播疾病的例子包括普通感冒、肺炎和結核病。

AirTransmitted Diseases

水傳播疾病

  • 一些疾病也可以透過水傳播,被稱為水傳播疾病。例如霍亂等。

媒介傳播感染

  • 一些疾病由包括人類在內的不同動物傳播;事實上,這些動物攜帶感染因子。因此,這些動物是中間體,被稱為“**媒介**”。

  • 蚊子是最常見的媒介。

預防

  • 傳染病可以透過公共衛生衛生措施進行預防。

  • 傳染病可以透過適當的免疫接種(提前)進行預防。

生物學 - 自然資源

介紹

  • 地球上可利用的資源和從太陽接收到的能量,對於滿足地球上所有生命形式的基本需求至關重要。

  • **生物**成分包含生物圈中所有生物。

Biotic Component
  • 非生物成分包含生物圈中的空氣、水和土壤。

生物地球化學迴圈

  • 生物地球化學迴圈解釋了生物圈的生物和非生物成分之間持續的相互作用。

  • 生物地球化學迴圈是一種動態現象,有助於維持生態系統的穩定性。

  • 重要的生物地球化學迴圈有:

    • 水迴圈

    • 碳迴圈

    • 氮迴圈

    • 氧迴圈

  • 讓我們簡要討論一下每個類別:

水迴圈

  • 整個過程,從水的蒸發、降雨到透過河流流回大海,被稱為**水迴圈**。

Water Cycle
  • 如上圖所示,水迴圈是一個複雜的現象。在水迴圈過程中,它透過維持其平衡來幫助生態系統。

  • 水迴圈有助於形成新的肥沃土壤,增加土壤肥力,為不同生態區域的生物成分提供營養等。

碳迴圈

  • 碳在地球上以各種形式存在,例如金剛石和石墨(固體形式)以及化合態,即碳和二氧化碳(氣體形式)。

  • 碳是光合作用必不可少的元素之一。

Carbon Cycle
  • 光合作用將大氣中或溶解在水中的二氧化碳轉化為葡萄糖分子。

  • 葡萄糖為涉及呼吸過程的生物提供能量。

  • 在呼吸過程中,可以使用或不使用氧氣將葡萄糖轉化回二氧化碳。

  • 最後,二氧化碳回到大氣中。

氮迴圈

  • 我們大氣中約有 78% 的部分由氮氣單獨佔據。

  • 氮是許多對生命至關重要的分子的組成部分。

  • 有幾種細菌有助於固氮。

  • 這些特殊的細菌將相對惰性的氮分子轉化為硝酸鹽和亞硝酸鹽,這些物質以直接或間接的方式對生命至關重要。

Nitrogencycle
  • 固氮細菌主要存在於豆科植物的根部。

氧迴圈

  • 在我們大氣的全部成分中,約有 21% 由氧氣佔據。

  • 氧氣也存在於地殼中。

  • 氧氣是大多數生物分子的基本組成部分,包括碳水化合物、核酸、蛋白質和脂肪(或脂類)。

  • 大氣中的氧氣主要用於以下三個過程:

    • 燃燒

    • 呼吸

    • 氮氧化物的形成

Oxygen Cycle
  • 氧氣透過光合作用返回大氣。

  • 氧氣是地球上大多數生物的生命線,但對某些細菌來說,它是毒藥。

生物學 - 我們的環境

介紹

  • 環境是所有生物和非生物存在著的自然世界。

  • 透過生物過程分解的物質被稱為**可生物降解**的。

  • 不能透過生物過程分解的物質被稱為**不可生物降解**的。

Environment

生態系統

  • 一個生態系統包括生物成分(所有生物)和非生物成分(所有物理因素,如溫度、降雨、風、土壤和礦物質)在一個特定區域。例如湖泊生態系統、森林生態系統、海洋生態系統等。

  • 在一個特定的地理區域,所有生物相互作用,它們的生長、繁殖和其他活動在很大程度上取決於生態系統的非生物成分。

  • 在一個生態系統中,所有綠色植物和某些藍藻可以透過光合作用產生食物(自己),因此被稱為**生產者**。

  • 直接或間接依賴於生產者的生物可以被稱為食草動物、食肉動物、雜食動物和寄生蟲。

  • 所有以植物為食的動物被稱為**食草動物**(也稱為**初級消費者**)。例如牛、山羊、兔子、鹿等。

  • 所有以其他動物為食的動物被稱為食肉動物(也稱為次級消費者)。例如老虎、獅子、蛇等。

  • 所有既吃植物(及其產品)又吃其他動物的動物被稱為**雜食動物**。

  • 體型較大的食肉動物和雜食動物被稱為**三級消費者**。

  • 微生物,如細菌和真菌,分解生物的遺體和廢物,因此被稱為**分解者**。

Decomposers
  • 上圖所示的金字塔說明了生產者的數量最多,隨著我們向上移動,後續消費者的數量不斷減少。

食物鏈

  • 一系列動物(不同生物水平)相互取食形成食物鏈。

  • 食物鏈的每個層次形成一個營養級(見下圖)。

Food Chain
  • 在給定的圖片中,(a)說明了自然界中的食物鏈;(b)說明了草原地區的食物鏈;(c)說明了池塘生態系統的食物鏈。

  • 自養生物(即生產者)存在於第一個營養級。

  • 食草動物(即初級消費者)位於第二個營養級。

  • 小型食肉動物(即次級消費者)位於第三營養級,大型食肉動物或三級消費者位於第四營養級。

能量傳遞

  • 當能量從一個營養級傳遞到第二個營養級時,大量的能量會損失掉,無法再次利用。

  • 陸地生態系統中的綠色植物(即生產者)捕獲約 1% 的太陽能,並將其轉化為食物能量。

  • 其次,當初級消費者食用綠色植物時,約有 10% 的食物被傳遞到其自身體內,並可供下一級消費者使用。

食物網

  • 當(食物)關係以一系列分支線而不是直線表示時,就被稱為**食物網**(見下圖)。

Food Web

生物學 - 植物和動物的保護

介紹

  • 地球上存在的各種植物和動物對於人類的福祉和生存至關重要。

  • 清理森林並將其用於其他用途被稱為**森林砍伐**。

  • 森林砍伐的一些主要後果是森林火災和頻繁的乾旱。

  • 森林砍伐增加了地球上的溫度和汙染水平。

  • 森林砍伐增加了大氣中二氧化碳的含量。

  • 森林砍伐導致土壤侵蝕;去除表層土壤會暴露出下層堅硬的岩石層;同樣,肥沃的土地變成了沙漠,被稱為**沙漠化**。

  • 森林砍伐還會降低土壤的持水能力。

  • **生物多樣性**或**生物多樣性**是指地球上存在的各種生物,它們之間的相互關係以及它們與環境的關係。

生物圈保護區

  • 為了保護和維護生物多樣性,政府制定了規則、方法和政策,並建立了受保護區域,如野生動物保護區、國家公園、生物圈保護區等。

  • 在那裡,嚴禁種植、耕作、放牧、砍伐樹木、狩獵和偷獵。

  • 受保護的區域,動物免受各種人類干擾或破壞(可能對其及其棲息地造成傷害),被稱為**保護區**。

  • 為野生動物保留的受保護區域,它們可以自由生活、利用棲息地和自然資源,被稱為**國家公園**。

  • 為保護野生動物、植物和動物資源以及居住在該地區的部落的傳統生活而設立的大型保護區,被稱為**生物圈保護區**。

  • 生物圈保護區有助於維持該地區的生物多樣性和文化。

  • 生物圈保護區內也可能包含其他一些受保護區域。例如,帕奇馬裡生物圈保護區內有一個名為薩特普拉的國家公園和兩個名為博裡和帕奇馬裡的野生動物保護區。

  • **特有物種**是指僅在特定區域發現的動植物物種。

  • 特有物種除了發現地以外,自然界中其他地方不存在。這意味著,特定型別的植物或動物可能是某個區域、某個州或某個國家的特有物種。例如,野牛、印度巨松鼠和野生芒果是帕奇馬裡生物圈保護區的特有動物群(見下圖)。

Giant Squirrel
  • 數量下降到可能面臨滅絕的動物被歸類為**瀕危動物**。

Wild Mango
  • 記錄所有瀕危物種的書籍被稱為**紅色資料手冊**。

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