生物竞赛理论补充2

进化生物学

根据我个人的理解，进化生物学可以分为进化史、进化定性分析和范式、进化定量分析三个部分。

进化史

化石记录中的进化

1. 化石记录 主要提供两大类信息：特定谱系的表型转换和生物多样性的时空分布。这里主要讨论前者。
2. 岩石包括火成岩、沉积岩、变质岩。化石主要在沉积岩中。
3. 地质时期和地质年代表。同位素测年可以测定绝对年龄，通过判断地层可以测定相对年龄。古生代寒武纪 542Mya，中生代三叠纪 251Mya，新生代第三纪 65.5Mya，更新世 2.56Mya。元古代 出现了腔肠动物、环节动物、节肢动物。菊石 从泥盆纪到白垩纪。有翅昆虫 的早期进化在石炭纪。最早的 陆地 维管植物和节肢动物出现在志留纪。肉鳍鱼类 出现于泥盆纪。
4. 化石记录问题的焦点是：进化是渐变论的还是间断平衡论的。
5. 高阶元分类群进化早期往往是干群的成员，后期演化出现代的冠群。这种分析主要通过形态学分析而不是DNA序列分析。
6. 镶嵌演化。鱼石螈表现出肉鳍鱼类和四足动物的镶嵌演化。和肉鳍鱼类相似的有具有尾鳍、迷齿和颅中关节等独特的头骨构造。
7. 预适应。某个特征后来偶然扮演了不同的角色。鸟类的羽毛就是预适应的例子。其他的兽脚类恐龙也具有羽毛，猜测原本是为了保暖。
8. 渐变论的例子。哺乳动物颌关节位于齿骨和鳞状骨之间，而爬行动物的颌关节位于关节骨和方骨之间。犬齿兽 的下颚除了有方骨-关节骨关节，还同时出现了齿骨-鳞状骨关节。在 摩根齿兽 中方骨和关节骨演变成了砧骨和锤骨。
9. 渐变论的另一个例子。鲸鱼具有形状独特的鼓骨包围耳，下颌有孔容纳脂肪垫传递声音，荐椎间融合减弱，牙齿类型简单，前肢不能灵活转动。Raoellidae具有形状独特的鼓骨包围耳和类型简单的牙齿。游走鲸下颌孔增大，后肢短。原鲸荐椎融合减弱，牙齿类型更加简单。
10. 人属之前。人类和黑猩猩在5-6Mya分开。被广泛认可的人科化石南方古猿阿法种和南方古猿湖畔种。下面部向前突出，双足行走。直立行走 可能是 最先 进化出来的人类的标志性特征。粗壮型和非洲型脑容量大，臼齿和前臼齿发达，并非人类的祖先。
11. 人属。人属最早的化石是能人，大约1.9-1.5Mya。标志是使用石器【奥杜威技术】以及处理过的骨头。直立人，1.6Mya-200kya。火 已经被广泛使用。尼安德特人，脑容量和我们一样，完全可以直立行走，具有仪式葬礼等复杂文化。现代智人最先出现在非洲，170kya。
12. 系统发生应该和化石记录相互对应。不对应可能来自于化石记录的不完整性【如老物种只能挖出来新化石】，或者一个谱系在分歧之后的很久才获得它的鉴别性特征使得我们无法辨认。
13. 线性渐变论、间断平衡【分支进化+分歧进化】、间断渐进【间断前进进化】。应该注意的是即使是快速变化也是连续的。

地球上生命的历史

1. 早期地球大气含有水蒸气但不含有氧气。当光合作用开始时，大气中才开始出现氧气。海洋和陆地分别在45亿年前和40亿年前形成。

2. 已知的所有生物都来自于一个共同祖先。简单有机分子可以由非生命化学反应产生。自然选择和进化可以在具有自我复制能力的非生命体系中发生。

3. 在超过生命历史一半的时间中，地球上只有细菌和古菌。

4. 在生命进化早期，各谱系之间已经存在有大量的 水平基因转移。原核生物的早期历史更像是一张网络而不是一个系统发生树。

5. 第三次内共生或者第四次内共生的谱系有 鞭毛藻、褐藻、顶复合器虫。

6. 多细胞化多次起源。最早的多细胞动物出现在 575Mya。埃迪卡拉动物。没有证据表明他们受制于捕食作用。

7. 寒武纪。首次出现了腕足动物、三叶虫等节肢动物、软体动物、棘皮动物。早寒武纪的海口鱼已经出现有眼、鳃囊、脊索、分节肌肉。动物和领鞭毛虫的关系最近。

8. 奥陶纪到泥盆纪。许多动物门在奥陶纪发生了多样化，产生了很多新的纲和目。大型捕食者主要是海星和鹦鹉螺。奥陶纪结束是第二大灭绝事件。最早的有颌类出现在志留纪。泥盆纪 被称为 鱼类时代。最早的陆地生物 是 奥陶纪 类似 苔藓 的植物。最早的 陆生节肢动物 出现在志留纪。最早的 陆生脊椎动物 是肉鳍鱼类，在晚泥盆纪出现。

9. 石炭纪和二叠纪。种子植物开始多样化。最早的有翅昆虫 出现在石炭纪。四足动物 的多样化出现在石炭纪。石炭螈演化出最早的 羊膜类。下孔类包括了 哺乳动物 的祖先。二叠纪陆地合并成为泛大陆。二叠纪末期的灭绝是地球历史上最大的灭绝事件。

10. 中生代。被称为爬行动物纪元。中生代海洋革命。泛大陆分裂为劳亚古陆和冈瓦纳古陆。三叠纪末期出现一次大灭绝事件，捕食现象开始增多。白垩纪末期最有名的大灭绝【K/T大灭绝】。被子植物可能起源于晚侏罗纪。双孔类称为最多样的类群。恐龙从主龙演化而来。早白垩纪产生了有袋类和 有胎盘类。

11. 新生代。白令陆桥大多在海面以上。冈瓦纳古陆破碎。上新世巴拿马地峡出现，南北美洲连接。

12. 更新世。至少有四次大规模冰川出现。最近的冰期出现在 20kya。消融于 8-15kya。海平面下降100m。全球气候在冰期普遍干燥。海平面上升时，被隔离的种群将会发生分化。许多浅海的无脊椎动物都灭绝了，尤其是热带。大型哺乳动物和鸟类的灭绝比例非常高。

13. 时代	海洋	陆地	脊椎动物	其他
    寒武纪			无颌类 出现
    奥陶纪	多样化。	最早的陆地生物，类似苔藓		第二大灭绝事件
    志留纪		最早的陆生节肢动物	有颌类 出现
    泥盆纪	菊石出现	蕨类和种子植物起源。昆虫起源	鱼类时代。出现最早的陆生脊椎动物肉鳍鱼类。
    石炭纪		有翅昆虫的出现	最早的羊膜类，包括下孔类。四足动物多样化。	冈瓦纳古陆出现。
    二叠纪				最大灭绝事件。合并成为泛大陆

进化定性分析和范式

进化生物学

1. 生物进化是世代交替的过程中，一群生物的属性改变。个体发育不是进化。种群是进化的基本单位。
2. 本质主义和特创论。林奈建立了现代分类学的框架。地质学家提出了均变论。
3. 拉马克学说：认为物种 分别 从非生命产生；神经液；获得性状遗传；提出完整进化论的第一人。
4. 达尔文学说：两大主题——带有改变的传承和自然选择。五个部分——进化本身；共同祖先；渐变论；种群变化；自然选择。
5. 对达尔文来说，平均数只是统计上的抽象概念。真正存在的是不同的个体而不是本质。
6. 孟德尔的颗粒遗传和突变。
7. 自然界没有目的。
8. 新达尔文主义的本质是自然选择作用于孟德尔式的颗粒遗传变异导致的。突变不能代替自然选择，它只是自然选择的原材料。
9. 微进化【突变、重组、自然选择和物种内部的其他过程】导致了宏进化【新种的起源和主要特征的长期变化】。
10. 新达尔文主义的主要内容：表型不同于基因型；获得性状不能遗传；颗粒遗传；遗传变异起源于随机突变和重组；种群是进化的基本单位；基因型频率的变化也可以是随机的；自然选择强度不一；种群可以积累遗传变异；同一物种不同地区的种群具有遗传差异；渐变论；物种是可以相互交配的一群个体，和其他物种的个体不能交换基因；物种形成通常需要地理隔离；共同祖先。
11. 现代进化生物学不等同于达尔文主义。

推断系统发生树

1. 进化主要有前进进化和分支进化。分支的前进进化叫做 分歧进化。
2. 亲缘关系远近和像不像不是一回事。
3. n个物种可以构建 (2n-5)!! 个无根树，(2n-3)!!个有根树。
4. 分类群中的相似性可能来自于祖征、衍征和非同源相似【同塑性】。只有共衍征才能构成进化支的证据。
5. 趋同进化和平行进化。
6. 分子钟：D=2rt。
7. 基因树不一定就是物种树。有可能来自于 水平基因转移 和 不完全谱系分选。不完全谱系分选的本质就是祖先多态性发生在物种发生之前。

演化式样

1. 通过系统发生树，将特征状态绘制到系统发生树上。就可以知道特征状态的演变历史。
2. 演化最重要的原理之一就是特征基本都是由祖征演化而来的 。特征不等同于特征状态。特征同源不意味着特征状态的同源。
3. 同塑性 包括趋同演化和平行演化。
4. 多洛法则：复杂的特性一旦丢失就很难再获得。
5. 镶嵌演化：同一谱系内特征演化速率不一样的现象叫做镶嵌演化。因为镶嵌演化的存在，物种不存在高等和低等的区别。
6. 个性化：如异型齿。
7. 异时发生：发育时间在时序或者速度上的改变。比如幼体发育。幼体发育可能来自于幼态持续和性早熟。延迟成熟将会导致过型形成。
8. 异速生长：同一个体不同部位或者维度的生长速度不一样。
9. 异位发生：如鱿鱼发光器官的小晶状体；植物的气生根、不定根；籽骨和熊猫的第六个手指。
10. 适应辐射。如银剑菊、丽鱼。
11. DNA总量-C值悖论。基因数-N值悖论。
12. 趋同演化同样可以见于 分子水平。比如回声定位的动物大多有快蛋白的趋同演化。
13. 基因重复产生旁系同源基因。而通过生物系统分支产生的基因是直系同源基因。
14. 多倍化在植物中常见。

演化的地理学

1. 灭绝、散布和隔离分化。间断分布。
2. 散布还是隔离分化？如果一个地区有高度不平衡的生物群，则通常认为其来自于 散布。DIVA分析假设物种形成和地理隔离同时发生。DEC分析 运用了最大似然法。

进化数学理论

遗传漂变-随机进化

1. 自然选择本身是一个非随机的过程。但进化也有随机过程。
2. 抽样误差导致了遗传漂变和非适应进化。因为遗传漂变的存在不取决于外界，它应该被当作观察进化结果的零假设，也就是我们在没有证据的情况下不能够直接认定一个性状是否是自然选择的结果。
3. 溯祖。种群中所有基因拷贝归根结底都来自于唯一的一个共同祖先基因拷贝。也就是被固定了。一个基因被固定的概率等于它本身的初始频率。线粒体夏娃不代表那个时期种群中只有一个女性，而是碰巧是当时很多女性中的一个。
4. 遗传漂变下的进化原理。
   1. 等位基因频率随机波动并最终固定某一个。
   2. 随着遗传漂变杂合度H会下降最终变成0，H下降的速率被用来衡量遗传漂变。
   3. 基因被固定的概率等于它本身当时的频率。如果一个突变的新基因刚刚产生在种群中，它被固定的概率应该是1/2N。
   4. 在一个二倍体种群中，一个新产生的中性等位基因被固定的平均时间是4N。
   5. 轻微有害基因通过遗传漂变增多可能导致近交衰退。
5. 有效种群大小是实际上为下一代贡献了基因的个体数。可能的影响因素有：两性个体产生的后代数量不同；性比偏离；自然选择；世代重叠；种群大小的波动。
6. 瓶颈会提高连锁不平衡的水平。
7. 分子进化的中性理论。绝大多数观测到的变异对适合度的影响都很小。但中性理论并不否认自然选择在某些位点差异上的作用，也不否认在宏观上的作用。

植物系统学

被子植物和裸子植物

1. 现存的裸子植物是单系群。但裸子植物【包括灭绝的种类】并不是一个单系类群。
2. 种子植物最早出现在什么年代？——第一个种子出现在泥盆纪末期。有离生的外皮裂片，缺少珠孔；接受花粉的壶状结构并不是珠心而是珠被，除了胚珠通道之外，外皮裂片愈合。
3. 被子植物和买麻藤——它们具有一些共同特征，包括导管、网状脉和花状的生殖器官。但是它们的导管分别来自于两种不同的管胞，并不是同源。买麻藤的胚珠直接裸露在茎尖，但是被子植物的胚珠在心皮之内。并且买麻藤具有单性孢子球，而最早的被子植物具有两性花。买麻藤目是一个单系。
4. 生花植物假说——生花植物假说是一个已经被否定的假说。认为被子植物和买麻藤关系最近，并和本内苏铁、五柱苏铁一个分支。
5. 买麻藤目的特殊分类地位——根据核基因组支持Gne-pine假说【认为和松科关系最近】，而根据质体基因组支持Gne-cup假说【认为和柏科关系最近】。
6. 双受精可能是所有现存种子植物的共衍征。
7. 旁系-被子植物假说——关注被子植物和裸子植物的胚珠——被子植物的胚珠大多数具有两层珠被，倒生胚珠；裸子植物大多具有单层珠被，直生胚珠。认为舌羊齿类和开通蕨类的杯状苞和被子植物的外珠被同源，并且具有类似倒生胚珠的杯状苞结构弯曲情况。被子植物的内外珠被起源不同，这在INO基因在拟南芥中的表达符合，证据支持外珠被起源于叶片。
8. 多雄假说认为被子植物的两性花起源于裸子植物的一个雄球果。依据是LFY基因在裸子植物中两份拷贝分别在雄性和雌性中表达，而在被子植物中仅仅表达在裸子植物雄性中表达的LFY基因。

早期被子植物

1. 最早的被子植物出现在什么年代？——最早的被子植物证据来自于花粉化石记录。在白垩纪早期。尽管根据分子钟的研究推定被子植物起源于前白垩纪时代。
2. 辽宁古果——辽宁古果曾经被认为是起源于侏罗纪晚期。但重新研究后认定为应该在白垩纪早期。辽宁古果是水生的。它的叶片高度分裂，缺少花被，心皮的排列是不固定的。至于分类地位，Sun认为古果是被子植物的姐妹群，而更新的Friis和DNA分析认为古果位于睡莲目之中。它的生殖轴不是一个拉长的花轴而是一个单生的单性花的花序轴。
3. 化石记录说明被子植物祖先具有小型花而不是大型花，符合APG而并不符合克朗奎斯特或者塔赫他间的理论。被子植物祖先的花被组织方式不清，但单性和两性花同时存在，花部少，花丝和花药分化弱。
4. 土仑期90Mya，被子植物发生了现代型剧变，和昆虫协同进化。
5. 严格的分子钟方法的不足——严格的分子钟方法对于被子植物的起源时间存在严重误差。改良的方法包括非参数速率平滑法，局部分子钟法，罚分似然法，贝叶斯法，路径平均法。

被子植物系统发育

1. 溯祖方法强调物种树和基因数的区别。利用溯祖方法和完整质体基因组的大规模联合分析已经确定了 双星藻Zygnematales是陆地植物的姐妹群。

2. 关于陆地植物的更多信息——化石揭示早期陆生植物从淡水藻类进化而来，有哪些实际意义？ - 老牛头的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/483067225/answer/2107412804。分子生物学研究认为，现生陆生植物的最近共同祖先大约存在于5亿年前。从化石记录来看，最早的确切的陆生植物实体化石为 库克逊蕨（Cooksonia），距今约4.3亿年（志留纪温洛克世）。而2021年8月13日一篇文章发现了更早的陆生植物孢子化石，距今约4.8亿年，把陆生植物存在的化石证据又向前推进了1500万年，与分子生物学推测的陆生植物起源的时间已经很近了，只差了2000万年。

   

3. 最基部的被子植物：ANA grade，包括无油樟类Amborellaceae，睡莲类Nymphaeles，木兰藤类Austrobaileyales。

4. 木兰类分支Magnoliidae sensu。包括木兰类+樟类和白樟类+胡椒类。金粟兰类被认为是木兰类的姐妹群，但核基因组分析认为其和金鱼藻类是真双子叶植物的姐妹群。

5. 单子叶植物最基部的是菖蒲科、其次是泽泻目。

6. 真双子叶植物基部分级：毛茛目、山龙眼目、昆栏树科、黄杨科。接下来分出 五瓣花分支Pentapetalae sensu。五瓣花分支由分为 超蔷薇类分支Superrosidae sensu 和 超菊类分支Superasteridae sensu。超蔷薇类分支包括 蔷薇类 Rosidae sensu 和 虎耳草目Saxifragales。超菊类分支包括 红珊藤类Berberidopsidales、檀香类Santalales、石竹类Caryophyllales 和 菊类 Aseridae sensu。分子测年表明超蔷薇类分支 和 超菊类分支 都是快速辐射的产物，在近 500万年间产生。

7. 以前的 五桠果亚纲 和 金缕梅亚纲 都是严重多系的——金缕梅亚纲的科，有的作为基部真双子叶植物【悬铃木、昆栏树】；有的作为菊类分支【杜仲】；有的作为虎耳草目【金缕梅科】；而其中的大多数都位于蔷薇分支的壳斗目【壳斗科、山毛榉科、木麻黄科、桦木科】和蔷薇目【榆科、荨麻科】。五桠果亚科主要出现在菊类、蔷薇类和石竹类中，芍药科则出现在虎耳草目。

基部被子植物ANA grade

1. 木质部解剖是复杂的。管胞和导管的区别不是简单的二元特征而是具有中间类型的一组特征。
2. 瓶装心皮主要出现在ANA grade、五味子科。大多数核心被子植物都是对折心皮。此外ANA grade 大多数通过分泌物密封心皮而不是通过生殖后融合，而大多数核心被子植物心皮通过生殖后融合密封。
3. 无油樟类Amborellaceae 叶片互生、单叶、羽状脉、金粟兰型叶齿。花序在营养叶的叶腋产生，单性，雌雄异株，但雌花中具有不育的雄蕊，说明被子植物的祖先是两性花。最早的被子植物花粉管生长速度很缓慢。直生胚珠？具有8细胞9核的胚囊 和 三倍体胚乳；但睡莲目和木兰藤目都具有 4核胚囊 和 二倍体胚乳。
4. 古老的六倍体事件在真双子叶植物中发生。
5. 睡莲目Nymphaeles 包括睡莲科、莼菜科、独蕊草科Trithuria。独蕊草科曾经被认为是禾本科，但后来被认为是睡莲科的姐妹群。其有两个子叶，无花被，但具有花被一样的苞片假花被。
6. 睡莲科的花瓣来自于雄蕊而不是花被。ABC模型中其B类基因广泛表达，延伸到所有的花器官，被称为消逝边界模型。
7. 睡莲科的花叶序存在争议。尽管睡莲科经常被认为具有原始的花特征，但实际上其花部特征许多都是衍征而不是祖征，包括数量众多的花瓣、雄蕊和心皮。
8. 睡莲目和木兰藤目都具有 4核胚囊 和 二倍体胚乳。睡莲目胚乳不发达而外胚乳发达，但木兰藤目胚乳发达，不具有外胚乳。

微生物学

原核生物

1. “纳米细菌”并不是生物体，而是纳米级矿物质自然吸附周围蛋白质产生的细菌状晶体颗粒。

2. 产 芽孢 的多是 G+ 中的 梭菌 和 芽孢杆菌。

3. 抗酸细菌 细胞壁有大量 分支菌酸【本质是一类分支beta-羟基脂肪酸，通过Ara-Gal糖链连在肽聚糖上】。染色呈现G+，但其细胞壁结构类似 G-，肽聚糖少而类脂多。外壁有蜡层难以透过。索状因子可以导致菌体缠绕。

4. 古菌具有 假肽聚糖，beta-1,3糖苷键，NAG和NAc塔罗糖胺糖醛酸，肽尾由3个L-AA组成，肽桥只由一个AA组成。

5. 间体 是电镜制片时脱水操作产生的伪影。

6. 许多古菌由 S层 取代了细胞壁。

7. 鞭毛在G-中有四个环：L,P,S-M【具有Fli蛋白和Mot蛋白】,C环。在G+中有两个环:S,M。鞭毛的生长依靠其在 顶端 而不是基部的延伸。

8. 螺旋体 的周质鞭毛是固定的，被细胞壁的外膜包裹，旋转导致其细胞表面的螺纹不断移动，推动细胞运动。

9. 半数抗生素由放线菌产生。

10. 支原体、立克次氏体和衣原体染色都呈现 G-。

    支原体	立克次氏体	衣原体
    胸膜肺炎	斑疹伤寒，Q热，恙虫病	鹦鹉热，沙眼
    没有细胞壁，独立生活和细胞内寄生之间	细胞内寄生，有不完整产能系统。细胞较大	能量寄生

病毒和亚病毒因子

1. 亚病毒因子包括类病毒、拟病毒、卫星病毒、卫星RNA、朊病毒。类病毒只含有RNA。拟病毒叫做类类病毒，被包裹在辅助病毒颗粒中。卫星病毒必须要有辅助病毒存在才能复制和表达。卫星RNA。

2. 拟病毒	卫星病毒	卫星RNA
   包裹在辅助病毒粒内	有衣壳	包裹在辅助病毒粒内
   基因组和辅助病毒整合，有同源性	核酸复制不依赖辅助病毒，能编码自身衣壳蛋白，单独感染宿主可以使得其溶源化

微生物营养和培养基

1. 微生物的营养类型：

   光能无机	光能有机	化能无机	化能有机
   蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类	红螺菌【紫色非硫细菌】	硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫磺细菌	略

2. 基团转位：主要依靠磷酸转移酶系统PTS。既需要载体有需要能量。分为两步：热稳载体蛋白HPr的激活；物质经过磷酸化进入细胞。

3. 大肠杆菌培养用葡萄糖铵盐培养基。链霉菌用高氏一号培养基【淀粉硝酸盐培养基】。真菌用察氏培养基【蔗糖硝酸盐培养基】。富集乳酸菌用含糖酵母膏培养基。

4. 鉴别培养基如EMB培养基【伊红-亚甲蓝培养基】。

微生物的新陈代谢

1. KD途径的特点。KDPG醛缩酶催化KDPG裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛；两个丙酮酸中的一个来自于GAP经过EMP变来；产能1molATP/1mol葡萄糖，效率低。
2. 四种重要发酵：EMP丙酮酸出发的发酵【同型发酵；丙酸发酵、混合酸发酵、丁二酸发酵、丁酸发酵】；PPP异型乳酸发酵；ED途径细菌乙醇发酵；Stickland反应氨基酸联合发酵。
3. 厌氧乙酰-CoA途径消耗H2，涉及甲基VB12。rTCA途径需要ATP-柠檬酸裂合酶。
4. 羟基丙酸途径发生在绿色非硫细菌中，消耗ATP和还原力将CO2固定为乙醛酸。羟基丙酰CoA后的反应同奇数脂肪酸的代谢+乙醛酸途径苹果酸裂合酶。
5. 固氮酶需要FeMoco作为辅因子。注意这里的co并不是钴而是cofactor的缩写。需要严格的厌氧微环境。

免疫学

免疫学基本概念

固有免疫

1. 大多数的免疫细胞来自于骨髓。但胚胎时期的巨噬细胞【包括CNS的小胶质细胞】来自于卵黄囊或者胎儿肝脏。
2. 【多能造血干细胞】HSC可以分化为两种类型的干细胞：淋巴系干细胞和髓系干细胞。淋巴系干细胞分化产生ILC【固有淋巴样细胞】,NK细胞,B细胞,T细胞。髓系干细胞分化产生白细胞、红细胞、巨核细胞。大部分DC来自于髓系干细胞。
3. 固有免疫细胞大多属于髓样谱系。包括巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞和DC。巨噬细胞可以吞噬、参与适应性免疫应答、调节免疫应答、参与调理作用。粒细胞包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞。肥大细胞主要和过敏反应有关。DC作为主要的感应细胞激活T细胞。
4. 巨噬细胞、中性粒细胞、DC是重要的感应细胞。通过表面的PRR【模式识别受体。如TLR在膜上,NLR在细胞质内】识别PAMP【病原体相关分子模式】。感应细胞可以产生炎症介质。包括细胞因子和趋化因子。参与炎症反应初期的细胞主要是巨噬细胞和中性粒细胞。
5. ILC和NK是和适应性免疫系统内 淋巴样谱系 相似的效应细胞。

适应性免疫

1. 淋巴细胞大多数是小而不活跃的细胞。

2. BCR和Ig具有相同的基因，因此又被称为mIg或sIg。TCR则和Ig具有截然不同的结构和识别功能。它们的结构如1.13所示。B细胞被激活后成为浆细胞。T细胞激活成为效应T细胞，可以产生CTL,Th,Treg【调节性T细胞】三种T细胞。

3. 抗体和TCR识别抗原的机制截然不同。

   BCR/Ig	TCR
   可以识别多种抗原，包括蛋白质、糖蛋白和多糖等。依靠表位或抗原决定簇	只能识别蛋白质颗粒，并且必须经过酶切，和抗原呈递细胞表面的MHC结合

4. 多样的抗体基因如何产生？B细胞发育期间经历一次不可逆的DNA 重组。

5. 淋巴细胞被抗原活化后产生克隆性免疫效应细胞。克隆扩增。

6. 克隆选择学说的四个基本准则：1.每个淋巴细胞表达单一特异性受体 2.外来抗原相互作用导致对应淋巴细胞的活化 3.克隆扩增 4.克隆清除。

7. 中心淋巴器官包括骨髓和胸腺。外周包括淋巴结、脾脏、肠道、鼻腔、呼吸道、泌尿生殖道、其他粘膜组织。

8. 次级淋巴组织的APC可以通过表面的MHC激活对应受体。APC主要包括DC。在特定情况下还包括巨噬细胞和B细胞。

9. 淋巴细胞和抗体在外周淋巴器官相遇。

10. 初始淋巴细胞经血液进入淋巴结。感染部位的抗原经淋巴管到达淋巴结。淋巴细胞和淋巴液经胸导管进入血液。

11. 淋巴结的主要结构如图1.22。包括皮质和髓质。皮质包括 B细胞构成的初级淋巴滤泡 和 T细胞、DC构成的副皮质区【T细胞、APC和抗原共存于T细胞区】。部分次级淋巴滤泡区域的B细胞大量增殖产生生发中心，但最终消失。髓质包括巨噬细胞和浆细胞。

12. 脾脏的结构如图1.23。和淋巴系统并没有直接关系，但可以从血液中收集抗原。脾脏分为红髓和白髓。红髓主要收集并处理衰老的红细胞。白髓参与免疫反应。

13. 白髓包括 T细胞组成的围动脉淋巴鞘 和 B细胞组成的淋巴滤泡 和 具有巨噬细胞、边缘区B细胞【这种B细胞可以迅速对细菌荚膜产生低亲和力的抗体】的边缘区。抗原在边缘区被APC摄取，并经过T细胞区呈递给T细胞。

14. MALT【粘膜相关淋巴组织】 具有其特殊的再循环规则。GALT【肠道相关淋巴组织】包括派尔集合淋巴结。派尔集合淋巴结具有 M细胞用来收集抗原 和 B细胞组成的中央突起 和 T细胞环绕在周围。MALT还包括NALT【鼻】、BALT【支气管】。

15. 淋巴细胞到达淋巴结总需要经过【高内皮细胞小静脉】HEV。也包括进入派尔集合淋巴结的情况。

16. 被激活的淋巴细胞在外周淋巴器官增殖，产生效应细胞和免疫记忆。B细胞的效应细胞包括浆细胞；T细胞的效应细胞包括CTL和Th。效应淋巴细胞不能参与再循环。

17. 特异性免疫可能是脊椎动物从无脊椎动物的固有免疫基础上发展而来的 。

18. ILC 像是Th的固有同系物，而NK细胞像是 CTL的固有同系物。

19. CTL表达CD8，识别MHCI。Th表达CD4，识别MHCII。表达MHCII的细胞是APC，如DC，巨噬细胞、B细胞。淋巴组织内还有Tfh【滤泡辅助T细胞】，和B细胞相互作用调控抗体生成。

固有免疫

发育生物学

干细胞

1. In mammals, only the fertilized egg and first 4 to 8 cells are totipotent
2. The cells of the inner cell mass are thus said to be pluripotent

性别决定和配子发生

1. 卵原细胞是不是生殖干细胞？这要看物种而定。哺乳动物每次排卵少，出生后卵原细胞就不再具有有丝分裂的能力。而海胆和两栖动物每次产卵多，卵原细胞终生存在有丝分裂的能力。
2. 卵子发育的同步性？卵子发生的同步性仅限于卵原细胞的时期。
3. 卵子发生过程中物质积累的策略：基因扩增多核仁；灯刷染色体；其他的细胞贡献【滋养细胞】。
4. 生发泡就是卵母细胞的细胞核。放射膜。
5. 卵母细胞发育的两次停滞：MI前期双线期【孕酮解除抑制。孕酮降低cAMP抑制PKA去抑制CyclinB】和MII中期【受精解除抑制。受精Ca++升高抑制CSF去抑制CyclinB降解，抑制MPF】。
6. 卵膜是非细胞性被膜。初级卵膜是卵细胞形成的【卵黄膜、受精膜】，次级卵膜是滤泡细胞形成的【昆虫，硬骨鱼类卵壳。放射膜。】，三级卵膜是卵管或者生殖附属器官形成的【蝾螈、蛙类、软骨鱼类、鸟类卵壳】。
7. 精子的成熟从边缘到中心。卵子的成熟从边缘到中心，最终成熟完又回到边缘。
8. 生发泡破裂代表进入MII中期。

受精

1. 精子和卵子的接触和识别：顶体反应，皮层反应【缓慢机制】。快速机制通过膜电位的快速变化，但只能在初期维持1min。

2. 精子和卵子的融合。卵的激活。遗传物质的融合。

3. 海胆和哺乳类受精的不同。从环境上来看，海胆体外难受精，哺乳类体内经过筛选受精。具体上看，海胆具有受精锥。

4. 老旧模型认为受精后雌雄配子基因组共同形成纺锤体拉向两边。最新研究认为受精后雌雄配子的基因组分别形成纺锤体，纺锤体之间的角度直接决定了子代细胞的命运。

5. 不同物种受精时停滞的减数分裂阶段不同。

   初级卵母细胞	MI中期	MII中期	卵
   	软体动物、昆虫	两栖类、哺乳类	腔肠动物、棘皮动物

6. 受精前卵泡具有薄的卵泡膜。受精后产生厚的受精膜，同时卵体收缩，产生围卵腔。

7. 在后期囊胚阶段，在子宫内膜着床。

8. 注意抗体的中和作用。

原肠胚发育

1. 两栖类的原肠作用开始于囊胚的灰色新月区。出现的原因是胞质不同层次的相对运动。在灰色新月区囊胚的表层是植物极来源的，下层是动物极来源的。
2. 原肠胚形成的方式：见P13。
3. 胚孔一开始内卷形成，是狭缝状的【】。背唇处中胚层内卷和集中延伸。外胚层下包向下延伸。内胚层随着中胚层和外胚层的运动被拉到最里面。
4. 中胚层包括脊索中胚层，体节中胚层，居间中胚层，侧板中胚层。
5. 最开始的背唇将来发育为头部中胚层和脊索中胚层。预定中胚层的形成主要涉及内卷和集中延伸。
6. 体节中胚层、居间中胚层、侧板中胚层的发育涉及胚孔的形成而不是背唇【若是背唇内卷而来，则应该呈现前后排列而不是上下排列】。通过背唇、侧唇、腹唇的形成和拉伸，使得胚孔逐渐扩张为环形。中心问题是胚孔和背唇侧唇腹唇。
7. 中胚层的形成和背唇、胚孔紧密相关；涉及内卷因此有方向的逆转。外胚层的形成通过外包，并不会涉及方向的逆转。

神经胚期

1. 外胚层分为表皮外胚层，神经嵴外胚层和神经外胚层。神经嵴的存在是必要的，因为它从上皮类型向间质类型的转化，直接导致了表皮外胚层和神经外胚层的分离。间质类型的神经嵴细胞也因为独特的类型具有独特的分化潜能。

系统发生型时期

1. 在系统发生型时期出现了背腹轴的分化。
2. Roux.自成型,P36。Spemann。认为背唇诱导了前后轴的形成.P142。
3. 组织者。组织者可以启动原肠；发育成为背部中胚层；诱导神经板发育；诱导轴旁中胚层。
4. 组织者在文昌鱼、原口动物、两栖类中表现为胚孔背唇；鱼类的胚盾；鸟类、哺乳类原条上的原结。
5. 蛋白质Dsh随着皮层转动从植物极到动物极【母源因子储备在植物极】。从而通过抑制GSK-3去抑制beta-catenin。P350.
6. 初级胚胎诱导的过程：Nieuwkoop中心-组织者中胚层诱导-背腹轴和前后轴诱导-神经形成诱导。

斑马鱼

1. 斑马鱼囊胚可以分为：包被层、深层细胞【胚胎主体】、卵黄合胞体层。卵黄合胞体层将会自己拉着包被层一起内卷形成原肠。
2. 斑马鱼原肠胚形成。深层细胞内卷形成下胚层，从此具有上下胚层分化。具有胚环作为组织者将来形成脊索。胚环向背部延伸形成胚盾。P371，P373.
   1. 斑马鱼的胚盾类似于两栖类的背唇，诱导神经形成。

生理学原理

1. 低位中枢：交感脊髓T1L3；副交感脑干【3,7,9,10】脊髓S2S4.。低位中枢到效应器至少有2 个神经元。
2. 多数血管、肾上腺髓质、汗腺、竖毛肌等器官只收到交感神经支配。
3. 脊神经-【白交通支】椎旁节-脊神经【灰交通支。去汗腺、竖毛肌、体壁血管】/椎前节【腹腔和盆腔器官】/上行。
4. 周围肾上腺素能系统：beta1心血管 beta2 其他 beta3 脂肪动员。alpha1其他 alpha2胃肠道血糖。
5. 卵圆窗-前庭阶-前庭膜-蜗管/中阶-基底膜-鼓阶-圆窗。
6. 感觉神经元 AP爆发 感觉末梢。

女性生殖

1. 卵巢包括皮质、髓质、核。髓质 和 核 的主要功能是合成甾体。最重要的是 皮质。皮质包括生殖上皮和周围基质。周围基质 包括结缔组织成分 和 间质细胞。生殖上皮 含有全部的卵母细胞，卵母细胞 并不是单独存在而是被包围在 卵泡 之中。
2. 卵巢的 颗粒细胞 和 卵泡膜细胞 产生激素。卵巢的基本生殖单位是卵泡而不是单独的卵细胞。卵泡 包括一个卵细胞和包围卵细胞的一圈 内分泌颗粒细胞 和 卵泡膜细胞。

植物生理学

光合作用：光反应

1. 光的本质是电磁波，由和光的传播方向垂直并且互相垂直的震荡电场和振荡磁场组成。
2. 在最低激发态，被激发的叶绿素可以通过四种途径释放能量：1.荧光 2.热能 3.能量转移给另一个分子 4.光化学途径。
3. 光合色素的化学本质：叶绿素具有一个镁卟啉。胡萝卜素是线状多烯。藻胆素是开环四吡咯。光合色素的
4. 吸收光谱 和 作用光谱 高度一致。差异主要出现在类胡萝卜素的吸收区域450-550nm，说明从类图胡萝卜素到叶绿素的能量转移不如叶绿素之间的能量转移有效。

普通动物学图注

腔肠动物门

1. 腔肠动物上皮肌细胞的类型。最典型的皮肌细胞上皮和肌肉同等发达，上部上皮，基部分叉为肌肉。

扁形动物门

2. 华支睾吸虫和其雌性生殖系统。雌雄同体。雌雄生殖孔挨在一起在腹吸盘前面。肠管分叉并有口无肛门。排泄管有排泄孔开口在尾部。并且始于咽部两侧逐渐变宽。体中部最显著的是子宫。两侧具有显著而长的卵黄腺，发出卵黄管汇合为卵黄总管汇入输卵管。尾部有前后排列的两个星状精巢，分别发出输出管后汇合成为输精管，输精管前部膨大成为贮精囊，其被子宫所挡住。输卵管上部有成卵腔膨大，旁边有梅氏腺；输卵管下部和受精囊、劳氏管相连。受精囊和劳氏管紧挨着。

3. 日本血吸虫。雌雄异体。雌体细长【丝一样的】，口吸盘和腹吸盘等大。子宫位于体前部显著。卵黄腺位于体后部显著。子宫-成卵腔-输卵管分叉-卵巢。肠从卵巢后部分出，汇合在卵黄腺。雄体粗短，腹吸盘突出成杯状。生殖孔位于腹吸盘后部紧挨着精巢。肠分叉后汇合。

4. 猪带绦虫。成熟节片外有排泄管和侧神经。并前方那个有且排泄管还分布在节片之间。雌雄同体。节片内有子宫长条状向前，后部有成卵腔和两叶卵黄腺。散在许多精巢，输精管后膨大为贮精囊。贮精囊波浪状，和阴道汇合成为生殖孔。

假体腔动物

1. 线虫轮虫棘头腹毛种类多。并且体壁均为合胞体。
2. 人蛔虫外形图。注意雄虫尾部具有交接刺。
3. 人蛔虫解剖图。注意雌虫生殖孔开口在腹侧体前部而不是尾部，并具有了两个大的子宫和其汇合而成的阴道。雄虫具有交接刺和交接刺囊，泄殖腔。
4. 横切面。注意上皮层外有厚的角质层并为合胞体，背线腹线，假体腔不具有脏壁中胚层。生殖系统包围在肠道旁边。雌虫两个大的子宫>输卵管>卵巢，注意卵巢和输卵管具有过渡。雄虫贮精囊>输精管>精巢。

环节动物门

1. 环节动物的担轮幼虫。

2. 环毛蚓横切面。注意其具有刚毛在体节中间，周围具有纵肌，其中没有体腔深入。背孔位于节间沟不可能和刚毛同时切到。背腹系膜退化。血管位于体腔之中。腹神经索位于腹血管和神经下血管之间。肠道具有盲道，盲道上有肠道被黄色细胞包围。

软体动物门

11. 中国圆田螺。注意厣。雄性右触角为交接器，左右颈叶。

12. 中国圆田螺的内部结构。

13. 无齿蚌外形和贝壳内面观。注意韧带、出水管、入水管。

植物发育生物学

1. 诱变的方法包括EMS、钴60同位素gama射线辐射诱变、等离子辐射诱变。
2. 生长不一定需要细胞分裂。如Co-60处理后得到的gama-小植株，细胞巨大，不能分裂，可以成活三周。
3. 突变体及其命名。包括T-DNA插入突变体、Crispr-Cas9、浸花法、组织培养转化法。拟南芥具有salk line突变体库【https://signal.salk.edu】。拟南芥的基因座用大写斜体 ABI3 ，突变体用小写斜体 abi3，蛋白用大写正体 ABI3。若双突变是纯合体，留一个空格如 abi1-1 abi2-1。
4. 常见的转基因：ENA转基因植株【RNAi】、GUS转基因植株【通过催化x-Gluc显色，观察组织表达】、GFP转基因植株【还可以观察亚细胞定位】、过表达OX，OE，1d。

被子植物胚胎发生和种子形成

1. 种子包括胚胎、胚乳、外胚乳、种皮。种子可以通过无融合生殖产生。

2. 上“胚轴”、下“胚轴”的说法实际上是不准确的。种子植物形态解剖学导论中说，命名为胚茎和胚根可能是更好的。因为胚包括胚轴和子叶。实际上的胚轴包括SAM、上胚轴、下胚轴、胚根和根端分生组织。拟南芥的上胚轴不发达。

3. 极性的建立：

4. 无融合生殖。半融合生殖是精卵不结合各自分裂产生嵌合体。无孢子生殖又称为MiMe【有丝分裂代替减数分裂】，涉及基因OSD1,PAIR1,REC8.孤雌生殖如基因 BBM。

5. 拟南芥的胚胎发育。第一次分裂产生顶细胞和大的基细胞。八分体阶段顶细胞产生4个上层细胞ut和4个下层细胞lt。基细胞产生胚根原细胞hy和胚柄Su。表皮原阶段出现原皮层pd和内层分开。

6. 当胚发育到鱼类胚的时候，胚柄进入PCD。

7. 早期胚胎的顶-基极性建立。顶基轴性部位的胚器官包括SAM、子叶和一部分胚轴。WOXs基因、YODA通路、极性AUX运输。

   1. WOX：第一次分裂后，WOX2在在顶细胞，WOX8在基细胞，WOX5在hy后在QC表达。
   2. YODA：YODA促进基细胞产生胚柄。
   3. AUX：AUX的极性分布也决定了顶基极性。研究AUX分布主要通过DR5:GUS的转基因植物。AUX在早期胚中从基部向顶部运输而不是相反，文献体做到过。MP、BDL都是AUX信号通路参与顶基极性建立的转录因子，MP编码ARF5，决定维管束的形成和基部器官发生。BDL通过抑制MP阻止AUX响应和极性建立。【图示：AUX抑制BDL和IAA13，去抑制MP引发根的发生。】。GN/EMB30 也参与了AUX的极性运输，突变体 gn 没有SAM。转录因子 MET1 也参与了AUX的极性分布。P40。
   4. GK ：顶区器官发生 GK 必须，编码ACCBDL【乙酰CoA羧化酶】。gk没有子叶和SAM。

8. 组织之间也存在位置效应。如 中柱 表达的 SHR 通过胞间连丝促进 皮层 SCR 表达决定皮层发生。就像动物中的接触信号通路。

9. 胚乳的发育主要包括 多核体阶段 和 胚乳细胞化阶段。细胞化阶段需要骨架系统 RMS 的形成。单子叶和双子叶不同，双子叶为前后轴AP发育模式，单子叶为辐射对称模式。

10. 种子大小的决定。iku 胚的大小不变而种皮、胚乳小——种子大小通过 种皮 和 胚乳 决定。发育到 心形胚 阶段最终大小已经决定。FERONIA 通过调节珠被细胞的长度调节种子大小。

SAM及其侧生器官的发育

1. 回顾：组织原学说、原套原体、细胞学分区。原套垂周分裂，双子叶中L1和L2。

2. WUS 是SAM干细胞组织者的标记基因，用来维持干细胞库。在成熟的SAM中，下移到干细胞组织者中心表达。早在16细胞期内部4个顶端细胞就开始表达 WUS 。wus 幼苗SAM体积小；植株缺乏顶端优势并SAM膨大扁平而侧芽的SAM活动分支，最终莲座状。CLV3 是干细胞标志基因。clv3 花基数多而不定，花轴分支也多。STM 是分生组织标记基因。WUS 促进 CLV3 表达，而 CLV3 通过 CLV1 反馈抑制 WUS 表达。

3. 叶的发育。叶序的发育P76.

   螺旋排列的张角大约137度。老原基的位置决定了新原基的位置。生长素参与，pin1光茎，局部AUX含量最高是器官发生必须的。

4. 叶特征的获得：叶原基为什么区分于其他的分生组织？SAM-KNOX基因，如STM。叶原基-ARP基因。ARP和KNOX就像ABC模型中的A、C基因一样互相拮抗。器官的分离还需要边界基因，其敲除将会导致器官的融合或者堆砌。如JLO。

5. 叶极性的获得。叶很早就有了极性。由Suxsex信号介导。剔除表皮细胞可以使得叶原基极性消失，说明Sussex信号通过表皮细胞进入分生组织。PHAN控制，phan具有辐射对称的叶，叶面具有背面特性，说明PHAN是叶腹面发生必须。KANDAI则是叶背面发生必须，kandai 叶面具有腹面特性。PHB表达限制在叶腹面，phb-1d辐射对称腹面性，phb背面性。PHB的表达受到 miR166 的控制，因此ago1 也具有辐射状叶。

6. 叶边缘形态的获得。CUC2边界基因-叶缘锯齿，决定凹处细胞分裂停滞。cuc2 平滑边缘。其表达受到MiR164控制。AUX在锯齿尖含量高。

7. 单叶和复叶。KNOX基因在复叶叶原基中也表达。AUX协调小叶发育。LA基因促进分化。边界基因CUC3必须，在小叶顶端表达。

8. 叶表皮毛。GL2激活【其抑制根毛发育】。

根的发育

1. 茎和根的根本区别：茎具有原始细胞，而根实际上是后生的。也就是初生根的根端分生组织是在胚胎发育过程中形成的而不是一开始就有。

2. 初生根pr，种根sr，冠状根cr，侧根lr，支柱根br，静止中心qc。

3. qc。直接从qc衍生出来的细胞就是干细胞，其能够产生根部特定的组织类型。qc被切除后可以重新发育。

4. 单子叶和

5. 根尖干细胞的调控。根尖分生组织RAM存在 WOX5/CLE 类似 WUS/CLV3 并有同源关系。WOX5 只在QC表达，CLE40 易位表达可以拯救 clv3 表型。

6. 生长素可以调控根的发育。见 MP 和 BDL 。

7. 根具有特殊的轴向模式。SHR-SCR 决定皮层分化。SCR是皮层原始细胞平周分裂必须的【scr只有一层，但皮层和内皮层基因都表达】，SHR是内皮层细胞特化需要的【shr只有一层并只表达皮层基因】。注意逻辑关系。SCR的激活需要SHR。SHR-SCR 通过 miRNA 抑制 PHB 最终决定导管分化。

8. 根毛的发育。根毛发生的位置和皮层细胞有关，总是同时和2个皮层细胞接触，被称为 H位置细胞。N位置细胞不发育为根毛并和1个皮层细胞接触。

   WER、TTG1抑制表皮细胞向根毛细胞分化，但TTG1正调控根毛细胞根毛发育。GL2负调控根毛发育，分子开关。并GL2正调控叶表皮毛。RSL4是根毛形成的主效基因。

   植物激素Eth也可以促进根毛的发育。其三重反应【黄化的幼苗微量乙烯处理具有三重反应：下胚轴直径增加。茎伸长受到抑制。茎横向生长。】。

花芽和花原基

1. LFY是最终决定花分化的基因。花原基FM。
2. ABC模型。ap2,ap3,ag.
3. MSI 在四分体阶段的绒毡层表达，PCD，调节花粉外壁。msi。

环境对植物形态建成的影响

1. 光形态建成。植物需要绿光进行调节发育，促进下胚轴伸长【而其他光大多抑制】，作为遮荫信号，油菜素内酯BR参与。