生命科学导论_绪论_2013春PPT教案

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据1957-2010年的统计,美国图书馆购买生物学方面的资料 费占69%。
从文献数量来看,以美国国立科学院年报为例,自60年代生 物学的文献开始多于数学、物理学及化学的文献;到80年代 以后,每期刊载的生物学文献竞占80%。
从跨学科研究机构来看,20世纪80年代初,美国10个最大的 研究机构中,生物学家占自然科学家总数的80%。
青霉素的发现与生产
Alexander Fleming (1881-1955)
弗莱明
Ernst B. Chain (1906-1979)
钱恩
Howard W. Florey (1898-1968)
弗劳雷
➢ 疫苗
出生后必需接种的疫苗
基因治疗
如果某人由于基因破损或基因缺陷而患
病,则可能通过转换病人细胞中破损的基 因或转入正常基因,使其遗传病得到根治 。
摘自《农业转基因生物安全管理条例》第一章
转基因植物
• 转基因抗虫棉是指 棉花细胞染色体上 整合外源抗虫基因 的棉花品种;
• 抗虫基因通常为来 源于苏云金芽孢杆 菌的Bt基因;
转基因植物
• 移植了矮牵牛的一种基因,抵抗杀 草剂——草甘膦(毒滴混剂);
• 草甘膦杀死植物的原理在于破坏植 物叶绿体或者质体中的EPSP合成 酶;
味着生命的终止。
含羞草的叶片运动
第一讲 绪论---踏进生命科学的殿堂
一、为什么学习生命科学? 二、什么是生命?
三、生命科学发展与分科
四、生命科学的研究方法
三、生命科学的发展及分科
生物学经历了三个发展阶段: • 描述生物学阶段(19世纪中叶以前) • 实验生物学阶段(19世纪中到20世纪中) • 创造生物学阶段(20世纪中叶以后)
• 通过转基因方法,让植物产生更多 的EPSP合成酶,就能抵抗甘草膦 ;
转基因大豆
转基因动物
• 大多数猫染有“猫科免疫缺 陷病毒”(FIV),也就是猫 类的艾滋病。感染FIV的猫, 症状与人类感染HIV几乎相同 ,但这两种病毒又有些差异 ,令猫不会染上HIV,人类也 不会中FIV的招;
• 保护人类不受FIV威胁的是一 种叫TRIMCyp的蛋白,它能 识别病毒,将之降解;
分子生物学和基因工程的发展使人们有 可能“创造”新的物种。
生命科学分科
➢按生物类群或研究对象来分 ➢按研究的生命现象或生命过程来分 ➢按生物结构的层次来分 ➢按与其他学科的交叉来分
按生物类群或研究对象来分
植物学、动物学、微生物学、人类学、病 毒学、古生物学、藻类学、昆虫学、鱼类 学、鸟类学等
按研究的生命现象或生命过程来分
➢ 1980s以来,世界著名大学如MIT等,纷 纷把生物类课程列为全校必修课.
➢ 1995年以后,国内重点大学陆续把生物类 课程列为全校非生物类专业大学生的限选 或必修课程。
一、为什么学习生命科学
生命科学是21世自然科学的带头学科
科学史:带头学科
近300年来(17-20世纪):物理学一直作为带头学科
一、为什么学习生命科学
全面素质教育的需要
职业教育
从事某一种职业的训 练和准备
人是物的附件
全面素质教育
有一定专业方向 的全面素质的培养, 面对多个方面的挑战
以人为本
例:哈佛大学教学计划说明
➢ “……every Harvard graduate should be
broadly educated as well as trained in a
美国首次“治愈”感染艾滋病女婴
2013年03月03日
➢ 这名婴儿诞生前,母亲并不知自己携带有艾滋病病毒 ,当医疗检查查出该结果后,距离生产期已经非常近, 无法接受药物治疗。
➢ 婴儿出生30小时后,研究人员选择对其进行组合式抗 逆转录病毒治疗。
➢ 经过治疗,该女婴血液中艾滋病病毒的数量明显递减 ,在其出生29天后,体内的艾滋病病毒已检测不到。 在随后18个月内,研究人员继续对她进行抗逆转录病 毒治疗,并在停止治疗10个月后发现,常规血液检测 中未发现艾滋病病毒存在,即该病已被(功能性治愈)。
➢ 细胞
• 细胞是生命活动的基本单位。 • 细菌等绝大部分微生物以及原生动物
由一个细胞组成,即单细胞生物;高 等植物与高等动物则是多细胞生物。
➢ 新陈代谢
• 生物体是一个开放的系统,同周围环境 不断地在进行物质交换和能量交换。
• 同化过程和异化过程。
➢ 应激性
• 应激性就是对外界刺激做出相应的反应。 • 一个生物体的应激性一旦完全丧失,则意
➢ 粮食危机
农业高科技改善土地承载力 世界粮农组织(FAO)1984年调查材料
粮食 联合国粮农组织 水稻研究所(菲 ,马尼拉) 绿色革命
研究人员培育的“超级水稻”在产量和 蛋白质含量两方面均优于寻常品种
➢中国有占世界23%的人口,却只有占世界7%的土地 。
➢1995年,美国人布朗发表了《21世纪谁来养活中国 人》的文章,指出:中国的人口增长不可逆转;中国 的农田减少不可逆转;环境破坏造成的农作物减产不 可逆转。虽然中国可以也有能力用足够的外汇储备来 购买美国的所有粮食,甚至买上几年美国的收成,但 谁又能供应得起十几亿中国人的粮食缺口?
➢ 薛定谔(Erwin Schrodinger,1887-1961)是一位近 代物理学家他试着跨越物理世界/生命世界之间难 以逾越的鸿沟。他所写的小册子《生命是什么》是 一个伟大尝试。
➢ 维纳(N、WRENER)控制论的奠基人---(关于 在动物和机器中控制和通讯的科学)
现代自然科学主要划分为物理科学和生命科学两大部分, 而当前自然科学的带头学科已经从物理科学转向生命科学
生命科学导论_绪论_2013春
会计学
1
课程内容
第一讲 绪论 第二讲 生物大小分子 第三讲 细胞 第四讲 新陈代谢 第五讲 信息传递
第六讲 遗传与变异 第七讲 免疫 第八讲 基因工程 第九讲 生物技术 第十讲 生命伦理
第一讲 绪论---踏进生命科学的殿堂
一、为什么学习生命科学? 二、什么是生命? 三、生命科学发展与分科 四、生命科学的研究方法
(1) 描述生物学阶段(19世纪中叶以前)
主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型 生物,寻找他们之间的异同和进化脉络 代表:达尔文《物种起源》(1859)
(2)实验生物学阶段( 19世纪中到20世纪中)
利用各种仪器工具,通过实验过程,探索 生命活动的内在规律
(3)创造生物学阶段(20世纪中叶以后)
➢ 生态环境
• 水体污染 • 土壤污染 • 空气污染
工人正在向被石油污染的海滩喷洒 营养液,促使吃石油的细菌长起来。
➢ 医药卫生
• 疾病 • 青霉素 • 疫苗 • 基因检测 • ……
艾滋病
80 年 代 , 在 美 国 发 现 第一例艾滋病,至今 美 国 已 有 >106 感 染 者。
E . Johnson 是洛杉 矶湖人队前球星, 1991 年 被 检 查 出 为 HIV 病毒
无独有偶,我国也发生过牦牛集 体跳崖的事件。1985年,新疆和 静县89头牦牛到山顶吃草,突然 有一头牦牛从陡峭悬崖跌下去, 紧接着一头又一头,所有牦牛全 部跳崖造成82头死亡。
旅鼠自杀之谜
北极旅鼠三大奥秘:
• 繁殖能力惊人,为动物世界之最, 一对旅鼠,一年就有近百万后代;
• 旅鼠一旦繁殖过多,就有种种奇 怪的自杀行为,或停止进食,或 在天敌面前主动挑衅,或改变毛 色,吸引天敌;
老虎卧轨
印度北部森林,在8个月中,先后 有15只老虎死去。其中8只老虎 落水淹死,1只老虎“卧轨自 杀”,很不寻常。 1只在同另1 只老虎争斗时被咬死。
牛马跳崖
在法国一个牧场里,曾经发生过 牛群集体跳崖的奇事。当时牛群 正在吃草,突然有50头牛发疯似 的从25米高的陡峭悬崖往下跳, 结果有36头当场死亡。而牛群在 跳崖之前,没有反常现象。
首 次 基 因 治 疗 成 功 案 例 9岁时的阿珊蒂---曾患严重复合免疫缺陷综合征
转基因蕃茄生产人胰岛素
• 通过食用蕃茄可改 善胰岛素依赖型糖 尿病人的症状;
• 也可从蕃茄中纯化 出人胰岛素,做成 注射剂型;
第一讲 绪论---踏进生命科学的殿堂
一、为什么学习生命科学?
二、什么是生命?
三、生命科学发展与分科 四、生命科学的研究方法
专能性
原肠胚
外胚层 中胚层
内胚层
各器官原基
mutant with Antennapedia(Antp-C)
mutant with Ubx deletion
➢ 繁殖和遗传
• 生物体能不断的繁殖下一代,使生 命得以延续。
• 生物的遗传是由基因决定的,生物 的某些性状发生变异,没有可遗传 的变异,生物就不可能进化。
四、生物科学的研究方法
非生命科学研究的实体一般具有固定不变的特性,主要研 究某类实体的共性;而生命科学研究的实体却是活的、易 变的,常常即要研究其共性,又要研究其个性。 生物体高度的复杂性和组织性,是非生命系统难以比拟的, 因而,要把握生命系统中某一现象发生的全部条件和原因 极其困难。 生物学研究常常能以定量,生物学定律一般只是定性描述。 依据生物学定律做出的预测,一般是概率性的,而不是严 格确定性的。
二、什么是生命?
生命的特征:
生长与发育 繁殖和遗传 细胞 新陈代谢 应激性
➢ 生长和发育
生物体能通过新陈代谢的作用而不断 的生长、发育,其中遗传因素起决定 性作用,而外界环境也有很影响。
➢ 生长和发育
卵子
受精
动 物 的
全能性
受精卵 卵裂球 卵裂
发 育
多能性
囊胚
滋养层细胞

内细胞团

胚层分化
形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖 学、遗传学、生态学、进化学、发育生物 学、细胞生物学、组织学、病理学、免疫 学等
按生物结构的层次来分
种群生物学 细胞生物学 分子生物学 ……
按与其他学科的交叉来分
生物物理学、生物化学、生物信息学、生 物数学、放射生物学、仿生学、生物地理 学、生物材料学、生物地理学等
一、为什么学习生命科学
生命科学充满未解之谜
✓ 大脑是如何储存信息和运作的? ✓ 人之初性本善还是本恶? ✓ 衰老与长寿? ✓ ……
➢ 大脑是如何储存信息和运作的?
人工智能能够实现吗 ?
➢ 人之初性本善还是本恶?
➢ 衰老与长寿?
➢ 动物集体自杀之谜
➢ 大王乌贼神秘死亡 ➢ 老虎卧轨 ➢ 牛马跳崖 ➢ 旅鼠自杀
大王乌贼神秘死亡
1976年10月,在美国科特角湾的海滩 上,突然涌来成千上万只乌贼,它 们前仆后继地游向海岸,搁浅而亡。
11月,乌贼集体死亡事件又沿着大 西洋海岸向北蔓延。这场巨祸一直 延续了两个多月才告终止。
另外,在英国、冰岛、丹麦、挪威、 芬兰、日本、新西兰等国沿海也发 现了成批死亡的大王乌贼。
• 死亡大迁移,数百万旅鼠汇成浩 浩荡荡的队伍,奔向大海,葬身 大海 ;
自杀的家族倾向
海明威的父亲(左)、两个兄弟和他本人(中)都自杀身亡
根据英国《卫报》11月14日报道,美国科学家经 过研究发现,自杀行为或许源于某种特殊的基因 。
一、为什么学习生命科学
生命科学与人类社会发展息息相关
✓ 粮食危机 ✓ 转基因生物 ✓ 生态环境 ✓ 医药 ✓ 能源 ✓ ……
➢ 转基因生物
Genetically Modified Organisms (GMO)
农业转基因生物,是指利用基因工程技术改变基因组构成, 用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品,主要 包括: (一)、转基因动植物(含种子、种畜禽、水产苗种)和微生物 ; (二)、转基因动植物、微生物产品; (三)、转基因农产品的直接加工品; (四)、含有转基因动植物、微生物或者其产品成人的种子、种 畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品。
particular
academic specialty or
concentration.” ➢ 每一个哈佛毕业生应该受到广博教育并且还
应在专门的学科方面得到一定的培训.”
哈佛大学核心课程主要包括六大门类
1. 各国文化
2. 历史研究
3. 文学美术
4. 道德伦理
5. 科学:数学,生命科学 6. 社会分析
17世纪中叶牛顿经典力学 18世纪中叶(蒸汽机)工业革命 19世纪中后电气革命 20世纪初量子论、相对论和核物理标志着物理学革命性飞跃。 20世纪上半叶被称为“现代物理学黄金半世纪”
物理学主导着工业革命和经济发展,带领着天文、地质、 气象、化学等学科发展
➢ “牛顿以来的物理学把宇宙统一为一个整体,同时 却把我们的世界一分为二-----物理世界和生物世界 ”。
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