新教材生命科学1-1绪论
合集下载
自然科学概论(三)生命科学--绪论
自然科学概论（ 自然科学概论（三）生命科学
2011/1/26
生 命 科学
第一章
绪
论
生命科学是研究生命现象和生命活动规律 的一门科学，是自然科学体系中一个非常 重要的组成部分。 地球上的物质可分为两类，有生命的为生 物，又称为生命体或有机体;无生命的一类 为非生物。 XX学时
第一节
生
命
一、生物和非生物的联系和区别 联系： 联系：生命是物质的高级存在形式。生物和非生物都是
二、
生命科学与人类
生命科学是与人类关系最密切的科学之一。 人类的生活和生产同各种生物的生命活动 密切相关，动物、植物和它们的产品是人 类生存的物质基础。所以，生命科学可为 人类获得必需的生活资料和生存条件，提 供了最直接的科学理论和知识。 生命科学是农业、工业和医药的科学基础。
三、 生命科学的发展和趋势
二、现代生命观
（一）根据生命形态的表面特征归纳的生命定义
定义1： 定义 ：生命是一个具有与环境进行物质交换、生长 发育、新陈代谢、遗传变异和应激性等特征的物质 系统。 （二）从生命物质的微观构成的共性来概括生命定义 定义2： 定义 ：生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作 用产生的，可以不断繁殖的物质反馈循环系统。
物质存在的实体，都有体积和重量，都是由某些共同的元 素组成，都是自己的运动规律。 生物不能脱离非生物而独立生存，生物和非生物始终在相 互作用，相互影响，不停地进行物质、能力和信息的交换。
区别： 区别：生物具有生命，具有自我繁殖、生长发育、新陈
代谢、遗传变异以及对刺激作出反应等特征表现，但生命 的单一特征表现在非生物中也可能存在。 但是生物的生命表现是非生物不可能存在的一种复合现象， 生物与非生物间有本质的区别。
2011/1/26
生 命 科学
第一章
绪
论
生命科学是研究生命现象和生命活动规律 的一门科学，是自然科学体系中一个非常 重要的组成部分。 地球上的物质可分为两类，有生命的为生 物，又称为生命体或有机体;无生命的一类 为非生物。 XX学时
第一节
生
命
一、生物和非生物的联系和区别 联系： 联系：生命是物质的高级存在形式。生物和非生物都是
二、
生命科学与人类
生命科学是与人类关系最密切的科学之一。 人类的生活和生产同各种生物的生命活动 密切相关，动物、植物和它们的产品是人 类生存的物质基础。所以，生命科学可为 人类获得必需的生活资料和生存条件，提 供了最直接的科学理论和知识。 生命科学是农业、工业和医药的科学基础。
三、 生命科学的发展和趋势
二、现代生命观
（一）根据生命形态的表面特征归纳的生命定义
定义1： 定义 ：生命是一个具有与环境进行物质交换、生长 发育、新陈代谢、遗传变异和应激性等特征的物质 系统。 （二）从生命物质的微观构成的共性来概括生命定义 定义2： 定义 ：生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作 用产生的，可以不断繁殖的物质反馈循环系统。
物质存在的实体，都有体积和重量，都是由某些共同的元 素组成，都是自己的运动规律。 生物不能脱离非生物而独立生存，生物和非生物始终在相 互作用，相互影响，不停地进行物质、能力和信息的交换。
区别： 区别：生物具有生命，具有自我繁殖、生长发育、新陈
代谢、遗传变异以及对刺激作出反应等特征表现，但生命 的单一特征表现在非生物中也可能存在。 但是生物的生命表现是非生物不可能存在的一种复合现象， 生物与非生物间有本质的区别。
1-第一章绪论
魏斯曼 （Weismann A.，1834~1914）
①．种质连续论：种质是世代连续不绝的； ②．支持选择理论； ③．否定后天获得性遗传：老鼠22代割尾巴试验。
25
种质连续论
◆ 1892年，魏斯曼提出种质连续论(theory of continuity of germplasm)，否定获得性状遗传。 ◆多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞， 负责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动。 ●种质是“潜在的”，世代相传，不受体质和环境影 响，所以获得性状不能遗传；体质由种质产生，不能 遗传。 ●种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和 一定分子性质的物质(种质)在世代间传递实现的。 26
广泛研究遗传变异与生物进 化关系。 ①．1859年发表《物种起源》著作， 提出了自然选择和人工选择的进化 学说，认为生物是由简单复杂、 低级 高级逐渐进化而来的。 ②．承认获得性状遗传的一些
论点提出“泛生论”假说。
达尔文以博物学家的身份进 行了 5 年的环球考察工作。
“贝克尔“号巡洋
达尔文：泛生假说
不可遗传变异
某一品种（高株）
高株
矮株
相同的环境
高株
理论综合题：
在某一种植物中发现一株具有异常性状 的个体，请设计一个对该异常性状进行 遗传分析的实验方案（包括方法、过程 和可能取得的结果）。
4．遗传学研究的任务：
(1)．阐明：生物遗传和变异现象 表现规律； (2)．探索：遗传和变异原因 物质基础； (3)．指导：动植物和微生物育种 提高人民
3. 分子遗传学时期(1953~)
（1）.1953年 Watson和 Crick 提出DNA分子双 螺旋(double helix)模型，是 分子遗传学及以 之为核心的分子 生物学建立的标 志。
生命科学导论(生物学导论)全复习整理
生命科学导论第一章绪论21世纪将是生命科学的世纪，面向21世纪的大学生应有生命科学基础，而不应该成为“生物盲”。
一．什么是生物学？1. 定义生物学（biology）是研究生物体生命现象和生命活动规律的科学，因此，又称为生命科学（life sciences）。
生物学研究生物体的形态、构造、行为、机能、演变及其与环境间相互关系等问题。
2. 生物学的研究对象生物学的研究对象正在日渐加深和扩大，不仅要研究肉眼看不见的微生物，也要研究自然界的动物、植物。
生物学还要研究人类自己，因为人类也是一种生物。
生物学还要研究小至生物大分子的基团行为，广至地球表面的生物圈（bio-sphere)的将来动态，延伸至玄古生命的发生和宇宙中生命存在的问题。
3. 生物学的分科根据研究对象分为：动物生物学、植物生物学、微生物学、人类学。
根据研究角度分为：分类学，形态学，生理学，胚胎学，古生物学，遗传学，生态学等。
根据研究范围分为：生物化学，生物物理学，分子生物学，细胞生物学，组织生物学，器官生物学，个体生物学，群体生物学等。
二．生物学的历史和发展从传统生物学到现代生命科学（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。
代表人物：达尔文—《物种起源》（1859）（2）实验生物学阶段（19世纪中叶~20世纪中叶）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）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。
（4）生物学的发展趋势从微观到宏观分子→细胞→整体水平高度分化和高度综合的辨证统一现代生物学的高度分化，各学科的相互渗透，新学科或边缘学科的产生。
三．生物学的研究方法1. 观察与描述方法外部观察和外部形态描述：分类学。
《尔雅》、《本草纲目》、亚里士多德对500种动物的描述分类、林奈的双名法等。
2. 比较方法比较解剖学：脊椎动物各类群的器官和器官系统的形态，结构进行解剖，加以比较，为生物进化论提供证据。
第1章 绪 论
CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH3
• 为表示分子的立体形象可用立体 结构式：
H C H H H
科学的步伐是不会被“鸿沟” 阻止的。1824年，德国化学家维 勒(1800—1882)首次从无机物人工 合成了有机化合物——尿素．给 “生命力论一次巨大冲击。 维勒起初是想用氰作用于氨水 以制取氰酸铵(NH4CN0)、然而却 意外地得到一种白色晶状物质， 经分折这是一种与动物机体内的 代谢产物尿素相同的物质。这一 实验结果震动了整个化学界。
B
+
H
+
• 酸与碱的关系：
• 酸放出质子后产生的酸根即为该酸的 共轭碱。 • 碱与质子结合后形成的质子化合物即 为该碱的共轭酸。 • 酸越强，它的共轭碱越弱 • 碱越强，它的共轭酸越弱。
• 酸
CH3COOH H2SO4
碱
H2O CH3OH
碱的共轭酸 酸的共轭碱
H3O+ CH3O+H2 CH3COOHSO4-
4、共价键的极性和极化之间区别
• 键的极性是由成键原子的电负性不同而产 生的，其大小取决于成键原子的电负性之 差。键的极性是键的内在性质，是永恒的 现象。而键的极化则是在外界电场作用下 产生的，是一种暂时现象，当外界电场除 去后即可以恢复原来的状态。
三、有机化合物的官能团和分类
• 官能团(functional group)：有机化合物分子 结构中能反映出化学性质的原子或原子团， 有时又叫功能基，功能团。 • 有机化合物一般有两种分类方法：一种按 照骨架分类，另一种按照化学性质分类。
• 异裂(heterlysis)： 另一种断裂方式是成键的一对电子保留 在一个原子或原子团上，由此而产生 正负离子。按异裂而产生正负离子的 反应称为离子型反应。
• 为表示分子的立体形象可用立体 结构式：
H C H H H
科学的步伐是不会被“鸿沟” 阻止的。1824年，德国化学家维 勒(1800—1882)首次从无机物人工 合成了有机化合物——尿素．给 “生命力论一次巨大冲击。 维勒起初是想用氰作用于氨水 以制取氰酸铵(NH4CN0)、然而却 意外地得到一种白色晶状物质， 经分折这是一种与动物机体内的 代谢产物尿素相同的物质。这一 实验结果震动了整个化学界。
B
+
H
+
• 酸与碱的关系：
• 酸放出质子后产生的酸根即为该酸的 共轭碱。 • 碱与质子结合后形成的质子化合物即 为该碱的共轭酸。 • 酸越强，它的共轭碱越弱 • 碱越强，它的共轭酸越弱。
• 酸
CH3COOH H2SO4
碱
H2O CH3OH
碱的共轭酸 酸的共轭碱
H3O+ CH3O+H2 CH3COOHSO4-
4、共价键的极性和极化之间区别
• 键的极性是由成键原子的电负性不同而产 生的，其大小取决于成键原子的电负性之 差。键的极性是键的内在性质，是永恒的 现象。而键的极化则是在外界电场作用下 产生的，是一种暂时现象，当外界电场除 去后即可以恢复原来的状态。
三、有机化合物的官能团和分类
• 官能团(functional group)：有机化合物分子 结构中能反映出化学性质的原子或原子团， 有时又叫功能基，功能团。 • 有机化合物一般有两种分类方法：一种按 照骨架分类，另一种按照化学性质分类。
• 异裂(heterlysis)： 另一种断裂方式是成键的一对电子保留 在一个原子或原子团上，由此而产生 正负离子。按异裂而产生正负离子的 反应称为离子型反应。
1绪论
施莱登
施旺
9
第一章
绪论
细胞学说的起源, 细胞学说的起源,确立和提高:
20世纪50年代后, 20世纪50年代后,产生了细胞超显微镜结构 世纪50年代后 学; 20世纪70年代 产生了细胞生物学学科; 世纪70年代, 细胞生物学学科 20世纪70年代,产生了细胞生物学学科; 20世纪80年代之后 细胞生物学——分子细 世纪80年代之后, 20世纪80年代之后,细胞生物学——分子细 胞生物学
10
第一章
双名法的建立: 双名法的建立:
瑞典植物学家林奈 瑞典植物学家林奈(C. 林奈(C. Linnaeus,1707～ Linnaeus,1707～1778) 1735年出版 自然系统》 年出版《 1735年出版《自然系统》 一书, 一书,将植物按花的构 造分类,虽是人为分类, 造分类,虽是人为分类, 但应用方便,沿用甚久. 但应用方便,沿用甚久. 1753年出版 植物种志》 年出版《 1753年出版《植物种志》 建立了动, 建立了动,植起源和发展
绪论
第一个复式显微镜
7
第一章
绪论
细胞的发现: 细胞的发现: 英国物理学家虎克 虎克(R. 1635～ 英国物理学家虎克(R. Hooke, 1635～1703)1665 年设计制造了一台比较复杂的显微镜, 年设计制造了一台比较复杂的显微镜,并用它来观 察各种物体. 察各种物体. 观察到小室结构称为"细胞" cell), ),从而使 观察到小室结构称为"细胞"(cell),从而使 他成为第一个发现"细胞"并提出"细胞" 他成为第一个发现"细胞"并提出"细胞"这个词 的人.事实上, 的人.事实上,他观察到的是死了的软木的内部结 是空细胞的细胞壁,并非真正的细胞. 构,是空细胞的细胞壁,并非真正的细胞.
新教材人教版高中生物必修一 1-1 细胞是生命活动的基本单位 教学课件
3.细胞学说的建立过程
时间
科学家
贡献
不足
1543年 维萨里、比夏 1665年 _罗__伯__特__·虎__克___
器官、组织水平研究生命 用显微镜发现细胞并命名细胞
未深入到细胞水平 观察到的是死细胞
17世纪 17世纪 19世纪
19世纪
列文虎克 马尔比基 _施__莱_登___
_施__旺__
用显微镜观察到了活细胞 用显微镜观察了动植物的_微__细__结_构____
官、系统层次；植物不具有系统层次。因此，并不是所有的生物都具有生命系统的各个层次。
第十八页，共二十八页。
学习 小结
第十九页，共二十八页。
随堂演练 知识落实
SUI TANG YAN LIAN ZHI SHI LUO SHI
03
第二十页，共二十八页。
1.细胞学说的建立过程，是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程，充满了耐人寻 味的曲折。下列说法正确的是
(2)植物体的结构层次
—不—同——种—群—相—互—作—用→
细胞
—分—裂→ 分化
组织
—如—→分生组织→ 营养组织
器官
营养器官：如根、茎、叶
→ 植物体
生殖器官：如花、果实、种子
第十四页，共二十八页。
(3)动物体的结构层次源自细胞 —分—裂→ 组织 —如→结缔组织→ 器官 → 系统 → 动物体
分化
肌肉组织
⑧一片果园，包括其中全部的生物及无机环境，属于生态系统；
⑨地球上的所有生物属于群落。
12 3 45 6
第二十五页，共二十八页。
5.细胞是最基本的生命系统，生命系统的各个层次既层层相依，又有各自的组成、结 构和功能。下列有关说法正确的是 A.原子、分子属于生命系统的结构层次 B.可以用人工配制的培养基来培养病毒
生命科学概论绪论 PPT课件
8. 显微学的新前沿 --２００６年，生物学家们借助新的 显微技术，成功观察到小于２００纳米的细节，这为他 们了解细胞和蛋白质的精细结构提供了更清晰的视野。
续
9. 制造记忆 --２００６年的几项发现让神经学家 更进一步地理解大脑是如何录入新记忆的。科学 家们认为，大脑负责加强神经元之间连接的“长 时程增强”过程现在看来很可能是大脑记忆的基 础。
新世纪的大学生不能没有生物学知识
物理学: 生物分子的单分子检测/ 纳米生物 化学： 医学生物材料， 信息科学：生物信息学，计算生物学，生物医学工程 工程学科：生物芯片，机器人、机器鱼…… 社会科学: 社会伦理 法律 / 生物技术和人类社会的关系 人: 认识自己 / 了解生命/ 远离邪教
21世纪将是生命科学的世纪
《科学》杂志评选的2003年度 世界十大科技突破
生命科学研究领域的成果（5项）占据“半壁江山”， 发现小核糖核酸（ RNA）起着更重要的作用；基因组
学研究开始为全球谋福利； 找到会对化学“味道”和温度变化作出反应的蛋白质； 在哺乳动物的视网膜中发现全新感光细胞； 有关人类起源的一些最基本看法被动摇； 利用电子显微镜，科学家今年还观测到了细胞中工作
21 世纪：生命科学将成为带头学科
“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”。
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
生命科学概论
绪论
使用教材：
沈显生等，生命科学概论，科学出版社，2007
续
9. 制造记忆 --２００６年的几项发现让神经学家 更进一步地理解大脑是如何录入新记忆的。科学 家们认为，大脑负责加强神经元之间连接的“长 时程增强”过程现在看来很可能是大脑记忆的基 础。
新世纪的大学生不能没有生物学知识
物理学: 生物分子的单分子检测/ 纳米生物 化学： 医学生物材料， 信息科学：生物信息学，计算生物学，生物医学工程 工程学科：生物芯片，机器人、机器鱼…… 社会科学: 社会伦理 法律 / 生物技术和人类社会的关系 人: 认识自己 / 了解生命/ 远离邪教
21世纪将是生命科学的世纪
《科学》杂志评选的2003年度 世界十大科技突破
生命科学研究领域的成果（5项）占据“半壁江山”， 发现小核糖核酸（ RNA）起着更重要的作用；基因组
学研究开始为全球谋福利； 找到会对化学“味道”和温度变化作出反应的蛋白质； 在哺乳动物的视网膜中发现全新感光细胞； 有关人类起源的一些最基本看法被动摇； 利用电子显微镜，科学家今年还观测到了细胞中工作
21 世纪：生命科学将成为带头学科
“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”。
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
生命科学概论
绪论
使用教材：
沈显生等，生命科学概论，科学出版社，2007
生命与生命科学生命科学导论_绪论
2、人类面临的挑战
2009 年 3 月底至 4 月中旬，曾经被称为“猪流感”的甲型 H1N1 流感首先 在墨西哥被发现和确诊，随后波及世界各地， 引起世界卫生组织和各国政府 的高度重视。
1918 年，世界上 1/5 的人屈服于流感的淫威之下，几千万人 死亡。殊不 知，以后每隔大约 10-20 年人类就要遭受一次全 球性流感杀手的袭击。
生命科学所涉及的研究范围很广，从最简单的病 毒、单细胞生物到复杂庞大的蓝鲸和人类自身， 与生物的多样性一样，生命科学的分支学科也是 多种多样的。
① 根据研究对象的不同划分 生命科学分为： 动物学、植物学、微生物学、病毒学等。 这些学科分别研究动物、植物或微生物的形态、分类、生理、
生态、分 布、遗传、进化及其与人类的关系。
✓ 过去几十年中，依靠杂 交育种，粮食短缺得到 了一定的缓解 ，21世纪 中，基因工程将在育种 中发挥更重要的作用。
超级杂交稻 人工培育的超级杂交稻产量 高为解决饥饿与粮食短缺做出了重大贡献。
✓ 要实现农业可持续发展，必须克服农业化学化带来的 恶果。
✓ 化肥与农药的大量使用虽然提高了农作物产量，但是 消耗了大量能源与资源，还造成严重的环境污染。
——生命与生命科学
第一节 什么是生命 第二节 为什么要学习生命科学 第三节 生命科学涵盖的主要内容 第四节 如何学习生命科学 第五节 21世纪的现代生命科学
第一节 什么是生命
1、丰富多彩的生物
2、生命的特征
（1）生物都有复杂的结构
所有的生物体都由细胞组成（病毒除外）
（2）生物体都有新陈代谢
表的高科技正在迅猛发展，它们代表了现代科学发展的前沿， 并成为现代高科技的两大支柱。
2、人类面临的挑战
2003年春，一场突如其来的传染性非典型肺炎又称严重性急 性呼吸综合 征（SARS）在全世界的许多国家蔓延， 灾难面 前人们谈虎色变，一场不见硝烟的新战争开始了。
生命科学绪论
15、2005年，获亚太种子协会（APSA） “杰出研究成就奖”；
16、2006年，当选为美国科学院外籍院 士。
（2） 2000年 人类基因组工作框 架图功能，标志着基因组时代到 来。
人类基因组计划
人类基因组计划(human genome project, HGP)是 由美国科学家于1985年率先 提出，于1990年正式启动的。 美国、英国、法兰西共和国、
1、1979年，获“全国劳动模范”称号； 2、1984年，获“国家级有突出贡献的
科技专家”称号； 3、1992年，获湖南省“功勋科学家”
荣誉称号； 4、1995年，当选为中国工程院院士；
5、1996年，获“全国优秀科技工作 者”称号；
6、1999年，国际编号为8117的小行 星被命名为“袁隆平星”；
（1）活力论
活力论 认为：生物体具有与物理化学过 程不同的生命力。
汉语词典将活力解释为：旺盛的生命力。 活力用英语表示为“vigor”，意为身体或精 神上的力量或能量。目前约定俗成的活力涵 盖了以上两种解释，包括：个体感到他们拥 有的体力、情绪能量和认知灵活性三方面内 容。 活力由三个维度的能量组成，即体力、 情绪能量、认知灵敏性。
就体力而言，有活力的人表现 出身体健康强壮，感觉精力充沛， 饮食、睡眠良好等。就情绪能量而 言，有活力的人通常表现为情绪稳 定，积极乐观，能站在别人的角度 思考问题，关心他人、同情他人等。 就认知灵活性而言，有活力的人表 现出思维敏捷，工作效率高，坚强 自信、动机强烈等。
（2）机械论
机械论认为：生命问题说到底 是物理和化学问题，一切生命现象 都可以用物理和化学定律做出解释， 生物体内没有什么与物理化学力不 同的生命。
6、《杂交水稻育种栽培学》，1990年获全 国优秀科技图书一等奖，1994年获国家图 书奖，1996年获国家科技进步三等奖；
16、2006年，当选为美国科学院外籍院 士。
（2） 2000年 人类基因组工作框 架图功能，标志着基因组时代到 来。
人类基因组计划
人类基因组计划(human genome project, HGP)是 由美国科学家于1985年率先 提出，于1990年正式启动的。 美国、英国、法兰西共和国、
1、1979年，获“全国劳动模范”称号； 2、1984年，获“国家级有突出贡献的
科技专家”称号； 3、1992年，获湖南省“功勋科学家”
荣誉称号； 4、1995年，当选为中国工程院院士；
5、1996年，获“全国优秀科技工作 者”称号；
6、1999年，国际编号为8117的小行 星被命名为“袁隆平星”；
（1）活力论
活力论 认为：生物体具有与物理化学过 程不同的生命力。
汉语词典将活力解释为：旺盛的生命力。 活力用英语表示为“vigor”，意为身体或精 神上的力量或能量。目前约定俗成的活力涵 盖了以上两种解释，包括：个体感到他们拥 有的体力、情绪能量和认知灵活性三方面内 容。 活力由三个维度的能量组成，即体力、 情绪能量、认知灵敏性。
就体力而言，有活力的人表现 出身体健康强壮，感觉精力充沛， 饮食、睡眠良好等。就情绪能量而 言，有活力的人通常表现为情绪稳 定，积极乐观，能站在别人的角度 思考问题，关心他人、同情他人等。 就认知灵活性而言，有活力的人表 现出思维敏捷，工作效率高，坚强 自信、动机强烈等。
（2）机械论
机械论认为：生命问题说到底 是物理和化学问题，一切生命现象 都可以用物理和化学定律做出解释， 生物体内没有什么与物理化学力不 同的生命。
6、《杂交水稻育种栽培学》，1990年获全 国优秀科技图书一等奖，1994年获国家图 书奖，1996年获国家科技进步三等奖；
生命科学概论第一章
细菌保护古建 筑
无法假冒的生物笔
利用在墨水 中加入含有 特定序列的 DNA片段， 使别人无法 假冒你的墨 迹。
20世纪后叶分子生物学的突破性成就， 使生命科学在自然科学中的位置起了革命 性的变化，现已聚集起更大的力量，酝酿 着更大的突破走向21世纪。生命科学的发 展和进步也向数学、物理学、化学、信息、 材料及许多工程科学提出了很多新问题、 新思路和新挑战，带动了其他学科的发展 和提高，生命科学将成为21世纪的带头学 科。
新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能
物理运动—化学运动—生命运动 最高级运动形式 ATP
有机质 分解
有机质 合成
⑷应激性和运动
–生物接受外界刺激后会发生反应。生 物的运动受神经系统的控制。
生物对外界可产生应激反应，对环境有适应性
⑸内稳态
–生物体在没有强烈的外界 因素的影响下，有某些机制 使其内环境能保持动态稳定 性。
⑸ 米 勒 的 实 ----生命起源于无机物
验
有关于“生命的本质”的一些观 点和理论
生机论：将生物现象归结为一种非
物质的“活力”
机械论：将生命现象简单的归结为
物理和化学的过程——一架结构极 其复杂的机器
还原论：生物的一切都可用
分子和分子相互作用的规律 来说明。
整体论
：生物各组成部分规 律加起来不等于整体的规律。
生命起源之谜
有关于“生命的本质”的
一些观点和理论 生命的本质特征
生命是什么？ “生命”应如何定义？
生命是什么？ “生命”应如何定义？
生命是什么？ “生命”应如何定义？
生命的定义
从生物学角度的定义
从物理学角度的定义
从生物物理学角度的定义
第1章 绪论
生了浓厚的兴趣。 在量子力学家薛定谔的《生命是什么?》(1944)一书 的影响下，一些物理学家和化学家进入“遗传的分子基 础”。 和“基因的自我复制”这两个当时生物学的中心问题的研 究
中。
(1).瓦特森(Watson J．D.)克里克(crick F.H.C.) 根据对DNA的化学分析和X 射线晶体学结果 提出DNA分子结构模式理论(双螺旋结构，1953)
1、器官的用进废 退与获得性遗传
2、生物 物种是 可变的
认为动物器官的进化与退 化取决于用与不用[用进 废退论]以及认为每一世 代中由于用或不用而加强 或削弱的性状是可以遗传 的[获得性遗传]如长颈鹿 家鸡的翅膀、鼹鼠等。
环境条件的改变是生物
变异的根本原因；
2、达尔文
1、生物进化（《物种起源》） 2、承认获得性遗传的一些观点 3、提出泛生假说
1. 个体遗传学向细胞遗传学过渡时期(1910之前)
（1） 1797年英国的奈特（Knight，T）
P 灰色×白色 豌豆杂交实验
F1
灰色
F2 灰色 白色
未统计分析，只发现了这一现象
（2）1863年法国的诺丹（Nauding）
《植物杂交》
（1）植物杂交的正交和反交结果相同； （2）在杂种植物的生殖细胞形成时 “ 负责遗传性状的要素互相分开，进 入不同的性细胞中，否则就无法解释 杂种二代所得到的结果”
（3）没有遗传，变异就无法积累，变异就 失去了意义，生物也就无法进化和发展 。
（4）遗传、变异、选择是生物进化和新 品种选育的三大因素
遗传 + 变异 + 自然选择——形成物种 遗传 + 变异 + 人工选择——动、植物品种
（5）遗传与变异的表现与环境不可分割
中。
(1).瓦特森(Watson J．D.)克里克(crick F.H.C.) 根据对DNA的化学分析和X 射线晶体学结果 提出DNA分子结构模式理论(双螺旋结构，1953)
1、器官的用进废 退与获得性遗传
2、生物 物种是 可变的
认为动物器官的进化与退 化取决于用与不用[用进 废退论]以及认为每一世 代中由于用或不用而加强 或削弱的性状是可以遗传 的[获得性遗传]如长颈鹿 家鸡的翅膀、鼹鼠等。
环境条件的改变是生物
变异的根本原因；
2、达尔文
1、生物进化（《物种起源》） 2、承认获得性遗传的一些观点 3、提出泛生假说
1. 个体遗传学向细胞遗传学过渡时期(1910之前)
（1） 1797年英国的奈特（Knight，T）
P 灰色×白色 豌豆杂交实验
F1
灰色
F2 灰色 白色
未统计分析，只发现了这一现象
（2）1863年法国的诺丹（Nauding）
《植物杂交》
（1）植物杂交的正交和反交结果相同； （2）在杂种植物的生殖细胞形成时 “ 负责遗传性状的要素互相分开，进 入不同的性细胞中，否则就无法解释 杂种二代所得到的结果”
（3）没有遗传，变异就无法积累，变异就 失去了意义，生物也就无法进化和发展 。
（4）遗传、变异、选择是生物进化和新 品种选育的三大因素
遗传 + 变异 + 自然选择——形成物种 遗传 + 变异 + 人工选择——动、植物品种
（5）遗传与变异的表现与环境不可分割
生物化学绪论
核仁： 核酸：
第4节 细胞的新陈代谢
生物体的重要特征是新陈代谢现象，包括物质 代谢和能量代谢。 一、物质交换方式
1. 自由扩散
2. 促进扩散
3. 主动运输
4. 内吞 5. 出胞
二、能量代谢方式
生物体内能量代谢是通过化学反应 来实现的。
能量代谢方式有产能代谢和储能代 谢两种。
生物体内可被细胞直接利用的能量 是一类高能化合物，它是存在于生物 体内的特殊分子，如三磷酸腺苷(ATP)。
离子: K, Na, Mg,
细胞的化合物
第3节 生命的结构基础
生物体都是由细胞构成的，细胞是生物 体的基本单位。成年人含6×1013个细胞。 细胞分为两类：
原核细胞：结构不完善，没有成形的 细胞核
真核细胞：结构完善，有成形的细胞 核，外被核膜，核中有染 色体，细胞质中有细胞器。
1. 产能代谢与储能代谢 能量代谢的内容包括： 能量释放 能量转移 能量利用
能量的来源： 生物体从外界所吸收的营
养物质。
2. 高能化合物ATP三磷酸腺苷
腺嘌呤
核糖
O-
O-
O-
O P O ～ P O ～ P O-
O
O
O
高能键
高能键：在水解反应或基团转移时放出 大量能量 的键。
细胞膜 (7.5～10nm)
磷脂(50%)：有亲水的头和疏水的尾，构成膜的骨架，有流 动性，不是刚性的
蛋白质(50%)：嵌入脂质双层或浮在磷脂表面
细胞
胞质 (细胞膜 与细胞 之间, 液体部 分称为 基质， 有一定 结构和 功能。
线粒体(动力工厂)：由内外两层生物膜组成。内膜上有许多
小颗粒，称为基粒。膜上有许多与呼吸有关酶
4. 化学工业 发酵；精细化学品开 发；催化剂
第4节 细胞的新陈代谢
生物体的重要特征是新陈代谢现象，包括物质 代谢和能量代谢。 一、物质交换方式
1. 自由扩散
2. 促进扩散
3. 主动运输
4. 内吞 5. 出胞
二、能量代谢方式
生物体内能量代谢是通过化学反应 来实现的。
能量代谢方式有产能代谢和储能代 谢两种。
生物体内可被细胞直接利用的能量 是一类高能化合物，它是存在于生物 体内的特殊分子，如三磷酸腺苷(ATP)。
离子: K, Na, Mg,
细胞的化合物
第3节 生命的结构基础
生物体都是由细胞构成的，细胞是生物 体的基本单位。成年人含6×1013个细胞。 细胞分为两类：
原核细胞：结构不完善，没有成形的 细胞核
真核细胞：结构完善，有成形的细胞 核，外被核膜，核中有染 色体，细胞质中有细胞器。
1. 产能代谢与储能代谢 能量代谢的内容包括： 能量释放 能量转移 能量利用
能量的来源： 生物体从外界所吸收的营
养物质。
2. 高能化合物ATP三磷酸腺苷
腺嘌呤
核糖
O-
O-
O-
O P O ～ P O ～ P O-
O
O
O
高能键
高能键：在水解反应或基团转移时放出 大量能量 的键。
细胞膜 (7.5～10nm)
磷脂(50%)：有亲水的头和疏水的尾，构成膜的骨架，有流 动性，不是刚性的
蛋白质(50%)：嵌入脂质双层或浮在磷脂表面
细胞
胞质 (细胞膜 与细胞 之间, 液体部 分称为 基质， 有一定 结构和 功能。
线粒体(动力工厂)：由内外两层生物膜组成。内膜上有许多
小颗粒，称为基粒。膜上有许多与呼吸有关酶
4. 化学工业 发酵；精细化学品开 发；催化剂
自然科学概论生命科学-绪论
神经系统的结构与功能
01
02
03
04
神经元
神经系统的基本结构和功能单 位，具有接收、整合、传导和
输出信息的功能。
突触
神经元之间或神经元与效应细 胞之间的连接部位，实现神经
信号的传递。
神经胶质细胞
对神经元起支持、保护、营养 和修复等作用。
神经系统的功能
包括感觉、运动、认知、情感 、自主神经等方面。
免疫系统的组成与功能
包括基因克隆、基因编辑（如CRISPR-Cas9技术）、基因 转移和基因表达调控等。这些技术使得我们能够精确地定 位和修改生物体的遗传信息。
基因工程的应用领域
在农业、工业、医学和环保等领域有广泛应用。例如，通 过基因工程改良作物性状、生产重组蛋白药物、进行基因 诊断和治疗等。
细胞工程的原理与技术
01
包括防御感染、清除体内衰老或损伤细胞 、维持内环境稳定等方面。
PART 05
生物技术的原理与应用
REPORTING
WENKU DESIGN
基因工程的原理与技术
基因工程的基本原理
通过改变生物体的遗传物质（DNA）来实现对生物性状的 改良。这包括对基因进行切割、拼接、转移和表达等操作。
基因工程的关键技术
细胞核是细胞的遗传信 息库，控制细胞的生长、 发育和遗传。
遗传信息的传递与表达
01
02
03
04
DNA是遗传信息的携带者， 通过复制将遗传信息传递给下
一代。
RNA在蛋白质合成过程中起 中介作用，将DNA的遗传信 息转录成蛋白质合成模板。
蛋白质是生命活动的主要承担 者，其结构和功能由遗传信息
决定。
基因表达调控是生命活动中的 重要环节，影响细胞的分化、
2019年生命科学第一章.ppt
高血压
缺钙 反常钙内流 血管
内壁细胞 平滑肌细胞
中钙反常积储
（还带来别的效应）
血管收缩
血管内皮细胞钙化，损伤
胆固醇，脂类沉积
血管外周阻力增大
细胞因子分泌
血小板，血细胞粘附
高血压
平滑肌细胞，或纤维细胞增生
导致动脉硬化
肾结石——肾结石中重要成分是钙；
但是，限制钙摄入恰恰会使肾结石加重。
草酸钙：草酸来自蔬菜，食物中钙可使草
二 21世纪将是生命科学的世纪
1．带头学科 近300年来（17-20世纪）：
物理学一直作为带头学科
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
现代仪器设备的武装是生命科学发展的 必要条件
世界著名大学着手组建生命科学和其 他学科交叉渗透的综合实验中心
早 期 的 光 学 显 微 镜
电 子 显 微 镜
普林斯顿大学 以发育生物学家谢利•蒂夫曼 为首，集中12名资深教授 (生物学、物理学、 化学、数学、工程)成立崭新的研究中心
斯坦福大学 朱棣文(物理学)和詹姆斯 • 斯布迪许(生物学)等建立一个研究中 心,50名成员。（Bio-X计划）
2． 向膳食中添加该元素后，实验动物的上述特有病症 是否消失。
3． 进一步阐明该种元素在身体中起作用的代谢机理。
只有上述三条都弄清楚，才能确定某种元素 是否为营养上必需的元素。
常量元素的重要性比较容易认识。微量元素 的营养学研究困难大得多。所以，一些微量元素 在1950s 或 1970s 以后才确证为人体必需微量元 素。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
它能让老百姓马上得到好处。 比如西方有一种病，叫囊性纤维变病，发 病率很高，每20个正常人里就有一个是这 一疾病基因的携带者。现在，已分离到这 病的基因，就意味着这病能预测、诊断， 最终被攻克，这对患者来说是个福音。实 际人类所有的疾病，都与基因有关。
人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数 遗传信息，破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新 疗法的探索带来一场革命。 1999年9月，我国积极加入这一研究计划，负责测 定人类基因组全部序列的1%，我国因此成为参与这一 研究计划的唯一发展中国家。 一些科学家认为，破译人类遗传密码的重要性不亚 于让人类登上月球的“阿波罗计划”。 2000年6月26日是人类科技史上一个令人难忘的日 子，参加者人类基因组计划研究，美国、英国、法国、 德国、日本和中国科学家同时向世界宣布人类基因组工 作草图已基本完成
※ 1、后基因组学 ※ 2、转基因技术 ※ 3、基因治疗 ※ 4、生物多样性保护 ※ 5、脑科学
……
※ 1、帕金森氏症
※ 2、老年痴呆 ※ 3、抑郁症
※研究内容是什么？ ※生命科学与传统的生物学有何区别？
※如何进行生命科学探究？
基本步骤： 学习或生活实践 1、提出疑问
质疑人们已接受的事 物，努力扩展知识的疆界， 得到从未有人获取过的新 信息，是对你想象力的挑 战。
什么是“转基因食品”呢？ 转基因食品，就是指 科学家在实验室中，把动 植物的基因加以改变，再 制造出具备新特征的食品 种类。
第一种转基因作物——西红柿
转基因食物的安全性
转基因食品 是高科技时代的 产物，但是这类 食品对人体是否 有害，众说纷纭， 估计对此问题的 争论还会继续下 去。
转基因食品的瑕疵副产品！
20 无 无 无 有 无 无 有 有
24
表1－2 光照与黑暗时间比对柳条鱼产仔影响的实验记录
每日光照与黑暗时间比（h：h） 日期 8:16 10:14 12:12 2月1日 无 无 无 无 2月2日 无 无 无 无 。。。 3月20日 无 无 无 无 。。。 3月30日 无 无 无 无 14:10
※水温升高引起柳条鱼开始产仔。
※是否存在其他因素，或几种因素共同作用？
讨论： 有人说：21世纪是生命科 学的世纪！对这种说法，你怎 么看？
（早期研究）
我国：《诗经》 《齐名要术》贾思勰 《本草纲目》李时珍
个体水平
西方的研究
17世纪：显微镜的发明，进入细胞水平； 18世纪：瑞典，林耐，“生物分类法则”
1838~1839年：德国，施旺和施莱登 “细胞学说”
1859年：英国，达尔文，《物种起源》， “进化论”“物竞天择，适者生存”
克隆技术
隆 来 源 与 英 语 “ clone” 或 “ cloning” 的 音 译 ，曾译为无性 生殖或无性繁殖，即由同一个祖 先细胞分裂而形成的纯细胞系， 这个细胞系每个细胞的基因彼此 是相同的。
克 克隆技术不需要雌雄交配，不需
要精子和卵子的结合，只需从动 物身上提取一个单细胞，用人工 的方法将其培养成胚胎，再将胚 胎植入雌性动物体内，就可孕育 出新的个体。
人能活到多大
要不了多少年，人便可以根据“基因图” 调整自己的生活方式，使自己处于最佳的 生命环境中，这样活150岁不成问题。现在， 科学家已经可以拨动人体的生物钟，如果“ 生物钟”问题攻克了，人可以活到500岁。 当然，科学的发展要有利于人类的进步， 人类过于追求长寿，对人类本身没有好处。 所以，科学家还要负起人类的整体责任，有 的事不可以做。
医生怎样看病
将来，测一个人的全部基因序列不那么 昂贵时，看病就方便多了。把人的基因图记 录在一个光盘上，诊断时，医生先打开光盘， 首先检查几个可能的“候选基因”，并把重要 区域、重要基因、重要位点搞清楚；再看看 需要注意什么，因为基因组的“情况”不同， 某种药物有人用就灵验，有人用就不灵验， 甚至会有生命危险，针对个体差异，医生开 出“特效药”就行了。
人类基因组计划1%测序中国实验室
基因破译 会带来什么呢?
基因破译改变我们的生活
基因身份证
发色、胖瘦、视觉、人格特性 特别优秀的基因 缺陷和某些“不良”基因，与何种疾 病相联系 大致长到何时会患何病 基因治疗和基因修补的顺序和安排 饮食要求 婚配要求－适宜于与某种人结婚
实验方法二： 四只水族箱分别放入相同数量的雌雄柳条 鱼，用黑布覆盖，人工控制光照时间，光照/黑 暗时间比值分别为8：16、10：14、12：12、14： 10，其他条件保持自然状态不变。
表1－1 水温对柳条鱼产仔影响的实验记录
※分析数据
日期 8℃ 12 2月1日 无 无 2月2日 无 无 。。。 3月20日 无 无 。。。 3月24日 无 无 无表示没有产仔；有表示有产仔
克隆羊月 ， 英 国 Roslin 研 究 所 克 隆 羊 多 利 （ Dolly ） 的诞生揭示一个全新概念：由成年 机体的一个体细胞核，可以复制一个基因完全 相同的新生命个体。
荧光鼠
华人科学家钱卓和聪明鼠杜奇
•
转基因植物
三色矮牵牛
蓝玫瑰
转基因食物
———1997年诺贝尔化学奖获得者斯科
2、提出假设
3、设计实验 4、实施实验
5、分析数据
6、得出结论（解答疑问） 7、新的疑问 进一步探究
※提出疑问：为什么柳条鱼在4月中旬产仔？
根据知识和经验，推测两种可能原因。提出两个假设： 1、水温随季节变化升高，引起柳条鱼产仔。 2、日照时间随季节变化延长，引起柳条鱼产仔。
※材料选择：
体长、健康状况、发育情况相近的雌雄柳条鱼 ※仪器： 水族箱8只、电热棒和恒温调节器4套、40W日光灯源4套 ※实验时间：
在自然状态下不可能产仔的2－3月份
单一变量原则
实验方法一：
四只水族箱分别用电热棒和恒温调节器控制水温 8℃、12℃、20℃、24℃，然后分别放入相同数量的雌 雄柳条鱼，其它条件保持与自然状态相同。
20世纪以来：
微观：1953年，沃森和克里克，
DNA双螺旋结构分子模型建立， 进入分子水平 我国在分子生物学成就： 人工合成结晶牛胰岛素 酵母丙氨酸转移核糖核酸
宏观：生态学
※
人类基因组计划
人类染色体荧光图
男性染色体组型女性染色体组型
美国为何肯以30亿美元的代价
来做这项研究呢?