现代生物技术导论—组成生物体的基本元件
现代生物技术ppt课件
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
现代生物技术 ppt课件
④ 有目的产品: 目的产品有三新特 征: 新遗传功能、新遗传性状、新 物种。要有合乎人类所需的工业、 农业、医疗和食品产品。
⑤ 高新技术起重要作用。
二. 生物技术的产生与发展
生物技术的发展两个阶段 传统生物技术 现代生物技术两个阶段。
1. 传统生物技术
传统生物技术的发展（经典+近代） • 1 000多年前, 当人类用发方法制备酒、醋、
产业, 处分子水平、新技术前沿。
❖ 高综合：跨学科专业, 位多学科发展的交叉点上，
涉及的行业多、范围广。
❖ 高投入, 与其他技术比较, 在资金、人员、设备、
试剂及研发上投资大。
❖ 高竞争，各国、各行业、个单位之间，在技术、
时效性、知识及人才上竞争激烈。
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
2. 现代生物技术
自1953年起，分子遗传学的兴起与发展，
DNA转移和重组工程 有性繁殖，转基因技术：
细胞工程 转基因药物 转基因动植物 无性繁殖，克隆技术
特别是DNA重组技术可以
改变生物的遗传性状, 使分离高产量的工程菌变的容易, 简化了生产过程；
扩大了反应器范围， 从发酵罐发展到细胞、植物及动物个 体天然生物反应器。
酱及食品等, 此时主要是生物技术的经验 阶段。 • 19世纪人们才有意识地大规模利用酵母发 酵，并形成产业。 • 20世纪初，提出了生物技术这一概念。
• 1928年，青霉素的发现使生物技术 从 单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品， 该产业至今长盛不衰。
• 20世纪 50年代和60年代，生物技术增 添了氨基酸发酵和酶制剂工业新成员。
❖ 21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为 21世纪高技术革命的核心内容。
现代生物技术与生物工程导论
现代生物技术与生物工程导论现代生物技术与生物工程导论生物技术和生物工程是现代生物科学发展的两个重要方向。
生物技术是指利用生物学、化学、物理学、计算机等多学科知识，通过对生物体的结构、功能及其相互关系的研究，掌握生物基因、细胞、组织、器官的特点，建立相应理论与技术手段，从而改变和控制生命现象的过程。
而生物工程则是将生物技术的知识和技术应用于生物产品的生产和应用，是产业化生物技术的重要组成部分。
从这个角度来说，现代生物技术和生物工程具有不可忽视的重要性。
这些领域不仅仅是应用于生命科学研究，也涵盖了药物研究、食品领域、环境保护等等多个领域，进而在科技革命中扮演着至关重要的角色。
现代生物技术发展至今已经有了很多种类，如基因编辑、合成生物学、干细胞技术等等。
其中，基因编辑是指通过人工改变引起一系列特定的基因突变以创造心目中理想的基因，这种技术被发现有种种应用，在人类疾病管理领域中的前途有着十分广阔的应用价值。
合成生物学是一个新兴的生物学领域，它通过对自然物质，自然进程及其互动的完全理解来设计现代高级生命系统。
干细胞技术，则是浩浩荡荡的细胞治疗这一划时代的现象。
生物工程可以应用于食品工业、药物产业、制造业、污水处理等领域。
在生产工作中，它可以通过调整菌株、添加剂、生产流程等因素以达到生产不同产品的目的。
从而被证明可以解决许多传统技术所遇到的难题。
例如，通过基因工程技术重新设计酶系统，利用代谢途径逐级优化生物产物的合成途径，提高精度和效率，是生物工业生产中最为常用的方法。
同时，生物技术和生物工程也可以应用于生物医学领域，在治疗癌症、糖尿病、心血管病等多种疾病上发挥着重要作用。
例如，生物技术可以通过干细胞技术重建身体组织，生成更精准的蛋白质药物，为疾病治疗提供新方法。
而生物工程同样可以创建更为有效的药物，例如，一些靶向治疗药物的研究。
然而，尽管生物技术和生物工程已经在许多领域得到了成功应用，但是它们也存在一些问题和隐忧。
《生命科学导论》课程教学大纲(修订版)
《生命科学导论》课程教学大纲（修订版）一、课程性质和教学目标《生命科学导论》课程是为人文、管理、工科、理科等非生物专业学生开设的一门公共基础课，其目标是向各门类非生物专业学生传授现代生命科学的基础知识，使他们能够应对进入新世纪面临生命科学迅速发展所带来的挑战。
本课程教学理念反映生命科学近年来发展的主脉，涵盖生命学科的若干主要领域，并使教学内容兼具基础性、前沿性和趣味性。
教学内容依据教师对生命科学近几十年来迅猛发展的脉络的把握，以生物化学和分子生物学为基础，以基因重组技术为核心，再加上对宏观自然环境的重视，把握现代生命科学和生物技术发展的主流。
教学大纲紧跟学科发展趋势，结合生命科学前沿热点，课程设置和内容抓住生物技术、生态环境、生物能源、生物材料和生命伦理几大方向，体现了科学与人文的结合、理论与实践的结合，将科研成果转化到教学中，将素质教育体现在课堂教学中。
1.紧密联系生命科学和生命技术的最新进展，学习内容具时代感。
2.包含必要的基础知识内容，有利于非生物类专业学生向生命科学作跨学科发展。
3.配合课堂教学，开设生命科学导论实验课程，供学生选修，通过动手实践，加深对理论知识的理解。
4.注意与中学生物课程衔接，收到温故知新的效果；尽量利用课件中大量生动图片，提高学习兴趣。
5.注意课堂互动交流，调动学生学习主动性。
通过课堂与课外的师生互动与讨论，活跃学生的创新思维，激发学生的创造动能，使学生能以科学的思维来理解生命的本质，进而提高学生的创新能力。
本课程各教学环节对人才培养目标的贡献见下表。
注：“√”的数量从１－３，代表贡献的大小。
二、课程教学内容及学时分配三、教学方法以课堂（视频）教学为主，结合自学、课外作业、小论文。
本课程要求学生进行积极的思考，培养自身的专业思考能力，不要把对生命科学知识的学习当成是死记硬背基础知识的课程。
所以，学习过程中，要求学生主动阅读除课本以外的相关书籍、杂志。
四、考核及成绩评定方式课程学习完成之后，最终成绩将根据期末考试（70%）、平时成绩（30%）按比例给出。
现代生物技术导论复习总结
生物技术：是以生命科学为基础，应用自然科学与工程学原理，设计构建新型物种体系，以提供产品和为社会服务的综合性社会体系。
基因工程：按照人类的愿望对携带遗传信息的分子进行设计和改造的分子工程，包括基因重组，克隆和表达。
候选基因策略：为确定某种遗传疾病确实是由于基因的缺陷造成的，研究人员要对患者的相应基因进行分析，若患者体内确实存在缺陷，那么肯定该病确实是由于这一基因的突变造成的，此称为候选基因策略。
药物敏感基因：某些病毒中含有将无害的药物前提体转化为有毒物质的酶，这些没有自身编码，人们称之为自杀基因或药物敏感基因。
SD序列：一般说在紧靠起始密码子的上游有一段长约6-8个核酸的序列，是核糖体与MRNA 的结合部位称为SD序列。
结构域互换：为研究基因的调控及基因结构与蛋白质功能间的关系，人们常把相关基因的相类似，具功能的区域互换，然后检查互换后的蛋白质功能。
表达图谱：是只可表达的基因在染色体或基因DNA片段上精确定位，并且确定各个表达基因之间的距离的一种物理图谱。
生物农药：生物体产生的具有防病，防虫，防杂草虫等功能的一大类物质的总称。
限制性片段多态性：由于限制性内切酶酶切位点的突变而造成的限制性内切酶酶解后产生的DNA片段长度的不同称为。
1.质粒作为基因工程的载体应具备哪些条件？（1）具有复制起始点（2）具有抗生素抗性基因（3）具有若干酶单一识别位点（4）具有较小的分子量和较高的分子数2．理想生物反应器应具备什么基本条件？（1）制造生物反应器的所采用的材料对细胞必须无毒（2）反应器必须具备良好的传热，传质和混合的功能。
（3）密封性要好，可避免外界微生物污染。
（4）对培养环境中多种物理化学参数能自动检测和控制调节，控制精度要高，而且保持环境质量均一。
（5）可长期连续运转。
（6）容器内部光滑，无死角奥，能耐高压蒸汽消毒，便于操作维修。
（8）设备成本低（9）适合工艺要求，易获最大的生产效率。
（10）反应器必须携带各种监控系统。
现代生物技术概论完整教案1-2章
* 1998年7月, 美国用小鼠卵丘细胞克隆了 27只存洁小鼠,并连续克隆三代,获得50只小鼠。 * 1999年1月，美国用牛耳细胞克隆出牛。 * 同年日本石川县畜产品综合中心利用成年 牛耳细胞克隆出了二条牛。 * 英国PPL公司克隆出转基因羊和转基因牛。
* 1999年12月, 我国济南山东农科院动物克 隆科研课题小组成功克隆了二只兔。 * 2000年3月，英国PPL公司克隆的5只小猪 在美国弗吉尼亚· 公司降生。 * 2000年7月日本成功诞生了世界首头胚胎 细胞核移植克隆猪。 * 2000年龄月中国用一只山羊的耳细胞克隆 山羊获得成功。
三只名为“连连”、“田田”和“云云”的小山羊，憨 掬地亮相于顺义三高科技农业试验示范区，这是我国首 例3只转有人α抗胰蛋白酶基因的转基因山羊。
* 转基因牛生产人促红细胞生成素。这头取名
为“滔滔”的转基因试管牛诞生于1999年2月19日 出生时体重38公斤。经检测，它的身上携带有科 研人员导入的人蛋白基因。
检测与诊断 农业林业园艺 食品 环境 能源 化学品 设备
第二节 生物技术发展简史 一、传统生物技术的产生
乳腐、酱和醋、酒发酵、泡菜、制作面
包、天花的活疫苗、青霉素大规模发酵等。
二、 现代生物技术的发展
20世纪未,国际著名的新闻媒体评选20世纪100 件大事,在包括政治、经济、文化、历史、战争和科学 等100件大事中，涉及自然科学的大事大部分属于生命 科学领域。 * 1928—1942年Fleming发现青霉素 * 1953年Watson Crick首次提出DNA双螺旋结构模 型 * 1973年Tanley Cohn 、Paul Boyer、 Paul Berg 分别完成DNA体外重组 * 1997年Roslin、Ian Wilmut、Leith Campbell， 完成了首例克隆羊“多莉”。
生物技术专业导论心得体会
生物技术专业导论心得体会在大学学习生物技术专业导论的这段时间里，我深入了解了生物技术这一领域的发展历程、基本理论和重要应用。
这门课程让我对生物技术有了更全面的认识，也为我未来的学习和职业发展提供了坚实的基础。
生物技术是一门结合了生物学、化学、工程学和信息学等多学科知识的前沿科学。
在导论中，我们首先了解了生物技术的历史背景，从传统的发酵技术到现代分子生物学和基因工程的兴起，生物技术的发展经历了长期的积累和演进。
这也让我明白了生物技术是一个不断发展的领域，它的进步将为人类社会带来更多的创新和改变。
生物技术的基本理论是导论中的重点内容之一。
我们学习了生物学的基本概念，包括细胞结构、遗传学、蛋白质功能等，这些知识是理解生物技术的基础。
同时，我们还学习了基本的分子生物学技术，如DNA提取、PCR扩增、凝胶电泳等，这些技术是现代生物技术研究的重要手段。
通过实验操作和课堂学习，我逐渐掌握了这些理论知识和实验技术。
在导论中，我们还了解了生物技术的重要应用领域。
生物技术在医药、农业、环境保护等多个领域都有广泛的应用。
例如，基因工程技术可以用于制造重组蛋白药物，如胰岛素和生长激素，用于治疗疾病；转基因作物可以提高农作物的产量和抗虫性，缓解全球粮食短缺问题；环境微生物技术可以用于污水处理和废弃物降解，有助于改善环境质量。
这些应用不仅改善了人类生活质量，也对可持续发展和环境保护起到了重要作用。
除了理论和应用，导论还注重培养我们的综合能力。
在课堂上，我们进行了讨论和小组讲座，培养了我们的团队合作能力和表达能力。
在实验课中，我们进行了实验设计和数据分析，提高了我们的实验操作和科学研究能力。
这些培养对我们今后深入学习和从事生物技术相关工作都大有裨益。
通过学习生物技术专业导论，我深刻认识到生物技术是当今科技发展的前沿领域，也是人类未来发展的重要方向。
随着科学技术的不断进步，生物技术将会在更多领域发挥作用，为解决人类面临的挑战提供新的解决方案。
现代生物科学导论自考
现代生物科学导论自考一、引言现代生物科学导论是一门介绍生物学基本概念、原理和应用的综合性课程。
作为自考的一门科目，通过本课程的学习，考生可以全面了解生物科学的发展历程、基本知识体系以及前沿领域的研究动态，为进一步深入学习生物学相关领域打下坚实的基础。
二、生命的物质基础生命的物质基础是生物学研究的重要内容之一，主要包括生物大分子和细胞的结构与功能。
生物大分子是生命活动的基本物质，包括蛋白质、核酸、糖类和脂质等。
细胞是生物体的基本结构和功能单位，具有多种细胞器，各具不同的功能。
三、遗传与变异遗传与变异是生物科学中的核心概念。
遗传物质的本质主要包括DNA和RNA，它们是生物体遗传信息的载体。
基因表达与调控则是生物体如何利用遗传信息合成蛋白质的过程，这是细胞各种功能的基础。
另一方面，变异则是指在基因复制过程中产生的突变和基因重组现象，它们是生物进化的重要动力。
四、生物进化生物进化是生物科学中的另一核心概念。
物种起源与演化揭示了生物多样性的起源和演变过程，而生物多样性的形成与维持则关注了生物如何适应环境并形成特定的物种。
这些内容是理解生物进化的关键，也是解释地球上生物多样性的基础。
五、生物与环境生物与环境的相互作用是生物学的一个重要研究领域。
生态系统是生物与环境相互作用的基本单位，它包括了生物群落及其生存环境。
此外，生物如何适应环境、如何影响环境，以及环境如何塑造生物的形态和行为等方面也是本部分的重要内容。
六、生物技术的应用随着科学技术的发展，生物技术已经成为改变人类生活的重要手段。
基因工程与转基因技术可以实现基因的转移和修改，以创造出新的物种或改善现有物种的性状。
克隆技术与胚胎工程则是在细胞和分子水平上操作，以实现个体的复制或定制特定性状的个体。
这些技术为医学、农业和工业等领域带来了革命性的变革，但同时也引发了伦理和安全等问题的讨论。
七、生物伦理与人类健康随着生物技术的快速发展，人类对自身生命的认识和操控能力也在不断提高。
现代生物学导论
各种环境因子对植物生长发育的影响
植物激素与生长发育
细胞信号传导介导的植物对外界刺激的响应
15 物的结构、功能和发育
15.1 动物体的结构对功能的适应性
结构适应于功能是动物中的普遍现象
动物的组织
器官与系统
结构与功能的统一构成了与环境相适应的动物个体
15.2 营养、呼吸、循环与排泄系统
Mugurran A. E., Ecological diversity and its measurement. Princeton University Press, 1988
Kormondy E. J., Concept of Ecology, 4th ed. Prentice Hall, Inc. 1996
参考文献:
第一章
陈阅增主编，普通生物学。高等教育出版社，1997
张惟杰主编，生命科学导论。高等教育出版社，1999
北京大学生命科学学院编写组，生命科学导论。高等教育出版社，2000
黄诗笺主编，现代生命科学概论。高等教育出版社/施普林格出版社，2001
生命科学与生物，中国科协第三届青年学术年会论文集，中国科学技术出版社，1998
陶慰孙等，蛋白质分子基础。高等教育出版社，1995
郭静成，基础生物化学题解。科学出版社，2001
Lubert Stryer, Biochemistry. 4th Edi. W. H. Freeman and Company, 1995
Leninger L et al. Part I and Part II, Principles of Biochemistry. 2nd Edi. Worth Publishers.Inc.,1993
《现代生物导论》课件
从整体和系统的角度研究生物体的组成、结构和功能，包括对生物体内各个组分之间的相互关系、相互作用和相互调控的研究。
谢谢
THANKS
生物分类
生物学经历了从描述性生物学到实验生物学的发展历程，目前正朝着系统生物学和合成生物学的方向发展。
基因编辑、合成生物学、神经科学、生态修复等是当前生物学研究的热点领域。
前沿领域
发展历程
生命的基本单位：细胞
细胞形态
细胞有多种形态，如圆形、椭圆形、柱形等，每种形态适应于不同的生理功能。
细胞结构
总结词
基因突变是指基因序列的改变，可能导致遗传性疾病和进化。
详细描述
基因突变是指基因序列的改变，包括点突变、插入、缺失等类型。基因突变可能是由于DNA复制过程中的错误、化学物质、辐射等因素引起的。基因突变可能导致遗传性疾病和进化，有些突变是有益的，有些是有害的。对基因突变的研究有助于深入了解生物体的遗传机制和进化历程。
详细描述
基因是染色体上控制遗传性状的DNA片段，是遗传信息的基本单位。
总结词
基因是染色体上控制遗传性状的DNA片段，是遗传信息的基本单位。基因通过表达蛋白质来发挥其功能，基因的表达受到多种因素的调控，如DNA甲基化、组蛋白乙酰化等。染色体的结构和数目异常会导致遗传性疾病和染色体异常综合征等病症。
详细描述
《现代生物导论》课件
目录
CONTENTS
现代生物学概述生命的基本单位：细胞生物大分子与遗传信息生物多样性及其演化生态学与环境生物学现代生物技术的应用
现代生物学概述
生物学是一门研究生物体的结构、功能、生长、发育、起源、进化和分布的科学。
生物学定义
生物学根据生物体的特征和亲缘关系，将生物体分为不同的门、纲、目、科、属和种。
生命科学导论复习资料
第一讲序论一、为什么要上《生命科学导论》课二、21世纪将是生命科学的世纪三、生命科学向我们每个人走来四、生命的元素组成吴庆余主编.《基础生命科学》，高等教育出版社，2006张惟杰主编.《生命科学导论》, 高等教育出版社，1999一为什么要开设《现代生物学导论》课？1．高等教育的目标哈佛大学教学计划说明“every Harvard graduate should be broadly educated as well as trained in a particularac ademic 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. 社会分析人格的养成—从历史及文化角度理解人类社会发展，认识个人与社会联系，养成历史感和责任感。
❖思辨能力和思维习惯的养成----准确地认识和把握事物，慎密的分析和综合，冷静的归结和对策2、“公共基础”由哪些板块组成？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。
这是因为人们意识到，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”。
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❑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。
现代生物技术导论
现代生物技术导论第一章绪论1.1 生命与生命科学生命及其过程特征生命系统的等级结构生命科学的地位地球生物：100多万种动物，40多万种植物，10多万种微生物，多种多样，形态各异，种类繁多，数量巨大，目前估计约500-5000万个物种。
对生命的思考是人类理性思维中最富有挑战性，最有吸引力的问题之一。
如：什么是生命？什么时候开始形成生命？生命是如何形成的？生命世界又何以如此千姿百态？1.1.1 生命及其过程特征机械论：有机体不是别的，只是机械装置，其运动可用力学、物理学和化学定律来解释。
活力论：生物有机体中的一些过程并不遵从化学和物理学定律。
生物学家是唯物论者，但不接受17世纪的机械论。
把生命归结为物质/东西似乎太简单，且不尽合乎人理性。
此外，生命还具有其社会属性。
热力学第二定律对生命的描述：生命是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统，其演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。
生物物理学三要素——物质、能量、信息：在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、协调和统一。
生物学角度：生命是由核酸和蛋白质等物质组成的多分子、多层次的复杂体系，具有不断自我更新(生长发育)、繁殖后代以及对外界产生应答的能力，是一种过程，是一种现象。
生命的过程特征1、生长与发育2、新陈代谢与应激适应性3、繁殖与遗传4、严整有序的结构与自我平衡调节5、化学成分的同一性与凸现性6、社会性与多样性7、性质属性生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。
化学成分的同一性与凸现性：组成人体的元素约20多种，核酸由5种核苷酸组成，各种生物的遗传密码是统一的，翻译后生成由20种氨基酸组成的蛋白质。
虽然单个化学成分组成了生物体，但不是简单的相加和综合，而是具有凸现性，即表现出单个组分所没有的性质。
社会性与多样性：没有一种生命是只由一个个体组成的，因此生命表现出群居的社会性。
现代生物常识知识点总结
现代生物常识知识点总结一、细胞结构1.1 细胞的基本结构细胞是生物体的基本单位，它们包含有机物质和无机物质。
细胞的基本结构包括核、质体、内质网、线粒体、叶绿体、高尔基体、液泡、细胞膜等。
这些结构相互作用形成了细胞的内部组织结构。
1.2 细胞的功能细胞具有各种功能，包括新陈代谢、生长、分裂、运输、排泄等。
细胞通过这些功能维持着生物体的正常功能。
1.3 细胞的特殊结构在生物体内，还存在一些特殊结构的细胞，如神经细胞、肌肉细胞、骨细胞等。
这些细胞具有特殊的结构和功能，可以完成特定的生理活动。
二、遗传学2.1 遗传物质的结构遗传物质是决定生物体性状的基本物质，它主要包括DNA和RNA。
DNA是双螺旋结构，通过碱基对的配对形成了遗传信息。
RNA的结构则分为mRNA、tRNA和rRNA等不同种类。
2.2 遗传信息的传递遗传信息通过DNA的复制和转录，以及RNA的翻译传递给后代。
这一过程包括DNA的复制、转录和翻译等步骤，它决定了后代的遗传性状。
2.3 遗传变异和突变遗传变异是指基因型和表型的不同组合，它是生物体适应环境变化的重要方式。
突变是指基因发生的改变，它是遗传变异的一种特殊形式。
三、进化3.1 进化的基本原理进化是生物界的一种普遍现象，它是生物种类从简单到复杂、从原始到先进的变化过程。
进化的基本原理包括自然选择、遗传漂变、基因飘移和随机变异等。
3.2 进化的证据进化论通过化石记录、生物地理学、比较解剖学和分子生物学等证据支持进化的理论。
这些证据表明，生物种类是通过演化而来，它们在地质时期和时间中出现、变化和消失。
3.3 进化对生态系统的影响进化对生态系统的演变具有重要作用，它决定了生物种类的适应性和竞争力。
由于进化的存在，地球上的生物世界呈现出多样性和生态平衡。
四、生态学4.1 生态系统的结构生态系统是由生物群落和非生物因子组成的，它包括了自然环境中的生物物种、生态位、能量流动和物质循环等。
生态系统是生物学研究的一个重要领域。
现代生物导论2
什么？
（A）细
胞核 （B）线粒体
（C）液泡
（D）溶酶体
Question 7
哪种细胞器参与细胞的消化？ （A）线粒体 （B）溶酶体 （C）过氧化物酶体 （D）液泡
Question 8
哪些细胞中含高尔基体比较多？ 上皮细胞 （B）神经细胞 白细胞 （D）分泌细胞
（A） （C）
4.5 植物组织
第四章 生命的细胞组成
主要内容
4.1 细胞学说 4.2 细胞组成 4.3 细胞膜■★ 4.4 细胞器■★ 4.5 植物组织 4.6 动物组织 4.7 细胞大小及限制因素■
4.1 细胞学说
1.所有生物体均由细胞组成，是细胞的产物； 2.细胞是结构和功能的基本单位； 3.所有的细胞都来源于先前存在的细胞。
4.2 细胞组成
细胞
细胞膜
细胞质
细胞核
细胞壁
新细胞结构理论
细胞
细胞壁
细胞质
细胞膜
细胞器
细胞核
其他细胞器
动植物细胞的结构区别
植物细胞
动物细胞
细胞壁
无细胞壁
叶绿体
无叶绿体
液泡大 很少见中心粒
液泡小，有些动物没有， 作用不显著
有中心粒
有质体，内含色素Singer and G.L.Nicholson提出了流动镶 嵌模型很好地解释了细胞膜的结构和功能。
厚角组织：一些不规则增厚的细胞； 芹菜的厚角组织
厚壁组织：厚壁的、对植物起支持作用的细 胞，见许多植物种皮及疤痕处的坚硬部位。
维管组织
木质部：主要功能是向 韧皮部：主要功能是运 上运输水分和可溶性物 输碳水化合物、氨基酸、 质，有两类细胞，即导 寡肽及一些脂类。韧皮 管和管胞。这些细胞排 部在执行运输功能的时 列成束状，成熟后就丧 候仍保持生物活性，但 失了其生物活性，细胞 一些类型的细胞会失去 壁形成运输液体的通道， 细胞核。 并可支持植物体的结构。
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3、多糖的高级结构
不同高级结构带来不同的生物学性能
淀粉形成螺旋状 纤维素呈长纤维状 能源贮存 结构支架
（1） 固醇类的内核由4个环组成 （2） 一些人体重要维生素和激素是固醇 （3） 胆固醇是细胞的必要成份 （4） 血清中的胆固醇太多会促使形成动脉硬 化和心脑血管疾病
一个氨基酸的羧基 和另一个氨基酸的 氨基脱水缩合形成 肽键
水影响生命活动的例子：
• 肺泡在水环境中保证氧气和二氧化碳的交换 • 水分子间氢键造成水的表面张力，可使肺泡 瘪塌 • 肺泡中存在一种表面活性蛋白破坏水的表面 张力，是肺泡胀开
2、氨基酸
• 氨基酸是同时具有α-氨基和α-羧基的小分 子。
• α-碳原子 • 具有α-氨基和α-羧基是各种氨基酸的共性 • 各种氨基酸的区别在侧链基团——R上
• 参与蛋白质合成的共有20种天然氨基酸
根据侧链结构和性质，可把20种氨基酸 分成不同的组：
• 疏水氨基酸：亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸，苯丙 氨酸 • 亲水氨基酸：丝氨酸，苏氨酸，天冬酰氨， • 酸性氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸 • 碱性氨基酸：精氨酸，赖氨酸 • 含硫氨基酸：半胱氨酸，甲硫氨酸 • 含羟基氨基酸：苏氨酸，丝氨酸， • 带环氨基酸：酪氨酸，苯丙氨酸，色氨酸
第二章 组成生物体的基本元件 ——从生物小分子到生物大分子
生物小分子与生物大分子的关系 生物小分子简介 生物大分子的形成 生物大分子的高级结构
一、生物小分子与生物大分子的关系
二、生物小分子简介
1、水 水对生物体非常重要 水占生物体的60%以上的重量 地球上生命起源于水中，陆生生物的体内 细胞也生活在水环境中 水的性质影响生命活动 如：溶解性质，酸碱度，pH
A、需要多个非共价键才足以维持高级结构的稳
定；
B、高级结构不很稳定。生物大分子变性就是因
为高级结构破坏，大分子性质改变，生物活性
丧失。但是，一级结构尚未破坏。
RNase的变性和复性
注意：双硫键（共价键）也在维持蛋白质高级结构中 起重要作用。
2、核酸的高级结构
（1） DNA双螺旋
A、两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形成双 螺旋，糖－磷酸－糖构成螺旋主链
• 一条肽链的两端有不同结构和性质： • 一端的氨基酸残基带有游离氨基，称氨基端； • 另一端的氨基酸残基带有游离羧基，称羧基端。
麦 芽 糖 的 结 构
一条多糖链的两端有不同结构和性质： 一端的糖基有游离的半缩醛羟基，称还原端； 另一端的糖基没有游离的半缩醛羟基；称非还 原端。
一端的核苷酸，其5’-C没 有进入磷酸二酯键，称5 ’ 末端； 另一端的核苷酸，其3’-C 没有进入磷酸二酯 键，称3 ’末端。
• 蛋白质的三级结构是指整条肽链盘绕折叠
形成一定的空间结构形状。如纤维蛋白和
球状蛋白。
• 蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位
置和结构。所以，四级结构只存在于由两
条肽链以上组成的蛋白质。
血红蛋白质的三级结构和四级结构
维持生物大分子高级结构的重要因素－－ 非共价键
范德华引力
疏水基团相互作用
非共价键的键强度很小，所以：
B、两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺 旋轴垂直
C、两条链对应碱基呈配对关系（形成氢键）
A＝T 含10 bp
G≡C
D、螺旋直径20A，螺距34A，每一螺距中 DNA 双螺旋可以看作是DNA 的二级结构，
DNA的三级结构的形成需要蛋白质帮助。
（2）RNA为单链盘绕，局部形成碱基配对。
例如：转运RNA（tRNA）的三叶草结构
（1）作为组建蛋白质的元件
（2）有的氨基酸或其衍生物具有生物活性 （代谢调节、信号传递等） 调味品：味精——谷氨酸钠
3、单糖
• 多羟基醛或多羟基酮称为糖。 • 以葡萄糖为例，葡萄糖是六碳糖
天然单糖大多数是D-型糖， C1上羟基位置不同吡喃型出现 α-，β-两种构型 第五个C的羟基在右边。
吡喃型
（1）C2----C5 均为不对称碳原子。六碳糖有16 种同分异构体。 （2）天然单糖在C5 位上羟基有固定结构方向， 天然单糖大多数是D-型糖。 （3）在水溶液中葡萄糖在C1---C5 之间脱水通 过氧桥相联成环状－吡喃型 （4）各个C 上羟基位于环上或环下 （5）C1 上羟基位置不同出现α-，β-两种构型
必需氨基酸：人体中不能合成的氨基酸
• • • • • • • • 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苏氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 精氨酸 组氨酸 婴儿还应加上这两种 半必需氨基酸
谷类作物中尤其缺乏此种氨基酸
Ile
Met Val Leu Trp Phe Thr Lys
一
家
写
两
三
本
书
来
异亮、甲硫、缬、
亮、 色、苯丙、苏、赖
甘丙缬亮异脂链；丝苏半甲羟硫添；
天谷精赖组酸碱；脯酪苯色杂芳环； 门冬酰胺谷酰胺；都有“密码”属常 见
20 种天然氨基酸除甘氨酸外，都带一个不对 称碳原子-α碳原子，都有光学异构体（镜映 体）。 已知19 种天然氨基酸均为L-型氨基酸。参与
蛋白质合成的也是L-型。
氨基酸的功能：
单糖的生物功能：
A、作为多糖的组成元件
B、作为燃料 C、组成寡糖参与细胞信号传递
4、核苷酸
• 核苷酸分子由三个部分组成：
• 碱基：嘧啶、嘌呤 • 五碳糖：核糖或脱氧核糖 • 磷酸
• 碱基—糖之间是β—糖苷键
• 糖—磷酸之间是磷酸酯键
参加大分子核酸组成的共有8种核苷酸
• • • • • DNA水解液 RNA水解液中 脱氧腺核苷酸（dAMP） 腺苷酸（AMP） 脱氧鸟核苷酸（dGMP） 鸟苷酸（GMP） 脱氧胞核苷酸（dCMP） 胞苷酸（CMP） 脱氧胸腺核苷酸（dTMP） 尿苷酸（UMP）
1、氨基酸通过肽键联成肽链
寡肽：含有2-20个氨基酸残基
（如二肽、五肽、八肽）
多肽：含20－50 个氨基酸残基 蛋白质：含几十个氨基酸残基 注意：肽链有方向性， 氨基端（N 端）， 羧基端（C 端）
2、单糖通过糖苷键联成多糖链
（1）贰糖 对贰糖结构的了解包括弄清楚： 单糖基成份（麦芽糖是两个葡萄糖） α－还是β－糖苷键 取代位置 麦芽糖
四、生物大分子的高级结构
由生物小分子到生物大分子，分子增大， 出现新的性质。 其中最主要的特点是：生物大分子有独 特的立体结构、空间构型和分子整体形状。
1、蛋白质的高级结构
• 蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸的排列 顺序 • 蛋白质的二级结构是指邻近几个氨基酸形成 的一定的结构形状。如：α-螺旋和β-折叠
还有一些重要的具有生物活性的核苷酸
5、脂类
• 脂类是指生物体内不溶于水而溶于有机溶剂
的各种小分子。 • 葡萄糖－－－水溶性的 • 油脂－－－脂溶性的
脂类种类很多，分子结构相差较大
A、油脂：甘油三脂 B、磷脂和鞘脂
C、固
醇
三、生物大分子的形成
生物大分子主要有三大类： 蛋白质、 核酸、 多糖 它们都是由生物小分子单体通过特有的共价 键联结而成。
（2）多糖
淀粉和纤维素都由葡萄糖组成（1，4糖苷 键），它们之间主要区别在于α－糖苷键和β
－糖苷键的区别
（3）注意：多糖链也有方向性，有还原端和
非还原端
3、核苷酸通过磷酸二酯键联成核酸
（1） 核酸链也有方向性 （2） DNA 和RNA 在组成成份上有差别 DNA RNA 脱氧核糖 核糖 有胸腺嘧啶 有尿嘧啶 无尿嘧啶 无胸腺嘧啶