21世纪的生命科学热点与展望31188 PPT课件
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21世纪生命科学的发展方向
21世纪生命科学的发展方向在讲生命科学的发展方向之前，我要先讲讲生命科学的发展情况，再讲它在21世纪的发展方向。
第一，讲述生命科学的概况；第二，生命科学研究的对象；第三，讲述生命科学在20世纪的主要研究成就；第四，就是讲述生命科学在21世纪的发展方向或趋势。
第一，生命科学的概况。
生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。
用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。
生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。
学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。
生命科学所涉及的学科领域包括生物各学科，也包括农、林、牧、渔、医药、卫生等相关学科。
它还包括许多工程和应用技术学科，如现代电子技术、生物工程等。
生命科学研究运用的理论和技术除了生物学、农学、医学等理论和技术外，还需要数学、物理学、化学、化学工程以及电子信息科学等理论和技术。
第二，生命科学研究的对象。
生命科学研究的对象，是整个的生物界，及其与环境的关系，也就是研究生物体生长发育成熟、消亡、物质代谢、能量代谢、遗传、进化、分布的规律，以及和外界环境相互作用的关系，也就是和气圈、水圈、原始圈的相互的关系。
生命科学要从有机体的不同层次，原子、分子、细胞、基因组、个体、群体、生态系统、生态圈结构乃生命现象的本质来揭示生命的奥秘，揭示新的原理和探索新的技术，进行多学科的交叉和渗透，并广泛用生命科学的理论和方法，去解决当今人们面临的食物、人口、健康、资源、环境、能源、信息和材料等问题。
21世纪的生命科学热点与展望01PPT课件
1951年秋，沃森赴欧洲的哥本哈根，进行了一年基因转 移的研究，并未获得令人振奋的结果。后又转往剑桥大学 卡文迪希实验室，在那里沃森结识了比他年长的克里克。
22
克里克1916年6月8日出生于英国的北安普敦一个中产 阶级家庭，一家人信奉基督教，星期天早上都会上教堂。 12岁起，克里克由于对科学日渐增长兴趣，使他对基督 教慢慢产生怀疑，成为一个无神倾向的怀疑者。
12
• Nucleic acid 核酸 • DNA 脱氧核糖核酸 • RNA 核糖核酸
13
Gene 基因 Nucleotide 核苷酸 14
基因(Gene)
• 基因（gene）是1909年丹麦生物学家W.Johannsen根据希腊 文“给予生命”之意创造的。
• 现代分子生物学的基因概念：合成有功能的蛋白质或RNA所 必需的全部DNA序列（除部分病毒RNA），即一个基因不仅 包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，还应包括为保证转录所 必需的调控序列。
1943年沃森进入芝加哥大学学习动物学。聆听当时世 界上最优秀的基因学家斯沃尔 ·莱特的讲课，基因的概念 也融入他的脑海，使他作出了一生最重要的决定，把基因 的研究作为一生的主要研究目标。
21
1947年，沃森从芝加哥大学毕业并获得理学学士，到印 地安那州立大学从事研究工作，用X-射线进行噬菌体研究， 三年后，沃森和克里克用他们的数据提出了 双螺旋模型是十分欣慰的事。
鲍林也盛赞道：“双螺旋的发现和由此发现所产生 的发展是过去100年间生物科学对生命理解上的最伟大 的进步”。
31
DNA双螺旋模型的确定是许多遗传学家、生物化学家、 物理学家历经了近百年探索的成果，最后又与沃森和克 里克的才智相结合才完成此伟业。
27
沃森和克里克对DNA的分子结构并没有做许多的实 验工作，他们最大限度地吸取了威尔金斯、富兰克林和 鲍林的研究结果。
22
克里克1916年6月8日出生于英国的北安普敦一个中产 阶级家庭，一家人信奉基督教，星期天早上都会上教堂。 12岁起，克里克由于对科学日渐增长兴趣，使他对基督 教慢慢产生怀疑，成为一个无神倾向的怀疑者。
12
• Nucleic acid 核酸 • DNA 脱氧核糖核酸 • RNA 核糖核酸
13
Gene 基因 Nucleotide 核苷酸 14
基因(Gene)
• 基因（gene）是1909年丹麦生物学家W.Johannsen根据希腊 文“给予生命”之意创造的。
• 现代分子生物学的基因概念：合成有功能的蛋白质或RNA所 必需的全部DNA序列（除部分病毒RNA），即一个基因不仅 包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，还应包括为保证转录所 必需的调控序列。
1943年沃森进入芝加哥大学学习动物学。聆听当时世 界上最优秀的基因学家斯沃尔 ·莱特的讲课，基因的概念 也融入他的脑海，使他作出了一生最重要的决定，把基因 的研究作为一生的主要研究目标。
21
1947年，沃森从芝加哥大学毕业并获得理学学士，到印 地安那州立大学从事研究工作，用X-射线进行噬菌体研究， 三年后，沃森和克里克用他们的数据提出了 双螺旋模型是十分欣慰的事。
鲍林也盛赞道：“双螺旋的发现和由此发现所产生 的发展是过去100年间生物科学对生命理解上的最伟大 的进步”。
31
DNA双螺旋模型的确定是许多遗传学家、生物化学家、 物理学家历经了近百年探索的成果，最后又与沃森和克 里克的才智相结合才完成此伟业。
27
沃森和克里克对DNA的分子结构并没有做许多的实 验工作，他们最大限度地吸取了威尔金斯、富兰克林和 鲍林的研究结果。
《生命科学进展》课件
PART 03
生命科学的研究方法
实验法
实验法是通过人为控制条件，对研究对象进行观察和研究的 方法。在生命科学领域，实验法是常用的研究方法之一，可 以通过对生物体或生物材料的实验处理，观察其反应和变化 ，从而得出科学结论。
实验法具有可重复性和可控制性，能够排除其他因素的干扰 ，精确地控制实验条件，从而得出可靠的实验结果。实验法 还可以通过对照实验和空白实验等方法，提高实验的准确性 和可靠性。
PART 04
生命科学的前沿进展
基因编辑技术
1 2 3
基因编辑技术概述
基因编辑技术是一种能够对生物体的基因进行精 确修改的技术，包括CRISPR-Cas9系统等。
基因编辑技术的应用
基因编辑技术被广泛应用于遗传病治疗、农作物 改良等领域，为生命科学研究提供了强大的工具 。
基因编辑技术的挑战与前景
尽管基因编辑技术具有巨大的潜力，但仍存在伦 理、安全等方面的挑战，需要进一步研究和探讨 。
脑科学概述
01
脑科学主要研究大脑的结构和功能，揭示大脑的工作原理和机
制。
脑科学的应用
02
脑科学在神经性疾病治疗、人工智能等领域具有广泛的应用前
景。
脑科学的挑战与前景
03
目前，脑科学仍面临许多技术、伦理等方面的挑战，但随着研
究的深入，其应用前景将更加广阔。
免疫学
免疫学概述
免疫学主要研究生物体的免疫系统的结构和功能，揭示免疫系统 的奥秘。
人工智能与药物设计的结 合
人工智能技术为药物设计带来了新的机遇。 通过人工智能算法对已知药物分子和靶点进 行虚拟筛选和优化，可以加速新药研发进程 ，降低研发成本和提高成功率。同时，人工 智能技术还可以帮助预测药物的副作用和相
生命科学PPT课件
THANKS
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生命科学的研究领域
分子生物学
分子生物学是研究生物大分子结构和功 能的学科，旨在揭示基因组、蛋白质组
等的奥秘。
遗传学
遗传学是研究生物遗传和变异的学科， 旨在揭示基因的本质和遗传规律。
细胞生物学
细胞生物学是研究细胞的结构、功能 和变化的学科，旨在揭示细胞生长、 分化、凋亡等的规律。
生态学
生态学是研究生物与环境相互关系的 学科，旨在揭示生态系统的结构和功 能。
生物工程应用
生物工程在医药、农业、工业和环保等领域有着广泛的应用前景，例如生物制药、生物 燃料和生物修复等。
人工智能在生命科学中的应用
要点一
人工智能技术
要点二
生命科学研究效率提升
人工智能在生命科学领域的应用包括机器学习、深度学习 和数据挖掘等，能够处理大规模数据和预测模型。
人工智能技术可以加速基因测序、蛋白质结构预测和药物 发现等过程，提高生命科学研究的效率和准确性。
物种起源与演化
物种形成
探讨物种如何通过遗传变异和自然选择形成新的物种，包括生殖 隔离机制和物种形成的模式。
生物演化历程
介绍地球上生命演化的历史，包括古生物化石记录和生物地层学的 研究成果。
化石记录的不完整性
说明化石记录的不完整性对理解物种演化的影响，以及如何通过比 较解剖学和胚胎发育的研究来弥补这一缺陷。
基因
基因是DNA分子上的特定片段，负责 编码特定的蛋白质或RNA分子，对生 物体的性状和功能起着决定性作用。
细胞器与细胞
细胞器
细胞器是细胞内的重要结构，包括线粒体、内质网、高尔基体等，它们各自承 担着不同的生理功能，共同维持细胞的正常运转。
细胞
2021年生命科学发展趋势优秀PPT资料
3，发育生物学研究不断深入。 发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一 ，目前的热点研究领域是： 以模式生物如小鼠、斑马鱼、爪蟾、果蝇、线 虫、拟南芥、水稻等为对象，
发现新的与发育相关基因 说明它们的时空表达谱、 调控机理以及对 细胞行为和组织器官形成与分化的影响，
从分子和细胞水平 阐述一些重要发育途径如胚胎诱导作用、胚 层的形成和分化、组织器官发育、配子发 育和细胞极性运动等的调控机理。
• 开展生态系统的理论和技术，提醒受损生态系 统的恢复和重建机制已成为生态系统可持续开 展的重要研究内容。
8， 生命科学根底研究已成为农业科技创新的源头 动力。
利用生物技术实现了基因在动物、植物、微 生物间的转移和重组，动植物育种进入一个崭新 的时期。 一些农业生物〔如水稻、家蚕、鸡等〕全基因组 序列测定的完成又促进了本世纪初“农业生物功 能基因组〞研究的全面开展。
大规模基因、蛋白表达谱分析； 衰老相关疾病的发生与转归机理
其主要特征是从分子、细胞、器官 到 机 〔8〕工程评审与资助机制有待进一步完善。
食品加工贮运过程中产生的生物性、化学性有毒有害物质的检测技术方法；
发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一，目前的热点研究领域是： 影响群落内食物关系(营养结构)；
形成了以： 系统〔整合〕研究生命的 现象与本质为方向
； 以多学科穿插为根底： 分析与整合并重、微观与宏观相结合的研究
体系； 探讨生命的本质和起源，将是生命科学根底
研究的开展趋势。
生命科学进展突出表现在：
1， 一大批生物基因组测序的完成催生了 一批相关研究领域。 2003年完成的人类基因组方案使科学家拥有 一张接近完整的人类基因组图谱。 之后，其它4000多种生物的基因组作图和测 序也陆续完成。
生命科学发展趋势与国家重点幻灯片课件
• 我国的重点研究领域：中华民族基因组多样性及单 核苷酸多态性；环境因子易感性的基因组多态性和 药物反应个体差异的基因组多态性；疾病基因组学 及重要疾病相关基因功能研究；人体或模式生物特 定细胞的基因组表达谱和蛋白质谱；具有重要生物 功能的基因转录及表调控，基因表达调控的层次 网络；基因组功能和蛋白质功能研究。
• （1）人类基因组的结构与功能：人类基因组序列的 工作草图已于2000年6月宣布完成，2001年2月 《Nature》、《Science》两杂志已公布了所获数据 的科学论文，2003年4月14日人类基因组的全序列测 定全部完成。（DNA/RNA序列信息库总量超过100 G pairs of base）
生命科学发展趋势与国家 重点
21世纪生命科学的发展趋势 及我国发展的重点
华中师范大学生命科学学院 陈其才
1、生物学
• 基因组和脑研究是本世纪初国际竞争的焦点。 因此，应充分利用基因组研究取得的理论技 术成就，带动脑科学、遗传、发育、进化和 生态学等前沿领域的研究，以及生物技术的 发展。
1）基因组学
5）脑研究
• 脑研究是生命科学的重大前沿，受到各国政府和社会的 高度重视。当前研究的前沿和主要趋势是在分子、细胞 和整体水平对脑功能和疾病进行综合研究，并从脑的发 育过程了解脑的构造原理。脑影象技术（PET、fMRI、 CT等）能实时显示脑功能活动各部位间的时空关系， 对从整体上了解脑功能活动也有很重要的作用。
• （2）水稻基因组的结构与功能：水稻是
我国及世界许多国家的主要粮食作物，对于本 世纪满足人口增长对粮食的需求有关键意义。
• 重点研究领域：水稻重要农艺形状基因的克隆 和测序；与模式植物（拟南芥菜等）基因组的 比较研究；水稻突变体库的建立与应用；利用 水稻与其他作物（小麦、玉米等）基因共线性， 开展其他作物的基因定位和克隆；转基因植物 研究。
• （1）人类基因组的结构与功能：人类基因组序列的 工作草图已于2000年6月宣布完成，2001年2月 《Nature》、《Science》两杂志已公布了所获数据 的科学论文，2003年4月14日人类基因组的全序列测 定全部完成。（DNA/RNA序列信息库总量超过100 G pairs of base）
生命科学发展趋势与国家 重点
21世纪生命科学的发展趋势 及我国发展的重点
华中师范大学生命科学学院 陈其才
1、生物学
• 基因组和脑研究是本世纪初国际竞争的焦点。 因此，应充分利用基因组研究取得的理论技 术成就，带动脑科学、遗传、发育、进化和 生态学等前沿领域的研究，以及生物技术的 发展。
1）基因组学
5）脑研究
• 脑研究是生命科学的重大前沿，受到各国政府和社会的 高度重视。当前研究的前沿和主要趋势是在分子、细胞 和整体水平对脑功能和疾病进行综合研究，并从脑的发 育过程了解脑的构造原理。脑影象技术（PET、fMRI、 CT等）能实时显示脑功能活动各部位间的时空关系， 对从整体上了解脑功能活动也有很重要的作用。
• （2）水稻基因组的结构与功能：水稻是
我国及世界许多国家的主要粮食作物，对于本 世纪满足人口增长对粮食的需求有关键意义。
• 重点研究领域：水稻重要农艺形状基因的克隆 和测序；与模式植物（拟南芥菜等）基因组的 比较研究；水稻突变体库的建立与应用；利用 水稻与其他作物（小麦、玉米等）基因共线性， 开展其他作物的基因定位和克隆；转基因植物 研究。
21世纪生命科学的研究进展和发展趋势
21世纪生命科学的研究进展和发展趋势21世纪是科技进步和经济发展的时代，它更是生命科学的重要发展时期，其研究进展越来越广泛而发展趋势也日益发展繁荣。
首先，21世纪的生命科学在复杂系统的研究方面获得了重大突破。
近年来，数据采集技术的发展促进了对各种复杂系统的研究，这使得对自然界的生物体系、健康状况、行为变化以及社会系统等方面的理解变得更为深入，涉及范围也更广泛。
例如，针对斑马鱼心脏发育中的蛋白质组织，研究者们开发出了基于大数据集的细胞成像测序技术，鉴定出各种蛋白质及其细胞内特殊定位，为深入理解心脏极其涉及的生物过程奠定了基础。
其次，生命科学在稀有疾病的新药研发方面也取得了重大进展。
近年来，科学家根据人体基因及分子机理的研究，成功研发出了可对传统难治的癌症、心脏病以及神经系统疾病等稀有疾病进行有效治疗的药物。
例如，一些癌症新药，如英特乐利、凡瑞安翔和赛芬乐等，其作用机制研究是基于通过高精度、原子分辨率分子组装来考前一些致癌基因突变、表观遗传学变化的新颖的NY-ESO-1抗原及免疫检查点的抗体的研发的。
这些研究显示了科学家们研究新药的能力，为治愈稀有疾病带来了新的希望。
此外，生物技术在21世纪发展迅速，检测技术得到了进一步发展，为检测疾病和相关数据分析提供了新的工具和体系。
21世纪，微流控技术、固定化酶和纳米技术也迎来了它们的春天，这些技术创造性地将生物过程信号转换成可读的、可理解的信号，为生物学家们提供研究的有力工具，也为了建立完整的生物技术框架就业力奠定了基础。
最后，21世纪的生命科学研究也专注于综合性的护理，不断进行对健康状况的监测与评估，并将医疗和护理模式进行综合改革，实现有效的护理评估及预防策略实施，改善病人的健康状况。
例如，科学家们利用机器学习及数据挖掘技术，运用大数据进行病人健康状况监测与评估,利用聚类算法、决策树算法等建立预测模型，从而实现对各种非典型疾病的预测与疾病发展趋势预估，为病人更精准的护理提供指导性。
世纪的生命科学热点与展望PPT课件
第13页/共85页
生命科学的重要性
龟鳖家族的长寿之谜
第14页/共85页
龟鳖是一种爬行动物，它出现在石炭纪，与恐龙是同时代的动物。在白垩纪末期，几 乎使全部有生命的肌体，包括恐龙在内都灭绝了，而龟得以生存下来。在漫长的世纪 更迭中，由于地壳运动以及气候变化，分布在不同地区的龟，为了生存的需要，有的 迁入大海，有的深居内陆，有的栖居江湖中，经过漫长的自然筛选，使得龟类家族繁 衍成海龟、陆龟和水陆两栖龟。目前，世界上已知龟鳖的种类有240余种。 一般而言，死亡和心脏的停止跳动是密切相关的，而龟的离体心脏竟能在体外搏动2天 之久。将龟头砍下，可活数周，龟的寿命长达几百年。细胞研究发现，动物的成纤细 胞繁殖代数与动物寿命呈正相关。龟的成纤细胞体外培养高达117年代数，而人只达50 年代数。龟通人性，有灵气，被放生的龟，能重返放生主人家，龟的长寿因子，活性 物质的研究，抗癌保健药品的研制，是当前进一步研究和探索的内容。
引用指数在10以上的超一流刊物分科比较
学科 杂志总数 平均引用指数 >30杂志数
总论
2
17.8
0
化学
ห้องสมุดไป่ตู้
2
11..8
0
物理
5
22.0
2
数学
1
18.2
0
生物
38
19.1
7
第5页/共85页
生命科学的重要性
生物科学的前沿
• 分子生物学的发展是生物科学发展史上的一个重要的里程碑 • DNA重组技术 • 原生质体融合技术
但科学家一直未在地球上找到这么大的陨石坑。在墨西哥成就尤卡坦 半岛，发现地下深处有一个直径60千米的圆形构造。它形成时代正是恐龙 绝灭绝的年代。有人推测，这个坑可能是当年撞击地球的小行星轰击出来 的。
生命科学的重要性
龟鳖家族的长寿之谜
第14页/共85页
龟鳖是一种爬行动物，它出现在石炭纪，与恐龙是同时代的动物。在白垩纪末期，几 乎使全部有生命的肌体，包括恐龙在内都灭绝了，而龟得以生存下来。在漫长的世纪 更迭中，由于地壳运动以及气候变化，分布在不同地区的龟，为了生存的需要，有的 迁入大海，有的深居内陆，有的栖居江湖中，经过漫长的自然筛选，使得龟类家族繁 衍成海龟、陆龟和水陆两栖龟。目前，世界上已知龟鳖的种类有240余种。 一般而言，死亡和心脏的停止跳动是密切相关的，而龟的离体心脏竟能在体外搏动2天 之久。将龟头砍下，可活数周，龟的寿命长达几百年。细胞研究发现，动物的成纤细 胞繁殖代数与动物寿命呈正相关。龟的成纤细胞体外培养高达117年代数，而人只达50 年代数。龟通人性，有灵气，被放生的龟，能重返放生主人家，龟的长寿因子，活性 物质的研究，抗癌保健药品的研制，是当前进一步研究和探索的内容。
引用指数在10以上的超一流刊物分科比较
学科 杂志总数 平均引用指数 >30杂志数
总论
2
17.8
0
化学
ห้องสมุดไป่ตู้
2
11..8
0
物理
5
22.0
2
数学
1
18.2
0
生物
38
19.1
7
第5页/共85页
生命科学的重要性
生物科学的前沿
• 分子生物学的发展是生物科学发展史上的一个重要的里程碑 • DNA重组技术 • 原生质体融合技术
但科学家一直未在地球上找到这么大的陨石坑。在墨西哥成就尤卡坦 半岛，发现地下深处有一个直径60千米的圆形构造。它形成时代正是恐龙 绝灭绝的年代。有人推测，这个坑可能是当年撞击地球的小行星轰击出来 的。
生命科学发展简史(课堂PPT)
4、关于人类生存和发展的一个重大课题是（ ）
A、生物技术
B、信息技术
C、环境保护
D、核能技术
29
2
生命科学
• 概念： 生命科学是以生命为研究对象的科
学和技术的总称，它是研究生命活动及 其规律的科学，并涉及到医学、农学、 健康、环境等领域。
3
1.生命科学发展简史
我国：
• 公元前5000年种植水稻；公元前3000年饲养猪 • 春秋时代——《诗经》
——动植物200多种
4
• 公元6世纪，北魏贾思勰——《齐民要术》 总结了人工选择、人工杂交和 定向培育的科学原理和方法。
• 18世纪，林耐创立了“生物分类法则”，制定了生物命名 的方法
• 1838年，施莱登和施旺提出“细胞学说”
• 1859年，达尔文发表《物种起源》，提出“进化论” ——描述、比较法
•
1900年，孟德尔、摩尔根揭示了遗传的基本规律 ——实验法
• 1953年，DNA双螺旋结构分子模型的建立（分子水平）
7
25
脑科学： 研究人脑的结构和功能的科学
脑科学研究的三大目标“认识脑、保护脑、创造脑”
26
可以预测：21世纪一定会成为 生命科学取得重大突破的世纪，生 命科学将会以惊人的速度发展，对 社会、经济、人类生活方式及思维 方式产生深刻的影响。
27
1、请补充完成下表：
阶段 时间
代表成果
描述法和 1900 比较法生 年施旺创立的 学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位。
②英国生物学家达尔文的《 》，科学地阐 明了以自然选择学说为中心的生物进化理论。
实验法 生物学
阶段
1900 ～ 1953 年
孟德尔 机制。
第一章 走进生命科学精品PPT课件
18世纪林耐创立生物分类法则
18世纪瑞典博物学家林耐创立了 “生物分类法则”，制定了生物 命名的方法，对生物分类的发展 起了重要作用。
细胞学说——19世纪自然科学三大发现之一
1838-1839年，德国植物学 家施莱登和动物学家施旺提 出了细胞学说。
细胞学说的主要内容是：所 有生物都是由细胞构成的， 细胞是生物体结构和功能的 基本单位，所有的细胞都来 自于细胞。
干细胞的研究
干细胞是在生命的成长和发育过程中起“主干” 作用的细胞。它的特点是既能通过分裂自我更 新，又能分化，具有再生各种组织器官的潜在 功能。
干细胞可分为三类：
– 全能干细胞 – 多能干细胞 – 单能干细胞
科学家首次用干细胞培育出万能血型(图)
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、法国、德国、日 本和我国科学家共同参与了这 一价值达30亿美元的人类基因 组计划。这一计划旨在为30亿 个碱基对构成的人类基因组精 确测序，发现所有人类基因并 搞清其在染色体上的位置，破 译人类全部遗传信息。与曼哈 顿原子弹计划和阿波罗计划并 称为三大科学计划。中国承担 1%项目(3号染色体3000万个 碱基对)
水稻基因组计划
2000年5月，我国科学家以“杂交水稻 之父”袁隆平培育出的超级杂交稻为材 料，实施“水稻基因组计划”。2001 年10月完成水稻“工作框架图”。 2002年4月4日，中国科学院和美国 《科学》杂志在北京联合宣布，中国科 学家绘制完成全世界第一张水稻全基因 组框架序列图，从而使人类第一次在基 因组层面认识水稻。
古代生命科学 近代西方 现代生命科学
世纪的生命科学热点与展望.ppt
生物学进入 基因组 (Genome)
时代
•人类基因组包括分布于人46条染色体30 亿核苷酸的30,000-35,000个基因。 •人类基因组计划最终目的是测定基因组 的全部序列，弄清整个基因组的的结构、 功能及其表达产物，彻底了解人类生命 活动本质。
• 这一计划的科学意义重大，可与产生 原子弹的曼哈顿工程和人类登月阿波 罗飞行任务相媲美，是当前国际生物 学、医学领域内一项引人注目的工程， 是人类自然科学史上最重大的研究项 目之一，将推动整个生命科学的发展。
干细胞研究与发展前景
长期以来，人类一直在研究和寻找能治 愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。
随着现代科学技术的发展，尤其是干细 胞的研 究，人类的这些幻想正在逐步变成 现实。
1998年，美国《科学》杂志将干细胞的 研究成果列在十大科学进展的首位。
细胞是机体组成的基本单位
细胞
细胞群
组织
机体
• 与骨髓移植和外周血干细胞移植相比，脐 血干细胞移植的长处在于无来源的限制， 对HLA配型要求不高，不易受病毒或肿瘤 的污染。
神经干细胞
• 神经干细胞的研究尚处初级阶段。 理论上讲，任何一种中枢神经疾病 都可归结为神经干细胞功能的紊乱。 给帕金森氏综合症患者的脑内移植 含有多巴胺生成细胞的神经细胞， 可治愈部分患者的症状。
• 例如：成熟的神经系统中存在的干细胞，在某 些因素诱导作用下，可增殖和定向分化，给神 经退行性疾病（如帕金森氏病）、骨髓损伤患 者带来新的希望。
造血干细胞
• 造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源， 它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。
• 造 血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、 先天性遗传疾病以及多发性转移性肿瘤疾 病的最有效方法。
生命科学及其前沿领域精品PPT课件
什
么 人体表面覆盖着皮肤、皮肤里是肌肉和骨骼。人体
中无论是坚硬的骨，还是柔软的脑和其他内脏，都是由 细胞构成的。细胞是人体的结构和功能的基本单位。
是
人 肌肉组织可以分为骨骼肌、平滑肌（器官内）和心
肌。人体的八大系统：
运动系统————运动、支持和保护
的
循环系统————运输体内物质（血液和淋巴）
生
消化系统————消化食物和吸收营养 呼吸系统————呼入氧气和呼出二氧化碳
1、新陈代谢的概念
新陈代谢——人体与外界环境之 间的物质和能量的交换，遗迹人体内 物质和能量的转换过程。通俗地说是 新旧交换的意识。新陈代谢是人和生 命维持生命活动的基本条件，是生命 的基本特征。
在新陈代谢的基础上，人和生物 才能表现出生长、发育、生殖、遗传 和变异等形态。
新陈代谢主要靠神经和激素调节。
人类生命的发展历程
人类是38亿年前开始，由水中的原生物发展 起来的，先变成类似鱼型的动物；再发展成可以 爬行的类似鳄鱼型的两息动物；大约在25亿年前， 人类完成了“最后一跳”来到了陆地上生活。
恩格斯说：“是劳动改变创造了人本身”劳 动创造了语言、文化、科学、技术。
最近，美国科学家研究“是直立行走决定人 类语言的进化”。四足动物运动中不能发音。
生命科学及其前沿发展
生命科学及其前沿发展
一、生命科学的基础研究 二、人类基因的基本知识 三、生命科学的前沿发展
一、生命科学的基础研究
〈一〉生命的起源 〈二〉细胞生物学和干细胞 〈三〉遗传和进化
“什么是生命”？
生命是新陈代谢的过程。生命信息的储存，是生命 的重要特点之一，它有记忆功能。那么它的储存的单位， 实际上就是我们说的基因，在绝大部分的生命体我们知 道，它的载体是脱氧核糖核酸DNA。但是它的执行单位， 主要来说是蛋白质。记忆有两种：陈述性记忆和程序性 记忆。程序性记忆一般不容易忘记。
21世纪生命科学的研究进展和发展趋势(精)
生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科
20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现，随 后遗传信息传递“中心法则”的确立与DNA重组技 术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化。分 子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类 基因组30亿个碱基对（遗传密码）的全序列，人体 细胞约有10万个基因。人类基因组的“工作草图” 迄今20％的测序已达99.99%的准确率和完成率，今 后将要继续发现与阐明大量新的重要基因，诸如控 制记忆与行为的基因，控制细胞衰老与程序性死亡 的基因，新的癌基因与抑癌基因，以及与大量疾病 有关的基因。将利用这些成果去为人类健康服务。
RNA分子既有遗传信息功能又有酶功能的发现，为数 十年踏步不前的难题“生命如何起源”的解决提供了新的契 机。在21世纪，人们还要试图在实验室人工合成生命体。人 们己有可能利用生物技术将保存在特殊环境中的古生物或冻 干的尸体的DNA扩增，揭示其遗传密码，建立已绝灭生物 的基因库，研究生物的进化与分类问题。 顺应生命科学迅速发展的形势，发达国家政府及一些 国际组织先后提出了《国际地圈及生物圈计划》、《人类基 因组作图与测序计划》、《人类前沿科学计划》、《脑的十 年》及《生物多样性利用与保护研究》等投资巨大的生命科 学研究计划。其中仅《人类基因组作图与测序计划》，一项 预算就高达30亿美元。
21世纪初生命科学的重大分支学科和发展 趋势
80年代有远见的生物学家把分子生物学（包括分子遗传 学）、细胞生物学、神经生物学与生态学列为当前生物科学 的四大基础学科，无疑是正确地反映了现代生命科学的总趋 势。遗传学（主要是分子遗传学）不仅当前是生物科学的带 头学科，在今后多年还将保持其在生命科学中的核心作用。
B.遗传学 C.细胞生物学
①遗传信息的储存、复制与表达的主要执行者——染 色体的结构与功能可能在不同的结构层次上得到阐 明。 ②细胞骨架（包括核骨架与染色体骨架）的研 究将得到全方位的进展。 ③细胞生物学与分子生物 学、遗传学的结合，将在细胞分化机理研究方面有 重要突破，为发育生物学快速发展奠定基础。 ④细 胞衰老与细胞程序化死亡的机理将在更深层次上阐 明。 ⑤以细胞分子生物学为骨干学科与其他学科结 合，人工装配生命体的理想可能逐步 实现。
世纪的生命科学热点与展望教学课件ppt
挑战
人工智能技术在生命科学领域的应用仍存在数据隐私、算法 透明性等问题，需要解决这些问题才能更好地发挥人工智能 的优势。
06
教学总结与展望
本次教学内容的总结与回顾
生命科学领域的发展历程
从基础生物学到分子生物学，再到基因组学和生物信息学，生命科学经历了飞速的发展。 本次教学课件回顾了生命科学的历史和现状，重点讲述了基因组学和生物信息学的研究与 应用。
挑战
虽然基因组学和遗传学研究已经取得了重大进展，但 仍存在许多挑战，如基因组测序技术的精度和效率、 基因表达调控机制的复杂性、遗传疾病的多样性和异 质性等。
前景
随着科技的不断进步和创新，基因组学和遗传学研究 的前景非常广阔，预计未来将会有更多的新技术和新 发现，如新一代基因测序技术、人工智能在基因组学 研究中的应用等。同时，随着个性化医疗和精准医学 的不断发展，基因组学和遗传学研究将会更加深入地 应用于疾病的诊断、治疗和预防中。
基因组学研究意义
基因组学的研究有助于人类更深入地了解生物体的生命活动规律，为疾病诊 断、治疗和预防提供重要的理论基础，同时也有助于生物技术的创新与发展 。
遗传学研究的新进展
01
基因编辑技术
CRISPR-Cas9等基因编辑技术的出现，使得人类可以更加精确地编辑
基因，为遗传疾病的治疗和预防提供了பைடு நூலகம்的手段。
实现定制化治疗
结合基因编辑技术，可以对干细胞进行基因修饰，实现定制化的 治疗，以更好地满足患者的需求。
开展临床试验
随着技术的不断发展，将会有更多的再生医学治疗方案进入临床 试验阶段，以验证其安全性和有效性。
04
生物技术与产业应用
生物技术的定义及主要技术领域
生物技术的定义
人工智能技术在生命科学领域的应用仍存在数据隐私、算法 透明性等问题，需要解决这些问题才能更好地发挥人工智能 的优势。
06
教学总结与展望
本次教学内容的总结与回顾
生命科学领域的发展历程
从基础生物学到分子生物学，再到基因组学和生物信息学，生命科学经历了飞速的发展。 本次教学课件回顾了生命科学的历史和现状，重点讲述了基因组学和生物信息学的研究与 应用。
挑战
虽然基因组学和遗传学研究已经取得了重大进展，但 仍存在许多挑战，如基因组测序技术的精度和效率、 基因表达调控机制的复杂性、遗传疾病的多样性和异 质性等。
前景
随着科技的不断进步和创新，基因组学和遗传学研究 的前景非常广阔，预计未来将会有更多的新技术和新 发现，如新一代基因测序技术、人工智能在基因组学 研究中的应用等。同时，随着个性化医疗和精准医学 的不断发展，基因组学和遗传学研究将会更加深入地 应用于疾病的诊断、治疗和预防中。
基因组学研究意义
基因组学的研究有助于人类更深入地了解生物体的生命活动规律，为疾病诊 断、治疗和预防提供重要的理论基础，同时也有助于生物技术的创新与发展 。
遗传学研究的新进展
01
基因编辑技术
CRISPR-Cas9等基因编辑技术的出现，使得人类可以更加精确地编辑
基因，为遗传疾病的治疗和预防提供了பைடு நூலகம்的手段。
实现定制化治疗
结合基因编辑技术，可以对干细胞进行基因修饰，实现定制化的 治疗，以更好地满足患者的需求。
开展临床试验
随着技术的不断发展，将会有更多的再生医学治疗方案进入临床 试验阶段，以验证其安全性和有效性。
04
生物技术与产业应用
生物技术的定义及主要技术领域
生物技术的定义
生命科学发展趋势ppt课件PPT70页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
生命科学发展趋势ppt课件
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
生命科学发展趋势ppt课件
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
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1世纪最活跃的学科之一
19世纪是生物科学全面发展的世纪，在这期间 创立了细胞学说（施莱登和施旺 1830）、生 物进化论（达尔文 1859）和遗传理论（孟德 尔 1900），它们被称为现代生物科学的三大 基石。 20世纪，生物科学发生了巨大的变革，从静态 的、定向描述性的学科向动态的、定量实验性 的学科转化，人类基因组计划的完成则标志着 生物科学新时代的开始。
生物科学是21世纪最活跃的学科之一
1.
2.
3.
生物科学发展的三个阶段 描述性生物学阶段（20世纪以前） 实验生物学阶段（1900——1953年） 分子生物学阶段（1953年起）
生物科学发展的趋势
1. 2. 3. 4.
21世纪生物科学的发展趋势是：对生命现象及 其本质的研究不断深入和扩大，并向着微观与 宏观、基础理论与开发应用等方面全方位地发 展。 生物科学向着分析与综合统一的方向发展 生物科学向着日益深入生命本质的方向发展 生物科学向着基础和应用研究统一的方向发展 生物科学向着多学科交叉与融合的方向发展
19世纪是生物科学全面发展的世纪，在这期间 创立了细胞学说（施莱登和施旺 1830）、生 物进化论（达尔文 1859）和遗传理论（孟德 尔 1900），它们被称为现代生物科学的三大 基石。 20世纪，生物科学发生了巨大的变革，从静态 的、定向描述性的学科向动态的、定量实验性 的学科转化，人类基因组计划的完成则标志着 生物科学新时代的开始。
生物科学是21世纪最活跃的学科之一
1.
2.
3.
生物科学发展的三个阶段 描述性生物学阶段（20世纪以前） 实验生物学阶段（1900——1953年） 分子生物学阶段（1953年起）
生物科学发展的趋势
1. 2. 3. 4.
21世纪生物科学的发展趋势是：对生命现象及 其本质的研究不断深入和扩大，并向着微观与 宏观、基础理论与开发应用等方面全方位地发 展。 生物科学向着分析与综合统一的方向发展 生物科学向着日益深入生命本质的方向发展 生物科学向着基础和应用研究统一的方向发展 生物科学向着多学科交叉与融合的方向发展