生命科学导论

第一章为什么学习生命科学知识（重要性）一、生命科学是新世纪自然科学的带头学科二、生命科学充满未解之谜三、生命科学与人类社会的发展息息相关（四、学科交叉出人才、出成果）生命科学的分科按生物类群或研究对象来分（植物学、动物学、微生物学、病毒学、人类学、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（形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖学、遗传学生态学、进化学、组织学、细胞学、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、分子遗传学、量子生物学等）按与其他学科的关系来分（生物物理学、生物化学、生物数学、生物气候学、生物地理学、仿生学、放射生物学等）研究生命科学方法（描述法、比较法、实验法、历史法）研究生命科学步骤（认识问题、搜集资料、提出假说、检验假说、评价数据、结果报道）生命的完整的、系统的定义（生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式，是一种过程，是一种现象）生命的涵义（生命的物质基础是蛋白质和核酸、生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统、生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊存在形式生命的本质特征（化学成分的同一性、严整有序的结构、新陈代谢、生长发育、繁殖与遗传、应激性和运动、不断的演变和进化趋势）第二章细胞（细胞是包含了全部生命信息和体现所有基本特点的独立的生命单位）细胞三个体系（遗传信息的复制、维持和表达体系；新陈代谢体系；构成维持生命结构有序性体系，如细胞骨架系统）原核细胞特点（遗传物质仅一个环状DNA、无核膜，有细胞壁、无细胞器,无细胞骨架、以无丝分裂或出芽繁殖、支原体、细菌、蓝藻）真核细胞三大结构体系（生物膜系统质膜、内膜系统（细胞器）、遗传信息表达系统染色质(体)、核糖体、mRNA、tRNA等等、细胞骨架系统胞质骨架、核骨架）植物细胞特有的结构（细胞壁、叶绿体、大液泡、胞间连丝）生物膜系统（质膜、内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、叶绿体）内质网的功能（蛋白质的合成、蛋白质的修饰、新生多肽的折叠与组装、脂质的合成）高尔基体的功能（蛋白质修饰与加工、蛋白质的分选、蛋白质和脂质的运输、蛋白质分泌等）溶酶体的功能（消化细胞内吞的食物，为细胞提供营养、清除衰老的细胞器、防御功能）线粒体功能（线粒体是细胞进行氧化呼吸，产生能量）遗传信息表达系统（核被膜、染色质和染色体、核仁、核糖体）染色质：间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构染色体：细胞在分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构癌细胞的基本特征（细胞生长与分裂失去控制、分化程度低具有侵润性和扩散性、细胞间相互作用、改变蛋白表达谱系或蛋白活性改变、mRNA转录谱系的改变）细胞凋亡：细胞在一定的生理或病理条件下,受内在遗传机制的控制自动结束生命的过程细胞程序性死亡：生物在发育过程中对一定生理刺激的反应性死亡,它需要一定基因表达细胞凋亡细胞坏死细胞变圆,与周围细胞脱开细胞外形不规则变化核染色质凝聚溶酶体破坏细胞膜内陷细胞膜破裂细胞分为一个个小体胞浆外溢被周围细胞吞噬引起周围炎症反应细胞分裂（无丝。

有丝。

减数）第三章大脑的结构（人的大脑包括左、右两个半球及连接两个半球的部分、大脑半球被覆灰质，称大脑皮质，其深部为白质，或称为髓质。

大脑两半球间由巨束纤维相连、脑主要包括大脑、间脑、小脑、中脑、脑桥及延髓等六个部分）睡眠与觉醒是生物节律最为重要的外在表现，睡眠的实施由褪黑素、视交叉上核的节律性活动，以及脑干上行激活系统、脑干上行抑制系统，以及大脑皮层、海马边缘系统等神经结构相互作用、相互影响而得以共同实现语言和思维脑机制的研究（一是研究语言和思维活动的脑功能一侧化问题、二是探讨语言和思维的双脑协同机制。

）形象思维是一种以客观现象为思维对象、以感性形象认识为思维材料、以意象为主要思维工具、以指导创造物化形象的实践为主要目的的思维活动，是一种并行处理，并具有协同性、动态性、总体性、容错性、无法预测性和不确定性、难以直接表达等特点抽象思维是以概念、判断、推理等形式进行的理性思维，它反映了人们以抽象的、间接的、概括的方式认识客观世界灵感思维是在显意识下，经潜意识加工后，再通向显意识，是显意识和潜意识相互作用的结晶。

它具有非同期的突发性、非线性的独到性、非神秘的模糊性等特点，穿插在抽象思维和形象思维之中，起着突破、升华的作用，它比形象思维更复杂前额叶功能（①对注意力的控制,②具有短时记忆功能,③对情绪和动机有调控作用,④具有预见性和组织规划方面的功能）学习：指神经系统接受外界环境信息而影响自身行为的过程（简单，联合，复合）记忆：一是记，指的是大脑从外界纷繁复杂的信息中，提取部分有用的信息形成感受印记，再从感受印记中选择部分信息形成短时记忆，又同样从短时记忆中选定部分信息形成长时记忆这样的一个过程；二是忆，指的是大脑根据当前外界传入信息的情况，迅速提取大脑贮存的相关的信息经验，结合外界传入信息，生成某种心理行为反应或应答的过程记忆时程长短（瞬时，短时，长时，永久）记忆方式（形象，逻辑，情感，运动）脑疾病与脑功能退化（阿尔茨海默症、帕金森症，亨廷顿病）第四章遗传病的类型与特征类型基因在常染色体（隐性）基因在常染色体（显性）基因在X－染色体只有在父母均父母一方有母/女常常是特携带缺陷基因病症，子女缺陷基因携带者情况下，子女出现病症的病症更多出征才可能表现病症概率为50％现在儿子身上病苯丙酮尿症亨廷顿氏病血友病例纤维性囊泡化家族性高胆固红绿色盲镰刀状贫血症醇血症肌营养不良症苯病酮尿症：亦是苯丙氨酸代谢紊乱病症。

但是疾病后果的严重程度远大于尿黑酸症。

因为脑发育受阻，严重脑力呆滞，智商0－50白化病：是苯丙氨酸代谢途径中又一种“遗传病”。

也是常染色体隐性遗传。

镰刀装贫血症：由于红血球不正常带来严重后果。

问题在于血红蛋白β-链一个谷氨酸残基变成了缬氨酸残基亨廷顿氏病：是一种神经症状疾病，患者出现不由自主动作，渐渐记忆丧失，行为失常，直至行动失控、致死血友病：患者表现为血凝过程受阻，常常在有伤口时，出血不止遗传病对人类健康的影响：1、单基因遗传病的患者在人群中比例不高2、多基因遗传病不但取决遗传，也在很大程度上受环境影响遗传病诊断：1、检查特征的异常代谢成份2、调查家族病史，以查明遗传病的遗传特征3、检查异常基因是遗传病确证的关键步骤遗传病的治疗：1、生理水平的治疗——对症治疗2、蛋白质水平治疗，向病人体内补充缺失的蛋白质3、基因治疗实施基因治疗的必要步骤如下：找到致病基因、克隆得到大量与致病基因相应的正常基因、采取适当方法把正常基因放回到病人身体内去、进入体内的正常基因应正常表达人类基因组计划的重大影响：（1）在HGP推动下，世界大公司投入生物技术意向剧增（2）推动新学科兴起第五章影响受精的条件和因素（①精子的活动和受精力②精卵成熟与受精的关系③精子的成熟④精子的数量⑤卵子的成熟）受精过程（①顶体反应②皮层反应）体外人胚胎的卵裂（A受精卵B２细胞阶段C４细胞阶段D６细胞阶段E桑椹胚；F囊胚）胚胎发育的共同机理（1．细胞增殖(反复的细胞分裂2．细胞分化，必须按照一定的时空顺序发生和进行3．模式形成，各种类型细胞并非无序排列，而是按照一定的空间模式排列4．细胞的移动和迁移5．程序化细胞死亡6．形态发生，形态的形成）细胞分化：指细胞类型在个体发育中，由一种相同的细胞类型进过细胞分裂后，逐渐在形态、结构和功能上形成稳定差异，产生各不相同的细胞类群的过程获得干细胞的途径（①从早期胚胎获得②从早期流产胎儿中获得③从克隆胚胎中获得④从成体组织中获得成体干细胞）干细胞分类：根据分化潜能不同（①全能干细胞②多组织潜能干细胞③多细胞潜能干细胞④单能干细胞）干细胞的应用：细胞或组织移植（①成体干细胞移植②定向分化干细胞移植）其他治疗（①基因治疗②药物筛选和毒性检测③促进人体发育机制研究）第六章生命活动离不开水的原因：水是生物体中含量最高的物质、生物体一切代谢活动都是在水中或以水为介质进行的、由于水分子之间可以通过氢键相连，使水不易蒸发、水热容量大，因此可吸收、贮存更多热能，使我们生活环境的温度可以收到水的调节，不致变化太大、水分子具有电负性和极性、极性的水对于维持生物大分子空间结构和活性都具有重要作用第七章生命多样性：生命有机体的种类和变异性及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和生物多样性的类型：1.遗传多样性2.物种多样性3.生态系统多样性4.景观多样性遗传多样性：地球上所有生物所携带的遗传信息的总和（广义）生物种内不同群体之间或同一群体内不同个体之间的遗传变异的总和（狭义）物种多样性：生物多样性在物种上的表现形式，反映了地球上生物有机体的复杂性，是生物多样性研究的核心内容生态系统多样性：生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样性的保证（生物圈生境多样性、生物群落多样性、生态过程的多样化、生态系统内生境差异、生态过程变化多样性）景观多样性：景观在结构、功能以及随时间变化（即动态）的复杂性物种：现代遗传学认为物种是一个具有共同基因库、与其他类群有生殖隔离的群体生物学家认为物种是生物世界发展的连续性与间断性的同一的形式生态学家认为物种生态系统中的功能单位，不同物种占有不同的生态位中国学者陈世骧认为物种是由种群组成的生殖单元，在自然界占有一定的生境，在系谱上代表一定的分支病毒形态：不具有细胞形态结构、形态多样、由核酸和蛋白质组成、将病毒称为分子生物病毒的特征：体积微小，结构简单、严格寄生，只能在特定的、活的宿主细胞内才能生长、繁殖、不能在人工培养基上生长、通常对抗生素不敏感病毒分类：寄主：动物、植物、噬菌体；遗传物质：DNA或RNADNA病毒繁殖周期;病毒进入那宿主细胞，脱壳，释放出DNA和衣壳蛋白、利用宿主酶系统复制病毒基因组、利用宿主酶系统，以病毒基因组为模板，转录出病毒mRNA,翻译出蛋白质病毒的基因组和衣壳、蛋白自装配成新的病毒颗粒，并从细胞中释放出来类病毒特征：类病毒比病毒更简单，没有蛋白质外壳，仅有裸露的RNA、不编码或翻译蛋白质发现意义：类病毒的发现，对生物学探索生命起源提供了新的低层次上的研究对象、对分子生物学家来说，类病毒是研究生物大分子结构与功能的绝好材料细菌的分类:形态（球菌，杆菌，螺旋菌）革兰氏染色法（革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌）细菌的结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核区等（共有）鞭毛、菌毛、荚膜（特有）第八章生态学：研究生物与环境之间相互作用的科学环境：指生物生活和繁衍后代的周围物质条件的综合生态因子：是指环境要素中所含有的众多对生物起作用的因子生物因子：指生物间的相互作用。