现代生物学导论
现代生物科学导论 书
现代生物科学导论書
以下是一些现代生物科学导论的书籍推荐:
1. 《现代生物学导论》(作者:Lewis Wolpert)
这本书是一本经典的生物科学导论书籍,涵盖了生物学的各个分支领域,包括细胞生物学、遗传学、生物化学、进化论等。
它以清晰简洁的语言介绍了生物学的基本原理和概念,适合初学者阅读。
2. 《生物学导论》(作者:Neil A. Campbell、Jane B. Reece)
这本教科书是大学生物学课程中经常使用的教材,内容涵盖了生物学的各个方面,包括细胞生物学、遗传学、生态学、进化论等。
书中有大量的插图和实例,帮助读者更好地理解和应用所学知识。
3. 《生物科学简史》(作者:Ernst Mayr)
这本书以历史的角度介绍了生物科学的发展和演变过程,从古希腊时期的自然哲学开始,到现代生物学的各个分支和领域。
它不仅介绍了生物学家们的重要贡献和理论,还展示了生物学研究的不断变革和进步。
4. 《生命的起源和进化》(作者:Freeman Dyson)
这本书涵盖了生命起源和进化的各个方面,包括化学起源、早期生命形式、进化机制等。
作者通过深入浅出的方式解释了生命起源和进化的复杂过程,同时提出了一些对现有理论的新观点和思考。
5. 《分子生物学导论》(作者:Michael M. Cox)
这本教材主要介绍了分子生物学的基本原理和方法,包括DNA结构和功能、基因表达调控、蛋白质合成等。
它以清晰的语言和图表展示了分子生物学的核心概念和实验技术,适合对分子生物学感兴趣的读者阅读。
这些书籍都是现代生物科学导论领域的经典著作,涵盖了生物学的各个分支和领域,适合对生物学感兴趣的读者阅读。
现代生物学导论复习资料
现代生物学导论复习资料1.为什么骡子可以正常地进行有丝分裂,却不可以正常地进行无丝分裂?马有32对染色体,驴有31对,骡子有63条,为什么可以有丝分裂不可以减数分裂2.一细菌有ABCD代谢途径,只有A时,不能正常生长,但只有B、C或D时可以,什么原因?3.什么是有性生殖和无性生殖?请简述它们的特点。
无性生殖:是由生物个体的营养细胞或营养体的一部分,直接生成或经过孢子而产生出两个以上能营独立生活的子体的方式。
特点:⒈无两性的结合,遗传性与亲本相同,有利于保持亲本的优良性状。
⒉不经过胚胎发育阶段,生长发育的过程较短,有利于种族的繁衍。
有性生殖:两个异性单倍体配子相结合而产生新的一代个体的方式称为有性生殖。
有性生殖的共同点:传代通过有性别的细胞或配子并由异性配子相结合成为合子是生物界传种接代的基本方法。
特点:1.由于有性生殖是通过两性细胞结合而发育来的,所以从两个不同的亲本细胞获得的遗传特性比较丰富,变异性也大。
2.丰富的遗传性,使后代具有更适应外界环境的能力。
4. 生物多样性是什么?生物多样性丧失的原因是什么?保护措施是什么?丧失原因:栖息地的丧失和片段化掠夺式的过度利用环境污染农业和林业的品种单一化外来种的引入保护措施:就地保护:建立自然保护区和国家公园迁地保护:建立种子库、基因库、植物园、动物园控制污染生物多样性价值提供基本食物、蛋白质、药物、工业原料固定能量、调节气候、稳定水文、保护土壤储存必要元素,促进元素循环维持进化过程对污染物的吸收和分解作用7.细胞跨膜运输的种类和不同点被动运输-顺化学梯度,不需要消耗能量简单扩散(自由扩散)易化扩散(需通道蛋白和载体蛋白)主动运输—逆化学梯度,需蛋白,需耗能内吞与胞泌—生物大分子或颗粒物质的跨膜运输,涉及膜的融合和断裂,需要能量8.生物密码子的主要特征简并性:数个密码子编码同一个氨基酸通用性:所有生物采用同一密码字典.摇摆: 反密码子的第3个碱基可选择不同碱基(与密码子)配对偏爱: 摇摆密码子使用频率不同.偏离: 在不同场合同一密码子含义不同非重叠性方向性起始密码兼职性9.酶催化的特点1.催化效率很高——107-132.酶催化的专一性对催化的反应物是专一的对催化的反应是专一的3.作用条件是温和的(高温等失活—稳定性差)4.酶的作用是受调节控制的。
现代生物学导论论文
《现代生物学导论》结课论文题目:仿生技术之我见摘要从感性的角度来看待仿生技术,是人类坚持对现实世界的好奇心,不断探索自然、未知,勇于反映现实世界形象的体现与智慧的结晶,既传统又现代、既感性又理智、既熟悉浅显又陌生深邃、既善解人意又变幻莫测;同时最新的研究则从理性的角度来阐释仿生技术对于人类生活的意义,即它既能改善人们的物质生活,也能提升人们精神生活的境界,同时在一定程度上延续了人们的生命。
关键词:仿生技术好奇心自然生活生活一、学习现代生物学导论的感受通过课程开篇的介绍学习,我得以更明确地了解非生物专业生物学的定义,它是一门旨在拓展学生科学视野、激发学生创新灵感、培养学生正确的生命观与科学素质和增强学生环保意识与社会责任感的教育。
课程学习的过程中,既有温故知新的踏实感,也有获得新知识的喜悦感,整个课程在紧有序的进行中接近尾声,但对于这门课程的兴趣却已更大程度地激发了,而其中的仿生技术则是我尤为好奇的一个课题。
二、我所感兴趣的仿生技术之所以对仿生技术感兴趣,源于课程中的仿生学这一章容的学习。
源于生命的灵感,开启新技术的钥匙---这是我在学习仿生学的时候最直接的入门介绍。
仿生学,顾名思义,模仿生物系统的原理以建造技术系统,或者使人造技术系统具有生物系统特征或类似特征的科学,同时仿生学也是一门建立在多学科边缘上的综合性学科。
生命的奇特总让同为生命体的人充满好奇,并总在尝试着将生命与生俱来的精细功能通过自己的努力模仿创造出来,过程虽曲折但却充满乐趣。
人们通过仿生设计进而产生仿生技术,来使仿生的思想能够运用得更为广泛。
仿生技术是人类坚持对现实世界的好奇心,不断探索自然、未知,勇于反映现实世界形象的体现与智慧的结晶;就其自身来说,无处不表现出既传统又现代、既感性又理智、既熟悉浅显又陌生深邃、既善解人意又变幻莫测的特性,让人不由自主地想对它有更多的了解。
三、仿生技术与生活—最新进展自古以来,人类就在仿效自然中的万事万物,让各种事物的方方面面都为自身所用。
现代生物学导论知识点整理
知识点共价键和离子键是形成细胞内分子的主要化学键。
氢键和疏水作用是细胞内分子间的主要化学键。
贮藏多糖:淀粉、糖原;结构多糖:纤维素、几丁质蛋白质的一级结构:20种氨基酸以肽键形式的共价键连接起来的线性序列。
一级序列具有N端和C端。
蛋白质的合成是从N端起始,到C端终止。
蛋白质常见的二级结构:a-螺旋、b-折叠蛋白质的功能取决于在三级结构的建立以及动态的四级结构原核细胞:遗传的信息量小,遗传信息载体仅为一个环状DNA。
细胞内没有分化出以膜为基础的、具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。
如细菌、蓝藻、支原体(最小的细胞)真核细胞:以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统;以核酸(DNA或RNA)与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统;由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统生物膜特性:磷脂双分子层、膜的流动性、膜的不对称性、膜的镶嵌性(外周蛋白、整合蛋白)、膜蛋白的极性。
膜的受体蛋白:离子通道偶联受体、G蛋白偶联受体、酶偶联受体细胞外被(存在于动物细胞,又叫糖萼)细胞壁(植物)细胞连接:紧密连接、桥粒、间隙连接、胞间连丝Na+-K+泵由ATP 提供能量Na+-K+泵与葡萄糖载体蛋白的协同运输细胞的内膜系统:细胞内在结构、功能及发生上相关的,由膜包围形成的细胞器或细胞结构液泡功能:有机物、无机离子贮藏库;植物的溶酶体,含水解酶;代谢副产品丢弃场;色素;增加细胞体积与表面积,有利于物质吸收。
细胞骨架:蛋白质纤维组成的三维网架结构,分为微管、微丝、中间纤维。
微管:a、b 球状微管蛋白组成,维持细胞形态、细胞器定位,胞内物质运输,鞭毛、纤毛、染色体的运动微丝:肌动蛋白组成的微丝,肌肉收缩,细胞分裂,维持细胞形态中间纤维:多种蛋白组成,细胞承受机械压力抑制剂:竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂细胞呼吸的三个阶段:1.NAD 辅酶I(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸):脱氢酶辅酶,携带和传递氢,是呼吸链中的一环。
2.三羧酸循环(又称Krebs 循环,柠檬酸循环):丙酮酸à乙酰辅酶A (三羧酸循环底物)3.电子流动àH+化学渗透àATP合成电能à化学能.电子流动à受体NADP+ àNADPH合成电能à化学能.减数分裂:细胞进行一次DNA 复制,随后进行两次分裂,染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。
西安交通大学 “现代生物学导论”课程教学大纲
西安交通大学“现代生物学导论”课程教学大纲英文名称:Introduction to Modern Biology课程编码:BIOL1003学时:48(含课外学时4)学分:3分适用对象:大学本科生先修课程:普通生物学使用教材及参考书:张惟杰主编,《生命科学导论》,高等教育出版社,2000年;ISBN码:7-04-007958-5北京大学生命科学学院编写组编写,《生命科学导论》,高等教育出版社,2000年ISBN码:7—04-007959-3一、课程性质、目的和任务生命科学突飞猛进的发展,对社会的经济技术等各方面产生了巨大而深远的影响,使人们认识到,生命科学与数学、物理学、化学一样,是最重要、最基本的自然科学,并将成为下一个世纪的带头科学。
世界上一些知名的大学都将生命科学列为全校学生的必修课。
为本专业学生开设这门课程,一方面可以使大学生在更高层次上意识到生命科学对今后的生活和工作的重要性,在大学阶段更多地增添一些对生命科学的了解;另一方面,随着教育改革的深化,使人们教育思想的根本点发生了变化,工科专业不仅仅是工程师的摇篮,而应该是培养在一定的专业训练基础上,具有更为全面的知识结构并且具有更为积极的应付挑战的能力和更高的整体素质的人才。
21世纪将是生命科学的世纪,在21世纪将会有更多各行各业、各个学科领域的人才,参加到与生命科学交叉的边缘领域的研究与开发中来。
本课程的主要目的是介绍生命科学的基本知识及近半个世纪以来生命科学的主要发展,并使学生掌握理解这些发展所必须具备的基础知识。
二、教学基本要求1. 介绍现代生命科学的基本思想、原理、理论、研究方法、以及重要的学科分支和前沿知识;2. 强调现代生命科学与其他学科的交叉渗透、相互影响和取得的最新研究进展以及由此提出的新问题;3.启发和鼓励学生从不同的角度思考和理解生命现象,各学科交叉协作共同推动各学科的协同发展。
三、教学内容及要求第一章:1 绪论---生物系统和生命科学1.1什么是生命---生命的基本特征、生命科学的定义1.2为什么学习生命科学---从达尔文的进化论到绵羊“多利”的克隆人类面临的挑战、新世纪的大学生不能没有现代生物学基础知识1.3如何学习生命科学1.4生命科学最新研究进展第二章:生命活动的基本单位---细胞2.1命的物质基础---生物小分子、维生素2.2生命的物质基础---生物大分子、遗传信息传递的中心法则2.3原核细胞和真核细胞2.4细胞的结构和功能3.细胞工程3.1动物细胞工程3.2植物细胞工程第三章:生命延续的本质3.1遗传学的基本概念遗传和变异、基因(gene)和等位基因(allele)、基因型和表现型、性状、常染色体与性染色体3.2配子的发生和减数分裂3.3遗传的基本规律---分离定律、自由组合定律、连锁与互换定律、基因和环境3.4遗传工程3.4.1遗传工程的基本操作3.4.2遗传工程的应用3.5遗传病与基因治疗3.5.1遗传因素在疾病发生中的作用3.5.2遗传病和线粒体遗传3.5.3优生学3.5.4基因治疗3.5.5人类基因组计划第四章:生命的自我调控体系---信息传递和处理4.1神经系统在信息传递中的作用4.2内分泌系统在信息传递中的作用4.3免疫系统在信息传递中的作用第五章丰富多彩的生物世界5.1 神奇的微生物世界5.2多彩的植物世界5.3多姿的动物世界5.4生物多样性---物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性、《生物多样性公约》、保护生物多样性的意义第六章生命世界的生存规则---生物与环境(讨论)第七章生命科学与社会可持续发展---人类的共同目标四、实践环节(教学目前条件有限,无法开设实践课,而生命科学是实验性很强的学科,在现有条件下建议购买一些相关内容的光盘需要时播放)五、课内学时分配六、课外学时分配大纲制定者:于海霞执笔大纲审定者:吕芳大纲批准者:×××大纲校对者:。
现代生物学导论
现代生物学研究 领域:基因组学、 蛋白质组学、生 态学等多元化发 展
生物学的分类和领域
分类:动物学、植物学、微生 物学等
领域:分子生物学、细胞生物 学、生态学等
交叉学科:生物化学物理地质 材料科学等
应用领域:医学、农业、工业 等
生命的物质基础
第三章
组成生物体的化学元素
生命的基本元 素包括碳、氢、
生物进化的机制:自然选择、突变、基因重组等
生物进化的意义:揭示生命起源和演化的奥秘,指导人类对自然和生命 的认识和保护
物种的形成和演化
物种的形成:生物进化论认为物种是通过自然选择和遗传变异逐渐演化而来的。 演化的证据:化石记录、生物地理学、胚胎发育的相似性等提供了生物进化的证据。 演化的机制:遗传突变、基因重组和自然选择是推动物种演化的主要机制。 演化的方向:适应环境是物种演化的方向,适应环境的物种能够更好地生存和繁衍后代。
生物大分子和细胞结构的研究对于医学、农业、工业等领域的发展和应用具有重要意义。
细胞的能量代谢和物质循环
细胞通过呼吸作用产生能量,为生命活动提供动力
物质循环是生物体与外界环境之间进行物质交换的过程
细胞内的物质循环与能量代谢密切相关,共同维持细胞正常生理功能 细胞内的能量代谢和物质循环是相互依存、相互制约的过程,共同构成 生命活动的核心环节
遗传和基因
第四章
遗传物质的本质和作用
遗传物质是DNA, 具有携带生物遗传 信息的功能
DNA通过复制将 遗传信息传递给下 一代
DNA上的基因通 过表达蛋白质来发 挥其作用,控制生 物体的性状
遗传物质的研究对 于理解生物进化、 疾病诊断和治疗等 方面具有重要意义
基因的复制、表达和调控
基因复制:DNA的复制过程,确保遗传信息的传递 基因表达:转录和翻译的过程,将基因信息转化为蛋白质 基因调控:表观遗传学、转录因子等对基因表达的调控方式 基因突变与疾病:基因突变如何影响人类健康和疾病的发生
现代生物学导论教学大纲
《现代生物学导论》教学大纲
课程名称:现代生物学导论 essentials of life science
学时:48学时学分:3
一、教学目的及任务
生命科学已经成为社会进展和科学进步的重要内容,在人类社会生活中扮演着重要的角色,与其它各领域、与每一个个体都有着紧密的关系,《生命科学导论》的教学目的和要求包括以下内容:
一、第一让学生了解与自身健康、发育相关的内容,从每一个具体生命所关注的问题
切入,以提高学生对这门课程的爱好;
二、让学生了解那些对社会生活产生重要阻碍的生命科学的热点问题及其生物学原
理。
既达到知识的普及,同时又给予哪些有爱好的同窗有了进一步试探的空间;
3、让学生了解生命科学的最新进展状况,尤其是与其本专业相交叉的研究进展和前
景;这门课程的开始,既是生命科学知识的普及,开阔了同窗们的视野,同时又从某种意义上说,为跨学科人材的培育打下了坚实的基础。
二、教学内容及课时分派
第一章绪论( 6学时)
简介:生命的概念和生命的大体特点、人类熟悉和研究生命的历程及现代生命科学的重大意义。
具体内容:
1 什么是生命
2人类研究生命的不懈尽力
3迎接21世纪的现代生命科学
第二章生命的物质基础( 6学时)
简介:对组成生命的小分子和大分子蛋白质、核酸、脂类和糖类的分子结构与功能及参与的生命活动进程进行介绍。
具体内容:
1 生物元素
2 生物小分子
3 生物大分子
4 生命的新陈代谢:能量代谢、物质代谢。
现代生物学导论
负担,保护了农田的土壤环境;
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2020/11/23
现代生物学导论
的生活环境造成二次污染,重组DNA与微生物
杂交,可能产生有害的病原微生物;转基因植物
花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂,再经
过食物链传递;
b.不引起环境安全的理由:转基因不会改变生
物原有的分类地位,不会破坏生态系统的稳定
性;转基因抗虫作物的种植,减少了农药的使用
量;抗除草剂农作物的种植,减轻了农田管理的
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现代生物学导论
•
(2)基因制药方面:生物制药已经成为21世纪的朝阳产
业.
• 近十几年来,在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就,已 有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫 苗、人促红细胞生成素(Epo)、GM-集落刺激因子(GM-CSF)、 组织溶纤酶原激活素、白细胞介素-2及白介素-11等。正在研究的有降 钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物 技术药物的发展,多肽与蛋白质类药物的研究与开发,已成为医药工业 中一个重要的领域,同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中, 基因工程药物受到一定限制,如口服应用时生物利用度低,会受到消化 酶的破坏,在胃酸作用下不稳定,在体内半衰期较短等,因此只能注射 给药或局部用药。为了克服这些缺陷,已开始改为合成这些天然蛋白质 的较小活性片段,即所谓“多肽模拟”或“多肽结构域”合成,又叫 “小分子结构药物设计”。这类药物可口服,有利于由皮肤、粘膜给药, 用于治疗免疫缺陷症、HIV感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等,其 制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和 模拟酶的有关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计, 所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。
现代生物学导论
现代生物学导论现代生物学是对生物体、细胞和生命过程的学习和研究,涉及了各种不同的领域和技术,如分子生物学、细胞生物学、遗传学、生态学等等。
本文将从这几个方面来介绍现代生物学的基本知识和技术,以及它们对我们理解生命过程以及人类生活的意义。
分子生物学分子生物学是研究生物领域中的分子结构、功能、组合及其相互作用的学科。
分子生物学技术的快速发展使得我们能够更深入地了解生命体系的基本单位——生物分子。
其中一个重要的应用就是通过DNA技术来解析基因,对某些疾病的治疗和预防提供了更为准确和高效的方法。
例如基因治疗、抗癌药物等。
随着分子生物学技术的不断发展,未来还将出现许多新的技术,比如人工合成DNA等。
细胞生物学细胞是生命的基本单位,是生物中最小的自主可复制体。
细胞生物学是研究细胞结构、功能,以及细胞在生物学过程中的作用和影响的学科。
在现代医学和科学技术的发展中,细胞生物学技术显得尤为重要。
例如利用细胞培养技术可以火遍制造药物、细胞移植等等。
另外,通过细胞的研究,我们也可以解开一些传染性疾病的谜团,对病原体进行更精准的识别和治疗,让人类健康更加可靠和安全。
遗传学遗传学是研究遗传信息的遗传规律以及生命形成、发展和变化的学科。
在现代生物学中,遗传学被认为是最为重要的一获取。
通过遗传学的基础知识,使得我们能够更加深入地了解生命为什么会这样变化,包括习得的特殊技能、后天的病变,以及染色体和DNA本身的突变和改变。
随着人类基因服务和其他技术的发展,我们将探索新的知识领域,比如基因改造、基因编辑等等。
然而,由于其影响往往十分深远和重大,因此需要广泛的政治、伦理、道德和文化讨论,来确保这些新技术的发展和应用得到广泛的支持和认可。
在这个过程中,遗传学也将进一步演变成为一种跨学科的知识体系,与众多其他领域进行共同探索和发展。
生态学生态学是研究物种和环境相互作用、以及生态系统的组成和演变的学科。
在当今的人类社会中,环境和生态之间的关系已经成为了许多关于全球性变化的研究热点。
现代生物学导论
13.3 达尔文进化论的发展——
现代综合进化论(modern synthesis)
种群而非个体是生物进化的单元; 种群是指一个地域中某一物种的全体成员能通过
有性生殖而交流基因的群体。 基因库(gene pool):一个种群全部个体所带
有的全部基因(包括全部等位基因)的总和,就 是一个基因库。
THNMR YAN
基因型频率(genotypic frequency):在 一个种群内,由同源染色体同一位点上的等位 基因所构成的不同基因型所占的比例,就是基 因型频率。 基因频率(gene frequency):一个种群内 某一等位基因占它的全部等位基因总数的比例 ,即为该基因的频率。
THNMR YAN
例如某一种群中的几个或几十个个体迁移到另一 个地区而定居下来,并与原种群隔离而自行繁衍后代, 结果产生与原种群不同的特殊的基因频率,新的特殊的 基因频率取决于建立者的基因频率。
瓶颈效应(bottle neck effect):
种群个体数量随季节变化,数量减少的时期 即瓶颈时期,结果与建立者效应相似。
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2、非随机交配的影响; 3、突变和新基因加入(新个体迁入) 的影响; 4、自然选择的作用在于定向地改变种 群的基因频率;
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13.4 现代综合进化论的发展(了解)
现代综合进化论难于合理解释生物“大 进化”过程 生物“大进化”过程并非“渐变“和 “匀速”的,而是“快速进化”和“进化 停滞”相间的。
生存环境的相对适应。
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13.2.1 生物进化研究内容及方法论(了解)
生物进化的主要研究内容 1.研究进化的过程(将进化作为一个历史过程来研究)
《现代生物学导论》复习纲要
《现代生物学导论》复习提纲第二章分子生物学概论I.蛋白质的概念,理解蛋白质的化学组成蛋白质是生命活动的物质基础氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
氨基酸是羧酸分子中α-碳原子上的一个氢原子被氨基替代而形成的化合物。
IV.蛋白质的结构蛋白质的一级结构:蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序一般由10个一下氨基酸残基组成的肽链称为寡肽;由10个以上氨基酸残基组成的肽链称为多肽蛋白质的二级结构:α-螺旋,β-折叠,β-转角,无规则卷曲,π-螺旋,Ω环蛋白质的三级结构:α-螺旋和β-折叠结构,疏水核及亲水区,洞穴结构蛋白质的四级结构:各个亚基之间的相互作用和空间结构V.蛋白质结构和功能的关系1)蛋白质的一级结构与功能的关系蛋白质一级结构是蛋白质的基础结构。
不同的蛋白质有不同的一级结构,它是由DNA分子上相应基因的碱基排列顺序决定的。
2)蛋白质构象与功能的关系蛋白质分子中含有α-螺旋较多,其结构紧密而较为稳定。
丝心蛋白中富含β-折叠,则柔软又有一定的强度,但缺乏延伸性*蛋白质的变构效应是指一定蛋白质由于受到某些因素的影响,其一级结构不变,而空间构象发生一定的变化,从而导致生物学功能的改变。
他是蛋白质表现生物学功能的一种相当普遍而十分重要的现象,也是调节蛋白质生物学功能非常有效的方式。
例如变构酶类的生物催化作用,血红蛋白运输O2和CO2的功能。
*蛋白质变性作用是指蛋白质分子受到物理或化学因素(例如高温、紫外线、高压、有机溶剂、脲、胍、酸、碱等)的影响,蛋白质分子构象不仅有轻微的改变且有严密有序的空间结构的破坏,具体表现为溶解度降低、生物活性的丧失。
蛋白质的变构效应和变形作用都仅改变了蛋白质分子的次价键,一级结构没有改变。
但蛋白质的变构效应一般是可逆的,多为生理现象;蛋白质的变性,在目前条件下,大多数蛋白质的功能是不可能恢复的,尤其是蛋白质加热变性。
VI.核酸的概念核酸是生物体内一类含有磷酸基团的重要大分子化合物。
核酸是一切生物的遗传物质,担负着生命信息的贮存和传递作用。
现代生物学导论论文
生物学是重要的基础学科之一,现代生物科学在与化学科学、物理科学、地理学、天文学等科学相互渗透中得到了迅速的发展,现代生物技术的飞速发展给人类带来了极大的价值,为社会的进步做出了巨大的贡献。
21世纪将会成为生物技术时代,现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程与蛋白质工程等几大支柱技术,其中以基因工程为核心的现代生物技术是近年来全球发展最快的高新技术产业之一。
一什么是基因工程百度百科名片介绍如下:基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA 分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。
是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。
它克服了远缘杂交的不亲和障碍。
1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基称基因重组技术为合成生物学概念,1978年,诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯、亚伯与史密斯时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。
2000年,国际上重新提出合成生物学概念,并定义为基于系统生物学原理的基因工程。
二基因工程的现状与前景1 基因工程应用于植物方面农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。
农作物生物技术的目的是提高作物产量, 改善品质, 增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。
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
现代生物学导论
生物技术在实现可持续发展战略中的作用
资源保护 消除贫困 人类居住区可持续发展 环境污染和控制 生态恢复 全球环境保护
卫生和健康 消费与社会服务 人口与教育
生物技术在实 现可持续发展 战略中的作用
防灾减灾
产业政策
清洁生产与环境产业 交通发展 持续可再生能源 持 Nhomakorabea农业发展
一.现代生物技术改善人类生活
第二节 现代生物技术对人类社会的总体影响
前言
• 生物科技是二十一世纪的关键科技,被视为是 继资讯产业后最具前景的明星产业,因此先进 国家莫不卯足全劲,想尽办法捷足先登,惟恐 一旦落於人后,即会失去带领新世纪风骚的机 会.以基因科技为例,人体基因组的定序已经 接近完成,在英国复制多莉羊(Dolly)之后,复 制牛等也有所突破,科学家甚至信誓旦旦,即 使是复制人在未来亦绝非梦想.至於现时生物 科技的发展成果,应用层面上已扩及如对疾病 的检验与治 ,医品开发,种植技术,食物,农牧 业,基因改 作物等方面。
• 就在科技研发及产业界,洋溢著对於未来欢欣 愿景的同时,生物科技不当的研发应用, 是值 得我们深虑忧心,如基因生殖技术已冲击到人 类亲子的关系,而复制人类的研发态势的看法 分歧,官方虽然采取禁止态势,如日本最近立 法明文禁止,但民间却仍有不同声音出现,至 於科技成果专利权的设定, 将使得技术的掌 控者,拥有宰制整个科学发展的武器,愈加加 大国家间贫富的差距.因此,在科技研发之外, 如何经由科际整合,提供多面向的思维, 成为 相当急迫性的议题
A 农业问题
• 今日生物科技可用 改善农渔牧产品的品质, 营养价值及产 等,但目前所面临的问题中, 最 人担忧的不外乎是人口增加所导致的粮 食不足.然而地球上可耕地的面积有限,所以 要如何改良出产量大之作物, 成为今后急待 研究之课题.所以, 能藉生物技术有效地防 治害虫,病害,杂草的话,作物的收获 也必会 有所增加;或者将耐寒,耐旱,耐盐等生物因 子加於作物身上,那麼新品种的作物将能在 不良的环境下存活,因此也就解决可耕地缺 乏的问题.
现代生物学导论 Lecture 03
酶(酵素,Enzyme)指具有生物催化功能的高分子物质。在酶的催化反应体
系中,反应物分子被称为底物,底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细 胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。与其他非生物催化剂相似,酶通过降低化 学反应的活化能(用Ea或ΔG‡表示)来加快反应速率,大多数的酶可以将其催化的反 应之速率提高上百万倍;同样,酶作为催化剂,本身在反应过程中不被消耗,也不影 响反应的化学平衡。与其他非生物催化剂不同的是,酶具有高度的专一性,只催化特 定的反应或产生特定的构型。目前已知的可以被酶催化的反应有约4000种。 虽然酶大多是蛋白质,但少数具有生物催化功能的分子并非为蛋白质,有一些被称为 核酶的RNA分子和一些DNA分子同样具有催化功能。此外,通过人工合成所谓人工酶 也具有与酶类似的催化活性。有人认为酶应定义为具有催化功能的生物大分子,即生 物催化剂,则该定义中酶包含具有催化功能的蛋白质和核酶。 酶的催化活性可以受其他分子影响:抑制剂是可以降低酶活性的分子;激活剂则是可 以增加酶活性的分子。有许多药物和毒药就是酶的抑制剂。酶的活性还可以被温度、 化学环境(如pH值)、底物浓度等许多因素所影响。 酶在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。例如,药厂用特定的合成酶来合成 抗生素;加酶洗衣粉通过分解蛋白质和脂肪来帮助除去衣物上的污渍和油渍。
蛋白质并不完全是刚性分子。许多蛋白质在执行生物学功能时可以在多个相关结构中 相互转换。在进行功能型结构重排时,这些相关的三级或四级结构通常被定义为不同 “构象”,而这些结构之间的转换就被称为“构象变换”。例如,酶的构象变换常常 是由底物结合到活性位点所导致。在溶液中,所有的蛋白质都会发生结构上的动态变 化,主要表现为热振动和与其他分子之间碰撞所导致的运动。 蛋白质可以由三级结构的不同大致分为三个主要类别:球蛋白、纤维蛋白和膜蛋白。 几乎所有的球蛋白都是水溶性的,许多酶都是球蛋白;纤维蛋白多为结构蛋白;膜蛋 白常常作为受体或分子通道,是细胞与外界联系的重要介质。 要了解特定蛋白质的功能,获得其三级结构或四级结构可以提供重要的结构信息。目 前用于蛋白质的原子分辨率结构测定的方法主要是X射线晶体学和NMR光谱学。冷冻 电子显微学也可以提供超大蛋白质复合物(如病毒、核糖体等)的低分辨率结构信息。
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神经系统分泌化学物质作为信号
乙酰胆碱
诺贝尔奖
What
Why
Which
and How
1.5 展望与预测:
Potato Tomato
生物技术 光合作用
Tobacco
茄科植物
生物技术
展望与预测
您的参与,生命科学将更加辉煌! Nhomakorabea现代生物学导论
主讲:吴 庆 余 张 淑 平 阎 永 彬
1 绪论—生物及生命科学
1.1 什么是生命?
生命的特征是什么?
细胞是生物的基本组成单位(病毒除外)
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
生命通过繁殖而 延续, DNA 是生 物遗传的基本 物质
课外活动小组
条件: 喜爱生命科学;英文能力强;擅长美术绘图; 作文能力和书面语言表达能力强
征求封面 图片 修改意见 提交纸条
如何考试 随堂考试3次 30% 期末闭卷考试 70%
考试范围:教材的内容,课堂讲授部分为重点
1.4
如何学习生命科学
天然,感觉,神秘,神妙,神圣 主动探索 第一。
兴趣是最好的老师 人人热爱生命 睿智:热爱生命而喜爱
17 生命科学的热点问题
9 DNA—生命的秘密
18 学术讲座
深浅快慢
课程安排
周次
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
讲 课 内 容
绪论;
生命的基本化学组成;
授课教师
吴庆余
张淑平 细胞呼吸-国庆 张淑平 国庆-细胞呼吸 张淑平 光合作用; 张淑平 细胞-结构与功能; 张淑平 细胞-生物膜; 闫永彬 细胞-繁殖和遗传; 闫永彬 细胞-繁殖和遗传; 闫永彬 生物的起源与进化;; 闫永彬 生态学基础; 闫永彬 重组DNA技术-获得目的基因; 吴庆余 重组DNA技术-基因克隆; 吴庆余 重组DNA技术-转基因; 吴庆余 学术讲座; 吴庆余 考试
能量流 信息流 进化流
1.2 为什么学习生命科学
非生物学专业 学分?
达尔文 1859
《物种的起源》
1997绵羊“多利”克隆 股票
美国时代周刊 本世纪100件大事 1928-1942 Fleming 发明青霉素 1953年 Waterson和Crick DNA双螺旋 1973年 斯坦福Cohn 加州Boyer 基因工程 重组DNA技术之父 1997年2月 苏格兰 绵羊“多利”的克隆 1999年 高考 “假如记忆可以移植” 2000年6月 人类基因组 2001年 干细胞 2002 2003 2004 20年后 中关村
生命科学
提出问题富于想象
好奇和经常提问。
儿童
自学
爱因斯坦
考试 笔记
保持天性
预习复习
把握生命的层次
分子原子
个体器官组织 细胞细胞器 生态 宏观生物学 心脏跳动(心 “迷走素”
分子生物学;进化
生命科学是实验科学
脏肌肉收缩) 电流刺激 控制和启动肌肉的收缩
Loewi 迷走神经 复活节 小夜曲
课堂教学与教材
中国第一部全 彩色大学基础 生命科学教材
为什么 如何 作用 遗憾
本课程网址 进入 清华网络学堂 / 2 输入帐号: 密码: 3 输入 现代生物学导论 回车 参考书目
1. 陈阅增主编,普通生物学,高等教育出版社,1997; 2. 胡玉佳主编,现代生物学,高教/施普林格出版社,1999; 3. 张惟杰主编,生命科学导论,高等教育出版社,1999; 4. 瞿礼嘉等,现代生物技术导论,高教/施普林格,1998; 5. 周云龙主编,植物生物学,高等教育出版社,1999; 6. 吴庆余等,生物学导论实验,清华大学出版社,2000; 7. Neil A. Campbell, BIOLOGY, 4th edition, 1998 8. Allan J. Tobin and Jennie Dusheck, Asking About Life, Saunders college Publishing, 1999.
新世纪的大学生不能没有生物学知识
生物学家:
大脑
/
癌症 /
/
光合作用 作物新品种
生物技术公司:
基因药物
理工科学生: /专业 / 生物芯片/ 火星 / 纳米材料
社会科学专家: / 社会伦理 法律 / 生物技术和
人类社会的关系
人: 识自己 / DNA
克隆
保护生物多样性
转系 读研
探索生命奥秘,其乐无穷
人类文明发展的三次技术革命:
生物技术革命——21
创造生命 !
信息革命—— 20
解放大脑
工业革命—— 19世纪
解放双手
比尔盖兹
当今人类社会面临最重大的问题和挑战∶
人口膨胀; 粮食短缺; 疾病危害; 环境污染; 能源危机; 资源匮乏; 生态平衡破坏; 生物物种大量消亡。解决人类生存与发展所面临的一系列重大问题,在很
大程度上将依赖于生命科学的发展。生命科学对人类
经济、科技、政治和社会发展的作用是全方位的。
生物技术--经济 重组DNA技术(转基因技术): 把一个生物体中有用的目的基因转入另一个生物体 中,使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物
Swanson Genetech Inc. 胰岛素
ATP含量的测定 荧光酶-荧光素
当今世界,最富有挑战性的学科 课题的难度、复杂性、高新技术与理论、意义 2001年国际十大科技新闻 4/10 纳米技术 Science 主编
若贝尔奖
好奇心 实用主义
兴趣 功利主义
1 科学历史
3 技术经济
2 危机与挑战
4 大学生
生命有形 —— 梦想无限
荣幸与感谢
重视与尊重
目标
1.3 学什么
1 绪论—生物和生命科学 2 生物的多样性 3 细胞 4 生命的基本组成 5 能量与代谢 6 呼吸作用—能量的释放 7 光合作用 8 细胞繁殖和遗传 10 基因表达的调控 11 12 13 14 15 16 重组DNA技术 生物技术 生命的起源和进化 植物的结构与功能 动物的结构与功能 生态学基础
漂亮的模特儿
遗传学家
生物具有个体发育和系统进化的历史
生物对外界可产生应激反应,对环境具有适应性,
食 虫 植 物
生命(生物体)的基本特征
细胞是生物的基本组成单位(病毒除外)
新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能
生命通过繁殖而延续,DNA是生物遗传的基本物质 生物具有个体发育和系统进化的历史 生物对外界可产生应激反应和自我调节,对环境具有 适应性 生命是具有以上特征的物质形式