上海交通大学普通生物学课件第1章：绪论
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用实验的方法研究客观事物，要求根据已有的事实(来 自观察或来自实验)提出假说，再根据假说推导出一个可以 用实验加以检验的预测，然后实施这个实验来加以验证。
复旦大学脑研究所：脑活动光 学成象系统实验对象－－猴子
2020/12/18
17
四 为什么要学习生物学?—目的意义
二十一世纪是生物学的世纪，学习生物学， 可以扩大我们的知识面，为今后从事生物 科学的研究奠定基础。
化脉络
达尔文
《物种起源》（1859）
2020/12/18
22岁的达尔文刚开始贝格尔舰航行
7
当时报纸上刊登的 讽刺达尔文的漫画
2020/12/18
8
（2）实验生物学阶段（ 19世纪中到20世中） 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
2020/12/18
9
曲颈瓶实验证明“种质论”批驳“腐生论”
太空葡萄 21
2020/12/18
人类健康 80年代，在美国发现 第一例艾滋病，至今美国 已有 > 106 感染者。 E . Johnson 是洛杉矶 湖人队球星，1991年被 检查出为 HIV 病毒阳性。
22
图为墨西哥荒原中的仙人掌类植物。
资源问题
矿物能源（石油、煤） 必将枯竭，生物能源已在开发之中。
5
二、生物学的历史和发展 从传统生物学到现代生命科学
——生命科学能够迎接21世纪的挑战
生物学经历了三个发展阶段： ➢ 描述生物学阶段 （19世纪中叶以前） ➢ 实验生物学阶段（19世纪中到20世中叶） ➢ 创造生物学阶段 （20世纪中叶以后）
2020/12/18
6
（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
2020/12/18
2
我们食品和环境专业的学生为什么要学习生物学？
2020/12/18
3
研究对象
生物科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 植物 、动物(人)。
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（biosphere)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。
27
美国
其他发达国家 工业化早期 农业社会（晚） 农业社会（早） 狩猎时期
原始人 2020/12/18
随 人人 均类 消文 耗明 热发 能展 剧， 增 。
28
2020/12/18
北 美 酸 雨 地 区
29
1979-1984南极上空臭氧洞
2020/12/18
30
2020/12/18
到1987年 臭 氧 洞 显 著 增 大
很多不起眼的生物，很可能就是药物、材 料等的宝贵资源。
森林乱槛乱伐
2020/12/18
23
一个20米直径的水池年产4吨藻类， 加工后可得相当于3000 升柴油的 燃料。
一英亩三角大戟可生产相当于 50 吨石油的燃料。
图为生长在淡水和海水中的一种硅藻
2020/12/18
24
环 境问题 这是最早一份关于环境对生物种群 影响的研究
为什么说二十一世纪是生物学的世纪？
2020/12/18
18
1. 生命科学在20世纪取得了飞速的发展 2. 当前自然科学的带头学科正开始从物
理科学向生命科学转移。 3. 社会的可持续发展需要生命科学作为
21世纪的带头学科
人口膨胀 粮食短缺 疾病危害 环境污染 能源危机 资源匮乏 物种灭绝
2020/12/18
4
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。
2020/12/18
2020/12/18
19 在人满为患的日本
人口问 题 2020/12/18
新生命的诞生 使人们欢欣鼓舞
同时，人口问题却又是人 类社会 面 临的极大挑战。
20
粮食问题 联合国粮农组织水稻研究所（菲， 马尼拉）绿色革命
研究人员培育的“超级水稻”在产量和蛋白质含量两方面均 优于寻常品种
2020/12/18
Hale Waihona Puke Baidu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。
2020/12/18
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三、 生物学的研究方法
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，林耐的双名法等。
2020/12/18
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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。
比较胚胎学：研究各类动物胚胎发育的过程并加以科学比较。为系统 发生和进化论提供证据。
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假说和实验
实验是人为地干预、控制所研究对象的条件下进行 的观察。
工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满 淡色苔藓的树皮上，不易被鸟发现；
工业化后，黑色蛾子逐渐取而代之，因为黑 烟污染了环境，黑色蛾子更易藏身。
2020/12/18
25
工人正在向被石油污染的海滩喷洒营养液，促使 吃石油的细菌长起来。
2020/12/18
26
酸雨毁坏德国森林的 50％
2020/12/18
31
鹰体内DDT浓度 25ppm
水中 DDT浓度 3 x 10－6ppm
2020/12/18
DDT经 食 物 链 浓 缩 107 倍
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DDT灾难
2020/12/18
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（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。
2020/12/18
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2020/12/18
DNA
华 生 和 克 里 克 在 讨 论 双 螺 旋 模 型
12
2020/12/18
第 一 例 基 因 工 程 实 验
13
发展趋势
2020/12/18
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第一章 绪 论
一. 什么是生物科学？
生物学(biology)或生物科学(biological sciences)是研究生物体生命现象和生命活动的 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的学科 。
复旦大学脑研究所：脑活动光 学成象系统实验对象－－猴子
2020/12/18
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四 为什么要学习生物学?—目的意义
二十一世纪是生物学的世纪，学习生物学， 可以扩大我们的知识面，为今后从事生物 科学的研究奠定基础。
化脉络
达尔文
《物种起源》（1859）
2020/12/18
22岁的达尔文刚开始贝格尔舰航行
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当时报纸上刊登的 讽刺达尔文的漫画
2020/12/18
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（2）实验生物学阶段（ 19世纪中到20世中） 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
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曲颈瓶实验证明“种质论”批驳“腐生论”
太空葡萄 21
2020/12/18
人类健康 80年代，在美国发现 第一例艾滋病，至今美国 已有 > 106 感染者。 E . Johnson 是洛杉矶 湖人队球星，1991年被 检查出为 HIV 病毒阳性。
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图为墨西哥荒原中的仙人掌类植物。
资源问题
矿物能源（石油、煤） 必将枯竭，生物能源已在开发之中。
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二、生物学的历史和发展 从传统生物学到现代生命科学
——生命科学能够迎接21世纪的挑战
生物学经历了三个发展阶段： ➢ 描述生物学阶段 （19世纪中叶以前） ➢ 实验生物学阶段（19世纪中到20世中叶） ➢ 创造生物学阶段 （20世纪中叶以后）
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（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
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我们食品和环境专业的学生为什么要学习生物学？
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研究对象
生物科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 植物 、动物(人)。
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（biosphere)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。
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美国
其他发达国家 工业化早期 农业社会（晚） 农业社会（早） 狩猎时期
原始人 2020/12/18
随 人人 均类 消文 耗明 热发 能展 剧， 增 。
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北 美 酸 雨 地 区
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1979-1984南极上空臭氧洞
2020/12/18
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2020/12/18
到1987年 臭 氧 洞 显 著 增 大
很多不起眼的生物，很可能就是药物、材 料等的宝贵资源。
森林乱槛乱伐
2020/12/18
23
一个20米直径的水池年产4吨藻类， 加工后可得相当于3000 升柴油的 燃料。
一英亩三角大戟可生产相当于 50 吨石油的燃料。
图为生长在淡水和海水中的一种硅藻
2020/12/18
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环 境问题 这是最早一份关于环境对生物种群 影响的研究
为什么说二十一世纪是生物学的世纪？
2020/12/18
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1. 生命科学在20世纪取得了飞速的发展 2. 当前自然科学的带头学科正开始从物
理科学向生命科学转移。 3. 社会的可持续发展需要生命科学作为
21世纪的带头学科
人口膨胀 粮食短缺 疾病危害 环境污染 能源危机 资源匮乏 物种灭绝
2020/12/18
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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。
2020/12/18
2020/12/18
19 在人满为患的日本
人口问 题 2020/12/18
新生命的诞生 使人们欢欣鼓舞
同时，人口问题却又是人 类社会 面 临的极大挑战。
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粮食问题 联合国粮农组织水稻研究所（菲， 马尼拉）绿色革命
研究人员培育的“超级水稻”在产量和蛋白质含量两方面均 优于寻常品种
2020/12/18
Hale Waihona Puke Baidu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。
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三、 生物学的研究方法
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，林耐的双名法等。
2020/12/18
15
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。
比较胚胎学：研究各类动物胚胎发育的过程并加以科学比较。为系统 发生和进化论提供证据。
2020/12/18
16
假说和实验
实验是人为地干预、控制所研究对象的条件下进行 的观察。
工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满 淡色苔藓的树皮上，不易被鸟发现；
工业化后，黑色蛾子逐渐取而代之，因为黑 烟污染了环境，黑色蛾子更易藏身。
2020/12/18
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工人正在向被石油污染的海滩喷洒营养液，促使 吃石油的细菌长起来。
2020/12/18
26
酸雨毁坏德国森林的 50％
2020/12/18
31
鹰体内DDT浓度 25ppm
水中 DDT浓度 3 x 10－6ppm
2020/12/18
DDT经 食 物 链 浓 缩 107 倍
32
DDT灾难
2020/12/18
10
（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。
2020/12/18
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2020/12/18
DNA
华 生 和 克 里 克 在 讨 论 双 螺 旋 模 型
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2020/12/18
第 一 例 基 因 工 程 实 验
13
发展趋势
2020/12/18
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第一章 绪 论
一. 什么是生物科学？
生物学(biology)或生物科学(biological sciences)是研究生物体生命现象和生命活动的 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的学科 。