生命科学导论

1、深圳大学公选课深圳大学公选课余少文生命科学学院生命科学是推动21世纪自然科学发展与社会进步的关键性学科。为了顺应21世纪经济、社会、科技、文化发展对高等教育人才培养的要求，在校大学生需要掌握一些生命科学的基础知识。通过对生命科学导论的学习，使学生了解和掌握生命科学的基础知识、学科前沿、发展趋势以及与其他学科的联系；使学生通过该课程的学习，在今后的学习与工作中，将学过的生命科学知识同所从事的专业结合起来，产生一些新思路，开拓一些新的研究领域。同时，通过该课程的学习，加强学生对生命科学的认识，提高学生的综合素质，增强自身健康与环保意识，培养适应21世纪需要的复合型人才。第 一 讲 绪论 （余少文老

2、师）第 二 讲 生命的起源与早期演化（黎科老师 ）第 三 讲 生命的结构基础第 四 讲 多彩的植物世界 （张永夏 老师 ） 第 五 讲 多姿的动物世界（李荔老师考核）第 六 讲 神奇的微生物世界（韩庆国老师） 第 七 讲 病毒与免疫 （彭勇老师） 第 八 讲 生命的延续与遗传 （余少文老师 ）第 九 讲 现代生物技术 （期末开卷考试）上课时间、地点：上课时间、地点： 每周一每周一 9-109-10节，教学楼节，教学楼 B413B413 生命科学导论教学组生命科学导论教学组 2015.3 2015.3 作 者出 版 社基础生命科学吴庆余高等教育出版社（2003）生命科学导论李宪民郑州大学出版社（

3、2004）生命科学导论北大生科院编写组高等教育出版社（2003）参考书： 绪 论本章目录 生命科学的重要性 生命的起源和定义 生命科学的分科 生命科学的研究方法为什么要学习生命科学知识？为什么要学习生命科学知识？生命科学是21世纪自然科学的带头学科生命科学充满未解之谜生命科学与人类社会的发展息息相关生命科学的重要性生物科学的前沿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生命科学的重要性DNADNA双螺旋结构双螺旋结构生命科学的重要性2121世纪将面临的许多世界性的难题世纪将面临的许多世界性的难题人口膨胀粮食紧张环境污染能源紧缺遗传疾病生命科

4、学的重要性一、生命科学是21世纪自然科学的带头学科当前自然科学的带头学科开始从物理科学向生命科学转移生命科学的重要性二、生命科学充满未解之谜“猛犸之谜” “恐龙灭绝之谜” 龟鳖家族的长寿之谜生命科学的重要性“猛犸之谜”生命科学的重要性 在地球上生活了约50万年的猛犸为什么会在1万年前突然灭绝？是由于某种灾变引起的，还是由于猛犸自己缺少适应生存的条件而灭绝的呢？猛犸的灭绝和恐龙的灭绝一样，都是生物进化史中的未解之谜。“恐龙灭绝之谜”生命科学的重要性 恐龙最早出现在约2亿4千万年前的三叠纪，灭亡于约6500万年前的白垩纪所发生的中生代末白垩纪生物大灭绝事件。恐龙最终灭绝于6300万年前的新生代第三

5、纪古新世。龟鳖家族的长寿之谜生命科学的重要性乌龟寿命究竟有多长，目前尚无定论，一般讲能活100年，据有关考证也有300年以上的，有的甚至过千年。 乌龟寿命究竟有多长，目前尚无定论，一般讲能活100年，据有关考证也有300年以上的，有的甚至过千年。 乌龟寿命究竟有多长，目前尚无定论，一般讲能活100年，据有关考证也有300年以上的，有的甚至过千年。 乌龟寿命究竟有多长，目前尚无定论，一般讲能活100年，据有关考证也有300年以上的，有的甚至过千年。 三、生命科学与人类社会的发展 息息相关农业方面医药卫生方面轻工业、食品工业、酶工程其他方面生命科学的重要性17生命科学知识生命科学知识日常生活日常生

6、活健康健康技能技能职业职业饮食饮食旅游旅游宠物宠物生物反应器生物反应器疫苗接种流行疾病科学研究医疗1.农业方面遗传育种农作物、畜牧业的优良品种转基因作物生命科学的重要性2.医药卫生方面新的抗菌素、疫苗免疫学 提高了异体器官移植的成功率，并发现了自体免疫疾病的病因基因工程菌与基因疗法 胰岛素、干扰素、生长激素、淋巴细胞活素、血纤维蛋白溶解剂、白蛋白、血因子、单克隆抗体、DNA探针等生命科学的重要性3.轻工业、食品工业酶工程 食品、医药、发酵、日用化工、轻纺、制革、水产、木材、造纸、能源、农业、环保等经济部门发酵工程 酿酒制曲、味精、抗菌素、维生素等生命科学的重要性4.4.其他方面其他方面细菌造雪

7、细菌保护古建筑无法假冒的生物笔生命科学的重要性细 菌 造 雪生命科学的重要性细菌保护古建筑生命科学的重要性无法假冒的生物笔生命科学的重要性生命是什么？生命是什么？ “ “生命生命”应如何定义？应如何定义？生命的定义生命的定义生命起源之谜生命起源之谜与与“生命的本质生命的本质”相关的一些观点和相关的一些观点和理论理论生命的本质特征生命的本质特征生命的起源和定义生命是什么？生命是什么？ “ “生命生命”应如何定义？应如何定义？生命的起源和定义一、生命的定义一、生命的定义从生物学角度的定义从物理学角度的定义从生物物理学角度的定义“生命”的完整的、系统的定义生命的起源和定义1.从生物学角度的定义由核酸

8、和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。生命的起源和定义2 . 从 物 理 学 角 度 的 定 义 “负熵”热力学第二定律 任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱、越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。 生命的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。生命的起源和定义3.从生物物理学角度的定义三要素：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。生命的起源和定义4.“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

9、式，是一种过程，是一种现象。生命的起源和定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。生命的起源和定义二、生命起源之谜二、生命起源之谜宗教认为上帝创造了生命古代人认为生命是自然发生的达尔文的探索奥巴林的生命起源假说米勒的实验生命起源于无机物生命的起源和定义生命的起源和定义2.古代人认为生命是自然发生的我国古代有“天地合气万物有生”的说法古代欧洲有“地球乃孕育生命的慈母”的说法生命的起源和定义3.达尔文的探索“适者生存”自然选择理论的精髓；达尔文1859年写下物种起源。生命的

10、起源和定义4 . 奥 巴 林 的 生 命 起源假说“团聚体假说”： 无机物 简单的有机物 复杂的有机物 多分子体系（团聚体） 有新陈代谢功 能的蛋白质体生命的起源和定义5.米勒的实验 生命起源于无机物生命的起源和定义三、与三、与“生命的本质生命的本质”相关 的一些观点和理论的一些观点和理论生机论 将生物现象归结为一种非物质的“活力”机械论 将生命现象简单地归结为物理和化学的过程一架结构极其复杂的机器生命的起源和定义三 、 与三 、 与“生 命 的 本 质生 命 的 本 质” 相 关 的一些观点和理论的一些观点和理论还原论还原论 生物的一切都可用分子和分子相互作用的规律来说明整体论整体论 生物各

11、组成部分规律加起来不等于整体的规律生命的起源和定义四、生命的本质特征四、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应激性和运动内稳态生长发育繁殖与遗传适应生命的起源和定义1.化学成分的同一性生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素等多种有机分子以及C、H、O、N、P、S等无机元素组成。蛋白质：由20种氨基酸组成。核酸：由8种核苷酸组成。各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，各种生物都是以ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子。生命的起源和定义蛋白质由蛋白质由2020种氨基酸组成种氨基酸组成生命的起源和定义2.严整有序的结构生命的基本单位是细胞细胞的结构整个生物界是一个多层次的有序结构：细

12、胞 组织 器官 系统 个体种群群落生态系统生命的起源和定义细细 胞胞 的的 结结 构构生命的起源和定义植物细胞结构图植物细胞结构图3.3.新陈代谢新陈代谢生物体不断地吸收外界的物质，在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢最终产物而被排出体外。合成作用（anabolism） 从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。分解作用（catabolism） 分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。生命的起源和定义4.应激性和运动生物接受外界刺激后会发生反应，生物的运动受神经系统的控制。生命的起源和定义5.内稳态生物体在没有强烈的外界因素的影响下，有某些机制使其内环境

13、能保持动态稳定性。生命的起源和定义6.生长发育生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，其中遗传因素起决定性作用，而外界环境也有很大影响。生命的起源和定义7.繁殖与遗传生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。生命的起源和定义8.8.适适 应应适应的含义：（1）生物的结构都适应 于一定的功能。（2）生物的结构和功能 适应于其在一定环 境条件下的生存和 延续。适应是生物界普遍存在的现象生命的起源和定义生命科学的分科生命科学的分科按生物类群或研究对象来分按生物类群或研究对象来分按研究的生命现象或生命过程来分

14、按研究的生命现象或生命过程来分按生物结构的层次来分按生物结构的层次来分按与其他学科的关系来分按与其他学科的关系来分生命科学的分科一、按生物类群或研究对象来分一、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、鸟类学等生命科学的分科二、按研究的生命现象或生命过程来分二、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、免疫学等生命科学的分科三、按生物结构的层次来分三、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、量子生物学等生命科学的分科四、按与其他学科的关系来分四、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、磁生物学等生命科学的分科研究生命过程的方法研究生命过程的方法一般研究方法研究步骤生命科学的研究方法一、一般研究方法描述法、比较法、实验法、历史法生命科学的研究方法二、研