第一章生命科学1

1、第一章第一章 生生 命命 科科 学学教学目的：1、了解生命科学三个基本层次的划分。2、了解生命科学的发展史及发展动向。3、理解生命体的基本特征。2010年9月1日第一章第一章 生命科学生命科学 生命科学也叫生物学生命科学也叫生物学.研究生命的科学。研究生命研究生命的科学。研究生命的起源和演化、生物的结构、功能，各种生命现象的的起源和演化、生物的结构、功能，各种生命现象的本质和规律，以及生命与环境之间的相互关系。本质和规律，以及生命与环境之间的相互关系。什么是生命科学？什么是生命科学？生命科学的研究可以分成三个层次：1、核心层次包括分子生物学和细胞生物学学科。第一章第一章 生命科学生命科学 研究

2、生命的科学。研究生命的起源和演化、生物的结构、功能，各种生命现象的本质和规律，以及生命与环境之间的相互关系。什么是生命科学？生命科学的研究可以分成三个层次：1、核心层次： 包括分子生物学和细胞生物学学科。2、个体生物学层次： 对多个物种及类群的结构、功能以及生命活动规律逐一进行研究第一章第一章 生命科学生命科学 研究生命的科学。研究生命的起源和演化、生物的结构、功能，各种生命现象的本质和规律，以及生命与环境之间的相互关系。什么是生命科学？生命科学的研究可以分成三个层次：1、核心层次： 包括分子生物学和细胞生物学学科。2、个体生物学层次： 对多个物种及类群的结构、功能以及生命活动规律逐一进行研究

3、3、生物圈层次：如何科学地利用地球资源.第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史 生命科学是一门历史悠久的学科，大体起源于古代形成于近代，高度发展于现代。 生命科学的发展经历了一个从不自觉到自觉，由浅入深，乃至今天全面发展的漫长过程。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史一、前生物学时期 (实用生物学时期约16世纪以前 ) 着手对与人类生产、生活密切相关的生物进行形着手对与人类生产、生活密切相关的生物进行形态及其本性的描述和记载是这个时期最突出的特性。态及其本性的描述和记载是这个时期最突出的特性。中国：中国： 植物栽培、动物训养、制酱、酿酒、治病植物栽培、动物训养

4、、制酱、酿酒、治病 我国春秋战国时期编定的第一部书诗经已收入药物200多种，汉朝的神农百草经又将药物增至300多种。本草纲目明朝末年写成的，在这部不朽的科学典籍中，李时珍对1892种植物、动物及其天然成分分门别类详细描述。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史一、前生物学时期 (实用生物学时期约16世纪以前 ) 着手对与人类生产、生活密切相关的生物进行形着手对与人类生产、生活密切相关的生物进行形态及其本性的描述和记载是这个时期最突出的特性。态及其本性的描述和记载是这个时期最突出的特性。中国：中国： 植物栽培、动物训养、制酱、酿酒、治病植物栽培、动物训养、制酱、酿酒、治病二、古典

5、生物学时期（17世纪- 19世纪中期） 随着欧洲工业革命的迅速发展，生物学也取得了长足的进步。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史一、前生物学时期二、古典生物学时期（17世纪- 19世纪中期） 胡克（Hooke）用自制的显微镜观察并首次描述了细胞，打开了生物微观世界的大门。罗伯特罗伯特胡克（胡克（Robert Hooke，1635.7.181703.3.3,英国人）英国人）1665年，罗年，罗伯特伯特胡克自制的显微镜。观察软木薄片，胡克自制的显微镜。观察软木薄片，发现软木片是由很多小室构成的，各个小发现软木片是由很多小室构成的，各个小室之间都有壁隔开，像蜂房似的。胡克给室之间

6、都有壁隔开，像蜂房似的。胡克给这样的小室取名为这样的小室取名为“细胞细胞”。其实软木是。其实软木是由死细胞构成的，只是细胞壁，没有原生由死细胞构成的，只是细胞壁，没有原生质。但细胞这个名词就此被沿用下来。质。但细胞这个名词就此被沿用下来。 1665年，胡克发现软木中的细胞：姓名：艾弗里 Avery,Oswald Theodore 国家或者地区：加拿大 学科：生物学家发明创造：简历艾弗里（Avery,Oswald Theodore）加拿大-美国医生。1877年10月21日生于新斯科舍省哈利法克斯；1955年2月20日卒于田纳西州纳什维尔。艾弗里于1904年毕业于 第一章第一章 生命科学生命科学第

7、一节 生命科学发展简史一、前生物学时期二、古典生物学时期（17世纪- 19世纪中期） 1665年，胡克发现软木中的细胞。 1735年，林奈建立双名法： 林奈（Linnaeus）建立了第一个科学的生物分类系统，并创立了生物命名的双名制，从而为分类学成为一门独立的学科奠定了基础； 林奈（林奈（Linnaeus)，全名卡，全名卡尔尔冯冯林奈（林奈（Carl von Linn，1707年年5月月23日日1778年年1月月10日。日。瑞典自然学者，现代生物学分类瑞典自然学者，现代生物学分类命名的奠基人。命名的奠基人。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史一、前生物学时期二、古典生物学时期

8、 1838-1839年，施莱登建立细胞学说： 19世纪是科学的世纪，生命科学也得到了全面发展，其中，施莱登（Schleiden）和施旺（Schwann）创立的细胞学说，指出细胞是一切生物体结构和功能的基本单位，在细胞水平上说明了生物体基本结构的一致性 施莱登（1804年4月5日生于德国汉堡1881年6月23日去世于法兰克福）施莱登，德国植物学家，细胞学说的创始人之一。“细胞学说细胞学说”被恩格斯被恩格斯誉为誉为19世纪自然科学三大世纪自然科学三大发现之一（生物进化论和发现之一（生物进化论和能量守恒和转化定律能量守恒和转化定律 ）第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史一、前生物学

9、时期二、古典生物学时期 1838-1839年，施莱登建立细胞学说：19世纪是科学的世纪，生命科学也得到了全面发展，其中，施莱登（Schleiden）和施旺（Schwann）创立的细胞学说，指出细胞是一切生物体结构和功能的基本单位，在细胞水平上说明了生物体基本结构的一致性施旺施旺 Schwann Theodor 1810年12月7日生于德国诺伊斯，1882年1月11日去世于德国科隆。德国生理学家，细胞学说的创立者之一，普遍被认为是现代组织学（研究动植物组织结构）的创始人。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史一、前生物学时期二、古典生物学时期 1859年，达尔文发表物种起源查尔斯

10、查尔斯罗伯特罗伯特达尔文（达尔文（ Charles Robert DarwinCharles Robert Darwin）18091809年年2 2月月12-188212-1882年年4 4月月1919日，英国生物学家，进化日，英国生物学家，进化论的奠基人。曾乘贝格尔号舰作了历时论的奠基人。曾乘贝格尔号舰作了历时5 5 年的环球航行，年的环球航行， 对动植物和地质结构等进行了大量的观察和采集。出版对动植物和地质结构等进行了大量的观察和采集。出版物种起源物种起源这一划时代的著作，提出了生物进化论学这一划时代的著作，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。说，从而摧毁了各种唯

11、心的神造论和物种不变论。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史一、前生物学时期二、古典生物学时期 对各种生物的特性进行描述，但已逐渐深入到微观的水平。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 1865年 奥地利 神父兼中学代理教师孟德尔 发表植物杂交实验划时代论文，奠定了现代遗传学的基础。 随着数学、物理、化学等学科与生命科学的相互交叉渗透，生命科学取得了一系列引人注目的成就。 1866年巴斯德发明了加热灭菌的消毒法，证明了生物不可能在短时期内“自然发生”。路易斯路易斯巴斯德（巴斯德（Louis Pasteur，18

12、22.12.27-1895.9.25) ，法国微生物学家、，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人化学家，近代微生物学的奠基人。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 巴甫洛夫：在心脏生理、消化生理和高级神经活动生理方面做出了突出的贡献。巴甫洛夫巴甫洛夫伊凡伊凡彼德罗维奇（彼德罗维奇（ , 1849 , 184919361936）俄国生理学家、心理学家、医）俄国生理学家、心理学家、医师、高级神经活动学说的创始人，高级师、高级神经活动学说的创始人，高级神经活动生理学的奠基人。条件反射理神经活动生理学的奠基人。条件反射理论的建构

13、者，也是传统心理学领域之外论的建构者，也是传统心理学领域之外而对心理学发展影响最大的人物之一，而对心理学发展影响最大的人物之一，曾荣获诺贝尔奖。曾荣获诺贝尔奖。 第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 巴甫洛夫在心脏生理、消化生理和高级神经活动生理方面做出了突出的贡献。1926年摩尔根（Morgan）基因论的提出，标志着现代遗传学的正式建立。 美国的生物学家与遗传学家，美国的生物学家与遗传学家，18661866年年9 9月月2525日出生在日出生在肯塔基肯塔基州的州的列克星敦列克星敦，死于，死于19451945年年 1212月月4

14、 4日。日。发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，现发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，现代实验生物学奠基人。代实验生物学奠基人。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 20世纪三四十年代赫胥x黎 和杜布赞斯基 等人创立了现代综合进化论。托马斯托马斯赫胥黎（赫胥黎（Thomas Thomas Henry HuxleyHenry Huxley，1825182518951895）英国著名博物学家，达尔文英国著名博物学家，达尔文进化论最杰出的代表，进化论最杰出的代表，杜布赞斯基（杜布赞斯基（T.DobzhanskyT.Dobz

15、hansky，1900190019751975） 俄国出生的美国生物学家，现俄国出生的美国生物学家，现代综合进化论的奠基人之一。代综合进化论的奠基人之一。 第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 1944年艾弗里(Av9y)等用细菌作材料进行实验以及1952年赫希(fknlley)等进行的噬菌体感染实验证明了DNA是遗传物质而不是蛋白质。艾弗里（Avery,Oswald Theodore）加拿大-美国医生。1877年10月21日生于新斯科舍省哈利法克斯；1955年2月20日卒于田纳西州纳什维尔。 第一章第一章 生命科学生命科学第一

16、节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 1944年艾弗里(Av9y)等用细菌作材料进行实验以及1952年赫希(fknlley)等进行的噬菌体感染实验证明了DNA是遗传物质而不是蛋白质。艾弗里（Avery,Oswald Theodore）加拿大-美国医生。1877年10月21日生于新斯科舍省哈利法克斯；1955年2月20日卒于田纳西州纳什维尔。 第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 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第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物

17、学时期（19世纪中期-20世纪中期） 四、分子生物学时期（1953年至今）1953年沃森（Watson）和克里克（Crick）共同完成了DNA双螺旋结构分子模型的建立。詹姆斯詹姆斯沃森沃森WatsonWatson，James DeweyJames Dewey美国生物学家。美国科学院院士。美国生物学家。美国科学院院士。19281928年年4 4月月6 6日生于芝加哥。日生于芝加哥。19621962年年诺贝尔生理学。诺贝尔生理学。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 四、分子生物学时期（1953年至今）1953年沃森（Watson）

18、和克里克（Crick）共同完成了DNA双螺旋结构分子模型的建立。1957年克里克提出中心法则第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史三、实验生物学时期（19世纪中期-20世纪中期） 四、分子生物学时期（1953年至今）19531953年沃森（年沃森（WatsonWatson）和克里克（）和克里克（CrickCrick）共同完成了）共同完成了DNADNA双螺旋结构分子模型的建立。双螺旋结构分子模型的建立。19571957年克里克提出中心法则年克里克提出中心法则19611961年年 莫若和雅格布提出乳糖操纵子模型莫若和雅格布提出乳糖操纵子模型19651965年年 中国合成牛胰岛素中国

19、合成牛胰岛素19661966年年 尼伦伯格等破译生物界尼伦伯格等破译生物界6464个遗传密码个遗传密码19731973年年 柯恩体外重组质粒并成功转化大肠杆菌柯恩体外重组质粒并成功转化大肠杆菌第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史19751975年年 柯勒和米尔斯坦获得单克隆抗体柯勒和米尔斯坦获得单克隆抗体19771977年年 依坦库拉让生长激素释放抑制因子在大肠杆菌中表依坦库拉让生长激素释放抑制因子在大肠杆菌中表达，达，9L9L转化菌液转化菌液=50=50万头羊脑万头羊脑19811981年年 我国人工合成酵母苯丙氨酸转运核糖核酸；我国人工合成酵母苯丙氨酸转运核糖核酸；1986

20、1986年，美国诺贝尔获得者杜尔贝克提出对人类基因组全长年，美国诺贝尔获得者杜尔贝克提出对人类基因组全长（3030亿对核苷酸）进行测序的主张；亿对核苷酸）进行测序的主张；19901990年，美国政府提出，后来由美、英、日、法、德、中年，美国政府提出，后来由美、英、日、法、德、中 六国共同实施人类基因组计划（六国共同实施人类基因组计划（HGPHGP）；）；19971997年，英国罗斯林研究所的维尔穆特用羊乳腺细胞克隆出年，英国罗斯林研究所的维尔穆特用羊乳腺细胞克隆出“多莉多莉” （Dolly Dolly ）。）。四、分子生物学时期（1953年至今） 深入探究生命本质问题，深入探究生命本质问题，按

21、照人类的意愿有计划地改按照人类的意愿有计划地改造生物已经成了这个时期的造生物已经成了这个时期的显著特征显著特征第一章第一章 生命科学生命科学第二节第二节 21世纪生命科学发展展望世纪生命科学发展展望科学家对科学家对2121世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以下几个方面：下几个方面：（一）基因组研究（一）基因组研究（二）基因组与细胞的研究（二）基因组与细胞的研究（三）脑科学研究（三）脑科学研究（四）行为科学（四）行为科学（五）从分子水平上开展对遗传、发育（五）从分子水平上开展对遗传、发育和进化的统一为目标的综合理论研究。和进化的统一为目标的综合理论研究。（

22、六）生态学研究（六）生态学研究（七）人体功能，包括潜在功能的研究。（七）人体功能，包括潜在功能的研究。 第一章第一章 生命科学生命科学第二节 21世纪生命科学发展展望科学家对科学家对21世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以下几个方面：下几个方面：(1)生物大分子的结构与功能的研究。包括生物大分子生物大分子的结构与功能的研究。包括生物大分子结构分析、结构与功能的关系、结构分析、结构与功能的关系、 生物大分子的相互作生物大分子的相互作用，蛋白质三维结构的预测等。用，蛋白质三维结构的预测等。 (2)基因组与细胞的研究。包括细胞的基因组是如何在基因组与细胞的研究

23、。包括细胞的基因组是如何在时间和空间上有序表达的；基因时间和空间上有序表达的；基因 表达产物如何逐级装表达产物如何逐级装配成能行使生命活动的基本结构体系和各种细胞器的，配成能行使生命活动的基本结构体系和各种细胞器的，及其装配过程及其装配过程 的调控程序和机理；基因表达产物的调控程序和机理；基因表达产物活性因子与信号分子如何调节细胞最重要的生命活的。活性因子与信号分子如何调节细胞最重要的生命活的。 第一章第一章 生命科学生命科学第二节第二节 21世纪生命科学发展展望世纪生命科学发展展望科学家对科学家对21世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以下几个方面：下几

24、个方面：(3)基因组研究。包括人类和模式生物基因组全序测定，基因组研究。包括人类和模式生物基因组全序测定，基因组结构与功能的比较研究。基因组结构与功能的比较研究。(4)开展包括分子水平的，以实现遗传、发育和进化的统开展包括分子水平的，以实现遗传、发育和进化的统一为目标的综合理论研究。一为目标的综合理论研究。 (5)脑科学研究。包括从多级水平上研究脑神经网络的结脑科学研究。包括从多级水平上研究脑神经网络的结构及其神经信息的处理机制，构及其神经信息的处理机制， 进而阐明脑工作原理以及进而阐明脑工作原理以及神经系统的发育。神经系统的发育。 (6)行为科学。将进入探察人的智力、性格和行为模式的行为科学

25、。将进入探察人的智力、性格和行为模式的分子、遗传学机制，认知过程的分子、遗传学机制，认知过程的 心理机制以及行为量化心理机制以及行为量化研究阶段。研究阶段。第一章第一章 生命科学生命科学第二节 21世纪生命科学发展展望科学家对科学家对21世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以下世纪初生命科学发展热点的预测，大致有以下几个方面：几个方面：(7)生态学研究。以人类为研究主体，更加讲究生态、经生态学研究。以人类为研究主体，更加讲究生态、经济、社会和科技的综合效益。在济、社会和科技的综合效益。在 微观和宏观相结合、理微观和宏观相结合、理论和控制策略研究相结合的基础上：，进行自然科学和社论和控制策略研究

26、相结合的基础上：，进行自然科学和社会科学相结合会科学相结合 的综合性研究，进步向着定量化、模型化、的综合性研究，进步向着定量化、模型化、工程化和系统化的方向发展。工程化和系统化的方向发展。 (8)人体功能人体功能(包括潜在功能包括潜在功能)的研究。的研究。第一章第一章 生命科学生命科学第一节 生命科学发展简史第二节 21世纪生命科学发展展望第三节 生命体的基本特征1、严整复杂的结构、严整复杂的结构 一切生物体一切生物体（除病毒外）（除病毒外）都是由细胞构成的都是由细胞构成的 细胞细胞: 是生物体结构和功能的基本单位。是生物体结构和功能的基本单位。细胞细胞 组织组织 器官器官 系统系统 个体个体

27、多细胞生物：多细胞生物：病毒：病毒：无细胞结构的生物无细胞结构的生物成分：成分：蛋白质蛋白质核酸核酸腺病毒腺病毒大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体常见病毒常见病毒2、新陈代谢、新陈代谢: 概念：概念：生物体时刻不停地与它们周围的环境进行着物质交生物体时刻不停地与它们周围的环境进行着物质交换和能量转换，借以完成自身的不断更新，适应体换和能量转换，借以完成自身的不断更新，适应体内外的变化，这过程叫内外的变化，这过程叫新陈代谢新陈代谢。新陈代谢新陈代谢 同化作用同化作用 异化作用异化作用 指生物体把从外界环境中指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存身的组成

28、物质，并且储存能量的变化过程。能量的变化过程。指生物体能够把自身的一指生物体能够把自身的一部分物质加以分解，释放部分物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变解的终产物排出体外的变化过程。化过程。一、生物的基本特征一、生物的基本特征一、生物的基本特征一、生物的基本特征3、生长、发育和生殖、生长、发育和生殖生长生长: :生物体在其一生中都要经历生物体在其一生中都要经历从小到大的生长过程从小到大的生长过程，发育发育:生物个体也发生一系列形态、结构和功能等的变化，生物个体也发生一系列形态、结构和功能等的变化，最终成为一个成熟的个体，这个过程就是发育最终成为一个成熟的个体，这个过程就是发育 生殖生殖:生物体生长发育到一定时期生物体生长发育到一定时期,就能够产生和自已就能够产生和自已相似的后代的现象相似的后代的现象.一、生物的基本特征一、生物的基本特征应激性应激性： 生物体在生活过程中生物体在生活过程中,都能对外界刺激产生相应的反都能对外界刺激产生相应的反应。应。 举例：举例：老鼠听见猫叫，老鼠听见猫叫，鱼饵投入水中，鱼饵投入水中，植物根的向地性和茎的向光性。植物根的向地性和