大学生命科学科普教学课件

1、文科大学生(下)自然科学技术知识读本宇宙.地球.生命生命篇一、生命的起源和演化(一)关于生命起源的多种假说1.上帝创造生命说2.生命来源于宇宙生命必需的酶，像蛋白质和遗传物质的形成一样,需要数亿年的时间,一些化石上所记载的生命物质诞生于35亿年前。3.自然发生说4.生命的产生只能来自于生命 生命的产生只能来自于生命，代表人物是巴斯德。(二)化学进化和细胞的形成(三)生命进化的历史(四)关于生命进化的学说1.拉马克进化论思想用进废退,获得性遗传.2.达尔文的进化论思想达尔文于1859年出版了物种起源, 适者生存,不适者被淘汰的过程叫做自然选择。 3.居维叶的灾变论4.综合进化论 综合进化论是遗传

2、学家、美籍俄国人杜布赞斯基于1938年建立的， 第一，种群是生物进化的基本单位。 第二，生物进化有3个基本环节，即突变、选择和隔离。二、生命体的基本组成单位细胞（一）细胞的发现与细胞学说的建立细胞是生命的最基本单位，生物的一切活动都是通过细胞实现的。1838年德国植物学家施莱登提出了细胞是一切植物结构的基本单位，也是植物借以发展的根本实体。1839年德国动物学家施旺把这一学说扩大到动物界，从而形成了细胞学说。（二）细胞的分类生物学上按照结构的复杂程度及进化顺序，把全部细胞分为两类，一类是原核细胞，一类是真核细胞。原核细胞是比较低级和原始的一类细胞，缺乏真正的细胞核，通常比真核细胞小。图15 原

3、核细胞真核细胞由原核细胞进化而来，包括动物细胞和植物细胞两大类。真核细胞具有真正的细胞核，其遗传物质DNA被包在双层膜的特殊结构中。真核细胞还具有许多由膜包被或组成的细胞器，它们包括线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网等。图16 真核细胞大液泡、叶绿体和细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征。 (三)细胞的化学组成1.组成细胞中的元素组成细胞的元素中碳、氢、氧、氮这4种元素含量最多，2.组成细胞的化合物（1）细胞中的无机化合物主要有无机盐；水。 （2）细胞中的有机化合物有糖类。纤维素。脂质。蛋白质(由20种氨基酸组成 ) 。（四）细胞的基本结构1.细胞膜 细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成

4、。 功能主要体现在3个方面：一是将细胞与外界环境分隔开。二是控制物质进出细胞。三是进行细胞间的信息交流。2.细胞器 分布于细胞质内,主要有线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、微丝、微管、中心粒等。图18 线粒体3.细胞核细胞核是细胞的控制中心。是细胞的基因库，遗传的秘密在细胞核内。细胞核不仅控制着细胞的代谢和遗传，同时影响细胞的生长和分化。 图19 细胞核结构4.细胞中物质输入和输出 物质跨膜运输:被动运输:通过扩散实现，扩散是物质分子由高浓度区域移至低浓度区域的运动过程。如水,CO2等.主动运输:在蛋白质载体的协助下，将物质分子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧转运过程。如能量消耗.图20、21

5、细胞膜的胞吞作用和胞吐作用5.细胞的能量“通货”ATP ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，其分子结构式简写为APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表普通化学键，而代表一种特殊的化学键，叫高能磷酸键。图22 ATP与ADP相互转化的示意图（五）能量之源光合作用 光合作用的化学式为： 6H2O + 6CO2C6H12O6（葡萄糖）+ 6O2它能够将太阳能转化为化学能，为地球上的一切动物、植物和微生物提供生命活动所需的能量。（六）细胞的生命历程真核细胞的分裂有3种类型：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。(1)有丝分裂又称为间接分裂，因在分裂过程中有纺锤丝的出现，故称有丝分裂。有丝分裂是真核细胞分裂的主

6、要方式。图23 植物细胞有丝分裂图24 动物细胞有丝分裂 1.间期 2.前期 3.中期 4.后期 5.末期（2）无丝分裂又称为直接分裂，表现为细胞核伸长，从中部缢缩，然后细胞质分裂，其间不涉及纺锤体形成和染色体变化，故称为无丝分裂。（3）减数分裂为例子，高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内，人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。 2.细胞分化决定细胞分化的根本原因是细胞内基因的差别表达。 3.细胞的全能性4.动物干细胞 根据其分化潜能来分有全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞3类。5.细胞的衰老和死亡6.细胞的癌变三、生命的遗传（一）遗传因子的发现1.孟德尔的豌豆杂交试验植物的一对性状在杂

7、交后代中分别得到表现的规律就是分离定律（后称孟德尔第一定律）。杂交植物的两对性状在分离时独立进行并随即组合的现象叫做“独立支配规律”或“自由组合规律”（后称孟德尔第二定律）。如果来自父本和母本的两个因子相同，就叫同质结合。遵循了自乘的原则，即（C+c）(C+c)=CC+Cc+Cc+cc。一个是代表高茎的因子C，一个是代表矮茎的因子c（常用小写字母代表隐性性状），就叫做异质结合。 回交试验就是让杂种子一代跟亲本杂交。杂种子一代(Cc)高茎与显性高茎亲代(CC)交配,后代都是高茎(CC或Cc) 。 （二）基因的本质1.染色体的发现1879年，德国生物学家弗莱明发现了细胞中有一种丝状物极易被碱性染料

8、（洋红、苏木精）着色，这就是染色丝，它在细胞分裂时有奇妙的行为。2.摩尔根的基因论他把性状遗传的因子叫做基因，认为决定上述性状的基因与决定性别的基因必然是连在一起的，他把这种在遗传中基因互不分离的现象叫做基因连锁现象 3.基因的物质基础根据核酸中所含糖类的不同，核酸可分为脱氧核糖核酸（DNA）:碱基为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）；核糖核酸（RNA）:含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。（三）DNA的结构及其复制多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二脂键的走向决定，一条从53，另一条从35。键间有螺旋形的凹槽小沟和大沟。中间的“脚踏”是分别连在两边糖分子上的碱基，通过弱的氢

9、键结合在一起形成碱基对。碱基配对遵循着一定的原则，即嘌呤与嘧啶配对，可表示为(腺嘌呤)A(胸腺嘧啶)T和(鸟嘌呤)G (胞嘧啶)C。碱基之间的这种一一对应的关系叫碱基互补配对原则。2.DNA的复制沃森和克里克推测，DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋和分开，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条新链。这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代，另一条链则是新合成的，所以这种复制方式称为半保留复制。（四）遗传信息的转移蛋白质合成1.遗传信息的转录转录是指在细胞核里，以DNA作为模板，将DNA分子作带的遗传信息转录合成R

10、NA的过程。通过转录，将DNA上的遗传信息转发给RNA。RAN分子是单链，并且比DNA短，能够穿过细胞核的核孔，进入到细胞质中。转录的产物有3种：信使RNA、转移RNA和核糖体 RNA。 2.遗传信息的翻译游离在细胞质中的各种氨基酸，通过mRNA链上的遗传密码，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，称为翻译或转译。3.遗传的中心法则以DNA为模板，把遗传信息转录给mRNA，编码于mRNA核苷酸序列中的遗传信息在核糖体上翻译成多肽链的氨基酸顺序，这就是中心法则。4.基因突变由于某种原因使DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，5.人类的遗传病遗传病是指因遗传物质不正常引起的先

11、天性疾病。遗传病的特点是：一是先天性。二是终生性。三是家族性。四是垂直传递。 四、现代生物技术（一）细胞工程细胞工程主要包括细胞培养、细胞融合、细胞重组、遗传物质转移等多方面的操作。（二）发酵工程1.微生物的特性2.发酵工程发酵工程，就是通过研究改造发酵所用的微生物，并运用工程技术手段控制发酵过程来大规模工业化生产发酵产品。第一阶段，对发酵原料预处理。第二阶段，发酵过程的准备。第三阶段，发酵过程。第四阶段，对发酵产品进行分离和提纯，以获得符合要求的发酵产品。（三）酶工程酶工程又称酶技术，是生物工程的重要内容之一。它是利用酶所特有的生物催化性能，运用工程技术手段来生产人类所需要的产品或达到某种特

12、殊目的的一门技术科学。（四）基因工程1.基因工程及其操作过程 基因工程叫重组DNA技术，就是将DNA在体外或体内进行重新组合，然后把重组后的DNA分子导入微生物或真核细胞内进行繁殖，使重组细胞在受体细胞内得到表达，产生出人类需要的基因产物，或者改造、创造新的生物类型。图26 基因工程操作过程 基因诊断也叫DNA诊断、分子诊断，是通过从患者体内提取样本，用基因检测方法来诊断患者是否有基因异常或携带病原微生物。基因治疗实际上指的是把具有一定功能的外源基因导入人体内使之表达，从而使疾病得以治疗。五、生命与环境（一）生物与环境在生物学上，环境指的是生物的栖息地，以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因

13、素。对某个具体生物群落来讲，其环境是指所在地区，影响该群落发生发展的全部无机因素（光、热、水、土壤、大气、地形等）和有机因素（动物、植物、微生物）的总和。（二）植物界的类群及特征1.低等植物2.高等植物3.植物的种子4.植物的根5.植物的茎6.植物的叶7.植物的花图27 植物叶的组成（三）植物的向性运动（四）生物群落及其演替（五）生态系统 在生物学上，将生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为生态系统中的能量流动。能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是1020。 生物系统中的物质循环是指组成生命体的物质元素，如碳、氧、氢、氮、磷、钾、钠、钙等元素不断进行着从无机环境到生物群落，再从生物群

14、落回到无机环境中去的周而复始的运动。图29 生态系统中的物质循环（六）生物多样性1.遗传多样性2.物种多样性3.生态系统多样性4.生物多样性的意义5.生物多样性正经受严重危机6.生物多样性的保护（七）城市生态系统城市生态系统的特点:一是城市生态系统的生命主体是人。二是城市生态系统高度的开放性。三是城市生态系统具有高度的人为性。六、医学常识与健康（一）生理医学与生命健康AB型血的人称为万能受血者。O型血的人称为万能供血者。如果一次失血不超过400毫升，可以在短期内得到补充而恢复正常。可见，健康成年人每次献血200300毫升是不会影响健康的。正常人的血压：收缩压在90140毫米汞柱（12.018.

15、7千帕）之间，舒张压在6090毫米汞柱（8.012.0千帕）之间，高于这个范围就可能是高血压，低于该范围就可能是低血压。人体的正常温度和发热 腋窝温度为36.037.0。发热的高低（腋下温度）分为：低热37.138；中度发热38.139；高热39.141；超高热41以上。（二）不可忽视的亚健康状态1.认识亚健康状态健康的定义是躯体没有疾病，心理没有障碍，并且具有一定的社会适应能力。而亚健康状态是介于健康与疾病之间的临界状态（即不完全健康，又达不到疾病的诊断标准和程度），各种仪器及理化检验结果均为阴性，但人总有疲乏，精力不足，情绪不良，烦躁易怒或抑郁自责，头晕头痛、胸闷心悸、失眠健忘等各种各样的不识适感觉，它与现代人们的生活方式及所承受的社会压力不断增加有直接关系。检测乙型肝炎“两对半”的意义HBsAg乙型肝炎表面抗原;抗HBs乙型肝炎表面抗体;HBeAg乙型肝炎e抗原;抗HBe乙型肝炎e抗体;抗HBc乙型肝炎表核心抗体.如果项是“+”，这就是人们常说的“大三阳”，这种结果表示不仅感染了乙型肝炎病毒，而且病毒比较活跃，传染性强，一般需要接受保肝治疗，如肝功能异常，有必要住院治疗。如果项“+”，这就是“小三阳