普通生物学绪论知识讲解课件

普通生物学普通生物学1绪论(Introduction)普通生物学(GeneralBiology)是生物学(Biology)的一个缩影和通论。Biologyisthescientificstudyof

life.绪论(Introduction)普通生物学(General2生命科学是研究生物体及其运动规律的科学，广义的生命科学还包括生物技术、医学、农学、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。生命科学是研究生物体及其运动规律的科学，广义的生命科学还包括3普通生物学绪论知识讲解课件4一、生命的基本特征Biologyisthescientificstudyoflife什么是生命?生命具有九大特征一、生命的基本特征Biologyisthescient51、化学成分的同一性

所有生命都是由水、蛋白质、糖类、脂类、核酸、盐类和少量其他有机化合物构成。其中,水分>70%,干物质中大分子约占90%。

构建生命必需的元素约有25种,其中,C、H、O、N约96%。1、化学成分的同一性

所有生命都是由水、蛋白质、糖类、脂类62、严整有序的结构

除病毒外，生命的基本结构和功能单位是细胞

有序的结构层次：元素-有机化合物-大分子-细胞器-细胞-组织-器官-系统-生物有机体2、严整有序的结构

除病毒外，生命的基本结构和功能单位是细胞7DF1.4DF1.48细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）9生物界是一个多层次的有序结构生物界是一个多层次的有序结构103、新陈代谢(Metabolism)生物是有选择性的开放系统，生物与环境不断进行物质与能量的交换

新陈代谢包括合成作用(Anabolism)与分解作用(Catabolism)两个过程

新陈代谢使生物体内的总熵保持恒定，维持有序性3、新陈代谢(Metabolism)生物是有选择性的开放系统11新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能12普通生物学绪论知识讲解课件13普通生物学绪论知识讲解课件14生物圈中的物质和能量流生物圈中的物质和能量流154、应激性与运动生物能接受外界刺激而发生特定反应应激性(Irritability)是生物的普遍特性，动物的感觉器官和神经系统是应激性高度发展的产物4、应激性与运动生物能接受外界刺激而发生特定反应16SolomonF1.4植物的应急性SolomonF1.4植物的应急性17趋光性趋光性18向地性向地性19人产生应激反应，对环境具有适应性人产生应激反应，对环境具有适应性205、内稳态(Homeostasis)生物在正常的环境因素中，各有自己特定的机制保持体内环境动态的稳定内稳态不仅指个体，还可泛指细胞，群落和生态系统5、内稳态(Homeostasis)生物在正常的环境因素中，216、生长发育

(GrowingandDeveloping)生物都能通过代谢而生长发育，其包括两个过程:细胞数量的增加（生长）；成熟过程(发育)

生长发育是由遗传决定的稳定的过程6、生长发育

(GrowingandDeveloping22Biology:1-2Biology:1-223DF1.6发育DF1.6发育24未老先衰

未老先衰25偷窃的生物学机理：（有些）小偷有药可治

患者反复不能控制偷窃个人不需要的物品、与金钱价值无关的物品；偷盗前体念紧张；偷的时候有快感；不是因为报复或者幻觉而偷；没有其它疾病可以解释。患者有家族倾向性。有部分伴有其它病，如忧郁症。2002年，Grant等报道，如果给病人用阿片受体阻断剂纳屈酮，可以减少他们的偷盗行为。偷窃的生物学机理：（有些）小偷有药可治患者反复不能控制偷窃267、遗传变异和进化

(Inheritance、variationandevolution)生物都能繁殖，亲代把自己的特性传给后代，这就是遗传，遗传是由基因决定的

任何一种生物都能通过繁殖后代使生命和种群延续和发展下去7、遗传变异和进化

(Inheritance、variati27普通生物学绪论知识讲解课件28漂亮的模特儿遗传学家生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质29生物具有个体发育和系统进化的历史胚卵期-胚胎期-胎儿期生物具有个体发育和系统进化的历史胚卵期-胚胎期-胎儿期30生物的系统进化史生物的系统进化史318、适应(Adaptation)适应就是生物与环境之间的统一

适应有两方面涵义：生物结构与功能的统一；

生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件中的生存和延续8、适应(Adaptation)适应就是生物与环境之间的统一32普通生物学绪论知识讲解课件33肤色深浅的奥秘

肤色的深浅主要取决于皮肤中黑素的多少和大小。在阳光中的紫外线的刺激下，黑素颗粒的数量和大小也会增加，也就是所谓被晒黑了。黑素是人体制造的天然防晒霜，用来吸收阳光中的紫外线。紫外线如果不被屏蔽掉，不仅会灼伤皮肤，更严重的是，会损害皮肤细胞中的DNA，进而诱发恶性的皮肤癌——黑素瘤。肤色越浅越容易得皮肤癌，例如，美国白人黑素瘤的发病率是美国黑人的十倍。

肤色深浅的奥秘肤色的深浅主要取决于皮肤中黑素的多少和大小349生物的多样化是生命最基本的特征之一地球表面的每一个角落，都生活着大小不同、形态各异、难于计数的生物。有生物生存是地球最主要的特征，生命最基本的特征之一是它的多样化。地球上的生物多样性为人类的生存提供了物质基础，如果没有生物多样性，地球也就不可能有人类。9生物的多样化是生命最基本的特征之一地球表面的每一个角落，35多彩的生物世界多彩的生物世界36二、生命科学发展史生命科学建立的准备和奠基时期现代生命科学创立和分支发展时期现代生命科学的组成和结构当今生命科学已全面进入了大科学的发展阶段二、生命科学发展史生命科学建立的准备和奠基时期371生命科学建立的准备和奠基时期A古希腊的生物学研究a古希腊自然哲学中对生命起源问题的探讨（哲学思辩）阿那克西曼德：太阳晒暖了泥土…恩培多克勒：水、火、气、土…

1生命科学建立的准备和奠基时期A古希腊的生物学研究38b亚里士多德的生物学研究(Aristotle)把对生物学问题的哲学思辩引向生物学研究“吾爱吾师，吾更爱真理”（Plato的学生）“动物志”，“动物运动”，“动物的繁殖”创立了“种”和“属”的概念b亚里士多德的生物学研究(Aristotle)把对生物学问39宋代贾思勰，齐民要术明代李时珍，本草纲目：1200种清代吴其浚植物名实图考：1714种B中国古代的生物学研究宋代贾思勰，齐民要术B中国古代的生物学研究40齐民要术

为中国及世界保存至今最古老最完整的农书之一，素有“农业百科全书”之称。分为10卷，共92篇，11万字。书中内容相当丰富，涉及面极广，包括各种农作物的栽培，各种经济林木的生产，以及各种野生植物的利用等等；同时，书中还详细介绍了各种家禽、家畜、鱼、蚕等的饲养和疾病防治，并把农副产品的加工（如酿造）以及食品加工、文具和日用品生产等形形色色的内容都囊括在内。齐民要术为中国及世界保存至今最古老最完整的农书之一41《本草纲目》

素有“天下第一药典”之称，曾被英国生物学家达尔文誉为“中国的百科全书”。该书以药物的天然来源及属性为纲，把药物分为16部；同一部药物，又以相似的目，分为60类目。该书将每种药物进行分别释名、集解、正误、修治、气味、主治、发明及附方等。该书综合了大量的科学资料，除了大量附方、验方及治验病案外，还载入了一些有用的医学史料。对中国的医学史乃至世界科学史都产生了重大而深远的影响。《本草纲目》素有“天下第一药典”之称，曾被英国生422现代生命科学创立和分支发展时期A现代生命科学系统的建立开始于16世纪1543年，比利时医生维萨里：人体的结构1628年，英国医生哈维：心血循环论（近代生理学之父）2现代生命科学创立和分支发展时期A现代生命科学系统43B现代生命科学分枝发展时期18世纪以后，随着自然科学全面蓬勃的发展，生命科学也进入了它的辉煌发展阶段。生命科学重要的分支学科相继建立，其中以细胞学、进化论和遗传学为主要代表，构成了现代生命科学的基石。B现代生命科学分枝发展时期18世纪以后，随着自然科学全面443现代生命科学的组成和结构生命科学发展到今天，众多的分支学科相互区分而又密切地联络和组织在一起，它已形成了一个复杂而庞大的学科系统。生命科学的这一特点反映了生命现象的复杂性和多层次性。3现代生命科学的组成和结构生命科学发展到今天，众多的分支45A从不同的层次研究生命现象

B从生物类群划分研究生命现象

A从不同的层次研究生命现象

B从生物类群划分研究生464当今生命科学已全面进入了

大科学的发展阶段大科学时代的科学活动表现出学科交叉，跨学科研究的不断扩大4当今生命科学已全面进入了

大科学的发展阶段大科47物理学与生物学的相互促进由来已久电学和电生理学同时诞生C.A.deCoulomb,1785L.Galvani,1791物理学与生物学的相互促进由来已久48物理学为生物学提供过大量工具光学显微镜(-1590)：细胞(1665)细菌(AntonievanLeeuwenhoek,1683)(Muller确认细菌为一类生物,1773)X射线衍射晶体结构分析DNA双螺旋结构（JDWatson,FHCCrick,1953）肌红蛋白、血红蛋白晶体结构（1957,1959）电子显微镜、扫描电镜、隧道扫描电镜物理学为生物学提供过大量工具光学显微镜(-1590)：49物理学为生物学提供过大量工具各种光谱方法、荧光标记中子衍射示踪原子、放射性标记核磁共振波谱质谱仪“化学”仪器：超速离心机、液相色谱分析、圆偏振二向色性分析、凝胶电泳物理学为生物学提供过大量工具各种光谱方法、荧光标记50生物多样性（宏观数据）现存物种知多少？从2百万到10亿的种种估计2003年11月初GenBank核酸数据库中有154089种生物至少有1条数据其中只有约半数有某些分类学信息目前地球上存活着约5000种哺乳动物,约9000种鸟类细菌是地球上最成功的物种,然而我们不知道它们的数目有多少生物多样性（宏观数据）现存物种知多少？51计算机：用火以来的最伟大发明ENIAC（1944）：每秒330次乘法运算神威计算机：每秒3840亿次浮点运算曙光3000计算机：每秒4000亿次浮点运算每秒1万亿次=1012次/秒计算机：用火以来的最伟大发明ENIAC（1944）：每秒3352模式生物噬菌体(Bacteriophage:lambda,T4,T7)病毒(Viruses:SV40,HIV)大肠杆菌(Escherichiacoli)酵母(Saccharomycescerevisiae,yeastbudding)线虫(Caenorhabitidiselegans,nematode,worm)果蝇(Drosophilamelanogaster,fruitfly)拟南芥(Arabidopsisthaliana)水稻(Oryzasativa,rice)非洲爪蟾(Xenopuslaviae,Africanfrog)斑马鱼(Daniorerio,Zebrafish)小鼠(Musmusculus,mouse)智人(Homosapiens)模式生物噬菌体(Bacteriophage:lambda,53生命现象的众多层次系统生物学、生物复杂性、生态系统生物多样性、种群动力学动物行为科学个体、器官、组织细胞及其通信、信号传导免疫网络、调控网络、代谢网络复制、转录、剪接、翻译、运输生物大分子:蛋白质与核酸（DNA、RNA）小分子(糖、脂肪、核苷酸、氨基酸)、金属离子、水分子和原子的相互作用生命现象的众多层次系统生物学、生物复杂性、生态系统54普通生物学绪论知识讲解课件55普通生物学绪论知识讲解课件56三、生命科学的研究方法观察与描述生物学实验生命现象的人工模拟三、生命科学的研究方法观察与描述57生命科学的最基本的课题可以归结为：1研究生命的构成和存在形式

2了解生命活动的运动规律

3探索生命的起源和演变历史生命科学的最基本的课题可以归结为：1研究生命的构成和存在形58四、生物学的分支学科植物学生理学动物学水生生物学微生物学生态学遗传学生物物理学细胞生物学发育生物学生物化学分子生物学四、生物学的分支学科植物学59五、生命科学与社会可持续发展1．生命科学与农业可持续发展2．生命科学与能源问题3．生命科学与人类自身4．生命科学与维持地球生态平衡5．生命科学与伦理道德问题五、生命科学与社会可持续发展1．生命科学与农业可持续发展60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、安全、政治和社会发展的作用是全方位的。当今人类社会面临最重大的问题和挑战∶人口膨胀；61广阔的寒区没有充分利用1．生命科学与农业可持续发展广阔的寒区没有充分利用1．生命科学与农业可持续发展62中国是缺水大国-中国养活着世界上22%的人口,但可用水却仅占7%。人均水资源不足世界平均水平的1/4,是世界上13个贫水国之一，居世界109位

我国现有11亿亩旱地，5亿亩盐硷地中国土地资源的有限性：受太平洋季风的影响，中国东部湿润，越往西部越干旱。干旱和半干旱区，占中国国土面积的52%，同时，山地占2/3，平原只占1/3

中国是缺水大国-中国养活着世界上22%的人口,但可用水却仅占63TypicalLandscapesintheLoessplateauTypicalLandscapesintheLoes64普通生物学绪论知识讲解课件65

打破产量徘徊的局面改善食品的营养品质降低自然灾害的损失减少农药化肥的污染现代生物技术将成为满足以上需求的重要手段保障我国粮食安全的需求打破产量徘徊的局面现代生物技术将成为满足以上需求的重要手66农业的需求农产品不仅满足人们对食物的需求，也是新生能源、新材料和新医药产品等新兴产业的源泉人工控制生长

Bioenergy农业的需求农产品不仅满足人们对食物的需求，也是新生能源、新材67

分子育种技术日趋成熟并广泛应用已成为新一轮农业科技革命的主要标志

转基因作物种植面积迅速扩大分子标记辅助提高了育种效率动物生物技术取得突破性进展农业重组微生物制剂进入实用分子育种技术日趋成熟并广泛应用已转基因作物种68全球转基因作物推广面积迅速增加

(万公顷)全球转基因作物推广面积迅速增加

(万公顷)69研究发现，转基因抗虫水稻在试验中比非转基因水稻产量高出6%-9%，农药施用量减少80%，同时还降低了其对农民健康的不良影响。研究成果刊登在《科学》杂志上。转SCK基因（modifiedCpTIgene）抗虫水稻（绿色）与对照（黄色枯萎）在横竖二个方向间隔种植如国际象棋棋盘，每个方块为正方形，边长为3m。转基因抗虫水稻产业化推广的前期准备工作已基本完备

研究发现，转基因抗虫水稻在试验中比非转基因水稻产量高出6%-70我国超级杂交稻育种取得丰硕成果

大规模超级杂交水稻栽培（120万公顷）达到9.2吨/公顷农业部1996年立项：中国超级杂交稻２０００－－－７００公斤２００５－－－８００公斤２０１０－－－９００公斤我国超级杂交稻育种取得丰硕成果71科学家预言2050年垂直农场将问世

科学家预言2050年垂直农场将问世722能源危机受全球关注2能源危机受全球关注73化石能源现状:

石油能源是现代社会赖以生存和发展的物质基础。2004年进口原油超过1亿吨大关。中国已经成为全球第2大石油消费国和仅次于美国的第2大石油进口国。每天损失100万美元以上。中国石油需求增长将占近两年内世界石油需求增长的1/3。化石能源现状:

石油能源是现代社会赖以生存和发742020年，中国石油需求将达到4.5亿吨/年,届时我国石油年产量预计只有2亿吨左右,将产生2.5亿吨的缺口即使全世界的石油出口可供量都给中国,也根本不可能满足我们的需求2020年，中国石油需求将达到4.5亿吨/年,75

可再生能源水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、氢能和生物液体燃料等。优点:可再生污染轻可再生能源水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、76我国拥有丰富的油料植物资源

木本油料树种有400多种，含油量在15～60%的有200多种，含油量在50～60%的有50多种，目前开发利用的仅10多种。在自然资源中还有大量的野生资源有待发掘和进一步的开发利用。

我国拥有丰富的油料植物资源77

对于我国能源发展、退耕还林、调整农业产业结构，促进农村经济发展，增加农民收入等都具有十分重要的意义。对于我国能源发展、退耕还林、调整农业产业结构78普通生物学绪论知识讲解课件79flowersfruitsFruitsandseedsDryfruitsflowersfruitsFruitsandseedsD803保障我国全民族健康的需求生物技术药物、疫苗和治疗手段将为预防和治疗以上疾病带来希望500万1亿多3保障我国全民族健康的需求生物技术药物、疫苗和治疗手段将为81美国生物技术产品市场现状资料来源：ConsultingResourcesCorp美国生物技术产品市场现状资料来源：ConsultingRe82中国自行研制艾滋疫苗临床试验

中国自行研制的艾滋病疫苗一期人体临床试验进入第二阶段，6名志愿者在广西疾控中心接种了艾滋病疫苗。三个月以后，这些志愿者将再接种一次以痘病毒为载体的疫苗，最终完成艾滋病疫苗的联合免疫。中国自行研制艾滋疫苗临床试验中国自行研83

医药生物技术为保障人类健康提供了新的手段，带动了一批新兴产业的发展

生物技术药物抗体及疫苗生物治疗医药生物技术为保障人类健康提供了新生物技术药物84兰德公司的调查指出，生物技术正在改变生命，而人的寿命增加将使社会增加财富。报告分析说，如果现在心脏病被治愈，将增加48万亿美元的财富。如果癌症治愈了，可增长47万亿美元财富。即使只有20％的治愈率，也可增加10万亿美元，比美国现在一年的GDP还要高，可见生命科学对经济的贡献之大。医药生物技术将使社会增加财富兰德公司的调查指出，生物技术正在改变生命，而人的寿命增加将使85

生物技术药物生物技术产业化的第一个热点，二十一世纪将仍是热点和主流1982年重组人胰岛素上市是生物技术产业崛起的标志全球已有80多种生物技术药物、疫苗上市，销售额超过数百亿美元全球2.8亿人受益生物技术药物生物技术产业化的第一个热点，二十一世纪将仍是热864保护和治理环境的需要

降解有害物质维护生态平衡生物可再生能源或材料重组微生物、转基因植物等将在环境保护事业中发挥重要作用microbesenzymes4保护和治理环境的需要降解有害物质重组微生物、转基因植物87我们只拥有一个地球我们只拥有一个地球885生命科学的发展引发更多的伦理道德问题人工授精和试管婴儿技术克隆技术5生命科学的发展引发更多的伦理道德问题人工授精和试管婴儿技89

21世纪的带头学科是什么？

—生命科学!!!20世纪的带头学科是物理学

20世纪的带头学科是物理学90美国时代周刊20世纪100件大事1928-1942Fleming发明青霉素1953年Waterson和CrickDNA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20022003200420年后中关村美国时代周刊20世纪100件大事91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

比尔盖次人类文明发展的三次技术革命：生物技术革命——2192生物技术－－生物经济

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

SwansonGenetechInc.胰岛素ATP含量的测定荧光酶－荧光素生物技术－－生物经济

重组DNA技术（转基因技术）：

把93生物技术的快速发展

使人们对生命科学寄予很大希望生物技术的快速发展

使人们对生命科学寄予很大希望94如1997年2月，克隆Dolly羊诞生的消息从苏格兰传出后，立即吸引了世上各界的注意。如1997年2月，克隆Dolly羊诞生的消息从苏格兰传出后，95细胞插图细胞插图96国产抗虫棉大面积种植

2002年我国抗虫棉推广面积达到2915.07万亩，国产抗虫棉占30%-35%。“SGK321”双价抗虫棉2002年通过了全国农作物品种审定委员会的审定，被5部委评为国家重点新产品。转基因抗虫棉杂交种“南抗3号”和“南农98-4”等由于综合纤维品质和产量表现突出,在长江流域棉区推广170万亩以上。

万公顷国产抗虫棉大面积种植2002年我国抗虫棉推广面积达到297运用“底物竞争”假说育成超高油油菜

该项目研究成果“运用基因工程技术育成世界最高含油量甘蓝型油菜”被评选为2002年度中国十大科技进展之一，经PCT途径申请的国际专利已在美国、德国、加拿大、法国公开。目前已育成了两个高油油菜新品种，含油量较受体亲本提高25%以上，其中，“超油2号”的含油量高达52.82%，是目前国际上含油量最高的甘蓝型油菜。运用“底物竞争”假说育成超高油油菜该项目研究成果98动物体细胞克隆建立了优质奶牛、肉牛、山羊和绵羊的成纤维、乳腺、颗粒、输卵管上皮、性腺等细胞系32种获得克隆胚胎2496枚，其中囊胚发育率41%，移植妊娠率30%移植受体牛217头，其中健康出生克隆牛犊23头，待产克隆牛犊43头，已是我国最大的体细胞克隆牛群体成功克隆了我国第1头优质黄牛，国际上第1头玻璃化冷冻卵母细胞的克隆牛总体水平达到国际前沿，为体细胞克隆技术产业化奠定了决定性基础动物体细胞克隆建立了优质奶牛、肉牛、山羊和绵羊的成纤维、乳腺99

生物技术市场潜力巨大

生物技术专利数占30%全世界每年授予的专利数约1万余项生物技术市场潜力巨大生物技术30%全世界100

生物技术生物技术101What、Why、WhichandHow展望与预测：Potato、Tomato、Tobacco（茄科植物）生物技术光合作用What、Why、WhichandHow102展望与预测展望与预测103

如何学习普通生物学？1兴趣是最好的老师

提出问题和设想

3实验是开启生命王国大门的钥匙

如何学习普通生物学？104有您的参与，生命科学将更加辉煌！

谢谢！有您的参与，生命科学将更加辉煌！105普通生物学普通生物学106绪论(Introduction)普通生物学(GeneralBiology)是生物学(Biology)的一个缩影和通论。Biologyisthescientificstudyof

life.绪论(Introduction)普通生物学(General107生命科学是研究生物体及其运动规律的科学，广义的生命科学还包括生物技术、医学、农学、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。生命科学是研究生物体及其运动规律的科学，广义的生命科学还包括108普通生物学绪论知识讲解课件109一、生命的基本特征Biologyisthescientificstudyoflife什么是生命?生命具有九大特征一、生命的基本特征Biologyisthescient1101、化学成分的同一性

所有生命都是由水、蛋白质、糖类、脂类、核酸、盐类和少量其他有机化合物构成。其中,水分>70%,干物质中大分子约占90%。

构建生命必需的元素约有25种,其中,C、H、O、N约96%。1、化学成分的同一性

所有生命都是由水、蛋白质、糖类、脂类1112、严整有序的结构

除病毒外，生命的基本结构和功能单位是细胞

有序的结构层次：元素-有机化合物-大分子-细胞器-细胞-组织-器官-系统-生物有机体2、严整有序的结构

除病毒外，生命的基本结构和功能单位是细胞112DF1.4DF1.4113细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）114生物界是一个多层次的有序结构生物界是一个多层次的有序结构1153、新陈代谢(Metabolism)生物是有选择性的开放系统，生物与环境不断进行物质与能量的交换

新陈代谢包括合成作用(Anabolism)与分解作用(Catabolism)两个过程

新陈代谢使生物体内的总熵保持恒定，维持有序性3、新陈代谢(Metabolism)生物是有选择性的开放系统116新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能117普通生物学绪论知识讲解课件118普通生物学绪论知识讲解课件119生物圈中的物质和能量流生物圈中的物质和能量流1204、应激性与运动生物能接受外界刺激而发生特定反应应激性(Irritability)是生物的普遍特性，动物的感觉器官和神经系统是应激性高度发展的产物4、应激性与运动生物能接受外界刺激而发生特定反应121SolomonF1.4植物的应急性SolomonF1.4植物的应急性122趋光性趋光性123向地性向地性124人产生应激反应，对环境具有适应性人产生应激反应，对环境具有适应性1255、内稳态(Homeostasis)生物在正常的环境因素中，各有自己特定的机制保持体内环境动态的稳定内稳态不仅指个体，还可泛指细胞，群落和生态系统5、内稳态(Homeostasis)生物在正常的环境因素中，1266、生长发育

(GrowingandDeveloping)生物都能通过代谢而生长发育，其包括两个过程:细胞数量的增加（生长）；成熟过程(发育)

生长发育是由遗传决定的稳定的过程6、生长发育

(GrowingandDeveloping127Biology:1-2Biology:1-2128DF1.6发育DF1.6发育129未老先衰

未老先衰130偷窃的生物学机理：（有些）小偷有药可治

患者反复不能控制偷窃个人不需要的物品、与金钱价值无关的物品；偷盗前体念紧张；偷的时候有快感；不是因为报复或者幻觉而偷；没有其它疾病可以解释。患者有家族倾向性。有部分伴有其它病，如忧郁症。2002年，Grant等报道，如果给病人用阿片受体阻断剂纳屈酮，可以减少他们的偷盗行为。偷窃的生物学机理：（有些）小偷有药可治患者反复不能控制偷窃1317、遗传变异和进化

(Inheritance、variationandevolution)生物都能繁殖，亲代把自己的特性传给后代，这就是遗传，遗传是由基因决定的

任何一种生物都能通过繁殖后代使生命和种群延续和发展下去7、遗传变异和进化

(Inheritance、variati132普通生物学绪论知识讲解课件133漂亮的模特儿遗传学家生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质134生物具有个体发育和系统进化的历史胚卵期-胚胎期-胎儿期生物具有个体发育和系统进化的历史胚卵期-胚胎期-胎儿期135生物的系统进化史生物的系统进化史1368、适应(Adaptation)适应就是生物与环境之间的统一

适应有两方面涵义：生物结构与功能的统一；

生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件中的生存和延续8、适应(Adaptation)适应就是生物与环境之间的统一137普通生物学绪论知识讲解课件138肤色深浅的奥秘

肤色的深浅主要取决于皮肤中黑素的多少和大小。在阳光中的紫外线的刺激下，黑素颗粒的数量和大小也会增加，也就是所谓被晒黑了。黑素是人体制造的天然防晒霜，用来吸收阳光中的紫外线。紫外线如果不被屏蔽掉，不仅会灼伤皮肤，更严重的是，会损害皮肤细胞中的DNA，进而诱发恶性的皮肤癌——黑素瘤。肤色越浅越容易得皮肤癌，例如，美国白人黑素瘤的发病率是美国黑人的十倍。

肤色深浅的奥秘肤色的深浅主要取决于皮肤中黑素的多少和大小1399生物的多样化是生命最基本的特征之一地球表面的每一个角落，都生活着大小不同、形态各异、难于计数的生物。有生物生存是地球最主要的特征，生命最基本的特征之一是它的多样化。地球上的生物多样性为人类的生存提供了物质基础，如果没有生物多样性，地球也就不可能有人类。9生物的多样化是生命最基本的特征之一地球表面的每一个角落，140多彩的生物世界多彩的生物世界141二、生命科学发展史生命科学建立的准备和奠基时期现代生命科学创立和分支发展时期现代生命科学的组成和结构当今生命科学已全面进入了大科学的发展阶段二、生命科学发展史生命科学建立的准备和奠基时期1421生命科学建立的准备和奠基时期A古希腊的生物学研究a古希腊自然哲学中对生命起源问题的探讨（哲学思辩）阿那克西曼德：太阳晒暖了泥土…恩培多克勒：水、火、气、土…

1生命科学建立的准备和奠基时期A古希腊的生物学研究143b亚里士多德的生物学研究(Aristotle)把对生物学问题的哲学思辩引向生物学研究“吾爱吾师，吾更爱真理”（Plato的学生）“动物志”，“动物运动”，“动物的繁殖”创立了“种”和“属”的概念b亚里士多德的生物学研究(Aristotle)把对生物学问144宋代贾思勰，齐民要术明代李时珍，本草纲目：1200种清代吴其浚植物名实图考：1714种B中国古代的生物学研究宋代贾思勰，齐民要术B中国古代的生物学研究145齐民要术

为中国及世界保存至今最古老最完整的农书之一，素有“农业百科全书”之称。分为10卷，共92篇，11万字。书中内容相当丰富，涉及面极广，包括各种农作物的栽培，各种经济林木的生产，以及各种野生植物的利用等等；同时，书中还详细介绍了各种家禽、家畜、鱼、蚕等的饲养和疾病防治，并把农副产品的加工（如酿造）以及食品加工、文具和日用品生产等形形色色的内容都囊括在内。齐民要术为中国及世界保存至今最古老最完整的农书之一146《本草纲目》

素有“天下第一药典”之称，曾被英国生物学家达尔文誉为“中国的百科全书”。该书以药物的天然来源及属性为纲，把药物分为16部；同一部药物，又以相似的目，分为60类目。该书将每种药物进行分别释名、集解、正误、修治、气味、主治、发明及附方等。该书综合了大量的科学资料，除了大量附方、验方及治验病案外，还载入了一些有用的医学史料。对中国的医学史乃至世界科学史都产生了重大而深远的影响。《本草纲目》素有“天下第一药典”之称，曾被英国生1472现代生命科学创立和分支发展时期A现代生命科学系统的建立开始于16世纪1543年，比利时医生维萨里：人体的结构1628年，英国医生哈维：心血循环论（近代生理学之父）2现代生命科学创立和分支发展时期A现代生命科学系统148B现代生命科学分枝发展时期18世纪以后，随着自然科学全面蓬勃的发展，生命科学也进入了它的辉煌发展阶段。生命科学重要的分支学科相继建立，其中以细胞学、进化论和遗传学为主要代表，构成了现代生命科学的基石。B现代生命科学分枝发展时期18世纪以后，随着自然科学全面1493现代生命科学的组成和结构生命科学发展到今天，众多的分支学科相互区分而又密切地联络和组织在一起，它已形成了一个复杂而庞大的学科系统。生命科学的这一特点反映了生命现象的复杂性和多层次性。3现代生命科学的组成和结构生命科学发展到今天，众多的分支150A从不同的层次研究生命现象

B从生物类群划分研究生命现象

A从不同的层次研究生命现象

B从生物类群划分研究生1514当今生命科学已全面进入了

大科学的发展阶段大科学时代的科学活动表现出学科交叉，跨学科研究的不断扩大4当今生命科学已全面进入了

大科学的发展阶段大科152物理学与生物学的相互促进由来已久电学和电生理学同时诞生C.A.deCoulomb,1785L.Galvani,1791物理学与生物学的相互促进由来已久153物理学为生物学提供过大量工具光学显微镜(-1590)：细胞(1665)细菌(AntonievanLeeuwenhoek,1683)(Muller确认细菌为一类生物,1773)X射线衍射晶体结构分析DNA双螺旋结构（JDWatson,FHCCrick,1953）肌红蛋白、血红蛋白晶体结构（1957,1959）电子显微镜、扫描电镜、隧道扫描电镜物理学为生物学提供过大量工具光学显微镜(-1590)：154物理学为生物学提供过大量工具各种光谱方法、荧光标记中子衍射示踪原子、放射性标记核磁共振波谱质谱仪“化学”仪器：超速离心机、液相色谱分析、圆偏振二向色性分析、凝胶电泳物理学为生物学提供过大量工具各种光谱方法、荧光标记155生物多样性（宏观数据）现存物种知多少？从2百万到10亿的种种估计2003年11月初GenBank核酸数据库中有154089种生物至少有1条数据其中只有约半数有某些分类学信息目前地球上存活着约5000种哺乳动物,约9000种鸟类细菌是地球上最成功的物种,然而我们不知道它们的数目有多少生物多样性（宏观数据）现存物种知多少？156计算机：用火以来的最伟大发明ENIAC（1944）：每秒330次乘法运算神威计算机：每秒3840亿次浮点运算曙光3000计算机：每秒4000亿次浮点运算每秒1万亿次=1012次/秒计算机：用火以来的最伟大发明ENIAC（1944）：每秒33157模式生物噬菌体(Bacteriophage:lambda,T4,T7)病毒(Viruses:SV40,HIV)大肠杆菌(Escherichiacoli)酵母(Saccharomycescerevisiae,yeastbudding)线虫(Caenorhabitidiselegans,nematode,worm)果蝇(Drosophilamelanogaster,fruitfly)拟南芥(Arabidopsisthaliana)水稻(Oryzasativa,rice)非洲爪蟾(Xenopuslaviae,Africanfrog)斑马鱼(Daniorerio,Zebrafish)小鼠(Musmusculus,mouse)智人(Homosapiens)模式生物噬菌体(Bacteriophage:lambda,158生命现象的众多层次系统生物学、生物复杂性、生态系统生物多样性、种群动力学动物行为科学个体、器官、组织细胞及其通信、信号传导免疫网络、调控网络、代谢网络复制、转录、剪接、翻译、运输生物大分子:蛋白质与核酸（DNA、RNA）小分子(糖、脂肪、核苷酸、氨基酸)、金属离子、水分子和原子的相互作用生命现象的众多层次系统生物学、生物复杂性、生态系统159普通生物学绪论知识讲解课件160普通生物学绪论知识讲解课件161三、生命科学的研究方法观察与描述生物学实验生命现象的人工模拟三、生命科学的研究方法观察与描述162生命科学的最基本的课题可以归结为：1研究生命的构成和存在形式

2了解生命活动的运动规律

3探索生命的起源和演变历史生命科学的最基本的课题可以归结为：1研究生命的构成和存在形163四、生物学的分支学科植物学生理学动物学水生生物学微生物学生态学遗传学生物物理学细胞生物学发育生物学生物化学分子生物学四、生物学的分支学科植物学164五、生命科学与社会可持续发展1．生命科学与农业可持续发展2．生命科学与能源问题3．生命科学与人类自身4．生命科学与维持地球生态平衡5．生命科学与伦理道德问题五、生命科学与社会可持续发展1．生命科学与农业可持续发展165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、安全、政治和社会发展的作用是全方位的。当今人类社会面临最重大的问题和挑战∶人口膨胀；166广阔的寒区没有充分利用1．生命科学与农业可持续发展广阔的寒区没有充分利用1．生命科学与农业可持续发展167中国是缺水大国-中国养活着世界上22%的人口,但可用水却仅占7%。人均水资源不足世界平均水平的1/4,是世界上13个贫水国之一，居世界109位

我国现有11亿亩旱地，5亿亩盐硷地中国土地资源的有限性：受太平洋季风的影响，中国东部湿润，越往西部越干旱。干旱和半干旱区，占中国国土面积的52%，同时，山地占2/3，平原只占1/3

中国是缺水大国-中国养活着世界上22%的人口,但可用水却仅占168TypicalLandscapesintheLoessplateauTypicalLandscapesintheLoes169普通生物学绪论知识讲解课件170

打破产量徘徊的局面改善食品的营养品质降低自然灾害的损失减少农药化肥的污染现代生物技术将成为满足以上需求的重要手段保障我国粮食安全的需求打破产量徘徊的局面现代生物技术将成为满足以上需求的重要手171农业的需求农产品不仅满足人们对食物的需求，也是新生能源、新材料和新医药产品等新兴产业的源泉人工控制生长

Bioenergy农业的需求农产品不仅满足人们对食物的需求，也是新生能源、新材172

分子育种技术日趋成熟并广泛应用已成为新一轮农业科技革命的主要标志

转基因作物种植面积迅速扩大分子标记辅助提高了育种效率动物生物技术取得突破性进展农业重组微生物制剂进入实用分子育种技术日趋成熟并广泛应用已转基因作物种173全球转基因作物推广面积迅速增加

(万公顷)全球转基因作物推广面积迅速增加

(万公顷)174研究发现，转基因抗虫水稻在试验中比非转基因水稻产量高出6%-9%，农药施用量减少80%，同时还降低了其对农民健康的不良影响。研究成果刊登在《科学》杂志上。转SCK基因（modifiedCpTIgene）抗虫水稻（绿色）与对照（黄色枯萎）在横竖二个方向间隔种植如国际象棋棋盘，每个方块为正方形，边长为3m。转基因抗虫水稻产业化推广的前期准备工作已基本完备

研究发现，转基因抗虫水稻在试验中比非转基因水稻产量高出6%-175我国超级杂交稻育种取得丰硕成果

大规模超级杂交水稻栽培（120万公顷）达到9.2吨/公顷农业部1996年立项：中国超级杂交稻２０００－－－７００公斤２００５－－－８００公斤２０１０－－－９００公斤我国超级杂交稻育种取得丰硕成果176科学家预言2050年垂直农场将问世

科学家预言2050年垂直农场将问世1772能源危机受全球关注2能源危机受全球关注178化石能源现状:

石油能源是现代社会赖以生存和发展的物质基础。2004年进口原油超过1亿吨大关。中国已经成为全球第2大石油消费国和仅次于美国的第2大石油进口国。每天损失100万美元以上。中国石油需求增长将占近两年内世界石油需求增长的1/3。化石能源现状:

石油能源是现代社会赖以生存和发1792020年，中国石油需求将达到4.5亿吨/年,届时我国石油年产量预计只有2亿吨左右,将产生2.5亿吨的缺口即使全世界的石油出口可供量都给中国,也根本不可能满足我们的需求2020年，中国石油需求将达到4.5亿吨/年,180

可再生能源水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、氢能和生物液体燃料等。优点:可再生污染轻可再生能源水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、181我国拥有丰富的油料植物资源

木本油料树种有400多种，含油量在15～60%的有200多种，含油量在50～60%的有50多种，目前开发利用的仅10多种。在自然资源中还有大量的野生资源有待发掘和进一步的开发利用。

我国拥有丰富的油料植物资源182

对于我国能源发展、退耕还林、调整农业产业结构，促进农村经济发展，增加农民收入等都具有十分重要的意义。对于我国能源发展、退耕还林、调整农业产业结构183普通生物学绪论知识讲解课件184flowersfruitsFruitsandseedsDryfruitsflowersfruitsFruitsandseedsD1853保障我国全民族健康的需求生物技术药物、疫苗和治疗手段将为预防和治疗以上疾病带来希望500万1亿多3保障我国全民族健康的需求生物技术药物、疫苗和治疗手段将为186美国生物技术产品市场现状资料来源：ConsultingResourcesCorp美国生物技术产品市场现状资料来源：ConsultingRe187中国自行研制艾滋疫苗临床试验

中国自行研制的艾滋病疫苗一期人体临床试验进入第二阶段，6名志愿者在广西疾控中心接种了艾滋病疫苗。三个月以后，这些志愿者将再接种一次以痘病毒为载体的疫苗，最终完成艾滋病疫苗的联合免疫。中国自行研制艾滋疫苗临床试验中国自行研188

医药生物技术为保障人类健康提供了新的手段，带动了一批新兴产业的发展

生物技术药物抗体及疫苗生物治疗医药生物技术为保障人类健康提供了新生物技术药物189兰德公司的调查指出，生物技术正在改变生命，而人的寿命增加将使社会增加财富。报告分析说，如果现在心脏病被治愈，将增加48万亿美元的财富。如果癌症治愈了，可增长47万亿美元财富。即使只有20％的治愈率，也可增加10万亿美元，比美国现在一年的GDP还要高，可见生命科学对经济的贡献之大。医药生物技术将使社会增加财富兰德公司的调查指出，生物技术正在改变生命，而人的寿命增加将使190

生物技术药物生物技术产业化的第一个热点，二十一世纪将仍是热点和主流1982年重组人胰岛素上市是生物技术产业崛起的标志全球已有80多种生物技术药物、疫苗上市，销售额超过数百亿美元全球2.8亿人受益