大學(xué)生命科學(xué)科普教學(xué)課件

1、文科大學(xué)生(下)自然科學(xué)技術(shù)知識讀本宇宙.地球.生命生命篇一、生命的起源和演化(一)關(guān)于生命起源的多種假說1.上帝創(chuàng)造生命說2.生命來源于宇宙生命必需的酶，像蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)的形成一樣,需要數(shù)億年的時間,一些化石上所記載的生命物質(zhì)誕生于35億年前。3.自然發(fā)生說4.生命的產(chǎn)生只能來自于生命 生命的產(chǎn)生只能來自于生命，代表人物是巴斯德。(二)化學(xué)進化和細胞的形成(三)生命進化的歷史(四)關(guān)于生命進化的學(xué)說1.拉馬克進化論思想用進廢退,獲得性遺傳.2.達爾文的進化論思想達爾文于1859年出版了物種起源, 適者生存,不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。 3.居維葉的災(zāi)變論4.綜合進化論 綜合進化論是遺傳

2、學(xué)家、美籍俄國人杜布贊斯基于1938年建立的， 第一，種群是生物進化的基本單位。 第二，生物進化有3個基本環(huán)節(jié)，即突變、選擇和隔離。二、生命體的基本組成單位細胞（一）細胞的發(fā)現(xiàn)與細胞學(xué)說的建立細胞是生命的最基本單位，生物的一切活動都是通過細胞實現(xiàn)的。1838年德國植物學(xué)家施萊登提出了細胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單位，也是植物借以發(fā)展的根本實體。1839年德國動物學(xué)家施旺把這一學(xué)說擴大到動物界，從而形成了細胞學(xué)說。（二）細胞的分類生物學(xué)上按照結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及進化順序，把全部細胞分為兩類，一類是原核細胞，一類是真核細胞。原核細胞是比較低級和原始的一類細胞，缺乏真正的細胞核，通常比真核細胞小。圖15 原

3、核細胞真核細胞由原核細胞進化而來，包括動物細胞和植物細胞兩大類。真核細胞具有真正的細胞核，其遺傳物質(zhì)DNA被包在雙層膜的特殊結(jié)構(gòu)中。真核細胞還具有許多由膜包被或組成的細胞器，它們包括線粒體、葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等。圖16 真核細胞大液泡、葉綠體和細胞壁是植物細胞區(qū)別于動物細胞的三大結(jié)構(gòu)特征。 (三)細胞的化學(xué)組成1.組成細胞中的元素組成細胞的元素中碳、氫、氧、氮這4種元素含量最多，2.組成細胞的化合物（1）細胞中的無機化合物主要有無機鹽；水。 （2）細胞中的有機化合物有糖類。纖維素。脂質(zhì)。蛋白質(zhì)(由20種氨基酸組成 ) 。（四）細胞的基本結(jié)構(gòu)1.細胞膜 細胞膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成

4、。 功能主要體現(xiàn)在3個方面：一是將細胞與外界環(huán)境分隔開。二是控制物質(zhì)進出細胞。三是進行細胞間的信息交流。2.細胞器 分布于細胞質(zhì)內(nèi),主要有線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、微絲、微管、中心粒等。圖18 線粒體3.細胞核細胞核是細胞的控制中心。是細胞的基因庫，遺傳的秘密在細胞核內(nèi)。細胞核不僅控制著細胞的代謝和遺傳，同時影響細胞的生長和分化。 圖19 細胞核結(jié)構(gòu)4.細胞中物質(zhì)輸入和輸出 物質(zhì)跨膜運輸:被動運輸:通過擴散實現(xiàn)，擴散是物質(zhì)分子由高濃度區(qū)域移至低濃度區(qū)域的運動過程。如水,CO2等.主動運輸:在蛋白質(zhì)載體的協(xié)助下，將物質(zhì)分子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運過程。如能量消耗.圖20、21

5、細胞膜的胞吞作用和胞吐作用5.細胞的能量“通貨”ATP ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，其分子結(jié)構(gòu)式簡寫為APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，代表普通化學(xué)鍵，而代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫高能磷酸鍵。圖22 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖（五）能量之源光合作用 光合作用的化學(xué)式為： 6H2O + 6CO2C6H12O6（葡萄糖）+ 6O2它能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能，為地球上的一切動物、植物和微生物提供生命活動所需的能量。（六）細胞的生命歷程真核細胞的分裂有3種類型：無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂。(1)有絲分裂又稱為間接分裂，因在分裂過程中有紡錘絲的出現(xiàn)，故稱有絲分裂。有絲分裂是真核細胞分裂的主

6、要方式。圖23 植物細胞有絲分裂圖24 動物細胞有絲分裂 1.間期 2.前期 3.中期 4.后期 5.末期（2）無絲分裂又稱為直接分裂，表現(xiàn)為細胞核伸長，從中部縊縮，然后細胞質(zhì)分裂，其間不涉及紡錘體形成和染色體變化，故稱為無絲分裂。（3）減數(shù)分裂為例子，高等動植物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內(nèi)，人和其他哺乳動物的精子是在睪丸中形成的。 2.細胞分化決定細胞分化的根本原因是細胞內(nèi)基因的差別表達。 3.細胞的全能性4.動物干細胞 根據(jù)其分化潛能來分有全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞3類。5.細胞的衰老和死亡6.細胞的癌變?nèi)?、生命的遺傳（一）遺傳因子的發(fā)現(xiàn)1.孟德爾的豌豆雜交試驗植物的一對性狀在雜

7、交后代中分別得到表現(xiàn)的規(guī)律就是分離定律（后稱孟德爾第一定律）。雜交植物的兩對性狀在分離時獨立進行并隨即組合的現(xiàn)象叫做“獨立支配規(guī)律”或“自由組合規(guī)律”（后稱孟德爾第二定律）。如果來自父本和母本的兩個因子相同，就叫同質(zhì)結(jié)合。遵循了自乘的原則，即（C+c）(C+c)=CC+Cc+Cc+cc。一個是代表高莖的因子C，一個是代表矮莖的因子c（常用小寫字母代表隱性性狀），就叫做異質(zhì)結(jié)合。 回交試驗就是讓雜種子一代跟親本雜交。雜種子一代(Cc)高莖與顯性高莖親代(CC)交配,后代都是高莖(CC或Cc) 。 （二）基因的本質(zhì)1.染色體的發(fā)現(xiàn)1879年，德國生物學(xué)家弗萊明發(fā)現(xiàn)了細胞中有一種絲狀物極易被堿性染料

8、（洋紅、蘇木精）著色，這就是染色絲，它在細胞分裂時有奇妙的行為。2.摩爾根的基因論他把性狀遺傳的因子叫做基因，認為決定上述性狀的基因與決定性別的基因必然是連在一起的，他把這種在遺傳中基因互不分離的現(xiàn)象叫做基因連鎖現(xiàn)象 3.基因的物質(zhì)基礎(chǔ)根據(jù)核酸中所含糖類的不同，核酸可分為脫氧核糖核酸（DNA）:堿基為腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）；核糖核酸（RNA）:含有腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。（三）DNA的結(jié)構(gòu)及其復(fù)制多核苷酸的方向由核苷酸間的磷酸二脂鍵的走向決定，一條從53，另一條從35。鍵間有螺旋形的凹槽小溝和大溝。中間的“腳踏”是分別連在兩邊糖分子上的堿基，通過弱的氫

9、鍵結(jié)合在一起形成堿基對。堿基配對遵循著一定的原則，即嘌呤與嘧啶配對，可表示為(腺嘌呤)A(胸腺嘧啶)T和(鳥嘌呤)G (胞嘧啶)C。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫堿基互補配對原則。2.DNA的復(fù)制沃森和克里克推測，DNA在復(fù)制過程中堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋和分開，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補的兩條新鏈。這樣新形成的兩個DNA分子與原來DNA分子的堿基順序完全一樣。在此過程中，每個子代分子的一條鏈來自親代，另一條鏈則是新合成的，所以這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。（四）遺傳信息的轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)合成1.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄是指在細胞核里，以DNA作為模板，將DNA分子作帶的遺傳信息轉(zhuǎn)錄合成R

10、NA的過程。通過轉(zhuǎn)錄，將DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)發(fā)給RNA。RAN分子是單鏈，并且比DNA短，能夠穿過細胞核的核孔，進入到細胞質(zhì)中。轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有3種：信使RNA、轉(zhuǎn)移RNA和核糖體 RNA。 2.遺傳信息的翻譯游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，通過mRNA鏈上的遺傳密碼，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，稱為翻譯或轉(zhuǎn)譯。3.遺傳的中心法則以DNA為模板，把遺傳信息轉(zhuǎn)錄給mRNA，編碼于mRNA核苷酸序列中的遺傳信息在核糖體上翻譯成多肽鏈的氨基酸順序，這就是中心法則。4.基因突變由于某種原因使DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，5.人類的遺傳病遺傳病是指因遺傳物質(zhì)不正常引起的先

11、天性疾病。遺傳病的特點是：一是先天性。二是終生性。三是家族性。四是垂直傳遞。 四、現(xiàn)代生物技術(shù)（一）細胞工程細胞工程主要包括細胞培養(yǎng)、細胞融合、細胞重組、遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移等多方面的操作。（二）發(fā)酵工程1.微生物的特性2.發(fā)酵工程發(fā)酵工程，就是通過研究改造發(fā)酵所用的微生物，并運用工程技術(shù)手段控制發(fā)酵過程來大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品。第一階段，對發(fā)酵原料預(yù)處理。第二階段，發(fā)酵過程的準備。第三階段，發(fā)酵過程。第四階段，對發(fā)酵產(chǎn)品進行分離和提純，以獲得符合要求的發(fā)酵產(chǎn)品。（三）酶工程酶工程又稱酶技術(shù)，是生物工程的重要內(nèi)容之一。它是利用酶所特有的生物催化性能，運用工程技術(shù)手段來生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品或達到某種特

12、殊目的的一門技術(shù)科學(xué)。（四）基因工程1.基因工程及其操作過程 基因工程叫重組DNA技術(shù)，就是將DNA在體外或體內(nèi)進行重新組合，然后把重組后的DNA分子導(dǎo)入微生物或真核細胞內(nèi)進行繁殖，使重組細胞在受體細胞內(nèi)得到表達，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物，或者改造、創(chuàng)造新的生物類型。圖26 基因工程操作過程 基因診斷也叫DNA診斷、分子診斷，是通過從患者體內(nèi)提取樣本，用基因檢測方法來診斷患者是否有基因異常或攜帶病原微生物。基因治療實際上指的是把具有一定功能的外源基因?qū)肴梭w內(nèi)使之表達，從而使疾病得以治療。五、生命與環(huán)境（一）生物與環(huán)境在生物學(xué)上，環(huán)境指的是生物的棲息地，以及直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因

13、素。對某個具體生物群落來講，其環(huán)境是指所在地區(qū)，影響該群落發(fā)生發(fā)展的全部無機因素（光、熱、水、土壤、大氣、地形等）和有機因素（動物、植物、微生物）的總和。（二）植物界的類群及特征1.低等植物2.高等植物3.植物的種子4.植物的根5.植物的莖6.植物的葉7.植物的花圖27 植物葉的組成（三）植物的向性運動（四）生物群落及其演替（五）生態(tài)系統(tǒng) 在生物學(xué)上，將生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動。能量在相鄰的兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約是1020。 生物系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)是指組成生命體的物質(zhì)元素，如碳、氧、氫、氮、磷、鉀、鈉、鈣等元素不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，再從生物群

14、落回到無機環(huán)境中去的周而復(fù)始的運動。圖29 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)（六）生物多樣性1.遺傳多樣性2.物種多樣性3.生態(tài)系統(tǒng)多樣性4.生物多樣性的意義5.生物多樣性正經(jīng)受嚴重危機6.生物多樣性的保護（七）城市生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)的特點:一是城市生態(tài)系統(tǒng)的生命主體是人。二是城市生態(tài)系統(tǒng)高度的開放性。三是城市生態(tài)系統(tǒng)具有高度的人為性。六、醫(yī)學(xué)常識與健康（一）生理醫(yī)學(xué)與生命健康A(chǔ)B型血的人稱為萬能受血者。O型血的人稱為萬能供血者。如果一次失血不超過400毫升，可以在短期內(nèi)得到補充而恢復(fù)正常?？梢?，健康成年人每次獻血200300毫升是不會影響健康的。正常人的血壓：收縮壓在90140毫米汞柱（12.018.

15、7千帕）之間，舒張壓在6090毫米汞柱（8.012.0千帕）之間，高于這個范圍就可能是高血壓，低于該范圍就可能是低血壓。人體的正常溫度和發(fā)熱 腋窩溫度為36.037.0。發(fā)熱的高低（腋下溫度）分為：低熱37.138；中度發(fā)熱38.139；高熱39.141；超高熱41以上。（二）不可忽視的亞健康狀態(tài)1.認識亞健康狀態(tài)健康的定義是軀體沒有疾病，心理沒有障礙，并且具有一定的社會適應(yīng)能力。而亞健康狀態(tài)是介于健康與疾病之間的臨界狀態(tài)（即不完全健康，又達不到疾病的診斷標(biāo)準和程度），各種儀器及理化檢驗結(jié)果均為陰性，但人總有疲乏，精力不足，情緒不良，煩躁易怒或抑郁自責(zé)，頭暈頭痛、胸悶心悸、失眠健忘等各種各樣的不識適感覺，它與現(xiàn)代人們的生活方式及所承受的社會壓力不斷增加有直接關(guān)系。檢測乙型肝炎“兩對半”的意義HBsAg乙型肝炎表面抗原;抗HBs乙型肝炎表面抗體;HBeAg乙型肝炎e抗原;抗HBe乙型肝炎e抗體;抗HBc乙型肝炎表核心抗體.如果項是“+”，這就是人們常說的“大三陽”，這種結(jié)果表示不僅感染了乙型肝炎病毒，而且病毒比較活躍，傳染性強，一般需要接受保肝治療，如肝功能異常，有必要住院治療。如果項“+”，這就是“小三陽