模塊一你對生命科學(xué)了解多少

模塊一你對生命科學(xué)了解多少第1頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五課程認(rèn)知（課程基本內(nèi)容，課程地位，學(xué)習(xí)目的）生物學(xué)的發(fā)展概況（歷史）現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展趨勢（生物學(xué)與現(xiàn)代社會密切關(guān)系）生物學(xué)的研究方法（科學(xué)家思維方式，科學(xué)思想）學(xué)習(xí)要求第2頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1.課程認(rèn)知：教學(xué)內(nèi)容

生物學(xué)（生物科學(xué)）是研究生命的科學(xué)，因此，又稱為生命科學(xué)。研究對象包括：各種生物的生命活動；生物的發(fā)生與發(fā)展規(guī)律；生物與生存環(huán)境之間的相互作用。第3頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1.課程認(rèn)知：課程地位專業(yè)基礎(chǔ)課、必修課系統(tǒng)介紹生物科學(xué)的基本知識、基本規(guī)律，反映近代生物科學(xué)的成就和發(fā)展動向，不僅是生命科學(xué)各分支學(xué)科、生物工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)，而且也是醫(yī)學(xué)、農(nóng)林牧、食品、環(huán)境等科學(xué)的重要基礎(chǔ)，學(xué)好普通生物學(xué)將為學(xué)習(xí)這些學(xué)科奠定基礎(chǔ)，為生物科學(xué)、生物技術(shù)等專業(yè)后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。第4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2.課程認(rèn)知：學(xué)習(xí)目的

比較全面、系統(tǒng)地了解生命科學(xué)的全貌；掌握生物學(xué)的基本知識、基本理論、基本規(guī)律、基本實(shí)驗(yàn)操作技能；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。

這是一個循序漸進(jìn)的過程。第5頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五生命你有多神秘？

迄今為止唯一發(fā)現(xiàn)有生命的星球（地球45億年前形成,生命38億年前出現(xiàn)）為什么地球適合生命生存？地球和生命協(xié)同進(jìn)化。其他星球上有生命嗎?第6頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五生物生命

物體，物質(zhì)即：生物就是具有生命的物體有機(jī)體VS生物第7頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五生物的生命活動???????第8頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五生命你到底從哪里來，又該去往何處？——生命的發(fā)生，發(fā)展規(guī)律

神創(chuàng)論自然發(fā)生論生生論化學(xué)進(jìn)化說宇生論第9頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五

17世紀(jì)中葉，意大利醫(yī)師弗朗西斯科·雷迪設(shè)計(jì)了一組對照實(shí)驗(yàn)。用實(shí)驗(yàn)證明腐肉不能生出蒼蠅第10頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1860年巴斯德用實(shí)驗(yàn)證明肉湯不能生出微生物第11頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五地球上生命來自宇宙空間別的星球。彗星隕石坑第12頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五化學(xué)進(jìn)化論：氨、氫、甲烷、水蒸氣（無氧氣）太陽輻射火山爆發(fā)電閃雷鳴使無機(jī)小分子合成有機(jī)小分子有機(jī)酸、氨基酸、單糖、脂類、嘌呤、嘧啶、核苷酸等等提供能量第13頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五推測：生命起源的過程原始大氣簡單有機(jī)物地球降溫與水蒸氣凝結(jié)成雨水流入江河原始海洋有機(jī)物形成原始生命高溫、閃電、紫外線第14頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五生命通過繁殖而延續(xù)，DNA是生物遺傳的基本物質(zhì)第15頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五課程認(rèn)知：學(xué)習(xí)目的

比較全面、系統(tǒng)地了解生命科學(xué)的全貌；掌握生物學(xué)的基本知識、基本理論、基本規(guī)律、基本實(shí)驗(yàn)操作技能；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。

這是一個循序漸進(jìn)的過程。第16頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五猛犸之謎猛犸，也叫毛象，它身高體壯，有粗壯的腿，腳生四趾，頭特別大，在其嘴部長出一對彎曲的大門牙。一頭成熟的猛犸，身長達(dá)5米，體高約3米，門齒長1.5米左右，體重可達(dá)4～5噸。它身上披著黑色的細(xì)密長毛，皮很厚，具有極厚的脂肪層，厚可達(dá)9厘米。從猛犸的身體結(jié)構(gòu)看，它具有極強(qiáng)的御寒能力。在地球上生活了約50萬年的猛犸為什么會在1萬年前突然滅絕？是由于某種災(zāi)變引起的，還是由于猛犸自己缺少適應(yīng)生存的條件而滅絕的呢？第17頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五恐龍滅絕之謎隕星碰撞？氣候變遷？物種斗爭？大陸漂移？地磁變化？被子植物中毒？酸雨？……?第18頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五龜鱉家族的長壽之謎烏龜有一副堅(jiān)硬的甲殼，以免受外界的傷害?烏龜還有嗜睡的習(xí)性，新陳代謝就顯得更為緩慢，能量消耗極少?烏龜細(xì)胞繁殖的代次可以達(dá)到110代?龜?shù)男呐K機(jī)能較強(qiáng)?第19頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五人類的明天又會走向何處？第20頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五我們并不孤獨(dú)——生物與生存環(huán)境的相互作用第21頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五第22頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五第23頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五地球上生物的分布巖石圈、水圈、大氣圈----生物圈飛翔的鳥類最高離地面可達(dá)2000m細(xì)菌生活在深達(dá)4000m的海底細(xì)菌生活在地下深達(dá)2000m的石油礦床赤道和南極極，但大多海洋生物則是聚集在150m深度以內(nèi)的；生物只局限在地下深約50m以內(nèi)的土壤中。第24頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五人類與環(huán)境人與自然環(huán)境人與社會環(huán)境所有生命都在謀求發(fā)展，自身發(fā)展應(yīng)該與環(huán)境相協(xié)調(diào)適應(yīng)，希望以長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看待學(xué)習(xí)，生活和今后的人生發(fā)展第25頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2.生物學(xué)的發(fā)展概況是一個時(shí)間累積的過程。由最基本的知識連接起來的一個學(xué)科的歷史。我們現(xiàn)在所學(xué)到的每一點(diǎn)基本知識，都得來不易，是通過幾代科學(xué)家的積累總結(jié)而來。第26頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五生物學(xué)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：描述生物學(xué)階段（19世紀(jì)中葉以前）實(shí)驗(yàn)生物學(xué)階段（19世紀(jì)中到20世紀(jì)中）創(chuàng)造生物學(xué)階段（20世紀(jì)中葉以后）第27頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1、十九世紀(jì)以前生物學(xué)的一般狀況：東方骨甲文中可看出野豬如何馴化成家豬＝豕中國古籍“爾雅”已記錄了草，木，蟲，魚，鳥，獸；東漢許慎<<說文解字>>最早涉及生物的書籍三國華陀北魏賈思勰<<齊民要術(shù)>>公驢和母馬－羸（lei)，公馬和母驢－騾唐代徐堅(jiān)<<初學(xué)記>>最早的生物學(xué)教科書。北宋沈括<<夢溪筆談>>

涉及解剖學(xué)、生理學(xué)和醫(yī)學(xué)等方面。明代李時(shí)珍<<本草綱目>>記述了1892種藥物；

第28頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1、十九世紀(jì)以前生物學(xué)的一般狀況：西方古希臘的亞里士多德（Aristote）已經(jīng)涉及到解剖學(xué)、生理學(xué)和醫(yī)學(xué)等方面，有許多精辟的科學(xué)見解古希臘的阿爾克美翁(Alcmaen)等已知腦的思維功能和心臟瓣膜比利時(shí)的維薩理(Wesalius,1514-1564)解剖學(xué)之父1628年，英國生理學(xué)家哈維(W.Harvey)發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)利迪(Redi,1662-1698)開創(chuàng)實(shí)驗(yàn)生物學(xué)1665年，英國物理學(xué)家胡克(R.Hooke)用顯微觀察到細(xì)胞

第29頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五實(shí)驗(yàn)生物學(xué)階段曲頸瓶實(shí)驗(yàn)第30頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2、十九世紀(jì)生物科學(xué)的綜合十九世紀(jì)的生物學(xué)發(fā)展，主要表現(xiàn)在尋找各種生命現(xiàn)象之間的內(nèi)在聯(lián)系，并對積累起來的事實(shí)資料作出理論的概括。第31頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2、十九世紀(jì)生物科學(xué)的綜合比較解剖學(xué)：脊椎動物各類群的器官和器官系統(tǒng)的形態(tài)，結(jié)構(gòu)進(jìn)行解剖，加以比較，為生物進(jìn)化論提供證據(jù)。

比較胚胎學(xué)：研究各類動物胚胎發(fā)育的過程并加以科學(xué)比較。為系統(tǒng)發(fā)生和進(jìn)化論提供證據(jù)。

細(xì)胞學(xué)：研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，生長和分裂，受精和分化，遺傳和變異，病變和衰老等現(xiàn)象。第32頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2、十九世紀(jì)生物科學(xué)的綜合進(jìn)化論：生物由非生物發(fā)展而來，現(xiàn)代的生物由共同的祖先，通過變異和自然選擇，而進(jìn)化的。

古生物學(xué)：研究地質(zhì)歷史時(shí)期生物的形態(tài)，構(gòu)造，分類，生態(tài)，分布，演化等規(guī)律的科學(xué)，以化石為對象。

遺傳學(xué)：奧地利修道士孟德爾，從雜交豌豆的花和豆莢的顏色變化中發(fā)現(xiàn)分離定律和自由組合定律這兩條遺傳定律，為遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。第33頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五創(chuàng)造生物學(xué)階段基因工程第34頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五3、二十世紀(jì)生物科學(xué)的新貌

二十世紀(jì)隨著物理學(xué)和化學(xué)的發(fā)展，以及這些技術(shù)向生物學(xué)的滲透，改進(jìn)了生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)手段。這些技術(shù)使生物學(xué)的研究趨于更深入更本質(zhì)化。例如：X-射線衍射技術(shù)，電子顯微鏡，激光，中子衍射技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)，層析，同位素追蹤，電泳和超高速離心技術(shù)，以及近年來發(fā)展起來的氨基酸自動分析、核酸測序、PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))和RAPD(隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)DNA)、GPS等技術(shù)。第35頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五90年代后，我國科學(xué)家利用胚胎細(xì)胞相繼克隆成了兔、羊、豬、牛、小鼠等幾種動物。第36頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2002年初，我國首批成年體細(xì)胞克隆牛群體誕生第37頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五山東曹縣成活的5頭克隆牛已懷孕第38頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五4.二十一世紀(jì)是生命科學(xué)世紀(jì)1.生命科學(xué)在20世紀(jì)取得了飛速的發(fā)展。20世紀(jì)榮獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎的科學(xué)家共172人。20世紀(jì)獲諾貝爾化學(xué)獎94項(xiàng)，其中與生命科學(xué)直接有關(guān)的為31項(xiàng)。生命科學(xué)的主要突破體現(xiàn)在細(xì)胞和分子水平上。物理和化學(xué)技術(shù)成為研究生命的主要方法。遺傳學(xué)成為生命科學(xué)中的核心學(xué)科。新陳代謝的機(jī)理得到闡明。醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)更緊密的聯(lián)系在一起。神經(jīng)和免疫是生命科學(xué)研究的重要領(lǐng)域。激素、維生素、胚胎學(xué)和固醇類是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。第39頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2.當(dāng)前自然科學(xué)的帶頭學(xué)科正開始從物理科學(xué)向生命科學(xué)轉(zhuǎn)移。20世紀(jì)是物理學(xué)大發(fā)展的世紀(jì)，也是愛因斯坦的世紀(jì)。21世紀(jì)是生命科學(xué)大發(fā)展的世紀(jì)，那么誰將是這一世紀(jì)的愛因斯坦？2007年《新聞周刊》亞洲版在封面文章中報(bào)道了當(dāng)今世界最熱門、最受人尊敬的十位生物學(xué)家，并指出，或許21世紀(jì)的愛因斯坦就將從這十大基因奇才當(dāng)中產(chǎn)生。第40頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五埃里克·蘭德爾埃里克·蘭德爾博士是國際人類基因組計(jì)劃核心人物、國際權(quán)威專家，美國國家科學(xué)院院士和醫(yī)學(xué)院院士。他創(chuàng)建和領(lǐng)導(dǎo)的麻省理工學(xué)院基因組研究中心——懷特黑德研究院是國際人類基因組計(jì)劃美國部分的主要貢獻(xiàn)者，開發(fā)了很多用于現(xiàn)代基因組研究的工具軟件。2004年，在蘭德爾的倡議下，哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)手成立了布勞德研究所，世界兩所頂尖高校聯(lián)手進(jìn)行基因研究。50歲，美國哈佛大學(xué)/麻省理工學(xué)院布勞德研究所創(chuàng)始人兼所長

第41頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五萊諾伊·胡德萊諾伊·胡德博士(是人類基因組計(jì)劃最早的倡導(dǎo)者之一，也是國際系統(tǒng)生物學(xué)的創(chuàng)始人。他不到40歲就成為美國科學(xué)院院士，在加州理工學(xué)院工作期間，他發(fā)明了DNA合成儀、DNA測序儀、蛋白質(zhì)合成儀和蛋白質(zhì)測序儀，并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，對世界生命科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。近日，在接受《新聞周刊》采訪時(shí)，胡德稱，自己目前正在進(jìn)行的研究是單一細(xì)胞的分析，通過讀出一個細(xì)胞內(nèi)DNA、RNA和蛋白質(zhì)的生物學(xué)信息，從而得出一個人的感染史和目前的身體狀況。69歲，西雅圖系統(tǒng)生物學(xué)研究所所長第42頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五J·克雷格·文特爾

被稱為基因研究急先鋒的美國遺傳學(xué)家克雷格·文特爾總是走在時(shí)代的前面。1991年，克雷格·文特爾就宣布開發(fā)出新的DNA測序技術(shù)。2000年，文特爾以及他創(chuàng)立的塞萊拉基因技術(shù)公司和人類基因組計(jì)劃相繼宣布完成人類基因組草圖。2001年，文特爾公布了繪制人類蛋白質(zhì)組圖譜的計(jì)劃。今年9月初，基因研究先驅(qū)克雷格·文特爾再有驚人舉動。他首次對外公布承載自己遺傳秘密的、最完整的個人基因組圖譜。文特爾入選今年《時(shí)代》雜志“全球最有影響力百人”。61歲，J·克雷格·文特爾研究學(xué)會的創(chuàng)始人兼會長

第43頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五大衛(wèi)·波特斯坦65歲，普林斯頓大學(xué)基因?qū)W教授1978年，大衛(wèi)·波特斯坦開創(chuàng)核酸限制性片段長度多態(tài)性分析技術(shù)，用于標(biāo)志不同個體間的基因差別，為后來的人類基因組計(jì)劃奠定了基礎(chǔ)。在斯坦福大學(xué)，通過與帕特·布朗的卓越合作，他使得大規(guī)模的生物芯片研究在技術(shù)領(lǐng)域幾乎家喻戶曉。目前，他自己的實(shí)驗(yàn)室以酵母為研究對象，在繪制目前最完備的物種生物信息數(shù)據(jù)庫中發(fā)揮了核心作用?！さ?4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五施溫提·柏保52歲，德國萊比錫馬克斯·普朗克人類進(jìn)化學(xué)院進(jìn)化遺傳系主任施溫提·柏保長期從事基因研究，從而以事實(shí)證明進(jìn)化的存在。例如所謂的FOXP2語言基因，它的突變會導(dǎo)致一系列語言能力障礙，諸如口齒不清，無法區(qū)分一些基本音節(jié)，不能理解語法和句子等。柏保最令世人矚目的成就是關(guān)于穴居人尼安德特人的基因研究，它揭示了穴居人的進(jìn)化歷程及其和現(xiàn)代人之間的關(guān)系。今年4月份，柏保入選《時(shí)代》雜志“全球最有影響力百人”。第45頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五菲利普·夏普63歲，麻省理工學(xué)院教授美國生物學(xué)家菲利普·夏普的主要研究領(lǐng)域是植物學(xué)、生物化學(xué)、核糖核酸調(diào)控。他是獲得美國國內(nèi)院士稱號最多的科學(xué)家之一，因發(fā)現(xiàn)斷裂基因而獲得1993年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。他曾任麻省理工學(xué)院生物系主任和癌癥研究中心主任。夏普教授在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域作出了巨大貢獻(xiàn)，在國際上享有盛譽(yù)。他因開發(fā)新的醫(yī)藥產(chǎn)品而獲得美國國家技術(shù)獎?wù)隆Ｄ壳?，他的主要研究方向?yàn)镽NA干擾素，為治療疾病帶來新思路。第46頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五魯?shù)婪颉ふ材崾?5歲，麻省理工學(xué)院生物學(xué)教授、懷特黑德研究院成員魯?shù)婪颉ふ材崾渴寝D(zhuǎn)基因?qū)W的先驅(qū)。他的主要研究方向是制造轉(zhuǎn)基因老鼠，為實(shí)驗(yàn)室研究各種癌癥和神經(jīng)性疾病提供基礎(chǔ)。上世紀(jì)70年代，詹尼士的研究出現(xiàn)了第一個重大突破，首次證明可以將異質(zhì)DNA融入老鼠胚胎早期的DNA，這種胚胎生出的老鼠在所有組織中都攜帶這種異質(zhì)基因。接著，他將逆轉(zhuǎn)錄酶病毒(一種致腫瘤病毒)注射進(jìn)老鼠早期胚胎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)白血病DNA序列不僅融入老鼠的基因組而且遺傳到其后代。這些老鼠是歷史上第一批轉(zhuǎn)基因動物。詹尼士目前是治療性克隆領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。第47頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五凱里·斯蒂芬森