普通生物學(xué)第一章 緒言

普通生物學(xué)WelcometothestudyofLifeSciences!!BtBacillusthuringiensis蘇云金芽孢桿菌3Bt45

硫氧化菌的形態(tài)特征：該菌為革蘭氏陰性菌，短桿狀，端生鞭毛，在光學(xué)顯微鏡下有較強(qiáng)的運(yùn)動能力；硫氧化菌簡單染色鏡檢圖（×1000倍）

6陳增閱普通生物學(xué).吳相鈺主編，高等教育出版社出版，2005年版基礎(chǔ)生命科學(xué)第2版.吳慶余主編，高等教育出版社，2006年參考書目7掌握生命科學(xué)的基本概念；開闊思維，擴(kuò)大知識面；培養(yǎng)自學(xué)能力，學(xué)會充分利用各種學(xué)習(xí)資源；按時上課，認(rèn)真聽講；準(zhǔn)時獨(dú)立

完成作業(yè)目的和要求8成績：作業(yè)：20%

考勤：20％期末：60％9第一章緒言10一、什么是生命？生命的特征是什么？11一生命的基本特征1、細(xì)胞是生物的基本組成單位（病毒除外)12病毒生活史13艾滋病毒14非典病毒15T4噬菌體煙草花葉病毒絲狀有被膜的病毒（流感冒病毒）162、新陳代謝?、生長和運(yùn)動是生命的基本功能生物是開放系統(tǒng)，生物和周圍環(huán)境不斷進(jìn)行著物質(zhì)的交換和能量的流動，這些物質(zhì)在生物體內(nèi)發(fā)生一系列變化，最后成為代謝過程的最終產(chǎn)物而被排出體外。一生命的基本特征同化作用：是在生物體內(nèi)合成有機(jī)物和儲存能的過程.合成了或建造了生活物質(zhì)；異化作用：是在體內(nèi)分解有機(jī)物和釋放能的過程173、生命通過繁殖而延續(xù)，

DNA是生物遺傳的基本物質(zhì)

遺傳：遺傳物質(zhì)從上代傳給下代,從而使上代的形態(tài)特征或生理特性等性狀在下代得以表現(xiàn)。但是，上代和下代之間以及后代個體之間總有些差異，這種現(xiàn)象叫做變異。遺傳和變異都是普遍的生命現(xiàn)象。二者同時存在。遺傳保持了物種的相對穩(wěn)定變異產(chǎn)生新的性狀，導(dǎo)致物種的發(fā)展變化。一生命的基本特征18遺傳學(xué)家和模特兒194、生物具有個體發(fā)育和系統(tǒng)進(jìn)化的歷史任何生物體在其一生中都要經(jīng)歷從小到大的生長過程，這是由于同化作用大于異化作用的結(jié)果。單細(xì)胞生物的生長主要是依靠細(xì)胞體積與重量的增加。多細(xì)胞生物的生長，主要的是依靠細(xì)胞的分裂來增加細(xì)胞的數(shù)目；探索生物個體從出生到發(fā)育成熟以及衰老和死亡的規(guī)律是發(fā)育生物學(xué)最主要的研究內(nèi)容；進(jìn)化是遺傳、變異和自然選擇的長期作用導(dǎo)致的生物由低等到高等、由簡單到復(fù)雜的逐漸演變過程。一生命的基本特征20215、生物對外界可產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，

對環(huán)境有適應(yīng)性生物體對刺激發(fā)生反應(yīng)的特性，叫做應(yīng)激性。在大多數(shù)情況下，生物體都會以某種形式的運(yùn)動來對刺激作出反應(yīng)。單細(xì)胞：趨性

(taxis)

植物：不平衡的生長運(yùn)動（即向性，tropism）高等動物：感受器和反應(yīng)器反應(yīng)的結(jié)果使生物“

趨吉避兇”。一生命的基本特征2223生物的結(jié)構(gòu)適合于一定的功能生物對其居住環(huán)境的適應(yīng)24生命（生物體）的基本特征細(xì)胞是生物的基本組成單位（病毒除外）新陳代謝、生長和運(yùn)動是生命的基本功能生命通過繁殖而延續(xù)，DNA是生物遺傳的基本物質(zhì)生物具有個體發(fā)育和系統(tǒng)進(jìn)化的歷史生物對外界可產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)和自我調(diào)節(jié)，對環(huán)境具有適應(yīng)性25定義生命是具有以上共同特征的物質(zhì)存在形式26二、生命科學(xué)研究什么？炭疽桿菌銀杏(GinkgobilobaL.)29紅嘴巨嘴鳥30毒大米地溝油用陳米反復(fù)研磨后，摻進(jìn)工業(yè)原料白蠟油混合而成，其色澤透明，賣相好。食用后會引起人體全身乏力、惡心、頭暈、頭疼等癥狀食品安全事件31染色饅頭墨汁紅薯粉條32圖解33定義

生命科學(xué)(lifesciences)是研究生物體及其活動規(guī)律的科學(xué)，廣義的生命科學(xué)還包括生物技術(shù)、生物與環(huán)境、生物學(xué)與其他學(xué)科交叉的領(lǐng)域。3435三、為什么學(xué)習(xí)生命科學(xué)

古代到16世紀(jì)左右，是生物學(xué)的準(zhǔn)備和奠基時期；

16世紀(jì)到19世紀(jì)，是生物學(xué)創(chuàng)立和分支時期

20世紀(jì)，生物學(xué)的飛速發(fā)展生物學(xué)上的兩次飛躍

:達(dá)爾文的物種進(jìn)化理論;《核酸分子結(jié)構(gòu)》

19世紀(jì)是生物學(xué)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

生物進(jìn)化論——達(dá)爾文(英)，《物種起源》，適者生存；細(xì)胞學(xué)說——施萊登和施旺(德)，所有生物都由細(xì)胞組成；經(jīng)典遺傳學(xué)三大定律——孟德爾(奧)，《植物雜交試驗(yàn)》，顯性定律、分離定律、獨(dú)立分配(自由組合)定律。1、生物學(xué)的發(fā)展歷史37生物技術(shù)發(fā)展簡史－現(xiàn)代生物技術(shù)階段198219861996

20001953197319751961–19651977ACGTTACGGCTAATGCTADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)全部遺傳密碼的破譯DNA重組技術(shù)的建立單克隆抗體技術(shù)的建立第一個人的基因獲得克隆第一個重組動物疫苗在歐洲獲批準(zhǔn)第一個單克隆抗體診斷試劑盒在美國批準(zhǔn)使用19811982Genentech公司獲得重組人胰島素生產(chǎn)許可PCR技術(shù)問世1988人類基因組計(jì)劃開始實(shí)施1990第一個體細(xì)胞基因治療方案在美國獲批準(zhǔn)克隆羊多莉誕生人類基因組草圖完成人類基因組30億堿基對測序完成

200338例12000年，瑞士世界經(jīng)濟(jì)論壇，克林頓和布萊爾同時提出，影響21世紀(jì)社會發(fā)展的兩項(xiàng)技術(shù)：信息科學(xué)技術(shù)和生命科學(xué)技術(shù)。

例2物理學(xué)家諾貝爾獎獲得者楊振寧指出，19世紀(jì)和20世紀(jì)是物理學(xué)的世紀(jì)，它推動了整個自然科學(xué)的發(fā)展，21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。例3計(jì)算機(jī)技術(shù)的象征比爾.蓋茨指出，影響21世紀(jì)整個人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的除了信息科學(xué)技術(shù)，還有生命科學(xué)技術(shù)。例41996年，71位中國科學(xué)院院士聯(lián)名呼吁，務(wù)必重視生命科學(xué)教育和生命科學(xué)研究。392.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2005年人類X染色體基因測序完成

2005年首張人類蛋白質(zhì)相互作用圖譜

40人口膨脹糧食緊張環(huán)境污染能源緊缺疾病預(yù)防

3.社會的可持續(xù)發(fā)展需要生命科學(xué)作為帶頭學(xué)科

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健康

80年代，在美國發(fā)現(xiàn)第一例艾滋病，至今美國已有>106感染者。

E.Johnson是洛杉磯湖人隊(duì)球星，1991年被檢查出為HIV病毒陽性。43

資源

礦物能源（石油、煤）必將枯竭，生物能源已在開發(fā)之中。很多不起眼的生物，很可能就是藥物、材料等的寶貴資源。圖為墨西哥荒原中的仙人掌類植物。44

一個20米直徑的水池年產(chǎn)4噸藻類，加工后可得相當(dāng)于3000升柴油的燃料。一英畝三角大戟可生產(chǎn)相當(dāng)于50噸石油的燃料。圖為生長在淡水和海水中的一種硅藻三角大戟45

環(huán)境

這是最早一份關(guān)于環(huán)境對生物種群影響的研究

工業(yè)化前英國鄉(xiāng)村有很多白色蛾子停在布滿淡色苔蘚的樹皮上，不易被鳥發(fā)現(xiàn)；工業(yè)化后，黑色蛾子逐漸取而代之，因?yàn)楹跓熚廴玖谁h(huán)境，黑色蛾子更易藏身。46生命科學(xué)的研究需要物理學(xué)家、化學(xué)家、數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)學(xué)家、法學(xué)家等專家的參與。在那些方面？4.新世紀(jì)的大學(xué)生不能沒有現(xiàn)代生命科學(xué)基礎(chǔ)知識47生命科學(xué)必須和物理科學(xué)、工程科學(xué)等其他學(xué)科相結(jié)合21世紀(jì)是生物的世紀(jì)，但生物學(xué)要有大突破必須尋求物理學(xué)科等其他學(xué)科的支持。48

現(xiàn)代儀器設(shè)備的武裝是生命科學(xué)發(fā)展的必要條件

世界著名大學(xué)著手組建生命科學(xué)和其他學(xué)科交叉滲透的綜合實(shí)驗(yàn)中心光學(xué)顯微鏡電子顯微鏡49虎克顯微鏡50顯微鏡的發(fā)明打開了微觀世界的大門光學(xué)顯微鏡透射電子顯微鏡掃描電子顯微鏡51微生物與生態(tài)52新世紀(jì)的大學(xué)生不能沒有生物學(xué)知識生物學(xué)家:

大腦/癌癥/光合作用生物技術(shù)專家:

基因藥物/作物新品種理工科專業(yè):

生物芯片/火星生命/納米材料社會科學(xué)專家:

社會倫理法律/生物技術(shù)和人類社會的關(guān)系人:

認(rèn)識自己/認(rèn)識生命53“猛犸之謎”“恐龍滅絕之謎”

“龜鱉家族的長壽之謎”5.生命科學(xué)充滿未解之謎54猛犸之謎55恐龍滅絕之謎56龜鱉家族的長壽之謎57生命科學(xué)的發(fā)展期待你的參與！！四.生命科學(xué)與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)1.生物學(xué)與農(nóng)業(yè)綠色革命－抗病、抗旱、抗倒伏、高產(chǎn)的稻麥新品種。雜交水稻之父－袁隆平單細(xì)胞蛋白－人類食品蛋白添加劑。10萬噸級生化反應(yīng)器的產(chǎn)品＝1.6億畝的草喂養(yǎng)牛羊后產(chǎn)生的蛋白質(zhì)＝180萬畝所產(chǎn)大豆的蛋白質(zhì)。動植物新品種：轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基因植物花卉的組織培養(yǎng)生物殺蟲劑:Bt、桿狀病毒四.生命科學(xué)與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)602.生物學(xué)與醫(yī)藥衛(wèi)生解決了常規(guī)方法不能生產(chǎn)或生產(chǎn)成本昂貴藥物的生產(chǎn)技術(shù)－干擾素、胰島素、人生長激素、生長激素釋放抑制因子等新的抗菌素、疫苗研制出一批高靈敏度、性能專一、實(shí)用性強(qiáng)的臨床診斷設(shè)備－單抗、DNA探針、PCR技術(shù)基因治療獲得初步成功－血友病等FE牙膏四.生命科學(xué)與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)613.生物學(xué)與輕工業(yè)、食品工業(yè)及能源酶工程：食品、醫(yī)藥、發(fā)酵、日用化工、輕紡、制革、水產(chǎn)、木材、造紙、能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等經(jīng)濟(jì)部門發(fā)酵工程：釀酒制曲、味精、抗菌素、維生素等生物能源：使生物材料轉(zhuǎn)化成可燃性化合物如乙醇、甲烷、氫氣（H2).石油草、沼氣微生物：提高石油開采量。四.生命科學(xué)與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)62

4.生物學(xué)與軍事生物鋼－防彈背心、飛機(jī)、坦克和軍事設(shè)施的防彈衣。漁網(wǎng)、手術(shù)線、人造腹肌。生物電子裝備、生物傳感器、生物能源等生物戰(zhàn)劑：病原微生物，包括6大類：病毒、細(xì)菌、立克氏體、衣原體、真菌和毒素基因武器：根據(jù)不同人種、種族的基因特異性四.生命科學(xué)與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)635.生物學(xué)與環(huán)境污染利用微生物治理環(huán)境污染問題：禽畜糞、污染河流微生物治理海灣石油污染的微生物治理生活垃圾、泔腳的生化處理四.生命科學(xué)與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)646.其他方面細(xì)菌造雪細(xì)菌保護(hù)古建筑無法假冒的生物筆四.生命科學(xué)與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)65細(xì)菌造雪

美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)假單胞菌能在寒冷的環(huán)境中將水霧凝結(jié)成雪花66無法假冒的生物筆利用在墨水中加入含有特定序列的DNA片段，使別人無法假冒你的墨跡。67

生命科學(xué)的發(fā)展需要您的參與！68生物科學(xué)的分科“多層蛋糕”結(jié)構(gòu)五.生物學(xué)的分科69生物學(xué)的分科根據(jù)研究類群不同建立的學(xué)科：細(xì)菌學(xué)(Bacteriology)真菌學(xué)(Mycology)病毒學(xué)(Virology)動物學(xué)(Zoology)或動物生物學(xué)(Animalbiology)人類學(xué)(Anthropology)微生物學(xué)(Microbiology)古生物學(xué)(Palaeobiology)or(paleontology)植物學(xué)(Botany)或植物生物學(xué)(Plantbiology)70形態(tài)學(xué)(Morphology)生理學(xué)(Physiology)生態(tài)學(xué)(Ecology)胚胎學(xué)(Embryology)分類學(xué)(Taxonomy)遺傳學(xué)(Genetics)進(jìn)化論(TheoryofEvolution)根據(jù)研究生命現(xiàn)象內(nèi)容的不同建立的學(xué)科：71分子生物學(xué)(Molecularbiology)細(xì)胞生物學(xué)(Cellbiology)個體生物學(xué)(Individualbiology)居群生物學(xué)(Populationbiology)生物群落(Bioticcommunity)生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)

根據(jù)對生物研究的不同結(jié)構(gòu)水平建立的學(xué)科：72生物化學(xué)(Biochemistry)生物物理學(xué)(Biophysics)生物數(shù)學(xué)(Biomathematics)交叉學(xué)科：731.觀察描述方法六.生命科學(xué)的研究方法

1907年細(xì)胞學(xué)家VonWinniwarter計(jì)算人的染色體數(shù)目，有47個染色體，其中46個組成23對，另一個為“副”染色體。

1921年T.S.Painter發(fā)現(xiàn)男人細(xì)胞中的Y染色體。因此他說，人共有48個染色體，女人是46+xx，男人是46+XY。

1954年，E.Hansen-Melander研究人的肝細(xì)胞，她計(jì)算的染色體數(shù)目卻是46個。

50年代以后，徐道覺和其他科學(xué)家，改進(jìn)了技術(shù)，對人的染色體數(shù)又做了核對。根據(jù)染色體組型，他們確定人的染色體數(shù)是46個。742.假說和實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是人為地干預(yù)、控制所研究對象的條件下進(jìn)行的觀察。

用實(shí)驗(yàn)的方法研究客觀事物，要求根據(jù)已有的事實(shí)(來自觀察或來自實(shí)驗(yàn))提出假說，再根據(jù)假說推導(dǎo)出一個可以用實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)的預(yù)測，然后實(shí)施這個實(shí)驗(yàn)來加以驗(yàn)證。六.生命科學(xué)的研究方法753.模型實(shí)驗(yàn)

直接用研究對象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)非常困難，或者簡直不可能時，可用模型代替研究對象來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1.用動物模型代替人體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.抽象模型－數(shù)學(xué)模型、圖表模型。3.用模型研究在時間上極為遙遠(yuǎn)的事件。4.用機(jī)械和電子模型對動物功能進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

六.生命