高中生命科學(xué)第一冊走近生命科學(xué)

高中生命科學(xué)第一冊走近生命科學(xué)第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四第1節(jié)走進生命科學(xué)的世紀為什么21世紀被認為是生命科學(xué)的世紀？

關(guān)鍵問題

20世紀30-50年代，核能的開發(fā)利用。20世紀50-70年代，航空航天技術(shù)研究。20世紀80年代以后，生命科學(xué)、信息科學(xué)起步發(fā)展。第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四1、生命科學(xué)發(fā)展簡史（1）、生命科學(xué)發(fā)展階段描述法和比較法生物學(xué)階段：我國古代：《詩經(jīng)》、《齊民要術(shù)》、《本草綱目》國外：17世紀顯微鏡的發(fā)明18世紀林耐的“生物分類法則”19世紀施萊登和施旺的“細胞學(xué)說”、達爾文的進化論實驗法生物學(xué)階段：孟德爾豌豆雜交試驗以及摩爾根的實驗揭示了遺傳的基本規(guī)律分子生物學(xué)階段：1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型建立我國科學(xué)家人工合成結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四（2）、當(dāng)代生命科學(xué)的發(fā)展方向微觀領(lǐng)域的方向宏觀領(lǐng)域的方向（3）、當(dāng)代生命科學(xué)研究的重大成果人類基因組計劃干細胞研究克隆動物和轉(zhuǎn)基因動物人體器官的移植`第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四人類基因組計劃(humangenomeproject,HGP)是由美國科學(xué)家于1985年率先提出，于1990年正式啟動的。美國、英國、法蘭西共和國、德意志聯(lián)邦共和國、日本和我國科學(xué)家共同參與了這一價值達30億美元的人類基因組計劃。這一計劃旨在為30多億個堿基對構(gòu)成的人類基因組精確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學(xué)計劃。人類基因組計劃第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四什么是基因組(Genome)?基因組就是一個物種中所有基因的整體組成。人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物質(zhì)。要揭開生命的奧秘，就需要從整體水平研究基因的存在、基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因之間的相互關(guān)系。第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四人類的23對染色體第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四Ⅱ型糖尿?。ㄒ葝u素非依賴型糖尿?。┦翘悄虿≈凶钇毡榈囊环N，多發(fā)于４５歲以上的肥胖者。胰島素是一種刺激信號，細胞表面和內(nèi)部必須有處理這種信號的蛋白質(zhì)分子，據(jù)認為Ⅱ型糖尿病是編碼這些蛋白質(zhì)的基因出現(xiàn)缺陷所致。人類基因組計劃的負責(zé)人弗朗西斯·柯林斯(FrancisCollins)在美國國家衛(wèi)生研究所的實驗室研究糖尿病，正在第２０號染色體上的某個區(qū)域?qū)ふ乙粋€可疑基因。他說，第２０號染色體測序工作對他幫助甚大。

第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四干細胞是一種未充分分化，尚不成熟的細胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱之為“萬用細胞”。人體干細胞分兩種類型，一種是全功能干細胞，可直接克隆人體；另一種是多功能干細胞，可直接復(fù)制各種臟器和修復(fù)組織。人類寄希望于利用于細胞的分離和體外培養(yǎng)，在體外繁育出組織或器官，并最終通過組織或器官移植，實現(xiàn)對臨床疾病的治療。第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四體外培養(yǎng)的神經(jīng)干細胞球第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四1954年，美國波士頓的醫(yī)學(xué)家哈特韋爾·哈里森和約瑟夫·默里成功地完成了第一例人體器官移植手術(shù)——腎移植手術(shù)。為了避免出現(xiàn)身體排斥外來組織這個最大的難題，這次手術(shù)是在一對雙胞胎身上進行的。盡管如此，它還是開創(chuàng)了人體器官移植的新時代。羅納德（左）捐腎給哥哥理查德，一不留神名留青史。第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四2、展望生命科學(xué)新世紀后基因組學(xué)轉(zhuǎn)基因技術(shù)基因治療生物多樣性保護腦科學(xué)第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四后基因組:蛋白質(zhì)組學(xué)1994年澳大利亞Macquaie大學(xué)的Wilkins和Williams等在意大利的一次科學(xué)會議上首次提出了蛋白質(zhì)組（Proteome）這個概念。定義為“蛋白質(zhì)組指的是一個基因組所表達的蛋白質(zhì)”，即“PROTEOME”是由蛋白質(zhì)的”PROTE”和基因組的“OME”字母拼接而成。目前對蛋白質(zhì)組的分析工作大兩個方面。一方面，通過二維膠電泳等技術(shù)得到正常生理條件下的機體、組織或細胞的全部蛋白質(zhì)的圖譜，相關(guān)數(shù)據(jù)將作為待測機體、組織或細胞的二維參考圖譜和數(shù)據(jù)庫。另一方面是比較分析在變化了生理條件下蛋白質(zhì)組所發(fā)生的變化。目前蛋白質(zhì)組在醫(yī)學(xué)方面的研究重點在于對人類疾病的發(fā)病機制、早期診斷及治療，對致病微生物的致病機理、耐藥性及發(fā)現(xiàn)新的抗生素為主。第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四我國培育的轉(zhuǎn)基因兔轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四基因治療基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎校_到治療疾病的目的。取患者骨髓分離干細胞病毒正常基因并入正?；虻母杉毎⑷牖颊唧w內(nèi)第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四

吉林長白山自然保護區(qū)——保護完整的森林生態(tài)系統(tǒng)。珍稀植物有人參、紅松等。珍稀動物有梅花鹿、東北虎等。

青海湖鳥島自然保護區(qū)——保護斑頭雁、棕頭鷗等鳥類及它們的生存環(huán)境。第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四腦科學(xué)

為了探索人體奧秘，攻克各種疾病，開發(fā)人工智能技術(shù)，美、歐、日等國家紛紛于90年代制定了腦科學(xué)研究的長遠計劃，并宣布21世紀是"腦科學(xué)時代"。第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四第2節(jié)走進生命科學(xué)實驗室從生活中發(fā)現(xiàn)問題，帶著問題走進課堂，走進生命科學(xué)實驗室，在學(xué)習(xí)和實踐中解決問題，從而逐步了解生命活動的基本規(guī)律，培養(yǎng)正確的思維方法。

關(guān)鍵問題

生命科學(xué)的探究是如何進行的第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四維生素Ｂ的發(fā)現(xiàn)

維生素Ｂ的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長的時間。腳氣病是以大米為主食的亞洲人群中經(jīng)常發(fā)生的一種疾病，得病的人體重下降，食欲減退，肌肉無力，心動過速，并伴有精神癥狀。１８８２年荷蘭醫(yī)生艾克曼（ＣhristianＥijkman。１８５８～１９３０）率領(lǐng)一支醫(yī)療隊到達荷屬東印度，也就是現(xiàn)在的印度尼西亞。艾克曼注意到腳氣病在當(dāng)?shù)厝巳褐新?。翌年，由于腳氣病爆發(fā)并流行，艾克曼開始研究病因，最初，他根據(jù)疾病的突發(fā)性，認為腳氣病可能是一種傳染病，他親自用顯微鏡檢查病人的血液，分泌物，皮膚，卻一直沒有找到可能引起腳氣病的病原菌。１８９０年他的實驗雞群中爆發(fā)了多發(fā)性神經(jīng)炎，癥狀與腳氣病相似，得病的雞出現(xiàn)痙攣，頸部向后變曲，但仍然沒有找到致病微生物。第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四這時一位飼養(yǎng)員用米糠代替精米，喂養(yǎng)的雞個個都很健康。這一現(xiàn)象引起艾克曼的注意，他意識到腳氣病可能是一種營養(yǎng)缺乏病，米糖中可能含有治療腳氣病的因子。艾克蔓把雞分為對照組和實驗組，進行胃飼實驗。１８９７年艾克曼終于證明實驗雞群的多發(fā)性神經(jīng)炎是由白米喂養(yǎng)引起，加入米糠即可治愈。他也用米糠治愈了所有求診的腳氣病病人。后來格賴恩（Ｇ·Ｇrijns）證明米糖含有一種營養(yǎng)因素，１９２６年兩位科學(xué)家Ｊansen和Ｄonath從米糠中分離出這種營養(yǎng)因素維生素Ｂ1或稱硫胺素。第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四1、生命科學(xué)探究的基本步驟發(fā)現(xiàn)問