生命科学基础与实验绪论改课件.ppt

1、 生生 物物 圈圈 生物和它所居住的环境共同组成生物和它所居住的环境共同组成 问问 题题 1、宇宙进化？、宇宙进化？ 2、地球是怎样形成？、地球是怎样形成？ 3、生命的起源？、生命的起源？宇宙进化宇宙进化 _ 宇宙大爆炸宇宙大爆炸 地球的地球的形成形成 银河系的一次大爆炸银河系的一次大爆炸 生命的起源生命的起源谁被誉为生命起源的先驱？谁被誉为生命起源的先驱？-奥巴林奥巴林原始的大气成分 CH4 NH3 H2 HCN H2S CO CO2 H2O化学进化的四个阶段 RCHH3NC+O1+RCHNCOO2HH-OHH2ORCHH3NC+O1RCHNCOO2H- 最早出现的原始生命应该是谁？最早出现

2、的原始生命应该是谁？生物进化生物进化第1章 绪论生命科学 问题: 1、什么是生命科学？2、 什么是生命？ 3、为什么对生命很难下定义？ 指研究生命的科学,它是研究所有生命形式的起源,演化,生长发育,繁殖,遗传变异等生命现象的规律与本质,以及生物间,生物与环境间的相互关系和作用。 研究生命现象本质并探讨生命发生与发展规律的一门学科。细菌与蓝藻：细菌与蓝藻： 4760太湖与蓝藻太湖与蓝藻 为什么清澈的湖水变绿了？为什么清澈的湖水变绿了？为什么清澈的湖水变绿了？ 蓝藻爆发原因： 1. 化肥流失，化肥是很多富营养化区域的主要养分来源，而太湖中超过50%的氮也来自化肥的流失。 2. 生活污水，包括人类的

3、生活废水和含磷清洁剂 3. 畜禽养殖，畜禽的粪便（含氮和磷）排放，这些元素都能导致富营养化。 4. 工业污染，包括化肥厂和废水排放。 5. 燃烧矿物燃料。藻类：藻类：26900真菌类：真菌类：46983哪些是真菌？哪些是真菌？乳酸菌是真菌吗？为什么乳酸菌是真菌吗？为什么苔藓植物：苔藓植物：17000 地衣：地衣：15000蕨类植物：2600 裸子植物：750 被子植物：250000 我国热带雨林的分布 原生动物：30800 海绵动物：5000 腔肠动物：9000 软体动物：50000 环节动物：24000 棘皮动物：6100 甲壳动物：38000 昆虫： 751000 其它节肢动物和小型无脊椎

4、动物： 132461 鱼类：19056 两栖动物：4184 爬行动物：6300 鸟类：9198 哺乳动物： 4170总计：总计：14532621453262种种 恩格斯对生命的定义：恩格斯对生命的定义： “生命是蛋白体的存在方式，这个生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和它周围的外存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢，而且这种部自然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解。果便是蛋白质的分解。” 生理学家定义：生理学家定义： 把生命定义为具有进食、代谢、排泄、把生命定义为具有进食、代谢

5、、排泄、呼吸、运动、生长、生殖和反应性等功能的呼吸、运动、生长、生殖和反应性等功能的系统。系统。 生物化学家定义：生物化学家定义： 生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。代谢的酶蛋白。 遗传学家定义：遗传学家定义： 通过基因复制、突变和自然选择而进通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统。化的系统。 物理学家定义：物理学家定义： 生命是个开放系统，它通过能量流动生命是个开放系统，它通过能量流动和物质循环而不断增加内部秩序。和物质循环而不断增加内部秩序。一、生命的特征它们说明了什么？它们说明了什么？1、化学成分的同一性、化学成分的同一性2、严整有序

6、的结构除了谁？CO2N2O2生态系统物能循环简图生态系统物能循环简图3、新陈代谢营养类型营养类型 自养型自养型异养型4 4、调节与应激性、调节与应激性5、生命的延续、生命的延续6、生物具有个体发育7 7、适应、适应二、特殊类型病毒问问 题题 1、什么是病毒？、什么是病毒？ （一）病毒的含义 是没有细胞结构但有遗传、自我复制等生命特征的微生物，它们是最微小的生命体。所以是最微小，结构最简单的微生物 。 2 2、为什么说离开活体是、为什么说离开活体是“死物死物”？（二）病毒形态结构特征。 1球形 (Sphericity) 2丝形 (Filament) 3弹形(Bullet-shape) 4砖形 (

7、Brick-shape) 5蝌蚪形(Tadpole-shape) 病毒的大小 多数病毒直径在100nm(20200nm),较大的病毒直径为300450纳米(nm)，较小的病毒直径仅为18-22纳米 （三）病毒分类1、按寄主类型分类： 噬菌体（细菌病毒）、植物病毒（如烟草花叶病毒）、动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、等） 3、按遗传物质分类： DNA病毒、RNA病毒、蛋白质病毒（如：朊病毒） 4、按病毒结构分类： 真病毒（简称病毒）和亚病毒（包括类病毒、拟病毒、朊病毒） 第二节 学习生命科学的重要性 一 生命科学的近代史（了解）1 达尔文的物种起源的诞生2 细胞学说的建立 3 遗传学说的奠基遗传

8、学中的三定律4 生物化学的发展到分子生物学的时代生物化学的发展到分子生物学的时代分子生物学研究什么？ 从分子水平研究生物大分子的结构与功能 5 基因工程的诞生到克隆绵羊和基因测序 二 人类面临的挑战 1 环境污染问题 2 人类的“文明病” 3 危害人类的最大的杀手:心血管病与癌症 4 耕地问题面临问题人口与粮食人口与粮食 健康与疾病健康与疾病 环境与生态环境与生态 能源与资源能源与资源环境污染 焚烧秸杆三、二十一世纪高技术革命的核心内容三、二十一世纪高技术革命的核心内容 生物技术的简介生物技术的简介什么是生物技术？什么是生物技术？ 是以生命科学为基础，利用生物(或生物组织、细胞及其他组成部分)

9、的特性和功能，设计与构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术 基因工程基因工程 基因工程是生物工程的核心技术，基因工程是生物工程的核心技术，最具有生命力和最引人注目的前沿学最具有生命力和最引人注目的前沿学科之一。科之一。 基因工程基因工程是指重组是指重组DNA技术的产业化设计技术的产业化设计与应用与应用。 基本原理基本原理:应用人工方法把生物的遗传应用人工方法把生物的遗传物质分离出物质分离出,在体外进行切割在体外进行切割,拼接和重组。拼接和重组。再导入某种宿主细胞或个体再导入某种宿主细胞或个体,从而改变它们从而改变它们的生物性状。的生物性状。基

10、因工程的基本特点基因工程的基本特点 1 1、分子水平上的操作、分子水平上的操作 2 2、细胞水平上的表达、细胞水平上的表达基因工程的应用 1 1、农业遗传育种：、农业遗传育种：案例：案例：转基因蓝玫瑰转基因蓝玫瑰2、与医药卫生 （1）生产基因工程药品 案例：基因工程药 案例：基因工程药 （2）基因诊断 （3）基因治疗3、与农牧业、食品工业 案例 4、与环境保护有关 细胞工程细胞工程 细胞工程是在细胞水平上动手术，也称细胞操作技术。通过细胞融合技术，实现种间的杂交，可以培育出新物种。 这对创造新的动、植物和微生物品种具有前所未有的重大意义。 细胞工程技术与方法(一)动物与植物细胞的体外培养 动物

11、细胞培养技术可用于制取许多有应用价值的细胞产品. (二)细胞融合 又称细胞杂交。它是指用人工方法使2种或2种以上的体细胞合并形成一个细胞，不经过有性生殖过程而得到杂种细胞的方法. 意意 义义 1 、克服植物远缘杂交种远缘不亲和性。扩大遗传重组范围，增加变异，创造新品种2、制备单克隆抗体。(三) 克隆技术 克隆-指后代完全由一个细胞复制具有完全相同的遗传物质。 植物的无性繁殖 1997年年2月月23日，英国罗斯林研究所的实验室里诞生日，英国罗斯林研究所的实验室里诞生了一取名为多莉羊了一取名为多莉羊( (四四) )染色体工程染色体工程 ( (五五) )干细胞工程干细胞工程 干细胞工程是在细胞培养技

12、术的基础上发展起来的一项新的细胞工程。它是利用干细胞的增殖特性，多分化潜能及其增殖分化的高度有序性，通过体外培养干细胞、诱导干细胞定向分化或利用转基因技术处理干细胞以改变其特性的方法，以达到利用干细胞为人类服务的目的。 主要研究内容 1、对胚胎干细胞的研究，定向诱导细胞分化为特定的细胞:从哺乳动物早期胚胎分离培养出来的、具有全能或多能性的胚胎细胞称为胚胎干细胞 ，这类细胞能稳定地在体外自我更新、维持正常核型和分化为各种类型体细胞 ,甚至参与个体发育 ,故又可称为“万能”细胞。 2、对成体干细胞的研究 是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新同时在一定的条件下，能够分化产生

13、各种特异的细胞类型。 使得干细胞工程在细胞的分化和胚胎发育、转基因动物和动物克隆、新型高效药物的开发和临床细胞治疗、组织工程等方面的研究有着广泛的应用前景（六）酶工程。 酶工程就是利用酶催化的作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需要的产品。 酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。例如，固定化青霉酰胺酶可以连续裂解生产青霉素；a一淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡糖异构酶这三个酶连续作用于淀粉，就可以代替蔗糖生产出高果糖浆；蛋白酶用于皮革脱毛胶以及洗涤剂工业；固定酶还可以治疗先天性缺酶病或是器官缺损引起的某些功能的衰竭等疾病。（七）发酵工程 巴斯德认为:发酵是酵母在无氧状态下的

14、呼吸过程,是生物获得能量的一种形式. 发酵工程是指利用微生物的特定性状，通过现代化工程技术，在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。 四 、 参与的必然性 四、生物学常用的研究方法 （一）、科学观察法 问题：1、什么叫科学观察法？ 2、观察的手段是如何发生演变的？ 科学观察法 简单说起来，所谓科学方法就是通过各种手段从客观世界中取得原始第一手的材料，并对这些材料进行整理、加工，从中找出规律性的东西。 观察是最基本的方法，是从客观世界中获得原始第一手材料的方法。科学观察的基本要求是客观地反映可观察的事物，并且是可以检验的。 （二）假说与实验 在人为地干预、控制所研究对象的条件下进行的观察,称

15、为实验。实验不仅意味着某种精确地操作，而且是一种思考的方式。（三）模型实验（三）模型实验五、 生命科学和现代社会生活的关系 （一）对农业和医学上的贡献 1、在农业方面 2、在医学方面 （二）有助于我们认识和解决环境问题 （三）有助于研究地球的演变导致生物进化的过程 想一想为什么？ 六、学习生命科学的意义 1、与人类的关系： 人口的数量与质量问题 2、与环境的关系 3、与地球的关系 课程授课计划 1、绪论 2、细胞结构与显微技术 3、生命的化学基础 4、实验 5、细胞增殖与细胞培养技术 6、细胞分化与胚胎发育 7、细胞衰老与死亡 8、细胞代谢与酶 9、脱离正常轨道的细胞-肿瘤细胞 考核方式：考核

16、方式： 1 1、课堂讨论发言（占、课堂讨论发言（占20%20%）；）； 2 2、论文（占、论文（占60%60%）；）； 3 3、出勤（占、出勤（占20%20%）参考资料 1、普通生物学 陈阅增 2、基础生命科学吴庆余 3、细胞生物学翟中和 4、细胞分子生物学技术教程印莉萍等 5、网上资料练 习 连连看： Cohn and Boyer DNA双螺旋结构 Darwin 杂交水稻 Fleming 生物进化论 Griffith, Avery PCR技术 Leewenhoek 重组DNA技术 Mendel 籼稻基因组测序 Morgan 绵羊“多利”克隆 Mullis 遗传物质是核酸 Pasteur 青霉素 Watson and Crick 微生物发酵理论 Wilmut 显微镜 袁隆平 基因的染色体定位 杨焕明等 经典的遗传学法则 专 题 思 考 你知道当前生命科学研究的热点有哪些？