《走近生命科学》PPT课件.ppt

1、以以生命生命为研究对象的科学和技术的总为研究对象的科学和技术的总称，是研究生命活动及其规律的科学，并称，是研究生命活动及其规律的科学，并涉及到医学、农学、健康、环境等领域涉及到医学、农学、健康、环境等领域。P6在欧美等科学先进国家，自然科学的两大分支：生命科学 物质科学（包括物理、化学、地学等）美国未来学家预测二十一世纪前半叶全美国未来学家预测二十一世纪前半叶全球球“知识经济知识经济”发展趋势：发展趋势：2020年信息生物信息技术生物技术P1改变人的本身改变人的本身改变人的生活方式等外围的东西改变人的生活方式等外围的东西参加合格考，并为高二等级考打基础。完成作业 一本配套练习册（选）一本练习本

2、（默写本）每章的章节练习（印）封面上写：班级_ 姓名_ 学号_ 看书(划重点)、做笔记(补充 说明)第一章 走近生命科学 第1节 走进生命科学的世纪一、生命科学发展简史:公元前公元前5000年年种植水稻种植水稻公元前公元前3000年年饲养猪饲养猪春秋时代的春秋时代的诗经诗经已记载动植物达已记载动植物达200多种多种公元公元6世纪北魏农家贾思勰的著作世纪北魏农家贾思勰的著作齐民要术齐民要术16世纪明代李时珍的医学巨著世纪明代李时珍的医学巨著本草纲目本草纲目1.我国古代劳动人民的杰出贡献:17世纪世纪显微镜的发明显微镜的发明，使生命科学的研究进入了，使生命科学的研究进入了细胞细胞水平水平。18世纪

3、瑞典植物学家世纪瑞典植物学家林耐林耐出版了自然系统一书，出版了自然系统一书，创立了创立了“生物分类法则生物分类法则”，制定了生物命名的方法。，制定了生物命名的方法。19世纪世纪30年代德国植物学家年代德国植物学家施莱登施莱登和动物学家和动物学家施旺施旺创创立了立了细胞学说细胞学说。1859年英国博物学家年英国博物学家达尔文达尔文出版了出版了物种起源物种起源这一这一名著，提出了名著，提出了生物进化生物进化理论。理论。1865年奥地利人年奥地利人孟德尔孟德尔经过经过8年的年的豌豆杂交实验豌豆杂交实验，发表，发表了题为植物杂交实验的论文，提出了了题为植物杂交实验的论文，提出了两个遗传的基两个遗传的基

4、本规律本规律。美国遗传学家。美国遗传学家摩尔根摩尔根进一步揭示遗传机制进一步揭示遗传机制。2.近代生物学发展史上的几件大事：1953年，美国生物学家沃森和英国生物物理学家克里克年，美国生物学家沃森和英国生物物理学家克里克提出了提出了DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型，将生命科学的研究引入，将生命科学的研究引入分子分子水平水平，而且为现代生物技术的形成和发展奠定了基础。，而且为现代生物技术的形成和发展奠定了基础。1965年，我国科学家成功合成年，我国科学家成功合成结晶牛胰岛素结晶牛胰岛素。1981年，我国科学家成功合成年，我国科学家成功合成酵母丙氨酸转移核糖核酸酵母丙氨酸转移核糖核酸 1997年

5、，英国科学家采用年，英国科学家采用高度分化的体细胞高度分化的体细胞成功地培育成功地培育出出克隆羊克隆羊“多利多利”。1999年，美国年，美国科学科学杂志将成功分离杂志将成功分离人体胚胎干细胞人体胚胎干细胞的成就列为世界十大科学成就之首。的成就列为世界十大科学成就之首。生命科学生命科学“阿波罗登月计划阿波罗登月计划”人类基因组计划人类基因组计划的研究。的研究。3.当代生物学的重大成果和发展趋势：生命科学发展早期，主要采用生命科学发展早期，主要采用描述法描述法和和比较法比较法。随着。随着其发展，其发展，实验法实验法逐渐成为主要研究手段。逐渐成为主要研究手段。20世纪以来，世纪以来，生命科学的研究向

6、着生命科学的研究向着微观微观和和宏观宏观两个方向两个方向同时发展同时发展。二、展望生命科学新世纪：后基因组学转基因技术基因治疗生物多样性的保护脑科学第2节 走进生命科学实验室带着疑问和思考学习生命科学从观察和实验中体验探究的乐趣一、生命科学探究的基本步骤举例举例:影响柳条鱼产仔的因素影响柳条鱼产仔的因素提出问题提出问题提出假设提出假设设计实验设计实验实施实验实施实验分析数据分析数据得出结论得出结论库鲁病与食人族在太平洋上的巴布在太平洋上的巴布亚新几内亚的高地，有亚新几内亚的高地，有一个叫做弗雷一个叫做弗雷(Fore)(Fore)的的土著部落。上个世纪初，土著部落。上个世纪初，这个部落流行一种现

7、代这个部落流行一种现代人看来无法接受的风俗：人看来无法接受的风俗：吃死人。吃死人。伴随着这种奇怪风俗伴随着这种奇怪风俗的是一种同样奇怪的疾病。的是一种同样奇怪的疾病。弗雷族人常常会患上一种弗雷族人常常会患上一种神经系统疾病神经系统疾病库鲁病库鲁病(Kuru)(Kuru)。最初病人感到头疼和最初病人感到头疼和关节疼，数周之后出现行关节疼，数周之后出现行走困难，并伴随着肢体颤走困难，并伴随着肢体颤抖抖,晚期阶段，病人会丧晚期阶段，病人会丧失记忆。当时，每年至少失记忆。当时，每年至少有有200200人死于库鲁病。人死于库鲁病。弗雷族人吃人的习弗雷族人吃人的习惯是，男人享有特权，惯是，男人享有特权，吃

8、死者的肌肉，而妇吃死者的肌肉，而妇女和儿童只能吃死者女和儿童只能吃死者的脑等器官。正是这的脑等器官。正是这个习惯让更多的妇女个习惯让更多的妇女儿童患上了库鲁病，儿童患上了库鲁病，而成年男性患病的机而成年男性患病的机会则较少。会则较少。盖都塞克是如何发现盖都塞克是如何发现“库鲁病库鲁病”病原病原体的体的当盖都塞克发现当盖都塞克发现“库鲁病库鲁病”不是由细不是由细菌和病毒引起的时候，他提出了什么菌和病毒引起的时候，他提出了什么假设假设,又是怎么做的又是怎么做的当盖都塞克发现猩猩发病后，为什么当盖都塞克发现猩猩发病后，为什么要再用另一头猩猩做实验要再用另一头猩猩做实验P9-10二、生命科学实验的基本

9、要求开始前开始前，了解实验仪器的性能，确定，了解实验仪器的性能，确定实验方法和步骤；实验方法和步骤；过程中过程中，遵守操作规程，仔细观察，遵守操作规程，仔细观察，实事求是记录；实事求是记录；结束后结束后，科学分析处理数据，得出结，科学分析处理数据，得出结论，完成实验报告，并做好清理工作。论，完成实验报告，并做好清理工作。贾思勰贾思勰北魏末年和东魏时的著北魏末年和东魏时的著名农学家，为名农学家，为我国现存最早、最完整的我国现存最早、最完整的农书著作农书著作齐民要术齐民要术的作者。贾思勰的作者。贾思勰具有广泛的农事知识，他深入乡里访问具有广泛的农事知识，他深入乡里访问农家，并到田间亲自观察实验，结

10、合古农家，并到田间亲自观察实验，结合古文献中的资料与自己的心得，较为系统文献中的资料与自己的心得，较为系统地总结了地总结了6世纪以前中原地区的农业生产世纪以前中原地区的农业生产经验。经验。齐民要术齐民要术全书全书10卷，卷，92篇，篇，分别论述了各种农作物、蔬菜、果树、分别论述了各种农作物、蔬菜、果树、竹木的栽培，以及家禽家畜的饲养，农竹木的栽培，以及家禽家畜的饲养，农副产品加工等。尤为可贵的是，书中还副产品加工等。尤为可贵的是，书中还记载了干旱地区的耕作和谷物栽培方法、记载了干旱地区的耕作和谷物栽培方法、果树嫁接技术、家畜去势育肥及多种农果树嫁接技术、家畜去势育肥及多种农产品加工经验，反映出

11、北朝时期农业生产品加工经验，反映出北朝时期农业生产的发展已达到相当高的水平。产的发展已达到相当高的水平。公元公元1578年李时珍历时年李时珍历时27年完成药物学年完成药物学本本草纲目草纲目编写工作。全书约有编写工作。全书约有190万字，万字，52卷，载卷，载药药1892种，新增药物种，新增药物374种，载方一万多个，附图种，载方一万多个，附图一千多幅，成了我国药物学的空前巨著。其中纠一千多幅，成了我国药物学的空前巨著。其中纠正前人错误甚多，在动植物分类学等许多方面有正前人错误甚多，在动植物分类学等许多方面有突出成就，并对其他有关的学科（生物学、化学、突出成就，并对其他有关的学科（生物学、化学、

12、矿物学，地质学，天文学等等）也做出贡献。达矿物学，地质学，天文学等等）也做出贡献。达尔文称赞它是尔文称赞它是“中国古代的百科全书中国古代的百科全书”。生于生于1996年年7月月5日日 1998年产下一只小羊年产下一只小羊 2003年年2月月14日因肺部感染而实施了安乐死日因肺部感染而实施了安乐死克隆羊克隆羊多利多利生生 平平277次实验后的产物次实验后的产物干细胞：干细胞：未分化，有可能分化成不同类型细胞的细胞，具有未分化，有可能分化成不同类型细胞的细胞，具有再生各种组织器官的潜能，再生各种组织器官的潜能，“干干”译自英文译自英文“StemStem”。干细胞即起源细胞，又被称为干细胞即起源细胞

13、，又被称为“万能细胞万能细胞”。干细胞研究干细胞研究按功能不同分为：按功能不同分为：全能、多能、单能干细胞。全能、多能、单能干细胞。按生存阶段不同分为：按生存阶段不同分为：胚胎干细胞和成体干细胞胚胎干细胞和成体干细胞。作用：作用：治疗绝大多数疾病，包括糖尿病、中风、艾滋病；治疗绝大多数疾病，包括糖尿病、中风、艾滋病；体外制造人体器官，用于移植。体外制造人体器官，用于移植。发展前景：发展前景：科学家证实骨髓干细胞可以发育成干科学家证实骨髓干细胞可以发育成干细胞等。但到细胞等。但到目前为止，人类对干细胞的研究还有许多难题和误区。目前为止，人类对干细胞的研究还有许多难题和误区。有关专家预示：有关专家

14、预示：干细胞的发展前景是美好的，但是距离实际干细胞的发展前景是美好的，但是距离实际应用还有一段时间应用还有一段时间。世界各国对干细胞的研究：世界各国对干细胞的研究：美国干细胞研究已进行了美国干细胞研究已进行了3030多年多年；英国是干细胞研究的先进国家之一英国是干细胞研究的先进国家之一；日本干细胞研究是日本干细胞研究是“千千年世纪工程年世纪工程”中的核心内容之一中的核心内容之一 19901990年年1010月，正式启动。月，正式启动。主要目标主要目标是是测定测定组成人类组成人类DNADNA的的3030亿碱基对的序列，亿碱基对的序列，识别识别人类基因及其在染色体人类基因及其在染色体上的位置。上的

15、位置。19991999年年9 9月月 中国获准加入，负责测定人类基因组全中国获准加入，负责测定人类基因组全部序列的部序列的（3 3号染色体号染色体上的上的30003000万个碱基对万个碱基对），并），并于于20012001年年8 8月月2626日提前两年完成且通过验收。日提前两年完成且通过验收。20002000年年6 6月月2626日日 科学家公布人类基因组工作科学家公布人类基因组工作草图草图，标志着人类在解读自身标志着人类在解读自身“生命之书生命之书”的路上迈出了重要的路上迈出了重要一步。一步。20032003年年4 4月月1414日，日，“完成图完成图”完成。完成。人类基因组计划人类基因组

16、计划生命科学生命科学“阿波罗登月计划阿波罗登月计划”P4后基因组学解读并深入探索人的结构和功能基因组解读并深入探索人的结构和功能基因组 破译重要微生物和植物的基因组破译重要微生物和植物的基因组 启动环境基因组的研究启动环境基因组的研究 基因技术的应用基因技术的应用主要包括：主要包括：功能基因组学、蛋白质组学和结构基因组学功能基因组学、蛋白质组学和结构基因组学转基因技术在美国诞生世界上第一只克隆猴在美国诞生世界上第一只克隆猴“泰特拉泰特拉”2000年年1月月美国科学家已连续培育出美国科学家已连续培育出6代克隆鼠，并首次用转基因代克隆鼠，并首次用转基因干细胞克隆成功实验鼠干细胞克隆成功实验鼠日本科

17、学家利用成年动物体日本科学家利用成年动物体细胞培育成功的克隆牛细胞培育成功的克隆牛美国科学家经美国科学家经188次实验，培次实验，培育出世界上第一只克隆猫育出世界上第一只克隆猫由我国自主完成的成年体细胞克隆牛诞由我国自主完成的成年体细胞克隆牛诞生，至今已产犊十四头，存活五头生，至今已产犊十四头，存活五头英国培育出新型转基因克隆猪英国培育出新型转基因克隆猪钱卓和他的聪明鼠钱卓和他的聪明鼠聪明鼠对疼痛更敏感，嗅觉更灵敏。聪明鼠对疼痛更敏感，嗅觉更灵敏。1999年，美国普林斯年，美国普林斯顿大学华裔生物学家钱卓顿大学华裔生物学家钱卓博士用转基因方法为实验博士用转基因方法为实验小鼠添加小鼠添加2个个N

18、R2B基因，基因，培育出培育出“聪明鼠聪明鼠”，其能，其能产生产生NMDA的受体，能够的受体，能够激活神经激活神经帮助记忆帮助记忆。聪明鼠聪明鼠转基因转基因“减肥减肥”小鼠问世：小鼠问世：研究人员将研究人员将Wnt10bWnt10b基因基因（抑制脂肪细胞形成）连接（抑制脂肪细胞形成）连接到脂肪组织特异表达的到脂肪组织特异表达的FABP4FABP4启动子上，通过常规启动子上，通过常规转基因技术获得转基因转基因技术获得转基因“减减肥肥”小鼠（脂肪组织都比对小鼠（脂肪组织都比对照组减少照组减少50%50%）。）。欧洲南非合作要让转基因植物欧洲南非合作要让转基因植物“结出结出”疫苗：疫苗：利用转基因植

19、物，生产抗艾滋病、狂犬病、糖利用转基因植物，生产抗艾滋病、狂犬病、糖尿病和结核病等疾病的疫苗和药物。尿病和结核病等疾病的疫苗和药物。19901990年年9 9月美国正式批准了人类第一个对遗传病进行体月美国正式批准了人类第一个对遗传病进行体细胞基因治疗的临床试验并获得成功。接受治疗的是一个细胞基因治疗的临床试验并获得成功。接受治疗的是一个患有严重复合免疫缺陷综合征（患有严重复合免疫缺陷综合征（SCIDSCID）的）的4 4岁女孩，患儿由岁女孩，患儿由于基因缺陷，体内不能合成腺苷脱氨酶（于基因缺陷，体内不能合成腺苷脱氨酶（ADAADA），无法产生），无法产生健全的免疫系统，必须在形似气泡的无菌隔离

20、舱中生存，健全的免疫系统，必须在形似气泡的无菌隔离舱中生存，被称为被称为“泡泡儿泡泡儿”。科学家从她的血液中分离出白细胞，。科学家从她的血液中分离出白细胞，在实验室内培养。然后，在将细胞置于携带有正常基因的在实验室内培养。然后，在将细胞置于携带有正常基因的病毒中，病毒就将正常基因导入白细胞中。随后再把这些病毒中，病毒就将正常基因导入白细胞中。随后再把这些带有正常酶基因的白细胞输回女孩体内。经过这样的基因带有正常酶基因的白细胞输回女孩体内。经过这样的基因治疗治疗19911991年年5 5月患儿体内月患儿体内ADAADA水平达到正常人的水平达到正常人的2525，免疫，免疫功能逐渐恢复，生活质量明显

21、提高，还能滑冰和上舞蹈课，功能逐渐恢复，生活质量明显提高，还能滑冰和上舞蹈课，也未出现副作用。但也未出现副作用。但20022002年年1010月，美国宣布暂停在美国境月，美国宣布暂停在美国境内开展的针对内开展的针对ADAADA患者的基因治疗试验，原因是法国在进行患者的基因治疗试验，原因是法国在进行的试验中，患病儿童得了类似白血病的莫名疾病。的试验中，患病儿童得了类似白血病的莫名疾病。基因治疗生物多样性面临的问题：生物多样性面临的问题：环境污染 生态破坏 生物多样性丧失 环境退化 生物多样性是生物和它们组成的系统生物多样性是生物和它们组成的系统的总体多样性和变异性。的总体多样性和变异性。生物多样

22、性和保护 大脑虽然只有大脑虽然只有1.51.5公斤、公斤、却由却由140140亿个神经细胞组成的亿个神经细胞组成的大脑是人体中最复杂的部分，大脑是人体中最复杂的部分，也是宇宙中已知的最为复杂也是宇宙中已知的最为复杂的组织结构。的组织结构。大脑皮质是人体的神大脑皮质是人体的神经中枢，人体的一切生经中枢，人体的一切生理活动都是由大脑支配理活动都是由大脑支配和指挥的。和指挥的。关于大脑功能的研关于大脑功能的研究，已经成为现代科学究，已经成为现代科学最深奥的课题，也是最最深奥的课题，也是最难攻克的科学堡垒。难攻克的科学堡垒。脑科学现代人体科学中未解之谜最多的领域现代人体科学中未解之谜最多的领域 三大目

23、标：三大目标：认识脑、保护脑、创造脑认识脑、保护脑、创造脑 2121世纪科学面临的最大挑战：世纪科学面临的最大挑战：了解大脑、认识自身了解大脑、认识自身 新世纪脑科学的发展前景：新世纪脑科学的发展前景：在细胞和分子水平进一步推进对神经系统活动的认识在细胞和分子水平进一步推进对神经系统活动的认识 在脑的高级功能的研究方面取得突破性在脑的高级功能的研究方面取得突破性美国政府命名美国政府命名20世纪世纪90年代为年代为“脑的脑的10年年”，支持发展，支持发展神经科学，促进脑的研究。神经科学，促进脑的研究。日本继日本继1986年制定并实施将脑研究放在重要位置的年制定并实施将脑研究放在重要位置的人人类前沿科学计划类前沿科学计划之后，又于之后，又于1996年推出了年推出了“脑科学时代脑科学时代”的为期的为期20年的脑科学计划纲要。年的脑科学计划纲要。我国脑功能研究列入了重大基础科学研究计划我国脑功能研究列入了重大基础科学研究计划“攀攀登计划登计划”。