生命科学与人类文明绪论

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1、 ? ?生命科学能否为解决人口爆炸、生命科学能否为解决人口爆炸、 粮食短缺、能源危机、资源短粮食短缺、能源危机、资源短 缺、环境污染等问题作出贡献？缺、环境污染等问题作出贡献？参考教材参考教材? ?生命科学与人类文明生命科学与人类文明浙江大学出版浙江大学出版 社社? ?生命科学导论生命科学导论中国电力出版社中国电力出版社本章目录本章目录? ?生命科学的重要性生命科学的重要性? ?生命的起源和定义生命的起源和定义? ?生命科学的分科生命科学的分科? ?生命科学的研究方法生命科学的研究方法为什么要学习生命科学知识？为什么要学习生命科学知识？为什么要学习生命科学知识？为什么要学习生命科学知识？? ?

2、生命科学是生命科学是2121世纪自然科学的带头学科世纪自然科学的带头学科? ?生命科学充满未解之谜生命科学充满未解之谜? ?生命科学与人类社会的发展息息相关生命科学与人类社会的发展息息相关生命科学的重要性生物科学的前沿生物科学的前沿生物科学的前沿生物科学的前沿? ?分子生物学的发展是生物科学发展分子生物学的发展是生物科学发展 史上的一个重要的里程碑史上的一个重要的里程碑? ?DNADNA重组技术重组技术? ?原生质体融合技术原生质体融合技术生命科学的重要性DNADNADNADNA双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构生命科学的重要性21212121世纪将面临的许多世界性的难题世纪将面临的许多

3、世界性的难题世纪将面临的许多世界性的难题世纪将面临的许多世界性的难题? ?人口膨胀人口膨胀? ?粮食紧张粮食紧张? ?环境污染环境污染? ?能源紧缺能源紧缺? ?遗传疾病遗传疾病生命科学的重要性一、生命科学是一、生命科学是2121世纪自然科世纪自然科学的带头学科学的带头学科? ?当前自然科学的带头学科当前自然科学的带头学科开始从物理科学向生命科学转移开始从物理科学向生命科学转移生命科学的重要性二、生命科学充满未解之谜二、生命科学充满未解之谜? ?“猛犸之谜猛犸之谜”? ?“恐龙灭绝之谜恐龙灭绝之谜”? ?龟鳖家族的长寿之谜龟鳖家族的长寿之谜生命科学的重要性“猛犸之谜猛犸之谜”生命科学的重要性“

4、恐龙灭绝之谜恐龙灭绝之谜”生命科学的重要性龟鳖家族的长寿之谜龟鳖家族的长寿之谜生命科学的重要性三、生命科学与人类社会的可持三、生命科学与人类社会的可持续发展息息相关续发展息息相关? ?农业方面农业方面? ?医药卫生方面医药卫生方面? ?轻工业、食品工业、酶工程轻工业、食品工业、酶工程? ?其他方面其他方面生命科学的重要性1.1.农业方面农业方面? ?遗传育种遗传育种农作物、畜牧业的优良品种农作物、畜牧业的优良品种? ?人造种子人造种子? ?基因工程固氮基因工程固氮? ?生物杀虫剂生物杀虫剂生命科学的重要性 无籽西瓜无籽西瓜生命科学的重要性 人造种子人造种子生命科学的重要性2.2.医药卫生方面医

5、药卫生方面? ?新的抗菌素、疫苗新的抗菌素、疫苗? ?免疫学免疫学提高了异体器官移植的成功提高了异体器官移植的成功 率，并发现了自体免疫疾病的病因率，并发现了自体免疫疾病的病因? ?基因工程菌与基因疗法基因工程菌与基因疗法 胰岛素、干扰胰岛素、干扰 素、生长激素、淋巴细胞活素、血纤维素、生长激素、淋巴细胞活素、血纤维 蛋白溶解剂、白蛋白、血因子、单克隆蛋白溶解剂、白蛋白、血因子、单克隆 抗体、抗体、DNADNA探针等探针等生命科学的重要性干干扰扰素素生命科学的重要性3.3.轻工业、食品工业轻工业、食品工业? ?酶工程酶工程 食品、医药、发酵、日用化工、食品、医药、发酵、日用化工、 轻纺、制革、

6、水产、木材、造纸、能轻纺、制革、水产、木材、造纸、能 源、农业、环保等经济部门源、农业、环保等经济部门? ?发酵工程发酵工程 酿酒制曲、味精、抗菌素、维酿酒制曲、味精、抗菌素、维 生素等生素等生命科学的重要性溶菌酶的分子模型溶菌酶的分子模型生命科学的重要性4.4.4.4.其他方面其他方面其他方面其他方面? ?细菌造雪细菌造雪? ?细菌保护古建筑细菌保护古建筑? ?无法假冒的生物笔无法假冒的生物笔生命科学的重要性细细菌菌造造雪雪美国科学家发美国科学家发现假单胞菌能在寒现假单胞菌能在寒冷的环境中将水雾冷的环境中将水雾凝结成雪花。凝结成雪花。生命科学的重要性细菌保护古建筑细菌保护古建筑生命科学的重要

7、性在含钙的情况下能够在含钙的情况下能够形成钙的微晶体，以形成钙的微晶体，以保护古建筑。保护古建筑。无法假冒的生物笔无法假冒的生物笔利用在墨水利用在墨水中加入含有中加入含有特定序列的特定序列的DNADNA片段，片段，使别人无法使别人无法假冒你的墨假冒你的墨迹。迹。生命科学的重要性? ?生命的定义生命的定义生命的定义生命的定义? ?生命起源之谜生命起源之谜生命起源之谜生命起源之谜? ?与与与与“生命的本质生命的本质生命的本质生命的本质”相关的一些观点和理论相关的一些观点和理论相关的一些观点和理论相关的一些观点和理论? ?生命的本质特征生命的本质特征生命的本质特征生命的本质特征生命是什么？生命是什么

8、？生命是什么？生命是什么？“生命生命生命生命”应如何定义？应如何定义？应如何定义？应如何定义？生命的起源和定义生命是什么？生命是什么？生命是什么？生命是什么？“生命生命生命生命”应如何定义？应如何定义？应如何定义？应如何定义？生命的起源和定义生命是什么？生命是什么？生命是什么？生命是什么？“生命生命生命生命”应如何定义？应如何定义？应如何定义？应如何定义？生命的起源和定义生命是什么？生命是什么？生命是什么？生命是什么？“生命生命生命生命”应如何定义？应如何定义？应如何定义？应如何定义？生命的起源和定义一、生命的定义一、生命的定义一、生命的定义一、生命的定义? ?从生物学角度的定义从生物学角度的

9、定义? ?从物理学角度的定义从物理学角度的定义? ?从生物物理学角度的定义从生物物理学角度的定义? ?“生命生命”的完整的、系统的定义的完整的、系统的定义生命的起源和定义1.1.从生物学角度的定义从生物学角度的定义生命的起源和定义? ?由核酸和蛋白由核酸和蛋白 质等物质组成质等物质组成 的多分子体的多分子体 系，它具有不系，它具有不 断自我更新、断自我更新、 繁殖后代以及繁殖后代以及 对外界产生反对外界产生反 应的能力。应的能力。2.2.从 物 理 学 角 度 的 定 义从 物 理 学 角 度 的 定 义“负熵负熵”?热力学第二定律任何自发过程总是朝着使 体系越来越混乱、越来越无序的方向，即朝

10、 着熵增加的方向变化。 生命的演化过程总是朝着熵减少的方向 进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋 向终结，走向死亡。生命的起源和定义3.3.从生物物理学角度的定义从生物物理学角度的定义 三要素：三要素：物质、能量、信息物质、能量、信息? ?在生物体的整个运动过程中，贯在生物体的整个运动过程中，贯 穿了物质、能量、信息三者的变穿了物质、能量、信息三者的变 化、协调和统一。化、协调和统一。生命的起源和定义4.4.“生命生命”的完整的、系统的定义的完整的、系统的定义生命是主要由核酸和蛋白质生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更新能力的组成的具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式，是一种多

11、分子体系的存在形式，是一种过程，是一种现象。过程，是一种现象。生命的起源和定义? ?生命的物质基础是蛋白质和核生命的物质基础是蛋白质和核 酸。酸。? ?生命运动的本质特征是不断自我生命运动的本质特征是不断自我 更新，是一个不断与外界进行物更新，是一个不断与外界进行物 质和能量交换的开放系统。质和能量交换的开放系统。? ?生命是物质的运动，是物质运动生命是物质的运动，是物质运动 的一种高级的特殊存在形式。的一种高级的特殊存在形式。生命的涵义生命的涵义生命的涵义生命的涵义生命的起源和定义二、生命起源之谜二、生命起源之谜二、生命起源之谜二、生命起源之谜? ?宗教认为上帝创造了生命宗教认为上帝创造了生

12、命? ?古代人认为生命是自然发生的古代人认为生命是自然发生的? ?达尔文的探索达尔文的探索? ?奥巴林的生命起源假说奥巴林的生命起源假说? ?米勒的实验米勒的实验生命起源于无机物生命起源于无机物生命的起源和定义1 1. . . .宗教认为上帝创造了人宗教认为上帝创造了人生命的起源和定义2.2.古代人认为生命是自然发生的古代人认为生命是自然发生的 我国古代有我国古代有“天地合气万物有天地合气万物有生生”的说法的说法 古代欧洲有古代欧洲有“地球乃孕育生命地球乃孕育生命的慈母的慈母”的说法的说法生命的起源和定义3.3.达尔文的探索达尔文的探索? ?“适者生存适者生存” 自然选择理论的精自然选择理论的

13、精 髓；达尔文髓；达尔文18591859年年 写下写下物种起物种起 源源。生命的起源和定义4.4.奥巴林的生命奥巴林的生命起源假说起源假说? ?“团聚体假说团聚体假说”： 无机物无机物 简单的有机物简单的有机物 复杂的有机物复杂的有机物 多分子体系多分子体系（团聚体）（团聚体） 有新陈代谢功有新陈代谢功 能的蛋白质体能的蛋白质体生命的起源和定义5.5.米勒的实验米勒的实验生命起源于无机物生命起源于无机物生命的起源和定义三、与三、与三、与三、与“生命的本质生命的本质生命的本质生命的本质”相关相关的一些观点和理论的一些观点和理论的一些观点和理论的一些观点和理论? ?生机论生机论将生物现象归结为一种

14、非将生物现象归结为一种非 物质的物质的“活力活力”? ?机械论机械论将生命现象简单地归结为将生命现象简单地归结为 物理和化学的过程物理和化学的过程一架结构极一架结构极 其复杂的机器其复杂的机器生命的起源和定义? ?还原论还原论还原论还原论 生物的一切都可用分子和分生物的一切都可用分子和分 子相互作用的规律来说明子相互作用的规律来说明? ?整体论整体论整体论整体论 生物各组成部分规律加起来生物各组成部分规律加起来 不等于整体的规律不等于整体的规律生命的起源和定义 三、与三、与三、与三、与“生命的本质生命的本质生命的本质生命的本质”相关相关的一些观点和理论的一些观点和理论的一些观点和理论的一些观点

15、和理论四、生命的本质特征四、生命的本质特征四、生命的本质特征四、生命的本质特征? ?化学成分的同一性化学成分的同一性? ?严整有序的结构严整有序的结构? ?新陈代谢新陈代谢? ?应激性和运动应激性和运动? ?内稳态内稳态? ?生长发育生长发育? ?繁殖与遗传繁殖与遗传? ?适应适应生命的起源和定义1.1.化学成分的同一性化学成分的同一性 生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素等多种有机分子以及等多种有机分子以及C C、H H、O O、N N、P P、S S等无机等无机元素组成。元素组成。 蛋白质：由蛋白质：由2020种氨基酸组成。种氨基酸组成。 核

16、酸：由核酸：由8 8种核苷酸组成。种核苷酸组成。 各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，各种生物都是以各种生物都是以ATP(ATP(三磷酸腺苷三磷酸腺苷) )为贮能分子。为贮能分子。生命的起源和定义蛋白质由蛋白质由蛋白质由蛋白质由20202020种氨基酸组成种氨基酸组成种氨基酸组成种氨基酸组成生命的起源和定义2.2.严整有序的结构严整有序的结构 生命的基本单位是细胞生命的基本单位是细胞 细胞的结构细胞的结构 整个生物界是一个多层次的有序结整个生物界是一个多层次的有序结构构：细胞组织器官系统个体种群群落生态系统生命的起源和定义细细细细胞胞胞胞的的的的结结结结构构构构生命的起源和定义植物细胞结构图植物细胞结构图3.3.3.3.新