《生命科学》课程考核要求考核方式：课程作业上交时间：2011-10-23（星期日）上午内容要求：写一篇关于生命科学的论文，论文标题为“《生命科学》结课报告” ，提纲为：1、 《生命科学》涵盖的主要内容，非生命科学专业本科生学习《生命科学》课程的意义2、从生物体的元素及分子组成的角度，联系生活实际谈谈我们现代人应如何选择食物，安排健康合理的膳食？3、用“繁殖、遗传和变异”的相关知识，分析“转基因”生物（食物）的影响4、人类与环境的关系5、 《生命科学》课程学习心得（至少 500 字）打印要求：用 A4 纸双面打印，在论文中应包含学生学号、姓名等相关作者信息；作者信息应放在论文标题的下一行标题用“黑体二号” ；一级标题用“黑体四号” ；正文用“宋体小四” ，单倍行距评分标准：1、论文内容必须包括提纲中的 5 个方面，每缺少一方面扣 10 分论文总字数不得少于 2000，不多于 40002、学习心得深刻的加 10 分3、论文排版合乎要求的加 5 分4、论文评分为百分制，占总评成绩的 70%附：《生命科学》课程摘要第一讲 总论细胞是生命的基本单位；新陈代谢、生长和运动是生命的本能；生命通过繁殖而延续，DNA 是生物遗传的基本物质；生物具有个体发育的经历和系统进化的历史；生物对外界刺激可产生应激反应并对环境具有适应性。
生命是集合这些主要特征的物质存在形式生命科学已成为自然科学的“带头科学” 解决人类生存与发展所面临的一系列重大问题，在很大程度上将依赖于生命科学的发展掌握生命科学和相关学科的新理论和新技术，解决人类共同面临的重大问题是我们每一个人的义务和责任，也是培养既懂生命科学又有其他专门学科知识的复合型人才的需要 现代生命科学研究正在由宏观向微观深入发展，分子生物学正在向揭示生命的本质方向迈进生命科学的微观与宏观领域是相互联系、相辅相成的,我们需要从微观和宏观两个方面把握生命科学的基本概念和内容创新性的科学研究推动了生命科学的进步和大发展，深刻地影响着人们的世界观、价值观和人生观，也深刻改变了人类文明的发展进程科学研究经常采用演绎和归纳两种基本的系统思维方式科学研究中，科学家以科技研究论文的形式达到交流的目的第二讲 生命的组成物质及基本单位生命元素中，碳元素具有特别重要的作用生物大分子的基本性质取决于有机化合物的碳骨架和功能基团蛋白质、核酸、脂质和多糖等，都是由含有功能基团的相同或相近的单体脱水缩合而成糖类包括单糖、寡糖和多糖糖是生物代谢过程的重要中间代谢物，是细胞重要的结构成分，又是生命活动的主要能源。
脂质分子含 C、H、O 3 种元素，但 H 与 O 的比值远大于 2，脂质不溶于水，可溶于非极性溶剂中性脂肪和油都是由甘油和脂肪酸结合成的脂质卵磷脂或称磷脂酰胆碱是细胞中最重要的一类磷脂，是生物膜脂质双层的主要成分 蛋白质是细胞最重要的结构成分并参与所有的生命活动过程蛋白质的特定构象对于蛋白质的功能起决定性的作用核酸包括脱氧核糖核酸（DNA)和核糖核酸(RNA)两类 DNA 是右旋的双螺旋结构DNA 是遗传信息的携带者贮存遗传信息的特殊 DNA 片段称为基因，它决定蛋白质的功能RNA 是一类单链分子，在蛋白质的合成中起重要作用1953 年，Watson 和 Crick 建立了 DNA 双螺旋结构理论，奠定了现代分子生物学的基础细胞是具有完整生命力的最简单的物质集合形式细胞是独立有序、能够进行自我代谢调控的结构与功能体系细胞是生物体生长发育的基础细胞的形成又是生物进化的起点细胞的形状多种多样按照结构的复杂程度及进化顺序，全部细胞可归并为原核细胞和真核细胞按照细胞的自养与异养类型还可将大部分真核细胞分为植物细胞和动物细胞植物的细胞壁维持着植物的形态细胞膜内透明黏稠可流动的细胞基质中分布着许多细胞器。
细胞核含有控制细胞生命活动的最主要的遗传物质，是细胞中的信息中心细胞核包括核膜、核纤层、核基质、染色质和核仁等部分染色质 DNA 含有大量的基因，是生命的遗传物质核仁是核糖体亚单位发生的场所，核糖体是蛋白质合成的场所 真核细胞细胞质内遍布着内膜系统,包括内质网、高尔基体、溶酶体和分泌泡等光面内质网是脂质合成和代谢的重要场所，粗面内质网膜上附有颗粒状的核糖体，在蛋白质的合成与运输方面起重要的协同作用高尔基体是内质网合成产物和细胞分泌物的加工和包装场所；溶酶体由高尔基体断裂而产生, 内含多种水解酶，对细胞营养、免疫防御、清除有害物质及应激等具有重要的作用线粒体是由内膜和外膜包裹的囊状结构，是细胞呼吸和能量代谢中心叶绿体是植物进行光合作用产生有机分子的细胞器 微体与溶酶体类似，包括过氧化物酶体和乙醛酸体，含有氧化酶、过氧化氢酶等液泡是植物细胞中单层膜包被的充满水溶液的泡，是植物细胞代谢废物囤积的场所，还与大分子的降解和细胞质组成物质的再循环有关细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的立体网络结构，维持着细胞的形态结构及内部结构的有序性 按照生物膜的“流动镶嵌模型” ，细胞膜是一种磷脂双分子层结构，磷脂分子疏水的“尾”向着内侧背离水相而相对排列，磷脂分子亲水的“头”向着外侧，暴露于两侧的亲水区。
膜内部磷脂和蛋白质分子的位置是不固定的，它们在膜的水平方向甚至在垂直方向都可以自由地流动和变化分子随机运动导致的简单扩散是物质跨膜被动运输的一种最主要的方式，这种被动运输不需要能量，并且顺化学浓度梯度进行主动运输是逆化学浓度梯度的运输方式，需要膜蛋白的参与并需要消耗一定的化学能量生物大分子或颗粒物质的跨膜运输主要靠胞吞和胞吐两种形式来完成另外，生物膜还有信息处理、能量转化、化学反应的组织与控制和受刺激后发生电化学变化等功能真核细胞分裂涉及染色体复制、有丝分裂、减数分裂、细胞周期控制等复杂过程在细胞分裂时期，构成染色质的长链 DNA 分子经过紧密缠绕、折叠、凝缩，并与蛋白质结合，形成染色体有分裂能力的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的一个完整过程称为一个细胞周期，有丝分裂使新形成的两个子细胞具有与母细胞完全相同的染色体形态和数目 从单细胞生物到高等多细胞生物，都普遍存在细胞周期的控制系统在真核细胞中，这一控制系统包含3 个主要细胞周期检验点周期性细胞能否顺利通过检验点进入下一时相，关键取决于细胞内部周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶组成的引擎分子的周期性变化由二倍体细胞形成单倍体细胞需要在细胞分裂过程中染色体数目减半，伴随着染色体数目减半的细胞分裂称为减数分裂。
减数分裂为子代生物遗传特性的变异提供了可能，也保持了物种的遗传物质即染色体数目的恒定显微镜能否清晰地观察细胞样品及结构取决于放大倍数、分辨率、样品的反差等，显微镜观察是细胞生物学研究的主要方法细胞生物学研究的一般方法还包括：细胞破碎技术和超离心技术来分离细胞组分，化学显色方法来检测生物大分子在细胞中的含量和分布，放射自显影技术来检测特定标记的生物大分子的位置与含量，流式细胞仪连续测定细胞中 DNA 含量第三讲 能量与代谢代谢可定义为发生在生物体内全部的化学物质和能量的转化过程生物体将简单小分子合成复杂大分子并消耗能量的过程称为同化作用或合成代谢；生物体将复杂化合物分解为简单小分子并放出能量的反应，称为异化作用或分解代谢生物体的新陈代谢符合热力学第一定律和第二定律将生物及其环境看作为一个孤立系统，其能量始终是守恒的系统的各种过程总是向着熵值增大的方向进行生物体能够通过新陈代谢不断地从周围环境吸取负熵维持高度有序的生存状态自发反应可释放自由能，称为放能反应相反，需要从外界输入自由能才能进行的反应称为吸能反应ATP 是细胞中能量的通货酶是具有催化作用的蛋白质，它可以降低化学反应所需要的活化能。
在催化反应中，酶首先与底物结合形成不稳定的中间产物酶能特异性地识别其特定底物从而催化专一的反应酶的特异性在于酶的活性中心形状与底物分子的形状具有特殊的匹配合作关系，这种诱导契合关系促进了酶与底物相互作用影响酶活性的主要因素包括温度、pH 和抑制剂等大多数辅酶都是一些具有核苷酸结构的维生素在生物体中能量的生成通常是氧化-还原反应及电子与质子流动和传递的结果细胞呼吸的化学过程包括糖酵解、Krebs 和氧化磷酸化 3 个阶段糖酵解发生粒体外的细胞质中，包括 10 步化学反应，将 1 个六碳的葡萄糖分解成 2 个三碳的丙酮酸，净产生 2 个 ATP，还生成 2 分子NADH，糖酵解过程不需要氧参与糖酵解最终形成的丙酮酸由细胞质进入到线粒体后首先氧化脱羧释放出1 分子 CO2，剩余的二碳片段与辅酶 A 结合形成二碳的乙酰辅酶 A，同时 NAD+接受该反应放出的氢和电子，形成了 NADH乙酰 CoA 的乙酰基与 4 碳的草酰乙酸反应生成了 6 碳的柠檬酸，接下来，柠檬酸继续氧化, 通过 9 步反应，逐步脱去 2 个羧基碳, 又形成四碳的草酰乙酸,由此完成了一轮循环每一轮循环放出 2 分子CO2 和 8 个 H，产生 3 分子 NADH 和 1 分子 FADH2，还直接产生 1 分子 ATP。
氧化磷酸化阶段，贮存于NADH 和 FADH2 的高能电子沿分布于线粒体内膜上的电子传递链传递，最后到达分子氧，高能电子逐步释放的能量合成了更多的 ATPMitchell 的化学渗透学说解释了线粒体内膜上电子传递过程中氧化磷酸化及ATP 形成的机制蛋白质和脂肪消化水解后产生的氨基酸与脂肪酸也都可以经过氧化分解为细胞提供能量，氨基酸经过脱氨变成 Krebs 循环中的有机酸，脂肪酸可以与辅酶 A 结合氧化生成乙酰辅酶 A 而进入 Krebs 循环，甘油则可以转变为磷酸甘油醛进入糖酵解过程植物捕获和利用太阳能，将无机物合成为有机物，即将太阳能转化为化学能并贮存在葡萄糖和其他有机分子中，这一过程称为光合作用植物的光合作用发生在叶绿体中光合膜是植物利用光能进行光反应最重要的场所叶绿素分子就是一种可以被可见光激发的色素分子，在光子驱动下发生的得失电子反应是光合作用过程中最基本的反应叶绿素 a 是启动光反应的主要色素，其他色素主要起捕捉和转递光能的作用整个光合作用可分为光反应和暗反应两大部分一般植物的光反应由 2 个光系统及电子传递链来完成当光系统的天线色素复合物吸收或捕获太阳能并把光能传递到光系统反应中心时，光系统Ⅰ的 P700 和光系统Ⅱ的 P680 分子被激发并快速地放出高能电子。
在类囊体膜上，光系统 I 和光系统 II 组成了一种线性非循环电子传递链，在光的驱动下，电子在类囊体膜上由光系统 II 流向光系统 I 过程中电子能量逐渐下降，这些能量被用于将氢质子从类囊体的外侧基质转移到类囊体的内腔中，由此造成了跨膜的质子梯度，导致了 ATP的形成光合作用过程中二氧化碳被固定最终形成葡萄糖的反应（暗反应）是通过 Calvin 循环进行的，它发生在叶绿体的基质中在光反应的基础上，不需要光的暗反应利用光反应中产生的 ATP 和 NADPH 来还原CO2，即通过碳同化产生葡萄糖 C4 植物具有比 C3 植物更高的对炎热干旱环境的适应性，并保持着较高的光合作用效率第四讲 生命的繁殖、遗传和变异经典的遗传学提出，一对等位基因在形成配子时完全独立地分离到不同的配子中去，相互不影响当两对或更多对基因处于异质接合状态时，它们在形成配子时的分离是彼此独立不相牵连的，受精时不同配子相互间进行自由组合经典的遗传学反映了一些有性生殖过程中遗传性状的传递规律，还合理地解释了性连锁基因、伴性遗传现象以及基因的连锁和交换现象等 著名的肺炎链球菌实验提出了 DNA 是遗传物质，更有说服力的噬菌体实验证实了这一结论。
1953 年，Watson 和 Crick 建立了 DNA 双螺旋结构理论，奠定了生命遗传的分子生物学基础两条链的碱基对之间由氢键相连互补，在细胞分裂前 DNA 复制的时候，可以使贮藏在 DNA 分子中以 4 。