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1、 总论1.1什么是生命？恩格斯：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，生命及随之停止，结果便是蛋白质的分解。物理学家薛定谔定义生命：生命依靠吸纳负墒，避免了趋向平衡的衰退。生命的基本特征：化学成分的同一性严整有序的结构新陈代谢生长，发育与生殖遗传，变异与进化感应性和运动1,1化学成分的同一性生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似；不同的生物体，其分子组成也大体相同。物质成分基本相同C、H、O、N、P、S、Ca.蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子蛋白质
2、：由20种氨基酸组成。核酸：由8种核苷酸组成。ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子1.2 严密的组织有序的结构(1)生命的基本单位是细胞(2)整个生物界是一个多层次的有序结构细胞是生物体的基本结构单位 单细胞生物单细胞生物和多细胞生物 单细胞生物：大肠杆菌，霍乱弧菌，酵母，疟原虫 多细胞生物：动、植物 人细胞器官系统个体群落种群组织(2) 整个生物界是一个多层次的有序结构； 生物组织层次。1,3 新陈代谢新陈代谢即通过生物体内在转化来完成的物质更新和能量交流。同化作用与异化作用:相互矛盾、相互依存；高效的物质能量转换血液中的红细胞300万/秒；肝脏和血浆中的蛋白质10天左右更新一半；转化量大：一生中
3、水为50吨，糖为10吨，总质量是人体的1200倍1,4生长，发育于与生殖生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育。发育是指受精卵经细胞分裂、组织分化、器官形成，直至形成成熟的新个体的过程。生物体能不断地繁殖下一代，使生命得延续。1,5遗传，变异和进化遗传由基因决定，但某些性状会发生变异；可遗传的变异是生物进化的基础；进化表现为生物对环境变化的不断适应。适 应 适应有两方面的含义：（1）生物的结构都适应于一定的功能；（2）生物的结构和功能适应于该生物在一定环境条件下的生存和延续。适应是生物界普遍存在的现象。1,6感应性和运动生物接受外界刺激后会发生反应。1) 生命（生物体）的基本特征
4、48707;生物对外界可产生应激反应，对环境有适生命的本质特征：化学成分的同一性共同的物质基础严整有序的结构细胞是基本单位新陈代谢维持有序的结构生长、发育与生殖延续生命遗传、变异与进化不断适应环境变化感应性和运动与环境之间的相互作用生命的定义生命是具有以上共同特征的物质存在形式从生物学角度的定义: 由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应能力。从生物物理学角度的定义: 生命的物质基础是蛋白质和核酸;生命运动的本质特征是不断自我更新，
5、是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统；生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊实在形式。从物理学角度的定义“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。1,2 生命科学1）生命科学：是研究生物体及其活动规律的科学，广义的生命科学还包括生物技术、生物与环境，生物学及其他学科交叉的领域。2）生命科学的发展直观和经验阶段亚里士多德，382-322 B.C 动物
6、志德奥弗拉斯特，373-286 B.C 植物乔木、灌木、草本的分类确定希罗费罗斯，约300 B.C; 盖伦，约130-200 人体解剖宋贾思勰齐民要术明李时珍本草纲目在生产和医疗中应用突出，没有形成真正的科学体系实验生物学阶段1543, 比利时，维萨里(1514-1564), 人体的结构1628, 英国，哈维(1578-1657), 心血循环论1665, 胡克(1636-1702), 显微图谱19世纪30年代，施莱登(1804-1881), 施旺(1810
7、-1882), 细胞学说林奈(1707-1778), 科学的生物分类法，双名法1859, 达尔文(1809-1882), 物种起源，进化论鲁(1859-1924), 实验胚胎学魏斯曼(1839-1914), 生物发育的种质学说遗传学建立1865，孟德尔(1822-1884), 20世纪10-20年代，摩尔根(1866-1945), 经典遗传学分离，连锁和交换定律，1933年诺贝尔奖巴斯德(1822-1895), 微生物学现代生物阶段生物化学分子生物学基因组学、蛋白组学和生物信息学神经生物学、脑科
8、学和认知科学宏观生物学和系统生物3）生命科学的分支学科按生物类群或研究对象来分；按研究的生命现象或生命过程来分；按生物结构的层次来分；按与其他学科的关系来分。 按生物类群或研究对象来分 植物学、动物学、微生物学、病毒学、人类学、古生物学、藻类学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等等。研究的生命现象或生命过程来分 形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖学、遗传学、生态学、进化学、组织学、细胞学、病理学、免疫学等等。生物结构的层次 种群生物学、细胞生物学、分子生物学、分子遗传学、量子生物学等等。按与其他学科的关系 生物物理学、生物化学、生物数学、生物
9、气候学、生物地理学、仿生学，放射生物学。新的交叉学科、领域不断出现分子考古；人文生物学；基因战、基因武器；生物反恐4) 生命科学的研究方法观察、对比、与描述用感官或借助工具客观地反映和记录结构和现象。实验在人为控制和干预的条件下对研究对象表现出的现象进行的观察。人工模拟在不能对研究对象进行直接实验的情况下，用模型（包括实物模型和抽象模型）代替研究对象进行的实验。5）生命科学的研究步骤认识问题-搜集资料-提出假说-检验假说-评价数据-结果报道生物学是一门实验科学；生物学在不断的完善和发展过程中1.3 为什么要学习生命科学21世纪自然科学的带头学科20世纪后叶分子生物学的突破性
10、成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化，现已聚集起更大的力量，酝酿着更大的突破走向21世纪。生命科学的发展和进步也向数学、物理学、化学、信息、材料及许多工程科学提出了很多新问题、新思路和新挑战，带动了其他学科的发展和提高，生命科学将成为21世纪的带头学科。Science ：2003 年十大科技成就1、科学家破译4条人体染色体2、热核聚变研究取得新突破3、国际社会合作确认非典病毒4、用干细胞培育出卵细胞和精细胞5、发现由4个夸克组成的新粒子6、发现宇宙暗能量的重要作用7、“人类基因组外遗传计划”启动8、DNA上制造纳米晶体管取得成功9、记录DNA连续活动的原子力显
11、微镜诞生10、光波在传播中成功止步Science ：2004 年十大科技成就1、火星上水的发现2、最小型的人类化石3、固体冷凝物的实现4、人类的克隆5、水的性质6、隐藏的基因组财富7、为世界穷人研制的药物8、动植物多样性减少9、脉冲星对10、水滴中的基因Science ：2004 年十大生命科学新闻1.美专家发现癌细胞分裂开关创基因治癌新法2.韩国科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞3.我国科学家揭秘“寒武纪大爆发”质疑进化论4.精度大于99%的人类基因组完成图公布5.美国爆克隆奇闻人细胞与牛卵克隆出人胚胎6.成都女博士发现神秘基因可攻克非典肺癌等顽症7.蛋白质指纹图谱“破译”癌症准确率9
12、0%以上8. RNA干扰技术取得突破糖尿病癌症治疗带来希望9. 美国完成大脑植入芯片试验用思想操纵电脑10. 火星曾存在生命找到诸多证据2007年世界十大科技进展新闻1.1.利用人体皮肤细胞“仿制”出胚胎干细胞。2.2.发现类似地球的太阳系外行星。3.3.全球气候变暖已是不争事实。4.4.为宇宙暗物质绘图。5.5.成功追踪到光子活动。6.6.发现多种疾病的致病基因。7.7.首次对活有机体实施“基因组移植”8.8.发明DNA制动器。9.9.能源新技术研发获新进展。10.10.量子通信距离创下新纪录。208世界十大科技进展新闻1.美国、英国胚胎干细胞研究获新进展。2.2.凤凰号探测器成功降落火星并
13、确认火星上有水。3.3.美开发出全球运算速度最快的超级计算机。4.4.欧洲大型强子对撞机正式启动。5.美国设计出杀灭癌细胞的“纳米机器”。6.美国建立第一个人类神经细胞组织系统。7.7.铁基超导材料研究获重大进展。8.8.创建首张完整的大脑网络地图。9.美国发现土卫六上碳氢化合物远超地球油气储量。10. 最大规模人类遗传多样性调查完成。2009年世界十大科技进展新闻1对始祖种地猿化石进行阐释的研究2. Fermi所探测到的脉冲星：证实广义相对论。3.3.神奇抗衰老药可延长哺乳动物寿命：雷帕霉素。4.4.新材料石墨烯。5.植物的ABA受体研究取得突破。6.世界首个X射线激光。7.7.基因疗法为治
14、疗帕金森氏症带来希望：基因疗法与血液干细胞疗法相结合。8.8.首次在实物中发现磁单极子的存在。9. LCROSS月球探测器在月球上发现了水。10.10.美宇航员完成哈勃望远镜维护工作。、人类文明发展的三次技术革命：生物技术革命2121世纪创造生命！信息革命2020世纪解放大脑工业革命1919世纪解放双手人类社会的发展息息相关人口膨胀粮食短缺疾病危害环境污染能源危机资源匮乏生态平衡破坏生物物种大量消亡解决人类生存与发展所面临的一系列重大问
15、题，在很大程度上将依赖于生命科学的发展。生命科学对人类经济、科技、政治和社会发展的作用是全方位的第二章生命的化学基础及细胞2,1生命的化学基础2,1,1生物体的主要元素生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似大约25种元素构成常量元素：O、H、C、N、P、S、Na、K、Ca、Mg、Cl十一种；微量元素：Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Co、Cr、V、Ni、Sn、F、I、B、Si、Se十五种。组成生物体的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以上7种元素约占生物体的99.35%，其中C、H、O、N 4种元素占96%。微量元素Fe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。Cu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症，Mn（锰）酶的活性有关。Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女0.015mg/每日。V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。（镍）植物中1555ppm,人为0.1ppm；急性白血病.25g/mlSn（锡）影响骨钙化速度；Si（硅）矽肺，Si浸润细胞。F （氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多则斑齿和氟中毒。Se （硒）缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发
