第01章序论.

张金红23494829，13502152276E-mail:[e-mail]:jinhz1、参考教材：张惟杰主编“生命科学导论”、南大教务处教育在线（讲义→课件）、相关网站2、教学安排：1）课堂讲授15次，14章（从什么是生命→生命的起源，生物的行为），2）1次参观（自然博物馆）3）最后考试3、学时分配：32学时“基础生命科学”选修课第一章绪论（计划2学时）非生物专业大学生为什么要学习命科学知识/21世纪将是生命科学的世纪/生命科学向我们每个人走来/生命是什么？第二章生命的物质基础（计划2学时）从元素、生物小分子到生物大分子第三章生物的新陈代谢（计划2学时）合成与分解反应如何进行？生物催化剂/能量源泉/生物体能量/复杂的代谢网络第四章细胞——生命活动的基本单位（计划4学时）细胞学说/细胞的结构与功能/细胞分裂和细胞周期/细胞分化、衰老与死亡/细胞的种类和寿命第五章从基因到基因工程（计划2学时）经典遗传学说/基因本质/基因工程操作与应用第六章遗传病和人类基因组计划（计划2学时）遗传病的特征与分类/诊断与治疗/人类基因组计划后基因组生物学第七章生物体内的信息传递（计划4学时）信息传递是生命活动的重要内容/神经和激素系统在信息传递中的作用/如何配合控制体内稳态第八章人体的防御体系——免疫系统（计划2学时）人体的防线/免疫器官和免疫细胞/特异性免疫的工作机理/免疫学的实际应用第九章传染致病的蛋白质粒子—普列昂（计划2学时）作为病原物的细菌和病毒/“病毒”引起的疾病/普列昂的发现/尚未结束的论争第十章多莉羊带来的挑战与困惑（计划2学时）多莉羊风暴/从一个细胞到一只羊/多莉羊实验的设计与实施/多莉羊实验的理论意义和实践意义/多莉羊实验带来的困惑第十一章生物的多样性（计划2学时）丰富多彩的生物世界/五光十色的植物界/灿烂多姿的动物界/神奇的微生物/生物多样性问题第十二章生态与环境（计划2学时）生态学的基本概念和发展/呼吁环保意识和生态意识第十三章生命起源和生物进化（计划2学时）生命起源的种种假说/寻求生物进化的轨迹寒武纪生物群大爆发第十四章生物行为→（第七章生物体内信息传递）4、相关网站：1）Google（）网站，图像，新闻，目录服务2）Yahoo（）查找网址方便3）天网（）文件搜索可进行生物软件查找4）BiologyLinks（）Internet生物学总汇，将生物资源分成若干板块，收录全面5）Amos’（）有关生物学的链接地址清单（包括千余处网址）6）科学网电子版杂志（）5、目的：带头学科认同；基本概念和知识了解；统一、延续和多样认识。6、要求：按时，提问与讨论7、成绩：期末考试（60%）；平时测验（40%）。8、宗旨：学得轻松，学得有趣；在学习中感受生命科学的浩瀚；学后让大家有紧迫感！人之初：被精子包围的卵子16个星期之后：受精卵发育成——初具雏形的胎儿新生命的诞生使人们欢欣鼓舞同时，人口问题却又是人类社会面临的极大挑战。60亿13亿人口↑→社会问题1998年摄于长江春运2006年初托福报名一瞥粮食联合国粮农组织水稻研究所（菲，马尼拉）绿色革命研究人员培育的“超级水稻”在产量和蛋白质含量两方面均优于寻常品种！80年代，在美国发现第一例艾滋病，至今美国已有106感染者。E.Johnson是洛杉矶湖人队球星，1991年被检查出为HIV病毒阳性。健康两个月时，因输血；染上艾滋病的男孩。中国河南艾滋血浆离奇传播链（95→07年）矿物能源（石油、煤）必将枯竭，生物能源已在开发之中。很多不起眼的生物，很可能就是药物、材料等的宝贵资源。资源墨西哥荒原中的仙人掌类植物生长在或海水中的一种硅藻一英亩三角大戟可生产相当于50吨石油的燃料。一个20米直径的水池年产4吨藻类，加工后可得相当于3000升柴油的燃料。最早一份关于环境对生物种群影响的研究：适应生存→变色工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满淡色苔藓的树皮上，不易被鸟发现；工业化后，黑色蛾子逐渐取而代之，因为黑烟污染了环境，黑色蛾子更易藏身。环境环境治理→生物工人正在向被石油污染的海滩喷洒营养液，促使“吃”石油的细菌长起来。第一章绪论一、非生物专业大学生为什么要学习生命科学知识？二、二十一世纪将是生命科学的世纪三、生命科学向我们每个人走来四、生命是什么？从事某一种职业的训练和准备1．高等教育的目标有一定专业方向的全面素质的培养，面对多方面的挑战一、非生物类大学生为什么要学生命科学知识？人是物的附件以人为本职业教育全面素质教育哈佛大学教学计划说明中一段话•“……everyHarvardgraduateshouldbebroadlyeducatedaswellastrainedinaparticularacademicspecialtyorconcentration.”•每一个哈佛毕业生应该受到•广博教育并且还应在专门的学科方面得到一定的培训.”相应核心课的设计①各国文化②历史研究③文学美术④道德伦理⑤科学:数学,生命科学⑥社会分析着重点:人格的养成;思辨能力和思维习惯的养成;分析、把握和解决问题的能力的养成.哈佛大学核心课程主要包括六大门类公共基础2、“公共基础”由哪些板块组成？专业课专业基础课数理化政治人文计算机外语生物毕业设计1980s以来，世界著名大学，纷纷把生物类课程列为全校必修课。1995年以后，国内重点理工科大学陆续把生物类课程列为全校非生物类专业大学生的限选或必修课程。因为为什么？未来栋梁因为人们意识到21世纪：将是生命科学的世纪；面向21世纪的大学生应有生命科学基础，不应该成为“生物盲”！1、物理学作为带头学科近300年来（17-20世纪）17-18世纪中叶牛顿经典力学，（蒸汽机）工业革命19世纪中后-20世纪初电气革命，量子论、相对论和核物理标志物理学革命性飞跃。20世纪上半叶称为“现代物理学黄金半世纪”！物理学主导着工业革命和经济发展，带动了天文、地质、气象、化学等学科发展！二、21世纪是生命科学的世纪∴“牛顿以来的物理学把宇宙统一为一个整体，同时却把我们的世界一分为二——物理世界和生物世界”。2、21世纪—生命科学将成为带头学科薛定谔（ErwinSchrodinger,1887-1961）是一位近代物理学家，他试着跨越物理世界/生命世界之间难以逾越的鸿沟。他所写的小册子《生命是什么》是一个伟大尝试。面对复杂的许多问题面对复杂系统的许多问题，科学界把目光转向生命科学，寻求新的概念，新的观点，新的思路。维纳（N、WRENER）控制论的奠基人《控制论》（关于在动物和机器中控制和通讯的科学）贝塔朗菲（L、BERTALANFFY）生物学家，系统论的奠基人《机体生物学》申农（SHENAN）信息论的奠基人信息论在生命科学中得到广泛应用棘手的社会问题面对工业发展所带来的愈益严重的社会问题人们意识到要从生命科学中去寻求出路。人口（60亿+）粮食（26/05）环境资源健康等生命科学本身的实力生物学经历了三个发展阶段：描述生物学阶段（19世纪中叶以前）实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）创造生物学阶段（20世纪中叶以后）3、从传统生物学到现代生命科学——生命科学能够迎接21世纪的挑战主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物，寻找他们之间的异同和进化脉络达尔文《物种起源》（1859）1）描述生物学阶段（19世纪中叶以前）当时报纸上刊登的讽刺达尔文的漫画22岁的达尔文开始贝格尔舰航行2）实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）利用各种仪器工具，通过实验过程，探索生命活动的内在规律。巴斯德在实验室里曲颈甑实验证明“种质论”批驳“腐生论”3）创造生物学阶段（20世纪中叶以后）分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。华生和克里克在讨论DNA双螺旋模型第一例基因工程实验（抗四环素基因）干细胞技术的发展对于解决刚刚通过的“克隆宣言”，京都议定书关于禁止克隆人，显示出很好的应用前景！4）2003年《Nature》《Science》十大科学进展涉及生命科学领域，分别占4项和7项！《Nature》（英国）1、美国“航海家”1号宇宙飞船飞离太阳系2、埃塞俄比亚发现的化石被认为是现代智人最古老的祖先3、用分子创建了物质的凝聚态4、老鼠的胚胎干细胞中产生出精卵细胞5、长伽马射线爆发的起源被确定6、南极长3.2公里冰芯记录75万年前古气候7、成功克隆兔子8、俄数学家声称证明了著名的彭家莱猜想9、捕获中微子10、研究出量子计算机第二个基本模块《Science》（美国）1、宇宙大爆炸有新发现2、揭开精神疾病之谜3、气候变化的影响4、RNA研究新进展5、捕获单分子6、恒星剧增与伽马射线7、老鼠干细胞能发育出精卵细胞8、研制出“左手材料”9、破译Y染色体10、癌症治疗的新药物5）重要杂志2007年（科学、时代、自然）《科学》评出十大进展（六项）1、人类基因组差异名列榜首2、重新编程细胞的技术3、跟踪宇宙射线4、受体结构（β肾上腺素能受体的结构←药物靶标）5、超越硅电子器件6、量子霍尔效应7、分而治之（T细胞有立刻保护和长期保护的分工）8、以少胜多（高效低成本制造药物和电子化合物的技术）9、返回未来（大脑海马区是记忆一个关键中心，推测，大脑的记忆可能通过重新整理过去的经历来产生未来的情景。）10、游戏结束《时代》杂志评出2007年十大科学发现（八项）1、干细胞研究获得突破；2、科学家首次完整破译人类个体基因组；3、天文学家揭开最亮超新星爆发之谜；4、南极海域发现多种奇异的深海生物；5、科学家研制出人造心脏瓣膜；6、太阳系外新发现三颗行星；7、内蒙古发现当今世界上最大似鸟恐龙化石；8、找到人类走出非洲的证据；9、世界上年龄最大的动物；10、现实世界的“氡”；《自然》杂志盘点2007年重要科技新闻（五项）1、人体皮肤细胞“仿制”干细胞；2、诺贝尔和平奖关注气候变化；3、人工喂养北极熊引发争议；4、地震引发核辐射恐惧；5、糖尿病药物文迪雅的安全性受到质疑；6、人类破译个体完整基因组；7、中国和日本加入探月行列；8、灵长类动物细胞首次被克隆；9、俄罗斯对北极提出主权要求；4、生命科学如何才能发挥其重要作用？现代仪器设备的武装是生命科学发展的必要条件（仪器设备）生命科学必须和物理科学、工程科学等其他学科相结合（其他学科结合）从我国科学发展规划看生命科学的重要性（资金支持）1）从我国科学发展规划看生命科学的重要性自然科学基金五年计划国重项目基础研究应用研究863高科技和新型产业项目攀登计划973和985国家重大基础研究项目：•农业•能源•材料•信息•环境和生态•人口与健康2）生命科学必须和物理科学、工程科学等其他学科相结合21世纪是生物的世纪，但生物学要有大突破必须寻求物理学科等其他学科的支持。世界著名大学着手组建生命科学和其他学科交叉渗透的综合实验中心。斯坦福大学朱棣文(物理学)和詹姆斯·斯布迪许(生物学)等建立一个研究中心，50名成员。（Bio-X计划）普林斯顿大学以发育生物学家谢利•蒂夫曼为首，集中12名资深教授(生物学、物理学、化学、数学、工程)成立崭新的研究中心。3）现代仪器设备的武装是生命科学发展的必要条件早期的光学显微镜电子显微镜三生命科学向我们每个人走来1．生存与健康2、交叉学科和边缘领域同时提供机会与挑战3、生命科学渴求各个领域优秀人才的参与1、生存与健康另一方面人类面临一批新型疾病的威胁心血管病糖尿病艾滋病癌症新传染病(SARS…)一方面医疗保健的发展,生活质量的提高,使人均寿命延长。SARS(SevereAcuteRespiratorySyndrome,SARS),严重急性呼吸道综