好大学在线MOOC生命科学发展史课件10

《HistoryofLifeScience》生命科学发展史孟和上海交通大学《HistoryofLifeScience》（一）近三年《科学》十大进展和诺贝尔生理或医学奖《HistoryofLifeScience》《科学》十大进展《HistoryofLifeScience》1.抗艾滋病药物新功能HIV（HPTN052）携带者服用抗逆转录病毒药物(ARVs)，不仅能减少自身体内病毒数量，而且可将HIV传染给自己伴侣的几率将减少96%。2.日本“隼(sun)鸟”号探测小行星日本“隼鸟”号天空探测仪将一巨大S形小行星表面的尘埃带回地面。研究人员确认：地球上最常见的陨石(陨石球粒)来源于这些较大的S形小行星。3.揭开人类起源之谜通过研究古代和现代人类的基因编码，研究发现许多人仍然携带从古人(如亚洲神秘的丹尼索瓦人和非洲没有确认的祖先)那里继承的脱氧核糖核酸(DNA)变异株。4.获得光合蛋白结构日本研究人员生动详细地勾勒出了光系统Ⅱ(简称PSⅡ)-光合蛋白质的催化中心，并揭示了其内部原子的特殊取向的结构。2011年《科学》十大进展《HistoryofLifeScience》5.太空中的原始气体天文学家在遥远太空中发现的两个氢气团似乎保持着它们20亿年前大爆炸发生后的原始化学物。发现一颗几乎没有金属成分的恒星，它如同宇宙中早期恒星那样。这些发现表明，在激烈变化的宇宙中，存在着没有受到影响的物质区域。6.了解人肠道菌群科学家发现每个人的消化道中存在着某种起主导地位的细菌：拟杆菌、普氏菌或瘤胃球菌。这些菌能够消化不同的食物成分。7.具有前途的疟疾疫苗疫苗“RTS，S”可以显著降低儿童患疟疾的风险。8.奇异的恒星系天文学家通过开普勒太空望远镜发现一个巨大气团被罕见的“逆行”轨道所俘获、一颗围绕双恒星运动的行星，以及10颗似乎在太空中自由漂浮的行星，这些完全不同于我们的太阳系。9.专门设计的沸石科学家设计出多种更廉价、更薄和功能更强的新沸石，以处理更大的有机分子。10.清除衰老细胞在实验鼠实验显示，清除衰老细胞(或者说是那些停止分裂的细胞)能够推迟与老龄相关症状(如白内障和肌无力)的出现。《HistoryofLifeScience》1.抗艾滋病药物新功能2.日本“隼鸟”号探测小行星3.揭开人类起源之谜4.获得光合蛋白结构5.太空中的原始气体6.了解肠道菌群7.具有前途的疟疾疫苗8.奇异的恒星系9.专门设计的沸石。10.清除衰老细胞2011年《科学》十大进展《HistoryofLifeScience》1.希格斯玻色子被证实存在。这种“上帝粒子”是以83岁的物理学家彼得·希格斯的名字命名的。2.德国科学家在西伯利亚一处洞穴里发现的大约8万年前的一块手指骨化石的少量样本，排列出被称为“丹尼索瓦人”这一神秘人种的基因组序列。3.日本科学家利用从成年小鼠身上提取的胚胎干细胞，生成了能够产生卵子的卵细胞。4.美国科学家利用一种创新的着陆系统，让“好奇”号火星探测器悬在红色星球上着陆。5.科学家利发现X射线激光具有传统的X射线所不具有的破解蛋白质结构的潜能。2012年《科学》十大进展《HistoryofLifeScience》6.一种新技术手段让研究人员可以修改实验动物的基因，或使其处于非活跃状态。7.科学家证实存在马约拉纳费米子，它形成的“量子比特”可以更高效地储存和处理数据。8.“DNA元素百科全书”计划表明，80%的人类基因组都是活跃的。9.通过人脑-机器接口让瘫痪病人可以用思维意识来移动机械臂，并进行立体空间活动。10.中国科学家发现一个模型可以用来描述中微子如何在以接近光速的速度移动时从一个形态转化为另一个形态（通常称为中微子震荡）。《HistoryofLifeScience》1.希格斯玻色子被证实存在。2.解析8万年前“丹尼索瓦人”的基因组序列。3.利用胚胎干细胞生成能够产生卵子的卵细胞。4.“好奇”号火星探测器在火星上着陆。5.X射线激光具有破解蛋白质结构的潜能。6.修改实验动物的基因使其处于非活跃状态。7.“马约拉纳费米子”可以更高效地储存和处理数据。8.“DNA元素百科全书”：80%的人类基因组都是活跃的。9.人脑-机器接口让瘫痪病人可以用思维意识来移动机械臂。10.中国科学家发现一个模型可以用来描述“中微子震荡”。2012年《科学》十大进展《HistoryofLifeScience》2013年《科学》十大进展1.癌症免疫疗法结合使用伊匹单抗（即抗CTLA-4）和抗PD-1令1/3的黑色素瘤患者出现“深层和快速的肿瘤消退”）2.大众基因显微手术2013年一种被称为CRISPR的基因编辑技术受到热捧。科学家可以采用这个技术对基因进行编辑从而了解其功能，以及修改这些基因。3.脑成像技术CLARITY通过消除脂肪可以使大脑组织透明如玻璃，它使用一种凝胶取代脂质分子，同时能保持神经元、其他脑细胞及细胞器完整，从而使错综复杂的大脑结构呈现出来。4.人体胚胎克隆科学家采用体细胞核移植（SCNT）克隆技术，获得了人体胚胎。5.迷你器官科学家成功使iPS细胞在实验室成长为微小的“类器官”——肝脏雏形、迷你肾脏，甚至初期的人类大脑。《HistoryofLifeScience》6.宇宙射线的来源发现了恒星爆炸后形成的太空穿行的高能质子和原子在银河系的云状超新星遗迹中加速的首个直接证据。7.太阳能新星钙钛矿晶体被证明能够将15%阳光量转换为电能。8.为什么睡觉睡眠的基本目的：清洗大脑。小鼠睡眠时大脑运输管道的网络膨胀了60%，增加了脑脊液的流动，从而清理了β淀粉蛋白等代谢废物。9.微生物与健康人体内细菌与营养不良和癌症等有重要关联。10.疫苗设计结构生物学可以帮助人类设计更好的疫苗。《HistoryofLifeScience》2013年《科学》十大进展1.癌症免疫疗法2.大众基因显微手术3.脑成像技术4.人体胚胎克隆5.迷你器官6.宇宙射线的来源7.太阳能新星8.为什么睡觉9.微生物与健康10.疫苗设计《HistoryofLifeScience》诺贝尔奖（1901.12.10-至今）物理学奖化学奖生理或医学奖文学奖和平奖经济学奖（1968年增设）阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔（AlfredBernhardNobel,1833.10.21－1896.12.10）《HistoryofLifeScience》2011诺贝尔生理学或医学奖2011年诺贝尔生理学或医学奖一半的奖金归于布鲁斯·比尤特勒（BruceA.Beutler，美国）和朱尔斯·霍夫曼（JulesAHoffmann，法国），获奖理由是“先天免疫激活方面的发现”；另一半奖金归于拉尔夫·斯坦曼（RalphMarvinSteinman，美国），获奖理由是“发现树枝状细胞及其在获得性免疫中的作用”。《HistoryofLifeScience》2012诺贝尔生理学或医学奖山中伸弥（ShinyaYamanaka）约翰·格登（JohnB.Gurdon）约翰·格登（英国剑桥格登研究所）于1962年通过实验把蝌蚪的分化细胞的细胞核移植进入卵母细胞质中，并培育出成体青蛙。山中伸弥（日本京都大学）2006年把4个关键基因通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其诱导成多功能干细胞（iPScell）。这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。《HistoryofLifeScience》2013诺贝尔生理学或医学奖（JamesE.Rothman，美）（RandyW.Schekman，美）（ThomasC.Südhof，德）美国科学家詹姆斯·罗思曼、兰迪·谢克曼以及德国科学家托马斯·祖德霍夫，以表彰他们解答了细胞如何组织其内部最重要的运输系统之一：囊泡传输系统的奥秘。他们发现了囊泡传输所需的一组基因，阐明了囊泡是如何与目标融合并传递的蛋白质机器，揭示了信号是如何引导囊泡精确释放被运输物的。《HistoryofLifeScience》2014诺贝尔生理学或医学奖美国科学家JohnO'Keefe，挪威科学家MayBrittMoser以及挪威科学家EdvandMoser，奖励他们在“发现了大脑中形成定位系统的细胞”方面所做的贡献。1971年，JohnO´Keefe发现了大脑“海马体”的区域发现一种特殊的神经细胞-“位置细胞”。在2005年，May-BrittMoser和EdvardMoser夫妇发现了“网格细胞”，这些细胞产生一种坐标体系，从而让精确定位与路径搜寻成为可能。《HistoryofLifeScience》（二）课程《生命科学发展史》简介《HistoryofLifeScience》《生命科学发展史》问题1.什么是科学？“科学始于迷茫，终于更高的迷茫。”—这是看到了科学具有发现问题、提出问题的功能，把科学看作一个不断解决问题的过程，而且这个过程永无止境。科学：拉丁语Scientia是学问和知识的意思;英语里Science等同于naturalscience;德语Wissenschaft，则包括了一切有系统的学问，包括历史、语言学及哲学。科学是涉及对物质世界及其各种现象并需要无偏见的观察和系统实验的所有各种智力活动，一般说来，科学涉及一种对知识的追求，包括追求各种普遍真理或各种基本规律的作用。—《大英百科全书》“科学技术是第一生产力”—这是注重了科学具有的实用性。人们从物质世界得来的知识，反过来可以改造这个世界。—邓小平《HistoryofLifeScience》宗教、哲学和科学均来源于对自然现象的解释。科学来源于哲学。科学与哲学最大区别是强调一切知识需要实验证明。科学材料是哲学理论的基础，随着科学的发展，哲学依赖于科学；哲学是科学发展的总结，对科学的发展有指导作用。例如：牛顿的绝对论和爱因斯坦的相对论同哲学的关系。哲学和科学：在观察和思维的基础上对自然现象进行合理解释。宗教：将一切自然现象归结为神造的并受神的意志所支配，相信并崇拜超自然的神灵。宗教虽然从根本上是错误和唯心的，但它也是人类早期观察和探索自然现象的产物。《HistoryofLifeScience》科学不是在广阔肥沃的草原上自由生长，而是在充满迷信巫术的灌木丛中披荆斩棘成长起来的。哲学科学宗教人类认识自然的三个阶段《HistoryofLifeScience》弗兰西斯·培根（FrancisBacon,1561-1626）哲学是建立在推理想象的基础上，而科学是用科学方法使哲学推论得以验证。实验、观察、归纳、分析、比较。弗兰西斯·培根被誉为“现代实验科学的始祖”。实验是科学的灵魂技术：是科学的物化形态。简单的技术往往先于科学，如古人制造的简单工具和武器。而高技术必须有正确理论的指导。如DNA结构和功能，基因工程，生物技术。《HistoryofLifeScience》GeorgeSarton（1884-1955,比利时）1911年博士论文《牛顿力学原理》；1912年创办科学史杂志-ISIS；1915年在哈佛大学讲授科学史；1924年美国成立科学史学会；掌握14种语言，完成专著15部，论文札记300篇。目标：写作1900年以前的全部科学史。科学史之父问题2.什么是科学史？科学—人类的真正有积累性和进步性的唯一活动。—萨顿（Sarton）《HistoryofLifeScience》研究内容科学史主要研究科学技术发展的历史及其与社会各方面之间的相互影响。从学科来分类，科学史可以分为天文学史、物理学史、化学史、生物学史等等。研究方法1.实证主义编年史方法：以年代为线索，对史事进行梳理考证，力图勾画出历史的准确面貌。2.思想史念分析方法：主张研究原始文献，不是为了发现其中有多少成就，而是为了研究这些文献的作者当时究竟是怎么想的，重视的是思想概念的发展和演化。3.社会学方法：注重科学的社会、文化功能。《HistoryofLifeScience》1.帮助人们理解科学本身、认识应如何应用科学，增加对于科学本身以及与其内外相关因素更全面、更深刻的认识。2.为科学哲学、科学社会学等相关人文学科学科提供知识背景、研究基础或者说认识平台。3.教育功能，包括对人类自身的认识