生命科學與人類文明生命科學與人類文明緒論生命科學能否為解決人口爆炸、糧食短缺、能源危機、資源短缺、環(huán)境污染等問題作出貢獻？生命科學與人類文明緒論參考教材《生命科學與人類文明》浙江大學出版社《生命科學導論》中國電力出版社生命科學與人類文明緒論本章目錄生命科學的重要性生命的起源和定義生命科學的分科生命科學的研究方法生命科學與人類文明緒論為什么要學習生命科學知識？生命科學是21世紀自然科學的帶頭學科生命科學充滿未解之謎生命科學與人類社會的發(fā)展息息相關生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論生物科學的前沿分子生物學的發(fā)展是生物科學發(fā)展史上的一個重要的里程碑DNA重組技術(shù)原生質(zhì)體融合技術(shù)生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論生命科學與人類文明緒論21世紀將面臨的許多世界性的難題人口膨脹糧食緊張環(huán)境污染能源緊缺遺傳疾病生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論一、生命科學是21世紀自然科學的帶頭學科當前自然科學的帶頭學科 開始從物理科學向生命科學轉(zhuǎn)移生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論二、生命科學充滿未解之謎“猛犸之謎”“恐龍滅絕之謎”龜鱉家族的長壽之謎生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論“猛犸之謎”生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論“恐龍滅絕之謎”生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論龜鱉家族的長壽之謎生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論三、生命科學與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關農(nóng)業(yè)方面醫(yī)藥衛(wèi)生方面輕工業(yè)、食品工業(yè)、酶工程其他方面生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論1.農(nóng)業(yè)方面遺傳育種——農(nóng)作物、畜牧業(yè)的優(yōu)良品種 人造種子基因工程固氮生物殺蟲劑生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論無籽西瓜生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論人造種子生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論2.醫(yī)藥衛(wèi)生方面新的抗菌素、疫苗免疫學提高了異體器官移植的成功率，并發(fā)現(xiàn)了自體免疫疾病的病因基因工程菌與基因療法胰島素、干擾素、生長激素、淋巴細胞活素、血纖維蛋白溶解劑、白蛋白、血因子、單克隆抗體、DNA探針等生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論干擾素生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論3.輕工業(yè)、食品工業(yè)酶工程食品、醫(yī)藥、發(fā)酵、日用化工、輕紡、制革、水產(chǎn)、木材、造紙、能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等經(jīng)濟部門發(fā)酵工程釀酒制曲、味精、抗菌素、維生素等生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論溶菌酶的分子模型生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論4.其他方面細菌造雪細菌保護古建筑無法假冒的生物筆生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論細菌造雪

美國科學家發(fā)現(xiàn)假單胞菌能在寒冷的環(huán)境中將水霧凝結(jié)成雪花。生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論細菌保護古建筑生命科學的重要性在含鈣的情況下能夠形成鈣的微晶體，以保護古建筑。生命科學與人類文明緒論無法假冒的生物筆利用在墨水中加入含有特定序列的DNA片段，使別人無法假冒你的墨跡。生命科學的重要性生命科學與人類文明緒論生命的定義生命起源之謎與“生命的本質(zhì)”相關的一些觀點和理論生命的本質(zhì)特征生命是什么？

“生命”應如何定義？生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論生命是什么？

“生命”應如何定義？生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論生命是什么？

“生命”應如何定義？生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論生命是什么？

“生命”應如何定義？生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論一、生命的定義從生物學角度的定義從物理學角度的定義從生物物理學角度的定義“生命”的完整的、系統(tǒng)的定義生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論1.從生物學角度的定義生命的起源和定義由核酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)組成的多分子體系，它具有不斷自我更新、繁殖后代以及對外界產(chǎn)生反應的能力。生命科學與人類文明緒論2.從物理學角度的定義

——“負熵”熱力學第二定律任何自發(fā)過程總是朝著使體系越來越混亂、越來越無序的方向，即朝著熵增加的方向變化。

生命的演化過程總是朝著熵減少的方向進行，一旦負熵的增加趨近于零，生命將趨向終結(jié)，走向死亡。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論3.從生物物理學角度的定義——三要素：物質(zhì)、能量、信息在生物體的整個運動過程中，貫穿了物質(zhì)、能量、信息三者的變化、協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論4.“生命”的完整的、系統(tǒng)的定義

生命是主要由核酸和蛋白質(zhì)組成的具有不斷自我更新能力的多分子體系的存在形式，是一種過程，是一種現(xiàn)象。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論生命的物質(zhì)基礎是蛋白質(zhì)和核酸。生命運動的本質(zhì)特征是不斷自我更新，是一個不斷與外界進行物質(zhì)和能量交換的開放系統(tǒng)。生命是物質(zhì)的運動，是物質(zhì)運動的一種高級的特殊存在形式。生命的涵義生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論二、生命起源之謎宗教認為上帝創(chuàng)造了生命古代人認為生命是自然發(fā)生的達爾文的探索奧巴林的生命起源假說米勒的實驗——生命起源于無機物

生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論1.宗教認為上帝創(chuàng)造了人生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論2.古代人認為生命是自然發(fā)生的我國古代有“天地合氣萬物有生”的說法古代歐洲有“地球乃孕育生命的慈母”的說法生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論3.達爾文的探索“適者生存”——自然選擇理論的精髓；達爾文1859年寫下《物種起源》。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論4.奧巴林的生命 起源假說“團聚體假說”：

?無機物

?簡單的有機物

?復雜的有機物

?多分子體系 （團聚體）

?有新陳代謝功 能的蛋白質(zhì)體生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論5.米勒的實驗

——生命起源于無機物生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論三、與“生命的本質(zhì)”相關

的一些觀點和理論生機論將生物現(xiàn)象歸結(jié)為一種非物質(zhì)的“活力”機械論將生命現(xiàn)象簡單地歸結(jié)為物理和化學的過程——一架結(jié)構(gòu)極其復雜的機器生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論還原論生物的一切都可用分子和分子相互作用的規(guī)律來說明整體論生物各組成部分規(guī)律加起來不等于整體的規(guī)律生命的起源和定義三、與“生命的本質(zhì)”相關

的一些觀點和理論生命科學與人類文明緒論四、生命的本質(zhì)特征化學成分的同一性嚴整有序的結(jié)構(gòu)新陳代謝應激性和運動內(nèi)穩(wěn)態(tài)生長發(fā)育繁殖與遺傳適應生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論1.化學成分的同一性生物體是由蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖類、維生素等多種有機分子以及C、H、O、N、P、S等無機元素組成。蛋白質(zhì)：由20種氨基酸組成。核酸：由8種核苷酸組成。各種生物編制基因程序的遺傳密碼是統(tǒng)一的，

各種生物都是以ATP(三磷酸腺苷)為貯能分子。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論蛋白質(zhì)由20種氨基酸組成生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論2.嚴整有序的結(jié)構(gòu)生命的基本單位是細胞細胞的結(jié)構(gòu)整個生物界是一個多層次的有序結(jié)構(gòu)：

細胞組織器官系統(tǒng)個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論細胞的結(jié)構(gòu)生命的起源和定義植物細胞結(jié)構(gòu)圖生命科學與人類文明緒論3.新陳代謝生物體不斷地吸收外界的物質(zhì)，在生物體內(nèi)發(fā)生一系列變化，最后成為代謝最終產(chǎn)物而被排出體外。.合成作用（anabolism）從外界攝取物質(zhì)和能量，將它們轉(zhuǎn)化為生命本身的物質(zhì)和貯存在化學鍵中的化學能。.分解作用（catabolism）分解生命物質(zhì)，將能量釋放出來，供生命活動之用。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論4.應激性和運動生物接受外界刺激后會發(fā)生反應，生物的運動受神經(jīng)系統(tǒng)的控制。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論5.內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物體在沒有強烈的外界因素的影響下，有某些機制使其內(nèi)環(huán)境能保持動態(tài)穩(wěn)定性。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論6.生長發(fā)育生物體能通過新陳代謝的作用而不斷地生長、發(fā)育，其中遺傳因素起決定性作用，而外界環(huán)境也有很大影響。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論7.繁殖與遺傳生物體能不斷地繁殖下一代，使生命得以延續(xù)。生物的遺傳是由基因決定的，生物的某些性狀會發(fā)生變異；沒有可遺傳的變異，生物就不可能進化。生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論8.適應適應的含義：

（1）生物的結(jié)構(gòu)都適應 于一定的功能。

（2）生物的結(jié)構(gòu)和功能 適應于其在一定環(huán) 境條件下的生存和 延續(xù)。適應是生物界普遍存在的現(xiàn)象生命的起源和定義生命科學與人類文明緒論生命科學的分科按生物類群或研究對象來分按研究的生命現(xiàn)象或生命過程來分按生物結(jié)構(gòu)的層次來分按與其他學科的關系來分生命科學的分科生命科學與人類文明緒論一、按生物類群或研究對象來分植物學、動物學、微生物學、病毒學、人類學、古生物學、藻類學、昆蟲學、魚類學、鳥類學等生命科學的分科生命科學與人類文明緒論二、按研究的生命現(xiàn)象或生命過程來分形態(tài)學、生理學、分類學、胚胎學、解剖學、遺傳學、生態(tài)學、進化學、組織學、細胞學、病理學、免疫學等生命科學的分科生命科學與人類文明緒論三、按生物結(jié)構(gòu)的層次來分種群生物學、細胞生物學、分子生物學、分子遺傳學、量子生物學等生命科學的分科生命科學與人類文明緒論四、按與其他學科的關系來分生物物理學、生物化學、生物數(shù)學、生物氣候?qū)W、生物地理學、仿生學、放射生物學等生命科學的分科生命科學與人類文明緒論研究生命過程的方法一般研究方法研究步驟生命科學的研究方法生命科學