现代生命科学导论--第一章(曹凯明).ppt

第一章 生命科学 一、什么是生命 二、为什么要学习生命科学 三、如何学 四、生命科学的四大主题 一、什么是生命？ ㈠生命的特征是什么？ ㈠生命的基本特征 细胞结构; 有序组成； 感应与应激性； 利用能量； 生长发育和生殖； 体内稳态； 进化适应。 ⑴细胞结构 所有的生物体都由一个或多个细胞组成。 每个细胞外面有一层膜，叫细胞膜。 是生命最基本的单元与功能单位。 噬菌体结构图 细胞是生物的基本组成单位（病毒除外) ⑵严整有序的结构 生命最基本单位是细胞 整个生物界是一个多层次的有序结构： 细 胞 的 结 构 细胞水平——凡是独立生长与发育的生命都具有细胞结构，这是生命最显著的特征之一。 ---所有细菌都是单细胞生物，缺少细胞核，称为原核生物。 ---绝大多数动物和植物都是多细胞生物，不仅含有细胞核，细胞内还有许多执行特定功能的结构——细胞器，称为真核生物。 ---病毒虽具有某些典型的生命特征，但它们不能独立生存，必须寄生于宿主细胞才能生长与繁殖。 器官水平——在多细胞生物中以细胞为基础，逐级组成3个结构层次，最基本的层次结构为组织。在组织的基础上再聚集形成器官，进而由不同器官组成器官系统。如神经系统由感应器官、大脑、脊髓和神经元等组成。 群体水平——在生物界以个体为基础形成了几种不同层次的结构。最基本的层次结构为群体，更高级层次结构为生物群落，最高层次结构为生态系统。 -----群体是生活在同一地域，属于同一物种的一群个体，它们中的成员外表相似、可以彼此交配繁殖。 -----生物群落是由生活在同一地域不同物种的所有群体组成。 -----生态系统是由生物群落和它们所居住的栖息地构成。 （3）感应与应激性 生物接受外界刺激后会发生反应。生物的运动受神经系统的控制。 生物对外界可产生应激反应，对环境有适应性 （4）生长发育与繁殖 生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，其中遗传因素起决定性作用，而外界环境因素也有很大影响。 生物具有个体发育和系统进化的历史 生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。 生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。 生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质 遗传学家和模特儿 （5）利用能量 生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。 组成作用（anabolism）：从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。 分解作用（catabolism）：分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。 新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能 物理运动—化学运动—生命运动 最高级运动形式 （6）进化与适应 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。 （7）内稳态 所有生物都必须维持不同于外部环境的相对稳定的内部环境，以便生理生化反应正常进行。生物体在没有强烈的外界因素的影响下，某些机制可使其内环境保持动态稳定性。 二、科学研究的方法 归纳 从特殊到一般，从个例推导一般性原理。 如牛顿苹果落地事件。 演绎 由一般到特殊的过程，由原理推导个例。如采用几何学原理推导地球的圆周长。 三、如何从事科学研究 四、达尔文的进化论 “适者生存”----自然选择理论的精髓；1859年写下《物种起源》。 查尔斯·罗伯特·达尔文  Charles Robert Darwin 查尔斯·罗伯特·达尔文(1809.2.17-1882.4.19) 英国生物学家、博物学家，进化论的奠基人。 出版《物种起源》，提出了生物进化论，摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。 除了生物学之外，他的理论对人类学、心理学、哲学都有不容忽视的影响。恩格斯将“进化论”列为19世纪自然科学的三大发现之一。 曾随贝格尔号作了历时5年的环球航行，对动植物和地质构造进行了大量的观察和采集。 达尔文的祖父和父亲都是医生，父亲希望将来他能继承祖业。 1825年，16岁，达尔文被送到爱丁堡大学学医。 因为达尔文无意学医，进到农学院后，他仍然经常到野外采集动植物标本并对自然历史产生了浓厚的兴趣。 父亲认为他“游手好闲”、“不务正业”，一怒之下，于 1828年又送他到剑桥大学，改学神学，希望他将来成为一个“尊贵的牧师”，但是达尔文对自然历史的兴趣变得越加浓厚，完全放弃了对神学的学习 。 1831年毕业于剑桥大学后，他的老师亨斯洛推荐他以“博物学家”的身份参加同年12月27日英国海军“贝格