2010年生命科学讲义(上).doc

1 生命科学简史 1、17世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入了细胞水平。 2、1838-1839年，施莱登、施旺提出“细胞学说”。1859年，达尔文发表《物种起源》，提出“进化论”。 3、生命科学早期，主要采用描述法和比较法。随着生命科学发展，主要采用实验法。 4、1953年，沃森、克里克提出了DNA双螺旋结构分子模型，使生命科学的研究进入了分子水平。 5、中国科学家合成了结晶牛胰岛素、酵母丙氨酸转移核糖核酸。 6、20世纪，人类基因组计划（生命科学的“阿波罗登月计划” ）完成，测了24条染色体。 7、在生命科学领域，保护生物多样性是保护地球生态系统的重点。 8、生命科学探究活动的基本步骤：提出疑问→提出假设→设计实验→实验实施→分析数据→结论→新的疑问。在提出假设后，可以通过观察、调查、实验来检验假设是否正确，从而获得新的发现和新的理论。 2 生命的物质基础 地球上现有200多万种生物。生物与非生物都由化学元素组成，组成各种生物的化学元素基本相同，组成各种生物的化合物基本相同。 组成生物的无机物包括水和无机盐。 【水】 在组成生物体的化合物中，水的含量最多，一般约占70%。人体缺水10%时会导致生理活动紊乱，缺水20%时则生命活动终止，人体一般每天至少补充水2000ml。 一般而言，细胞要生存在以水为基础的液体环境中；水是许多生物化学反应的介质；水能帮助运输物质；水能调节体温。 水在生物体内，绝大多数以游离形式存在，称为自由水；小部分水参与细胞内结构组成，称为结合水。干种子内主要含有结合水；代谢越旺盛的器官，则自由水含量越高。 【无机盐】 生物体内的无机盐大多数以离子状态存在，含量约占1%。无机盐的主要功能有：⑴无机盐参与细胞组成。例如：Fe是血红蛋白的主要成分、Mg是叶绿素的主要成分、Ca是骨骼与牙齿的重要成分。⑵无机盐参与生物体的代谢活动。例如血液中缺Ca会导致肌肉抽搐。⑶无机盐参与调节内环境稳定。例如0.9%生理盐水能维持红细胞的正常形态、HCO3-使血液酸碱度稳定。 生物体中无机盐含量要适量，Zn是多种酶的组成元素，含量过低会造成生长发育不良，含量过高则会引起贫血、免疫功能低下。 【糖类】 糖类含C、H、O元素。分为单糖、双糖和多糖；动物多糖是糖原，分为肝糖原、肌糖原；植物多糖有淀粉、纤维素。多糖的组成单位是葡萄糖，多糖由葡萄糖脱水缩合而成。葡萄糖是细胞内的主要能源物质。 糖类是细胞内的主要能源物质、参与细胞结构的组成（例如细胞膜上的糖蛋白、糖脂）。糖类不参与生物生理功能的调节。 【脂质】 脂质分为脂肪、磷脂、胆固醇等。脂肪含C、H、O元素，由甘油、脂肪酸组成，储存和提供能量，脂肪含有的能量是同等质量糖类、蛋白质的2倍多；磷脂含C、H、O、N、P元素，是组成膜的结构大分子；胆固醇含C、H、O元素，参与合成雄性激素、雌性激素、肾上腺皮质激素，在紫外线照射下转化为维生素D帮助钙的吸收，参与生物生理功能的调节。 脂质是细胞内的主要储能物质、参与细胞结构的组成、参与细胞生理的调节。 【核酸】 核酸含C、H、O、N、P元素，分为DNA（中文名称是脱氧核糖核酸）、RNA（中文名称是核糖核酸）两种。 DNA的基本单位是脱氧核苷酸，有4种。每个脱氧核苷酸由1个磷酸、1个脱氧核糖、1个含N碱基组成。碱基有A、T、G、C四种。 RNA的基本单位是核糖核苷酸，有4种。每个核糖核苷酸由1个磷酸、1个核糖、1个含N碱基组成。碱基有A、U、G、C四种。 核酸是遗传物质，组成单位是核苷酸；核酸有5种碱基，有8种核苷酸。DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。核酸和蛋白质是构成生命的主要物质。 DNA在DNA酶的作用下被水解成脱氧核苷酸；脱氧核苷酸能被水解成磷酸、脱氧核糖、含N碱基；脱氧核苷酸的代谢终产物是CO2、H2O、含N废物。 【维生素】 维生素分为脂溶性维生素（VA、VD、VE、VK）、水溶性维生素两类，人体只能从食物中获得。缺维生素B会引起脚气病、缺维生素C会引起坏血病、缺维生素A会引起夜盲症、缺维生素D会引起佝偻病。 【蛋白质1】 蛋白质含C、H、O、N、S元素，在有机物中含量最高，基本单位是氨基酸。氨基酸有20种，其中有8种是人体必需氨基酸。在核糖体上，氨基酸之间脱水缩合，通过肽键连接成肽链。9肽是指由9个氨基酸脱水缩合而成的1条肽链，至少含有1个氨基、1个羧基；2条肽链，至少含有2个氨基、2个羧基。 【蛋白质2】 蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。 参与组成蛋白质结构的氨基酸数目不同，蛋白质结构会不同；参与组成蛋白质结构的氨基酸种类不同，蛋白质结构会不同；参与组成蛋白质结构的氨基酸排列顺序不同，蛋白质结构会不同；参与组成蛋白质结构的肽链空间结构不同，蛋白质结构会不同。