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1、,生命科学概论, 生长 繁殖 原生质 细胞 新陈代谢 调节 应激性 稳态,一、生命的本质,三、特殊的生命病毒,二、生命的特征,第一节 什么是生命,第一章 生命世界,返回,结束,第二节 人类研究生命的不懈努力,一、生物学的英雄与群众, 古希腊的生物学研究 古代中国的生物学研究, 维萨里的人体构造 “小循环”的提出 哈维提出血液循环理论,三、血液循环理论的建立, 动物是机器吗 对生命的化学研究,五、对胚胎发育问题的探讨,六、细胞学说与进化论生物学的大综合,1.自然哲学中对生命起源问题的探讨 2.亚里士多德的生物学研究,古希腊的研究 预成论在近代的兴起 向预成论的挑战 新的预成论与渐成论之争,二、古
2、代的生物学研究,四、机械论的生命研究,八、分子生物学的诞生和发展,七、探讨遗传奥秘,返回,结束,孟德尔之前对遗传问题的研究 经典遗传学研究,列文虎克 Antony van Leauwenhoek,巴斯德 Louis Pasteur,资料卡片,低热消毒也称巴氏消毒，是利用低于100的温度对物品进行消毒。能够杀死繁殖型微生物，包括常见致病菌，而又最大限度保持食品结构及营养素，温度范围为60一95。多用于鲜奶、啤酒、酱油、某些饮料等的杀菌。包括6330分的传统巴氏消毒法，和729510一30秒的高温瞬间巴氏消毒法，后者生产效率高，杀菌效果相同。,第三节 迎接21世纪的现代生命科学,一、生命科学可望成
3、为21世纪的带头学科,二、生命科学与社会可持续发展, 生命科学与农业可持续发展, 生命科学与能源问题, 生命科学与伦理道德问题, 生命科学与维持地球生态平衡, 生命科学与人的健康长寿,提高单产、蛋白质含量，化肥农药,发酵、油料作物、光合作用、生物质能、核反应,药物、基因治疗,沼气池、桑基鱼塘、盐碱化、荒漠化,返回,结束,第二章 生命的基本单位,返回,结束,第二章 生命的基本单位,一、酶是生物催化剂 二、细胞的新陈代谢,一、自然界中的元素 二、生物体的元素组成 三、生物小分子 四、生物大分子,第二节 细胞的形态结构,一、生物膜 二、原核细胞形态结构 三、真核细胞的形态结构,第三节 细胞的生命活动
4、过程,返回,结束,第一节 参与细胞组成的生物元素、生物小分子和生物大分子,100多种,30多种,含量较多的元素 C H O N P S,Cl Ca Mg Na K Zn Fe Mn I F,三、生物小分子,（一）水 （二）氨基酸 （三）单糖 （四）核苷酸 （五）脂类 （六）维生素,返回,结束,四、生物大分子,（一）蛋白质 （二）核酸 （三）多糖,1.蛋白质是生物体的重要组分 2.氨基酸通过肽键形成多肽 3.蛋白质的结构复杂（一、二、三、四级）,返回,结束,一、生物膜 二、原核细胞形态结构 三、真核细胞的形态结构,第二节 细胞的形态结构,(一) 生物的膜结构统称为生物膜 (二) 流动镶嵌模型,(
5、一)细胞核 (二)细胞质 (三)细胞骨架 (四)细胞连接与细胞外基质,1.核膜 2.染色体和染色质 3.核仁,1.内质网 2.高尔基体 3.溶酶体 4.线粒体 5.质体 6.其它细胞器 7.细胞质基质 8.细胞骨架,微丝 微管 中间纤维 拆卸组装,细胞运动, 细胞形态维持, 物质运输等,1.脂双层形成骨架 2.蛋白质镶嵌其中 3.膜的动态特点,返回,结束,第四节 细胞的分裂、分化、衰老与死亡,一、细胞分裂,二、细胞的分化,三、细胞的衰老和死亡,四、脱离正常轨道的细胞癌细胞,第五节 细胞工程,一、细胞培养,二、单克隆抗体技术,返回,结束,返回,结束,二、细胞的分化,(一) 个体发育通过细胞分裂来
6、实现,(二) 细胞的分化发育潜能,(三) 细胞分化中细胞质的重要作用,形态变化、迁移、粘着、定位,分化方向的确定早于形态的发生,1. 细胞分化起始于基因表达的调控 2. 细胞间的差异在于不同蛋白质的表达 3. 分化过程通常不可逆 4. 一般认为, 达到成年阶段个体发育完成,血细胞的分化,1. 全能性 2. 多能性 3. 单能性,受精卵、早期胚细胞,1. 高度分化的植物细胞具有全能性 2. 探索动物细胞分化发育潜能的实验 3. 细胞质中的分化决定因子,核移植 两栖、哺乳,卵细胞 RNA 数万种,植物的组织培养,返回,结束,结束,三、细胞的衰老和死亡,返回,1. 个体衰老与细胞衰老,核的遗传控制起
7、决定作用 自由基理论 端粒DNA序列的缩短,自由基的危害和淬灭,50次,分裂50次左右,返回,结束,2. 细胞死亡,3. 细胞凋亡,坏死 凋亡,因感染、中毒、损伤,因整体发育的需要按规定死亡,细胞明显皱缩 内部物质凝集致密化 体积变小 细胞膜将胞内成分围成凋亡小体 凋亡小体被周围细胞吞噬 不引起周围组织炎症,细胞凋亡基因 细胞凋亡抑制基因,返回,结束,四、脱离正常轨道的细胞癌细胞,(一)癌细胞的主要特征 (二)致癌因子 (三)致癌病毒、癌基因和抑癌基因 (四)抑制和消灭癌细胞的艰巨任务,1. 物理 2. 化学 3. 病毒,1. 致癌病毒 2. 病毒癌基因和细胞癌基因 3. 癌基因及其编码蛋白质
8、 4. 抑癌基因,劳氏肉瘤病毒,一、细胞培养,二、单克隆抗体技术,第五节 细胞工程,返回,结束,第三章 生命延续的本质遗传与变异,第一节 生物的遗传因子基因,第二节 基因在生物遗传中的作用,返回,结束,第三节 生物的遗传变异与生物进化,第五节 基因工程,第四节 遗传与优生,遗传 变异,一、遗传因子的发现,二、基因位于染色体上,(一)分离定律 (二)自由组合定律,(一)细胞中的染色体,(三)基因的连锁互换,(二)基因和染色体,第一节 生物的遗传因子基因,(三)基因调控,转录调控 转录后调控 翻译调控 翻译后调控 蛋白质活性调控,三、基因的本质,(一)DNA与染色体,(二)遗传信息的传递途径,DN
9、ARNA蛋白质,返回,结束,一、常染色体上基因的遗传,五、多基因遗传,四、性别畸形,三、生物的性别决定,二、性染色体上基因的遗传,(一)常染色体显性遗传 (二)常染色体隐性遗传,X染色体(隐性、显性)、Y染色体,(一)性染色体决定性别 (二)单倍体型的性别决定 (三)基因决定性别 (四)环境决定性别 (五)年龄,XY型 ZW型,后嗌、红鲷鱼,蜜蜂无父亲，但有外祖父,(一)性染色体与性别畸形 (二)基因与性别畸形,XXY，XO，XYY，XXXY，XXX,男、女阴阳人,(一)数量性状 (二)多基因遗传 (三)遗传率,遗传率=遗传方差/表型方差,第二节 基因在生物遗传中的作用,返回,结束,一、染色体
10、畸变,三、生物进化,二、基因突变,(一)染色体结构的变异,(二)染色体数目的改变,缺失 重复 倒位 易位,(一)基因突变的机理 (二)突变的诱发,(一)生物进化的证据 (二)生物进化的理论 (三)分子进化工程,整倍体改变 (香蕉 无籽西瓜) 非整倍体改变(XO/XXY，菊2n=5367 ),碱基替换 移码突变,物理 化学 诱变的应用,返回,结束,第三节 生物的遗传变异与生物进化,一、遗传病,四、优生学,三、遗传病的基因治疗,二、遗传病的诊断,1. 体外原位治疗 2. 体内基因治疗 3. 反义疗法 4. 通过核酶的基因治疗,(一)什么是优生 (二)优生的措施,1. 避免近亲结婚 2. 婚前检查
11、3. 适龄生育 4. 遗传咨询 5. 孕期体检 6. 产前检查 7. 避免接触污染,射线、药物、烟酒、工业污染、动植物、疾病等,第四节 遗传与优生,返回,结束,三、基因工程的应用,一、基因工程原理,第五节 基因工程,二、基因工程的基本内容,(一)理论上的三大发现,1. 遗传物质是DNA 2. DNA分子的双螺旋结构和半保留复制 3. 遗传信息的传递方式,(二)技术上的三大发明,1. 限制性内切酶和DNA连接酶 2. 基因工程的载体 3. 逆转录酶的发现,返回,结束,（一）理论上的重要发现 DNA的确定、双螺旋结构、DNA复制的机制、遗传密码、中心法则（A-T，C-G）、遗传信息的传递DNA-R
12、NA-蛋白质 （二）技术上的重要发明 限制性内切酶剪切DNA分子，DNA连接酶修复DNA裂口，基因工程的载体,基因工程,一、基因工程的诞生,三、基因工程的工具酶,二、基因工程的定义和内容 1. 定义 2. 意义 3. 内容,限制性内切酶 DNA连接酶、DNA聚合酶,四、基因克隆的载体,五、基因克隆的操作技术,六、基因工程的研究进展,1.质粒,2. 噬菌体,3.YAC载体,粘性末端,返回,结束,第四章 生命的自我调控信息传递和处理,返回,结束,第一节 生物体是复杂的自组织自适应系统,第二节 细胞间通讯,第三节 神经系统的信息传递,第五节 免疫系统的信息传递,第六节 神经系统、激素系统和免疫系统的
13、协同作用,第七节 学习和记忆,第四节 激素系统的信息传递,第五节 免疫系统的信息传递,三、免疫与医学,二、识别系统,一、识别标志,红细胞血型 白细胞血型,主要组织相容性抗原复合物 (HLA) 5万种,(一) 什么是免疫,免疫是指机体免疫系统识别和排除抗原过程中所发挥的各种生物学效应的总称。,(三) 识别和记忆,(二) 免疫系统,返回,结束,疫苗 抗血清,快 时间短 被识别和清除, 抗原 半抗原 抗原决定子 HLA (主要组织相容性抗原复合物),种系关系越远，抗原性越强；相对分子量越大，抗原性越强。,不能单独刺激机体产生免疫反应,抗原上分子构象与抗体互补的部分 特异性, 由遗传决定 种类极多 构
14、象多样 组织抗原不相容，即引起排斥反应,HLA的类别： 第类：所有细胞表面 ( MHC ) 第类：巨噬细胞、B细胞表面,异物性；相对分子量；一定的化学组成和结构,(二) 抗原,返回,结束,免疫是指机体免疫系统识别和排除抗原过程中所发挥的各种生物学效应的总称。,(二) 免疫系统,抵御或消灭病原微生物及其毒性产物或其它异物的侵害。,清除体内出现的变形或死亡细胞，维持免疫功能在生理范围内的相对稳定性。,识别、清除突变细胞和防止持续性感染,1. 免疫功能的特点：识别； 免疫记忆；特异性。,(一) 什么是免疫,免疫反应 免疫器官,免疫防御 自身稳定 免疫监视,(三) 识别和记忆,返回,结束,二、识别系统
15、,淋巴管、淋巴结、扁桃体、脾脏、胸腺, 非特异性免疫 特异性免疫,无针对性、作用广、反应快，能稳定遗传,针对性强、初次反应较慢, 细胞免疫 体液免疫, T细胞和B细胞的形成,B细胞,T细胞, T细胞和B细胞的关系, 功能不同但相互支持 未活化时形态相似，但表面蛋白不同 寿命不同( B 短天 T 长年 ) 分布不同( B 淋巴器官 T 体液 ),返回,结束,(二) 免疫系统,免疫球蛋白 （抗体）, 抗体 抗体的种类 抗体的结构 抗原抗体结合后的反应 抗体的产生,二硫键 恒定区 变异区 抗原结合部位,约106 种 5类,2. 体液免疫,返回,结束,体液免疫的机制和过程, 体液免疫的两个关键,产生浆
16、细胞分泌抗体；产生记忆细胞,记忆细胞：可分泌抗体；寿命长； 对抗原敏感(记忆), 体液免疫反应的过程,返回,结束,3. 细胞免疫,细胞免疫不产生抗体,不同的T细胞表面有不同的受体,T细胞不能识别病毒, 只能识别细胞表面的特定抗原,胞毒T细胞 助T细胞 抑制性T细胞,返回,结束,四、对学习和记忆的机制的探索,三、记忆,一、高等植物的行为,感觉记忆、短时记忆（工作记忆）、长时记忆,感觉记忆 (约100ms),短时记忆 (1秒几分),长时记忆 （几分几年）,信息：语言的、视觉的、听觉的或情感的,第七节 行为、学习和记忆,返回,结束,植物运动方向取决与外界刺激的方向,（一）向性运动,1. 向光性 2.
17、 向重力性 3. 向化性 4. 向水性,（二）感性运动,1. 感夜性 2. 感热性 3. 感振性,一、高等植物的行为,返回,结束,1.行为是动物对环境的反应，是对环境条件改变的适应性活动。（取食、筑巢、避敌等，行为模式）,3.动物的行为反应是适应于个体的生存，或适应于种族的延续。（占领领地、求偶、孵卵；鸟类、蜘蛛、螳螂、哺乳动物）,2.行为是动物适应环境变化的一种手段。（光、温、冬眠、储存食物；避役、响蜜鸟与蜜獾）,筑巢、蜘蛛织网、回声定位、变色等,生活史短暂，很少或无亲代抚育的动物。无充裕的时间和条件进行学习,生活史较长又有亲代哺育的动物中占优势(鸟类,哺乳类等),大多数行为模式都是遗传和学
18、习相互作用、相互影响的结果。(如泥蜂),二、高等动物的行为,返回,结束,不准他种或本种他群动物入侵。,同种个体之间 个体间距 防御行为 败者现出顺从姿势,常指同种个体之间的相互作用 群体内部信息交流,以气味、鸣叫等标志,近似昼夜节律 月周期 年周期 生物钟,人体温变化、生长激素分泌、动物的活动、植物的开花等,人类、类人猿的月经等,植物、动物的迁徙、繁殖、换毛等,是以一系列生化过程为基础的生理机制。,生物节律的特点：,（三）高等动物行为的类型,返回,结束,1. 学习行为, 习惯化学习 程序化学习 试错法学习 印随学习 潜在学习 洞察力学习,( 一种刺激反复进行, 动物的反应就逐渐减弱, 最后可完
19、全消失.),蟋蟀、稻草人,( 某一特定动作出现时, 动物得到奖赏或惩罚, 动作重复或),( 刚孵化出 第一次接触 活动的 较大物体 ) 食火鸡,鸟的鸣叫,狗与鸡的洞察力比较, 学习敏感期和联合型学习,蜜蜂对花的认识的学习,(三) 动物行为的类型,返回,结束,猎豹、螳螂、仓鸮 、安康鱼,保护色、拟态、警戒色、气味,捕食行为：捕食者在发现和捕获猎物的过程中的特有行为。,返回,结束,2. 捕食行为和被捕食者的逃避行为,常指同种个体之间的相互作用 群体内部信息交流,狼、蜜蜂,通讯方式,视觉通讯 听觉通讯 化学通讯 触觉通讯,不受遮挡 适合夜间活动 报警 炫耀 求爱 集合等,优势等级 性行为,地栖动物最
20、适用 标志领地 同群识别 吸引异性等,适于视觉较差或暗环境中的动物(猫、鼠等）,使同群个体的活动有秩序、减少争斗,一切与实现交配生殖有关的行为都是性行为,有视觉动物 迅速 准确 量大 体色 光 动作等,5. 社会行为,返回,结束,第五章 丰富多彩的生物世界,返回,结束,第一节 生物的分类,第二节 郁郁葱葱的植物世界,第三节 灿烂多姿的动物世界,第四节 神奇的微生物,第五节 保护生物多样性的艰巨使命,一、生物分类的依据,二、分类系统和分类等级,1. 林奈和双名法,瑞典博物学家 林奈（耐）,拉丁词 属名 种加词,石竹 Dianthus chinensis L.,2. 生物系统分类的依据,自然分类法
21、：形态结构、生理生化、生态、分子结构等,1. 五界系统:,2. 分类等级,物种 亚单位 超级,界、门、纲、目、科、属、种,原核生物界 原生生物界 动物界 植物界 真菌界,返回,结束,第一节 生物的分类,返回,结束,第二节 郁郁葱葱的植物世界,一、植物在自然界中的作用,五、植物与人,四、植物的分类、系统发育与进化,三、植物的结构,二、植物的生活史,(一) 推动地球和生物界的发展和进化 (二) 为地球上一切生命提供能源 (三) 参与土壤形成, 为一切生物创造栖息的场所 (四) 促进自然界的物质循环,链接,(一) 植物组织,分生组织 顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织,(二) 植物营养器官及营
22、养生长,(三) 植物繁殖器官的特点及生长发育,1. 植物的繁殖,2. 被子植物的生殖器官 花,成熟组织 薄壁组织、保护组织、机械组织、输导组织、分泌组织,三、植物的结构,返回,结束,3. 叶,1. 根,2. 茎,4. 单子叶植物营养器官的特点,(二)植物营养器官及营养生长,返回,结束,以草本为主, 多为须根系, 根茎均只有初生结构,(1) 根的形态结构 (2) 根系 (3) 根的其他功能,直根系 须根系,a. 贮藏根 肥大直根; 块根,b. 气生根 支柱根; 攀缘根; 呼吸根,c. 寄生根,主要功能是吸收和固着,d. 繁殖,表皮 皮层 中柱,1. 根,返回,结束,导管 筛管,(1) 茎的结构
23、(2) 茎的顶端(芽) (3) 变态茎,根状茎 块茎 鳞茎 球茎 肉质茎 茎卷须 茎刺,2. 茎,返回,结束,主要功能 : 输导和支持 贮藏 繁殖,节 节间 芽 表皮 皮层 维管束,3. 叶的形态结构,返回,结束, 主要功能 : 光合作用 蒸腾作用 吸收 净化空气 繁殖, 单叶与复叶 叶脉 叶的着生方式 变态叶, 叶的形态,返回,结束,叶片 叶柄 托叶,4. 单子叶植物营养器官的特点,返回,结束, 无性生殖, 裂殖 孢子生殖,孢子不经过受精可直接发育成新个体,实质为再生, 营养繁殖,分根、压条、扦插、嫁接、组织和细胞培养等,单细胞,优势：保持母体遗传特性；提早开花结实。,参与产生后代的亲体只有
24、一个, 有性繁殖, 1. 植物的繁殖,返回,结束, 花的组成 花芽的分化 雄蕊和雌蕊结构及发育 开花、传粉与受精 种子和果实的结构和发育,2. 被子植物的生殖器官 花,返回,结束, 花柄和花托 花被 (花萼 花冠) 花蕊 (雌蕊 雄蕊),花柄、花托、花萼、花冠、雌蕊、雄蕊, 花的组成,返回,结束,结束,返回,花粉,花序 果实,被子植物,(一) 基本特征,(三) 分 类,(二) 形态结构,结束,1. 具有真正的花，（花萼、花冠、雌蕊群、雄蕊群） 2. 雌蕊闭合，胚珠和种子被包被。 果实 3. 双受精现象。,根、茎、叶、花及花序、果实、种子,被子植物是植物界最高等、最进化、种类最多、数量最大、分布
25、最广的类群。,1. 具有真正的花（花萼、花冠、雌蕊群、雄蕊群） 2. 雌蕊闭合，胚珠和种子被包被。 果实 3. 孢子体高度发达。 维管束高度分化，使输导通畅 4. 双受精现象。 5. 配子体极度简化。,(一) 基本特征,返回,结束,返回,结束,第三节 灿烂多姿的动物世界,一、动物机体的结构与机能,二、形形色色的动物,动物对食物的消化和吸收, 动 物 的 呼 吸,动物的循环系统,排泄与水盐平衡,动物的感觉机能,人和动物的运动机能,人和动物的生殖与发育, 动物对食物的消化和吸收,原生动物及海绵动物,线形动物 环节动物及其它高等动物,口腔、咽、食道、胃、肠、肛门,活动的下颌 牙齿 嗉囊 砂囊 复胃
26、消化液,腔肠动物 扁形动物,小肠 小肠绒毛（结构） 肝脏 胰腺 盲肠 结肠,返回,结束, 动物的呼吸,环节动物以前,环节动物( 疣足) 软体动物(鳃),体表(皮肤) 书肺 气管 外套膜 肺,返回,结束,稳态、内环境、体液,糖类、蛋白质、脂肪CO2 、NH3、尿素、尿酸等排出体外, 水生无脊椎动物 主要以NH3的形式排出含N废物, 淡水脊椎动物 排出大量NH3 鳃 6-10倍, 海生脊椎动物 尿素, 陆生脊椎动物 尿素或尿酸, 动物的排泄与水盐平衡,B. 动物的排泄系统,单细胞：体表、伸缩泡,无体腔动物：原肾管、火焰细胞、排泄孔、纤毛,环节、软体（有体腔、循环XT）：肾管、后肾管、肾口、纤毛,肾
27、脏, 脊椎动物, 肾脏：数目、位置、结构 ( 肾单位 ),肾小球 肾小囊,近曲小管 远曲小管 髓袢,泄殖腔,输尿管 膀胱, 尿液的形成过程,2. 动物体内的水盐平衡, 淡水单细胞 伸缩泡 排水摄盐, 淡水鱼 鳞 防水渗入；不饮水；鳃部 摄盐, 海洋鱼类 鳞 保水；鳃部 排盐；排NH3, 海中或海边爬行、鸟、哺乳类 盐腺排盐 浓缩尿, 陆生动物 饮水、节水、防蒸发、排浓尿,返回,结束,1. 动物体的物理感受器 触碰、压力、地心引力、张力、运动、声、光、热,感受器：能够接受内外刺激并把这些信息转变为神经冲动的器官,单细胞动物: 整个身体 多细胞动物: 感觉细胞或感觉器官, 生物体的感觉机能,感觉细
28、胞：细胞膜及其上的受体分子,返回,结束, 嗅觉感受器 昆虫 鲨鱼 鲑鱼, 味觉感受器,2. 动物体的化学感受器,返回,结束,1. 无脊椎动物的运动,单细胞动物：伪足 纤毛 鞭毛,多细胞动物：腔肠动物、蚯蚓、节肢动物(足、翅)、软体动物(足、壳),2. 脊椎动物的运动,鱼类：鳍 两栖：尾、四肢 爬行：四肢,鸟类：骨骼、胸肌、胸骨、翼,哺乳动物：骨骼、骨骼肌、四肢, 生物体的运动机能, 人和动物的生殖和发育,同配生殖 异配生殖 卵配生殖,2. 生物的发育,受精卵 新个体 个体成熟 衰老死亡,多细胞动物的个体发育,A. 胚前期,精子的形成 精子的形态结构 卵的形成 卵的形态结构 受精,1. 生殖,生
29、殖细胞的形成及受精,卵裂 囊胚期 原肠胚期 中胚层发生期 胚层分化,外胚层 中胚层 内胚层,神经XT、表皮及衍生物、主要感官、消化道两端,肌肉、结缔、循环系统、生殖和排泄系统的大部,消化管大部上皮、部分消化器官、呼吸、生殖与排泄的大部分,生长：体积增大。（某些动物一生都在生长） 发育：各种器官，尤其是性器官逐渐成熟的过程,变态发育 蛙类、某些无脊椎动物 无变态发育,哺乳动物受精和第一次卵裂,A. 胚前期 B. 胚胎期 C. 胚后期,多细胞动物的个体发育,返回,结束,第四节 神奇的微生物,返回,结束,一、原核微生物,二、真核微生物真菌,三、非细胞型生物病毒,（一）蓝藻 光合自养型,1. 形态 单
30、细胞、群体、丝状,2. 结构 胶质鞘、细胞壁、原生质体、含1条双链DNA 含核糖体、蛋白质颗粒、蓝藻淀粉、光合色素 无膜性细胞器、无核膜核仁,3. 繁殖 细胞分裂 藻殖段 孢子,一、原核微生物,返回,结束,(二) 细菌,1. 形态大小 微小 球形、杆形、螺旋形,2. 结构 鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢、胞晶体、内含物,3. 营养类型,核质（原核）：有环形双链DNA、质粒、无核膜、核仁、无染色体,光能自养 化能自养 化能异养,4. 需氧类型 专性需氧、微需氧、专性厌氧、兼性厌氧,5. 繁殖方式 裂殖 极少有类似接合生殖,6. 分布及作用 分布广泛 极端环境,少数有害、大多有益 物质循环,返回,结束,(
31、三) 放线菌,丝状、单细胞、原核 结构与质壁成分似细菌,1. 形态结构,菌丝 分支 无隔 基生菌丝（YY） 气生菌丝（SZ）,2. 分布、营养 分布极广（土壤） 多腐生、少寄生或共生,3. 与人类的关系,(四) 原绿藻,(五) 其它原核生物,海生、单细胞、原核 含叶绿素a、b,结构简单，含光合片层、核糖体、能合成蛋白质,介于细菌与病毒间、形态多样、裂殖、细胞内寄生,介于细菌与立克次体间、无壁、形态多样、含DNA、RNA、 有酶系统、裂殖、（出芽）；生于土壤、污水、部分寄生,介于立克次体与病毒、化学结构与生殖方式似细菌,专性细胞内寄生,返回,结束,真核、有核膜、膜性细胞器、腐生或寄生、繁殖力强,
32、1. 真菌的特征, 形态 多为分支或不分支的菌丝体；多细胞(有隔)或单细胞(无隔),高等种类的菌丝体常形成各种子实体, 结构 含多种膜性细胞器及代谢贮藏物；质壁主要为几丁质、纤维素, 营养 腐生或寄生； 向外分泌水解酶, 繁殖 能力极强 ，方式多样：,营养繁殖：出芽、断裂、无性孢子 有性生殖：有性孢子,2. 分类及代表生物, 接合菌纲 较原始 ；少为单细胞 ，多为分支丝状体 ，多无隔,黑根霉, 子囊菌纲 种类多 少单细胞 多分支有隔菌丝体 形成子囊 子囊孢子,无性生殖发达 产生分生孢子,酵母菌 曲霉 青霉,二、真核微生物真菌,返回,结束, 担子菌纲 高等真菌 多细胞菌丝体 产生担子、担孢子,子
33、实体 菌盖、菌柄、菌托、菌环、菌褶、担子、担孢子,伞菌科 种多、菌体大 子实体多肉质伞状,3. 真菌与人类的关系,食品业、医药业 化工、造纸、制革、饲料 农业：农药、生长素、有机肥 有些有害,返回,结束,猴头,平菇,木耳,返回,结束,(一) 病毒的特征, 微小 只含DNA或RNA 不能独立代谢 只能通过复制增殖,(二) 形态和种类,1. 体积 微小 2. 形态 多样 3. 类别（按寄主分类）,(三) 结构和化学组成,主要功能： 保护 与细胞受体结合 决定病毒抗原性,三、非细胞型生物病毒,返回,结束,返回,结束,一、生物多样性,第五节 保护生物多样性的艰巨使命,四、生物多样性的保护目标和对策,三
34、、生物多样性的丧失及其原因,二、生物多样性的价值,各种生物源 ( 动植物、微生物等所有物种 ) 所拥有的基因和各种生物与环境相互作用所形成的生态系统以及它们的生态过程, 遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性 景观多样性, 直接价值 间接价值, 生物多样性受威胁的现状 生物多样性丧失的原因 物种受威胁等级的划分,所有生物 种内 同一群体,现存已知 约200万种 现存实际 超过500万钟,食物 药物 衣物 工业,1. 能量固定 2. 调节气候 3. 稳定水文 4. 保护土壤 5. 贮存必需的营养元素, 促进元素循环 6. 维持进化过程 7. 对污染物质的吸收和降解,1. 栖息地的丧失和片段化 2
35、. 掠夺式的过度利用 3. 环境污染 4. 农业和林业品种单一化 5. 外来种的引入,灭绝种 濒危种 易危种 稀有种 未定种,森林保护条例 森林法 草原法 土地管理法 野生动物保护法 渔业法,通过不减少基因和物种多样性,不毁坏重要的生境和生态系统的方式,来保护和利用生物资源,以保证生物多样性的持续发展。,第五节 保护生物多样性的艰巨使命,一、生物多样性,四、生物多样性的保护目标和对策,三、生物多样性的丧失及其原因,二、生物多样性的价值, 保护生物多样性的目标, 发挥生物技术在生物多样性保护中的作用, 迁地保护中应注意的问题, 生物多样性的就地保护, 生物多样性保护的法律和法规,返回,结束, 确
36、定保护原则,明确保护对象和目的,第六章 生命世界的生存规则 环境与生态,返回,结束,第一节 生态系统,一、生态系统概述 二、生态系统的能量流动、物质循环和信息传递 三、生态系统生物生产力概述 四、生态平衡及调控,第二节 人类活动对环境与生态的影响,一、人类与环境的关系 对立统一,二、人类活动对环境的影响 三、人类活动对生态系统的影响,思考题,P 273 25、26、27,P303 就某一方面谈谈人类活动对生态系统的影响。,第七章 生命科学与社会发展,返回,结束,第一节 生物技术21世纪的高新科技与支柱产业,第二节 生物材料,第三节 仿生学,第四节 生物传感器生物技术武装了电子器件,第五节 生物
37、能源,第六节 海洋生物工程,一、生物技术,二、生物技术对社会经济与发展的巨大影响,1. 医学方面 2. 农业方面 3. 工业和环境方面,生物工程药物、疫苗、单克隆抗体等,转基因农作物、微生物杀虫剂、微生物除草剂、生物肥料,氨基酸、抗生素、合成染料、合成塑料等,采矿、采油等,原油泄漏,返回,结束,第一节 生物技术21世纪的高新科技与支柱产业,返回,结束,第二节 生物材料,一、天然生物材料,三、仿生和组织工程材料,二、生物医用材料, 结构特征 类型 天然生物材料的研究应用, 生物医用材料性能的要求 生物医用材料类型 材料反应的宿主反应 生物医学材料应用研究举例, 仿生智能材料 组织工程材料,返回,
38、结束,第三节 仿生学,二、仿生学的研究内容和研究方法,三、仿生学在工程技术中的应用,一、模仿生物的科学, 与仿生学有关的诸领域, 信息仿生 控制仿生 拟态仿生 建筑仿生 化学仿生 整体仿生,1. 信息仿生学 2. 控制仿生学 3. 力学仿生学 4. 化学仿生学 5. 医学仿生学, 仿生学的研究内容, 仿生学的研究方法,中国仿生专家聚会研讨仿生学最新进展 仿照昆虫的翅膀制造微型飞机，学习贝壳的本领生产防护设备，受到飞蛾的启发研究高灵敏度的传感器昨天国内一线仿生学专家共聚中国科学院动物研究所，与同行切磋各自在仿生学领域的最新进展。 “虫型飞机”目标火星探秘 夏日里在您身边嗡嗡的小昆虫，居然是携带摄
39、像头、传感器甚至微型炸弹的侦察机，到2007年由美国乔治亚研究所研制的“虫型飞机”还将参与火星的探索上。,中国农业大学的彩万志研究员介绍，“像昆虫大小的飞机要求精密度很高，起初只在军事领域使用，但现在已经逐步向民用、农业等方面过渡”。彩教授介绍，“虫型飞机”的翅展规格应小于15毫米，自重不超过50克，载重要求在10克以上。1991年美国林肯MIT实验室率先制造出了一架名为“机器虫”的小型飞机，而我国南京航空航天大学2001年制造的“虫型飞机”目前还没有试飞成功。彩教授表示，在未来这种“虫型飞机”不仅可以执行搜索、轰炸等军事任务，在胸腔手术时，飞入人体内执行手术任务，用在农业生产中还能寻找和干扰
40、害虫。 “美国乔治亚研究所正在研制的 虫型飞机 预计将于2007年乘火星飞船飞往火星，同火星车一起进行标本采集等科研工作。”彩教授说。,专家研讨仿生学新进展虫型飞机要探秘火星,人类已经实现了天上飞和水中游的梦想，但远不如鸟儿和鱼儿来得自由自在。而仿生学最新的热点是研制像鸟一样扇动着翅膀飞行的飞行器，像鱼一样摆动着身体游弋的潜艇。 中国科技大学陆夕云教授在会议上介绍了国内生物流体力学研究的最新进展。 记者看到，科学家们用高速摄像机记录下鱼类在水中启动和转向的图像。通过对鱼类不同活动的力学分析，科学家们发现了鱼类不同动作的力学原理。科学家们希望能够发展出相应的理论体系，而这套理论将可以指导对仿生机
41、械的研制。试想，如果一艘携带侦察设备或鱼雷的潜艇能像鱼一样游到目标区，将可以极大地提高完成任务的概率。,扇动翅膀飞行器和鸟媲美,借果蝇了解人脑怎样做选择,在两张爱因斯坦图中，第一幅图中隐含了3个浴女的信息，一旦人们看出了这幅图中的3个浴女的信息，那么也就意味着大脑抛弃了爱因斯坦头像的信息。这是个典型的视觉两难抉择的范例，那么大脑到底是怎样做出这个抉择的呢？ 人类的生活充满抉择，而事实上抉择也是其他生物最重要的脑神经活动，了解其他生物抉择时的自然计算过程将有助于人类了解自己的脑神经决策机制。中科院生物物理所郭爱克院士通过对果蝇的研究，发现果蝇面对各类信息的抉择曲线中存在拐点。果蝇会根据不同信息的
42、权重交替做出抉择。由于科学上已经能够通过基因手段对果蝇进行生物学改造，因此科学家可以通过改造的不同性状的果蝇研究脑神经不同区域在抉择机制中的作用。这些研究的成果对了解人类脑神经活动机制富有借鉴意义。,贝壳给坦克做装甲,“当今所有仿生问题中贝壳研究是最前沿的。如果制造技术能达到，未来贝壳也能被用来做坦克的装甲。” 目前陶瓷材料在军用和民用领域都有广泛应用，具有抗腐蚀、抗热阻效应的突出优点，但是它的致命弱点是韧性都很差。而通过研究贝壳这种天然陶瓷，借助仿生手段，则有望克服这一弱点。 目前所有的人工合成仿贝壳微结构复合材料远未能达到其设计强度和韧性，并且其力学性能根本无法与天然贝壳材料相比拟。199
43、0年开始美、英等发达国家相继开始贝壳的研究，主要用于增强军方装甲的抗穿击能力。但到目前为止，美国使用的装甲只是原来装甲性能的30-50倍，如果完全仿照贝壳性能可以提高上百倍。 仿生学的主要原则是道法自然，即向自然学习。通过对自然界生物的研究，发展出适应人类需要的高新技术。作为一门典型的交叉学科，仿生学涉及机械、生物学、人工智能研究等诸多领域。,第四节 生物传感器生物技术武装了电子器件,二、各种生物传感器及其应用,返回,结束,三、生物传感器的发展趋势,一、生物传感器的原理, 生物传感器的发展简史 生物传感器的原理与构成 生物传感器的分类 生物传感器的特点, 酶传感器 免疫传感器 微生物传感器 细胞器传感器与动物细胞传感器 组织传感器 压电晶体生物传感器 光生物传感器,返回,结束,第五节 生物能源,一、重要的能源植物,五、黑色能源石油,四、其它微生物能源,三、酒精发酵,二、生物气体原料沼气,第八章 生物技术的发展和应用带来的伦理和社会问题,返回,结束,第一节 正在发展的生物技术提出的一些社会伦理问题,一、克隆人技术会不会打乱人类社会的伦理纲常 二、人类基因组计划会不会威胁个人隐私 三、基因工程农作物品种的推广会不会带来生态学灾难,第二节 已经应用的生物技术如何面对伦理与社会问题,一、试管婴儿 二、器官移植,第三节 生命法学与医学伦理学,