走进生命科学的世纪1.ppt

了解生命、了解自身、健康生活了解生命、了解自身、健康生活 全面提高科学素养全面提高科学素养 考试要求考试要求: : 高二会考高二会考 高考综合试卷内容、自主招生考试内容高考综合试卷内容、自主招生考试内容 高考高考 +1 +1 科目科目 具体要求：具体要求： 上课认真听课，按时完成作业上课认真听课，按时完成作业 认真做好课堂笔记认真做好课堂笔记 平时成绩依据（平时成绩依据（复习提问和课堂提问、作业完成与复习提问和课堂提问、作业完成与 订正、实验操作与报告、测验成绩等订正、实验操作与报告、测验成绩等） 以生命为研究对象的科学和技术的总 称，是研究生命活动及其规律的科学，并 涉及到医学、农学、健康、环境等领域。 p.6 高中生命科学内容：高中生命科学内容： 生命的物质基础和组成成分 生物体结构与功能的关系 生命活动的能量和信息传递 生命的起源和进化 遗传与变异 生命世界与环境的相互关系 在欧美等科学先进国家，自然科学的两大分支： 美国科学信息研究所出版的科学引文索 引（SCI）中登录了全世界8000余种科学期刊 ，前10种刊物中，除多科综合性刊物英国的 自然和美国的科学外，全部是生命科学 领域的刊物。 生命科学 物质科学（包括物理、化学、地学等） 美国未来学家预测二十一世纪前半叶全 球“知识经济”发展趋势： 2020年 信息 生物 信息技术生物技术 第一章 走近生命科学 第1节 走进生命科学的世纪 一、生命科学发展简史: 公元前5000年种植水稻 公元前3000年饲养猪 春秋时代的诗经已记载动植物达200多种 公元6世纪北魏农家贾思勰的著作齐民要术 16世纪明代李时珍的医学巨著本草纲目 1. 我国古代劳动人民的杰出贡献: 17世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入了细胞 水平。 17世纪文艺复兴时期，英国医生哈维开创了近代实验 生物学,建立了血液循环学说。 18世纪瑞典植物学家林耐出版了自然系统一书， 创立了“生物分类法则”，制定了生物命名的方法。 19世纪30年代德国植物学家施莱登和动物学家施旺创 立了细胞学说。 1859年英国博物学家达尔文出版了物种起源这一 名著，提出了生物进化理论。 1865年奥地利人孟德尔经过8年的豌豆杂交实验，发表 了题为植物杂交实验的论文，提出了两个遗传的基 本规律。 1869年德国进化论者海克尔创立生态学。 2.近代生物学发展史上的几件大事： 1953年，美国生物学家沃森和英国生物物理学家克里克 提出了DNA双螺旋结构模型，将生命科学的研究引入分子 水平，而且为现代生物技术的形成和发展奠定了基础。 1965年，我国科学家成功合成结晶牛胰岛素 。 1981年，我国科学家成功合成酵母丙氨酸转移核糖核酸 1997年，英国科学家采用高度分化的体细胞成功地培育 出克隆羊“多利” 。 1999年，美国科学杂志将成功分离人体胚胎干细胞 的成就列为世界十大科学成就之首。 生命科学“阿波罗登月计划”人类基因组计划的研究。 3. 当代生物学的重大成果和发展趋势： 生命科学发展早期，主要采用描述法和比较法。随着 其发展，实验法逐渐成为主要研究手段。 二、展望生命科学新世纪： 后基因组学 转基因技术 基因治疗 生物多样性的保护 脑科学 贾思勰北魏末年和东魏时的著 名农学家，为我国现存最早、最完整的 农书著作齐民要术的作者。贾思勰 具有广泛的农事知识，他深入乡里访问 农家，并到田间亲自观察实验，结合古 文献中的资料与自己的心得，较为系统 地总结了6世纪以前中原地区的农业生产 经验。齐民要术全书10卷，92篇， 分别论述了各种农作物、蔬菜、果树、 竹木的栽培，以及家禽家畜的饲养，农 副产品加工等。尤为可贵的是，书中还 记载了干旱地区的耕作和谷物栽培方法 、果树嫁接技术、家畜去势育肥及多种 农产品加工经验，反映出北朝时期农业 生产的发展已达到相当高的水平。 公元1578年李时珍历时27年完成药物学本 草纲目编写工作。全书约有190万字，52卷，载 药1892种，新增药物374种，载方一万多个，附图 一千多幅，成了我国药物学的空前巨著。其中纠 正前人错误甚多，在动植物分类学等许多方面有 突出成就，并对其他有关的学科（生物学、化学 、矿物学，地质学，天文学等等）也做出贡献。 达尔文称赞它是“中国古代的百科全书”。 生于1996年7月5日 1998年产下一只小羊 2003年2月14日因肺部感染而实施了安乐死 克隆羊多利 生 平 277次实验后的产物 干细胞：未分化，有可能分化成不同类型细胞的细胞，具有再 生各种组织器官的潜能，“干”译自英文“Stem”。 干细胞即起源细胞，又被称为“万能细胞”。 干细胞研究 按功能不同分为：全能、多能、单能干细胞。 按生存阶段不同分为：胚胎干细胞和成体干细胞。 作用：治疗绝大多数疾病，包括糖尿病、中风、艾滋病； 体外制造人体器官，用于移植。 发展前景：科学家证实骨髓干细胞可以发育成干细胞等。但到 目前为止，人类对干细胞的研究还有许多难题和误区。 有关专家预示：干细胞的发展前景是美好的，但是距离实际应 用还有一段时间。 世界各国对干细胞的研究：美国干细胞研究已进行了30多年 ；英国是干细胞研究的先进国家之一；日本干细胞研究是“ 千年世纪工程”中的核心内容之一 1990年10月，正式启动。 1999年9月 中国获准加入，负责测定人类基 因组全部序列的（3号染色体上的3000万个 碱基对），并于2001年8月26日提前两年完成且 通过验收。 2000年6月26日 科学家公布人类基因组工作 草图，标志着人类在解读自身“生命之书”的路 上迈出了重要一步。 2003年4月14日，“完成图”完成。 人类基因组计划 生命科学“阿波罗登月计划” 后基因组学 解读并深入探索人的结构和功能基因组 破译重要微生物和植物的基因组 启动环境基因组的研究 基因技术的应用 主要包括： 功能基因组学、蛋白质组学和结构基因组学 转基因技术 在美国诞生世界上第一只克隆猴“泰 特拉”2000年1月 美国科学家已连续培育出6 代克隆鼠，并首次用转基因 干细胞克隆成功实验鼠 日本科学家利用成年动物体 细胞培育成功的克隆牛 美国科学家经188次实验，培 育出世界上第一只克隆猫 由我国自主完成的成年体细胞克隆牛诞 生，至今已产犊十四头，存活五头 英国培育出新型转基因克隆猪 钱卓和他的聪明鼠 聪明鼠对疼痛更敏感，嗅觉更灵敏。 1999年，美国普林斯 顿大学华裔生物学家钱卓 博士用转基因方法为实验 小鼠添加2个NR2B基因， 培育出“聪明鼠”，其能产 生NMDA的受体，能够激 活神经帮助记忆。 聪明鼠 转基因“减肥”小鼠问世： 研究人员将Wnt10b基因 （抑制脂肪细胞形成）连接 到脂肪组织特异表达的 FABP4启动子上，通过常规 转基因技术获得转基因“减 肥”小鼠（脂肪组织都比对 照组减少50% ）。 欧洲南非合作要让转基因植物“结出”疫苗： 利用转基因植物，生产抗艾滋病、狂犬病、糖尿 病和结核病等疾病的疫苗和药物。 1990年9月美国正式批准了人类第一个对遗传病进行体 细胞基因治疗的临床试验并获得成功。接受治疗的是一个 患有严重复合免疫缺陷综合征（SCID）的4岁女孩，患儿由 于基因缺陷，体内不能合成腺苷脱氨酶（ADA），无法产生 健全的免疫系统，必须在形似气泡的无菌隔离舱中生存， 被称为“泡泡儿”。科学家从她的血液中分离出白细胞， 在实验室内培养。然后，在将细胞置于携带有正常基因的 病毒中，病毒就将正常基因导入白细胞中。随后再把这些 带有正常酶基因的白细胞输回女孩体内。经过这样的基因 治疗1991年5月患儿体内ADA水平达到正常人的25，免疫 功能逐渐恢复，生活质量明显提高，还能滑冰和上舞蹈课 ，也未出现副作用。但2002年10月，美国宣布暂停在美国 境内开展的针对ADA患者的基因治疗试验，原因是法国在进 行的试验中，患病儿童得了类似白血病的莫名疾病。 基因治疗 基因治疗 生物多样性面临的问题： 环境污染 生态破坏 生物多样性丧失 环境退化 生物多样性是生物和它们组成的系统 的总体多样性和变异性。 生物多样性和保护 大脑虽然只有1.5公斤、 却由140亿个神经细胞组成的 大脑是人体中最复杂的部分 ，也是宇宙中已知的最为复 杂的组织结构。 大脑皮质是人体的神 经中枢，人体的一切生 理活动都是由大脑支配 和指挥的。 关于大脑功能的研究 ，已经成为现代科学最深 奥的课题，也是最难攻克 的科学堡垒。 脑科学现代人体科学中未解之谜最多的领域 三大目标：认识脑、保护脑、创造脑 21世纪科学面临的最大挑战：了解大脑、认识自身 新世纪脑科学的