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现代生物学导论生命科学代表着现代自然科学的前沿，它与人类和社会的联系比其他任何学科都更加紧密。一个21世纪的现代大学生（包括非生物学专业的大学生）不能没有现代生命科学的基础知识。 面向全校本科生，培养具有生命科学基础知识的高水平复合型人才；加强生命科学基本概念和内在联系与规律的学习，提高学生们主动探索生命奥秘的积极性；理论联系实际，让学生们在实践中提高分析问题和解决问题的能力。作为公共基础课程，“现代生物学导论”包括生物多样性、细胞、代谢、遗传、分子生物学、进化、发育、生态和生物技术等方面最基本的概念和理论。生命科学的微观与宏观领域是相互联系，相辅相成的，因此从微观和宏观两个方面把握和讲授生命科学的基本概念。根据学科发展和教学反馈意见，每学期都适度更新教学内容，力求体现教学内容的前沿性。例如，生物多样性、重组DNA技术、动物克隆技术与胚胎干细胞研究、人类基因组计划、蛋白质组学、基因药物与基因治疗、生物芯片等都是课程内容的重点。教学大纲:1 绪论1.1 什么是生命细胞是生物的基本组成单位新陈代谢、生长和运动是生命的本能生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质生物具有个体发育和系统进化的历史生物对环境具有适应性1.2 为什么要学习生命科学？从达尔文的进化论到绵羊“多利”的克隆人类面临的挑战新世纪的大学生不能没有现代生命科学基础知识生命科学的发展或突破需要您的参与1.3 学什么生命科学的定义和学习内容微观与宏观领域相互联系注重生命科学的最新进展1.4 如何学兴趣是最好的老师提出问题和设想实验是开启生命王国大门的钥匙2生物的多样性及其分类代表2.1 什么是生物多样性物种多样性遗传多样性生态系统多样性2.2 生物多样性公约2.3 保护生物多样性的意义2.4 生物分类学分类学是认识生物多样性的基础生物种的概念生物分类的阶层和双名法现代分类学的发展2.5 五界分类系统2.6 原核生物界、原生生物界和真菌界原核生物界原生生物界真菌界2.7 植物界2.8 动物界无脊椎动物脊椎动物3 细胞3.1 显微镜的发明3.2 细胞的基本概念3.3 细胞的类别3.4 细胞的结构细胞膜和细胞壁细胞核细胞器3.5 生物膜膜的结构膜的“流动镶嵌模型”主要特点物质的跨膜运输3.6 细胞成分或结构的分离4 生命的基本化学组成4.1 原子和分子?生命的化学基础生物体的主要元素和主要生物分子生物大分子的基本性质取决于有机化合物的碳骨架和功能基团4.2 糖类化合物单糖二糖多糖4.3 脂类化合物脂类的组成和功能磷脂类固醇4.4 蛋白质蛋白质的主要种类和功能蛋白质是由20种氨基酸组成的生物大分子蛋白质结构与功能的关系蛋白质的四级结构4.5 核酸核苷酸核糖核酸和脱氧核糖核酸DNA双螺旋结构DNA双螺旋结构(double helix structure)的发现5能量与代谢5.1 生物体的能量生命活动需要能量代谢是化学物质和能量的转化过程5.2 热力学定律热力学第一定律热力学第二定律放能反应和吸能反应5.3 细胞的能量通货?ATP5.4 酶促反应酶是具有催化作用的蛋白质酶的催化作用机理5.5 影响酶活性的因素温度的影响pH值的影响辅助因子的作用酶的抑制剂反馈抑制5.6 生物代谢活细胞是一个微小的化学工业园巴斯德和生物发酵6 细胞呼吸?能量的收获6.1 细胞呼吸产生能量酵母菌发酵与细胞有氧呼吸氧化还原反应ATP的产生和应用6.2 细胞呼吸的化学过程概述糖酵解卡尔文循环电子传递链和氧化磷酸化6.3 ATP形成机理和能量形成的统计底物水平的磷酸化化学渗透学说一分子葡萄糖彻底氧化分解所形成的能量统计6.4 其它营养物质的氧化消化作用其他营养物质的氧化营养物质的分解可提供生物分子合成的原料7光合作用7.1 光合作用的早期研究三个多世纪前的一项实验植物生长必须依赖于水、泥土、空气和阳光氧气的来源7.2 光合自养生物是生物圈的生产者光合自养生物光合自养生物主要的种类叶绿体和光合膜7.3 光的性质与叶绿素光的性质叶绿素叶绿素的吸收光谱和作用光谱7.4 光系统与光反应光系统光能传递和电子传递链光反应小结7.5 暗反应（卡尔文循环）与葡萄糖的形成8 细胞繁殖和遗传8.1 细胞的繁殖细胞分裂的作用基因与染色体的复制细胞周期与有丝分裂配子形成与减数分裂8.2 遗传的基本法则现代遗传学的创始人蒙德尔孟德尔遗传学第一定律：分离定律孟德尔遗传学第二定律：自由组合定律孟德尔遗传学定律的延伸和变化8.3 遗传的染色体学说8.4 基因的连锁和交换8.5 性染色体和伴性遗传9. DNA?生命的秘密9.1 基因是什么？著名的肺炎球菌实验更有说服力的噬菌体实验9.2 DNA 的半保留复制9.3 RNA的组成和作用9.4 转录9.5 遗传密码的破译9.6 蛋白质的合成9.7人类基因组计划10. 基因表达的调控10.1 基因突变10.2 原核生物基因的表达与调控10.3 真核生物基因的表达与调控10.4 基因与人类疾病10.5 爱滋病的元凶HIV的结构与分子遗传机制11 重组DNA技术11.1 重组DNA技术是基因工程的核心技术11.2 获得需要的目的基因细胞内总DNA的提取分离与基因文库的构建反转录人工合成互补DNA聚合酶链式反应11.3 构建重组质粒和基因克隆限制性内切酶载体以大肠杆菌为寄主菌进行基因的克隆一般克隆基因的检查和鉴定方法11.4 转化受体细胞和转化子的筛选11.5 转化子的分析?Southern杂交12 生物技术?现代生命科学的革命12.1 生物技术定义、主要内容和发展概况12.2 基因工程12.3 蛋白质工程、发酵工程和细胞工程简介蛋白质工程发酵工程细胞工程12.4 分子诊断和基因治疗分子诊断基因治疗12.5 克隆羊技术12.6 生物芯片技术生物芯片技术的一般原理DNA芯片技术的主要应用12.7 生物技术的安全性和社会伦理问题转基因技术的安全性问题克隆人的伦理问题个人基因信息的隐私权问题基因治疗的应用范围问题生物技术引发的其他问题13 生物的起源与进化13.1 生命的起源几百年前的争论原始的地球和最早出现的生物化学演化关于最简单生命形式起源的几个假说代谢系统的进化和遗传系统的起源13.2 达尔文与进化论神创论与进化论的斗争年青时代的达尔文和贝格尔号的航行自然选择导致生物进化物种形成的机理进化论的发展13.3 生物进化的证据和历程生物进化的化石记录生物进化的其他证据真核生物的起源生物进化的历史进程13.4 人类的起源和进化人在生物界的地位和特征从猿到人人类在进化中创造了不断发展的文化14 植物的结构、功能和发育14.1 植物的结构与生长植物器官和陆生适应特定功能的细胞群?组织植物营养器官的生长发育和结构特征14.2 植物的营养与体内运输水分的吸收与运输植物的矿质营养吸收有机同化物的转运C3植物与C4植物相关结构与功能的比较14.3 植物的繁殖被子植物的生活史和世代交替花的结构传粉与受精种子与果实的形成14.4 植物的生长发育及其调控种子的萌发与幼苗的发育各种环境因子对植物生长发育的影响植物激素与生长发育细胞信号传导介导的植物对外界刺激的响应15 物的结构、功能和发育15.1 动物体的结构对功能的适应性结构适应于功能是动物中的普遍现象动物的组织器官与系统结构与功能的统一构成了与环境相适应的动物个体15.2 营养、呼吸、循环与排泄系统饮食、消化与营养吸收呼吸系统与气体交换血液与循环水盐平衡和氮的排出15.3 化学信号、神经系统、感觉与运动动物激素和化学信号的传导神经系统及其信号传递人体的感觉器官和运动系统15.4 免疫系统与疾病防御非特异性防御及淋巴系统特异性防御与抗原识别T细胞与细胞介导的免疫应答B细胞与体液介导的免疫应答单克隆抗体免疫性疾病15.5 繁殖与胚胎发育动物的无性繁殖与有性繁殖男性生殖系统女性生殖系统受精与合子形成?胚胎分化的开端人类的发育辅助生殖技术16 生态学基础16.1 生物与环境环境的范围与生态学的层次环境与生态因子气候因素环境对生物习性和行为的影响16.2 种群生态种群的结构种群增长特征种群增长的调节人口的结构和增长16.3 生物群落群落的基本特征与结构地球上主要群落类型群落内生物之间的相互关系群落的扰动和演替16.4 生态系统生态系统的概念生态系统的营养结构生态系统中的能量流动与生命活动相关联的物质循环16.5 人口、资源与生态平衡人口增长和生态环境的人口承载容量资源压力及生态环境恶化生态平衡和人类社会可持续发展的策略参考文献:第一章陈阅增主编，普通生物学。高等教育出版社，1997张惟杰主编，生命科学导论。高等教育出版社，1999北京大学生命科学学院编写组，生命科学导论。高等教育出版社，2000黄诗笺主编，现代生命科学概论。高等教育出版社/施普林格出版社，2001生命科学与生物，中国科协第三届青年学术年会论文集，中国科学技术出版社，1998Eldra P. Solomon, Linda R. Berg and Diana W. Martin, Biology. Brooks/Cole Thomson Learning Inc. 2002Peter H. Raven and George B. Johnson, Biology. Mc Graw Hill Companies, 2002第二章胡玉佳主编，现代生物学。高等教育出版社/施普林格出版社，1999陈灵枝等，中国的生物多样性现状及其保护。科学出版社，1993马炜梁等，高等植物及其多样性。高等教育出版社/施普林格出版社，1998蒋志刚等， 保护生物学。浙江科技出版社，1997左仰贤等，动物生物学教程。高等教育出版社/施普林格出版社，2001Mugurran A. E., Ecological diversity and its measurement. Princeton University Press, 1988Kormondy E. J., Concept of Ecology, 4th ed. Prentice Hall, Inc. 1996第三章刘凌云等，细胞生物学。高等教育出版社，2002翟中和等，细胞生物学。高等教育出版社/施普林格出版社，2000郑国?，细胞生物学。高等教育出版社，1992杨汉民，细胞生物学实验。高等教育出版社，1997Gerald Karp, Cell and molecular biology. John Wiley & Sons, Inc. 2002Alberts B. et al., Essential cell biology. Garland Publishing Inc. 1998第四章王镜岩等主编, 生物化学（上册）。高等教育出版社，2002王希成，生物化学。清华大学出版社，2001郑集， 陈钧辉，普通生物化学。高等教育出版社，1998陶慰孙等，蛋白质分子基础。高等教育出版社，1995郭静成，基础生物化学题解。科学出版社，2001Lubert Stryer, Biochemistry. 4th Edi. W. H. Freeman and Company, 1995Leninger L et al. Part I and Part II, Principles of Biochemistry. 2nd Edi. Worth Publishers.Inc.,1993第五章陈惠黎，李文杰，分子酶学.人民卫生出版社，1983许根俊，酶的作用原理。科学出版社，1983李国庆等，分子生物物理学。高等教育出版社，1992Page M I and Williams A., Enzyme mechanisms. Royal Society of London, 1987Gutfreund H. Kinetics for the life sciences. Cambridge University press, 1995Webb E. Enzyme nomenclature. Academic Press. 1992第六章石声汉译，动态生物化学。人民卫生出版社，1957王镜岩等主编, 生物化学（下册）。高等教育出版社，2002Leninger L et al. Part III, Principles of Biochemistry. 2nd Edi. Worth Publishers.Inc.,1993Krebs, H A. The history of the tricarboxylic acid cycle. Perspectives in Biology and Medicine, 1970, (144): 154-170.第七章陈耀全, 陈沛然，新陈代谢?物质代谢与光合作用。上海科技教育出版，1998沈允钢，地球上最重要的化学反应：光合作用。清华大学出版社，2000沈允钢、施教耐、许大全，动态光合作用。科学出版社，1998潘瑞枳，植物生理学，高等教育出版社，2001余叔文，汤章成，植物生理与分子生物学，第2版。科学出版社，1998Hall D O and Rao K K，Photosynthesis，6th ed，Cambridge University Press，1999Dennis D T, et al., Plant metabolism. 2nd ed. Longmann, 1997第八章刘祖洞， 遗传学。高等教育出版社，1994王亚馥，戴灼华，遗传学。高等教育出版社，1999罗鹏主编，遗传学应用。高等教育出版社，1996赵寿元，乔守怡主编，现代遗传学。高等教育出版社，2001Karp G. Cell and molecular biology. 3rd Ed. John Willy $ Sons, Inc. 2002Klug W S and Cummings M R. Genetics. Prentice Hall, Inc. 1999第九章孙乃恩，孙东旭，朱德煦，分子遗传学。南京大学出版社，1990童克中，基因及其表达。科学出版社，1996王德宝,刘望夷，转移核糖核酸结构、功能与合成。浙江科学技术出版社，1995金冬雁，金奇，侯云德，核酸和蛋白质的化学合成与序列分析。科学出版社，1996朱玉贤，李毅，现代分子生物学。高等教育出版社，2002Weaver, R F. Molecular biology. Mcgraw-Hill Companies, Inc., 2000Lewin B. Gene VII. Oxford University Press, 2000第十章袁建刚、周严、强伯勤，真核生物转录调控：概念、方法和技术。科学出版社，2002沈?绯、方福德，真核基因表达调控。高等教育出版社/施普林格出版社，1997陈淳、徐沁译，徐晋麟校，高级分子生物学要义。科学出版社，2000王琳芳、杨克恭主编，医学分子生物学原理。高等教育出版社，2001李振刚，分子遗传学。科学出版社，2000Lewin B. Gene VII. Oxford University Press, 2000Cox T.M, Sinclair J. Molecular Biology in Medicine.Blackwell Science, 1997第十一章吴乃虎，基因工程原理。科学出版社，1998李德葆、徐平主编，重组DNA的原理和方法。浙江科学技术出版社，1994蔡良琬，核酸研究技术。科学出版社，1993魏群主编，分子生物学实验指导。高等教育出版社，1999Glover D M, DNA cloning, A practical approach. IRL Press, 1985Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T.，Molecular Clone: a Laboratory Manual.Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1995第十二章楼士林主编，基因工程。科学出版社，2002瞿礼嘉等，现代生物技术导论。高等教育出版社/施普林格出版社，1998宋思扬，现代生物技术导论。科学出版社，1998杨金水，基因组学。高等教育出版社，2002焦瑞身，细胞工程。化学工业出版社，1989熊宗贵，生物技术制药。高等教育出版社，1999Bulock J. and Kristiansen B., Basic biotechnology. Academic Press, 1987第十三章李难，进化论教程。高等教育出版社，1999张昀，生物进化。北京大学出版社，1998郝守刚等，生命的起源与进化。高等教育出版社/施普林格出版社，2000穆西南主编，古生物学研究的新理论新假说。科学出版社，1993沙金庚、朱敏主编，创新者的报告（第五集）?古生物学研究成果专集。科学出版社，2000Carter J G， Tevesz M J S，Prehistoric life, evolution and fossil record. DFB Books,1997Taylor G R, The great evolution mystery. Harper