高中生物 1.1《走进生命科学的世纪》课件 沪科版第一册.ppt

生命科学是以生命为研究对象的科学和技术的总称 它是研究生命活动 lifeaction 及其规律的科学 并涉及到医学 农学 健康 环境等领域 走近生命科学 为什么21世纪被认为是生命科学的世纪 关键问题 20世纪30 50年代 核能的开发利用 20世纪50 70年代 航空航天技术研究 20世纪80年代以后 生命科学 信息科学起步发展 第1节走进生命科学的世纪 一 生命科学发展简史 1 世界上最早研究和利用动植物和真菌的国家 2 公元前5000年种植水稻 3 公元前3000年饲养猪 4 春秋时期的 诗经 中记载的动植物达200多种 中国古代 一 生命科学发展简史 5 公元6世纪 北魏农学家贾思勰在 齐民要术 一书中总结了梨树嫁接 树苗的繁殖和禽畜的肥育等科学原理和方法 6 16世纪明代医学家李时珍在 本草纲目 一书中记载可供药用的植物1094种和动物444种 中国古代 一 生命科学发展简史 1 古希腊哲学家 科学家亚里士多德 aristotle 对动植物进行过广泛的观察 2 古罗马医师 自然科学家盖仑 galen 用牛 羊 狗和猴等动物为材料 进行内部器官的解剖 并得出人体内部结构与这些动物相似的推论 其他国家 一 生命科学发展简史 1 18世纪瑞典博物学家林耐 c von linne 创立 生物分类法则 2 1838 1839年德国植物学家施莱登 m schleiden 和动物学家施旺 t schwann 等提出了 细胞学说 3 1859年英国博物学家达尔文 c darwin 发表了 物种起源 一书 提出了 进化论 世界近代 一 生命科学发展简史 世界近代 4 奥地利遗传学家孟德尔 g mendel 用豌豆杂交实验发现了分离规律和自由组合规律 5 美国遗传学家摩尔根 t h morgan 用果蝇作材料发现了连锁与交换规律 揭示了基因与染色体的关系 一 生命科学发展简史 世界近代 描述法和比较法生物学阶段 17世纪显微镜的发明18世纪林耐的 生物分类法则 19世纪施莱登和施旺的 细胞学说 达尔文的进化论 实验法生物学阶段 孟德尔豌豆杂交试验以及摩尔根的实验揭示了遗传的基本规律 分子生物学阶段 1953年dna双螺旋结构的分子模型建立 一 生命科学发展简史 一 生命科学发展简史 1953年美国生物学家沃森 i d watson 1928 和英国生物物理学家克里克 f h crick 1916 2004 提出了dna双螺旋结构分子模型 威尔金斯 弗兰克林 沃森 克里克 1965年8月3日我国首次人工合成了结晶牛胰岛素 1982年1月15日我国人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸 一 生命科学发展简史 微观领域的方向宏观领域的方向 人类基因组计划干细胞研究克隆动物和转基因动物人体器官的移植 当代生命科学的发展方向及其成果 人类基因组计划 人类基因组计划 humangenomeproject hgp 是美国科学家于1985年首先提出 1990年正式启动 主要目标是测定组成人类dna的30亿碱基对的序列 识别人类基因及其在染色体上的位置 之后 英国 日本 德国 法国先后加入 中国于1999年9月加入该计划 成为第六个参与国 负责测定人类基因组全部序列的1 即3号染色体上的3000万个碱基对 2003年4月14日宣布人类基因组计划的所有目标完成 美国 wash mit等7家研究中心 贡献率为54 英国 sanger一家研究中心 贡献率为33 日本 riken等两家研究中心 贡献率为7 法国 genoscope研究中心 贡献率为2 8 德国 imb等3家研究中心 贡献率为2 2 中国 北京华大研究中心 国家南 北方基因研究中心等三家 贡献率为1 人类基因组计划 主要目标 1 识别人类dna中所有基因 2 测定组成人类dna的30亿碱基对的序列 3 将遗传信息储存到数据库中 4 开发出有关数据分析工具 5 致力于解决该计划可能引发的伦理 法律和社会问题 人类基因组计划 人类的23对染色体 人类基因组计划 基因组就是一个物种中所有基因的整体组成 人类基因组有两层意义 遗传信息和遗传物质 要揭开生命的奥秘 就需要从整体水平研究基因的存在 基因的结构与功能 基因之间的相互关系 人类基因组计划 什么是基因组 genome 后基因组学转基因技术基因治疗生物多样性保护脑科学 二 展望生命科学新世纪 后基因组学 从现在起 生物学被重新划分为前基因组和后基因组两部分 人类正生活在后基因组时代 人类基因组计划 大规模测定 序列工作的完成 宣告 后基因组时代 的开始 蛋白质研究成为新的生命科学前沿 研究课题包括 1 解读人类结构和功能基因组 2 探索微生物和植物基因组 3 启动环境基因组 4 基因技术的应用 克隆技术 生物芯片等 我们的态度大胆地对转基因技术进行科学探索与实验 谨慎地对转基因技术进行社会推广和应用 转基因技术 转基因食品是否安全 是指利用分子生物学技术 将某些生物的基因转移到其它物种中 改造生物的遗传物质 使遗传物质得到改造的生物在性状 营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变 概念 1982年转基因鼠问世转入大鼠的生长激素基因 使小鼠体重为正常个体的两倍 也称 超级大鼠 转基因动物 geneticallymodifiedanimal 以实验方法导入外源基因 在染色体组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物 1998年 我国成功产生了转基因羊 开创了我国利用转基因动物大量地廉价生产珍贵药物的先河 转基因鼠 转基因羊 世界首例基因治疗患者 基因治疗 1990年美国科学家把用基因工程的方法加工好的活细胞注入到一名4岁的女孩体内 患儿衰弱的免疫系统功能就完全恢复 使她从无菌的隔离状态下解放出来 原来这名女孩患的是一种遗传病 体内缺乏腺苷酸脱氨酶的蛋白 缺少腺苷酸脱氨酶基因 免疫力特别差 平日只能在无菌的试验室里生存 离开了无菌室就会被感染而死去 基因治疗 基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 人类生产活动导致物种灭绝的速度是自然灭绝速度的1000倍 目前世界每天有一个物种在消失 物种灭绝的原因 主要是由于生态破坏 人类不合理的开发利用资源 环境污染和外来物种的引入 生物多样性保护 脑科学 为了探索人体奥秘 攻克各种疾病 开发人工智能技术 美 欧 日等国家纷纷于90年代制定了脑科学研究的长远计划 并宣布21世纪是 脑科学时代 脑科学 干细胞是一种未充分分化 尚不成熟的细胞 具有再生各种组织器官和人体的潜在功能 医学界称之为 万用细胞 人体干细胞分两种类型 一种是全功能干细胞 可直接克隆人体 另一种是多功能干细胞 可直接复制各种脏器和修复组织 人类寄希望于利用于细胞的分离和体外培养 在体外繁育出组织或器官 并最终通过组织或器官移植 实现对临床疾病的治疗 干细胞研究 体外培养的神经干细胞球 克隆动物和转基因动物 dolly 1997年 克隆羊多利在英国爱丁堡罗斯林研究所诞生 2月27日 英国 自然 杂志全文刊登罗斯林研究所的实验结果 2003年2月14日 患多种慢性疾病 包括风湿 早衰以及逐渐恶化的肺病 兽医证实dolly的确病魔缠身且无法治愈 研究所人员才最终决定给这个 动物明星 实施 安乐死 克隆动物和转基因动物 1954年 美国波士顿的医学家哈特韦尔 哈里森和约瑟夫 默里成功地完成了第一例人体器官移植手术 肾移植手术 为了避免出现身体排斥外来组织这个最大的难题 这次手术是在一对双胞胎身上进行的 尽管如此 它还是开创了人体器官移植的新时代 罗纳德 左 捐肾给哥哥理查德 一不留神名留青史 人体器官的移植 人类基因组计划 杨焕明 人类基因组计划中国项目负责人 现任中科院基因组研究所负责人 联合国教科文组织生物伦理委员会委员 中国人类基因组计划秘书长 中国人类基因组多样性委员会秘书长 2002年被美国著名著名的科普月刊 科学美国人 选为此年度 科研领袖人物 转基因技术 可产生药用蛋白的转基因羊 型糖尿病 胰岛素非依赖型糖尿病 是糖尿病中最普遍的一种 多发