走进生命科学的世纪.ppt

了解生命、了解自身、健康生活全面提高科学素养考试要求:高考综合试卷内容、自主招生考试内容高考+1科目,具体要求：上课认真听课，按时完成作业认真做好课堂笔记平时成绩依据（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）,什么是生命科学,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：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,生命科学的世纪,21世纪被认为是,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）,现代高科技的两大支柱,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,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发展前景：在