1.1走进生命科学的世纪-高一上学期沪科版 必修1

1、2022/8/27第1节走进生命科学的世纪生命科学多姿多彩的生物，使地球充满无限生机。 第一章 走近生命科学21世纪将是以生命科学为主导性学科的世纪。第1节 走进生命科学的世纪为什么21世纪被认为是生命科学的世纪？20世纪80年代以后，生命科学已经成为自然科学中最为活跃的领域之一。生命科学、信息科学在整个科学技术的发展中逐渐成为龙头。有人说：21世纪是生命科学的世纪 1美国著名的科学杂志评出19952000年各年度的十大科学成就，生物学科技成果连续六年均占一半以上！21999年美国科学院院士和外籍院士共2217名，与生物学密切相关的院士1112名，占总人数50.2%，其中1999年4月新增加的

2、63名院士中有37名与生物学相关，占新增院士总数的59%。3以美国为例，近年统计了48万博士学位获得者中，从事生物学的占51%近年来，世界上越来越多的数、理、化等科学家被吸引到生物科学研究的领域中，在发达国家，优秀青年科学家流向生物科学，在发达国家已成明显趋势，学习生物、农学、医学的青年增加很快。生命科学的概念生命科学发展的简史第一章 走近生命科学第一节 走进生命科学的世纪重点生命科学是在人类的生产实践中产生的公元前5000年种植水稻公元前3000年开始猪的饲养一、生命科学发展简史本草纲目显微镜诞生（细胞水平）生物分类法则细胞学说物种起源描述性生物学实验性生物学豌豆杂交试验微观宏观克隆羊多利结

3、晶牛胰岛素、酵母丙氨酸转移核糖核酸生态学DNA双螺旋结构提出（分子水平）干细胞人类基因组计划齐民要术分子生物学展望生命科学新世纪 生命科学将面临哪些重大的研究课题呢？二、展望生命科学新世纪1）后基因组学2）转基因技术3）基因治疗4）生物多样性保护5）脑科学三、生命科学的概念齐民要术中的农耕场景本草纲目中的 插图细胞的发现1665年，英国人罗伯特胡克用自己制造的显微镜观察软木片，发现有许多小孔，状如蜂窝，他便称之为细胞（细胞的英文名cell，原意是小房间）。 现在知道，胡克在软木组织中看到的仅仅是死细胞的细胞壁。以后，许多学者在不同的生物体中都重复看到细胞。 生物分类法则 进化论的奠基人达尔文物

4、种起源中的进化论认为人和猿拥有共同的祖先。为生命科学奠定辨证唯物主义基础。 Gregor MendelThomas H. Morgan遗传学家DNA的双螺旋结构 1953年,沃森(美国)和克里克(英国)提出,将生命科学研究引入了分子水平的阶段. 克隆羊多利的诞生，是人类采用高度分化的体细胞克隆动物的重大突破多利于1996年7月5日出生，于1997年2月23日被介绍给公众，它是罗斯林研究所与英国PPL医疗公司共同培育的。多利的基因母亲是一头普通白绵羊。科学家取这头绵羊的乳腺细胞，将其细胞核移植到一个剔除了细胞核的苏格兰黑脸羊的卵子中，使之融合、分裂、发育成胚胎，然后移植到第三头羊的体内。它的诞生

5、被视为20世纪末最重要的科学成就之一，它引发了全世界科学家研究克隆技术的热潮，也导致了大量技术和伦理方面的争论。图为克隆羊“多利”克隆羊“多莉”和它生下的小羊“多莉”于1996年7月5日出生，1997年2月23日被介绍给公众，它是罗斯林研究所与英国PPL医疗公司共同培育的。2003年2月14日“多莉”因肺部感染而死亡。克隆人离我们有多远？克隆绵羊“多莉”出生以后，一石激起千层浪，世界各国就动物基因繁殖问题展开了日益激烈的争论。关于克隆绵羊的争论似乎不仅在动物本身，关键是一向敏感的人类想到了自己明天怎样面对“克隆人”？干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞。分离后在体外培养，对组织或器官移植具有

6、重大贡献。人类基因组计划人类基因组计划被认为是人类最伟大的认识自身的科学探索之一，它与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划，被誉为人类科学史上的三项重大工程。人类的23对染色体什么是基因组(Genome)?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。 人类的生、老、病、死是由什么在暗中主宰；人类的活动和行为是由什么在暗中控制；人类的健康和疾病是由什么在暗中支配？20世纪90年代在国际上启动的“人类基因组计划” （HGP-Human Genome Project) 主要目标是

7、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。对于人类疾病的基因诊断、基因治疗、基因预防、新药开发、动植物品种改良、环境保护，乃至相关的社会科学（包括伦理、法律、社会学方面）和经济学等领域均会发生重大而深远的影响。1999年9月1日，在伦敦召开的第五次人类基因组测序战略会议上，中国成为参与国际人类基因组计划的第六个国家。（美国、英国、日本、德国、法国）据新华社北京4月17日电 仅用了半年时间，我国科学家就基本完成了所承担的人类基因组1测序任务，破译了人类3号染色体上的3000万个碱基对，这标志着我国为国际人类基因组研究做出了自己的贡献。从某一生命活动改变进行研究，逆

8、向的得知其基因的改变状况，找出相应关系，从而进行干预或治疗后基因组学基因蛋白质生理活动控制控制癌基因癌细胞癌症后基因组学 后基因组学 这个计划里包含了许多内容，比如功能基因组学，结构基因组学，蛋白质组学，还有人提出了“药物基因组学”，“环境基因组学”，“癌肿基因组解剖学计划”等等，希望通过这些深入的研究能把人类遗传密码破译以及对导致乳腺癌、糖尿病、肥胖症、哮喘等遗传特征的基因加以具体研究，并提出具体的解决办法，并将整个揭示生命的所有遗传信息转移到在分子整体水平对功能的研究上来。 转基因羊 农业大学培育的可在乳腺中产生药用或其他有用蛋白的转基因羊 三只名为连连、田田、云云的转基因羊2001年1月

9、12日，北京市顺义区三高科技农业试验示范区的北京兴绿原生物科技中心三只大名鼎鼎的转基因小羊。它们是我国首例转基因山羊，3只转有人抗胰蛋白酶基因的转基因山羊。转基因番茄 耐储存正常番茄不耐储存水稻专家袁隆平（左）正在察看两系法培育的杂交水稻（图）所谓转基因食品，就是利用生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变，以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是转基因食品。 美国是转基因食品最多的国家，60以上的加工食品含有转基因成分，90以上的大豆、50以上的玉米、小麦是转基因的。在我国，转基因食品还比较罕见，到目

10、前为止，经农业部生物工程安全委员会准许商业化的转基因作物仅有6个，其中有3个涉及食品，即两种西红柿、一种甜椒。但是，随着我国加入WTO的推进和全球一体化的到来，食用转基因食品将成为不可回避的事实。 转基因技术基因工程改良的作物在提高产量，改善品质，增强抗逆性等方面显示出更大的优点。能预防脱发的转基因大豆 这种大豆之所以具有神奇性能，是因为基因学家给它植入了一种具有抗高血压效果的成分，该成分利用蛋白氨基酸组分制取。科学家指出，这种成分能促进头发生长，扩张血管和促使血液循环正常。 据俄通社塔斯社报道，上述大豆效果在鼠实验中已被证实 。转基因技术 转基因技术是指将某些生物的基因转移到其它物种中，改造

11、生物的遗传物质，使被改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。 中国首例转基因试管牛 上海医学遗传研究所培育出携带有人体白蛋白基因的中国首例转基因试管牛。这头名为“滔滔”的雄性牛是1999年 2月19日诞生的，出生时体重38公斤，现生长良好。新华社发 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。 取患者骨髓分离干细胞病毒正常基因并入正常基因的干细胞注入患者体内生物多样性保护环境污染吉林长白山自然保护区保护完整的森林生态系统。珍稀植物有人参、红松等。珍稀动物有梅花鹿、东北虎等。青海湖鸟岛自然保护区保护斑头雁、棕头鸥等鸟类及它们的生存环境。生物多

12、样性提供了人类生存不可缺少的生物资源，保持土壤肥力，保证水质，调节气候，是保护地球生态系统的重点。人体未解之谜 脑科学： 最难攻克的“科 学堡垒” 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。虽然只有公斤、但却由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。大脑是人体的神经中枢，人体的一切生理活动，如脏器的活动、肢体的运动、感觉的产生、肌体的协调以及说话、识字、思维等，都是由大脑支配和指挥的。大脑的复杂性，还在于神经细胞在形状和功能上的多样性，以及神经细胞结构和

13、分子组成上的千差万别。 人脑科学是现代人体科学中未知因素最多的领域。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”。目前已经在世界各国形成了生物脑、意识脑、非常脑和人工脑的一些研究热点。 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（life action)及其规律的科学，并涉及到医学、农学、健康、环境等领域。生命科学的概念：生命科学是自然科学中的一门基础学科。在20世纪末取得了迅猛地发展，为农业、医药卫生、工业和国防等事业做出了重要的贡献，21世纪的前景更加辉煌。学好生命科学，对于我们在以后的社会、生活有着非常重要的意义。 科学家预测：21世纪将会成为生命科学取得重大突破的世纪，生命科学将会以惊人的速度发展，对社会、经济、人类生活方式及思维方式产生深刻的影响。1、生命科学发展简史（1）生命科学发展阶段描述法和比较法生物学阶段：我国古代：诗经、齐民要术、本草纲目国外：17世纪显微镜的发明18世纪林耐的“生物分类法