chapt1现代生命科学导论课件

版权所有,1997(c)DaleCarnegie&Associates,Inc.现代生命科学导论版权所有,1997(c)DaleCarnegie&11.生命的形式1.生命的形式2chapt1现代生命科学导论课件3chapt1现代生命科学导论课件4生物类别植物动物细胞构造有细胞壁无细胞壁营养方式大多数自养异养生长和大多数植物生长各器官在胚胎内器官和发育继续进行完全形成，生长和

发生可连续不断产生发育主要是体积

方式新器官和新组织增大与个体成熟

动植物的区别生物类别植物5微生物

小的直观感觉真核细胞型原核细胞型电镜微生物的相对大小肉眼光学显微镜可见范围病毒微生物

小的直观感觉真核细胞型原核细胞型电镜6细菌--形态

（Bacterium)球形杆形弧形螺旋形细菌--形态

（Bacterium)球形杆形弧形7电镜下的

微生物青霉菌阿米巴藻类细菌电镜下的

微生物青霉菌阿米巴藻类细菌8各种“视野”下的微生物光镜暗视野荧光透射电镜超薄切片冷冻切片扫描电镜DNA蛋白质复合物各种“视野”下的微生物光镜暗视野荧光透射电镜超薄切片冷冻切片9病毒的形态腺病毒吸附在鸡红细胞上病毒的形态腺病毒吸附在鸡红细胞上10基本形态球形——廿面体对称杆形——螺旋对称蝌蚪形——复合对称病毒的形态基本形态病毒的形态11单链DNA

乙肝表面抗原脂层（来自宿主细胞）乙肝核心抗原病毒基因编码的蛋白质核衣壳包膜乙肝病毒的形态特征单链DNA乙肝表面抗原脂层（来自宿主细胞）乙肝核心抗原病毒12吸附侵入生物合成装配释放病毒的繁殖

过程吸附病毒的繁殖

过程13侵入合成装配乙

肝

病

毒

感

染

过

程侵入合成装配乙

肝

病

毒

感

染

过

程14正常细胞转化为肿瘤细胞潜伏感染质粒正常细胞转化为肿瘤细胞有效感染持续感染潜伏感染病

毒

感

染

机

体

后的几种结果病毒细胞核正常细胞转化为肿瘤细胞潜伏感染质粒正常细胞转化为肿瘤细胞有效152.生命的特征2.生命的特征16物质成分基本相同C、H、O、N、P、S、Ca…..蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子蛋白质：由20种氨基酸组成。核酸：由8种核苷酸组成。ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子物质成分基本相同C、H、O、N、P、S、Ca…..17严密的组织和高度的统一性各种生物编制基因程序的遗传密码是统一DNA--RNA--Protein

严密的组织和高度的统一性各种生物编制基因程序的遗传密码是统一18chapt1现代生命科学导论课件19新陈代谢，metabolism

生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。组成作用（anabolism）：从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。分解作用（catabolism）：分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。新陈代谢，metabolism

生物体不断地吸收外界的物质，20chapt1现代生命科学导论课件21生长特性，Growth生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育遗传因素起决定性作用外界环境因素也有很大影响

生长特性，Growth生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长22遗传和繁殖能力，genetics

生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。遗传和繁殖能力，genetics

生物体能不断地繁殖下一代，23应激能力，irritability

生物接受外界刺激后会发生反应。生物的运动受神经系统的控制。应激能力，irritability

生物接受外界刺激后会发生24进化，evolution进化，evolution25细胞生命的基础基本的形态生命分子运动的环境生命的最早形式细胞基本的形态26生命多层次的现象细胞---组织、器官、系统分子---细胞生命细胞---组织、分子---细胞27整个生物界是一个多层次的有序结构：

细胞组织器官系统个体种群群落生态系统细胞组织器官系统个体种群群落生态系统28生命的定义从生物学角度的定义从物理学角度的定义从生物物理学角度的定义“生命”的完整的、系统的定义生命的定义从生物学角度的定义29从生物学角度的定义

由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。从生物学角度的定义 由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它30从物理学角度的定义

---“负熵”热力学第二定律：任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱，越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。从物理学角度的定义

---“负熵”热力学第二定律：任何自发过31生命的物质基础是蛋白质和核酸;生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统；生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊实在形式。生命：生命的物质基础是蛋白质和核酸;生命：323.生命的探索3.生命的探索33人类认识生命的过程直观和经验阶段实验生物学现代生物学人类认识生命的过程直观和经验阶段34人体的结构心血循环论显微图谱物种起源实验胚胎学遗传学微生物学实验生物学阶段人体的结构实验生物学阶段35生物化学分子生物学基因组学、蛋白组学和生物信息学神经生物学、脑科学和认知科学宏观生物学和系统生物学现代生物学阶段生物化学现代生物学阶段36人类基因组计划:遗传图物理图测序SNP(singlenucleotidepolymorphismHeplotype图人类基因组计划:遗传图37chapt1现代生命科学导论课件38生物信息数据呈指数增长39生物信息数据呈指数增长39GENOME

TOLIFE美国能源部今年四月紧接着人类基因组计划之后提出的又一认识生命的十年宏伟规划GENOMETOLIFE美国能源部今年四月紧接着人类基因40chapt1现代生命科学导论课件41chapt1现代生命科学导论课件42chapt1现代生命科学导论课件43chapt1现代生命科学导论课件44chapt1现代生命科学导论课件45人类的未解之谜：生命的起源认知的本质人类的未解之谜：生命的起源464.学习的意义4.学习的意义4721世纪自然科学的带头学科充满未解之谜人类社会的发展息息相关21世纪自然科学的带头学科48chapt1现代生命科学导论课件49溶菌酶的分子模型溶菌酶的分子模型5021世纪将面临的许多世界性的难题人口粮食环境能源健康都与生命科学有关!21世纪将面临的许多世界性的难题人口都与生命科学有关!51chapt1现代生命科学导论课件52蛋白质组学和结构基因组学高通量药物筛选药物设计和小分子设计创新药物和新剂型生物芯片计算机辅助药物筛选高通量虚拟筛选方法分子数据库，组合化学化合物库,靶标生物大分子的功能分析...蛋白质－蛋白质相互作用识别，信号传导系统、代谢途径的分子模拟，蛋白质折叠和构象变化的长时分子动力学模拟...图像处理、聚类分析、表达谱和调控网络分析...基因组信息…生物信息技术计算机辅助先导化合物设计、药物设计蛋白质组学和高通量药物筛选药物设计和小分子设计创新药物和新剂53BiotechnologyElectronicsBiocomputerBiochipBiorobotBiosensorBiocomm-unicationNeuro-computerBioenergyconversionBIOELECTRONICSLMBEBiotechnologyBiocomputerBiochi545.生命的起源5.生命的起源551.宗教认为上帝创造了人1.宗教认为上帝创造了人562.古代人认为生命是自然发生的我国古代有“天地合气万物有生”的说法，古代欧洲有“地球乃孕育生命的慈母”的说法2.古代人认为生命是自然发生的我国古代有“天地合气万物有生”573.达尔文的探索“适者生存”----自然

选择理论的精髓；1859年写下《物种起源》。3.达尔文的探索“适者生存”----自然

选择理论的精髓；1584.奥巴林的生命起源假说“团聚体假说”：无机物

---->简单的有机物

---->复杂的有机物

---->多分子体系（团聚体）

---->具有新陈代谢功能的蛋白质体4.奥巴林的生命起源假说“团聚体假说”：无机物

---->简595.米勒的实验

----生命起源于无机物5.米勒的实验

----生命起源于无机物606.宇宙生命的假说6.宇宙生命的假说61生机论：将生物现象归结为一种非物质的“活力”机械论：将生命现象简单的归结为物理和化学的过程——一架结构极其复杂的机器还原论：生物的一切都可用分子和分子相互作用的规律来说明。整体论：生物各组成部分规律加起来不等于整体的规律。“生命的本质”的一些观点和理论生机论：将生物现象归结为一种非物质的“活力”“生命的本质”625.学科的分类5.学科的分类63按生物类群或研究对象来分；按研究的生命现象或生命过程来分；按生物结构的层次来分；按与其他学科的关系来分。按生物类群或研究对象来分；64按生物类群或研究对象来分植物学、动物学、微生物学、病毒学、人类学、古生物学、藻类学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等等。按生物类群或研究对象来分植物学、65研究的生命现象或生命过程来分形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖学、遗传学、生态学、进化学、组织学、细胞学、病理学、免疫学等等。研究的生命现象或生命过程来分形态学、66生物结构的层次种群生物学、细胞生物学、分子生物学、分子遗传学、量子生物学等等。生物结构的层次种群生物学、67按与其他学科的关系生物物理学、生物化学、生物数学、生物气候学、生物地理学、仿生学、放射生物学。。。。。按与其他学科的关系生物物理学、685.研究的方法5.研究的方法69研究生命过程的方法观察、对比、与描述实验人工模拟研究生命过程的方法观察、对比、与描述70研究步骤认识问题----搜集资料----提出假说----检验假说----评价数据----结果报道研究步骤认识问题----71小结：什么是生命?人类认识生命的过程生命科学的研究方法生命科学的重要性生命的起源生命科学的建立与分类小结：什么是生命?72参考书籍:陈阅增普通生物学北大生命科学导论翟中和细胞生物学张均生物进化Baxevnis,李衍达译生物信息学A.B.BrayMolecularBiologyofCellStewartDoesGodPayDie--MathematicsofChaosKauffmanTheOriginsofOrder--Self-organizationinEvolution参考书籍:陈阅增普通生物学73作业:写一篇关于上述主题的短文,争取出版发行.每人在网上找到5-10个关于生命科学的网页,并比较它们的特点.设计一个生物学实验,并完成之.申请一个与生物学有关的发明专利.作业:写一篇关于上述主题的短文,争取出版发行.74一个例子:一个例子:75无法假冒的生物笔利用在墨水中加入含有特定序列的DNA片段，使别人无法假冒你的墨迹。无法假冒的生物笔利用在墨水中加入含有特定序列的DNA片段，使76人工生命---artificiallife，E-cellSoftware，hardware，wetwareE-cell、E-heart、E-brain、E-eyegene-networkformodelanimalecology生命起源、细胞起源、多细胞起源、性别起源、生长发育、生物行为、脑与认知每年均有国际会议人工生命---artificiallife，E-cellS77版权所有,1997(c)DaleCarnegie&Associates,Inc.现代生命科学导论版权所有,1997(c)DaleCarnegie&781.生命的形式1.生命的形式79chapt1现代生命科学导论课件80chapt1现代生命科学导论课件81生物类别植物动物细胞构造有细胞壁无细胞壁营养方式大多数自养异养生长和大多数植物生长各器官在胚胎内器官和发育继续进行完全形成，生长和

发生可连续不断产生发育主要是体积

方式新器官和新组织增大与个体成熟

动植物的区别生物类别植物82微生物

小的直观感觉真核细胞型原核细胞型电镜微生物的相对大小肉眼光学显微镜可见范围病毒微生物

小的直观感觉真核细胞型原核细胞型电镜83细菌--形态

（Bacterium)球形杆形弧形螺旋形细菌--形态

（Bacterium)球形杆形弧形84电镜下的

微生物青霉菌阿米巴藻类细菌电镜下的

微生物青霉菌阿米巴藻类细菌85各种“视野”下的微生物光镜暗视野荧光透射电镜超薄切片冷冻切片扫描电镜DNA蛋白质复合物各种“视野”下的微生物光镜暗视野荧光透射电镜超薄切片冷冻切片86病毒的形态腺病毒吸附在鸡红细胞上病毒的形态腺病毒吸附在鸡红细胞上87基本形态球形——廿面体对称杆形——螺旋对称蝌蚪形——复合对称病毒的形态基本形态病毒的形态88单链DNA

乙肝表面抗原脂层（来自宿主细胞）乙肝核心抗原病毒基因编码的蛋白质核衣壳包膜乙肝病毒的形态特征单链DNA乙肝表面抗原脂层（来自宿主细胞）乙肝核心抗原病毒89吸附侵入生物合成装配释放病毒的繁殖

过程吸附病毒的繁殖

过程90侵入合成装配乙

肝

病

毒

感

染

过

程侵入合成装配乙

肝

病

毒

感

染

过

程91正常细胞转化为肿瘤细胞潜伏感染质粒正常细胞转化为肿瘤细胞有效感染持续感染潜伏感染病

毒

感

染

机

体

后的几种结果病毒细胞核正常细胞转化为肿瘤细胞潜伏感染质粒正常细胞转化为肿瘤细胞有效922.生命的特征2.生命的特征93物质成分基本相同C、H、O、N、P、S、Ca…..蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子蛋白质：由20种氨基酸组成。核酸：由8种核苷酸组成。ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子物质成分基本相同C、H、O、N、P、S、Ca…..94严密的组织和高度的统一性各种生物编制基因程序的遗传密码是统一DNA--RNA--Protein

严密的组织和高度的统一性各种生物编制基因程序的遗传密码是统一95chapt1现代生命科学导论课件96新陈代谢，metabolism

生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。组成作用（anabolism）：从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。分解作用（catabolism）：分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。新陈代谢，metabolism

生物体不断地吸收外界的物质，97chapt1现代生命科学导论课件98生长特性，Growth生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育遗传因素起决定性作用外界环境因素也有很大影响

生长特性，Growth生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长99遗传和繁殖能力，genetics

生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。遗传和繁殖能力，genetics

生物体能不断地繁殖下一代，100应激能力，irritability

生物接受外界刺激后会发生反应。生物的运动受神经系统的控制。应激能力，irritability

生物接受外界刺激后会发生101进化，evolution进化，evolution102细胞生命的基础基本的形态生命分子运动的环境生命的最早形式细胞基本的形态103生命多层次的现象细胞---组织、器官、系统分子---细胞生命细胞---组织、分子---细胞104整个生物界是一个多层次的有序结构：

细胞组织器官系统个体种群群落生态系统细胞组织器官系统个体种群群落生态系统105生命的定义从生物学角度的定义从物理学角度的定义从生物物理学角度的定义“生命”的完整的、系统的定义生命的定义从生物学角度的定义106从生物学角度的定义

由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。从生物学角度的定义 由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它107从物理学角度的定义

---“负熵”热力学第二定律：任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱，越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。从物理学角度的定义

---“负熵”热力学第二定律：任何自发过108生命的物质基础是蛋白质和核酸;生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统；生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊实在形式。生命：生命的物质基础是蛋白质和核酸;生命：1093.生命的探索3.生命的探索110人类认识生命的过程直观和经验阶段实验生物学现代生物学人类认识生命的过程直观和经验阶段111人体的结构心血循环论显微图谱物种起源实验胚胎学遗传学微生物学实验生物学阶段人体的结构实验生物学阶段112生物化学分子生物学基因组学、蛋白组学和生物信息学神经生物学、脑科学和认知科学宏观生物学和系统生物学现代生物学阶段生物化学现代生物学阶段113人类基因组计划:遗传图物理图测序SNP(singlenucleotidepolymorphismHeplotype图人类基因组计划:遗传图114chapt1现代生命科学导论课件115生物信息数据呈指数增长116生物信息数据呈指数增长39GENOME

TOLIFE美国能源部今年四月紧接着人类基因组计划之后提出的又一认识生命的十年宏伟规划GENOMETOLIFE美国能源部今年四月紧接着人类基因117chapt1现代生命科学导论课件118chapt1现代生命科学导论课件119chapt1现代生命科学导论课件120chapt1现代生命科学导论课件121chapt1现代生命科学导论课件122人类的未解之谜：生命的起源认知的本质人类的未解之谜：生命的起源1234.学习的意义4.学习的意义12421世纪自然科学的带头学科充满未解之谜人类社会的发展息息相关21世纪自然科学的带头学科125chapt1现代生命科学导论课件126溶菌酶的分子模型溶菌酶的分子模型12721世纪将面临的许多世界性的难题人口粮食环境能源健康都与生命科学有关!21世纪将面临的许多世界性的难题人口都与生命科学有关!128chapt1现代生命科学导论课件129蛋白质组学和结构基因组学高通量药物筛选药物设计和小分子设计创新药物和新剂型生物芯片计算机辅助药物筛选高通量虚拟筛选方法分子数据库，组合化学化合物库,靶标生物大分子的功能分析...蛋白质－蛋白质相互作用识别，信号传导系统、代谢途径的分子模拟，蛋白质折叠和构象变化的长时分子动力学模拟...图像处理、聚类分析、表达谱和调控网络分析...基因组信息…生物信息技术计算机辅助先导化合物设计、药物设计蛋白质组学和高通量药物筛选药物设计和小分子设计创新药物和新剂130BiotechnologyElectronicsBiocomputerBiochipBiorobotBiosensorBiocomm-unicationNeuro-computerBioenergyconversionBIOELECTRONICSLMBEBiotechnologyBiocomputerBiochi1315.生命的起源5.生命的起源1321.宗教认为上帝创造了人1.宗教认为上帝创造了人1332.古代人认为生命是自然发生的我国古代有“天地合气万物有生”的说法，古代欧洲有“地球乃孕育生命的慈母”的说法2.古代人认为生命是自然发生的我国古代有“天地合气万物有生”1343.达尔文的探索“适者生存”----自然

选择理论的精髓；1859年写下《物种起源》。3.达尔文的探索“适者生存”----自然

选择理论的精髓；11354.奥巴林的生命起源假说“团聚体假说”：无机物

---->简单的有机物

---->复杂的有机物

---->多分子体系（团聚体）

---->具有新陈代谢功能的蛋白质体4.奥巴林的生命起源假说“团聚体假说”：无机物

---->简1365.米勒的实验

----生命起源于无机物5.米勒的实验

----生命起源于无机物1376.宇宙生命的假说6.宇宙生命的假说138生机论：将生物现象归结为一种非物质的“活力”机械论：将生命现象简单的归结为物理和化学的过程——一架结构极其复杂的机器还原论：生物的一切都可用分子和分子相互作用的规律来说明。整体论：生物各组成部分规律加起来不等于整体的规律。“生命的本质”的一些观点和理论生机论：将生物现象归结为一种非物质的“活力”“生命的本质”1395.学科的分类5.学科的分类140按生物类群或研究对象来分；按研究的生命现象或生命过程来分；按生物结构的层次来分；按与其他学科的关系来分。按生物类群或研究对象来分；141按生物类群或研究对象来分植物学、动物学、微生物学、病毒学、人类学、古生物学、藻类学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等等。按生物类群或