科学家访谈　探索生物大分子的奥秘

1、科学家访谈,探索生物大分子的奥秘 与邹承鲁院士的一席谈,高中一年级 人教版 必修一,主讲人：辽宁省沈阳第四中学 刘颖,邹承鲁出生于山东省青岛市，祖籍江苏无锡。1945年，毕业于西南联合大学化学系。1946年，在招考英庚款公费出国留学生的考试中，他以第一名的优异成绩被录取。1951年，获英国剑桥大学生物化学博士学位。,邹承鲁简介,1958年，他参加发起人工合成胰岛素工作，并负责胰岛素A和B链的拆合。这项工作的完成确定了胰岛素全合成的路线，为胰岛素的人工合成做出了重要贡献。胰岛素人工合成工作集体获1978年国家自然科学奖一等奖和1997年求是奖。,邹承鲁简介,邹承鲁为我国生物学界培养了一大批人才，

2、其中不少现在已经是国内外知名的科学家，有的已成为中国科学院院士。他已培养了博士后12名，其中包括美国和德国的各1名；博士生35名，硕士生22名。,邹承鲁简介,邹承鲁简介,他做学问所遵循的基本原则是：努力追求科学真理，避免追求新闻价值，跟踪最新发展前沿，不断提高水平，勤奋工作，永不自满。,常见的生物大分子包括： 蛋白质、核酸、多糖等。,指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。,生物大分子,生物大分子的功能,糖类,核酸,蛋白质,提供能量,承担生命活动,携带遗传信息,上图所示为胃蛋白质酶结晶,催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的 催化。绝大多数酶都是蛋白质。,调节生命活动

3、：有些蛋白质起信息传递的作用， 能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。,碳原子之间也可形成共价键，可以单键、双键或三键的方式相结合，形成不同长度的直链状、支链状或环状结构，这些结构称为有机化合物的碳链骨架。,例如：蛋白质分子的肽链是以氨基酸为基本单元的碳骨架构成的（见下图）。,生物大分子的结构,生物大分子以碳链为骨架,生物小分子和生物大分子的关系,小分子 大分子,单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸,（由小分子到大分子）,单体,多聚体,单体与多聚体的关系,脱水缩合,单体,多聚体,水解,C,H,COOH,R1,C,H,NH2,COOH,R2,NH2,C,O,H,N,H,OH,1965年

4、我国在世界上第一次 人工合成结晶胰岛素,意义：打破生物界与非生物界的界限， 极大的推进人类对生物大分子的研究和应用,做科学研究需要具备哪些品质呢？,锲而不舍的精神,永不自满的态度,勤奋工作,有一股热情,敢想敢干,我最想对高中生说的话：,办老实事，说老实话，做老实人！,邹承鲁 2004年1月,研究生物学的方法,生物学研究方法很多，解决生物学的问题要用科学的方法。 步骤： 科学观察、提出问题、假设、实验、结论。,1、探究实验,实验是人为地干预、控制所研究对象的条件下进行的观察。 用实验的方法研究客观事物，要求根据已有的事实(来自观察或来自实验)提出假说，再根据假说推导出一个可以用实验加以检验的预测

5、，然后实施这个实验来加以验证。,2、假说演绎法,直接用研究对象进行实验非常困难，或者简直不可能时，可用模型代替研究对象来进行实验。 1. 用动物模型代替人体进行实验。 2. 模型类型数学模型、物理模型、概念模型等。,3、模型实验,生物学的历史发展简况,生物学经历了三个发展阶段： 描述生物学阶段 （19世纪中叶以前） 实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中） 创造生物学阶段 （20世纪中叶以后）,实验生物学阶段,巴斯德在实验室里,创造生物学阶段,基因工程,二十世纪生物科学的新貌,分子生物学：1953年Watson 、Crick提出分子双螺旋结构。 DNA体外重组：1973年美国斯坦福大学教授Co

6、hn、加州大学教授Boyer几乎同时完成DNA体外重组。 体细胞克隆羊“多莉”：1997年苏格兰生物学家Wilmut完成了首例哺乳动物绵羊“多莉”的克隆。 人类全基因组：2001年中、美、英、法、德、日六国科学家完成人类全基因组的测序。,二十世纪生物科学的新貌,二十世纪随着物理学和化学的发展，以及这些技术向生物学的渗透，使生物学技术迅猛发展。 例如：X-射线衍射技术，电子显微镜，激光，中子衍射技术，电子计算机，层析，同位素追踪，电泳和超高速离心技术，以及近年来发展起来的氨基酸自动分析、核酸测序、PCR(聚合酶链式反应)和RAPD(随机扩增多态DNA)、GPS(全球卫星定位系统)等技术 基因组学

7、、蛋白组学、生物芯片、干细胞,生命科学的发展趋向： （1）学科精细化同时学科相互交叉、渗透、相辅相承：80年代生物技术年代； 90年代生物高科技年代； 21世纪生物世纪 （2）学科宏观化：环境生态学引起极大的关注，生态问题是直接关系到人类存亡的问题。 （3）向生命本质前进（微观方向：深入到细胞、分子、基因水平，而且进展很快）。,21世纪是生命科学世纪,生物技术革命21世纪 创造生命 ！,人类文明发展的三次技术革命：,工业革命 19世纪 解放双手,信息革命 20世纪 解放大脑,生物学与现代社会生活的关系为什么要学习生物学,（一）世界面临的很多重大问题,解决这些问题需要生物学知识技术,人口膨胀；

8、粮食短缺； 疾病危害； 环境污染； 能源危机； 资源匮乏； 生态平衡破坏； 生物物种大量消亡。,利用航天技术育种,疾病危害,基因治疗获得初步成功血友病等 单抗药物“生物导弹”治疗肿瘤疾病、自身免疫疾病。 干细胞治疗疾病展示诱人前景。,能源危机,矿物能源（石油、煤）必将枯竭，生物能源已在开发之中。 替代能源：一个 20 米直径的水池年产 4 吨藻类，加工后可得相当于3000 升柴油的燃料。 生物能源：使生物材料转化成可燃性化合物如乙醇、甲烷、氢气（H2)、沼气等； 微生物：提高石油开采量。,资 源 矿物能源（石油、煤） 必将枯竭，生物能源已在开发之中。 很多不起眼的生物，很可能就是药物、材料等的宝贵资源。 图为墨西哥荒原中的仙人掌类植物。,一个 20 米直径的水池年产 4 吨藻类，加工后可得相当于3000 升柴油的燃料。 一英亩三角大戟可生产相当于 50 吨石油的燃料。,图为生长在淡水和海水中的一种硅藻,生物学与现代社会生活的关系为什么要学习生物学,（二）生命科学充满未解之谜 “ 猛犸之谜” “ 恐龙灭绝之谜” 龟鳖家族的长寿之谜,？,生物学与现代社会生活的关系为什么要学习生物学,(三)可以使我们更好地认识我们自己 生物学家： 大脑 / 癌症 / 光合作用 生物技术公司： 基