爾雅通識課‘基礎生命科學’課堂重點筆記整理

1、基礎生命科學 緒論學習生命科學的必要性和可能性#食問題是最大的問題。      #16星期之后，受精卵發(fā)育成初具有雛形的胎兒。  #白蛾子變黑蛾子是因為環(huán)境污染，變黑蛾子有利于藏身。#我國于1995年在國內的重點理工科大學把生物類的課程列為非生物專業(yè)的限選課和必修課程現(xiàn)代生命科學如何應對新世紀的挑戰(zhàn)#生物學經(jīng)歷了三個發(fā)展階段描述生物學階段 ：達爾文物種起源  實驗生物學階段 利用各種儀器工具，通過實驗過程，探索生命活動的內在規(guī)律 創(chuàng)造生物學階段     &

2、#160;分子生物學和基因工程的發(fā)展使人們有可能創(chuàng)造新物種 #狂犬病致死率為榜首#生命具備的基本特征；新城代謝  生長發(fā)育和繁殖  遺傳變異與進化  感應性和運動  內環(huán)境穩(wěn)定#非典期間的SARS病毒對淋巴細胞的破壞能力比艾滋病毒要大得多生命的物質基礎生物體中的常量元素門捷列夫的元素周期表，100多種元素       se 和Cr是必需微量元素成年人每天要攝入800mg的鈣嬰兒（10個月   400mg幼兒（3歲    600

3、mg少年10歲   800mg青年12-18歲   1000mg老年人1200mg才例子的吸收率只有40%人體中的鈣離子受甲狀旁腺素、維生素D及降血鈣素的影響與制約生物體中的微量元素# Zn是一些酶必不可少的元素（羧基肽酶是多種酶和蛋白質的必要功能成分功能：消化吸收過程   胰島素功能   紅細胞運輸二氧化碳  味覺敏感性  骨骼正常生長  毛發(fā)光溜   蛋白質合成  核酸合成 

4、; 生殖系統(tǒng)發(fā)育  創(chuàng)傷愈合含量：zn在人體的含量約2.2g，僅次于鐵，zn每日的攝入量6-12mg#缺鉻引起的病癥糖尿病  動脈粥樣硬化  高血脂  心臟病  兒童生長遲緩   神經(jīng)機能紊亂補鉻的最佳形式   有機鉻                 

5、0;         無機鉻    吸收1%                          啤酒酵母鉻    吸收10-25%#硒元素  

6、0; 19世紀20代   瑞典科學家發(fā)現(xiàn)的20世紀50代美國科學家證明大蒜中硒元素并說其實人體必需微量元素硒是谷脫甘肽過氧化物酶中必要成分硒與維生素E配合作用#細胞中無機鹽以離子的形式存在調節(jié)滲透壓緩沖能力保證細胞和機體PH穩(wěn)定（血液當中的PH值7.4酶的調節(jié)因子和激活因子合成有機物的原料生物小分子20種氨基酸中：疏水氨基酸：亮親水：絲     酸性：天冬      堿性：精含硫：半胱氨酸    含羥基：蘇帶環(huán)：酪高等植物自身

7、都能合成蛋白質氨基酸#氨基酸的功能具有生物活性：代謝調節(jié)  信號傳遞構成蛋白質的原件#蛋白質的高級結構蛋白質的一級結構是指肽鏈中氨基酸的排列順序生物的新陳代謝酶是生物的催化劑# 人的各種生物反應是在酶的催化作用下進行的   #人體饑餓時，通過激素的作用，酶最終生成（葡萄糖）進入到血液中 #酶的化學本質是蛋白質 、催化活性的RNA和DNA#酶的代謝反應通常不是單個的酶進行作用，而要多個酶共同參與#酶性的RNA有合成和水解的作用#酶性的DNA有合成的作用（磷酸酯酶的作用）#酶的作用機理，降低活化能#Zn離子常常作為無機催化劑#磺胺類藥物抑

8、制細菌體內的酶  合成葉酸的酶植物的光合作用# 循環(huán)式的光合磷酸化可以生成ATP#光合作用是據(jù)需能量和形成有機物的過程，co2和h2o形成唐的同時，能量被積存。光能-電能-活躍化學能-穩(wěn)定化學能（碳的同化#碳同化的三個階段羧化    還原   核酮糖再生#葉綠體的組成葉綠體膜（2層單位膜）內類囊體基質#葉綠體的結構特點三種不同膜：外膜  內膜   類囊體膜#電能-穩(wěn)定化學能包含了廢循環(huán)事的光合磷酸化和循環(huán)式光和磷酸化生物體內的氧化過程#人體來講，最合適的生

9、產能量的燃料是葡萄糖#生物氧化的特點生物體內氧化比燃燒過程緩慢地多，不是猛然地發(fā)出光和熱#光合作用糖酵解三羧酸循環(huán)（一個丙酮酸形成3個CO2）呼吸鏈細胞植物細胞核動物細胞的不同結構# 19C末，人們首先在煙草商簡介發(fā)現(xiàn)并逐漸證明了比細菌還小的“傳染性活性成分”，成為濾過性病毒#病毒式一類不具有細胞結構的生命形態(tài)#生物膜的功能：容器、屏障和通道等#細胞核的功能：保持細胞是待建的連續(xù)性，控制細胞的代謝活動#植物細胞細胞壁 葉綠體 液泡  胞間連絲#動物細胞溶酶體  間隙連接  無液泡  無細胞壁植物

10、細胞核動物細胞的共性原核細胞無絲分裂，真核細胞有絲分裂細胞周期：細胞周期性的生長分裂     M期-分裂期G1期-DNA合成前期（細胞時間最大的不同體現(xiàn)S期-DNA合成期（當染色體出現(xiàn)時，細胞已經(jīng)過S期完成了DNA復制），原來的每條DNA分子復制出兩條DNA分子G2期-DNA合成后期  G1期，S期和G2期又總稱為分裂間期細胞分化與細胞的基因差異性表達# 老年人各方面都會出現(xiàn)衰退，其中味覺可能喪失0.64生效求過濾率減少1/3脊神經(jīng)元減少%#神經(jīng)細胞中只表達了下面哪種基因#人體的衰老不是同步的，腦供血的量減少程度比肺活量減少程度低#成

11、年人體內的細胞大約有10（1214次方）細胞的凋亡、癌變與細胞工程#對細胞凋亡說法凋亡細胞的邊緣和周圍細胞很快地脫開是正常的生理事件凋亡細胞的細胞質膜是內旋的#導致細胞衰老的原因染色體復制區(qū)域不能完全復制，端粒變短生物氧化過程當中產生的自由基會破壞生物大分子基因突變#細胞不凋亡，生命體就無法發(fā)育#控制細胞凋亡的基因ced-3   ced-4基因突變或缺失使凋亡受阻#秀麗桿線蟲在131個細胞都凋亡后，CED9會抑制凋亡繼續(xù)發(fā)生從基因到基因工程對基因認識的不斷發(fā)展# 遺傳學是研究生物體遺傳和變異規(guī)律的科學   # 摩爾根

12、0;  生物學家   遺傳學家   現(xiàn)代實驗生物學奠基人，發(fā)現(xiàn)染色體的遺傳機制，創(chuàng)立染色體遺傳理論#兩個定律分離定律    自由組合定律#孟德爾學說的重要意義：孟德爾第一次明確提出遺傳因子的概念孟德爾首創(chuàng)了一套科學有效遺傳研究方法（雜交自交回交側交#多對性狀的顯性和隱性性狀的基本規(guī)律和單因子是一樣的#肺炎雙球菌轉化實驗首先證明了基因的化學本質是DNA#兩個基因在染色體離得越遠，重組頻率越高兩個基因在染色體離得越近，重組頻率越低基因工程的不斷進步#基因工程的上游技術獲得目的基因

13、    選擇合適的載體    開始目的基因#目的基因安裝到載體上需要的關鍵酶被稱為限制性內切酶#乙肝的治療需要借助干擾素#基因的功能使遺傳信息的儲存，傳遞和表達。#逆轉錄酶的發(fā)現(xiàn)，完善了遺傳的中心法則#基因工程是生物技術的核心部分（遺傳學）操作步驟：獲得  選擇目的基因  載體            構建   重組DNA分子&#

14、160;         轉化或轉染    重組DNA分子進入寄主細胞            表達   母的基因表達       分離純化   蛋白質產物#常用載體質粒   噬菌體DNA#將

15、構件好的DNA分子導入原核生物當中稱為-轉化導入動植物細胞，多細胞的真核生物中-轉染遺傳病和人類基因組計劃遺傳病的起因與分類#遺傳病的特征與分類1第一例遺傳病的發(fā)現(xiàn)    1902年英國醫(yī)生加洛特-（家族病史里）尿黑酸癥 2遺傳病的類型和特征   基因在常染色體隱性（父母都帶有缺陷基因，苯丙酮尿癥。纖維性囊泡化病，鐮刀狀貧血病  ）在常染色體顯性（父母一方有病癥，子女出現(xiàn)病癥為1/2亨延頓氏病“是第一個被發(fā)現(xiàn)的顯性遺傳病”，家族高膽固醇血癥）在X染色體：血友病紅綠色盲、肌營養(yǎng)不良癥#遺傳病中影響最大的是：

16、單基因遺傳病#  性染色體疾病中，母親和女兒常常是缺陷基因的攜帶者，兒子常常是受害者遺傳病的治療與人類基因組計劃#遺傳病診斷三層次檢查異常的代謝成分調查家族病史檢查異?；?遺傳病的治療生理水平治療蛋白質水平治療基因治療        #人類基因組的四張圖譜遺傳圖譜    基因圖譜   物理圖譜   序列圖譜#2001年2月16 日人類基因組計劃完成基因數(shù)量很少   

17、基因分布不均勻地球上人類的基因其中99.99%的基因密碼相同，差一步到0.01%#小鼠和人類共享80%的遺傳物質，99%的基因生物體內的信息傳遞信息傳遞是生命活動的重要內容#生物體內的信息傳遞信息傳遞是生命活動的重要內容神經(jīng)系統(tǒng)在信息傳遞中的作用腦的高級功能 #雄蛾與雌蛾信息交流的方式是依靠嗅覺#人體十大系統(tǒng)中，神經(jīng)系統(tǒng)和內分泌指導著各個系統(tǒng)之間的和諧#神經(jīng)系統(tǒng)是人體中用于信息交流的系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)在信息傳遞當中的作用#膝跳反射：是指兩個神經(jīng)元分別聯(lián)系著感受器和效應器所實現(xiàn)的反射服務 #物性神經(jīng)系統(tǒng)特點：不直接受意志支配有兩個部分組成包括交感和副交感神經(jīng)，它們的作用相反 

18、60;      #-氨基丁酸與多種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病和精神疾病有關（癲癇，神經(jīng)分裂癥#乙酰膽堿使骨骼肌收縮，星際舒張，所以心臟（跳動）減慢#神經(jīng)元所有的細胞器都在細胞體中激素系統(tǒng)與細胞信號的傳遞#性腺是人體內最小的腺 #松果體分泌褪黑素#阿斯匹林消炎的機制是抑制了前列腺素合成的酶#激素的濃度比神經(jīng)遞質低得多#薩馬蘭奇面臨的兩個丑聞：興奮劑   行賄受賄#興奮劑的五類：刺激劑  麻醉劑  蛋白質同化制劑（短時間內使得肌細胞體積變大）   

19、0;利尿劑 （控制體重）  肽和糖蛋白激素及類似物#生物體內的信息傳遞激素系統(tǒng)和細胞信息傳遞神經(jīng)激素配合作用控制體內穩(wěn)態(tài)動物的行為#激素特征：來源   由內分泌腺或細胞分泌傳播  無特定管道  隨血流傳播作用  直接作用在特定的靶細胞效應：低濃度，強效應激素的作用特點及神經(jīng)、激素的配合#下丘腦是內分泌系統(tǒng)的中樞#胰島素能夠降低人體內的血糖水平#固醇的激素是雌激素   腎上腺皮質激素   糖皮質激素#非甾體激素胰島素&

20、#160;  腎上腺素   甲狀腺素   前列腺素#類固醇激素的受體又被成為轉錄調節(jié)因子#不同的激素類型有不同的作用細胞#腺苷酸環(huán)化酶（AMP）所合成的是以ATP為底物通過水解兩個磷酸變成單磷酸的腺苷酸隨后環(huán)化變成了環(huán)視的單磷酸腺苷酸，她的作用推動了其他的下一級多個步驟，最終使得血糖能夠升高#第二信使的基本特征：在細胞內最早反映出濃度變化能夠推動后續(xù)反應濃度一度升高后，能很快恢復，準備應付后一個刺激#鈣離子與鈣調蛋白結合后被活化起來，進而調節(jié)另一個酶鈣的吸收和沉積受多種因子調控#動物的行為：先天性的定型行為后天性的學習行為社

21、群行為通訊節(jié)律行為和生物鐘動物的行為受到神經(jīng)系統(tǒng)和激素系統(tǒng)的調節(jié)# 貓頭鷹  鴿子  羚羊 是夜行動物 #動物體內存在多個生物鐘，有不同的調節(jié)作用#社群行為：指動物與同類發(fā)生聯(lián)系作用的行為#社群行為包括：集群行為（開放群體，封閉群體）  序位行為  領域行為   爭斗行為  利他行為#序位行為的三種作用：保證首領的權威性威嚇代替戰(zhàn)斗保證種群基因庫不按隨機原則遺傳#領域行為：有保衛(wèi)和防御的功能#動物的通訊聽覺通訊   

22、雌蚊  鳥叫視覺通訊   螢火蟲   孔雀開屏嗅覺通訊   昆蟲的外激素  螞蟻的外信號觸覺通訊  性行為  護幼行為#節(jié)律行為：生物的生命活動隨地球的運動而發(fā)生節(jié)律性的變動晝夜節(jié)律  季節(jié)節(jié)律免疫系統(tǒng)人體的免疫系統(tǒng)#免疫系統(tǒng)人體的兩道防線免疫器官和免疫細胞 特異性免疫的工作機理免疫學的實際應用#特異性免疫反應特點反應較慢，具特異性#1978年世界衛(wèi)生組織WHO宣布，人類消滅了天花#負責特異性免疫

23、功能的細胞包括以B-細胞和T-細胞為主的免疫活性細胞#外周免疫器官脾臟（儲存淋巴細胞的場所）   淋巴結和淋巴管（籬笆洗吧儲存、運輸系統(tǒng)#粒細胞：中性粒   酸性粒   堿性粒非特異免疫系統(tǒng)與特異免疫系統(tǒng)的作用過程#特異性免疫反應的三個階段感應階段：特意地識別抗原    反應階段：抗原刺激下活化起來，分化，增值效應階段：發(fā)揮特異的免疫應答效應 #B、T細胞的不用B成熟于骨髓   壽命十幾天   &

24、#160; 占白C總數(shù)20%T成熟于胸腺   壽命幾年    占白C總數(shù)80%#T細胞分工不同主要分為Tc 細胞毒T細胞   TH協(xié)助T細胞  Ts抑制T細胞免疫學的實際應用及蛋白質粒子普利昂#人工免疫:通過注射、口服等方法是人體攝圖抗原累活抗體類物質，是人體增加對外來入侵的免疫能力 （叫做生物制品，第一不要有毒，第二效率要高#自動免疫經(jīng)過處理，變成弱毒或無毒的活菌體經(jīng)過處理的死菌體   卡介苗#被動免疫抗血清；狂犬病毒、乙肝病毒

25、60; 血清、破傷風毒素血清胎盤球蛋白血漿-球蛋白SARS病人的血清#免疫技術作為一種研究手段親和層析：利用抗原、抗體轉移性結合原理，從各種雜蛋白中分離目的蛋白酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）專一性強，靈敏度高單克隆抗體：在研究上隨著應用日益廣泛，對 #與免疫系統(tǒng)有關的疾病過敏  超敏（紅斑狼瘡）  低下#過敏過敏反應表現(xiàn)：打噴嚏，哮喘，風疹等。過敏原：劃分，地毯灰塵，十五中的某些蛋白質，蜂蜜刺蟄等#病原物的分類低等動物：血吸蟲  蟯蟲原生動物：痢原蟲  變形蟲真菌細菌和病毒病毒在活細胞內繁殖是專性的，不會感

26、染其它細胞蛋白質粒子普利昂的的發(fā)現(xiàn)與本質能夠傳染致病的蛋白質例子普利昂    #病原物（普利昂病原物）不是小型病毒，不含核酸，而含蛋白質    #普利昂蛋白中的復合糖鏈的氨基端有22個氨基酸#羊騷養(yǎng)病的普利昂蛋白具有的性質由208個氨基酸組陳的疏水性很強的糖蛋白在C段很有1對二硫鍵和2個N型符合糖鍵#PrPc   PrPsc的區(qū)別一  prpc定位在細胞表面    prpsc定位在細胞質中二  prpc蛋白酶水解完全     prpsc

27、蛋白酶局部水解（普利昂蛋白正常的蛋白結構和異常的蛋白結構在一級結構上是完全相同的 ，二級結構發(fā)現(xiàn)了問題）#普利昂蛋白帶來的疾病最終感染的是中樞神經(jīng)系統(tǒng)#普利昂異常蛋白能溶于水中多利羊帶來的挑戰(zhàn)與困惑克隆羊風暴及細胞發(fā)育的潛能1997 3.4美國克林頓總統(tǒng)宣布：禁止聯(lián)邦政府資助人體克隆實驗#多細胞動物的受精卵發(fā)育過程卵裂囊胚原腸胚器官原基生長和組織分化不同階段，分化發(fā)育呈完整個體#造血干細胞是人體內多能細胞。#我國2005年提出禁止以增值為目的的克隆人項目或實驗#分化成熟的植物細胞的細胞體仍然保持著它的全能性多利羊的實驗設計及其理論意義多利羊實驗成功引起震動的原因一從使用囊胚細胞核到分

28、化成熟的體細胞核是一個大進步       （孕育于最后三個月的乳腺細胞）實驗動物從小鼠到羊也有所不同新千年即將賦予生命科學更重要的使命#多利羊試驗成功的關鍵-血清饑餓（是為了讓細胞進入G0期）#多利羊實驗的理論意義真是分化成熟的動物細胞核仍具全能性真是卵細胞的細胞質對胚胎發(fā)育分化具有決定性#多利羊實驗的實際意義蛋白質-多肽類藥物（胰島素、凝血因子、生長因子等）器官移植人類疾病的動物模型珍惜瀕危動物繁殖#轉基因存在的問題所得到的轉基因動物在性生殖過程中，容易丟失轉入的基因和特性#克隆所產生的后代基因組是單一的豐富多彩的生物世界

29、生物世界的多樣性與分類#地球上現(xiàn)存活的物種總數(shù)約500萬：已鑒定命名的物種約200萬 #特異性免疫反應的三個性質識別性  反應性  記憶性#林奈的雙名法生物的學名=屬名+種名+定名人林奈的雙名法：種名是形容詞，屬名是名詞性質，定名人可縮寫#最早的動物 6億年前出現(xiàn)最早的真核生物  出現(xiàn)在15億年前最早給地球提供氧氣的細菌是， 是藍細菌.藍細菌是原核生物,又叫藍綠藻最早的原核生物   35-38億年前#  魏泰克的五界系統(tǒng)：植物界、動物界、真菌界、原生生物界、原核生物界#整個生物在界以下

30、被分成了六個等級#生物界一下分類的等級界門綱目科屬種植物界的分類及其特征#魏泰克五界分類系統(tǒng)原核生物界  原生生物界   真菌界  植物界  動物界 #植物的組織：具有特定功能的細胞群其形成的過程：細胞分裂，分化成不同組織#植物界中進化水平最高的是被子植物，其組織的類型分生組織   成熟組織被子植物的器官營養(yǎng)器官    繁殖器官#高等植物的系統(tǒng)皮組織系統(tǒng)   維管組織系統(tǒng)  &

31、#160;基本組織系統(tǒng)#              低等植物                  高等植物形態(tài)上無根莖葉分化            有分化構造上  

32、; 無組織分化             有分化生殖器官單細胞                 多細胞受精卵  不形成胚    母體中形成胚#高等植物在母體當中形成多細胞的胚，能夠進行光合自養(yǎng)動物界的分類及其特征#在整個動物界當中，種類最多的是節(jié)肢動物

33、#呼吸系統(tǒng)起自于口和鼻，終止在肺泡#只有被子植物才會出現(xiàn)雙受精現(xiàn)象，動物界沒有此類情況#動物的組織：結構和機能上具有密切聯(lián)系的細胞和細胞間質所組成的基本結構稱為動物的組織#動物的四大基本組織：上皮組織（細胞排列緊密）  血管結締組織肌肉組織神經(jīng)組織#動物的類群由單細胞組成的原生動物亞界由多細胞組成的后生動物亞界（分類主要依據(jù)：身體對稱形式，受精卵裂方式  胚層）次生體腔   口的來源#動物體九大類群原聲動物：草履蟲  變形蟲中生動物：寄生蟲  直游蟲側生動物：海綿輻射對稱動物：水母無體腔動物：扁

34、形動物（吸血蟲假體腔動物：線蟲裂體腔動物：軟體動物  環(huán)節(jié)動物  節(jié)肢動物觸手冠動物：帚蟲腸體腔動物：海參  脊椎動物生物與環(huán)境生態(tài)學的基本概念及其功能生命科學的研究層次；分子水平   種群水平亞細胞水平  群落水平   細胞水平  生態(tài)系統(tǒng)   整體水平   生物圈        #宏觀生物學研究范疇：種群

35、水平    群落水平   生態(tài)系統(tǒng)種群：棲息在同一地域中同種個體組成的復合體#種群的特征：數(shù)量特征   年齡比   密度比   性別比   分布狀況種群生態(tài)學研究對象外界因子（生物的、物理的）對某一種群在一定第群內豐度和分布的影響。#人類增長不均說明我們不夠重視人類在生態(tài)系統(tǒng)當中所占得位置#同一群落中不同種群間相互作用方式 競爭關系   捕食與被捕食關系   寄生關系   互利共生關系    偏利共生關系   合作關系  植化相克關系生態(tài)系統(tǒng)中的種群與群落#群之間互利共生關系白蟻消化道中的原生生物幫助白蟻消化木屑螞蟻為蚜蟲放哨原聲動物鞭毛蟲促進牛的消化#生物物種最多的生境是熱帶雨林#氮氣只能在細菌的作用下被植物利用#影響群落特征的因素群落的組成   群落中的優(yōu)勢種群   群落的穩(wěn)定性   群落的營養(yǎng)結構