高中生命科學(xué)第一冊(cè)走近生命科學(xué)

高中生命科學(xué)第一冊(cè)走近生命科學(xué)第1頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第1節(jié)走進(jìn)生命科學(xué)的世紀(jì)為什么21世紀(jì)被認(rèn)為是生命科學(xué)的世紀(jì)？

關(guān)鍵問題

20世紀(jì)30-50年代，核能的開發(fā)利用。20世紀(jì)50-70年代，航空航天技術(shù)研究。20世紀(jì)80年代以后，生命科學(xué)、信息科學(xué)起步發(fā)展。第2頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、生命科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史（1）、生命科學(xué)發(fā)展階段描述法和比較法生物學(xué)階段：我國(guó)古代：《詩(shī)經(jīng)》、《齊民要術(shù)》、《本草綱目》國(guó)外：17世紀(jì)顯微鏡的發(fā)明18世紀(jì)林耐的“生物分類法則”19世紀(jì)施萊登和施旺的“細(xì)胞學(xué)說”、達(dá)爾文的進(jìn)化論實(shí)驗(yàn)法生物學(xué)階段：孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)以及摩爾根的實(shí)驗(yàn)揭示了遺傳的基本規(guī)律分子生物學(xué)階段：1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型建立我國(guó)科學(xué)家人工合成結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸第3頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）、當(dāng)代生命科學(xué)的發(fā)展方向微觀領(lǐng)域的方向宏觀領(lǐng)域的方向（3）、當(dāng)代生命科學(xué)研究的重大成果人類基因組計(jì)劃干細(xì)胞研究克隆動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物人體器官的移植`第4頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四人類基因組計(jì)劃(humangenomeproject,HGP)是由美國(guó)科學(xué)家于1985年率先提出，于1990年正式啟動(dòng)的。美國(guó)、英國(guó)、法蘭西共和國(guó)、德意志聯(lián)邦共和國(guó)、日本和我國(guó)科學(xué)家共同參與了這一價(jià)值達(dá)30億美元的人類基因組計(jì)劃。這一計(jì)劃旨在為30多億個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的人類基因組精確測(cè)序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱為三大科學(xué)計(jì)劃。人類基因組計(jì)劃第5頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四什么是基因組(Genome)?基因組就是一個(gè)物種中所有基因的整體組成。人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物質(zhì)。要揭開生命的奧秘，就需要從整體水平研究基因的存在、基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因之間的相互關(guān)系。第6頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四人類的23對(duì)染色體第7頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Ⅱ型糖尿?。ㄒ葝u素非依賴型糖尿?。┦翘悄虿≈凶钇毡榈囊环N，多發(fā)于４５歲以上的肥胖者。胰島素是一種刺激信號(hào)，細(xì)胞表面和內(nèi)部必須有處理這種信號(hào)的蛋白質(zhì)分子，據(jù)認(rèn)為Ⅱ型糖尿病是編碼這些蛋白質(zhì)的基因出現(xiàn)缺陷所致。人類基因組計(jì)劃的負(fù)責(zé)人弗朗西斯·柯林斯(FrancisCollins)在美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究所的實(shí)驗(yàn)室研究糖尿病，正在第２０號(hào)染色體上的某個(gè)區(qū)域?qū)ふ乙粋€(gè)可疑基因。他說，第２０號(hào)染色體測(cè)序工作對(duì)他幫助甚大。

第8頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四干細(xì)胞是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱之為“萬用細(xì)胞”。人體干細(xì)胞分兩種類型，一種是全功能干細(xì)胞，可直接克隆人體；另一種是多功能干細(xì)胞，可直接復(fù)制各種臟器和修復(fù)組織。人類寄希望于利用于細(xì)胞的分離和體外培養(yǎng)，在體外繁育出組織或器官，并最終通過組織或器官移植，實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病的治療。第9頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四體外培養(yǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞球第10頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第11頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1954年，美國(guó)波士頓的醫(yī)學(xué)家哈特韋爾·哈里森和約瑟夫·默里成功地完成了第一例人體器官移植手術(shù)——腎移植手術(shù)。為了避免出現(xiàn)身體排斥外來組織這個(gè)最大的難題，這次手術(shù)是在一對(duì)雙胞胎身上進(jìn)行的。盡管如此，它還是開創(chuàng)了人體器官移植的新時(shí)代。羅納德（左）捐腎給哥哥理查德，一不留神名留青史。第12頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、展望生命科學(xué)新世紀(jì)后基因組學(xué)轉(zhuǎn)基因技術(shù)基因治療生物多樣性保護(hù)腦科學(xué)第13頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四后基因組:蛋白質(zhì)組學(xué)1994年澳大利亞Macquaie大學(xué)的Wilkins和Williams等在意大利的一次科學(xué)會(huì)議上首次提出了蛋白質(zhì)組（Proteome）這個(gè)概念。定義為“蛋白質(zhì)組指的是一個(gè)基因組所表達(dá)的蛋白質(zhì)”，即“PROTEOME”是由蛋白質(zhì)的”PROTE”和基因組的“OME”字母拼接而成。目前對(duì)蛋白質(zhì)組的分析工作大兩個(gè)方面。一方面，通過二維膠電泳等技術(shù)得到正常生理?xiàng)l件下的機(jī)體、組織或細(xì)胞的全部蛋白質(zhì)的圖譜，相關(guān)數(shù)據(jù)將作為待測(cè)機(jī)體、組織或細(xì)胞的二維參考圖譜和數(shù)據(jù)庫(kù)。另一方面是比較分析在變化了生理?xiàng)l件下蛋白質(zhì)組所發(fā)生的變化。目前蛋白質(zhì)組在醫(yī)學(xué)方面的研究重點(diǎn)在于對(duì)人類疾病的發(fā)病機(jī)制、早期診斷及治療，對(duì)致病微生物的致病機(jī)理、耐藥性及發(fā)現(xiàn)新的抗生素為主。第14頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四我國(guó)培育的轉(zhuǎn)基因兔轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄第15頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四基因治療基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。取患者骨髓分離干細(xì)胞病毒正?；虿⑷胝；虻母杉?xì)胞注入患者體內(nèi)第16頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

吉林長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)——保護(hù)完整的森林生態(tài)系統(tǒng)。珍稀植物有人參、紅松等。珍稀動(dòng)物有梅花鹿、東北虎等。

青海湖鳥島自然保護(hù)區(qū)——保護(hù)斑頭雁、棕頭鷗等鳥類及它們的生存環(huán)境。第17頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四腦科學(xué)

為了探索人體奧秘，攻克各種疾病，開發(fā)人工智能技術(shù)，美、歐、日等國(guó)家紛紛于90年代制定了腦科學(xué)研究的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，并宣布21世紀(jì)是"腦科學(xué)時(shí)代"。第18頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第2節(jié)走進(jìn)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室從生活中發(fā)現(xiàn)問題，帶著問題走進(jìn)課堂，走進(jìn)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中解決問題，從而逐步了解生命活動(dòng)的基本規(guī)律，培養(yǎng)正確的思維方法。

關(guān)鍵問題

生命科學(xué)的探究是如何進(jìn)行的第19頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四維生素Ｂ的發(fā)現(xiàn)

維生素Ｂ的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間。腳氣病是以大米為主食的亞洲人群中經(jīng)常發(fā)生的一種疾病，得病的人體重下降，食欲減退，肌肉無力，心動(dòng)過速，并伴有精神癥狀。１８８２年荷蘭醫(yī)生艾克曼（ＣhristianＥijkman。１８５８～１９３０）率領(lǐng)一支醫(yī)療隊(duì)到達(dá)荷屬東印度，也就是現(xiàn)在的印度尼西亞。艾克曼注意到腳氣病在當(dāng)?shù)厝巳褐新?。翌年，由于腳氣病爆發(fā)并流行，艾克曼開始研究病因，最初，他根據(jù)疾病的突發(fā)性，認(rèn)為腳氣病可能是一種傳染病，他親自用顯微鏡檢查病人的血液，分泌物，皮膚，卻一直沒有找到可能引起腳氣病的病原菌。１８９０年他的實(shí)驗(yàn)雞群中爆發(fā)了多發(fā)性神經(jīng)炎，癥狀與腳氣病相似，得病的雞出現(xiàn)痙攣，頸部向后變曲，但仍然沒有找到致病微生物。第20頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四這時(shí)一位飼養(yǎng)員用米糠代替精米，喂養(yǎng)的雞個(gè)個(gè)都很健康。這一現(xiàn)象引起艾克曼的注意，他意識(shí)到腳氣病可能是一種營(yíng)養(yǎng)缺乏病，米糖中可能含有治療腳氣病的因子。艾克蔓把雞分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，進(jìn)行胃飼實(shí)驗(yàn)。１８９７年艾克曼終于證明實(shí)驗(yàn)雞群的多發(fā)性神經(jīng)炎是由白米喂養(yǎng)引起，加入米糠即可治愈。他也用米糠治愈了所有求診的腳氣病病人。后來格賴恩（Ｇ·Ｇrijns）證明米糖含有一種營(yíng)養(yǎng)因素，１９２６年兩位科學(xué)家Ｊansen和Ｄonath從米糠中分離出這種營(yíng)養(yǎng)因素維生素Ｂ1或稱硫胺素。第21頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、生命科學(xué)探究的基本步驟發(fā)現(xiàn)問