生命科学导论

生命科学是研究自然界中各种生命现象及其规律的学科。既研究生物的生命现象及其本质，又研究生物与环境之间的相互关系。

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。

生命的特征：细胞、原生质、新陈代谢、调节、生长、繁殖、应激性

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）

17世纪中叶——牛顿经典力学;18世纪中叶——（蒸汽机）工业革命;19世纪中后——电气革命;20世纪初——量子论、相对论、核物理（20世纪上半叶，现代物理学黄金半世纪）人类文明发展的三次技术革命：19世纪——工业革命——解放手脚;20世纪——信息革命——解放大脑;21世纪——生物技术革命——创造生命

维纳——控制论;贝塔朗菲——系统论;申农——信息论

生物技术：应用自然科学和工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。

水稻育种专家袁隆平;小麦育种专家李振声

生物气体燃料：天然沼气;发酵沼气

沼气发酵的优点：白色能源;增加肥效;消除病害;处理污泥

沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并必适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。

细胞学说的三点内容：1.所有生物都是一个或多个细胞组成2. 细胞是生命的基本单位

3. 新细胞是从原有细胞（分裂）而来。

原核生物的特征：1.遗传物质仅一个环状DNA 2.无核膜 3.无细胞器，无细胞骨架 4.以无丝分裂或出芽繁殖例子：支原体、细菌、蓝藻、螺旋藻

真核生物三大系统：膜系统、细胞核系统、骨架系统

内质网：蛋白质合成、脂类合成、蛋白质的修饰、新生多肽的折叠与组装

高尔基体：蛋白质的加工与修饰（糖基化等）、蛋白质的分解、蛋白质和脂的运输、蛋白质

的分泌等

溶酶体：（酸性水解酶）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞，为新细胞的产生创造条件。防御功能

线粒体：（外膜、内膜、嵴、基质、膜间隙）进行氧化磷酸化，产生ATP，是细胞的“动力工厂”。

线粒体和叶绿体的半自主性：1.腔内都有成环状DNA,70S核糖体2.它们都能自行分化。3.但部分蛋白质还要在胞质内合成

植物细胞特有的细胞结构：细胞壁、叶绿体、大液泡、胞间连丝

叶绿体：能量转化器，光合作用

细胞骨架系统

胞质骨架：微丝、微管、中间纤维

核骨架：核纤层、核基质

细胞连接植物细胞由细胞壁和胞间连丝联接。

?多细胞动物通过：封闭连接，锚定连接和通讯连接

细胞外基质

?是多种蛋白质和多糖的混合成分

蛋白质：胶原蛋白，弹性蛋白和粘连蛋白

多糖：氨基己糖和糖醛酸构成的糖胺聚糖、蛋白聚糖

?生理功能：支持、保护细胞，与细胞表面接触，与细胞骨架连接

生物小分子：水、氨基酸、核苷酸、单糖与二糖、脂类、维生素

生物大分子：蛋白质、核酸、多糖、脂类、纤维素

蛋白质的主要功能：1构成人体细胞组织和修复组织成分、2酶和激素的重要组成部分 3促进智力发育4增加机体免疫力 5调节渗透压

蛋白质的功能：结构、防御、信息、调节、运输、运动、其他

碳水化合物的主要功能：1.供给机体热量、2保肝解毒功能3抗生酮作用4神经和细胞的组成成分

核酸——遗传信息的存储和传递者（DNA双螺旋结构）

脂肪的主要功能：1贮存供给机体热量 2保护机体组织并促进发育 3供给必需脂肪酸4促进脂溶与吸收 5维持体温平衡 6饱腹感

酶是生物活体细胞产生，以蛋白质为主要成分，具催化功能的一类生物催化剂。（机理：降低反应活化能）高效性、专一性、温和性、受多因素影响

减数分裂只发生在从体细胞产生生殖细胞（精子细胞或卵子细胞）进行有性生殖的生物，其体细胞的染色体两两成对。使细胞中染色体数目减半，基因组数从2n变为n,这个机制称减数分裂。（特征：1、染色体数目减半：2n → n 2、同源染色体配对3、基因重组）

减数分裂的意义:使生殖细胞遗传多样性大为增加；使有性生殖的物种的染色体数目恒定细胞分化：一个或一种细胞其分裂增殖的后代细胞，在形态、结构和功能上相互间不同并与亲代细胞也不同，这个过程称为细胞分化。

1、细胞核中保持着足以分化发育成完整个体的全套基因；

2、决定发育潜能能否发挥出来的因子在细胞质中，决定细胞分化发育的因子是RNA。

细胞工程：在细胞水平运用各种生物技术，能够达到细胞产物或细胞及组织本身的规模生产的研究和应用称为细胞工程。

单克隆抗体可用于疾病的诊断、治疗和科研。

DNA的分子结构和功能：1.两条反向平行的多核苷酸组成的双螺旋；2.链主体是糖基与磷酸基，以磷酸二酯键相连3.与糖基以糖苷键相连的嘌呤嘧啶基位于螺旋中间，碱基平面与螺旋轴相垂直。两条链对应碱基，呈A- T,G-C配对。4. 螺旋直径,螺距，每个中包含10个碱基对。

细胞内的DNA起着遗传信息载体的作用。

四象是两对阴阳体的循环，正好体现出宇宙中最基本的三种作用：相生、相克、相合。DNA — RNA —蛋白质（中心法则）

基因:

1.是DNA(RNA)分子上具有遗传学效应的核苷酸顺序；

2.基因是遗传信息传递、表达、性状分化发育的依据；

3.基因是可分的，也是可移动的，它不是固定不变在染色体上的静止结构。

遗传的变异包括基因重组和遗传物质的改变（突变）。

诱变的应用：育种

遗传病的诊断 1、临床水平2、细胞水平3、蛋白质水平4、基因水平（核酸分子杂交、PCR 法、RNA诊断）

遗传病的疗法：1传统疗法：在表型水平的治疗，治标a饮食疗法b药物疗法c手术疗法（包括骨髓或器官移植）

2. 基因疗法：在核酸分子水平的治疗，治本（1）. 体外原位治疗（2）. 体内基因治疗（3）. 反义疗法（4）. 通过核酶的基因治疗

优生学的措施：开展婚前检查、避免近亲结婚、提倡适龄生育、开展遗传咨询、开展产前诊断、妊娠早期避免接触致畸剂

基因工程的基本内容：（一）目的基因获得（二）基因工程载体（三）基因重组（四）基因转移（五）基因表达

基因工程应用:（一）、基因工程药物（二）、制备疫苗（三）、基因治疗（四）、转基因动物（五）、转基因植物

举例说明人类如何作为一个整体适应多变的外部环境，而又保持着内环境的稳定？

1、通过激素调节维持血糖平衡（肾上腺：肾上腺素胰岛：胰岛素胰脏：胰高血糖素）

2、通过神经调节和激素调节维持水盐平衡（下丘脑渗透压感受器，垂体：抗利尿激素）

3、钙的吸收和沉积受多种因子调控。甲状旁腺（甲状旁腺素）;甲状腺（降血钙素）;食物中（维生素D）

生物系统分类的依据：（1）.外部形态结构：植物的生殖器官—花和种子的特征；动物的内部构造和生理功能；哺乳动物前肢的演变。（2）遗传学、免疫学、生物化学和分子生物学：灵长类几个物种的血清反应和亲缘关系；几种生物细胞色素C的氨基酸组成与人的细胞色素C的差异

林奈双名法（种名+属名）首字母大写，前名后形，学名拉丁文，斜体

根据细胞结构和营养类型分成两个总界：

原核生物总界：原核生物界

真核生物总界：原生生物界、植物界、真菌界和动物界。

分类等级：☆界、门、纲、目、科、属和种七级

生物多样性：指各种生物源，包括植物、动物、微生物的各个物种所拥有的基因和由各种

生物与环境相互作用所形成的生态系统以及它们的生态过程。

包括4个层次，即遗传多样性、物种多样性、生态多样性和景观多样性。

生物多样性的价值：（一）直接价值：提供食物、药品和工业原料

（二）间接价值：能量固定；调节气候；稳定水文；保护土壤；储存必需的营养元素，促进元素循环；维持进化过程；对污染物质的吸收和降解。

保持生物多样性对策：挽救、研究、持续明智地利用、发挥生物技术在生物多样性保护中的作用、遗传资源的保存

生态学——研究生物与环境之间相互关系的科学。或研究生命系统与环境系统之间相互关系的科学。

生态系统——指生物群落与环境以及生物种群间相互密切联系、相互作用；通过物质交换、能量流动和信息传递,成为占据一定空间, 具有一定结构, 执行一定功能并保持动态平衡的一个整体。（由生物结构<生产者、消费者、分解者>和环境组分<辐射、大气、水体

、土体、气候>组成）