生命科学导论
生命科学导论(第3版) 张惟杰 教案
生命科学导论(第3版)教案课程概述《生命科学导论》是一门介绍生命科学基本概念和原理的课程。
本教案是针对第3版教材编写的，由张惟杰教授负责教授。
教学目标-了解生命科学的定义、范围和重要性；-理解生物分子的结构和功能；-掌握生命起源和进化的基本理论；-熟悉细胞结构与功能；-了解遗传学和基因调控的基本原理；-理解生物多样性和生态系统的组成与演变。
教学内容第1章：生命科学导论-1.1生命科学的定义和研究对象-1.2生命科学的发展历程-1.3生命科学的重要性和应用领域第2章：生物分子的结构和功能-2.1生物分子的分类和特征-2.2蛋白质的结构和功能-2.3核酸的结构和功能-2.4碳水化合物和脂质的结构和功能第3章：生命的起源和进化-3.1生命起源的理论和实验证据-3.2进化的基本原理和证据-3.3进化对生命多样性的影响第4章：细胞的结构与功能-4.1细胞的基本特征和组成-4.2细胞膜的结构和功能-4.3细胞器的结构和功能-4.4细胞的能量转换和物质运输第5章：遗传学和基因调控-5.1遗传学的基本原理和方法-5.2基因的结构和功能-5.3基因调控的机制和调控网络第6章：生物多样性和生态系统-6.1生物多样性的定义和分类-6.2生态系统的组成和功能-6.3生态系统的演替和稳定性教学方法-讲授：通过课堂讲解介绍生命科学的基本概念和原理；-实验：组织生物实验，让学生亲自操作和观察，加深对生命科学知识的理解；-讨论：组织小组讨论，让学生分享自己的观点和思考；-案例分析：通过案例分析生命科学的应用，培养学生的问题解决能力。
教学评估-平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况和实验报告等；-期中考试：针对教学内容进行笔试；-期末考试：综合考察学生对整个课程的掌握程度。
参考资料-张惟杰，《生命科学导论》(第3版)，XXX出版社，20XX年。
-相关研究文献和教育资源。
生命科学相关书籍
生命科学相关书籍1. 生命科学导论《生命科学导论》是一本综合性的生命科学教材，适合生物学、医学和生物技术等专业的学生使用。
本书系统地介绍了生命科学的基本概念、原理和方法，包括生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学和进化生物学等内容。
通过本书的学习，读者可以全面了解生命科学的前沿知识和研究方法，为深入学习和研究生命科学打下坚实的基础。
2. 分子生物学原理《分子生物学原理》是一本经典的生命科学教材，被广泛应用于生物学和医学专业的教学和研究中。
本书详细介绍了分子生物学的基本原理和实验技术，包括DNA复制、转录、翻译、基因调控和基因工程等方面的内容。
这本书以清晰的语言和丰富的图表展示了分子生物学的核心概念，为读者深入理解生命活动的分子机制提供了重要的参考和指导。
3. 生物信息学导论《生物信息学导论》是一本介绍生物信息学的入门教材，适合生物学和生物信息学专业的学生使用。
生物信息学是生命科学和计算机科学的交叉学科，该书全面地介绍了生物信息学的基本原理和方法，包括序列比对、蛋白质结构预测、基因组学和转录组学等内容。
通过本书的学习，读者可以了解生物信息学在生命科学研究中的应用，掌握生物信息学的基本工具和技术，为生物信息学研究和应用打下基础。
4. 细胞生物学基础《细胞生物学基础》是一本综合性的细胞生物学教材，适合生物学、医学和生物技术等专业的学生使用。
本书详细介绍了细胞结构、功能和生理过程，包括细胞膜、细胞器、细胞信号传导和细胞分裂等方面的内容。
作者以简明的语言和生动的插图阐述了细胞生物学的重要概念，为读者深入理解细胞的特性和生命活动提供了全面的知识和理论基础。
5. 分子医学导论《分子医学导论》是一本介绍分子医学的综合性教材，适合医学和生物医学工程等专业的学生使用。
本书系统地介绍了分子医学的基本概念、技术和应用，包括基因诊断、靶向治疗和基因编辑等方面的内容。
通过本书的学习，读者可以了解分子医学在疾病诊断和治疗中的应用，掌握分子医学的基本知识和实践技能，为致力于医学研究和临床实践的读者提供重要的参考和指导。
生命科学导论
《生命科学导论》1100530108 罗英生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。
用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。
而生命科学导论则主要介绍了生命科学知识和理论、生物体的组成、生物的新陈代谢、生物的生殖、生物的遗传与变异、生物的多样性以及生物与环境之间的关系，其中着重介绍了生物大分子的结构和功能，基因的表达与调控、生物工程和生态环境与人口、资源的关系等与当今人类发展有密切关系的知识。
二十一世纪是充满希望的世纪，同时也是充满挑战的世纪，随着经济的快速发展，人类面临着一系列的问题，如环境问题、人口问题和能源问题等。
这些问题的解决在很大程度上与生命科学和技术的进步有关。
所以要解决这一系列的问题，就要我们对生命科学有所了解，而生命科学导便是我们最好的学习媒介。
生物体的元素主要分为大量元素和微量元素。
大量元素：C H O N P S K Ca Mg。
微量元素：Mo Cl Mn B Ni Zn Fe Cu。
其中生物C含量占很大比重，生物大分子都是以C为骨架，而非生物界C含量就比较少。
C H O都是组成水、脂质和糖类的元素。
C H O N 则是组成蛋白质缺一不可的元素。
C H O N P 则是核酸组成的主要元素。
K对人体内环境的调节起到了至关重要的作用。
它是人体内不可缺少的常量元素，一般成年人体内约含钾元素150克左右，其作用主要是维持神经、肌肉的正常功能。
人体一旦缺钾，正常的运动就会受到影响。
缺钾不仅精力和体力下降，而且耐热能力也会降低，使人感到倦怠无力。
严重缺钾时，可导致人体内酸碱平衡失调、代谢紊乱、心律失常、全身肌肉无力、懒动。
此时，有些人为了使自己少出汗而过量地饮用盐开水。
但这样做却容易加重心脏负担，使体内钾、钠失调。
生命科学导论课程教学大纲
This course concerns the fundamental characteristics of life on earth and applies a broad,conceptual understanding of life science.Students are introduced to scientific id that shape the biological world,but also shape humans.
课堂练习或课外作业
第五讲从基因到基因工程
3
课堂教学+专题讨论
课堂练习或课外作业
第六讲遗传病和人类基因组计划
3
课堂教学+专题讨论
课堂练习或课外作业
第七讲生物体内的信息传递
3
课堂教学+专题讨论
课堂练习或课外作业
第八讲人体的防御体系－－免疫系统
3
课堂教学+专题讨论
课堂练习或课外作业
第九讲能够传染致病的蛋白质粒子——普列昂
进度安排及要求
(ClassSchedule&s)
教学内容
学时
教学方式
作业及要求
基本要求
考查方式
第一讲序论
3
课堂教学+专题讨论
课堂练习或课外作业
第二讲构造生物体的基本元件
3
课堂教学+专题讨论
课堂练习或课外作业
第三讲生物的新陈代谢
3
课堂教学+专题讨论
课堂练习或课外作业
第四讲细胞－－生命的基本单位
3
课堂教学+专题讨论
全校本科生
授课语言
(LanguageofInstruction)
生命科学导论(生物学导论)全复习整理
生命科学导论第一章绪论21世纪将是生命科学的世纪，面向21世纪的大学生应有生命科学基础，而不应该成为“生物盲”。
一．什么是生物学？1. 定义生物学（biology）是研究生物体生命现象和生命活动规律的科学，因此，又称为生命科学（life sciences）。
生物学研究生物体的形态、构造、行为、机能、演变及其与环境间相互关系等问题。
2. 生物学的研究对象生物学的研究对象正在日渐加深和扩大，不仅要研究肉眼看不见的微生物，也要研究自然界的动物、植物。
生物学还要研究人类自己，因为人类也是一种生物。
生物学还要研究小至生物大分子的基团行为，广至地球表面的生物圈（bio-sphere)的将来动态，延伸至玄古生命的发生和宇宙中生命存在的问题。
3. 生物学的分科根据研究对象分为：动物生物学、植物生物学、微生物学、人类学。
根据研究角度分为：分类学，形态学，生理学，胚胎学，古生物学，遗传学，生态学等。
根据研究范围分为：生物化学，生物物理学，分子生物学，细胞生物学，组织生物学，器官生物学，个体生物学，群体生物学等。
二．生物学的历史和发展从传统生物学到现代生命科学（1）描述生物学阶段（19世纪中叶以前）主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物，寻找他们之间的异同和进化脉络。
代表人物：达尔文—《物种起源》（1859）（2）实验生物学阶段（19世纪中叶~20世纪中叶）利用各种仪器工具，通过实验过程，探索生命活动的内在规律。
（3）创造生物学阶段（20世纪中叶以后）分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。
（4）生物学的发展趋势从微观到宏观分子→细胞→整体水平高度分化和高度综合的辨证统一现代生物学的高度分化，各学科的相互渗透，新学科或边缘学科的产生。
三．生物学的研究方法1. 观察与描述方法外部观察和外部形态描述：分类学。
《尔雅》、《本草纲目》、亚里士多德对500种动物的描述分类、林奈的双名法等。
2. 比较方法比较解剖学：脊椎动物各类群的器官和器官系统的形态，结构进行解剖，加以比较，为生物进化论提供证据。
生命科学导论心得体会
生命科学导论心得体会生命科学导论是一门综合性的课程，通过学习这门课程，我对生命科学有了更深入的了解和认识。
在这门课程中，我学到了很多有关生命科学的基本概念、理论和方法，对于生命科学的前沿研究和应用也有了一定的了解。
通过学习生命科学导论，我对生命科学的重要性和发展前景有了更深刻的认识。
首先，在学习生命科学导论的过程中，我认识到生命科学的广泛应用和重要性。
生命科学是一门研究生命现象，研究生物体的结构、功能和相互关系的科学，对于人类的健康和环境的保护有着重要的意义。
通过生命科学的研究，我们可以了解生物体的结构和功能，揭示生物体的发育和演化过程，为人类的疾病诊断和治疗提供理论依据，为生物资源的合理利用和保护提供科学依据。
生命科学将对人类生活产生深远的影响，对社会和经济的发展也有着重要的作用。
其次，通过学习生命科学导论，我了解到了现代生命科学的前沿研究领域和最新进展。
生命科学是一个不断发展和更新的领域，涉及多个学科的交叉融合，形成了许多新的研究方向和领域。
例如，基因工程和生物技术的发展，使得我们能够对生物体的基因进行编辑和改造，实现人工合成新的生物体，为农业、医药和能源领域提供解决方案。
同时，生命科学也涉及到神经科学、免疫学、器官移植等多个领域的研究，这些领域的发展将推动医学和生物工程的进步，为人类健康与福祉做出贡献。
再次，通过学习生命科学导论，我掌握了一些基本的科学研究方法和技能。
生命科学研究需要进行大量的实验和观察，需要运用到多个实验技术和仪器设备。
在课程中，我们学习了实验的设计和操作，了解了常用的实验方法和技术，培养了我们的动手实践能力和科学思维。
学习生命科学导论不仅仅是理论知识的学习，更重要的是培养了我们的实验能力和科研兴趣，为今后的科学研究打下了基础。
最后，通过学习生命科学导论，我认识到科学研究需要团队合作和跨学科融合。
生命科学是一个广泛的科学领域，需要各个学科的合作和交流。
我们在课堂上进行了小组讨论和研究报告，了解了不同学科的知识和研究方法，培养了我们的团队协作能力和跨学科思维。
生命科学导论学习感受
生命科学导论学习感受在生物科学领域中，生命科学导论是一门综合性的课程，它帮助我们了解生命科学的基本概念、原理和研究方法。
这门课程不仅拓宽了我的学术视野，而且让我对生命科学的重要性有了更深刻的认识。
通过学习生命科学导论，我收获了许多知识和见解。
首先，生命科学导论课程让我对生命科学有了一个全面的了解。
课程从生物学的起源和发展开始，深入探讨了生命科学的基本概念，如细胞生物学、遗传学、进化论等等。
我意识到这些概念是生命科学领域的基石，没有它们就无法理解和解释生命现象。
同时，课程还讨论了生物多样性、生物技术和生物伦理等重要议题，让我了解到生命科学对社会和人类的意义和影响。
其次，生命科学导论课程注重实践和实验，提供了很多实验和案例研究机会。
通过亲自参与实验，我亲眼见证了科学研究的过程和方法。
我学会了设计实验、采集数据、分析结果，并且掌握了一些常用的实验技术和仪器操作。
这些实践经验让我不仅可以更好地理解课堂上的理论知识，还为将来从事生物研究或相关领域的工作奠定了基础。
此外，生命科学导论课程培养了我批判性思维和科学素养。
在课程中，我们学会了如何评估和解读科学文献，正确理解研究结果和结论。
这对于未来的学术研究或者职业发展都非常重要，因为科学界需要具备批判性思维能力的人才，而生命科学导论为我们提供了培养这方面能力的机会。
此外，我还发现生命科学导论课程注重团队合作和交流能力的培养。
在小组讨论和实验项目中，我学会了与他人合作，分享观点和意见。
这种合作精神不仅提高了我们的学习效率，还培养了我们的团队合作意识和沟通能力。
这对我以后的工作和生活都大有裨益，因为团队合作和良好的沟通是现代社会中人际交往的关键能力。
总的来说，生命科学导论课程给我带来了很多收获。
通过这门课程，我对生命科学有了更深刻的认识和理解，学会了科学研究的基本方法和技能，培养了批判性思维和团队合作能力。
这些都为我未来的学术和职业发展打下了坚实的基础。
我深信，在未来的学习和工作中，我将能够更好地运用这些知识和技能，为生命科学领域的发展做出自己的贡献。
生命科学导论
什么是生命所谓的“生命”就是指活的东西。
生命的基本特征（一）细胞是生命的基本单位（病毒除外）（二）新陈代谢、生长和运动是生命的本能新陈代谢：生命体内一系列生物化学反应总和，包括物质代谢和能量代谢两个方面。
同化作用（anabolism，又称合成代谢）：即从外界摄入物质和能量，将它们转化为本身的物质和贮存的能量（ATP）；异化作用（catabolism，又称分解代谢）：即分解生命物质，释放能量以供生命活动所需。
所谓“生物是活的东西”就是说生命过程始终处于新陈代谢、生长和运动过程之中。
生命活动是自然界最高级的运动形式（三）生命通过繁殖而延续遗传使生物体的特征得以延续。
变异使生物界生物多样化。
生物遗传的秘密：DNA是生物遗传的基本物质。
（四）生物具有个体发育和进化的历史生物体的一生（个体的生活史）：受精卵（起点）新个体生长死亡生物进化是生物多样性的来源。
（五）生物对环境的适应性适应是自然界普遍的现象，体现在两个方面：生物的结构适应于一定的功能；生物的结构和功能适应于一定的环境条件。
生命的基本特征1、细胞是生命的基本单位（病毒除外）2、新陈代谢、生长和运动是生命的本能3、生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。
4、生物具有个体发育和进化的历史5、生物对外界可产生应激反应和自我调节，对环境具有适应性。
生命就是集合这些主要特征、开放有序的物质存在形式。
生命起源之谜：1、宗教认为上帝创造了生命2、古代人认为生命是自然发生的，生物是从非生物环境中自然发生出来的：腐草化萤腐肉生蛆淤泥生鼠3、达尔文的探索“适者生存”——自然选择理论的精髓达尔文1859年写下《物种起源》4、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）•有新陈代谢功能的蛋白质体5、米勒的实验——生命起源于无机物生命科学：是研究生物体及其运动规律的科学，广义的生命科学还包括生物技术、医学、农学、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。
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§化約主義(Reductionism) vs.整合主義(Holism)
物理學：探索「宇宙最微小」的粒子。 生物學：探索「分子(基因)」的生物學。
– 掌握「分子(基因)」就掌握「生命」。 – 「生命科學」就是「分子生物學」。
分子(基因)生物學 vs. 生態學(emergent properties)
第一部 科學本体篇
§the Joys of Research 研討會 -- Albert Einstein 誕生百年紀念 Ernst Mayr
– 1926 獲得Ph.D. 學位。 – 1946 參與成立 the society for the study of Evolution. – 1947 出版Journal of Evolution. – 1953 獲得Alexander Agassiz Professorship in Zoology in Harvard University. – 1982 出版 The Growth of Biological Thought.
Ernst Mayr:
– Science is not an accumulation of facts, rather science is the search for an understanding of the world around us.
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第一部 科學本体篇
研究不只在「puzzle solving」，更重要的 是在探求ultimate (演化上和歷史上)的問 題。在這價值上，我們建立我們的「生 命哲學」。這些問題的挑戰，使我們的 生活更富有，也使我們更能瞭解人類生 存的意義。
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化約主義的問題
1. 「化約」原本是「方法」，不是「目的」。 掌握「分子(基因)」就掌握「生命」，這是一 種未被證實的「信仰」。 2. 「生命」最小的單位是「生物個体」。 3. 「生命」延續的最小單位是「族群」。 4. 維持生命生活的最小功能單位是「生態体 系」。 5. 每個生命組成的位階，都有其「emergent properties」。
生命科學是無法切割的。 -- 非「of、by、for」某個學科
Emergent 特質(transcending processes)
簡單 分 胞 子 器 細 胞 組 織 器 官 系 統 個 體 族 群 群 落 生 態系 複雜 生物 界
生理學 行為學
生態學
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美國生物學的發展過程
第三部 Working at the Boundaries of Biology
• 6. Charles Otis Whitman, Wallace Craig, and the Biological Study of Animal Behavior in the United States, 1898-1925. • 7. Vertebrate Paleontology as Biology: Henry Fairfield Osborn and the American Museum of Natural History. • 8. Organism and Environment: Frederic Clements‘s Vision of a Unified Physiological Ecology. • 9. Mendel in America: Theory and Practice, 1900-1919 • 10. Cellular Politics: Ernest Everett Just, Richard B. Goldschmidt ant the Attempt to Reconcile Embryology and Genetics.
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What is the Science?
A. Einstein:
– Science is the attempt to make the chaotic diversity of our sense-experience correspond to a logically uniform system of thought.
生命科學導論
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§摩登的陷阱
100
--
的
-- polywater
美國(227)
文 獻 數 量 篇 數
)
50 20 10
3. Polywater 1974 polywater的 美國 其它 國家 其國 的
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(
5 2 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 U.S.S.R(75) 其它國家(210)
計劃： 從1983年起，每年一個科目。探討這 一個科目教學方法與內容。
• • • • • • • • 第一年計劃(1984)：Evolutionary Biology 第二年計劃(1985)：Human Ecology 第三年計劃(1986)：Genetics (遺傳學) 第四年計畫(1987)：Developmental Biology 第五年計畫(1988)：Form and Function 第六年計畫(1989)：Cell and Molecular Biology 第七年計畫(1990)：Neurobiology and Behavior (1990-1991)=> a conceptual framework for Biology
資料來源：Rainger, R., K. R. Benson, and J. Maienschein (eds.) (1988) The American Development of Biology. The University of Pennsylvania Press
目錄 第一部 Natural History to Biology
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§Science as a way of knowing-- XXX
• a project of the education committee of the • American Society of Zoologists • cosponsored by • The American Society of Naturalists • The Society for the Study of Evolution • The Biological Sciences Curriculum Study • The American Institute of Biological Sciences • The American Association for the Advancement of Science • The Association for Biology Laboratory Education • The National Association of Biology Teachers • The Genetics Society of America
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第二部 生命科學的結構篇
§生物學(Biology) 的定義 Bio + logy = 以「有生命之物」為研究材 料或對象。 研究與學習 生命各層次的「形態與功能」。 生物學的特質: 地區性、特有性、歷史性、 親緣性、與複雜性。
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博物館與生物學的研究
博物館的收藏，於「生物學」的研究， 具有根本的重要。 隨著生物學的發展，博物館的標本館藏 將會愈豐盛。 生物學的研究，都應盡可能的留下其研 究使用的生物材料(存証)。
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化約主義 (Reductionism) vs. 整合主義 (Holism)
化約主義
探索「宇宙最微小」 的粒子 (物理學)。 分子(基因)生物學 整合是過程，化約至 極是目的。
整合主義
複雜與混沌(物理學) emergent properties(生態學) 化約是方法，整合是 目的。
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美國生物學的發展過程
第二部 Centers of Cooperation
• 3. Organizing Biology: The American Society of Naturalists and its “Affiliated Societies”, 1883-1923. • 4. Summer Report and Scientific Discipline: Woods Hole and the Structure of American Biology, 18821925. • 5. Whitman at Chicago: Establishing a Chicago Style of Biology?
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檢討Polywater案件的文獻：
Schaffer, S. (1976) Polywater research and pathological science. M.A. thesis, Harvard University. Franks, F. (1981) Polywater. The Mit Press, Branscomb, L. M. (1985) Integrity in Science. American Scientist 73(5):421-423
• 1. Museums on Campus: A Tradition of Inquiry and Teaching -- 1868-1902, established on campuses。 • 2. From Museum Research to Laboratory Research: The Transformation of Natural History into Academic Biology.
生命科學的結構與研究方法