大學(xué)生命科學(xué)科普教學(xué)課件

1、文科大學(xué)生(下)自然科學(xué)技術(shù)知識(shí)讀本宇宙.地球.生命生命篇一、生命的起源和演化(一)關(guān)于生命起源的多種假說(shuō)1.上帝創(chuàng)造生命說(shuō)2.生命來(lái)源于宇宙生命必需的酶，像蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)的形成一樣,需要數(shù)億年的時(shí)間,一些化石上所記載的生命物質(zhì)誕生于35億年前。3.自然發(fā)生說(shuō)4.生命的產(chǎn)生只能來(lái)自于生命 生命的產(chǎn)生只能來(lái)自于生命，代表人物是巴斯德。(二)化學(xué)進(jìn)化和細(xì)胞的形成(三)生命進(jìn)化的歷史(四)關(guān)于生命進(jìn)化的學(xué)說(shuō)1.拉馬克進(jìn)化論思想用進(jìn)廢退,獲得性遺傳.2.達(dá)爾文的進(jìn)化論思想達(dá)爾文于1859年出版了物種起源, 適者生存,不適者被淘汰的過(guò)程叫做自然選擇。 3.居維葉的災(zāi)變論4.綜合進(jìn)化論 綜合進(jìn)化論是遺傳

2、學(xué)家、美籍俄國(guó)人杜布贊斯基于1938年建立的， 第一，種群是生物進(jìn)化的基本單位。 第二，生物進(jìn)化有3個(gè)基本環(huán)節(jié)，即突變、選擇和隔離。二、生命體的基本組成單位細(xì)胞（一）細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立細(xì)胞是生命的最基本單位，生物的一切活動(dòng)都是通過(guò)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)的。1838年德國(guó)植物學(xué)家施萊登提出了細(xì)胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單位，也是植物借以發(fā)展的根本實(shí)體。1839年德國(guó)動(dòng)物學(xué)家施旺把這一學(xué)說(shuō)擴(kuò)大到動(dòng)物界，從而形成了細(xì)胞學(xué)說(shuō)。（二）細(xì)胞的分類生物學(xué)上按照結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及進(jìn)化順序，把全部細(xì)胞分為兩類，一類是原核細(xì)胞，一類是真核細(xì)胞。原核細(xì)胞是比較低級(jí)和原始的一類細(xì)胞，缺乏真正的細(xì)胞核，通常比真核細(xì)胞小。圖15 原

3、核細(xì)胞真核細(xì)胞由原核細(xì)胞進(jìn)化而來(lái)，包括動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞兩大類。真核細(xì)胞具有真正的細(xì)胞核，其遺傳物質(zhì)DNA被包在雙層膜的特殊結(jié)構(gòu)中。真核細(xì)胞還具有許多由膜包被或組成的細(xì)胞器，它們包括線粒體、葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等。圖16 真核細(xì)胞大液泡、葉綠體和細(xì)胞壁是植物細(xì)胞區(qū)別于動(dòng)物細(xì)胞的三大結(jié)構(gòu)特征。 (三)細(xì)胞的化學(xué)組成1.組成細(xì)胞中的元素組成細(xì)胞的元素中碳、氫、氧、氮這4種元素含量最多，2.組成細(xì)胞的化合物（1）細(xì)胞中的無(wú)機(jī)化合物主要有無(wú)機(jī)鹽；水。 （2）細(xì)胞中的有機(jī)化合物有糖類。纖維素。脂質(zhì)。蛋白質(zhì)(由20種氨基酸組成 ) 。（四）細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1.細(xì)胞膜 細(xì)胞膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成

4、。 功能主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：一是將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)。二是控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。三是進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。2.細(xì)胞器 分布于細(xì)胞質(zhì)內(nèi),主要有線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、微絲、微管、中心粒等。圖18 線粒體3.細(xì)胞核細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心。是細(xì)胞的基因庫(kù)，遺傳的秘密在細(xì)胞核內(nèi)。細(xì)胞核不僅控制著細(xì)胞的代謝和遺傳，同時(shí)影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化。 圖19 細(xì)胞核結(jié)構(gòu)4.細(xì)胞中物質(zhì)輸入和輸出 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸:被動(dòng)運(yùn)輸:通過(guò)擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)散是物質(zhì)分子由高濃度區(qū)域移至低濃度區(qū)域的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。如水,CO2等.主動(dòng)運(yùn)輸:在蛋白質(zhì)載體的協(xié)助下，將物質(zhì)分子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。如能量消耗.圖20、21

5、細(xì)胞膜的胞吞作用和胞吐作用5.細(xì)胞的能量“通貨”ATP ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，其分子結(jié)構(gòu)式簡(jiǎn)寫為APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，代表普通化學(xué)鍵，而代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫高能磷酸鍵。圖22 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖（五）能量之源光合作用 光合作用的化學(xué)式為： 6H2O + 6CO2C6H12O6（葡萄糖）+ 6O2它能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為地球上的一切動(dòng)物、植物和微生物提供生命活動(dòng)所需的能量。（六）細(xì)胞的生命歷程真核細(xì)胞的分裂有3種類型：無(wú)絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂。(1)有絲分裂又稱為間接分裂，因在分裂過(guò)程中有紡錘絲的出現(xiàn)，故稱有絲分裂。有絲分裂是真核細(xì)胞分裂的主

6、要方式。圖23 植物細(xì)胞有絲分裂圖24 動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂 1.間期 2.前期 3.中期 4.后期 5.末期（2）無(wú)絲分裂又稱為直接分裂，表現(xiàn)為細(xì)胞核伸長(zhǎng)，從中部縊縮，然后細(xì)胞質(zhì)分裂，其間不涉及紡錘體形成和染色體變化，故稱為無(wú)絲分裂。（3）減數(shù)分裂為例子，高等動(dòng)植物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內(nèi)，人和其他哺乳動(dòng)物的精子是在睪丸中形成的。 2.細(xì)胞分化決定細(xì)胞分化的根本原因是細(xì)胞內(nèi)基因的差別表達(dá)。 3.細(xì)胞的全能性4.動(dòng)物干細(xì)胞 根據(jù)其分化潛能來(lái)分有全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞3類。5.細(xì)胞的衰老和死亡6.細(xì)胞的癌變?nèi)?、生命的遺傳（一）遺傳因子的發(fā)現(xiàn)1.孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)植物的一對(duì)性狀在雜

7、交后代中分別得到表現(xiàn)的規(guī)律就是分離定律（后稱孟德?tīng)柕谝欢桑?。雜交植物的兩對(duì)性狀在分離時(shí)獨(dú)立進(jìn)行并隨即組合的現(xiàn)象叫做“獨(dú)立支配規(guī)律”或“自由組合規(guī)律”（后稱孟德?tīng)柕诙桑?。如果?lái)自父本和母本的兩個(gè)因子相同，就叫同質(zhì)結(jié)合。遵循了自乘的原則，即（C+c）(C+c)=CC+Cc+Cc+cc。一個(gè)是代表高莖的因子C，一個(gè)是代表矮莖的因子c（常用小寫字母代表隱性性狀），就叫做異質(zhì)結(jié)合。 回交試驗(yàn)就是讓雜種子一代跟親本雜交。雜種子一代(Cc)高莖與顯性高莖親代(CC)交配,后代都是高莖(CC或Cc) 。 （二）基因的本質(zhì)1.染色體的發(fā)現(xiàn)1879年，德國(guó)生物學(xué)家弗萊明發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞中有一種絲狀物極易被堿性染料

8、（洋紅、蘇木精）著色，這就是染色絲，它在細(xì)胞分裂時(shí)有奇妙的行為。2.摩爾根的基因論他把性狀遺傳的因子叫做基因，認(rèn)為決定上述性狀的基因與決定性別的基因必然是連在一起的，他把這種在遺傳中基因互不分離的現(xiàn)象叫做基因連鎖現(xiàn)象 3.基因的物質(zhì)基礎(chǔ)根據(jù)核酸中所含糖類的不同，核酸可分為脫氧核糖核酸（DNA）:堿基為腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）；核糖核酸（RNA）:含有腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。（三）DNA的結(jié)構(gòu)及其復(fù)制多核苷酸的方向由核苷酸間的磷酸二脂鍵的走向決定，一條從53，另一條從35。鍵間有螺旋形的凹槽小溝和大溝。中間的“腳踏”是分別連在兩邊糖分子上的堿基，通過(guò)弱的氫

9、鍵結(jié)合在一起形成堿基對(duì)。堿基配對(duì)遵循著一定的原則，即嘌呤與嘧啶配對(duì)，可表示為(腺嘌呤)A(胸腺嘧啶)T和(鳥(niǎo)嘌呤)G (胞嘧啶)C。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系叫堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。2.DNA的復(fù)制沃森和克里克推測(cè)，DNA在復(fù)制過(guò)程中堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋和分開(kāi)，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補(bǔ)的兩條新鏈。這樣新形成的兩個(gè)DNA分子與原來(lái)DNA分子的堿基順序完全一樣。在此過(guò)程中，每個(gè)子代分子的一條鏈來(lái)自親代，另一條鏈則是新合成的，所以這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。（四）遺傳信息的轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)合成1.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄是指在細(xì)胞核里，以DNA作為模板，將DNA分子作帶的遺傳信息轉(zhuǎn)錄合成R

10、NA的過(guò)程。通過(guò)轉(zhuǎn)錄，將DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)發(fā)給RNA。RAN分子是單鏈，并且比DNA短，能夠穿過(guò)細(xì)胞核的核孔，進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中。轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有3種：信使RNA、轉(zhuǎn)移RNA和核糖體 RNA。 2.遺傳信息的翻譯游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，通過(guò)mRNA鏈上的遺傳密碼，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，稱為翻譯或轉(zhuǎn)譯。3.遺傳的中心法則以DNA為模板，把遺傳信息轉(zhuǎn)錄給mRNA，編碼于mRNA核苷酸序列中的遺傳信息在核糖體上翻譯成多肽鏈的氨基酸順序，這就是中心法則。4.基因突變由于某種原因使DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，5.人類的遺傳病遺傳病是指因遺傳物質(zhì)不正常引起的先

11、天性疾病。遺傳病的特點(diǎn)是：一是先天性。二是終生性。三是家族性。四是垂直傳遞。 四、現(xiàn)代生物技術(shù)（一）細(xì)胞工程細(xì)胞工程主要包括細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞重組、遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移等多方面的操作。（二）發(fā)酵工程1.微生物的特性2.發(fā)酵工程發(fā)酵工程，就是通過(guò)研究改造發(fā)酵所用的微生物，并運(yùn)用工程技術(shù)手段控制發(fā)酵過(guò)程來(lái)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品。第一階段，對(duì)發(fā)酵原料預(yù)處理。第二階段，發(fā)酵過(guò)程的準(zhǔn)備。第三階段，發(fā)酵過(guò)程。第四階段，對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行分離和提純，以獲得符合要求的發(fā)酵產(chǎn)品。（三）酶工程酶工程又稱酶技術(shù)，是生物工程的重要內(nèi)容之一。它是利用酶所特有的生物催化性能，運(yùn)用工程技術(shù)手段來(lái)生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品或達(dá)到某種特

12、殊目的的一門技術(shù)科學(xué)。（四）基因工程1.基因工程及其操作過(guò)程 基因工程叫重組DNA技術(shù)，就是將DNA在體外或體內(nèi)進(jìn)行重新組合，然后把重組后的DNA分子導(dǎo)入微生物或真核細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行繁殖，使重組細(xì)胞在受體細(xì)胞內(nèi)得到表達(dá)，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物，或者改造、創(chuàng)造新的生物類型。圖26 基因工程操作過(guò)程 基因診斷也叫DNA診斷、分子診斷，是通過(guò)從患者體內(nèi)提取樣本，用基因檢測(cè)方法來(lái)診斷患者是否有基因異?；驍y帶病原微生物?；蛑委煂?shí)際上指的是把具有一定功能的外源基因?qū)肴梭w內(nèi)使之表達(dá)，從而使疾病得以治療。五、生命與環(huán)境（一）生物與環(huán)境在生物學(xué)上，環(huán)境指的是生物的棲息地，以及直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因

13、素。對(duì)某個(gè)具體生物群落來(lái)講，其環(huán)境是指所在地區(qū)，影響該群落發(fā)生發(fā)展的全部無(wú)機(jī)因素（光、熱、水、土壤、大氣、地形等）和有機(jī)因素（動(dòng)物、植物、微生物）的總和。（二）植物界的類群及特征1.低等植物2.高等植物3.植物的種子4.植物的根5.植物的莖6.植物的葉7.植物的花圖27 植物葉的組成（三）植物的向性運(yùn)動(dòng)（四）生物群落及其演替（五）生態(tài)系統(tǒng) 在生物學(xué)上，將生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。能量在相鄰的兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率大約是1020。 生物系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)是指組成生命體的物質(zhì)元素，如碳、氧、氫、氮、磷、鉀、鈉、鈣等元素不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，再?gòu)纳锶?/p>

14、落回到無(wú)機(jī)環(huán)境中去的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)。圖29 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)（六）生物多樣性1.遺傳多樣性2.物種多樣性3.生態(tài)系統(tǒng)多樣性4.生物多樣性的意義5.生物多樣性正經(jīng)受嚴(yán)重危機(jī)6.生物多樣性的保護(hù)（七）城市生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn):一是城市生態(tài)系統(tǒng)的生命主體是人。二是城市生態(tài)系統(tǒng)高度的開(kāi)放性。三是城市生態(tài)系統(tǒng)具有高度的人為性。六、醫(yī)學(xué)常識(shí)與健康（一）生理醫(yī)學(xué)與生命健康A(chǔ)B型血的人稱為萬(wàn)能受血者。O型血的人稱為萬(wàn)能供血者。如果一次失血不超過(guò)400毫升，可以在短期內(nèi)得到補(bǔ)充而恢復(fù)正常?？梢?jiàn)，健康成年人每次獻(xiàn)血200300毫升是不會(huì)影響健康的。正常人的血壓：收縮壓在90140毫米汞柱（12.018.

15、7千帕）之間，舒張壓在6090毫米汞柱（8.012.0千帕）之間，高于這個(gè)范圍就可能是高血壓，低于該范圍就可能是低血壓。人體的正常溫度和發(fā)熱 腋窩溫度為36.037.0。發(fā)熱的高低（腋下溫度）分為：低熱37.138；中度發(fā)熱38.139；高熱39.141；超高熱41以上。（二）不可忽視的亞健康狀態(tài)1.認(rèn)識(shí)亞健康狀態(tài)健康的定義是軀體沒(méi)有疾病，心理沒(méi)有障礙，并且具有一定的社會(huì)適應(yīng)能力。而亞健康狀態(tài)是介于健康與疾病之間的臨界狀態(tài)（即不完全健康，又達(dá)不到疾病的診斷標(biāo)準(zhǔn)和程度），各種儀器及理化檢驗(yàn)結(jié)果均為陰性，但人總有疲乏，精力不足，情緒不良，煩躁易怒或抑郁自責(zé)，頭暈頭痛、胸悶心悸、失眠健忘等各種各樣的不識(shí)適感覺(jué)，它與現(xiàn)代人們的生活方式及所承受的社會(huì)壓力不斷增加有直接關(guān)系。檢測(cè)乙型肝炎“兩對(duì)半”的意義HBsAg乙型肝炎表面抗原;抗HBs乙型肝炎表面抗體;HBeAg乙型肝炎e抗原;抗HBe乙型肝炎e抗體;抗HBc乙型肝炎表核心抗體.如果項(xiàng)是“+”，這就是人們常說(shuō)的“大三陽(yáng)”，這種結(jié)果表示不僅感染了乙型肝炎病毒，而且病毒比較活躍，傳染性強(qiáng)，一般需要接受保肝治療，如肝功能異常，有必要住院治療。如果項(xiàng)“+”，這就是“小三陽(yáng)