探究生命科學奧秘

探究生命科學奧秘第一頁，共十四頁，2022年，8月28日一.生命的起源3.原始生命的形成認為在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有機物可以被吸附于粘土一類物質的活性表面，而在適當縮合劑（如羥胺類化合物）存在時，可以發(fā)生聚合反應。生物大分子并不能獨立表現生命現象，只有形成了眾多的、乃至成百萬的已蛋白質、核酸為基礎的多分子體系時，才能表現生命萌芽。而生物大分子在溶液中自動聚集，從而形成各種獨立的多分子體系，出現團聚體或微球體。由于多分子體系可以起到有機表面的催化作用，而反過來作用于各類單體的聚合，促使產生更高級的蛋白質和核酸，然后通過有序性逐漸提高的長期過程，其結構、機能便愈益復雜和完善，由此產生出原始生命。第二頁，共十四頁，2022年，8月28日一.生命的起源1.原始地球的環(huán)境

根據用放射性同位素方法測定，地球的年齡約有46億年，而目前已知的最早的生命痕跡大約生存在距今34億年前，由此可見，原始生命的誕生應在地球形成后的12億年之間。

但是這個無生命的地球隨著時間的推移逐漸地產生了防護和調節(jié)作用，創(chuàng)造了有助于有生命物質誕生的周圍環(huán)境。蘇聯(lián)物理學家弗拉基米爾·伊凡諾維奇·維爾納德斯基對此稱之為生態(tài)圈,指包括人類在內的一切生物所賴以生存的地球表層，包括大氣圈、水圈和巖石圈的生物學環(huán)境。第三頁，共十四頁，2022年，8月28日一.生命的起源2.原始生命的萌動

沒有游離的氧氣，大氣中的一些氣體和地殼表面的一些可溶性物質溶于水中，在宇宙射線、太陽紫外線、閃電、高溫等的作用下而自然合成了一系列的小分子有機化合物，例如氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等，匯集在原始海洋中，形成霍爾丹所謂的“原始湯”，從而為生命的誕生準備了必要的條件。當氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等有機小分子物質形成之后，在適當的條件下，它們可以進一步形成復雜的有機物質。例如蛋白質、核酸、多糖、類脂等大分子物質?！霸紲钡谒捻摚彩捻?，2022年，8月28日二.當今生命科學研究中有哪些熱點問題1.人類基因組計劃——結構基因組學人類基因組計劃(humangenomeproject,HGP)是由美國科學家于1985年率先提出，于1990年正式啟動的。美國、英國、法蘭西共和國、德意志聯(lián)邦共和國、日本和我國科學家共同參與了這一預算達30億美元的人類基因組計劃。按照這個計劃的設想，在2005年，要把人體內約10萬個基因的密碼全部解開，同時繪制出人類基因的譜圖。換句話說，就是要揭開組成人體4萬個基因的30億個堿基對的秘密。人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學計劃。第五頁，共十四頁，2022年，8月28日二.當今生命科學研究中有哪些熱點問題為什么選擇人類的基因組進行研究？因為人類是在“進化”歷程上最高級的生物，對它的研究有助于認識自身、掌握生老病死規(guī)律、疾病的診斷和治療、了解生命的起源。是為了解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長發(fā)育的規(guī)律、認識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認識疾病產生的機制以及長壽與衰老等生命現象、為疾病的診治提供科學依據。第六頁，共十四頁，2022年，8月28日二.當今生命科學研究中有哪些熱點問題2.后基因組計劃——功能基因組學英文名稱：postgenomeproject

定義：基因組全序列測定完成后，對基因組的結構、表達、修復、功能等進行研究的計劃。包括功能基因組、結構基因組和蛋白質組等研究的國際合作計劃。第七頁，共十四頁，2022年，8月28日二.當今生命科學研究中有哪些熱點問題簡介：隨著人類基因計劃的圓滿落幕，后基因組計劃開始啟動。因為雖然人們了解了人類基因結構草圖，但對基因所起的作用還是不清楚。后基因組計劃就是通過基因誘導和基因敲除等辦法來探究基因在人體中的作用，以及作用機理后基因計劃研究的核心科學問題主要包括：基因組的多樣性，基因組的表達調控與蛋白質產物的功能，以及模式生物基因組研究等。它的研究將為人們深入理解人類基因組遺傳語言的邏輯構架，基因結構與功能的關系，個體發(fā)育、生長、衰老和死亡機理，神經活動和腦功能表現機理，細胞增殖、分化和凋亡機理，信息傳遞和作用機理，疾病發(fā)生、發(fā)展的基因及基因后機理（如發(fā)病機理、病理過程）以及各種生命科學問題提供共同的科學基礎。第八頁，共十四頁，2022年，8月28日三.組成生物體的生物大分子

常見的生物大分子包括蛋白質、核酸、多糖。這個定義只是概念性的，與生物大分子對立的是小分子物質（二氧化碳、甲烷等）和無機物質。蛋白質：蛋白質是構成機體組織、器官的重要組成部分，人體各組織無一不含蛋白質，在人體的瘦組織中（非脂肪組織），如肌肉組織和心、肝、腎等器官均含有大量蛋白質、骨骼、牙齒、乃至指、趾也含有大量蛋白質第九頁，共十四頁，2022年，8月28日三.組成生物體的生物大分子細胞中，除水分外，蛋白質約占細胞內物質的80%，因此構成機體組織、器官的成分是蛋白質最重要的生理功能。身體的生長發(fā)育可視為蛋白質的不斷積累過程。蛋白質對生長發(fā)育期的兒童尤為重要。第十頁，共十四頁，2022年，8月28日三.組成生物體的生物大分子核酸：由許多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質之一。核酸廣泛存在于所有動物、植物細胞、微生物內、生物體內核酸常與蛋白質結合形成核蛋白。不同的核酸，其化學組成、核苷酸排列順序等不同。根據化學組成不同，核酸可分為核糖核酸，簡稱RNA和脫氧核糖核酸，簡稱DNA。DNA是儲存、復制和傳遞遺傳信息的主要物質基礎，RNA在蛋白質合成過程中起著重要作用。第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日三.組成生物體的生物大分子多糖（polysaccharide）是由糖苷鍵結合的糖鏈，至少要超過10個以上的單糖組成的聚合糖高分子碳水化合物，可用通式（c6h10o5）n表示。由相同的單糖組成的多糖稱為同多糖，如淀粉、纖維素和糖原；以沒的單糖組成的多糖稱為雜多糖，如阿拉伯膠是由戊糖和半乳糖等組成。多糖不是一種純粹的化學物質，而是聚合程度不同的物質的混合物。多糖類一般不溶于水，無甜味，不能形成結晶，無還原性和變旋現象。多糖也是糖苷，所以可以水解，在水解過程中，往往產生一系列的中間產物，最終完全水解得到單糖。第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日三.組成生物體的生物大分子某些多糖，如纖維素和幾丁質，可構成植物或動物骨架。淀粉和糖原等多糖可從黨參中提取多糖。作為生物體儲存能量的物質。不均一多糖通過共價鍵與蛋白質構成蛋白聚糖發(fā)揮生物學功能，如作為機體潤滑劑、識別外來組織的細胞、血型物質的基本成分等。多糖類化合物廣泛存在