第四章 生命科学.pptx

第四章 生命科学;1.能够说出生命科学研究方法的三大类型。 2.初步了解这些方法的步骤。 3.明确生命科学是一门综合性学科的意识，形成注重对各个学科的综合学习并相互联系意识。;1.观察法：显微镜的发展。 2. 物理学方法：相差显微镜，x射线衍射，DNA结构解析 等。 3.一般化学方法:生物化学，物理化学,生理学早期的研究,DNA碱基的研究等。 4.同位素示踪:代谢途径，分子，生物学细胞等。 5.层析技术:生物组分的分离纯化等。 6.仪器分析:气相色谱，液相色谱，原子吸收，原子发射光谱等。 7.离心技术:低速、高速、超速离心技术。 8.其他交叉学科方法，如古生物学方法，统计学方法等等。 ;你看见6个杯子吗？还是看见六对不同态度的脸？;观察是从客观世界获得第一手资料最基本的方法。早期人们只能依靠感官进行观察，显微镜的发明使人们的观察力得到很大的提升，从而认识了细胞，开拓了微观世界。电子显微镜出现以后，人们的观察力深入超显微领域。 ;科学观察的基本要求是客观地反映可观察的事物，为此，必须掌握必要的科学知识，这样才能进行训练有素的观察和描述。例如，人们赏花时关注的花的形态与芬芳。而科学地观察一朵花，则应对花的结构从整体到局部、从外向内进行详细剖析：花是两性的还是单性的；是辐射对称的还是两侧对称的；花萼和花冠由几片组成，萼片和花瓣是愈合的还是分离的；雄蕊有几个，分为几轮，生长的部位如何；雄蕊的子房的位置，心皮的数目及是否联合，胚珠的数目与生长部位等细节，都应该进行细致的分析与描述。观察的结果必须经得起重复检验，才可以认为是可靠的结果。 ;例如，以上对花的解剖观察，其结果可写出花程式和花图式，对观察对象进行准确定位。; 观察需要有科学知识，也不断在科学发展中修正和更新原有知识，既要尊重已有的成果，又不能受已有成果的限制。只有不断地修改观察中的错误，才能使认识更接近于事实。;例如，海鞘是一种囊状的尾索动物，常附生在海中的岩礁等处营固着生活。从成年海鞘的身体上，除鳃裂外，看不出脊索动物的其他任何特征，曾经在一段相当长的时间内它被认为是一种软体动物。海鞘的脊索只局限在尾部，而它只在幼体时有尾，经过变态发育为成体后，尾即消失。因此，从海鞘成体看不出它们和脊索动物的关系。1866年科瓦夫斯基对海鞘胚胎发育全过程进行了详细的研究，才把它的位置从软体动物移到脊索动物，纠正了多年来分类学中的这一错误。;实验是将所研究的对象在人为的干预、控制条件下进行的观察，它不仅意味着某种精确的操作，而且是一种思考方式。生物学实验可以帮助我们更深刻地理解生命科学的概念和原理，提高动手能力、分析问题和解决问题的能力。 ;要进行实验，首先必须提出某种设想或假说，即对研究对象表现出来的现象提出某种可能的解释，然后设计实验来验证这个设想和假说。科学实验的一个重要原则是假说必须是可以验证的。例如，胃溃肠和十二指肠溃疡是常见的慢性消化系统疾病，近一个世纪以来医学界一直认为它是由分泌过多的胃液引起的胃黏膜损伤。1982年澳大利亚医生马歇尔和病理学家沃伦偶然从慢性胃炎患者的胃黏膜切片中发现了一种螺旋型细菌新种，他们认为这种细菌与慢性胃炎可能有关。但是当时一般认为胃内的酸性环境不适合细菌生长，医学界人士大多不接受马歇尔和沃伦提出的细菌产生溃疡的观点。 ;为此，两位科学家坚持不断的对胃粘膜活体样本进行相关实验，而且为了获得这种细菌致病的直接证据，马歇尔和另一位医生还自愿进行了人体实验，他们在服食培养的该种细菌后，都患上了胃炎。之后，马歇尔和沃伦又用内窥镜对100例肠胃病病人进行了观察，发现所有病人胃内都有这种后来被称之为幽门旋螺杆菌的细菌。二人卓越的工作终于引起受世界的关注，国际医学界对幽门螺旋杆菌进行了大量的研究，明确了幽门螺旋杆菌的感染与消化性溃疡密切相关，从而把治疗溃疡病的战略有制酸转变为根除幽门螺旋杆菌的感染。两位澳大利亚科学家由此获得2005年诺贝尔生理学或医学奖。;从以上例证不难看出，用实验的方法研究客观事物，要求根据已有的事实（来自观察或来自实验）提出假说，再根据假说推导出一个可以用实验加以检验的预测，然后实施实验来验证预测，假说-实验方法大量用于生命科学，并日益成为生命科学的基本研究方法之一，使生命科学逐步演变成为精确的科学。 ; 一般来说，如果由于某种原因直接用研究对象进实验有困难，甚至不可能时，可用模型代替研究对象进行实验，这就是模型实验。 在生命科学研究中一直进行着各种模型实验，有的模型是天然的，如利用线虫进行细胞凋亡的研究、利用海兔进行学习记忆的研究、利用果蝇进行发育调控的研究等，??这里线虫、海兔和果蝇都是一些天然的生物模型。人工模型则是人为制造的科学模型，如血液循环模型、细胞模型、细胞器模型、生物大分子模型、生物膜模型、动（植）