生命科学导论(文科班).doc

生命科学导论（文科班） 主讲：谢志雄 zxxie@ 武汉大学生命科学学院 课程网站：/ 课程基本情况： 面向全校文科同学；教学安排：每周3节课，12周； 教学要求：理解基本原理、理论联系实际； 成绩评定：平时作业（1次）；随堂测试（3次）；期终考试（闭卷）。 第一章　生命与生命世界 1.1 什么是生命？ 什么是生命？初看起来, 这是一个常识问题。仔细推敲，却很难用一、二句话说清楚。 恩格斯：“生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解。” 物理学家薛定谔 (「生命是什么」1944)定义生命：“生命依靠吸纳负熵，避免了趋向平衡的衰退。” 用一系列相关特征来表征生命： （1）化学成分的同一性：生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似； 不同的生物体，其分子组成也大体相同。 物质成分基本相同 ：C、H、O、N、P、S、Ca….. 蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子； 蛋白质：由20种氨基酸组成; 核酸：由8种核苷酸组成; ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子. 各种生物编制基因信息的遗传密码是统一。 （2）严密的组织、有序的结构 ① 细胞是生物的基本组成单位（病毒除外) ① 细胞是生物体的基本结构单位 （3）新陈代谢：即通过生物体内在转化来完成的物质更新和能量交流。 同化作用与异化作用：相互矛盾、相互依存； 高效的物质能量转换： 血液中的红细胞~300万/秒；100-120天更新一遍； 肝脏和血浆中的蛋白质10天左右更新一半； 转化量大：一生中水为50吨，糖为10吨，总质量是人体的1200倍。 （4）生长、发育与生殖 生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育。 生长是指细胞数量增加、体积增大等生物量积累的过程。 发育是指受精卵经细胞分裂、组织分化、器官形成，直至形成成熟的新个体的过程。 生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。 生物具有个体发育和系统进化的历史 （5）遗传、变异、进化 遗传由基因决定，但某些性状会发生变异； 可遗传的变异是生物进化的基础； 进化表现为生物对环境变化的不断适应。 适应 (adaptation)： 适应是生物界普遍存在的现象（自然选择的结果）。 适应有两方面的含义：a、生物的结构都适应于一定的功能；b、生物的结构和功能适应于该生物在一定环境条件下的生存和延续。 （6）感应性和运动 生物接受外界刺激后会发生反应。 生物对外界可产生应激反应，对环境有适应性 生命的本质特征： 化学成分的同一性 共同的物质基础 严整有序的结构 细胞是基本单位 新陈代谢 维持有序的结构 生长、发育与生殖 延续生命 遗传、变异与进化 不断适应环境变化 感应性和运动 与环境之间的相互作用 生命的定义： 生命是具有以上共同特征的物质存在形式。 从生物学角度的定义：由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。 有关生命的思考： 1、人造生命？ 2、你认为人类可以制造出具有生命的机器人吗？为什么？ 3、人工智能有无可能到达或超越人类? 1.2 生命科学 （1）生命科学：是研究生物体及其活动规律的科学，广义的生命科学还包括生物技术、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。 （2） 生命科学的发展 直观和经验阶段： 亚里士多德， 382-322 B.C 《动物志》 德奥弗拉斯特， 373-286 B.C 植物乔木、灌木、草本的分类确定 希罗费罗斯， 约300 B.C，第一个公开解剖人体; 盖伦， 约 130-200 人体解剖 宋　贾思勰　 《齐民要术》 明　李时珍　 《本草纲目》 在生产和医疗中应用突出，没有形成真正的科学体系 实验生物学阶段： 1543, 比利时，维萨里 (1514-1564), 《人体的结构》 1628, 英国，哈维 (1578-1657), 《心血循环论》 1665, 胡克 (1636-1702), 《显微图谱》 19世纪30年代，施莱登 (1804-1881), 施旺 (1810-1882), 细胞学说 林奈 (1707-1778), 科学的生物分类法，双名法 1859, 达尔文 (1809-1882), 《物种起源》，进化论 鲁 (1859-1924), 《实验胚胎学》 魏斯曼 (1839-1914), 生物发育的种质学说－－遗传学建立 1865，孟德尔 (1822-1884), 20世纪10-20年代，摩尔根 (1866-1945), 经典遗传学分离、连锁和交换定律，1933诺贝尔奖 巴斯德 (1822-1895