第一章走進生命科學

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1、第一章 走進生命科學2121世紀是生命科學的世紀世紀是生命科學的世紀2020世紀世紀30-5030-50年代年代 核能的開發(fā)和利用核能的開發(fā)和利用2020世紀世紀50-7050-70年代年代 航空航天技術(shù)的研究航空航天技術(shù)的研究2020世紀世紀8080年代以后年代以后 生命科學、信息科學生命科學、信息科學 曼哈頓計劃曼哈頓計劃阿波羅登月計劃阿波羅登月計劃人類基因組計劃人類基因組計劃第一節(jié)第一節(jié) 走進生命科學的世紀走進生命科學的世紀1.生命科學發(fā)展簡史生命科學發(fā)展簡史2.展望生命科學新世紀展望生命科學新世紀1 1、生命科學發(fā)展簡史、生命科學發(fā)展簡史l古代生命科學古代生命科學l近代西方近代西方l現(xiàn)

2、代生命科學現(xiàn)代生命科學生命科學的研究手段生命科學的研究手段早期：早期：描述法和比較法描述法和比較法現(xiàn)代：現(xiàn)代：實驗法實驗法生命科學的研究方向生命科學的研究方向微觀微觀和和宏觀宏觀兩個方向同兩個方向同時發(fā)展時發(fā)展我國是世界上最早研究和利用動植物和真我國是世界上最早研究和利用動植物和真菌的國家菌的國家春秋時代的春秋時代的詩經(jīng)詩經(jīng)已經(jīng)記載動已經(jīng)記載動植物達植物達200多種。多種。詩經(jīng)詩經(jīng)我國是世界上最早研究和利用動植物和真我國是世界上最早研究和利用動植物和真菌的國家菌的國家賈思勰（北魏）賈思勰（北魏）齊民要術(shù)齊民要術(shù)齊民要術(shù)齊民要術(shù)是我國現(xiàn)存是我國現(xiàn)存最早的一部農(nóng)學著作，是最早的一部農(nóng)學著作，是我國

3、古代我國古代“四大農(nóng)書四大農(nóng)書”之之一，受到國內(nèi)外專家的廣一，受到國內(nèi)外專家的廣泛重視和高度評價。該書泛重視和高度評價。該書總結(jié)了人工選擇、人工雜總結(jié)了人工選擇、人工雜交、定向培育的科學原理交、定向培育的科學原理和方法和方法我國是世界上最早研究和利用動植物和真我國是世界上最早研究和利用動植物和真菌的國家菌的國家本草綱目本草綱目李時珍（明代）李時珍（明代）本草綱目本草綱目共有共有52卷，既是一本醫(yī)藥學著作，又是一本生物學卷，既是一本醫(yī)藥學著作，又是一本生物學巨著。載有藥物巨著。載有藥物1892種，記載了可供藥用的種，記載了可供藥用的1094種植物和種植物和444種種動物，其中載有新藥動物，其中載

4、有新藥374種，收集藥方種，收集藥方11096個，書中還繪制了個，書中還繪制了1111幅精美的插圖，是我國醫(yī)藥寶庫中的一份珍貴遺產(chǎn)。幅精美的插圖，是我國醫(yī)藥寶庫中的一份珍貴遺產(chǎn)。西方對生命科學的研究始于古希臘和古羅西方對生命科學的研究始于古希臘和古羅馬時代馬時代古希臘的亞里士多德古希臘的亞里士多德對動植物進行過廣泛對動植物進行過廣泛的觀察的觀察古羅馬醫(yī)師蓋倫用牛、羊、狗和猴等動物古羅馬醫(yī)師蓋倫用牛、羊、狗和猴等動物為材料，進行內(nèi)部器官的解剖，并得出人為材料，進行內(nèi)部器官的解剖，并得出人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與這些動物相似的推論體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與這些動物相似的推論1717世紀顯微鏡的發(fā)明和細胞發(fā)現(xiàn)世紀顯微鏡的發(fā)明

5、和細胞發(fā)現(xiàn)1665年，英國的物理學家年，英國的物理學家羅伯特羅伯特胡克（胡克（Robert Hooke,16351703）用）用自己設計并制造的顯微鏡自己設計并制造的顯微鏡觀察櫟樹軟木塞切片時發(fā)觀察櫟樹軟木塞切片時發(fā)現(xiàn)其中有許多小室，狀如現(xiàn)其中有許多小室，狀如蜂窩，稱為蜂窩，稱為“cella”，這，這是是人類第一次發(fā)現(xiàn)細胞人類第一次發(fā)現(xiàn)細胞，不過，胡克發(fā)現(xiàn)的只是不過，胡克發(fā)現(xiàn)的只是死死的細胞壁的細胞壁。胡克的發(fā)現(xiàn)對。胡克的發(fā)現(xiàn)對細胞學的建立和發(fā)展具有細胞學的建立和發(fā)展具有開創(chuàng)性的意義，其后，生開創(chuàng)性的意義，其后，生物學家就用物學家就用“cell”一詞來一詞來描述生物體的基本結(jié)構(gòu)。描述生物體的基

6、本結(jié)構(gòu)。1604年，荷蘭眼鏡商年，荷蘭眼鏡商詹森發(fā)明了世界上第詹森發(fā)明了世界上第一臺顯微鏡一臺顯微鏡羅伯特羅伯特胡克用自制的顯胡克用自制的顯微鏡第一次觀察到細胞微鏡第一次觀察到細胞18世紀林耐創(chuàng)立生物分類法則世紀林耐創(chuàng)立生物分類法則18世紀世紀瑞典博物學家林耐瑞典博物學家林耐創(chuàng)立了創(chuàng)立了“生物分類法則生物分類法則”，制定了生物，制定了生物命名的方法，對生物分類的發(fā)展命名的方法，對生物分類的發(fā)展起了重要作用。起了重要作用。細胞學說細胞學說19世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一1838-1839年，德國植物學年，德國植物學家施萊登和動物學家施旺提家施萊登和動物學家施旺提出了出了細胞學

7、說細胞學說。細胞學說的主要內(nèi)容是：所細胞學說的主要內(nèi)容是：所有生物都是由細胞構(gòu)成的，有生物都是由細胞構(gòu)成的，細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，所有的細胞都來基本單位，所有的細胞都來自于細胞。自于細胞。細胞學說被恩格斯譽為細胞學說被恩格斯譽為19世世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一。紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一。生物進化論生物進化論19世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一之一1859年，英國博物學家達年，英國博物學家達爾文發(fā)表了爾文發(fā)表了物種起源物種起源一書，詳細闡述了進化論一書，詳細闡述了進化論的有關(guān)證據(jù)和論點，生物的有關(guān)證據(jù)和論點，生物進化論被恩格斯譽為進化論被恩格斯譽為19

8、世世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一。紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一。生物遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)生物遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)1865年奧地利遺傳學家孟德爾用年奧地利遺傳學家孟德爾用豌豆雜交實驗豌豆雜交實驗揭示了揭示了生物遺傳的基本規(guī)律。孟德爾被稱為遺傳學之父。生物遺傳的基本規(guī)律。孟德爾被稱為遺傳學之父。生物遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)生物遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)1910年，美國遺傳學家摩爾根用果蠅為實驗材料，進年，美國遺傳學家摩爾根用果蠅為實驗材料，進一步揭示了遺傳機制。一步揭示了遺傳機制。微觀領域微觀領域分子生物學的建立分子生物學的建立1953年，美國生物學家沃森和英國生物物理學家克里克提出了年，美國生物學家沃森和英國生物物理學家克里克提出了DNA雙

9、螺旋結(jié)構(gòu)分子模型雙螺旋結(jié)構(gòu)分子模型，從此將生命科學研究引入到分子水平，從此將生命科學研究引入到分子水平的新階段，并為現(xiàn)代生物技術(shù)的形成和發(fā)展奠定了基礎。的新階段，并為現(xiàn)代生物技術(shù)的形成和發(fā)展奠定了基礎。我國科學家的杰出貢獻我國科學家的杰出貢獻我國科學家成功合成了我國科學家成功合成了結(jié)晶牛胰島素結(jié)晶牛胰島素和和酵母丙氨酸酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸，轉(zhuǎn)移核糖核酸，突破了一般有機物和生物大分子的界限，突破了一般有機物和生物大分子的界限，帶來了人工合成生命的曙光，打破了生命神創(chuàng)論，揭示帶來了人工合成生命的曙光，打破了生命神創(chuàng)論，揭示了生命與非生命物質(zhì)的統(tǒng)一性。了生命與非生命物質(zhì)的統(tǒng)一性。宏觀領域宏觀領域生

10、態(tài)學生態(tài)學逐漸興起逐漸興起生態(tài)學是一門綜合探討個體和群體、生物和環(huán)境之間相互關(guān)生態(tài)學是一門綜合探討個體和群體、生物和環(huán)境之間相互關(guān)系的學科系的學科1 1、生命科學發(fā)展簡史、生命科學發(fā)展簡史（1）生命科學發(fā)展階段）生命科學發(fā)展階段描述法和比較法研究生命科學階段：描述法和比較法研究生命科學階段：實驗法研究生命科學階段：實驗法研究生命科學階段：分子生物學階段：分子生物學階段：詩經(jīng)詩經(jīng)、齊民要術(shù)齊民要術(shù)、本草綱目本草綱目國外：國外：亞里士多德（古希臘）、蓋侖（古羅馬）亞里士多德（古希臘）、蓋侖（古羅馬）17世紀顯微鏡的發(fā)明世紀顯微鏡的發(fā)明細胞水平細胞水平18世紀瑞典博物學家林耐創(chuàng)立世紀瑞典博物學家林耐

11、創(chuàng)立“生物分類法則生物分類法則”19世紀德國施萊登、施旺提出世紀德國施萊登、施旺提出“細胞學說細胞學說”，英國達爾，英國達爾文提出文提出“進化論進化論”孟德爾的豌豆雜交實驗和摩爾根的果蠅實驗揭示了遺傳的基本規(guī)律孟德爾的豌豆雜交實驗和摩爾根的果蠅實驗揭示了遺傳的基本規(guī)律1953年，沃森和克里克提出年，沃森和克里克提出DNA雙螺旋模型雙螺旋模型我國科學家成功合成了結(jié)晶牛胰島素和酵母我國科學家成功合成了結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸我國古代：我國古代：1 1、生命科學發(fā)展簡史、生命科學發(fā)展簡史（2 2）當代生命科學的發(fā)展方向）當代生命科學的發(fā)展方向l微觀領域：分子生物學領域微

12、觀領域：分子生物學領域l宏觀領域：生態(tài)學領域宏觀領域：生態(tài)學領域（3 3）當代生命科學研究的重大成果）當代生命科學研究的重大成果l克隆羊克隆羊“多利多利”l干細胞的研究干細胞的研究l人類基因組計劃人類基因組計劃l人體器官移植人體器官移植克隆羊克隆羊“多利多利”的培育的培育1997年，英國年，英國科學家成功地科學家成功地培育出克隆羊培育出克隆羊“多利多利”，這，這是人類采用高是人類采用高度分化的體細度分化的體細胞克隆動物的胞克隆動物的重大突破。重大突破。干細胞的研究干細胞的研究l干細胞是在生命的成長和發(fā)育過程中起干細胞是在生命的成長和發(fā)育過程中起“主干主干”作用的細胞。它的特點是既能通過分裂自我

13、更作用的細胞。它的特點是既能通過分裂自我更新，又能分化，具有再生各種組織器官的潛在新，又能分化，具有再生各種組織器官的潛在功能。功能。l干細胞可分為三類：干細胞可分為三類：全能干細胞全能干細胞多能干細胞多能干細胞單能干細胞單能干細胞科學家首次用干細胞培育出萬能血型科學家首次用干細胞培育出萬能血型(圖圖)人類基因組計劃人類基因組計劃 人類基因組計劃人類基因組計劃(human genome project,HGP)是由是由美國科學家于美國科學家于1985年率先提年率先提出，于出，于1990年正式啟動的。年正式啟動的。美國、英國、法國、德國、日美國、英國、法國、德國、日本和我國科學家共同參與了這本和

14、我國科學家共同參與了這一價值達一價值達30億美元的人類基因億美元的人類基因組計劃。這一計劃旨在為組計劃。這一計劃旨在為30億億個堿基對個堿基對構(gòu)成的人類基因組精構(gòu)成的人類基因組精確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。與曼哈譯人類全部遺傳信息。與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學計劃。稱為三大科學計劃。中國承擔中國承擔1%項目項目(3號染色體號染色體3000萬個萬個堿基對堿基對)水稻基因組計劃水稻基因組計劃2000年年5月，我國科學家以月，我國科學家以“雜交水稻雜交水稻之父之父

15、”袁隆平袁隆平培育出的超級雜交稻為材培育出的超級雜交稻為材料，實施料，實施“水稻基因組計劃水稻基因組計劃”。2001年年10月完成水稻月完成水稻“工作框架圖工作框架圖”。2002年年4月月4日，中國科學院和美國日，中國科學院和美國科學科學雜志在北京聯(lián)合宣布，中國科雜志在北京聯(lián)合宣布，中國科學家繪制完成全世界第一張水稻全基因?qū)W家繪制完成全世界第一張水稻全基因組框架序列圖，從而使人類第一次在基組框架序列圖，從而使人類第一次在基因組層面認識水稻。因組層面認識水稻。秈稻基因組的總基因序列有秈稻基因組的總基因序列有4.66億堿基億堿基對，這是繼人類基因組之后，迄今所測對，這是繼人類基因組之后，迄今所測定

16、的最大的植物基因組。定的最大的植物基因組。什么是基因組？什么是基因組？l基因組就是一個物種中基因組就是一個物種中所有基因的整體組成。所有基因的整體組成。l人類基因組有兩層意義：人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物質(zhì)。遺傳信息和遺傳物質(zhì)。要揭開生命的奧秘，就要揭開生命的奧秘，就需要從整體水平研究基需要從整體水平研究基因的存在、基因的結(jié)構(gòu)因的存在、基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因之間的相與功能、基因之間的相互關(guān)系?；リP(guān)系。羅納德（左）捐腎給哥哥理查德羅納德（左）捐腎給哥哥理查德人體器官移植人體器官移植1954年，美國波士頓的年，美國波士頓的醫(yī)學家哈特韋爾醫(yī)學家哈特韋爾哈里森哈里森和約瑟夫和約瑟夫默里成功地

17、完默里成功地完成了第一例人體器官移成了第一例人體器官移植手術(shù)植手術(shù)腎移植手術(shù)。腎移植手術(shù)。為了避免出現(xiàn)身體排斥為了避免出現(xiàn)身體排斥外來組織這個最大的難外來組織這個最大的難題，這次手術(shù)是在一對題，這次手術(shù)是在一對雙胞胎身上進行的。盡雙胞胎身上進行的。盡管如此，它還是開創(chuàng)了管如此，它還是開創(chuàng)了人體器官移植的新時代。人體器官移植的新時代。2 2、展望生命科學新世紀、展望生命科學新世紀l后基因組學后基因組學l轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)l基因治療基因治療l生物多樣性保護生物多樣性保護l腦科學腦科學后基因組學后基因組學l后基因組學主要包括功能基因組后基因組學主要包括功能基因組學、蛋白質(zhì)組學和結(jié)構(gòu)基因組學。學、蛋

18、白質(zhì)組學和結(jié)構(gòu)基因組學。l由全套基因組編碼控制的蛋白質(zhì)由全套基因組編碼控制的蛋白質(zhì)稱為蛋白質(zhì)組。稱為蛋白質(zhì)組。l繪制人類蛋白質(zhì)圖譜，研究每一繪制人類蛋白質(zhì)圖譜，研究每一種蛋白質(zhì)的生物學功能，研究蛋種蛋白質(zhì)的生物學功能，研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)熒光鼠熒光鼠抗早熟轉(zhuǎn)抗早熟轉(zhuǎn)基因番茄基因番茄基因治療基因治療世界上首例基因治療患者世界上首例基因治療患者基因治療基因治療是向靶細胞或是向靶細胞或組織中引入外源基因組織中引入外源基因DNADNA或或RNARNA片段，以糾正片段，以糾正或補償靶細胞或組織的或補償靶細胞或組織的基因缺陷，關(guān)閉或抑制基因缺陷，關(guān)閉或抑制

19、異常表達的基因，從而異常表達的基因，從而達到治療的目的。達到治療的目的。生物多樣性保護生物多樣性保護吉林長白山自然保護區(qū)吉林長白山自然保護區(qū)保護完整保護完整的森林生態(tài)系統(tǒng)。珍稀植物有人參、紅松的森林生態(tài)系統(tǒng)。珍稀植物有人參、紅松等。珍稀動物有梅花鹿、東北虎等。等。珍稀動物有梅花鹿、東北虎等。青海湖鳥島自然保護區(qū)青海湖鳥島自然保護區(qū)保護斑頭雁、棕頭鷗等鳥類保護斑頭雁、棕頭鷗等鳥類及它們的生存環(huán)境。及它們的生存環(huán)境。腦科學腦科學l日常生活中的睡眠與覺醒、情緒和行為、日常生活中的睡眠與覺醒、情緒和行為、學習和記憶都是腦活動的結(jié)果。學習和記憶都是腦活動的結(jié)果。l許多與神經(jīng)系統(tǒng)損傷或腦功能失調(diào)有關(guān)許多與

20、神經(jīng)系統(tǒng)損傷或腦功能失調(diào)有關(guān)的疾病，如截癱、阿爾茨海默病（早老性的疾病，如截癱、阿爾茨海默?。ㄔ缋闲园V呆癥）、帕金森病等，嚴重危害人類健癡呆癥）、帕金森病等，嚴重危害人類健康甚至生命?？瞪踔辽通過細胞及分子水平上的認識與行為水通過細胞及分子水平上的認識與行為水平上的分析相聯(lián)系，有可能揭示腦的神經(jīng)平上的分析相聯(lián)系，有可能揭示腦的神經(jīng)計算原理，為計算機和人工智能提供新的計算原理，為計算機和人工智能提供新的設計思路。設計思路。l腦科學從分子水平、細胞水平、行為水腦科學從分子水平、細胞水平、行為水平研究自然智能機理，建立腦模型，揭示平研究自然智能機理，建立腦模型，揭示人腦本質(zhì)。人腦本質(zhì)。什么是生

21、命科學？什么是生命科學？生命科學生命科學是以生命為是以生命為研究對象的科學和技研究對象的科學和技術(shù)的總稱，它是研究術(shù)的總稱，它是研究生命活動（生命活動（Life Life actionaction）及其規(guī)律的）及其規(guī)律的科學，并涉及到醫(yī)學、科學，并涉及到醫(yī)學、農(nóng)學、健康、環(huán)境等農(nóng)學、健康、環(huán)境等領域。領域。什么是生命？什么是生命？l生命是由生命是由核酸和蛋白質(zhì)核酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)組成的多分子等物質(zhì)組成的多分子體系，它具有不斷體系，它具有不斷自我更新自我更新，繁殖后代繁殖后代以及以及對外界刺激產(chǎn)生反應的能力對外界刺激產(chǎn)生反應的能力l生命的特征生命的特征 化學成分的同一性化學成分的同一性 嚴整有序的

22、結(jié)構(gòu)嚴整有序的結(jié)構(gòu) 新陳代謝新陳代謝 生長發(fā)育生長發(fā)育 遺傳和繁殖能力遺傳和繁殖能力 應激能力應激能力 進化進化美科學家發(fā)現(xiàn)美科學家發(fā)現(xiàn)能抑制能抑制91%艾滋病病毒超級抗體艾滋病病毒超級抗體 以美國國家過敏及傳染病研以美國國家過敏及傳染病研究院（究院（NIAID）為首的科研）為首的科研團隊近期發(fā)現(xiàn)了能抑制團隊近期發(fā)現(xiàn)了能抑制91%艾滋病病毒的超級抗體，科艾滋病病毒的超級抗體，科學家稱有望生產(chǎn)出首個有效學家稱有望生產(chǎn)出首個有效地艾滋病疫苗。艾滋病病毒地艾滋病疫苗。艾滋病病毒很難消滅的一個原因是它會很難消滅的一個原因是它會不斷地發(fā)生變異，人的免疫不斷地發(fā)生變異，人的免疫系統(tǒng)和藥物只能很被動的去系統(tǒng)

23、和藥物只能很被動的去追這個游離不定的目標。追這個游離不定的目標?！俺壖毦壖毦币l(fā)的思考引發(fā)的思考近日有報道稱，一些赴印度接受治療的患近日有報道稱，一些赴印度接受治療的患者感染了一種新型超級細菌，其含有一種者感染了一種新型超級細菌，其含有一種叫叫NDM-1（新德里金屬蛋白酶（新德里金屬蛋白酶-1）的基因。）的基因。目前，這種變種超級細菌已經(jīng)傳播到英國、目前，這種變種超級細菌已經(jīng)傳播到英國、美國、加拿大、澳大利亞、荷蘭等國家，美國、加拿大、澳大利亞、荷蘭等國家，并有可能在全世界范圍內(nèi)進一步蔓延。并有可能在全世界范圍內(nèi)進一步蔓延。濫用抗生素惹的禍！濫用抗生素惹的禍！圣元奶粉與圣元奶粉與“早熟

24、門早熟門”事件事件圣元奶粉被疑致女嬰性早熟近日來，圣元奶粉被疑致女嬰性早熟近日來，全國多地發(fā)現(xiàn)嬰兒性早熟的現(xiàn)象，全國多地發(fā)現(xiàn)嬰兒性早熟的現(xiàn)象，最小的受害嬰兒僅為三個月大。這最小的受害嬰兒僅為三個月大。這些嬰兒或體內(nèi)雌激素檢測超標，或些嬰兒或體內(nèi)雌激素檢測超標，或乳房提前發(fā)育，出現(xiàn)硬塊，或外陰乳房提前發(fā)育，出現(xiàn)硬塊，或外陰充血，出現(xiàn)陰道炎的癥狀。而這些充血，出現(xiàn)陰道炎的癥狀。而這些嬰兒都曾經(jīng)或正在食用圣元品牌的嬰兒都曾經(jīng)或正在食用圣元品牌的奶粉，因此圣元奶粉被懷疑添加了奶粉，因此圣元奶粉被懷疑添加了激素成分。目前，衛(wèi)生部表示對此激素成分。目前，衛(wèi)生部表示對此事件高度重視，已經(jīng)責成專門領導事件高度

25、重視，已經(jīng)責成專門領導小組進行調(diào)查處理。農(nóng)業(yè)部門也已小組進行調(diào)查處理。農(nóng)業(yè)部門也已制定了奶粉中雌激素的檢測方法和制定了奶粉中雌激素的檢測方法和標準，并即將公布。標準，并即將公布?？寺∨Ｈ夂团Ｄ桃呀?jīng)小克隆牛肉和牛奶已經(jīng)小規(guī)模進入歐美市場規(guī)模進入歐美市場牛肉一直是人們餐桌上的美食。但現(xiàn)在，牛肉也牛肉一直是人們餐桌上的美食。但現(xiàn)在，牛肉也可能重新走下餐桌，走回農(nóng)場。最近美國科學家從可能重新走下餐桌，走回農(nóng)場。最近美國科學家從屠宰的牛肉中提取出了細胞，準備用于克隆研究。屠宰的牛肉中提取出了細胞，準備用于克隆研究。而大西洋彼岸的英國人也不甘示弱，撇開了可能造而大西洋彼岸的英國人也不甘示弱，撇開了可能造成

26、的巨大倫理爭議，加入到牛肉成的巨大倫理爭議，加入到牛肉“復活計劃復活計劃”的研的研究隊伍中。究隊伍中。英國許多專家認為，這一計劃會帶來許多倫理英國許多專家認為，這一計劃會帶來許多倫理和動物福利方面的問題。大規(guī)模的克隆可能會對和動物福利方面的問題。大規(guī)模的克隆可能會對動物造成傷害，現(xiàn)在已經(jīng)有證據(jù)表明克隆會造成動物造成傷害，現(xiàn)在已經(jīng)有證據(jù)表明克隆會造成動物流產(chǎn)、壽命縮短、器官畸形、肥大癥、難產(chǎn)動物流產(chǎn)、壽命縮短、器官畸形、肥大癥、難產(chǎn)等。等。同時也有不少科學家認為，與傳統(tǒng)牲畜制品同時也有不少科學家認為，與傳統(tǒng)牲畜制品相比，在實驗室中制造出來的人造牛排和香腸，相比，在實驗室中制造出來的人造牛排和香腸

27、，對環(huán)境更加友好。對環(huán)境更加友好。科學界對此眾說紛紜，但現(xiàn)在最大的問題是，科學界對此眾說紛紜，但現(xiàn)在最大的問題是，克隆食品上市之后，百姓究竟會不會買賬?？寺∈称飞鲜兄螅傩站烤箷粫I賬。http:/http:/http:/http:/http:/生命科學相關(guān)網(wǎng)址生命科學相關(guān)網(wǎng)址第二節(jié)第二節(jié) 走進生命科學實驗室走進生命科學實驗室達爾文達爾文我的成功不管多大，我的成功不管多大，我認為重要的一點我認為重要的一點是：是：愛科學，在長愛科學，在長期思考任何問題上期思考任何問題上的無限耐心，在觀的無限耐心，在觀察和實驗上的勤奮。察和實驗上的勤奮。1.生命科學研究的基本步驟生命科學研究的基本步驟2.生命

28、科學實驗的基本要求生命科學實驗的基本要求3.細胞的觀察和測量細胞的觀察和測量學習內(nèi)容學習內(nèi)容1 1、生命科學探究的基本步驟、生命科學探究的基本步驟l柳條魚實驗柳條魚實驗l“庫魯病庫魯病”病原體的發(fā)現(xiàn)病原體的發(fā)現(xiàn)柳條魚產(chǎn)仔實驗柳條魚產(chǎn)仔實驗為什么柳條魚在為什么柳條魚在4月中旬產(chǎn)仔？月中旬產(chǎn)仔？假設假設1：水溫升高：水溫升高假設假設2：日照延長：日照延長實驗方案實驗方案1實驗方案實驗方案2實驗中觀察、記錄實驗中觀察、記錄分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)水溫升高引水溫升高引起柳條魚開起柳條魚開始產(chǎn)仔始產(chǎn)仔其他因素？其他因素？進一步探究進一步探究設計實驗設計實驗時要控制時要控制單一變量單一變量“庫魯病庫魯病”病原體的

29、發(fā)現(xiàn)病原體的發(fā)現(xiàn)l假設假設“庫魯病庫魯病”是由蛋白質(zhì)引起的。如果是由蛋白質(zhì)引起的。如果“庫庫魯病魯病”是由蛋白質(zhì)引起的，那么把從是由蛋白質(zhì)引起的，那么把從“庫魯病庫魯病”患者的腦組織提取的蛋白質(zhì)注入健康猩猩的腦患者的腦組織提取的蛋白質(zhì)注入健康猩猩的腦部，就會使這只猩猩發(fā)病。部，就會使這只猩猩發(fā)病。l證明實驗的可靠性和可重復性。證明實驗的可靠性和可重復性。l科學實驗是從發(fā)現(xiàn)問題開始的，在發(fā)現(xiàn)問題以科學實驗是從發(fā)現(xiàn)問題開始的，在發(fā)現(xiàn)問題以后，要大膽地提出假設，通過觀察和實驗驗證后，要大膽地提出假設，通過觀察和實驗驗證假設，并用具有重復性的實驗進行驗證，直至假設，并用具有重復性的實驗進行驗證，直至得

30、出結(jié)論?？茖W實驗是艱苦而富有創(chuàng)造性的。得出結(jié)論。科學實驗是艱苦而富有創(chuàng)造性的。維生素維生素B B的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) 維生素的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長的時間。腳氣病是以大米為維生素的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長的時間。腳氣病是以大米為主食的亞洲人群中經(jīng)常發(fā)生的一種疾病，得病的人體重主食的亞洲人群中經(jīng)常發(fā)生的一種疾病，得病的人體重下降，食欲減退，肌肉無力，心動過速，并伴有精神癥下降，食欲減退，肌肉無力，心動過速，并伴有精神癥狀。年荷蘭醫(yī)生艾克曼（狀。年荷蘭醫(yī)生艾克曼（hristianhristian ijkmanijkman。）率領一支醫(yī)療隊到達。）率領一支醫(yī)療隊到達荷屬東印度，也就是現(xiàn)在的印度尼西亞。艾克曼注意到荷屬東印度，

31、也就是現(xiàn)在的印度尼西亞。艾克曼注意到腳氣病在當?shù)厝巳褐新?。翌年，由于腳氣病爆發(fā)并流腳氣病在當?shù)厝巳褐新?。翌年，由于腳氣病爆發(fā)并流行，艾克曼開始研究病因，最初，他根據(jù)疾病的突發(fā)性，行，艾克曼開始研究病因，最初，他根據(jù)疾病的突發(fā)性，認為腳氣病可能是一種傳染病，他親自用顯微鏡檢查病認為腳氣病可能是一種傳染病，他親自用顯微鏡檢查病人的血液，分泌物，皮膚，卻一直沒有找到可能引起腳人的血液，分泌物，皮膚，卻一直沒有找到可能引起腳氣病的病原菌。年他的實驗雞群中爆發(fā)了多發(fā)氣病的病原菌。年他的實驗雞群中爆發(fā)了多發(fā)性神經(jīng)炎，癥狀與腳氣病相似，得病的雞出現(xiàn)痙攣，頸性神經(jīng)炎，癥狀與腳氣病相似，得病的雞出現(xiàn)痙攣，頸

32、部向后變曲，但仍然沒有找到致病微生物。部向后變曲，但仍然沒有找到致病微生物。這時一位飼養(yǎng)員用米糠代替精米，喂養(yǎng)的雞個個這時一位飼養(yǎng)員用米糠代替精米，喂養(yǎng)的雞個個都很健康。這一現(xiàn)象引起艾克曼的注意，他意識都很健康。這一現(xiàn)象引起艾克曼的注意，他意識到腳氣病可能是一種營養(yǎng)缺乏病，米糖中可能含到腳氣病可能是一種營養(yǎng)缺乏病，米糖中可能含有治療腳氣病的因子。艾克蔓把雞分為對照組和有治療腳氣病的因子。艾克蔓把雞分為對照組和實驗組，進行胃飼實驗。年艾克曼終于實驗組，進行胃飼實驗。年艾克曼終于證明實驗雞群的多發(fā)性神經(jīng)炎是由白米喂養(yǎng)引起，證明實驗雞群的多發(fā)性神經(jīng)炎是由白米喂養(yǎng)引起，加入米糠即可治愈。他也用米糠治愈

33、了所有求診加入米糠即可治愈。他也用米糠治愈了所有求診的腳氣病病人。后來格賴恩（的腳氣病病人。后來格賴恩（rijnsrijns ）證）證明米糖含有一種營養(yǎng)因素，年兩位科學明米糖含有一種營養(yǎng)因素，年兩位科學家家ansenansen和和 onathonath從米糠中分離出這種營養(yǎng)因從米糠中分離出這種營養(yǎng)因素維生素素維生素1 1或稱硫胺素?；蚍Q硫胺素。維生素維生素B B的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)生命科學探究活動的基本步驟生命科學探究活動的基本步驟學習或生活實際學習或生活實際提出疑問提出疑問提出假設提出假設設計實驗設計實驗實施實驗實施實驗分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論得出結(jié)論解答疑問解答疑問新的疑問新的疑問進一步探究進一步

34、探究文獻文獻實驗設計的原則實驗設計的原則l等量原則l單一變量原則l設計對照原則l可操作原則l平行重復原則l隨機性原則2 2、生命科學實驗的基本要求、生命科學實驗的基本要求帶著問題學習帶著問題學習了解方法和步驟了解方法和步驟做好觀察和記錄做好觀察和記錄及時處理數(shù)據(jù)及時處理數(shù)據(jù)做好討論和實驗報告做好討論和實驗報告重視觀察和實驗重視觀察和實驗練練手練練手l1、當蓋都塞克發(fā)現(xiàn)作為實驗的猩猩發(fā)病后，再用其他正常猩猩做同樣的實驗，其目的是遵循生命科學的 （）A、一致性原則 B、完整性原則 C、對照性原則 D、重復性原則l2、設計實驗時必須只改變一個因素，其他因素保持不變，然后進行實驗，這樣逐一比較后，才能

35、確定真正的影響因素，這體現(xiàn)了科學的 原則。A、單一變量 B、完整性 C、重復性 D、一致性3 3、細胞的觀察和測量、細胞的觀察和測量l顯微鏡的構(gòu)造和使用方法顯微鏡的構(gòu)造和使用方法l顯微測微尺的使用方法顯微測微尺的使用方法l保衛(wèi)細胞大小的測量保衛(wèi)細胞大小的測量一、光學顯微鏡的結(jié)構(gòu) 機械部分：機械部分：鏡座鏡座 鏡柱鏡柱 鏡臂鏡臂 鏡筒鏡筒 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 載物臺載物臺 通光孔，通光孔，彈簧夾片彈簧夾片 調(diào)節(jié)器（粗、細）調(diào)節(jié)器（粗、細）光學部分：光學部分：目鏡目鏡 物鏡（低倍鏡、高倍鏡）物鏡（低倍鏡、高倍鏡）照明部分：照明部分：聚光器、光圈聚光器、光圈 反光鏡（平面、凹面，角度）反光鏡（平面、凹面，

36、角度）光源光源顯微鏡的光學部分最為重要。使用過程中不能用手指扳物鏡顯微鏡的光學部分最為重要。使用過程中不能用手指扳物鏡鏡頭；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器時切勿用力過猛；只能用擦鏡紙擦拭鏡頭；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器時切勿用力過猛；只能用擦鏡紙擦拭。目鏡測微尺目鏡測微尺物鏡測微尺物鏡測微尺顯微測微尺顯微測微尺保衛(wèi)細胞大小的測量保衛(wèi)細胞大小的測量思考題：思考題：1.在實驗和觀察過程中在實驗和觀察過程中存在哪些影響試驗結(jié)存在哪些影響試驗結(jié)果精確性的因素？果精確性的因素？2.保衛(wèi)細胞的大小都一保衛(wèi)細胞的大小都一致嗎？致嗎？蠶豆葉下表皮蠶豆葉下表皮影響結(jié)果精確性的因素影響結(jié)果精確性的因素l當顯微鏡教具沒有條準時，顯微測微尺的標尺當顯微

37、鏡教具沒有條準時，顯微測微尺的標尺刻度線會有粗細變化，從而影響測量結(jié)果?？潭染€會有粗細變化，從而影響測量結(jié)果。l初次練習時，由于操作不夠熟練或不夠仔細，初次練習時，由于操作不夠熟練或不夠仔細，可能造成測量誤差?？赡茉斐蓽y量誤差。保衛(wèi)細胞的大小是否一致？保衛(wèi)細胞的大小是否一致？l保衛(wèi)細胞的大小是不一致的。保衛(wèi)細胞的大小是不一致的。l由于細胞生長程度不同，葉片年齡不同，保衛(wèi)由于細胞生長程度不同，葉片年齡不同，保衛(wèi)細胞之間存在長與寬的差異。每個細胞的大小細胞之間存在長與寬的差異。每個細胞的大小不可能完全一致。不可能完全一致。l另外，氣孔打開程度不同，也會引起其大小的另外，氣孔打開程度不同，也會引起其大小的差別。差別。