走进神奇的生物世界.ppt
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走进神奇的生物世界.ppt
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走进神奇的生物世界,付金衡南昌大学中德联合研究院,第一节什么是生命,生物学(biology)或生物科学(biologicalsciences)是研究生命的科学,因此,又称为生命科学(lifesciences)。
研究生物界的演变和生命活动的规律及其本质。
什么是生命?
生命的本质特征:
多样性和同一性;严整有序的结构;新陈代谢、生长和运动;繁殖与遗传;发育和进化;适应性,第一节什么是生命,同一性,组成生物体的元素和有机分子是同一的。
元素:
C、H、O、N、P、S;有机分子:
蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等(蛋白质:
由20种氨基酸组成;核酸:
由8种核苷酸组成。
)各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的生命的基本组成单位是细胞(病毒除外),第一节什么是生命,第一节什么是生命,细菌细胞,植物细胞,动物细胞,细胞是生命的基础是生命形态结构的基础生命活动赖于进行的基础研究表明,地球上生命的起源和确立直接关系着最早的细胞的形成,第一节什么是生命,2.严整有序的结构,无论从结构还是生命活动看,生命都表现出严密的组织和高度的秩序性,其中DNARNA蛋白质秩序是生命有序的基础和核心整个生物界是一个多层次的有序结构,第一节什么是生命,第一节什么是生命,种群population:
一定时间内占有一定地区的一群同种个体组成的生物系统群落community:
一定时间内栖息于一定地域或环境中的各种群组成的生物系统生态系统ecosystem:
在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境组成的一个功能整体及生物圈能流和物质循环的一个功能单位,第一节什么是生命,微观的方面,沿着生物有机体系统器官组织细胞细胞器直到有机大分子的方向进行;,宏观的方面,沿着生物有机体种群群落生态系统到生物圈的方向进行。
无论在哪个层次研究,必须同时考虑到生物体是一个整体;生物体与环境也是密不可分的,也必须考虑生物体同环境之间的整体性。
第一节什么是生命,第一节什么是生命,生物是开放系统,生物和周围环境不断进行着物质的交换和能量的流动。
生物体不断地吸收外界的物质,经过一系列变化,最后成为终产物排出体外。
3.新陈代谢、生长和运动,同化作用或称合成代谢(anabolism):
从外界摄取物质,将它们转化为生命自身的物质并贮存能量异化作用或称分解代谢(catabolism):
分解生命物质,释放能量,供生命活动之需。
新陈代谢,生长和运动,生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长(发育),第一节什么是生命,阿米巴运动,大脑的运动,应激性,4.繁殖与遗传,生物体能不断地繁殖后代,使生命得以延续。
生物的遗传是由基因决定的,生物的某些性状会发生变异;没有可遗传的变异,生物就不可能进化。
第一节什么是生命,第一节什么是生命,5.发育与进化,人胚胎的发育过程,9周胎儿,4周胚胎,3月胎儿,4月胎儿,胚泡,第一节什么是生命,5.发育与进化,6.适应性,适应的含义:
结构与功能相适应生物体对环境适应适应是生物界普遍存在的现象极端生物(400度,300个大气压,3000米海底),工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满淡色苔藓的树皮上,不易被鸟发现;工业化后,黑色蛾子逐渐取而代之,因为黑烟污染了环境,黑色蛾子更易藏身。
第一节什么是生命,第一节什么是生命,Whatislife,生命是具有以上共同特征的物质存在形式。
生命的涵义:
生命的物质基础是蛋白质和核酸;生命运动的本质特征是不断自我更新,是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统;生命是物质运动的一种最高级的形式。
第一节什么是生命,生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式,是一种过程,是一种现象。
生命的定义:
第一节什么是生命,特殊的生命病毒,微生物的生物学之最,形态最简代谢能力最强食谱最杂繁殖最快数量最多分布最广种类最多变异最易,个体最小,第二节神奇的微生物世界,1.形态最简,球形,杆形,弧形螺旋形,第二节神奇的微生物世界,2.代谢能力最强,生物界的普遍规律:
某生物个体越小,其单位体重消耗的食物越多;3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食;1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食;大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖.,第二节神奇的微生物世界,3.食谱最杂,从无机物到有机物;从无毒物到有毒物;从结构简单到结构复杂的物质,微生物都能利用和降解。
第二节神奇的微生物世界,4.繁殖最快,大肠杆菌培养在37的牛奶中,12.5min即可分裂一次;一般培养液的菌浓度为108-109个/ml。
第二节神奇的微生物世界,5.数量最多,如:
人体的肠道中始终寄居着100400种微生物,为肠道正常菌丛,总数可达100万亿。
全世界的150万吨蓝鲸=15万平方公里深50厘米表土中细菌,第二节神奇的微生物世界,6.分布最广,如:
万米深海的硫细菌;85公里高空的微生物;地层下128米和427米的沉积岩中的细菌。
第二节神奇的微生物世界,7.种类最多,类型倾向种数病毒与立克次氏体4000支原体80万细菌与放线菌1,000蓝细菌1,227藻类122,801真菌380,000原生动物50,000,第二节神奇的微生物世界,8.变异最易,突变频率一般为10-510-10,但因繁殖快,数量多,与外界环境直接接触,因而在短时间内可出现大量变异的后代。
如:
流感病毒,SARS冠状病毒,禽流感病毒此外,微生物还具有抗性最强、休眠最长、起源最早、发现最晚等特点。
第二节神奇的微生物世界,第三节生物科学的分科,按生物类群或研究对象划分;按研究的生命现象或生命过程划分;按生物结构的层次划分;按与其他学科的关系划分。
1.按生物类群或研究对象来分,植物学、动物学、微生物学、病毒学、人类学、古生物学、藻类学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等。
第三节生物科学的分科,2、按研究的生命现象或生命过程来分,形态学、生理学、分类学、胚胎学、解剖学、遗传学、生态学、进化学、组织学、细胞学、病理学、免疫学等。
第三节生物科学的分科,3、按生物结构的层次来分,种群生物学、细胞生物学、分子生物学群落生物学、量子生物学等。
第三节生物科学的分科,4、与其他学科交叉的分支学科,生物物理学、生物化学、生物数学、生物气候学、生物地理学、仿生学、放射生物学等。
第三节生物科学的分科,美国加州的一棵巨杉高达116米。
世界爷,哈哈!
还有谁的名字比我的更拉风?
蓝鲸,你们相不相信我曾经拖着一艘30米长的捕鲸船跑了4个小时?
平均时速有10公里多呢!
0.513微米,大肠杆菌,时速可达110公里。
非洲猎豹,尖尾雨燕平时飞行的速度为每小时170公里,最快时每小时可达352.5公里,堪称飞得最快的鸟。
旗鱼。
时速可达120公里。
三趾树懒,什么事都懒得做,甚至懒得去吃,懒得去玩,能耐饥饿一个月以上。
还有谁能比我懒,猪笼草,哼哼!
来吧,快来掉进我的瓶子里吧!
哈哈哈送上门的我还能不要吗?
极乐鸟花、天堂鸟、鹤望兰,别看错了!
我可是花哦不是鸟,彼岸花、曼珠沙华、曼陀罗华花开无叶,叶生无花,关于我的传说可是有很多的!
看看我像什么?
三色堇:
猫脸花,猫儿脸,蝴蝶花,好大的一片叶子啊!
大王莲,胎生狗脊,水仙,甲壳纲:
对虾,蛛形纲-蜘蛛,多足纲:
蜈蚣,节肢动物:
昆虫纲,昆虫是所有动物中种类最多的,与人类关系十分密切。
分头、胸、腹三部分,成虫有六个足,所以又称六足纲。
通常有两对翅。
节肢动物,棉蝗虫,棘皮动物,表皮有棘,辐射对称(成体)真体腔的一部分形成特殊的水管系统,部分水管系统伸出体外形成管足,管足的末端有吸盘,管足是棘皮动物运动、取食和感觉器官。
棘皮动物,海星,棘皮动物:
海胆,棘皮动物-海参,头索动物-文昌鱼,尾索动物门海鞘,尾索动物门有3个纲:
尾海鞘纲(Appendiculariae)海鞘纲(Ascidiacea)樽海鞘纲(ClassThaliacea),脊索动物:
脊椎动物,脊椎动物是脊索动物的主要分支和高级发展形式,是动物界高级类型集中的亚门。
神经系统发达,脑分化为大脑、间脑、中脑、小脑和延脑脊椎代替了脊索(脊索只见于胚发育的早期)具备了上下颌(圆口类除外),以下颌上举使口闭合的方式是脊椎动物所特有。
原口类,七鳃鳗,刚捕捞上来的七鳃鳗-水中吸血鬼鳃孔与眼睛排成一直行,故俗称八目鳗,鱼纲:
鳐(软骨鱼),兰点礁鳐blue-spottedreefray,鱼纲:
鲨鱼(软骨鱼),灰鲨grayshark,鱼纲:
硬骨鱼,脊椎动物亚门鱼纲(硬骨鱼)天竺鲷Apogon,两栖纲:
开始从水生向陆地进化,有四肢、用肺呼吸、脑发达,兰脊蝾螈Blue-Ridgepringsalamander,树蛙,爬行纲:
开始真正的陆地生活,曾一度统治地球。
特点:
有羊膜卵羊膜:
胞衣最内层的薄膜,呈囊状,里面充满液体,称羊水,胎儿悬浮其中,有防震和保护作用。
体外有胶质鳞片或角质板。
有发达的颈部肺发育完全,爬行纲,避役,扬子鳄,绿蟒蛇,爬行纲,鸟的祖鸟-伤齿鸟,鸟纲,猫头鹰,鹦鹉,哺乳纲,全身被毛,运动快速、恒温胎生和哺乳的脊椎动物。
胎生和哺乳(2种例外)神经系统和感觉器官发达消化系统分化程度高,消化腺发达,抹香鲸,哺乳纲,蝙蝠,大熊猫,北极狐,动物行为的主要类型,攻击行为防御行为繁殖行为定向行为社群行为与通讯节律行为,捕食行为,繁殖行为,定向行为,类型,化学定向视觉定向听觉定向,外雌蛾发出的气味,雄蛾的触角可以嗅到十一公里,化学定向,章鱼显然看到了装在玻瓶中的虾,视觉定向,长鼻蝙蝠靠发送超声波,折回后,再接受,来探路,听觉定向,定向行为,听觉定向,节律行为,社群行为与通讯,蜜蜂的舞蹈,蜜蜂能借花朵升温求生存,体温30度才能飞行。
行为的发生,先天性定型行为后天性习得行为,先天性定型行为,趋性反射本能,后天性习得行为,印随学习模仿学习判断与推理,后天性习得行为,模仿学习,后天性习得行为,洞察学习,后天性习得行为,印随学习,动物十大杀手,第1名:
蚊子(携带和传播能引起疟疾的寄生虫疟原虫)每年超过万人死亡。
第名:
亚洲眼镜蛇,每年大约万人因为被蛇咬而死亡,被亚洲眼镜蛇咬伤致死的人数占很大的一部分。
(在1万多种鱼类中,有毒鱼类物种竟然多达1200种,超出原先估计的6倍。
有毒鱼类的数目要超出包括毒蛇在内的其他有毒脊椎动物总和。
有毒鱼类包括:
蓑鲉、鲇鱼、鲉、豹蟾鱼、黄蜂鱼、刺尾鱼、河豚等。
毒液蛋白可用于开发研制治疗过敏、疼痛、癌症等难治之症),动物十大杀手,第3名:
澳大利亚箱形水母也称海黄蜂,沙拉碗般大小,触须数量可达根之多,每根触须又长达.米。
每只触须上都长有个刺细胞和足够让人丧命的毒素,被称为海洋中的透明杀手第4名:
大白鲨,鲜血可以刺激大白鲨,让它进入到一种对食物的疯狂状态,它会用多达颗牙齿撕咬水中任何移动的物体,动物十大杀手,第5名:
非洲狮第6名:
澳洲盐水鳄,动物十大杀手,第7名:
大象第8名:
北极熊,动物十大杀手,第9名:
非洲野牛第10名:
毒箭蛙,每只蛙可制造出足以让个人丧命的毒素。
主要生活在巴西、圭亚那、智利等地的热带丛林里,3.为什么要学习生命科学,生命科学是21世纪自然科学的带头学科生命科学充满未解之谜生命科学与人类社会的发展息息相关生命科学的发展需要您的参与,第四节为什么要学习生物科学,1.生命科学是21世纪自然科学的带头学科,21世纪将面临的许多世界性的难题,人口膨胀(28人/秒)气候变化(飓风、热浪、暴雨、寒流、水灾和旱灾)环境污染能源紧缺疾病危害,第四节为什么要学习生物科学,当代自然科学的25个难点问题,在125个科学问题中,有25个特别重大的科学问题,其中16个与生命科学有关:
1、宇宙是由什么组成的?
2、我们在宇宙中是唯一的吗?
3、地球内部如何运动?
4、地球温室效应的极限?
5、物理学定律可以统一吗?
6、在量子时间不确定性和空间不确定性之下,是否还有更深层次原理?
7、化学的自我装配能推进多远?
8、传统计算机的极限?
9、意识的生物学基础是什么?
10、什么控制着器官的再生?
11、一个皮肤细胞如何转变成神经细胞?
12、一个体细胞如何再生成完整个体?
13、生命是如何以及在哪里起源的?
14、什么决定了物种的多样性?
15、合作的行为是如何进化的?
16、如何从大量的生物学数据中描绘生命全图?
17、人类的基因为何如此之少?
18、遗传差异和个体健康在多大程度上是彼此相关的?
19、人类寿命可以延长多少?
20、什么遗传差异使我们成为独特的人类?
21、记忆是如何储存与提取的?
22、我们能否选择性地关闭一些免疫应答基因?
23、是否存在行之有效的艾滋病疫苗?
24、什么能替代廉价的石油以及什么时候?
25、马尔萨斯仍然错了吗?
2.生命科学充满未解之谜,“恐龙灭绝之谜”,生命起源之谜猛犸之谜恐龙灭绝之谜龟鳖家族的长寿之谜,第四节为什么要学习生物科学,困扰科学家的人类十大之谜,英国新科学家杂志列出了尚未破解的人类十大谜团:
1.脸红6.青春期2.笑7.利他行为3.接吻8.艺术4.做梦9.挖鼻孔5.迷信10.体毛,七个困扰科学家的研究课题,美国探索杂志提出的七个令科学家更加困惑的研究发现,它们非但没有揭露事件的本质,反而增添了更多的谜团:
1.宇宙常数2.艾滋病疫苗,无法逾越的难关3.量子纠缠-粒子互动4.人类基因组,太多的垃圾DNA5.西伯利亚指骨,曾经有的新人种6.信息素-物种成员间传递的化学信号?
7.神秘粒子-“上帝粒子”,3.生命科学与人类社会的发展息息相关,农业方面医药卫生方面轻工业、食品工业、酶工程其他方面,第四节为什么要学习生物科学,
(1)农业方面,遗传育种农作物、畜牧业的优良品种转基因食品生物杀虫剂,第四节为什么要学习生物科学,
(2)医药卫生方面,新的抗菌素、疫苗免疫学:
提高了异体器官移植的成功率,并发现了自体免疫疾病的病因基因工程菌与基因疗法:
胰岛素、干扰素、生长激素、淋巴细胞活素、血纤维蛋白溶解剂、白蛋白、血因子、单克隆抗体、DNA探针、基因芯片等干细胞技术,干扰素,第四节为什么要学习生物科学,生物技术引起巨大变革,巨大的科学价值探索人体疾病的奥秘显著的社会效益预防和诊断治疗疾病,使人健康长寿惊人的商业利润新兴支柱产业;比尔盖兹的预言,第四节为什么要学习生物科学,(3)轻工业、食品工业,酶工程:
食品、医药、发酵、日用化工、轻纺、制革、水产、木材、造纸、能源、农业、环保等经济部门发酵工程:
酿酒制曲、味精、抗菌素、维生素等,第四节为什么要学习生物科学,(4)其他方面,细菌造雪细菌保护古建筑无法假冒的生物笔,第四节为什么要学习生物科学,细菌造雪,美国科学家发现假单胞菌能在寒冷的环境中将水雾凝结成雪花,第四节为什么要学习生物科学,细菌保护古建筑,在含钙的情况下能够形成钙的微晶体,以保护古建筑,第四节为什么要学习生物科学,无法假冒的生物笔,利用在墨水中加入含有特定序列的DNA片段,使别人无法假冒你的墨迹,第四节为什么要学习生物科学,交叉学科和边缘领域同时提供机会与挑战,生命科学渴求各个领域优势人才的参与:
诺贝尔生理与医学奖既有物理学家、化学家、又有数学家及社会学家等的参与;作为神父的Mendel发现了遗传学第一定律;“潇洒走一回”的“门外汉”班廷提取了胰岛素,4.生命科学的发展需要您的参与,生命伦理急需重视,人类活动对自然干预的双重性生命活动的干预:
生态系统的恶化生命伦理学:
器官移植、安乐死、人工流产、克隆人、代孕母亲、转基因食品、基因专利、基因隐私、基因歧视、基因造人综上所述,一个不可改变的事实是:
21世纪是生命科学的世纪!
第五节学什么?
如何学?
1、有趣的生物世界植物、动物、微生物有趣的生物实验:
树叶书签等2、青少年生长发育、健康饮食实验:
葡萄酒、酸奶、果冻、面包制作等,儿童青少年营养,造成营养失调的主要原因是不良的饮食习惯和不合理的饮食结构。
良好的饮食习惯有哪些?
一日三餐,按时进餐;每日摄入的总能量中,早、中、晚餐的能量应当分别占30%、40%和30%左右;不偏食,不挑食,不暴饮暴食;饭后不宜立即进行剧烈运动;不吃零食;不盲目节食和减肥;不吃过冷或者过热的食物;少吃或不吃垃圾食品。
不健康的食品,第一:
油炸食品,导致心血管疾病;含致癌物质;破坏维生素。
第二:
腌制类食品,导致高血压,肾负担过重,导致鼻咽癌等。
第三:
加工类肉食品,含致癌物质:
亚硝酸盐;含大量防腐剂。
第四:
饼干类食品,食用香精和色素过多,严重破坏维生素;营养成分低。
第五:
汽水可乐类食品,含磷酸、碳酸,会带走体内大量的钙;含糖量过高。
第六:
方便类食品,盐分过高;热量过高,营养价值极低。
第七:
罐头类食品,破坏维生素,使蛋白质变性;热量过多,营养成分低。
第八:
话梅蜜饯类食品,含致癌物质:
亚硝酸盐,含防腐剂。
第九:
冷冻甜品类食品,含奶油极易引起肥胖;含糖量过高影响正餐。
第十:
烧烤类食品,含大量致癌物质三苯四丙吡,导致蛋白质碳化变性。
第五节学什么?
如何学?
1、有趣的生物世界植物、动物、微生物有趣的生物实验:
树叶书签等2、青少年生长发育、健康饮食实验:
葡萄酒、酸奶、果冻、面包制作等,如何学?
兴趣提出假设并推理查阅相关资料勤于实践,
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