高中生物 第一冊(cè) 第1章 走近生命科學(xué) 1.1 走進(jìn)生命科學(xué)的世紀(jì)課件（1）滬科版

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1、第第1 1節(jié)節(jié) 走進(jìn)生命科學(xué)的世紀(jì)走進(jìn)生命科學(xué)的世紀(jì)為什么為什么2121世紀(jì)被認(rèn)為是生命科學(xué)的世紀(jì)？世紀(jì)被認(rèn)為是生命科學(xué)的世紀(jì)？ 關(guān)鍵問題關(guān)鍵問題 2020世紀(jì)世紀(jì)30-5030-50年代，年代，核能的開發(fā)利用。核能的開發(fā)利用。2020世紀(jì)世紀(jì)50-7050-70年代，年代，航空航天技術(shù)研航空航天技術(shù)研究。究。2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以年代以后，生命科學(xué)、后，生命科學(xué)、信息科學(xué)起步發(fā)信息科學(xué)起步發(fā)展。展。1、生命科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史、生命科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史（1）、生命科學(xué)發(fā)展階段）、生命科學(xué)發(fā)展階段描述法和比較法生物學(xué)階段：描述法和比較法生物學(xué)階段：我國(guó)古代：我國(guó)古代：詩(shī)經(jīng)詩(shī)經(jīng)、齊民要術(shù)齊民要術(shù)、本草綱

2、目本草綱目國(guó)外：國(guó)外： 17世紀(jì)顯微鏡的發(fā)明世紀(jì)顯微鏡的發(fā)明18世紀(jì)林耐的世紀(jì)林耐的“生物分類法則生物分類法則”19世紀(jì)施萊登和施旺的世紀(jì)施萊登和施旺的“細(xì)胞學(xué)說細(xì)胞學(xué)說”、達(dá)爾文的進(jìn)化論、達(dá)爾文的進(jìn)化論實(shí)驗(yàn)法生物學(xué)階段：實(shí)驗(yàn)法生物學(xué)階段：孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)以及摩爾根孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)以及摩爾根的實(shí)驗(yàn)揭示了遺傳的基本規(guī)律的實(shí)驗(yàn)揭示了遺傳的基本規(guī)律分子生物學(xué)階段：分子生物學(xué)階段：1953年年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型建立雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型建立我國(guó)科學(xué)家人工合成結(jié)晶牛胰島素和我國(guó)科學(xué)家人工合成結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸（2 2）、當(dāng)代生命科學(xué)的發(fā)展方向）、當(dāng)代生命

3、科學(xué)的發(fā)展方向微觀領(lǐng)域的方向微觀領(lǐng)域的方向宏觀領(lǐng)域的方向宏觀領(lǐng)域的方向（3 3）、當(dāng)代生命科學(xué)研究的重大成果）、當(dāng)代生命科學(xué)研究的重大成果人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃干細(xì)胞研究干細(xì)胞研究克隆動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物克隆動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物人體器官的移植人體器官的移植 人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃(human genome project, HGP)(human genome project, HGP)是由是由美國(guó)科學(xué)家于美國(guó)科學(xué)家于19851985年率先提出，于年率先提出，于19901990年正式啟動(dòng)年正式啟動(dòng)的。美國(guó)、英國(guó)、法蘭西共和國(guó)、德意志聯(lián)邦共和的。美國(guó)、英國(guó)、法蘭西共和國(guó)、德意志聯(lián)邦共和國(guó)、日本

4、和我國(guó)科學(xué)家共同參與了這一價(jià)值達(dá)國(guó)、日本和我國(guó)科學(xué)家共同參與了這一價(jià)值達(dá)3030億億美元的人類基因組計(jì)劃。這一計(jì)劃旨在為美元的人類基因組計(jì)劃。這一計(jì)劃旨在為3030多億個(gè)多億個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的人類基因組精確測(cè)序，發(fā)現(xiàn)所有人類堿基對(duì)構(gòu)成的人類基因組精確測(cè)序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱為傳信息。與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱為三大科學(xué)計(jì)劃。三大科學(xué)計(jì)劃。 人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃什么是基因組什么是基因組(Genome)?(Genome)?基因組就是一個(gè)物種中所有基因基因組就是一個(gè)

5、物種中所有基因的整體組成。人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物的整體組成。人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物質(zhì)。要揭開生命的奧秘，就需要從整體水平研究基因的存質(zhì)。要揭開生命的奧秘，就需要從整體水平研究基因的存在、基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因之間的相互關(guān)系。在、基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因之間的相互關(guān)系。 人類的人類的23對(duì)染色體對(duì)染色體 型糖尿?。ㄒ葝u素非依賴型糖尿?。┦翘悄虿≈凶钇毡榈男吞悄虿。ㄒ葝u素非依賴型糖尿?。┦翘悄虿≈凶钇毡榈?一種，多發(fā)于歲以上的肥胖者。胰島素是一種刺激信號(hào)，一種，多發(fā)于歲以上的肥胖者。胰島素是一種刺激信號(hào)，細(xì)細(xì) 胞表面和內(nèi)部必須有處理這種信號(hào)的蛋白質(zhì)分子，據(jù)認(rèn)為胞表面和

6、內(nèi)部必須有處理這種信號(hào)的蛋白質(zhì)分子，據(jù)認(rèn)為型糖型糖 尿病是編碼這些蛋白質(zhì)的基因出現(xiàn)缺陷所致。人類基尿病是編碼這些蛋白質(zhì)的基因出現(xiàn)缺陷所致。人類基因組計(jì)劃的因組計(jì)劃的 負(fù)責(zé)人弗朗西斯負(fù)責(zé)人弗朗西斯柯林斯柯林斯(Francis Collins)在美國(guó)在美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究所的國(guó)家衛(wèi)生研究所的 實(shí)驗(yàn)室研究糖尿病，正在第號(hào)染色體實(shí)驗(yàn)室研究糖尿病，正在第號(hào)染色體上的某個(gè)區(qū)域?qū)ふ乙粋€(gè)上的某個(gè)區(qū)域?qū)ふ乙粋€(gè) 可疑基因。他說，第號(hào)染色體測(cè)可疑基因。他說，第號(hào)染色體測(cè)序工作對(duì)他幫助甚大。序工作對(duì)他幫助甚大。 干細(xì)胞是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各干細(xì)胞是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官

7、和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱之為種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱之為“萬(wàn)用細(xì)萬(wàn)用細(xì)胞胞”。人體干細(xì)胞分兩種類型，一種是全功能干細(xì)胞，可。人體干細(xì)胞分兩種類型，一種是全功能干細(xì)胞，可直接克隆人體；另一種是多功能干細(xì)胞，可直接復(fù)制各種直接克隆人體；另一種是多功能干細(xì)胞，可直接復(fù)制各種臟器和修復(fù)組織。人類寄希望于利用于細(xì)胞的分離和體外臟器和修復(fù)組織。人類寄希望于利用于細(xì)胞的分離和體外培養(yǎng)，在體外繁育出組織或器官，并最終通過組織或器官培養(yǎng)，在體外繁育出組織或器官，并最終通過組織或器官移植，實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病的治療。移植，實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床疾病的治療。體外培養(yǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞球體外培養(yǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞球 19541954

8、年，美國(guó)波士頓的醫(yī)學(xué)家哈特韋爾年，美國(guó)波士頓的醫(yī)學(xué)家哈特韋爾哈里哈里森和約瑟夫森和約瑟夫默里成功地完成了第一例人體器默里成功地完成了第一例人體器官移植手術(shù)官移植手術(shù)腎移植手術(shù)。為了避免出現(xiàn)身腎移植手術(shù)。為了避免出現(xiàn)身體排斥外來組織這個(gè)最大的難題，這次手術(shù)是體排斥外來組織這個(gè)最大的難題，這次手術(shù)是在一對(duì)雙胞胎身上進(jìn)行的。盡管如此，它還是在一對(duì)雙胞胎身上進(jìn)行的。盡管如此，它還是開創(chuàng)了人體器官移植的新時(shí)代。開創(chuàng)了人體器官移植的新時(shí)代。羅納德（左）捐腎羅納德（左）捐腎給哥哥理查德，一給哥哥理查德，一不留神名留青史。不留神名留青史。 2、展望生命科學(xué)新世紀(jì)、展望生命科學(xué)新世紀(jì) 后基因組學(xué)后基因組學(xué) 轉(zhuǎn)基

9、因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù) 基因治療基因治療 生物多樣性保護(hù)生物多樣性保護(hù) 腦科學(xué)腦科學(xué)后基因組:蛋白質(zhì)組學(xué) 1994年澳大利亞Macquaie 大學(xué)的Wilkins和Williams等在意大利的一次科學(xué)會(huì)議上首次提出了蛋白質(zhì)組（Proteome）這個(gè)概念。定義為“蛋白質(zhì)組指的是一個(gè)基因組所表達(dá)的蛋白質(zhì)”，即“PROTEOME”是由蛋白質(zhì)的”PROTE”和基因組的“OME”字母拼接而成。目前對(duì)蛋白質(zhì)組的分析工作大兩個(gè)方面。一方面，通過二維膠電泳等技術(shù)得到正常生理?xiàng)l件下的機(jī)體、組織或細(xì)胞的全部蛋白質(zhì)的圖譜，相關(guān)數(shù)據(jù)將作為待測(cè)機(jī)體、組織或細(xì)胞的二維參考圖譜和數(shù)據(jù)庫(kù)。另一方面是比較分析在變化了生理?xiàng)l件下蛋白質(zhì)

10、組所發(fā)生的變化。目前蛋白質(zhì)組在醫(yī)學(xué)方面的研究重點(diǎn)在于對(duì)人類疾病的發(fā)病機(jī)制、早期診斷及治療，對(duì)致病微生物的致病機(jī)理、耐藥性及發(fā)現(xiàn)新的抗生素為主。我國(guó)培育的轉(zhuǎn)基因兔我國(guó)培育的轉(zhuǎn)基因兔轉(zhuǎn)魚抗寒基因的轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄番茄基因治療基因治療基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。中，達(dá)到治療疾病的目的。 取患者骨髓分離干細(xì)胞病毒正常基因并入正?；虻母杉?xì)胞注入患者體內(nèi)吉林長(zhǎng)白山自然保護(hù)吉林長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)區(qū)保護(hù)完整的森林生態(tài)保護(hù)完整的森林生態(tài)系統(tǒng)。珍稀植物有人參、紅系統(tǒng)。珍稀植物有人參、紅松等。珍稀動(dòng)物有梅花鹿、松等。珍稀動(dòng)物有梅花鹿、東北虎等。東北虎等。青海湖鳥島自然保青海湖鳥島自然保護(hù)區(qū)護(hù)區(qū)保護(hù)斑頭雁、保護(hù)斑頭雁、棕頭鷗等鳥類及它們的棕頭鷗等鳥類及它們的生存環(huán)境。生存環(huán)境。腦科學(xué)腦科學(xué) 為了探索人體奧秘，攻克各種疾病，開發(fā)人工智能為了探索人體奧秘，攻克各種疾病，開發(fā)人工智能技術(shù)，美、歐、日等國(guó)家紛紛于技術(shù)，美、歐、日等國(guó)家紛紛于90年代制定了腦科學(xué)年代制定了腦科學(xué)研究的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，并宣布研究的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，并宣布21世紀(jì)是世紀(jì)是腦科學(xué)時(shí)代腦科學(xué)時(shí)代。