生命科学导论与自动化的联系
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。自动化是指机器设备、系统或过程在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。它们在农业、工业、医药、生活、科学发展等领域，都发挥着重要的作用。
生命科学加深对学科交叉、渗透、融合的理解，自动化增强了自动进行操作或控制的能力。生命科学与自动化是不可分割的。仿生学就是它们之间的纽带之一。仿生学是近年来发展起来的工程技术与生物科学相结合的交叉学科。仿生学通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，而且同时该方案也完全适应了自然的需要。仿生学的目的就是分析生物过程和结构以及它们的分析用于未来的设计。
智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。这是生命科学知识与高级自动化系统共同完成的。
将来总有一天，盲人装上人工视网膜后，不仅仅可以拥有视力，而且其眼睛还可以像智能手机一样，拥有录音、缩放等功能。生命科学总会在生活中起着重要的作用，而自动化更是对生活的另一种诠释。
7.3.1地球上生命的起源 教学目标 【知识与能力】 1.关注生命起源的不同观点。 2.描述地球生命起源的过程。 【过程与方法】 1.培养学生运用证据进行推测的科学方法。 2.通过不同观点的介绍，培养学生的开放性和发散性思维。 3.培养学生自主学习能力和团体协作能力。 4.培养学生收集资料，分析问题的能力。 【情感态度价值观】 1.通过对地球生命起源的探讨，培养求知和敢于怀疑的品质。 2.在课堂渗透无神论的世界观，进行热爱生命的教育。 教学重难点 【教学重点】 1.关注关于生命起源的不同观点。 2.米勒实验。 3.“化学起源说”中关于生命起源的过程。 【教学难点】 米勒实验。 课前准备 课件等。 教学过程 情境导入 [课件展示]世界各地关于生命起源的神话传说。盘古开天、女娲造人、《圣经》片段《创世纪》等。 提问：最早人们认为生命是怎么起源的？不同民族不同地区都有自己的创世神话，这些神话的共同点是什么？你们相信这些神话吗？为什么？ 讲授：基督教在西方占统治地位以后，神创论成为神圣不可侵犯的教条，这在一定程度上阻碍了人们对生命的起源的探索。 学生聆听、观看，感受悠远而神秘的氛围，并想象原始的地球。 学生回答问题，大胆解释其中的内容。 讲授新课 一、原始地球的形成 地质学研究表明，地球大约是在46亿年前形成。 提问：46亿年前地球上的环境是怎样的呢？ [播放视频]《原始地球环境》。 组织小组间交流：这样的原始地球环境中，生命是如何产生的呢？
引申提问：生命起源的物质基础是什么？能量条件是什么？原始生命诞生的场所在哪儿？ 1.学生观看视频，打开思维的阀门进行想象，用自己的生动语言描述想象中的地球。 2.教师指导学生在小组内交流整理课前收集的人类对生命起源问题的认识，如自然发生说、宇生说、热泉生态系统说、宇宙大爆炸、星云假说等。 二、米勒实验 讲授：科学家提出了这样的猜想：在紫外线、闪电、热能和宇宙射线的激发下，原始大气的主要成分氨、氢气、甲烷、硫化氢和水蒸气等相互作用形成有机小分子。 提问：科学家的猜想是否正确？在原始地球条件下能够生成有机小分子吗？如何验证？[课件展示]米勒实验。 提问：米勒实验装置各部分分别模拟什么？ 讲授：1周后，在装置底部实验瓶的水溶液中，发现了多种有机小分子，其中有些是组成生命物质的必要成分。 提问：从米勒实验结果可以得出什么结论？ 观察米勒实验的装置，分析实验设计的原理和结果，根据老师提供的资料，进行合理的逻辑推理，让自己的逻辑推理能力更深入些。 在全班交流成果，使得问题的解决更加完善。 回答：水蒸气、氢、氨、硫化氢和甲烷等混合气体模拟原始大气；沸水模拟原始海洋；电极模拟闪电和辐射等环境条件；冷凝器模拟降雨等。 回答：在原始地球条件下能够生成有机小分子。 三、生命起源学说 讲授：科学家进一步推测，有机小分子随着雨水汇入原始海洋，经长期演变，最终形成简单的原始生命形式。 提问：1976年，我国吉林地区曾发生了一场罕见的陨石雨，科学家们在陨石表面发现了多种有机小分子物质，你以此能得出怎样的推测结论？ 阅读：海洋化学起源学说。 提问：科学家的推测是否正确？在原始海洋能够形成原始生命吗？如何验证？ 讲授：我国的科研成果展示。(人工合成结晶牛胰岛素、转运RNA等) 提问：这些研究成果说明了什么？ 讲授：所有的生物都有一个共同点——体内都含有蛋白质和核酸。蛋白质和核酸是构成生命有机体的基本素材。 设问：有了基本材料在实验室里是否就可以制造出原始生命呢？ 学生聆听、思考并回答：地球原始生命可能从外星球起源。 学生总结归纳：生命是复杂的，生命的起源的问题还需要我们进一步去探索。 四、反馈练习 分析：腐肉生蛆。 提问：有人根据自己的观察提出一些新的见解，勇于对“神创论”提出挑战，比如善于观察的人们看到腐肉生蛆、枯草化萤、青蛙从淤泥中跳了出来、臭水沟里突然出现了老鼠等，便提出了自然发生论，认为生命是由无生命物质自然产生的，在较短的时间内可以完成，甚至可以自然产生。 提问：你们是否赞同自然发生论？ 分析：巴斯德的“鹅颈烧瓶”实验。(出示实验装置图片) 提问：你能解释实验现象吗？ 提问：如果不加热肉汤是否会变质？为什么？有无对照？还可以怎样设计对照？ 讲授：直到20世纪60年代，在伦敦的一个研究所中，还一直保存着19世纪后期为否定自
生命科学与金融学 生命科学是研究包括人在内的各种生物，其生命特征的规律性，如生物类群、结构功能、生长发育、遗传变异、起源进化，以及生物和环境相互作用的基础科学。生命科学作为一门基础科学，传统上是农业和医学的基础，涉及种植、畜牧、养殖、医药、体育与卫生等。随着生命科学理论体系的完善和科研方法和技术的不断进步，其应用领域正在不断的扩大。现在生命科学的影响已经扩大到食品、化工、环保、冶金等方面，若考虑仿生学因素，其影响还涉及机械、电子、信息技术诸领域。 从生物科学到生物技术和生物工程是人们从认识生命活动和探索生命的规律性到改造及提高人们的环境适应能力的飞跃。而随着生命科技渗透到人口、环境、健康、资源和海洋开发等重大问题的解决途径中，生命科技产业化的步伐大大加快，生物产业已成为关系到中国民生的重要产业，以生命科学产业化为基础的生物经济将引领中国社会又好又快的可持续的发展 所示为生命科学的实践化过程 生物经济这一概念是由stan davis 和Christophermeyer于2000年提出的。生命科技的研发应用是生物经济的基础，生物经济是建立在生物经济产品和产业上的。与具有垄断性质的信息技术和信息经济不同，生物技术和生物经济具有较强的资源依赖性、技术通用性和产品多样性，而市场垄断性则较弱。这为拥有丰富的生物资源的发展中国家在未来的生物经济时代中实现跨越式发展提供了契机。 与互联网局限在人们信息层次上的交流不同，生命科学的革命性在于它将改变人们生存和健康的各方面。生物产业所带来的商机远远大于信息技术，生物科技产业具有的研发领域广、研发投入高、附加值高、公害低、土地和劳动力的需求少，也已成为人类社会经济发展的新动力。 我国的生物经济 我国是世界上生物资源最为实饶的国家之一，我国有十三亿人口的食物和健康需求。我国发展生物经济是应对国际竞争和解决未来人口、资源、能源等问题的关键。生物技术不反自身发展迅速，而且带动的大批高新技术产业的成长。经过20多年努力，我国已初步建立了完整的生物技术研发体系，我国生物经济初见端倪。我国目前拥有200多个生物技术实验室（重点项目），技术和研发产品人员约两万人。我国涉及现代生物技术的企业约500余家，从业人员超过五万人，我国建立了生物基地。 通过学习生命科学与技术，发现自己所学专业金融学是可以与生命科学一起服务于社会主义现代化建设，通过自己的专业知识，为生命科学在实际生产中筹资，开拓市场，造福社会做出贡献。
生命科学与计算机科学 当今世界，科学技术发展突飞猛进，新兴学科、交叉学科不断涌现，科技进步对经济社会的影响作用日益广泛和深刻。伴随着信息科技革命方兴未艾的浪潮，生命科学的发展也正在展现出无可限量的前景。生命科学是一门对各种生命形式进行研究和探秘的学科，它不同于我们以往学习的生物，生物只是生命科学所涉及的其中一个方面，而生命科学研究多个层次和各种生命形式，并对其进行科学性分析和探讨。越来越多的人们已经预见到，一个生命科学的新纪元即将来临，21世纪将是生命科学的迅猛发展的时代。如今现代生物技术广泛应用于农业、医药与健康、能源、环境保护等领域，对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响。 在现代社会中，生命科学与人们生活息息相关，成为了备受人们关注的一门科学。生命科学在日常生活中应用广泛，无论是DNA检验还是血型判断，或是疾病治疗，都离不开生命科学的具体应用。然而，倘若单单依靠生命科学，生命科学不可能飞速发展到如此地步，也明显不足以满足和实现人们的各种需求。显然，生命科学的发展与其他学科或技术的辅助密不可分，而我的专业是计算机，所以就让我来探讨一下生命科学与计算机科学之间的联系。 就以DNA为例。1925年，微生物学家沃森和克里克宣布他们已经解决了现代生物学最重要的问题，破译出了隐藏在DNA分子结构中的“遗传密码”。在我看来，“密码”这个词汇用的相当巧妙，令人马上联想到信息论中的“信息的编码”，而且还令人想到英国第一台计算机的用途——破译德国的密码。DNA分子结构是密码，计算机却是破解密码的工具，这似乎在揭示着生物学与计算机从很早开始便有着不解之缘。 不久DNA分子就被普遍认为是某种微型控制论机器，它们储藏并处理极微小单位的、经过化学编码的信息。据称，这些经过编码的信息控制着生物体复制的不连续的过程，当载有全部编码的两条螺旋体被解开，携带的信息将按储存单位一段段地解读，如同计算机的记忆存储器解读其中的字符串一样。 虽然实际上DNA的“程序”远没有那么简单，但在“新生物学”突破的初期，
生物生命的起源1 周次周课时总课时数授课日期课题第一节生命的起源课型新授学习目标1、描述生命起源的化学过程。2、关注生命的起源，培养生物进化的观念。重点难点1、述生命起源的化学过程。2、激发学生对生命科学发展的关注和兴趣。教学过程【基础梳理】⒈地球上的原始生命是由____________经过________过程演变而来的。⒉原始大气的成分有______、_______、______、______、_________等不过没有________。⒊原始海洋是由_____变成________，然后越积越多变成的。它是__________诞生的摇篮。⒋_______ →_______→_____ →→______________。5.1965处我国科学家利用_________成功合成_________。1981，我国科学家利用简单的有机物合成_________。它能证明生命起源的_________阶段。【合作探究】1、地球产生的年代？2、早期地球的状况如何？3、原始大气与现在大气有何不同？4、原始生命起源于何处？5、生命起源的化学进化过程分为哪几个阶段？【知识点突破】1、原始大气的成分。2、化学进化阶段及变化。（简单到复杂、水声到路生、低等到高等）3、原始生命诞生历程。（无机物、有机物、原1 ————来源网络整理，仅供供参考
始生命）【基础检测】[阶段性检测一]1、原始生命形成的场所是（）a海洋b原始森林c原始陆地d原始海洋2、原始大气与现在的大气相比，没有的气体是（）a氨气b甲烷c氧气d水蒸气3、米勒和其他学者的实验说明的是（）a原始地球能形成原始生命b 原始地球能形成构成生物体的有机物c生命起源于原始大气d紫外线等自然条件的长期作用形成原始生命4、从生命起源的过程看，组成生命体最重要的物质是（）a水b蛋白质c蛋白质、核酸d氨基酸5、在生命起源的化学进化过程中不在原始海洋中形成的是a有机小分子物质b有机大分子物质c单细胞生物d原始生命[阶段性测验二]6、阅读课本5页实验过程，分析实验现象与结论。小组合作完成1）、在米勒的实验装置中，向密闭的实验装置内通入的气体代表，实验过程中的火花放电，模拟了原始地球的现象。2）、实验装置中的冷凝管可使反应后的气体与水蒸气冷却形成液体，这模拟了过程？烧瓶中的暗褐色液体含有成分。3）、该实验中，你认为米勒提出的问题是；作出的假设是；得出的实验结论是。米勒实验为化学进化说中，由形成这一阶段提供了有力证据。学后反思 ————来源网络整理，仅供供参考 2
1. 什么是系统生物学？ 系统生物学是一种典型的多学科交叉研究，它需要生命科学、信息科学、数学、计算机科学等各种学科的共同参与。它是一种整合型大科学，要把系统内不同性质的构成要素（基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等）整合在一起进行研究。对于多细胞生物而言，系统生物学就是要实现从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合。 系统生物学包括四个方面： 一、系统结构。包括基因，蛋白间关系以及由此得到的基因蛋白网络和生物通路，以及这些相互之间关系所牵涉到的细胞内和细胞外结构的物理特性和机制。 二、系统动力学。可以通过代谢分析，敏感性分析，动力学分析工具比如分叉分析等，以及识别不同行为所内含的机制等分析方法和手段来理解在不同时间点不同条件下系统的行为。 三、系统的控制方法。掌握这些控制细胞处于各种状态的机制，用来模拟系统，能得到治疗疾病的药靶。 四、设计的方法。基于某些设计的原则和模拟方法，可以修正和构造具有所需特性的系统，而不需要盲目地反复实验。 2. 生物芯片技术对于系统生物学的意义？ 生物芯片是多领域相揉合的产物，生物芯片技术涉及电子技术、成像光学、材料学、计算机技术、生物技术等。简单说，生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。生物芯片技术是系统生物学技术的基本内容。 系统生物学有两个关键技术基础，“组学”数据基础，以及检测和实验技术基础。在检测和实验技术这一方面，生物芯片占有举足轻重的地位。二十世纪末期，生物芯片开始进入大家的视野，它有着传统技术无可比拟的优势：高通量、微型化、自动化。系统生物学需要处理海量的组学数据，如果仅仅依靠传统手段，将举步维艰，借助于芯片技术，将事半功倍。 3. 以某离子通道为例，叙述蛋白结构和功能的测量方法和手段 以BK通道为例，结构测量：首先得到通道的序列，设计引物，通过体外PCR 快速高效的体外扩增该片段，然后连接到合适的载体上导入宿主细胞中进行表达，获得蛋白，通过HPLC进行蛋白分析和分离，将纯化后的蛋白配制成浓溶液，进行晶体生长实验，获得高质量的单晶体后，进行X射线衍射来解析该通道的结构，功能测量：通过量：通过切除部分序列，来测量通道的功能序列，定点突变来确定通道的关键氨基酸。通过特异性药物或毒素与通道的结合相互作用来检测通道的生理活性和功能。 4、有哪些方法可用来确定离子通道生理功能？ （1）电压钳技术 膜对某种离子通透性的变化是膜电位和时间的函数。用玻璃微电极插入细胞内，利用电子学技术施加一跨膜电压并把膜电位固定于某一数值，可以测定该膜电位条件下离子电流随时间变化的动态过程。利用药物使其他离子通道失效，即可测定被研究的某种离子通道的功能性参量
第一节生命的起源 一、教学目标 知识技能 1．了解生命起源化学进化过程的四个阶段。 2．通过米勒的实验，了解模拟实验的原理和方法了解米勒的实验与结果。 3．了解我国在探索生命起源问题上的重大成就。 过程方法 1．在引导学生阅读教材、整理知识体系的过程中，培养学生的自学能力和分析、归纳问题的能力。 2．让学生在解决问题中掌握获取知识的基本途径和方法。 情感价值 ．通过本节课的学习，使学生了解到地球上的原始生命是由非生命物质逐渐演变来的，生命是物质的，从而对学生进行科学的世界观和宇宙观的教育。 2．通过介绍我国在探索生命起源方面取得的重大成就，对学生进行爱国主义教育。 二、教学重难点 1.生命起源化学进化过程的四个阶段。 2.关于生命起源问题目前仅限于假说和推测， 三、课时安排 1课时 四、教学过程 （一）情境导入 关于生命的起源同学们可能听说过许多不同的传说，大家对这个问题很感兴趣，这也是多年来科学家一直在探索的问题。今天就让我们一起来探究有关生命起源的问题。 （二）学习新课 科学有别于其它认知方式和其它知识体系，就是因为它采用的是实证标准、逻辑论证。所以，科学的推测必须和观察或实验所获得的证据一致，还应该合乎逻辑。科学并不排除想象和联想，但是这些想象和联想应该是基于现有数据的基础上的，并最终还需要过程和实验的证实。〔科学研究思路：事实-------推测---------事实验证 阅读课文第51页，生命起源的假说有哪些理论？
一、神创论：无据可查 二、自然发生说 指导阅读课文，交流讨论科学家如何通过实验否定自然发生说？ 三、宇生论： 分组交流展示 1.证据：表明:： 2.地球外的生命又是如何产生的 四、化学进化论： 原始地球的气候与环境 1.地球什么时候形成？ 看P51原始地球表面想象图，描述原始地球环境 2.原始大气是怎样形成的？ 3.米勒模拟实验 提出问题:原始地球能不能产生原始生命呢？ 实验原理： 实验方法：在米勒模拟实验中，向密闭的实验装置中通入等气体模拟。实验中的火花放电模拟了原始地球的现象。对Ｃ装置中的产物进行分析，发现有生成，此装置模拟了原始地球条件下的。原始大气中无机物合成有机物的能量来自于。 实验表明： 4.化学进化过程 进程1：，在、、自然条件的长期作用下，形成了简单的有机物。 进程2：简单有机物————>有机高分子物质（如蛋白质） 1965年我国科学工作者首次人工合成了一种比较简单的，具有生命活性的蛋白质分子， 1981年，又利用简单的有机物，人工合成了组成生命的另一种重要物质酵母丙氨酸转运核糖核酸，这是一种RNA。 进程3：有机高分子物质————>多分子体系 （阅读课本最后一段）：说明。 进程4：多分子体系——————>原始生命
1910年诺贝尔生理学或医学奖 他对蛋白质和核酸的研究为细胞化学做出了贡献 科塞尔发现核素是蛋白质和核酸的复合物。他小心地水解核酸，得到了组成核酸的基本成分：鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶，还有些具有糖类性质的物质和磷酸。确定了核酸这个生物大分子的组成之后，随之而来的问题是这些物质在大分子中的比例，它们之间是如何连接的。斯托伊德尔( H. Steudel )找到了前一个问题的答 案。通过分析，他发现单糖、每种嘌呤或嘧啶碱基、磷酸的比例为 1 ： 1 ：1。科塞尔及 其同事发现，如果小心地水解核酸，糖基团与含氮的基团是连在一起的。科塞尔还对核酸与蛋白质的结合方式进行了研究。他发现有些物种的核酸与蛋白质结合比较紧密，有些则比较松散。 1962年诺贝尔生理学或医学奖 发现了核酸的分子结构及其在遗传信息传递中的作用 1951年，美国一位23岁的生物学博士沃森来到卡文迪许实验室，他也受到薛定谔《生命是什么》的影响。克里克同他一见如故，开始了对遗传物质脱氧核糖核酸DNA 分子结构的合作研究。他们虽然性格相左，但在事业上志同道合。沃森生物学基础扎实，训练有素；克里克则凭借物理学优势，又不受传统生物学观念束缚，常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补，取长补短，并善于吸收和借鉴当时也在研究DNA分子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果，结果不足两年时间的努力便完成了DNA分子的双螺旋结构模型。沃森和克里克在1953年4月25日的《自然》杂志上以1000多字和一幅插图的短文公布了他们的发现。在论文中，沃森和克里克以谦逊的笔调，暗示了这个结构模型在遗传上的重要性：“我们并非没有注意到，我们所推测 的特殊配对立即暗示了遗传物质的复制机理。”在随后发表的论文中，沃森和克里克详细地说明了DNA双螺旋模型对遗传学研究的重大意义：(1)它能够说明遗传物质的自我复制。这个“半保留复制”的设想后来被马修?麦赛尔逊( Matthew Meselson )和富兰克林?斯塔勒(Franklin W. Stahl )用同位素追踪实验证实。(2)它能够说明遗传物质是如何携带遗传信息的。(3 )它能够说明基因是如何突变的。基因突变是由于碱基序列发生了变化，这样的变化
第一节生命的起源 课型：新授课 教学目标 1．知识目标 ①了解生命起源化学进化过程的四个阶段。(重点) ②了解米勒的实验与结果。 ③了解我国在探索生命起源问题上的重大成就。 2.能力目标 ①在引导学生阅读教材、整理知识体系的过程中，培养学生的自学能力和分析、归纳问题的能力。（难 点） ②让学生在解决问题中掌握获取知识的基本途径和方法。 3．情感、态度与价值观目标 ①通过本节课的学习，使学生了解到地球上的原始生命是由非生命物质逐渐演变来的，生命是物质的， 从而对学生进行科学的世界观和宇宙观的教育。 ②通过介绍我国在探索生命起源方面取得的重大成就，对学生进行爱国主义教育。 教学重点和难点 1.重点：描述"化学起源说"中关于生命起源的过程、关注生命起源的各种观点。 2.难点：描述"化学起源说"中关于生命起源的过程。 教学方法及学法指导： 教学方法：有关生命起源的问题，一直是人们感兴趣的话题。因此，本节课对于学生的发散思维、求异思维，尊重客观事实、不迷信权威、敢于质疑的思维品质的培养，搭起了一个较好的平台。所以采取以学生为主教师引导的方法教学，其中重点突出学生的主体地位，激发学生科学的探究方法。 学法指导：学生对地球上生命起源的问题比较感兴趣，但对最原始的生命是怎样出现的却不甚清楚。所以，教师应注意多从生活实际出发，通过查阅资料、分析和讨论，培养学生尊重客观事实、不迷信权威、敢于质疑的思维品质，使学生进一步理解、掌握 课前准备： 《生命的起源》课件第一课时；学生课前对本节内容进行预习及生命起源相关内容的资料和图片。 教学过程 教学教师活动学生活动设计意图
环节及时间安排 创设情景激发兴趣3分钟同学们，我们知道地质学研究表明，地球大约 是在46亿年前形成的，那时候地面上火山喷 发、熔岩横流；天空中电闪雷鸣，或赤日炎炎， 与现在的环境迥然不同。那么当时或者几十亿 年前、几亿年前，地球上的生物又是怎样的呢？ 最原始的生命又是怎样出现的呢？关于这些问 题，自古以来就被人们广为关注，人们不断地 去探索和追求，出现了各种各样的争论。随着 科学技术的发展，人们对这个问题的认识也越 来越深入。今天，我们就一起来关注这个热点 ——生命的起源。 激情、质疑 激发兴趣 表述交流 激发学生学习 的兴趣，对生物 课产生好感。 引导探究层层推进20分钟我们首先要讨论最早的生物是如何形成的。 我们是否能接受这一观点。如果生物是由 上帝创造的，上帝又是谁创造的？如果生物不 是上帝创造的，地球上的生物又是从哪里来 的？——古代的人们认为：生物可以从非生命 物质直接转变而来。如腐肉生蛆、腐草化萤、 白石生羊等。 （一）生命起源的化学进化：（看书3—4页） 结合课本示意图讨论分析回答： 1.原始大气的成分有那些？这些物质是从那里 来的？原始大气成分与现在大气成分有什么明 显不同？ 2.原始生命起源的场所是？据你 推测此时地球表面温度应该？（很高；较低） 3.根据课本内容和你收集的资料，你认为原始 曾有一个学说，称为“神 创论”，认为：地球上的所 有生命都是上帝创造的。 上帝最初创造了多少种生 物，地球上现在就有多少 种生物；而且生物之间没 有任何亲缘关系。 学生以小组为单位看书第 3—4页结合课本示意图讨 论分析回答，并找出疑难 问题。 让学生发表自 己的观点，充分
现代生命科学技术的论文 基因芯片——“生物信息精灵” ——浅谈数学、计算机在现代生命科学研究中的作用 二十世纪是物理科学的世纪，而二十一世纪则是生命科学的世纪。生命科学，尤其是生物技术的迅猛发展，不仅与人类健康，农业发展以及生存环境密切相关，而且还将对其它学科的发展起到促进作用，所谓"今天的科学，明天的技术，后天的生产"。而生命科学的基础性研究是现代生物技术的源泉、科学和技术创新的关键。 现代生物技术，是一门领导尖端科技的学科，正因如此，我很想知道它与数学——我得专业课，计算机等理论或技术是怎样有机的联系在一起的。基于此，我利用课余时间查阅了许多网站、书籍，并有了小小的收获。现就“基因芯片”技术，浅谈如下。 一、基因芯片简介 基因芯片，也叫DNA芯片，是在90年代中期发展出来的高科技产物。基因芯片大小如指甲盖一般，其基质一般是经过处理后的玻璃片。每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区。在指定的小区内，可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子（也叫分子探针）。 由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列，利用分子杂交及平行处理原理，基因芯片可对遗传物质进行分子检测，因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等。基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点，是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃。 二、基因芯片技术 生物芯片技术是于90年代初期随着人类基因组计划的顺利进行而诞生，它是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的微缩技术，将现在生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程，如样品制备、化学反应和定性、定量检测等手段集成于指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上，使这些分析过程连续化和微型化。也就是说将现在需要几间实验室、检验室完成的技术，制作成具有不同用途的便携式生化分析仪，使生物学分析过程全自动化，分析速度成千上万倍地提高，所需样品及化学试剂成千上万倍地减少。可以预见，在不远的将来，用它制作的微缩分析仪将广泛地应用于分子生物学、医学基础研究、临床诊断治疗、新药开发、司法鉴定、食品卫生监督、生物武器战争等领域。 生物芯片技术是目前应用前景最好的DNA分析技术之一，分析对象可以是核酸、蛋白质、细胞、组织等。目前全世界用生物芯片进行疾病诊断还处于研究阶段，国外已将其用于观察癌基因及肌萎缩等一些遗传病基因的表达和突变情况。
诺贝尔化学奖 诺贝尔化学奖是诺贝尔奖的一个奖项，由瑞典皇家科学院从1901年开始负责颁发。每年于12月10日，即诺贝尔逝世周年纪念日颁发。诺贝尔化学奖是为了表彰前一年中在化学领域有最重要的发现或发明的人。 1901年：雅克布斯·范托夫，发现了化学动力学法则和溶液渗透压 1902年：亚米尔·费歇尔，合成了糖类和嘌呤衍生物 1907年：爱德华·布赫纳，对酶及无细胞发酵等生化反应的研究 1915年：理查德·威尔施泰特，对植物色素的研究，特别是对叶绿素的研究 1918年：弗里茨·哈伯对合成氨的研究 1921年：弗雷德里克·索迪，对放射性物质以及同位素的研究 1929年：亚瑟·哈登, 汉斯·奥伊勒-克尔平对糖类发酵以及发酵酶研究和探索 1930年：汉斯.费歇尔对血红素和叶绿素等的研究 1937年：沃尔·诺曼·霍沃思，保罗·卡勒对碳水化合物和维生素C的研究以及对类胡萝卜素，黄素和维生素A、B2的研究 1938年：理查德·库恩，对类胡罗卜素和维生素的研究 1939年：阿道夫·弗雷德里希·Johann·布特南特, 利奥波德·Ruzicka 对性激素的研究以及对聚亚甲基和高萜烯的研究 1946年：詹姆士·Batcheller·萨姆纳，约翰·霍华德·那斯罗蒲，温德尔·梅雷迪思·斯坦利发现了酶可以结晶以及在生产纯酶和病毒蛋白质方面所作的准备工作 1947年：罗伯特·鲁宾逊爵士对植物产物，特别是生物碱的研究 1948年：阿纳·威廉·考里恩·蒂塞利乌斯对电泳现象的研究和对吸附作用的分析 1955年：文森特·杜·维格诺德对含硫化合物的研究，特别是多肽激素的首次合成 1957年：亚历山大·罗伯塔斯·托德男爵研究了核苷酸和核苷酸辅酶的结构 1958年：弗雷德里克·桑格研究了蛋白质，特别是胰岛素的一级结构
计算机科学与技术 Computer Science and Technology 一、专业介绍 计算机科学与技术专业主要培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术，包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。 二、培养目标 培养德、智、体、美全面发展，具有良好的科学素养，系统地掌握计算机科学理论、计算机硬件系统、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，基本具备本领域分析问题与解决问题的能力，能在科研、教育、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究、开发和应用，具有创新精神和实践能力的计算机科学与技术学科的学术研究型人才和复合应用型人才。 三、毕业要求 要求1：具有较好的人文社会科学素养：较强的社会责任感：团队合作意识和良好的环境保护职业道德； 要求2：掌握计算机科学与技术相关的自然科学基础理论知识，获得科学思维的基本训练，具有科学思维方法和技术手段来解决复杂问题的能力。 要求3：掌握计算机科学与技术学科的基础理论和专业知识，了解计算机科学与技术学科的前沿发展现状和趋势，了解计算机科学与技术新方法：新技术和新设备的发展动态； 要求4：掌握解决计算：网络问题的工程技术与管理技术的科学理论与专业知识，获得科学思维的基本训练，具有综合运用专业知识来解决问题的能力。 要求5：掌握现代计算机系统的组织与体系结构：设计方法：操作技能及逻辑设计技能； 要求6：掌握计算机软硬件开发和综合应用的知识与能力； 要求7：了解与本专业相关的研发：设计：施工：管理等方面的方针：政策与法律：法规； 要求8：掌握基本的创新方法，具有创新意识和一定的组织管理能力：较强的表达能力与人际交往能力，具有终身学习意识和社会适应能力； 要求9：掌握文献检索：资料查询和运用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有获取和传播知识和信息的能力； 要求10：掌握一门外国语，具有较强的听：说：读：写能力，能查阅专业外文文献，较熟练地阅读本专业外文书刊，具备一定的国际交流能力。 实现矩阵
2016-2017生命科学与技术研究进展考试题库 请各位同学注意：《生命科学与技术研究进展》课程 考试时间为：第十二周周六（2016年11月19日）晚上18:30—21:30 考试地点：东十二楼F101教室 1.简述2-3种转基因新技术的理论基础和操作原则。 1.植物转基因基因组中含有外源基因的植物。它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得，有可能改变植物的某些遗传特性，培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种，如玉米稻、北极鳄梨、转基因三倍体毛白杨。 2.动物转基因就是基因组中含有外源基因的动物。它是按照预先的设计，通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵，再以生殖工程技术，有可能育成转基因动物。人工转基因技术原理是将人工分离和修饰过的优质基因，导入到生物体基因组中，从而达到改造生物的目的。具有不确定性。常用的方法和工具包括显微注射、基因枪、电破法、脂质体等。 2.展望你对转基因技术应用的前景。 转基因技术是利用分子生物学技术将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体性状的可遗传修饰。转基因技术已广泛应用于医药、工业、农业、环保、能源、新材料等领域。目前已有基因工程疫苗、基因工程胰岛素和基因工程干扰素等药物。其使用基因拼接技术或DNA重组技术(即转基因技术)，指按照人们的意愿，定向地改造生物的遗传性状，产生出人类需要的基因产物，以此生产出的药物原料和药品。利用转基因技术进行遗传改良有着重要的意义，可以：第一、增加产量。第二、改良品质。第三、增强抗逆性。第四、生产转基因药品。 同时，转基因技术的发展打破了自然发展的规律或多或少破坏了生物界领域的和谐。转基因技术对生态系统和人类健康的危害: 第一,基因飘逸即基因流或基因水平转移到其他近缘物种。第二,转基因植物产生的杀虫毒素可由根部渗入土壤, 某种单一的转基因植物的大量种植可能会对土壤生物及微生物和环境产生不良影响, 因而减少本地区物种的多样性。第三,转基因产品的毒性, 能引起人的过敏反应。第四,转入植物的标记基因(特别是抗生素基因) ,有可能通过某种途径扩散到其他微生物中并使其产生新的抗药性,导致超级病原菌的产生。 因此转基因作物安全性需考虑的问题：（1）转基因作物的食品安全性：毒性、过敏反应、抗药性等。（2）环境释放的生态风险作为“外来种”是否带来生态风险；在环境中的残留及可能造成的基因污染；对土壤生态系统的影响；可能演变成农田杂草或将基因传递到其他杂草的风险。 3.请试论述生物能源的优越性及不足。 优越性：生物质能源具有资源丰富、可再生、低污染，能解决能源危机和保护生态环境。易燃烧，污染少，灰分较低。能控制环境污染，减轻对石油资源的依赖，推动农业产业链的发展，是解决全球能源危机的理想途径。(1)提供低硫燃料，(2)提供廉价能源(于某些条件下)，(3)将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如，垃圾燃料)，(4)与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。另外，①生物燃料是唯一能大规模替代石油燃料的能源产品，而水能、风能、太阳能、核能及其他新能源只适用于发电和供热。②生物燃料是产品上的多样性。能源产品有液态的生物乙醇和柴油，固态的原型和成型燃料，气态的沼气等多种能源产品。既可以替代石油、煤炭和天然气，也可以供热和发电。③生物燃料是原料上的多样性。生物燃料可以利用作物秸秆、林业加工剩余物、畜禽粪便、食品加工业的有机废水废渣、城市垃圾，还可利用低质土地种植各种各样的能源植物。 ④是生物燃料的“物质性”，可以像石油和煤炭那样生产塑料、纤维等各种材料以及化工原料等物质性的产品，形成庞大的生物化工生产体系。⑤生物燃料的“可循环性”和“环保性”。⑥生物燃料的“带动性”。生物燃料可以拓展农业生产领域，带动农村经济发展，增加农民收入；还能促进制造业、建筑业、汽车等行业发展。在中国等发展生物燃料，还可推进农业工业化和中小城镇发展，缩小工农差别，具有重要的政治、经济和社会意义。⑦生物燃料具有对原油价格的“抑制性”。⑧生物燃料是创造就业机会和建立内需市场。 不足:(1)植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物，(2)单位土地面的有机物能量偏低，(3)缺乏适合栽种植物的土地，(4)有机物的水分偏多(50%～95%) 还有：热值及热效率低，体积大而不易运输，目前达不到规模化生产的程度:生物质合成燃料乙醇存在着“与人争粮”的问题，生物质合成生物柴油存在着污染较大的不足，生物制氢存在着产氢效率低，氢气收集困难等弊端，沼气发酵则存在着发酵效率低、持续运行能力差的缺点。
1901年E . A . V . 贝林（德国人）从事有关白喉血清疗法的研究 1902年R.罗斯（英国人）从事有关疟疾的研究 1903年N.R.芬森（丹麦人）发现利用光辐射治疗狼疮 1904年I.P.巴甫洛夫（俄国人）从事有关消化系统生理学方面的研究 1905年R.柯赫（德国人）从事有关结核的研究 1906年C.戈尔季（意大利人） S.拉蒙-卡哈尔（西班牙人）从事有关神经系统精细结构的研究 1907年C.L.A.拉韦朗（法国人）发现并阐明了原生动物在引起疾病中的作用 1908年P.埃利希（德国人）、 E.梅奇尼科夫（俄国人）从事有关免疫力方面的研究 1909年E.T.科歇尔（瑞士人）从事有关甲状腺的生理学、病理学以及外科学上的研究1910年A.科塞尔（德国人）从事有关蛋白质、核酸方面的研究 1911年A.古尔斯特兰德（瑞典人）从事有关眼睛屈光学方面的研究 1912年A.卡雷尔（法国人）从事有关血管缝合以及脏器移植方面的研究 1913年C.R.里谢（法国人）从事有关抗原过敏的研究 1914年R.巴拉尼（奥地利人）从事有关内耳前庭装置生理学与病理学方面的研究 1919年J.博尔德特（比利时人）作出了有关免疫方面的一系列发现 1920年S.A.S.克劳（丹麦人）发现了有关体液和神经因素对毛细血管运动机理的调节1922年A.V.希尔（英国人）从事有关肌肉能量代谢和物质代谢问题的研究 迈尔霍夫（德 耍?nbsp;从事有关肌肉中氧消耗和乳酸代谢问题的研究 1923年 F.G.班廷（加拿大） J.J.R.麦克劳德（加拿大人）发现胰岛素 1924年W.爱因托文（荷兰人）发现心电图机理 1926年J.A.G.菲比格（丹麦人）发现菲比格氏鼠癌（鼠实验性胃癌） 1927年J.瓦格纳-姚雷格（奥地利人）发现治疗麻痹的发热疗法 1928年C.J.H.尼科尔（法国人）从事有关斑疹伤寒的研究 1929年C.艾克曼（荷兰人）发现可以抗神经炎的维生素 F.G.霍普金斯（英国人）发现维生素B1缺乏病并从事关于抗神经炎药物的化学研究1930年K.兰德斯坦纳（美籍奥地利人）发现血型 1931年O.H.瓦尔堡（德国人）发现呼吸酶的性质和作用方式 1932年C.S.谢林顿 E.D.艾德里安（英国人）发现神经细胞活动的机制 1933年T.H.摩尔根（美国人）发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论 1934年G.R.迈诺特 W.P.墨菲发现贫血病的肝脏疗法 G.H.惠普尔（美国人） 1935年H.施佩曼（德国人）发现胚胎发育中背唇的诱导作用 1936年H.H.戴尔（英国人） O.勒韦（美籍德国人）发现神经冲动的化学传递 1937年A.森特-焦尔季（匈牙利人）发现肌肉收缩原理 1938年C.海曼斯（比利时人）发现呼吸调节中颈动脉窦和主动脉的机理 1939年G.多马克（德国人）研究和发现磺胺药 1943年C.P.H.达姆（丹麦人）发现维生素K E.A.多伊西（美国人）发现维生素K的化学性质 1944年J.厄兰格 H.S.加塞（美国人）从事有关神经纤维机制的研究
计算机在生物技术中的应用 学院：食品与生物工程学院 班级：生物技术06-2班 姓名：张益学 学号：200606011153
计算机在生物技术中的应用 进入二十一世纪以来，由于研究的深入，对知识的进一步认识和了解，许多学科之间都有了一些交叉，尤其是一些新兴学科之间的相互交叉，广泛渗透更是对科学的发展起了很大的促进作用，人们进一步提升对自然界的认识，对人类本身也有了进一步的了解。今天浅谈一下计算机技术与生物技术之间的关系、计算机在生物技术中的应用以及该综合学科的发展前景。 一、生物技术与信息技术的关系 生物技术（Biotechnology）是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原合而成，即是利用计算机进行信息处理，利用现代电子通信技术从事信息采集、存储、加工、利用以及相关产品制造、技术开发、信息服务的新学科。信息技术和生物技术都是高新技术，二者在新经济中并非此消彼长的关系，而是相辅相成，共同推进21世纪经济的快速发展。 1.生物技术的发展需要信息技术支撑理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。信息技术（information science）是研究信息的获取、传输和处理的技术，由计算机技术、通信技术、微电子技术结（1）信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中，计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。在赛莱拉基因研究公司、英国Sanger 中心、美国怀特海德研究院、美国国家卫生研究院和中国科学院遗传所人类基因组中心联合绘制的人类基因组草图的发布中，美国多家研究机构特别强调正是信息技术厂商提供的高性能计算技术使这一切成为可能。同样，在被称为“生命科学阿波罗登月计划”的人类基因草图的诞生过程中，康柏公司的Alpha服务器也为研究人员提供了出色的计算动力。业界分析人士称，在这场激烈的基因解码竞赛背后隐含的是一场超级计算能力的竞赛，同时，这次竞赛有助于大众对超级计算机的超强能力形成普遍认知。在此之前，这些造价至少在数百万美元以上可以超高速运转的机器一直默默无闻，他们被用于控制核反应堆、预报天气或是与世界级国际象棋大师同台对弈。如今，人们越来越清醒地认识到，超级计算机在创造新品种的药物、治愈疾病以及最终使我们能够修复人类基因缺陷等方面是至关重要的，高性能计算可以为人类作出更大的贡献。 赛莱拉公司执行总裁在接受《今日美国》的采访时说:“将人类基因密码以线型方式组合起来，这还是人类有史以来的第一次。”赛莱拉公司要将32亿个碱基对按照正确顺序加以排列，在曾经尝试过的大规模计算中，这次挑战是最为严峻的一次。为了完成这次历史性课题所需的数量极为庞大的数据处理工作，赛莱拉公司动用了700台互联的Alpha64位处理器，运算能力达到每秒 1.3万亿次浮点运算。同时，赛莱拉公司还采用了康柏的Storage Works系统，用以完成对一个空间为50TB且以每年IOTB速度增长的数据库管理工作.康柏电脑公司董事会主席曾在一次演讲上说道:“如今，我们很难将生物技术的进步与高性能计算领域的发展割裂开来。实际上，许多一流的科学家都相信，高性能计算是生物和医药的未来。今后，越来越多的具有强大功能的计算机和软件将会被用来搜集、存储、
生命科学与技术 一、培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，掌握坚实、宽厚的自然科学和生命科学基础理论，具备系统的生物高新技术和∕或生物医学工程专业知识和创新、创业技能，能在生命科学与技术领域从事科学研究、技术开发、企业管理等方面工作的，富有社会责任感的，具有国际视野和竞争力的综合型、创新型高级专业人才。 二、主干学科与相关学科 主干学科：生物学/生物医学工程 相关学科：生物工程、生物医学工程、生物信息工程、管理科学与工程。 三、专业主干课程 普通生物学、生物化学、生物物理学、遗传学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、人体解剖生理学、生物医学工程概论、计算机程序设计、电路、信号与系统、数字电子技术、模拟电子技术、电子技术实验、工程制图。 四、主要实践环节 工程训练、综合技能训练、专业实习、企业实践、野外考察实践、毕业设计、军事训练。 五、学制与学位 学制6年。工学或理学硕士学位。 首先获得学士学位。继续学习2-3年，符合硕士研究生毕业条件，可获得硕士学位。 六、毕业条件 本科阶段最低完成180学分（课内），及课外8学分；通过CET4级考试；并且军事训练考核合格；通过《国家学生体质健康标准》测试；方可获得毕业证和学士学位证。 修完硕士研究生课程，通过CET6级考试；通过硕士学位论文答辩，获得硕士学位。
七、选课说明及要求 本专业为六年制硕士学位培养。实行通识教育、专业教育、和硕士论文的分阶段连续培养模式。其中前两年主要完成通识类课程和科学基础课程的学习；第5-7学期完成专业主干课程和专业选修课程的学习，第7学期还需完成部分研究生课程的学习；第8学期进入本科毕业设计阶段。后两年进入研究生课题研究阶段，包括题目选定、开题论证、实验研究以及硕士毕业论文写作。论文工作于第12学期结束，参加所在系组织的硕士学位论文答辩。 1．课程设置表中模块选修的具体说明 （1）通识教育模块：必修27学分，选修16学分，共计43学分。其中基础通识类课程12学分，包括基础通识类核心课限选6学分，限定在《世界文明》、《社会与艺术》、《生命与环境》三种门类中各选1门课程，和基础通识类选修课任选6学分。思想政治教育与国防教育课程必修16学分。体育、英语、计算机类必修15学分。学生还可根据自己的兴趣和精力选修其它课程。 （2）学科教育模块：必修106学分，选修11学分，共计117学分。其中基础科学课程必修46.5学分；专业主干课程（包括学科基础课程和专业基础课程）必修50.5学分；专业课程必修9学分，选修至少11学分。 （3）集中实践模块：必修20学分。包括工程训练2学分（电子实习、现代控制测试系统各1学分）；综合技能训练1学分；专业实习3学分；企业实践1学分；野外考察实践1学分；毕业设计12学分。 （4）双语课程：每个学生要求必修至少两门双语课程。 （5）本专业学生第7学期确定研究生导师，与普通班推免研究生工作同步进行。在第7、8学期，修完全部研究生课程，所得学分可计入在本校继续攻读研究生学位的课程学分。所选研究生课程学分可以计入本科阶段的基础通识类选修课或专业选修课学分，但不能取代本科180学分。 2、集中实践的说明与要求 （1）工程实践 工程实践由两门课程构成：电工实习和现代控制测试系统（测控实习），分别安排在第3、4学期，通过实践，使学生初步了解工程的概念，建立大工程意识。由工程坊负责安排具体内容，并进行考核。 （2）综合技能训练 包括：生命科学数据的获得、保存、评价、解释和展示；生命科学实验预案的设计；生命科学实验仪器设备的正确使用及注意事项；团队协作和个人工作的安排技巧；资料查阅、文献综述、科技论文写作；个人展示等技能的基本训练。此外，要求每个学生至少参加一项国家或学校的大学生创新计划项目，或开放实验项目。安排在第5-7学期，由指导教师负责考核。 （3）专业实习 在三年级学习结束后，到生物技术企业/公司、医学仪器设备企业/公司、或生物制药企业/公司进行专业实习和管理实践，了解与专业有关的生产实际和管理情况。实习方式以集中实习为主，要求有完整的环节，结束后由实习单位给出评价，个人提交总结报告，通过答辩后给出最终成绩。 （4）企业实践 在5-6学期，邀请国内外相关产业的知名公司或企业以由公司或企业授课（中文或英文）+ 在企业公司实践的方式进行培训实践活动。由培训企业/公司及带队教师共同考核。 （5）野外考察实践