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生命科学与可持续发展

生命科学与可持续发展
生命科学与可持续发展

生命科学归根到底是要回答什么是生命这个问题。日常生活中,人们可以很容易地区分生物与非生物。但是从科学的角度,什么是生命确实是一个很难全面而准确的问题,可以说至今还没有一个为多数科学家所接受的生命的定义。这是因为人们很难用简单的概括来定义如此复杂而又丰富多彩的生命现象,同时人们对生命现象包括一些生命的基本问题还有许多不明了的地方(如生物进化机制),也就自然难于对其本质进行中肯的科学归纳。

生物种类非常多,数量非常巨大,生命现象十分错综复杂,可以从错综复杂的生命现象中提出生物的一些共性,即生命的属性,现列举如下:(1)化学成分的同一性(2)严整有序的结构(3)新陈代谢(4)生长特性(5)遗传和繁殖能力(6)应激能力(7)进化

(一)从生物学角度的定义

生命是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。

(二)从物理学角度的定义——“负熵”

根据热力学第二定律:任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱,越来越无序的方向,即朝着熵增加的方向变化。生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行,一旦负熵的增加趋近于零,生命将趋向终结,走向死亡。

(三)生命的几种“定义”

(1)生命的物质基础是蛋白质和核酸。

(2)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。

(3)生命是物质的运动,是物质运动的一种高级的特殊实在形式。

环境:某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事务的总和。环境总是针对某一生物体或生物群体而言的,离开了这个主体或中心也就无所谓环境。在环境科学中,一般以人类为主体,环境是指围绕的空间以及其中可影响人类生活和发展的各种因素的总和,在生物科学中,一般以生物为主体,环境是指围绕着生物体和群体的空间及其中一切事物的总和。

生态因子:指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素,如温度,阳光、湿度、大气及其相关生物等生态因子是生物生存所不可缺少的环境条件,也称生物的生存条件。生态因子也可认为是环境因子中对生物起作用的因子,而环境则是指生物体外部的全部环境要素。

(二)生物因子的分类

在任何一种生物的生存环境中都存在着很多生态因子,它们彼此之间相互制约,相互组合,构成了多种多样的生存环境,为各类生物的生存和进化创造了不计其数的生境类型。生态因子据其性质可归纳为:

1.非生物因子

1)气候因子:如温度、湿度、光、降雨、风、气压和雷电等

2)土壤因子:土壤因子包括土壤结构、土壤有机和无机成分的理化性质和土壤生物等

3)地形因子:如地面的起伏、山脉的坡度和阴坡阳坡等

2.生物因子

生物种内和种间相互关系,如捕食、寄生、竞争和共生等。有时为了强调人的作用的特殊性和重要性,把人为因子从生物因子中分离出来。

(三)生态因子作用的特点

1.综和性

每个生态因子都是在与其他生态因子的相互影响、相互制约中起作用的、任何一个因子的变化都会在不同程度上引起其他因子的变化。

2.非等价性

对生物起作用的诸多因子是非等价的,其中必有1~2是起主要作用的主导因子。

3.不可替代性和互补性

生物因子虽非等价,但都不可缺少,一个因子的缺失不能由另一个因子来替代。但某一因子的数量不足有时可以靠另外一个因子的加强而得到调剂和补偿。

4.限定性

生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度,因此某一生态因子的有益作用常常只限于生物生长发育的特定阶段。

(四)生物对生物因子的耐受限度

耐受法则,就是生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限,上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围。耐受性法则可以形象地用一个钟形曲线来表示。

对同一生态因子,不同种类的生物耐受范围是很不相同的。根据生物对生态因子耐受范围的宽窄,可将生物区分为广温性和狭温性、广湿性和狭湿性、广盐性和狭盐性、广食性和狭食性、广光性和狭光性、广栖性和狭栖性等。一般说来,如果一种生物对生态因子的耐受范围都是广的,那么这种生物在自然界的分布也一定很广,反之亦然。

(一)什么是生态系统(Ecosystem)?

在自然界,任何生物群落都不是孤立存在的,它们总是通过能量和物质的交换与其生存的环境不可分割地相互联系相互作用着,共同形成一种统一的整体,这样的整体就是生态系统。换句话说,生态系统就是在一定地区内,生物和它们的非生物环境(物理环境)之间进行着连续的能量和物质交换所形成的一个生态学功能单位。

按照生态系统的上述定义,我们既可以从类型上去理解,例如森林、草原、荒漠、冻原、沼泽、河流、海洋、湖泊、农田和城市等;也可以从区域上理解它,例如分布有森林、灌丛、草地和溪流的一个山地地区或是包含着农田、人工林、草地、河流、池塘和村落与城镇的一片平原地区都是生态系统。整个地理壳便是由大大小小各种不同的生态系统镶嵌而成。生态系统是地理壳的基本组成单位,它的面积大小很悬殊,其中最大的生态系统就是生物圈,它实质上等于地理壳。

任何一个能够维持其机能正常运转的生态系统必须依赖外界环境提供输入(太阳辐射能和营养物质)和接受输出(热、排泄物等),其行为经常受到外部环境的影响,所以它是一个开放系统。但是生态系统并不是完全被动地接受环境的影响,在正常情况下即在一定限度内,其本身都具有反馈机能,使它能够自动调节,逐渐修复与调整因外界干扰而受到的损伤,维

持正常的结构与功能,保持其相对平衡状态。因此,它又是一个控制系统或反馈系统。

生态系统概念的提出,使我们对生命自然界的认识提到了更高一级水平。它的研究为我们观察分析复杂的自然界提供了有力的手段,并且成为解决现代人类所面临的环境污染、人口增长和自然资源的利用与保护等重大问题的理论基础之一。

生态系统具有以下特征:

1.具有自我调节能力。

2.能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。

3.生态系统中营养级数目一般不会超过4~5个。

4.生态系统是一个半开放的动态系统,要经历一个从简单到复杂,从不成熟到成熟的演变过程,其早期阶段和晚期阶段具有不同特性。

(二)生态系统中的三大功能类群

生态系统是一个多成分的极其复杂的大系统。一个完全的生态系统由四类成分构成,即非生物成分和生物有机体因获取能量的方式与所起作用不同而划分的生产者、消费者和分解者三个类群。

1.非生物成分

包括太阳辐射能、H2O、CO2、O2、N2、矿物盐类以及其他元素和化合物。它们是生物赖以生存的物质和能量的源泉,并共同组成大气、水和土壤环境,成为生物活动的场所。

2.生产者

有机体包括所有的绿色植物。它们通过叶绿素吸收太阳光能进行光合作用,把从环境中摄取的无机物质合成为有机物质,并将太阳光能转化为化学能贮存在有机物质中,为地球上其他一切生物提供得以生存的食物。它们是有机物质的最初制造者,是自养的。

3.消费者

有机体消费者有机体指动物。它们不能自己生产食物,只能直接或间接利用植物所制造的现成有机物,取得营养物质和能量,维持其生存。所以是异养的消费者。根据其食性不同又分为:

(1)植食动物直接采食植物以获得能量的动物,如牛、马、羊、象、食草昆虫和啮齿类等,是第一性消费者。

(2)肉食动物以捕捉动物为主要食物的动物叫做肉食动物。其中捕食植食动物者,是第一级肉食动物、第二性消费者。如蛙、蝙蝠、某些鸟类等。以第一级肉食动物为食物的动物,如狐、狼等,是第二级肉食动物、第三性消费者,这些动物一般体躯较大而强壮,数量较少。狮、虎、鹰等凶猛动物主要以第二级肉食动物和植食动物为生,是第三级肉食动物或第四性消费者,有时它们被称为顶部肉食动物,其数量更少。有些动物的食性并无严格限定,它们是既食动物又吃植物的杂食性动物,如某些鸟类、鲤鱼等。

4.分解者

有机体主要指细菌、真菌和一些原生动物。它们依靠分解动植物的排泄物和死亡的有机残体取得能量和营养物质,同时把复杂的有机物降解为简单的无机化合物或元素,归还到环境中,被生产者有机体再次利用,所以它们又称为还原者有机体。分解者有机体广泛分布于生态系统中,时刻不停地促使自然界的物质发生循环。

在自然界,每一个生态系统一般都具有上述四种组分。从理论上讲,任何一个自我维持的生态系统,只要有非生物物质、吸收外界能量的自养生产者和能使自养生物死亡之后进行腐烂的分解者这些基本成分就够了,消费者有机体并不是必要成分。它们的存在只不过使生态系统更为丰富多彩而已。

(三)食物链和食物网

食物链:植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递,我们把生物

之间存在的这种单方向营养和能量传递关系称为食物链。食物链是生态系统营养结构的具体表现形式之一。分为牧食食物链和腐食食物链。后者是动植物死亡后被细菌和真菌所分解,能量直接自生产者或死亡的动物残体流向分解者。在热带雨林和浅水生态系统中该类食物链占有重要地位。在牧食食物链中,包括有各种消费者动物,它是通过活的有机体以捕食与被捕食的关系建立的,能量沿着生产者到各级消费者的途径流动。一般说来,生态系统中能量在沿着牧食食物链传递时,从一个环节到另一个环节,能量大约要损失90%。

食物网:在生态系统的生物之间存在着一种远比食物链更错综复杂的普遍联系,像一个无形的食物网把所有生物都包括在内,使它们有着直接或间接的联系,这就是食物网。

(四)营养级和生态金字塔

营养级:指处于食物链某一环节上的全部生物种的总和,因此营养级之间的关系是指一类生物和处于不同营养层次上另一类生物之间的关系。绿色植物首先固定了太阳能和制造有机物质,供本身和其他消费者有机体利用,它们属第一营养级。第一性消费者植食动物是第二营养级,蚱蜢和牛都是植食动物,处于同一营养级。螳螂吃蚱蜢,猫头鹰吃田鼠,这两种捕食者动物都是第二性消费者,占据第三营养级。吃螳螂的鸟和吃猫头鹰的貂是第三性消费者,占第四营养级。还可以有第四性消费者和第五营养级。不同的生态系统往往具有不同数目的营养级,一般为3—5个营养级。在一个生态系统中,不同营养级的组合就是营养结构

生态金字塔:指各个营养级之间某种数量关系,这种数量关系可采用生物量单位、能量单位或个体数量单位,采用这些单位构成的生态金字塔分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。

(五)生态效率

生态效率:指各种能流参数在各营养级之间和内部的比值关系。

(六)生态系统的自我调节

生态系统的一个重要特点是它常常趋向于达到一种稳态或平衡状态,这种稳态是靠自我调节过程来实现的。调节主要是通过反馈进行的。

反馈:当生态系统中某一成分发生变化时,它必然会引起其他成分的出现相应的变化,这种变化又会反过来影响最初发生变化的那种成分,使其变化减弱或增强,这种过程就叫反馈。负反馈能够使生态系统趋于平衡或稳态。

生态系统中的反馈现象十分复杂,既表现在生物组分与环境之间,也表现于生物各组分之间和结构与功能之间,等等。前者在第三节种群部分已有叙述。生物组分之间的反馈现象。在一个生态系统中,当被捕食者动物数量很多时,捕食者动物因获得充足食物而大量发展;捕食者数量增多后,被捕食者数量又减少;接着,捕食者动物由于得不到足够食物,数量自然减少。二者互为因果,彼此消长,维持着个体数量的大致平衡。这仅是以两个种群数量的相互制约关系的简单例子。说明在无外力干扰下,反馈机制和自我调节的作用,而实际情况要复杂得多。所以当生态系统受到外界干扰破坏时,只要不过分严重,一般都可通过自我调节使系统得到修复,维持其稳定与平衡。

但是,生态系统的自我调节能力是有限度的。当外界压力很大,使系统的变化超过了自我调节能力的限度即“生态阈限”时,它的自我调节能力随之下降,以至消失。此时,系统结构被破坏,功能受阻,以致整个系统受到伤害甚至崩溃,此即通常所说的生态平衡失调。(七)生态平衡

象自然界任何事物一样,生态系统也处在不断变化发展之中,实际上它是一种动态系统。大量事实证明,只要给以足够的时间和在外部环境保持相对稳定的情况下,生态系统总是按照一定规律向着组成、结构和功能更加复杂化的方向演进的。在发展的早期阶段,系统的生物种类成分少,结构简单,食物链短,对外界干扰反应敏感,抵御能力小,所以是比较脆弱而不稳定的。当生态系统逐渐演替进入到成熟时期,生物种类多,食物链较长,结构复杂,功

能效率高,对外界的干扰压力有较强的抗御能力,因而稳定程度高。这是由于系统经过长期的演化,通过自然选择和生态适应,各种生物都占据有一定的生态位,彼此间关系比较协调而依赖紧密,并与非生物环境共同形成结构较为完整、功能比较完善的自然整体,外来生物种的侵入比较困难;此时,还由于复杂的食物网结构使能量和物质通过多种途径进行流动,一个环节或途径发生了损伤或中断,可以由其他方面的调节所抵消或得到缓冲,不致使整个系统受到伤害。所以,生态系统的生物种类越多,食物网和营养结构越复杂便越稳定。即生态系统的稳定性是与系统内的多样性和复杂性相联系的。

当生态系统处于相对稳定状态时,生物之间和生物与环境之间出现高度的相互适应,种群结构与数量比例持久地没有明显的变动,生产与消费和分解之间,即能量和物质的输入与输出之间接近平衡,以及结构与功能之间相互适应并获得最优化的协调关系,这种状态就叫做生态平衡或自然界的平衡。当然这种平衡是动态平衡。

(八)生物圈

生物圈:指地球上有生命存在的所有地方,其中包括水域、岩层表面、土壤和大气圈下部。

(完整版)生命科学导论课后习题

第一章 一、生命的基本特征是什么? 1.生长。生长是生物普遍具有的一种特征。 2.繁殖和遗传。生命靠繁殖得以延续,上代特征在下代的重现,通常称为遗传。 3.细胞。生物体都以细胞为其基本结构单位和基本功能单位。生长发育的基础就在于细胞 的分裂与分化。 4.新陈代谢。生物体内维持生命活动的各种化学变化的总称,包括同化和异化。 5.应激性。能对由环境变化引起的刺激做出相应的反应。 6.病毒是一类特殊的生命。 二、孟德尔在生物学研究方法上有什么创新? 孟德尔的豌豆杂交实验,为遗传学的发展奠定了科学基础。相较于前人有下面显著特点: 1.他把许多遗传性状分别开来独立研究。 2.他进行了连续多代的定量统计分析。 3.他应用了假设---推理---验证的科学研究方法。 三、有人说机械论和活力论是互补关系,你的看法如何? 个人观点觉得机械论和活力论是相对立的关系。“活力论”观点认识生命,认为生物体具有与物理化学过程不同的生命力,即活力。与活力论相对立的是“机械论”观点,认为生命问题说到底是物理和化学问题,一切生命现象都可以用物理和化学定律做出解释,生物体内没有什么与物理化学不同的生命力。其实个人觉得生物体是不同于物理化学系统,是高级的、非常复杂的生命系统,当把它还原为简单的物理化学系统以后,它所具有的一些特别的性质和功能就会失去。 四、你是否认为21世纪时生命科学的世纪? 20世纪下半叶,生物学进入分子生物学时代,研究生物大分子物质的结构、性质和功能,从分子水平上阐述生命现象。20世纪下半叶以来,生命科学文献在科学文献中所占的比例、从事生命科学研究的科学家在自然科学家中所占的比例都在迅速增长,这就是这种趋势的反应。生命系统是地球上最复杂的物质系统,是从非生命系统经过几十亿年进化的结果。现代科学技术的发展对生命科学发展起到重要的作用,生命科学的发展对整个科学技术的发展产生重要影响。生命科学与农业的可持续发展:解决粮食短缺,基因工程将在育种中发挥重要作用。应用基因工程可以改善粮食和畜牧产品品质。实现农业的可持续发展,克服农业化学化的恶果,必须生物防治,降低对农药的依赖等。 生命科学与能源问题的可持续发展:解决能源问题,对生物技术给予厚望。生命科学与人的健康长寿:研制更有效的药物、在基因组的基础上认识人体,理解疾病。生命科学与维持地球生态平衡。 五、举例说明生命科学技术引发了哪些伦理道德问题? 人类是高度社会化的生物,人类社会有特定的伦理道德,生命科学技术的在人类社会的应用时会引起伦理道德的问题。例如人工授精和试管婴儿技术,可能使子女“只知其母,不知其父”。若供卵者与怀孕的不是一个人,则生母也成了问题。例如克隆技术可以实现人的无性繁殖,那么,人类自身的生产也会批量化吗?例如应用基因工程技术改造人类本身,一些人成就了改造活动的客体,而另一些人是主体,一些认识按照另一些人的

南京中医药大学医学与生命科学学院简介

南京中医药大学医学与生命科学学院简介医学与生命科学学院成立于2016年5月,由现代医学基础学科、生物技术及部分公共基础学科组成。学院下设8个学系:人体解剖与组织胚胎学系、生理学系、病理学与病理生理学系、药理学系、细胞生物与医学遗传学系、生物化学与分子生物学系、病原与免疫学系、公共卫生学系;1个省级教学实验示范中心;1个实验研究中心。目前学院教职工90人,其中“双聘院士”(中国工程院院士)1名,国家“杰出青年科学基金获得者”2人、全国“百千万人才工程国家级人选”1人、国务院学科评议组成员1人、国务院政府特殊津贴获得者2人、江苏省特聘教授3人、江苏省“杰出青年科学基金获得者”1人。具有正高职称16人,副高职称24人,博士生导师12人,硕士生导师21人。 学院科研实力雄厚,具有完善的分子细胞生物学、药理学、病理学、毒理学以及“高通量”和“高内涵”筛选等研究技术平台。学校临床医学、药理学与毒理学两个学科进入ESI全球前1%,依托学科优势,学院以重点学科建设为龙头,积极推进科学研究,2016年主持国家级、省级研究课题近三十项,获批江苏省“退行性疾病药靶与药物”高校重点实验室。 学院拥有国家中医药管理局重点学科1项(中西医结合基础),“十三五”省重点学科1门(临床医学),省级精品课程1门(病理学),省重点教材1门(生物化学与分子生物学)。主编《病理学》、《医学生物学》等规划、精编教材。 学院人才培养覆盖本科生、硕士、博士研究生各个层次,专业涉及临床医学、生物技术、中西医结合基础、中药学、药理学等。学院拥有2个博士点和2个硕士点,研究学科分布涉及中药学、分子生物学、结构生物学、药物设计学、细胞生物学以及药理学等。 学院以重点学科建设为龙头,加强科学研究,提升学院整体竞争

生命科学与计算机科学

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,

生命科学

生命科学三处 生命科学三处包括生物化学与分子生物学、遗传学、细胞生物学、发育生物学和免疫学等4个一级学科,集中了生命科学最基础和最前沿的研究,是生命科学最活跃的研究领域之一。生命科学发展到今天,学科的界限逐渐融合,分子生物学、细胞生物学、遗传学等已经密不可分。分子生物学在微观层次对生物大分子的结构和功能,特别是基因研究上取得突破后,正深入到在分子水平上对细胞活动、发育、遗传和进化进行探索。基因、蛋白质、细胞、发育和进化研究形成基础生物学研究的一条主线。另一方面,遗传、细胞学、免疫学等从分子、细胞到整体不同层次水平的研究,其他领域如数学、物理、信息科学等多学科向生命科学的交叉和相互渗透、复杂系统理论和非线性科学的发展,也使得基础生物学研究在思维和方法论上从分析走向综合,或者分析与综合结合,体现了整合生物学的思想。此外,新技术和新方法的建立和引入,如生物芯片技术、蛋白质组学方法、结构基因组方法、各种质谱、波谱方法、单分子技术、生物信息学等,在基础生物学研究中特别是功能基因组和蛋白质的研究中发挥了越来越重要的作用。 生物化学与分子生物学的对象是参与生命活动过程的生物大分子的结构与功能。研究蛋白质等生物大分子具有生物功能的结构基础以及生物大分子之间相互识别的结构是生物化学学科重要领域;核酸特别是non-coding RNA的基因和功能、酶的催化和调节机制、膜蛋白和膜脂的相互作用、糖蛋白和糖复合物的结构功能等也是生物化学学科所关注的重要课题。 人类基因组计划的实施及相关模式生物基因组研究的开展,对生命科学尤其是遗传学的发展产生了巨大的影响,极大地促进了遗传学研究及生命科学其他学科的发展。功能基因组学是遗传学研究重要的方面;另外涉及基因表达调控规律、多基因、多因素影响的遗传学问题等仍是遗传学研究的重要课题;针对基因组研究产生的海量数据,发展生物信息学方法也是遗传学面临的新课题。 现代分子生物学、细胞生物学等相关学科的发展也极大促进了免疫学的发展。分子、细胞与整体水平的研究,以及通过对机体免疫系统、神经与内分泌系统等相互关系的研究,不断深化了对免疫系统的了解,丰富了对机体内环境调节机制的认识。现代免疫学的研究转而也极大地促进了相关学科的发展,尤其是在基础医学、临床医学和预防医学领域,免疫学科的研究揭示了某些疾病的发病机理,并为疾病的诊断和防治提供了理论基础。 生物化学和分子生物学曾经是生命科学的前沿和最活跃的学科。近年来由于分子生物学的技术和方法不断为生命科学其他领域广泛运用,使本学科的资助越来越侧重于蛋白质等生物大分子及其复合物的三维结构与功能研究方面。 蛋白质是生物功能的体现者,蛋白质的结构及其运动是其发挥生物功能的基础。因此蛋白质结构与功能的研究是生物化学领域的重要资助方向。人类基因组计划的实施,以及其后的功能基因组的研究,也对蛋白质的研究提出了新的课题,以蛋白质晶体学和NMR测定为特点的结构生物学,高通量、大规模研究蛋白质结构和功能,如结构基因组学、蛋白质组学等已经成为本学科的重要研究方面。 DNA、RNA等作为遗传信息分子,研究其本身的结构及与蛋白质的相互作用是该领域更基础的课题;基因表达调控以及RNA选择性剪接、RNA水平的编辑、特别是non-codingRNA,如snRNA在剪接体功能、snoRNA在细胞核内参与转录调控等方面仍有许多问题值得研究。目前国内RNA的研究队伍偏小,应予以扶植和倾斜。 膜蛋白的结构与功能及膜蛋白与膜脂的相互作用是本学科生物膜研究的重点。但由于生物膜体系复杂,研究难度较大,国内研究队伍比较薄弱;多糖和糖复合物的研究也是当前生

医学科学部和生命科学部

H.医学科学部 H01 呼吸系统 H0101 肺及气道结构、功能及发育异常 H0102 呼吸系统遗传性疾病 H0103 呼吸调控异常 H0104 呼吸系统炎症与感染 H0105 呼吸系统免疫性疾病及变应性肺疾病 H0106 气道重塑与气道疾病 H0107 支气管哮喘 H0108 慢性阻塞性肺疾病 H0109 肺循环及肺血管疾病 H0110 间质性肺疾病 H0111 急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征 H0112 呼吸衰竭与呼吸支持 H0113 睡眠呼吸障碍 H0114 纵隔与胸膜疾病 H0115 胸廓/膈肌结构、功能及发育异常 H0116 肺移植和肺保护 H0117 呼吸系统疾病诊疗新技术 H0118 呼吸系统疾病其他科学问题 H02 循环系统 H0201 心脏结构与功能异常 H0202 循环系统遗传性疾病 H0203 心肌细胞/血管细胞损伤、修复、重构和再生 H0204 心脏发育异常与先天性心脏病 H0205 心电活动异常与心律失常 H0206 冠状动脉性心脏病 H0207 肺源性心脏病 H0208 心肌炎和心肌病

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2018上海高中学业水平考试生命科学生物等级考真题卷

上海市2018学年度等级考监控测试 生命科学试卷 考生注意: 1.试卷满分100分,考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。试卷包括两部分,第一部分全部为选择题,第二部分为综合分析题,包括填空题、选择题和简答题等题型。 3.考生应用2B铅笔、钢笔或圆珠笔将答案直接写在答题纸上 一.选择题(共40分,每小题2分,每小题只有一个正确答案) 1. 图1为丙氨酸结构式,依据氨基酸结构通式,判定他的R基是() A. -H B. -NH 2 C. -COOH D. -CH 3 2. 我国科学家钟杨已保存种子4000万种,他的团队贡献属于保护生物多样性的措施() A.就地保护 B.迁地保护 C.离体保护 D.异地保护 3. 图2为某动物细胞周期中各期时长,该细胞分裂间期时长为() A. 1h B. 4h C. 12h D. 21h 4. 使用显微镜目镜测微尺在低倍镜10X下测量变形虫,测得虫体长占20格,转换高倍镜40X虫体所占格数为() A. 10格 B. 20格 C. 40格 D. 80格 5. 表1为某同学设计的实验,该实验结果可以证明酶() 表1 步骤1号试管2号试管 1加淀粉液2ml加淀粉液2ml 2加充足淀粉酶加充足脂肪酶

3加碘液加碘液 现象不变色变蓝 A.具有高效性 B. 具有专一性 C. 本质为蛋白质 D. 本质为RNA 6.为一个基因型AaBb的土豆,将其块茎埋入土中,其后代基因型为() A. AaBb B. AaBB C. AABb D. aaBb 7.如图3是人体内物质X和Y的代谢示意图,以下表述正确的是() A.①表示糖酵解 B.物质Y是丙酮酸 C. Z表示卡尔文循环 D. 物质X是脂肪 8.发财树浇水太多容易导致烂根,烂根后植物能检测出() A.乙醇与CO 2 B. 仅CO 2 C. 仅O 2 D. 仅H 2 O 9.吸收外周组织中多余胆固醇并运到肝脏的脂蛋白主要是() A.乳糜微粒CM B. 高密度脂蛋白HDL C. 低密度脂蛋白LDL D. 极低密度脂蛋白VLDL 10. 小萌正在参加百米赛跑,下列状况中符合此时身体情况的是() A. 支气管扩张,心跳加快 B. 支气管收缩,心跳加快 C. 支气管扩张,心跳减慢 D. 支气管收缩,心跳减慢 11. 图4是某植物细胞有丝分裂的光学显微镜照片,该细胞刚完成() A. 细胞核分离 B. 染色单体分离 C. DNA双链解开 D. 同源染色体分离

细胞生物学是生命科学和医学的重要基础综述

细胞生物学是生命科学和医学的重要基础综述 摘要:随着科技的不断发展,关于细胞与分子的研究日益深入,人们逐渐认识到细胞生物学不仅是生命科学的重要基础,且与医学有着密不可分的关系。可以说,细胞生物学的发展促进了生命科学的进步和医学技术的提高。 关键词:细胞生物学生命科学医学发展关系促进 著名科学家E.B.Wilson曾经说过:“每一个生物科学问题的关键必须在细胞中寻找。”细胞作为有机体结构和生命活动的基本单位,生物科学上的许多基本问题都必须在细胞中求得解决。我们队细胞进行深入研究,不仅是为了阐明各种生命活动的现象与本质,更是希望据此来进一步对这些现象和发展规律加以控制和利用,以达到造福于人类的目的。而在这些利用方式当中,首当其冲的就是医学。许多疾病的研究和治疗最终都必须回归细胞水平,细胞的病变是诊断疾病最有力的证据,也为治疗指明正确的方向。本文将从细胞生物学与生命科学及医学的关系两个方面阐述现代细胞生物学研究的重要意义。 一、细胞生物学是生命科学的重要基础 (一)生命科学 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。利用生命科学的知识和技术,我们可以有效地控制生命活动、改造生物界,从而造福人类。可以说,生命科学与人类生存和人民健康有着密切关系,是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。 (二)细胞生物学 细胞生物学(cell biology)是运用近代物理、化学技术和分子生物学方法,在显微、亚显微和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门学科。它是由细胞学(cytology)发展而来。因为关于细胞早已不仅是单纯地研究一个个细胞、细胞器和生物大分子或者一个个生命现象,而是将它们有机结合,从动态的变化过程中探索它们之间的相互关系以及它们与环境的关系,因此现代的细胞研究称为细胞生物学。 (三)细胞生物学与生命科学 在我国基础学科发展规划中,细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生

计算机科学与技术

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

新沪科版高中生命科学第三册10.4《生物多样性保护与可持续发展》教学设计(精品).doc

第10章第4节生物多样性的保护与可持续发展 奉城高级中学陆沛恒 一、设计思路 本节内容是在了解了生物多样性的含义、价值和面临的威胁后,进一步了解人类是如何保护生物多样性及生物多样性与可持续发展的关系。教学过程中以《解放日报》对北大生态文明研究中心主任陈寿朋教授的专访中的一些独特的见解和经历为主线,学生在了解体会专家对生物多样性保护的感人行为和独特的爱国情怀中,不但了解了生物多样性保护重要性及与可持续发展的关系,而且在情感上激发了爱国的情怀,在行动上参与到生物多样性的保护。 二、教学目标 1.知识与技能 ○1知道保护生物多样性的公约。 ○2举例说出保护生物多样性的方法和措施。 ○3知道生物多样性与可持续发展的关系。 2.过程与方法 ○1通过对保护生物多样性等相关资料的搜集、分析和归纳,提高主动获取信息和处理信息的能力。 3.态度情感和价值观 ○1了解科学家对保护生物多样性的感人行为和爱国情怀,形成生态环境保护从我做起的意识和文明不奢侈的生活消费习惯。 三、重点和难点 1.重点: ○1生物多样性的公约。 ○2保护生物多样性的有效措施。 ○3生物多样性与可持续发展的关系。 2.难点: ○1感悟生物多样性保护与可持续发展的关系,感触保护生物多样性是每一个人的责任,并转化为自觉的行动。

四、教学准备 制作多媒体课件、 组织学生分工搜索生物多样性保护的措施及生态伦理道德的相关材料。 五、教学过程

练习: 1、生物多样性的减少,不仅使人类丧失一系列的生物资源,而且会造成生态系统的退化,国际上为保护各种生物物种和资源,形成了一个国际条约体系是() A、生物多样性条约 B、国际环境保护公约 C、国际野生动物保护公约 D、濒危野生动植物种国际贸易公约 2、保护和利用森林资源的最佳方案是() A、封山育林,禁止砍伐 B、计划性合理砍伐与种植 C、人工种植,营造单纯林种 D、依据经济发展需要砍伐 3、关于我国生物多样性特点,下列说法错误的是()

浅谈对生命科学的认识

浅谈对生命科学的认识 对于生命科学有一个比较全面的概括----------生命科学是研究 生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动能动地改造生物界造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。 生物科学主要涵盖了植物学、动物学、微生物学、神经学、生理学、组织学、解剖学等 生物技术则涉及到基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等内容 信息进行存储、检索和分析的学基因组学、蛋白学和系统生物学等方面而我自身比较感兴趣的是微生物学与植物学的交叉学科下面先以微生物学与植物学的交 2008年度国家自然科学基金项目指南中提到生命科学部一处由微生物学学科与植物学学科组成,主要受理针对微生物和植物开展的生物多样性、形态与结构、系统与进化、生理与代谢、遗传与发育等科学问题的综合研究。微生物学学科主要受理范围微生

病毒学基于微生物学的交 包括次生代谢、植物化学和天然 物学植物等。可见微生物学的研究与植物学是密不可分的同时其也是生命科学中一个重要的研究方向其应用实例有鏈霉菌在植物保護方面的應用。生物防治法是农业生态系中植物病原、昆虫与益菌或天敌等族群间维持均衡的重要策略之一。就植物病害而 下透过一种或多种拮 而达到防治植物病害的效果。链霉菌拮抗植物病原菌的原生物 的效果。 链霉菌拮抗植物病原菌的原理可分为抗生、竞争和超寄生作用。抗生作用是指拮抗菌所分泌 抑制病原菌的生长。竞争作用是拮抗菌与植物病原菌竞争养分、 制病原菌的生长及存活间接保护作物免于被病原危害。超寄生作

受破坏甚至死亡。例如利迪链霉菌WYEC108 腐霉菌菌丝的细胞壁。如果把豌豆种子粉衣以WYEC108 菌株 灰绿链霉菌可产生 霉菌 链霉菌还可产生多种可分解蛋白质、木质素、几丁质及纤维素的 、分子生物学与基因工程方面、发酵工程以及医学上的应用分子生物学与基因工程方 科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。20世纪50年代遗传物质DNA生命活动的新纪元。此后遗传信息由DNA通过RNA传向蛋白质这一“中

同济大学医学与生命科学部涉及人的生物医学研究伦理审查申请表

同济大学医学与生命科学部涉及人的生物医学研究 伦理审查申请表 编号(N?):2010- 申请日期:年月日项目名称: 项目负责人:职称: 电话:电子信箱: 研究单位: 合作研究单位:负责人: 联系电话:传真:邮编: 研究者:职称:研究者:职称: 研究者:职称:研究者:职称: 研究者:职称:研究者:职称: 拟研究时间:年月日至年月日 研究课题来源:□政府□基金会□公司□国际组织□其他: 递交审查资料: □实验方案□知情同意书□其他资料 包括:试验用品安全性资料、生产企业资质证明、试验用品提供者的资质证明 研究内容摘要(列清所需要的人体组织标本类型,来源【若是从外单位取得,请注明外单位是否已经进行伦理审查,并提供相应的证明】,如何使用人体标本): 1、本研究所采用的人体标本: 2、标本来源: (若是从外单位取得,请注明外单位是否已经进行伦理审查,并提供相应的证明) 标本由提供,(已√/ 未)进行伦理审查,(能√/ 不能)提供伦理审查证明。 3、研究中如何使用人体标本

保密要点: 审查要点1.研究的设计和实施是否科学、可行?1)研究设计的合理性、统计方法(包 括样本量计算) 和用最少的受试者人数获得可靠结论的可能性2)权衡受试者和相关群体的预期利益与预计的危险和不便是否合理3)应用对照组的理由4)受试者提前退出的标准5)暂停或终止整个研究的标准等。 2.受试者的医疗和保护 3.受试者隐私的保护 4.知情同意的过程: 给受试者或其法定代理人的书面和口头信息的充分性、完 整性和可理解性等 5.其他 审查结果(是否同意申请人的实验方案)医学与生命 科学部伦理 委员会意见 □同意□不同意□修改 伦理委员会主任委员签章(Signature of Ethics Committee Director): 伦理委员会签章(Signature of Ethics Committee): 填表说明:1、申请日期请填写拟交申请日期,编号由医学与生命科学伦理委员会填写。 2、申请书中方格可在文字输入打印后,在选中的项目前用钢笔画√。 3、联系人为:本研究项目的联系人及电话。 4、研究者包括合作研究单位的人员。 5、送交审查资料包括:申请书、试验方案、知情同意书;如为人体用品还需按其他资料项目要 求提交资料。

现代生物学与医学

现代生物学与医学 医学院邵逸夫医院 黄悦 [摘 要] 本文回顾了生物学和医学发展的历程,展望了现代医学所面临的机遇与挑战。现代生物学技术极大地促进了医学的发展,现代生物学技术使现 代医学获得了前所未有的发展机遇,同时也正遭遇着严峻挑战。 [关键词] 生物学技术, 医学, 现代生物学,正以迅猛的速度向前发展着,其影响之广泛,意义之深远,是以往任何科学技术所不可比拟的。随着现代生物学技术在医学领域的渗透,各种强有力研究手段的运用,现代医学正面临着前所未有的机遇与挑战。人类社会经历了200多万年的漫长历史,已经发展到了高度文明的阶段。伴随着古代科学技术的萌芽,产生过巴比伦、中国、印度和希腊的古代文明;从文艺复兴到19世纪,近代科学技术使得欧洲成了近代世界文明的中心;而现代生物学技术的发展使我们正处在现代生物学革命时代。 一、医学的历史发展与生物学技术发展相一致 医学是人类长期同疾病作斗争的实践经验的总结。有了人类,就有了医疗活动。医学的发展,经历了原始医学、经验医学、实验医学和现代医学几个阶段,每一个阶段医学的特点和发展水平,都是同当时社会的科学技术发展水平相一致的。 在原始社会,人们在生产实践中逐渐懂得了一些医学卫生知识,这是医学的萌芽,还谈不上科学形态的医学。到了奴隶社会,由于脑力劳动和体力劳动的分离,才有可能出现专门从事医疗工作的医生,产生了医学。古代埃及、巴比伦、中国和印度等人类文化的摇篮中,产生了经验医学。这也是与当时低水平的生物学发展相一致的。随着生物学的进一步发展,自16世纪开始了建立在实验基础上的近代实验医学时代。16、17世纪的主要成就在于基础医为。到18、19世纪,医学的重点已经转移到了临床医学。经过300多年,人们借助于近代科学技术,在细胞水平上,对人体的结构和功能,对疾病的症状和机制,进行了深入的研究,积累了大量的临床实践经验,极大地拓展了医学的领域。 进入20世纪以来,由于生物学技术的渗透,各种强有力的研究手段的运用,

计算机与生物技术

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、

当前生命科学和未来10年之后的研究热点

当前生命科学和未来10年之后的研究热点 摘要: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。用于有效地控制生命活动,能动地改造生物界,造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系,是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界,无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解,无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。正文:生物信息学作为当今生命科学研究最重要的平台技术,其两大主要任务,即发现致病基因、阐明生命发育进化规律和对海量数据的收集、整理已经逐渐逼近生命科学研究的纵深,并开始有所收获,正在成为后基因组时代生命前沿科学研究中解析海量数据的最佳工具。 蛋白质组学:蛋白质组学研究也是当代生命科学的前沿热点。随着被誉为解读人类生命“天书”的人类基因组计划的成功实施,人类已初步掌握了自身的遗传信息。为了真正破译、读懂这部“天书”,各国科学家随即将生命科学的战略重点转到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为生命活动的“执行者”,自然成为新的研究焦点。以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学自然就成为功能基因组学中的“中流砥柱”,构成了功能基因组学研究的战略制高点。 功能基因组:随着人类基因组计划的实施和推进,生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略,如基因芯片、基因表达序列分析(Serial analysis of gene expression, SAGE)等,都是从细胞中mRNA的角度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此,从DNA mRNA 蛋白质,存在三个层次的调控,即转录水平调控(Transcriptional control ),翻译水平调控(Translational control),翻译后水平调控(Post-translational control )。从mRNA角度考虑,实际上仅包括了转录水平调控,并不能全面代表蛋白质表达水平。实验也证明,组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好,尤其对于低丰度蛋白质来说,相关性更差。更重要的是,蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等则几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸

高中生命科学(生物)第二册知识点整理

生物第二册复习资料 【第五章生物体对信息的传递和调节】 第一节动物体对外界信息的获取 ※单细胞动物以整个细胞感受光、热、电和化学物质的刺激,而人和高等动物则通过自身特定的感受器获取这些信息。这些信息通过神经传递到脑,在脑中产生感觉。根据外界刺激物的类型,通常可将感受器分为物理感受器和化学感受器。 一、动物体对物理信息的获取 1、皮肤感受器 人和高等动物皮肤中有许多神经末梢,当受到压力、温度、针刺等刺激时,便会将各种刺激转换为神经信号,从神经末梢传递到神经中枢,这些神经末梢统称为皮肤感受器。 2、光感受器 ※折光装置均无色透明,具有折光和聚焦的作用。 视杆细胞:感受光亮 视细胞 视锥细胞:感受色彩 视细胞将光能转换为电信号(神经冲动),必须由视神经传到脑的视觉中枢后才能形成视觉。 3、声波感受器 ①耳可分为外耳、中耳和内耳。

②外耳收集声波,通过外耳道向内传递,声波可以引起外耳道底部的鼓膜振动。 ③鼓膜内侧为中耳,内有3块听小骨,听小骨将声音传递到内耳。 ④内耳由耳膜和前庭器组成,耳蜗是声音感受器,将声波转化成神经冲动,由听神经传到脑的听觉中枢,产生听觉。前庭器由3个半规管和前庭组成,是感受身体平衡的器官。 4、特殊的感受器: ①鱼类的侧线,用来感受水流和定方位。 ②蛇类的颊窝,感受周边动物散发出的热能。 二、动物体对化学信息的获取 1、人和其他脊椎动物的化学感受器主要分布于鼻腔的嗅黏膜和口腔的舌上。 ①分布于嗅黏膜上的嗅细胞可感受溶解在嗅黏膜表面液体中的有气味的化学分子。 ②味蕾顶端有一个小孔,味细胞顶端的微绒毛分布于此,溶解在水中的化学分子经微绒毛由味细胞传换成神经冲动,最终传递给脑产生味觉。 2、昆虫的味觉毛分布于足的末端和口器,而感受气味的毛多分布于触角。 第二节神经系统中信息的传递和调节 1、动物体通过神经系统对外界和体内的各种刺激(信息)发生反应,称为反射。 2、反射是神经系统调节各种活动的基本方式。 3、反射是通过反射弧来完成的。 4、反射弧及其功能: 一、信息在神经系统中的传递 1、组成神经系统的基本结构和功能单位是神经细胞,也称神经元。 2、神经元由细胞体、轴突、树突组成: ①细胞体是神经元的营养和代谢中心,内含细胞核和细胞器,主要集中在脑和脊髓里。 ②树突通常较短,具有许多树枝样分支,是神经元接受信息的部分。 ③轴突较长,分支少,是神经元传出信息部分。 3、神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘,称为神经纤维。 4、神经冲动传导: ①在神经细胞质膜的内外两侧之间存在电位差,称为膜电位。 ②静息状态下,膜内为负(K+),膜外为正(Na+)。 ③受到刺激时,局部区域(兴奋区)Na+流入细胞内,电位反转为内正外负,即产生兴奋(神经冲动)。兴奋区域此时与周邻部位之间有电位差,这就会引起周邻部分产生兴奋,兴奋沿神经纤维推进,此过程即为神经冲动传导。 ④信息在神经元上是以生物电的形式传导的。 5、突触传递: ①神经元以轴突末端膨大与其他神经元的细胞体或树突相接触,两个神经元相接触部分的细胞膜合称为突触,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。 ②突触小泡内所含有的化学物质称为神经递质。 ③信息在神经元之间是通过化学物质传递的。

上海交大生命科学导论复习大纲

2009-2010学年第1学期<生命科学导论>复习大纲 第一讲序论及生命的元素 1.进入新世纪后,人类社会面临哪些重大问题?这些问题的解决与生命科学有何关系? 进入新世纪后人类面临的主要问题: 人口爆炸、粮食短缺、健康、资源枯竭、环境污染的可持续发展问题. (1) 生命科学与农业可持续发展; (2) 生命科学与能源问题; (3) 生命科学与人的健康长寿 (研究更有效的药物, 改造人的基因组成); (4) 生命科学与维持地球生态平衡; (5) 生命科学与伦理道德问题. 2.举例说明生命科学本质上是一门实验科学。 孟德尔实验发现两大遗传定律, 格里菲斯实验证明遗传物质是 DNA 而不是蛋白质 3.举例:生命科学与其它学科的交叉边缘领域或学科。 生物化学、生物数学、心理学、生物物理、生物工程学、人工智能等. 4.生物学经历了哪三个发展阶段?各发展阶段有何特征?有何代表性的人物?生物学经历了三个发展阶段: (1) 描述生物学阶段 (19 世纪中叶以前) 特征: 主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物, 寻找他们之间的异同和进化脉络. (2) 实验生物学阶段 (19 世纪中叶到 20 世纪中叶) 特征: 利用各种仪器工具, 通过实验过程, 探索生命活动的内在规律. (3) 创造生物学阶段 (20 世纪中叶以后) 特征: 分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种. 5.如何确定人体必需微量元素? 用饲喂法分三步来证明某种元素是否是人体必需微量元素: (1) 让实验动物摄入缺少某一种元素的膳食, 观察是否出现特有的病症; (2) 向膳食中添加该元素后, 实验动物的上述特有病症是否消失; (3) 进一步阐明该种元素在身体中起作用的代谢机理. 只有上述三条都弄清楚, 才能确定某种元素是否为必需元素. 6.举出三种人体大量元素和三种人体必需微量元素。 人体大量元素: C、H、O 人体微量元素: Fe、Zn、Mn、Co、Mg、Si、F、Se、V 第二讲生物大分子 7.比较多糖、蛋白质、核酸三类生物大分子。比较项目包括:单体的名称与结构特征,连接单体的关键化学键和大分子结构的方向性。 多糖 单体名称: 单糖 单体结构特征: 多羟基醛或多羟基酮 连接单体的关键化学键: 糖苷键 结构的方向性: 一端的糖基有游离的半缩醛羟基, 称还原端; 另一端的糖基没有游离的半缩醛羟基, 称非还原端.

生命科学未来的科学

生命科学——未来的科学 一提起生命科学,人们往往会想起这些话“21世纪是生命科学的世纪”“下一个超过我的世界首富一定是出自基因生物领域”(比尔盖茨的预言)。刚刚进入21世纪的时候,人类基因组计划,和人体胚胎干细胞等研究更是引起了无数人对神秘的生命科学的好奇。想必有很多年轻的学子已经立志要在生物领域有所成就了吧!这篇文章将会为你揭开生物专业的神秘面纱,一一解答在你追逐梦想的过程中可能有的种种问题,为你激情的高三学习定下更为明确的目标! 一,生物专业学些什么? 大家在初中和高中都学习了很多生物方面的知识,涵盖了生物学领域的很多内容,包括动植物,微生物,人体生理卫生,分子和细胞,遗传进化,环境,以及生物工程等,还学习了基本的实验技能。那么大学里的生物专业又学些什么呢? 到开始填报志愿的时候,你会发现很多大学里都有好几个和生物有关的专业,比如生物科学,生物技术,生物工程,生物医学工程等,还有生态学和园林学。那么这些专业都有些什么区别呢? 简单地分,生物科学,生物技术,生态学等都属于理科;生物工程,生物医学工程等属于工科;园林学属于农科。我们可以从这些专业所开的课程看出他们不同的培养目标:1,生物科学:主要学的课程包括植物生物学、动物生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、微生物学、生态学、分子生物学、发育生物学、系统分类学、结构生物学、微生物遗传、植物生理学、细胞工程、生物科学大实验、基础生物学实验、生物化学实验、细胞及遗传学实验、微生物学实验、分子生物学实验、大学化学及实验、有机化学及实验、生物化学技术等。 2,生物技术:主要学的课程包括普通生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、遗传学、生物技术概论、生物技术制药、药理学、药物分析学、生物化工、生物学实验、生物化学实验、分子生物学实验、微生物学实验、生物技术大实验、天然产物分离制备技术、基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、大学化学及实验、有机化学及实验等。 3,生物工程:主要学的课程包括计算机基础、有机化学、物理化学、生物化学、化工原理、生物学、微生物学、天然药物化学、生物制药技术、生化反应工程、发酶工程、酶工程、基因工程、工业制剂、生化过程检测与控制等。 4,生物医学工程:主要学的课程包括外语、高等数学、大学物理、计算机应用、近代化学、工程力学、电子电工技术、材料科学基础、生物化学、解剖生理学、组织学、生物医学工程基础、生物材料及人工器官、生物材料评价、医用仪器原理及应用、生理系统建模与仿真、科技情报检索等。 5,生态学:主要学的课程包括植物生物学、动物生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、分子生物学、地学基础、生态学、景观生态学、生物统计学、环境科学、植被生态学、土壤学、基础生物学实验、地学实验、生态学实验、生态技术实验、生物化学实验、资源生态学、环境监测技术、环境生物学技术等。 6,园林学:主要学的课程包括园林美术、植物生物学、生态学(包括景观生态、植物生态、城市生态)、普通生物学、园林树木学、园林花卉学、园林绿地规划、园林设计、园林美学、园林生物技术、园林工程、园林工程制图、土壤学、景观生态学、园林建筑设计、生物化学、植物系统学、园林大实验、园林规划实践、园林设计实践、园林工程实践、生物学实验等

生命科学概述

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