现代生物技术导论—组成生物体的基本元件

现代生物技术与生物工程导论现代生物技术与生物工程导论生物技术和生物工程是现代生物科学发展的两个重要方向。

生物技术是指利用生物学、化学、物理学、计算机等多学科知识，通过对生物体的结构、功能及其相互关系的研究，掌握生物基因、细胞、组织、器官的特点，建立相应理论与技术手段，从而改变和控制生命现象的过程。

而生物工程则是将生物技术的知识和技术应用于生物产品的生产和应用，是产业化生物技术的重要组成部分。

从这个角度来说，现代生物技术和生物工程具有不可忽视的重要性。

这些领域不仅仅是应用于生命科学研究，也涵盖了药物研究、食品领域、环境保护等等多个领域，进而在科技革命中扮演着至关重要的角色。

现代生物技术发展至今已经有了很多种类，如基因编辑、合成生物学、干细胞技术等等。

其中，基因编辑是指通过人工改变引起一系列特定的基因突变以创造心目中理想的基因，这种技术被发现有种种应用，在人类疾病管理领域中的前途有着十分广阔的应用价值。

合成生物学是一个新兴的生物学领域，它通过对自然物质，自然进程及其互动的完全理解来设计现代高级生命系统。

干细胞技术，则是浩浩荡荡的细胞治疗这一划时代的现象。

生物工程可以应用于食品工业、药物产业、制造业、污水处理等领域。

在生产工作中，它可以通过调整菌株、添加剂、生产流程等因素以达到生产不同产品的目的。

从而被证明可以解决许多传统技术所遇到的难题。

例如，通过基因工程技术重新设计酶系统，利用代谢途径逐级优化生物产物的合成途径，提高精度和效率，是生物工业生产中最为常用的方法。

同时，生物技术和生物工程也可以应用于生物医学领域，在治疗癌症、糖尿病、心血管病等多种疾病上发挥着重要作用。

例如，生物技术可以通过干细胞技术重建身体组织，生成更精准的蛋白质药物，为疾病治疗提供新方法。

而生物工程同样可以创建更为有效的药物，例如，一些靶向治疗药物的研究。

然而，尽管生物技术和生物工程已经在许多领域得到了成功应用，但是它们也存在一些问题和隐忧。

《生命科学导论》课程教学大纲（修订版）一、课程性质和教学目标《生命科学导论》课程是为人文、管理、工科、理科等非生物专业学生开设的一门公共基础课，其目标是向各门类非生物专业学生传授现代生命科学的基础知识，使他们能够应对进入新世纪面临生命科学迅速发展所带来的挑战。

本课程教学理念反映生命科学近年来发展的主脉，涵盖生命学科的若干主要领域，并使教学内容兼具基础性、前沿性和趣味性。

教学内容依据教师对生命科学近几十年来迅猛发展的脉络的把握，以生物化学和分子生物学为基础，以基因重组技术为核心，再加上对宏观自然环境的重视，把握现代生命科学和生物技术发展的主流。

教学大纲紧跟学科发展趋势，结合生命科学前沿热点，课程设置和内容抓住生物技术、生态环境、生物能源、生物材料和生命伦理几大方向，体现了科学与人文的结合、理论与实践的结合，将科研成果转化到教学中，将素质教育体现在课堂教学中。

1.紧密联系生命科学和生命技术的最新进展，学习内容具时代感。

2.包含必要的基础知识内容，有利于非生物类专业学生向生命科学作跨学科发展。

3.配合课堂教学，开设生命科学导论实验课程，供学生选修，通过动手实践，加深对理论知识的理解。

4.注意与中学生物课程衔接，收到温故知新的效果；尽量利用课件中大量生动图片，提高学习兴趣。

5.注意课堂互动交流，调动学生学习主动性。

通过课堂与课外的师生互动与讨论，活跃学生的创新思维，激发学生的创造动能，使学生能以科学的思维来理解生命的本质，进而提高学生的创新能力。

本课程各教学环节对人才培养目标的贡献见下表。

注：“√”的数量从１－３，代表贡献的大小。

二、课程教学内容及学时分配三、教学方法以课堂（视频）教学为主，结合自学、课外作业、小论文。

本课程要求学生进行积极的思考，培养自身的专业思考能力，不要把对生命科学知识的学习当成是死记硬背基础知识的课程。

所以，学习过程中，要求学生主动阅读除课本以外的相关书籍、杂志。

四、考核及成绩评定方式课程学习完成之后，最终成绩将根据期末考试（70%）、平时成绩（30%）按比例给出。

生物技术：是以生命科学为基础，应用自然科学与工程学原理，设计构建新型物种体系，以提供产品和为社会服务的综合性社会体系。

基因工程：按照人类的愿望对携带遗传信息的分子进行设计和改造的分子工程，包括基因重组，克隆和表达。

候选基因策略：为确定某种遗传疾病确实是由于基因的缺陷造成的，研究人员要对患者的相应基因进行分析，若患者体内确实存在缺陷，那么肯定该病确实是由于这一基因的突变造成的，此称为候选基因策略。

药物敏感基因：某些病毒中含有将无害的药物前提体转化为有毒物质的酶，这些没有自身编码，人们称之为自杀基因或药物敏感基因。

SD序列：一般说在紧靠起始密码子的上游有一段长约6-8个核酸的序列，是核糖体与MRNA 的结合部位称为SD序列。

结构域互换：为研究基因的调控及基因结构与蛋白质功能间的关系，人们常把相关基因的相类似，具功能的区域互换，然后检查互换后的蛋白质功能。

表达图谱：是只可表达的基因在染色体或基因DNA片段上精确定位，并且确定各个表达基因之间的距离的一种物理图谱。

生物农药：生物体产生的具有防病，防虫，防杂草虫等功能的一大类物质的总称。

限制性片段多态性：由于限制性内切酶酶切位点的突变而造成的限制性内切酶酶解后产生的DNA片段长度的不同称为。

1.质粒作为基因工程的载体应具备哪些条件？（1）具有复制起始点（2）具有抗生素抗性基因（3）具有若干酶单一识别位点（4）具有较小的分子量和较高的分子数2．理想生物反应器应具备什么基本条件？（1）制造生物反应器的所采用的材料对细胞必须无毒（2）反应器必须具备良好的传热，传质和混合的功能。

（3）密封性要好，可避免外界微生物污染。

（4）对培养环境中多种物理化学参数能自动检测和控制调节，控制精度要高，而且保持环境质量均一。

（5）可长期连续运转。

（6）容器内部光滑，无死角奥，能耐高压蒸汽消毒，便于操作维修。

（8）设备成本低（9）适合工艺要求，易获最大的生产效率。

（10）反应器必须携带各种监控系统。

生物技术专业导论心得体会在大学学习生物技术专业导论的这段时间里，我深入了解了生物技术这一领域的发展历程、基本理论和重要应用。

这门课程让我对生物技术有了更全面的认识，也为我未来的学习和职业发展提供了坚实的基础。

生物技术是一门结合了生物学、化学、工程学和信息学等多学科知识的前沿科学。

在导论中，我们首先了解了生物技术的历史背景，从传统的发酵技术到现代分子生物学和基因工程的兴起，生物技术的发展经历了长期的积累和演进。

这也让我明白了生物技术是一个不断发展的领域，它的进步将为人类社会带来更多的创新和改变。

生物技术的基本理论是导论中的重点内容之一。

我们学习了生物学的基本概念，包括细胞结构、遗传学、蛋白质功能等，这些知识是理解生物技术的基础。

同时，我们还学习了基本的分子生物学技术，如DNA提取、PCR扩增、凝胶电泳等，这些技术是现代生物技术研究的重要手段。

通过实验操作和课堂学习，我逐渐掌握了这些理论知识和实验技术。

在导论中，我们还了解了生物技术的重要应用领域。

生物技术在医药、农业、环境保护等多个领域都有广泛的应用。

例如，基因工程技术可以用于制造重组蛋白药物，如胰岛素和生长激素，用于治疗疾病；转基因作物可以提高农作物的产量和抗虫性，缓解全球粮食短缺问题；环境微生物技术可以用于污水处理和废弃物降解，有助于改善环境质量。

这些应用不仅改善了人类生活质量，也对可持续发展和环境保护起到了重要作用。

除了理论和应用，导论还注重培养我们的综合能力。

在课堂上，我们进行了讨论和小组讲座，培养了我们的团队合作能力和表达能力。

在实验课中，我们进行了实验设计和数据分析，提高了我们的实验操作和科学研究能力。

这些培养对我们今后深入学习和从事生物技术相关工作都大有裨益。

通过学习生物技术专业导论，我深刻认识到生物技术是当今科技发展的前沿领域，也是人类未来发展的重要方向。

随着科学技术的不断进步，生物技术将会在更多领域发挥作用，为解决人类面临的挑战提供新的解决方案。

现代生物科学导论自考一、引言现代生物科学导论是一门介绍生物学基本概念、原理和应用的综合性课程。

作为自考的一门科目，通过本课程的学习，考生可以全面了解生物科学的发展历程、基本知识体系以及前沿领域的研究动态，为进一步深入学习生物学相关领域打下坚实的基础。

二、生命的物质基础生命的物质基础是生物学研究的重要内容之一，主要包括生物大分子和细胞的结构与功能。

生物大分子是生命活动的基本物质，包括蛋白质、核酸、糖类和脂质等。

细胞是生物体的基本结构和功能单位，具有多种细胞器，各具不同的功能。

三、遗传与变异遗传与变异是生物科学中的核心概念。

遗传物质的本质主要包括DNA和RNA，它们是生物体遗传信息的载体。

基因表达与调控则是生物体如何利用遗传信息合成蛋白质的过程，这是细胞各种功能的基础。

另一方面，变异则是指在基因复制过程中产生的突变和基因重组现象，它们是生物进化的重要动力。

四、生物进化生物进化是生物科学中的另一核心概念。

物种起源与演化揭示了生物多样性的起源和演变过程，而生物多样性的形成与维持则关注了生物如何适应环境并形成特定的物种。

这些内容是理解生物进化的关键，也是解释地球上生物多样性的基础。

五、生物与环境生物与环境的相互作用是生物学的一个重要研究领域。

生态系统是生物与环境相互作用的基本单位，它包括了生物群落及其生存环境。

此外，生物如何适应环境、如何影响环境，以及环境如何塑造生物的形态和行为等方面也是本部分的重要内容。

六、生物技术的应用随着科学技术的发展，生物技术已经成为改变人类生活的重要手段。

基因工程与转基因技术可以实现基因的转移和修改，以创造出新的物种或改善现有物种的性状。

克隆技术与胚胎工程则是在细胞和分子水平上操作，以实现个体的复制或定制特定性状的个体。

这些技术为医学、农业和工业等领域带来了革命性的变革，但同时也引发了伦理和安全等问题的讨论。

七、生物伦理与人类健康随着生物技术的快速发展，人类对自身生命的认识和操控能力也在不断提高。

第一讲序论一、为什么要上《生命科学导论》课二、21世纪将是生命科学的世纪三、生命科学向我们每个人走来四、生命的元素组成吴庆余主编.《基础生命科学》，高等教育出版社，2006张惟杰主编.《生命科学导论》, 高等教育出版社，1999一为什么要开设《现代生物学导论》课？1．高等教育的目标哈佛大学教学计划说明“every Harvard graduate should be broadly educated as well as trained in a particularac ademic specialty or concentration.”每一个哈佛毕业生应该受到广博教育并且还应在专门的学科方面得到一定的培训哈佛大学核心课程主要包括六大门类1. 各国文化2. 历史研究3. 文学美术4. 道德伦理5. 科学:数学，生命科学6. 社会分析人格的养成—从历史及文化角度理解人类社会发展，认识个人与社会联系，养成历史感和责任感。

❖思辨能力和思维习惯的养成----准确地认识和把握事物，慎密的分析和综合，冷静的归结和对策2、“公共基础”由哪些板块组成？1980s以来，世界著名大学如MIT等，纷纷把生物类课程列为全校必修课。

1995年以后，国内重点大学陆续把生物类课程列为全校非生物类专业大学生的限选或必修课程。

这是因为人们意识到，21世纪将是生命科学的世纪，面向21世纪的大学生应有生命科学基础，而不应该成为“生物盲”。

二、21世纪将是生命科学的世纪1．带头学科近300年来（17-20世纪）：物理学一直作为带头学科17世纪中叶牛顿经典力学18世纪中叶（蒸汽机）工业革命19世纪中后电气革命20世纪初量子论、相对论和核物理标志着物理学革命性飞跃。

20世纪上半叶被称为“现代物理学黄金半世纪”物理学主导着工业革命和经济发展带领着天文、地质、气象、化学等学科发展❑薛定谔（Erwin Schrodinger,1887-1961）是一位近代物理学家，他试着跨越物理世界/生命世界之间难以逾越的鸿沟。

现代生物技术导论第一章绪论1.1 生命与生命科学生命及其过程特征生命系统的等级结构生命科学的地位地球生物：100多万种动物，40多万种植物，10多万种微生物，多种多样，形态各异，种类繁多，数量巨大，目前估计约500-5000万个物种。

对生命的思考是人类理性思维中最富有挑战性，最有吸引力的问题之一。

如：什么是生命？什么时候开始形成生命？生命是如何形成的？生命世界又何以如此千姿百态？1.1.1 生命及其过程特征机械论：有机体不是别的，只是机械装置，其运动可用力学、物理学和化学定律来解释。

活力论：生物有机体中的一些过程并不遵从化学和物理学定律。

生物学家是唯物论者，但不接受17世纪的机械论。

把生命归结为物质/东西似乎太简单，且不尽合乎人理性。

此外，生命还具有其社会属性。

热力学第二定律对生命的描述：生命是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统，其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。

生物物理学三要素——物质、能量、信息：在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、协调和统一。

生物学角度：生命是由核酸和蛋白质等物质组成的多分子、多层次的复杂体系，具有不断自我更新(生长发育)、繁殖后代以及对外界产生应答的能力，是一种过程，是一种现象。

生命的过程特征1、生长与发育2、新陈代谢与应激适应性3、繁殖与遗传4、严整有序的结构与自我平衡调节5、化学成分的同一性与凸现性6、社会性与多样性7、性质属性生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。

化学成分的同一性与凸现性：组成人体的元素约20多种，核酸由5种核苷酸组成，各种生物的遗传密码是统一的，翻译后生成由20种氨基酸组成的蛋白质。

虽然单个化学成分组成了生物体，但不是简单的相加和综合，而是具有凸现性，即表现出单个组分所没有的性质。

社会性与多样性：没有一种生命是只由一个个体组成的，因此生命表现出群居的社会性。

现代生物常识知识点总结一、细胞结构1.1 细胞的基本结构细胞是生物体的基本单位，它们包含有机物质和无机物质。

细胞的基本结构包括核、质体、内质网、线粒体、叶绿体、高尔基体、液泡、细胞膜等。

这些结构相互作用形成了细胞的内部组织结构。

1.2 细胞的功能细胞具有各种功能，包括新陈代谢、生长、分裂、运输、排泄等。

细胞通过这些功能维持着生物体的正常功能。

1.3 细胞的特殊结构在生物体内，还存在一些特殊结构的细胞，如神经细胞、肌肉细胞、骨细胞等。

这些细胞具有特殊的结构和功能，可以完成特定的生理活动。

二、遗传学2.1 遗传物质的结构遗传物质是决定生物体性状的基本物质，它主要包括DNA和RNA。

DNA是双螺旋结构，通过碱基对的配对形成了遗传信息。

RNA的结构则分为mRNA、tRNA和rRNA等不同种类。

2.2 遗传信息的传递遗传信息通过DNA的复制和转录，以及RNA的翻译传递给后代。

这一过程包括DNA的复制、转录和翻译等步骤，它决定了后代的遗传性状。

2.3 遗传变异和突变遗传变异是指基因型和表型的不同组合，它是生物体适应环境变化的重要方式。

突变是指基因发生的改变，它是遗传变异的一种特殊形式。

三、进化3.1 进化的基本原理进化是生物界的一种普遍现象，它是生物种类从简单到复杂、从原始到先进的变化过程。

进化的基本原理包括自然选择、遗传漂变、基因飘移和随机变异等。

3.2 进化的证据进化论通过化石记录、生物地理学、比较解剖学和分子生物学等证据支持进化的理论。

这些证据表明，生物种类是通过演化而来，它们在地质时期和时间中出现、变化和消失。

3.3 进化对生态系统的影响进化对生态系统的演变具有重要作用，它决定了生物种类的适应性和竞争力。

由于进化的存在，地球上的生物世界呈现出多样性和生态平衡。

四、生态学4.1 生态系统的结构生态系统是由生物群落和非生物因子组成的，它包括了自然环境中的生物物种、生态位、能量流动和物质循环等。

生态系统是生物学研究的一个重要领域。