生命科学导论复习资料

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 particular

ac 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。

他所写的小册子《生命是什么》是一个伟大尝试。

❑面对复杂系统的许多问题，科学界把目光转向生命科学，寻求

新的概念，

新的观点，

新的思路。

2、从传统生物学到现代生命科学

——生命科学能够迎接21世纪的挑战

生物学经历了三个发展阶段：

➢描述生物学阶段（19世纪中叶以前）

（1）描述生物学阶段（19世纪中叶以前）

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

达尔文《物种起源》（1859）

（2）实验生物学阶段（ 19世纪中到20世纪中）

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）

3、生命科学如何发挥它的重要作用？

❖生命科学必须和物理科学、工程科学等其他学科相结合

（1）从我国科学发展规划看生命科学的重要性

（2）生命科学必须和物理科学、工程科学等其他学科相结合 21世纪是生物的世纪，但生物学要有大突破必须寻求物理学科等其他学科的支持。

❖普林斯顿大学以发育生物学家谢利•蒂夫曼为首，集中12名资深教授 (生物学、物理学、

化学、数学、工程)成立崭新的研究中心

❖斯坦福大学朱棣文(物理学)和詹姆斯•斯布迪许(生物学)等建立一个研究中心，50名成

员。（Bio-X计划）

三生命科学向我们每个人走来

1．生存与健康

2．交叉学科和边缘领域同时提供机会与挑战

3. 生命科学渴求各个领域优秀人才的参与

1、生存与健康

❑另一方面人类面临一批新型疾病的威胁：

心血管病

糖尿病

艾滋病

癌症

新传染病

2、交叉学科和边缘领域同时提供机会与挑战

3、生命科学渴求各个领域优秀人才的参与

四、生命的元素组成

在生物学和其他学科交叉的边缘学科中,生物化学在过去的几十年中发展特别快。研究生物体的化学组成和研究生命过程中的化学变化，所得到的丰硕成果，构成分子生物学和生物技术发展的重要基础。

这里先介绍生命的元素组成，主要为后面第二讲（构造生物的基本元件）和第三讲（生物体的新陈代谢）做准备。

1．哪些元素参与生物体的组成？

参与生物体组成的元素总共约二、三十种，他们在元素周期表中的分布如图所示

用实验动物的饲养实验来研究各种元素成份在营养学上的必要性。要证明某一种微量元素在营养学上是必不可少的，至少需要做下面三个方面的实验：

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。

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。

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营养上必需的元素。

常量元素的重要性比较容易认识。微量元素的营养学研究困难大得多。所以，一些微量元素在1950s 或 1970s 以后才确证为人体必需微量元素。

3. 元素营养方面的几个例子

例一、钙

1．人每天需要摄入多少钙？

2、钙参加几乎每一种生理代谢过程

婴、幼、少儿------佝偻病

老年人------骨质疏松症

上海地区骨质疏松症患者男 20.1% 女48.1%

其中 60岁以上男 24.9% 女75.5%

上海地区老年人骨折发生率城区 16.5%

农村 6.9%

影响钙吸收的因素

维生素D

甲状旁腺素（PTH）

•促小肠吸收钙

•促骨骼释放钙

•促肾细胞回收钙

•抑骨骼释放钙

•抑肾细胞回收钙

例三铬

例四硒