生命系统与生命科学

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1、生命系统与生命科学本章目录生命的起源和定义为什么要学习生命科学生命的定义生命的基本特征生命是什么？“生命”应如何定义？生命是什么？“生命”应如何定义？一、生命的定义从生物学角度的定义从物理学角度的定义从生物物理学角度的定义从哲学角度的定义“生命”的完整的、系统的定义1.从生物学角度的定义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2.从物理学角度的定义——“负熵”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增加的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋

2、向终结，走向死亡熵—热力学系统无序的程度3.从生物物理学角度的定义——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、协调和统一4.从哲学角度的定义1878年，恩格斯在《反杜林论》中指出：生命是蛋白体的存在形式。5.“生命”的完整的、系统的定义生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式，是一种过程，是一种现象。二、生命的基本特征化学成分的同一性严整有序的结构新陈代谢应激性和运动生长发育繁殖与遗传适应个体发育与系统进化1.化学成分的同一性生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素等多种有机分子以及C、H、O、

3、N、P、S等无机元素组成蛋白质：由20种氨基酸组成核酸：由8种核苷酸组成各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，各种生物都是以ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子2.严整有序的结构生命的基本单位是细胞整个生物界是一个多层次的有序结构细胞　组织　器官　系统　个体种群　群落　生态系统3.新陈代谢－生命的基本功能之一合成作用（anabolism）从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能分解作用（catabolism）分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用4.应激性和运动生物接受外界刺激后会发生反应5.生长发育生长：生物体或其一部分的体积、干重或

4、细胞数目增长的过程发育：生物自受精卵开始直到形成成熟个体所经过的一系列从简单到复杂的变化过程生长发育过程中遗传因素起决定性作用，而外界环境因素也有很大影响表现型=基因型+环境饰变6.繁殖与遗传生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化7.对外界可产生应激反应，对环境有适应性适应的含义：（1）生物的结构适应于一定的功能（2）生物的结构和功能适应于其在一定环境条件下的生存和延续适应是生物界普遍存在的现象8.具有个体发育与系统进化的历史三、生命科学是自然科学中最大的　　学科群分支学科最多——9

5、20多门与各类学科密切合作与交叉与社会生活联系密切生命科学的学科结构生命系统的螺旋结构生命科学的学科结构——分层蛋糕生命科学的分科按不同分科标准可以作不同的划分按生物类群或研究对象来分按研究的生命现象或过程来分按生物结构的层次来分按与其他学科的关系来分按其他标准分为什么要学习生命科学知识？？生命科学是人类对自然认识的最后堡垒生命科学是21世纪自然科学的带头学科生命科学中充满未解之谜生命科学与人类社会的发展息息相关一、生命科学的发展（从达尔文到克隆羊）1859达尔文《物种的起源》－生物进化的革命性理论1997绵羊“多利”克隆－神奇的技术、无限的遐想全球生物热21世纪将面临的

6、许多世界性的难题人口膨胀；粮食短缺；疾病危害；环境污染；能源危机；资源匮乏；生态平衡破坏；生物物种大量消亡解决人类生存与发展所面临的一系列重大问题，在很大程度上将依赖于生命科学的发展。生命科学对人类经济、科技、政治和社会发展的作用是全方位的二、生命科学是21世纪自然科学的带头学科当前自然科学的带头学科开始从物理科学向生命科学转移生命科学世纪的内含1、生命科学成为前沿学科Nature95%Science70-80%2、生命科学引发的技术将成为支柱产业IT是组装产业，对人外在生存的影响，导致人种退化BT涉及的领域是对人类自身的进化，使人活得更好3、生命科学属于自然科学各学科生

7、命科学吸引了众多的其他学科顶尖人材20世纪30年代开始，一些其他学科的顶尖科学家开始思考、参与生物学的问题20世纪50年代以后，生物学中许多划时代的进步都是学科交叉的结果薛定谔《生命是什么？》Watson&Crick，DNA双螺旋May从物理学家到生态学家实验生物学与理论生物学三、生命科学充满未解之谜“猛犸之谜”“恐龙灭绝之谜”龟鳖家族的长寿之谜“猛犸之谜”“恐龙灭绝之谜”龟鳖家族的长寿之谜四、生命科学与人类社会的发展息息相关农业方面医药卫生方面轻工业、食品工业、酶工程其他方面人造种子1.农业方面遗传育种人造种子生物杀虫剂2