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现代生物学导论

 现代生物学导论

生命科学代表着现代自然科学的前沿，它与人类和社会的联系比其他任何学科都更加紧密。

一个21世纪的现代大学生（包括非生物学专业的大学生）不能没有现代生命科学的基础知识。

面向全校本科生，培养具有生命科学基础知识的高水平复合型人才；加强生命科学基本概念和内在联系与规律的学习，提高学生们主动探索生命奥秘的积极性；理论联系实际，让学生们在实践中提高分析问题和解决问题的能力。

作为公共基础课程，“现代生物学导论”包括生物多样性、细胞、代谢、遗传、分子生物学、进化、发育、生态和生物技术等方面最基本的概念和理论。

生命科学的微观与宏观领域是相互联系，相辅相成的，因此从微观和宏观两个方面把握和讲授生命科学的基本概念。

根据学科发展和教学反馈意见，每学期都适度更新教学内容，力求体现教学内容的前沿性。

例如，生物多样性、重组DNA技术、动物克隆技术与胚胎干细胞研究、人类基因组计划、蛋白质组学、基因药物与基因治疗、生物芯片等都是课程内容的重点。

教学大纲:

1绪论

1.1什么是生命

细胞是生物的基本组成单位

新陈代谢、生长和运动是生命的本能

生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质

生物具有个体发育和系统进化的历史

生物对环境具有适应性

1.2为什么要学习生命科学？

从达尔文的进化论到绵羊“多利”的克隆

人类面临的挑战

新世纪的大学生不能没有现代生命科学基础知识

生命科学的发展或突破需要您的参与

1.3学什么

生命科学的定义和学习内容

微观与宏观领域相互联系

注重生命科学的最新进展

1.4如何学

兴趣是最好的老师

提出问题和设想

实验是开启生命王国大门的钥匙

2．生物的多样性及其分类代表

2.1什么是生物多样性

物种多样性

遗传多样性

生态系统多样性

2.2生物多样性公约

2.3保护生物多样性的意义

2.4生物分类学

分类学是认识生物多样性的基础

生物种的概念

生物分类的阶层和双名法

现代分类学的发展

2.5五界分类系统

2.6原核生物界、原生生物界和真菌界

原核生物界

原生生物界

真菌界

2.7植物界

2.8动物界

无脊椎动物

脊椎动物

3细胞

3.1显微镜的发明

3.2细胞的基本概念

3.3细胞的类别

3.4细胞的结构

细胞膜和细胞壁

细胞核

细胞器

3.5生物膜

膜的结构

膜的“流动镶嵌模型”主要特点

物质的跨膜运输

3.6细胞成分或结构的分离

4生命的基本化学组成

4.1原子和分子?

生命的化学基础

生物体的主要元素和主要生物分子

生物大分子的基本性质取决于有机化合物的碳骨架和功能基团

4.2糖类化合物

单糖

二糖

多糖

4.3脂类化合物

脂类的组成和功能

磷脂

类固醇

4.4蛋白质

蛋白质的主要种类和功能

蛋白质是由20种氨基酸组成的生物大分子

蛋白质结构与功能的关系

蛋白质的四级结构

4.5核酸

核苷酸

核糖核酸和脱氧核糖核酸

DNA双螺旋结构

DNA双螺旋结构（doublehelixstructure）的发现

5能量与代谢

5.1生物体的能量

生命活动需要能量

代谢是化学物质和能量的转化过程

5.2热力学定律

热力学第一定律

热力学第二定律

放能反应和吸能反应

5.3细胞的能量通货?

ATP

 5.4酶促反应

酶是具有催化作用的蛋白质

酶的催化作用机理

5.5影响酶活性的因素

温度的影响

pH值的影响

辅助因子的作用

酶的抑制剂

反馈抑制

5.6生物代谢

活细胞是一个微小的化学工业园

巴斯德和生物发酵

6细胞呼吸?

能量的收获

6.1细胞呼吸产生能量

酵母菌发酵与细胞有氧呼吸

氧化还原反应

ATP的产生和应用

6.2细胞呼吸的化学过程

概述

糖酵解

卡尔文循环

电子传递链和氧化磷酸化

6.3ATP形成机理和能量形成的统计

底物水平的磷酸化

化学渗透学说

一分子葡萄糖彻底氧化分解所形成的能量统计

6.4其它营养物质的氧化

消化作用

其他营养物质的氧化

营养物质的分解可提供生物分子合成的原料

7光合作用

7.1光合作用的早期研究

三个多世纪前的一项实验

植物生长必须依赖于水、泥土、空气和阳光

氧气的来源

7.2光合自养生物是生物圈的生产者

光合自养生物

光合自养生物主要的种类

叶绿体和光合膜

7.3光的性质与叶绿素

光的性质

叶绿素

叶绿素的吸收光谱和作用光谱

7.4光系统与光反应

光系统

光能传递和电子传递链

光反应小结

7.5暗反应（卡尔文循环）与葡萄糖的形成

8．细胞繁殖和遗传

8.1细胞的繁殖

细胞分裂的作用

基因与染色体的复制

细胞周期与有丝分裂

配子形成与减数分裂

8.2遗传的基本法则

现代遗传学的创始人蒙德尔

孟德尔遗传学第一定律：

分离定律

孟德尔遗传学第二定律：

自由组合定律

孟德尔遗传学定律的延伸和变化

8.3遗传的染色体学说

8.4基因的连锁和交换

8.5性染色体和伴性遗传

9.DNA?

生命的秘密

9.1基因是什么？

著名的肺炎球菌实验

更有说服力的噬菌体实验

9.2DNA的半保留复制

9.3RNA的组成和作用

9.4转录

9.5遗传密码的破译

9.6蛋白质的合成

9.7人类基因组计划

10.基因表达的调控

10.1基因突变

10.2原核生物基因的表达与调控

10.3真核生物基因的表达与调控

10.4基因与人类疾病

10.5爱滋病的元凶HIV的结构与分子遗传机制

11重组DNA技术

11.1重组DNA技术是基因工程的核心技术

11.2获得需要的目的基因

细胞内总DNA的提取分离与基因文库的构建

反转录人工合成互补DNA

聚合酶链式反应

11.3构建重组质粒和基因克隆

限制性内切酶

载体

以大肠杆菌为寄主菌进行基因的克隆

一般克隆基因的检查和鉴定方法

11.4转化受体细胞和转化子的筛选

11.5转化子的分析?

Southern杂交

12生物技术?

现代生命科学的革命

12.1生物技术定义、主要内容和发展概况

12.2基因工程

12.3蛋白质工程、发酵工程和细胞工程简介

蛋白质工程

发酵工程

细胞工程

12.4分子诊断和基因治疗

分子诊断

基因治疗

12.5克隆羊技术

12.6生物芯片技术

生物芯片技术的一般原理

DNA芯片技术的主要应用

12.7生物技术的安全性和社会伦理问题

转基因技术的安全性问题

克隆人的伦理问题

个人基因信息的隐私权问题

基因治疗的应用范围问题

生物技术引发的其他问题

13生物的起源与进化

13.1生命的起源

几百年前的争论

原始的地球和最早出现的生物

化学演化

关于最简单生命形式起源的几个假说

代谢系统的进化和遗传系统的起源

13.2达尔文与进化论

神创论与进化论的斗争

年青时代的达尔文和贝格尔号的航行

自然选择导致生物进化

物种形成的机理

进化论的发展

13.3生物进化的证据和历程

生物进化的化石记录

生物进化的其他证据

真核生物的起源

生物进化的历史进程

13.4人类的起源和进化

人在生物界的地位和特征

从猿到人

人类在进化中创造了不断发展的文化

14植物的结构、功能和发育

14.1植物的结构与生长

植物器官和陆生适应

特定功能的细胞群?

组织

植物营养器官的生长发育和结构特征

14.2植物的营养与体内运输

水分的吸收与运输

植物的矿质营养吸收

有机同化物的转运

C3植物与C4植物相关结构与功能的比较

14.3植物的繁殖

被子植物的生活史和世代交替

花的结构

传粉与受精

种子与果实的形成

14.4植物的生长发育及其调控

种子的萌发与幼苗的发育

各种环境因子对植物生长发育的影响

植物激素与生长发育

细胞信号传导介导的植物对外界刺激的响应

15物的结构、功能和发育

15.1动物体的结构对功能的适应性

结构适应于功能是动物中的普遍现象

动物的组织

器官与系统

结构与功能的统一构成了与环境相适应的动物个体

15.2营养、呼吸、循环与排泄系统

饮食、消化与营养吸收

呼吸系统与气体交换

血液与循环

水盐平衡和氮的排出

15.3化学信号、神经系统、感觉与运动

动物激素和化学信号的传导

神经系统及其信号传递

人体的感觉器官和运动系统

15.4免疫系统与疾病防御

非特异性防御及淋巴系统

特异性防御与抗原识别

T细胞与细胞介导的免疫应答

B细胞与体液介导的免疫应答

单克隆抗体

免疫性疾病

15.5繁殖与胚胎发育

动物的无性繁殖与有性繁殖

男性生殖系统

女性生殖系统

受精与合子形成?

胚胎分化的开端

人类的发育

辅助生殖技术

16生态学基础

16.1生物与环境

环境的范围与生态学的层次

环境与生态因子

气候因素

环境对生物习性和行为的影响

16.2种群生态

种群的结构

种群增长特征

种群增长的调节

人口的结构和增长

16.3生物群落

群落的基本特征与结构

地球上主要群落类型

群落内生物之间的相互关系

群落的扰动和演替

16.4生态系统

生态系统的概念

生态系统的营养结构

生态系统中的能量流动

与生命活动相关联的物质循环

16.5人口、资源与生态平衡

人口增长和生态环境的人口承载容量

资源压力及生态环境恶化

生态平衡和人类社会可持续发展的策略

参考文献:

第一章

陈阅增主编，普通生物学。

高等教育出版社，1997

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第二章

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第四章

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第六章

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沈允钢，地球上最重要的化学反应：

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王亚馥，戴灼华，遗传学。

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罗鹏主编，遗传学应用。

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赵寿元，乔守怡主编，现代遗传学。

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王德宝,刘望夷，转移核糖核酸结构、功能与合成。

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金冬雁，金奇，侯云德，核酸和蛋白质的化学合成与序列分析。

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朱玉贤，李毅，现代分子生物学。

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第十章

袁建刚、周严、强伯勤，真核生物转录调控：

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第十一章

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李德葆、徐平主编，重组DNA的原理和方法。

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第十二章

楼士林主编，基因工程。

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瞿礼嘉等，现代生物技术导论。

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宋思扬，现代生物技术导论。

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杨金水，基因组学。

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焦瑞身，细胞工程。

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熊宗贵，生物技术制药。

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 BulockJ.andKristiansenB.,Basicbiotechnology.AcademicPress,1987

第十三章

李难，进化论教程。

高等教育出版社，1999

张昀，生物进化。

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郝守刚等，生命的起源与进化。

高等教育出版社/施普林格出版社，2000

穆西南主编，古生物学研究的新理论新假说。

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沙金庚、朱敏主编，创新者的报告（第五集）?

古生物学研究成果专集。

科学出版社，2000

 CarterJG，TeveszMJS，Prehistoriclife,evolutionandfossilrecord.DFBBooks,1997

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十四章

杨世杰主编，植物生物学。

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李合生主编，现代植物生理学。

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李承森主编，植物细胞信号转导（植物科学进展，第一卷）。

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潘瑞枳，植物生理学，高等教育出版社，2001

周云龙主编，植物生物学，高等教育出版社，1999

杨继等，植物生物学，高等教育出版社/施普林格出版社，1999

 RavanPHetal.,BiologyofPlant,5thed,WorthPublishers,Inc.,1992

 SternKR.,Introductoryplantbiology.WmCBrownPublishers,1994

十五章

王玢、左明雪主编，人体及动物生理学。

高等教育出版社出版，2001

许崇任、程红，动物生物学。

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左仰贤，动物生物学教程。

高等教育出版社，2001

左明雪主编，人体解剖生理学。

高等教育出版社出版，2002

寿天德主编，神经生物学。

高等教育出版社出版，2001

于善谦等，免疫学导论。

高等教育出版社/施普林格出版社，1999

 SylviaMader,Understandinghumananatomyandphysiology.Mcgraw-HillCompanies,Inc.,2002

十六章

孙儒泳等，基础生态学。

高等教育出版社，2002

曹凑贵等，生态学概论。

高等教育出版社，2002

李振基，生态学。

科学出版社，2000

李博等，生态学。

高等教育出版社，2000

尚玉昌等，普通生态学。

北京大学出版社，2002

 ManuelC.MollesJr.Ecology,conceptsandapplications.Mcgraw-HillCompanies,Inc.,2002 

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