DNA分子结构和功能.ppt

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1、绪绪 论论浙江省温州中学浙江省温州中学 许晖许晖Introduction大科学时代中的大科学时代中的大科学时代中的大科学时代中的 生命科学生命科学生命科学生命科学 DNA分子结构和功能的揭示，体细胞克隆分子结构和功能的揭示，体细胞克隆哺乳动物技术突破，人类基因组计划的实施，哺乳动物技术突破，人类基因组计划的实施，干细胞研究的进展，脑科学的深入发展，生物干细胞研究的进展，脑科学的深入发展，生物工程产业的兴起等，正在改变人类的生活。工程产业的兴起等，正在改变人类的生活。计划生育计划生育，粮食增产粮食增产，新材料新能源新材料新能源开发开发，环境保护环境保护，防灾减灾防灾减灾 等诸多领域，等诸多领域，

2、对科学的期待日益迫切，生命科学也将承对科学的期待日益迫切，生命科学也将承担起新的时代使命。担起新的时代使命。21212121世纪是人类进入生命科学的世纪世纪是人类进入生命科学的世纪世纪是人类进入生命科学的世纪世纪是人类进入生命科学的世纪郁金香郁金香豆娘豆娘向日葵向日葵1 1、生物生长、发育、生殖的现象、生物生长、发育、生殖的现象生物体都有生长、发育和生殖的现象生物体都有生长、发育和生殖的现象生物体都有生长、发育和生殖的现象生物体都有生长、发育和生殖的现象 这种由小变大的过程，叫做这种由小变大的过程，叫做生长生长。形态、结构和生理功能的变化，叫做形态、结构和生理功能的变化，叫做发育发育。每个成熟

3、的正常生物个体，都能产生自己每个成熟的正常生物个体，都能产生自己的后代，叫做的后代，叫做生殖生殖。2 2、外界刺激对生物的影响、外界刺激对生物的影响生物体都有应激性生物体都有应激性生物体都有应激性生物体都有应激性生物体对外界刺激发生反应，叫做生物体对外界刺激发生反应，叫做应激性应激性。是一种即时发生的过程。是一种即时发生的过程。外界刺激有：外界刺激有：光、温度、声音、食物、光、温度、声音、食物、化学物质、地心引力化学物质、地心引力等。等。生物体都能适应一定的环境，也能影响环境生物体都能适应一定的环境，也能影响环境生物体都能适应一定的环境，也能影响环境生物体都能适应一定的环境，也能影响环境3 3

4、、生物适应环境、影响环境的情况、生物适应环境、影响环境的情况北方的植物、动物与南方的植物、动物一样吗？北方的植物、动物与南方的植物、动物一样吗？北极熊北极熊 非洲象非洲象 生物的形态结构、生理功能与环境相适合的生物的形态结构、生理功能与环境相适合的现象，叫做现象，叫做适应适应。是长期自然选择的结果。是长期自然选择的结果。让我们认识让我们认识沙漠玫瑰沙漠玫瑰生物体都有遗传和变异的特性生物体都有遗传和变异的特性生物体都有遗传和变异的特性生物体都有遗传和变异的特性 子代与亲代、子代与子代虽是非常相似，但子代与亲代、子代与子代虽是非常相似，但或多或少地总有一定的差别，叫做或多或少地总有一定的差别，叫做

5、变异变异。4 4、生物遗传和变异的情况、生物遗传和变异的情况子代与亲代总是非常相似，性状基本相同。子代与亲代总是非常相似，性状基本相同。生物前后代之间性状基本相同的现象，叫做生物前后代之间性状基本相同的现象，叫做遗传遗传。生物体都有新陈代谢作用生物体都有新陈代谢作用生物体都有新陈代谢作用生物体都有新陈代谢作用5 5、上述现象的生理基础、结构基础、物质基础、上述现象的生理基础、结构基础、物质基础生理基础：生理基础：同化作用和异化作用同化作用和异化作用生物体内全部有序的化学变化的总称，叫做生物体内全部有序的化学变化的总称，叫做新陈代谢新陈代谢。结构基础：结构基础：除除病毒病毒外，生物体都是由细胞构

6、成的，外，生物体都是由细胞构成的，细胞是生物体的结构和功能的基本单位。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。物质基础：物质基础：蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是生命活动的主要承担者。核酸是一切生物的遗传物质。核酸是一切生物的遗传物质。构成细胞和生物体的其他化学成分，还有构成细胞和生物体的其他化学成分，还有水、无机盐、糖类、脂质等，都是生命活动不水、无机盐、糖类、脂质等，都是生命活动不可缺少的物质基础。可缺少的物质基础。生物体具有共同的物质基础和结构基础生物体具有共同的物质基础和结构基础生物体具有共同的物质基础和结构基础生物体具有共同的物质基础和结构基础1 1、具有生长发育生殖现象、具有生长

7、发育生殖现象6 6、具有共同的物质基础和共同的结构基础、具有共同的物质基础和共同的结构基础5 5、具有新陈代谢作用、具有新陈代谢作用4 4、具有遗传变异的特性、具有遗传变异的特性3 3、能够适应一定的环境，也能影响环境、能够适应一定的环境，也能影响环境2 2、具有应激性、具有应激性区别生物与非生物的重要标志。区别生物与非生物的重要标志。Living things and non-living things.How do we recognize living plants and animals?How do we recognize living plants and animals?生物的

8、基本特征生物的基本特征生物的基本特征生物的基本特征细胞结构、应激性、自由运动、生殖现象。细胞结构、应激性、自由运动、生殖现象。讨论：讨论：夏日，取池塘中的一滴水制成装片，在显夏日，取池塘中的一滴水制成装片，在显微镜下观察，你会发现一些生物的存在。你确微镜下观察，你会发现一些生物的存在。你确认它们是生物的根据是什么认它们是生物的根据是什么?向光性向光性应激性应激性遗传性遗传性适应性适应性辨析：辨析：在生物的基本特征中，在生物的基本特征中，新陈代谢新陈代谢是生物最基是生物最基本的特征，是一切生命活动的基础。其他一切生本的特征，是一切生命活动的基础。其他一切生物的特征，都是新陈代谢的结果。物的特征，

9、都是新陈代谢的结果。生物的基本特征间的内在联系生物的基本特征间的内在联系共同的物质基共同的物质基础和结构基础础和结构基础适应一定环境适应一定环境并影响环境并影响环境遗传和变异遗传和变异新陈代谢新陈代谢应激性应激性生长发育和生殖生长发育和生殖生物学生物学生命科学生命科学BiologyLife science研究生命现象和生命活动规律的科学。研究生命现象和生命活动规律的科学。生物科学的发展概况：生物科学的发展概况：采猎文明，农业文明，工业文明，后工业文明采猎文明，农业文明，工业文明，后工业文明描述性生物学描述性生物学 实验生物学实验生物学 分子生物学分子生物学（信息文明）（信息文明）研究生物的研究

10、生物的形态形态、结构结构和和分类分类，积累了大，积累了大量的事实资料。具体表现在量的事实资料。具体表现在寻找各种生命现象寻找各种生命现象之间的内在联系之间的内在联系，对积累起来的事实资料做出，对积累起来的事实资料做出理论概括理论概括，在细胞学、古生物学、比较解剖学、，在细胞学、古生物学、比较解剖学、比较胚胎学等方面都取得新的进展。比较胚胎学等方面都取得新的进展。细胞学说、达尔文进化论。细胞学说、达尔文进化论。1 1、描述性生物学阶段、描述性生物学阶段 生物学家开始更多用生物学家开始更多用实验手段实验手段和和理化技术理化技术来考察来考察生命过程生命过程，使生物科学研究逐渐集中到，使生物科学研究逐

11、渐集中到分析生命活动的基本规律分析生命活动的基本规律上来。上来。2 2、实验生物学阶段、实验生物学阶段 1900 1900年年-3 3、分子生物学阶段、分子生物学阶段 1953 1953年年-研究的主要目标逐渐集中在与研究的主要目标逐渐集中在与生命本质生命本质密切密切相关的相关的生物大分子生物大分子(蛋白质和核酸蛋白质和核酸)上。上。当代生物科学的新进展当代生物科学的新进展当代生物科学的新进展当代生物科学的新进展How can a study of biology be important for human beings How can a study of biology be impor

12、tant for human beings？在微观方面：在微观方面：从细胞水平进入到分子水平。从细胞水平进入到分子水平。在宏观方面：在宏观方面：生态学得到发展。生态学得到发展。生物科学与工程技术有机结合而兴起的一生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性的科学技术。门综合性的科学技术。它以生物科学为基础，运用先进的科学原它以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段，来加工或改造生物材料，理和工程技术手段，来加工或改造生物材料，如如DNADNA、蛋白质、染色体、细胞等，从而生产出、蛋白质、染色体、细胞等，从而生产出人类所需要的生物或生物制品。人类所需要的生物或生物制品。细胞工程，基因工

13、程，酶工程，发酵工程细胞工程，基因工程，酶工程，发酵工程生物工程（生物技术）生物工程（生物技术）生态农业建设的典范生态农业建设的典范小张庄小张庄 安徽省阜阳市颖上县小张庄的生态农业，是安徽省阜阳市颖上县小张庄的生态农业，是2121世世纪的新农业模式。纪的新农业模式。生态农业建设的典范生态农业建设的典范小张庄小张庄从前：从前：生态环境恶劣，旱涝灾害频繁，农业结构单一，生态环境恶劣，旱涝灾害频繁，农业结构单一，粮食产量很低，贫困落后。粮食产量很低，贫困落后。2020世纪世纪7070年代中期以后：年代中期以后：进行生态农业建设，改进行生态农业建设，改 善生态环境，调整农业结构，建立超良性循善生态环境

14、，调整农业结构，建立超良性循 环的农业生态系统。环的农业生态系统。今天：今天：山青水秀，鸟语花香，蓝天白云，稻浪无边，山青水秀，鸟语花香，蓝天白云，稻浪无边，是一幅人与自然和谐相处的美妙画卷。是一幅人与自然和谐相处的美妙画卷。生态农业的益处生态农业的益处改善环境，提高产量、效益，实现可持续发展。改善环境，提高产量、效益，实现可持续发展。研究生物与其生存环境之间相互关系的科学。研究生物与其生存环境之间相互关系的科学。生态学生态学生态学在解决人类社会面临的人口爆炸、环生态学在解决人类社会面临的人口爆炸、环境污染、资源匮乏、能源短缺、粮食危机等问题境污染、资源匮乏、能源短缺、粮食危机等问题中具有不可

15、替代的作用。中具有不可替代的作用。1 1、重在理解，勤于思考。、重在理解，勤于思考。2 2、重视理解科学研究的过程。、重视理解科学研究的过程。3 3、重视观察和实验。、重视观察和实验。4 4、重视理论联系实际。、重视理论联系实际。学习高中生物课的方法学习高中生物课的方法学习高中生物课的方法学习高中生物课的方法袁隆平在稻田中偶然发现了几株表现出杂种优势的袁隆平在稻田中偶然发现了几株表现出杂种优势的水稻，萌生了培育杂交水稻的想法。然而，当时学术界水稻，萌生了培育杂交水稻的想法。然而，当时学术界早有定论：水稻是自花传粉植物，不可早有定论：水稻是自花传粉植物，不可能通过人工杂交来培育高产水稻。他和能通

16、过人工杂交来培育高产水稻。他和同事们进行了艰难的探索，历经九年，同事们进行了艰难的探索，历经九年，终于在终于在19731973年培育成功杂交水稻，被誉年培育成功杂交水稻，被誉为第二次绿色革命。为第二次绿色革命。光合作用反应式的确立，是不断完善的。从十七世光合作用反应式的确立，是不断完善的。从十七世纪中叶开始，历时约纪中叶开始，历时约300300多年。多年。以前，大批海员患脚气病。人们普遍认为，是由以前，大批海员患脚气病。人们普遍认为，是由于细菌或毒素的存在，总之，是因为人体内多了一种于细菌或毒素的存在，总之，是因为人体内多了一种东西才发生疾病的，人们还没有关于身体内缺少一种东西才发生疾病的，人

17、们还没有关于身体内缺少一种微量物质而发生疾病的认识。后来，通过临床研究，微量物质而发生疾病的认识。后来，通过临床研究，才发现是由于人体内少了维生素才发现是由于人体内少了维生素B B1 1。从此，人们认识。从此，人们认识了维生素，也改变了人们的思维习惯。了维生素，也改变了人们的思维习惯。孟德尔研究遗传学，舍弃了当时学术界流行的归孟德尔研究遗传学，舍弃了当时学术界流行的归纳法，采用假说的方法，从而获得成功，被后人尊为纳法，采用假说的方法，从而获得成功，被后人尊为“遗传学之父遗传学之父”。一种地衣，多年生植物，是真菌和藻类的共生联合一种地衣，多年生植物，是真菌和藻类的共生联合体。耐寒性极强，能在其他

18、生物不能生存的严酷环境中体。耐寒性极强，能在其他生物不能生存的严酷环境中生长，但超过生存的极限，也会死亡。生长，但超过生存的极限，也会死亡。生长过程中，地衣能不断分泌地衣酸，腐蚀岩石，生长过程中，地衣能不断分泌地衣酸，腐蚀岩石，加速岩石风化，逐渐变为土壤，为其他植物创造生存条加速岩石风化，逐渐变为土壤，为其他植物创造生存条件，被称为件，被称为“拓荒植物拓荒植物”、“植物分布的先导植物分布的先导”。沙漠玫瑰沙漠玫瑰沙漠玫瑰沙漠玫瑰 返回返回返回返回返回返回返回返回病毒是一类病毒是一类个体特别小，没个体特别小，没有细胞结构、营有细胞结构、营细胞内寄生生活细胞内寄生生活的生物体。一般的生物体。一般由蛋白质的外壳由蛋白质的外壳和内部的遗传物和内部的遗传物质核酸组成，在质核酸组成，在寄生细胞内能够寄生细胞内能够繁殖后代。繁殖后代。