XX大学《生命科学导论》教学大纲（202X年）.docx

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1、XX大学生命科学导论教学大纲(202X 年)一、教学计划(-)教学和作业测试第一章绪论1.1 绪论1.2 生物的细胞学基础1.3 生命的物质基础糖类和蛋白质1.4 生命的物质基础一一核酸和脂类第二章遗传2. 1遗传的三大定律3. 2基因的概念4. 3人类遗传疾病与基因第三章基因3.1 传宗接代的奥秘一基因的复制3.2 种瓜得瓜的机理一基因的表达3.3 大千世界的源泉一基因的突变第四章微生物4.1 微小但不渺小一概念和类别4.2 人类生活的伴侣环境与生物的相互作用。7. 5周而复始：生态系统生态系统的营养结构、能量流动和物质循环。并以DDT的故事为例说 明生态系统中的相互关联，以及生命随着环境发

2、生的演化。4. 3人类的第二基因组一肠道微生物4.4不断突破生命禁区一极端环境微生物第五章植物1.1 植物生命周期的开始：从种子发芽到根的生长1.2 植物生命的绽放：从营养生长到生殖生长1.3 植物生命的延续：从胚子的形成到受精1.4 植物激素与生长发育第六章动物1.5 模式生物和早期发育6. 2干细胞与再生医学7. 3癌症发生与精准医疗第七章演化与生态7.1 物竞天择：达尔文学说7.2 追根溯源：演化的证据7.3 万物一家：生命之树7.4 相生相克：生物与环境7.5 周而复始：生态系统（二）期末考试二、课程介绍生命科学攸关个人和生物群体，探索生命奥秘了解生物多样性、遗 传、演化和生态等既关人

3、类生存、人民健康，又助经济发展、社会进步。 国家生命科学与技术人才培养基地首席教授郑用琏老师，带领华中农业大 学生命科学学院的若干新锐教师，以生命科学理论知谡为背景，结合转基 因、克隆、肿瘤精准治疗等热点问题，将神秘高深的内容通识有趣地带给 学生，激发科学探索的兴趣和对生命的敬畏。学分1.0学时16. 0第一章绪论介绍生物的细胞学基础及物质基础1. 1绪论介绍生物学是一门怎样的学科以及我们为什么要学习生命科学。1.2 生物的细胞学基础介绍细胞的概念和分类。1.3 生命的物质基础一一糖类和蛋白质介绍糖类和蛋白质的概念、分类、结构等。1.4 生命的物质基础一一核酸和脂类介绍核酸和脂类的概念、分类、

4、结构等。第二章遗传遗传学是研究和揭示生物遗传与变异规律的科学，是生命科学中的一 个重要分支学科。本章重点介绍遗传学的三大定律：分离定律、自由组合 定律和连锁定律；基因概念在功能和结构上的演化，近代与现代的概念以 及基因概念的多样性；根据人类遗传疾病基因所在的不同位置，分别介绍 其遗传特点。2. 1遗传的三大定律遗传学三大基本定律Mendel先只注意研究一对豌豆性状（单因子）的遗传过程，然后再同 时研究两对相对性状（双因子）的遗传过程，先后发现了分离定律和自由 组合定律。Morgan当支配果蝇两个性状的基因位于同一条染色体上，减数分裂形 成配子时有的细胞在两个基因之间发生了染色体的交换重组，产生

5、了重组 型配子即连锁定律。2.2 基因的概念基因的概念在功能上从单位因子”一控制生物性状，能够遗传到一个 突变基因一个代谢缺陷到一基因一个酶到一基因一个多肽的演变；基因的 概念在结构上从基因的“串珠”概念到基因内可以重组到基因内可以突变 的演变；近代的基因概念认为基因是一个具有特定功能的、完整的不可分 割的最小的遗传单位；现代的基因概念认为基因是遗传功能的基本单位； 编码具有一定功能产物（蛋白质或RNA分子）的DNA序列（包括转录区和 调控序列）；基因的概念扩展有重复基因、跳跃基因、重叠基因和间隔基 因等。2.3 人类遗传疾病与基因根据致病基因在细胞里所处的位置（细胞核中常染色体、性染色体；

6、细胞质中的线粒体）及突变类型（显性、隐性），对人类单基因遗传疾病 及其遗传特点分类进行简述。第三章基因在如此丽多彩的大千世界里，无论是动物，植物，微生物，还是人 类，他们的新陈代谢生生不息，他们的群体衍繁，代代相袭，他们的形态 特征，千差万别，追根求源，这一切都是源于基因精准神奇的复制与表达 的调控。本章在简述DNA的分子结构及双螺旋结构模型的基础上，围绕DNA 作为主要遗传物质所必须具备的：（1）能够准确的完成自我复制，保证生 物个体的传宗接代，（2）能够精细的调控基因表达，实现“种瓜得瓜”的 性状表达，（3）能够不定向地实现基因突变，为大千世界的进化提供具有 广泛变异的、可供物竞天择的对象

7、等三个基本属性问题，讲述其分子生物 学机理，为理解生物的生长发育，遗传变异和繁殖死亡等重要生命现象提 供理论基础。3.1 传宗接代的奥秘一基因的复制基因的分子结构与DNA复制。绝大部分生物的基因是由两条极性相反， 反向平行的多聚核甘酸链，按AT, CG间形成氢键配对的原则，形成的双螺 旋DNA分子的一个区段。每条双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，实现 精准的半保留，半不连续的复制。3.2 种瓜得瓜的机理一基因的表达在中心法则原则的指导下，基因的表达包括mRNA的转录（真核生 物前体RNA的加工），遗传密码的解读与蛋白质的翻译，最终实现“种瓜 得瓜”的性状表达。以“绿色革命基因”为例，简介广

8、泛存在于生物体内 的“依赖泛素系统的蛋白质降解”过程及其机理。3.3 大千世界的源泉一基因的突变变异是自然选择的基本对象，变异是物种改良的基因资源。在自然环 境中，各种电离辐射，非电离辐射和化学诱变剂，均会导致DNA分子中的 碱基结构发生改变，进而引发碱基的错误配对，形成基因突变。但在长期 的进化历程中，生物体也逐步形成了系列的DNA损伤修复的机制，避免突 变的发生，维系物种的稳定遗传。随着分子生物学理论的迅速发展，各种 生物技术的不断创新，巧夺天工的遗传改良成就，极大地促进了人类改造 自然，保护自然，和谐发展的进程。第四章微生物微生物因其简单的结构而具有广泛的物种多样性、代谢多样性和超强 的

9、环境适应能力，是生物地球化学循环的关键推动者和现代生物技术的重 要承载者。高等动植物及人类与微生物共同进化形成超级生命体，形成不 离不弃的关系。本章重点介绍微生物的特点、类别和作用，与我们生活密 切相关的微生物知识，新兴前沿领域的环境（宏）基因组学，攸关健康的 肠道微生物，以及在生命生存极限环境下生长的微生物及其应用实例。4.1微小但不渺小一概念和类别微生物极其微小，以微米度量的细胞型的细菌、古菌和真菌等，以及 以纳米度量的非细胞形态的病毒。微生物的作用很大，不仅物种多样、生 物量大，更是物质循环关键推动者、抗生素的主要提供者和生物技术的重 要承载者。4. 2人类生活的伴侣人类生活离不开微生物

10、。微生物既导致人畜的疾病，也提供抗生素等 药物；微生物发酵既导致食品的腐败，也提供美酒、可口的泡菜和酸奶等； 微生物对有机物的降解还为人类提供洁净的自然环境。兴利除害任重而道 远。4. 3人类的第二基因组一肠道微生物人自身和肠道微生物构成一个生命共同体，肠道微生物的数量是人体 自身细胞数量的10倍，基因数量则为150倍。微生物影响着我们的健康, 如消化、免疫、激素水平、大脑发育等。还介绍了环境微生物组学的概貌4.4不断突破生命禁区一极端环境微生物微生物具有极强的环境适应能力，突破生存极限的极端环境微生物不 断被发现，包括嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜盐、嗜碱、嗜压、抗辐射和极端厌 氧等多种类型。简要介绍

11、了其生存机理和应用案例。或可为理解外星生命 提供启示。第五章植物围绕植物生活史中的几个关键过程展开，包括植物种子的结构和萌发; 根、茎、叶的结构和发育，植物的成花转换，植物的生殖发育和植物的激 素。综合植物学，植物生理学和一点植物分子生物学等学科的知识，从不 同的层次和角度说明植物生命周期中的这些重要的生物学过程，使大家能 够掌握植物生物学的一些基本概念和原理，激发大家对植物学相关学科的 兴趣，为进一步深入学习植物学各学科打好基础。5.1 植物生命周期的开始：从种子发芽到根的生长种子不仅是我们的主要食物来源，同时也是植物世代交替的一个重要 节点。5.2 植物生命的绽放：从营养生长到生殖生长介绍

12、植物生命的绽放：从营养生长到生殖生长5.3 植物生命的延续：从胚子的形成到受精植物的胚子形成和受精的过程。5.4 植物激素与生长发育植物激素是一些在植物体内合成的微量的有生理活性物质，对植物体 的生长、细胞的分化、器官的发生、成熟和脱落等多方面都有调节作用， 在植物的生长发育及环境应答过程中必不可少。第六章动物本章主要介绍动物发育生物学及其中的两个重要分支，干细胞和癌症 研究。动物生命都是由一个受精卵起始，却最终形成如此婀罗多姿、异彩 纷呈的动物世界，可见动物发育过程的复杂性与多样性。那么这种复杂性, 多样性及其显而易见的统一性是如何实现的呢？此外，动物发育研究的意 义是什么？通过介绍动物发育

13、中的核心事件，及两个当前研究的热点领域 试图回答这些问题，并启发学生从科学角度对生命可贵性的认知。6.1 模式生物和早期发育本节主要介绍动物发育过程中的核心事件，即基因如何实现对个体发 育的调控。这种调控主要通过基因有规律的时空表达及表观遗传来实现。 同时，本节介绍了模式动物在发育生物学研究中的作用及其与人类健康相 关的重要使命。6.2 干细胞与再生医学本节介绍了与器官再生息息相关的干细胞。从干细胞的类型，来源， 研究意义及其相关伦理问题揭示了当前干细胞研究如此受人关注的缘由， 及其对我们生命存在可能的深远影响。本节介绍了癌症的本质。癌症是一种基因病，对它的深入了解促生了 精准医疗。而相关研究

14、的进展也使得癌症越来越有望成为一种慢性病，而 非绝症。第七章演化与生态我们见到的所有多姿多彩的生命都是由演化而来，并在继续地演化着。 这些生命与周围环境一起构成了生态。在演化与生态这一章中，我们会介 绍达尔文演化理论及后人对该理论的修订和完善，了解生命演化的证据， 认识万物如何从共同的祖先演化而来。此外，我们也将探寻生物与生物之 间及生物与生存环境的相互关系和作用规律，领悟大自然的伟大。最重要 的是要用实际行动去保护大自然，让大自然永远美好。7.1 物竞天择：达尔文学说本节介绍演化论的奠基人达尔文及其著作物种起源。主要内容包 括达尔文如何摒弃当时占主导地位的神创论观点，意识到演化事实的存在, 以及达尔文演化思想的基本含义和后人对该理论的完善。7.2 追根溯源：演化的证据通过古生物化石、生物地理学、比较解剖学、比较胚胎学和分子生物 学等证据，我们可以得出结论，演化是生命的统一性和多样性的自然解释。7.3 万物一家：生命之树物种和生命之树的概念。地球上的所有物种皆源出于一个共同祖先， 随后沿着时间长轴的伸展而不断分支和代谢，最终形成了今天这棵枝繁叶 茂的“生命之树”。