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1、探究生命科学奥秘第1页，共14页，编辑于2022年，星期六一.生命的起源l3.原始生命的形成l认为在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有机物可以被吸附于粘土一类物质的活性表面，而在适当缩合剂（如羟胺类化合物）存在时，可以发生聚合反应。l 生物大分子并不能独立表现生命现象，只有形成了众多的、乃至成百万的已蛋白质、核酸为基础的多分子体系时，才能表现生命萌芽。而生物大分子在溶液中自动聚集，从而形成各种独立的多分子体系，出现团聚体或微球体。由于多分子体系可以起到有机表面的催化作用，而反过来作用于各类单体的聚合，促使产生更高级的蛋白质和核酸，然后通过有序性逐渐提高的长期过程，其结构、机能便愈益复杂和完
2、善，由此产生出原始生命。第2页，共14页，编辑于2022年，星期六一.生命的起源l1.原始地球的环境 根据用放射性同位素方法测定，地球的年龄约有46亿年，而目前已知的最早的生命痕迹大约生存在距今34亿年前，由此可见，原始生命的诞生应在地球形成后的12亿年之间。但是这个无生命的地球随着时间的推移逐渐地产生了防护和调节作用，创造了有助于有生命物质诞生的周围环境。苏联物理学家弗拉基米尔伊凡诺维奇维尔纳德斯基对此称之为生态圈,指包括人类在内的一切生物所赖以生存的地球表层，包括大气圈、水圈和岩石圈的生物学环境。第3页，共14页，编辑于2022年，星期六一.生命的起源l2.原始生命的萌动 没有游离的氧气，
3、大气中的一些气体和地壳表面的一些可溶性物质溶于水中，在宇宙射线、太阳紫外线、闪电、高温等的作用下而自然合成了一系列的小分子有机化合物，例如氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等，汇集在原始海洋中，形成霍尔丹所谓的“原始汤”，从而为生命的诞生准备了必要的条件。当氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等有机小分子物质形成之后，在适当的条件下，它们可以进一步形成复杂的有机物质。例如蛋白质、核酸、多糖、类脂等大分子物质。“原始汤”第4页，共14页，编辑于2022年，星期六二.当今生命科学研究中有哪些热点问题今生命科学研究中有哪些热点问题l1.人类基因组计划人类基因组计划结构基因组学结构基因组学l人类基因组计划(huma
4、n genome project,HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。第5页，共14页，编辑于2022年，星期六二.当今生命科学研究中有哪些热点问题今生命科学研究中有哪些热点问题l为什么选择人类的基因组进行研究？因为人类是在“进化”历
5、程上最高级的生物，对它的研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病的诊断和治疗、了解生命的起源。是为了解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。第6页，共14页，编辑于2022年，星期六二.当今生命科学研究中有哪些热点问题今生命科学研究中有哪些热点问题l2.后基因组计划后基因组计划功能基因组学功能基因组学l英文名称：英文名称：post genome project l定义：定义：基因组全序列测定完成后，对基因组的结构、表达、修复、功能等进行研究的计划。包括功能基因组、结构基因组
6、和蛋白质组等研究的国际合作计划。第7页，共14页，编辑于2022年，星期六二.当今生命科学研究中有哪些热点问题今生命科学研究中有哪些热点问题l简介：简介：随着人类基因计划的圆满落幕，后基因组计划开始启动。因为虽然人们了解了人类基因结构草图，但对基因所起的作用还是不清楚。后基因组计划就是通过基因诱导和基因敲除等办法来探究基因在人体中的作用，以及作用机理l后基因计划研究的核心科学问题主要包括：基因组的多样性，基因组的表达调控与蛋白质产物的功能，以及模式生物基因组研究等。它的研究将为人们深入理解人类基因组遗传语言的逻辑构架，基因结构与功能的关系，个体发育、生长、衰老和死亡机理，神经活动和脑功能表现机
7、理，细胞增殖、分化和凋亡机理，信息传递和作用机理，疾病发生、发展的基因及基因后机理（如发病机理、病理过程）以及各种生命科学问题提供共同的科学基础。第8页，共14页，编辑于2022年，星期六三.组成生物体的生物大分子 l常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖。这个定义只是概念性的，与生物大分子对立的是小分子物质（二氧化碳、甲烷等）和无机物质。l蛋白质：蛋白质是构成机体组织、器官的重要组成部分，人体各组织无一不含蛋白质，在人体的瘦组织中（非脂肪组织），如肌肉组织和心、肝、肾等器官均含有大量蛋白质、骨骼、牙齿、乃至指、趾也含有大量蛋白质 第9页，共14页，编辑于2022年，星期六三.组成生物体的生物
8、大分子l细胞中，除水分外，蛋白质约占 细胞内物质的80%，因此构成机 体组织、器官的成分是蛋白质最 重要的生理功能。身体的生长发 育可视为蛋白质的不断积累过程。蛋白质对生长发育期的儿童尤为 重要。第10页，共14页，编辑于2022年，星期六三.组成生物体的生物大分子l核酸：由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸，简称RNA和脱氧核糖核酸，简称DNA。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，RNA在蛋白
9、质合成过程中起着重要作用。第11页，共14页，编辑于2022年，星期六三.组成生物体的生物大分子l多糖（polysaccharide）是由糖苷键结合的糖链，至少要超过10个以上的单糖组成的聚合糖高分子碳水化合物，可用通式（c6h10o5）n表示。由相同的单糖组成的多糖称为同多糖，如淀粉、纤维素和糖原；以没的单糖组成的多糖称为杂多糖，如阿拉伯胶是由戊糖和半乳糖等组成。多糖不是一种纯粹的化学物质，而是聚合程度不同的物质的混合物。多糖类一般不溶于水，无甜味，不能形成结晶，无还原性和变旋现象。多糖也是糖苷，所以可以水解，在水解过程中，往往产生一系列的中间产物，最终完全水解得到单糖。第12页，共14页，编辑于2022年，星期六三.组成生物体的生物大分子l某些多糖，如纤维素和几丁质，可构成植 物或动物骨架。淀粉和糖原等多糖可从党 参中提取多糖。l作为生物体储存能量的物质。不均一多糖 通过共价键与蛋白质构成蛋白聚糖发挥生 物学功能，如作为机体润滑剂、识别外来 组织的细胞、血型物质的基本成分等。l多糖类化合物广泛存在于动物细胞膜和植 物、微生物的细胞壁中，是由醛基和酮基 通过苷键连接的高分子聚合物，也是构成 生命的四大基本物质之一。第13页，共14页，编辑于2022年，星期六谢谢谢谢观观看看！第14页，共14页，编辑于2022年，星期六