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1、生命科学的概念生命科学的概念第1页，本讲稿共12页1-11-1生命科學的概念生命科學的概念生命具有共同的規律，包括：1.新陳代謝：2.(1)同化作用，即從外界攝取物質和能量，將它 們轉化為生命本身的物質和貯存在化學鍵中的化學能3.(2)異化作用，將化學物質中的能量釋放出來供生命活動之用，或將大分子物質分解成小分子物質供細胞合成新的物質 第2页，本讲稿共12页2.生長發育3.遺傳變異：親代將自己的遺傳訊息傳遞給下一代，子代按照遺傳訊息生長發育，表現出與親代相同或相似的性狀，這就是遺傳。變異是生物體在某種內因或外因的作用下，其遺傳物質發生了結構或數量上的變化。遺傳使生物能保持種屬特性的相對穩定；變
2、異使生物能產生新的性狀，引起物種的發展變化，導致種族的不斷更新。遺傳變異在物競天擇的長期作用下，導致了整個生物界的向前發展，由低等到高等、由簡單到複雜逐漸演變，這就是生物的進化。在進化過程中，形成了生物的適應性和多樣性。第3页，本讲稿共12页(一)生命科學研究的基本內容生命科學是研究生命現象及其活動規律的科學，廣義的生命科學還包括生物技術、生物與環境、生物學與其他學科交叉的領域。第4页，本讲稿共12页1-21-2生命科學對人類未來的影響生命科學對人類未來的影響生物技術通常包括基因工程、細胞工程、微生物工程（發酵工程）和蛋白質（酵素）工程四大方面。現代生物技術已經為人類提供了巨大的利益。一、改善
3、農業生產，解決糧食短缺一、改善農業生產，解決糧食短缺1970年代末生物工程（即生物技術）的問世，使人們看到了解決食品短缺的希望。利用細胞工程，透過細胞和組織培養技術進行快速繁殖（也稱試管苗）；透過基因轉植技術等培養出抗寒、抗旱、抗鹽鹼、抗病的新品種，以提高農作物產量和降低其生產費用。第5页，本讲稿共12页生物工程在發展畜牧業生產上也蘊藏著巨大的潛力。例如，用人工方法使優良動物多排卵（又叫超排卵法），獲得較多的發育到早期的胚胎。將這些胚胎冷凍保存後，運到各地，用手術或非手術的方法，轉移到已用人工方法誘發同步假孕（也就是用注射性激素的方法，使交配的雌性動物處於類似妊娠早期，子宮能接受卵子種植的狀態
4、）的母畜子宮內，使它在假孕的母畜體內發育生產出優良動物，這種方法稱為冷凍胚胎法。第6页，本讲稿共12页當今陸地資源日漸減少，人們為了獲取更多的食品和蛋白質，著眼點已轉向海洋。而開發海洋的金鑰匙海洋生物工程也正在興起。當前，利用細胞工程、基因工程對海洋生物的優良品種進行培育和病害的防治，利用生化工程對海洋生物產品進行分離、加工，利用酵素工程和發酵工程獲取海洋食品，都在蓬勃發展。生物工程將為人類帶來一場新的綠色革命。第7页，本讲稿共12页二、控制疾病危害，延長人類壽命二、控制疾病危害，延長人類壽命疾病的預防和診斷也離不開生物工程和基因工程，生物工程為醫學帶來一場革命性的變化。B肝疫苗為抑制B型肝炎
5、在世界上的蔓延發揮著重要的作用。DNA疫苗的研製為惡性腫瘤的預防開闢了美好的前景。雜交瘤技術產生的單株杭體、DNA探針和聚合酶鏈鎖反應(PCR)技術的運用，使疾病的診斷步入快速、靈敏、準確的新階段。第8页，本讲稿共12页三、治理環境污染，提供再生資源三、治理環境污染，提供再生資源(一)能源能源是人類賴以生存的物質基礎之一，分為不可再生能源和可再生能源。不可再生能源主要包括地球上現有的三大化石原料，即煤、天然氣和石油。可再生能源是指太陽能、風能、地熱能、生物能、海洋能和水電能等。第9页，本讲稿共12页替代的潛在能源有太陽能、核能、風力、水力等，但這些能源的開發利用受到較多的限制，要在不遠的將來取
6、代化石原料有很大困難。然而，生物技術將可能向人類提供新的能源，稱為生質燃料(biological fuel)。生質燃料是透過生物技術使生物材料轉化成可燃性物質，如乙醇、甲烷和H2。1.乙醇很可能是未來的石油替代物2.植物界中有許多能產石油的植物 3.甲烷 4.氫氣：在未來新能源中，氫氣能源是可燃氣中最理想的氣體燃料之一：氫氣在燃燒時，除了釋放發熱量相當於汽油的3倍之外，燃燒剩餘物為水，不會造成環境污染，堪稱綠色燃料。第10页，本讲稿共12页(二)環境環境生物技術指的是直接、間接利用生物體或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產生的生產工藝，或者能夠高效淨化環境污染，同時又生產有用物質的工程技術。水資源短缺是21世紀人類面臨的最為嚴峻的資源問題之一。解決水資源短缺的方法之一是將海水淡化或污水淨化。第11页，本讲稿共12页進行污水處理的方法又很多，主要可以分為三大類：物理法、化學法和生物法。與前兩種方法相比，生物法效果較好。常見的生物方法包括氧化塘法、人工濕地處理系統法、土地處理系統法、活性淤泥法和生物膜法等。世界各國處理城市垃圾的方法主要有3種，即掩埋、堆肥和焚化等，其中掩埋和堆肥主要是透過微生物的作用來完成垃圾處理的。第12页，本讲稿共12页