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第一章绪论
绪论:大学生受到广博教育及专门的学科方面的培训。1980s以来,世界著名大学,纷纷把生物类课程列为全校通识必修课,这是因为人们意识到,21世纪是生命科学的世纪,生命科学在社会经济和发展中显示着重要作用,面向21世纪的大学生应有生命科学基础,而不应该成为“生物盲”。生命科学是一门历史非常悠久的科学,许多人为生命科学的发展做出了重要的贡献。本节通过案例介绍了描述生物学阶段 (19世纪中叶以前)、实验生物学阶段(19世纪中到20世纪中)、创造生物学阶段 (20世纪中叶以后)三个阶段的研究及成果,通过学习,使学生敬畏科学、敬畏生命,并培养学生的科学思维能力。
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●1.1课程必要性
1.1 课程必要性:大学生受到广博教育及专门的学科方面的培训。1980s以来,世界著名大学,纷纷把生物类课程列为全校通识必修课,这是因为人们意识到,21世纪是生命科学的世纪,生命科学在社会经济和发展中显示着重要作用,面向21世纪的大学生应有生命科学基础,而不应该成为“生物盲”。
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●1.2生命科学发展简史
1.2 生命科学发展简史:自人类诞生以来,就对包括自身在内的所有生命现象产生了浓厚兴趣,人类对生命的认识,是同劳动生产和与疾病作斗争等过程联系在一起的,并通过观察逐渐积累了丰富的感性认识,以后才上升到理性认识,慢慢形成了生命科学。因此,生命科学是一门历史非常悠久的科学,许多人为生命科学的发展做出了重要的贡献。本节通过案例介绍了描述生物学阶段 (19世纪中叶以前)、实验生物学阶段(19世纪中到20世纪中)、创造生物学阶段 (20世纪中叶以后)三个阶段的研究及成果,通过学习,使学生敬畏科学、敬畏生命,并培养学生的科学思维能力。
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第二章生命元素分子功能与营养
生命元素分子功能与营养:
生命世界是丰富多彩的,生命体的结构是多层次的,生命现象是复杂而神秘的。尽管生命体的形态存在着千差万别,但是,控制生物生长和繁殖的遗传密码系统却是相同的,而且组成生命体的物质也是相同的。在生命的化学组成上的高度一致性,是揭示生命活动本质的基础。生命的世界是物质的世界,所有的生命有机体都是由化学元素作为基本成分形成生物分子,在生物体内行驶生物学功能。
通过实际案例介绍钙、锌、铬、硒等各种元素的生理功能、来源以及生物体的需求量;通过实际案例介绍葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、低聚木糖、淀粉、糖原、纤维素等各种糖的结构、生理功能以及来源;通过实际案例介绍脂肪、磷脂、胆固醇等各种脂的结构、生理功能以及来源;通过实际案例介绍氨基酸、活性肽、蛋白质等的结构、分类、生理功能以及来源;通过实际案例介绍核苷酸、DNA、RNA等的结构、分类、生理功能以及来源,从而科学营养、科学理解生命的意义。 -
●2.1元素
2.1 元素:生命的世界是物质的世界,所有的生命有机体都是由化学元素作为基本成分形成生物分子,在生物体内行驶生物学功能。生命元素分为常量元素和微量元素,通过实际案例介绍钙、锌、铬、硒等各种元素的生理功能、来源以及生物体的需求量,从而科学营养。
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●2.2糖类
2.2 糖类:糖类是生物代谢反应的重要中间代谢物,是细胞重要的结构成分,又是生命活动的主要能源。糖类分为单糖、寡糖、多糖,通过实际案例介绍葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、低聚木糖、淀粉、糖原、纤维素等各种糖的结构、生理功能以及来源,从而科学营养。
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●2.3脂类
2.3 脂类:脂类亦为脂质,是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。其化学本质主要是C、H、O组成的脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。是细胞重要的结构成分,又是生命活动的主要能源,还能转化为多种活性物质。脂类分为单纯脂类、复合脂类、非皂化脂类,通过实际案例介绍脂肪、磷脂、胆固醇等各种脂的结构、生理功能以及来源,从而科学营养。
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●2.4蛋白质
2.4 蛋白质:蛋白质是细胞中最重要的生物大分子,其结构和功能及其多样,不但是生物体的结构物质,还行使多种生理功能,还能氧化产能。蛋白质由氨基酸组成,氨基酸之间通过肽键连成肽,多肽即蛋白质,通过实际案例介绍氨基酸、活性肽、蛋白质等的结构、分类、生理功能以及来源,从而科学营养。
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●2.5核酸
2.5 核酸:核酸是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植物细胞、微生物体内,生物体内的核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。核酸的基本组成单位是核苷酸,基本组成成分包括磷酸、五碳糖、碱基,不同的核酸化学组成、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在蛋白质合成过程中起着重要作用,其中tRNA起着携带和转移活化氨基酸的作用, mRNA是合成蛋白质的模板,rRNA是细胞合成蛋白质的主要场所。通过实际案例介绍核苷酸、DNA、RNA等的结构、分类、生理功能以及来源,从而科学理解生命的意义。
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第三章细胞与克隆
细胞与克隆:细胞是一切生物体(病毒和类病毒除外)的结构和功能的基本单位。一切复杂的、瞬息万变的生命活动都是在细胞内进行的。单细胞生物的个体就是一个细胞,一切生命活动都是由这个细胞来承担。多细胞生物有机体是由许多形态和功能不同的细胞组成,各细胞有着分工,各自行使特定的功能,同时,它们在结构和功能上又密切联系,彼此协作,共同承担着整个有机体的生命活动。科学家把由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系称“克隆”,该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。其理论依据是细胞的有丝分裂。通过实际案例介绍细胞的发现、细胞学说的建立、细胞及病毒结构、细胞分裂方式及有丝分裂过程与应用、细胞分化及抗衰老机制、植物克隆及应用、动物克隆及应用、克隆羊过程及克隆羊风暴,从而科学理解生命的意义。
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●3.1细胞
3.1 细胞:细胞是一切生物体(病毒和类病毒除外)的结构和功能的基本单位。一切复杂的、瞬息万变的生命活动都是在细胞内进行的。单细胞生物的个体就是一个细胞,一切生命活动都是由这个细胞来承担。多细胞生物有机体是由许多形态和功能不同的细胞组成,各细胞有着分工,各自行使特定的功能,同时,它们在结构和功能上又密切联系,彼此协作,共同承担着整个有机体的生命活动。“工欲善其事,必先利其器”,细胞的发现与显微镜的发明是分不开的。通过实际案例介绍细胞的发现、细胞学说的建立、真核细胞原核细胞及病毒结构、细胞分裂方式及有丝分裂过程与应用、细胞分化、抗衰老机制及应用,从而科学理解生命的意义。
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●3.2克隆
3.2 克隆:科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫“克隆”,这门生物技术叫“克隆技术”,其本身的含义是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。其理论依据是细胞的有丝分裂。在个体发育中,细胞后代在形态结构和功能上发生差异,但其细胞核仍具有全能性。 通过实际案例介绍克隆的概念、植物克隆及应用、动物克隆及应用、克隆羊过程及克隆羊风暴,从而科学理解生命的意义。
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第四章遗传与遗传病
遗传与遗传病:遗传变异是生命的基本特征,遗传是生物种族特性延续的保证,变异是生物应付多变环境的需要,探讨有性生殖遗传规律的细胞学依据是减数分裂。通过介绍减数分裂过程,分析染色体行为变化,使生殖细胞的遗传多样性大为增加,也使后代受精卵的遗传多样性大为增加,为学习遗传与变异打下细胞学基础。通过实际案例介绍遗传的类型、分离定律的实质及细胞学基础、自由组合定律的实质及细胞学基础、连锁与互换定律的实质及细胞学基础,从而科学理解生命的意义,为剖析遗传病打下理论基础。产生生殖细胞的减数分裂过程异常、受精异常、受精卵有丝分裂异常会导致染色体结构或数量的变化,均能引起染色体遗传病。通过实际案例介绍染色体结构异常类型及发生原因、常染色体数目异常特征及发生原因、性染色体数目异常特征及发生原因,为优生优育提供理论依据,从而敬畏生命、理解他人、珍爱生命。
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●4.1减数分裂
4.1 减数分裂:减数分裂是一种与生物有性生殖密切相关的一种特殊的有丝分裂方式,其结果是产生生殖细胞。通过介绍减数分裂过程,分析染色体行为变化,使生殖细胞的遗传多样性大为增加,也使后代受精卵的遗传多样性大为增加,为学习遗传与变异打下细胞学基础。
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●4.2遗传
4.2 遗传:遗传变异是生命的基本特征,遗传是生物种族特性延续的保证,变异是生物应付多变环境的需要,探讨有性生殖遗传规律的细胞学依据是减数分裂。通过实际案例介绍遗传的类型、分离定律的实质及细胞学基础、自由组合定律的实质及细胞学基础、连锁与互换定律的实质及细胞学基础,从而科学理解生命的意义,为剖析遗传病打下理论基础。
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●4.3单基因遗传病
4.3 单基因遗传病:单基因遗传病是人类主要的遗传疾病,是由一对等位基因控制的,并且符合分离定律。控制单基因遗传的基因可在常染色体上,也可在性染色体上,研究单基因遗传病常采用系谱分析。通过不同婚配方式,分析常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X连锁显性遗传、X连锁隐性遗传、Y连锁遗传系谱特点,推断系谱中个体基因型及后代患病的可能性,为优生优育提供理论依据,从而敬畏生命、理解他人、珍爱生命。
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●4.4染色体遗传病
4.4 染色体遗传病:产生生殖细胞的减数分裂过程异常、受精异常、受精卵有丝分裂异常会导致染色体结构或数量的变化,均能引起染色体遗传病。通过实际案例介绍染色体结构异常类型及发生原因、常染色体数目异常特征及发生原因、性染色体数目异常特征及发生原因,为优生优育提供理论依据,从而敬畏生命、理解他人、珍爱生命。
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第五章生物类群与人类
生物类群与人类:世界上的生物种类繁多,形态各异,分布广泛,行为和习性千变万化,据记载,世界上现有物种约200万种。面对如此庞大的生物类群,必须对生物物种进行科学的分类和命名。我们生活的地球,存在着各种各样的动植物,依据从简单到复杂、从水生到陆生、从单细胞到多细胞的进化路线,本章从形态特征、生活习性、营养方式、代表生物等方面介绍植物界的藻类植物、菌类植物、种子植物,介绍动物界的原生动物、扁形动物、线形动物、节肢动物、脊索动物,明确动植物与人类的关系,提高身体素质,并提高人文素养。人类(human)是人的总称。生物学上,人被分类为动物界、脊索动物门、哺乳纲、灵长目、人科、人属、人种,一种高级动物,人又能制造精致的工具、并能熟练使用工具进行劳动,有丰富的思维能力,有判断跟实际情况没有冲突和跟实际情况有冲突的能力,有初步维护地球生态圈的能力,有创造能力和控制修复能力。与其他动物相比,人类具有高度发达的大脑,复杂的抽象思维、语言、自我意识以及解决问题的能力。人类直立的身体构造使得人类的前肢可以自由活动,这让富有智慧的人类得以掌握远超出其它任何物种的工具使用能力,并最终发展出强大的劳动能力和创造性。
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●5.1生物分类
5.1 生物分类:世界上的生物种类繁多,形态各异,分布广泛,行为和习性千变万化,据记载,世界上现有物种约200万种。面对如此庞大的生物类群,必须对生物物种进行科学的分类和命名。本节介绍生物分类的研究演变、生物分类的等级、生物命名原则,明确生物的类群。
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●5.2植物界
5.2 植物界:我们生活的地球,存在着各种各样的植物,依据从简单到复杂、从水生到陆生、从单细胞到多细胞的进化路线,植物界包括藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物,本节从形态特征、生活习性、营养方式、代表植物等方面介绍藻类植物、菌类植物、种子植物,明确植物与人类的关系,并提高人文素养。
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●5.3动物界
5.3 动物界:地球上的动物,形形色色,现有约150万种,依据从简单到复杂、从水生到陆生、从单细胞到多细胞的进化路线,动物界包括原生动物、海绵动物、腔肠动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物,本节从形态特征、生活习性、营养方式、代表动物等方面介绍原生动物、扁形动物、线形动物、节肢动物、脊索动物,明确动物与人类的关系,提高身体素质,并提高人文素养。
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●5.4人类
5.4 人类:人类(human)是人的总称。生物学上,人被分类为动物界、脊索动物门、哺乳纲、灵长目、人科、人属、人种,一种高级动物,人又能制造精致的工具、并能熟练使用工具进行劳动,有丰富的思维能力,有判断跟实际情况没有冲突和跟实际情况有冲突的能力,有初步维护地球生态圈的能力,有创造能力和控制修复能力。与其他动物相比,人类具有高度发达的大脑,复杂的抽象思维、语言、自我意识以及解决问题的能力。人类直立的身体构造使得人类的前肢可以自由活动,这让富有智慧的人类得以掌握远超出其它任何物种的工具使用能力,并最终发展出强大的劳动能力和创造性。本节介绍了人体的结构功能,通过实际案例介绍了运动系统骨和骨骼肌、循环系统心脏和血压、呼吸系统肺和肺通气各系统的结构、功能及常见疾病,从而科学认识生命,提高身体素质。