探究生命科學(xué)奧秘

探究生命科學(xué)奧秘第一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三一.生命的起源3.原始生命的形成認(rèn)為在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有機(jī)物可以被吸附于粘土一類物質(zhì)的活性表面，而在適當(dāng)縮合劑（如羥胺類化合物）存在時(shí)，可以發(fā)生聚合反應(yīng)。生物大分子并不能獨(dú)立表現(xiàn)生命現(xiàn)象，只有形成了眾多的、乃至成百萬的已蛋白質(zhì)、核酸為基礎(chǔ)的多分子體系時(shí)，才能表現(xiàn)生命萌芽。而生物大分子在溶液中自動(dòng)聚集，從而形成各種獨(dú)立的多分子體系，出現(xiàn)團(tuán)聚體或微球體。由于多分子體系可以起到有機(jī)表面的催化作用，而反過來作用于各類單體的聚合，促使產(chǎn)生更高級(jí)的蛋白質(zhì)和核酸，然后通過有序性逐漸提高的長(zhǎng)期過程，其結(jié)構(gòu)、機(jī)能便愈益復(fù)雜和完善，由此產(chǎn)生出原始生命。第二頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三一.生命的起源1.原始地球的環(huán)境

根據(jù)用放射性同位素方法測(cè)定，地球的年齡約有46億年，而目前已知的最早的生命痕跡大約生存在距今34億年前，由此可見，原始生命的誕生應(yīng)在地球形成后的12億年之間。

但是這個(gè)無生命的地球隨著時(shí)間的推移逐漸地產(chǎn)生了防護(hù)和調(diào)節(jié)作用，創(chuàng)造了有助于有生命物質(zhì)誕生的周圍環(huán)境。蘇聯(lián)物理學(xué)家弗拉基米爾·伊凡諾維奇·維爾納德斯基對(duì)此稱之為生態(tài)圈,指包括人類在內(nèi)的一切生物所賴以生存的地球表層，包括大氣圈、水圈和巖石圈的生物學(xué)環(huán)境。第三頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三一.生命的起源2.原始生命的萌動(dòng)

沒有游離的氧氣，大氣中的一些氣體和地殼表面的一些可溶性物質(zhì)溶于水中，在宇宙射線、太陽紫外線、閃電、高溫等的作用下而自然合成了一系列的小分子有機(jī)化合物，例如氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等，匯集在原始海洋中，形成霍爾丹所謂的“原始湯”，從而為生命的誕生準(zhǔn)備了必要的條件。當(dāng)氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等有機(jī)小分子物質(zhì)形成之后，在適當(dāng)?shù)臈l件下，它們可以進(jìn)一步形成復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)。例如蛋白質(zhì)、核酸、多糖、類脂等大分子物質(zhì)。“原始湯”第四頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三二.當(dāng)今生命科學(xué)研究中有哪些熱點(diǎn)問題1.人類基因組計(jì)劃——結(jié)構(gòu)基因組學(xué)人類基因組計(jì)劃(humangenomeproject,HGP)是由美國科學(xué)家于1985年率先提出，于1990年正式啟動(dòng)的。美國、英國、法蘭西共和國、德意志聯(lián)邦共和國、日本和我國科學(xué)家共同參與了這一預(yù)算達(dá)30億美元的人類基因組計(jì)劃。按照這個(gè)計(jì)劃的設(shè)想，在2005年，要把人體內(nèi)約10萬個(gè)基因的密碼全部解開，同時(shí)繪制出人類基因的譜圖。換句話說，就是要揭開組成人體4萬個(gè)基因的30億個(gè)堿基對(duì)的秘密。人類基因組計(jì)劃與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱為三大科學(xué)計(jì)劃。第五頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三二.當(dāng)今生命科學(xué)研究中有哪些熱點(diǎn)問題為什么選擇人類的基因組進(jìn)行研究？因?yàn)槿祟愂窃凇斑M(jìn)化”歷程上最高級(jí)的生物，對(duì)它的研究有助于認(rèn)識(shí)自身、掌握生老病死規(guī)律、疾病的診斷和治療、了解生命的起源。是為了解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律、認(rèn)識(shí)種屬之間和個(gè)體之間存在差異的起因、認(rèn)識(shí)疾病產(chǎn)生的機(jī)制以及長(zhǎng)壽與衰老等生命現(xiàn)象、為疾病的診治提供科學(xué)依據(jù)。第六頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三二.當(dāng)今生命科學(xué)研究中有哪些熱點(diǎn)問題2.后基因組計(jì)劃——功能基因組學(xué)英文名稱：postgenomeproject

定義：基因組全序列測(cè)定完成后，對(duì)基因組的結(jié)構(gòu)、表達(dá)、修復(fù)、功能等進(jìn)行研究的計(jì)劃。包括功能基因組、結(jié)構(gòu)基因組和蛋白質(zhì)組等研究的國際合作計(jì)劃。第七頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三二.當(dāng)今生命科學(xué)研究中有哪些熱點(diǎn)問題簡(jiǎn)介：隨著人類基因計(jì)劃的圓滿落幕，后基因組計(jì)劃開始啟動(dòng)。因?yàn)殡m然人們了解了人類基因結(jié)構(gòu)草圖，但對(duì)基因所起的作用還是不清楚。后基因組計(jì)劃就是通過基因誘導(dǎo)和基因敲除等辦法來探究基因在人體中的作用，以及作用機(jī)理后基因計(jì)劃研究的核心科學(xué)問題主要包括：基因組的多樣性，基因組的表達(dá)調(diào)控與蛋白質(zhì)產(chǎn)物的功能，以及模式生物基因組研究等。它的研究將為人們深入理解人類基因組遺傳語言的邏輯構(gòu)架，基因結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，個(gè)體發(fā)育、生長(zhǎng)、衰老和死亡機(jī)理，神經(jīng)活動(dòng)和腦功能表現(xiàn)機(jī)理，細(xì)胞增殖、分化和凋亡機(jī)理，信息傳遞和作用機(jī)理，疾病發(fā)生、發(fā)展的基因及基因后機(jī)理（如發(fā)病機(jī)理、病理過程）以及各種生命科學(xué)問題提供共同的科學(xué)基礎(chǔ)。第八頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三三.組成生物體的生物大分子

常見的生物大分子包括蛋白質(zhì)、核酸、多糖。這個(gè)定義只是概念性的，與生物大分子對(duì)立的是小分子物質(zhì)（二氧化碳、甲烷等）和無機(jī)物質(zhì)。蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)是構(gòu)成機(jī)體組織、器官的重要組成部分，人體各組織無一不含蛋白質(zhì)，在人體的瘦組織中（非脂肪組織），如肌肉組織和心、肝、腎等器官均含有大量蛋白質(zhì)、骨骼、牙齒、乃至指、趾也含有大量蛋白質(zhì)第九頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三三.組成生物體的生物大分子細(xì)胞中，除水分外，蛋白質(zhì)約占細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的80%，因此構(gòu)成機(jī)體組織、器官的成分是蛋白質(zhì)最重要的生理功能。身體的生長(zhǎng)發(fā)育可視為蛋白質(zhì)的不斷積累過程。蛋白質(zhì)對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育期的兒童尤為重要。第十頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三三.組成生物體的生物大分子核酸：由許多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質(zhì)之一。核酸廣泛存在于所有動(dòng)物、植物細(xì)胞、微生物內(nèi)、生物體內(nèi)核酸常與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。不同的核酸，其化學(xué)組成、核苷酸排列順序等不同。根據(jù)化學(xué)組成不同，核酸可分為核糖核酸，簡(jiǎn)稱RNA和脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱DNA。DNA是儲(chǔ)存、復(fù)制和傳遞遺傳信息的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，RNA在蛋白質(zhì)合成過程中起著重要作用。第十一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三三.組成生物體的生物大分子多糖（polysaccharide）是由糖苷鍵結(jié)合的糖鏈，至少要超過10個(gè)以上的單糖組成的聚合糖高分子碳水化合物，可用通式（c6h10o5）n表示。由相同的單糖組成的多糖稱為同多糖，如淀粉、纖維素和糖原；以沒的單糖組成的多糖稱為雜多糖，如阿拉伯膠是由戊糖和半乳糖等組成。多糖不是一種純粹的化學(xué)物質(zhì)，而是聚合程度不同的物質(zhì)的混合物。多糖類一般不溶于水，無甜味，不能形成結(jié)晶，無還原性和變旋現(xiàn)象。多糖也是糖苷，所以可以水解，在水解過程中，往往產(chǎn)生一系列的中間產(chǎn)物，最終完全水解得到單糖。第十二頁，共十四頁，編輯于2023年，星期三三.組成生物體的生物大分子某些多糖，如纖維素和幾丁質(zhì)，可構(gòu)成植物或動(dòng)物骨架。淀粉和糖原等多糖可從黨參中提取多糖。作為生物體儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。不均一多糖通過共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)構(gòu)成蛋白聚糖發(fā)揮生物學(xué)功能，如作為機(jī)體潤(rùn)滑劑、識(shí)別外來組織的細(xì)胞、血型物質(zhì)的基本成分等。多糖類化合物廣泛存在于動(dòng)