第一篇：淺論生命科學課堂教學中的“觸摸”

淺論生命科學課堂教學中的“觸摸”

古塔區(qū) 保二小學 杜百順

【摘要】生命科學是自然科學的重要組成部分。對兒童而言,生命世界是他們懷有濃厚興趣的神奇世界,一草一木,蟲魚鳥獸,伴隨著他們的童年生活。科學課就是要使他們對生命世界的興趣進一步延伸,從對花草樹木、小動物的興趣過渡到對整個生命世界的興趣，從對生命現(xiàn)象和事物的表面認識發(fā)展到對生命的本質(zhì)的認識。而感官體驗是使他們實現(xiàn)這一目標的最簡單有效的手段。自己執(zhí)教小學科學課10多年，從三年到六年，再從六年下到三年，反反復復幾個來回，深刻認識、感受到利用身體感官來了解事物的重要性和實用性。尤其是觸摸，用手摸一摸，簡單的不能再簡單，卻發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造著精彩世界。

關鍵詞：生命科學 感官體驗 觸摸 用手摸一摸 關愛生命

前言：小學科學課，對于三年級的孩子們來說是新鮮的，充滿著無數(shù)的未知和好奇。而對于生命科學，更是感到深奧、神秘，卻又挾帶著濃厚的趣味。他們以為科學應該是科學家們做的事情，我們小孩子是不可能做到的；他們以為有生命的物體應該就像人一樣的能跑能跳、能吃能喝、能運動的才算，而那些看起來不動、“死”的東西應該沒有生命。即使認為對的觀點也只是道聽途說，“輸入”進自己腦子里的，不是自己親手弄明白的。以上所述可以說是自己教學10幾年科學，小學生剛接觸到科學課時表現(xiàn)出的最真實的情況。然而我們的科學教材體系編寫是正確、高明的，它不是一味地或硬性地強調(diào)什么是科學，如何上科學課，而是帶領孩子們從身邊的事物開始觀察，利用自己的身體感官去觀察、去體驗：用手摸一摸、用眼睛看一看、用鼻子聞一聞、用舌頭嘗一嘗、用嘴說一說、用腦子想一想。從一點一滴的變化開始探究其源，時時來問一個個為什么，足可培養(yǎng)孩子們的好奇心和濃厚的興趣。從容易的活動著手，讓孩子知道科學探究不是尖端的事物，只要用心、留心、細心，就如此這般既簡單又有趣。

那么在這里，我只是針對感官體驗中的用手摸一摸，即“觸摸”這種最簡單、最基本、最原始的教學手段在生命科學課堂教學中的運用，談一談感受。

觸摸：接觸著，撫摸著。

一、觸摸的簡單性和廣泛性

用手摸一摸，不需要準備繁瑣的物質(zhì)材料，也不用制作復雜的多媒體課件，更不要其他的諸如顯微鏡、放大鏡一樣的實驗器材，只是信手拈來，帶有目的的去接觸、撫摸。而且不受場地的限制，不管是課堂、操場、實驗室，還是野外；不管是學校、家里，還是社區(qū)。比如在課堂上感知骨骼、肌肉，可以自己摸自己的身體，也可以相互觸摸，還可以在家里睡覺前更細致、全面的觸摸。比如想了解樹干的表面，可以在校園里用手去摸大樹的表

面，也可以到公園或野外去觸摸更多的不同的樹干。

二、觸摸的直觀性和實用性

在教學《觀察一棵大樹》時，了解樹干的粗細和表面情況，無論在課堂上用什么樣的語言描述，都是蒼白無力的。只有用手去真正的接觸、摟抱大樹，孩子們就會馬上知道大樹樹干的粗細程度和表面的坑坑洼洼，那種感覺是不能用語言代替的，那種感知是真實而深刻的。再有學習蘇教版科學四下《骨骼與肌肉》時，骨骼和肌肉都藏在皮膚下面，孩子們都知道這一點，也能似是而非的說出一些東西來。但是光憑這些學生頭腦中的前概念，光憑骨骼模型和圖以及課件還不夠！在講授這部分內(nèi)容時，我就是讓學生運用摸――用手摸――感覺――用手反復去摸――反復感覺，孩子們通過粗略到細致的反復摸，摸出了骨骼的形狀、數(shù)量、大小甚至連接情況。特別是對手骨的觸摸，細致的摸及邊活動邊摸，能夠知道手骨的數(shù)量、粗細、作用及活動情況。再有就是學習肌肉部分，還是用手去摸，感覺到肌肉的存在，感覺到骨骼和骨骼上附著的肌肉有著很大的差別。特別是面部及屈臂、伸臂的肌肉邊觸摸邊運動，明顯感覺到肌肉的存在及變化，為身體保健及運動系統(tǒng)的知識做了鋪墊。當時有聽課的老師課后評價說：用手摸的方法太好了！感覺到的變化太明顯了，孩子們?nèi)几吲d地參與到胳膊屈伸、面部肌肉收縮的感知活動中，興趣濃厚。不是抽象的而是一伸手就能完成的，且感覺明顯、印象深刻。把本來看不見的、藏在身體里面、皮膚下面的骨骼和肌肉全都感知了出來，變得直觀有趣。用手摸一摸，簡單實用，想不親身經(jīng)歷都不行，很好的感官體驗。

三、觸摸的親切性和愛護性

觸摸，親自用自己的小手去摸一摸，使孩子們對所接觸到的生命體感到無比的親切和喜愛。在草地、在花壇、在樹林、在莊稼田、在生物園、在池塘，孩子們找到了飛舞的蝴蝶、蜻蜓、蜜蜂，成群的螞蟻、跳躍的螞蚱，鳴叫的蟬、暢游的蝌蚪，可愛的蠶寶寶，一步一步往上爬的蝸牛，以及無數(shù)的花草樹木??孩子們?nèi)ビ^察這些事物，了解它們的習性，和它們一起玩耍，一起成長，親密接觸，從中了解很多的知識，體驗到了無限的樂趣，用自己的小手親昵地去觸摸，感到無比的親切和喜愛，他們會潛意識地產(chǎn)生更熱愛和保護這些小東西的想法。也就是關愛生命。對兒童而言,生命世界是他們懷有濃厚興趣的神奇世界,一草一木,蟲魚鳥獸,伴隨著他們的童年生活.科學課就是要使他們對生命世界的興趣進一步延伸,從對花草樹木、小動物的興趣過渡到對整個生命世界的興趣，從對生命現(xiàn)象和事物的表面認識發(fā)展到對生命的本質(zhì)的認識。使其關注生命，關注環(huán)境，關注生命科學的發(fā)展，關注人類的生存，培養(yǎng)熱愛生命的情感，建立保護環(huán)境和生態(tài)的責任感，形成良好的生活習慣和健康的生活意識。

四、觸摸的心理效應

在網(wǎng)上無意中看到這樣一則消息：心理學家弗爾德對早產(chǎn)兒進行過每天45分鐘的撫摸實驗。一般認為，早產(chǎn)兒應該生活在一個隔離的，猶如子宮般的環(huán)境中，撫摸只會給他們壓力感，會有礙他們的生長。然而他對20個早產(chǎn)兒每天做3次、每次15分鐘的舒緩而有力的撫摸。10天中，接受撫摸的嬰兒比沒有

得到撫摸的嬰兒平均重47%，而且睡眠和靈敏性也都有很大改善。到第八個月末，他們的體質(zhì)和智力都有明顯提高。最值得注意的是，接受撫摸的嬰兒離開保育箱的時間比其他嬰兒平均提前了6天。弗爾德說：“撫摸能有規(guī)律地刺激生長激素的分泌，進而促進消化吸收功能。”

其實，撫摩不僅僅對嬰兒的生理發(fā)育至關重要，對孩子心理發(fā)育更是不可或缺。在思維發(fā)生之前，嬰兒用身體感知世界，換句話說，皮膚是嬰兒最主要的思考器官。撫觸使孩子感受到被接納、被愛、是有價值的，從此他的生命有了意義，健康的自我由此產(chǎn)生。撫觸是思維發(fā)生發(fā)展的前提，是個體界限感確立的第一步，皮膚饑餓的孩童往往會患上神經(jīng)性皮炎，缺乏安全感并更具攻擊性，難以建立正常的人際關系乃至親密關系。撫觸是培育健康心靈、建立良好親子關系的重要技巧，好媽媽不可不知、不可不為！這說明用手摸一摸，觸摸，不但利于孩子們的感知、成長，同樣利于被觸摸的生命體。

總之，在10幾年的科學教學實踐中，自己深刻感受到感官體驗對孩子們認識外部世界、感知 生命、自身成長的重要性。用手摸一摸、用眼睛看一看、用鼻子聞一聞、用舌頭嘗一嘗、用腦子想一想、用嘴說一說，簡單的不能再簡單的親歷行為，卻發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造著我們豐富多彩的生命世界。所以在深化教學改革的今天的科學課堂，多用、會用、愛用多種感官參與的教學手段，使我們的孩子們――――一個個鮮活的生命在“觸摸”中健康、快樂地成長！

“關愛生命，讓我們從觸摸開始！”

參考文獻：

《如何做最好的老師》―――魏書生

《教育新理念》―――袁振國

《小學科學教學法》―――盧新祁

《小學科學課教學指要》―――宋漢閣

《新課程推進中的問題與反思》―――陳旭遠

《給教師的建議》―――蘇霍姆林斯基

《父母最應了解的10條心理學效應》―――寶貝樹網(wǎng)站（http://www.tmdps.cn）

第二篇：化學在生命科學中的重要性

2010生科2班馬春萌1043060

化學在生命科學中的重要性

近年來，隨著科學技術的飛速發(fā)展，化學與生命科學之間的聯(lián)系日趨緊密，產(chǎn)生了許多分支學科，化學在生命科學中也越來越重要。

而生物與化學的相互滲透，形成了生物化學這一獨立的學科。它是化學的理論和方法研究生命物質(zhì)的邊緣學科。其任務主要是了解生物的化學組成、結(jié)構及生命過程中各種化學變化。從早期對生物總體組成的研究，進展到對各種組織和細胞成分的精確分析。目前正在運用諸如光譜分析、同位素標記、X射線衍射、電子顯微鏡一級其他物理學、化學技術，對重要的生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸等）進行分析，以期說明這些生物大分子的多種多樣的功能與它們特定的結(jié)構關系。無論是有機體的化學組成的測定還是對生命體新陳代謝的研究，都離不開生物化學。

由于現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了許多新的威脅人類生存的重要問題，如人口與健康、糧食與農(nóng)業(yè)、環(huán)境、資源、能源等。這些問題很大程度上要依靠生命科學和化學技術的融合。由于生命活動十分復雜，在20世紀中葉以前生命科學發(fā)展較慢。但從20世紀70年代以后，由于生命科學研究成果的積累，現(xiàn)代物理、化學的發(fā)展為生命科學研究提供了先進的儀器和方法，以及經(jīng)濟發(fā)展需要的促進，生命科學有了新的發(fā)展。人類自然科學史上的三大計劃，即曼哈頓原子彈計劃（1942～1945）、阿波羅登月計劃（1961～1972）和人類基因組計劃（1990～2003），也反映了生命科學后來居上。為此，由于人類生存和經(jīng)濟發(fā)展的需要以及生命科學本身的發(fā)展和貢獻，生命科學在21世紀將成為科學技術的主角。生命科學之所以成為本世紀領頭學科，其核心是生物化學引人矚目的發(fā)展，涉及醫(yī)藥學、農(nóng)學、生物能源的開發(fā)、環(huán)境治理、酶工程、單細胞蛋白的生產(chǎn)、微生物采礦、醫(yī)用生物材料和可降解塑料的制備、法醫(yī)學等許多領域。

對于生物大分子的結(jié)構與功能的研究是生物化學非常重要的一方面，而基因表達的調(diào)節(jié)控制是分子遺傳學研究的一個中心問題，也是核酸的結(jié)構與功能研究的一個重要內(nèi)容。對于原核生物的基因調(diào)控已有不少的了解；真核生物基因的調(diào)控正從多方面探討。如異染色質(zhì)化與染色質(zhì)活化；DNA的構象變化與化學修飾；DNA上調(diào)節(jié)序列如加強子和調(diào)制子的作用；RNA加工以及轉(zhuǎn)譯過程中的調(diào)控等。在整個對于基因問題的研究中，也不乏化學的方法。DNA的測序采用的即是化學降解法。其基本原理是：在選定的核苷酸堿基中引入化學集團，再用化合物處理，使DNA分子在被修飾的位置降解。1986年，達爾貝科提出了人類基因組計劃。它的目的是：闡明人類基因組30億個堿基對的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因，并搞清其在染色體上的位置；破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我；解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長發(fā)育的規(guī)律；認識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認識疾病產(chǎn)生的機制以及長壽與衰老等生命現(xiàn)象、為疾病的診治提供科學依據(jù)。1990年，美國國會批準“HGP”，9月，中國獲準加入，負責測定人類基因組序列的1%；2000年6月26日，草圖繪制成功；2003年4月14日，人類基因組序列圖繪制成功。從此，人類進入后基因組時代。生物大分子的化學結(jié)構一經(jīng)測定，就可在實驗室中進行人工合成。生物大分子及其類似物的人工合成有助于了解它們的結(jié)構與功能的關系。有些類似物由于具有更高的生物活性而可能具有應用價值。通過 DNA化學合成而得到的人工基因可應用于基因工程而得到具有重要功能的蛋白質(zhì)及其類似物。在基因組計劃中，化學起到了十分重要的作用。如果沒有化學，那么人類的基因順序依

然無法破解；如果沒有化學，生命科學的發(fā)展不會如此迅猛；如果沒有化學，科學前進的步伐會減小許多。因此，化學在生命科學中扮演著舉足輕重的角色。沒有了化學，生命科學的發(fā)展將會十分局限，人類疾病的根源也無從尋起。

在生物進化方面，化學也為生命科學的研究提供了更有力的證據(jù)。生物進化學說認為地球上數(shù)百萬種生物具有相同的起源并在大約40億年的進化過程中逐漸形成。化學的發(fā)展為這一學說在分子水平上提供了有力的證據(jù)。例如所有種屬的 DNA中含有相同種類的核苷酸。許多酶和其他蛋白質(zhì)在各種微生物、植物和動物中都存在并具有相近的氨基酸序列和類似的立體結(jié)構，而且類似的程度與種屬之間的親緣關系相一致。DNA復制中的差錯可以說明作為進化基礎的變異是如何發(fā)生的。生物由低級向高級進化時，需要更多的酶和其他蛋白質(zhì)，基因的重排和突變?yōu)檫m應這種需要提供了可能性。由此可見，有關進化的化學研究將為闡明進化的機制提供更加本質(zhì)的和定量的信息。

在酶學研究中，化學也起到了十分重要的作用。生物體內(nèi)幾乎所有的化學反應都是酶催化的。酶的作用具有催化效率高、專一性強等特點。這些特點取決于酶的結(jié)構。酶的結(jié)構與功能的關系、反應動力學及作用機制、酶活性的調(diào)節(jié)控制等是酶學研究的基本內(nèi)容。通過 X射線晶體學分析、化學修飾和動力學等多種途徑的研究，一些具有代表性的酶的作用原理已經(jīng)比較清楚。70年代發(fā)展起來的親和標記試劑和自殺底物等專一性的不可逆抑制劑已成為探討酶的活性部位的有效工具。多酶系統(tǒng)中各種酶的協(xié)同作用，酶與蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的相互作用以及應用蛋白質(zhì)工程研究酶的結(jié)構與功能是酶學研究的幾個新的方向。酶與人類生活和生產(chǎn)活動關系十分密切，因此酶在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防和醫(yī)學上的應用一直受到廣泛的重視。

生物學中一些看來與化學關系不大的學科，如分類學和生態(tài)學，甚至在探討人口控制、世界食品供應、環(huán)境保護等社會性問題時都需要從生物化學的角度加以考慮和研究。

在醫(yī)學研究中，對一些常見病和嚴重危害人類健康的疾病的生化問題進行研究，有助于進行預防、診斷和治療。如血清中肌酸激酶同工酶的電泳圖譜用于診斷冠心病、轉(zhuǎn)氨酶用于肝病診斷、淀粉酶用于胰腺炎診斷等。在治療方面，磺胺藥物的發(fā)現(xiàn)開辟了利用抗代謝物作為化療藥物的新領域，如5-氟尿嘧啶用于治療腫瘤。青霉素的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了抗生素化療藥物的新時代，再加上各種疫苗的普遍應用，使很多嚴重危害人類健康的傳染病得到控制或基本被消滅。生物化學的理論和方法與臨床實踐的結(jié)合，產(chǎn)生了醫(yī)學生化的許多領域，如：研究生理功能失調(diào)與代謝紊亂的病理生物化學，以酶的活性、激素的作用與代謝途徑為中心的生化藥理學，與器官移植和疫苗研制有關的免疫生化等。

化學在生物科學中的應用給了人類更大的發(fā)展空間，使得其不僅在醫(yī)學，同時也在工業(yè)生產(chǎn)中收到了良好的成效。70年代以來，生物工程受到很大重視。利用基因工程技術生產(chǎn)貴重藥物進展迅速，包括一些激素、干擾素和疫苗等。基因工程和細胞融合技術用于改進工業(yè)微生物菌株不僅能提高產(chǎn)量，還有可能創(chuàng)造新的抗菌素雜交品種。一些重要的工業(yè)用酶，如α-淀粉酶、纖維素酶、青霉素酰化酶等的基因克隆均已成功，正式投產(chǎn)后將會帶來更大的經(jīng)濟效益。

在生命科學中，分子生物學是極其重要的一門分支學科。它是從分子水平上研究生命現(xiàn)象物質(zhì)基礎的學科。研究細胞成分的物理、化學的性質(zhì)和變化以及這些性質(zhì)和變化與生命現(xiàn)象的關系，如遺傳信息的傳遞，基因的結(jié)構、復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、表達調(diào)控和表達產(chǎn)物的生理功能，以及細胞信號的轉(zhuǎn)導等。在整個分子水

平的研究中，化學的方法始終作為基礎給分子生物學提供了課題實施的平臺。

化學對生命科學的深刻影響反映在與其關系比較密切的細胞學、微生物學、遺傳學、生理學等領域。通過對生物高分子結(jié)構與功能進行的深入研究，揭示了生物體物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換、遺傳信息傳遞、光合作用、神經(jīng)傳導、肌肉收縮、激素作用、免疫和細胞間通訊等許多奧秘，使人們對生命本質(zhì)的認識躍進到一個嶄新的階段。

進入分子水平以來，生命科學在近幾年來發(fā)展迅速。有人認為，二十一世紀是生物學世紀。生命科學中很多分支學科都已成為分子學科。作為一個傳統(tǒng)的分子學科，化學仍將大力參與生命科學的發(fā)展并將生機勃勃地繼續(xù)發(fā)揮其重要作用。這也是為了化學本身發(fā)展的需要。

參考文獻

楊岐生《分子生物學》浙江大學出版社2004年06月

王桂云 柳明洙 《生物化學》 人民軍醫(yī)出版社2009年11月

周曉俊 吳暉《有機化學與生命科學》云南師范大學學報

第三篇：化學在生命科學中的重要性

化學在生命科學中的重要性

2011級土木工程二班王曉晨1102011103

近年來，隨著科學技術的飛速發(fā)展，化學與生命科學之間的聯(lián)系日趨緊密，產(chǎn)生了許多分支學科，化學在生命科學中也越來越重要。

而生物與化學的相互滲透，形成了生物化學這一獨立的學科。它是化學的理論和方法研究生命物質(zhì)的邊緣學科。其任務主要是了解生物的化學組成、結(jié)構及生命過程中各種化學變化。從早期對生物總體組成的研究，進展到對各種組織和細胞成分的精確分析。目前正在運用諸如光譜分析、同位素標記、X射線衍射、電子顯微鏡一級其他物理學、化學技術，對重要的生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸等）進行分析，以期說明這些生物大分子的多種多樣的功能與它們特定的結(jié)構關系。無論是有機體的化學組成的測定還是對生命體新陳代謝的研究，都離不開生物化學。

由于現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了許多新的威脅人類生存的重要問題，如人口與健康、糧食與農(nóng)業(yè)、環(huán)境、資源、能源等。這些問題很大程度上要依靠生命科學和化學技術的融合。由于生命活動十分復雜，在20世紀中葉以前生命科學發(fā)展較慢。但從20世紀70年代以后，由于生命科學研究成果的積累，現(xiàn)代物理、化學的發(fā)展為生命科學研究提供了先進的儀器和方法，以及經(jīng)濟發(fā)展需要的促進，生命科學有了新的發(fā)展。人類自然科學史上的三大計劃，即曼哈頓原子彈計劃（1942～1945）、阿波羅登月計劃（1961～1972）和人類基因組計劃（1990～2003），也反映了生命科學后來居上。為此，由于人類生存和經(jīng)濟發(fā)展的需要以及生命科學本身的發(fā)展和貢獻，生命科學在21世紀將成為科學技術的主角。生命科學之所以成為本世紀領頭學科，其核心是生物化學引人矚目的發(fā)展，涉及醫(yī)藥學、農(nóng)學、生物能源的開發(fā)、環(huán)境治理、酶工程、單細胞蛋白的生產(chǎn)、微生物采礦、醫(yī)用生物材料和可降解塑料的制備、法醫(yī)學等許多領域。

對于生物大分子的結(jié)構與功能的研究是生物化學非常重要的一方面，而基因表達的調(diào)節(jié)控制是分子遺傳學研究的一個中心問題，也是核酸的結(jié)構與功能研究的一個重要內(nèi)容。對于原核生物的基因調(diào)控已有不少的了解；真核生物基因的調(diào)控正從多方面探討。如異染色質(zhì)化與染色質(zhì)活化；DNA的構象變化與化學修飾；DNA上調(diào)節(jié)序列如加強子和調(diào)制子的作用；RNA加工以及轉(zhuǎn)譯過程中的調(diào)控等。在整個對于基因問題的研究中，也不乏化學的方法。DNA的測序采用的即是化學降解法。其基本原理是：在選定的核苷酸堿基中引入化學集團，再用化合物處理，使DNA分子在被修飾的位置降解。1986年，達爾貝科提出了人類基因組計劃。它的目的是：闡明人類基因組30億個堿基對的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因，并搞清其在染色體上的位置；破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我；解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長發(fā)育的規(guī)律；認識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認識疾病產(chǎn)生的機制以及長壽與衰老等生命現(xiàn)象、為疾病的診治提供科學依據(jù)。1990年，美國國會批準“HGP”，9月，中國獲準加入，負責測定人類基因組序列的1%；2000年6月26日，草圖繪制成功；2003年4月14日，人類基因組序列圖繪制成功。從此，人類進入后基因組時代。生物大分子的化學結(jié)構一經(jīng)測定，就可在實驗室中進行人工合成。生物大分子及其類似物的人工合成有助于了解它們的結(jié)構與功能的關系。有些類似物由于具有更高的生物活性而可能具有應用價值。通過 DNA化學合成而得到-1-的人工基因可應用于基因工程而得到具有重要功能的蛋白質(zhì)及其類似物。在基因組計劃中，化學起到了十分重要的作用。如果沒有化學，那么人類的基因順序依然無法破解；如果沒有化學，生命科學的發(fā)展不會如此迅猛；如果沒有化學，科學前進的步伐會減小許多。因此，化學在生命科學中扮演著舉足輕重的角色。沒有了化學，生命科學的發(fā)展將會十分局限，人類疾病的根源也無從尋起。

在生物進化方面，化學也為生命科學的研究提供了更有力的證據(jù)。生物進化學說認為地球上數(shù)百萬種生物具有相同的起源并在大約40億年的進化過程中逐漸形成。化學的發(fā)展為這一學說在分子水平上提供了有力的證據(jù)。例如所有種屬的 DNA中含有相同種類的核苷酸。許多酶和其他蛋白質(zhì)在各種微生物、植物和動物中都存在并具有相近的氨基酸序列和類似的立體結(jié)構，而且類似的程度與種屬之間的親緣關系相一致。DNA復制中的差錯可以說明作為進化基礎的變異是如何發(fā)生的。生物由低級向高級進化時，需要更多的酶和其他蛋白質(zhì)，基因的重排和突變?yōu)檫m應這種需要提供了可能性。由此可見，有關進化的化學研究將為闡明進化的機制提供更加本質(zhì)的和定量的信息。

在酶學研究中，化學也起到了十分重要的作用。生物體內(nèi)幾乎所有的化學反應都是酶催化的。酶的作用具有催化效率高、專一性強等特點。這些特點取決于酶的結(jié)構。酶的結(jié)構與功能的關系、反應動力學及作用機制、酶活性的調(diào)節(jié)控制等是酶學研究的基本內(nèi)容。通過 X射線晶體學分析、化學修飾和動力學等多種途徑的研究，一些具有代表性的酶的作用原理已經(jīng)比較清楚。70年代發(fā)展起來的親和標記試劑和自殺底物等專一性的不可逆抑制劑已成為探討酶的活性部位的有效工具。多酶系統(tǒng)中各種酶的協(xié)同作用，酶與蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的相互作用以及應用蛋白質(zhì)工程研究酶的結(jié)構與功能是酶學研究的幾個新的方向。酶與人類生活和生產(chǎn)活動關系十分密切，因此酶在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防和醫(yī)學上的應用一直受到廣泛的重視。

生物學中一些看來與化學關系不大的學科，如分類學和生態(tài)學，甚至在探討人口控制、世界食品供應、環(huán)境保護等社會性問題時都需要從生物化學的角度加以考慮和研究。

在醫(yī)學研究中，對一些常見病和嚴重危害人類健康的疾病的生化問題進行研究，有助于進行預防、診斷和治療。如血清中肌酸激酶同工酶的電泳圖譜用于診斷冠心病、轉(zhuǎn)氨酶用于肝病診斷、淀粉酶用于胰腺炎診斷等。在治療方面，磺胺藥物的發(fā)現(xiàn)開辟了利用抗代謝物作為化療藥物的新領域，如5-氟尿嘧啶用于治療腫瘤。青霉素的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了抗生素化療藥物的新時代，再加上各種疫苗的普遍應用，使很多嚴重危害人類健康的傳染病得到控制或基本被消滅。生物化學的理論和方法與臨床實踐的結(jié)合，產(chǎn)生了醫(yī)學生化的許多領域，如：研究生理功能失調(diào)與代謝紊亂的病理生物化學，以酶的活性、激素的作用與代謝途徑為中心的生化藥理學，與器官移植和疫苗研制有關的免疫生化等。

在生命科學中，分子生物學是極其重要的一門分支學科。它是從分子水平上研究生命現(xiàn)象物質(zhì)基礎的學科。研究細胞成分的物理、化學的性質(zhì)和變化以及這些性質(zhì)和變化與生命現(xiàn)象的關系，如遺傳信息的傳遞，基因的結(jié)構、復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、表達調(diào)控和表達產(chǎn)物的生理功能，以及細胞信號的轉(zhuǎn)導等。在整個分子水平的研究中，化學的方法始終作為基礎給分子生物學提供了課題實施的平臺。

化學對生命科學的深刻影響反映在與其關系比較密切的細胞學、微生物學、遺傳學、生理學等領域。通過對生物高分子結(jié)構與功能進行的深入研究，揭示了生物體物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換、遺傳信息傳遞、光合作用、神經(jīng)傳導、肌肉收縮、激素作用、免疫和細胞間通訊等許多奧秘，使人們對生命本質(zhì)的認識躍進到一個嶄新的階段。

進入分子水平以來，生命科學在近幾年來發(fā)展迅速。有人認為，二十一世紀是生物學世紀。生命科學中很多分支學科都已成為分子學科。作為一個傳統(tǒng)的分子學科，化學仍將大力參與生命科學的發(fā)展并將生機勃勃地繼續(xù)發(fā)揮其重要作用。這也是為了化學本身發(fā)展的需要。

第四篇：生命科學試題

2010——2011學年第二學期《生命科學導論》考試題

學院＿＿＿＿＿班級＿＿＿＿＿學號＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿

從下面11題中任選5題，每題20分，共計100分

1、談談學習《生命科學導論》的收獲、對該課程有何期待和建議？

2、什么是基因和基因組？基因的化學本質(zhì)是什么？核酸是不是一種營養(yǎng)品，人體需要補充外源核酸嗎？直接服用核酸產(chǎn)品對改善健康有幫助嗎？為什么？

（1）基因是DNA分子上具有遺傳效應的DNA分子片段，基因位于染色體上，并在染色體上呈線性排列。基因組是指生物所攜帶的遺傳信息的總和。（2）基因的化學本質(zhì)－ＤＮＡ

3、、什么是病毒？艾滋病是由何種病原微生物引起，其致病的機理和傳播途徑如何？談談你對綜合防治艾滋病的意見和建議。

4、什么是干細胞？有哪些類型？造血干細胞屬于哪種類型？造血干細胞移植能治療哪些疾病？目前提倡哪種方法采集造血干細胞？捐獻造血干細胞影響身體健康嗎？作為大學生你愿意成為一名捐獻造血干細胞志愿者嗎？談談你的認識。

5、你如何理解膳食平衡？大學生飲食應該注意哪些問題？

6、什么是生態(tài)平衡？生態(tài)平衡有何意義？

7、病毒感染和細菌感染的防治有何異同？

8、談談你對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的認識

9、何為發(fā)酵食品？鮮奶與酸乳有什么不同？

10、生物多樣性有什么重要意義？

11、為什么要提倡低碳生活？

第五篇：生命科學研究進展

生命科學研究進展

尹強

(江西農(nóng)業(yè)大學理學院，江西南昌，330045)

現(xiàn)代生物技術已進入商品生產(chǎn)的激烈競爭階段。據(jù)在京舉行的關于“分子生物學進展”方面的學術報告會透露，美國科學院的院報中，每月的生物論文10倍于數(shù)理化天地論文的發(fā)表數(shù)量。這個數(shù)字顯示了在當代人們對生命科學發(fā)展的重視程度。同樣，在商品生產(chǎn)領域也表現(xiàn)出了同樣的趨勢。如在運用現(xiàn)代生物技術的遺傳工程方面，美國每年在該領域投入的研究經(jīng)費高達100多億美元，有200多家大生物技術公司從事有關方面產(chǎn)品商品開發(fā)，已生產(chǎn)出了多種生物制品。在市場上出售的有人生長激素、胰島素、調(diào)節(jié)血壓的人腎素，還有乙型肝炎疫苗；可使腫瘤枯萎的生物技術藥物已進入臨床試驗。美國利用遺傳工程正在研制生物制品的還有多種，如具有抗癌作用的腫瘤壞死素、能溶解血栓的組織纖維蛋白溶酶活化劑及多種免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)制劑．科學工作者還正在研制艾滋病疫苗。在現(xiàn)階段的動物試驗中，這種疫苗已使老鼠體內(nèi)產(chǎn)生了艾滋病抗體，并開始在人體上進行試驗。

日本在生物技術方面的研發(fā)也不甘落后，該國的科學家把生物技術看成是使日本的技術在2l世紀處于世界領先地位的跳板。日本引進美國的生物技術，派出大量人員去美國學習，同時鼓勵本國的科研。日本已研制出促進紅細胞形成的血細胞生成素，可用于治療腎臟疾病。西歐各國在生物技術方面起步較慢，但在現(xiàn)代制藥工業(yè)中生物技術卻異軍突起。他們在單克隆抗體和特異蛋白分子的生產(chǎn)方面處于世界領先地位。一些老企業(yè)也利用生物技術生產(chǎn)各種高效酶制劑，用于食品加工和廢物處理。還有，他們在細胞融合領域也取得了重要進展，如番茄馬鈴薯的育成。在開發(fā)這類細胞融合技術產(chǎn)品時，除在產(chǎn)品實踐方面有所突破外，還在育種理論上有新發(fā)現(xiàn)。如他們在研究報告中指出，利用細胞融合技術最有前途的是近親植物細胞融合，它對提高品種質(zhì)量效果明顯。

俄羅斯生物技術研究也日趨活躍，他們在前蘇聯(lián)時期的研究基礎上，先將遺傳工程的重點放在農(nóng)業(yè)方面，力圖培育出“早熟、高產(chǎn)、營養(yǎng)豐富、能在貧瘠土地上生長的農(nóng)作物。俄羅斯科學家還存分子生物學和醫(yī)學生物技術方面進行了卓有成效的研究，在研究離子載體如何穿過細胞膜方面有突破性進展，了解這一點將使人們揭開細胞維持恒定狀態(tài)的奧秘。

我國在現(xiàn)代生物技術開發(fā)方面雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，在某些項目上已躋身于世界先進行列，引起了國際同行的關注。如存生物醫(yī)學工程領域的人工器官，新華醫(yī)院和上海第一結(jié)核病防治院共同研制的聚丙烯中空纖維人工肺已在全國推廣應用，僅新華醫(yī)院一家就用了300多例。過去不用人工肺死亡率達50％，現(xiàn)在應用新的人工肺，深低溫手術無一例死亡，達到了國際先進水平。上海胸外醫(yī)院、新華醫(yī)院、人體代用材料研究所研制的人造血管、膨體心臟修補片已達到國際20世紀80年代水平。特別應提到的是，我周在轉(zhuǎn)基因抗病蟲害作物、生物大分子的合成及克隆生物領域取得的成果亦是頗多。我國還參與了人類基因組測序工作，說明我國在該領域占有一席之地。我們還必須進一步加強該領域的研究工作，以縮小與發(fā)達國家在生物技術研究開發(fā)方面的差距。我國研制成功第二代人造血

查新報告顯示，我國第一代人造血在臨床應用中，已成功地搶救了400多名傷病員。研究第二代人造血的科研人員，在歷時4年的探索中對氟碳人造血的合成、乳化、毒理以及藥效等方面做了不少改進，儲存期從半年延長到1.5年；它在血管中的半衰期也從原來的10 h延長到19.8h。這將更有利于患者恢復健康。人造血是國際生命科學界，特別是醫(yī)學界關注的熱門課題。第二代人造血是我國上海有機化學研究所、上海勞動衛(wèi)生職業(yè)病防治研究所的科學工作者研制的。對第二代人造血的科學檢測實驗證實，它具有4個方面的優(yōu)點：第一是儲存期長；第二是不管使用者的血型，能保證血液和各臟器的正常生理功能，適宜大面積、突發(fā)性事故傷員的急救；第三是生產(chǎn)中可以消毒、患者在使用時不會染上因輸血引起的傳染病；第四是它的顆粒直徑僅為人體血液紅細胞的1／70．在紅細胞被血管栓塞段堵截時，人造血可載運氧氣繞道而行，使缺血段的細胞重新得到氧氣供應，這會有利于治療某些血管缺血性疾病。專家們在評審這項成果時指出，我國科學工作者研制成功的第二代氟碳人造血，僅僅用了4年的時間，而且有那么多的優(yōu)點，是難能可貴的，這對于解決救護傷員及其他需血的患者來說是一大福音。對該成果的重大意義不僅在于治療本身，從生命科學的理論和實踐來看，它應該是人造器官或組織的一部分，從這個角度來講，這項成果的意義是深遠的。生物應答變更因子類新藥問世

“生物應答變更因子”是一類新發(fā)現(xiàn)的藥物，其主要功能是促進免疫系統(tǒng)的防御能力。這類新藥在治療癌癥及一些傳染病方面有作用。專家們認為，21世紀它們會統(tǒng)領藥物市場。評價如此之高．值得人們關注。

迄今，美國醫(yī)學家已發(fā)現(xiàn)40～50種生物應答變更因子的藥物。現(xiàn)舉若干實例。如加利福尼亞州一家生物技術公司研制的最新生物應答變更因子藥物——“干細胞因子”，它能促進早期骨髓細胞的生長，以產(chǎn)生紅細胞和白細胞，適用于骨髓功能衰退、接受化療、移植異體骨髓以及艾滋病等患者的治療。又如免疫系統(tǒng)激素—— “干擾素α-2”也是一種新的生物應答變更因子藥物，它能促進各種白細胞去破壞病毒感染細胞，甚至它本身也能滲入病毒感染細胞，從而阻斷病毒增殖。再如“紅細胞生成素”是一種腎臟分泌的激素，它能促進骨髓細胞成為成熟的攜氧紅細胞．可用于腎功能衰竭患者或艾滋病患者的貧血癥。還有一種“集落促進因子”，其主要功效是促進未成熟的骨髓細胞成為能抵抗疾病的白細胞，它還可被用于增強治療白血病的藥物胞嘧啶阿糖苷以及治療艾滋病的藥物疊氮胸苷的療效。專家們在評審生物應答變更因子系列藥物時指出，此類新藥物通過控制患者的紅細胞和白細胞達到治療疾病的目的，其作用機制新穎，效果特別，其前景可與當年抗菌素發(fā)展勢頭相媲美。他們特別建議。應進一步加大在本領域的研發(fā)力度。3 延緩人體衰老研究的新突破

3．1 生長激素合成劑抗衰老

生理學知識告訴我們，大多數(shù)人年過30歲后，腦垂體前葉分泌生長激素的功能就逐漸減退，年逾花甲者的分泌量相當于青春期的1／5。有些老年人甚至自身不能再產(chǎn)生這種生長激素。在這種事實面前，科學工作者，特別是生命科學工作者，便試圖通過研究解決這一問題。

研究人員經(jīng)過長期的探索，開發(fā)成功一種合成劑。這項成果經(jīng)威斯康遜醫(yī)學院的丹尼爾·拉德曼大夫用于臨床試驗后發(fā)現(xiàn)，12名61～81歲的男性接受為期半年的生長激素合成劑注射療程后，受試者體重保持不變，而脂類卻平均減少約15％，肌肉組織增加近9％，同時，脊椎骨密度與皮膚厚度略有增長。

拉德曼主持的生長激素合成劑臨床試驗顯然取得了明顯的防衰益壽之效。此項研究成果公布后引起了生命科學界，特別是醫(yī)學界的強烈反應。研究報告稱，臨床試驗顯示，該合成劑既有利于老人增加體力和改善身體結(jié)構，又可預防因膽固醇過高而導致的心臟病發(fā)作。

專家們在評審這些研究成果時既肯定了其試驗取得的抗衰老的效果，同時也指出，這項研究尚未說明此合成劑對年長者的神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官等有何影響。此外，如劑量過大或療程過長可能產(chǎn)生的副作用，值得進一步觀察。

3．2 改善微循環(huán)功能抗衰老

我國南通市抗衰老中心的研究人員開發(fā)出一種由40余味中草藥及純天然物精制而成的藥物背心和帽子。經(jīng)過300多位患者的試用驗證，這種藥物背心和帽子對慢性支氣管炎、冠心病、高

血壓、神經(jīng)功能癥等30多種常見病均有明顯的療效。

生命科學工作者及醫(yī)學工作者在談到此類試驗療效時指出，微循環(huán)功能不良是導致人體衰老的主要因素。在這一思想指導下，世界各地，特別是一些發(fā)達國家和發(fā)展中大國又相繼開發(fā)出了改善和增強微循環(huán)功能的新制劑和儀器，現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品。實踐已經(jīng)證明，改善人體微循環(huán)功能已使眾多的微循環(huán)出現(xiàn)障礙的患者，尤其是老年人群受益。2006年l0月有人運用我國寧波生產(chǎn)的，根據(jù)改善微循環(huán)功能原理設計出的“水流氣血循環(huán)機”的療效檢驗證實，膝下熱浴改善微循環(huán)功能效果明顯。當膝下部位受到特定溫度(40℃-45℃)外化刺激時，就會通過下肢與上體的溫態(tài)反差效應，推動氣血循徑上行，在外溫內(nèi)透的感傳作用下，可使全身毛孔開放，呼吸加快，全身各部位活力增強，從而達到通經(jīng)活絡、加速機體新陳代謝、改善微循環(huán)的目的。使用者曾長期患右下腿部麻木之疾患，使用一周(每天早晚各一次膝下熱浴．每次使用時間為30 min～40min)后，麻木癥狀明顯改善，而且達到了全身通經(jīng)活絡的效果。生物固氮能力研究的新進展及新發(fā)現(xiàn)

從空氣中獲得氮并將其轉(zhuǎn)化為自身氮素營養(yǎng)是豆科植物的獨特性狀。雖然這種能力是依靠固氮菌與豆科植物共生在根部形成根瘤來實現(xiàn)的，但是不同種類的豆科植物對與其共生的固氮菌都具有專—性。培育具有固氮能力的非豆科作物一直是科學工作者探索的一個重要科研項目。

前不久。英國諾丁漢大學愛德華·科金教授主持的一個研究小組織報道了他們對非豆科作物固氮能力研究取得的新進展。研究組成功地分離出一種可以溶解植物根毛生長點細胞壁的酶。利用這種酶可將固氮菌引入非豆科植物根毛和細胞原生質(zhì)中，使其具有固氮能力。這一點突破，正是本項研究的創(chuàng)新點。在這個基礎性突破研究的基礎上，現(xiàn)已向水稻、小麥以及向日葵的植株體內(nèi)引入。由于水稻在世界糧食中占有重要地位，它已作為重點研究對象，主要目標是研究最適合與水稻建立共生關系的固氮菌。

在人們發(fā)現(xiàn)某些植物能夠利用根瘤菌，形成根瘤——固氮制造營養(yǎng)物質(zhì)——氨基酸和酰胺。因此，豆科植物不但能在貧瘠土地上生長，而且還有肥田的作用。苜蓿、花生、洋槐、相思樹、紫藤、赤楊、美洲茶等植物都有這樣的特性。研究還發(fā)現(xiàn)，某些熱帶作物能夠在葉面上長瘤，利用微生物固定空氣中的氮素。松樹雖不長瘤，但它能與根上及根周圍的微生物建立合作關系，因此，它也能夠在缺氮的沙土上生長。在這樣的事實面前，人們在思考，動物能不能在自己的軀體內(nèi)，按照上述已查明的固氮機理，自制營養(yǎng)物質(zhì)。現(xiàn)在科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這樣的例子，而且還是我們?nèi)祟惖囊徊糠帧＿@個發(fā)現(xiàn)被稱之為固氮機制在生物體中起作用的重大發(fā)現(xiàn)。調(diào)研報告表明，生活在新幾內(nèi)亞山區(qū)的土人，每天只吃一些山芋和蔬菜，至多再加一點豆類和花生。他們一天的食料中，蛋白質(zhì)只有22 g，遠低于世界衛(wèi)生組織規(guī)定的最低標準60g，然而，他們?nèi)巳硕己芙眩瑹o論男女老少，都沒有任何營養(yǎng)不良的癥狀。這種現(xiàn)象引起了人們的廣泛關注，希望盡快找到原因。最后還是通過對當?shù)赝寥诉M行細致的檢查，發(fā)現(xiàn)他們的糞便中氮素含量超過進食的氮量。這個氮素的含量“差”，恰恰是問題的關鍵點。多出的部分從何處來是科學工作者必須揭示的問題。通過進一步的查找，競從這些土人的腸道中找到了固氮菌。正是這些固氮菌在人體內(nèi)固定和吸收空氣中游離的氮素，再合成為蛋白質(zhì)，滿足人體的需要。

專家們在評審這個新發(fā)現(xiàn)時指出，人們對植物利用微生物為自己制造氮肥很感興趣，而對人體利用固氮菌為自身合成生長、發(fā)育所需要的蛋白質(zhì)必然是更感興趣。對于這項開發(fā)性研究，一是要進一步落實在動物身上固定和吸收空氣中游離氮素的有效機制的可靠性和準確性；二是加以推廣應用。大氣中含量非常豐富的游離氮，就能直接成為極為豐富的食品資源。

發(fā)現(xiàn)生物固氮100年后的今天，其機制研究又有新的重大進展。研究認為。固氮微生物之所以具有固氮能力，從分子生物學角度上已探明，是這些微生物體內(nèi)含有具特殊催化功能的蛋白質(zhì)——固氮酶這種生物大分子。其作用機理現(xiàn)已被揭示，即固氮酶在常溫常壓下將氮氣轉(zhuǎn)化為氨，同時還將水巾的氫離子還原成氫氣。由于固氮酶反應消耗很大能量，所以人們過去認為，伴隨固

氮而出現(xiàn)的放氫是能量的浪費，并試圖解決這種浪費。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，固氮酶是由鉬鐵蛋白和鐵蛋白兩部分組成。鉬鐵蛋白中的鐵相輔因子被認為是固氮酶真正起催化作用的活性中心。由于固氮酶結(jié)構的復雜性，科學家們試圖化整為零，先對各個組成單位進行分別研究，然后再設法將各單位重新組裝成完整的固氮酶分子。這方面的研究又取得了新進展。如去鐵相輔因子的固氮酶已從突變菌株中分離出來并得到了初步純化。再一點是固氮酶的活動是由固氮基因(簡稱nif基因)群所操縱。關于生物固氮遺傳基礎研究目前的進展也十分引人注目。肺炎克氏桿菌的整個固氮基因群的DNA序列分析已經(jīng)全部完成。生命科學工作者還從其他固氮微生物中(如原細菌的甲烷球菌和各類真細菌)得到大量的固氮基因的DNA序列資料。總之，生物固氮研究的一個又一個突破，極大地豐富了生命科學理論，又為化學模擬及生產(chǎn)應用提供了直接依據(jù)。隨著生物固氮機制的不斷的、深入的揭示，在此基礎上進行工業(yè)模擬生物固氮，或通過基因工程手段去改造固氮微生物，甚至可創(chuàng)造出能夠直接固氮的生物新品種，造福于全人類。