(课程编号1101101 学分-学时 2-32)
东南大学生物科学与医学工程学院
一、课程的性质与目的
本课程是面向本校理、工、管理等学科非生物学专业的通识教育课程。生命是自然界中最复杂、最神奇,也是最迷人的现象之一,现代生命科学的发展非常迅速,对社会经济和生活等涉及人类自身生存与发展的各个领域均产生重大的影响,与其他学科的交叉也日益密切,生命科学已成为现代大学生必须掌握和了解的基本知识构成中的重要组成。通过对该课程的学习,要求同学们掌握进一步理解生命科学的必要基础知识、了解当前生命科学研究的主要热点和重点课题、了解生命科学发展的重要脉络,增进对生命科学的了解和提高进一步学习的兴趣;同时期望有志于从事交叉学科领域研究的同学,能从不同的角度对生命现象进行思考和探索,携手探索生命的奥秘。
二、课程内容的教学要求
1、总论:掌握生命的基本特征。了解现代生命科学的主要发展阶段,生物技术与产业及其对社会经济和发展的影响。
2、生命的基本单位——细胞:掌握生物大分子的组成、分类和生物学功能,细胞学说,真核细胞和原核细胞的特点,细胞膜的结构特点和功能,染色质的基本结构等。了解蛋白质结构与功能的关系,在分子层次进行生物进化研究的原理和方法,细胞周期的主要阶段,细胞分化、衰老和死亡的基本过程。理解物质的跨膜运输方式,主要细胞器的基本功能,细胞之间的信号传递。
3、物质代谢与能量转换:掌握细胞呼吸的主要阶段和每个阶段主要的物质变化和能量产生,光合作用的光反应和暗反应;理解底物水平的磷酸化、氧化磷酸化以及光合磷酸化之间的异同,酶促反应以及酶活性的调节;了解化学渗透学说,光合色素和光合色素的作用光谱等。
4、遗传与变异:掌握DNA的双螺旋模型,DNA的复制机制、转录和翻译机制,遗传物质改变的主要方式和操纵子基因调控模型。理解染色体遗传定律和孟德尔遗传的延伸,DNA复制、转录和翻译的基本过程,原核生物基因调控机制。了解基因的突变方式和修复机制,基因概念的发展、DNA双螺旋结构的发现史及其对生物学发展的重大影响,真核生物的基因调控机制的复杂性,遗传病,遗传和肿瘤的关系。
5、生物工程:掌握基因工程的基本原理和基本过程。理解酶工程、细胞工程、组织工程、代谢工程、发酵工程等的基本原理和应用。了解基因工程的应用,了解基因文库、DNA重组子、载体等基本概念和PCR等基本分子生物学技术,生物技术对社会的影响。
6、生物组学与系统生物学:了解人类基因组计划(HGP)的主要内容,HGP对社会,经济和学科发展的影响,了解新技术、新方法的发展对生命科学研究的推动作用,后基因组时代生物医学研究的主要策略和方法。了解转录组学、蛋白组学、糖组学、代谢组学、互作组学、表型组学等组学的概念和研究价值。理解系统生物学的研究思路和基本方法。
7、生物信息分析与系统模拟:理解生物信息学的发展背景、及其在生命科学研究中的重要性和主要研究内容。了解当前主要的生物分子数据库及其生物数据获取方法,了解基本的生物信息分析方法和生物系统模拟分析方法。
8、发育和衰老:理解动物发育的基本规律和调控机制。了解植物发育的一般规律,模式生物及其在生物学研究中的价值,与衰老相关的分子机制,胚胎干细胞的概念及其应用。
9、免疫与防卫:掌握抗原、抗体、免疫应答等基本概念,抗体的结构和清除抗原的方式,免疫应答机制;理解疫苗的工作机制、补体反应的作用;了解HIV的致病机制,免疫的发展史,MHC-HLA与器官移植的关系,免疫系统疾病,单克隆抗体的概念及其应用等。
10、神经系统:掌握神经元、动作电位、突触、反射弧等基本概念,神经冲动的产生和传导,化学性突触的结构、功能、特点。了解人体神经系统的组成,脑的分部及其功能,大脑皮层的结构,脑的演化。理解脑功能研究中的基本技术和脑机接口的原理。
11、人类的心理和行为:了解认知神经科学的研究范畴,心理学的基本研究内容和发展,人工智能的原理。
12、生命起源与演化: 掌握达尔文的进化学说和现代综合学说的主要内容,分子进化中性学说以及其在分子进化研究中的应用。了解微进化与大进化的区别,生命起源过程,人类的起源。
13、生态与生物多样性:掌握生态因子、种群、群落和生态系统等基本概念,物种的概念和生物的分界。了解生态因子的分类和作用特点,生态平衡,生态学的基本研究方法, 生态系统内的能量流动和物质循环等,各类生物的主要特征以及在生物界中的地位。理解生物多样性的概念和物种的命名。
14、生命伦理学:了解生命科学中的伦理问题,以及目前对这些问题的基本观点。
三、能力培养的要求
1. 分析能力的培养:通过学习,能够用整合的观点来分析生命现象和生命活动,从分子、细胞、生理和生态等生命层次来理解生命现象,并能形成自己的观点。
2. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,查阅网络资料和参考书籍,自我扩充知识领域的能力。
3. 表达能力的培养:主要是通过作业和课堂讨论,清晰、整洁地表达自己理解和掌握知识,以及解决问题的思路和步骤的能力。
4. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,针对生命科学的研究内容,能够结合本专业进行探究性学习。
四、建议学时分配
课 程 内 容
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讲 课
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习题课或课堂讨论
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实 验
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备注
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现代生命科学导论
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32
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总论
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2
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生命的基本单位——细胞
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4
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物质代谢与能量转换
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2
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遗传与变异
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4
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生物工程
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2
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生物组学与系统生物学
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2
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生物信息分析与系统模拟
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2
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发育和衰老
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2
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免疫与防卫
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2
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神经系统
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2
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人类的心理和行为
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2
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生命起源与演化
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2
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生态与生物多样性
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2
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生命伦理学
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2
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五、考核方式
总评成绩=平时成绩(包括作业、课堂讨论)+期末考试成绩(开卷)
平时成绩占10%
期末考试成绩占90%
六、教材及参考书
1、现代生命科学导论.东南大学生物科学与医学工程学院.2007.(自编讲义)
2、生命科学导论(公共课),北京大学生命科学学院编写组,高等教育出版社,2000.(面向21世纪课程教材)
3、吴相钰主编,陈阅增普通生物学(第2版).高等教育出版社,2005
4、张惟杰. 生命科学导论. 高教出版社,1999.
5、吴庆余. 基础生命科学. 高教出版社,2002.
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