医学生物学(绪论).ppt

医学生物学医学生物学医学生物学医学生物学Medical biologyMedical biologyMedical biologyMedical biology绪绪绪绪 论论论论ContentsContentsn 生命科学及其历史概述n n 当前生命科学研究热点n n 生命科学的分科及研究方法n n 生命科学中的一些基本概念n n 医学生物学与医学 第一节第一节 生命科学及其历史概述生命科学及其历史概述 地球上的生物约200多万种，千姿百态，构成绚丽多彩的生物世界。一、什么是生命生命的特性：生命的特性：生命的特性：生命的特性：严格有序的结构严格有序的结构严格有序的结构严格有序的结构 新陈代谢新陈代谢新陈代谢新陈代谢(metabolism)(metabolism)应激性应激性应激性应激性(irritability)(irritability)稳态稳态稳态稳态(homeostasis)(homeostasis)生长和发育生长和发育生长和发育生长和发育(growth and development)(growth and development)繁殖繁殖繁殖繁殖(reproduction)(reproduction)遗传和变异遗传和变异遗传和变异遗传和变异(heredity and veriation)(heredity and veriation)适应性适应性适应性适应性 化学组成化学组成化学组成化学组成什么是生物学什么是生物学什么是生物学什么是生物学n n生物学生物学生物学生物学(biology)(biology)是研究有机自然界的各种生命是研究有机自然界的各种生命是研究有机自然界的各种生命是研究有机自然界的各种生命现象及其规律，并用以能动的改造世界，为人现象及其规律，并用以能动的改造世界，为人现象及其规律，并用以能动的改造世界，为人现象及其规律，并用以能动的改造世界，为人类服务的学科。也就是说是研究生命的科学，类服务的学科。也就是说是研究生命的科学，类服务的学科。也就是说是研究生命的科学，类服务的学科。也就是说是研究生命的科学，研究生命本质的学科。研究生命本质的学科。研究生命本质的学科。研究生命本质的学科。n n医学生物学是现代医学的重要基础学科。医学生物学是现代医学的重要基础学科。医学生物学是现代医学的重要基础学科。医学生物学是现代医学的重要基础学科。二、生物学的形成和发展二、生物学的形成和发展二、生物学的形成和发展二、生物学的形成和发展（一）19世纪以前生命科学的发展 处于对生物外部形态及内部结构的观察、描述和解剖、分析的阶段（二）19世纪生命科学的蓬勃发展（三）三）2020世纪生命科学的崭新面貌世纪生命科学的崭新面貌世纪生命科学的崭新面貌世纪生命科学的崭新面貌n nBuchnerBuchner（化学家）提出酶学（化学家）提出酶学（化学家）提出酶学（化学家）提出酶学n nSchrodinger Schrodinger （物理学家）奠定生物物理学基础（物理学家）奠定生物物理学基础（物理学家）奠定生物物理学基础（物理学家）奠定生物物理学基础n nWatsonWatson和和和和Crick Crick 提出提出提出提出DNA DNA 的双螺旋结构模型的双螺旋结构模型的双螺旋结构模型的双螺旋结构模型n nCeickCeick提出遗传信息流的中心法则提出遗传信息流的中心法则提出遗传信息流的中心法则提出遗传信息流的中心法则n n19611961年年年年 JacobJacob和和和和Monod Monod 提出乳糖操纵子学说提出乳糖操纵子学说提出乳糖操纵子学说提出乳糖操纵子学说n n19651965年中科院生化所和北大首次合成具生物活性的胰岛素年中科院生化所和北大首次合成具生物活性的胰岛素年中科院生化所和北大首次合成具生物活性的胰岛素年中科院生化所和北大首次合成具生物活性的胰岛素n n19791979年用基因工程方法生产出胰岛素年用基因工程方法生产出胰岛素年用基因工程方法生产出胰岛素年用基因工程方法生产出胰岛素n n19901990年人类基因组计划（年人类基因组计划（年人类基因组计划（年人类基因组计划（HGPHGP）正式启动）正式启动）正式启动）正式启动n n干细胞技术的迅猛发展干细胞技术的迅猛发展干细胞技术的迅猛发展干细胞技术的迅猛发展n n19971997年产年产年产年产2 2月月月月WilmutWilmut宣布克隆羊宣布克隆羊宣布克隆羊宣布克隆羊DollyDolly问世。问世。问世。问世。发现了细胞周期的关键分子调节机制,2001年诺贝尔生理医学奖获获获获获获200220022002年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖H.Robert HorvitzJohn E.Sulston Photo Marc LiebermanPhoto Marc Lieberman对器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究20032003年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。Peter AgreRoderick MacKinnon 因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获奖n n获获获获20042004年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖Richard AxelLinda B.Buck 发现气味受体和嗅觉系统的组成发现气味受体和嗅觉系统的组成n n获获获获20052005年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖Barry J.MarshallJ.Robin Warren因发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用因发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用n n获获获获20062006年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖Andrew Z.FireCraig C.Mello对对对对RNARNA干扰的研究干扰的研究干扰的研究干扰的研究对未来的展望对未来的展望对未来的展望对未来的展望n n人人类类经经历历了了漫漫长长的的采采猎猎文文明明后后，大大约约在在一一万万年年前前进进入入农农业业经济时代经济时代n n1818世世纪纪6060年年代代，英英国国率率先先进进入入工工业业经经济济，2020世世纪纪5050年年代代美美国最早走完工业经济的历程，进入信息时代国最早走完工业经济的历程，进入信息时代n n信信息息经经济济时时代代的的寿寿命命,据据专专家家估估计计为为75807580年年，也也就就是是说说到到本世纪本世纪2020年代将渐渐失去活力年代将渐渐失去活力n n接接过过信信息息经经济济这这一一接接力力棒棒的的是是生生物物经经济济。生生命命科科学学是是当当前前最有活力的科学最有活力的科学（四）当前生物学与医学生物学（四）当前生物学与医学生物学（四）当前生物学与医学生物学（四）当前生物学与医学生物学研究热点及意义研究热点及意义研究热点及意义研究热点及意义 医学生物学研究是目前发展最快、医学生物学研究是目前发展最快、令人振奋的科技领域。令人振奋的科技领域。1.肿瘤（肿瘤（tumor)n 本质上是动物体内无限增殖的细胞团本质上是动物体内无限增殖的细胞团n良性肿瘤：生长较慢，不具侵袭性。良性肿瘤：生长较慢，不具侵袭性。n恶性肿瘤：恶性生长，四处扩散。恶性肿瘤：恶性生长，四处扩散。2.细胞凋亡（apoptosis)细胞凋亡是一种细胞主动发生的自然死亡,是生长、发育、维持机体细胞数量衡定的必要方式。是清除机体内不断衰老、畸变过剩或有害细胞的重要手段。凋亡失常或发生障碍会导致严重疾病,如畸形、癌症、自身免疫病等3.干细胞（stem cell）与组织工程n n 干细胞是一类具有增殖、自我更新和多干细胞是一类具有增殖、自我更新和多分化潜能的原始细胞。分化潜能的原始细胞。干细胞类型：胚胎干细胞 骨髓干细胞 神经干细胞成体干细胞 上皮干细胞 肝干细胞 胰腺干细胞 皮肤干细胞4.克隆动物与治疗性克隆n世界上第一只克隆哺乳动物 n克隆羊DollyDolly and her daughterThe process of cloning DollyIs there any practical value to such technology?Produce of DollyProduce of DollyProduce of Dollyn第二匹克隆马诞生于意大利第二匹克隆马诞生于意大利 ，经过，经过226226次试验才成功次试验才成功n n从一头阉割的冠军赛马身上提取皮肤细胞，成功培育出世界上第一匹通过不育动物制造出的“自体克隆马”，为挽救濒临灭绝的稀有马种带来了曙光.意大利科学家花三年时间经过226次试验才成功克隆出“皮埃拉斯二世”。皮埃拉斯一世是被阉割的阿拉伯赛马，曾经二次获得世界冠军。这“为挽救珍稀马种带来曙光 Is there any practical value to such Is there any practical value to such Is there any practical value to such technology?technology?technology?Conservation of endangered species Is there any theoretical value to such Is there any theoretical value to such Is there any theoretical value to such technologytechnologytechnology?Environmental influence Is there any theoretical value to such Is there any theoretical value to such Is there any theoretical value to such technology?technology?technology?Biological diversity Is there any practical value to such Is there any practical value to such Is there any practical value to such technology?technology?technology?Agriculture治疗性克隆治疗性克隆 是利用克隆技术、干细胞技术和移植技是利用克隆技术、干细胞技术和移植技术而进行的一种新技术术而进行的一种新技术Therapeutic cloing:Clinic therapy Somatic cell nuclear transfer directdifferentiationreplace therapyEstablish of ES cells Human cloningHuman cloning5.人类后基因组计划 (1)功能基因组学 (2)蛋白质组学 (3)疾病基因组学 (4)癌基因组学 (5)比较基因组学 (6)药物基因组学 (7)环境基因组学第二节第二节第二节第二节 生命科学的分科及研究方法生命科学的分科及研究方法生命科学的分科及研究方法生命科学的分科及研究方法一、生命科学的分科一、生命科学的分科一、生命科学的分科一、生命科学的分科 根据研究对象不同分科根据研究对象不同分科根据研究对象不同分科根据研究对象不同分科 从生命特点的各方面分科从生命特点的各方面分科从生命特点的各方面分科从生命特点的各方面分科 从结构层次不同分科从结构层次不同分科从结构层次不同分科从结构层次不同分科二、研究方法和技术二、研究方法和技术二、研究方法和技术二、研究方法和技术 描述、比较和实验描述、比较和实验描述、比较和实验描述、比较和实验 生物技术生物技术生物技术生物技术第三节 生命科学中的一些基本概念一、生物大分子是生命的物质基础一、生物大分子是生命的物质基础二、新陈代谢是生命的基本特征二、新陈代谢是生命的基本特征二、新陈代谢是生命的基本特征二、新陈代谢是生命的基本特征metabolism:assimilationassimilationassimilationassimilation又称为又称为又称为又称为anabolism(anabolism(anabolism(anabolism(合成代谢合成代谢合成代谢合成代谢)disassimilation,disassimilation,disassimilation,disassimilation,又称为又称为又称为又称为catabolism(catabolism(catabolism(catabolism(分解代谢分解代谢分解代谢分解代谢)在新陈代谢过程中在新陈代谢过程中在新陈代谢过程中在新陈代谢过程中,substance metabolism(,substance metabolism(,substance metabolism(,substance metabolism(物质代谢物质代谢物质代谢物质代谢)过程伴随过程伴随过程伴随过程伴随energy metabilism(energy metabilism(energy metabilism(energy metabilism(能量代谢能量代谢能量代谢能量代谢)。The cell is the functional unit of organisms.All metabolic activity is based on cells.三、细胞（三、细胞（CELL）是有机体的基）是有机体的基本结构单位和功能单位本结构单位和功能单位Why are cells the basic units of life?Why are cells the basic units of life?The cell is the structural unit of life,All organisms is The cell is the structural unit of life,All organisms is make up of cells.make up of cells.四、四、四、四、有机体的生长发育有机体的生长发育有机体的生长发育有机体的生长发育growthgrowthdevelopmentdevelopmentHuman fetal development.(a)At 5 weeks,limb buds,eyes,the heart,the liver and rudiments of all other organs have started to develop in the embryo,which is only about 1cm long.(b)Growth and development of the offspring,now called a fetus,continue during the second trimester.This fetus is 14 weeks old and about 6cm long.(c)The fetus in this photograph is 20 weeks old.Now the fetus grows to about 30cm in length.五、有机体的生殖五、有机体的生殖五、有机体的生殖五、有机体的生殖reproduction：asexual reproduction sexual reproductionEgg Egg Fertilization Fertilizationgenetic basis of life-totipotent of cellgenetic basis of life-totipotent of cellWhale GTGTGGTCTCG TGATCAAAGGCGAAAGGTGGCTCTAGAGAATCCCHuman GTGTGGTCTCGCGATCAGAGGCGCAAGATGGCTCTAGAGAATCCC六、六、六、六、生物的遗传和变异生物的遗传和变异生物的遗传和变异生物的遗传和变异heredityvariation第四节第四节第四节第四节 医学生物学与医学医学生物学与医学医学生物学与医学医学生物学与医学n 医学生物学基本涵盖整个生命科学医学生物学基本涵盖整个生命科学n n 它研究人体及动物细胞、组织和器官的结构与功它研究人体及动物细胞、组织和器官的结构与功能能n n研究人体及动物与外界环境之间相互作用，并以研究人体及动物与外界环境之间相互作用，并以此来解释各种疾病的机理此来解释各种疾病的机理n n医学生物学的基础研究为疾病的预防、药物筛选医学生物学的基础研究为疾病的预防、药物筛选与设计以及临床治疗提供理论依据，是人口与健与设计以及临床治疗提供理论依据，是人口与健康主题的核心所在康主题的核心所在医学生物学与医学的关系医学生物学与医学的关系医学生物学与医学的关系医学生物学与医学的关系n生长、发育与医学生长、发育与医学n分化与医学分化与医学n生殖与医学生殖与医学n遗传与医学遗传与医学n代谢与医学代谢与医学n神经行为与医学神经行为与医学n细胞凋亡与医学细胞凋亡与医学n肿瘤与医学肿瘤与医学n干细胞与医学干细胞与医学