《開局直播高考,各朝圍觀現代生活》第93章 研究生命的本質—生物(1)

作者:哈利song·7個月前

劉念安最後拿起生物的課本,對首播間的觀眾說,“這個是我挺喜歡的科目,它很有趣,揭示了生命的本質。有很多知識在我初中學生物之前,綜合我們從古至今的認知有顛覆性的不同。

例如學了生物才知道生男生女是由男人決定的,與女人無關。這樣和我們從古至今的認知是顛覆性的不同。還有我們的古人很喜歡親上加親,表哥和表妹結婚,甚至外國還有姐弟,兄妹,舅舅和外甥女結婚的。這些近親結婚都是嚴禁的,近親結婚的後代只會有更大的機率生出來有智力問題或遺傳病的孩子。”

【生物學是研究生命本質、結構、功能、發育、起源、演化及與環境互動的自然科學,核心包括細胞學說、演化論、遺傳學等。主要分支涵蓋微觀、中觀、宏觀及交叉領域,研究方法包括觀察法、實驗法等,應用於醫學、農業、環保等領域。關鍵里程碑包括DNA雙螺旋結構發現和人類基因組計劃完成。

其核心是細胞學說:細胞是生命基本單位,由己存在細胞分裂產生;演化論:所有生命源自共同祖先,自然選擇推動物種分化;遺傳學:基因是遺傳基本單元,DNA/RNA為遺傳物質,密碼子高度通用。體內平衡:生物透過負反饋維持內環境穩定(如血糖、體溫調節);能量代謝:生命依賴能量輸入,自養生物(如植物)固定能量,異養生物(如動物)消耗能量。

生物的主要分支有微觀:分子生物學、生物化學、結構生物學、細胞生物學、微生物學、病毒學;中觀:生理學、發育生物學、組織學、免疫學、神經生物學;宏觀:生態學、演化生物學、動物學、植物學、分類學;交叉:生物資訊學、合成生物學、系統生物學、生物技術、生物工程。

生物有多種研究方法,觀察法:野外生態、形態解剖等;實驗法:細胞培養、基因編輯、藥物測試等;比較法:比較基因組學、演化發育生物學等;模型與計算:種群動態模型、生物資訊學分析等。

生物有巨大應用價值,醫學:疾病機制、基因治療、疫苗開發、精準醫療;農業:作物改良、病蟲害防控、生物育種、綠色種植;環保:生物多樣性保護、汙染生物治理、生態修復;工業:生物製藥、生物能源、酶製劑、生物材料。

國內外有許多推動生物學發展的生物學家,他們在遺傳學、微生物學、胚胎學等領域有開創性貢獻。

格雷戈爾·孟德爾,奧地利生物學家,被譽為“現代遺傳學之父”,透過豌豆雜交實驗發現了遺傳學三大規律裡的其中兩條,分離規律和自由組合規律。DNA基因生命科學同出它一脈,遺傳科學都出自他。

查爾斯·達爾文,英國生物學家,進化論的奠基人,著有《物種起源》,提出生物進化論學說提取物競天擇適者生存請,推翻了神創論等唯心主義理論。

路易斯·巴斯德,法國微生物學家,奠定了醫學微生物學基礎,發明巴氏消毒法,還在防治狂犬病疫苗、炭疽病等方面取得重大成果。

詹姆斯·沃森克里克,英國生物學家,1953年與克里克共同發現脫氧核糖核酸(DNA)的雙螺旋結構,為分子生物學發展奠定關鍵基礎,奠基遺傳學生物技術和醫學基因工程和基因治療等領域。

羅莎琳?富蘭克林,英國生物學家。分子生物學天縱奇才。X射線衍射定論DNA雙螺旋結構,開啟基因工程時代終極戰鬥。沃克和克里克的雙螺旋結構就是基於他的研究,成就不世傳奇。

談家楨,中國現代遺傳學奠基人,發現瓢蟲色斑遺傳的“鑲嵌顯性現象”,將“基因”一詞帶入中文,還在復旦大學建立了中國第一個遺傳學專業。

童第周,中國實驗胚胎學主要創始人,被譽為“中國克隆之父”,首次完成魚類的核移植研究,為國內克隆技術發展打下基礎。

秉志,中國近現代生物學主要奠基人,研究領域廣泛,在昆蟲學、神經生理學、古動物學等多個領域有開拓性工作。

以下從基礎且常見的角度,科普幾個核心生物知識:

生命的基本單位——細胞,細胞是構成絕大多數生物(除病毒外)的基本結構和功能單位,相當於生命的“最小功能模組”。

其關鍵分類有:分為原核細胞(如細菌,無成形細胞核)和真核細胞(如動植物細胞,有細胞核包裹遺傳物質)。若把生物比作一座工廠,細胞就像一個個獨立的車間,負責生產(合成蛋白質)、能量供應(線粒體供能)等具體工作。

遺傳的“密碼本”——DNA。DNA(脫氧核糖核酸)是主要的遺傳物質,儲存著生物生長、發育、繁殖的全部遺傳資訊,形似“雙螺旋結構”(可想象成扭曲的梯子)。其關鍵作用是透過複製將遺傳資訊傳給下一代,同時指導蛋白質合成(蛋白質是生命活動的主要承擔者,如酶、抗體等)。

我們常說的“基因”,就是DNA上具有特定遺傳效應的片段,決定了人的身高、血型等性狀。

生命活動的能量來源——細胞呼吸,這是細胞透過分解有機物(如葡萄糖),釋放其中能量的過程,分為有氧呼吸(需氧氣,能量釋放多,如人運動時的主要供能方式)和無氧呼吸(不需氧氣,能量釋放少,如肌肉缺氧時產生乳酸導致痠痛)。就像汽車燃燒汽油獲得動力,細胞“燃燒”葡萄糖獲得生命活動所需的能量(如細胞分裂、神經傳導)。

生態系統的“迴圈法則”——物質迴圈與能量流動,在生態系統中,物質(如碳、氮)會在生物(植物、動物、微生物)與環境(空氣、土壤)間迴圈(如植物吸收二氧化碳,動物吃植物,死後被分解又釋放二氧化碳);而能量則是單向流動的(從太陽→植物→動物,且每一步都會有能量損失,無法迴圈)。常見例子有“草→兔子→狐狸”的食物鏈,就是能量流動和物質迴圈的簡單體現。】

秦朝

嬴政一開始還對生物這個科目不以為然,這不就是研究動物植物而己,讓農家子弟。還有司農官仔細觀看便成,但是很快就他就被打臉了。

嬴政看著天幕中在顯微鏡下的細胞的樣子,嚇得往後退了一兩步。天幕的意思是,人也是由這些細胞組成的。這簡首顛覆了嬴政的世界觀,他低頭看著自己的身體,根本無法想象是由那些看不見的細胞組成自己的肉體。

原來這生物這個科目有這麼重大的作用,那些在農業醫學方面簡首是振聾發聵的知識啊。

西漢

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