《生命科学导论》立足于高等师范院校非生命科学类专业学生使用的通识课教材，目的在于提升学生的生物科学素养，帮助他们树立科学的现代生命观。《生命科学导论》以生命现象-生命科学-生命科学和人类社会为主线，概述了生命科学中重大而基本的内容，介绍了生命科学各主要分支学科的基础知识和发展动态，阐述了生命科学与人类社会的主要关系。内容涉及生命的起源、生命的基础、生命的结构、生命的本质、生命科学与农业、生命科学与工业、生命科学与医药、生命科学与健康、生命科学与生活、生命科学与发展等领域。

《生命科学导论》内容新颖丰富，语言深入浅出，文字通俗易懂。既可以作为综合性大学、师范、农林、医药院校非生命科学专业和生物学科相关专业的本科生、研究生、教师的课程教材和参考用书，也可供其他相关人士参考。

课程简介

上海交通大学通选课，为国家精品课程。

浙江大学著名的精品课程。已申报成功，成为国家精品课程。

武汉大学著名课程。已申报成功，成为国家精品课程。

任课老师有黄诗笺教授，谢志雄教授，唐兵教授等。

是一门融基础知识与前沿进展相结合的综合性课程，是武汉大学非生物类专业本科学生一门重要的通识课。该课程的学习有利于丰富非生物学类本科生的生物科学知识，促进大学生不断提高对现代生命科学与技术的内涵、进展及其推动经济和社会发展的认识，加深对学科交叉、渗透、融合的理解，激发探索和创新的激情，促进学科交叉，帮助非生物学类本科生提高科技素养、促进知识迁移，主动适应职业需求变化，增强社会实践能力和社会责任感。

针对非生物类不同学科专业本科生的知识基础和需求，本课程构建了分别适用于理工科、文科的“生命科学导论”课程体系和教学内容，在学校不同校区，分别对理工科、文科本科生全年开设“生命科学导论”理论课，并开设了相应的实验课程“基础生物学实验”。每学期共有5个左右理论课课头和2~4个实验课头供学生选修。

本课程各课头均采取多媒体课件等现代教育技术辅助教学，并结合多种教学方法开展深入浅出、启发式教学。

后记

正如一位哲人所说，生命科学当然是最具生命力的科学，当然也是一门最具革命力的科学。用一句俗话来说，无论你是学语言的，还是学物理的；不管你是搞艺术的，还是搞历史的，你都能够或多或少、或强或弱地感受到：今天，我们的确是处在一场生命科学的革命之中。也不管你承认与否，这场革命与你是那样的贴近，那样的炙手可热。

其实你正是身处其中的。

生命科学既是一种最古老的科学，又是一门最年轻的学科。这似乎是自相矛盾的？其实不然，生命中许多问题是那么的引人注目，同时又是那样的古老，而这些问题的答案，也许古人早就给出了回答，但是直到最近的科学才做出正确的解释；而另一些问题表面上看来似乎应该是明天的事情，但是我们的祖先早就开始思考它了。究竟是什么问题呢？你可能在本书中找不到这些问题，当然更不会找到它们的答案。然而这些“问题”的确是发生在你身上的。

这就是生命，这就是生命科学。它的魅力就在于此！是否感觉有点儿雾里看花、水中望月呢？

《生命科学导论》这本书本就不打算、也不可能写成一本包罗万象或详尽无遗的生命科学教科书，而只想作为你——非生命科学专业的大学生的一个似乎是庞大的、复杂的、抑或是迷人的关于生命科学的引言，以期以后在你的专业领域中能够对它思考些什么？做出些什么？目的也不仅在要跨出局限自己的狭小的专业领域，肩负起生命赋予的责任和使命；还应不时地思索生命所包含的哲学意义、思想内涵、教育功能，以及强大的人文精神……

目录

第1章 生命的起源

1.1 生命的概述

1.2 生命的起源

1.3 生命的进化

1.4 人类的起源与进化

第2章 生命的基础

2.1 生命的元素

2.2 生命的源泉

2.3 生命的物质基础

第3章 生命的结构

3.1 细胞的发现

3.2 细胞的形状和大小

3.3 细胞的结构

3.4 细胞的功能

3.5 细胞的分化、凋亡与癌变

第4章 生命的本质

4.1 基因的发现

4.2 基因的本质

4.3 基因的表达

4.4 基因的改变

第5章 生命科学与农业

5.1 粮食危机挑战社会文明

5.2 粮食安全呼唤农业革命

5.3 分子育种武装现代农业

第6章 生命科学与工业

6.1 生产发酵食品

6.2 开发食品资源

6.3 改良食品品质

6.4 食品检测

6.5 其他工业应用

第7章 生命科学与医药

7.1 概述

7.2 疫苗

7.3 抗生素

7.4 干扰素

7.5 生物技术与药物的未来发展

第8章 生命科学与健康

8.1 微生物与人类健康

8.2 遗传与人类健康

8.3 食品与人类健康

8.4 生态环境与人类健康

第9章 生命科学与生活

9.1 生命科学解码生命

9.2 生物能源

9.3 生物安全

9.4 生命伦理

第10章 生命科学与发展

10.1 人是什么

10.2 人的发展

10.3 人类发展

10.4 生物多样性与人类发展

10.5 计划生育与人类发展

主要参考文献

后记

序言

知识经济时代对未来人才素质提出了新要求，当今社会既高度综合又高度分化的趋势加深了学科的交叉和渗透；自然科学与人文社会科学相互渗透和融合发展对知识和技能的需求无疑是多层面和多方位的；教育改革的深化将目标更明确地定位到培养具有积极应对挑战的能力和更高整体素质的人才上。仅靠单一的专业知识结构难以适应社会发展的需要，作为社会发展未来中坚力量的大学生应该具有更为全面的知识结构和能力。

“21世纪将是生命科学的世纪”早已是一个全社会的共识，生命科学在自然科学中的位置将发生深刻的变革，这对高等教育无疑也会产生深刻的影响。而全面推进素质教育是中国教育面向21世纪的一场深刻变革，素质教育以提高学生的综合素质为根本宗旨，着眼于受教育者的全面和谐和科学发展，体现着教育的根本目的。这一现代化教育理念，是在我国高等教育进一步变革教育观念过程中提出并实施的重要战略步骤之一。

目前，国内外各高校逐渐形成了以更加具有生命力的生命科学导论或概论为主的通识课教学。越来越多的教学实践证明，这一举措是更好地实现人才培养过程中的文理交叉渗透与互补、实施素质教育的一种有效途径，适应了培养高水平复合型人才的需要。

文摘

第一编 生物体的结构层次

第一章 生物体的物质基础

第二节 生物体内的化合物

一、生物体内的无机物

（一）水

生物体内含量最多的物质是水，它通常占生物体重的60％～70％。当然，不同的生物体以及同种生物的不同组织器官，水的含量不同。例如，金鱼藻的含水量在90％以上，大象的约为70％，即便是干燥的种子内也含有14％左右的水。水对生物体的重要性在于，失去水分后任何生物都不能存活，所以生物体都具有保持水分的机制。例如，一些细菌在遇到不良环境时会形成芽孢，芽孢的含水量大大降低，代谢活动也随之变慢，以度过难关；当环境适宜时，芽孢需吸水至正常比例，才能重现生机。

水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在。细胞内的绝大部分水是自由水，它们以游离的形式存在，可以自由流动。例如，人体内血浆、组织液和淋巴液中的水分就属于自由水。自由水在生物体内流动时，可以为组织细胞带来营养物质并运走废物。自由水还是细胞内的良好溶剂，许多物质都能溶解在水中，这有利于生理活动的进行。例如，味觉是在舌被唾液浸润的情况下产生的，如果擦干舌上的唾液，或用舌接触不能溶解的物质，就不会产生味觉。细胞内大约4.5％的水是结合水，它们与细胞内的物质结合，不能自由流动。例如，蛋清中的水分就是以结合水的形式存在的。结合在蛋白质等生物大分子周围的水，失去了流动性和作为溶剂的作用，成为细胞结构的重要组成成分。

水之所以在生命活动中起着不可替代的作用，这与水分子的极性密切相关。每个水分子都由1个氧原子和2个氢原子组成，氧原子和氢原子之间形成共价键，但共用电子对偏向氧原子的一侧。这使得水分子的一端略带负电，而另一端略带正电。水分子的这种极性，决定了它具有独特的物理性质。

极性可以使水分子间相互作用，形成一种较弱的键——氢键。在液态水中，水分子之问通过氢键形成的内聚力而相互“黏合”在一起，这对生物体极其重要。例如，它能使植物导管中的水形成连续不断的水柱，以便在由下向上的运输中不被拉断。

氢键的存在还能减缓水温的变化。加热时，氢键必须先断开，水分子的运动速率才能加快，水温也才会上升。正是由于氢键断裂时需要吸收热量，所以水温上升的过程就变慢了。当水冷却时，水分子之间又会形成氢键并释放出热量，这使得水冷却的过程变慢。这些对维持生物体内环境的相对稳定十分重要。