spContent=生命是自然界中最复杂、最神奇，也是最迷人的现象之一，生物技术的发展，使人们对生命科学刮目相看；教育改革的深化，使人们的教育思想发生改变，工科培养的大学生应该具有更全面的知识结构。本课程首先从什么是生命以及生命的物质基础讲起，介绍了生物作为一个整体，在分子和细胞的功能和结构、有机体的发育、遗传、新陈代谢等方面存在普遍适用的规律；以及当前生命科学研究的诸如转基因、基因编辑、生物仿生、组织器官3D打印等热点、先进技术；同时介绍一些同日常生活密切相关的诸如遗传病、病毒病等生物医学问题。重点介绍现代生命科学的基本概念、原理、理论、研究方法，以及重要学科分支的基础知识和前沿研究内容；强调生命科学发展对人类发展的影响、生命科学与其他学科（数学、计算机科学、物理、化学等）的交叉渗透、相互影响和取得的新进展，以及由此提出的新的问题。
生命是自然界中最复杂、最神奇，也是最迷人的现象之一，生物技术的发展，使人们对生命科学刮目相看；教育改革的深化，使人们的教育思想发生改变，工科培养的大学生应该具有更全面的知识结构。本课程首先从什么是生命以及生命的物质基础讲起，介绍了生物作为一个整体，在分子和细胞的功能和结构、有机体的发育、遗传、新陈代谢等方面存在普遍适用的规律；以及当前生命科学研究的诸如转基因、基因编辑、生物仿生、组织器官3D打印等热点、先进技术；同时介绍一些同日常生活密切相关的诸如遗传病、病毒病等生物医学问题。重点介绍现代生命科学的基本概念、原理、理论、研究方法，以及重要学科分支的基础知识和前沿研究内容；强调生命科学发展对人类发展的影响、生命科学与其他学科（数学、计算机科学、物理、化学等）的交叉渗透、相互影响和取得的新进展，以及由此提出的新的问题。
—— 课程团队
课程概述
课程属于我校文化素质课科技社会模块，是一门带有科普性的介绍性课程，通过学习帮助同学们解密我们周围的生物现象，弄清关于生命科学时事热点问题背后的生物基本知识，领悟现代生命科学发展对人类自身发展的影响。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，加入到探索生命奥秘的队伍中来，树立科学的生命观，提升自身的科学素养。学能源的了解生物大分子，将有利于打开生物能源的大门；学材料的了解生物大分子，将有利于开拓生物材料的领地；学计算机的了解核酸、蛋白质和脑神经，将更便于设计生物芯片和智能计算机；学机械专业的学生，增加对生命科学，尤其是人体自身的了 解，将有利于发展仿生学设计思路，体现以人为本的设计思想。
授课目标
通过学习帮助同学们解密我们周围的生物现象，弄清关于生命科学时事热点问题背后的生物基本知识，领悟现代生命科学发展对人类自身发展的影响。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，加入到探索生命奥秘的队伍中来，树立科学的生命观，提升自身的科学素养。
课程大纲
绪论（3学时）
课时目标：介绍生物学发展的历程以及各国对生命科学的重视， 并展示生命科学能够解决人类面临众多大问题和挑战。知识点：巴斯德消毒法；诱导多能干细胞技术（iPS）以及2012年诺贝尔生理学或医学奖；袁隆平与杂交稻；大学生与艾滋病；禽流感HxNy（如H5N1）的含义；生物能源；抗癌神药PD-1与2018年诺贝尔生理学或医学奖等.
1.1 21世纪是生命科学的世纪
1.2 生命科学向我们每个人走来
1.3延申阅读：交水稻之父”袁隆平院士与杂交稻
1.4延申阅读：正在消失的毛乌素沙漠
1.5课外学习：疯狂科学家如何创造生命（视频）（吟游诗人基德公众号）
1.6课外阅读：黑人会被晒黑吗？（浙大医学期刊）
生命的化学基础（3学时）
课时目标：介绍构成生命体的物质基础，理解各种物质在生命体中的作用。知识点：水与无机盐的作用；各种糖的甜度值；高分子多糖之间的差异；胆固醇、皮质醇等的作用；各种脂蛋白的含义；必需氨基酸与蛋白质的各级结构；蛋白质的功能；核酸的结构；水、蛋白质、糖类、脂类、维生素等与健康的关系。
2.1 构成生物体的元素、水及无机盐
2.2糖类
2.3蛋白质
2.4脂类
2.5核酸
2.6营养与健康
2.7课外学习：果糖，甜蜜背后的健康隐患
2.8课外学习：第三套遗传密码（视频）（吟游诗人基德公众号）
生命活动的基本单位—细胞（3学时）
课时目标：介绍细胞结构与骨架，理解细胞的功能与细胞的各种运动以及细胞的分化、衰老、凋亡与癌变。知识点：细胞结构与功能；细胞骨架与运动；人耳鼠的构建；生物医学领域的3D打印技术；细胞分化、衰老、凋亡与癌变；人造精子；香烟、酒精、精神因素等与癌症；饮食与防癌等
3.1 细胞的结构与功能
3.2细胞骨架
3.3 细胞分化
3.4细胞衰老
3.5细胞死亡
3.6细胞癌变
3.7 生物医学领域的3D打印技术
3.8延申阅读：机械工程专家赵淳生院士抗癌
3.9课外学习：永远不要按下克隆这个按钮（视频）（（吟游诗人基德公众号）
3.10课外阅读：山中伸弥：诺奖背后的故事-- “需求是发明之母”， “偶然是发明之父”（浙大医学期刊）
生物体内信息的传递（3学时）
课时目标：介绍细胞间的连接方式，生命活动的重要内容—信息传递以及信息传递的物质基础与方式，重点理解嗅觉和味觉是如何形成的、肌肉是如何收缩的以及硝酸甘油和伟哥的治病机理。知识点：细胞的连接方式；生命活动时的信息传递；信息传递的物质及传递途径；神经系统、激素系统在信息传递中的作用；味觉嗅觉的形成及肌肉收缩过程：硝酸甘油和伟哥的治病机理等。
4.1 细胞间连接
4.2信息传递是生命活动的重要内容
4.3信号与受体
4.4信息的转导途径
4.5味觉的形成与肌肉收缩
4.6硝酸甘油和伟哥的治病机理
遗传的分子基础（3学时）
课时目标：介绍基因的概念与结构，理解各种耳熟能详的生物技术的分子生物学机理。知识点：人类垃圾DNA——卫星DNA定义与分类；微卫星DNA与亲子鉴定；小卫星DNA与DNA指纹图谱；1985年的加纳移民案；染色体的形成；染色体的形态结构；染色体带型识别与命名（基因定位）；DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的合成；基因表达调控举例；转座子与不同颜色玉米粒形成；RNA干扰与2006年诺贝尔生理学或医学奖；基因敲除与花纹小鼠的培育等。
5.1 基因的概念与结构
5.2 染色体与基因组
5.3 遗传的分子基础
5.4聚合酶链式反应与基因测序
5.5发育的突变体
5.6课外学习：狼狗基因的差异（视频）（Discover）
发育的遗传基础（2学时）
课时目标：介绍精子卵细胞的形成以及受精过程以及试管婴儿和最新基因编辑技术，明白试管婴儿产生的背景与意义，基因编辑婴儿引发轩然大波的原因，理解各种生物技术产物如大力神狗，不变色的蘑菇等形成的原因，能明辨是非，正确认识基因编辑产物。知识点：精子、卵细胞的形成；精子的数量与质量；受精过程（顶体反应与皮层反应）；胚胎异常植入与难产；多胞胎的形成；先天畸形的原因；试管婴儿；人造子宫；基因编辑的三大利器（ZFN、TALEN和CRISPR/Cas ）；贺建奎基因编辑婴儿；基因编辑动植物举例（大力神狗，不变色的蘑菇等）。
6.1 精子与卵细胞的发生
6.2 受精与胚胎发育
6.3发育的基本机制
6.4试管婴儿
6.5基因编辑技术
6.6课外学习：诺贝尔获得者谈基因编辑技术（TED官网）
人类遗传学与遗传病（1学时）
课时目标：介绍各种遗传病及形成原因以及遗传病的诊断和治疗以及优生学，理解健康后代的充分必要条件。知识点：第一例遗传病—尿黑酸症的发现；遗传病的特征与分类（镰刀状贫血症、白发病、亨廷顿式病、家族性高胆固醇血症、血友病、唐氏综合症、克氏综合征、三倍体胎儿……）；遗传病基因水平治疗；限制性内切酶图谱多态性技术（RFLP）；优生学；达尔文医学等
7.1疾病的特征与分类（单基因遗传病）
7.2疾病的特征与分类（染色体病与多基因遗传病）
7.3遗传病的诊断与治疗
7.4课外学习：存在即是合理的（视频）（Discover）
生活中的微生物（3学时）
课时目标：介绍同我们生活息息相关的微生物，期望大家能正确地认识微生物，形成积极健康的生活习惯和观念。知识点：微生物既是人类的敌人又是人类的朋友；微生物的特点；肠道酿造“啤酒”；果蔬放久长毛的原因；肠道微生物与健康；粪便移植的前世今生；细菌形态结构；细菌革兰氏染色；常见的细菌类群举例（葡萄球菌、大肠杆菌、炭疽杆菌、幽门螺杆菌）；病毒形态结构；常见病毒举例（流感病毒、冠状病毒、艾滋病毒、乙肝病毒、朊病毒等）；病毒复制过程；动物病毒感染细胞时可能产生的效应等。
8.1 自然界中的微生物
8.2 细菌
8.3 病毒
8.4朊病毒与新冠病毒
8.5肠道微生物与健康
8.5.1脑肠轴：大脑与肠道的奇妙对话
8.6课外学习：肠道菌群如何控制人类（视频）（吟游诗人基德公众号）
纳米医学与自然界的纳米现象（3学时）
课时目标：介绍纳米与纳米技术的概念以及在医学方面的应用并举例介绍了大自然的一些纳米现象及应用，启发学生结合自己的专业从大自然中寻找灵感。知识点：纳米与纳米技术的概念和应用举例；纳米科技研究的重要仪器介绍；纳米材料的奇异特性；纳米技术在生物医学方面的应用： OM胶囊内镜系统、金纳米粒子、绿色荧光蛋白、Quantum Dots (QDs) 量子点、细胞分离等；自然界的纳米现象：荷叶出淤泥而不染、超疏水的水黾腿、彩蝶效应、鲍鱼壳的结构启示、壁虎飞檐走壁、秃鹰翅膀的骨架、臭虫和水收集、苍耳与维可牢尼龙搭扣、恐龙鳗鱼的启示 等；蚊子口器的结构；蚊子叮咬过程；防蚊子口器应用举例等。
9.1纳米科学与技术
9.2 纳米技术在生物医学方面的应用
9.2.1用于医学诊断的纳米科学与技术
9.2.2用于医学治疗的纳米科学与技术
9.2.3用于医学领域的微纳米机器人
9.3自然界的纳米现象—仿生学
9.3.1植物超疏水材料
9.3.2动物超疏水材料
9.4蚊子是如何咬我们的
9.5延申阅读：江雷院士与超疏水材料
生命科学导论虚拟实验
课时目标：引入生成式AI工具辅助教学，通过哈佛大学联合安进基金会开发的全球免费科学教育平台LabXchange等突破传统教学的时空限制，让学生在虚拟与现实交织的场景中，既掌握生命科学的核心方法论，又锻炼用科学思维解决复杂问题的跨界能力，真正实现通识教育“培养完整的人”的目标。
10.1微量移液器简介- LabXchange
10.2微量移液器的使用
10.3凝胶电泳实验过程互动-通过凝胶电泳方法分离 DNA - LabXchange
10.4凝胶电泳实验模拟 - LabXchange
10.5限制性内切酶酶切两种质粒 - LabXchange
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预备知识
证书要求
课程评价分为四个部分：
1. 单元测试 30%， 客观题；
2. 课程讨论 10%， 在课堂交流区参与老师发起的讨论；
3. 课程考试 60%， 客观题。
本课程设置“合格”、“优秀”二档课程标准，按百分制计分，60分至79分为“合格”，80分至100分为“优秀”。有任课教师电子签名的课程证书，其中成绩“优秀”者将颁发优秀证书。
参考资料
https://mp.weixin.qq.com/s/eKcN-txBHeRE3Xeu6IF1Jw
1.生命科学导论（第1版），宋晓峰，黄凤玲著，科学出版社，2024
