课程大纲

课程大纲

生命科学导论

课程编码:B0611001H 英文名称:Introduction to Life Sciences 课时:38 学分:2.00 课程属性:专业必修课 主讲教师:赫荣乔等

中文介绍
生命科学具有自己的逻辑体系和学科特色,覆盖从微观分子到生物个体、从生态到进化的海量内容,具有跨度大、细节多及组成庞杂的特点。授课团队通过《生命科学导论》课程内容的讲授,将引导同学们建立对生命科学专业知识系统的正确观念、对学科尽早形成全方位的认知并搭建完整而开放的生命科学知识框架,实现对创新型人才的培养和培育。本课程已形成一套内容较为完备并实时更新的教学课件和一套15万字的讲义,供学生们学习使用。本课程授课团队稳定,教育教学理念和相关课件材料先进,曾获得中国科学院教育教学成果二等奖、中国科学院大学教育教学成果奖,承担北京市教委高等教育“本科教学改革创新项目”。本课程于2020年当选中国科学院大学第一批校级“本科生优秀课程”。

英文介绍
Owing to their panoramic coverage from molecules to organisms and even to biosphere, interwound with ecology and evolution, disciplines of life sciences have their particular logics and characteristics. Considering the vast spans, numerous details, and tremendous contents of life sciences, the teaching team has developed the course Introduction to Life Sciences to help freshman and sophomore students to establish a comprehensive and open framework of the various disciplines of life sciences. The course aims to cultivate and foster innovative young talents. Through seven years of teaching practice, we have formed our own methodologies, with advanced educational and pedagogical concepts, as well as relatively complete and routinely updated teaching materials, including the 150,000-word lecture notes. We have won the Second Prize of the Educational and Teaching Achievement of Chinese Academy of Sciences, the Educational and Teaching Achievement Award of University of Chinese Academy of Sciences, and are undertaking the ‘Undergraduate Teaching Reformation and Innovation Project’ of the Beijing Municipal Education Commission. The course was honored as one of the first ‘Excellent Undergraduate Courses’ at University of Chinese Academy of Sciences in 2020.

教学目的要求
《生命科学导论》课程既是生物科学专业学生的专业必修课,同时也是为各专业学生开设的通识性生物学基础课。本课程作为第一门专业课程,系统介绍生命科学的基本知识,反映近现代生命科学的成就和发展动向。通过本课程的学习让学生比较全面、系统地了解生命科学的全貌,为后续课程的学习打下基础,最终达到提高学生的科学素养、为培养高等复合型人才奠定基础的目的。要求学生掌握生命科学的基本事实、基本理论、基本规律,理解生命的基本特征,理解生命科学研究的基本思维及方式,了解生命科学的基本分支与相互关系。

预修课程
无

主要内容

以下用不同符号代表本课程学生学习知识点所应达到的要求:★ 掌握; ☆理解; ◎了解

1. 绪论(1学时 汪颖)

主要教学知识点

要求

1.1. 什么是生命科学

☆

1.2. 生命的基本特征

★

1.3. 生命的统一性和多样性

★

1.4. 生命科学的历史和发展

☆

1.5. 生命科学的研究方法

☆

 

2. 生命的物质基础(4学时 汪颖)

主要教学知识点

要求

2.1. 生命的化学基础

2.1.1. 生物小分子和生物大分子

★

2.1.2. 生物小分子(水、氨基酸、单糖、核苷酸、脂类)简介

★

2.1.3. 生物大分子(蛋白质、核酸)的形成

☆

2.1.4. 生物大分子的高级结构

★

2.2. 生命的物理基础

2.2.1. 物理与生命的结合历史

◎

2.2.2. 生命中的物理(力,电,磁,光)

☆

2.2.3. 物理对生命的推动(各项物理技术)

◎

 

3. 细胞(5学时 汪颖)

主要教学知识点

要求

3.1. 细胞结构及功能

3.1.1. 细胞学说概述

★

3.1.2. 细胞的基本特征及功能

★

3.1.3. 膜结构、合成及运输

☆

3.1.4. 细胞间通讯

☆

3.1.5. 细胞周期和细胞分裂

☆

3.2. 细胞与能量

3.2.1. 新陈代谢

★

3.2.2. 能量分子ATP

★

3.2.3. 生物催化剂酶

☆

3.2.4. 生命世界能量来源(太阳能与光合作用)

☆

3.2.5. 生物体能量获得(呼吸作用)

☆

 

4. 遗传与变异(6学时 汪颖)

主要教学知识点

要求

4.1. 孟德尔遗传基本规律

4.1.1. 遗传学的发展历程

☆

4.1.2. 孟德尔遗传实验和遗传定律(第一定律和第二定律)

★

4.1.3. 孟德尔遗传定律的扩展和应用

☆

4.2. 遗传的染色体基础

4.2.1. 遗传的染色体基础

★

4.2.2. 摩尔根遗传定律(第三定律)

★

4.3. 遗传的分子基础

4.3.1. 遗传的分子基础DNA

★

4.3.2. DNA的结构和复制

☆

4.3.3. 从DNA到蛋白(中心法则)

★

4.4. 基因的结构与表达调控

4.4.1. 基因的结构

★

4.4.2. 原核生物基因和表达调控

☆

4.4.3. 真核生物基因和表达调控

☆

4.4.4. 其它基因类型

◎

4.5. 突变与遗传病

4.5.1. 染色体畸变

☆

4.5.2. 遗传突变

☆

4.5.3. 人类遗传疾病

◎

4.6. DNA工具与基因工程技术

☆

4.7. 人类基因组计划与精准医疗

◎

 

5. 植物的形态与功能(4学时 汪颖)

主要教学知识点

要求

5.1. 植物结构与生殖

5.1.1. 什么是植物——植物的定义

★

5.1.2. 植物的器官

★

5.1.3. 植物的组织

★

5.1.4. 植物的生长

★

5.1.5. 植物的生殖和发育

☆

5.2. 植物的生长发育和营养

5.2.1. 植物的生长发育

★

5.2.2. 植物的营养和吸收

☆

5.3. 植物的调控系统

5.3.1. 信号转导

☆

5.3.2. 植物激素及功能

★

5.3.3. 植物对环境因子的响应

☆

5.3.4. 植物的防御

☆

 

6. 动物的形态与功能(10学时 赫荣乔)

主要教学知识点

要求

6.1. 动物结构与功能的基本原理

6.1.1. 动物形态与功能在各水平的关联

★

6.1.2. 反馈调节与动物内环境

☆

6.1.3. 体温的稳态调节

☆

6.1.4. 动物能量需求的决定因素

☆

6.2. 动物营养与消化

6.2.1. 营养的要素

★

6.2.2. 动物处理食物的过程

★

6.2.3. 脊椎动物的消化系统

★

6.2.4. 脊椎动物消化系统的演化

☆

6.2.5. 消化与食欲的神经和内分泌调控

☆

6.3. 循环与气体交换

6.3.1. 循环系统的类型

★

6.3.2. 哺乳动物的循环系统和心脏

★

6.3.3. 哺乳动物的血管结构及分布

★

6.3.4. 哺乳动物的血液成分和功能

★

6.3.5. 动物气体交换的结构基础

☆

6.3.6. 陆生脊椎动物的呼吸

☆

6.3.7. 气体交换的适应性

☆

6.4. 激素和内分泌系统

6.4.1. 激素的类型与作用机制

★

6.4.2. 内分泌的反馈调节及其与神经系统的协调

☆

6.4.3. 内分泌腺对内稳态、发育和行为的调节作用

☆

6.5. 渗透调节与排泄

6.5.1. 渗透调节原理和机制

★

6.5.2. 含氮废物的排泄

★

6.5.3. 排泄的结构基础

★

6.5.4. 排泄的基本过程及对不同生境的适应

☆

6.5.5. 排泄的内分泌和神经调节

☆

 

7. 生命多样性的进化(3学时 张德兴)

主要教学知识点

要求

7.1. 绚丽缤纷的生命形式

7.1.1.生命形式的多样性

★

7.1.2. 生命形式之间的联系

★

7.1.3. 生物分类:从博物学到系统学

☆

7.2. 生命的起源和多样性的进化

7.2.1. 生命的起源

☆

7.2.2. 生命多样性形成的机制 

★

7.2.3. 从地球演化的大背景下理解生命多样性的进化

★

 

8. 生态学概览(3学时 张德兴)

主要教学知识点

要求

8.1. 怎样理解生态学?

8.1.1. 生态学的定义及发展历史

★

8.1.2. 生态学的研究领域

◎

8.1.3. 生态学的研究方法

★

8.1.4. 生态学与进化生物学等其他学科的关系

☆

8.2. 环境中的生物:个体和种群

8.2.1. 个体与环境

★

8.2.2. 影响分布的因素

★

8.2.3. 影响丰度的因素

★

8.2.4. 种内竞争与种群调节

☆

8.2.5. 扩散与种群结构

☆

8.3. 环境中的生物:物种间的相互作用

8.3.1. 几种重要种间相互作用模式

★

8.3.2. 种间竞争

☆

8.3.3. 捕食与种群动态

☆

8.3.4. 寄生、共生、互利与种群动态

☆

8.3.5. 种间相互作用的进化效应

☆

8.4. 生命活动的架构:群落和生态系统

8.4.1. 群落的基本特征

★

8.4.2. 群落的类型

★

8.4.3. 群落的演替

☆

8.4.4. 食物网及其对群落结构的影响

☆

8.4.5. 生态系统的能量流动和物质循环

☆

8.5. 地球生物圈的未来:人类与自然的关系

8.5.1.  生物多样性保护与生境保护

☆

8.5.2. 人类活动与生物多样性变化

◎

8.5.3. 人类在地球生物圈中的地位与责任

◎

课时分配

章节/学时分配

讲课

讨论课

第1章 绪论

1学时

 

第2章 生命的物质基础

4学时

 

第3章 细胞

5学时

 

第4章 遗传与变异

6学时

2学时

第5章 植物的形态与功能

4学时

 

第6章 动物的形态与功能

10学时

 

第7章 生命多样性的进化

3学时

 

第8章 生态学概览

3学时

 

课程思政
通过课程内容的教学,让学生充分了解和掌握生命科学研究的方法,培养学生追求真理、探索科学的精神,学会认识问题、分析问题、抓住事物本质解决问题的能力,引领学生形成正确的科学观和价值观;同时,通过讲授学科前沿背景和我国在生命科学领域的成就和动向,让学生充分了解我国的生命学科发展现状、并树立科技爱国报国与强国的情怀,明白科学与技术应服务于人民和国家发展需求的道理。

教材
教材
1. Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky, and Jackson, Campbell Biology 11th Edition, ?2017 Pearson Higher Education (校图书馆藏五本,均位于玉泉路校区,学生可在馆内进行阅读)
2. 吴相钰、陈守良、葛明德 《陈阅增普通生物学》第四版, ?2014高等教育出版社
3. 自编讲义

参考文献
教学参考书
1. Brooker, Widmaier, Graham, and Stiling, Biology 4th Edition, ?2016 McGraw-Hill Education
2. 张惟杰 《生命科学导论》 第三版,?2016高等教育出版社

课程教师信息

其它说明
考核方式:课后作业及讨论(35%)+ 课堂表现及作业(15%)+ 闭卷考试/期末论文(50%)