生命科学导论

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1、当代生命科学研究的热点内容——山西大学工程学院动本0924班李浦睿摘要：在近现代人类科学发展史上，生命科学无疑是众多焦点之一。从孟德尔遗传定理的建立到DNA双螺旋结构的发现，再到人类基因组计划以及随之建立的生物工程。生物科学在其他领域也获得了一系列的成就。在这些成就的基础上，生命科学在21世纪将会有更大的发展，由于生物科学的迅猛发展和它对人类社会所产生的巨大影响，生物科学将是21世纪领先的学科之一。关键词：基因工程人类基因组计划生物技术在环境方面的应用。克隆是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程.科学家把人工遗传操作动

2、物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，含义是无性繁殖。克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”。在生物学上，克隆通常用在两个方面：克隆一个基因或是克隆一个物种。克隆一个基因是指从一个个体中获取一段基因（例如通过PCR的方法），然后将其插入。另外在动物界也有无性繁殖，不过多见于非脊椎动物，如原生动物的分裂繁殖、尾索类动物的出芽生殖等。但对于高级动物，在自然条件下，一般只能进行有性繁殖，所以要使其进行无性繁殖，科学家必须经过一系列复杂的操作程序。在本世纪50年代，科学家成功地无性繁殖出一种两栖动物—非洲爪蟾，揭开了细胞生物学的新篇章。克隆

3、最著名的应用就是“多莉”的出生，“多莉”的特别之处在于它的生命的诞生没有精子的参与。“多莉”的基因组全部来自单亲，是真正意义上的无性繁殖，因此，从严格的意义上说，“多利”是世界上第一个真正克隆出来的哺乳动物。随着克隆技术的出现，“多莉”的出生，面对这项可以创造生命的技术，人们不得不谨慎面对，因为历史告诉我们科技也是一把双刃剑。而能不能克隆人类成为了第一项被摆上桌面，并被科学界乃至整个社会讨论的话题。按照生命伦理学的观点，科学技术要从长远利益出发，造福整个人类。它必须遵循“行善、不伤害、自主和公正”这四项国际公认的伦理原则。“多利”羊的克隆成功经

4、过了200多次的失败，出现过畸形或夭折的羊。而克隆人更为复杂，无疑会遇到更多的失败，如果制造出不健康、畸形或短寿的人，将是对人权的一种侵犯。现在科学界把克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆两种利用胚胎干细胞克隆人体器官，供医学研究、解决器官移植供体不足问题，这是国际科学界和伦理学界都支持的，但有一个前提，就是用于治疗性克隆的胚胎不能超出妊娠14天这一界限。人类基因组计划(humangenomeproject,-4-HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了

5、这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。什么是基因组(Genome)?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成。人类基因组有两层意义：遗传信息和遗传物质。要揭开生命的奥秘，就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。HGP的主要任务是人类的DNA测序，包括下图所示的四张谱图，此外还有测序技术、人类基因

6、组序列变异、功能基因组技术、比较基因组学、社会、法律、伦理研究、生物信息学和计算生物学、教育培训等目的。人类之所以花费巨大的财力物力绘制人类基因图谱，是因为它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达；也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达，还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。人类基因组是一个国际合作项目：表征人类基因组，选择的模式生物的DNA测序和作图，发展基因组研究的新技术，完善人类基因组研究涉及的伦理、法律和社会问题，培训能利用H

7、GP发展起来的这些技术和资源进行生物学研究的科学家，促进人类健康。而利用人类基因组，将对人类疾病基因的研究、医学、生物技术的发展做出贡献。通过对已完成的人类基因组的研究，发现了很多有趣的事实：1分析得知：全部人类基因组约有2.91Gbp，约有39000多个基因；平均的基因大小有27kbp。2、目前已经发现和定位了26000多个功能基因，发现并了解这些功能基因的作用对于基因功能和新药的筛选都具有重要的意义。3、基因数量少得惊人：一些研究人员曾经预测人类约有14万个基因，但Celera公司将人类基因总数定在2.6383万到3.9114万个之间，不超

8、过40,000，只是线虫或果蝇基因数量的两倍，人有而鼠没有的基因只有300个。4、人类基因组中存在“热点”和大片"荒漠"。5、男性的基因突变率是女性的