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1、走进生命科学走进生命科学的世纪一.生命科学的发展史二.展望生命科学新世纪公元六世纪贾思勰v公元六世纪）杰出的农业科学家。 他是山东益都人，在总结我国古代 劳动人民农业生产成就的基础上， 写成了著名的农业科学著作齐民 要术。 v齐民要术全书共九十二篇，分 成十卷，正文大约七万字，注释四 万多字，共十一万多字；此外，书 前还有自序和杂说各一篇 。 贾思勰与 齐民要术v全书包括各种农作物的栽培，各种经济林木 的生产，野生植物的利用，家畜、家禽、鱼 、蚕的饲养和疾病的防治，以及农、副、畜 产品的加工，酿造和食品加工，以至文具、 日用品的生产等等，几乎所有农业生产活动 都作了比较详细的论述。在农学方面具
2、有重 大意义。明代药圣李时珍 v在我国明朝的时候出了 一位伟大的医药学家， 就是被后人尊称为药圣 的李时珍。v他花费了27年心血编纂 的医药学巨著本草纲 目，不仅在我国产生 了巨大影响，而且世界 闻名。古希腊亚里士多德v亚里士多德是世界古代史上 最伟大的哲学家、科学家。在天文学、物理学、生物学 等领域作出了许多研究。指 出鲸鱼是胎生的，还考察了 小鸡胚胎的发育过程。古罗马斗兽场与盖仑盖仑出生在罗马，他的父亲一直梦想儿子能够成为一名 优秀的医学家。20岁时父亲去世。盖仑遵从父训，游学各地 。学习医学。在学习的过程中，他逐渐认识到解剖对一名医 生的重要性。28岁时盖仑做了一名角斗士医生。罗马斗兽场
3、与盖仑盖仑是一位非常强调解剖的医生，他不失时 机地把握做角斗士医生的特殊经历，进行了人体结 构的解剖观察。特殊的经历奠定了盖仑成为一位名医的基础， 加之他以前曾经做过大量的动物解剖，终于写出了 有史以来第一部系统研究人体解剖的著作论解剖 ，也使他成为西方医学史上著名的解剖学权威。 英国物理学天文学家罗伯特胡 克v 奠定胡克科学天才声望的要数显微制图一 书。该书于1665年1月出版，科学界才发现显微镜 给人们带来的微观世界和望远镜带来的宏观世界一 样丰富多彩。v 胡克绘画的天分在书中得到充分展现，在没有 照相机的当时， 58幅图画都是胡克用手描绘的显微 镜下看到的情景。v 显微制图一书为实验科学
4、提供了前所未有 的既明晰又美丽的记录和说明，开创了科学界借用 图画这种最有力的交流工具进行阐述和交流的先河 ，为日后的科学家们所效仿。施莱登和施旺与细胞学说在18381839年，施莱登和施旺分 别发表了植物细胞和动物细胞基本认识 的专著。他们两人取得完全一致的看法 ，创立了细胞学说，即一切植物和动物 都是由细胞构成的，细胞是生命的结构 和功能的基本单位。现代生物学之父查尔斯达尔文1831 年他毕业后就参加了测量 考察舰“贝格尔”号历时5年的环球旅 行。在历时五年的环球考察中，达尔 文积累了大量的资料。1842年，他第一次写出物种起 源的简要提纲。1859年11月达尔 文经过20多年研究而写成的
5、科学巨著 物种起源终于出版了。在这部书 里，达尔文旗帜鲜明地提出了“进化 论”的思想 。18世纪瑞典博物学家林奈v 林奈毕生从事动植物尤其是植物的 分类研究，他撰写的自然系统是植 物学史上划时代的著作。v书中对生物所做的系统分类(双名法) ，揭示了生物之间的亲缘关系，对研究 生物的进化有很大帮助。奥地利遗传学家孟德尔美国遗传学家摩尔根DNA之父v1953年2月28日，沃森和克 里克建立了DNA双螺旋结构 ，DNA双螺旋结构模型的建 立，标志着人类在揭示生命 遗传奥秘方面迈出了具有里 程碑意义的一步。v沃森和克里克于1953年提出 的DNA分子结构模型可以与 达尔文的进化论、孟德尔的 遗传定律相
6、媲美。由于这一 伟大科学成果，沃森和克里 克获得了诺贝尔奖金。我国生物学家童第周(1902-1979)v童第周是我国著名的生物学家，是我国实验胚胎学的主要创始人。 在研究了在生物进化中占重要地位的 文昌鱼卵发育规律，取得了很大成绩 。v 他和美国坦普恩大学牛满江教授合 作研究起细胞核和细胞质的相互关系 ，他们从鲫鱼的卵子细胞质内提取一 种核酸，注射到金鱼的受精卵中，结 果出现了一种既有金鱼性状又有鲫鱼 性状的子代，v 谈家桢（1909 2008 ）v 浙江宁波人。1930年毕业于东吴大学生物系 ，燕京大学研究生毕业，后赴美国加州理工学院 摩尔根实验室深造，获博士学位。回国后任教于 浙江大学。v
7、 1952年全国院系调整来复旦大学执教，建立 了全国第一个遗传学专业，历任生物系主任、遗 传研究所主任、副校长、生命科学学院院长等职 ，v 1980年当选为中国科学院生物学部委员，建 立了中国第一个遗传学专业，创建了第一个遗传 学研究所，组建了第一个生命科学院。中国工程院院士曾溢滔v 长期从事人类遗传性疾 病的防治以及分子胚胎学的 基础和应用研究，是我国基 因诊断、血红蛋白疾病研究 和胚胎工程技术的主要开拓 者之一。20世纪90年代，他将基因工程与胚胎工程有机地 结合，在转基因动物/生物反应器这一国家重大研究项 目中，他与同事们一起成功地研制出我国第一头乳汁 中表达人凝血因子IX蛋白的转基因山
8、羊和整合了人血 清白蛋白基因的转基因牛。 v名字：Dolly 名字来源：美国乡村音乐女歌手多利 帕顿（Dolly Parton） 性别：雌 编号：6LL3 出生日期：1996年7月5日 出生地点：英国爱丁堡市罗斯林研究 所 死亡日期：2003年2月14日 死亡原因：被确诊患进行性肺病处以 安乐死v创造者：伊恩维尔穆特及其领导的小 组 基因父亲：无 基因母亲：一只芬兰多塞特白面绵羊 线粒体母亲：一只苏格兰黑脸羊 生育母亲：另一只苏格兰黑脸羊 子女：生育6名，存活5名世上第一只 克隆羊多利的早夭v 2003年2月，兽医检查发现多莉患有严重的进 行性肺病，这种病在目前还是不治之症，于是研 究人员对它
9、实施了安乐死。v 世界第一只体细胞克隆动物多莉羊在给我们 带来振奋、困惑和争论之后，永远离开了我们。 如同它问世时一样，寿命仅6岁半的多莉羊壮年 早折，再次引起世人关注。作为克隆技术及其应 用的象征，多莉羊带来了争论，也留下了谜团， 其中最大的一个谜就是克隆动物是否早衰，有人 称之为多莉羊难题。【多莉成功的理论意义】v 与以往的胚胎移植培养不同，维尔穆特从6岁母 羊乳腺细胞建立的细胞系培育出世界上第一只用成 体细胞发育成的哺乳动物，具有深远的意义。v多莉的诞生证明高度分化成熟的哺乳动物乳腺 细胞，仍具有全能性，以往的遗传学认为，哺乳动 物体细胞的功能是高度分化了的，不可能重新发育 成新个体。多
10、莉的诞生实现了遗传学的重大突破， 为开发新的哺乳动物基因操作提供了动力，是一个 了不起的进步。【克隆技术成功的实践意义】v应用克隆技术，繁殖优良物种。选育的品种性状 稳定v 建造动物药厂，制造药物蛋白。利用克隆技术 繁殖这种转基因动物，大量制造药物蛋白。v建立实验动物模型，探索人类发病规律。v克隆异种纯系动物，提供移植器官。当猪的器官 植入病人体内时，免疫排异反应减弱，成功率提高 ，用起来也更加安全。v拯救濒危动物，保护生态平衡。克隆技术的应用 可望人为地调节自然动物群体的兴衰，使之达到平 衡发展。 基因和人类 基因组计划v基因:是DNA(脱氧核糖核酸)分子 上具有遗传效应的特定核苷酸序 列的
11、总称，是具有遗传效应的 DNA分子片段。基因不仅可以通过复制把遗 传信息传递给下一代，还可以使 遗传信息得到表达。不同人种之 间头发、肤色、眼睛、鼻子等不 同，是基因差异所致。人类基因组计划v 人类只有一个基因组，人类基因组计划 是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐 明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所 有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破 译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子 水平上全面地认识自我。v 计划于1990年正式启动，2000年6月26 日宣布人类基因组草图绘制成功,2003年4月 14日正式宣布人类基因组计划的所有目标全 部完成。这从根本上阐明了人类生命活动的 遗传
12、学基础。为人类疾病的基因诊断、基因 治疗以及基因工程产品的开发创造了广阔的 前景。二.展望生命科学新世纪v后基因组学：解读和深入探索人的结构和功能基因组 ，破译重要微生物和植物基因组，启动环境基因组研究 及基因技术的应用等。v基因组学：就是发展和应用DNA制图、测序新技术以及 计算机程序，分析生命体（包括人类）全部基因组结构 及功能的科学。包括3个不同的亚领域生物工程与转基因技术v 20世纪70年代兴起的生物工程技术，包 括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程 。其中的基因工程，又称为转基因技术，是 将某种生物体内控制其特定性状的基因作为 外源基因（目标基因），按照人的意愿经过 体外重组后再转
13、入移植到另一种生物体内， 使这个基因能在体内复制、转录、翻译、表 达，从而产生出人们所期望的产物或者达到 某种目的。v 这种经过基因工程技术形成的生物体被称 为“基因修饰生物体” 也称转基因生物转基因操作流程示意图v利用DNA重组技术将特定的外源基因导入动物染色 体，使其发生整合并能遗传，这将产生新的动物个 体或品系。v1990年，转基因小鼠实验成功，其后，转基因大鼠 、转基因家兔实验相继成功，转基因家畜（牛羊猪 等）。v作为医学模型用于疾病的病因、发病机制和治疗等 方面的研究。v培养人体器官v获取极难人工合成的药物动物转基因技术v显微注射法 约10%v体细胞核移植方法 100%转基因动物世界
14、上第一只转基因动物转基因荧光鼠转基因兔转基因动物携带人血清蛋白的转基因试管牛转基因荧光猪转基因斑马鱼转基因猴转基因水母转基因植物转基因抗虫棉和普通棉对照转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右 ）植物转基因技术示意图植物转基因技术植物组织培养植物细胞杂交过程示意图基因诊断及治疗v基因诊断:是用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记 的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检 测标本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。v基因探针:是指用放射性同位素荧光分子等标记的DNA分 子v基因诊断基本作用：直接探查基因的序列和缺陷可找出致 病的遗传基因v利用的基本原理：碱基的互补配对原则 v实例:
15、如镰刀状贫血症、血友病 （1）遗传病的产前诊断。v通过基因诊断，可检测胎儿性别v可进行高发性的遗传病诊断，为优生优育作出了贡献如镰刀状贫 血、凝血因子缺乏等基因诊断已在临床应用多年。 （2）致病病原体的检测。v如病毒（乙肝）、细菌（结核）、原虫（梅毒螺旋体）等病原体 的检测。 （3）癌基因的检测和诊断。v如白血病、肺癌、神经胶质瘤等疾病 vDNA指纹分析、个体识别、亲子鉴别等司法鉴定，以及动植物检 疫与转基因动植物中阳性基因的检测等方面。基因诊断技术的应用新世纪医学的革命薛京伦 联合基因集团专家委员 会主任 复旦大学首席教授，博士生 导师，从事医学遗传学教学科研 工作40余年。1987年起，获
16、得我 国第一个卫生部颁发的“新生物制 品人体观察”批件，在国际上首次 对血友病B进行基因治疗临床试 验，成功地完成了4例血友病B患 者的临床基因治疗，这是迄今为 止我国首例系统、成功的遗传病 基因治疗范例。脑科学之迷阿尔茨海默病不再“沉默” v全世界可能有数千万的人正在遭受着阿尔茨海默病的折磨。 仅美国，就有450万阿尔茨海默病患者，65岁以上发病率为 10%，而85岁以上发病率近50%。美国前总统里根患此病10 年后去世。v我国患此病人数已超过500万，占全世界所有患病人数的1/4 ，且人口老龄化进程的加快，这个数字将更为庞大。在60岁 以上的老年人群中，年龄每增加5岁，患此病危险就可增加 1.85倍v阿尔茨海默病将成为21世纪威胁人类的最严重疾病之一。 精神分裂症、失眠、抑郁
