生命科学 选修课论文

第一篇：生命科学 选修课论文

旅游与会展学院

生命科学

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2015年10月22日

对生命科学的认识

大自然最玄妙的存在莫过于生命体的存在，总是引发了我们的无限的思考。到底生命是怎么诞生，生命的本质到底是怎么被塑造，在生命的进化的历程中又是什么在起着莫大的作用，在进化论的背后是不是有着不一样的秘密？

生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生命与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。

现代科学技术发展极大地推进了社会的进步，尤其生命科学领域的进展给我们的生活带来了天翻地覆的变化。生命科学与生物技术已经成为当今最为活跃的科技领域之一，人类对生命活动基本规律的认知水平达到前所未有的程度，其地位和作为是不言而喻的。这个领域的研究成果正在广泛应用于人类社会，在减少人类疾病和动植物病害、改善人类的营养状况，减少环境公害、保护自然资源等方面都产生了巨大的效益。

生命科学是一门历史悠久的学科。在人类文明的初期,人们就注意到了生命与非生命的区别,并对生物进行观察、描述,收集整理了大量的材料。17世纪前,由于科学技术水平的限制和神学对人们思想的影响,古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到18世纪,伴随工业革命和自然科学的发展,对生物进行分门别类的研究成为主要课题19世纪,物理学和化学进一步发展,新技术不断地应用于生物研究,使生物学由描述性的学科发展为实验性的学科。20世纪以来伴随物理化学等有关学科的发展生命科学的一些基本概念和理论建立起来了。20世纪后半叶,随着分子生物学的兴起,生命科学的发展获得了前所未有的速度，一方面传统生物学的学科分支进一步深化、细化,另一方面学科间的交叉进一步加强。20世纪70年代以后，以生物工程、克隆技术、PRC技术等为主要内容的现代生物技术取得突飞猛进的发展。

生命科学的发展经历了拉马克的获得性遗传学说、达尔文的选择论、分子遗传 学说以及现代综合进化论。时至今日，各学科的科学工作者都已从掌握的生命程式中找到了各自所涉及科学的一些规律的认知：计算机学科专家在探索生物神经元的工作方式时，使电子计算机的运算的速度更快，已发明了生物计算机；农学家在作生命遗传基因的最合理搭配，使人类的食品更符合自己的营养、口感以及保健需求，转基因植物、动物已经出现；医学家正在为各种疾病建立基因档案，使人类对疾病的处理手段从预防、诊断到治疗出现了一个全方位的改善，已开始实施基因疗法。

对于生命科学大家早已不陌生，在高中课本上就讲过很多关于生物制药、基因工程、蛋白质、酶、抗生素等知识。生命科学前沿与人类健康主要研究现在比较前沿的科学，即尚处于研究阶段的科学。现实生活中我们存在很多的无赖，比如：我们眼睁睁的看着亲人朋友的离去却没有任何办法，我们无法摆脱对抗生素的依赖，因此我们就要去寻找更加安全，更加人性化的治疗方法和关键技术的突破！这就是生命科学前沿技术研究要带给人类的。

从宏观角度看，地球上的生物构成了一个复杂的生态系统，在这个系统中，生物之间相互依赖、相互制约。生态系统与它存在的环境之间相互作用，形成了一个生命赖以生存的，包括地球大气低层空间、陆地表面、岩石圈以及广阔水体的生物圈。生命世界中，数以百万计的不同物种虽然在形态结构和行为活动上表现得千差万别，但生物世界中最本质的东西却是高度一致的。

自古以来，人类就没有停止过对神秘的生命现象孜孜不倦的探索。生命为什么选择地球作为它唯一的家园，并在此生息繁衍进化；海洋是否真如亚特兰蒂斯的传说中那样是起源于海洋；一颗休眠千年的种子缘何可以重新成长成参天大树；一个小小的细胞又怎样演变成复杂而有序的有机体？对万千生命现象的思考与探索贯穿人类五千年历史，成为人类认知世界中最富有魅力的部分。

正是世界上这各种各样些生物物种的存在，使得我们的自然界变得丰富多彩，但是由于人类的快速发展，许多物种面临着灭绝和已灭绝的危机，就拿离我们很近的20世纪来说，大约20多万种的物种从此消失在了地球上，昆士兰毛鼻袋熊，1900灭绝.；澳米氏弹鼠，1901年灭绝.； 曾经世界上最凶猛的熊--堪查加棕熊，1920年灭绝了；新墨西哥狼,1920年灭绝；中国豚鹿1960年灭绝；台湾云豹1972年灭绝.；西亚虎,1980年后的人是看不见它了；亚欧水貂灭绝时间大概是1995--1999年之间。那么100年后，究竟还会有多少动物走向灭绝，留给地球，留给人类的还能剩些什么？我们人类又能在自然界存活多久呢？天作孽犹可活，自作孽不可活

生命科学就在我们身边的任何地方，我们的生活离不开它。生命科学与我们每个人的生活联系得是如此紧密。现代生物技术生产的产品大量涌入每一个人的家庭和生活。我们要理性地看待生物技术的快速发展，学习生命科学的基本知识，接受生命科学新观念、新技术、新产品。同时，任何一件事物都有两面性，生物技术是一把双刃剑，它可以给人类带来巨大的利益，也可以给人类带来巨大的灾难。我们只有掌握好它的知识并且加以运用才能造福人类。

在生命科学的海洋中，徜徉我无时无刻不感受着大自然那伟大的力量。从千奇百怪的植物，还有活泼机智的动物，再到期末最后一节那晦明变换的大千星系，先生在例如光盘版权这方面的花费让我惊叹，不遗余力地通过不同角度，让我们了解了生命，认识现代生物科技，让我觉得踏入生物殿堂，就如同开启了一个奇幻的世界，那里有太多我所不了解，那里有太多需要我去探索去发现。

“人类一思考，上帝就发笑”，学习生命科学导论这门课程，是可以帮助我们更好地认识这个世界，也能学到很多知识。但我还是觉得，这门课程的关键是要引发我们对现实生活的思考，对生命存在的思考，能更好地把对生物的认识、对生命的认识和现实生活结合起来，解决我们在现实生活和人类发展过程中遇到的问题。毕竟我们已经是一名大学生，应该用青年人的视角去审视这个世界。

师傅领进门，修行在个人，我们会一直进步

第二篇：选修课生命科学导论课程论文

生命科学导论课程论文

题目：生物多样性是人类可持续发展的重要指标 关键词：生物多样性可持续发展

摘要：现代生物灭绝的主要原因是人类活动影响的结果。保护生物多样性对人类生存和可持续发展具有十分重要的意义。为了可持续发展,首先要提高人们保护生物多样性的意识,树立适度发展、适当妥协的思想。在完善保护生物多样性的政策、制定相关法律法规、加强国际合作的同时,应当加强对生物多样性持续利用的科学技术研究,确立合理的资源管理计划,防治环境污染。①

除了人类，世界上还有许多各种各样的生物，按照分类系统的划分，通常包括七个主要级别：种、属、科、目、纲、门、界。种(物种)是基本单元，近缘的种归合为属，近缘的属归合为科，科隶于目，目隶于纲，纲隶于门，门隶于界。

正是这些生物物种的存在，使得我们的自然界变得丰富多彩，但是由于人类的快速发展，许多物种面临着灭绝和已灭绝的危机，就拿离我们很近的20世纪来说，大约20多万种的物种从此消失在了地球上，昆士兰毛鼻袋熊，1900灭绝.；澳米氏弹鼠，1901年灭绝.； 曾经世界上最凶猛的熊--堪查加棕熊，1920年灭绝了；新墨西哥狼,1920年灭绝；中国豚鹿1960年灭绝；台湾云豹1972年灭绝.；西亚虎,1980年后的人是看不见它了；亚欧水貂灭绝时间大概是1995--1999年之间。那么100年后，究竟还会有多少动物走向灭绝，留给地球，留给人类的还能剩些什么？我们人类又能在自然界存活多久呢？天作孽犹可活，自作孽不可活。

所以从此刻开始，我们必须重视对物种多样性的保护，因为生物多样性是人类可持续发展的重要指标！

生物多样性（Biodiversity）是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合所构成稳定的生态综合体。这种多样包括动物、植物、微生物的物种多样性，物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。其中，物种的多样性是生物多样性的关键，它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系，又体现了生物资源的丰富性。我们目前已经知道大约有200万种生物，这些形形色色的生物物种就构成了生物物种的多样性。生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，由遗传（基因）多样性，物种多样性和生态系统多样性等部分组成。遗传（基因）多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式，可分为区域物种多样性和群落物种（生态）多样性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。遗传（基因）多样性和物种多样性是生物多样性研究的基础，生态系统多样性是生物多样性研究的重点。

生物界为人类提供了食物、纤维、木材、药材和多种工业原料，提供了保持土壤肥力、保障水质以及调节气候等生态服务功能，它关系着人类的安康福祉和文化完整性。为保护自身丰富的生物基因资源，一些发展中国家已经或正在采取相应的措施。中国拥有十分丰富的基因资源，是全球生物多样性大国之一，拥有陆地生态系统599个类型，有高等植物32800 种，特有高等植物17300种；脊椎动物6300多种，特有物种667个；有56 个民族

13亿人口，特别是有些长期与世隔绝的地方保留了同质性极好的人群，具有极大的遗传学研究价值。这些丰富的资源是我国发展生物技术产业得天独厚的条件。如何保护自己国家丰富的生物基因资源不被发达国家掠夺，是我们必须关注的问题。1998年由我国科技部和卫生部共同制定的《人类遗传资源管理暂行办法》，这也是中国出台的第一部有关遗传资源保护的法规。中国生物多样性面临危机。②

可持续发展（Sustainable development）的概念最先是在一九七二年在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上正式讨论。这次研讨会云集了全球的工业化和发展中国家的代表，共同界定人类在缔造一个健康和富生机的环境上所享有的权利。自此以后，各国致力界定“可持续发展”的含意，现时已拟出的定义已有几百个之多，涵盖范围包括国际、区域、地方及特定界别的层面。最广泛采纳的定义，是在一九八七年由世界环境及发展委员会所发表的布特兰报告书所载的定义，其亦即：

既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展称为可持续发展。它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。可持续发展与环境保护既有联系，又不等同。环境保护是可持续发展的重要方面。可持续发展的核心是发展，但要求在严格控制人口、提高人口素质和保护环境、资源永续利用的前提下进行经济和社会的发展。发展是可持续发展的前提；人是可持续发展的中心体；可持续长久的发展才是真正的发展。③

要保护生物多样性，可持续发展

保护生物多样性

用一种可持续性的方法使用、管理生物多样性的组成部分

公平分享因使用基因资源得到的利益

这些正是《二十一世纪议程》15章所讲述的内容，也正是在1992年里约热内卢联合国环境与发展大会上世界领袖们共同签署的一个重要协议。④

为什么生物多样性如此重要？

生物多样性可以帮助清洁我们呼吸的空气以及喝的水。生物多样性提供我们食物。生物多样性为建造我们的屋子提供原材料。生物多样性还带给我们自然世界的无尽美丽。夸张吗？一点也不。正是生物多样性使这个星球上的生命得以持续。通过森林吸收二氧化碳这种温室气体，我们才得以呼吸空气。通过土壤、微生物和气象变化移除了水中的污物我们才得以喝到水。全部的物种--植物、动物、微生物，组成了生命。

然而，我们却威胁到了许多物种，而正是它们构成地球这个宏伟的不能代替的支持生命的系统。

但是，为什么？我们对此怀着深深的疑问。一些无名的物种真的有这么重要？假如这个世界上的物种减少到牛、羊、鸡、猪和足够的放在动物园的动物，难道我们就不能舒服的过日子了吗？为什么我们必须关注一些特种的鸽子或者是一种火蜥蜴或者是一种生活在遥远沼泽里的小小植物？它们灭绝了关我们什么事？毕竟，我们还有许多种别的鸽子和许多种别的蜥蜴，还有许多种植物留下来。⑤

为什么我们会丢失生物多样性？

几千年前，人类以及他们所驯养的生物--狗、猫、猪、鼠就开始与自然有了矛盾冲突。随着人口数量的增加和农业技术的提高，我们需要清除更多的森林并且保护自己的庄园以防各种人们虚构的的或是真实存在的危险的发生。

在这过程中我们已经开始令一些物种灭绝了，一些是因为被用来做衣服、做食物；另外一些是因为我们害怕，从而杀戮；还有就是为了体育运动的需要。专家估计，我们现在令物种灭绝的速度是动物自然灭绝速度的50-100倍。有一些物种灭绝得更快，大约是自然灭绝速度的1000-10000倍。

科学家们认为，如果我们不解决这个问题，34000种作物和5200种植物物种将会在未来的几年中灭绝。仅在欧洲，11000种高等植物的2400种已经处于危险之中，而不仅仅是熊猫、熊与象。你大概知道一些鸟类物种，包括渡渡鸟已经灭绝了，但是你知道八分之一的所有鸟类都已经濒临灭绝了吗？

现在是继650万年前恐龙灭绝后最大的一场生物多样性危机。是我们的污染和损害物种的自然栖息地--生态系统，导致了这样的结果。地球上45%的森林已经被砍伐掉了，而其中大多数发生在过去的100年。高达10%的珊瑚礁已经被破坏，三分之一可能在未来的10-20年内倒塌。巨大的轮船用能一次将一打的庞大游艇捞出的大网捕鱼，海洋渔场正在被无情破坏。⑥

生物多样性与食品

生物多样性是世界的超级市场。就是这么简单。土豆、稻米、牛肉、面包、鸡肉、玉米，几乎所有的食物都是生物多样性的一部分。

问题是，因为各种各样的原因，比如消费者的需求、疾病以及遭破坏的生态系统等，农民们只会种植越来越多的有限品种，却放弃种植数以千计的其它物种。

人们想吃同一种米为什么成为了一个问题？其原因是当一种新的疾病袭来，会威胁甚至毁坏这种作物。这里有一个真实的例子：一种黄色萎缩病病毒即将毁坏加利福尼亚的大麦。幸好研究人员找到了一种能抵抗这种病毒的野生埃塞俄比亚大麦。加利福尼亚大麦的到了拯救。

但是如果所有的谷类，比如稻子，只剩下一种而其它的都灭绝了。也许剩下的那一种是最强壮的，最美味的，而且收成也最好。但是一旦有一种病毒变异，并对这仅剩的物种产生“兴趣”，则世界50%的食物供给便受到了威胁。我们已经离这种情况不远了。比如，在印度，曾经有3万种不同的稻米，但是现在75%的稻米产量仅来自其中10种稻米。同样，牛、羊、猪、鸡、绵羊也存在这样的现象。

预测大自然的变化是很困难的，但是有一点是肯定的：如果我们减少生物多样性，就会减弱未来大自然抵御威胁的能力。以长远的眼光考虑而不是仅仅想到现在我们想得到的，不是更好吗？⑦

生物多样性与你呼吸的空气

在一些城市中，尤其是在夏天，呼吸外面的空气是不健康的。我们知道我们必须减少汽车尾气污染、工厂废气污染、发电厂的空气污染来保证现代生活。是的，我们都知道这些，但是你知道生物多样性对于环境的自动清洁起着什么样的作用吗？你知道生物多样性帮助清洁空气吗？

树和其他绿色植物吸入二氧化碳--这种主要由汽车尾气和工厂排放的产生的温室气体，然后还给自然纯净的氧气。生物多样性是这个世界的空气净化器。

然而，我们持续不断的砍伐树木,把它们切开运往各地。世界上，492种树木物种已经有濒临灭种的危险。我们已经砍伐掉曾经装点着地球的大约一半的树木。我们砍伐但不修复，如此已经伤害了地球的肺。就像一个一天要抽10包烟的瘾君子，一直吸烟，而损坏的肺一块块地被切掉。我们的肺还剩多大一块？

另外,在许多地方，我们引入外来入侵物种。在过去的200年里，我们将一些树种从世界的这一头运到那一头。这种行为有的已经发展到一种产业的规模，像桉树和藤条。也有一些退休人员或旅行者从他们的家乡将土产的植物或是树木带上，随他们旅游。

问题是，这些植物完全适应它们原本的生长地，它们却并不适应新的地点生长。它们也许比当地物种需要更多的水，或者需要杀虫剂来帮助它们不被当地的虫子蛀食。

我们必须尊重自然的安排，不要强迫某些特性的改变。顺其自然。这样，地球的肺能呼吸得更舒服些。⑧

生物多样性与我们喝的水

所有的生命都离不开水，所以，生物多样性也与水资源有关。

因为我们只有有限的水--不是说我们将来什么时候都能从火星上运一船下来--生物多样性、特 殊的不同生态系统净化我们的水：森林、土壤和细菌、小溪与云彩一起运作--实际上是过滤，才使我们重新喝到水。没有生物多样性，这个世界就会变得贫瘠与中毒--更像火星--然后我们就不能再生存在地球上了。⑨

生物多样性、气候和灾难

你意识到最近我们一直在遭遇奇怪的气候吗？

科学证据是无法驳斥的：地球的气候正在变化。整个地球上一直发生着奇奇怪怪的事情--珊瑚礁死亡、大型泥石流、不寻常的倾天大雨、一些地区的持续干旱。不管是因为工业排放原因还是自然因素的原因，世界对这些现象的应付机制依旧是相互紧密联系的，从生态系统方面到生态系统中的各类生命间。

例如，在地球上的许多地方，人们发现当他们砍伐森林后，它们的乡村和城镇就容易遭遇洪水。当这种洪水来时，就比以往的洪水要更凶猛、更快速。为什么？不是火箭的推力让它们变得更快，而是因为树可以用它们的根保持水土。根在湿潮季节里吸水并在夏天放出水分来。这是一种自然调节方法。⑩

总结：生物多样性可以帮助清洁我们呼吸的空气以及喝的水，提供我们食物也为建造我们的屋子提供原材料。生物多样性还带给我们无尽美丽的自然世界。

有人一定会说很夸张，夸张吗？一点也不。是生物多样性使这个星球上的生命得以持续。通过森林吸收二氧化碳这种温室气体，我们才得以呼吸空气。通过土壤、微生物和气象变化去除水中的污物我们才得以喝到水。全部的物种——植物、动物、微生物，组成了生命。然而，我们却威胁到了许多物种，而正是它们构成地球这个不能代替的支持生命的系统。为什么？我们对此怀着深深的疑问，一些无名的物种真的有这么重要？假如这个世界上的物种减少到牛、羊、鸡、猪和足够的放在动物园的动物，难道我们就不能舒服的过日子了吗？为什么我们必须关注一些特种的鸽子或者是一种火蜥蜴或者是一种生活在遥远沼泽里的小小植物？它们灭绝了关我们什么事？毕竟，我们还有许多种别的鸽子和许多种别的蜥蜴，还有许多种植物留下来。

实际上，即使是一些物种灭绝了，还是有不少物种存留下来的。迄今为止，我们已经识别了175万个物种，但是科学家们认为，实际上地球上存在有1300万或1亿种物种。所以，我们又有什么所应该担心的呢?

值得注意的是，所有的这些物种与其它物种相互联系，正如同我们依赖植物和动物为食一样。顺着食物链，我们也同样依赖我们吃的动物、植物的食物-----又一群植物、动物。如果其中一个特定的物种失去了它的栖息地或者不再找得到它常吃的食物，就会灭绝掉。整个食物网就会破碎。而修补是一件简直是不可能的事。

因为当我们在生命之网中灭掉了一种物种，整个的网将变得摇摇欲坠。灭绝掉足够的物种就会撼动整个地球。

近几年来的印度洋海啸、两极冰川融化、洪水、干旱、地震，这一切的一切都是大自然对我们发出的警报，我们的工业发展固然重要，但是如果因为发展而打破了自然界的平衡，那么我们将对自己的行为付出剧烈的代价！我们对生物多样性做的损害将最终损害我们自己。

第三篇：选修课 生命科学学习心得

生命科学学习心得

作为一名理科生，在高中的时候也学习过生物。或多或少的了解了一下生物常识。不过那都是在微观上来了解生物，只有发挥自己的想象力,才可以更好的明白课本上的内容。但是上了生命科学选修课了以后，能让我总体上来把握生命。而且通过观看关于生命的视频。让我更加直观的了解生命，通过看到真的、活的生命，使我更加的有感触。这样学习起来也是更加的有意思。更加的激发了我对生命科学这门课程的热爱。

观看了视频以后，真真切切的让我体会到了大自然的神奇。我感觉到它总是有一股神奇的力量。始终在牵引这我们。尽管大自然当中有许多的环境恶劣的地方，但是那些地方从来都不会缺少生命。这说明了生命力的强悍。但是联想到当今人类社。各种各样的疾病都存在，而且每年都会有新的疾病出现，而且人类在这些疾病面前又显得那样的无助。它总会无情的夺走人的生命。这不禁又让我想到生命的脆弱。从而也出现了这样矛盾的问题。但是如果你细细的想一想这个问题又不是矛盾的。因为它们是从不同的方面来考虑的。

我们观看的视频里边有植物、动物（爬行类、两栖类、等）、等。它都展示了各个物种的不平凡。大自然有种生存法则：“物竞天择，适者生存”。这句话说的非常有道理。因为只有这样，我们的大自然的平衡才不会被打破。这样生态系统才会稳定，这样更有利于各个物种的长时间生存在这个星球上。同样我们今天的人类认为自己是高等的动物，和其它的动物是有区别的，当今是人类统治着这个星球。同样我们人类也不能触怒大自然，要不然也会受到大自然无情的惩罚。所以我们要和这个星球上的其它物种和平共处。我们要想在这个星球上生活的更好，那么我们就要深入的研究它。通过了解其它动物、植物的特点。来为我们人类服务。

其中看了几节课的视频。最让我深受感动的就是那一节关于一杯水，它演绎了各种动物的有水后的各种生活。没有水他们就无法存活。但是有了一点点水以后他们就会变得不一样。他们就会生活的很精彩。所以由此可见水对于整个星球来说是很重要的。那样我们就应该更加的爱惜水资源。

另一个让我很感动的就是动物的大迁徙。像那个羚羊、麋鹿他们都要迁徙。一年之内他们都要一去一来。这样年复一年、他们始终这样进行着。他们虽然知道这条道路可能就是他们一生的终点，在路途当中会遇到这样或者那样的危险，但是他们还是义无反顾的在这条道路上行走着。他们当中哪些弱者或者是不幸运的就此命丧途中。然而也就是因为这样，他们的族群才可以更加完好的延续下去。这也就是残酷的自然法则。

最后一个让我感兴趣的就是那个人类的基因工程。自从人类的DNA的结构被人类发现之后。人类就进入了另外一个基因时代。人类花费大量的时间和精力来从微观方面来研究这些东西。到现在为止，也取得了一定的成就。然而为了更好的去服务人类。这条道路是无止境的。人们先用植物、动物来做实验，最后才应用到人的身上。而这些研究也为人类解决了一些食物、能源、环境、生理上的一些问题。为人类带来了很大的福利。我从而衷心的感谢那些为人类默默做出贡献的科学家们。也感谢老师为我带了了这样一门精彩的课程。

国际经济与贸易学院

11级4班

夏德垒

20114010411

第四篇：生命科学概论论文

人类基因组计划与人类健康

摘要：

由美、英、法、日、德和中国科学家共同完成的“人类基因组计划”，历时十年，测定了相当于一个人类个体基因组的全部序列，从而翻开了生命科学和人类文明史上崭新的一页。

“科学作为一种职业是有三个不互相排斥的目的：满足科学家的好奇心，这是心理目的；是发现物质世界的规律，是科学的理性目的；对事物的了解用来解决人类面临的问题，是科学的社会目的。”

——前言

一、人类基因组计划简介

基因组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

人类基因组计划(human genome project, 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、法国、德国、日本和中国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，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。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划

“人类基因组计划”是测定人体细胞中24条染色体（x,y染色和22条常染色）上的基因及其碱基排列顺序

HGP的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据

二、人类基因组计划的主要任务

HGP的主要任务是人类的DNA测序，绘制四张谱图，即遗传图谱、物理图谱、序列图谱、基因图谱

（一）遗传图谱：

又称连锁图谱，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM）为图距的基因组图。遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。意义是6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域，使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近（紧密连锁）的证据，这样可把这一基因定位于这一已知区域，再对基因进行分离和研究。对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键

（二）物理图谱：

物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图谱的目的是把有关基因的 遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来

（三）序列图谱：

DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图谱

（四）基因图谱：

基因图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱

三、HGP对人类的重要意义

（一）HGP对人类疾病基因研究的贡献

人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息。对于单基因病，采用“定位克隆”和“定位候选克隆”的全新思路，导致了亨廷顿舞蹈病、遗传性结肠癌和乳腺癌等一大批单基因遗传病致病基因的发现，为这些疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基础。对于心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病（老年性痴呆、精神分裂症）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重点。健康相关研究是HGP的重要组成部分，1997年相继提出：“肿瘤基因组解剖计划”“环境基因组学计划”

（二）HGP对医学的贡献

基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预

（三）HGP对生物技术的贡献

1.基因工程药物：分泌蛋白（多肽激素，生长因子，趋化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受体

2.诊断和研究试剂产业：基因和抗体试剂盒、诊断和研究用生物芯片、疾病和筛药模型

3.对细胞、胚胎、组织工程的推动：胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造

（四）HGP对制药工业的贡献

筛选药物的靶点：与组合化学和天然化合物分离技术结合，建立高通量的受体、酶结合试验以知识为基础的药物设计：基因蛋白产物的高级结构分析、预测、模拟—药物作用“口袋”

个体化的药物治疗：药物基因组学

（五）HGP对社会经济的重要影响

生物产业与信息产业是一个国家的两大经济支柱；发现新功能基因的社会和经济效益；转基因食品；转基因药物（如减肥药，增高药）

（六）HGP对生物进化研究的影响

生物的进化史，都刻写在各基因组的“天书”上；草履虫是人的亲戚——13亿年；人是由300～400万年前的一种猴子进化来的；人类第一次“走出非洲”——200万年的古猿；人类的“夏娃”来自于非洲，距今20万年——第二次“走出非洲”？

（七）HGP带来的负面作用

侏罗纪公园不只是科幻故事、种族选择性灭绝性生物武器、基因专利战、基因资源的掠夺战、基因与个人隐私

四．人类基因组计划大事记 1990年10月

被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动 1998年5月

一批科学家在美国罗克威尔组建Celera遗传公司，目标是投入3亿美元，到2001年绘制出完整的人体基因图谱，与国际人类基因组计划展开竞争

10月23日

美国国家人类基因组研究所在美国《Science》（科学）杂志上发表声明说，人类基因组计划的全部测序工作将比原计划提前两年，即在2003年完成 1999年3月15日

英国韦尔科姆基金会宣布，由于科学家加快工作步伐，人类基因组工作草图将提前至2000年完成 9月

中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列的1%，也就是3号染色体上的3000万个碱基对，使中国成为继美、英、日、德、法之后第六个国际人类基因组计划参与国，也是参与这一计划的唯一发展中国家

12月1日

国际人类基因组计划联合研究小组宣布，他们完整地译出人体第22对染色体的遗传密码，这是人类首次成功地完成人体染色体基因完整序列的测定。

2000年3月14日

美国总统克林顿和英国首相布莱尔发表联合声明，呼吁将人类基因组研究成果 4 公开，以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。他们是针对一些私营生物技术公司为了商业利益而与国际人类基因组计划展开竞争，并试图将自己的研究成果申请专利而发出此声明的 4月6日

Celera公司宣布已破译出一名实验者的完整遗传密码。但不少欧美科学家对Celera公司的成果表示质疑，认为该公司的研究“没有提供有关基因序列的长度和完整性的可靠参数”，因而是“有漏洞的”

4月末

我国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了1%人类基因组的工作框架图

5月

国际人类基因组计划完成时间再度提前，预计从原定的2003年6月提前至2001年6月

5月8日

由德国和日本等国科学家组成的国际科研小组宣布，他们已经基本完成了人体第21对染色体的测序工作。

6月26日

各国科学家公布了人类基因组工作草图 2001年2月

人类基因组工作草图公开发表

2003年，人类基因组计划的测序任务圆满完成总结：

人类基因组计划(HGP)的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。其对人类健康的意义主要体现在以下几个方面：

首先，我们可以明显的发现人类基因组计划的发展极大的促进了药物与疫苗的开发与上市，为疾病的治疗和预防提供了更多有效的工具。近来，我国研制并生产了全球第一个基因治疗药物“今又生”。另外，对于基因的深入研究也使我们有更多的靶点用于化学药物的开发。

其次，人类基因组计划带动了诊断与检测产品及方法的研究开发。目前已经有千余种疾病可以通过基因检测来发现或诊断。其中很多已经用在临床上或处于实验室应用阶段。对于成年人遗传疾病的诊断和筛选，比如乳腺癌，遗传性糖尿病等都可以检测出来。检测出疾病之后，可以针对这些疾病进行非常有效的治疗。

另外，人类基因组的发展，促进了预测以及预防医学的发展。目前我们还的很多疾病，主要慢性疾病都是呈增长的趋势。其中最重要的是高血压，它是涉及全国1.45亿人的慢性疾病。而且它还在悄悄的撒网，危险还在继续增加。这是为什么呢？因为在患高血压的人群中，有70%的人还不知道自己患病。即便是知道自己患有高血压的人群中，也仅有一小部分得到有效的治疗。其他一些疾病，如肿瘤、冠心病等依然严重威胁着国人的健康。对于这些疾病，目前还没有有效的治疗手段。因此，慢性疾病的预测与预防的意义更加显著。通过个人基因组测序或者其他基因检测，我们可以了解一个人的基因型，从而预计一些疾病发生的可能性。疾病的发生是人体自身的基因与外部环境共同作用的结果。因此，通过营造一种适当的外部环境，应当可以达到预防疾病的目的。可以说正是基因组计划与基因组科学的进展，使得人们可以更加清楚地了解自身的基因及其与疾病的关系，从而更好的实现疾病的预测与预防(不但可预防当事人日后发生疾病，还可预防其后代发生同样的疾病)。

最后，人类基因组计划的发展，将实现个体化医疗与个体化健康的发展。通过个人基因组测序，依据每个人的基因组信息，可以清楚每个人患某种疾病的风险，清楚其对不同药物的反应状况。也可以明确是什么样的病原导致疾病的发生，这些病原对什么样的药物或治疗方式敏感。在这些信息的基础上可以真正做到因人而异，对症下药，实现个体化的医疗。而对于处于健康以及亚健康状态的人，也可以根据其基因组的基本信息与基因表达的状态给出个性化的健康方案与相关建议。

参考文献：

《医学研究家杂志》 老社教学博客 黄河新闻网 百度百科 百度知道 维基百科 维普网

第五篇：生命科学导论论文

河南工业大学校级公选课

题目：基因工程在疾病治疗中的应用

学生姓名： 学

号： 所在学院： 专业年级： 班级序号：

2015年4月20日

基因工程在疾病治疗中的应用

摘要：现代基因治疗是一种应用基因工程技术和分子遗传学原理，对人类疾病进行治疗的新疗法。主要是指对致病基因的修正和基因增强及采用外源性细胞因子基因、核酶、基因药物进行疾病治疗的方法。经过几十多年的发展，技术逐步走向成熟。

关键词：

癌症 基因 基因治疗 发展

一．基因治疗现状

1.多种疾病的基因治疗

目前，基因治疗的范围已从过去罕见的单基因疾病扩大至常见的单基因疾病和多基因疾病。遗传性疾病的基因治疗多数属于单基因缺陷所引起的疾病的基因治疗。Fang等以腺病毒为载体，靶向肝细胞对苯丙氨酸羟化酶(PAH)缺陷症小鼠模型进行了研究，结果表明小鼠的伤寒表型症状得到明显改善。等则通过反转录状病童T淋巴细胞中苯丙氨酸羟化酶(PAH)活性的改变状况。恶性肿瘤的基因治疗已进行了大量的预备性实验，美国科学家构建了重组的TIL(肿瘤浸润淋巴细胞)，能表达100倍于正常水平的TNF并应用于黑色素瘤的临床治疗。结果表明：经修饰的带有CD4受体的细胞具有抗HIV感染的作用。还有将编码可使艾滋病毒HIV RNA降解的核酶基因转染人淋巴细胞，从而抑制HIV的传播。

多种药物的基因治疗随着对基因治疗机制本身的不断深人探讨，用于基因治疗的药物形式也不断创新。基于三链DNA形成脱氧寡核苷酸('rro)的反基因技术能够通过阻止基因转录和DNA复制而达到治疗目的。Cohen等曾用此技术抑制淋巴瘤的bc1．2基因，而Noonberg等以此对乳腺癌的HER2基因进行了相应的探索。基因治疗从传统意义上的DNA治疗扩展至RNA水平。有治疗作用的目的基因的mRNA已用作体内、体外基因治疗的研究。

二．基因治疗

1．复合免疫缺陷综合征的基因治疗

1991年美国批准了人类第一个对遗传病进行体细胞基因治疗的方案，即将腺苷脱氨酶（ADA）导入一个4岁患有严重复合免疫缺陷综合征（SCID）的女孩。采用的是反转录病毒介导的间接法，即用含有正常人腺苷脱氨酶基因的反转录病毒载体培养患儿的白细胞，并用白细胞介素Ⅱ（IL－2）刺激其增殖，经10天左右再经静泳输入患儿。大约1－2月治疗一次，8个月后，患儿体内ADA水平达到正常值的25%，未见明显副作用。此后又进行第2例治疗获得类似的效果。

2．黑色素瘤的基因治疗对肿瘤进行基因治疗

是人们早已期望的事，在进行了多方面探索的基础上，发现了肿瘤浸润淋巴细胞（tumorinfiltrating lymphocyte-TIL，即能在肿瘤部位持续存在而无副作用的一种淋巴细胞）在肿瘤治疗中的作用。于1992年实施了TNF/肿瘤细胞和IL－2/肿瘤细胞方案，即分别将IL－2基因肿瘤坏死因子（tumor necrosis ractor，TNF）基因导入取自患者自身并经培养的肿瘤细胞，再将这些培养后的肿瘤细胞注射至病人臀部，3周后切除注射部位与其引流的淋巴结，在适合条件下培养T细胞，将扩增的T细胞与IL－2合并用于病人，结果5名黑色素瘤病人中1名肿瘤完全消退，2名90%的肿瘤消退，另2人在治疗后9个月死亡。由于携有TNF的TIL可积于肿瘤处，因而TIL的应用提高了对肿瘤的杀伤作用。

3．其它遗传病的基因治疗其它遗传病

诸如白种人中常见的囊性纤维化的进展很快。对于DMD的基因治疗，由于有小鼠动物模型，也取得一定进展。例如1993年法国将Ad-RSVmDys（腺病毒－罗斯病毒小肌营养不良蛋白基因重组体）注入小鼠肌内成功。即用腺病毒为载体，与小肌营养不良蛋白（minidystrophin）基因的cDNA重组，在RSV启动子启动下，作肌肉注射，证明可在mdy小鼠肌肉表达，此外，对一些遗传病如血友病，地中海贫血、高雪氏病等正在探索中。

浙江大学孔德华博士等单位对乙型血友病的基因治疗也进行了有意义的探索，他们在兔模型的基础上，将人第Ⅸ因子基因通过重组质粒（pcmvix）或重组反转录病毒（N2CMVIX）导入自体皮肤成纤维细胞，获得可喜的阶段性成果，相信不久的将来，基因治疗会在我国取得成功。

4．反义技术

又称反义寡核苷酸（antisenseoligodeoxynucleotides）技术，是指利用人工合成的反义RNA和反义DNA来阻断基因的转录或复制，控制细胞生长在中间阶段,使编码蛋白质的基因能转录为mRNA，因而不能翻译成相应的蛋白质，以达治疗某一疾病的目的、用反义DNA已对某些癌症进行临床试验。这类反义技术只能认为是一种从基因水平进行治疗的技术，它们以不同方式，在DNA复制、转录和翻译水平发挥作用。由于它们的分子量低，故而有潜力进入靶细胞，但其临床稳定性、毒性、细胞通透性等各方面都需要进一步研究。

5．药物靶向治疗（drugstargeting）

此法机理可概括为病毒导向酶的药物前体治疗（virus directed enzyemeprodrug therapy，VDEPT），即用反转录病毒载体的外源基因转移到细胞内。该基因编码一种酶，此酶可将一种无害的药物前体转变为细胞毒素复合物。带有这一基因的病毒载体只在特殊组织或肿瘤细胞中而不在正常细胞中表达。例如，胞嘧啶脱氨酶（cytosine deaminase）可将无害的5－氟胞嘧啶（5-fluorocytosine，5-FC）转变为细胞毒素5－氟胞嘧啶（5-fluorocytosine，5-FC）。此病毒可感染正常细胞和癌细胞，但将该酶基因连接到一种“分子开关”后，则只能在肿瘤细胞中表达。Sikora等设计一个“嵌合小基因（chimeric minigene）”，即将酶基因连接到erbB2基因启动子的下游，此启动子活性增强，使erbB2在乳腺癌细胞中过度表达。此时，药物5－FC注入细胞后即转变为5－FU而致癌细胞死亡。而当5－FC给予含有此嵌合基因却无erbB2表达的细胞时，亦无药物前体活性。这一基因治疗的新策略，可有可能使人对肿瘤等不同疾病进行基因治疗。

三．基因工程在医学上的发展和影响

目前,通过重组DNA产生的工程菌已大量高效地合成出许多人体中的活性多肤,为人体战胜多种疑难疾病提供了有力的武器,也是国际医药工业发展的新的增长点。

重组DNA技术的发展使得设计新的无毒副作用的疫苗成为可能,并已取得了突破性进展。目前,正在开发研制的疫苗种类繁多,成为控制疾病的有效手段。蛋白质工程是指根据蛋白质的立体结构,采用基因工程等各种手段,根据人们的意愿对天然蛋白质进行修饰改造,使之在多种性能方面优于天然蛋白质。在医学方面,可望通过某些单克隆抗体免疫球蛋白与毒素队融合,来制造“生物导弹”药物,用以攻克肿瘤及其他疾病的治疗等。

转基因动物已进入实用阶段,把人的基因或其他外源基因导入动物的技术已经成熟,一种用途是建造新的动物模型；另一种用途是使转基因动物成为一种生物反应器,将有医学价值的活性蛋白基因导入易于繁殖的家畜或家禽受精卵中,在长成的转基因动物体液或血液中收获基因产物。

人类基因组计划和恶性肿瘤的防治从1991年开始的人类基因组计划,是人类科学史上最重大的科学项目之一,是当今生物学,医学领域内一项最为引人注目的系统工程。

基因工程是20世纪生命科学领域中最伟大的成就，开辟了生命科学的新纪元。基因工程是一种分子水平上的生物工程，是生物工程的核心，是生物工程的灵魂，它可以超越动物、植物和微生物之间的界限，创造出新的生物类型。基因工程不仅在医学上应用广泛，而且广泛应用在工业、农业、冶金、环保等领域，为人类的丰衣足食和健康长寿提供了持续的实用价值很高的产品，发展前景极为广阔。

参考文献：

1.《生命科学》2015年01期《基因编辑技术在基因治疗中的应用进展》 2.《人基因治疗》基因治疗的发展史

3．高中生物教材，选修3：《现代生物科技专题》 4.李立家，肖庚富.基因工程.2004.5.朱宝泉.基因工程技术在医学工业中的应用及进展.1997(2).