第一篇：生命科学概论论文
人类基因鉴定技术
116马世林工商管理
摘要：人体细胞有总数约为30亿个碱基对的DNA，每个人的DNA都不完全相同，人与人之间不同的碱基对数目达几百万之多，因此通过分子生物学方法显示的DNA图谱也因人而异，由此可以识别不同的人。这便是人类基因鉴定技术，本文将详细的介绍基因鉴定技术的有关发展及具体应用。
关键词：基因鉴定;DNA;亲子鉴定
一、基因鉴定技术的起源及发展
DNA鉴定技术的起源： DNA鉴定技术是英国遗传学家A·J·杰弗里斯（1950
－）在1984年发明的。由于人体各部位的细胞都有相同的DNA，因此可以通过检查血迹、毛发、唾液等判明身份。
通过遗传标记的检验与分析来判断父母与子女是否亲生关系，称之为亲子试
验或亲子鉴定。DNA是人体遗传的基本载体，人类的染色体是由DNA构成的，每个人体细胞有23对（46条）成对的染色体，其分别来自父亲和母亲。夫妻之间各自提供的23条染色体，在受精后相互配对，构成了23对（46条）孩子的染色体。如此循环往复构成生命的延续。由于人体约有30亿个核苷酸构成整个染色体系统，而且在生殖细胞形成前的互换和组合是随机的，所以世界上没有任何两个人具有完全相同的30亿个核苷酸的组成序列，这就是人的遗传多态性。尽管遗传多态性的存在，但每一个人的染色体必然也只能来自其父母，这就是DNA亲子鉴定的理论基础。
传统的血清方法能检测红细胞血型、白细胞血型、血清型和红细胞酶型等，这些遗传学标志为蛋白质（包括糖蛋白）或多肽，容易失活而导致检材得不到理想的检验结果。此外，这些遗传标志均为基因编码的产物，多态信息含量（PIC）有限，不能反映DNA编码区的多态性，且这些遗传标志存在生理性、病理性变异（如A型、O型血的人受大肠杆菌感染后，B抗原可能呈阳性。因此，其应用价值有限。
DNA检验可弥补血清学方法的不足，故受到了法医物证学工作者的高度关
注，近几年来，人类基因组研究的进展日新月异，而分子生物学技术也不断完善，随着基因组研究向各学科的不断渗透，这些学科的进展达到了前所未有的高度。在法医学上，STR位点和单核苷酸（SNP）位点检测分别是第二代、第三代DNA分析技术的核心，是继RFLPs（限制性片段长度多态性）VNTRs（可变数量串联重复序列多态性）研究而发展起来的检测技术。作为最前沿的刑事生物技术，DNA分析为法医物证检验提供了科学、可靠和快捷的手段，使物证鉴定从个体排除过渡到了可以作同一认定的水平，DNA检验能直接认定犯罪、为凶杀案、强奸杀人案、碎尸案、强奸致孕案等重大疑难案件的侦破提供准确可靠的依据。随着DNA技术的发展和应用，DNA标志系统的检测将成为破案的重要手段和途径。此方法作为亲子鉴定已经是非常成熟的，也是国际上公认的最好的一种方法。
二、基因鉴定技术之亲子鉴定
亲子鉴定在现在社会应用越来越大。亲子鉴定又称父权鉴定、亲权鉴定，是应用医学、生物学及有关自然科学的理论、技术和方法，判断有异议的父母与子女是否亲生关系，特别是父与子女是否亲生关系的鉴定。
DNA亲子鉴定是目前最准确的亲权鉴定方法，如果小孩的遗传位点和被测试男子的位点（至少1个）不一致，那么该男子便100％被排除血缘关系之外，即他绝对不可能是孩子的父亲。如果孩子与其父母亲的位点都吻合，我们就能得出亲权关系大于99．99％的可能性，即证明他们之间的血缘亲子关系。
（一）亲子鉴定技术的发展
早在三国时代，我国就已有以弟血滴兄骨验亲法，明代以后，有人应用“合血法”鉴定亲权关系。尽管上述方法不尽科学，但在用血型鉴定亲权的历史上，还是有较重要贡献的。自1900年奥地利维也纳大学的Land-steiner发现ABO血型，使亲子鉴定建立在更加科学的基础之上。随着人类血液遗传多态性知识的不断发现和发展，新技术与新方法的不断建立和更新，测定血液遗传标记(geneti。marker，或GM)项目的不断增多，更使亲子鉴定在近一个世纪里，取得了巨大进展。之后随着免疫技术的充分利用又使多种血型系统被发现，如:MN、Rh、P、Lewis、Kell、nuffy、Kidd、oiego等，已相继有400多种红细胞抗原相继被发现。而电泳技术应用子血清蛋白和红细胞同工酶的分析，又开创了法医物证检验“血清型
和酶型”时代。1955年Smithies等人首先报告了人血清在淀粉凝胶电泳中分出移动不同的区带，将结合珠蛋白(Hp)分为三种型;1962年Harris等用淀粉凝胶电泳检出血清拟胆碱酷酶的几种变异体;1963年Hopkinson等应用淀粉凝胶电泳检出了红细胞酸性磷酸酶(EAP)的五种表现型。结果促使血清型和酶型的检验迅速发展。但还存在着局限性，仍不能达到个人同一认定的水平。而随着DNA指纹、PCR技术在法医学中的应用，则开辟了“法医DNA分析”的新时代。这是法医物证检验的一个飞跃，它使法医物证检验达到了个人同一认定水平。在此后的十几年间，法医DNA分析技术飞速发展，在STI、(短串联重复序列)位点的复合扩增，mtDNA的序列分析及MVR一PCR(小卫星重复区域的数字编码法)等技术的研究上，尤其是在DNA体外扩增技术(PCR)上，都取得了相当进展。
（二）亲子鉴定技术具体方法
1，血型和血清蛋白检测方法
早期人们主要根据脸型、指纹以及母亲的指控来认定亲子关系,显然很不可靠。人类血型被发现后,证明了它是个体的一种遗传标记,并很快被用于亲子鉴定,但由于血型的多态性程度有限,许多人可以表现同一血型,单凭血型检查结果,一般只能在某些情况下作出排除的结论,难以作出肯定的结论。直到70年代人类白细胞抗原(HLA)系统发现后,局面才得以改观,因HLA具有高度的遗传多态性,使用HLA不仅能排除亲子关系,还能肯定某些亲子关系。肯定亲子关系时应计算亲子关系概率,按照国际标准,亲子关系概率应大于99.73%才能认定。单独进行HLA抗原检测,很难达到肯定亲子关系这一标准,因而常需同时进行其它血型标记检查,目前可用于鉴定的血型标记已达70多种。理论上,所检测的标记系统越多,结论越准确,但在实践中任何一个实验室都不可能无限制地检测过多的项目。以HLA抗原检测为主的亲子鉴定除尚需进行其它标记测定外,HLA抗原测定需要活细胞,采血后需及时测定,对于单亲的鉴定需要在进行家庭其它人员的检查后才能确定,因之这种方法已逐渐为DNA分型技术所替代。
2，DNA指纹方法
DNA指纹(DNA Fingerprint,DFP)指根据DNA的多态性,个体的DNA用限制性内切酶切断后,片断的数目和长度具有高度的特异性,经过凝胶电泳,或以特定的探针(如放射性标记的Jeffreys33.6,33.15等探针)作Southern杂交,都能产生具有高度特异性的谱带,这种图谱在不同个体之间均存在明显差异性,与人的指纹相似,称为DNA指纹图谱.DNA指纹具有个体高度特异性、体细胞稳定性和种类稳定性的特点,而且这种特异性仍按简单的孟德尔方式遗传,成为目前最具吸引力的遗传标记,具有广泛的用途.譬如用于亲子鉴定,作为遗传标记辅助选择等等.3，PCR-DNA分型技术
STR是短串联重复序列(Shorttandem repeat)的简称,也叫微卫星DNA(microsatellite)或简单重复序列(Simple Sequence Repeat, SSR),是一类广泛存在于真核生物基因组中的DNA串联重复序列。其核心序列为2-6bp,重复次数通常在15~30次。多数的STR基因座具有多态性,其高度多态性主要源于核心序列重复次数的个体间差异,这种差异在基因传递的过程中一般遵循孟德尔共显性遗传规律。STR作为一个重要的遗传标记系统,已广泛应用于肿瘤生化研究、法医学个体识别、亲子鉴定和群体遗传学分析等领域。STR多态性一般是指由于核心序列重复次数不同而构成的长度多态性,但测序研究结果表明STR也存在着序列多态性。在实际应用中序列多态性的检测手段繁琐,对仪器设备要求高,故较少采用,而长度多态性检测已被广泛应用于法医学个人识别和亲子鉴定。
三、基因鉴定技术之指纹技术
近一个世纪以来，指纹技术给侦破工作带来很大方便。但罪犯越来越狡猾，许多作案现场没有留下指纹。现在有了DNA指纹鉴定技术，只要罪犯在案发现场留下任何与身体有关的东西，例如血迹和毛发，警方就可以根据这些蛛丝马迹将其擒获，准确率非常高。DNA鉴定技术在破获强奸和暴力犯罪时特别有效，因为在此类案件中，罪犯很容易留下包含DNA信息的罪证。
根据DNA指纹破案虽然准确率高，但也有出错的可能，因为两个人的DNA指纹在测试的区域内有完全吻合的可能。因此在2000年英国将DNA指纹测试扩展到10个区域，使偶然吻合的危险几率降到十亿分之一。即使这样，出错的可能性仍未排除。
第二篇：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
第三篇：生命科学概论学后感
生命科学概论学后感
对于生命科学我们并不陌生，其蕴含的知识存在于我们生活中的点点滴滴。而且在初中高中生物课本上就介绍过很多关于细胞、动植物、细菌病毒、遗传、生态环境、生物制药、基因工程、蛋白质、酶、抗生素、干扰素等知识。究其本质，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；而本学期的生命科学概论的选修课则是在延续高中知识点的前提下，着重于生命科学的基本知识与当代人类所面临的一些社会或科学问题，例如，前些日子的大学生投毒事件、环境问题、人口与资源问题、克隆技术和生物工程的应用前景以及安全性等问题，在介绍生命科学最新进展的同时，理论联系实际，使我们在对生命科学有一个基本了解的同时，加强了对生命科学基本概念和内在联系与规律的了解，大大地提高我们主动探索生命奥秘的积极性，让我们在理论与实践的联系中提高创新能力，提高分析问题和解决问题的能力，能够应用生命科学的基本知识，分析当代人类所面临的一些紧迫问题，并能提出解决的方法。
通过这几周的学习，我更深一步地了解到了原来生命科学不仅仅是对生物的观察与研究，而且还是运用科学的方法技术对生命现象生物的各种活动进行分析，并使其更好的生存与发展，并且更多地认识到生命科学这门学科的研究对象：最简单的生命到最复杂的生物在内的各种动物、植物和微生物等生命物质的结构和功能，它们各自发生和发展的规律，生物之间以及生物与环境之间的相互关系；以及为什么要学习生命科学：是自然科学发展的需要，是生命科学自身发展的需要，是提高科学素养和弘扬科学精神的需要，是人类社会可持续发展的需要。
生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界，无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解，无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。比如生命科学中一个世纪性的难题是“智力从何而来？”我们对单一神经元的活动了如指掌，但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离机、X—射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。
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。从虎克首次用自制的显微镜观察到了细胞到列文胡克清晰地观察了活动的细胞，证实了细胞是所有生命的的结构基础，再到孟德尔通过豌豆实验阐明了生物遗传最基本最经典的规律，开创了遗传学研究的新纪元。尔后，DNA的双螺旋结构的发现标志着现代分子生物学的诞生。二十世纪四十至五十年代前后，生物学家们吸收数学、物理、化学等其他科学最新的研究成果及技术，开始了深入分子层面的研究。与其他学科的交融使得生物这一古老的学科重新焕发了青春。进入二十世纪八十年代，生命科学更使势不可挡，雄居影响当代人生活的四大科学之首，目前，生命科学已经成为21世纪当之无愧的带头学科。国际核心期刊论文发表生物学占着越来越多的比例，世界优秀科技成果评选总不会离开生物学的最新成果，无论从这些还是从对人类生活及思想的影响来看，生命科学都是当今世界科学研究的核心，最为炙手可热的领域。
既然生命科学能够起到如此重要的作用，那么将其所包含的知识运用到各个领域，也会促进人类在其他方面的进步与发展。
比如，现在世界上的一大难题就是环境保护问题，所以，在学习过程中激发我思考的一个问题就是环境保护和生物技术的关系。我们知道，环境保护已成为世界性的课题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。然而，我国虽然经济飞速发展，但由于忽视了发展中出现的环境问题，目前环境状况很糟糕。要想使我国社会与经济能持续发展，环境问题不容忽视。我国是一个发展中国家，经济水平和科技水平还不算高，所以我国药在科技发展上，特别是环保科技发展上努力，争取与国际上的高新技术接轨，当然，在这其中，生物技术在环境保护领域的应用是一个重要方面。利用生物技术治理环境污染是很有发展潜力的，因为生物是构成生态系统的要素，而生态系统内的物质循环又主要是依靠生物过程完成的。生物技术是环境保护的理想武器，在解决环境问题过程中的优势在于它是一个纯生态过程，体现了可持续发展的思想。生物技术处理环境污染物方面速度快、消耗低、效率高、成本低、无污染等，这所预示的广阔市场前景，受到了各国科技工作者的重视。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题的深入认识，我们会发现，现代生物技术的发展为从根本上解决环境问题带来了希望。在发达国家，环境生物技术已成为优先应用的环境保护技术，例如，美国构建的超级细菌可快速降解土壤和水体中的石油成分，这个技术已获得专利，并应用在海湾战争中。至今，英国、法国、德国、荷兰等国家已取得大量实用性的环境生物技术研究成果，部分已经商品化。例如，英国的生物可降解塑料等绿色产品，在世界各国有广泛影响。除此之外，高硫煤微生物脱硫技术、造纸中的生物制浆和生物漂泊技术、石油污染土壤的生物修复、生物农药、生物净化废水等生物技术在环境保护方面的应用让我们看到了二十一世纪环境保护的希望。目前，我国的环境生物技术还处于刚起步阶段，该技术的进一步研发需要社会的支持，大力推进生物技术在环境保护中的应用，并通过生物技术的发展带动整个科技的发展，是我国解决正面临的严峻的环境问题的出路。
为了环境问题的解决，生命科学的研究是绝对必要的。不仅如此，环境生物技术对我国环境保护和社会经济发展、人类生存等都有着重大意义。
随着生物科学的发展，生物科学技术对社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面：
一是影响人们的思想观念。生命科学启示我们，投有自然生命就投有一切，对人来说，第一宝贵的就是自己的自然生命，因此人应该认真思考，人怎样活着才符合生命的本性，才最有意义和最有价值?生命科学又启示我们，人的自然生命之所以能够存在，是因为有自然生命的能量即生命力存在，因此人活着如果符合生命的本性，就
活得最有意义和最有价值，所以人应该激发、保持和加强生命的力度，使有限的生命具有无限的生命力。这种从生命科学引发而成的生命哲学，促使现代人辩证地对待自己的生命历程，既克服消极的悲观主义，又消除盲目的乐观主义；既怀有积极人世的人文主义精神，又不乏顺其自然的自然主义态度；既洋溢对生命限度的超越性，又充满对生命价值的创造性。
生命哲学之所以能够从生命科学获得启示，原因盖出于对现代人自然生命态度和质量的忧虑。人们看到现实社会中，固然有不少人热爱生命，珍惜生命，甚至为他人生命的存在而奉献自己的生命，体现了最为辉煌的生命价值取向，但也有不少人为了满足声色犬马的生理刺激，追求灯红酒绿的官能满足，不 暗浪费生命，甚至为吸毒而摧残自己的生命，为贪财而毁灭他人的生命。人们还看到现代文明固然为现代人带来了福祉，但也带来了人类生存环境的破坏，使不少人产生了一种源于自然生命深层的忧患意识。此外，过于理性的社会和富裕的物质生活，又使不少人缘于自然生命底蕴的欲望和血性之气消弭，失去了个性的鲜亮的原生色泽，递减了生命力的自然形态的强度。因此，出于对现代人自然生命的切关怀，生命科学也就以唤醒生命、指导生命、强化生命为己任
二是促进社会生产力的提高。首先它对于农业将是一个飞跃性的作用。中国人都知道袁隆平的杂交水稻很有力的解决了中国这个只有世界上7％的土地却生存这13％的人口的国家的吃饭问题，这在人类农业史上也是一个跨越性的发展。而近些年来大张旗鼓的转基因食物，有隐隐将人们的生活提升了一个档次。
最近几年中国的航天事业飞速发展，而科学家把航天技术与生物技术结合起来，使我国的蔬菜产量成倍地提高，而且增加了许多品种和口味不同的蔬菜。这在以前技术不怎么发达的中国，人们的生活一穷二白，是连想都不敢想的。
三是提高人们的健康水平，延长寿命。中国工程院院士巴德年说，这个世纪注定是生命科学的世纪。不错，自从20世纪人类基因组计划开始实施以来，揭开人类身体的奥秘这部天书已不再遥远。我们知道，一切生命都是由基因构成，人的生老病死皆由其控制，假如这个密码一旦被解开，可以想象，人类的一切都将在掌握之中。
例如许多家族遗传病一直是难以治疗的顽疾，而这其实也是由基因控制的。我们只要掌握了遗传病基因的排序，那么解决这个问题将不再是难事，甚至可以因此而使这种疾病从此消失，许多患者就可以看见曙光。
四是改善我们的生存环境。环境问题已经越来越成为威胁人类生存的第一大问题。荒漠化，水污染，空气污染，植被减少，还有更加严重的温室效应，每一给都能让人们头疼一阵子。而这，最终还要靠生命科学来解决。例如为了给沙漠披上绿装，人们一直在寻找绿化沙漠树种。白杨树能在干旱和盐碱化土壤等劣势条件下生存，人们根据白杨树的这一特性，不断研究，逐步解开了植物抗旱的面纱。以色列希伯莱大学的研究者在白杨树细胞内分离出能保证它在恶劣条件下生存的特殊蛋白质，研究人员通过转基因技术，进一步提高白杨树中这种蛋白质的含量，这样，可因地制宜地培育出抗逆性更强的沙漠绿化树种。转基因沙漠绿化树种的培育，无疑将为沙漠地带生态环境的综合改造找到一条新的途径。
诸如此类，生命科学可以解决的事情还有很多，只要是生活中能想到的方方面面，都能见到生命科学的踪影。
可能会有人问，生命科学现在的影响已经如此之深、如此之大了，那未来的生命科学又将运用在何处？未来又会怎样？我们可以尽情展开我们的想象，尽管我不是本专业的学生，但是仍是希望能够通过自己所学与自己对这门学科的热情来为生命科学的发展努力一下，为其全方面的应用社会、造福社会起到一定推动作用。尽情想象今后生命科学会带给我们的改变，总之，这一切都将随着生命科学的不断发展，逐步实现。
第四篇：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).
第五篇：生命科学 选修课论文
旅游与会展学院
生命科学
评阅人签名：_________得分：________ 姓名 学 号 学院 班级编号 上课时间
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
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