第一篇：生命科學概論論文

人類基因鑒定技術

116馬世林工商管理

摘要：人體細胞有總數約為30億個堿基對的DNA，每個人的DNA都不完全相同，人與人之間不同的堿基對數目達幾百萬之多，因此通過分子生物學方法顯示的DNA圖譜也因人而異，由此可以識別不同的人。這便是人類基因鑒定技術，本文將詳細的介紹基因鑒定技術的有關發展及具體應用。

關鍵詞：基因鑒定;DNA;親子鑒定

一、基因鑒定技術的起源及發展

DNA鑒定技術的起源： DNA鑒定技術是英國遺傳學家A·J·杰弗里斯（1950

－）在1984年發明的。由于人體各部位的細胞都有相同的DNA，因此可以通過檢查血跡、毛發、唾液等判明身份。

通過遺傳標記的檢驗與分析來判斷父母與子女是否親生關系，稱之為親子試

驗或親子鑒定。DNA是人體遺傳的基本載體，人類的染色體是由DNA構成的，每個人體細胞有23對（46條）成對的染色體，其分別來自父親和母親。夫妻之間各自提供的23條染色體，在受精后相互配對，構成了23對（46條）孩子的染色體。如此循環往復構成生命的延續。由于人體約有30億個核苷酸構成整個染色體系統，而且在生殖細胞形成前的互換和組合是隨機的，所以世界上沒有任何兩個人具有完全相同的30億個核苷酸的組成序列，這就是人的遺傳多態性。盡管遺傳多態性的存在，但每一個人的染色體必然也只能來自其父母，這就是DNA親子鑒定的理論基礎。

傳統的血清方法能檢測紅細胞血型、白細胞血型、血清型和紅細胞酶型等，這些遺傳學標志為蛋白質（包括糖蛋白）或多肽，容易失活而導致檢材得不到理想的檢驗結果。此外，這些遺傳標志均為基因編碼的產物，多態信息含量（PIC）有限，不能反映DNA編碼區的多態性，且這些遺傳標志存在生理性、病理性變異（如A型、O型血的人受大腸桿菌感染后，B抗原可能呈陽性。因此，其應用價值有限。

DNA檢驗可彌補血清學方法的不足，故受到了法醫物證學工作者的高度關

注，近幾年來，人類基因組研究的進展日新月異，而分子生物學技術也不斷完善，隨著基因組研究向各學科的不斷滲透，這些學科的進展達到了前所未有的高度。在法醫學上，STR位點和單核苷酸（SNP）位點檢測分別是第二代、第三代DNA分析技術的核心，是繼RFLPs（限制性片段長度多態性）VNTRs（可變數量串聯重復序列多態性）研究而發展起來的檢測技術。作為最前沿的刑事生物技術，DNA分析為法醫物證檢驗提供了科學、可靠和快捷的手段，使物證鑒定從個體排除過渡到了可以作同一認定的水平，DNA檢驗能直接認定犯罪、為兇殺案、強奸殺人案、碎尸案、強奸致孕案等重大疑難案件的偵破提供準確可靠的依據。隨著DNA技術的發展和應用，DNA標志系統的檢測將成為破案的重要手段和途徑。此方法作為親子鑒定已經是非常成熟的，也是國際上公認的最好的一種方法。

二、基因鑒定技術之親子鑒定

親子鑒定在現在社會應用越來越大。親子鑒定又稱父權鑒定、親權鑒定，是應用醫學、生物學及有關自然科學的理論、技術和方法，判斷有異議的父母與子女是否親生關系，特別是父與子女是否親生關系的鑒定。

DNA親子鑒定是目前最準確的親權鑒定方法，如果小孩的遺傳位點和被測試男子的位點（至少1個）不一致，那么該男子便100％被排除血緣關系之外，即他絕對不可能是孩子的父親。如果孩子與其父母親的位點都吻合，我們就能得出親權關系大于99．99％的可能性，即證明他們之間的血緣親子關系。

（一）親子鑒定技術的發展

早在三國時代，我國就已有以弟血滴兄骨驗親法，明代以后，有人應用“合血法”鑒定親權關系。盡管上述方法不盡科學，但在用血型鑒定親權的歷史上，還是有較重要貢獻的。自1900年奧地利維也納大學的Land-steiner發現ABO血型，使親子鑒定建立在更加科學的基礎之上。隨著人類血液遺傳多態性知識的不斷發現和發展，新技術與新方法的不斷建立和更新，測定血液遺傳標記(geneti。marker，或GM)項目的不斷增多，更使親子鑒定在近一個世紀里，取得了巨大進展。之后隨著免疫技術的充分利用又使多種血型系統被發現，如:MN、Rh、P、Lewis、Kell、nuffy、Kidd、oiego等，已相繼有400多種紅細胞抗原相繼被發現。而電泳技術應用子血清蛋白和紅細胞同工酶的分析，又開創了法醫物證檢驗“血清型

和酶型”時代。1955年Smithies等人首先報告了人血清在淀粉凝膠電泳中分出移動不同的區帶，將結合珠蛋白(Hp)分為三種型;1962年Harris等用淀粉凝膠電泳檢出血清擬膽堿酷酶的幾種變異體;1963年Hopkinson等應用淀粉凝膠電泳檢出了紅細胞酸性磷酸酶(EAP)的五種表現型。結果促使血清型和酶型的檢驗迅速發展。但還存在著局限性，仍不能達到個人同一認定的水平。而隨著DNA指紋、PCR技術在法醫學中的應用，則開辟了“法醫DNA分析”的新時代。這是法醫物證檢驗的一個飛躍，它使法醫物證檢驗達到了個人同一認定水平。在此后的十幾年間，法醫DNA分析技術飛速發展，在STI、(短串聯重復序列)位點的復合擴增，mtDNA的序列分析及MVR一PCR(小衛星重復區域的數字編碼法)等技術的研究上，尤其是在DNA體外擴增技術(PCR)上，都取得了相當進展。

（二）親子鑒定技術具體方法

1，血型和血清蛋白檢測方法

早期人們主要根據臉型、指紋以及母親的指控來認定親子關系,顯然很不可靠。人類血型被發現后,證明了它是個體的一種遺傳標記,并很快被用于親子鑒定,但由于血型的多態性程度有限,許多人可以表現同一血型,單憑血型檢查結果,一般只能在某些情況下作出排除的結論,難以作出肯定的結論。直到70年代人類白細胞抗原(HLA)系統發現后,局面才得以改觀,因HLA具有高度的遺傳多態性,使用HLA不僅能排除親子關系,還能肯定某些親子關系。肯定親子關系時應計算親子關系概率,按照國際標準,親子關系概率應大于99.73%才能認定。單獨進行HLA抗原檢測,很難達到肯定親子關系這一標準,因而常需同時進行其它血型標記檢查,目前可用于鑒定的血型標記已達70多種。理論上,所檢測的標記系統越多,結論越準確,但在實踐中任何一個實驗室都不可能無限制地檢測過多的項目。以HLA抗原檢測為主的親子鑒定除尚需進行其它標記測定外,HLA抗原測定需要活細胞,采血后需及時測定,對于單親的鑒定需要在進行家庭其它人員的檢查后才能確定,因之這種方法已逐漸為DNA分型技術所替代。

2，DNA指紋方法

DNA指紋(DNA Fingerprint,DFP)指根據DNA的多態性,個體的DNA用限制性內切酶切斷后,片斷的數目和長度具有高度的特異性,經過凝膠電泳,或以特定的探針(如放射性標記的Jeffreys33.6,33.15等探針)作Southern雜交,都能產生具有高度特異性的譜帶,這種圖譜在不同個體之間均存在明顯差異性,與人的指紋相似,稱為DNA指紋圖譜.DNA指紋具有個體高度特異性、體細胞穩定性和種類穩定性的特點,而且這種特異性仍按簡單的孟德爾方式遺傳,成為目前最具吸引力的遺傳標記,具有廣泛的用途.譬如用于親子鑒定,作為遺傳標記輔助選擇等等.3，PCR-DNA分型技術

STR是短串聯重復序列(Shorttandem repeat)的簡稱,也叫微衛星DNA(microsatellite)或簡單重復序列(Simple Sequence Repeat, SSR),是一類廣泛存在于真核生物基因組中的DNA串聯重復序列。其核心序列為2-6bp,重復次數通常在15~30次。多數的STR基因座具有多態性,其高度多態性主要源于核心序列重復次數的個體間差異,這種差異在基因傳遞的過程中一般遵循孟德爾共顯性遺傳規律。STR作為一個重要的遺傳標記系統,已廣泛應用于腫瘤生化研究、法醫學個體識別、親子鑒定和群體遺傳學分析等領域。STR多態性一般是指由于核心序列重復次數不同而構成的長度多態性,但測序研究結果表明STR也存在著序列多態性。在實際應用中序列多態性的檢測手段繁瑣,對儀器設備要求高,故較少采用,而長度多態性檢測已被廣泛應用于法醫學個人識別和親子鑒定。

三、基因鑒定技術之指紋技術

近一個世紀以來，指紋技術給偵破工作帶來很大方便。但罪犯越來越狡猾，許多作案現場沒有留下指紋。現在有了DNA指紋鑒定技術，只要罪犯在案發現場留下任何與身體有關的東西，例如血跡和毛發，警方就可以根據這些蛛絲馬跡將其擒獲，準確率非常高。DNA鑒定技術在破獲強奸和暴力犯罪時特別有效，因為在此類案件中，罪犯很容易留下包含DNA信息的罪證。

根據DNA指紋破案雖然準確率高，但也有出錯的可能，因為兩個人的DNA指紋在測試的區域內有完全吻合的可能。因此在2000年英國將DNA指紋測試擴展到10個區域，使偶然吻合的危險幾率降到十億分之一。即使這樣，出錯的可能性仍未排除。

第二篇：生命科學概論論文

人類基因組計劃與人類健康

摘要：

由美、英、法、日、德和中國科學家共同完成的“人類基因組計劃”，歷時十年，測定了相當于一個人類個體基因組的全部序列，從而翻開了生命科學和人類文明史上嶄新的一頁。

“科學作為一種職業是有三個不互相排斥的目的：滿足科學家的好奇心，這是心理目的；是發現物質世界的規律，是科學的理性目的；對事物的了解用來解決人類面臨的問題，是科學的社會目的。”

——前言

一、人類基因組計劃簡介

基因組是一個物種中所有基因的整體組成。人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物質。要揭開生命的奧秘，就需要從整體水平研究基因的存在、基因的結構與功能、基因之間的相互關系

人類基因組計劃(human genome project, HGP)是由美國科學家于1985年率先提出，于1990年正式啟動的。美國、英國、法國、德國、日本和中國科學家共同參與了這一價值達30億美元的人類基因組計劃。這一計劃旨在為30多億個堿基對構成的人類基因組精確測序，發現所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學計劃

“人類基因組計劃”是測定人體細胞中24條染色體（x,y染色和22條常染色）上的基因及其堿基排列順序

HGP的目的是解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長發育的規律、認識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認識疾病產生的機制以及長壽與衰老等生命現象、為疾病的診治提供科學依據

二、人類基因組計劃的主要任務

HGP的主要任務是人類的DNA測序，繪制四張譜圖，即遺傳圖譜、物理圖譜、序列圖譜、基因圖譜

（一）遺傳圖譜：

又稱連鎖圖譜，它是以具有遺傳多態性（在一個遺傳位點上具有一個以上的等位基因，在群體中的出現頻率皆高于1%）的遺傳標記為“路標”，以遺傳學距離（在減數分裂事件中兩個位點之間進行交換、重組的百分率，1%的重組率稱為1cM）為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創造了條件。意義是6000多個遺傳標記已經能夠把人的基因組分成6000多個區域，使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現型的基因與某一標記鄰近（緊密連鎖）的證據，這樣可把這一基因定位于這一已知區域，再對基因進行分離和研究。對于疾病而言，找基因和分析基因是個關鍵

（二）物理圖譜：

物理圖譜是指有關構成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對構成基因組的DNA分子進行測定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關基因的 遺傳信息及其在每條染色體上的相對位置線性而系統地排列出來

（三）序列圖譜：

DNA序列分析技術是一個包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜

（四）基因圖譜：

基因圖譜是在識別基因組所包含的蛋白質編碼序列的基礎上繪制的結合有關基因序列、位置及表達模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%~5%長度的全部基因的位置、結構與功能，最主要的方法是通過基因的表達產物mRNA反追到染色體的位置是在識別基因組所包含的蛋白質編碼序列的基礎上繪制的結合有關基因序列、位置及表達模式等信息的圖譜

三、HGP對人類的重要意義

（一）HGP對人類疾病基因研究的貢獻

人類疾病相關的基因是人類基因組中結構和功能完整性至關重要的信息。對于單基因病，采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的全新思路，導致了亨廷頓舞蹈病、遺傳性結腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發現，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎。對于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經精神類疾病（老年性癡呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重點。健康相關研究是HGP的重要組成部分，1997年相繼提出：“腫瘤基因組解剖計劃”“環境基因組學計劃”

（二）HGP對醫學的貢獻

基因診斷、基因治療和基于基因組知識的治療、基于基因組信息的疾病預防、疾病易感基因的識別、風險人群生活方式、環境因子的干預

（三）HGP對生物技術的貢獻

1.基因工程藥物：分泌蛋白（多肽激素，生長因子，趨化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受體

2.診斷和研究試劑產業：基因和抗體試劑盒、診斷和研究用生物芯片、疾病和篩藥模型

3.對細胞、胚胎、組織工程的推動：胚胎和成年期干細胞、克隆技術、器官再造

（四）HGP對制藥工業的貢獻

篩選藥物的靶點：與組合化學和天然化合物分離技術結合，建立高通量的受體、酶結合試驗以知識為基礎的藥物設計：基因蛋白產物的高級結構分析、預測、模擬—藥物作用“口袋”

個體化的藥物治療：藥物基因組學

（五）HGP對社會經濟的重要影響

生物產業與信息產業是一個國家的兩大經濟支柱；發現新功能基因的社會和經濟效益；轉基因食品；轉基因藥物（如減肥藥，增高藥）

（六）HGP對生物進化研究的影響

生物的進化史，都刻寫在各基因組的“天書”上；草履蟲是人的親戚——13億年；人是由300～400萬年前的一種猴子進化來的；人類第一次“走出非洲”——200萬年的古猿；人類的“夏娃”來自于非洲，距今20萬年——第二次“走出非洲”？

（七）HGP帶來的負面作用

侏羅紀公園不只是科幻故事、種族選擇性滅絕性生物武器、基因專利戰、基因資源的掠奪戰、基因與個人隱私

四．人類基因組計劃大事記 1990年10月

被譽為生命科學“阿波羅登月計劃”的國際人類基因組計劃啟動 1998年5月

一批科學家在美國羅克威爾組建Celera遺傳公司，目標是投入3億美元，到2001年繪制出完整的人體基因圖譜，與國際人類基因組計劃展開競爭

10月23日

美國國家人類基因組研究所在美國《Science》（科學）雜志上發表聲明說，人類基因組計劃的全部測序工作將比原計劃提前兩年，即在2003年完成 1999年3月15日

英國韋爾科姆基金會宣布，由于科學家加快工作步伐，人類基因組工作草圖將提前至2000年完成 9月

中國獲準加入人類基因組計劃，負責測定人類基因組全部序列的1%，也就是3號染色體上的3000萬個堿基對，使中國成為繼美、英、日、德、法之后第六個國際人類基因組計劃參與國，也是參與這一計劃的唯一發展中國家

12月1日

國際人類基因組計劃聯合研究小組宣布，他們完整地譯出人體第22對染色體的遺傳密碼，這是人類首次成功地完成人體染色體基因完整序列的測定。

2000年3月14日

美國總統克林頓和英國首相布萊爾發表聯合聲明，呼吁將人類基因組研究成果 4 公開，以便世界各國的科學家都能自由地使用這些成果。他們是針對一些私營生物技術公司為了商業利益而與國際人類基因組計劃展開競爭，并試圖將自己的研究成果申請專利而發出此聲明的 4月6日

Celera公司宣布已破譯出一名實驗者的完整遺傳密碼。但不少歐美科學家對Celera公司的成果表示質疑，認為該公司的研究“沒有提供有關基因序列的長度和完整性的可靠參數”，因而是“有漏洞的”

4月末

我國科學家按照國際人類基因組計劃的部署，完成了1%人類基因組的工作框架圖

5月

國際人類基因組計劃完成時間再度提前，預計從原定的2003年6月提前至2001年6月

5月8日

由德國和日本等國科學家組成的國際科研小組宣布，他們已經基本完成了人體第21對染色體的測序工作。

6月26日

各國科學家公布了人類基因組工作草圖 2001年2月

人類基因組工作草圖公開發表

2003年，人類基因組計劃的測序任務圓滿完成總結：

人類基因組計劃(HGP)的目的是解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長發育的規律、認識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認識疾病產生的機制以及長壽與衰老等生命現象、為疾病的診治提供科學依據。其對人類健康的意義主要體現在以下幾個方面：

首先，我們可以明顯的發現人類基因組計劃的發展極大的促進了藥物與疫苗的開發與上市，為疾病的治療和預防提供了更多有效的工具。近來，我國研制并生產了全球第一個基因治療藥物“今又生”。另外，對于基因的深入研究也使我們有更多的靶點用于化學藥物的開發。

其次，人類基因組計劃帶動了診斷與檢測產品及方法的研究開發。目前已經有千余種疾病可以通過基因檢測來發現或診斷。其中很多已經用在臨床上或處于實驗室應用階段。對于成年人遺傳疾病的診斷和篩選，比如乳腺癌，遺傳性糖尿病等都可以檢測出來。檢測出疾病之后，可以針對這些疾病進行非常有效的治療。

另外，人類基因組的發展，促進了預測以及預防醫學的發展。目前我們還的很多疾病，主要慢性疾病都是呈增長的趨勢。其中最重要的是高血壓，它是涉及全國1.45億人的慢性疾病。而且它還在悄悄的撒網，危險還在繼續增加。這是為什么呢？因為在患高血壓的人群中，有70%的人還不知道自己患病。即便是知道自己患有高血壓的人群中，也僅有一小部分得到有效的治療。其他一些疾病，如腫瘤、冠心病等依然嚴重威脅著國人的健康。對于這些疾病，目前還沒有有效的治療手段。因此，慢性疾病的預測與預防的意義更加顯著。通過個人基因組測序或者其他基因檢測，我們可以了解一個人的基因型，從而預計一些疾病發生的可能性。疾病的發生是人體自身的基因與外部環境共同作用的結果。因此，通過營造一種適當的外部環境，應當可以達到預防疾病的目的。可以說正是基因組計劃與基因組科學的進展，使得人們可以更加清楚地了解自身的基因及其與疾病的關系，從而更好的實現疾病的預測與預防(不但可預防當事人日后發生疾病，還可預防其后代發生同樣的疾病)。

最后，人類基因組計劃的發展，將實現個體化醫療與個體化健康的發展。通過個人基因組測序，依據每個人的基因組信息，可以清楚每個人患某種疾病的風險，清楚其對不同藥物的反應狀況。也可以明確是什么樣的病原導致疾病的發生，這些病原對什么樣的藥物或治療方式敏感。在這些信息的基礎上可以真正做到因人而異，對癥下藥，實現個體化的醫療。而對于處于健康以及亞健康狀態的人，也可以根據其基因組的基本信息與基因表達的狀態給出個性化的健康方案與相關建議。

參考文獻：

《醫學研究家雜志》 老社教學博客 黃河新聞網 百度百科 百度知道 維基百科 維普網

第三篇：生命科學概論學后感

生命科學概論學后感

對于生命科學我們并不陌生，其蘊含的知識存在于我們生活中的點點滴滴。而且在初中高中生物課本上就介紹過很多關于細胞、動植物、細菌病毒、遺傳、生態環境、生物制藥、基因工程、蛋白質、酶、抗生素、干擾素等知識。究其本質，生命科學是研究生命現象、生命活動的本質、特征和發生、發展規律，以及各種生物之間和生命與環境之間相互關系的科學；而本學期的生命科學概論的選修課則是在延續高中知識點的前提下，著重于生命科學的基本知識與當代人類所面臨的一些社會或科學問題，例如，前些日子的大學生投毒事件、環境問題、人口與資源問題、克隆技術和生物工程的應用前景以及安全性等問題，在介紹生命科學最新進展的同時，理論聯系實際，使我們在對生命科學有一個基本了解的同時，加強了對生命科學基本概念和內在聯系與規律的了解，大大地提高我們主動探索生命奧秘的積極性，讓我們在理論與實踐的聯系中提高創新能力，提高分析問題和解決問題的能力，能夠應用生命科學的基本知識，分析當代人類所面臨的一些緊迫問題，并能提出解決的方法。

通過這幾周的學習，我更深一步地了解到了原來生命科學不僅僅是對生物的觀察與研究，而且還是運用科學的方法技術對生命現象生物的各種活動進行分析，并使其更好的生存與發展，并且更多地認識到生命科學這門學科的研究對象：最簡單的生命到最復雜的生物在內的各種動物、植物和微生物等生命物質的結構和功能，它們各自發生和發展的規律，生物之間以及生物與環境之間的相互關系；以及為什么要學習生命科學：是自然科學發展的需要，是生命科學自身發展的需要，是提高科學素養和弘揚科學精神的需要，是人類社會可持續發展的需要。

生命科學是系統地闡述與生命特性有關的重大課題的科學。支配著無生命世界的物理和化學定律同樣也適用于生命世界，無須賦于生活物質一種神秘的活力。對于生命科學的深入了解，無疑也能促進物理、化學等人類其它知識領域的發展。比如生命科學中一個世紀性的難題是“智力從何而來？”我們對單一神經元的活動了如指掌，但對數以百億計的神經元組合成大腦后如何產生出智力卻一無所知。可以說對人類智力的最大挑戰就是如何解釋智力本身。對這一問題的逐步深入破解也將會相應地改變人類的知識結構。生命科學研究不但依賴物理、化學知識，也依靠后者提供的儀器，如光學和電子顯微鏡、蛋白質電泳儀、超速離機、X—射線儀、核磁共振分光計、正電子發射斷層掃描儀等等，舉不勝舉。生命科學學家也是由各個學科匯聚而來。學科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點與新興學科。

自古以來，人類就沒有停止過對神秘的生命現象孜孜不倦的探索。生命為什么選擇地球作為它唯一的家園，并在此生息繁衍進化；海洋是否真如亞特蘭蒂斯的傳說中那樣是起源于海洋；一顆休眠千年的種子緣何可以重新成長成參天大樹；一個小小的細胞又怎樣演變成復雜而有序的有機體？對萬千生命現象的思考與探索貫穿人類五千年歷史，成為人類認知世界中最富有魅力的部分。從虎克首次用自制的顯微鏡觀察到了細胞到列文胡克清晰地觀察了活動的細胞，證實了細胞是所有生命的的結構基礎，再到孟德爾通過豌豆實驗闡明了生物遺傳最基本最經典的規律，開創了遺傳學研究的新紀元。爾后，DNA的雙螺旋結構的發現標志著現代分子生物學的誕生。二十世紀四十至五十年代前后，生物學家們吸收數學、物理、化學等其他科學最新的研究成果及技術，開始了深入分子層面的研究。與其他學科的交融使得生物這一古老的學科重新煥發了青春。進入二十世紀八十年代，生命科學更使勢不可擋，雄居影響當代人生活的四大科學之首，目前，生命科學已經成為21世紀當之無愧的帶頭學科。國際核心期刊論文發表生物學占著越來越多的比例，世界優秀科技成果評選總不會離開生物學的最新成果，無論從這些還是從對人類生活及思想的影響來看，生命科學都是當今世界科學研究的核心，最為炙手可熱的領域。

既然生命科學能夠起到如此重要的作用，那么將其所包含的知識運用到各個領域，也會促進人類在其他方面的進步與發展。

比如，現在世界上的一大難題就是環境保護問題，所以，在學習過程中激發我思考的一個問題就是環境保護和生物技術的關系。我們知道，環境保護已成為世界性的課題，也日益嚴重地影響著我國國民經濟的可持續發展。然而，我國雖然經濟飛速發展，但由于忽視了發展中出現的環境問題，目前環境狀況很糟糕。要想使我國社會與經濟能持續發展，環境問題不容忽視。我國是一個發展中國家，經濟水平和科技水平還不算高，所以我國藥在科技發展上，特別是環保科技發展上努力，爭取與國際上的高新技術接軌，當然，在這其中，生物技術在環境保護領域的應用是一個重要方面。利用生物技術治理環境污染是很有發展潛力的，因為生物是構成生態系統的要素，而生態系統內的物質循環又主要是依靠生物過程完成的。生物技術是環境保護的理想武器，在解決環境問題過程中的優勢在于它是一個純生態過程，體現了可持續發展的思想。生物技術處理環境污染物方面速度快、消耗低、效率高、成本低、無污染等，這所預示的廣闊市場前景，受到了各國科技工作者的重視。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題的深入認識，我們會發現，現代生物技術的發展為從根本上解決環境問題帶來了希望。在發達國家，環境生物技術已成為優先應用的環境保護技術，例如，美國構建的超級細菌可快速降解土壤和水體中的石油成分，這個技術已獲得專利，并應用在海灣戰爭中。至今，英國、法國、德國、荷蘭等國家已取得大量實用性的環境生物技術研究成果，部分已經商品化。例如，英國的生物可降解塑料等綠色產品，在世界各國有廣泛影響。除此之外，高硫煤微生物脫硫技術、造紙中的生物制漿和生物漂泊技術、石油污染土壤的生物修復、生物農藥、生物凈化廢水等生物技術在環境保護方面的應用讓我們看到了二十一世紀環境保護的希望。目前，我國的環境生物技術還處于剛起步階段，該技術的進一步研發需要社會的支持，大力推進生物技術在環境保護中的應用，并通過生物技術的發展帶動整個科技的發展，是我國解決正面臨的嚴峻的環境問題的出路。

為了環境問題的解決，生命科學的研究是絕對必要的。不僅如此，環境生物技術對我國環境保護和社會經濟發展、人類生存等都有著重大意義。

隨著生物科學的發展，生物科學技術對社會的影響越來越大。這主要表現在以下幾個方面：

一是影響人們的思想觀念。生命科學啟示我們，投有自然生命就投有一切，對人來說，第一寶貴的就是自己的自然生命，因此人應該認真思考，人怎樣活著才符合生命的本性，才最有意義和最有價值?生命科學又啟示我們，人的自然生命之所以能夠存在，是因為有自然生命的能量即生命力存在，因此人活著如果符合生命的本性，就

活得最有意義和最有價值，所以人應該激發、保持和加強生命的力度，使有限的生命具有無限的生命力。這種從生命科學引發而成的生命哲學，促使現代人辯證地對待自己的生命歷程，既克服消極的悲觀主義，又消除盲目的樂觀主義；既懷有積極人世的人文主義精神，又不乏順其自然的自然主義態度；既洋溢對生命限度的超越性，又充滿對生命價值的創造性。

生命哲學之所以能夠從生命科學獲得啟示，原因蓋出于對現代人自然生命態度和質量的憂慮。人們看到現實社會中，固然有不少人熱愛生命，珍惜生命，甚至為他人生命的存在而奉獻自己的生命，體現了最為輝煌的生命價值取向，但也有不少人為了滿足聲色犬馬的生理刺激，追求燈紅酒綠的官能滿足，不 暗浪費生命，甚至為吸毒而摧殘自己的生命，為貪財而毀滅他人的生命。人們還看到現代文明固然為現代人帶來了福祉，但也帶來了人類生存環境的破壞，使不少人產生了一種源于自然生命深層的憂患意識。此外，過于理性的社會和富裕的物質生活，又使不少人緣于自然生命底蘊的欲望和血性之氣消弭，失去了個性的鮮亮的原生色澤，遞減了生命力的自然形態的強度。因此，出于對現代人自然生命的切關懷，生命科學也就以喚醒生命、指導生命、強化生命為己任

二是促進社會生產力的提高。首先它對于農業將是一個飛躍性的作用。中國人都知道袁隆平的雜交水稻很有力的解決了中國這個只有世界上7％的土地卻生存這13％的人口的國家的吃飯問題，這在人類農業史上也是一個跨越性的發展。而近些年來大張旗鼓的轉基因食物，有隱隱將人們的生活提升了一個檔次。

最近幾年中國的航天事業飛速發展，而科學家把航天技術與生物技術結合起來，使我國的蔬菜產量成倍地提高，而且增加了許多品種和口味不同的蔬菜。這在以前技術不怎么發達的中國，人們的生活一窮二白，是連想都不敢想的。

三是提高人們的健康水平，延長壽命。中國工程院院士巴德年說，這個世紀注定是生命科學的世紀。不錯，自從20世紀人類基因組計劃開始實施以來，揭開人類身體的奧秘這部天書已不再遙遠。我們知道，一切生命都是由基因構成，人的生老病死皆由其控制，假如這個密碼一旦被解開，可以想象，人類的一切都將在掌握之中。

例如許多家族遺傳病一直是難以治療的頑疾，而這其實也是由基因控制的。我們只要掌握了遺傳病基因的排序，那么解決這個問題將不再是難事，甚至可以因此而使這種疾病從此消失，許多患者就可以看見曙光。

四是改善我們的生存環境。環境問題已經越來越成為威脅人類生存的第一大問題。荒漠化，水污染，空氣污染，植被減少，還有更加嚴重的溫室效應，每一給都能讓人們頭疼一陣子。而這，最終還要靠生命科學來解決。例如為了給沙漠披上綠裝，人們一直在尋找綠化沙漠樹種。白楊樹能在干旱和鹽堿化土壤等劣勢條件下生存，人們根據白楊樹的這一特性，不斷研究，逐步解開了植物抗旱的面紗。以色列希伯萊大學的研究者在白楊樹細胞內分離出能保證它在惡劣條件下生存的特殊蛋白質，研究人員通過轉基因技術，進一步提高白楊樹中這種蛋白質的含量，這樣，可因地制宜地培育出抗逆性更強的沙漠綠化樹種。轉基因沙漠綠化樹種的培育，無疑將為沙漠地帶生態環境的綜合改造找到一條新的途徑。

諸如此類，生命科學可以解決的事情還有很多，只要是生活中能想到的方方面面，都能見到生命科學的蹤影。

可能會有人問，生命科學現在的影響已經如此之深、如此之大了，那未來的生命科學又將運用在何處？未來又會怎樣？我們可以盡情展開我們的想象，盡管我不是本專業的學生，但是仍是希望能夠通過自己所學與自己對這門學科的熱情來為生命科學的發展努力一下，為其全方面的應用社會、造福社會起到一定推動作用。盡情想象今后生命科學會帶給我們的改變，總之，這一切都將隨著生命科學的不斷發展，逐步實現。

第四篇：生命科學導論論文

河南工業大學校級公選課

題目：基因工程在疾病治療中的應用

學生姓名： 學

號： 所在學院： 專業年級： 班級序號：

2015年4月20日

基因工程在疾病治療中的應用

摘要：現代基因治療是一種應用基因工程技術和分子遺傳學原理，對人類疾病進行治療的新療法。主要是指對致病基因的修正和基因增強及采用外源性細胞因子基因、核酶、基因藥物進行疾病治療的方法。經過幾十多年的發展，技術逐步走向成熟。

關鍵詞：

癌癥 基因 基因治療 發展

一．基因治療現狀

1.多種疾病的基因治療

目前，基因治療的范圍已從過去罕見的單基因疾病擴大至常見的單基因疾病和多基因疾病。遺傳性疾病的基因治療多數屬于單基因缺陷所引起的疾病的基因治療。Fang等以腺病毒為載體，靶向肝細胞對苯丙氨酸羥化酶(PAH)缺陷癥小鼠模型進行了研究，結果表明小鼠的傷寒表型癥狀得到明顯改善。等則通過反轉錄狀病童T淋巴細胞中苯丙氨酸羥化酶(PAH)活性的改變狀況。惡性腫瘤的基因治療已進行了大量的預備性實驗，美國科學家構建了重組的TIL(腫瘤浸潤淋巴細胞)，能表達100倍于正常水平的TNF并應用于黑色素瘤的臨床治療。結果表明：經修飾的帶有CD4受體的細胞具有抗HIV感染的作用。還有將編碼可使艾滋病毒HIV RNA降解的核酶基因轉染人淋巴細胞，從而抑制HIV的傳播。

多種藥物的基因治療隨著對基因治療機制本身的不斷深人探討，用于基因治療的藥物形式也不斷創新。基于三鏈DNA形成脫氧寡核苷酸('rro)的反基因技術能夠通過阻止基因轉錄和DNA復制而達到治療目的。Cohen等曾用此技術抑制淋巴瘤的bc1．2基因，而Noonberg等以此對乳腺癌的HER2基因進行了相應的探索。基因治療從傳統意義上的DNA治療擴展至RNA水平。有治療作用的目的基因的mRNA已用作體內、體外基因治療的研究。

二．基因治療

1．復合免疫缺陷綜合征的基因治療

1991年美國批準了人類第一個對遺傳病進行體細胞基因治療的方案，即將腺苷脫氨酶（ADA）導入一個4歲患有嚴重復合免疫缺陷綜合征（SCID）的女孩。采用的是反轉錄病毒介導的間接法，即用含有正常人腺苷脫氨酶基因的反轉錄病毒載體培養患兒的白細胞，并用白細胞介素Ⅱ（IL－2）刺激其增殖，經10天左右再經靜泳輸入患兒。大約1－2月治療一次，8個月后，患兒體內ADA水平達到正常值的25%，未見明顯副作用。此后又進行第2例治療獲得類似的效果。

2．黑色素瘤的基因治療對腫瘤進行基因治療

是人們早已期望的事，在進行了多方面探索的基礎上，發現了腫瘤浸潤淋巴細胞（tumorinfiltrating lymphocyte-TIL，即能在腫瘤部位持續存在而無副作用的一種淋巴細胞）在腫瘤治療中的作用。于1992年實施了TNF/腫瘤細胞和IL－2/腫瘤細胞方案，即分別將IL－2基因腫瘤壞死因子（tumor necrosis ractor，TNF）基因導入取自患者自身并經培養的腫瘤細胞，再將這些培養后的腫瘤細胞注射至病人臀部，3周后切除注射部位與其引流的淋巴結，在適合條件下培養T細胞，將擴增的T細胞與IL－2合并用于病人，結果5名黑色素瘤病人中1名腫瘤完全消退，2名90%的腫瘤消退，另2人在治療后9個月死亡。由于攜有TNF的TIL可積于腫瘤處，因而TIL的應用提高了對腫瘤的殺傷作用。

3．其它遺傳病的基因治療其它遺傳病

諸如白種人中常見的囊性纖維化的進展很快。對于DMD的基因治療，由于有小鼠動物模型，也取得一定進展。例如1993年法國將Ad-RSVmDys（腺病毒－羅斯病毒小肌營養不良蛋白基因重組體）注入小鼠肌內成功。即用腺病毒為載體，與小肌營養不良蛋白（minidystrophin）基因的cDNA重組，在RSV啟動子啟動下，作肌肉注射，證明可在mdy小鼠肌肉表達，此外，對一些遺傳病如血友病，地中海貧血、高雪氏病等正在探索中。

浙江大學孔德華博士等單位對乙型血友病的基因治療也進行了有意義的探索，他們在兔模型的基礎上，將人第Ⅸ因子基因通過重組質粒（pcmvix）或重組反轉錄病毒（N2CMVIX）導入自體皮膚成纖維細胞，獲得可喜的階段性成果，相信不久的將來，基因治療會在我國取得成功。

4．反義技術

又稱反義寡核苷酸（antisenseoligodeoxynucleotides）技術，是指利用人工合成的反義RNA和反義DNA來阻斷基因的轉錄或復制，控制細胞生長在中間階段,使編碼蛋白質的基因能轉錄為mRNA，因而不能翻譯成相應的蛋白質，以達治療某一疾病的目的、用反義DNA已對某些癌癥進行臨床試驗。這類反義技術只能認為是一種從基因水平進行治療的技術，它們以不同方式，在DNA復制、轉錄和翻譯水平發揮作用。由于它們的分子量低，故而有潛力進入靶細胞，但其臨床穩定性、毒性、細胞通透性等各方面都需要進一步研究。

5．藥物靶向治療（drugstargeting）

此法機理可概括為病毒導向酶的藥物前體治療（virus directed enzyemeprodrug therapy，VDEPT），即用反轉錄病毒載體的外源基因轉移到細胞內。該基因編碼一種酶，此酶可將一種無害的藥物前體轉變為細胞毒素復合物。帶有這一基因的病毒載體只在特殊組織或腫瘤細胞中而不在正常細胞中表達。例如，胞嘧啶脫氨酶（cytosine deaminase）可將無害的5－氟胞嘧啶（5-fluorocytosine，5-FC）轉變為細胞毒素5－氟胞嘧啶（5-fluorocytosine，5-FC）。此病毒可感染正常細胞和癌細胞，但將該酶基因連接到一種“分子開關”后，則只能在腫瘤細胞中表達。Sikora等設計一個“嵌合小基因（chimeric minigene）”，即將酶基因連接到erbB2基因啟動子的下游，此啟動子活性增強，使erbB2在乳腺癌細胞中過度表達。此時，藥物5－FC注入細胞后即轉變為5－FU而致癌細胞死亡。而當5－FC給予含有此嵌合基因卻無erbB2表達的細胞時，亦無藥物前體活性。這一基因治療的新策略，可有可能使人對腫瘤等不同疾病進行基因治療。

三．基因工程在醫學上的發展和影響

目前,通過重組DNA產生的工程菌已大量高效地合成出許多人體中的活性多膚,為人體戰勝多種疑難疾病提供了有力的武器,也是國際醫藥工業發展的新的增長點。

重組DNA技術的發展使得設計新的無毒副作用的疫苗成為可能,并已取得了突破性進展。目前,正在開發研制的疫苗種類繁多,成為控制疾病的有效手段。蛋白質工程是指根據蛋白質的立體結構,采用基因工程等各種手段,根據人們的意愿對天然蛋白質進行修飾改造,使之在多種性能方面優于天然蛋白質。在醫學方面,可望通過某些單克隆抗體免疫球蛋白與毒素隊融合,來制造“生物導彈”藥物,用以攻克腫瘤及其他疾病的治療等。

轉基因動物已進入實用階段,把人的基因或其他外源基因導入動物的技術已經成熟,一種用途是建造新的動物模型；另一種用途是使轉基因動物成為一種生物反應器,將有醫學價值的活性蛋白基因導入易于繁殖的家畜或家禽受精卵中,在長成的轉基因動物體液或血液中收獲基因產物。

人類基因組計劃和惡性腫瘤的防治從1991年開始的人類基因組計劃,是人類科學史上最重大的科學項目之一,是當今生物學,醫學領域內一項最為引人注目的系統工程。

基因工程是20世紀生命科學領域中最偉大的成就，開辟了生命科學的新紀元。基因工程是一種分子水平上的生物工程，是生物工程的核心，是生物工程的靈魂，它可以超越動物、植物和微生物之間的界限，創造出新的生物類型。基因工程不僅在醫學上應用廣泛，而且廣泛應用在工業、農業、冶金、環保等領域，為人類的豐衣足食和健康長壽提供了持續的實用價值很高的產品，發展前景極為廣闊。

參考文獻：

1.《生命科學》2015年01期《基因編輯技術在基因治療中的應用進展》 2.《人基因治療》基因治療的發展史

3．高中生物教材，選修3：《現代生物科技專題》 4.李立家，肖庚富.基因工程.2004.5.朱寶泉.基因工程技術在醫學工業中的應用及進展.1997(2).

第五篇：生命科學 選修課論文

旅游與會展學院

生命科學

評閱人簽名：_________得分：________ 姓名 學 號 學院 班級編號 上課時間

2015年10月22日

對生命科學的認識

大自然最玄妙的存在莫過于生命體的存在，總是引發了我們的無限的思考。到底生命是怎么誕生，生命的本質到底是怎么被塑造，在生命的進化的歷程中又是什么在起著莫大的作用，在進化論的背后是不是有著不一樣的秘密？

生命科學是研究生命現象、生命活動的本質、特征和發生、發展規律，以及各種生物之間和生命與環境之間相互關系的科學。用于有效地控制生命活動，能動地改造生物界，造福人類生命科學與人類生存、人民健康、經濟建設和社會發展有著密切關系，是當今在全球范圍內最受關注的基礎自然科學。

現代科學技術發展極大地推進了社會的進步，尤其生命科學領域的進展給我們的生活帶來了天翻地覆的變化。生命科學與生物技術已經成為當今最為活躍的科技領域之一，人類對生命活動基本規律的認知水平達到前所未有的程度，其地位和作為是不言而喻的。這個領域的研究成果正在廣泛應用于人類社會，在減少人類疾病和動植物病害、改善人類的營養狀況，減少環境公害、保護自然資源等方面都產生了巨大的效益。

生命科學是一門歷史悠久的學科。在人類文明的初期,人們就注意到了生命與非生命的區別,并對生物進行觀察、描述,收集整理了大量的材料。17世紀前,由于科學技術水平的限制和神學對人們思想的影響,古老的生物學始終停留在觀察和描述階段。到18世紀,伴隨工業革命和自然科學的發展,對生物進行分門別類的研究成為主要課題19世紀,物理學和化學進一步發展,新技術不斷地應用于生物研究,使生物學由描述性的學科發展為實驗性的學科。20世紀以來伴隨物理化學等有關學科的發展生命科學的一些基本概念和理論建立起來了。20世紀后半葉,隨著分子生物學的興起,生命科學的發展獲得了前所未有的速度，一方面傳統生物學的學科分支進一步深化、細化,另一方面學科間的交叉進一步加強。20世紀70年代以后，以生物工程、克隆技術、PRC技術等為主要內容的現代生物技術取得突飛猛進的發展。

生命科學的發展經歷了拉馬克的獲得性遺傳學說、達爾文的選擇論、分子遺傳 學說以及現代綜合進化論。時至今日，各學科的科學工作者都已從掌握的生命程式中找到了各自所涉及科學的一些規律的認知：計算機學科專家在探索生物神經元的工作方式時，使電子計算機的運算的速度更快，已發明了生物計算機；農學家在作生命遺傳基因的最合理搭配，使人類的食品更符合自己的營養、口感以及保健需求，轉基因植物、動物已經出現；醫學家正在為各種疾病建立基因檔案，使人類對疾病的處理手段從預防、診斷到治療出現了一個全方位的改善，已開始實施基因療法。

對于生命科學大家早已不陌生，在高中課本上就講過很多關于生物制藥、基因工程、蛋白質、酶、抗生素等知識。生命科學前沿與人類健康主要研究現在比較前沿的科學，即尚處于研究階段的科學。現實生活中我們存在很多的無賴，比如：我們眼睜睜的看著親人朋友的離去卻沒有任何辦法，我們無法擺脫對抗生素的依賴，因此我們就要去尋找更加安全，更加人性化的治療方法和關鍵技術的突破！這就是生命科學前沿技術研究要帶給人類的。

從宏觀角度看，地球上的生物構成了一個復雜的生態系統，在這個系統中，生物之間相互依賴、相互制約。生態系統與它存在的環境之間相互作用，形成了一個生命賴以生存的，包括地球大氣低層空間、陸地表面、巖石圈以及廣闊水體的生物圈。生命世界中，數以百萬計的不同物種雖然在形態結構和行為活動上表現得千差萬別，但生物世界中最本質的東西卻是高度一致的。

自古以來，人類就沒有停止過對神秘的生命現象孜孜不倦的探索。生命為什么選擇地球作為它唯一的家園，并在此生息繁衍進化；海洋是否真如亞特蘭蒂斯的傳說中那樣是起源于海洋；一顆休眠千年的種子緣何可以重新成長成參天大樹；一個小小的細胞又怎樣演變成復雜而有序的有機體？對萬千生命現象的思考與探索貫穿人類五千年歷史，成為人類認知世界中最富有魅力的部分。

正是世界上這各種各樣些生物物種的存在，使得我們的自然界變得豐富多彩，但是由于人類的快速發展，許多物種面臨著滅絕和已滅絕的危機，就拿離我們很近的20世紀來說，大約20多萬種的物種從此消失在了地球上，昆士蘭毛鼻袋熊，1900滅絕.；澳米氏彈鼠，1901年滅絕.； 曾經世界上最兇猛的熊--堪查加棕熊，1920年滅絕了；新墨西哥狼,1920年滅絕；中國豚鹿1960年滅絕；臺灣云豹1972年滅絕.；西亞虎,1980年后的人是看不見它了；亞歐水貂滅絕時間大概是1995--1999年之間。那么100年后，究竟還會有多少動物走向滅絕，留給地球，留給人類的還能剩些什么？我們人類又能在自然界存活多久呢？天作孽猶可活，自作孽不可活

生命科學就在我們身邊的任何地方，我們的生活離不開它。生命科學與我們每個人的生活聯系得是如此緊密。現代生物技術生產的產品大量涌入每一個人的家庭和生活。我們要理性地看待生物技術的快速發展，學習生命科學的基本知識，接受生命科學新觀念、新技術、新產品。同時，任何一件事物都有兩面性，生物技術是一把雙刃劍，它可以給人類帶來巨大的利益，也可以給人類帶來巨大的災難。我們只有掌握好它的知識并且加以運用才能造福人類。

在生命科學的海洋中，徜徉我無時無刻不感受著大自然那偉大的力量。從千奇百怪的植物，還有活潑機智的動物，再到期末最后一節那晦明變換的大千星系，先生在例如光盤版權這方面的花費讓我驚嘆，不遺余力地通過不同角度，讓我們了解了生命，認識現代生物科技，讓我覺得踏入生物殿堂，就如同開啟了一個奇幻的世界，那里有太多我所不了解，那里有太多需要我去探索去發現。

“人類一思考，上帝就發笑”，學習生命科學導論這門課程，是可以幫助我們更好地認識這個世界，也能學到很多知識。但我還是覺得，這門課程的關鍵是要引發我們對現實生活的思考，對生命存在的思考，能更好地把對生物的認識、對生命的認識和現實生活結合起來，解決我們在現實生活和人類發展過程中遇到的問題。畢竟我們已經是一名大學生，應該用青年人的視角去審視這個世界。

師傅領進門，修行在個人，我們會一直進步