1、走進生命科學,走進生命科學的世紀,一.生命科學的發(fā)展史,二.展望生命科學新世紀,公元六世紀賈思勰,公元六世紀）杰出的農業(yè)科學家。他是山東益都人，在總結我國古代勞動人民農業(yè)生產成就的基礎上，寫成了著名的農業(yè)科學著作齊民要術。 齊民要術全書共九十二篇，分成十卷，正文大約七萬字，注釋四萬多字，共十一萬多字；此外，書前還有自序和雜說各一篇。,賈思勰與 齊民要術,全書包括各種農作物的栽培，各種經濟林木的生產，野生植物的利用，家畜、家禽、魚、蠶的飼養(yǎng)和疾病的防治，以及農、副、畜產品的加工，釀造和食品加工，以至文具、日用品的生產等等，幾乎所有農業(yè)生產活動都作了比較詳細的論述。在農學方面具有重大意義。,明代藥

2、圣李時珍,在我國明朝的時候出了一位偉大的醫(yī)藥學家，就是被后人尊稱為藥圣的李時珍。 他花費了27年心血編纂的醫(yī)藥學巨著本草綱目，不僅在我國產生了巨大影響，而且世界聞名。,古希臘亞里士多德,亞里士多德是世界古代史上最偉大的哲學家、科學家。,在天文學、物理學、生物學等領域作出了許多研究。指出鯨魚是胎生的，還考察了小雞胚胎的發(fā)育過程。,古羅馬斗獸場與蓋侖,蓋侖出生在羅馬，他的父親一直夢想兒子能夠成為一名優(yōu)秀的醫(yī)學家。20歲時父親去世。蓋侖遵從父訓，游學各地。學習醫(yī)學。在學習的過程中，他逐漸認識到解剖對一名醫(yī)生的重要性。28歲時蓋侖做了一名角斗士醫(yī)生。,羅馬斗獸場與蓋侖,蓋侖是一位非常強調解剖的醫(yī)生，他

3、不失時機地把握做角斗士醫(yī)生的特殊經歷，進行了人體結構的解剖觀察。 特殊的經歷奠定了蓋侖成為一位名醫(yī)的基礎，加之他以前曾經做過大量的動物解剖，終于寫出了有史以來第一部系統(tǒng)研究人體解剖的著作論解剖，也使他成為西方醫(yī)學史上著名的解剖學權威。,英國物理學天文學家羅伯特胡克,奠定胡克科學天才聲望的要數顯微制圖一書。該書于1665年1月出版，科學界才發(fā)現顯微鏡給人們帶來的微觀世界和望遠鏡帶來的宏觀世界一樣豐富多彩。 胡克繪畫的天分在書中得到充分展現，在沒有照相機的當時， 58幅圖畫都是胡克用手描繪的顯微鏡下看到的情景。 顯微制圖一書為實驗科學提供了前所未有的既明晰又美麗的記錄和說明，開創(chuàng)了科學界借用圖畫這

4、種最有力的交流工具進行闡述和交流的先河，為日后的科學家們所效仿。,施萊登和施旺與細胞學說,在18381839年，施萊登和施旺分別發(fā)表了植物細胞和動物細胞基本認識的專著。他們兩人取得完全一致的看法，創(chuàng)立了細胞學說，即一切植物和動物都是由細胞構成的，細胞是生命的結構和功能的基本單位。,現代生物學之父查爾斯達爾文,1831 年他畢業(yè)后就參加了測量考察艦“貝格爾”號歷時5年的環(huán)球旅行。在歷時五年的環(huán)球考察中，達爾文積累了大量的資料。 1842年，他第一次寫出物種起源的簡要提綱。1859年11月達爾文經過20多年研究而寫成的科學巨著物種起源終于出版了。在這部書里，達爾文旗幟鮮明地提出了“進化論”的思想

5、。,18世紀瑞典博物學家林奈,林奈畢生從事動植物尤其是植物的分類研究，他撰寫的自然系統(tǒng)是植物學史上劃時代的著作。 書中對生物所做的系統(tǒng)分類(雙名法)，揭示了生物之間的親緣關系，對研究生物的進化有很大幫助。,奧地利遺傳學家孟德爾,美國遺傳學家摩爾根,DNA之父,1953年2月28日，沃森和克里克建立了DNA雙螺旋結構，DNA雙螺旋結構模型的建立，標志著人類在揭示生命遺傳奧秘方面邁出了具有里程碑意義的一步。 沃森和克里克于1953年提出的DNA分子結構模型可以與達爾文的進化論、孟德爾的遺傳定律相媲美。由于這一偉大科學成果，沃森和克里克獲得了諾貝爾獎金。,我國生物學家童第周(1902-1979),童

6、第周是我國著名的生物學家， 是我國實驗胚胎學的主要創(chuàng)始人。在研究了在生物進化中占重要地位的文昌魚卵發(fā)育規(guī)律，取得了很大成績。 他和美國坦普恩大學牛滿江教授合作研究起細胞核和細胞質的相互關系，他們從鯽魚的卵子細胞質內提取一種核酸，注射到金魚的受精卵中，結果出現了一種既有金魚性狀又有鯽魚性狀的子代，,談家楨（19092008）,浙江寧波人。1930年畢業(yè)于東吳大學生物系，燕京大學研究生畢業(yè)，后赴美國加州理工學院摩爾根實驗室深造，獲博士學位?；貒笕谓逃谡憬髮W。 1952年全國院系調整來復旦大學執(zhí)教，建立了全國第一個遺傳學專業(yè)，歷任生物系主任、遺傳研究所主任、副校長、生命科學學院院長等職， 198

7、0年當選為中國科學院生物學部委員，建立了中國第一個遺傳學專業(yè)，創(chuàng)建了第一個遺傳學研究所，組建了第一個生命科學院。,中國工程院院士曾溢滔,長期從事人類遺傳性疾病的防治以及分子胚胎學的基礎和應用研究，是我國基因診斷、血紅蛋白疾病研究和胚胎工程技術的主要開拓者之一。,20世紀90年代，他將基因工程與胚胎工程有機地結合，在轉基因動物/生物反應器這一國家重大研究項目中，他與同事們一起成功地研制出我國第一頭乳汁中表達人凝血因子IX蛋白的轉基因山羊和整合了人血清白蛋白基因的轉基因牛。,名字：Dolly名字來源：美國鄉(xiāng)村音樂女歌手多利帕頓（Dolly Parton）性別：雌編號：6LL3出生日期：1996年7

8、月5日出生地點：英國愛丁堡市羅斯林研究所死亡日期：2003年2月14日死亡原因：被確診患進行性肺病處以安樂死 創(chuàng)造者：伊恩維爾穆特及其領導的小組基因父親：無基因母親：一只芬蘭多塞特白面綿羊線粒體母親：一只蘇格蘭黑臉羊生育母親：另一只蘇格蘭黑臉羊子女：生育6名，存活5名,世上第一只克隆羊,多利的早夭,2003年2月，獸醫(yī)檢查發(fā)現多莉患有嚴重的進行性肺病，這種病在目前還是不治之癥，于是研究人員對它實施了安樂死。 世界第一只體細胞克隆動物多莉羊在給我們帶來振奮、困惑和爭論之后，永遠離開了我們。如同它問世時一樣，壽命僅6歲半的多莉羊壯年早折，再次引起世人關注。作為克隆技術及其應用的象征，多莉羊帶來了爭

9、論，也留下了謎團，其中最大的一個謎就是克隆動物是否早衰，有人稱之為多莉羊難題。,【多莉成功的理論意義】,與以往的胚胎移植培養(yǎng)不同，維爾穆特從6歲母羊乳腺細胞建立的細胞系培育出世界上第一只用成體細胞發(fā)育成的哺乳動物，具有深遠的意義。 多莉的誕生證明高度分化成熟的哺乳動物乳腺細胞，仍具有全能性，以往的遺傳學認為，哺乳動物體細胞的功能是高度分化了的，不可能重新發(fā)育成新個體。多莉的誕生實現了遺傳學的重大突破，為開發(fā)新的哺乳動物基因操作提供了動力，是一個了不起的進步。,【克隆技術成功的實踐意義】,應用克隆技術，繁殖優(yōu)良物種。選育的品種性狀穩(wěn)定 建造動物藥廠，制造藥物蛋白。利用克隆技術繁殖這種轉基因動物，

10、大量制造藥物蛋白。 建立實驗動物模型，探索人類發(fā)病規(guī)律。 克隆異種純系動物，提供移植器官。當豬的器官植入病人體內時，免疫排異反應減弱，成功率提高，用起來也更加安全。 拯救瀕危動物，保護生態(tài)平衡?？寺〖夹g的應用可望人為地調節(jié)自然動物群體的興衰，使之達到平衡發(fā)展。,基因和人類基因組計劃,基因: 是DNA(脫氧核糖核酸)分子上具有遺傳效應的特定核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應的DNA分子片段。 基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息得到表達。不同人種之間頭發(fā)、膚色、眼睛、鼻子等不同，是基因差異所致。,人類基因組計劃,人類只有一個基因組，人類基因組計劃是美國科學家于1985年率先

11、提出的，旨在闡明人類基因組30億個堿基對的序列，發(fā)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，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我。 計劃于1990年正式啟動，2000年6月26日宣布人類基因組草圖繪制成功,2003年4月14日正式宣布人類基因組計劃的所有目標全部完成。這從根本上闡明了人類生命活動的遺傳學基礎。為人類疾病的基因診斷、基因治療以及基因工程產品的開發(fā)創(chuàng)造了廣闊的前景。,二.展望生命科學新世紀,后基因組學：解讀和深入探索人的結構和功能基因組，破譯重要微生物和植物基因組，啟動環(huán)境基因組研究及基因技術的應用等。 基因組學：就是發(fā)展和應用DNA制圖、測序新技術以及計算機

12、程序，分析生命體（包括人類）全部基因組結構及功能的科學。包括3個不同的亞領域,生物工程與轉基因技術,20世紀70年代興起的生物工程技術，包括基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程。其中的基因工程，又稱為轉基因技術，是將某種生物體內控制其特定性狀的基因作為外源基因（目標基因），按照人的意愿經過體外重組后再轉入移植到另一種生物體內，使這個基因能在體內復制、轉錄、翻譯、表達，從而產生出人們所期望的產物或者達到某種目的。 這種經過基因工程技術形成的生物體被稱為“基因修飾生物體” 也稱轉基因生物,轉基因操作流程示意圖,利用DNA重組技術將特定的外源基因導入動物染色體，使其發(fā)生整合并能遺傳，這將產生新的動物

13、個體或品系。 1990年，轉基因小鼠實驗成功，其后，轉基因大鼠、轉基因家兔實驗相繼成功，轉基因家畜（牛羊豬等）。 作為醫(yī)學模型用于疾病的病因、發(fā)病機制和治療等方面的研究。 培養(yǎng)人體器官 獲取極難人工合成的藥物,動物轉基因技術,顯微注射法 約10% 體細胞核移植方法 100%,轉基因動物,世界上第一只轉基因動物,轉基因熒光鼠,轉基因兔,轉基因動物,攜帶人血清蛋白的轉基因試管牛,轉基因熒光豬,轉基因斑馬魚,轉基因猴,轉基因水母,轉基因植物,轉基因抗蟲棉和普通棉對照,轉基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）,植物轉基因技術示意圖,植物轉基因技術,植物組織培養(yǎng),植物細胞雜交過程示意圖,基因診斷及治療,基

14、因診斷:是用放射性同位素（如32P）、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，從而達到檢測疾病的目的。 基因探針:是指用放射性同位素熒光分子等標記的DNA分子 基因診斷基本作用：直接探查基因的序列和缺陷可找出致病的遺傳基因 利用的基本原理：堿基的互補配對原則 實例:如鐮刀狀貧血癥、血友病,（1）遺傳病的產前診斷。 通過基因診斷，可檢測胎兒性別 可進行高發(fā)性的遺傳病診斷，為優(yōu)生優(yōu)育作出了貢獻如鐮刀狀貧血、凝血因子缺乏等基因診斷已在臨床應用多年。 （2）致病病原體的檢測。 如病毒（乙肝）、細菌（結核）、原蟲（梅毒螺旋體）等病原體的檢測。 （3）癌基因的

15、檢測和診斷。 如白血病、肺癌、神經膠質瘤等疾病 DNA指紋分析、個體識別、親子鑒別等司法鑒定，以及動植物檢疫與轉基因動植物中陽性基因的檢測等方面。,基因診斷技術的應用新世紀醫(yī)學的革命,薛京倫聯合基因集團專家委員會主任復旦大學首席教授，博士生導師，從事醫(yī)學遺傳學教學科研工作40余年。1987年起，獲得我國第一個衛(wèi)生部頒發(fā)的“新生物制品人體觀察”批件，在國際上首次對血友病B進行基因治療臨床試驗，成功地完成了4例血友病B患者的臨床基因治療，這是迄今為止我國首例系統(tǒng)、成功的遺傳病基因治療范例。,腦科學之迷,阿爾茨海默病不再“沉默” 全世界可能有數千萬的人正在遭受著阿爾茨海默病的折磨。僅美國，就有450

16、萬阿爾茨海默病患者，65歲以上發(fā)病率為10%，而85歲以上發(fā)病率近50%。美國前總統(tǒng)里根患此病10年后去世。 我國患此病人數已超過500萬，占全世界所有患病人數的1/4，且人口老齡化進程的加快，這個數字將更為龐大。在60歲以上的老年人群中，年齡每增加5歲，患此病危險就可增加1.85倍 阿爾茨海默病將成為21世紀威脅人類的最嚴重疾病之一。,精神分裂癥、失眠、抑郁癥、強迫癥等發(fā)病率逐年升高,了解大腦、認識自身是本世紀科學面臨的最大挑戰(zhàn),生態(tài)環(huán)境的保護,由于人們對自然資源的掠奪性無序開采和使用，對自然生態(tài)的隨意破壞，導致了我國耕地銳減，土地沙化；植被遭侵、草原告急；江河湖泊，水源污染。 近幾年，我國近海發(fā)生赤潮的次數明顯增多，對海水養(yǎng)殖造成一定影響；幾大江河的魚類逐年減少，有