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* * 第一章 走进生命科学 什么是生命科学? 研究自然界所有生命现象和生命活动规律的科学。 研究生命科学需要什么学科的支持? 需要数学、物理、化学、信息科学等多学科的支持。 第一节 走进生命科学的世纪 生物学的发展简史: 7000年前水稻的种植 5000年前猪的饲养 1400年前《齐民要术》人工杂交 400年前《本草纲目》分类 17世纪显微镜的发明 18世纪林奈创立“生物分类法则” 19世纪施莱登和施旺的“细胞学说” 达尔文的《物种起源》“进化论” 20世纪华森和克里克DNA双螺旋结构分子模型 结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸(我国的成就) (个体水平) 观察和描述 (细胞水平) 实验 (分子水平) 第一节 走进生命科学的世纪 二十世纪生物学发展的两个领域? 微观领域: 宏观领域: 分子水平的突破,分子生物学的确立 生态科学的确立(个体和群体、生物和环境) 第一节 走进生命科学的世纪 为什么21世纪被认为是生命科学的世纪? 看一看:上世纪人类在各领域的投入 30~50年代各国在核能上竟相投入研究 50~70年代在航空、航天上竟相投入研究 80年代至今信息科技和生命科学逐渐成为龙头 生命科学能成为21世纪的龙头,其中数学、物理、化学、信息科学的发展,为揭开生命之迷提供了有利的条件。 看一看: 1、近年来生命科学研究的重大成果 人类基因组计划简介 人类基因组计划(HGP)是由美国科学家提出, 1990年美国政府正式启动, 总体计划在15年内投资30亿美元, 进行人类全基因组30亿碱基对的排序分析. 人类基因组计划得到了世界的广泛支持和行动, 英国, 法国,日本,德国和中国先后加入了人类基因组计划国际合作研究. 2000年6月26日 人类基因组草图完成 由美英日法德中六国参加的以及美国Celera公司独立开展的人类基因组计划取得重要进展, 他们同时宣布绘制了人类基因组31亿碱基对中99%的草图, 其中, 美国完成54%, 我国科技工作者完成了其中1%(3号染色体中3000万个碱基对)的测序任务,并按期完成了“ 工作框架图”。 人类基因组研究的伟大意义 1. 揭开生命的奥秘, 生命的本质, 生命的起源和进化, 生物的生长发育, 人类的生老病死, 思维的本质等. 2. 引起一场深远的医学革命, 包括预防医学, 诊断医学, 治疗医学等, 从根本上改变传统医学的观念, 从治疗医学到预防医学. 3. 促进生命科学和其它科学的交叉,融合, 诞生一批新兴的分支学科, 吸引更多的优秀人才加入到生命科学的领域(Bio-X). 4. 极大推进生物技术的产业化进程, 特别是生物医药产业的发展. 干细胞的研究 干细胞具有自我更新能力和高度增殖以及多向分化的潜能。又称“万能细胞”。 按照其分化的潜能,可分为: Totipotent (全能性的) Pluripotent(多能性的) Multipotent(专能性的) 干细胞的来源 来源于胚胎--- 胚胎干细胞 ESC (Embryonic Stem Cell ) 胚胎性生殖细胞 EGC (Embryonic Germ Cell ) 来源于成体--- 成年组织来源的干细胞 ASC(Adult-derived Stem Cell ) 干细胞有什么用呢? 造血干细胞移植治疗白血病 造血干细胞移植是从60年代逐渐发展起来的一种医疗技术,最初是通过抽取供体骨髓而救治,使急性白血病的长期生存率提高到50—70%。 为发展此项技术作出重要贡献的美国医学家托马斯(E.D.Thomas)因此而获得了1990年度的诺贝尔医学奖。 美国科学家从尚未发病的糖尿病小鼠的胰岛管中分离出胰岛干细胞,并在体外诱导分化成能产生胰岛素的细胞。移植实验表明,接受移植的糖尿病鼠血糖浓度控制良好,而对照组小鼠则死于糖尿病。这为干细胞治疗糖尿病奠定了实验基础。 胰岛干细胞移植治疗糖尿病 由 胚胎干细胞 来源的各种干细胞及其可能治疗的相关疾病 糖尿病 胰岛细胞 。。。 。。。 肌营养不良 骨骼肌细胞 骨质疏松 骨细胞 烧伤、创伤 皮肤细胞 肝炎、肝硬化 干细胞 免疫缺陷、恶性肿瘤、先天性血液病、白血病 血细胞 骨关节炎 软骨细胞 心脏病、充血性心脏病 心肌细胞 中风、帕金森氏症、阿尔茨海默氏症、脊髓损伤 疾病 神经细胞 细胞类型 克隆动物 1997年,“多利羊”在英国诞生 标志着高度分化的体细胞也能进行“无性繁殖” 转基因动物 1997年,我国上海医学遗传研究所的科学家将整合有人凝血因子IX基因的胚胎转移到母羊子宫里,1998年成功地产出了转基因羊,开创了我国利用转
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