Lecture10_仿生学教学讲义.ppt

六、人类基因组计划（HGP） 1990年7月，美国将人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）正式列入国家重大项目，美国国会还通过了30亿美元的研究经费正式启动这个计划，预计用15年的时间，在2005年绘出人类基因图谱。继美国之后，英国、日本、法国、德国、中国等18个国家相继参与这个计划，成为重大国际合作计划。这是迄今为止在生命科学领域最宏大的研究计划，与20世纪的“阿波罗计划”和“曼哈顿工程”并列，也被称为生命“阿波罗计划”。 人类基因组计划的基本的工作，就是完成全部人类基因的测序 （1）遗传图谱：利用人类家族遗传史和染色体上基因交换频率的试验数据，推断任何两个已知性状的基因之间的距离，根据点测试验确定各基因在基因组中的相互位置和排列顺序。 （2）物理图谱：在特定染色体区域内确定基因在染色体上的实际排列顺序，对基因定位。 （3）序列图谱：进行DNA的核苷酸测序分析。找出30亿个碱基对的准确位置或测出30个核苷酸的整个序列，并在基因图谱上表示出来。这相当于在北京到上海的公路旁种30亿棵树，而且是四种树，要把每一棵树的准确位置标出来。这是人类基因组计划最繁重、耗时最多的工作，是人类基因组计划的核心部分。 （4）基因图谱：鉴定?DNA上所有基因的位置、结构、功能，分析其作用方式，解读人类的全部遗传信息。 基因是生命遗传的基本单位，人类基因组包含30亿个碱基对，绘制出人类基因组序列图就意味着掌握了探索人类“生命迷宫”的路标。这是一本人类生命的百科全书。如果把人类的全部遗传信息都破译，人类便在分子水平上看透了自己。 人类基因组计划大事记 1992年，完成了对酵母3号染色体DNA的全部315357个碱基序列的测定，这是人类完成的第一条真核生物染色体DNA的全序列。 1995年，获得了人类第3号、第16和第22号染色体的高密度物理图。 1999年12月1日，科学家们宣布，人类第22号染色体含3.34×107个碱基序列的测定已经全部完成，这是人类完成的第一条人类自身染色体的全序列测定。 2000年6月26日，美国、中国等6个国家宣布，人类基因组计划的物理结构全部完成，并将公开发布，中国完成了1％的测序工作。 人类基因组计划大事记 2001年2月12日，美、日、德、法、英、中科学家首次公布人类基因组工作草图及初步的分析结果。 2001年8月26日，人类基因组“中国卷”的绘制工作宣告完成。 2003年4月14日，中、美、日、德、法、英等６国科学家宣布人类基因组序列图绘制成功， 。 从“框架图”到“完成图”，人类基因组测序范围从90％提高到了99％，以碱基对为基础的误差率从1／1000降到了1／10000。 人类基因组计划的结果 有3点出人意料之处： 一是由于技术手段的进步，科学家的工作步伐大大加快，进度一再提前，只用了10年多的时间，成为献给新世纪的厚礼。 二是人类基因总数比预计的10万要少得多，只有3万至4万，仅比果蝇多2万个，这意味着破解人类基因的工复杂性可能会降低。 是原以为作为万物之灵的人类，其基因会与其它物种有相当多的差异。结果发现我们人类与很多物种是“亲戚”。 学者们证实，人体有一半的基因与较为原始的生物如苍蝇、爬虫等是相同的，如此说来，苍蝇成了我们的“远亲”；包括中国科学家在内的一个国际科研小组经过比较后推定，人与黑猩猩在基因序列上的差异仅1．23%,低于原先的估计。黑猩猩成了我们的“表亲”，人只不过是站直了身子的猴子。不过我国科学家说，正是这1．23%基因，隐藏着关于人的高度智慧和能力的秘密，使的人与猩猩在职能、行为、心理和生理方面变得如此不同。国际人类基因组研究组织的这一结论轰动了世界。 伦敦皇家协会主席罗伯特·梅伊甚至断言，人体有一半基因不是与其它生物相同，而是跟香蕉相同。 科学家推断：进化的实质就是给每个基因“加码”的过程。生物体越复杂，每个基因所生产的“产品”就越多，它的功能就越多。人与爬虫的最大差异在于人体基因的作用比爬虫要复杂得多，而不在于基因本身的差异。 七、生物技术面临的严肃问题 基因一旦被改动，一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化；另一方面，转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递。 转基因技术的安全性问题 外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会激活原癌基因？ 转基因技术的广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？ 是否会造成生态学灾难？人类生存环境异化的后果是什么？ 人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？基因技术的安全性.MPG 克隆人的伦理问题 在克隆阶段，如果有关胚胎发育的基因重新编排或启动不完全，对新生儿可能产生什么严重后果呢？ 兄弟、姐妹、父母