先找自己的課題,找多種假設並設計多種試驗方式,進行科學試驗,收集假設成為結論的依據並比較,從中篩選可能成為結論的假設,再設計實驗方案,進行科學試驗,判斷。
Ⅱ 生命科學專業都學什麼課程
生命科學專業的核心課程主要包括了動物生物學、植物生物學、微生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、普通生態學、植物生理學、人體解剖學等學科,
必修課程則包括無機及分析化學、有機化學、大學數學、大學物理學、生物統計學、發育生物學、生物技術概論、生物化學、微積分等。
主幹課程有動物生物學、植物生物學、微生物學、生物化學、細胞生物學、遺傳學、發育生物學、神經生物學、分子生物學、生態學等。
(2)生命科學研究方法課程評價擴展閱讀:
生命科學專業的動物生物學以動物生物學基本理論和基礎知識為主線,注意引入近年來動物生物學研究的新觀點和新成果,注重理論聯系實際,將「有益動物的利用」和「有害動物的控制」單列為兩章,突出了知識的應用和對學生創新能力的培養。
植物生物學則是一個從教學角度講的名字,其是以植物為基本單位,從微觀到宏觀進行教學的課程。
微生物學是在分子、細胞或群體水平上研究各類微小生物(細菌、放線菌、真菌、病毒、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體原生動物以及單細胞藻類)的形態結構、生長繁殖、生理代謝、遺傳變異、生態分布和分類進化等生命活動的基本規律。
並將其應用於工業發酵、醫學衛生和生物工程等領域的科學。微生物學是研究各類微小生物生命活動規律和生物學特性的科學。
Ⅲ 親~在線跪求生命科學研究在現代人類社會發展中有哪些應用,要理論聯系實際的,字數在600字左右。。跪求~!
基本概述
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於生命世界,無須賦予生活物質一種神秘的活力。對於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後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,也依靠後者提供的儀器,如光學和電子顯微鏡、蛋白質電泳儀、超速離心機、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。也是目前2011年很受歡迎的一種專業..
編輯本段主要課題
主要課題
生命科學研究或正在研究著的主要課題是:生物物質的化學本質是什麼?這些化學物質在體內是如何互轉化並表現出生命特徵的?生物大分子的組成和結構是怎樣的?細胞是怎樣工作的?形形色色的細胞怎樣完成多種多樣的功能?基因作為遺傳物質是怎樣起作用的?什麼機制促使細胞復制?一個受精卵細胞怎樣在發育成由許多極其不同類型的細胞構成的高度分化的多細胞生物的奇異過程中使用其遺傳信息?多種類型細胞是怎樣結合起來形成器官和組織?物種是怎樣形成的?什麼因素引起進化?人類現在仍在進化嗎?在一特定的生態小生境中物種之間的關系怎樣?何種因素支配著此一生境中每一物種的數量?動物行為的生理學基礎是什麼?記憶是怎樣形成的?記憶存貯在什麼地方?哪些因素能夠影響學習和記憶?智力由何而來?除了在地球上,宇宙空間還有其它有智慧的生物嗎?生命是怎樣起源的?等等。
主要學習內容
生命科學概論這門課程主要學:生命科學的概念與研究內容、生命科學研究簡史、生命科學研究熱點與發展趨勢、生命倫理學)、生命科學基礎(生命的物質基礎、生命的基本現象、生物的遺傳與變異、生命的起源與進化、生物的多樣性、生物與環境)和現代生命科學(生命科學與現代生物技術、生命科學與農業科學、生命科學與環境科學、生命科學與生物能源、生命科學與現代醫學、生命科學與葯物的研究與開發、生命科學與海洋生物資源、生命科學與軍事生物技術、生物信息學與生物晶元、生命組學與系統生物學
編輯本段顯著特點
當代生命科學的顯著特點是:分子生物學的突破性成果,成為生命科學的生長點,使生命科學在自然科學中的位置起了革命性的變化。20世紀50年代,遺傳物質DNA雙螺旋結構的發現,開創了從分子水平研究生命活動的新紀元。此後,遺傳信息由DNA通過RNA傳向蛋白質這一「中心法則」的確立以及遺傳密碼的破譯,為基因工程的誕生提供了理論基礎。蛋白質的人工合成,使人們認清了生命現象並不神秘。這些重大的研究成果,闡明了核酸和蛋白質是生命的最基本物質,生命活動是在酶的催化作用下進行的。絕大部分的酶的化學本質是蛋白質。蛋白質是一切生命活動調節控制的主要承擔者。從而揭示了蛋白質、酶、核酸等生物大分子的結構、功能和相互關系,為研究生命現象的本質和活動規律奠定了理論基礎。
編輯本段鑒定技術
生命科學中的親子鑒定技術 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,在受精後相互配對,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。
編輯本段基因檢測
生命科學中的基因檢測
基因來自父母,幾乎一生不變,但由於基因的缺陷,對一些人來說天生就容易患上某些疾病,也就是說 人類DNA
人體內一些基因型的存在會增加患某種疾病的風險,這種基因就叫疾病易感基因。 只要知道了人體內有哪些疾病的易感基因,就可以推斷出人們容易患上哪一方面的疾病。然而,我們如何才能知道自己有哪些疾病的易感基因呢?這就需要進行基因的檢測。
如何進行
基因檢測是如何進行的呢?用專用采樣棒從被測者的口腔黏膜上刮取脫落細胞,通過先進的儀器設備,科研人員就可以從這些脫落細胞中得到被測者的DNA樣本,對這些樣本進行DNA測序和SNP單核苷酸多態性檢測,就會清楚的知道被測者的基因排序和其他人有哪些不同,經過與已經發現的諸多種類疾病的基因樣本進行比對,就可以找到被測者的DNA中存在哪些疾病的易感基因。 基因檢測不等於醫學上的醫學疾病診斷,基因檢測結果能告訴你有多高的風險患上某種疾病,但並不是說您已經患上某種疾病,或者說將來一定會患上這種疾病。
基因檢測作用
通過基因檢測,可向人們提供個性化健康指導服務、個性化用葯指導服務和個性化體檢指導服務。就可以在疾病發生之前的幾年、甚至幾十年進行准確的預防,而不是盲目的保健;人們可以通過調整膳食營養、改變生活方式、增加體檢頻度、接受早期診治等多種方法,有效地規避疾病發生的環境因素。 基因檢測不僅能提前告訴我們有多高的患病風險,而且還可能明確地指導我們正確地用葯,避免葯物對我們的傷害。將會改變傳統被動醫療中的亂用葯、無效用葯和有害用葯以及盲目保健的局面。
編輯本段發展展望
生命科學發展與展望 中國工程院院士 巴德年 巴德年
這個世紀是生命科學的世紀,作為醫學,長期以來的任務是防病治病。可是,從現在開始,醫學的任務將主要是維護和增強人們的健康,提高人們的生活質量。在這個范圍內,過去醫學所面臨的是病人,現在醫學將面對的是整個人群,以前的醫學都在醫院里,而現在在歐洲、北美,有半數的醫生已經離開了醫院,他們在社區,和老百姓生活在一起,指導老百姓的保健、醫療,更重要的是在指導那裡的人們如何正確的生活。我們國家當今還有97%的醫生在醫院里。隨著時代的發展,醫生將也要逐漸走向社會,走入人群。從這個意義上講,中國的醫生資源配置,也必然要發生變化。現在中國還沒有一個概念,就是通往急診室的快速、綠色通道。建設急診快速、綠色的通道是完全必要的。方便就醫的觀念就是未來的方向。 很多國家已經開始了《腦死亡法》的執行,腦死亡以後,器官組織、細胞,由於有循環的支持還在活著。如果這位死人生前有很好的風格,提出把臟器獻給其他人,就可以做腎臟、肝臟的移植。 人類基因組基本完成以後,對醫學的影響很大,還將發生更深刻的影響。很多基因疾病,也可以通過生活改善、環境改善來防治。現在一提葯就是化合物,不久的將來,葯品不僅是化合物,蛋白質可以是葯,基因可以是葯,細胞可以是葯,甚至某些組織和器官也可以是葯。正因為這樣,以後的葯審,首先審查的不再是葯理、毒理、臨床,而首先是倫理,進行所有一切之前先要有倫理審查。為什麼講這個?因為,基因要變成葯物,或者將來組織器官一旦成為葯物,首先是允許不允許。 回顧20世紀下半葉生命科學的重大突破,可以展望21世紀生命科學作為先導學科的前景。 50年代:1953年4月,《Nature》 發表了美國生物學家沃森和英國物理學家克里克共同研究的成果- DNA分子的雙螺旋結構模型。此模型的建立,是分子生物學誕生的標志,打開了「生命之謎」的大門,改變了生物學在整個科學中的地位,同時還給技術科學和社會科學帶來了巨大的影響和沖擊,因此,被稱之為是「生物學的革命」。 1953年NATURE
60年代:1965年9月15日報道, 我國首次用人工方法合成具有生物活性的牛胰島素獲得成功。這是在控索生命起源過程中的一次突破。它突破了一般有機物分子與生物大分子的界限,帶來了人工合成生命的曙光;它更有力地打破了生命神秘論,揭示了生命與非生命物質的統一性。 人工合成牛胰島素
70年代:70年代初,隨著限制性內切酶的發展和DNA分子雜交技術的建立,分子生物學進入了技術化時代,基因工種學也有所發展,出現了基因重組技術,從而開創了基因工程這一生物技術的新領域。在這個基礎上,現代生物技術逐漸興起,特別是近十多年來發展很快,越來越受到世界各國的重視。 80年代:PCR技術發明,美國加州Cetus生物技術公司的史密斯發現在克隆過程中,不用細菌來復制經篩選的DNA,而用DNA多聚酶來進行復制,因為細菌本身也用它來復制DNA。他發明的這種方法叫多聚酶鏈反應,簡稱PCR。用這種方法可以擴增試管中的任何特異性DNA序列。 90年代:克隆動物掀起熱潮。 在胚胎學上,克隆是指通過無性繁殖的手段,從一個細胞獲得遺傳上相同的細胞群或個體群,這些細胞叫克隆細胞,個體群稱為克隆動物。直到本世紀末,人們才有足夠的知識和科學實驗結果,能把某一成年動物的個體細胞移入一個去除遺傳物質的成熟卵母細胞,然後移入另一隻成年動物體內,讓它生長發育,最終產生具有與體細胞相同的基因的幼體-克隆動物。 Wilmut I et al 在《Nature》1997,385:810~813報道,用3種新的細胞群細胞作為供體細胞,進行細胞核移植,獲得了活的綿羊。 世界上第一隻克隆羊
這3種細胞是從第9天胚胎的胚盤細胞,第26天胎兒的成纖維細胞和6歲成年綿羊妊娠後3個月的乳腺上皮細胞經體外培養獲得的。實驗結果,3種不同源細胞的核移植,分別得4隻、3隻和1隻羔羊。體細胞作為供體細胞進行細胞核移植的成功,無疑是20世紀生物學突破性成就之一。其技術難度大,涉及領域較廣,需要多種實驗程序,但由於它具有潛在的應用價值,因而一直吸引著眾多的科學家執著地去探索。 1997年是克隆年。2月24日,英國羅斯林研究所與PPL生物技術公司宣布,他們利用一隻6歲母羊的體細胞於1996年7月成功地繁殖出了一隻小母羊多莉。當即被譽為本世紀最重大,同時也最有爭議性的科技突破之一。許多國家都將其評為1997年最突出、最重大的科技成就,如德國《焦點》新聞周刊與美國《Science》周刊評出的1997年10大科技成就,多莉均榜上有名。美國《大眾科學》評出100 項科技成就中,多莉名列榜首。 3月2日,美國宣布利用不同的胚胎細胞於1996年8 月成功地復制出了兩只基因各異的猴子。3月羅斯林研究所又發布消息, 他們正利用死牛的細胞進行無性繁殖試驗。這是世界上首次利用已死亡動物進行克隆試驗。如果這項試驗獲得成功,克隆死去的人是否將成為可能?7月24日,他們又宣布於1997年7月繁殖出世界上第一批無性繁殖的轉基因羊。其中7月9日出生的小母羊波莉已被確認含有植入的人類基因。標志著朝著大規模為人類服務階段邁了一步。8月6日,美國威斯康星州一家生物技術公司宣布於6個月之前克隆出一隻毛色黑白相間、名為「基因」的小公牛,可用來大批復制繁殖出多奶、多產肉的優質牛。10月中旬, 英國巴斯理工大學宣布培育出無頭青蛙胚胎。這種技術改良後,有可能利用人體組織培養出人體無頭胚胎,待其發育成熟後,從中取下相應器官進行人體器官移植,解決了全球移植供體短缺問題。日本、法國、巴西、韓國等國也紛紛開始動物無性繁殖技術研究。德國科學家1997年初宣布培育出轉基因羊,其奶液中含有人體所需的血凝蛋白。俄羅斯則培育出一隻轉基因綿羊,可用來製作乳酪,還可用來提煉葯品。克隆技術的突破是一項偉大的科學成就。該技術施用於組織、植物和動物,已導致癌證、糖尿病和惡性纖維化等疾病新療法的成功開發;將來可用來為事故中受傷者製造代用皮膚、軟骨或骨組織,以及為治療脊髓受傷而製造神經組織。開發前景廣闊。 美國芝加哥科學家理查德·席德於 12月5日一次生育技術研討會上,談到計劃借用多莉的技術,利用一些顯微操作器械將取自某位婦女卵子中的DNA 剔除出去,代之以將要克隆的那個人的DNA,一旦受精,這個受精卵就會分裂為50~100個細胞,此時形成的胚胎就可以移植到體內,一個嬰兒克隆體就會在9個月之後出生,並且,他打算將生產過程企業化,最終目的是在美國設10~20個復制診所,另在海外設5~6個同類型診所。全世界每年克隆20萬人,受到各國政府及科學家的譴責、 反對、禁止。 2月23日羅斯林研究所和英國PPL醫療公司宣布,該公司又克隆出一頭牛犢,名叫「傑弗遜先生」,用的是細胞核移植技術,但用的是胚胎細胞,故與多莉不同。 20多年來,生物技術在工業、農業、化學、環境保護等各個領域都有廣泛的應用,但迄今為止,生物技術最突出的成就是在醫學方面。由於基因工程師已經掌握了基因剪切、拼接和重組技術,因此可以在生物體內取出無用基因,加入有用基因。生產出新的葯物,創造出新的診斷、治療方法,例如1962年以前,用於治療糖尿病的胰島素,只能從豬或牛的胰臟中提取。1978年,利用基因工程技術人工合成胰島素取得成功,此後不久,科學家已能夠用經過基因轉移的微生物,批量生產純凈的人工胰島素;用於治療侏儒症的人體生長激素於1979年研製成功,1983年應用於臨床。1986年,在美國和歐洲,基因工程干擾素先後投放市場;此後,促紅細胞生長素、乙肝疫苗等一大批基因工程葯物相繼投放市場。現今世界已有50多種生物技術新型葯物和疫苗投放市場。我國已有自行研製的15種投放市場。80年代末,我國也研製成功了基因工程干擾素,並用於臨床和實現了產業化。科學家認為,基因工程師在今後幾年內,將有可能研製出治療免疫系統疾病、心血管疾病和癌症等頑疾的基因工程葯物。利用生物技術開發出的新療法也日益增多,在治療遺傳性疾病和免疫系統疾病方面,尤為突出,例如,美國國立衛生研究院的科學家用基因療法治療一名腺苷脫氨酶缺乏症的患兒。他們將能分泌腺苷脫氨酶的健康基因注入患兒體內,患兒免疫系統缺陷得到修復,功能恢復正常。我國復旦大學遺傳研究所與長海醫院合作,採用反轉錄病毒基因轉移技術,治療兩例血友病患者,取得了顯著療效,長期依靠輸血維持生命的患者,關節出血、肌肉萎縮等症狀大為改善,體內凝血因子濃度成倍上升,凝血活性大大提高,已持續18個月未進行輸血治療。這是迄今世界上治療血友病療效最好的一例。1990年國際上正式將基因療法用於臨床。經衛生部批准,上海復旦大學遺傳研究所與長海醫院的基因治療血友病技術,已正式應用於臨床,成為我國第一例獲國家批準的基因治療技術。迄今,在臨床實踐中應用生物技術開發的診斷、檢測裝置已有數百種,其中最重要的是血液產品篩選試驗裝置,這種裝置可以保證血液製品不被艾滋病毒、乙型和丙型肝炎病毒所污染。 生物技術在農業、畜牧業和食品工業中的應用也引人注目。1994年5月18 日,美國聯邦食品和葯物管理局正式批准應用基因工程培育的西紅柿上市銷售。加州基因公司投資2000萬美無,耗時8年培育成功的這種轉基因西紅柿,不易腐爛,耐貯存和運輸,可以在充分成熟後再進行採摘,所以味道特別鮮美。日本培育成功的轉基因西紅柿也已在築波市種植。抗病蟲害馬鈴薯已在墨西哥培育成功,去年開始,墨西哥政府已向農民供應這種轉基因馬鈴薯種苗,這樣,每年約可避免60%~10% 的損失。不怕除草劑的轉基因棉花、專供織牛仔布的藍色棉花、具有殺蟲能力的轉基因煙草均已培育成功。最近我國科學家利用低能離子束技術培育出世界首例轉基因水稻,利用基因重組技術培育出花期長,能改變花色的牽牛花,表明我國植物基因工程已縮小了與世界水平的差距。在動物基因工程方面也碩果累累。進入90年代以來,轉基因動物-牛、羊、豬、雞等相繼培育成功。歐洲萊夫德生物工程公司不久前培育了一頭帶人類基因的奶牛,它的雌性後代能產含有鐵乳酸的奶,這種牛奶像人的母乳那樣,能促進兒童吸收鐵元素。1992年,英國愛丁堡醫葯蛋白公司,培養出一種叫「特蕾西」的轉基因綿羊,這種羊的奶中含有一種能控制人體組織生長的蛋白酶。這種蛋白酶只存在於人體,無法用化學方法合成和進行工業化生產。所以,「特蕾西」羊的培育成功,引起醫葯界的極大興趣,德國拜爾化學公司不惜重金買下了這種羊的使用權。英國愛丁堡羅斯林生理和遺傳研究所培育出一種轉基因公雞,它的雌性後代所產的蛋中含有能治療血友病所必須的凝血因子和治療肺氣腫病的一種人體蛋白質。今年1月,以色列科學家也培育成功一頭名為「吉蒂」的山羊,「吉蒂」身上帶有人類的血清蛋白基因。「吉蒂」的雌性後代所產的每一升牛奶中可以提取10克白蛋白,血清蛋白是人體血漿中的一種主要成分,它可以用來治療休克,燒傷和補充血液損失。英國劍橋大學的科學家培育出能為人體提供心、肺、腎的轉基因豬,這種豬的器官移植到人體可大大降低受體排斥的危險性。當前,世界各國均增加對生物技術研究的投入,大力發展生物技術產業,開發生產生物技術產品。近20年來,美國成立的生物技術公司已達1000多家。從1998年開始,美國生物技術產業的收益開始大幅度增加。90年代出現了生物技術產品銷售的黃金時期。預計到1995年底,銷售額將達60億美元,1995年美國用於生物技術開發的經費將達40億美元,日本政府最近決定將生物技術、新材料和新能源作為科技開發的重點領域。日本不惜花費巨資,大量購買美國的生物技術成果和專利,發展自己的生物技術產業。日本的高速發展已威脅到美國在生物技術領域的領先地位。美國國家研究委員會已呼籲停止向日本的單向技術輸出,英國政府調整了科技發展戰略,決定優先發展生物科學技術。作為發展中國家的泰國,每年用於生物科學的研究經費達6000萬美元,為了加速發展生物科學技術,泰國專門成立了遺傳基因工程學與生物技術中心。我國已將生物工程技術列入「863」高科技發展計劃。 隨著時間的推移,生物技術產業在規模和重要性方面,都將超過計算機工業,成為21世紀發展最迅速的產業!21世紀將是生命科學世紀!
編輯本段生命之書
譜寫生命之書
偉 農
4月14日,科學家完成了對人類基因組的測序,也就是說,他們終於撰寫完了曾經被認為是不可能的人類生命之書;這本書中,包含著人類自身的許多秘密;包含著改造醫葯、了解疾病的關鍵;更包含著所有人對生命科學改造生活的殷切期望。 一個全新的生命科學時代拉開了序幕。
生命之書最後一個字元
4月8日,美國東部夏令時當日零點,全球16個實驗室通過電子郵件將最後一個比特的基因代碼傳輸到一個中央資料庫中,走完了人類基因組計劃13年漫漫探索路上的最後一步。凌晨兩點,美國國家衛生研究院院長、計劃負責人柯林斯在華盛頓郊外小鎮貝塞斯達的一個小型慶祝會上宣布,人類基因組計劃正式結束。 從此,人類基因組計劃走進歷史--開工:1990年;竣工:2003年;參與國:美國、英國、德國、法國、日本和中國;耗資:26億美元;成果:排出人類遺傳物質中大約30億個遺傳密碼的順序。 人類基因組計劃被稱為生命科學的「登月計劃」,難度可想而知。然而進展卻比預想的要順利。此前,科學家至少兩次宣布過該計劃的完工,但推出的均不是全本,而是人類基因組草圖。這一次,科學家最新殺青的全本「生命之書」也只覆蓋了人類基因組的99%。 然而,與前兩次人類基因組的宣布相比,這次無論是科學界,還是政界,似乎平靜得多。也許正如負責人類基因組的科學家在宣布這一消息時所引用的莎士比亞名言「過去的只是序幕」,科學家們已無暇回味人類基因組的成果,因為更加艱巨的任務還在前方。 在「人類基因組計劃」正式結束之後,一個由美國能源部負責的新計劃「基因組到生命」已經開始,新的探索將把基因研究推進到生命的每一個層面,例如,基因對於人種的作用,對於個性、行為的影響等等。專家們說,進一步的研究將有可能帶來社會、倫理道德和法律等方面的一系列爭論。
黃金時代剛剛開始
1953年4月25日,英國《自然》科學雜志發表了詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克的論文,這一成果被很多人認為是「20世紀最重要的科學發現之一」:遺傳物質DNA(脫氧核糖核苷酸)是雙螺旋結構。自此,人類在生命科學探索路上突飛猛進。但DNA內的遺傳密碼究竟如何排列等難題,一直困擾著世界各國科學家。 DNA雙螺旋結構
與2000年最初宣布的人類基因組草圖相比,基因組全本填補了草圖中的許多漏洞,並作了不少修改。草圖每1萬個鹼基中有一處錯誤,現在,這一錯誤率下降到了10萬分之一。 目前,研究人員認為的一個最主要和最大的問題是,人到底需要多少條基因來完成生命的發育和成長。目前的估計在2.5萬至3萬條之間,遠低於科學家最初估計的10萬條。弗朗西斯·柯林斯說,真正的分析剛剛開始,「我們將弄清人與人之間的共同之處和許多不同之處」。 是的,人類才讀懂了這本大書的所有字母,但更浩瀚的「故事」仍在等待讀出。今天已經完成的只不過是對這本書的驚鴻一瞥。而且已完成的也只覆蓋了人類基因組所含基因區域的99%,所剩1%為現有測序技術無法解決的部分。 早在人類基因組全本完成之前,科學家就已經把目標轉移到基因功能鑒定和蛋白質研究等方面。科學家認為,至少4000種基因與人類疾病的發生有直接關系,還有大量基因與疾病有千絲萬縷的聯系。但是,在確定致病基因之前,必須首先分析出基因組上數萬條有遺傳意義的基因的位置、結構和功能等。 在弄清導致疾病的基因後,基因測試將取得迅猛發展。以癌症為例?這種疾病通常需要數年時間才能形成,有效的測試能夠警告人們可能有患癌症的危險。基因測試也能幫助人們更好地了解自我。許多來自有某種家族疾病史家庭的人早就想弄清自己是否註定要得家族遺傳病。當然,有些人出於隱私憂慮會拒絕接受檢測。 科學家預言,在「人類基因組計劃」完成後的10至20年內,基因醫學將進入黃金時代。
生命之書背後的故事
人類基因組計劃
人類基因組計劃可以追溯到1984年,當時科學家們在美國猶他州一滑雪勝地聚會,探討如何識別日本廣島原子彈轟炸倖存者的基因突變。美國能源部顧問委員會在1987年的報告中敦促美國開始人類基因研究行動,並預見這一研究「在廣度和深度上都是非凡的」,「將最終為人提供一本人類之書」。 1988年,美國一份聯邦報告批准了人類基因組計劃,1990年美國國會開始為計劃提供資助,研究擬定在2005年9月30日結束。同時,在研究過程中公開所有發現。這一計劃的目標是:測出人體基因組中包含的30億個鹼基對的排列順序;確定24對染色體上的基因分布;繪制一幅分子水平的人體解剖圖;把人體基因的全部遺傳信息輸入基因庫,幫助科學家掌握有關鹼基對如何組成基因、每個基因的功能、它們如何相互影響以及控制人的生命過程。 當時,並不是所有科學家認為這一研究具有可行性,因為必須的技術幾乎還不存在。計劃開始後的最初幾年中,研究員大多致力於開發基因分析方法,計算生物和信息存儲技術因此進展迅速。 計劃實施之初,鑒別一個鹼基對需花費10美元。一個訓練有素的技術員每個工作日可以鑒別出大約1萬個鹼基對。現在,一個鹼基對的測定費用只有5美分,「閃電式」機器人每秒鍾可以處理1萬個鹼基對。 1999年,中國也加入了這一研究,承擔了1%的測序任務。當年,人類基因組計劃大大加速,這與塞萊拉公司的出現不無關系。曾經在國家衛生研究院做過研究的文特爾領導的塞萊拉公司在1998年宣布,將在兩年內測定人類基因數據,並將數據出售給研究機構和制葯公司。塞萊拉使用文特爾發明的高速測序機大大提高了研究進度,這給人類基因組計劃造成了很大的壓力。在塞萊拉公司實驗室中,先進的基因測序機一天24小時運轉比人類基因組計劃早兩個月完成草圖的繪制。柯林斯的國家人類基因組研究所不甘示弱,在2000年6月拿出了比文特爾的圖譜稍微准確的版本。 雖然人類基因組計劃已經正式結束,但測序並沒有百分百地完成。科學家說,由於一些高深莫測的原因,人類基因組中有1%被證實是無法測序的,只有在相關新技術出現之後,這一難題才有望得到攻克。也許,這1%中,還蘊藏著生命的其它奧秘。 這些奧秘不是那麼容易被揭開,像一位學者所說:「一提到自然,我們就會想到太陽、月亮和地球等眼睛能夠看到的東西。而繪制人體設計圖的則是不為我們眼睛所見的大自然的偉大威力。」
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Ⅳ 生物學的主要研究方法都有哪些
生物學家對於生命現象的研究通常採用觀察和實驗的方法,通常這兩種方法是一起使用的。
1、 觀察是按生物的物理性狀來描述生物的狀況。通常是先對其外形及行為進行觀察和描述,再把生物體解剖藉助光學儀器對其內部結構進行觀察。觀察是多種多樣的,有個體的觀察也有群體的觀察;有靜態的觀察也有動態的觀察;有相同種類的觀察也有不同種類的對比觀察。
2、 實驗是人為地改變一些條件來觀測生物的變化和反應,以探究生命內在的因果關系,是認識生命活動的方法。
實驗方法是人為地干預、控制所研究的對象,並通過這種干預和控制所造成的效應來研究對象的某種屬性。17世紀前後生物學中出現了最早的一批生物學實驗,如英國生理學家威廉·哈維關於血液循環的實驗,揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特關於柳樹生長的實驗等。
到了19世紀,物理學、化學比較成熟了,生物學實驗就有了堅實的基礎,因而首先是生理學,然後是細菌學和生物化學相繼成為明確的實驗性的學科。19世紀80年代,實驗方法進一步被應用到了胚胎學,細胞學和遺傳學等學科。
系統的方法:
系統科學源自對還原論、機械論反省提出的有機體、綜合哲學,從克洛德·貝爾納與沃爾特·布拉福德·坎農揭示生物的穩態現象、諾伯特·維納與威廉·羅斯·艾什比的控制論到卡爾·路德維希·馮·貝塔郎非的一般系統論。
最早建立的是系統心理學,系統生態學、系統生理學等先後建立與發展,20世紀70-80年代系統論與生物學、系統生物學等概念發表。
從克勞德·香農的資訊理論到伊利亞·普里高津的耗散結構理論,將生命看作自組織化系統。細胞生物學、生化與分子生物學發展,曼弗雷德·艾根提出細胞、分子水平探討的超循環(化學)理論。
(4)生命科學研究方法課程評價擴展閱讀:
研究領域
生物學家從很多面向研究生物,因此產生很多研究領域。例如:
1、 面向原子和分子:分子生物學、生物化學、結構生物學。
2、 面向細胞:細胞生物學、微生物學、病毒學。
3、 面向多細胞:生理學、發育生物學、組織學。
4、 面向宏觀:生態學、演化生物學。
生物學本身不斷的快速發展,與其他學科的關聯整合也越來越多。一大原因是分子生物學在近代突飛猛進,終於導致人類基因序列定序基本完成。
由此,為了解讀巨大數量的基因信息,促成了基因組學。為了探究基因和蛋白質的交互作用,開創出蛋白質組學。這些新的研究領域幫助解決疾病、糧食、環境生態等問題。其眾多的研究信息和積累海量研究數據則需要新的電腦演算法來處理。
Ⅳ 研究生物科學的基本方法
生物學是研究生命現象及其活動規律的科學。具體地說,生物學是研究生物(包括植物、動物、微生物等)的結構、功能、發生和發展以及生物與生物之間的相互關系、生物與環境之間關系的科學。生物學的研究方法很多,以下列舉的是最常見的幾種。
1、觀察:是按生物的本來面貌反映、描述生物的狀況,是科學探究的一種基本方法。科學觀察可以直接用肉眼,也可以藉助放大鏡、顯微鏡等儀器,或利用照相機、錄音機、攝像機等工具,有時還需要測量。科學觀察不同於一般的觀察,要有明確的目的。
觀察時要全面、細致和實時求是,並及時記錄下來;對於需要較長時間的觀察,要有計劃,有耐心;觀察時要積極思考,多問幾個為什麼。在觀察的基礎上,還需要同別人交流看法,進行討論。如教材中的活動:觀察多種多樣的細胞;觀察葉綠體;觀察細胞的有絲分裂等。
2、實驗:是人為地改變某些條件來考察生命現象的變化,以探究生命現象內在的因果關系,認識生命活動的內在規律的方法。實驗的方法是自然科學研究中最重要的方法之一。
如教材中的活動:檢測生物組織中的油脂、糖類和蛋白質;模擬探究細胞表面積與細胞體積的關系;探究酶的專一性等等。
3、比較:通過觀察事物或事件來發現它們的相似點(類比)或不同點(對比)。比較的方法是研究不同種類生物之間關系的重要方法。如教材中對動植物細胞結構的比較;需氧呼吸和厭氧呼吸的比較;有絲分裂與減數分析的比較等等。
4、分析:把一件事情、一種現象、一個概念分成較簡單的組成部分,找出這些部分的本質屬性和彼此之間的關系。分析方法認為任何一個研究對象都是由不同的部份組成的,是一種機制。
分析的意義在於細致的尋找能夠解決問題的主線,並以此解決問題。如教材中孟德爾遺傳定律的實例分析;生態系統穩態及其調節的分析等等。
5、推理:是用邏輯的合理的推斷來形成能被實驗驗證或被事實依據支持的結論。推理建立在已知事實和觀察結果的基礎之上。
如教材中呈現的德國人施萊登經過對植物的研究,提出了「所有植物都是由細胞組成的」,德國人施旺經過對動物的研究,提出了「所有動物也是由細胞組成的」。從而得出「所有的生物都是由一個或多個細胞組成的;細胞是所有生物的結構和功能的單位。」
6、預測:是根據現有的知識或觀察到的現象推測將要發生的事件。如教材中遺傳育種的實驗設計,根據設計方案預測實驗結果等。
7、假設:提出假設是科學探究的重要組成部分,就是根據現有知識提出問題的方案,或者是對發生某一現象作出的可能解釋。我們可以通過觀察或實驗來驗證假設,如果觀察或實驗結果不支持假設,則需要根據觀察到的結果提出新的假設。
8、分類:是根據事物相似程度而將其分門別類。人們常將眾多的物體分成不同的類別。如教材中出現的植物細胞與動物細胞、原核細胞與真核細胞;生產者、消費者和分解者;不同類型的遺傳病等等。
Ⅵ 生命科學導論課程主要講授了哪些內容
課程內容:生命科學概論代表著現代自然科學的前沿,它與人類和社會的聯系比其他任何學科都更加緊密。一個21世紀的現代大學生必須要學習現代生命科學的基礎知識。本課程 面向全校本科生,培養具有生命科學基礎知識的高水平復合型人才;加強生命科學基本概念和內在聯系與規律的學習,提高學生們主動探索生命奧秘的積極性;理論聯系實際,讓學生們在實踐中提高分析問題和解決問題的能力。教學內容的基礎性、前沿性和時代性、教學與科研結合的成效。作為公共選修課程,「生命科學概論」包括生物多樣性、細胞、代謝、遺傳、分子生物學、進化、發育、生態和生物技術等方面最基本的概念和理論。生命科學的微觀與宏觀領域是相互聯系,相輔相成的,因此從微觀和宏觀兩個方面把握和講授生命科學的基本概念。根據學科發展和教學反饋意見,每學期都適度更新教學內容,力求體現教學內容的前沿性。例如,生物多樣性、重組DNA技術、動物克隆技術與胚胎幹細胞研究、人類基因組計劃、蛋白質組學、基因葯物與基因治療、生物晶元等都是課程內容的重點。講課中經常介紹自己開展科學研究的切身經歷和體味,介紹著名科學家的實驗設計與探索過程,激發了學生們的學習熱情和興趣,同學們的眼神中流露出對生命科學的喜愛和對創新研究的嚮往。
Ⅶ 對人類生物學課程學習收獲與不足之處是哪些
這學期選修了這門叫做《人類生物學》的課程,學到了一些專業課程之外應該了解和掌握的社會生活必備知識,受益匪淺。本課程是一門普及生物學教育的課程,亦是一門大學生素質教育課程。從融傳授知識,培養能力與提高素質為一體的教育思想和觀點出發,以知識作為載體,以人為本講授生命科學知識。使學生通過學習,不僅能提高生物學意識和創新意識,而且能提高綜合素質,特別是思想道德、身心素質和科學素質,幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀,增強社會責任感和時代使命感,勇於面對21世紀知識經濟時代對人才的挑戰。通過本學期的人類生物學選修課,我初步了解人類生物學這門科學的研究對象:生物體本身生命現象、生物體之間、生物體與環境之間的聯系和相互作用;生物環境對人類影響等等;以及生命科學這門學科的宗旨:人類通過生命科學認識生命運動的復雜性,揭示生命本質,以和身邊的生物、環境更好地和諧共處,自身更好地生存發展等。這門課程不但可以使我們學到關於人自身的生物學知識,增加對自身的認識,也可以對蓬勃發展的現代生物學有一概括的了解。這對我們開闊視野,學習科學研究方法,促進心身健康,提高全面素養都是有益的。人文科學、社會科學研究的是與人有關的問題,這方面的學生學習了「人類生物學」將或多或少有助於我們今後的工作和生活。給我印象最深刻的一節課是學期中的一節課,老師在課上給我們提了一個問題,問題是你覺得男女朋友關系應該發展到什麼程度最為合適?當時給我的第一感覺這個問題的實質就是問,男女生在談戀愛的過程當中,該不該發生關系?然後很多同學都站起來發表了自己的看法,各抒己見。有些同學認為,如果在男女雙方感情很好,都准備好並且自願的情況下,可以發生關系,並且認為這樣做會使感情得到升華,變得更加甜蜜。而有些同學認為,男女生在談戀愛的過程當中,如果並沒有打算將來也會一直在一起的話,就要盡可能的避免發生關系,因為畢竟作為男生要有付得起責任的胸襟,而女生則要懂得自我的保護,不要輕易的將自己最寶貴的東西交給一個有可能以後會和你分道揚鑣的人,而且這也是對你未來另一半的尊重。其實這個問題對於21世紀的年輕人而言,這個問題已經由原來的保守變成了一個開放的問題,已經一個不得不去考慮,到了一定年齡都會去面對的問題,對於我來講,我覺得發不發生關系都不重要,重要的是男女生談戀愛到底用沒用心,是否真的將彼此當成自己最深愛的人。如果沒有用心的話,雙方都是懷著一種寂寞空虛需要找一個心靈寄託的心態而草率在一起,目的就是為了打發一下無聊空虛的日子,就盡量不要朝那個方向發展,因為這樣做不值得。而相反,兩情相悅,你情我濃,雙方都將彼此當作了最真愛的人,並且都認為今後或者很長一段時間之內,兩個人會相依相偎,並肩拼搏於世的話,發生關系就是理所當然,合情合理的事情了,而且我相信此番舉動也會促使男女關系變得更加甜蜜,愛情得到升華,生活變得更加美滿!總之,男生要有堅定的立場,頭腦清楚,分清時勢,不受本能驅使,能夠控制住自己的慾望,懂得珍惜愛護對方的話,這樣才會讓女生覺得這樣的男生才更有安全感,才會更加相信面前的你是她願意去寄託感情的人。而女生如果矜持,懂得自身保護的話,不被愛情沖昏頭腦,關鍵時刻要有堅持自己的立場的勇氣,這樣對於自身的感情生活才會有更好的發展,畢竟有些男生喜歡口是心非。我想學習人類生物學最大的收獲就莫過於如何利用這樣的一些生活必備常識去解決現實中遇到的問題,包括疾病,包括情感等等。學習人類生物學其實就是學習人類自身的各種知識,我們對現代科學技術的發展了解很多;我們收看電視節目,使用手機互通信息,使用電腦處理各種事務等。然而,關於人體自身,我們又有多少了解呢?人是什麼?人是水做的嗎?我們為什麼要吃飯?我們需要哪些營養素?我們了解自身的生長發育生殖過程嗎?我們如何能阻止性疾病的傳播?怎樣才能遠離艾滋病?青春期、更年期是怎麼回事?而學習這門課程之後,收獲了很多關於這些問題的答案。通過一學期的學習,對最基本的生命現象和有關生命科學的基礎定律、原則、法則等有了一定的認識和了解;在這門選修課學習的過程中,老師用一系列的文字、圖片和視頻向我們展示了很多關於人類生物學方面的知識,讓我們在抽象與直觀中學到知識,我感慨杜甫的詩「造化鍾神秀」的意境:神奇的大自然造就了多姿多彩的生命形態;生物進化過程中形成各種令人嘆服的復雜而精巧的功能器官和組織;各種各樣的生物體之間在長期演化中形成的各種生物鏈和依存、競爭關系,我們的地球因生命的存在而在宇宙中獨一無二,璀璨多彩;同時我們也看到了生命科學對人類生存和發展的重大影響——我們研究人類自身,並認識我們的環境以及我們共處於同一個地球的生物,沒有了生命科學,我們將失去關於我們自身與我們朝夕共處的生物的最基本的知識;我們獲得我們的行為和活動帶來的後果和影響,沒有了生命科學,我們將失去發展方向,我們的資源將慢慢枯竭。所以,我們要不斷地完善自己的科學,才能擁有一個美麗的世界,才能實現這個世界永遠的存在和發展。學到這么多以前不會學到的知識,掌握了一些社會生活應該必備的常識之後,還是感到了一些不足之處,最大的不足就是這門課程開設的課時太少,整個學期就10來節課,而對於浩瀚如煙的學科知識,我們的學習所需要的時間肯定要遠遠超過這個時間。所以這么短的時間內學習程度不夠深,只是了解了一點點皮毛而已,需要了解和掌握的知識還遠遠不夠,知識的海洋永遠是無邊無際,希望以後有時間和精力的話,會找到機會去掌握更多關於人類自身的知識與技能。
Ⅷ 如何評價2021李林老師的生物課程
李林老師的生物課程很不錯。大家對生物肯定是不陌生,對生物專業也是耳熟能詳,但是大家對生物科學和生物學有一種莫名的誤解。
就像每次別人問你學的什麼專業,一聽是生物科學(生命科學)就感覺你一定對人體結構很了解,會看病。每每到這都有種自己真是對不住大家的期望,連這都沒學會。其實生物是一大類生物各專業的統稱,而生物科學和生物學也屬於生物,但並不一樣。
生物科學不同於生物學的地方在於科學二字。科學是用於去創造價值的,不再僅僅局限於理論,而是應用到實踐中去。生物科學也是一個廣泛的概念,可以這么理解,生物科學就是把生物學課本中的知識拿出來去應用。生物科學從廣義上來看,包含了對一切生命物質的研究。
Ⅸ 如何評價微生物在生命科學研究中的地位與作用
1.微生物學促進許多重大理論問題的突破 為分子生物學和分子遺傳學的發展奠定了基礎
2.微生物對生命科學研究技術做了重大貢獻 由於微生物學的消毒滅菌,分離培養等技術的滲透和應用的拓寬及發展,動植物細胞可以再培養在平板或三角瓶里,可以再顯微鏡下分離。今天的轉基因動物,轉基因植物的轉化技術也源於微生物的理論和技術。微生物的重大發現導致了DNA重組技術和遺傳工程的出現,使整個生命科學翻開了新的一頁,也將使人類定向改變生物、根治疾病、美化環境的夢想成為現實。
3微生物一方面在與其他學科交叉和相互促進中,獲得了令人矚目的發展。另一方面也為整個生命科學的發展做出了巨大的貢獻,並在生命科學的發展中佔有重要地位