高中生物 人类基因组计划 书写生命之书教学随笔 新人教版必修1.doc

人类基因组计划：书写生命之书人类从古至今都想揭开生命的奥秘，都想了解人类自身，探究人的生老病死是怎么一回事。于是人人心中都有一个疑问：到底什么是生命？但是由于当时知识与技术的限制，人类的疑问得不到科学合理的解释。然而，在过去的100年中，人类对于自身的认识与了解空前深入。我们知道身上的每一处体态特征几乎都由基因所决定，大到一个人的身高、外貌，小到一颗牙齿的形状，甚至是一根头发的直径都与基因有着密不可分的联系。细胞中的基因是由一种被称为脱氧核糖核酸（dna）的化学物质组成的，一个人体细胞中全部的基因总称人类基因组，包含了人体的所有遗传信息。遗传信息由dna中四种不同的碱基（简称a，t，g，c）来编码，它经常被比喻为一部用a，t，g，c四种字母书写的生命之书。这是一本含有30亿对字母的巨著，我们要读懂它，首先需要知道这些字母的排列顺序，也就是测定其序列。生命之书于是，人类基因组计划（human genome project，hgp）便应运而生了。它是由美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克于1985年率先提出，于1990年正式启动，美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家共同参与了这一人类历史上的重大事情，以建立详细的人类基因组遗传图、物理图、序列图和基因图，解读人类基因组中所有的基因，最终解读人类生、老、病、死的遗传信息，使得人类第一次在分子水平上全面认识自我。这项计划在2003年完成，它与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。1999年9月，中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列1的工作。虽然，我们承担的只是1的任务，但还是很重要的。因为对于一个发展中的国家来说，能够挤入到这种属于发达国家的俱乐部里面，应该说还是很不容易的。有些事情我们想挤 hgp计划的4张图谱也不一定挤得进去的，像空间站的计划，人家还防范你。在“人类基因组计划”的13年间，由于技术的进步，测序的速度不断地提高，费用也不断地下降。测定第一批的10亿个碱基对序列用了4年的时间，而测定第二批的10亿个碱基对序列只用了不到4个月。当人类基因组计划刚刚启动的时候，测定1个碱基序列的费用非常昂贵，大约是10美元，而到2001年时，这个费用已下降到了0.10.2美元。也就是说，用2001年的技术，花上36亿美元就可以把人体基因组全部测定了。在1998年，一家私营公司塞里拉基因组学公司宣称将用新的方法独立把人体基因组重新测一遍，开始了与人类基因组计划的竞赛。他们用了3年的时间，花了大约3亿美元，完成了目标。他们用的是5个人的基因组混在一起测，但大部分测的是公司创建者克莱格文特的基因组。由于这并不是一个独立的项目，很难估算究竟花了多少钱来测他的基因组。第一个真正个人化的基因组测序项目测的是詹姆斯沃森的基因组。沃森是dna双螺旋结构的共同发现者（因此获得诺贝尔奖），也是人类基因组计划的第一位领导者，让他来创这个记录，再合适不过了。这项工作于2007年 克莱格文特5月份完成，总共只用了两个月的时间，花费大约100万美元。最近，bionanomatrix公司和“完全基因组学”公司联合获得美国政府的一笔科研基金，其目标是用纳米技术开发出新的测序仪器，能在8个小时之内就测定完一个人的全部基因组序列，花费不到100美元！到那时，只要你愿意，每个人都可以获得自己的“生命之书”的抄本。但是有这个必要吗？几年前，当人类基因组计划刚刚完成的时候，媒体曾欢呼人类“生命之书”获得了破解。其实不然。测定基因组序列只是相当于把“生命之书”抄写了下来，是否能够破解、读懂它，则是另外一回事。事实上，我们对这部生命之书的意义大部分都还无法理解。在测序技术飞速发展的同时，对基因功能的研究相比之下却是令人尴尬的缓慢，这种状况在短时间内不会有根本的改变。于是，后基因组计划时代正在悄然来临，读懂这本天书将需要许多代科学工作者持续的研究和努力。当然，基因组测得越多，遗传学家就越容易通过比较不同人的基因组序列而鉴别出基因的功能。但是，在现在，以及在未来的几年内，拥有个人的基因组序列，其象征意义和学术价值远大于个人的实用价值。然而，人类基因组测序完成后，我们看到的是科学的突飞猛进，带给了我们惊人的技术和思维的进步，以及将这些研究运用于人类健康所带来的惊人效果。首先，获得人类全部基因序列将有助于人类认识许多遗传疾病以及癌症等疾病的致病机理，为分子诊断、基因治疗等新方法提供理论依据。在不远的将来，根据每个人dna序列的差异，可了解不同个体对疾病的抵抗力，依照每个人的“基因特点”对症下药，这便是21世纪的医学个体化医学。更重要的是，通过基因治疗，不但可预防当事人日后发生疾病，还可预防其后代发生同样的疾病。染色体和dna 第二，破译生命密码的人类基因组计划有助于人们对基因的表达调控有更深入的了解。同时，人类基因组图谱对揭示人类发展、进化的历史具有重要意义。对进化的研究，不再建立在假说的基础上，利用比较基因组学，通过研究古代dna，可揭示生命进化的奥秘以及古今生物的联系，帮助人们更好地认识人类在自然界中的地位。第三，dna测序鉴定已经给法医科学和犯罪司法系统带来了一场革命。dna已经成为无数审判中的关键证据，帮助警察和法庭鉴别暴力犯罪中的罪犯，而且可信度非常高。它能够确定犯罪的人，同时也能够证明误判的人无罪。不仅如此，dna鉴定还可以用于帮助寻找失踪的人、谋杀或事故中的受害者；还可以用于证明或否认亲子关系。随着基因组测序的普及和我们对基因组功能了解的深入，引发了很多伦理、法律和社会问题。第一、基因歧视问题。人类基因组研究表明，疾病都是由“致病基因”引起，这易使一些用人单位对那些携带严重致病基因的人实行不公正对待，产生“基因歧视”。第二、基因隐私问题。人类基因组计划所揭示的遗传信息是一个人最基本的隐私，它的泄露将导致严重的社会后果。第三、基因殖民主义问题。人类只有一套基因组，所以人类基因是一种有限资源，人们可以通过基因专利垄断与该基因相关的药物生产及治疗，获取巨额经济利益。目前，发达国家已经开始了对发展中国家的“生物劫掠”，这会进一步加剧不平等现象。2008年1月，由中国、英国和美国发起的“国际协作组”，在深圳、伦敦和华盛顿同时宣布：国际“千人基因组计划”正式启动。这一宏伟计划将测定选自全世界各地的至少一千个人类个体的全基因组dna序列，绘制迄今为止最详尽的、最有医学应用价值的人类基因组遗传多态性图谱。它是人类基因组计划的延续和发展，是基因组科学研究向临床医学迈进的重要转折点。人类基因组dna的序列是全人类的共同财富，共享基因资源，保护基因隐私，反对基因歧视，将使我们的基因技术造福全人类。 英国科学家、癌基因工程领导人斯特拉顿在桑格研究中心人类基因组计划首席科学家、美国联邦国家人类基因组研究项目负