21世纪生物新进展省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

生物继教专题生物学走进21世纪

21StCenturyBiology

Ⅳ春赵景制1/77首先,

给大家几个要领性提醒……2/77从当前生物学看未来发展

从20世纪生物学到21世纪生命科学,名称转换已昭示出这一学科已经前进到了一个崭新阶段.生物学:以硕士物本身特征和行为为主要,更现象,更详细一些.生命科学:生物是环境中生命,更重视从生命化学本质到生命生存关系,更本质,更统摄一些.这是一个认识和概念迁移.更是一个内升.3/77

1.二十世纪生物学最大特点

①生物学从单科发展到交叉学科形成.②研究根本为:宏观到微观,

整体到局部,

结构到功效,

细胞到分子.③由认识到实践,由理论到应用.

以孟德尔定律新生开始了20世纪---摩尔根理论推进了经典单科发展---数理化渗透使生物学摆脱了局限---DNA分子结构发觉把生物学领入分子时代---以基因工程为关键生物技术开始了生物经济---分子生物学融合范例提醒着人们大生物学融合趋势---生命科学带着重点进入了21世纪.4/77

2.未来生物学发展方向

①生命科学要继续向微观本质方面纵深发展.

②回采宏观,宏观生物学将在21世纪得到长足进展.

③发育生物学,神经科学,脑科学等将获重大进展.④发育,遗传和进化理论将统一.

⑤生物技术高速发展,3B将开创生物世纪未来.

⑥分子生物学继续是生命科学,甚至是NS带头学科.21世纪生物学将是一个更本质化,统一,真正,名符其实,系统化综合性生物学.

GeneralBiologySystembiology

用系统论认识方法,认识生命整体.用系统论处理工具,处理生命问题.5/77

3.当前几个问题重点提醒

生物大分子高级结构

结构与运动是生命现象基础.

分子运动是生命功效本质.

三维结构是解开生命奥秘钥匙,

没有生物大分子三维结构及其运动,就没有生命现象.结构分子生物学将是21世纪生命科学发展基础和动力.6/77

核酸与蛋白质相互作用是主要问题.

信息大分子表示和调控是复杂问题.

传递和表示是生物大分子转化问题.

中心法则是大分子间信息流程问题.

对与中心法则相关主要问题深入研究,依然是未来生物学中重中之重.

生物大分子相互作用是生命功效表达,这是21世纪生命科学发展研究主要焦点.

生物大分子相互作用7/77

今后25年,肿瘤分子生物学将会转入到应用方面.将癌基因、抑癌基因作用机制研究结果直接用来处理肿瘤预测、诊疗、规模预防和有效治疗上.

自从上世纪60年代免疫学脱离微生物范围而独立后,现在已完全进入了一个新时代-----分子免疫学.而进展最快MHC(或HLA)将对生物学和医学产生巨大影响.

肿瘤分子生物学医学应用

分子免疫学医学应用8/77

干细胞生物学发展和应用将再审生命.生命再造,定向发育,器官再生,疾病根治….这是研究和应用连接最紧一例,是技术和经济结合最好一例.

拓扑生物学是为遗传、发育和进化理论综合统一而诞生.遗传是传递和表示本身,发育是表示程序,进化是表示程序时空差异.其本质都是DNA时空调整造就了生命四维构象.这么学科整合一定是个必定.

干细胞生物学快速发展

相关连理论由分聚合9/77

建立神经肽、受体、离子通道、G蛋白及NGF三维结构.(一级结构已经经过cDNA克隆技术得到说明)

进一部完善神经信号转导分子进程、基本组员、信号整合、调控等概念.

说明神经信号在生物体内快速传导分子机制.尽快走出研究初始阶段.

说明脑神经回路结构和信息处理机制问题.这是神经生物学中最复杂问题.探究思维、情感、学习、记忆等活动分子基础.

加紧脑科学与信息科学、微电子技术、生物技术结合,

引领一场新信息革命.

分子生物学与神经生物学、脑科学结合,将造成一场新智能革命.大脑风暴将席卷全球.

人体信息智能研究将高速发展10/77现在,

给大家介绍几个发展点……11/77

一群神秘可塑细胞--干细胞

3B与21世纪,还有技术人文

遗传、发育和进化理论统一

中心法则障碍及其疏通

遗传学要迎来新一轮发展

染色体结构将被重点回采

内容一揽12/77

结语:

我替大家列了几个21世纪生命科学发展点,重不在掌握,而在关注.

我们教书,就是在关注着全局,以组成和调整着我们教学新思想.

最终是为了帮助我们学生完成合意性建构----知识和思维应时性建构.

13/77再见谢谢各位

欢迎指正!邮箱:

laozhao56@14/77

关于“中心法则”

生命科学基本事件是传递和表示.“中心法则”是传递和表示分子表示,是传递和表示“分子表示式”.是信息流通道.因为生物是DNA性,DNA基本属性就是传递和表示.生命无不如此.

活页集2

传递DNAmRNAPROTEIN

表达15/77

感染蛋白复制

?变构基因突变正常蛋白中间蛋白朊粒是一个感染蛋白对它增殖无法解释

疯牛病差点儿颠覆了“中心法则”.诱导16/77DNA

mRNA

新生肽

蛋白质

对“中心法则”真正挑战是:

新生肽是怎样折叠成高级结构?

基因数量比蛋白质少,怎样对应解释?

上百种蛋白质修饰方式到底是怎样进行?

?

真正挑战是21世纪生物学研究重大课题17/77

发觉有帮助新生肽折叠蛋白质

分子伴侣MolecularChaperone

是一类相互之间没相关系蛋白,它们功效是帮助多肽在体内进行非共价组装.但并不是其中功效组分.----Ellis1993

最大分子伴侣是“热休克蛋白”

研究最多是:HSP60HSP70HSP90GrPE

折叠酶

PDI二硫键异构酶-------帮助二硫键形成

PPI肽基脯氨酸顺反异构酶---帮助顺反变构特异识别--靶蛋白--复合物--抑制不正常折叠--策应正常折叠18/77

第二遗传密码之说有些人提出:蛋白质从一级结构到高级结构定型折叠可能也存在着像三联体密码子一样另一套密码.专门负责蛋白质折叠,即所谓第二套遗传密码.

关于“中心法则”确实有许多问题没有处理,人们普遍认为,“分子伴侣”是处理这些问题关键,是帮助通畅“中心法则”通道“疏通机”.也是21世纪生命科学发展前沿一个重大课题.19/77

分子伴侣研究结果必定会加深我们对生命现象深层认识.因为分子伴侣在生命活动各个层次都含有主要作用，它突变和损伤也必定会引发疾病，所以也会出现“分子伴侣病”定名,

另首先，分子伴侣研究结果将从根本上提升基因工程和蛋白工程成功率和自然化。

21世纪将形成份子伴侣热20/77遗传、发育和进化理论统一

遗传、发育和进化是近关当代远连太古生命时空问题.是生物学中最具连贯性基本问题.早在19世纪末期,德国人魏斯曼就试图建立遗传、发育和进化统一理论.但没有成功.留下了遗憾,也留下了思索,更点明了方向.即生物学理论需要大综合---遗传、发育和进化要首先要统一.

活页集3这是留给21世纪一个重大理论任务21/77

.学科发展问题:

遗传学,胚胎学,发展不平衡.进化理论不顺利.

所以,迟迟不能殊途同归.

.理论问题:

遗传怎样控制发育,又怎样反应进化.

卵子生成时,发育信息怎样储存其中(发育印记)?

受精后,怎样让基因参差表示(调控印记)?

最主要是,有一个什么样遗传程序?

即表示次序,而不是表示事件本身.

关键问题是:

这种遗传程序是以何种方式编码在DNA上?

这种一维程序又是怎样控制三维形态发育?

问题焦点是22/771.一个事实----多层次网络表示

胚胎早期发育是受多个基因群形成多层次网络控制.

同一层基因群依次表示.

上一层基因产物对下一层基因起诱导作用.

纵控层次,横联网络基因群表示.母体效应基因产物造成不一样卵质位于不一样卵质中基因有选择地被激活

体轴表示

体节表示

器官表示

胚胎成形顺序

要说几个事儿23/77

2.一个思想---昆虫体节发育

基因在染色体上按排列次序激活

体节发育也从前到后开始分化表示次序似乎重演着系统发育次序

基因排列次序保留了进化路径“遗址”.我们似乎能够得出:基因次序本身就是信息要深入研究是:是基因次序改变影响了进化;还是进化改变了基因次序.基因次序本身就是信息24/773.一个意识---发育三维基因作用

不一样基因决定不一样轴线发育.向性相同基因在不一样区域有不一样活性.向速基因有着严格时空表示次序向序

ZXY

XYZ据1999.BaslerAndStruhl:发育轴决定基因作用四维性25/774.细胞凋亡与进化相关(消)

细胞凋亡雕琢器官发育(似一把刻刀)

器官大小是细胞增殖与凋亡平衡.

器官形态建成被细胞凋亡所雕塑.

细胞凋亡更替着新旧器官和组织.

细胞凋亡去除迁移过程中迷途细胞.

运动神经元细胞凋亡能够精密明确肌肉神经支配与运动调整.

环境改变着基因,时光要求着基因,基因控制着凋亡,凋亡雕刻着形态,

形态表达着进化.26/77

.雕出不一样进化方向生物进化是以形态为外在标志,在不一样时间和空间改变相关细胞凋亡控制基因以改变凋亡方向,是物种形态改变主要途经.C1C4C2C3生殖进化生殖腺细胞:C1群,C4群.生殖道细胞:C2群,C3群.生殖细胞系不凋亡C4凋亡C3凋亡据1988.P.W.Stemberg27/77Topobiology:1988,G.M.Edelman

任务:从发育中基因遗传作用和细胞间相互作用来说明形态发育和形态进化空间机制.

形态发育

形态进化

按基因组即定次序纵向展开卵子发生卵质分区图式形成形态发生器官发生轴区决定细胞运动细胞亲合细胞生长细胞凋亡组织发生生长吸收迁移

基因群对发育和进化多层次多级网络控制

按严格时空顺序参差表达

空间形态构成形变

按即定程控改变原程控

拓扑生物学为三学科统一而诞生28/77

进化是一个遗传程序改变.

程序就应该有遗录有统计就应该能查到要查就应比教种间基因组

形态进化是遗传程序改变,这种改变历史均统计在基因组结构中(待破译).形态进化奥秘最终将从不一样进化阶段动物基因组结构比较中去寻找.当前,这种基因组结构比较研究已经开始.

进化一定有基因统计!29/771.HGPDNA全序列比较,将发觉新调控系列和进化保守区段.2.搞清楚多基因层次网络相互作用,

说明遗传程序和进化关系.3.完成从“遗传语言”到“进化语言”破译.4.发展拓扑生物学,把基因,细胞,形态之间鸿沟填平.5.智能,行为,本能遗传和进化研究将有所发展.6.生命起源,遗传物质起源,因为RNA拟酶发觉,研究将有所突破.

21世纪预期进展30/77

关于染色体结构

新知识活页531/77

染色体结构新进展1.确定了H1位置和功效.

保护DNA,锁紧核小体.2.由三级结构到四级结构幅射环模型.

非组蛋白骨架30nM螺线体形成侧环.侧环围绕染色体轴以放射状向四面伸展32/77

3.染色体NHP骨架

年,结论性试验表明,

染色体骨架是一个真实结构.

骨架形态:NHP纤维网络和网络中广布NHP颗粒.HNP分子类型:

纤维分子:直径8-15nM,长300-450nM,

可聚合成多聚体.

颗粒分子:直径:10-60nM不等,(详细资料待发表)

组成人类Chr-NHP有30各种.

单体联结和分离与NHP骨架相关.

33/77

着丝点里动力中心体:微管组织中心级微管组成连续丝动力微管组成牵引丝星体微管组成星体丝ATP驱动马达蛋白向内摆动,动力微管去组装,使牵引丝缩短,染色体移向两极极微管在中心体组装,使连续丝伸长,把两级推远.马达蛋白染色体34/77

染色体端粒

端粒是富G序列,并以特殊方式复制染色体末端结构.DNA聚合酶滑动不到底性,决定了端粒序列渐短性.

能终生维持分裂细胞是因为有端粒酶表示结果.

都说“多莉”是“披着小羊皮老羊”其实是“装着老染色体新细胞”突出序列

端粒重复序列GGGGGTTTGGGGTTT。。。。。。。CCCCCAAACCCCAAA。。。。。。。结合序列Gene1Gene2

RNA性端粒酶以本身一段RNA为模板,逆转录出一段DNA,交给染色体,连在末端上.以补足长度35/77

继续搞清染色体在细胞中运动行为及相关原因

自动:

染色质凝集促染色体成熟因子MPF,TopoII….

染色体解旋解旋蛋白

单体复制DNA合成酶系单体断裂物化原因,内切酶单体愈合连接酶

互动:

同源染色体搜索微管蛋白

同源染色体联会重组节中Rec-1,Zip

染色体整列微管蛋白,捕捉蛋白同源染色体分离马达蛋白染色单体分离分离蛋白,统称Separins

染色单体粘合单体粘连蛋白染色体(DNA)修复修复酶系

36/77

3B与21世纪

新知识活页4生物技术:Biotechnics---BT

生物产业:Bioindustry----BI

生物经济:Bioeconomy----BE3B是BC支柱37/77

关系:生物技术带动生物产业,生物产业推动生物经济.生物技术和生物产品在很多领域应用最终将服务于生物世纪人类.关键:生物技术是以基因技术为关键和先导

,它是3B起始,故此基因技术是3B

高端入口.所以又称基因世纪.38/77

1980年美国Genentech企业股票上市20分钟后暴涨,纽约证交所那刻铃声,就贯通了3B整个链接.

基因技术蛋白质药品医药市场Genentech企业股票市场35$

198$

上世纪Genentech引领了3B原始链接39/77

基因操作技术将日臻完善,几乎无所不能.(新工程学)

基因药品和疫苗研发和应用.(新药学)

转基因动植将取得重大突破(新农牧业)

人类基因组计划完成和实用.(基因组学)

基因诊疗和基因治疗取得重大进展.(新医学)

蛋白质工程掘进.(新综合学科)

完成信息技术和基因技术领域结合(生物信息学)

何称“基因世纪”40/77

基因资源争夺之战已从上世纪开始,这是一个“世纪抢滩之战”已进入了白热化.标价9千万美元肥胖基因,让人们悟到了注册专利基因利益.染色体这块“大陆”将被分割.每一块处女地都蕴藏着无穷宝藏.就说人类,30亿个碱基对,10万个基因,在人类基因版图上也是有限,10%致病基因更是极地.暗中登陆抢滩异常激烈.

一旦这块“土地”被分割完成,你再想踏入这已被他人插上标识领地,那将要付出巨大代价,尽管它原来曾经属于你!因为,现在谁都知道:只要你沿着DNA双轨走下去,你“掏金车”将载满根本来不及装载金元.

基因已被视为一个民族产业资源.41/77

3B基本格局世界领先美国迎头赶上日本整体优势西欧正在复苏东欧不甘寂寞发展中国家奋勇前进中国顾不上中东还不知道怎么回事极落后国家42/77

中国对于生物技术应该说是十分重视,也取地了不少结果,但仍面临不少问题.

如:集中过多仿制.极少是首创.低水平重复.一个基因药有18家企业研制.人才短缺.专业及管理人才都十分短缺.投入资金不足.还浪费.久远战略性不强.

中国所面临挑战43/77

1.基因已从学术圈走出,步入社会.

进入以基因为关键生物世纪,基因已不但仅是单纯科学问题,它已经成为众所关注社会问题.许多新名词也将随之而来,并形成激烈争论.

如:基因污染

基因歧视基因权益基因专利基因食品基因资源基因贸易基因管理基因安全等.

许多问题将与大众息息相关.人们理性地呼吁基因技术安全性问题,同时也关注到道德和伦理问题.

有一些问题,做为本世纪人们必须想到:

人类所面临挑战操作基因--是点燃普罗米修斯圣火?还是打开了潘多拉盒?真不得而知!当代生物技术是一把双刃剑!44/77

基因工程微生物造成不可控制传染病流行.

私自改变动植物基因引发一些难以预料危险.

转基因作物及食品对人体健康造成影响.

克隆技术在人类身上应用造成巨大社会问题.

基因武器研制与开发,使战争后果不可收拾.

基因与人权,伦理,道德等问题.

基因污染?

对自然界遗传多样性有什么影响?

基因技术与个人隐私权问题.

当代基因技术对其它技术影响.

作物基因技术是否会彻底改变传统劳作方式?

科学狂人与反人类利用.

基因治疗安全性问题.

最直接和最令人担忧问题45/77

2.技术与伦理---两种文化冲突

面对21世纪新技术发展与进步,有思想人们一定要深思这么问题:

凡是技术能为,是否在伦理上就应该为之?

强调技术伦理规范,会不会约束技术进步?

高技术洪流会不会淹没掉人尊严?

人是否双兼为高技术操作者和被操作对象?

人类面临伦理危机和生存危机,最直接起因之一是否就是高技术.

处理这些问题,实际上是两种文化对话,要从文化时尚背景中考量技术道德范围,从而实现技术人文关心!(这是一个新概念)46/77技术文化---智力文化,是认识和改造世界活动,是知识和方法累加.伦理文化---人文文化,是寻求人身价值与精神自由活动,是人道和心性.

唯技术:技术本身无人文价值负荷,是客观事实.是自主发展规律.张扬技术价值.

唯人文:一切以人为本,摒弃一切精神和人性压抑.张扬人价值.

两种文化

关键冲突

一方致上,一方受抑.47/771.生命观改变.将突破生命自然属性,使之成为生物技术产物.2.冲击人类生命本质性价值.剔除了心灵和情感,将人推到了一个纯自然物境地.3.自然规则被打破.自主进化将代替自然进化冲击了自然法则.4.人类公平观被打破.遗传背景清楚,将代来基因歧视.5.对家庭观冲击.人伦将乱,职能丧失,情感危机.

3.生物技术对伦理冲击:48/771.技术伦理应该源于对科学和真理认知.2.技术伦理要求表达技术操做者价值观.3.技术伦理是生物技术界恪守行为规范.4.“标准主义”四大标准启迪与借鉴:

我认为:技术应该按照科学规律自主发展,但人价值永远高于技术,必须得到尊严和维护.技术不是无所不能,伦理规范也不是无能为力.技术自主不应该成为惟技术主义和反人类保护伞,伦理规范也不是约束技术发展和妨碍技术进步桎梏.

4.技术人文观

自主、无害、善行、公正.49/77

尚生合理自然理善笃行春赵景印丙戌年岁始赵景春

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[伯格信件]

伯格认为:病毒,嗜菌体和质粒被用做基因工程载体对非致病菌将十分危险.假如这些重组有致病基因病毒,嗜菌体和质粒蔓延到环境中,会把正常细菌和病毒变成致命杀手.而且,会象鼠疫一样传输.因此,伯格呼吁停顿有危害和不明微生物基因研究.以确保不会出现21世纪人造传染病.

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关注转基因食品安全性问题1.以什么证听说明安全?

成份测定:营养成份之比较是没有说服力.

动物模型:活体喂养全方面检测,才是客观.2.批评性试验--转基因土豆小鼠喂养.

过敏,器官损害,免疫系统损坏,早期癌症……3.批评者结果詹姆斯(美)被辞退,普菲勒(德)被驱逐,普思德泰流浪.4.世界舆论干预

[柳叶刀]杂志登载了大量批评性证据.调查表明,现在上市转基因食品都没有长久动模试验.故安全性是待考虑,最起码是应该慎重.5.科学家认为,这是21世纪一场基因技术战斗!

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关注基因污染

提法起源:1985年美国国立传染病研究所.为了建立艾滋病动模,经过微注射将人类艾滋病病毒基因转入了小鼠胚胎.小鼠出生后,全部细胞都表示了艾滋病基因.

它繁殖后代也携带艾滋病基因.

遗传学家出来提出批评.假如这么小鼠跑到开放环境中,会造成基因污染.这个词就诞生了.

怎么污染:1.与正常鼠交配,2.与其它鼠病毒整合而改变特征.

扩展含意:在开放环境中,掺入有异种基因生物会影响该种群基因库,并经过食物链,生物圈,影响其它生物及环境.

什么算是:转基因动植物?转基因食品?转基因微生物?

两例启迪:1.转基因作物一些性状好是好,但杂草也疯狂.2.老鼠吃了转基因土豆,免疫系统全方面受到破坏.

到底影响多大,当前仍无定论,还要继续讨论.

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基因武器

新某国已着手研制眼镜蛇毒素基因与流感病毒及蚊子基因拼接.

某国把破译后食人蚁基因转接到普通蜜蜂和蚂蚁上,然后在大量克隆.

某国已试验出一个大脑缺乏13种感受体大鼠,此鼠是极具攻击性缺基因鼠.

人们说:基因武器是“世界末日武器”.实不为过.

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基因狂人和克隆人意:安蒂诺里狂人三剑客:意:安蒂诺里法:布瓦瑟利耶美:扎沃斯英:奥布里·德格雷55/77

基因治疗死亡之虞

年,美国青年杰西.基辛格因为接收了美国最大[基因治疗研究中心]基因治疗而死亡,所以动摇了人们对基因治疗信心.广泛引发了各界关注与怀疑.实施者是有名保罗.威尔逊教授---该治疗专利技术创造者.

病人死于内脏衰竭.接收基因当晚即出现了高热,浮肿,昏迷.随即内脏坏死,全身衰竭.

伴随其父寒号奔走,司法界入调查,两年后暴光.从此,老基辛格置余年于反对外源基因导入人体之“事业”.此事也引发了人们全方面评议.

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表遗传学因为疑似有拉马克主义色彩,所以被推迟进入主流遗传学.伴随研究深入,证实了在DNA序列之外,还存在着表遗传学遗传系统.并已成为遗传学研究前沿.也将在21世纪得到长足发展.表遗传学--新一轮遗传学发展

新知识活页657/77

1.什么是表遗传学:

Epigenetics(1998年)

研究没有DNA序列改变,可遗传基因表示改变.即非DNA序列差异核遗传.-----1999,Wollfe

genotypephenotype非DNA序列改变Epigenetics58/77

2.表遗传学作用机制

genotypephenotype非DNA序列改变EpigeneticsDNA甲基化组蛋白修饰RNA干涉

染色质改型特异性地降解mRNA,使转录后基因缄默.干涉开启子,使基因缄默.调整染色质局部和整体构型影响基因表示.调整关键组蛋白尾区去酰基化,使DNA形成紧密包裹.限制了转录.经过调整不一样类型甲基转移酶,以调整基因表示.

表遗传信息59/77

3.遗传学与表遗传学关系:(阴与阳)

遗传学表遗传学信息编码DNA序列中甲基化和组蛋白活性密码信息性质

蛋白质模板(何时何量)应用模板指令遗传效应

结构编码区

开启子区突变位点

蛋白质种类定性状蛋白质多少决定性状学科定位

质变遗传学

量变遗传学变异决定DNA改变DNA表示水平改变表遗传学:取得性遗传理论分子新解?遗传印记理论扩大?第二遗传密码?中心法则最终一关?60/77

一对相同等位基因也有差异---遗传印记

1991被证

人类:父15q------智低,矮小,肥胖,小手小足.

母15q------智低,特容,大嘴,跚步,癫痫.

对表现度和外显率有显著影响.Huntington舞蹈病外显时间:母源随母;父源随父.

小脑共济失调表现度不一样:母源很重,父源很轻.起源于不一样性别同一Chr上等位基因也有着不一样功效表示.似有性别印记一样,即父母印记不一样.

遗传印记在产生配子时形成,连续在下一代中发挥作用.下一代再产生配子时,消除此印记,产生自己新印记.61/7721世纪大生物学---Systembiology1.了解概要:

系统生物学是在生物体整体水平上研究结构和功效及分子相互作用，并经过计算生物学来定量描述和预测生物活动。

系统生物学将在基因组学基础上完成由生命密码到生命过程整合研究.

这是一个逐步过程，最终完成整个生命活动路线图。这可能需要一个世纪时间.

62/77

系统生物学使生命科学由定性描述科学转变为纯定量科学.

系统生物学将使生物学研究发生结构性改变.由单科试验室研究走向组学和工程组合研究.

系统生物学研究也将进行大交叉和大合作.如人类基因组计划、人类单体核型图谱计划、人类表观基因组学计划(HEP)等。系统生物学主要技术平台为基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学等。63/772.新世纪系统生物学在研究中初步试用

用代谢组学开发了生物指纹仪,以预测冠心病人危险程度和肿瘤诊疗和治疗过程监控.

用基因多态性图谱(.2.17)预测病人对药品应答，包含毒副作用和疗效。

世界十大制药企业中六家已组成了以系统生物学技术为基础新药研发系统，以改进新药研发投入产出。

经过系统生物学研究，开始了重新设计和重构植物和微生物新品种，以提升生物技术产业，开拓能源生物技术、材料生物技术和环境生物技术。

64/77

美国能源部年开启了21世纪系统生物学技术平台.

人类表观基因组协会于年10月宣告正式开启为期五年人类表观基因组计划(HEP)。

年9月,美国哈佛大学医学院开设了世界上第一个系统生物学研究室.系统生物学思维方法关键是系统论65/77细胞社会学CellSociology

细胞社会学是从系统论观点出发，研究细胞整体和细胞群体中细胞间社会行为(包含细胞间识别、通讯、集合和相互作用等)，以及整体和细胞群对细胞生长,分化和死亡等活动调整控制.

细胞社会学主要是研究细胞社会行为,用人工细胞组合研究不一样发育时期相同细胞或不一样细胞行为;研究细胞之间识别、粘连、通讯以及由此产生相互作用、作用本质、以及对形态发生整体影响等。66/77我提议各位:了解系统论ABC

亚里斯多德早就说过“整体大于部分之和”.可见,对系统研究有古。

作为当代系统论基本思想最初生于上世纪20年代.加籍奥地利生物学家贝朗塔菲强调,生命现象是不能用分论来揭示其规律,而只能把它看作一个整体或系统来加以整研。

现在系统论思想已形成了一股主要思潮，在新世纪生命科学发展中,发挥重大而深远影响。67/77

1.系统

系统含义

关于系统论内涵和外延,在理论界现在说法不一。人们现在把系统论作为介于哲学和详细科学之间横断科学来对待。它被视为比详细学科更普通化科学理论.但又不一样于哲学。贝塔朗菲把普通系统概念定义为:

或：

系统是处于一定相互关系中与环境发生关系各组分总体。系统是由两个或两个以上要素组成含有整体功效和综合行为统一集合体.整68/77

系统属性：

非加和性:就是系统整体性.系统不是各部分简单组合,而是各部分和各层次充分协调和连接统一体.1+1﹥2

交互性:就是系统相关联性.系统中各部分特征和行为相互制约和相互影响,这种相关性确定了系统整体性质和形态。

功效性和目标性:大多数系统活动或行为是为执行一定功效和到达一定目标，问:是否全部自然系统都有目标.

有序性：系统层次性.因为系统结构、功效和层次动态演变有某种方向性，因而使系统含有有序性特点。

复杂性和随机性：物质和运动是密不可分，系统特征都是经过运动表现出来,系统动态性就使其具复杂性和随机性

适应性：一个系统要和包围该系统环境之间有物质、能量和信息交换,此变彼变,为了平衡，系统必须有适应力.69/77

2.系统论

什么是系统论

是研究系统模式、结构和规律学问.它研究各种系统共同特征，并用数学方法定量地描述其功效,寻求并确立适合用于一切系统标准和数模.是含有逻辑学和数学性质一门新兴统摄科学.

系统论关键思想是整体观

简义为:从整体出发,研究整体.70/77

系统论