導(dǎo)語：如何才能寫好一篇生命科學(xué)研究技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：醫(yī)療大數(shù)據(jù)；生命科學(xué)數(shù)據(jù)；精準(zhǔn)醫(yī)療

Abstract：At present， the application of big data technology in the medical field has received wide attention. However， the discussion of medical data is more a continuation of the previous medicine statistics， medical data mining method， and no consciousness to with big data technology in the medical field of application is for the medical industry bring a revolutionary change. We introduce the four part of the medical data， analysis of the current situation of medical data in various fields of life sciences， point out that Life Sciences data is the core of the medical data. A case study is applied in scientific research and clinical treatment. The problems and solutions in the research of medical big data are summarized.

Key words：Medical big data；Life Sciences data；Precision medical

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)快速發(fā)展，如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，分析，傳輸是醫(yī)學(xué)信息領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[1]。近年來，隨著"36212工程"等改革工作的推進(jìn)[2]，國內(nèi)醫(yī)療信息化程度不斷提升，區(qū)域醫(yī)療，醫(yī)療集團(tuán)等新興醫(yī)療組織不斷涌現(xiàn)，隨之而來的是大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，如何利用這些醫(yī)療數(shù)據(jù)是擺在醫(yī)學(xué)信息研究人員面前的難題。

目前關(guān)于醫(yī)療大數(shù)據(jù)的研究更多是延續(xù)以往的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)，醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘的思路，大部分研究人員并沒有意識(shí)到隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用深化，對(duì)醫(yī)療體制改革，打破壟斷機(jī)制重要作用。本研究整理了近年來醫(yī)療大數(shù)據(jù)的研究成果，提出以生物科學(xué)數(shù)據(jù)為主的醫(yī)療大數(shù)據(jù)建設(shè)方案。

1醫(yī)療大數(shù)據(jù)的來源與組成

綜合國內(nèi)外研究的結(jié)果和觀點(diǎn)，我們認(rèn)為現(xiàn)階段醫(yī)療大數(shù)據(jù)主要來自于以下四部分：臨床數(shù)據(jù)，醫(yī)療費(fèi)用數(shù)據(jù)，個(gè)人行為數(shù)據(jù)，生命科學(xué)數(shù)據(jù)。

1.1臨床數(shù)據(jù) 臨床數(shù)據(jù)主要來自于各類現(xiàn)有的臨床信息系統(tǒng)（CIS），電子病歷（EMR），健康檔案（HR）等，主要是在診斷，治療，隨訪過程中產(chǎn)生的血壓，血糖等個(gè)人體征信息。此類數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于臨床決策支持，臨床數(shù)據(jù)對(duì)比，藥品研發(fā)，地方病治療，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究[3]。

目前臨床數(shù)據(jù)特點(diǎn)是數(shù)量大，范圍廣，相關(guān)研究較好的一類數(shù)據(jù)，被視為主流的醫(yī)療大數(shù)據(jù)構(gòu)成。然而此類數(shù)據(jù)研究主要的挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度不高不易進(jìn)行后期數(shù)據(jù)分析處理，數(shù)據(jù)分散在各類醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，難以獲取，數(shù)據(jù)質(zhì)量差，可靠性不高等問題。綜上，除去部分信息化程度高，標(biāo)準(zhǔn)化好的臨床數(shù)據(jù)可以作為醫(yī)療大數(shù)據(jù)的研究對(duì)象，大量的臨床數(shù)據(jù)由于自身的局限性短期之內(nèi)難以發(fā)揮自身的價(jià)值。

1.2醫(yī)療費(fèi)用數(shù)據(jù) 醫(yī)療費(fèi)用增長過快是世界范圍的問題，目前還沒有有效的方法來抑制醫(yī)療費(fèi)用的增長。隨著老齡化社會(huì)的到來，此問題將愈發(fā)嚴(yán)重。現(xiàn)階段造成醫(yī)療費(fèi)用增長過快的原因很多，其中醫(yī)院方在以藥養(yǎng)醫(yī)的醫(yī)療體制下激勵(lì)醫(yī)護(hù)人員開更多的處方，做更多的檢查來獲得利益，患者方由于現(xiàn)行的醫(yī)療保險(xiǎn)體制的不公平性導(dǎo)致部分患者負(fù)擔(dān)的醫(yī)療成本較低刺激了不必要的需求，進(jìn)一步加劇了醫(yī)療費(fèi)用的不合理增長。

醫(yī)療費(fèi)用的研究一直是醫(yī)學(xué)信息研究的難點(diǎn)，意義重大困難突出。首先是醫(yī)療費(fèi)用數(shù)據(jù)不公開，導(dǎo)致相關(guān)的研究只能分析過去幾年甚至十幾年前的醫(yī)療費(fèi)用數(shù)據(jù)，時(shí)效性差，無法準(zhǔn)確反映正在出現(xiàn)的問題。其次是方法過于簡單，醫(yī)療保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)掌握醫(yī)療數(shù)據(jù)，但是對(duì)過度醫(yī)療行為的識(shí)別方法，懲罰機(jī)制等的設(shè)計(jì)簡單粗暴，缺乏科學(xué)的論證。醫(yī)學(xué)信息研究人員熟悉方法，但是缺乏開展研究的數(shù)據(jù)，只能望而卻步[4，5]。

醫(yī)療大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)之一就是實(shí)時(shí)性，通過實(shí)時(shí)收集，分析各類醫(yī)療數(shù)據(jù)，以及通過應(yīng)用各類方法可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)過度醫(yī)療行為，以數(shù)據(jù)為證據(jù)配合臨床路徑等相關(guān)醫(yī)療行為監(jiān)督體制，糾正過度醫(yī)療行為。需要指出的是這類研究和應(yīng)用初期會(huì)受到來自醫(yī)院，醫(yī)護(hù)人員和患者的抵制，而這也是開展此類研究的難點(diǎn)所在。

1.3個(gè)人行為數(shù)據(jù) 個(gè)人行為數(shù)據(jù)主要來自于類社交網(wǎng)站，購物信息，WEB點(diǎn)擊等個(gè)人在虛擬空間留下的痕跡。結(jié)合健康檔案，臨床數(shù)據(jù)，個(gè)人行為數(shù)據(jù)可以挖掘特定人群的生活模式和疾病風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系，從而為地方病，流行病，職業(yè)病預(yù)防和治療，相關(guān)藥品研發(fā)，用藥提供指導(dǎo)。

目前個(gè)人行為數(shù)據(jù)是一個(gè)新興的數(shù)據(jù)源，相關(guān)的研究開展的較少，突破了現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)信息研究領(lǐng)域。但是隨著大數(shù)據(jù)研究的深入，此類數(shù)據(jù)的重要性將愈發(fā)明顯。目前電子商務(wù)領(lǐng)域?qū)οM(fèi)者行為的研究和應(yīng)用開展較好，在消費(fèi)行為預(yù)測(cè)[6]，消費(fèi)模式分析都取得很好的成果[7]。而醫(yī)療大數(shù)據(jù)領(lǐng)域開展個(gè)人行為的研究可以借鑒其他領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)和方法，這也是互聯(lián)網(wǎng)，電子商務(wù)等新興行業(yè)同傳統(tǒng)的醫(yī)療行業(yè)結(jié)合切入點(diǎn)。

1.4生命科學(xué)數(shù)據(jù) 現(xiàn)代生命科學(xué)以中心法則為起點(diǎn)，經(jīng)過基因測(cè)序，RNA干擾，基因編輯等幾次大的創(chuàng)新，目前已經(jīng)產(chǎn)生了空前規(guī)模的數(shù)據(jù)，發(fā)展一套完備的數(shù)據(jù)分析技術(shù)。生命科學(xué)數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)?，F(xiàn)階段的生命科學(xué)數(shù)據(jù)有代表性數(shù)據(jù)庫主要包括生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫Pubmed，基因序列數(shù)據(jù)庫Genebank，蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫PIR，疾病數(shù)據(jù)庫OMIM，藥物數(shù)據(jù)庫Drugbank，通路數(shù)據(jù)庫KEGG等一次數(shù)據(jù)庫以及在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的種類繁多的二次數(shù)據(jù)庫。除此之外隨著生命信息研究不斷深入千人基因組計(jì)劃，宏基因組，各類組學(xué)的研究都正在產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，如何存儲(chǔ)，處理，分析這些數(shù)據(jù)毫無疑問是大數(shù)據(jù)技術(shù)研究范疇。

利用生命科學(xué)數(shù)據(jù)診斷和治療疾病，已經(jīng)逐漸從實(shí)驗(yàn)室開始走向商業(yè)化，目前已經(jīng)開展了無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測(cè)等項(xiàng)目。

1997年香港中文大學(xué)盧煜明團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)胎兒脫落的DNA能直接進(jìn)入母體血漿，進(jìn)而可以通過檢測(cè)母體外周血中的胎兒DNA的方法檢測(cè)胎兒是否患有唐氏綜合征，地中海貧血等遺傳疾病，從而開啟了無創(chuàng)基因檢測(cè)在產(chǎn)前篩查中的應(yīng)用[8]。進(jìn)過多年研究，無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測(cè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化[9]。如何利用不斷出現(xiàn)的測(cè)序數(shù)據(jù)和技術(shù)，預(yù)防疾病，完善健康信息管理，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療等內(nèi)容將是醫(yī)療大數(shù)據(jù)未來研究的主要方向[10]。

2醫(yī)療大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)設(shè)計(jì)

醫(yī)療大數(shù)據(jù)由于自身特點(diǎn)，需要有不同于傳統(tǒng)的技術(shù)。目前主流大數(shù)據(jù)的技術(shù)包括了大規(guī)模并行處理，分布式數(shù)據(jù)庫，NoSQL和可擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)等技術(shù)等[11]。醫(yī)療大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)決該領(lǐng)域的研究必然是多學(xué)科交叉。

根據(jù)現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合醫(yī)療大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)我們?cè)O(shè)計(jì)基于Hadoop的醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺(tái)，該平臺(tái)采用了目前主流的大數(shù)據(jù)解決方案，其中包括數(shù)據(jù)獲取，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)導(dǎo)入，數(shù)據(jù)分解等部分，見圖1。

3應(yīng)用案例

隨著高通量的生物分子識(shí)別技術(shù)進(jìn)步，為人類研究癌癥提供了大量的多組學(xué)數(shù)據(jù)。原癌基因癌變，抑癌基因和修復(fù)基因發(fā)生突變導(dǎo)致失活是正常細(xì)胞向癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素。然而癌癥基因中組合遺傳變異的復(fù)雜性導(dǎo)致識(shí)別癌癥相關(guān)模塊以及描述其生物學(xué)功能成為很大的挑戰(zhàn)。

研究利用多種遺傳變異因素設(shè)計(jì)了多因素介導(dǎo)的功能失調(diào)癌癥網(wǎng)絡(luò)核心模塊識(shí)別平臺(tái)用于研究多因素對(duì)癌癥發(fā)生發(fā)展的影響。平臺(tái)采用Hadoop分布式存儲(chǔ)技術(shù)存儲(chǔ)多維基因組數(shù)據(jù)（DNA突變、拷貝數(shù)變異、甲基化、基因表達(dá)和microRNA表達(dá)譜等）；利用R語言開發(fā)核心模塊識(shí)別程序；采用RHIPE技術(shù)連接數(shù)據(jù)和R程序；采用JAVA實(shí)現(xiàn)WEB界面和數(shù)據(jù)可視化。實(shí)現(xiàn)癌癥數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，傳輸，識(shí)別，可視化等一系列工作，從而為癌癥的診斷，精準(zhǔn)治療提供基礎(chǔ)，見圖2。

4展望

現(xiàn)階段國內(nèi)醫(yī)療大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)落后于其他行業(yè)，既有醫(yī)療數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，獲取困難，數(shù)據(jù)質(zhì)量差等客觀因素，而研究人員對(duì)醫(yī)學(xué)信息自身的理解，對(duì)將醫(yī)學(xué)問題與新興技術(shù)結(jié)合的能力，對(duì)學(xué)科交叉的認(rèn)識(shí)都存在不足。

解決上述問題，需要以高質(zhì)量的臨床數(shù)據(jù)和生命科學(xué)數(shù)據(jù)為核心，以行為數(shù)據(jù)，診療費(fèi)用數(shù)據(jù)為輔助結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)開展部分示范性的工作，引導(dǎo)醫(yī)療大數(shù)據(jù)從科研到應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

在科學(xué)研究方面，政府每年也投入大量經(jīng)費(fèi)，對(duì)生物及農(nóng)業(yè)技術(shù)、醫(yī)藥、環(huán)境、能源、信息技術(shù)、水利工程等多個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)行支持。一直以來，被視為歐洲門戶的荷蘭都享有與歐洲其他主要生命科學(xué)園地聯(lián)系的地理優(yōu)勢(shì)。生物技術(shù)的發(fā)展被視為荷蘭社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)繁榮昌盛的重要決定性因素。目前荷蘭擁有300多家生命科學(xué)企業(yè)，18所擁有生物技術(shù)專業(yè)的高等院校，以及政府及公共或私人成立的生命科學(xué)研究單位。在生物學(xué)、血液技術(shù)、心血管疾病、免疫與疫苗等領(lǐng)域的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化都取得了令人矚目的成就。農(nóng)業(yè)方面，研究人員致力于改良畜牧方法和動(dòng)物分子生物技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是動(dòng)物和植物基因組學(xué)的研究已成為熱點(diǎn)。荷蘭憑借畜牧和種植業(yè)方面所擁有的豐富專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)已成為世界第三大農(nóng)業(yè)出口國。在清潔高能效的流程的應(yīng)用以及再循環(huán)材料的使用研究中所取得的成就，使荷蘭在環(huán)境生物技術(shù)界也享有盛名。

近年來，荷蘭已成為中國學(xué)生出國深造的優(yōu)選國家之一，來荷留學(xué)人員日益增加，目前已達(dá)8000余人。其中很大比例的留學(xué)人員在生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域深造、學(xué)習(xí)。荷蘭華人生命科學(xué)協(xié)會(huì)也在這一過程中逐漸發(fā)展壯大。

協(xié)會(huì)歷史

1995年7月，近40名從事生命科學(xué)研究的旅荷中國學(xué)者聚集在荷蘭生命科學(xué)之城瓦赫寧根（Wageningen）召開了“首屆旅荷中國學(xué)者生命科學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)”，旨在促進(jìn)旅荷中國學(xué)者的學(xué)術(shù)交流，增進(jìn)相互間的聯(lián)系與合作。并于會(huì)后成立了“旅荷中國學(xué)者生命科學(xué)學(xué)會(huì)”，推選鐘筱波（現(xiàn)為美國堪薩斯大學(xué)醫(yī)療中心教授）、黨志超（現(xiàn)為荷蘭國家公共衛(wèi)生與環(huán)境研究院物質(zhì)評(píng)估中心的高級(jí)評(píng)估師和工程師）、漆小泉（現(xiàn)為中科院植物研究所研究員）、徐超（現(xiàn)為沈陽醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院院長）等留學(xué)生為第一屆理事會(huì)成員，并招募會(huì)員，為促進(jìn)旅荷中國學(xué)者和國內(nèi)學(xué)者之間的學(xué)術(shù)交流積極工作。

2010年，學(xué)會(huì)更名為荷蘭華人生命科學(xué)協(xié)會(huì)（英文名稱為Chinese Association of Life-Sciences in the Netherlands，英文簡稱為CALN，以下簡稱“協(xié)會(huì)”），并于2011年8月25日在荷蘭工商局（Kamer van Koophandel, KvK）成功注冊(cè)。

協(xié)會(huì)是一個(gè)獨(dú)立自主的、自發(fā)性的學(xué)術(shù)性非營利組織，為全歐華人專業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)（Federation of Chinese Professional Associations in Europe，F(xiàn)CPAE）成員。協(xié)會(huì)的各項(xiàng)活動(dòng)得到中國駐荷蘭使館教育處的指導(dǎo)與大力支持，與荷蘭境內(nèi)主要的中國學(xué)聯(lián)、其他學(xué)術(shù)團(tuán)體、高?？蒲袡C(jī)構(gòu)以及國內(nèi)相關(guān)單位保持密切聯(lián)系，開展相關(guān)學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，為在荷生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)W習(xí)、工作人員提供交流平臺(tái)，為中荷科學(xué)合作搭建橋梁。近年來，協(xié)會(huì)也在積極與歐洲其他專業(yè)協(xié)會(huì)，尤其是生物醫(yī)藥領(lǐng)域的專業(yè)協(xié)會(huì)開展密切合作，共謀發(fā)展，為國服務(wù)。

組織結(jié)構(gòu)

為更好地為會(huì)員服務(wù)，協(xié)會(huì)根據(jù)多年發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，編寫并完善了《荷蘭華人生命科學(xué)協(xié)會(huì)章程》。章程規(guī)定協(xié)會(huì)實(shí)行會(huì)長負(fù)責(zé)的理事會(huì)制度。協(xié)會(huì)設(shè)會(huì)長1名，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌各部門工作；榮譽(yù)會(huì)長1名，作為顧問，為協(xié)會(huì)健康發(fā)展提供建議；理事會(huì)成員6名，分別負(fù)責(zé)辦公室、學(xué)術(shù)部、宣傳部、聯(lián)絡(luò)部、信息部和財(cái)務(wù)部工作；每個(gè)部門具有2～5名干事協(xié)助部門負(fù)責(zé)人開展具體工作。

近年來，隨著留荷中國學(xué)生人數(shù)的上升，以及協(xié)會(huì)影響力的擴(kuò)大，目前協(xié)會(huì)登記注冊(cè)會(huì)員已達(dá)300余人，分別來自荷蘭各大高校、科研院所的學(xué)生和學(xué)者，以及生命科學(xué)領(lǐng)域的企業(yè)單位工作人員。計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等大量學(xué)者也有加盟。眾多會(huì)員已成為行業(yè)專家甚至領(lǐng)軍人物，活躍在荷蘭或中國的科研機(jī)構(gòu)、政府機(jī)關(guān)或企業(yè)界。

宗旨及主要職能

自成立之初，協(xié)會(huì)一貫秉承“為在荷華人科學(xué)工作者專業(yè)交流、尋找合作契機(jī)提供平臺(tái)”的工作宗旨，團(tuán)結(jié)集體力量。目前，協(xié)會(huì)通過組織開展多種學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，為會(huì)員提供工作信息，接待國內(nèi)來荷訪問團(tuán)，組織“春暉計(jì)劃”回國訪問創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，引薦各種高層次人才（不限于生命科學(xué)領(lǐng)域）回國工作等。希望通過這個(gè)平臺(tái)，增強(qiáng)會(huì)員之間的了解，并促進(jìn)合作，為廣大海歸提供更多的發(fā)展空間，構(gòu)建起海外華人與中國生命科學(xué)發(fā)展的橋梁。

協(xié)會(huì)擁有自己的網(wǎng)站caln.nl，定期新聞、學(xué)術(shù)交流活動(dòng)信息、回國發(fā)展或?yàn)閲?wù)信息等。從2012年開始，協(xié)會(huì)定期在網(wǎng)上通訊，并通過郵件系統(tǒng)為會(huì)員提供信息服務(wù)。

主要活動(dòng)

2011 春季論壇

2011年2月26日，協(xié)會(huì)攜手華大基因（BGI）在荷蘭萊頓大學(xué)共同舉辦“荷蘭華人生命科學(xué)暨華大基因2011春季論壇”。萊頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（LUMC）、荷蘭國家生物信息學(xué)中心（NBIC）、中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程所（SIBET）等中荷多個(gè)科研機(jī)構(gòu)的專家和代表，與來自華大基因，帝斯曼（DSM）及億派國際（INSPIREES）等企業(yè)界人士，圍繞“人類健康、基因技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化”的主題，作了精彩演講，使聽眾了解測(cè)序技術(shù)和基因組學(xué)方面的最新科研動(dòng)態(tài)，并就“個(gè)人職業(yè)規(guī)劃與國家發(fā)展”等話題，同與會(huì)人員展開熱烈的開放式討論，顯身說法，使青年學(xué)生學(xué)者頗受啟發(fā)。

篇3

通訊作者：周曉馥（1964—），女，吉林四平人，吉林師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，教授，博士。研究方向：植物分子生物學(xué)。

項(xiàng)目簡介：吉林省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究課題（JLSJY2012Z064）；吉林師范大學(xué)本科教學(xué)改革項(xiàng)目（jlsdjy201142，jlsdjy201144）。

摘要：通過優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，吉林師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院構(gòu)建了“四層次”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，即驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、綜合設(shè)計(jì)性項(xiàng)目、開放實(shí)驗(yàn)必修專題、本科生創(chuàng)新科研項(xiàng)目。在實(shí)際運(yùn)行過程中，在實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面，進(jìn)行了積極有益的改革和探索。

關(guān)鍵詞：生命科學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—1580（2013）07—0041—02

2008年以來，吉林師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院通過修訂完善培養(yǎng)方案，加強(qiáng)和優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將科學(xué)研究的理念引入創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)中，構(gòu)建了“四層次”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。

一、“四層次”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系

對(duì)于生命科學(xué)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)是最佳切入點(diǎn)。通過實(shí)踐教學(xué)不僅可以向?qū)W生傳授生命科學(xué)知識(shí)，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，而且對(duì)于學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)具有重要作用。因此，在修訂完善本科人才培養(yǎng)方案的前提下，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)課程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、重組和增補(bǔ)，積極優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建“四層次”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。

1.建立驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)屬于基礎(chǔ)必修實(shí)驗(yàn)，是生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)。針對(duì)大學(xué)一、二年級(jí)學(xué)生，以吉林省生命科學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐基地與吉林省生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為依托平臺(tái)，按照生命科學(xué)的認(rèn)知規(guī)律，遵循從宏觀到微觀的原則，以基本技能的訓(xùn)練和基礎(chǔ)知識(shí)的掌握為主，注重培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能。

2.建立綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

在基礎(chǔ)技能訓(xùn)練完成后，大學(xué)二、三年級(jí)學(xué)生已具備一定的理論知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能。綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是為了讓學(xué)生掌握綜合性、時(shí)間較長的實(shí)驗(yàn)技能而開設(shè)。其目的有兩個(gè)，其一是解決專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)限制，銜接不當(dāng)?shù)葐栴}；其二是發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，使學(xué)生能夠參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)查閱實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在教師輔助下完成實(shí)驗(yàn)，師生一起對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。

3.建立開放實(shí)驗(yàn)必修專題平臺(tái)

安排大學(xué)二、三年級(jí)學(xué)生進(jìn)入各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)施開放性的、創(chuàng)新性的、研究性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)，進(jìn)一步過渡到畢業(yè)論文階段。同時(shí)也為進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室、承擔(dān)本科生創(chuàng)新科研項(xiàng)目做充分的準(zhǔn)備。

4.本科生創(chuàng)新科研項(xiàng)目平臺(tái)

針對(duì)大學(xué)二、三年級(jí)學(xué)生，學(xué)生根據(jù)自己的興趣和發(fā)展方向組成小組，結(jié)合大學(xué)本科生科研導(dǎo)師制，以項(xiàng)目申請(qǐng)的方式選擇和立項(xiàng)。學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室接受實(shí)際的科學(xué)研究訓(xùn)練，實(shí)施個(gè)性化創(chuàng)新人才培養(yǎng)，在真正意義上做一些研究性實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)

由于生命科學(xué)的“實(shí)驗(yàn)性科學(xué)”特性，讓學(xué)生了解知識(shí)的產(chǎn)生過程具有重要意義。如果教師能夠把所做實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展史上的重要作用以及其在當(dāng)前的新進(jìn)展、新應(yīng)用進(jìn)行說明，將會(huì)獲得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。因此，科研一線教師積極承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量極為重要。在構(gòu)建“四層次”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系過程中，注意精選一批有深厚科研背景的教師親自主持實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。這些教師一般都具有博士學(xué)位，具有豐富的實(shí)驗(yàn)室研究經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)⒔處煹目蒲谐晒皶r(shí)補(bǔ)充到教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容中。這些高學(xué)歷經(jīng)驗(yàn)豐富的教師承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作， 積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，成為我校生命科學(xué)學(xué)院實(shí)踐教學(xué)的特色之一。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更新和改革

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容跟上學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，鼓勵(lì)教師將本學(xué)科的最新進(jìn)展和教師的科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研一體化。因此，在構(gòu)建“四層次”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系過程中，積極開展了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新和改革，創(chuàng)立了“1個(gè)遵循、3個(gè)打破”，即實(shí)驗(yàn)要遵循科學(xué)研究的規(guī)律，打破常規(guī)實(shí)驗(yàn)安排中時(shí)間的限制、空間的限制和教材的限制。

第一層次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，目的是使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用，掌握實(shí)驗(yàn)基本操作技能。如電子天平的使用、微量移液器的使用、高壓蒸汽滅菌鍋的使用、基本培養(yǎng)基的配制等等，所以設(shè)置了諸如培養(yǎng)基的配制、顯微鏡觀察等基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

第二層次綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，目的是使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一定的綜合性、設(shè)計(jì)性及探索性。因此增補(bǔ)一些新的設(shè)計(jì)與研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如菌種篩選實(shí)驗(yàn)、生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。菌種篩選實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生發(fā)揮一定的主動(dòng)性，如設(shè)計(jì)采取不同的培養(yǎng)基、不同的篩選條件來達(dá)到篩選菌種的目的，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)的能力和創(chuàng)新精神。

第三層次是開放實(shí)驗(yàn)必修項(xiàng)目，目的是針對(duì)某一實(shí)驗(yàn)專題，開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。設(shè)置了植物組織培養(yǎng)及再生、綠色熒光蛋白表達(dá)載體的構(gòu)建、農(nóng)桿菌介導(dǎo)植物遺傳轉(zhuǎn)化等專題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

第四層次是本科生創(chuàng)新科研項(xiàng)目，結(jié)合吉林師范大學(xué)學(xué)生科研立項(xiàng)和大學(xué)本科生科研導(dǎo)師制開展。組建學(xué)生科研興趣小組，利用課余時(shí)間進(jìn)入平臺(tái)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)參與到科研一線教師的科研項(xiàng)目。指導(dǎo)教師根據(jù)自己的科研領(lǐng)域選定若干難易適度、具有充分可行性的科研題目，分別指導(dǎo)學(xué)生開展研究，使學(xué)生初步掌握科研的基本思路和方法，培養(yǎng)初步的科研能力和團(tuán)隊(duì)合作、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)勇于創(chuàng)新的科研精神。

四、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

在學(xué)校大力支持下，吉林師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院加大現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室資源的整合和改造，加速實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。我校生命科學(xué)學(xué)院先后獲批成為吉林省生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和吉林省生命科學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐基地，使生命科學(xué)“四層次”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系有了可靠保證。同時(shí)，學(xué)院通過特色專業(yè)和教改立項(xiàng)，結(jié)合教師的科研項(xiàng)目以及校企合作等多元化的資金來源，進(jìn)一步支持創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。

五、“四層次”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系的初步應(yīng)用

通過生命科學(xué)“四層次”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，尤其是建立本科生創(chuàng)新科研項(xiàng)目平臺(tái)，激發(fā)了我院學(xué)生參與大學(xué)生科研立項(xiàng)的熱情，學(xué)生自愿組成項(xiàng)目小組踴躍申報(bào)，2011年我院獲立校級(jí)大學(xué)生科研立項(xiàng)37項(xiàng)。通過開展大學(xué)生科研立項(xiàng)，自主設(shè)計(jì)與實(shí)施本科生創(chuàng)新科研項(xiàng)目，使學(xué)生真正地經(jīng)歷一次科學(xué)研究的實(shí)踐過程，培養(yǎng)學(xué)生的基本科研能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。其中，我校生命科學(xué)學(xué)院周曉馥教授指導(dǎo)的本科生創(chuàng)新科研項(xiàng)目，2011年成功申報(bào)吉林省科技廳的大學(xué)生科技計(jì)劃項(xiàng)目“葉赫綠色山野菜生產(chǎn)基地建設(shè)”（編號(hào)：20111316），是吉林師范大學(xué)第一個(gè)獲批的吉林省科技廳大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。另外，將創(chuàng)新實(shí)踐研究擴(kuò)展到創(chuàng)業(yè)教育研究上，教師幫助學(xué)生成立了公司，開始實(shí)施創(chuàng)業(yè)計(jì)劃。在2012年第八屆“挑戰(zhàn)杯”復(fù)星中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽決賽中，我校生命科學(xué)學(xué)院選送的參賽作品《四平奧森農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司商業(yè)計(jì)劃書》榮獲銀獎(jiǎng)。

總之，我校生命科學(xué)學(xué)院積極構(gòu)建“四層次”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，將科學(xué)研究的理念引入創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)中，注重培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新精神?！八膶哟巍钡膭?chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系在實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)與科研一體化更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面進(jìn)行了積極有益的改革和探索，并可為生命科學(xué)類本科生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的改革提供有益的參考。[參考文獻(xiàn)]

[1]盛偉，劉志超，張安超等.創(chuàng)新性實(shí)踐教育教學(xué)培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].中國電力教育，2012（16）.

[2]周永凱，李淑珍，馮紹森，王文.創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系 搭建實(shí)踐教學(xué)平臺(tái) 提高學(xué)生創(chuàng)新能力[J].紡織教育，2011（03）.

[3]倪春林，張展基，陳建平，鄭文旭.農(nóng)業(yè)院校化學(xué)類專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012（01）.

篇4

關(guān)鍵詞 分子影像學(xué) 教學(xué)體系 復(fù)合型人才

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

On Molecular Imaging Teaching System Construction

CHEN Duofang

（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）

Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.

Key words molecular imaging; teaching system; complex talent

0 引言

分子影像學(xué)（molecular imaging）是運(yùn)用影像技術(shù)顯示組織、細(xì)胞和亞細(xì)胞水平的特定分子，反映活體狀態(tài)下分子水平變化，對(duì)其生物學(xué)行為在進(jìn)行定性和定量研究的科學(xué)。①分子影像學(xué)是將分子生物學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，最早由美國哈佛大學(xué)Weissleder等學(xué)者于1999年提出，經(jīng)過10余年的飛速發(fā)展，取得一系列成就，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究最重要的技術(shù)手段之一，受到世界各國的高度重視。①②隨著分子影像學(xué)技術(shù)研究工作在我國的迅速開展，具有分子影像技術(shù)背景的人才更顯缺乏。醫(yī)藥企業(yè)、醫(yī)療設(shè)備企業(yè)、生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu)等單位對(duì)分子影像專業(yè)人才需求日趨增加，尚沒有專門學(xué)科進(jìn)行分子影像學(xué)人才培養(yǎng)。我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院依托生物醫(yī)學(xué)工程與生物技術(shù)專業(yè)，定位為研究型學(xué)院，分子影像為主要研究方向之一。經(jīng)過幾年的發(fā)展，學(xué)院在分子影像研究領(lǐng)域取得一定進(jìn)展。學(xué)院教工由來自不同專業(yè)背景，包括生物、信息、計(jì)算機(jī)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科的人員構(gòu)成，但由于當(dāng)前研究成員各自的專業(yè)背景單一，成員之間尚未有機(jī)融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像領(lǐng)域取得重大突破。而目前國內(nèi)，分子影像學(xué)教材較少，分子影像學(xué)課程主要面向研究生開設(shè)，極少高校面向本科生開設(shè)分子影像學(xué)課程。③④⑤本文探討如何借助我校信息學(xué)科與計(jì)算機(jī)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合我校在分子影像學(xué)的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎(chǔ)，將生命科學(xué)與信息學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)交叉，開展針對(duì)本科生的分子影像學(xué)教學(xué)工作，建立分子影像學(xué)教學(xué)體系，為培養(yǎng)理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才奠定基礎(chǔ)。

1 分子影像學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建

分子影像學(xué)起源于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)基礎(chǔ)上融入分子生物學(xué)，其教學(xué)體系不同于傳統(tǒng)的工學(xué)學(xué)科和生物學(xué)學(xué)科體系。我們將從分子影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容，分子影像學(xué)教學(xué)模式和分子影像學(xué)考評(píng)方式進(jìn)行分子影像學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建，目的在于建立包括基礎(chǔ)理論―驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)―應(yīng)用實(shí)踐三個(gè)層次的多學(xué)科深度交叉、理工醫(yī)有機(jī)融合的綜合型分子影像學(xué)教學(xué)體系，為培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能過硬、應(yīng)用實(shí)踐廣泛的理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.1 分子影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容

分子影像學(xué)屬于前沿科學(xué)，知識(shí)更新日新月異，相關(guān)資料主要來自世界各國研究小組的公開文獻(xiàn)，缺乏全面、系統(tǒng)的參考教材;而且分子影像學(xué)屬于典型的多學(xué)科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，需要掌握各種影像原理與理論，熟悉核酸、蛋白質(zhì)等大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與操作，并應(yīng)用影像技術(shù)進(jìn)行分子生物學(xué)相關(guān)研究，課程內(nèi)容繁雜，信息量龐大。分子影像學(xué)是分子生物學(xué)與先進(jìn)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，屬于典型的多學(xué)科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科。分子影像學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣、跨度大，教學(xué)內(nèi)容包括：分子生物學(xué)中核酸等大分子的功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征并在分子水平上闡明細(xì)胞活動(dòng)的規(guī)律;超聲成像、CT成像、MRI成像、核素成像等臨床中成熟的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，以及光學(xué)分子斷層成像、光聲斷層成像等新興的醫(yī)學(xué)影像技術(shù);分子影像技術(shù)在腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管研究以及新藥研發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生不僅需要掌握基本理論知識(shí)，了解最新研究進(jìn)展，更要學(xué)會(huì)利用影像技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)研究以及臨床應(yīng)用?？紤]到分子影像學(xué)信息量大，教學(xué)內(nèi)容以生命學(xué)院優(yōu)勢(shì)研究方向即光學(xué)分子影像及其在腫瘤細(xì)胞學(xué)中的應(yīng)用為主線，其余內(nèi)容為輔助展開。教學(xué)過程中，力爭做到重點(diǎn)突出、內(nèi)容全面和有的放矢。

1.2 分子影像學(xué)教學(xué)模式

分子影像學(xué)涉及多個(gè)學(xué)科，涵蓋現(xiàn)代影像成像理論，分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)以及分子影像技術(shù)在基礎(chǔ)和臨床實(shí)驗(yàn)研究中的應(yīng)用。為了系統(tǒng)地學(xué)習(xí)掌握分子影像學(xué)知識(shí)，成為合格的分子影像專業(yè)人才，學(xué)生不僅需要了解分子生物學(xué)相關(guān)知識(shí)，而且需要知道靶向分子在臨床中的應(yīng)用前景;不僅需要了解分子結(jié)構(gòu)修飾、分子標(biāo)記等專業(yè)知識(shí)，而且也需要知道生物信息、醫(yī)學(xué)影像等相關(guān)知識(shí)。傳統(tǒng)的單一學(xué)科的教學(xué)模式難以滿足上述需求，需要探討新的有效的教學(xué)模式。對(duì)于多學(xué)科交叉產(chǎn)生的分子影像學(xué)，采用傳統(tǒng)的單一學(xué)科教學(xué)模式難以滿足要求。我院分子影像學(xué)教師來自不同專業(yè)背景，采用不同的教學(xué)模式進(jìn)行協(xié)同合作教學(xué)。借助我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院在分子影像學(xué)領(lǐng)域的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎(chǔ)，可以將生命科學(xué)與信息學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)行深度交叉，開展目標(biāo)明確和特色鮮明的分子影像學(xué)教學(xué)工作。對(duì)于分子生物學(xué)部分，由生命學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授以及實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)方式，指導(dǎo)學(xué)生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝膠電泳、PCR、DNA測(cè)序、RNA提取與純化、基因敲除、基因克隆等技術(shù)。對(duì)于醫(yī)學(xué)影像部分，由生命學(xué)院信息專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授、理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)模擬仿真等教學(xué)手段，使學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)影像的基本物理原理以及數(shù)學(xué)理論。對(duì)于應(yīng)用部分，由外聘的第四軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院教師承擔(dān)，引導(dǎo)學(xué)生使用分子影像技術(shù)進(jìn)行腫瘤早期診斷、心腦血管疾病診斷以及新藥研發(fā)等應(yīng)用研究。上述教職人員由生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院自然基金委重大項(xiàng)目參與人員構(gòu)成，經(jīng)過前期合作研究，已進(jìn)行一定程度的多學(xué)科交叉，可進(jìn)行協(xié)同教學(xué)工作。

1.3 分子影像學(xué)考評(píng)方式

傳統(tǒng)教學(xué)考評(píng)中，多注重考核學(xué)生掌握知識(shí)的多少，而不是學(xué)習(xí)知識(shí)能力的大小;注重考核學(xué)生技能掌握的多少，而不是學(xué)習(xí)技能能力的高低。這種考核體系只能反映一定時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)結(jié)果，不能反映學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的本領(lǐng)，難以適應(yīng)分子影像快速發(fā)展的需要，這不僅使教師的教學(xué)方法陷于陳舊古板，而且使一些再學(xué)習(xí)能力、發(fā)展?jié)摿Υ?、?dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生長期得不到有效鍛煉和培養(yǎng)。因此，如何將傳統(tǒng)的考核知識(shí)與技能與考核學(xué)生掌握新知識(shí)、新技能的本領(lǐng)相結(jié)合，是我們需要關(guān)注的問題。分子影像學(xué)涵蓋學(xué)科領(lǐng)域廣，知識(shí)更新速度快，學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重，我們需要站在發(fā)展的角度，從學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的近期和遠(yuǎn)期效果建立合理的考評(píng)方式。對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)考核，我們采用知識(shí)與能力兼顧的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要包括四大模塊：基本理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作技能、進(jìn)展跟蹤和科研創(chuàng)新能力。對(duì)于基本理論知識(shí)考核，采用試卷筆答形式;對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作技能，考核學(xué)生對(duì)刻度吸量管、分光光度計(jì)、離心機(jī)、電泳儀等常規(guī)儀器的操作，此外還考核學(xué)生對(duì)microCT、光學(xué)分子斷層成像等學(xué)院研制的醫(yī)療影像設(shè)備的操作，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式答題;對(duì)于進(jìn)展跟蹤考核，則要求學(xué)生根據(jù)教師給定的主題詞，進(jìn)行文獻(xiàn)查閱及總結(jié)，以文獻(xiàn)綜述形式答題;對(duì)于科研創(chuàng)新，則根據(jù)教師課題或?qū)W生自主選題進(jìn)行相關(guān)科研活動(dòng)，以小論文或?qū)＠问酱痤}?？傊?，將采用形式多樣的考評(píng)方式，對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行測(cè)評(píng)。

2 總結(jié)

分子影像學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究最重要的技術(shù)手段之一，代表了未來醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的方向。我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院為國內(nèi)最早進(jìn)行分子影像學(xué)研究的單位之一，學(xué)院教師來自不同的專業(yè)背景，包括信息、生物和數(shù)學(xué)等專業(yè)，在多學(xué)科交叉方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。基于學(xué)院在分子影像領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)，結(jié)合我校信息學(xué)科優(yōu)勢(shì)，融合生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)，本文提出建立包括基礎(chǔ)理論――驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)――應(yīng)用實(shí)踐三個(gè)層次的多學(xué)科深度交叉、理工醫(yī)有機(jī)融合的創(chuàng)新型分子影像學(xué)教學(xué)體系。通過建立該體系，我們將使不同學(xué)科背景教師協(xié)同工作，講授成熟的基礎(chǔ)成像理論、分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí);實(shí)時(shí)跟蹤分子影像學(xué)研究動(dòng)向，向?qū)W生傳遞最新進(jìn)展;指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，從實(shí)驗(yàn)中引申理論知識(shí);此外，基于理論知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生使用分子影像設(shè)備進(jìn)行生命科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)研究的科研能力。通過分子影像學(xué)綜合體系的構(gòu)建與實(shí)施，最終培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能過硬、應(yīng)用實(shí)踐廣泛的理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才。

基金項(xiàng)目名稱：1. 西安電子科技大學(xué)新實(shí)驗(yàn)開發(fā)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：SY1359）

2. 西安電子科技大學(xué)本科教育質(zhì)量提升計(jì)劃教改項(xiàng)目

注釋

① 申寶忠.分子影像學(xué)（第二版）[M].人民衛(wèi)生出版社，2010.

② 申寶忠，王維.分子影像學(xué)2011年度進(jìn)展報(bào)告[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2011（8）：132-157.

③ 朱宏，董鵬，李耀武.分子影像學(xué)教學(xué)中的哲學(xué)思考[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010（2）：82-84.

篇5

【關(guān)鍵詞】 生命科學(xué)；復(fù)雜性科學(xué)；生物復(fù)雜性

復(fù)雜性科學(xué)的概念誕生至今已經(jīng)20多年，這期間有大批學(xué)者從不同的領(lǐng)域入手展開了卓有成效的探索。人們希望更全面深入地從客觀世界事物的整體與部分以及層次關(guān)聯(lián)在時(shí)空演化的全程描述角度來研究支配客觀事物運(yùn)行的基本規(guī)律，建立起新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)，以指導(dǎo)新的發(fā)展實(shí)踐。

這其中在生命科學(xué)領(lǐng)域的復(fù)雜性研究又受到了許多跨學(xué)科學(xué)者的關(guān)注，也有人將其稱之為生物復(fù)雜性（biocomplexicity）研究，生物復(fù)雜性科學(xué)主要探索在一些傳統(tǒng)學(xué)科間交叉的問題。準(zhǔn)確地說，是尋求以定量和整合的途徑來深入了解各種生命系統(tǒng)之間復(fù)雜的相互作用，其中既包括生物的、行為的、化學(xué)的和物理的相互作用，也包括生態(tài)的、環(huán)境的和社會(huì)的綜合作用等［1］。

1 復(fù)雜性科學(xué)研究的概念和范疇

復(fù)雜性的定義是相對(duì)于簡單性而言的，簡單性一向是現(xiàn)代自然科學(xué)、特別是物理學(xué)的一條指導(dǎo)原則。許多科學(xué)家相信自然界的基本規(guī)律是簡單的。還原論的基本思想也就是找出復(fù)雜現(xiàn)象或事物背后的簡單機(jī)制。事實(shí)上一些復(fù)雜的事物或現(xiàn)象，其背后確實(shí)存在簡單的規(guī)律或過程。

關(guān)于復(fù)雜性的概念并沒有一個(gè)統(tǒng)一的說法，而是根據(jù)研究的對(duì)象有不同提法，比如，從熵的角度：復(fù)雜性等于熱力學(xué)測(cè)定的一個(gè)系熵和無序；信息的角度：復(fù)雜性等于一個(gè)系統(tǒng)使一個(gè)觀測(cè)者“驚奇的能力”；分形尺寸：一個(gè)系統(tǒng)的“模糊狀況”，即在越來越小的尺寸上顯示的詳細(xì)程度；有效的復(fù)雜性：一個(gè)系統(tǒng)顯示“規(guī)律性”而不是隨機(jī)性的程度；體系復(fù)雜性：由一個(gè)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的不同層次所顯示的多樣性；語法的復(fù)雜性：描述一個(gè)系統(tǒng)所需要的語言的普遍性程度；熱力學(xué)深度：將一個(gè)系統(tǒng)從頭組織在一起所要的熱力學(xué)資源的數(shù)量；時(shí)間計(jì)算上的復(fù)雜性：一部計(jì)算機(jī)描述一個(gè)系統(tǒng)或解決一個(gè)問題所需要的時(shí)間；空間計(jì)算上的復(fù)雜性：一部計(jì)算機(jī)描述一個(gè)系統(tǒng)或解決一個(gè)問題所需要的存儲(chǔ)量［2］；等等。

從20世紀(jì)30年代系統(tǒng)科學(xué)開始興起，人們逐漸認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)大于其組成部分之和，系統(tǒng)具有層次結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)處于不斷地發(fā)展變化之中，系統(tǒng)經(jīng)常與其環(huán)境（外界）有物質(zhì)、能量和信息的交換，系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)下也可以穩(wěn)定（自組織），確定性的系統(tǒng)有其內(nèi)在的隨機(jī)性（混沌），而隨機(jī)性的系統(tǒng)卻又有其內(nèi)在的確定性（突現(xiàn)）。

復(fù)雜性科學(xué)往往研究的是復(fù)雜性系統(tǒng)，復(fù)雜系統(tǒng)主要有以下表現(xiàn)：（1）系統(tǒng)各單元之間的聯(lián)系廣泛而緊密，構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。因此每一單元的變化都會(huì)受到其他單元變化的影響，并會(huì)引起其他單元的變化。（2）系統(tǒng)具有多層次、多功能的結(jié)構(gòu)，每一層次均成為構(gòu)筑其上一層次的單元，同時(shí)也有助于系統(tǒng)的某一功能的實(shí)現(xiàn)。（3）系統(tǒng)在發(fā)展過程中能夠不斷地學(xué)習(xí)并對(duì)其層次結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組及完善。（4）系統(tǒng)是開放的，它與環(huán)境有密切的聯(lián)系，能與環(huán)境相互作用，并能不斷向更好地適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展變化。（5）系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的，它不斷處于發(fā)展變化之中，而且系統(tǒng)本多對(duì)未來的發(fā)展變化有一定的預(yù)測(cè)能力。

一般來說，復(fù)雜性研究的基本方法是：（1）定性判斷與定量計(jì)算相結(jié)合。（2）微觀分析與宏觀綜合相結(jié)合。（3）還原論與整體論相結(jié)合。（4）科學(xué)推理與哲學(xué)思辨相結(jié)合。

復(fù)雜科學(xué)研究中所用的理論工具：（1）非線性科學(xué)——非線性動(dòng)力系統(tǒng)理論（穩(wěn)定性和分叉理論、混沌、孤子）和統(tǒng)計(jì)力學(xué)（分形、標(biāo)度），及非平衡系統(tǒng)中的復(fù)雜和隨機(jī)現(xiàn)象的研究；（2）計(jì)算機(jī)模擬——它是十分重要的手段，目前已廣泛用于復(fù)雜科學(xué)的研究中；（3）計(jì)算智能；（4）數(shù)理邏輯；（5）在不確定條件下的決策技術(shù)；（6）綜合集成技術(shù)；（7）整體優(yōu)化技術(shù)等。

2 生命科學(xué)與復(fù)雜性研究

生命科學(xué)的研究對(duì)象都是復(fù)雜系統(tǒng)，（具有關(guān)聯(lián)性、多樣性、自學(xué)習(xí)、自組織、開放、動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)），生命科學(xué)研究的系統(tǒng)正因?yàn)槠鋸?fù)雜性，對(duì)其構(gòu)成的原因和演化的歷程，此前均缺乏了解，也因此吸引了復(fù)雜性科學(xué)研究者的高度重視。近幾十年來，對(duì)生物系統(tǒng)所具有的整體性、關(guān)聯(lián)性、網(wǎng)絡(luò)層次性、統(tǒng)計(jì)漲落性、內(nèi)在和外在的隨機(jī)性、模糊性、開放性和歷史性等這一類復(fù)雜系統(tǒng)的典型特征進(jìn)行了探討。生物體本身的特點(diǎn)以及生物的進(jìn)化使得人們的思維方式從單純的物理學(xué)簡單系統(tǒng)的研究轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)生物學(xué)的復(fù)雜系統(tǒng)的研究［3］。

基因是生命遺傳的基本密碼，生物體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能不僅僅是由基因決定的，也是由基因組中大量的非編碼信息和非編碼基因決定的。因此生物體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能不僅僅是由基因決定的，也不僅僅是由基因組中大量的非編碼信息決定的，而是由這些元素在生物體各個(gè)層次上復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的相互作用決定的。

作為生命系統(tǒng)的指揮和協(xié)調(diào)中心—神經(jīng)系統(tǒng)，其中樞功能結(jié)構(gòu)為大腦，近十年來腦功能的科學(xué)研究是復(fù)雜科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)。大腦有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它的組織層次按空間尺度有：分子、膜、突觸、神經(jīng)元、核團(tuán)、回路、網(wǎng)絡(luò)、層、投射、系統(tǒng)。大腦表現(xiàn)出的某些高級(jí)功能是不能在較低的層次上觀察到的，其中有些是由各個(gè)單元之間的相互作用而涌現(xiàn)出的集體行為。人們的思維規(guī)律是不斷變化的，但是最低層次的規(guī)律是不變的。腦功能的復(fù)雜性首先體現(xiàn)在各神經(jīng)子系統(tǒng)自身的高度非線性、不穩(wěn)定性和適應(yīng)性；其次體現(xiàn)在它們之間相互連接的非均勻性及大規(guī)模并行等特點(diǎn)。不僅如此，即使在非常簡單的神經(jīng)系統(tǒng)中也存在著令人驚異的復(fù)雜性，這反映在它們的功能、演化歷史、結(jié)構(gòu)和編碼方式。比如，單個(gè)神經(jīng)元放電的時(shí)間序列包含復(fù)雜多樣的時(shí)間模式，反映了神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過程［4］。腦電信號(hào)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)自發(fā)產(chǎn)生的生物電活動(dòng)，它包含了豐富的神經(jīng)系統(tǒng)狀態(tài)和變化的信息，因而在臨床和神經(jīng)電生理研究中得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在人們對(duì)EEG建立動(dòng)力學(xué)模型，并研究其中的混沌現(xiàn)象，顯示動(dòng)力學(xué)模型方法對(duì)于研究大腦正常生理和病理狀態(tài)具有的意義［5］。

近年來控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)和發(fā)展了腦控系統(tǒng)，即基于腦電信號(hào)的人機(jī)融合控制系統(tǒng)，直接以腦電信號(hào)為基礎(chǔ)，通過腦機(jī)接口來實(shí)現(xiàn)控制?！澳X控”研究涉及神經(jīng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制科學(xué)和心理學(xué)等多學(xué)科交叉。相關(guān)研究已經(jīng)開發(fā)出了利用大腦的思維、通過電子接口來控制各種設(shè)施的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并取得預(yù)期效果的“腦控技術(shù)”，這項(xiàng)技術(shù)在醫(yī)療等多個(gè)方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

人工生命（Artificial Life）是近10年發(fā)展起來的一個(gè)新方向，是以進(jìn)化為主要特征的復(fù)雜性研究。人工生命致力于研究生命形式（并不局限于某種特定的載體）的普遍特征。地球上的生命被看成是一種具有特定載體—蛋白質(zhì)—的特定生命形式，地球上的生命進(jìn)化也僅僅代表一種特定的進(jìn)化途徑，因此可以用別的物質(zhì)來構(gòu)造另類載體的生命形式，賦予它們生命的特征，使其具有進(jìn)化、遺傳、變異等等生命現(xiàn)象，得到生命的普遍行為［2］。

其他如心血管系統(tǒng)中的心率變異性和管腔應(yīng)變問題；動(dòng)態(tài)病（以異常時(shí)間組織結(jié)構(gòu)為特征的疾病，如周期性發(fā)熱、周期性關(guān)節(jié)腫脹等）的預(yù)防、治療和數(shù)學(xué)建模問題；生態(tài)系統(tǒng)的種群繁殖問題；流行病中的疾病傳染規(guī)律；生化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程；免疫系統(tǒng)中信號(hào)產(chǎn)生、傳遞和轉(zhuǎn)導(dǎo)的動(dòng)力學(xué)過程等都體現(xiàn)了生物系統(tǒng)的復(fù)雜性，屬于復(fù)雜性科學(xué)研究的范疇。

因?yàn)樯w的多樣性和復(fù)雜性決定了臨床醫(yī)學(xué)本身的復(fù)雜性；疾病是復(fù)雜的，不僅生命體本身病理過程復(fù)雜，而且心理、社會(huì)、環(huán)境等因素都會(huì)影響病理過程；許多復(fù)雜性疾病，如心血管疾病、癌癥、艾滋病等皆是生命體多層次、多層面因素作用的結(jié)果?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)是在還原論指導(dǎo)下對(duì)生命和疾病局部的、分離的認(rèn)識(shí)，仍停留在分析和描述的水平上；所以需要借助復(fù)雜性研究方法。在研究方法和觀念上有所突破。

祖國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)獨(dú)特的思維方法和對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)整體狀態(tài)的把握與復(fù)雜性研究有類似的思路。中醫(yī)學(xué)對(duì)人體內(nèi)部的相互作用以及人體與環(huán)境的相互作用提出了眾多的命題，為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究準(zhǔn)備了豐富的素材，對(duì)中醫(yī)的理論體系的認(rèn)識(shí)還必須運(yùn)用物理學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、控制論、系統(tǒng)論等學(xué)科的最新知識(shí)。

復(fù)雜性科學(xué)對(duì)我們來說是一個(gè)充滿未知的領(lǐng)域，研究方法上既有還原論，也有綜合論和系統(tǒng)論，這兩種思想正在經(jīng)歷碰撞并開始出現(xiàn)融合的趨勢(shì)。但是在研究對(duì)象上，它研究的問題并不是剛剛出現(xiàn)，而是因?yàn)槿藗冋J(rèn)識(shí)的深度和它本身的難度，使這一類問題被擱置了起來。目前，對(duì)復(fù)雜性的研究已經(jīng)分別在一些學(xué)科取得了初步的進(jìn)展，隨著科技的進(jìn)步、人類對(duì)自然和自身認(rèn)識(shí)的深化，生命科學(xué)中的復(fù)雜性問題必然會(huì)被逐步地認(rèn)識(shí)和解決。

【參考文獻(xiàn)】

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2 成思危.復(fù)雜性科學(xué)探索.北京:民主與建設(shè)出版社，1999，166-188.

3 Werner BT. Complexity in natural landform patterns. Science，1999，284(5411): 102-104.

篇6

 [關(guān)鍵詞] 新課程 科學(xué)史 價(jià)值

 重視生命科學(xué)史的教育價(jià)值是時(shí)代的呼喚。《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）提出“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”、 “面向全體學(xué)生”、“倡導(dǎo)探究性 ”、“ 注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”的基本理念。在課程目標(biāo)中也明確提出，“獲得生物學(xué)基礎(chǔ)事實(shí)、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，知道生物科學(xué)和技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就，知道生物科學(xué)發(fā)展史上的重要事件”。在實(shí)施建議的教學(xué)建議部分中，第七個(gè)專題“注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)”中舉實(shí)例突出強(qiáng)調(diào)了“科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過程”。 并特別說明“對(duì)于《標(biāo)準(zhǔn)》中沒有列出的其他生物科學(xué)史實(shí)也應(yīng)注意引用”。教育

 一．生命科學(xué)史的重要價(jià)值教育

 1.生命科學(xué)史揭示了自然科學(xué)的本質(zhì)

    生命科學(xué)史揭示了自然科學(xué)的本質(zhì)，同時(shí)顯示了產(chǎn)生每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的科學(xué)過程。例如，20世紀(jì)初，薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學(xué)以及19世紀(jì)末在染色體的變化、體細(xì)胞與生殖細(xì)胞的分裂等方面的成果上，提出了染色體學(xué)說，即（孟德爾所說的）遺傳因子可能就在染色體上。但是當(dāng)時(shí)拿不出證據(jù)證明他們的觀點(diǎn)。直到1910年，摩爾根通過一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，控制果蠅眼色的基因位于性染色體上，才證明了薩頓、鮑維里的假說。從“基因位于染色體上”這一知識(shí)點(diǎn)的形成過程，可以看到科學(xué)過程的步驟。生命科學(xué)也是在自我更正的過程中積累和進(jìn)步的。  

 2.生命科學(xué)史是前人探究生物學(xué)知識(shí)的科學(xué)過程史

     每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的產(chǎn)生過程，就是一個(gè)探究的過程。生命科學(xué)史就是前人探究生物學(xué)知識(shí)的科學(xué)過程史，生命科學(xué)史中蘊(yùn)涵了知識(shí)與過程的統(tǒng)一。（過程中包含著思維方式，如好奇心、求知欲、質(zhì)疑、推理等；過程中包含著研究方法。）創(chuàng)造科學(xué)知識(shí)的科學(xué)家，哪一個(gè)不具備廣博的知識(shí)呢？DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，匯集了許多不同學(xué)科背景科學(xué)家的智慧，顯示出知識(shí)是非常重要的，僅有沃森和克里克的知識(shí)也是辦不到的。知識(shí)和過程是自然科學(xué)的兩個(gè)維度，二者是統(tǒng)一的，不能割裂開來。

 3.生命科學(xué)史展示了人們的合作過程

    生命科學(xué)史展示了在探究知識(shí)的過程中，有相同研究方向的人們之間和有不同研究方向的人們之間的合作。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的問世充分說明了這一點(diǎn)。

這個(gè)事實(shí)表明從事不同學(xué)科研究的人，掌握的知識(shí)和技術(shù)是不同的，而且不同學(xué)科背景的人帶來了不同的思維方式（尤其是玻爾、德爾布呂克和薛定諤的思想為遺傳學(xué)研究注入了新的活力，他們的思想極大地影響了沃森和克里克），他們的合作為解決問題提供了不同的思路，他們?cè)诮鉀Q問題中相互啟發(fā)，相互補(bǔ)充，相互促進(jìn)，同時(shí)共享了研究成果。

 4．生命科學(xué)史展示了成功的實(shí)驗(yàn)與選擇合適的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是分不開的

    孟德爾選擇了豌豆；摩爾根選擇了果蠅；細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)始人施旺選用具有相似于植物細(xì)胞壁的動(dòng)物脊索細(xì)胞和軟骨細(xì)胞；貝爾登和鮑維里在研究細(xì)胞分裂時(shí)，選擇了馬蛔蟲細(xì)胞；悉尼·布雷內(nèi)、羅伯特·霍維茨和約翰·蘇爾斯頓（這三人是2002年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者）最終選擇了線蟲來探索“程序性細(xì)胞死亡”的奧秘；科學(xué)家選擇了擬南芥作為植物遺傳研究的模式植物。  以上事例說明了選擇合適的研究對(duì)象對(duì)解決問題非常關(guān)鍵。這些事實(shí)給予我們的啟示是：在高中生物新課程中的探究教學(xué)中，也涉及選擇探究對(duì)象的問題，要解決好探究問題，必須先選擇好探究對(duì)象。

 二.生命科學(xué)史在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

 1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度

 科學(xué)就是客觀地研究事物。如實(shí)地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律,符合邏輯地得出正確結(jié)論。所以,實(shí)事求是的態(tài)度就是科學(xué)的態(tài)度。在生物科學(xué)史的教學(xué)中,介紹科學(xué)家們客觀地觀察生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特性,踏踏實(shí)實(shí)地做好生物試驗(yàn),實(shí)事求是地分析觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)態(tài)度,能為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的榜樣,有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

 2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

 科學(xué)精神是科學(xué)品質(zhì)的核心。科學(xué)精神就是敢于懷疑、敢于求真、敢于創(chuàng)新。科學(xué)的每一次進(jìn)步,都是對(duì)過去的一次革命,它總是要突破以往的窠臼,達(dá)到一個(gè)新的起點(diǎn)。創(chuàng)新是科學(xué)進(jìn)步的內(nèi)在動(dòng)力。創(chuàng)新必需有勇敢的精神作基礎(chǔ),要敢于懷疑現(xiàn)有的觀點(diǎn),敢于冒險(xiǎn),敢于克服困難,敢于接受失敗的考驗(yàn),敢于抵制世俗的偏見和環(huán)境的壓力,堅(jiān)韌不拔地追求真理。縱觀生物科學(xué)的歷史可以看到,是科學(xué)家們的不斷創(chuàng)新才有生物科學(xué)的不斷進(jìn)步。因此,在生物科學(xué)史的教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們的創(chuàng)新精神,有助于學(xué)生科學(xué)精神的形成。

 3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

篇7

[主題詞] 針灸研究；基因，調(diào)節(jié)

ThinkingandPropositionfortheStudyofAcupuncture-MoxibustionandGeneTechni

queApplication

LiZhongren(NanjingUniversityofTCM，Jiangsu210029，China)

[Abstract] Inthe21thcentury，

howdocharacteristicsofTCMmixtogetherwithlifesciences，

andhowdolifesciencespermeateintoTCMfield?Theauthorholdsaccordingtoh

isownexperiencesthatinstudiesonacupunctureandgenetech-niqueapplicat

ion，youshouldstrictlyobservestandardsofsciencestudy，

accuratelyfindoutcombinedpointincombinationwithcharacteristicsofacu

punctureandmoxibustion，

advocatethinkingandmethodsofstudiesof"serumpharmacololgy"，

strengthenthestudyonwholeregulativeactionsofgenesandonkeyproblems，

beingbeneficialtoinnovationandbreakingthrough，

sothatscientificworkerscontributeownintelligenceformordelizationofa

cupunctureandmoxibustion.

[Keywords] ResearchAcupMox；Genes，Regulator

生命科學(xué)是21世紀(jì)的帶頭學(xué)科，基因組學(xué)和分子生物學(xué)是生命科學(xué)的前沿，從基因及分子水平探索生命現(xiàn)象及其規(guī)律是生命醫(yī)學(xué)科學(xué)工作者的重要任務(wù)，這也是醫(yī)學(xué)生命學(xué)科的重大革命，亦對(duì)中醫(yī)針灸現(xiàn)代化及針灸治病原理并揭示其奧秘產(chǎn)生重大影響。與此同時(shí)，針灸界許多有識(shí)之士及學(xué)者，在原有科研成果積累的基礎(chǔ)上，涉足于現(xiàn)代生命研究的課題，并做出了大量有益的探索和成績。本人曾留美2年，積累了一些分子生物學(xué)的淺薄知識(shí)和中醫(yī)、針灸研究經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)就近年來參加針灸評(píng)審科研項(xiàng)目中，有關(guān)針灸與分子生物學(xué)應(yīng)用的某些問題提出不成熟的意見，共同商榷，希望能起到拋磚引玉的作用。

1 嚴(yán)格遵守科學(xué)研究的準(zhǔn)則

針灸與基因技術(shù)應(yīng)用中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍必須嚴(yán)格遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，如隨機(jī)性、可比性、大樣本、對(duì)照性、可重復(fù)性(多樣本可用基因芯片技術(shù)去研究基因組在治療前后的表達(dá))，以及嚴(yán)格按照國內(nèi)外有關(guān)臨床、藥物、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基本要求標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，同時(shí)最好還需要有統(tǒng)計(jì)學(xué)的處理。由于基因技術(shù)的應(yīng)用成本昂貴，干擾因素很多，操作復(fù)雜，結(jié)果往往不太穩(wěn)定，但針灸的研究中仍然應(yīng)該強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)、客觀、真實(shí)、可靠和可重復(fù)性。

2 結(jié)合針灸自身特點(diǎn)、找準(zhǔn)契合點(diǎn)

隨著重組DNA技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)基因表達(dá)問題的認(rèn)識(shí)日漸深入，即要實(shí)現(xiàn)外源目的基因的功能表達(dá)，又必須使基因置于宿主細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯機(jī)理等一系列調(diào)節(jié)元件控制下，才能獲得有效數(shù)量的功能蛋白質(zhì)，因此掌握基因表達(dá)調(diào)控的基本條件是最重要的。在針灸及基因表達(dá)研究中，必須結(jié)合針灸自身的特點(diǎn)、條件去考慮，如應(yīng)注重辨證施治、針刺操作手法、刺激強(qiáng)度、個(gè)人差異等不同因素對(duì)表達(dá)所產(chǎn)生的影響去做出正確的選擇和設(shè)計(jì)；同時(shí)在研究中應(yīng)該找出更好、更具建設(shè)性的契合點(diǎn)，如針灸的經(jīng)絡(luò)現(xiàn)象、手法的補(bǔ)瀉、刺激的強(qiáng)弱和優(yōu)勢(shì)病種等去設(shè)計(jì)、摸索，這樣才能使外源基因研究在表達(dá)系統(tǒng)上獲得高效的表達(dá)，也更具有實(shí)用價(jià)值和臨床意義。

3 提倡"血清藥理學(xué)"研究的思路和方法

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上，基因技術(shù)的應(yīng)用仍然處于發(fā)展和完善中，因此針灸與它的結(jié)合顯然是探索性的和初步性的，目前的研究是否可以理解為形的結(jié)合而非神的結(jié)合，尚有待探索。同時(shí)在針灸的研究中，許多研究絕大多數(shù)仍處于半定量性的階段，還不能達(dá)到定量的水平；許多有關(guān)的理念和概念也還存在真科學(xué)內(nèi)涵和外延不夠明確的問題；某些疾病的診斷及療效的標(biāo)準(zhǔn)都有待規(guī)范。針灸的療效在體外不易獲得，針灸與基因技術(shù)應(yīng)用的結(jié)合仍然有待不斷積累實(shí)驗(yàn)的資料和完善技術(shù)的水平。目前有些單位借用血清藥效的研究方法來進(jìn)行針灸的研究，這種科研的思路和方法是值得推廣的。

4 注意基因調(diào)衡整體作用的研究

4.1 全方位基因功能的探索

針灸與臨床疾病相關(guān)基因功能的研究最好進(jìn)行全方位的研究，其中包括本身的因素、結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因和基因修復(fù)系統(tǒng)等；另外也應(yīng)考慮外環(huán)境對(duì)基因的調(diào)控影響，如自由基、SOD、環(huán)境因子以及其他基因的影響等；實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)注意如何從研究單一的基因去發(fā)現(xiàn)大量有差異表達(dá)的基因以及新基因的初步功能。

4.2 基因功能的研究是關(guān)鍵

許多疾病是一個(gè)漫長的過程，各種致病因子或者基因產(chǎn)物都可在不同階段起著單獨(dú)和協(xié)同的作用，疾病發(fā)生時(shí)，攻擊因子和防護(hù)因子相互失調(diào)的情況時(shí)常存在。探索它的保護(hù)基因(內(nèi)源性保護(hù)因子)，往往比研究損傷性基因更有價(jià)值。另外，迄今為止，基因治療并不成熟，其負(fù)面效應(yīng)還是未知數(shù)，況且以不可逆轉(zhuǎn)的方式改變?nèi)祟惢驇?，是科學(xué)家最大的遠(yuǎn)慮。因此對(duì)疾病的防治，不管在現(xiàn)在還是在將來，都將從調(diào)控基因的功能著手，即從修飾或改變基因的表達(dá)與基因產(chǎn)物的功能著手，而不是以改變與糾正基因的結(jié)構(gòu)為主要手段?；虻墓δ苎芯客菃栴}的實(shí)質(zhì)，應(yīng)該從疾病體內(nèi)調(diào)控的角度去開展基因表達(dá)及功能的研究及針灸對(duì)基因表達(dá)譜與疾病發(fā)生發(fā)展相互關(guān)系。事實(shí)上，相對(duì)于歐美發(fā)達(dá)國家而言，在調(diào)動(dòng)功能基因方面可以說我國中醫(yī)、針灸已是領(lǐng)先一步了。誠然在這方面還有大量的工作要去做。

4.3 凋亡細(xì)胞的研究

目前生命科學(xué)最熱門的三大領(lǐng)域是基因組學(xué)研究、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。而凋亡細(xì)胞的研究是最熱門的話題，但關(guān)于凋亡細(xì)胞的研究，應(yīng)主張對(duì)抑制細(xì)胞的凋亡/增殖比例的深入研究，特別應(yīng)探索如何減少細(xì)胞的丟失去促進(jìn)細(xì)胞向正?；较蜣D(zhuǎn)化，所以研究中不應(yīng)單從凋亡細(xì)胞某一方面的改變而過早下結(jié)論；尤其在細(xì)胞凋亡的研究中更應(yīng)該注意，僅根據(jù)細(xì)胞流式儀器的檢測(cè)數(shù)據(jù)作出判斷是不行的，還必須了解是哪一期的凋亡；最好還需要有DNA瓊脂糖凝膠電泳(觀察ladder的出現(xiàn)來判斷凋亡的發(fā)生)及細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變(尤其是在凋亡的早期)證據(jù)。在基因的調(diào)控、表達(dá)方面往往是整體調(diào)衡作用，也應(yīng)該從正、反兩方面基因的表達(dá)去探索和研究。

5 加強(qiáng)聯(lián)合攻關(guān)，利于創(chuàng)新突破

目前基因技術(shù)的研究和發(fā)展，已取得了長足的進(jìn)步；它將為21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)生命科學(xué)創(chuàng)造出無窮的活力。中國在這方面的起步已落后國外很多年，如果針灸研究不另找新的突破點(diǎn)，仍盲目追求和缺乏創(chuàng)造性思維的研究，將會(huì)很難有新的成果和驚人的突破。另外由于該項(xiàng)研究的資金投入多，成果難以預(yù)料，難度較大，本人建議應(yīng)與多學(xué)科、有經(jīng)驗(yàn)的分子生物學(xué)科學(xué)家聯(lián)合攻關(guān)、分工協(xié)作、成果共享，這樣既可多學(xué)科交叉滲透、更為活躍，也節(jié)約了寶貴的科研經(jīng)費(fèi)，容易使針灸在基因調(diào)控上有新的創(chuàng)新、突破。

篇8

關(guān)鍵詞：生命科學(xué)；發(fā)展；人類生活；影響；分析

科學(xué)的發(fā)展與人類的生活需要息息相關(guān)，尤其是生命科學(xué)的發(fā)展，對(duì)人類的生產(chǎn)、生活和健康的影響是非常巨大的。生物科學(xué)技術(shù)直接關(guān)系到與人民生活、衛(wèi)生、健康密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)對(duì)環(huán)保、能源等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有很大的滲透、交叉作用，能夠產(chǎn)生難以估量的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用將對(duì)二十一世紀(jì)的人類生活產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。

一、生命科學(xué)概述

1、生命科學(xué)的概念。生命科學(xué)即生物學(xué)，是通過分子遺傳學(xué)為主的研究生命活動(dòng)規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)，最終能夠達(dá)到治療診斷遺傳病、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善人類生活、保護(hù)環(huán)境等目的。生命科學(xué)研究不但依賴物理、化學(xué)知識(shí)，也依靠后者提供的儀器，如光學(xué)和電子顯微鏡、蛋白質(zhì)電泳儀、超速離心機(jī)、X-射線儀、核磁共振分光計(jì)、正電子發(fā)射斷層掃描儀等等，舉不勝舉，生命科學(xué)學(xué)家也是由各個(gè)學(xué)科匯聚而來，學(xué)科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點(diǎn)與新興學(xué)科[1]。

2、生命科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。自從有了人類，就有了生命科學(xué)，早期對(duì)生物的觀察既是生命科學(xué)的開始，也是對(duì)生命現(xiàn)象研究的開端，后來人們對(duì)生物學(xué)的興趣從簡單觀察轉(zhuǎn)向了實(shí)際應(yīng)用，例如對(duì)動(dòng)、植物的馴化和飼養(yǎng)，但這些觀察和應(yīng)用的目的都是為了滿足人類自身食物和住所的實(shí)際需求，而并非有意識(shí)的探索[2]。由此可見，生命科學(xué)是在人類的生活實(shí)踐中自發(fā)產(chǎn)生的，早期最為引人矚目的生物學(xué)研究者是希臘哲學(xué)家亞里士多德，他對(duì)生物體進(jìn)行了大量的觀察，深刻地解釋了許多自然現(xiàn)象。他研究了多種水生生物的生命史和自然史以及雞的胚胎發(fā)育，開始了生物科學(xué)的第一次飛躍和革命。盡管這些研究還只是代表著生物研究的最初階段，但這是人類開始有意識(shí)地將它作為一門學(xué)科來進(jìn)行的研究，所以亞里士多德被稱為“動(dòng)物學(xué)之父”。

二、生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響

1、對(duì)倫理道德中公平觀的影響。傳統(tǒng)倫理道德上的公平，是指普遍存在的一種人與人、人與自然、人與社會(huì)之間合理享有的基本價(jià)值，如自由、自尊、機(jī)會(huì)、榮譽(yù)等的倫理道德關(guān)系和倫理道德要求，強(qiáng)調(diào)對(duì)于所有的人來說都具有作為人的共同點(diǎn)，在此范圍內(nèi)他們是公平的，同樣它也要求生命科學(xué)的研究和應(yīng)用要有公平性，而生命科學(xué)的發(fā)展卻給這種倫理道德觀的破壞提供了可能。根據(jù)當(dāng)代分子生物學(xué)研究的進(jìn)展，遺傳學(xué)家們發(fā)現(xiàn)原以為與遺傳背景無關(guān)的諸多疾病，甚至性格特征、行為方式等性狀已被證明與遺傳背景有關(guān)[3]。譬如武斷的個(gè)性60%源于遺傳背景，具有XYY型染色體的男性容易犯罪。把人們?cè)械摹叭松降取钡挠^念轉(zhuǎn)換為“人生而有優(yōu)劣不同”，從而帶來基因歧視的問題。當(dāng)人類有能力選擇下一代的基因成分而制造“完美嬰兒”時(shí)，社會(huì)中現(xiàn)存的有缺陷的人會(huì)更容易受到歧視，他們的尊嚴(yán)也會(huì)受到打擊；再譬如，由于世界各國對(duì)基因圖譜的公開和共享達(dá)成了共識(shí)，個(gè)人的基因信息將不可避免的成為像身份證上的信息一樣公開化，這對(duì)于那些被檢測(cè)出有基因缺陷的人來說，就有可能遭受到來自社會(huì)各方的歧視。

2、解決環(huán)境污染問題的有效武器。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染問題已成為世界范圍內(nèi)的難題。解決環(huán)境污染的方法有物理法、化學(xué)法和生物法三類，其中生物法應(yīng)用最為普遍。在污水處理、大氣凈化和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面正在廣泛使用生物技術(shù)。特別在二十世紀(jì)七十年代以后，人們發(fā)現(xiàn)了許多具有特殊降解能力的細(xì)菌，它們分別含有具有不同降解特點(diǎn)的降解質(zhì)?；虼x質(zhì)粒，在生物工程技術(shù)的幫助下，已培育出分解性能高并在混合系統(tǒng)中能夠占優(yōu)勢(shì)的菌種，如利用重組DNA技術(shù)把甲苯質(zhì)粒中的甲苯降解基因和萘質(zhì)粒中的萘降解基因在大腸桿菌中克隆，獲得的多質(zhì)粒細(xì)菌降解石油的效率會(huì)大大提高；又如通過生物工程技術(shù)培養(yǎng)的新細(xì)菌，可以把污染物中的有機(jī)汞轉(zhuǎn)變成金屬汞，以用于處理含有機(jī)汞的廢水，同時(shí)回收金屬汞，從而化害為利，變廢為寶；再如細(xì)菌浸礦在采銅和采鈾工業(yè)中得到應(yīng)用，經(jīng)生物技術(shù)改造的細(xì)菌，不但對(duì)金屬的親合力強(qiáng)，耐酸、耐熱和抗金屬毒性能力都得到提高，既可以降低生產(chǎn)成本，又可以降低對(duì)環(huán)境的污染[4]。

3、有效解決了能源危機(jī)。再生能源是能夠成為二十一世紀(jì)能源的一個(gè)必要條件，所謂再生能源，是指不隨本身的變化或被利用而日益減少的能源，如風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮堋⑻柲艿?，它們可以從自然界源源不斷地得到補(bǔ)充。與其相反，非再生資源的化石燃料、核燃料是隨著被人類利用而逐漸減少的能源，特別是化石燃料將面臨著枯竭的危機(jī)，而可再生能源家族中現(xiàn)實(shí)可行的能源是生物能源。我們的生活離不開能源，但我們的生活同樣離不開美麗的環(huán)境，新世紀(jì)我們需要的是潔凈、可再生和無污染的新一代能源。中國科學(xué)家從一種灌木的果實(shí)中，成功提取并加工出與柴油相近但更加環(huán)保的燃油，這種新型燃油可適用于各種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，并在閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)、硫含量、一氧化碳排放量、顆粒值等關(guān)鍵技術(shù)上均優(yōu)于國內(nèi)零號(hào)柴油[5]。生物柴油的燃油無論是用在農(nóng)用發(fā)電機(jī)、拖拉機(jī)還是汽車，都沒有出現(xiàn)傳統(tǒng)柴油容易導(dǎo)致的黑煙彌漫的現(xiàn)象。

三、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代生物技術(shù)和生命科學(xué)的新進(jìn)展，將進(jìn)一步影響到社會(huì)進(jìn)步和人們的社會(huì)生活。按照人類的意愿和需要改造現(xiàn)有的生物類型和生物機(jī)能，或創(chuàng)造全新的生物類型和生物機(jī)能，來造福人類正在逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

作者：陸沐寧

參考文獻(xiàn) 

[1] 黃鍇.芻論物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)人類生活與管理方式的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，（05）：300. 

[2] 黃國瓊，秦宇彤，羅長坤.生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)醫(yī)學(xué)的影響[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué)（人文社會(huì)醫(yī)學(xué)版），2011，32（02）：13-15+30. 

[3] 蔡太生.淺談生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響[J].生物學(xué)通報(bào)，2007（02）：28-30. 

篇9

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的倫理原則是3R原則，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)指在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，為了獲得有關(guān)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面的新知識(shí)或解決具體問題而使用動(dòng)物進(jìn)行的科學(xué)研究。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)必須由經(jīng)過培訓(xùn)的、具備研究學(xué)位或?qū)I(yè)技術(shù)能力的人員進(jìn)行或在其指導(dǎo)下進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)，已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可分割的一個(gè)組成部分，已形成一門獨(dú)立的綜合性基礎(chǔ)科學(xué)門類。這門科學(xué)的重要性在于，一方面它作為科學(xué)研究的重要手段，直接影響著許多領(lǐng)域研究課題成果的確立和水平的高低，另一方面，作為一門科學(xué)，它的提高和發(fā)展，又會(huì)把許多領(lǐng)域課題的研究引入新的境地。因此，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)的重要性可概括為下面三句話：它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，是生命科學(xué)的基礎(chǔ)和條件，是衡量一個(gè)國家或一個(gè)科研單位科學(xué)研究水平的重要標(biāo)志。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇10

“人類是否可以扮演上帝的角色?”美國科學(xué)家在人類歷史上首次“創(chuàng)造生命”,再次激起了這個(gè)古老的爭論。美國基因遺傳學(xué)家克雷格?文特爾宣布培育出第一個(gè)由人工合成基因組控制的細(xì)胞,被認(rèn)為是地球上首例人造生命形式,完全由人造基因控制的單細(xì)胞細(xì)菌誕生。克雷格?文特爾將這一細(xì)胞起名為“辛西婭”(意為“人造兒”),而它的母親是一部計(jì)算機(jī)。面對(duì)這一成果,有人看到未來解決食品短缺、能源危機(jī)的希望,但更多的人擔(dān)心這將打開“潘多拉盒子”。近年來,隨著克隆技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)和基因工程等飛速發(fā)展,基因糧食和藥物與人類越來越近,“人造生命”引發(fā)的有關(guān)倫理道德和人類存在的危機(jī)爭論越來越激烈。

在電腦上設(shè)計(jì)生命

據(jù)介紹,研究小組借助“DNA合成器”獲取數(shù)百個(gè)含4~6個(gè)基因的合成物,然后把這些合成物注入事先“挖空”的一種“山羊支原體”細(xì)菌內(nèi)。通過分裂和增生,最終成為一種完全為人造基因所控制的全新生命。

這表明新的生命體可以在實(shí)驗(yàn)室里“被創(chuàng)造”,而不一定通過“進(jìn)化”來完成,這一研究讓文特爾領(lǐng)導(dǎo)的20多位科學(xué)家花了15年時(shí)間。此次植入的DN段包含約850個(gè)基因,人類的DNA圖譜上共有約20000個(gè)基因。研究小組認(rèn)為這僅是更宏大工程的一小步,未來他們甚至可以根據(jù)客戶需求提供“定制”的有機(jī)物,如制造出能夠產(chǎn)出石油或?qū)Ｒ远趸紴槭车摹叭嗽焐薄?/p>

這一成功為進(jìn)一步的人工生命成果打開一扇門:從1995年人們宣布解開DNA序列至今不過15年,照這個(gè)速度,不久人們就可以在電腦上設(shè)計(jì)生命,并讓它們按照自己意愿生長,從微生物到植物和動(dòng)物。

中國科學(xué)院北京生命科學(xué)研究院副院長高福稱,從簡單的病毒到復(fù)雜的人類,任何生命首先需要“原料”,即4種DNA堿基,然后通過不同的拼接形成不同的基因組,最后“組裝”成各種生物。克隆技術(shù)是把基因從細(xì)胞里面挖出來復(fù)制,而這次形成的基因,是通過4種“原料”一步一步合成而來。可以說,前者是“復(fù)制”生命,后者是“合成”生命。此次科研成果只是理論上的突破,證明了體外合成基因組是可能的,但離“人造生命”還很遙遠(yuǎn)。

發(fā)展前景仍是未知

近年來,人類在基因和生命科學(xué)領(lǐng)域的研究速度之快遠(yuǎn)超過人們的想象。世界上第一只克隆動(dòng)物,克隆羊“多利”的誕生,引發(fā)了無數(shù)人的關(guān)注。從各種基因食品的出現(xiàn),到可以把人類普通細(xì)胞變成生殖細(xì)胞,都曾引發(fā)激烈的爭論。對(duì)于這一人造細(xì)胞,許多人稱文特爾是想“篡奪上帝的位置”。

更多人擔(dān)心這種能夠自我復(fù)制的人造生物危險(xiǎn)將遠(yuǎn)超人類的想象,即使不被和違法者利用來合成大量生化武器,萬一不小心流入自然界,也可能造成讓人類毀滅的生態(tài)危機(jī)。英國《獨(dú)立報(bào)》的報(bào)道稱,應(yīng)該立即立法阻止“人工生命研究實(shí)驗(yàn)”。人工生命存在巨大風(fēng)險(xiǎn),一旦失控,就可能從實(shí)驗(yàn)室中釋放大量有害基因,從而對(duì)全球野生動(dòng)植物的生存構(gòu)成不可預(yù)估的危害。一個(gè)名叫ETC的加拿大環(huán)保組織認(rèn)為,人工生命技術(shù)還可能被“邪惡國家”和恐怖組織所利用,制造出威力巨大的“生態(tài)武器”攻擊人類社會(huì)。許多環(huán)保主義者抨擊“科學(xué)家和企業(yè)家的瘋狂組合”――克雷格?文特爾得到?？松?美孚6億美元的資助。一些環(huán)保人士認(rèn)為,即使人工生命研究不可逆轉(zhuǎn),也應(yīng)盡快將這一技術(shù)透明化、公開化。

瑞典烏普薩拉大學(xué)歷史學(xué)教授琳達(dá)?巴克特曼說,人類能制造出火箭,控制原子的能量,但對(duì)生命卻知道很少,也無法治愈一些疾病,因此許多科學(xué)家致力于通過生命科學(xué)的研究找尋人自身的奧秘。巴克特曼說,與核能一樣,人造生命同樣是具有天使和魔鬼兩付面孔,現(xiàn)在人造生命的研究發(fā)展很快,但相應(yīng)的倫理道德研究、立法和監(jiān)管遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后。更可怕的是,人性是不可控制的,生命一旦成活更不可控制,這種技術(shù)不但可能使人類被“壞人”控制,還有可能被“壞的人造生命”掌握,這對(duì)人類將是災(zāi)難性的。

人造生命讓人類恐懼

在人造生命之初,開發(fā)者考慮到基因人有可能會(huì)對(duì)人類造成的威脅,但同時(shí)又希望通過人造生命來達(dá)到自己的目的,所以對(duì)人造生命的欲望進(jìn)行了控制。這種控制與反控制就像是一柄雙刃劍,有可能幫助自己也可能傷害自己。隨著科技的極度發(fā)展,這種斗爭將給人類帶來空前劇烈的毀滅。當(dāng)初原子彈之父奧本海默對(duì)讓原子精靈走出瓶子持保留意見,在后半生中,他一直反對(duì)制造原子彈。我們只希望人造生命的制造者們不要再重復(fù)奧本海默的經(jīng)歷,為廣島和長崎的大量生命淪為受害者而懊悔不已。

由于資源缺乏,日本一直把生命科學(xué)視為未來可持續(xù)發(fā)展的重要希望領(lǐng)域,對(duì)其推動(dòng)和關(guān)注比別國更為急切,對(duì)生命科學(xué)研究的規(guī)定較寬松。除了對(duì)人類克隆和復(fù)合克隆技術(shù)嚴(yán)厲禁止以外,在非人生物的生命研究方面較少限制。但日本民眾卻對(duì)人造生命抱著強(qiáng)烈的否定態(tài)度。日本尼崎市民間教育監(jiān)督委員會(huì)委員藤本喜久代女士稱,美國公布的人造生命,是一些低等生命體,這些肉眼看不見的生命,正是人類多次大劫難的罪魁禍?zhǔn)?。例如黑死病、傷寒、天花?都是這些生命造成的,其危害更甚于虎豹。由于它們繁殖力特別強(qiáng),所以一旦成災(zāi),人類的藥物對(duì)其殺滅能力總是呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。如果人造合成類似生命體,也許會(huì)造成與我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的疾病完全不同的新病種,因?yàn)橐粋€(gè)失誤而給人類造成滅頂之災(zāi)。她說:“地球已經(jīng)很擁擠了,作為島國的日本感受很深,每次出現(xiàn)新的傳染病,我們都十分緊張。所以,在技術(shù)不是有十分把握之前,不應(yīng)人為制造新的危險(xiǎn)?！?/p>

生命本來是自然的,美國科學(xué)家創(chuàng)造出自然界本不存在的人造生命,是生命科學(xué)里程碑式的事件,此前轉(zhuǎn)基因植物、試管嬰兒,都只是人類對(duì)自然生命的干預(yù)和改變。