生命科學研究技術范文

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

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關鍵詞：醫療大數據；生命科學數據；精準醫療

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

隨著大數據技術快速發展，如何利用大數據技術實現醫療數據的存儲，分析，傳輸是醫學信息領域研究的熱點[1]。近年來，隨著"36212工程"等改革工作的推進[2]，國內醫療信息化程度不斷提升，區域醫療，醫療集團等新興醫療組織不斷涌現，隨之而來的是大量的醫療數據，如何利用這些醫療數據是擺在醫學信息研究人員面前的難題。

目前關于醫療大數據的研究更多是延續以往的醫學統計，醫學數據挖掘的思路，大部分研究人員并沒有意識到隨著大數據技術在醫療領域的應用深化，對醫療體制改革，打破壟斷機制重要作用。本研究整理了近年來醫療大數據的研究成果，提出以生物科學數據為主的醫療大數據建設方案。

1醫療大數據的來源與組成

綜合國內外研究的結果和觀點，我們認為現階段醫療大數據主要來自于以下四部分：臨床數據，醫療費用數據，個人行為數據，生命科學數據。

1.1臨床數據 臨床數據主要來自于各類現有的臨床信息系統（CIS），電子病歷（EMR），健康檔案（HR）等，主要是在診斷，治療，隨訪過程中產生的血壓，血糖等個人體征信息。此類數據可以應用于臨床決策支持，臨床數據對比，藥品研發，地方病治療，基礎醫學等領域的研究[3]。

目前臨床數據特點是數量大，范圍廣，相關研究較好的一類數據，被視為主流的醫療大數據構成。然而此類數據研究主要的挑戰是數據的標準化程度不高不易進行后期數據分析處理，數據分散在各類醫療機構中，難以獲取，數據質量差，可靠性不高等問題。綜上，除去部分信息化程度高，標準化好的臨床數據可以作為醫療大數據的研究對象，大量的臨床數據由于自身的局限性短期之內難以發揮自身的價值。

1.2醫療費用數據 醫療費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療費用的增長。隨著老齡化社會的到來，此問題將愈發嚴重?，F階段造成醫療費用增長過快的原因很多，其中醫院方在以藥養醫的醫療體制下激勵醫護人員開更多的處方，做更多的檢查來獲得利益，患者方由于現行的醫療保險體制的不公平性導致部分患者負擔的醫療成本較低刺激了不必要的需求，進一步加劇了醫療費用的不合理增長。

醫療費用的研究一直是醫學信息研究的難點，意義重大困難突出。首先是醫療費用數據不公開，導致相關的研究只能分析過去幾年甚至十幾年前的醫療費用數據，時效性差，無法準確反映正在出現的問題。其次是方法過于簡單，醫療保險機構掌握醫療數據，但是對過度醫療行為的識別方法，懲罰機制等的設計簡單粗暴，缺乏科學的論證。醫學信息研究人員熟悉方法，但是缺乏開展研究的數據，只能望而卻步[4，5]。

醫療大數據的特點之一就是實時性，通過實時收集，分析各類醫療數據，以及通過應用各類方法可以及時發現過度醫療行為，以數據為證據配合臨床路徑等相關醫療行為監督體制，糾正過度醫療行為。需要指出的是這類研究和應用初期會受到來自醫院，醫護人員和患者的抵制，而這也是開展此類研究的難點所在。

1.3個人行為數據 個人行為數據主要來自于類社交網站，購物信息，WEB點擊等個人在虛擬空間留下的痕跡。結合健康檔案，臨床數據，個人行為數據可以挖掘特定人群的生活模式和疾病風險之間的關系，從而為地方病，流行病，職業病預防和治療，相關藥品研發，用藥提供指導。

目前個人行為數據是一個新興的數據源，相關的研究開展的較少，突破了現有的醫學信息研究領域。但是隨著大數據研究的深入，此類數據的重要性將愈發明顯。目前電子商務領域對消費者行為的研究和應用開展較好，在消費行為預測[6]，消費模式分析都取得很好的成果[7]。而醫療大數據領域開展個人行為的研究可以借鑒其他領域的經驗和方法，這也是互聯網，電子商務等新興行業同傳統的醫療行業結合切入點。

1.4生命科學數據 現代生命科學以中心法則為起點，經過基因測序，RNA干擾，基因編輯等幾次大的創新，目前已經產生了空前規模的數據，發展一套完備的數據分析技術。生命科學數據具有數據量龐大，結構復雜的特點。現階段的生命科學數據有代表性數據庫主要包括生物醫學文獻數據庫Pubmed，基因序列數據庫Genebank，蛋白質序列數據庫PIR，疾病數據庫OMIM，藥物數據庫Drugbank，通路數據庫KEGG等一次數據庫以及在此基礎上構建的種類繁多的二次數據庫。除此之外隨著生命信息研究不斷深入千人基因組計劃，宏基因組，各類組學的研究都正在產生海量的數據，如何存儲，處理，分析這些數據毫無疑問是大數據技術研究范疇。

利用生命科學數據診斷和治療疾病，已經逐漸從實驗室開始走向商業化，目前已經開展了無創產前基因檢測等項目。

1997年香港中文大學盧煜明團隊發現胎兒脫落的DNA能直接進入母體血漿，進而可以通過檢測母體外周血中的胎兒DNA的方法檢測胎兒是否患有唐氏綜合征，地中海貧血等遺傳疾病，從而開啟了無創基因檢測在產前篩查中的應用[8]。進過多年研究，無創產前基因檢測已經實現商業化[9]。如何利用不斷出現的測序數據和技術，預防疾病，完善健康信息管理，實現精準醫療等內容將是醫療大數據未來研究的主要方向[10]。

2醫療大數據數據挖掘平臺設計

醫療大數據由于自身特點，需要有不同于傳統的技術。目前主流大數據的技術包括了大規模并行處理，分布式數據庫，NoSQL和可擴展的存儲系統等技術等[11]。醫療大數據的特點決該領域的研究必然是多學科交叉。

根據現有的大數據技術，結合醫療大數據的特點我們設計基于Hadoop的醫療大數據平臺，該平臺采用了目前主流的大數據解決方案，其中包括數據獲取，數據存儲，數據導入，數據分解等部分，見圖1。

3應用案例

隨著高通量的生物分子識別技術進步，為人類研究癌癥提供了大量的多組學數據。原癌基因癌變，抑癌基因和修復基因發生突變導致失活是正常細胞向癌細胞轉化的關鍵因素。然而癌癥基因中組合遺傳變異的復雜性導致識別癌癥相關模塊以及描述其生物學功能成為很大的挑戰。

研究利用多種遺傳變異因素設計了多因素介導的功能失調癌癥網絡核心模塊識別平臺用于研究多因素對癌癥發生發展的影響。平臺采用Hadoop分布式存儲技術存儲多維基因組數據（DNA突變、拷貝數變異、甲基化、基因表達和microRNA表達譜等）；利用R語言開發核心模塊識別程序；采用RHIPE技術連接數據和R程序；采用JAVA實現WEB界面和數據可視化。實現癌癥數據的存儲，傳輸，識別，可視化等一系列工作，從而為癌癥的診斷，精準治療提供基礎，見圖2。

4展望

現階段國內醫療大數據的研究與應用已經落后于其他行業，既有醫療數據標準不統一，獲取困難，數據質量差等客觀因素，而研究人員對醫學信息自身的理解，對將醫學問題與新興技術結合的能力，對學科交叉的認識都存在不足。

解決上述問題，需要以高質量的臨床數據和生命科學數據為核心，以行為數據，診療費用數據為輔助結合大數據技術開展部分示范性的工作，引導醫療大數據從科研到應用的轉變。

參考文獻：

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[6]樊志文.顧客消費行為預測--基于RFM與灰色GM（1，1）模型的研究[J].經營與管理，2015，2.

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篇2

在科學研究方面，政府每年也投入大量經費，對生物及農業技術、醫藥、環境、能源、信息技術、水利工程等多個領域的研究進行支持。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園地聯系的地理優勢。生物技術的發展被視為荷蘭社會可持續發展和經濟繁榮昌盛的重要決定性因素。目前荷蘭擁有300多家生命科學企業，18所擁有生物技術專業的高等院校，以及政府及公共或私人成立的生命科學研究單位。在生物學、血液技術、心血管疾病、免疫與疫苗等領域的研究開發和產業化都取得了令人矚目的成就。農業方面，研究人員致力于改良畜牧方法和動物分子生物技術的研究開發，尤其是動物和植物基因組學的研究已成為熱點。荷蘭憑借畜牧和種植業方面所擁有的豐富專業經驗和技術已成為世界第三大農業出口國。在清潔高能效的流程的應用以及再循環材料的使用研究中所取得的成就，使荷蘭在環境生物技術界也享有盛名。

近年來，荷蘭已成為中國學生出國深造的優選國家之一，來荷留學人員日益增加，目前已達8000余人。其中很大比例的留學人員在生命科學相關專業領域深造、學習。荷蘭華人生命科學協會也在這一過程中逐漸發展壯大。

協會歷史

1995年7月，近40名從事生命科學研究的旅荷中國學者聚集在荷蘭生命科學之城瓦赫寧根（Wageningen）召開了“首屆旅荷中國學者生命科學學術討論會”，旨在促進旅荷中國學者的學術交流，增進相互間的聯系與合作。并于會后成立了“旅荷中國學者生命科學學會”，推選鐘筱波（現為美國堪薩斯大學醫療中心教授）、黨志超（現為荷蘭國家公共衛生與環境研究院物質評估中心的高級評估師和工程師）、漆小泉（現為中科院植物研究所研究員）、徐超（現為沈陽醫學院公共衛生學院院長）等留學生為第一屆理事會成員，并招募會員，為促進旅荷中國學者和國內學者之間的學術交流積極工作。

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

協會是一個獨立自主的、自發性的學術性非營利組織，為全歐華人專業協會聯合會（Federation of Chinese Professional Associations in Europe，FCPAE）成員。協會的各項活動得到中國駐荷蘭使館教育處的指導與大力支持，與荷蘭境內主要的中國學聯、其他學術團體、高?？蒲袡C構以及國內相關單位保持密切聯系，開展相關學術交流活動，為在荷生命科學領域學習、工作人員提供交流平臺，為中荷科學合作搭建橋梁。近年來，協會也在積極與歐洲其他專業協會，尤其是生物醫藥領域的專業協會開展密切合作，共謀發展，為國服務。

組織結構

為更好地為會員服務，協會根據多年發展經驗，編寫并完善了《荷蘭華人生命科學協會章程》。章程規定協會實行會長負責的理事會制度。協會設會長1名，負責統籌各部門工作；榮譽會長1名，作為顧問，為協會健康發展提供建議；理事會成員6名，分別負責辦公室、學術部、宣傳部、聯絡部、信息部和財務部工作；每個部門具有2～5名干事協助部門負責人開展具體工作。

近年來，隨著留荷中國學生人數的上升，以及協會影響力的擴大，目前協會登記注冊會員已達300余人，分別來自荷蘭各大高校、科研院所的學生和學者，以及生命科學領域的企業單位工作人員。計算機科學、物理科學和社會科學等大量學者也有加盟。眾多會員已成為行業專家甚至領軍人物，活躍在荷蘭或中國的科研機構、政府機關或企業界。

宗旨及主要職能

自成立之初，協會一貫秉承“為在荷華人科學工作者專業交流、尋找合作契機提供平臺”的工作宗旨，團結集體力量。目前，協會通過組織開展多種學術交流活動，為會員提供工作信息，接待國內來荷訪問團，組織“春暉計劃”回國訪問創業團隊，引薦各種高層次人才（不限于生命科學領域）回國工作等。希望通過這個平臺，增強會員之間的了解，并促進合作，為廣大海歸提供更多的發展空間，構建起海外華人與中國生命科學發展的橋梁。

協會擁有自己的網站caln.nl，定期新聞、學術交流活動信息、回國發展或為國服務信息等。從2012年開始，協會定期在網上通訊，并通過郵件系統為會員提供信息服務。

主要活動

2011 春季論壇

2011年2月26日，協會攜手華大基因（BGI）在荷蘭萊頓大學共同舉辦“荷蘭華人生命科學暨華大基因2011春季論壇”。萊頓大學醫學中心（LUMC）、荷蘭國家生物信息學中心（NBIC）、中國科學院蘇州生物醫學工程所（SIBET）等中荷多個科研機構的專家和代表，與來自華大基因，帝斯曼（DSM）及億派國際（INSPIREES）等企業界人士，圍繞“人類健康、基因技術及其產業化”的主題，作了精彩演講，使聽眾了解測序技術和基因組學方面的最新科研動態，并就“個人職業規劃與國家發展”等話題，同與會人員展開熱烈的開放式討論，顯身說法，使青年學生學者頗受啟發。

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

項目簡介：吉林省基礎教育教學研究課題（JLSJY2012Z064）；吉林師范大學本科教學改革項目（jlsdjy201142，jlsdjy201144）。

摘要：通過優化實踐教學環節，吉林師范大學生命科學學院構建了“四層次”的創新實踐教學體系，即驗證性實驗項目、綜合設計性項目、開放實驗必修專題、本科生創新科研項目。在實際運行過程中，在實踐教學指導師隊伍建設、實驗教學內容選擇和實驗平臺建設等方面，進行了積極有益的改革和探索。

關鍵詞：生命科學；實踐教學；實驗教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1671—1580（2013）07—0041—02

2008年以來，吉林師范大學生命科學學院通過修訂完善培養方案，加強和優化實踐教學環節，將科學研究的理念引入創新實踐教學中，構建了“四層次”的創新實踐教學體系。

一、“四層次”的創新實踐教學體系

對于生命科學創新型人才的培養，實踐教學是最佳切入點。通過實踐教學不僅可以向學生傳授生命科學知識，使學生掌握基本的實驗技能，培養分析問題和解決問題的能力，而且對于學生團結合作、嚴謹求實、勇于創新的科學品質的培養具有重要作用。因此，在修訂完善本科人才培養方案的前提下，對原有實驗課程的結構進行調整、重組和增補，積極優化實踐教學，構建“四層次”的創新實踐教學體系。

1.建立驗證性實驗平臺

驗證性實驗屬于基礎必修實驗，是生命科學研究的基礎。針對大學一、二年級學生，以吉林省生命科學創新實踐基地與吉林省生物基礎實驗教學中心為依托平臺，按照生命科學的認知規律，遵循從宏觀到微觀的原則，以基本技能的訓練和基礎知識的掌握為主，注重培養學生的基本實驗技能。

2.建立綜合性設計實驗平臺

在基礎技能訓練完成后，大學二、三年級學生已具備一定的理論知識和基本實驗技能。綜合性設計實驗是為了讓學生掌握綜合性、時間較長的實驗技能而開設。其目的有兩個，其一是解決專業課程實驗學時限制，銜接不當等問題；其二是發揮學生主動性，使學生能夠參與實驗準備、實驗設計。學生在規定時間內查閱實驗文獻，設計實驗方案，在教師輔助下完成實驗，師生一起對實驗結果進行分析討論。

3.建立開放實驗必修專題平臺

安排大學二、三年級學生進入各專業實驗室，實施開放性的、創新性的、研究性的實驗內容的教學，進一步過渡到畢業論文階段。同時也為進入科研實驗室、承擔本科生創新科研項目做充分的準備。

4.本科生創新科研項目平臺

針對大學二、三年級學生，學生根據自己的興趣和發展方向組成小組，結合大學本科生科研導師制，以項目申請的方式選擇和立項。學生進入科研實驗室接受實際的科學研究訓練，實施個性化創新人才培養，在真正意義上做一些研究性實驗。

二、實踐教學指導師隊伍建設

由于生命科學的“實驗性科學”特性，讓學生了解知識的產生過程具有重要意義。如果教師能夠把所做實驗在科學發展史上的重要作用以及其在當前的新進展、新應用進行說明，將會獲得更好的實驗教學效果。因此，科研一線教師積極承擔實驗教學對保證實驗教學質量極為重要。在構建“四層次”的創新實踐教學體系過程中，注意精選一批有深厚科研背景的教師親自主持實驗課程教學。這些教師一般都具有博士學位，具有豐富的實驗室研究經驗，能夠將教師的科研成果及時補充到教學與實驗的內容中。這些高學歷經驗豐富的教師承擔實驗教學工作， 積極參與實驗教學的改革，成為我校生命科學學院實踐教學的特色之一。

三、實驗教學內容更新和改革

為了培養學生的創新能力，使實驗教學的內容跟上學科發展的趨勢，鼓勵教師將本學科的最新進展和教師的科研成果及時轉化為實驗教學內容，實現教學科研一體化。因此，在構建“四層次”的創新實踐教學體系過程中，積極開展了實驗內容的更新和改革，創立了“1個遵循、3個打破”，即實驗要遵循科學研究的規律，打破常規實驗安排中時間的限制、空間的限制和教材的限制。

第一層次驗證性實驗，目的是使學生掌握實驗儀器的使用，掌握實驗基本操作技能。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、基本培養基的配制等等，所以設置了諸如培養基的配制、顯微鏡觀察等基本實驗項目。

第二層次綜合性設計實驗，目的是使實驗內容有一定的綜合性、設計性及探索性。因此增補一些新的設計與研究性實驗內容，如菌種篩選實驗、生態學實驗等實驗項目。菌種篩選實驗可以使學生發揮一定的主動性，如設計采取不同的培養基、不同的篩選條件來達到篩選菌種的目的，有利于培養學生綜合設計的能力和創新精神。

第三層次是開放實驗必修項目，目的是針對某一實驗專題，開放實驗室進行研究。設置了植物組織培養及再生、綠色熒光蛋白表達載體的構建、農桿菌介導植物遺傳轉化等專題實驗項目。

第四層次是本科生創新科研項目，結合吉林師范大學學生科研立項和大學本科生科研導師制開展。組建學生科研興趣小組，利用課余時間進入平臺，使學生有機會參與到科研一線教師的科研項目。指導教師根據自己的科研領域選定若干難易適度、具有充分可行性的科研題目，分別指導學生開展研究，使學生初步掌握科研的基本思路和方法，培養初步的科研能力和團隊合作、嚴謹求實勇于創新的科研精神。

四、實驗平臺建設

在學校大力支持下，吉林師范大學生命科學學院加大現有實驗室資源的整合和改造，加速實踐教學平臺建設。我校生命科學學院先后獲批成為吉林省生物基礎實驗教學中心和吉林省生命科學創新實踐基地，使生命科學“四層次”創新實踐教學體系有了可靠保證。同時，學院通過特色專業和教改立項，結合教師的科研項目以及校企合作等多元化的資金來源，進一步支持創新實踐教學平臺建設。

五、“四層次”創新實踐教學體系的初步應用

通過生命科學“四層次”創新實踐教學體系，尤其是建立本科生創新科研項目平臺，激發了我院學生參與大學生科研立項的熱情，學生自愿組成項目小組踴躍申報，2011年我院獲立校級大學生科研立項37項。通過開展大學生科研立項，自主設計與實施本科生創新科研項目，使學生真正地經歷一次科學研究的實踐過程，培養學生的基本科研能力，培養學生創新精神和創新能力。其中，我校生命科學學院周曉馥教授指導的本科生創新科研項目，2011年成功申報吉林省科技廳的大學生科技計劃項目“葉赫綠色山野菜生產基地建設”（編號：20111316），是吉林師范大學第一個獲批的吉林省科技廳大學生創業項目。另外，將創新實踐研究擴展到創業教育研究上，教師幫助學生成立了公司，開始實施創業計劃。在2012年第八屆“挑戰杯”復星中國大學生創業計劃競賽決賽中，我校生命科學學院選送的參賽作品《四平奧森農業技術有限公司商業計劃書》榮獲銀獎。

總之，我校生命科學學院積極構建“四層次”的創新實踐教學體系，將科學研究的理念引入創新實踐教學中，注重培養學生的科研能力和創新精神?！八膶哟巍钡膭撔聦嵺`教學體系在實踐教學指導師隊伍建設、教學與科研一體化更新實驗教學內容和實驗平臺建設等方面進行了積極有益的改革和探索，并可為生命科學類本科生創新實踐教學的改革提供有益的參考。[參考文獻]

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篇4

關鍵詞 分子影像學 教學體系 復合型人才

中圖分類號：G424 文獻標識碼：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（molecular imaging）是運用影像技術顯示組織、細胞和亞細胞水平的特定分子，反映活體狀態下分子水平變化，對其生物學行為在進行定性和定量研究的科學。①分子影像學是將分子生物學技術和現代醫學影像學相結合的產物，最早由美國哈佛大學Weissleder等學者于1999年提出，經過10余年的飛速發展，取得一系列成就，已經成為現代生命科學研究最重要的技術手段之一，受到世界各國的高度重視。①②隨著分子影像學技術研究工作在我國的迅速開展，具有分子影像技術背景的人才更顯缺乏。醫藥企業、醫療設備企業、生命科學研究機構等單位對分子影像專業人才需求日趨增加，尚沒有專門學科進行分子影像學人才培養。我校生命科學技術學院依托生物醫學工程與生物技術專業，定位為研究型學院，分子影像為主要研究方向之一。經過幾年的發展，學院在分子影像研究領域取得一定進展。學院教工由來自不同專業背景，包括生物、信息、計算機和醫學等學科的人員構成，但由于當前研究成員各自的專業背景單一，成員之間尚未有機融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像領域取得重大突破。而目前國內，分子影像學教材較少，分子影像學課程主要面向研究生開設，極少高校面向本科生開設分子影像學課程。③④⑤本文探討如何借助我校信息學科與計算機學科的優勢，結合我校在分子影像學的研究成果以及與醫院的合作基礎，將生命科學與信息學科和臨床醫學交叉，開展針對本科生的分子影像學教學工作，建立分子影像學教學體系，為培養理工醫復合型分子影像學人才奠定基礎。

1 分子影像學教學體系構建

分子影像學起源于現代醫學影像學，在現代醫學影像學基礎上融入分子生物學，其教學體系不同于傳統的工學學科和生物學學科體系。我們將從分子影像學教學內容，分子影像學教學模式和分子影像學考評方式進行分子影像學教學體系構建，目的在于建立包括基礎理論―驗證實驗―應用實踐三個層次的多學科深度交叉、理工醫有機融合的綜合型分子影像學教學體系，為培養基礎理論扎實、實驗技能過硬、應用實踐廣泛的理工醫復合型分子影像學人才打下堅實基礎。

1.1 分子影像學教學內容

分子影像學屬于前沿科學，知識更新日新月異，相關資料主要來自世界各國研究小組的公開文獻，缺乏全面、系統的參考教材;而且分子影像學屬于典型的多學科交叉，涉及信息、生物、醫學等多個學科，需要掌握各種影像原理與理論，熟悉核酸、蛋白質等大分子的形態、結構與操作，并應用影像技術進行分子生物學相關研究，課程內容繁雜，信息量龐大。分子影像學是分子生物學與先進醫學影像技術結合的產物，屬于典型的多學科交叉，涉及信息、生物、醫學等多個學科。分子影像學內容覆蓋面廣、跨度大，教學內容包括：分子生物學中核酸等大分子的功能、形態結構特征并在分子水平上闡明細胞活動的規律;超聲成像、CT成像、MRI成像、核素成像等臨床中成熟的醫學影像技術，以及光學分子斷層成像、光聲斷層成像等新興的醫學影像技術;分子影像技術在腫瘤、神經系統、心腦血管研究以及新藥研發等領域的應用。學生不僅需要掌握基本理論知識，了解最新研究進展，更要學會利用影像技術進行基礎研究以及臨床應用?？紤]到分子影像學信息量大，教學內容以生命學院優勢研究方向即光學分子影像及其在腫瘤細胞學中的應用為主線，其余內容為輔助展開。教學過程中，力爭做到重點突出、內容全面和有的放矢。

1.2 分子影像學教學模式

分子影像學涉及多個學科，涵蓋現代影像成像理論，分子生物學與細胞生物學以及分子影像技術在基礎和臨床實驗研究中的應用。為了系統地學習掌握分子影像學知識，成為合格的分子影像專業人才，學生不僅需要了解分子生物學相關知識，而且需要知道靶向分子在臨床中的應用前景;不僅需要了解分子結構修飾、分子標記等專業知識，而且也需要知道生物信息、醫學影像等相關知識。傳統的單一學科的教學模式難以滿足上述需求，需要探討新的有效的教學模式。對于多學科交叉產生的分子影像學，采用傳統的單一學科教學模式難以滿足要求。我院分子影像學教師來自不同專業背景，采用不同的教學模式進行協同合作教學。借助我校生命科學技術學院在分子影像學領域的研究成果以及與醫院的合作基礎，可以將生命科學與信息學科和臨床醫學進行深度交叉，開展目標明確和特色鮮明的分子影像學教學工作。對于分子生物學部分，由生命學院生物技術專業教師任教，主要采取課堂講授以及實驗演示教學方式，指導學生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝膠電泳、PCR、DNA測序、RNA提取與純化、基因敲除、基因克隆等技術。對于醫學影像部分，由生命學院信息專業教師任教，主要采取課堂講授、理論推導和計算機模擬仿真等教學手段，使學生掌握醫學影像的基本物理原理以及數學理論。對于應用部分，由外聘的第四軍醫大學第一附屬醫院教師承擔，引導學生使用分子影像技術進行腫瘤早期診斷、心腦血管疾病診斷以及新藥研發等應用研究。上述教職人員由生命科學技術學院自然基金委重大項目參與人員構成，經過前期合作研究，已進行一定程度的多學科交叉，可進行協同教學工作。

1.3 分子影像學考評方式

傳統教學考評中，多注重考核學生掌握知識的多少，而不是學習知識能力的大小;注重考核學生技能掌握的多少，而不是學習技能能力的高低。這種考核體系只能反映一定時間內的學習結果，不能反映學生學習新知識、新技能的本領，難以適應分子影像快速發展的需要，這不僅使教師的教學方法陷于陳舊古板，而且使一些再學習能力、發展潛力大、動手能力強的學生長期得不到有效鍛煉和培養。因此，如何將傳統的考核知識與技能與考核學生掌握新知識、新技能的本領相結合，是我們需要關注的問題。分子影像學涵蓋學科領域廣，知識更新速度快，學生學習任務重，我們需要站在發展的角度，從學校培養學生的近期和遠期效果建立合理的考評方式。對于學生學習考核，我們采用知識與能力兼顧的評價標準。該評價標準主要包括四大模塊：基本理論知識、實驗操作技能、進展跟蹤和科研創新能力。對于基本理論知識考核，采用試卷筆答形式;對于實驗操作技能，考核學生對刻度吸量管、分光光度計、離心機、電泳儀等常規儀器的操作，此外還考核學生對microCT、光學分子斷層成像等學院研制的醫療影像設備的操作，以實驗報告形式答題;對于進展跟蹤考核，則要求學生根據教師給定的主題詞，進行文獻查閱及總結，以文獻綜述形式答題;對于科研創新，則根據教師課題或學生自主選題進行相關科研活動，以小論文或專利形式答題?？傊?，將采用形式多樣的考評方式，對學生的綜合能力進行測評。

2 總結

分子影像學是一門新興的交叉學科，已經成為現代生命科學研究最重要的技術手段之一，代表了未來醫學影像發展的方向。我校生命科學技術學院為國內最早進行分子影像學研究的單位之一，學院教師來自不同的專業背景，包括信息、生物和數學等專業，在多學科交叉方面已經積累了一定的經驗?；趯W院在分子影像領域的研究基礎，結合我校信息學科優勢，融合生命科學相關專業，本文提出建立包括基礎理論――驗證實驗――應用實踐三個層次的多學科深度交叉、理工醫有機融合的創新型分子影像學教學體系。通過建立該體系，我們將使不同學科背景教師協同工作，講授成熟的基礎成像理論、分子生物學基礎知識;實時跟蹤分子影像學研究動向，向學生傳遞最新進展;指導學生進行驗證實驗，引導學生得出結論，從實驗中引申理論知識;此外，基于理論知識以及實驗操作訓練，鍛煉學生使用分子影像設備進行生命科學領域相關研究的科研能力。通過分子影像學綜合體系的構建與實施，最終培養基礎理論扎實、實驗技能過硬、應用實踐廣泛的理工醫復合型分子影像學人才。

基金項目名稱：1. 西安電子科技大學新實驗開發項目（項目編號：SY1359）

2. 西安電子科技大學本科教育質量提升計劃教改項目

注釋

① 申寶忠.分子影像學（第二版）[M].人民衛生出版社，2010.

② 申寶忠，王維.分子影像學2011年度進展報告[J].中國繼續醫學教育，2011（8）：132-157.

③ 朱宏，董鵬，李耀武.分子影像學教學中的哲學思考[J].中國科教創新導刊，2010（2）：82-84.

篇5

【關鍵詞】 生命科學；復雜性科學；生物復雜性

復雜性科學的概念誕生至今已經20多年，這期間有大批學者從不同的領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聯在時空演化的全程描述角度來研究支配客觀事物運行的基本規律，建立起新世紀科學技術發展的理論基礎，以指導新的發展實踐。

這其中在生命科學領域的復雜性研究又受到了許多跨學科學者的關注，也有人將其稱之為生物復雜性（biocomplexicity）研究，生物復雜性科學主要探索在一些傳統學科間交叉的問題。準確地說，是尋求以定量和整合的途徑來深入了解各種生命系統之間復雜的相互作用，其中既包括生物的、行為的、化學的和物理的相互作用，也包括生態的、環境的和社會的綜合作用等［1］。

1 復雜性科學研究的概念和范疇

復雜性的定義是相對于簡單性而言的，簡單性一向是現代自然科學、特別是物理學的一條指導原則。許多科學家相信自然界的基本規律是簡單的。還原論的基本思想也就是找出復雜現象或事物背后的簡單機制。事實上一些復雜的事物或現象，其背后確實存在簡單的規律或過程。

關于復雜性的概念并沒有一個統一的說法，而是根據研究的對象有不同提法，比如，從熵的角度：復雜性等于熱力學測定的一個系熵和無序；信息的角度：復雜性等于一個系統使一個觀測者“驚奇的能力”；分形尺寸：一個系統的“模糊狀況”，即在越來越小的尺寸上顯示的詳細程度；有效的復雜性：一個系統顯示“規律性”而不是隨機性的程度；體系復雜性：由一個體系結構系統的不同層次所顯示的多樣性；語法的復雜性：描述一個系統所需要的語言的普遍性程度；熱力學深度：將一個系統從頭組織在一起所要的熱力學資源的數量；時間計算上的復雜性：一部計算機描述一個系統或解決一個問題所需要的時間；空間計算上的復雜性：一部計算機描述一個系統或解決一個問題所需要的存儲量［2］；等等。

從20世紀30年代系統科學開始興起，人們逐漸認識到系統大于其組成部分之和，系統具有層次結構和功能結構，系統處于不斷地發展變化之中，系統經常與其環境（外界）有物質、能量和信息的交換，系統在遠離平衡的狀態下也可以穩定（自組織），確定性的系統有其內在的隨機性（混沌），而隨機性的系統卻又有其內在的確定性（突現）。

復雜性科學往往研究的是復雜性系統，復雜系統主要有以下表現：（1）系統各單元之間的聯系廣泛而緊密，構成一個網絡。因此每一單元的變化都會受到其他單元變化的影響，并會引起其他單元的變化。（2）系統具有多層次、多功能的結構，每一層次均成為構筑其上一層次的單元，同時也有助于系統的某一功能的實現。（3）系統在發展過程中能夠不斷地學習并對其層次結構與功能結構進行重組及完善。（4）系統是開放的，它與環境有密切的聯系，能與環境相互作用，并能不斷向更好地適應環境的方向發展變化。（5）系統是動態的，它不斷處于發展變化之中，而且系統本多對未來的發展變化有一定的預測能力。

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

復雜科學研究中所用的理論工具：（1）非線性科學——非線性動力系統理論（穩定性和分叉理論、混沌、孤子）和統計力學（分形、標度），及非平衡系統中的復雜和隨機現象的研究；（2）計算機模擬——它是十分重要的手段，目前已廣泛用于復雜科學的研究中；（3）計算智能；（4）數理邏輯；（5）在不確定條件下的決策技術；（6）綜合集成技術；（7）整體優化技術等。

2 生命科學與復雜性研究

生命科學的研究對象都是復雜系統，（具有關聯性、多樣性、自學習、自組織、開放、動態的特點），生命科學研究的系統正因為其復雜性，對其構成的原因和演化的歷程，此前均缺乏了解，也因此吸引了復雜性科學研究者的高度重視。近幾十年來，對生物系統所具有的整體性、關聯性、網絡層次性、統計漲落性、內在和外在的隨機性、模糊性、開放性和歷史性等這一類復雜系統的典型特征進行了探討。生物體本身的特點以及生物的進化使得人們的思維方式從單純的物理學簡單系統的研究轉變為對生物學的復雜系統的研究［3］。

基因是生命遺傳的基本密碼，生物體的復雜結構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。因此生物體的復雜結構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層次上復雜、動態的相互作用決定的。

作為生命系統的指揮和協調中心—神經系統，其中樞功能結構為大腦，近十年來腦功能的科學研究是復雜科學領域中的一個熱點。大腦有復雜的結構，它的組織層次按空間尺度有：分子、膜、突觸、神經元、核團、回路、網絡、層、投射、系統。大腦表現出的某些高級功能是不能在較低的層次上觀察到的，其中有些是由各個單元之間的相互作用而涌現出的集體行為。人們的思維規律是不斷變化的，但是最低層次的規律是不變的。腦功能的復雜性首先體現在各神經子系統自身的高度非線性、不穩定性和適應性；其次體現在它們之間相互連接的非均勻性及大規模并行等特點。不僅如此，即使在非常簡單的神經系統中也存在著令人驚異的復雜性，這反映在它們的功能、演化歷史、結構和編碼方式。比如，單個神經元放電的時間序列包含復雜多樣的時間模式，反映了神經細胞內的復雜的動力學過程［4］。腦電信號是中樞神經系統自發產生的生物電活動，它包含了豐富的神經系統狀態和變化的信息，因而在臨床和神經電生理研究中得到了廣泛的應用?，F在人們對EEG建立動力學模型，并研究其中的混沌現象，顯示動力學模型方法對于研究大腦正常生理和病理狀態具有的意義［5］。

近年來控制領域實現和發展了腦控系統，即基于腦電信號的人機融合控制系統，直接以腦電信號為基礎，通過腦機接口來實現控制?！澳X控”研究涉及神經科學、計算機科學、控制科學和心理學等多學科交叉。相關研究已經開發出了利用大腦的思維、通過電子接口來控制各種設施的運動狀態，并取得預期效果的“腦控技術”，這項技術在醫療等多個方面具有重要的應用價值。

人工生命（Artificial Life）是近10年發展起來的一個新方向，是以進化為主要特征的復雜性研究。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—的特定生命形式，地球上的生命進化也僅僅代表一種特定的進化途徑，因此可以用別的物質來構造另類載體的生命形式，賦予它們生命的特征，使其具有進化、遺傳、變異等等生命現象，得到生命的普遍行為［2］。

其他如心血管系統中的心率變異性和管腔應變問題；動態?。ㄒ援惓r間組織結構為特征的疾病，如周期性發熱、周期性關節腫脹等）的預防、治療和數學建模問題；生態系統的種群繁殖問題；流行病中的疾病傳染規律；生化反應的動力學過程；免疫系統中信號產生、傳遞和轉導的動力學過程等都體現了生物系統的復雜性，屬于復雜性科學研究的范疇。

因為生命體的多樣性和復雜性決定了臨床醫學本身的復雜性；疾病是復雜的，不僅生命體本身病理過程復雜，而且心理、社會、環境等因素都會影響病理過程；許多復雜性疾病，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果?，F代醫學是在還原論指導下對生命和疾病局部的、分離的認識，仍停留在分析和描述的水平上；所以需要借助復雜性研究方法。在研究方法和觀念上有所突破。

祖國傳統中醫學獨特的思維方法和對復雜系統整體狀態的把握與復雜性研究有類似的思路。中醫學對人體內部的相互作用以及人體與環境的相互作用提出了眾多的命題，為現代醫學研究準備了豐富的素材，對中醫的理論體系的認識還必須運用物理學、生物學、數學、控制論、系統論等學科的最新知識。

復雜性科學對我們來說是一個充滿未知的領域，研究方法上既有還原論，也有綜合論和系統論，這兩種思想正在經歷碰撞并開始出現融合的趨勢。但是在研究對象上，它研究的問題并不是剛剛出現，而是因為人們認識的深度和它本身的難度，使這一類問題被擱置了起來。目前，對復雜性的研究已經分別在一些學科取得了初步的進展，隨著科技的進步、人類對自然和自身認識的深化，生命科學中的復雜性問題必然會被逐步地認識和解決。

【參考文獻】

1 米歇爾·沃爾德羅普.復雜—誕生于秩序與混沌邊緣的科學.北京:生活讀書新知三聯書店，1997，276-335.

2 成思危.復雜性科學探索.北京:民主與建設出版社，1999，166-188.

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

篇6

 [關鍵詞] 新課程 科學史 價值

 重視生命科學史的教育價值是時代的呼喚?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準（實驗）》（簡稱《標準》）提出“提高學生的科學素養”、 “面向全體學生”、“倡導探究性 ”、“ 注重與現實生活的聯系”的基本理念。在課程目標中也明確提出，“獲得生物學基礎事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識，知道生物科學和技術的主要發展方向和成就，知道生物科學發展史上的重要事件”。在實施建議的教學建議部分中，第七個專題“注重生物科學史的學習”中舉實例突出強調了“科學是一個發展的過程”。 并特別說明“對于《標準》中沒有列出的其他生物科學史實也應注意引用”。教育

 一．生命科學史的重要價值教育

 1.生命科學史揭示了自然科學的本質

    生命科學史揭示了自然科學的本質，同時顯示了產生每個知識點的科學過程。例如，20世紀初，薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學以及19世紀末在染色體的變化、體細胞與生殖細胞的分裂等方面的成果上，提出了染色體學說，即（孟德爾所說的）遺傳因子可能就在染色體上。但是當時拿不出證據證明他們的觀點。直到1910年，摩爾根通過一系列實驗發現，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”這一知識點的形成過程，可以看到科學過程的步驟。生命科學也是在自我更正的過程中積累和進步的。  

 2.生命科學史是前人探究生物學知識的科學過程史

     每一個知識點的產生過程，就是一個探究的過程。生命科學史就是前人探究生物學知識的科學過程史，生命科學史中蘊涵了知識與過程的統一。（過程中包含著思維方式，如好奇心、求知欲、質疑、推理等；過程中包含著研究方法。）創造科學知識的科學家，哪一個不具備廣博的知識呢？DNA雙螺旋結構模型的建立，匯集了許多不同學科背景科學家的智慧，顯示出知識是非常重要的，僅有沃森和克里克的知識也是辦不到的。知識和過程是自然科學的兩個維度，二者是統一的，不能割裂開來。

 3.生命科學史展示了人們的合作過程

    生命科學史展示了在探究知識的過程中，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雙螺旋結構的問世充分說明了這一點。

這個事實表明從事不同學科研究的人，掌握的知識和技術是不同的，而且不同學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，他們在解決問題中相互啟發，相互補充，相互促進，同時共享了研究成果。

 4．生命科學史展示了成功的實驗與選擇合適的實驗對象是分不開的

    孟德爾選擇了豌豆；摩爾根選擇了果蠅；細胞學說的創始人施旺選用具有相似于植物細胞壁的動物脊索細胞和軟骨細胞；貝爾登和鮑維里在研究細胞分裂時，選擇了馬蛔蟲細胞；悉尼·布雷內、羅伯特·霍維茨和約翰·蘇爾斯頓（這三人是2002年諾貝爾生理醫學獎獲得者）最終選擇了線蟲來探索“程序性細胞死亡”的奧秘；科學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象對解決問題非常關鍵。這些事實給予我們的啟示是：在高中生物新課程中的探究教學中，也涉及選擇探究對象的問題，要解決好探究問題，必須先選擇好探究對象。

 二.生命科學史在高中生物教學中的應用

 1.培養學生的科學態度

 科學就是客觀地研究事物。如實地認識客觀規律,符合邏輯地得出正確結論。所以,實事求是的態度就是科學的態度。在生物科學史的教學中,介紹科學家們客觀地觀察生物的形態結構、生理特性,踏踏實實地做好生物試驗,實事求是地分析觀察和實驗結果的科學態度,能為學生提供學習的榜樣,有效地培養學生的實事求是的科學態度。

 2.培養學生的科學精神

 科學精神是科學品質的核心?？茖W精神就是敢于懷疑、敢于求真、敢于創新?？茖W的每一次進步,都是對過去的一次革命,它總是要突破以往的窠臼,達到一個新的起點。創新是科學進步的內在動力。創新必需有勇敢的精神作基礎,要敢于懷疑現有的觀點,敢于冒險,敢于克服困難,敢于接受失敗的考驗,敢于抵制世俗的偏見和環境的壓力,堅韌不拔地追求真理?？v觀生物科學的歷史可以看到,是科學家們的不斷創新才有生物科學的不斷進步。因此,在生物科學史的教學中,引導學生學習科學家們的創新精神,有助于學生科學精神的形成。

 3.培養學生的科學思維

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[主題詞] 針灸研究；基因，調節

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

生命科學是21世紀的帶頭學科，基因組學和分子生物學是生命科學的前沿，從基因及分子水平探索生命現象及其規律是生命醫學科學工作者的重要任務，這也是醫學生命學科的重大革命，亦對中醫針灸現代化及針灸治病原理并揭示其奧秘產生重大影響。與此同時，針灸界許多有識之士及學者，在原有科研成果積累的基礎上，涉足于現代生命研究的課題，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的淺薄知識和中醫、針灸研究經驗?，F就近年來參加針灸評審科研項目中，有關針灸與分子生物學應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 嚴格遵守科學研究的準則

針灸與基因技術應用中，實驗設計仍必須嚴格遵循科學的設計方法，如隨機性、可比性、大樣本、對照性、可重復性(多樣本可用基因芯片技術去研究基因組在治療前后的表達)，以及嚴格按照國內外有關臨床、藥物、動物實驗的基本要求標準、規范等，同時最好還需要有統計學的處理。由于基因技術的應用成本昂貴，干擾因素很多，操作復雜，結果往往不太穩定，但針灸的研究中仍然應該強調對實驗的科學、客觀、真實、可靠和可重復性。

2 結合針灸自身特點、找準契合點

隨著重組DNA技術的迅速發展，對基因表達問題的認識日漸深入，即要實現外源目的基因的功能表達，又必須使基因置于宿主細胞的轉錄和轉譯機理等一系列調節元件控制下，才能獲得有效數量的功能蛋白質，因此掌握基因表達調控的基本條件是最重要的。在針灸及基因表達研究中，必須結合針灸自身的特點、條件去考慮，如應注重辨證施治、針刺操作手法、刺激強度、個人差異等不同因素對表達所產生的影響去做出正確的選擇和設計；同時在研究中應該找出更好、更具建設性的契合點，如針灸的經絡現象、手法的補瀉、刺激的強弱和優勢病種等去設計、摸索，這樣才能使外源基因研究在表達系統上獲得高效的表達，也更具有實用價值和臨床意義。

3 提倡"血清藥理學"研究的思路和方法

現代醫學上，基因技術的應用仍然處于發展和完善中，因此針灸與它的結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合而非神的結合，尚有待探索。同時在針灸的研究中，許多研究絕大多數仍處于半定量性的階段，還不能達到定量的水平；許多有關的理念和概念也還存在真科學內涵和外延不夠明確的問題；某些疾病的診斷及療效的標準都有待規范。針灸的療效在體外不易獲得，針灸與基因技術應用的結合仍然有待不斷積累實驗的資料和完善技術的水平。目前有些單位借用血清藥效的研究方法來進行針灸的研究，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基因功能的研究最好進行全方位的研究，其中包括本身的因素、結構基因、調節基因和基因修復系統等；另外也應考慮外環境對基因的調控影響，如自由基、SOD、環境因子以及其他基因的影響等；實驗中還應注意如何從研究單一的基因去發現大量有差異表達的基因以及新基因的初步功能。

4.2 基因功能的研究是關鍵

許多疾病是一個漫長的過程，各種致病因子或者基因產物都可在不同階段起著單獨和協同的作用，疾病發生時，攻擊因子和防護因子相互失調的情況時常存在。探索它的保護基因(內源性保護因子)，往往比研究損傷性基因更有價值。另外，迄今為止，基因治療并不成熟，其負面效應還是未知數，況且以不可逆轉的方式改變人類基因庫，是科學家最大的遠慮。因此對疾病的防治，不管在現在還是在將來，都將從調控基因的功能著手，即從修飾或改變基因的表達與基因產物的功能著手，而不是以改變與糾正基因的結構為主要手段?；虻墓δ苎芯客菃栴}的實質，應該從疾病體內調控的角度去開展基因表達及功能的研究及針灸對基因表達譜與疾病發生發展相互關系。事實上，相對于歐美發達國家而言，在調動功能基因方面可以說我國中醫、針灸已是領先一步了。誠然在這方面還有大量的工作要去做。

4.3 凋亡細胞的研究

目前生命科學最熱門的三大領域是基因組學研究、細胞凋亡和細胞信號傳導。而凋亡細胞的研究是最熱門的話題，但關于凋亡細胞的研究，應主張對抑制細胞的凋亡/增殖比例的深入研究，特別應探索如何減少細胞的丟失去促進細胞向正?；较蜣D化，所以研究中不應單從凋亡細胞某一方面的改變而過早下結論；尤其在細胞凋亡的研究中更應該注意，僅根據細胞流式儀器的檢測數據作出判斷是不行的，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的出現來判斷凋亡的發生)及細胞形態學改變(尤其是在凋亡的早期)證據。在基因的調控、表達方面往往是整體調衡作用，也應該從正、反兩方面基因的表達去探索和研究。

5 加強聯合攻關，利于創新突破

目前基因技術的研究和發展，已取得了長足的進步；它將為21世紀的醫學生命科學創造出無窮的活力。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，仍盲目追求和缺乏創造性思維的研究，將會很難有新的成果和驚人的突破。另外由于該項研究的資金投入多，成果難以預料，難度較大，本人建議應與多學科、有經驗的分子生物學科學家聯合攻關、分工協作、成果共享，這樣既可多學科交叉滲透、更為活躍，也節約了寶貴的科研經費，容易使針灸在基因調控上有新的創新、突破。

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關鍵詞：生命科學；發展；人類生活；影響；分析

科學的發展與人類的生活需要息息相關，尤其是生命科學的發展，對人類的生產、生活和健康的影響是非常巨大的。生物科學技術直接關系到與人民生活、衛生、健康密切相關的農業、醫藥衛生、食品工業和化學工業的發展，同時對環保、能源等科學技術的發展也有很大的滲透、交叉作用，能夠產生難以估量的社會效益和經濟效益，現代生物技術的開發和應用將對二十一世紀的人類生活產生廣泛而深刻的影響。

一、生命科學概述

1、生命科學的概念。生命科學即生物學，是通過分子遺傳學為主的研究生命活動規律、生命的本質、生命的發育規律，以及各種生物之間和生物與環境之間相互關系的科學，最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。生命科學研究不但依賴物理、化學知識，也依靠后者提供的儀器，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[1]。

2、生命科學的產生和發展。自從有了人類，就有了生命科學，早期對生物的觀察既是生命科學的開始，也是對生命現象研究的開端，后來人們對生物學的興趣從簡單觀察轉向了實際應用，例如對動、植物的馴化和飼養，但這些觀察和應用的目的都是為了滿足人類自身食物和住所的實際需求，而并非有意識的探索[2]。由此可見，生命科學是在人類的生活實踐中自發產生的，早期最為引人矚目的生物學研究者是希臘哲學家亞里士多德，他對生物體進行了大量的觀察，深刻地解釋了許多自然現象。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育，開始了生物科學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地將它作為一門學科來進行的研究，所以亞里士多德被稱為“動物學之父”。

二、生命科學的發展對人類生活的影響

1、對倫理道德中公平觀的影響。傳統倫理道德上的公平，是指普遍存在的一種人與人、人與自然、人與社會之間合理享有的基本價值，如自由、自尊、機會、榮譽等的倫理道德關系和倫理道德要求，強調對于所有的人來說都具有作為人的共同點，在此范圍內他們是公平的，同樣它也要求生命科學的研究和應用要有公平性，而生命科學的發展卻給這種倫理道德觀的破壞提供了可能。根據當代分子生物學研究的進展，遺傳學家們發現原以為與遺傳背景無關的諸多疾病，甚至性格特征、行為方式等性狀已被證明與遺傳背景有關[3]。譬如武斷的個性60%源于遺傳背景，具有XYY型染色體的男性容易犯罪。把人們原有的“人生而平等”的觀念轉換為“人生而有優劣不同”，從而帶來基因歧視的問題。當人類有能力選擇下一代的基因成分而制造“完美嬰兒”時，社會中現存的有缺陷的人會更容易受到歧視，他們的尊嚴也會受到打擊；再譬如，由于世界各國對基因圖譜的公開和共享達成了共識，個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，這對于那些被檢測出有基因缺陷的人來說，就有可能遭受到來自社會各方的歧視。

2、解決環境污染問題的有效武器。隨著工業的迅速發展，環境污染問題已成為世界范圍內的難題。解決環境污染的方法有物理法、化學法和生物法三類，其中生物法應用最為普遍。在污水處理、大氣凈化和環境監測等方面正在廣泛使用生物技術。特別在二十世紀七十年代以后，人們發現了許多具有特殊降解能力的細菌，它們分別含有具有不同降解特點的降解質?；虼x質粒，在生物工程技術的幫助下，已培育出分解性能高并在混合系統中能夠占優勢的菌種，如利用重組DNA技術把甲苯質粒中的甲苯降解基因和萘質粒中的萘降解基因在大腸桿菌中克隆，獲得的多質粒細菌降解石油的效率會大大提高；又如通過生物工程技術培養的新細菌，可以把污染物中的有機汞轉變成金屬汞，以用于處理含有機汞的廢水，同時回收金屬汞，從而化害為利，變廢為寶；再如細菌浸礦在采銅和采鈾工業中得到應用，經生物技術改造的細菌，不但對金屬的親合力強，耐酸、耐熱和抗金屬毒性能力都得到提高，既可以降低生產成本，又可以降低對環境的污染[4]。

3、有效解決了能源危機。再生能源是能夠成為二十一世紀能源的一個必要條件，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，如風能、海洋能、地熱能、太陽能等，它們可以從自然界源源不斷地得到補充。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，而可再生能源家族中現實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境，新世紀我們需要的是潔凈、可再生和無污染的新一代能源。中國科學家從一種灌木的果實中，成功提取并加工出與柴油相近但更加環保的燃油，這種新型燃油可適用于各種柴油發動機，并在閃點、凝固點、硫含量、一氧化碳排放量、顆粒值等關鍵技術上均優于國內零號柴油[5]。生物柴油的燃油無論是用在農用發電機、拖拉機還是汽車，都沒有出現傳統柴油容易導致的黑煙彌漫的現象。

三、結語

綜上所述，現代生物技術和生命科學的新進展，將進一步影響到社會進步和人們的社會生活。按照人類的意愿和需要改造現有的生物類型和生物機能，或創造全新的生物類型和生物機能，來造福人類正在逐漸變為現實。

作者：陸沐寧

參考文獻 

[1] 黃鍇.芻論物聯網的發展對人類生活與管理方式的影響[J].科技創新與應用，2017，（05）：300. 

[2] 黃國瓊，秦宇彤，羅長坤.生命科學的發展對醫學的影響[J].醫學與哲學（人文社會醫學版），2011，32（02）：13-15+30. 

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

篇9

動物實驗的倫理原則是3R原則，動物實驗指在實驗室內，為了獲得有關生物學、醫學等方面的新知識或解決具體問題而使用動物進行的科學研究。動物實驗必須由經過培訓的、具備研究學位或專業技術能力的人員進行或在其指導下進行。

實驗動物科學，已經成為現代科學技術不可分割的一個組成部分，已形成一門獨立的綜合性基礎科學門類。這門科學的重要性在于，一方面它作為科學研究的重要手段，直接影響著許多領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，它的提高和發展，又會把許多領域課題的研究引入新的境地。因此，實驗動物科學技術的重要性可概括為下面三句話：它是現代科學技術的重要組成部分，是生命科學的基礎和條件，是衡量一個國家或一個科研單位科學研究水平的重要標志。

（來源：文章屋網 ）

篇10

“人類是否可以扮演上帝的角色?”美國科學家在人類歷史上首次“創造生命”,再次激起了這個古老的爭論。美國基因遺傳學家克雷格?文特爾宣布培育出第一個由人工合成基因組控制的細胞,被認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胞細菌誕生?？死赘?文特爾將這一細胞起名為“辛西婭”(意為“人造兒”),而它的母親是一部計算機。面對這一成果,有人看到未來解決食品短缺、能源危機的希望,但更多的人擔心這將打開“潘多拉盒子”。近年來,隨著克隆技術、干細胞技術和基因工程等飛速發展,基因糧食和藥物與人類越來越近,“人造生命”引發的有關倫理道德和人類存在的危機爭論越來越激烈。

在電腦上設計生命

據介紹,研究小組借助“DNA合成器”獲取數百個含4~6個基因的合成物,然后把這些合成物注入事先“挖空”的一種“山羊支原體”細菌內。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驗室里“被創造”,而不一定通過“進化”來完成,這一研究讓文特爾領導的20多位科學家花了15年時間。此次植入的DN段包含約850個基因,人類的DNA圖譜上共有約20000個基因。研究小組認為這僅是更宏大工程的一小步,未來他們甚至可以根據客戶需求提供“定制”的有機物,如制造出能夠產出石油或專以二氧化碳為食的“人造生命”。

這一成功為進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,照這個速度,不久人們就可以在電腦上設計生命,并讓它們按照自己意愿生長,從微生物到植物和動物。

中國科學院北京生命科學研究院副院長高福稱,從簡單的病毒到復雜的人類,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?？寺〖夹g是把基因從細胞里面挖出來復制,而這次形成的基因,是通過4種“原料”一步一步合成而來?？梢哉f,前者是“復制”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。

發展前景仍是未知

近年來,人類在基因和生命科學領域的研究速度之快遠超過人們的想象。世界上第一只克隆動物,克隆羊“多利”的誕生,引發了無數人的關注。從各種基因食品的出現,到可以把人類普通細胞變成生殖細胞,都曾引發激烈的爭論。對于這一人造細胞,許多人稱文特爾是想“篡奪上帝的位置”。

更多人擔心這種能夠自我復制的人造生物危險將遠超人類的想象,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危機。英國《獨立報》的報道稱,應該立即立法阻止“人工生命研究實驗”。人工生命存在巨大風險,一旦失控,就可能從實驗室中釋放大量有害基因,從而對全球野生動植物的生存構成不可預估的危害。一個名叫ETC的加拿大環保組織認為,人工生命技術還可能被“邪惡國家”和恐怖組織所利用,制造出威力巨大的“生態武器”攻擊人類社會。許多環保主義者抨擊“科學家和企業家的瘋狂組合”――克雷格?文特爾得到?？松?美孚6億美元的資助。一些環保人士認為,即使人工生命研究不可逆轉,也應盡快將這一技術透明化、公開化。

瑞典烏普薩拉大學歷史學教授琳達?巴克特曼說,人類能制造出火箭,控制原子的能量,但對生命卻知道很少,也無法治愈一些疾病,因此許多科學家致力于通過生命科學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,現在人造生命的研究發展很快,但相應的倫理道德研究、立法和監管遠遠滯后。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,這對人類將是災難性的。

人造生命讓人類恐懼

在人造生命之初,開發者考慮到基因人有可能會對人類造成的威脅,但同時又希望通過人造生命來達到自己的目的,所以對人造生命的欲望進行了控制。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。隨著科技的極度發展,這種斗爭將給人類帶來空前劇烈的毀滅。當初原子彈之父奧本海默對讓原子精靈走出瓶子持保留意見,在后半生中,他一直反對制造原子彈。我們只希望人造生命的制造者們不要再重復奧本海默的經歷,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視為未來可持續發展的重要希望領域,對其推動和關注比別國更為急切,對生命科學研究的規定較寬松。除了對人類克隆和復合克隆技術嚴厲禁止以外,在非人生物的生命研究方面較少限制。但日本民眾卻對人造生命抱著強烈的否定態度。日本尼崎市民間教育監督委員會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首。例如黑死病、傷寒、天花等,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,所以一旦成災,人類的藥物對其殺滅能力總是呈現遞減趨勢。如果人造合成類似生命體,也許會造成與我們已經認識到的疾病完全不同的新病種,因為一個失誤而給人類造成滅頂之災。她說:“地球已經很擁擠了,作為島國的日本感受很深,每次出現新的傳染病,我們都十分緊張。所以,在技術不是有十分把握之前,不應人為制造新的危險。”

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