生命科学研究技术范文

导语：如何才能写好一篇生命科学研究技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：医疗大数据；生命科学数据；精准医疗

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

随着大数据技术快速发展，如何利用大数据技术实现医疗数据的存储，分析，传输是医学信息领域研究的热点[1]。近年来，随着"36212工程"等改革工作的推进[2]，国内医疗信息化程度不断提升，区域医疗，医疗集团等新兴医疗组织不断涌现，随之而来的是大量的医疗数据，如何利用这些医疗数据是摆在医学信息研究人员面前的难题。

目前关于医疗大数据的研究更多是延续以往的医学统计，医学数据挖掘的思路，大部分研究人员并没有意识到随着大数据技术在医疗领域的应用深化，对医疗体制改革，打破垄断机制重要作用。本研究整理了近年来医疗大数据的研究成果，提出以生物科学数据为主的医疗大数据建设方案。

1医疗大数据的来源与组成

综合国内外研究的结果和观点，我们认为现阶段医疗大数据主要来自于以下四部分：临床数据，医疗费用数据，个人行为数据，生命科学数据。

1.1临床数据 临床数据主要来自于各类现有的临床信息系统（CIS），电子病历（EMR），健康档案（HR）等，主要是在诊断，治疗，随访过程中产生的血压，血糖等个人体征信息。此类数据可以应用于临床决策支持，临床数据对比，药品研发，地方病治疗，基础医学等领域的研究[3]。

目前临床数据特点是数量大，范围广，相关研究较好的一类数据，被视为主流的医疗大数据构成。然而此类数据研究主要的挑战是数据的标准化程度不高不易进行后期数据分析处理，数据分散在各类医疗机构中，难以获取，数据质量差，可靠性不高等问题。综上，除去部分信息化程度高，标准化好的临床数据可以作为医疗大数据的研究对象，大量的临床数据由于自身的局限性短期之内难以发挥自身的价值。

1.2医疗费用数据 医疗费用增长过快是世界范围的问题，目前还没有有效的方法来抑制医疗费用的增长。随着老龄化社会的到来，此问题将愈发严重。现阶段造成医疗费用增长过快的原因很多，其中医院方在以药养医的医疗体制下激励医护人员开更多的处方，做更多的检查来获得利益，患者方由于现行的医疗保险体制的不公平性导致部分患者负担的医疗成本较低刺激了不必要的需求，进一步加剧了医疗费用的不合理增长。

医疗费用的研究一直是医学信息研究的难点，意义重大困难突出。首先是医疗费用数据不公开，导致相关的研究只能分析过去几年甚至十几年前的医疗费用数据，时效性差，无法准确反映正在出现的问题。其次是方法过于简单，医疗保险机构掌握医疗数据，但是对过度医疗行为的识别方法，惩罚机制等的设计简单粗暴，缺乏科学的论证。医学信息研究人员熟悉方法，但是缺乏开展研究的数据，只能望而却步[4，5]。

医疗大数据的特点之一就是实时性，通过实时收集，分析各类医疗数据，以及通过应用各类方法可以及时发现过度医疗行为，以数据为证据配合临床路径等相关医疗行为监督体制，纠正过度医疗行为。需要指出的是这类研究和应用初期会受到来自医院，医护人员和患者的抵制，而这也是开展此类研究的难点所在。

1.3个人行为数据 个人行为数据主要来自于类社交网站，购物信息，WEB点击等个人在虚拟空间留下的痕迹。结合健康档案，临床数据，个人行为数据可以挖掘特定人群的生活模式和疾病风险之间的关系，从而为地方病，流行病，职业病预防和治疗，相关药品研发，用药提供指导。

目前个人行为数据是一个新兴的数据源，相关的研究开展的较少，突破了现有的医学信息研究领域。但是随着大数据研究的深入，此类数据的重要性将愈发明显。目前电子商务领域对消费者行为的研究和应用开展较好，在消费行为预测[6]，消费模式分析都取得很好的成果[7]。而医疗大数据领域开展个人行为的研究可以借鉴其他领域的经验和方法，这也是互联网，电子商务等新兴行业同传统的医疗行业结合切入点。

1.4生命科学数据 现代生命科学以中心法则为起点，经过基因测序，RNA干扰，基因编辑等几次大的创新，目前已经产生了空前规模的数据，发展一套完备的数据分析技术。生命科学数据具有数据量庞大，结构复杂的特点。现阶段的生命科学数据有代表性数据库主要包括生物医学文献数据库Pubmed，基因序列数据库Genebank，蛋白质序列数据库PIR，疾病数据库OMIM，药物数据库Drugbank，通路数据库KEGG等一次数据库以及在此基础上构建的种类繁多的二次数据库。除此之外随着生命信息研究不断深入千人基因组计划，宏基因组，各类组学的研究都正在产生海量的数据，如何存储，处理，分析这些数据毫无疑问是大数据技术研究范畴。

利用生命科学数据诊断和治疗疾病，已经逐渐从实验室开始走向商业化，目前已经开展了无创产前基因检测等项目。

1997年香港中文大学卢煜明团队发现胎儿脱落的DNA能直接进入母体血浆，进而可以通过检测母体外周血中的胎儿DNA的方法检测胎儿是否患有唐氏综合征，地中海贫血等遗传疾病，从而开启了无创基因检测在产前筛查中的应用[8]。进过多年研究，无创产前基因检测已经实现商业化[9]。如何利用不断出现的测序数据和技术，预防疾病，完善健康信息管理，实现精准医疗等内容将是医疗大数据未来研究的主要方向[10]。

2医疗大数据数据挖掘平台设计

医疗大数据由于自身特点，需要有不同于传统的技术。目前主流大数据的技术包括了大规模并行处理，分布式数据库，NoSQL和可扩展的存储系统等技术等[11]。医疗大数据的特点决该领域的研究必然是多学科交叉。

根据现有的大数据技术，结合医疗大数据的特点我们设计基于Hadoop的医疗大数据平台，该平台采用了目前主流的大数据解决方案，其中包括数据获取，数据存储，数据导入，数据分解等部分，见图1。

3应用案例

随着高通量的生物分子识别技术进步，为人类研究癌症提供了大量的多组学数据。原癌基因癌变，抑癌基因和修复基因发生突变导致失活是正常细胞向癌细胞转化的关键因素。然而癌症基因中组合遗传变异的复杂性导致识别癌症相关模块以及描述其生物学功能成为很大的挑战。

研究利用多种遗传变异因素设计了多因素介导的功能失调癌症网络核心模块识别平台用于研究多因素对癌症发生发展的影响。平台采用Hadoop分布式存储技术存储多维基因组数据（DNA突变、拷贝数变异、甲基化、基因表达和microRNA表达谱等）；利用R语言开发核心模块识别程序；采用RHIPE技术连接数据和R程序；采用JAVA实现WEB界面和数据可视化。实现癌症数据的存储，传输，识别，可视化等一系列工作，从而为癌症的诊断，精准治疗提供基础，见图2。

4展望

现阶段国内医疗大数据的研究与应用已经落后于其他行业，既有医疗数据标准不统一，获取困难，数据质量差等客观因素，而研究人员对医学信息自身的理解，对将医学问题与新兴技术结合的能力，对学科交叉的认识都存在不足。

解决上述问题，需要以高质量的临床数据和生命科学数据为核心，以行为数据，诊疗费用数据为辅助结合大数据技术开展部分示范性的工作，引导医疗大数据从科研到应用的转变。

参考文献：

[1]汪鹏，吴昊，罗阳，等.医疗大数据应用需求分析与平台建设构想[J].中国医院管理，2015，35（6）.

[2]尹聪颖.国家卫生信息化"十二五"规划从"35212"变成"36312"[N].中国数字医疗网，2013，09，04.

[3]罗旭，刘友江.医疗大数据研究现状及其临床应用[J].医学信息学杂志，2015，36（5）.

[4]李学沧，白雪峰，刘跃娟，等.异常医疗行为识别研究[J].智慧健康，2015，1（2）.

[5]楼磊磊.医疗保险数据异常行为检测算法和系统[D].浙江大学，2015.

[6]樊志文.顾客消费行为预测--基于RFM与灰色GM（1，1）模型的研究[J].经营与管理，2015，2.

[7]杜春娥.O2O模式下餐饮外卖市场大学生消费群分析--基于河北师范大学的实证研究[J].新闻知识，2015，04.

[8]张军，卢煜明.血浆（清）游离核酸的临床应用[J].临床检验杂志，2002（20）.

[9]季修庆，林颖，，等.无创产前基因检测在血清学筛查结果为高风险的非高龄孕妇中的应用[J].临床检验杂志，2015（02）.

篇2

在科学研究方面，政府每年也投入大量经费，对生物及农业技术、医药、环境、能源、信息技术、水利工程等多个领域的研究进行支持。一直以来，被视为欧洲门户的荷兰都享有与欧洲其他主要生命科学园地联系的地理优势。生物技术的发展被视为荷兰社会可持续发展和经济繁荣昌盛的重要决定性因素。目前荷兰拥有300多家生命科学企业，18所拥有生物技术专业的高等院校，以及政府及公共或私人成立的生命科学研究单位。在生物学、血液技术、心血管疾病、免疫与疫苗等领域的研究开发和产业化都取得了令人瞩目的成就。农业方面，研究人员致力于改良畜牧方法和动物分子生物技术的研究开发，尤其是动物和植物基因组学的研究已成为热点。荷兰凭借畜牧和种植业方面所拥有的丰富专业经验和技术已成为世界第三大农业出口国。在清洁高能效的流程的应用以及再循环材料的使用研究中所取得的成就，使荷兰在环境生物技术界也享有盛名。

近年来，荷兰已成为中国学生出国深造的优选国家之一，来荷留学人员日益增加，目前已达8000余人。其中很大比例的留学人员在生命科学相关专业领域深造、学习。荷兰华人生命科学协会也在这一过程中逐渐发展壮大。

协会历史

1995年7月，近40名从事生命科学研究的旅荷中国学者聚集在荷兰生命科学之城瓦赫宁根（Wageningen）召开了“首届旅荷中国学者生命科学学术讨论会”，旨在促进旅荷中国学者的学术交流，增进相互间的联系与合作。并于会后成立了“旅荷中国学者生命科学学会”，推选钟筱波（现为美国堪萨斯大学医疗中心教授）、党志超（现为荷兰国家公共卫生与环境研究院物质评估中心的高级评估师和工程师）、漆小泉（现为中科院植物研究所研究员）、徐超（现为沈阳医学院公共卫生学院院长）等留学生为第一届理事会成员，并招募会员，为促进旅荷中国学者和国内学者之间的学术交流积极工作。

2010年，学会更名为荷兰华人生命科学协会（英文名称为Chinese Association of Life-Sciences in the Netherlands，英文简称为CALN，以下简称“协会”），并于2011年8月25日在荷兰工商局（Kamer van Koophandel, KvK）成功注册。

协会是一个独立自主的、自发性的学术性非营利组织，为全欧华人专业协会联合会（Federation of Chinese Professional Associations in Europe，FCPAE）成员。协会的各项活动得到中国驻荷兰使馆教育处的指导与大力支持，与荷兰境内主要的中国学联、其他学术团体、高校科研机构以及国内相关单位保持密切联系，开展相关学术交流活动，为在荷生命科学领域学习、工作人员提供交流平台，为中荷科学合作搭建桥梁。近年来，协会也在积极与欧洲其他专业协会，尤其是生物医药领域的专业协会开展密切合作，共谋发展，为国服务。

组织结构

为更好地为会员服务，协会根据多年发展经验，编写并完善了《荷兰华人生命科学协会章程》。章程规定协会实行会长负责的理事会制度。协会设会长1名，负责统筹各部门工作；荣誉会长1名，作为顾问，为协会健康发展提供建议；理事会成员6名，分别负责办公室、学术部、宣传部、联络部、信息部和财务部工作；每个部门具有2～5名干事协助部门负责人开展具体工作。

近年来，随着留荷中国学生人数的上升，以及协会影响力的扩大，目前协会登记注册会员已达300余人，分别来自荷兰各大高校、科研院所的学生和学者，以及生命科学领域的企业单位工作人员。计算机科学、物理科学和社会科学等大量学者也有加盟。众多会员已成为行业专家甚至领军人物，活跃在荷兰或中国的科研机构、政府机关或企业界。

宗旨及主要职能

自成立之初，协会一贯秉承“为在荷华人科学工作者专业交流、寻找合作契机提供平台”的工作宗旨，团结集体力量。目前，协会通过组织开展多种学术交流活动，为会员提供工作信息，接待国内来荷访问团，组织“春晖计划”回国访问创业团队，引荐各种高层次人才（不限于生命科学领域）回国工作等。希望通过这个平台，增强会员之间的了解，并促进合作，为广大海归提供更多的发展空间，构建起海外华人与中国生命科学发展的桥梁。

协会拥有自己的网站caln.nl，定期新闻、学术交流活动信息、回国发展或为国服务信息等。从2012年开始，协会定期在网上通讯，并通过邮件系统为会员提供信息服务。

主要活动

2011 春季论坛

2011年2月26日，协会携手华大基因（BGI）在荷兰莱顿大学共同举办“荷兰华人生命科学暨华大基因2011春季论坛”。莱顿大学医学中心（LUMC）、荷兰国家生物信息学中心（NBIC）、中国科学院苏州生物医学工程所（SIBET）等中荷多个科研机构的专家和代表，与来自华大基因，帝斯曼（DSM）及亿派国际（INSPIREES）等企业界人士，围绕“人类健康、基因技术及其产业化”的主题，作了精彩演讲，使听众了解测序技术和基因组学方面的最新科研动态，并就“个人职业规划与国家发展”等话题，同与会人员展开热烈的开放式讨论，显身说法，使青年学生学者颇受启发。

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通讯作者：周晓馥（1964—），女，吉林四平人，吉林师范大学生命科学学院，教授，博士。研究方向：植物分子生物学。

项目简介：吉林省基础教育教学研究课题（JLSJY2012Z064）；吉林师范大学本科教学改革项目（jlsdjy201142，jlsdjy201144）。

摘要：通过优化实践教学环节，吉林师范大学生命科学学院构建了“四层次”的创新实践教学体系，即验证性实验项目、综合设计性项目、开放实验必修专题、本科生创新科研项目。在实际运行过程中，在实践教学指导师队伍建设、实验教学内容选择和实验平台建设等方面，进行了积极有益的改革和探索。

关键词：生命科学；实践教学；实验教学

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1671—1580（2013）07—0041—02

2008年以来，吉林师范大学生命科学学院通过修订完善培养方案，加强和优化实践教学环节，将科学研究的理念引入创新实践教学中，构建了“四层次”的创新实践教学体系。

一、“四层次”的创新实践教学体系

对于生命科学创新型人才的培养，实践教学是最佳切入点。通过实践教学不仅可以向学生传授生命科学知识，使学生掌握基本的实验技能，培养分析问题和解决问题的能力，而且对于学生团结合作、严谨求实、勇于创新的科学品质的培养具有重要作用。因此，在修订完善本科人才培养方案的前提下，对原有实验课程的结构进行调整、重组和增补，积极优化实践教学，构建“四层次”的创新实践教学体系。

1.建立验证性实验平台

验证性实验属于基础必修实验，是生命科学研究的基础。针对大学一、二年级学生，以吉林省生命科学创新实践基地与吉林省生物基础实验教学中心为依托平台，按照生命科学的认知规律，遵循从宏观到微观的原则，以基本技能的训练和基础知识的掌握为主，注重培养学生的基本实验技能。

2.建立综合性设计实验平台

在基础技能训练完成后，大学二、三年级学生已具备一定的理论知识和基本实验技能。综合性设计实验是为了让学生掌握综合性、时间较长的实验技能而开设。其目的有两个，其一是解决专业课程实验学时限制，衔接不当等问题；其二是发挥学生主动性，使学生能够参与实验准备、实验设计。学生在规定时间内查阅实验文献，设计实验方案，在教师辅助下完成实验，师生一起对实验结果进行分析讨论。

3.建立开放实验必修专题平台

安排大学二、三年级学生进入各专业实验室，实施开放性的、创新性的、研究性的实验内容的教学，进一步过渡到毕业论文阶段。同时也为进入科研实验室、承担本科生创新科研项目做充分的准备。

4.本科生创新科研项目平台

针对大学二、三年级学生，学生根据自己的兴趣和发展方向组成小组，结合大学本科生科研导师制，以项目申请的方式选择和立项。学生进入科研实验室接受实际的科学研究训练，实施个性化创新人才培养，在真正意义上做一些研究性实验。

二、实践教学指导师队伍建设

由于生命科学的“实验性科学”特性，让学生了解知识的产生过程具有重要意义。如果教师能够把所做实验在科学发展史上的重要作用以及其在当前的新进展、新应用进行说明，将会获得更好的实验教学效果。因此，科研一线教师积极承担实验教学对保证实验教学质量极为重要。在构建“四层次”的创新实践教学体系过程中，注意精选一批有深厚科研背景的教师亲自主持实验课程教学。这些教师一般都具有博士学位，具有丰富的实验室研究经验，能够将教师的科研成果及时补充到教学与实验的内容中。这些高学历经验丰富的教师承担实验教学工作， 积极参与实验教学的改革，成为我校生命科学学院实践教学的特色之一。

三、实验教学内容更新和改革

为了培养学生的创新能力，使实验教学的内容跟上学科发展的趋势，鼓励教师将本学科的最新进展和教师的科研成果及时转化为实验教学内容，实现教学科研一体化。因此，在构建“四层次”的创新实践教学体系过程中，积极开展了实验内容的更新和改革，创立了“1个遵循、3个打破”，即实验要遵循科学研究的规律，打破常规实验安排中时间的限制、空间的限制和教材的限制。

第一层次验证性实验，目的是使学生掌握实验仪器的使用，掌握实验基本操作技能。如电子天平的使用、微量移液器的使用、高压蒸汽灭菌锅的使用、基本培养基的配制等等，所以设置了诸如培养基的配制、显微镜观察等基本实验项目。

第二层次综合性设计实验，目的是使实验内容有一定的综合性、设计性及探索性。因此增补一些新的设计与研究性实验内容，如菌种筛选实验、生态学实验等实验项目。菌种筛选实验可以使学生发挥一定的主动性，如设计采取不同的培养基、不同的筛选条件来达到筛选菌种的目的，有利于培养学生综合设计的能力和创新精神。

第三层次是开放实验必修项目，目的是针对某一实验专题，开放实验室进行研究。设置了植物组织培养及再生、绿色荧光蛋白表达载体的构建、农杆菌介导植物遗传转化等专题实验项目。

第四层次是本科生创新科研项目，结合吉林师范大学学生科研立项和大学本科生科研导师制开展。组建学生科研兴趣小组，利用课余时间进入平台，使学生有机会参与到科研一线教师的科研项目。指导教师根据自己的科研领域选定若干难易适度、具有充分可行性的科研题目，分别指导学生开展研究，使学生初步掌握科研的基本思路和方法，培养初步的科研能力和团队合作、严谨求实勇于创新的科研精神。

四、实验平台建设

在学校大力支持下，吉林师范大学生命科学学院加大现有实验室资源的整合和改造，加速实践教学平台建设。我校生命科学学院先后获批成为吉林省生物基础实验教学中心和吉林省生命科学创新实践基地，使生命科学“四层次”创新实践教学体系有了可靠保证。同时，学院通过特色专业和教改立项，结合教师的科研项目以及校企合作等多元化的资金来源，进一步支持创新实践教学平台建设。

五、“四层次”创新实践教学体系的初步应用

通过生命科学“四层次”创新实践教学体系，尤其是建立本科生创新科研项目平台，激发了我院学生参与大学生科研立项的热情，学生自愿组成项目小组踊跃申报，2011年我院获立校级大学生科研立项37项。通过开展大学生科研立项，自主设计与实施本科生创新科研项目，使学生真正地经历一次科学研究的实践过程，培养学生的基本科研能力，培养学生创新精神和创新能力。其中，我校生命科学学院周晓馥教授指导的本科生创新科研项目，2011年成功申报吉林省科技厅的大学生科技计划项目“叶赫绿色山野菜生产基地建设”（编号：20111316），是吉林师范大学第一个获批的吉林省科技厅大学生创业项目。另外，将创新实践研究扩展到创业教育研究上，教师帮助学生成立了公司，开始实施创业计划。在2012年第八届“挑战杯”复星中国大学生创业计划竞赛决赛中，我校生命科学学院选送的参赛作品《四平奥森农业技术有限公司商业计划书》荣获银奖。

总之，我校生命科学学院积极构建“四层次”的创新实践教学体系，将科学研究的理念引入创新实践教学中，注重培养学生的科研能力和创新精神。“四层次”的创新实践教学体系在实践教学指导师队伍建设、教学与科研一体化更新实验教学内容和实验平台建设等方面进行了积极有益的改革和探索，并可为生命科学类本科生创新实践教学的改革提供有益的参考。[参考文献]

[1]盛伟，刘志超，张安超等.创新性实践教育教学培养模式研究与实践[J].中国电力教育，2012（16）.

[2]周永凯，李淑珍，冯绍森，王文.创新实践教学体系 搭建实践教学平台 提高学生创新能力[J].纺织教育，2011（03）.

[3]倪春林，张展基，陈建平，郑文旭.农业院校化学类专业大学生创新能力培养的探索与实践[J].实验室科学，2012（01）.

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关键词 分子影像学 教学体系 复合型人才

中图分类号：G424 文献标识码：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

分子影像学（molecular imaging）是运用影像技术显示组织、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在进行定性和定量研究的科学。①分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，最早由美国哈佛大学Weissleder等学者于1999年提出，经过10余年的飞速发展，取得一系列成就，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，受到世界各国的高度重视。①②随着分子影像学技术研究工作在我国的迅速开展，具有分子影像技术背景的人才更显缺乏。医药企业、医疗设备企业、生命科学研究机构等单位对分子影像专业人才需求日趋增加，尚没有专门学科进行分子影像学人才培养。我校生命科学技术学院依托生物医学工程与生物技术专业，定位为研究型学院，分子影像为主要研究方向之一。经过几年的发展，学院在分子影像研究领域取得一定进展。学院教工由来自不同专业背景，包括生物、信息、计算机和医学等学科的人员构成，但由于当前研究成员各自的专业背景单一，成员之间尚未有机融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像领域取得重大突破。而目前国内，分子影像学教材较少，分子影像学课程主要面向研究生开设，极少高校面向本科生开设分子影像学课程。③④⑤本文探讨如何借助我校信息学科与计算机学科的优势，结合我校在分子影像学的研究成果以及与医院的合作基础，将生命科学与信息学科和临床医学交叉，开展针对本科生的分子影像学教学工作，建立分子影像学教学体系，为培养理工医复合型分子影像学人才奠定基础。

1 分子影像学教学体系构建

分子影像学起源于现代医学影像学，在现代医学影像学基础上融入分子生物学，其教学体系不同于传统的工学学科和生物学学科体系。我们将从分子影像学教学内容，分子影像学教学模式和分子影像学考评方式进行分子影像学教学体系构建，目的在于建立包括基础理论―验证实验―应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的综合型分子影像学教学体系，为培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才打下坚实基础。

1.1 分子影像学教学内容

分子影像学属于前沿科学，知识更新日新月异，相关资料主要来自世界各国研究小组的公开文献，缺乏全面、系统的参考教材;而且分子影像学属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科，需要掌握各种影像原理与理论，熟悉核酸、蛋白质等大分子的形态、结构与操作，并应用影像技术进行分子生物学相关研究，课程内容繁杂，信息量庞大。分子影像学是分子生物学与先进医学影像技术结合的产物，属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科。分子影像学内容覆盖面广、跨度大，教学内容包括：分子生物学中核酸等大分子的功能、形态结构特征并在分子水平上阐明细胞活动的规律;超声成像、CT成像、MRI成像、核素成像等临床中成熟的医学影像技术，以及光学分子断层成像、光声断层成像等新兴的医学影像技术;分子影像技术在肿瘤、神经系统、心脑血管研究以及新药研发等领域的应用。学生不仅需要掌握基本理论知识，了解最新研究进展，更要学会利用影像技术进行基础研究以及临床应用。考虑到分子影像学信息量大，教学内容以生命学院优势研究方向即光学分子影像及其在肿瘤细胞学中的应用为主线，其余内容为辅助展开。教学过程中，力争做到重点突出、内容全面和有的放矢。

1.2 分子影像学教学模式

分子影像学涉及多个学科，涵盖现代影像成像理论，分子生物学与细胞生物学以及分子影像技术在基础和临床实验研究中的应用。为了系统地学习掌握分子影像学知识，成为合格的分子影像专业人才，学生不仅需要了解分子生物学相关知识，而且需要知道靶向分子在临床中的应用前景;不仅需要了解分子结构修饰、分子标记等专业知识，而且也需要知道生物信息、医学影像等相关知识。传统的单一学科的教学模式难以满足上述需求，需要探讨新的有效的教学模式。对于多学科交叉产生的分子影像学，采用传统的单一学科教学模式难以满足要求。我院分子影像学教师来自不同专业背景，采用不同的教学模式进行协同合作教学。借助我校生命科学技术学院在分子影像学领域的研究成果以及与医院的合作基础，可以将生命科学与信息学科和临床医学进行深度交叉，开展目标明确和特色鲜明的分子影像学教学工作。对于分子生物学部分，由生命学院生物技术专业教师任教，主要采取课堂讲授以及实验演示教学方式，指导学生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝胶电泳、PCR、DNA测序、RNA提取与纯化、基因敲除、基因克隆等技术。对于医学影像部分，由生命学院信息专业教师任教，主要采取课堂讲授、理论推导和计算机模拟仿真等教学手段，使学生掌握医学影像的基本物理原理以及数学理论。对于应用部分，由外聘的第四军医大学第一附属医院教师承担，引导学生使用分子影像技术进行肿瘤早期诊断、心脑血管疾病诊断以及新药研发等应用研究。上述教职人员由生命科学技术学院自然基金委重大项目参与人员构成，经过前期合作研究，已进行一定程度的多学科交叉，可进行协同教学工作。

1.3 分子影像学考评方式

传统教学考评中，多注重考核学生掌握知识的多少，而不是学习知识能力的大小;注重考核学生技能掌握的多少，而不是学习技能能力的高低。这种考核体系只能反映一定时间内的学习结果，不能反映学生学习新知识、新技能的本领，难以适应分子影像快速发展的需要，这不仅使教师的教学方法陷于陈旧古板，而且使一些再学习能力、发展潜力大、动手能力强的学生长期得不到有效锻炼和培养。因此，如何将传统的考核知识与技能与考核学生掌握新知识、新技能的本领相结合，是我们需要关注的问题。分子影像学涵盖学科领域广，知识更新速度快，学生学习任务重，我们需要站在发展的角度，从学校培养学生的近期和远期效果建立合理的考评方式。对于学生学习考核，我们采用知识与能力兼顾的评价标准。该评价标准主要包括四大模块：基本理论知识、实验操作技能、进展跟踪和科研创新能力。对于基本理论知识考核，采用试卷笔答形式;对于实验操作技能，考核学生对刻度吸量管、分光光度计、离心机、电泳仪等常规仪器的操作，此外还考核学生对microCT、光学分子断层成像等学院研制的医疗影像设备的操作，以实验报告形式答题;对于进展跟踪考核，则要求学生根据教师给定的主题词，进行文献查阅及总结，以文献综述形式答题;对于科研创新，则根据教师课题或学生自主选题进行相关科研活动，以小论文或专利形式答题。总之，将采用形式多样的考评方式，对学生的综合能力进行测评。

2 总结

分子影像学是一门新兴的交叉学科，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，代表了未来医学影像发展的方向。我校生命科学技术学院为国内最早进行分子影像学研究的单位之一，学院教师来自不同的专业背景，包括信息、生物和数学等专业，在多学科交叉方面已经积累了一定的经验。基于学院在分子影像领域的研究基础，结合我校信息学科优势，融合生命科学相关专业，本文提出建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的创新型分子影像学教学体系。通过建立该体系，我们将使不同学科背景教师协同工作，讲授成熟的基础成像理论、分子生物学基础知识;实时跟踪分子影像学研究动向，向学生传递最新进展;指导学生进行验证实验，引导学生得出结论，从实验中引申理论知识;此外，基于理论知识以及实验操作训练，锻炼学生使用分子影像设备进行生命科学领域相关研究的科研能力。通过分子影像学综合体系的构建与实施，最终培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才。

基金项目名称：1. 西安电子科技大学新实验开发项目（项目编号：SY1359）

2. 西安电子科技大学本科教育质量提升计划教改项目

注释

① 申宝忠.分子影像学（第二版）[M].人民卫生出版社，2010.

② 申宝忠，王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育，2011（8）：132-157.

③ 朱宏，董鹏，李耀武.分子影像学教学中的哲学思考[J].中国科教创新导刊，2010（2）：82-84.

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【关键词】 生命科学；复杂性科学；生物复杂性

复杂性科学的概念诞生至今已经20多年，这期间有大批学者从不同的领域入手展开了卓有成效的探索。人们希望更全面深入地从客观世界事物的整体与部分以及层次关联在时空演化的全程描述角度来研究支配客观事物运行的基本规律，建立起新世纪科学技术发展的理论基础，以指导新的发展实践。

这其中在生命科学领域的复杂性研究又受到了许多跨学科学者的关注，也有人将其称之为生物复杂性（biocomplexicity）研究，生物复杂性科学主要探索在一些传统学科间交叉的问题。准确地说，是寻求以定量和整合的途径来深入了解各种生命系统之间复杂的相互作用，其中既包括生物的、行为的、化学的和物理的相互作用，也包括生态的、环境的和社会的综合作用等［1］。

1 复杂性科学研究的概念和范畴

复杂性的定义是相对于简单性而言的，简单性一向是现代自然科学、特别是物理学的一条指导原则。许多科学家相信自然界的基本规律是简单的。还原论的基本思想也就是找出复杂现象或事物背后的简单机制。事实上一些复杂的事物或现象，其背后确实存在简单的规律或过程。

关于复杂性的概念并没有一个统一的说法，而是根据研究的对象有不同提法，比如，从熵的角度：复杂性等于热力学测定的一个系熵和无序；信息的角度：复杂性等于一个系统使一个观测者“惊奇的能力”；分形尺寸：一个系统的“模糊状况”，即在越来越小的尺寸上显示的详细程度；有效的复杂性：一个系统显示“规律性”而不是随机性的程度；体系复杂性：由一个体系结构系统的不同层次所显示的多样性；语法的复杂性：描述一个系统所需要的语言的普遍性程度；热力学深度：将一个系统从头组织在一起所要的热力学资源的数量；时间计算上的复杂性：一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的时间；空间计算上的复杂性：一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的存储量［2］；等等。

从20世纪30年代系统科学开始兴起，人们逐渐认识到系统大于其组成部分之和，系统具有层次结构和功能结构，系统处于不断地发展变化之中，系统经常与其环境（外界）有物质、能量和信息的交换，系统在远离平衡的状态下也可以稳定（自组织），确定性的系统有其内在的随机性（混沌），而随机性的系统却又有其内在的确定性（突现）。

复杂性科学往往研究的是复杂性系统，复杂系统主要有以下表现：（1）系统各单元之间的联系广泛而紧密，构成一个网络。因此每一单元的变化都会受到其他单元变化的影响，并会引起其他单元的变化。（2）系统具有多层次、多功能的结构，每一层次均成为构筑其上一层次的单元，同时也有助于系统的某一功能的实现。（3）系统在发展过程中能够不断地学习并对其层次结构与功能结构进行重组及完善。（4）系统是开放的，它与环境有密切的联系，能与环境相互作用，并能不断向更好地适应环境的方向发展变化。（5）系统是动态的，它不断处于发展变化之中，而且系统本多对未来的发展变化有一定的预测能力。

一般来说，复杂性研究的基本方法是：（1）定性判断与定量计算相结合。（2）微观分析与宏观综合相结合。（3）还原论与整体论相结合。（4）科学推理与哲学思辨相结合。

复杂科学研究中所用的理论工具：（1）非线性科学——非线性动力系统理论（稳定性和分叉理论、混沌、孤子）和统计力学（分形、标度），及非平衡系统中的复杂和随机现象的研究；（2）计算机模拟——它是十分重要的手段，目前已广泛用于复杂科学的研究中；（3）计算智能；（4）数理逻辑；（5）在不确定条件下的决策技术；（6）综合集成技术；（7）整体优化技术等。

2 生命科学与复杂性研究

生命科学的研究对象都是复杂系统，（具有关联性、多样性、自学习、自组织、开放、动态的特点），生命科学研究的系统正因为其复杂性，对其构成的原因和演化的历程，此前均缺乏了解，也因此吸引了复杂性科学研究者的高度重视。近几十年来，对生物系统所具有的整体性、关联性、网络层次性、统计涨落性、内在和外在的随机性、模糊性、开放性和历史性等这一类复杂系统的典型特征进行了探讨。生物体本身的特点以及生物的进化使得人们的思维方式从单纯的物理学简单系统的研究转变为对生物学的复杂系统的研究［3］。

基因是生命遗传的基本密码，生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的，也是由基因组中大量的非编码信息和非编码基因决定的。因此生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的，也不仅仅是由基因组中大量的非编码信息决定的，而是由这些元素在生物体各个层次上复杂、动态的相互作用决定的。

作为生命系统的指挥和协调中心—神经系统，其中枢功能结构为大脑，近十年来脑功能的科学研究是复杂科学领域中的一个热点。大脑有复杂的结构，它的组织层次按空间尺度有：分子、膜、突触、神经元、核团、回路、网络、层、投射、系统。大脑表现出的某些高级功能是不能在较低的层次上观察到的，其中有些是由各个单元之间的相互作用而涌现出的集体行为。人们的思维规律是不断变化的，但是最低层次的规律是不变的。脑功能的复杂性首先体现在各神经子系统自身的高度非线性、不稳定性和适应性；其次体现在它们之间相互连接的非均匀性及大规模并行等特点。不仅如此，即使在非常简单的神经系统中也存在着令人惊异的复杂性，这反映在它们的功能、演化历史、结构和编码方式。比如，单个神经元放电的时间序列包含复杂多样的时间模式，反映了神经细胞内的复杂的动力学过程［4］。脑电信号是中枢神经系统自发产生的生物电活动，它包含了丰富的神经系统状态和变化的信息，因而在临床和神经电生理研究中得到了广泛的应用。现在人们对EEG建立动力学模型，并研究其中的混沌现象，显示动力学模型方法对于研究大脑正常生理和病理状态具有的意义［5］。

近年来控制领域实现和发展了脑控系统，即基于脑电信号的人机融合控制系统，直接以脑电信号为基础，通过脑机接口来实现控制。“脑控”研究涉及神经科学、计算机科学、控制科学和心理学等多学科交叉。相关研究已经开发出了利用大脑的思维、通过电子接口来控制各种设施的运动状态，并取得预期效果的“脑控技术”，这项技术在医疗等多个方面具有重要的应用价值。

人工生命（Artificial Life）是近10年发展起来的一个新方向，是以进化为主要特征的复杂性研究。人工生命致力于研究生命形式（并不局限于某种特定的载体）的普遍特征。地球上的生命被看成是一种具有特定载体—蛋白质—的特定生命形式，地球上的生命进化也仅仅代表一种特定的进化途径，因此可以用别的物质来构造另类载体的生命形式，赋予它们生命的特征，使其具有进化、遗传、变异等等生命现象，得到生命的普遍行为［2］。

其他如心血管系统中的心率变异性和管腔应变问题；动态病（以异常时间组织结构为特征的疾病，如周期性发热、周期性关节肿胀等）的预防、治疗和数学建模问题；生态系统的种群繁殖问题；流行病中的疾病传染规律；生化反应的动力学过程；免疫系统中信号产生、传递和转导的动力学过程等都体现了生物系统的复杂性，属于复杂性科学研究的范畴。

因为生命体的多样性和复杂性决定了临床医学本身的复杂性；疾病是复杂的，不仅生命体本身病理过程复杂，而且心理、社会、环境等因素都会影响病理过程；许多复杂性疾病，如心血管疾病、癌症、艾滋病等皆是生命体多层次、多层面因素作用的结果。现代医学是在还原论指导下对生命和疾病局部的、分离的认识，仍停留在分析和描述的水平上；所以需要借助复杂性研究方法。在研究方法和观念上有所突破。

祖国传统中医学独特的思维方法和对复杂系统整体状态的把握与复杂性研究有类似的思路。中医学对人体内部的相互作用以及人体与环境的相互作用提出了众多的命题，为现代医学研究准备了丰富的素材，对中医的理论体系的认识还必须运用物理学、生物学、数学、控制论、系统论等学科的最新知识。

复杂性科学对我们来说是一个充满未知的领域，研究方法上既有还原论，也有综合论和系统论，这两种思想正在经历碰撞并开始出现融合的趋势。但是在研究对象上，它研究的问题并不是刚刚出现，而是因为人们认识的深度和它本身的难度，使这一类问题被搁置了起来。目前，对复杂性的研究已经分别在一些学科取得了初步的进展，随着科技的进步、人类对自然和自身认识的深化，生命科学中的复杂性问题必然会被逐步地认识和解决。

【参考文献】

1 米歇尔·沃尔德罗普.复杂—诞生于秩序与混沌边缘的科学.北京:生活读书新知三联书店，1997，276-335.

2 成思危.复杂性科学探索.北京:民主与建设出版社，1999，166-188.

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

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 [关键词] 新课程 科学史 价值

 重视生命科学史的教育价值是时代的呼唤。《普通高中生物课程标准（实验）》（简称《标准》）提出“提高学生的科学素养”、 “面向全体学生”、“倡导探究性 ”、“ 注重与现实生活的联系”的基本理念。在课程目标中也明确提出，“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件”。在实施建议的教学建议部分中，第七个专题“注重生物科学史的学习”中举实例突出强调了“科学是一个发展的过程”。 并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。教育

 一．生命科学史的重要价值教育

 1.生命科学史揭示了自然科学的本质

    生命科学史揭示了自然科学的本质，同时显示了产生每个知识点的科学过程。例如，20世纪初，萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上，提出了染色体学说，即（孟德尔所说的）遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年，摩尔根通过一系列实验发现，控制果蝇眼色的基因位于性染色体上，才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程，可以看到科学过程的步骤。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。  

 2.生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史

     每一个知识点的产生过程，就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史，生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。（过程中包含着思维方式，如好奇心、求知欲、质疑、推理等；过程中包含着研究方法。）创造科学知识的科学家，哪一个不具备广博的知识呢？DNA双螺旋结构模型的建立，汇集了许多不同学科背景科学家的智慧，显示出知识是非常重要的，仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度，二者是统一的，不能割裂开来。

 3.生命科学史展示了人们的合作过程

    生命科学史展示了在探究知识的过程中，有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。

这个事实表明从事不同学科研究的人，掌握的知识和技术是不同的，而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式（尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力，他们的思想极大地影响了沃森和克里克），他们的合作为解决问题提供了不同的思路，他们在解决问题中相互启发，相互补充，相互促进，同时共享了研究成果。

 4．生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的

    孟德尔选择了豌豆；摩尔根选择了果蝇；细胞学说的创始人施旺选用具有相似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞；贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时，选择了马蛔虫细胞；悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿（这三人是2002年诺贝尔生理医学奖获得者）最终选择了线虫来探索“程序性细胞死亡”的奥秘；科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。  以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键。这些事实给予我们的启示是：在高中生物新课程中的探究教学中，也涉及选择探究对象的问题，要解决好探究问题，必须先选择好探究对象。

 二.生命科学史在高中生物教学中的应用

 1.培养学生的科学态度

 科学就是客观地研究事物。如实地认识客观规律,符合逻辑地得出正确结论。所以,实事求是的态度就是科学的态度。在生物科学史的教学中,介绍科学家们客观地观察生物的形态结构、生理特性,踏踏实实地做好生物试验,实事求是地分析观察和实验结果的科学态度,能为学生提供学习的榜样,有效地培养学生的实事求是的科学态度。

 2.培养学生的科学精神

 科学精神是科学品质的核心。科学精神就是敢于怀疑、敢于求真、敢于创新。科学的每一次进步,都是对过去的一次革命,它总是要突破以往的窠臼,达到一个新的起点。创新是科学进步的内在动力。创新必需有勇敢的精神作基础,要敢于怀疑现有的观点,敢于冒险,敢于克服困难,敢于接受失败的考验,敢于抵制世俗的偏见和环境的压力,坚韧不拔地追求真理。纵观生物科学的历史可以看到,是科学家们的不断创新才有生物科学的不断进步。因此,在生物科学史的教学中,引导学生学习科学家们的创新精神,有助于学生科学精神的形成。

 3.培养学生的科学思维

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[主题词] 针灸研究；基因，调节

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

生命科学是21世纪的带头学科，基因组学和分子生物学是生命科学的前沿，从基因及分子水平探索生命现象及其规律是生命医学科学工作者的重要任务，这也是医学生命学科的重大革命，亦对中医针灸现代化及针灸治病原理并揭示其奥秘产生重大影响。与此同时，针灸界许多有识之士及学者，在原有科研成果积累的基础上，涉足于现代生命研究的课题，并做出了大量有益的探索和成绩。本人曾留美2年，积累了一些分子生物学的浅薄知识和中医、针灸研究经验。现就近年来参加针灸评审科研项目中，有关针灸与分子生物学应用的某些问题提出不成熟的意见，共同商榷，希望能起到抛砖引玉的作用。

1 严格遵守科学研究的准则

针灸与基因技术应用中，实验设计仍必须严格遵循科学的设计方法，如随机性、可比性、大样本、对照性、可重复性(多样本可用基因芯片技术去研究基因组在治疗前后的表达)，以及严格按照国内外有关临床、药物、动物实验的基本要求标准、规范等，同时最好还需要有统计学的处理。由于基因技术的应用成本昂贵，干扰因素很多，操作复杂，结果往往不太稳定，但针灸的研究中仍然应该强调对实验的科学、客观、真实、可靠和可重复性。

2 结合针灸自身特点、找准契合点

随着重组DNA技术的迅速发展，对基因表达问题的认识日渐深入，即要实现外源目的基因的功能表达，又必须使基因置于宿主细胞的转录和转译机理等一系列调节元件控制下，才能获得有效数量的功能蛋白质，因此掌握基因表达调控的基本条件是最重要的。在针灸及基因表达研究中，必须结合针灸自身的特点、条件去考虑，如应注重辨证施治、针刺操作手法、刺激强度、个人差异等不同因素对表达所产生的影响去做出正确的选择和设计；同时在研究中应该找出更好、更具建设性的契合点，如针灸的经络现象、手法的补泻、刺激的强弱和优势病种等去设计、摸索，这样才能使外源基因研究在表达系统上获得高效的表达，也更具有实用价值和临床意义。

3 提倡"血清药理学"研究的思路和方法

现代医学上，基因技术的应用仍然处于发展和完善中，因此针灸与它的结合显然是探索性的和初步性的，目前的研究是否可以理解为形的结合而非神的结合，尚有待探索。同时在针灸的研究中，许多研究绝大多数仍处于半定量性的阶段，还不能达到定量的水平；许多有关的理念和概念也还存在真科学内涵和外延不够明确的问题；某些疾病的诊断及疗效的标准都有待规范。针灸的疗效在体外不易获得，针灸与基因技术应用的结合仍然有待不断积累实验的资料和完善技术的水平。目前有些单位借用血清药效的研究方法来进行针灸的研究，这种科研的思路和方法是值得推广的。

4 注意基因调衡整体作用的研究

4.1 全方位基因功能的探索

针灸与临床疾病相关基因功能的研究最好进行全方位的研究，其中包括本身的因素、结构基因、调节基因和基因修复系统等；另外也应考虑外环境对基因的调控影响，如自由基、SOD、环境因子以及其他基因的影响等；实验中还应注意如何从研究单一的基因去发现大量有差异表达的基因以及新基因的初步功能。

4.2 基因功能的研究是关键

许多疾病是一个漫长的过程，各种致病因子或者基因产物都可在不同阶段起着单独和协同的作用，疾病发生时，攻击因子和防护因子相互失调的情况时常存在。探索它的保护基因(内源性保护因子)，往往比研究损伤性基因更有价值。另外，迄今为止，基因治疗并不成熟，其负面效应还是未知数，况且以不可逆转的方式改变人类基因库，是科学家最大的远虑。因此对疾病的防治，不管在现在还是在将来，都将从调控基因的功能着手，即从修饰或改变基因的表达与基因产物的功能着手，而不是以改变与纠正基因的结构为主要手段。基因的功能研究往往是问题的实质，应该从疾病体内调控的角度去开展基因表达及功能的研究及针灸对基因表达谱与疾病发生发展相互关系。事实上，相对于欧美发达国家而言，在调动功能基因方面可以说我国中医、针灸已是领先一步了。诚然在这方面还有大量的工作要去做。

4.3 凋亡细胞的研究

目前生命科学最热门的三大领域是基因组学研究、细胞凋亡和细胞信号传导。而凋亡细胞的研究是最热门的话题，但关于凋亡细胞的研究，应主张对抑制细胞的凋亡/增殖比例的深入研究，特别应探索如何减少细胞的丢失去促进细胞向正常化方向转化，所以研究中不应单从凋亡细胞某一方面的改变而过早下结论；尤其在细胞凋亡的研究中更应该注意，仅根据细胞流式仪器的检测数据作出判断是不行的，还必须了解是哪一期的凋亡；最好还需要有DNA琼脂糖凝胶电泳(观察ladder的出现来判断凋亡的发生)及细胞形态学改变(尤其是在凋亡的早期)证据。在基因的调控、表达方面往往是整体调衡作用，也应该从正、反两方面基因的表达去探索和研究。

5 加强联合攻关，利于创新突破

目前基因技术的研究和发展，已取得了长足的进步；它将为21世纪的医学生命科学创造出无穷的活力。中国在这方面的起步已落后国外很多年，如果针灸研究不另找新的突破点，仍盲目追求和缺乏创造性思维的研究，将会很难有新的成果和惊人的突破。另外由于该项研究的资金投入多，成果难以预料，难度较大，本人建议应与多学科、有经验的分子生物学科学家联合攻关、分工协作、成果共享，这样既可多学科交叉渗透、更为活跃，也节约了宝贵的科研经费，容易使针灸在基因调控上有新的创新、突破。

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关键词：生命科学；发展；人类生活；影响；分析

科学的发展与人类的生活需要息息相关，尤其是生命科学的发展，对人类的生产、生活和健康的影响是非常巨大的。生物科学技术直接关系到与人民生活、卫生、健康密切相关的农业、医药卫生、食品工业和化学工业的发展，同时对环保、能源等科学技术的发展也有很大的渗透、交叉作用，能够产生难以估量的社会效益和经济效益，现代生物技术的开发和应用将对二十一世纪的人类生活产生广泛而深刻的影响。

一、生命科学概述

1、生命科学的概念。生命科学即生物学，是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学，最终能够达到治疗诊断遗传病、提高农作物产量、改善人类生活、保护环境等目的。生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，举不胜举，生命科学学家也是由各个学科汇聚而来，学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科[1]。

2、生命科学的产生和发展。自从有了人类，就有了生命科学，早期对生物的观察既是生命科学的开始，也是对生命现象研究的开端，后来人们对生物学的兴趣从简单观察转向了实际应用，例如对动、植物的驯化和饲养，但这些观察和应用的目的都是为了满足人类自身食物和住所的实际需求，而并非有意识的探索[2]。由此可见，生命科学是在人类的生活实践中自发产生的，早期最为引人瞩目的生物学研究者是希腊哲学家亚里士多德，他对生物体进行了大量的观察，深刻地解释了许多自然现象。他研究了多种水生生物的生命史和自然史以及鸡的胚胎发育，开始了生物科学的第一次飞跃和革命。尽管这些研究还只是代表着生物研究的最初阶段，但这是人类开始有意识地将它作为一门学科来进行的研究，所以亚里士多德被称为“动物学之父”。

二、生命科学的发展对人类生活的影响

1、对伦理道德中公平观的影响。传统伦理道德上的公平，是指普遍存在的一种人与人、人与自然、人与社会之间合理享有的基本价值，如自由、自尊、机会、荣誉等的伦理道德关系和伦理道德要求，强调对于所有的人来说都具有作为人的共同点，在此范围内他们是公平的，同样它也要求生命科学的研究和应用要有公平性，而生命科学的发展却给这种伦理道德观的破坏提供了可能。根据当代分子生物学研究的进展，遗传学家们发现原以为与遗传背景无关的诸多疾病，甚至性格特征、行为方式等性状已被证明与遗传背景有关[3]。譬如武断的个性60%源于遗传背景，具有XYY型染色体的男性容易犯罪。把人们原有的“人生而平等”的观念转换为“人生而有优劣不同”，从而带来基因歧视的问题。当人类有能力选择下一代的基因成分而制造“完美婴儿”时，社会中现存的有缺陷的人会更容易受到歧视，他们的尊严也会受到打击；再譬如，由于世界各国对基因图谱的公开和共享达成了共识，个人的基因信息将不可避免的成为像身份证上的信息一样公开化，这对于那些被检测出有基因缺陷的人来说，就有可能遭受到来自社会各方的歧视。

2、解决环境污染问题的有效武器。随着工业的迅速发展，环境污染问题已成为世界范围内的难题。解决环境污染的方法有物理法、化学法和生物法三类，其中生物法应用最为普遍。在污水处理、大气净化和环境监测等方面正在广泛使用生物技术。特别在二十世纪七十年代以后，人们发现了许多具有特殊降解能力的细菌，它们分别含有具有不同降解特点的降解质粒或代谢质粒，在生物工程技术的帮助下，已培育出分解性能高并在混合系统中能够占优势的菌种，如利用重组DNA技术把甲苯质粒中的甲苯降解基因和萘质粒中的萘降解基因在大肠杆菌中克隆，获得的多质粒细菌降解石油的效率会大大提高；又如通过生物工程技术培养的新细菌，可以把污染物中的有机汞转变成金属汞，以用于处理含有机汞的废水，同时回收金属汞，从而化害为利，变废为宝；再如细菌浸矿在采铜和采铀工业中得到应用，经生物技术改造的细菌，不但对金属的亲合力强，耐酸、耐热和抗金属毒性能力都得到提高，既可以降低生产成本，又可以降低对环境的污染[4]。

3、有效解决了能源危机。再生能源是能夠成为二十一世纪能源的一个必要条件，所谓再生能源，是指不随本身的变化或被利用而日益减少的能源，如风能、海洋能、地热能、太阳能等，它们可以从自然界源源不断地得到补充。与其相反，非再生资源的化石燃料、核燃料是随着被人类利用而逐渐减少的能源，特别是化石燃料将面临着枯竭的危机，而可再生能源家族中现实可行的能源是生物能源。我们的生活离不开能源，但我们的生活同样离不开美丽的环境，新世纪我们需要的是洁净、可再生和无污染的新一代能源。中国科学家从一种灌木的果实中，成功提取并加工出与柴油相近但更加环保的燃油，这种新型燃油可适用于各种柴油发动机，并在闪点、凝固点、硫含量、一氧化碳排放量、颗粒值等关键技术上均优于国内零号柴油[5]。生物柴油的燃油无论是用在农用发电机、拖拉机还是汽车，都没有出现传统柴油容易导致的黑烟弥漫的现象。

三、结语

综上所述，现代生物技术和生命科学的新进展，将进一步影响到社会进步和人们的社会生活。按照人类的意愿和需要改造现有的生物类型和生物机能，或创造全新的生物类型和生物机能，来造福人类正在逐渐变为现实。

作者：陆沐宁

参考文献 

[1] 黄锴.刍论物联网的发展对人类生活与管理方式的影响[J].科技创新与应用，2017，（05）：300. 

[2] 黄国琼，秦宇彤，罗长坤.生命科学的发展对医学的影响[J].医学与哲学（人文社会医学版），2011，32（02）：13-15+30. 

[3] 蔡太生.浅谈生命科学的发展对人类生活的影响[J].生物学通报，2007（02）：28-30. 

篇9

动物实验的伦理原则是3R原则，动物实验指在实验室内，为了获得有关生物学、医学等方面的新知识或解决具体问题而使用动物进行的科学研究。动物实验必须由经过培训的、具备研究学位或专业技术能力的人员进行或在其指导下进行。

实验动物科学，已经成为现代科学技术不可分割的一个组成部分，已形成一门独立的综合性基础科学门类。这门科学的重要性在于，一方面它作为科学研究的重要手段，直接影响着许多领域研究课题成果的确立和水平的高低，另一方面，作为一门科学，它的提高和发展，又会把许多领域课题的研究引入新的境地。因此，实验动物科学技术的重要性可概括为下面三句话：它是现代科学技术的重要组成部分，是生命科学的基础和条件，是衡量一个国家或一个科研单位科学研究水平的重要标志。

（来源：文章屋网 ）

篇10

“人类是否可以扮演上帝的角色?”美国科学家在人类历史上首次“创造生命”,再次激起了这个古老的争论。美国基因遗传学家克雷格・文特尔宣布培育出第一个由人工合成基因组控制的细胞,被认为是地球上首例人造生命形式,完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生。克雷格・文特尔将这一细胞起名为“辛西娅”(意为“人造儿”),而它的母亲是一部计算机。面对这一成果,有人看到未来解决食品短缺、能源危机的希望,但更多的人担心这将打开“潘多拉盒子”。近年来,随着克隆技术、干细胞技术和基因工程等飞速发展,基因粮食和药物与人类越来越近,“人造生命”引发的有关伦理道德和人类存在的危机争论越来越激烈。

在电脑上设计生命

据介绍,研究小组借助“DNA合成器”获取数百个含4~6个基因的合成物,然后把这些合成物注入事先“挖空”的一种“山羊支原体”细菌内。通过分裂和增生,最终成为一种完全为人造基因所控制的全新生命。

这表明新的生命体可以在实验室里“被创造”,而不一定通过“进化”来完成,这一研究让文特尔领导的20多位科学家花了15年时间。此次植入的DN段包含约850个基因,人类的DNA图谱上共有约20000个基因。研究小组认为这仅是更宏大工程的一小步,未来他们甚至可以根据客户需求提供“定制”的有机物,如制造出能够产出石油或专以二氧化碳为食的“人造生命”。

这一成功为进一步的人工生命成果打开一扇门:从1995年人们宣布解开DNA序列至今不过15年,照这个速度,不久人们就可以在电脑上设计生命,并让它们按照自己意愿生长,从微生物到植物和动物。

中国科学院北京生命科学研究院副院长高福称,从简单的病毒到复杂的人类,任何生命首先需要“原料”,即4种DNA碱基,然后通过不同的拼接形成不同的基因组,最后“组装”成各种生物。克隆技术是把基因从细胞里面挖出来复制,而这次形成的基因,是通过4种“原料”一步一步合成而来。可以说,前者是“复制”生命,后者是“合成”生命。此次科研成果只是理论上的突破,证明了体外合成基因组是可能的,但离“人造生命”还很遥远。

发展前景仍是未知

近年来,人类在基因和生命科学领域的研究速度之快远超过人们的想象。世界上第一只克隆动物,克隆羊“多利”的诞生,引发了无数人的关注。从各种基因食品的出现,到可以把人类普通细胞变成生殖细胞,都曾引发激烈的争论。对于这一人造细胞,许多人称文特尔是想“篡夺上帝的位置”。

更多人担心这种能够自我复制的人造生物危险将远超人类的想象,即使不被和违法者利用来合成大量生化武器,万一不小心流入自然界,也可能造成让人类毁灭的生态危机。英国《独立报》的报道称,应该立即立法阻止“人工生命研究实验”。人工生命存在巨大风险,一旦失控,就可能从实验室中释放大量有害基因,从而对全球野生动植物的生存构成不可预估的危害。一个名叫ETC的加拿大环保组织认为,人工生命技术还可能被“邪恶国家”和恐怖组织所利用,制造出威力巨大的“生态武器”攻击人类社会。许多环保主义者抨击“科学家和企业家的疯狂组合”――克雷格・文特尔得到埃克森-美孚6亿美元的资助。一些环保人士认为,即使人工生命研究不可逆转,也应尽快将这一技术透明化、公开化。

瑞典乌普萨拉大学历史学教授琳达・巴克特曼说,人类能制造出火箭,控制原子的能量,但对生命却知道很少,也无法治愈一些疾病,因此许多科学家致力于通过生命科学的研究找寻人自身的奥秘。巴克特曼说,与核能一样,人造生命同样是具有天使和魔鬼两付面孔,现在人造生命的研究发展很快,但相应的伦理道德研究、立法和监管远远滞后。更可怕的是,人性是不可控制的,生命一旦成活更不可控制,这种技术不但可能使人类被“坏人”控制,还有可能被“坏的人造生命”掌握,这对人类将是灾难性的。

人造生命让人类恐惧

在人造生命之初,开发者考虑到基因人有可能会对人类造成的威胁,但同时又希望通过人造生命来达到自己的目的,所以对人造生命的欲望进行了控制。这种控制与反控制就像是一柄双刃剑,有可能帮助自己也可能伤害自己。随着科技的极度发展,这种斗争将给人类带来空前剧烈的毁灭。当初原子弹之父奥本海默对让原子精灵走出瓶子持保留意见,在后半生中,他一直反对制造原子弹。我们只希望人造生命的制造者们不要再重复奥本海默的经历,为广岛和长崎的大量生命沦为受害者而懊悔不已。

由于资源缺乏,日本一直把生命科学视为未来可持续发展的重要希望领域,对其推动和关注比别国更为急切,对生命科学研究的规定较宽松。除了对人类克隆和复合克隆技术严厉禁止以外,在非人生物的生命研究方面较少限制。但日本民众却对人造生命抱着强烈的否定态度。日本尼崎市民间教育监督委员会委员藤本喜久代女士称,美国公布的人造生命,是一些低等生命体,这些肉眼看不见的生命,正是人类多次大劫难的罪魁祸首。例如黑死病、伤寒、天花等,都是这些生命造成的,其危害更甚于虎豹。由于它们繁殖力特别强,所以一旦成灾,人类的药物对其杀灭能力总是呈现递减趋势。如果人造合成类似生命体,也许会造成与我们已经认识到的疾病完全不同的新病种,因为一个失误而给人类造成灭顶之灾。她说:“地球已经很拥挤了,作为岛国的日本感受很深,每次出现新的传染病,我们都十分紧张。所以,在技术不是有十分把握之前,不应人为制造新的危险。”

生命本来是自然的,美国科学家创造出自然界本不存在的人造生命,是生命科学里程碑式的事件,此前转基因植物、试管婴儿,都只是人类对自然生命的干预和改变。