人类自然科学史上的三大计划(精选)
生物信息学期末复习资料（小字）
生物信息学期末复习资料（小字）名词解释或辨析。
1.生物信息学：生物信息学是包含生物信息的获取、处理、贮存、分发、分析和解释的所有方面的一门学科，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具进行研究，目的在于了解大量的生物学意义。
2.基因芯片：固定有寡核苷酸、基因组DNA或互补DNA 等的生物芯片。
利用这类芯片与标记的生物样品进行杂交，可对样品的基因表达谱生物信息进行快速定性和定量分析。
3.人类基因组计划：HGP，是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。
其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体)中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而描绘人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。
4.中心法则：分子生物学的基本法则，是1958年由克里克（Crick）提出的遗传信息传递的规律，包括由DNA到DNA的复制，由DNA到RNA的转录和由RNA 到蛋白质的翻译等过程。
20世纪70年代逆转录酶的发现，表明还有由RNA逆转录形成DNA的机制，是对中心法则的补充和丰富。
5.相似性和同源性：相似性（similarity）和同源性（homology）是两个完全不同的概念。
同源序列是指从某一共同祖先经过趋异进化而形成的不同序列。
相似性是指序列比对过程中检测序列和目标序列之间相同碱基或氨基酸残基序列所占比例的大小。
当两条序列同源时，他们的氨基酸或核苷酸序列通常有显著的一致性（identity）。
如果两条系列有一个共同进化的祖先，那么他们是同源的。
这里不存在同源性的程度问题，两条序列要么是同源的要么是不同源的。
1.生物信息学：综合计算机科学、信息技术和数学的理论和方法来研究生物信息的交叉学科。
包括生物学数据的研究、存档、显示、处理和模拟，基因组遗传和物理图谱的处理，核苷酸和氨基酸序列分析，新基因的发现和蛋白质结构的预测等。
2.蛋白质组：指由一个基因组，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质。
恐怖的“末日审判”—基因武器
恐怖的“末日审判”——基因武器“人类在掌握能够对自身进行重新设计的基因草图以后，也就走到了自身命运的最后边缘。
”——美国塞莱拉基因组公司董事长克雷格·文特尔基因工程技术：“福音”还是“祸根”？我们知道一切生物都具有遗传性，决定生物遗传特性的物质是基因。
20世纪70年代以来，由于分子生物学的辉煌进步，特别是合成DNA实验的成功，使以基因拼接为标志的遗传工程技术进入了实用化阶段。
人们可以通过改变生物的基因组成，影响生物的遗传特性，按照人类的需要创造新的物种。
新兴的基因工程技术将被广泛地应用于诸多领域，给人类带来了“福音”，但同时也埋下了“祸根”。
“人类基因组计划”与“曼哈顿原子弹计划”、“阿波罗登月计划”并称为人类自然科学史上的三大计划。
2000年6月26日，美国前总统克林顿与英国前首相布莱尔通过卫星传送联合宣布了人类历史上第一个基因组草图绘制完成的消息，给全世界造成了巨大的震动。
世界各国在庆贺这一“有史以来最大的科学成就”时，普遍表现出了审慎的态度；这个重大突破会不会像原子物理学那样用于战争？其潜在的可能性很值得忧虑。
“可以拯救生命的发现有可能带来危险的滥用”，克林顿在2000年所说的这句话在今天看来并非危言耸听。
正如控制论创始人维纳所说，技术的发展具有“为善和作恶”的双重性。
基因工程技术可以造福人类，在工农业生产、科学实验和医疗卫生等方面，无疑将给人类带来巨大利益，为社会进步作出巨大贡献；但如果用于军事目的，将会给人类带来巨大灾难，基因武器比一般生物武器更加凶恶和残忍。
基因武器利用基因重组技术，还可改变非致病微生物的遗传物质，以产生具有显著抗药性的致病菌，并利用人种生理特征上差异，使这种致病菌对特定遗传特性的人们产生致病作用，以达到有选择地杀死敌方有生力量的目的，从而克服普通生物武器在杀伤对象上无法控制的缺点、因而它也被称为人种武器，用到极致时可灭种、灭族。
从这一点来说，基因武器可谓青出于蓝胜于蓝，堪称21世纪战场的新“瘟神”。
人类自然科学史上的三大计划共22页
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
人类自然科学史上的三大计划
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
影响未来人类生活的世界三大新科技
影响未来人类生活的世界三大新科技世界科技浪潮波涛汹涌，一个个新进展、新突破令人目不暇接。
目前，众多的国家和地区在科技前沿展开竞争，竞争热点领域则是信息通信技术、生命科学和纳米科技三大领域。
其中，信息通信技术被认为是当前最关键的技术，在21世纪上半叶仍将起主导作用。
此外，生命科学将对人民健康、财富创造和环境质量产生重大影响，将为人类生命护航；纳米科技作为未来的启动技术，将为人类生活提速，一个全新的宽广视野将由此展开。
刚刚过去的一年，也是这三大领域取得新进展的一年。
生命科学潜力无限近一年半以来，破译生命密码的人类基因组计划日渐进入尾声，随之而来的以蛋白质和药物基因学为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕，人类进一步迈向对自身的深入了解。
人类基因组计划的顺利进行为后基因组时代的研究奠定了坚实的基础。
2000年6月26日，参与人类基因组计划的中国、美国、德国、日本、法国、英国等六国科学家向全世界宣布人类基因组工作草图绘制成功。
人类基因组工作草图涵盖了人类基因组97％以上的信息，标志着科学家基本完成了人类基因组测序计划。
2001年2月12日，上述六国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。
科学家认为，“人类基因组计划”是继“曼哈顿”原子弹计划、“阿波罗”登月计划之后自然科学史上的第三大计划。
如今，世界上多家制药公司和生物技术公司正在后基因组时代的研究中展开竞争。
但是，目前测定蛋白质的技术还远远落后于破译基因组的工具。
据估计，人体内可能有几十万种蛋白质，大概需要10年时间进行识别。
人类基因组研究的发展还将促进生命科学与信息科学等相结合，带动一批新兴高技术产业的发展。
据预测，在未来10至20年里，基因组研究重点将进入确定基因结构与功能等应用研究阶段，生命科学因此将迎来新的大发展。
去年7月2日，世界第一颗全植入人造心脏开始起跳。
这一天，生命垂危的心脏病患者罗伯特.图斯在美国肯塔基州被成功植入了一颗与体外彻底隔绝、能够自主运行的人造心脏。
自然界三大发现
自然界三大发现是指：细胞学说、能量守恒定律和生物进化论。
1. 细胞学说：细胞学说是指所有生命形式都是由细胞组成的，细胞是生命的基本单位。
这一学说最早由英国科学家罗伯特·胡克在17世纪提出，后来经过多位科学家的研究和实验，最终在19世纪被证实和确认。
2. 能量守恒定律：能量守恒定律是指在任何物理或化学变化中，能量都不会被创造或者毁灭，只会从一种形式转化为另一种形式。
这一定律最早由德国科学家迈尔和亥姆霍兹分别提出，后来被称为热力学第一定律。
3. 生物进化论：生物进化论是指生物种类和物种的演化是由自然选择和遗传变异等因素所驱动的。
这一理论最早由英国自然学家达尔文提出，其著作《物种起源》详细阐述了这一理论。
生物进化论对生物学和人类认识自然世界产生了深远的影响，也是现代生物学和生态学的重要基础。
17世纪自然科学的三大发明
为了纪念开普勒对会星运动规 律的重大贡献，后人将这三个行星 运动定律命名为开普勒三定律。 开普勒三定律首次定量地提示 了行星运动速度变化和轨道的关系， 而运动速度变化又直接和作用力相 联系。
三、细胞学说
在1838－1839年，施莱登和施旺分 别发表了植物细胞和动物细胞基本认识的 专著。他们两人取得完全一致的看法，创 立了细胞学说，即一切植物和动物都是由 细胞构成的，细胞是生命的结构和功能的 基本单位。 细胞学说一经确立，马上显示出其生 命力，大大促进了生物学的发展，十几年 里迅速被推广，并日臻完善。细胞学说的 提出对生物科学的发展具有重大的意义。 细胞学说与达尔文的进化论和孟德尔的遗 传学被称为现代生物学的三大基石，而实 际上可以说细胞学说又是后两者的“基 石”。 细胞学说在哲学上也具有重要的意义， 它使千变万化的生物界通过具有细胞结构 这个共同的标准特征而统一起来。同时有 力地证明了生物彼此之间存在着亲缘关系， 为生物进化理论奠定了基础。
17世纪自然科学的三大发明
——————微积分 行星运动三定律 细胞学说
一、微积分
如果将整个数学 比作一棵大树，那么 初等数学是树的根， 名目繁多的数学分支 是树枝，而树干的主 要部分就是微积分。 微积分堪称是人 类智慧最伟大的成就 之一。
从17世纪开始，随着社会的进步和生产力的发展， 以及如航海、天文、矿山建设等许多课题要解决，数 学也开始研究变为一门学科。整个17世纪 有数十位科学家为微积分的创立做了开创性的研究， 但使微积分成为数学的一个重要分枝还是牛顿和莱布 尼茨。
二、行星运动三定律
丹麦天文学者、布拉格天文台台长第谷，从 1576年起，二十年如一日和助手们进行了大量的 天文观测工作。他的观测结果比前人准确50倍， 几乎达到肉眼观测精度的极限，是望远镜发明以 前最卓著的天文观测。在第谷精确观测的基础上， 开普勒通过深入研究，终于在1609年必表了两星 运动定律。
[知识]自然科学发展概论
![[知识]自然科学发展概论](https://img.taocdn.com/s3/m/9b9550334a35eefdc8d376eeaeaad1f34693110a.png)
1—2 简述自然科学发展的三个时期及三次科学革命三个时期：（1）自然科学发展的第一个时期大约是从远古到15世纪根据考古学的研究成果，人们在长期的实践活动中，逐步了解认识了自然界，到公元前6世纪已积累了不少的数学、天文学和医药知识，自然科学已开始萌发。
这一时期，关于自然界的知识中天文学走在最前面。
在医药方面，已有关于多种疾病的名称和药物的记载从公元前5世纪到15世纪，人们把自然界当作一个整体，从总的方面来把握自然界的发展变化，描绘自然界的总面目。
基于这种认识，产生了力求囊括自然界一切事物的自然哲学。
虽然那时已出现了天文学、数学、物理学、化学、医学、生物学、地学等专门化知识，但都包含在统一的自然哲学中。
在物理学方面，已出现了亚里士多德的《物理学》，他的工作给后人许多启发，但他所得出的结论有很多是错的，例如，受外力作用运动的物体，当外力停止作用，物体的运动也就立即终止。
又如，较重的物体下落较快，较轻的物体下落较慢等。
亚里士多德的这些错误结论纯粹是他的直观想象和逻辑推理，并无任何实验依据，那时人们也还没有“科学实验”的思想。
（2）自然科学发展的第二个时期——近代自然科学发展时期从时间上看，这个时期大约是从16世纪到19世纪。
随着欧洲文艺复兴运动和资本主义社会的发展，需要有探索自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学，从各个细节上分门别类地研究大自然的奥秘，于是数学、物理、化学、天文、地学、生物等专门学科逐渐从自然哲学中分离出来，形成了一门门独立的学科，使近代自然科学得到了迅速的发展。
这一时期，数学上，微积分和非欧几何已经建立；物理上，牛顿理论和电磁理论已经建立；化学上，创立了科学的原子论；天文学上，提出了日心说；地学上，提出了地质演化说；生物上，建立了细胞学说和生物进化论，等等。
近代自然科学的发展从天文学上首先突破，随后物理学又成为带头学科。
（3）自然科学发展的第三个时期——现代自然科学发展时期从时间上看，这个时期大约是从19世纪末开始。
人类自然科学三大计划之基因组
肿瘤、心血管疾病等主要死因已成为驱除不掉的幽灵；
艾滋病，疯牛病等新的传染病使人们对未知灾难又有了新的 恐惧。
以上问题很难解决（公认）
人类染色体图示
DNA的双螺旋结构的形成
5´ 3´ 5 ´ 3´
磷酸 核糖
T-A碱基对
碱基
C-G碱基对 3´ 5´
5´
3 ´
DNA 真核生物染色体DNA （2nm）
组装不同层次的结构
核小体链（ 11nm，每个核小体200bp）
纤丝（ 30nm，每圈6个核小体）
突环（ 150nm，每个突环大约75000bp）
玫瑰花结（ 300nm ，6个突环）
螺旋圈（ 700nm，每圈30个玫瑰花）
染色体（ 1400nm，
每个染色体含10个玫瑰花200bp）
遗传信息的基本单位—基因（gene）
最早提出HGP这一设想的美国生物学家、诺贝尔 奖得主Dulbecco在1986年3月7日出版的《Science》杂 志上发表了一篇题为“肿瘤研究的一个转折点： 人类基因组的全序列分析”的短文。 他提出包括癌症在内的人类疾病的发生都与基因 直接或间接有关，呼吁科学家们联合起来，从整体上 研究人类的基因组，分析人类基因组的全部序列。
9 人类基因组编码的全套蛋白质（蛋白质组）比无脊椎 动物编码的蛋白质组更复杂
HG P意 义
1 HGP对人类疾病基因研究的贡献 （最重要）
寻 找 遗 传 疾 病 基 因 的 常 规 流 程
2
HGP对生物技术的贡献 ： （1）基因工程药物 （2）诊断和研究试剂产业 （3）对细胞 胚胎工程的推动
3 HGP对制药工业的贡献
2002
完成和发表小鼠基因组初稿 完成和发表水稻基因组初稿 完成大鼠பைடு நூலகம்因组初稿