時間：2022-07-09 01:08:49
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人類基因組計劃，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
人類基因組計劃測定24條染色體。染色體是細胞在有絲分裂或減數分裂時DNA存在的特定形式。細胞核內，DNA緊密卷繞在稱為組蛋白的蛋白質周圍并被包裝成一個線狀結構。
基因（遺傳因子）是產生一條多肽鏈或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持著生命的基本構造和性能。儲存著生命的種族、血型、孕育、生長、凋亡等過程的全部信息。環境和遺傳的互相依賴，演繹著生命的繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。
（來源：文章屋網 ）
“人類基因組計劃”與“曼哈頓原子彈計劃”“阿波羅登月計劃”并稱為自然科學史上的“三大計劃”。繼人類基因組計劃之后，生命科學領域又迎來一件大事――地球生物基因組計劃（Earth BioGenome Project，EBP）即將啟動，目標是破譯地球上所有生命的基因組。這一具有歷史意義的項目吸引了全球科學家的關注。
據EBP目組成員介紹，整個項目大約需要40億美元的投入，相當于兩架轟炸機的價格，1萬個美國總統的年薪，也與人類基因組計劃的投入相當（人類基因組計劃耗時13年，測序一個人的基因組花費約30億美元）。項目組的科學家們表示，如果獲得資金支持，該計劃有望在10年內完成。
從兩年前提出“測序所有地球生命”的愿景，到BioGenomics2017大會上提出EBP的綱要，這一項目已徹底點燃生物學家們的熱情，將極大推動所有真核生物的研究――包括所有植物、動物、真菌以及如阿米巴蟲之類的單細胞生物。
EBP項目將首先集中完成約9 330個真核生物科級別代表性物種的基因組，從而獲得與人類參考基因組相當或比人類參考基因組更好的參考基因組。接著，在14萬至20萬個真核生物屬中，對來自每個屬的一個物種進行基因組草圖繪制。最后，對剩下的150萬個已知的真核生物物種的基因組進行低覆蓋測序。這些精細度不同的基因組之間還能通過比較分析或進一步測序，幫助科學家獲知更多的信息。
EBP計劃的意義重大。據工作組成員介紹，這是第一個真正意義上的全球大型基因組測序項目，能讓世界上數千名科學家和數百萬民眾參與，所產出的數據超過1EB（相當于1億部高清電影播放2.3萬年），將推動全新計算算法、分析方法和模型的創立，革新人們對生物學的理解，并有望極大改善物種保護工作，為農業、醫藥和生態系統服務創造新的基因資源。
雖然EBP項目的落地還存在一些尚待解決的問題，但類似的國際合作項目已有成功的先例。隨著基因科技的飛速發展，科學家們已經破譯了許多地球物種，并組建國際級合作小組，發起覆蓋海、陸、空物種的多項計劃。如同樣致力于生物多樣性保護的華大基因與史密森學會已經共同維護和推動了多項國際合作項目――旨在構建約10 500種現存鳥類的基因組圖譜，實現對鳥類生命之樹的數字化重建，并解碼遺傳變異和表型差異之間聯系的B10K項目；旨在完成10 000個脊椎動物的基因組，并通過這些脊椎動物的遺傳多態性，為生命科學以及全球生物保護提供強有力幫助的G10K項目；旨在對1 000種昆蟲的轉錄組進行研究，揭開昆蟲演化之謎的1KITE項目等。
EBP項目的提出將有助于整合世界各地的地球生物基因組研究，使之形成更有價值的科研體系，促進物種研究工作有序而高效地進行，進而幫助人們全面了解地球生命演化的奧秘。（據新浪網）
通過對基礎知識的復習，學生對各知識點已有一定認知，但如何將這些零散的知識點通過一定主線連接起來，使學生真正理解生物體結構與功能、部分與整體、生物與環境的統一關系，并使用恰當的方法驗證生物學事實，同時，能熟練地應用生物學知識解決社會熱點問題，這在綜合復習中就要把握一定的方法和技巧，以便達到事半功倍之效果。
一、從面到點，培養學生對生物知識的綜合理解能力
綜合科目考試首先強調的是學科內綜合，在綜合復習中，教師通過各種途徑挖掘生物學各部分知識之間的相互聯系，建立節與節、節與章、章與章之間的知識網絡，形成完善和綜合的知識體系，這是學生形成生物學科內綜合能力的關鍵，也是培養學生綜合能力的基礎。筆者認為，在綜合復習中采用從面到點的方法有利于達到此目的。如在復習時可通過“細胞”“新陳代謝”“DNA”“染色體”等專題進行綜合復習，以此為面，引出各相關知識點。在復習中教師通過設疑、引導、提問、討論等方法，讓學生建立一套知識網絡，教師再予以完善，以此培養學生的分析、理解、綜合能力。如關于“染色體”可形成如下網絡：
運用這些知識圖解復習，可使學生理解和掌握高中生物教材各章節知識之間的縱橫聯系，對一個概念、原理從全面、系統、立體的角度認知，避免知識之間的脫節現象，促進學生知識的遷移。
二、由內到外，培養學生對生物知識的綜合應用能力
高中生物要求學生“能應用生物學基本知識分析和解決一些日常生活和社會發展中的有關現實問題，能夠關注生命科學發展中的重大熱點問題。”在高考綜合復習中，由課本內知識聯系解決課本外的知識，不僅可以鞏固生物學基本知識，更培養和提高了學生動用知識解決實際問題的綜合應用能力，因此，要求師生多搜集與生物相關的社會熱點，以此為背景編制成習題，運用生物學知識解決。如關于人類基因組計劃可編制習題為：
人類基因組計劃（HGP）啟動于是1990年，由美、英、日、德和中國的科學家研究。2000年6月26日，六國科學家繪制出人類基因組框架。科學家對人類基因的面貌又有新的發現，經過初步測定和分析，人類基因組共有32億個堿基對，包含了大約3萬到4萬個蛋白編碼基因。研究還表明，人類蛋白質有61%與果蠅同源，43%與線蟲同源，46%與酵母同源。人類17號染色體上的全部基因幾乎都可以在小鼠11號染色體上找到。
根據以上材料回答以下問題：
（1）人類基因組計劃需要測定人類 條染色體上堿基的排列順序，它們分別是 。
（2）人類基因共有32億個堿基對，其堿基對的形成遵循堿基互補配對原則，具體講是指 。
（3）人類、線蟲、酵母等生物有共同的基因，說明這些生物在進化上具有 。
（4）人類基因組蘊藏有人類生、老、病、死的絕大數遺傳信息，破譯它將對疾病的診斷 等具有重要意義。
由此可知，應用生物學基本知識分析和解決一些日常生活和社會發展中的關知問題，關注生命科學發展中的熱點問題，不僅彌補現行教材的不足，還能體現高考時代感和先進性，是高考試題的熱點，因此，在綜合復習中一定要予以重視。
三、由此及彼，培養學生設計和完成實驗的能力――思維能力
關鍵詞: 《醫學遺傳學》愛國主義愛國主義教育
愛國主義是人們對祖國忠誠和熱愛的思想,以及為她的獨立和富強而頑強奮斗甚至英勇獻身的強大精神力量。列寧說:“愛國主義就是千百年來鞏固起來的對自己祖國的一種最深厚的感情。”愛國主義教育的重點是廣大青少年。《醫學遺傳學》是中等衛生職業教育助產專業的一門重要的專業課程。筆者在授課過程中,除了教授學生醫學遺傳學基本知識外,還結合課程,不時機地進行愛國主義教育,培養和激發學生的愛國主義情感,提高他們的愛國主義覺悟,從而使他們樹立正確的人生觀和價值觀。
1.關注我國遺傳學方面的成就,激發愛國熱情
在教學設計中,筆者有意識地穿國在遺傳學方面取得的成就,使學生了解我國科學家在醫學遺傳學研究中作出的重大貢獻,激發學生的愛國熱情。例如在講到我國醫學遺傳學的發展史時,筆者介紹我國醫學遺傳學的實驗研究工作開始于20世紀60年代。60年代初期,項維、吳等科學家首先報告了中國人的染色體組型,標志著我國人類細胞遺傳學的開始;上海第九人民醫院對血紅蛋白病的研究,以及中國醫學科學院和中山醫科大學對紅細胞葡萄糖6-磷酸脫氫酶缺乏癥開展了實驗性研究,標志著我國生化遺傳學的開始;哈爾濱醫科大學有關PTC嘗味能力的調查標志著我國群體遺傳學的萌芽。20世紀80年代后期,我國的細胞遺傳學的研究更為深入,引進了先進的高分辨顯帶技術、顯微切割及微克隆技術,探針技術、PCR技術被迅速應用于遺傳病的研究,標志著分子細胞遺傳學的興起。近些年來,我國在分子代謝病的突變性質、癌基因和腫瘤抑制基因的研究、分子生物技術的應用、產前基因診斷及基因治療等方面都獲得了可喜的成果。1999年9月中國加入人類基因組計劃并承擔了1%的測序任務。2000年中國與其他擔任人類基因組計劃的美、英、日、法、德等國家幾乎同時宣布各自承擔的人類基因組工作草圖繪制成功。這些事例表現了中華民族的聰明智慧,使學生深信我國醫學遺傳學的發展必將迅速趕上世界先進水平,從而增強了學生的民族自尊心和自信心,激發了學生的愛國熱情。
2.肯定優勢,正視差距,進行中國國情教育
國情教育既要激發學生的榮譽感,又要增強學生的危機感。在向學生介紹我國遺傳學方面的成就時,教師應結合實際,肯定我國存在的優勢,但也要向學生實事求是地講清與西方發達國家存在的差距,增強學生的時代使命感和社會責任感,鼓勵學生更好地發揚艱苦奮斗、勤儉建國的創業精神。例如講到“人類基因組計劃”時,筆者除了向學生介紹人類基因組計劃的具體內容外,還告知學生人類基因組計劃是當今生物醫學科學最前沿的領域,可與曼哈頓原子彈計劃、阿波羅登月計劃媲美,我國于1993年也加入了該項目研究工作,為人類了解自身全部遺傳信息作出了貢獻。但是,在對人類30億堿基對的測序任務中,我國只承擔人類基因組1%的測序任務,我國和世界科技水平之間存在著差距。這激發學生刻苦學習、頑強拼搏的精神,受到愛國主義思想的熏陶。
3.結合教學內容,進行法制教育
《醫學遺傳學》中有許多內容和我國《婚姻法》有著密切聯系。比如說,《婚姻法》第七條規定:“有下列情形之一的,禁止結婚:(一)直系血親和三代以內的旁系血親;(二)患有醫學上認定不應當結婚的疾病。”在講授“遺傳病的診斷、防治與遺傳咨詢”這一章時,筆者援引《紅樓夢》中寶玉和黛玉的愛情、寶玉和寶釵的婚姻故事,讓學生設想:“在現代,按照《婚姻法》,寶玉能否和黛玉或者寶釵結婚?寶玉和寶釵結了婚,兩人生出有遺傳病或先天缺陷的子女的機率會如何?”這引起了學生熱烈的爭執和討論,使學生更深刻地理解了國家法律禁止近親結婚的依據,就是因為近親婚配會導致隱性遺傳病的出生率和生出遺傳性缺陷、先天性畸形和流產、死產的幾率比一般群體要高得多。所以,避免近親結婚是一種防治遺傳病的有效手段。
在我校,大多數學生來自農村家庭,而農村群眾由于普遍受教育程度較低,法制觀念淡薄。曾經就有學生問:“老師,在我家村子有一家人,養有一個重度智力低下的兒子,可他爸媽去年幫他討了一門媳婦,說要沖喜傳后,這樣對嗎?”筆者在課堂上就舉了這個例子,告訴學生這對夫婦的做法非常錯誤,他們兒子的婚姻也是不合法的。重度智力低下,如先天愚型患者,本身就缺乏生活能力,需要他人長期照顧,且大多數患者無生育能力,并不能“傳后”,少數患者有生育能力,但將疾病傳給后代的風險較高,這樣的婚配嚴重違反了《婚姻法》,對家庭和社會的危害非常大。通過課堂知識與法制教育的結合,學生提高了法律意識,并直接影響到自己今后的生活和工作。
4.聯系本地區實際,進行愛家鄉教育
[論文摘要]生物信息學是80年代以來新興的一門邊緣學科，信息在其中具有廣闊的前景。伴隨著人類基因組計劃的勝利完成與生物信息學的發展有著密不可分的聯系，生物信息學的發展為生命科學的發展為生命科學的研究帶來了諸多的便利，對此作了簡單的分析。
一、生物信息學的產生
21世紀是生命科學的世紀，伴隨著人類基因組計劃的勝利完成，與此同時，諸如大腸桿菌、結核桿菌、啤酒酵母、線蟲、果蠅、小鼠、擬南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因組計劃也都相繼完成或正在順利進行。人類基因組以及其它模式生物基因組計劃的全面實施，使分子生物數據以爆炸性速度增長。在計算機科學領域，按照摩爾定律飛速前進的計算機硬件，以及逐步受到各國政府重視的信息高速公路計劃的實施，為生物信息資源的研究和應用帶來了福音。及時、充分、有效地利用網絡上不斷增長的生物信息數據庫資源，已經成為生命科學和生物技術研究開發的必要手段，從而誕生了生物信息學。
二、生物信息學研究內容
（一）序列比對
比較兩個或兩個以上符號序列的相似性或不相似性。序列比對是生物信息學的基礎。兩個序列的比對現在已有較成熟的動態規劃算法，以及在此基礎上編寫的比對軟件包BALST和FASTA，可以免費下載使用。這些軟件在數據庫查詢和搜索中有重要的應用。有時兩個序列總體并不很相似，但某些局部片斷相似性很高。Smith-Waterman算法是解決局部比對的好算法，缺點是速度較慢。兩個以上序列的多重序列比對目前還缺乏快速而又十分有效的算法。
（二）結構比對
比較兩個或兩個以上蛋白質分子空間結構的相似性或不相似性。
（三）蛋白質結構預測
從方法上來看有演繹法和歸納法兩種途徑。前者主要是從一些基本原理或假設出發來預測和研究蛋白質的結構和折疊過程。分子力學和分子動力學屬這一范疇。后者主要是從觀察和總結已知結構的蛋白質結構規律出發來預測未知蛋白質的結構。同源模建和指認（Threading）方法屬于這一范疇。雖然經過30余年的努力，蛋白結構預測研究現狀遠遠不能滿足實際需要。
（四）計算機輔助基因識別
給定基因組序列后，正確識別基因的范圍和在基因組序列中的精確位置.這是最重要的課題之一，而且越來越重要。經過20余年的努力，提出了數十種算法，有十種左右重要的算法和相應軟件上網提供免費服務。原核生物計算機輔助基因識別相對容易些，結果好一些。從具有較多內含子的真核生物基因組序列中正確識別出起始密碼子、剪切位點和終止密碼子，是個相當困難的問題，研究現狀不能令人滿意，仍有大量的工作要做。
（五）非編碼區分析和DNA語言研究
在人類基因組中，編碼部分進展總序列的3－5%，其它通常稱為“垃圾”DNA，其實一點也不是垃圾，只是我們暫時還不知道其重要的功能。分析非編碼區DNA序列需要大膽的想象和嶄新的研究思路和方法。DNA序列作為一種遺傳語言，不僅體現在編碼序列之中，而且隱含在非編碼序列之中。
三、生物信息學的新技術
（一）Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)
描述了一種利用DNA探針陣列進行基因組研究的方法，其原理是通過更有效有作圖、表達檢測和多態性篩選方法，可以實現對人類基因組的測序。光介導的化學合成法被應用于制造小型化的高密度寡核苷酸探針的陣列，這種通過軟件包件設計的寡核苷酸探針陣列可用于多態性篩查、基因分型和表達檢測。然后這些陣列就可以直接用于并行DNA雜交分析，以獲得序列、表達和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介紹了一種新的基于專用定量表達分析方法的基因表達檢測系統，以及一種發現基因的系統GeneScape。為了有效地抽樣表達，特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的發生和冗余程度。他在酵母差異基因表達的大規模研究中對該技術的性能進行了驗證，并論述了技術在基因的表達、生物學功能以及疾病的基礎研究中的應用。（二）基因的功能分析
Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)論述了人類基因組計劃的下一階段的任務基因組水平的基因功能分析。這一階段產生的數據的分析、管理和可視性將毫無疑問地比第一階段更為復雜。他介紹了一種用于脊椎動物造血系統紅系發生的功能分析的原型系統E-poDB，它包括了用于集成數據資源的Kleisli系統和建立internet或intranet上視覺化工具的bioWidget圖形用戶界面。EpoDB有可能指導實驗人員發現不可能用傳統實驗方法得到的紅系發育的新的藥物靶，制藥業所感興趣的是全新的藥物靶，EpoDB提供了這樣一個機會，這可能是它最令人激動的地方。
Babbitt(UniversityofCalifornia,SanFrancisco,CA,USA)討論了通過數據庫搜索來識別遠緣蛋白質的方法。對蛋白質超家族的結構和功能的相互依賴性的理解，要求了解自然所塑造的一個特定結構模板的隱含限制。蛋白質結構之間的最有趣的關系經常在分歧的序列中得以表現，因而區分得分低（low-scoring）但生物學關系顯著的序列與得分高而生物學關系較不顯著的序列是重要的。Babbit證明了通過使用BLAST檢索，可以在數據庫搜索所得的低得分區識別遠緣關系（distantrelationship）。Levitt(Stanforduniveersity,PaloAlto,CA,USA)討論了蛋白質結構預測和一種僅從序列數據對功能自動模建的方法。基因功能取決于基因編碼的蛋白質的三級結構，但數據庫中蛋白質序列的數目每18個月翻一番。為了確定這些序列的功能，結構必須確定。同源模建和從頭折疊（abinitiofolding）方法是兩種現有的互為補充的蛋白質結構預測方法；同源模建是通過片段匹配（segmentmatching）來完成的，計算機程棄SegMod就是基于同源模建方法的。
（三）新的數據工具
Letovsky(JohnshopkinsUniversity,Baltimore,MD,USA)介紹了GDB數據庫，它由每條人類染色體的許多不同圖譜組成，包括細胞遺傳學、遺傳學、放射雜交和序列標簽位點（STS）的內容，以及由不同研究者用同種方法得到的圖譜。就位置查詢而言，如果不論其類型（type）和來源（source），或者是否它們正好包含用以批定感興趣的區域的標志（markers），能夠搜索所有圖譜是有用的。為此目的，該數據庫使用了一種公用坐標系統（commoncoordinatesystem）來排列這些圖譜。數據庫還提供了一張高分辨率的和與其他圖譜共享許多標志的圖譜作為標準。共享標志的標之間的對應性容許同等于所有其它圖譜的標準圖譜的分配。
Candlin(PEappliedBiosystems,FosterCity,CA,USA)介紹了一種新的存儲直接來自ABⅠPrismdNA測序儀的數據的關系數據庫系統BioLIMS。該系統可以與其它測序儀的數據集成，并可方便地與其它軟件包自動調用，為測序儀與序列數據的集成提供了一種開放的、可擴展的生物信息學平臺。
參考文獻：
關鍵詞：人工生命；人工智能；人造生命；物理主義
中圖分類號：N031 文獻標識碼：A 文章編號：16711165(2011)02002104
一般認為，“人工生命”、“人工智能”和“人造生命”是三個分別從計算機科學領域、智能研究和基因工程領域提出的概念。20世紀90年代未，中科院曾邦哲提出人工生物系統（artificial biosystem）的工程生物系統概念，用以整合計算機領域和遺傳工程領域的兩個概念。概念上的整合一方面體現了“人工生命”與“人造生命”兩者之間的承接性，另一方面也預示著“人工生命”發展與生物學理論發展之間的密切關聯。誠如“人工生命是具有自然生命現象的人造系統”[1]，那么進入微觀領域，生命規律的探索與對生命分子的操作使得“人工生命”具有了反身性。這種反身性恰恰體現了“人工生命”研究并不在于使人“非人化”［2］，使生命也成為技術的對象，而是包含了一定生命認識的特殊生命活動。那么，剖析人類基因組計劃的推進過程，就可能找到“人工生命”概念演進背后內在思想動因，從而為洞悉生命科學發展趨勢提供一條線索。
一、“人工生命”階段：肯定物理主義
在人體細胞核內，質量只有0.0000005毫克，寬度僅為0.02微米的DNA包含著大約30億個堿基排列。科學家相信人類DNA序列是人類生命的決定因素，人類生命活動中發生一切事情都與這一序列息息相關。［3］除了特殊情況之外，DNA中含有的龐大信息能夠被一字不差地復制，然后傳給后代。要想獲得這些信息，就需要測定DNA序列的堿基序列，這也是人類基因組計劃的核心工作。那么，測序工作則成為“人工生命”的一個階段，對生命信息傳遞過程的模擬也就構成了“人工生命”研究的起點。
基于人類全部24條染色體中3×109個堿基具有固定性的化學關系即A-T、G-C，于是DNA堿基序列的測定工作實際上可以被描述為科學家接受生命分子信號的過程。應用申農所建立的一般信息系統模型，在一定的指令下進行信號傳遞成為“人工生命”的最初目標。強人工生命觀念將“生命系統的演化作為一個可以從任何特殊媒介物中抽象出來的過程”(John Von Neumann)。以搶占計算機存儲的方式，生命演化過程被計算機程序模擬出來。人們相信，如果生命遵循既定的程序，那么只要編寫好程序，生命就能進行準確的信號傳遞，也就實現了“人工生命”。首先試圖為生命編寫程序的是生物學家林登邁爾。20世紀60年代中期，林登邁爾為紅海藻、青苔等植物的生長發育建立模型，提出了一種被稱為“L-系統”的形態發生系統，又被稱為“繁殖（發生）算法”。在編寫好的程序下，生命系統轉化為信號系統。生命信號模型以量化或模型化的方式來展示生命的屬性。這意味著：“如果具有馮•諾伊曼式的自我復制能力或繁殖的能力，那么這個實體就是有生命的。”［4］
馮•諾伊曼所證明的自我繁殖的生命信號系統應和了人們對微觀生命分子世界的物理主義觀點，其實質是將諸如細胞這樣一個具有新陳代謝功能的生命單元放在既定的關系下。盡管將生命活動視為一種生命信號傳遞顛覆了傳統的生命物質實體論，卻仍然將生命置于某種固定關系下，意味著其也不可能跳出物理主義的決定論框架。一方面，“人工生命”研究進行了生命信號傳遞模，并在計算機領域中建立虛擬生命系統；另一方面，人們在質疑申農的一般信息模型的同時也開始質疑“人工生命”。針對申農的一般信息模型，有學者認為：“申農通訊信息系統模型具有兩方面的重大缺陷：一是該模型未能注意信息系統的一般反饋性機制；二是該模型描述的還僅僅是信息接收系統。”［5］可見，申農的一般信息模型不具有反饋性機制或不能夠自創生。于是，這樣一種生命的信息論觀點，即“在生命運動之中物質實體-載體是流動的，組織形式-信息才是穩定保持的”［6］，表明“人工生命”所模擬的對象是在既定關系之下的生命信號的傳遞過程。
面對人類基因組計劃這樣巨大的基因工程項目，測定了組成人類DNA的約30億個堿基中85%的堿基序列只是完成了所謂工作草圖。獲得的基因草圖只是為給基因命名、分析基因創造了條件，需要進一步找到能夠提供信息的標記基因，進行基因追蹤，但尋找基因的工作卻相當復雜。一般信息模型不可能作為模擬這一活動的基礎。
二、“人工智能”階段：懷疑物理主義
一般認為，人類共有5萬~10萬個基因，如果某個基因發生了變異或者產生缺陷，必然會引起機能上的障礙。根據變異的DNA標記基因來確定另外一個基因的位置，這樣就可以將其位置制成詳細的地圖，通過檢查DNA序列來識別基因突變。學者們以DNA標記為基礎的DNA基因圖譜尋找致病基因。在一階段，“人工生命”模擬的對象是尋找基因，而尋找基因的關鍵則體現為對信息的識別。人類基因組計劃在此階段的工作可以反映“人工智能”的研究。
盡管早在1956年，美國的麥卡錫就提出“人工智能”(artificial intelligence)概念，但直到20世紀80年代末，人們才將“人工智能”作為“人工生命”的一種形式。“人工智能”階段需要計算機能夠準確識別信息。對于智能的研究涉及諸如意識（consciouness）、自我（self）、心靈（mind）、無意識（unconscious mind）等問題。對此，之前將生命作為信號系統的一般信息模型顯然無法發揮作用。面對信息的識別和反饋機制等一系列問題，人們試圖將信息學、控制論、自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學各學科整合，并在計算機領域實踐，甚至在機器人、經濟政治決策、控制系統、仿真系統中應用。然而，這種學科上的整合并沒有使人們找到合適的模型來取代之前的信號模型用以描述識別信息過程所具有的非線性特征。
對此，一部分學者試圖通過重新定義“人工智能”概念，區分出強“人工智能”和弱“人工智能”的方式來解決問題。弱“人工智能”用模擬識別信息后所表現出的行為來反推對信息的識別，也就是讓機器的行為看起來就像是人所表現出的智能行為一樣。而強“人工智能”則將識別信息的功能強加于計算機，如約翰•羅杰斯•希爾勒（John Rogers Searle）就計算機和其他信息處理機器的工作形式提出“計算機不僅是用來研究人的思維的一種工具；相反，只要運行適當的程序，計算機本身就是有思維的”［7］。無論是強“人工智能”還是弱“人工智能”，都將“人工智能”劃分為四類：機器“像人一樣思考”、 “像人一樣行動”、“理性地思考”和“理性地行動”。但是，這兩種觀點都沒有進一步對任何一種類型進行模型化。這就表明盡管在觀念上人們已經不再將生命系統作為信號系統，但其仍成為“人工生命”模擬的對象。
1999年，獲得了諾貝爾生理學或醫學獎的布洛貝爾創立了著名的“蛋白質的命運”假說，即關于新生成的蛋白質去向的“信號假說”。他認為細胞內存在某種信號，這種信號決定了新生成的蛋白質的去向。這意味著每個蛋白質都能夠獲得向某個地方移動的信息，就像郵編一樣，可以讓蛋白質找到準確位置。也就是說，由十幾個氨基酸組成的“信號肽”使得蛋白質能夠識別信息，并在某種程度上具有了主動性。這種主動性與物理主義的決定論觀點發生了沖突。
弄清各種基因各自會生成何種蛋白質成為需找基因的重要環節，因為如果知道了信號肽的基因，就可以知道周圍的基因是決定何種蛋白質的基因。“信號肽”的發現大大推進了人類基因計劃，然而，“人工智能”研究中并沒有明確給出一個可以超越一般信息模型的新模型。
三、“人造生命”階段：突破物理主義
在識別了基因信息之后，就需要對基因突變作出解釋。人們已經發現，致命的基因突變由于地域特征和環境不同，其結果也會各不相同。這就意味著，人們在對待人類基因時必須考慮環境的因素：一方面，環境可能使基因突變形成惡性基因，另一方面則也能促使發生有益的突變，從而形成更為適應環境的基因整體。從后者來看，環境如何引發新基因整體的形成就成為對基因與環境之間關系所進行的解釋，這也就成為人類基因組計劃的后期工作，此階段的“人工生命”研究也將面臨更為深入的問題。
“對基因整體性的認識大體有兩類。一類是在分子遺傳學堅信基因獨立性存在的前提下，根據不同功能種類的基因間的協同關系詮釋基因系統的整體存在。而今，這一方向已在原核生物領域取得輝煌的成果；另一類是在關注物種(種群)的發育和進化并結合分子生物學的基礎上，探究基因的整體存在，即基因集成、基因組織單元及其關系的研究。目前，這一方向已受到綜合進化論者及其他一些生物學者的高度重視。”［8］后者恰恰體現了環境對基因的作用。“人造生命”的提出則將這種作用的意義凸顯出來。從其他生命體中提取基因建立新染色體的操作，實際上就是將特定基因從已有的環境中分離開來，再將提取的基因染色體放入新的環境之中，即嵌入已經被剔除了遺傳密碼的細胞中，這樣染色體在新環境中形成新的基因組織，控制這個細胞，發育變成新的生命體。2010年5月20日，美國私立科研機構克雷格•文特爾研究所宣布：世界首例人造生命――完全由人造基因控制的單細胞細菌誕生，并將“人造生命”起名為“辛西婭”。這項具有里程碑意義的實驗表明：新的生命體可以在實驗室里“被創造”，而不是一定要通過“進化”來完成。“辛西婭”的產生在一定意義上證明了可以通過人工環境能夠實現對基因的作用。
“人造生命”為“人工生命”提出了更深層次的問題。“人工生命”概念不同于傳統生命觀和科學觀。“傳統生物學用分析方法研究生命。通過分析，解剖現有生命的物種、生物體、器官、細胞、細胞器，即通過分析現有生命的最小部件來理解生命。人工生命用綜合方法研究生命，在人工系統中對簡單的零件進行組合，使其產生類同生命的行為，力圖在計算機或其他媒體中合成生命。”［9］“人造生命”則進一步模擬生命整體功能如何形成。這也改變了對生命的認識，從“如吾所說的生命（lifeasweknowit）”轉變為“如其所能的生命（lifeasitcouldbe）”［10］。生命作為各個功能疊加的物理主義觀念被打破，取而代之的是一種功能整體性觀念。
“人造生命”已有的成果在一定程度上揭示了環境對基因整體功能的作用機制，如果能夠找到體現這種機制的模型，就將推動生命科學的發展。事實上，人類基因組計劃都是建立在DNA分子序列的符號化前提下的。沒有這種符號操作，人們就不可能應用計算機來獲得、識別并整合生命信息。而這一符號學思路恰恰應和了美國著名的科學家、認知心理學家、人工智能學家西蒙（Simon Blackurn）的理論。西蒙的“物理符號系統假設”進一步闡釋了這一思路。“物理符號系統假設”強調“所研究的對象是一個具體的物質系統，如計算機的構造系統、人的神經系統、大腦的神經元等。所謂符號就是模式，如任何一個模式，只要它能和其他模式相區別，他就是一個符號。”［11］“物理符號系統假設”從信息論模型進入了符號學模型。“人工生命”從對“生命表現出的行為的功能模擬”轉向對“生命內在創造機制的功能模擬”。
這種符號學模型提示，在經常變化的環境作用下，微觀生命分子形成了不同的功能整體，具有內在的適應性意義。人們在無法支配環境的情況下支配基因，就可能造成有害的影響。從“人工生命”、“人工智能”到“人造生命”的概念演進，可以得出承認生命本身具有內在意義，具有一定的主動性將成為未來生命科學理論發展的一種趨勢。
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“基因測序本身只是個技術，這個技術希望達到的目的是對人類自身和我們身邊的世界在基因水平上的認識。”王俊說，“不管是誰最終引領，生命科學這個浪潮都會往前走，我更希望我們能夠在其中起到引領作用。”
被導師“激將”成為華大“元老”，用速度和韌勁占據基因研究領域前沿
1990年，“國際人類基因組計劃”正式啟動，由美、英、日、德、法及中國6國科學家共同承擔人類基因組測序工作，計劃花30億美元，用十多年時間測出人類的所有基因，像醫學里畫解剖圖一樣，畫出人類的基因地圖，以有助于我們認識疾病、長壽、衰老等生命現象的機制，為疾病治療提供科學依據。
1999年7月，北京華大基因研究中心正式成立，承接了人類基因組計劃1%測序項目。當時年僅23歲，還是北京大學生物學研究生的王俊，承擔起所有數據的分析處理任務。此后13年，這位最年輕的“元老”成為華大所有重大科研項目的主要參與者和核心完成者。
當時，他的導師李松崗教授受中心創建者楊煥明院士的委托遴選進入這一項目工作的人才，他選中了王俊。然而王俊最初對去遺傳所人類基因組中心并沒有表示出特別的興趣。了解其性格的李松崗教授用一句“你去了人家還不一定要你！”成功激將，于是王俊加入了這項讓中國在世界遺傳學領域占據一席之地的人類基因組計劃。在這一項目中，既有生物背景又有計算機和數學能力的王俊迅速找到了自己的位置，成了生物信息平臺的主力。
到2001年，華大所承擔的人類基因組任務已進入尾聲，目光移向了水稻。水稻是最重要的糧食作物之一，它的基因組是禾本科糧食作物中最小的，易于進行遺傳操作，對這個作物的測序，既有經濟意義，又有科學價值。
為了趕在競爭對手前拿出結果，仍在讀研究生的王俊帶著他的團隊展現了驚人的速度――用74天的時間完成了水稻的測序，經過信息分析團隊的核驗，最終，比對手提前了約一個月，華大發表了自己的結果，震驚了國際學界。
在對這個團隊的報道中，國際知名的《科學》雜志提到了實驗室中那些“年輕而不知疲倦”的面孔，那些寫著“速度、速度、速度”的橫幅，以及計算機室一角的一把鋤頭，意思是“數據挖掘”。
在水稻基因測序項目中，王俊第一次顯露了他在基因研究領域的潛質――根據當時的測序方法，整條的基因被隨機地切成數百個堿基的片段，只要片段的數目足夠多，切得足夠隨機，就可以借助片段頭尾的相互覆蓋把它們拼接起來――當然，這只是理想的情況，實際情況是，大量的重復序列會導致錯拼。而王俊所負責的生物信息部門，就是主要負責這些片段的拼接和分析。為了解決這些重復序列，他率領這個團隊想了很多辦法，使得拼接接近了理想狀態。
2007年，王俊領導的團隊完成了第一個中國人基因圖譜，首次完整地解讀了中國人的基因。按照王俊的解釋，基于這個基礎就可以展開可防、可治、可干預的各類基因檢測。
如今，年僅36歲、已擔任華大執行院長的王俊成為了當今世界最大的基因測序機構的掌門。在他的手下，匯聚了一個4000人的團隊。這個團隊至今已在《自然》《科學》《細胞》等世界頂尖的科學雜志上發表了近百篇高水平論文，其中王俊個人就發表了60余篇，成為世界基因研究領域的代表人物之一。
“重新去構建人類對健康的認識、對農業的認識、對環境的認識――這就是我們想做的事。”
依靠國家開發銀行的一筆10年15億美元的貸款，2010年1月華大訂購了每臺單價數十萬美元的128臺高通量測序儀HiSeq2000。到今天，華大已經擁有137臺高通量測序儀，測序能力是全球總測序能力的一半以上。而這種“神機”的速度，一位工作人員介紹：“測一個人的基因組，人類基因組計劃用了13年，用升級后的新測序儀只需27小時。”
對購買這些測序儀的理由，王俊解釋：“我們只是順勢而為，并沒有刻意要成為全球最大或什么的。想做的事情，倒推過來需要這樣一種測序能力和分析能力，最終規模就變成了今天的樣子。”
基因是什么？在作為這一領域領軍人物的王俊看來，基因是最“根本”的東西。從“根本”兩字出發，現在他領導的華大在科研上作出兩大戰略選擇：基于人類健康的人類基因研究，和基于解決人類吃飯問題的農作物基因研究。
為此，從組學到產業，從生物信息到應用貫穿，王俊在華大建立起9個中心，包括植物育種中心、動物育種中心、生育健康中心、腫瘤中心等。他在華大的產業愿景中這樣描述其目標：“出生缺陷降低50%，人類壽命延長5歲，農業產量提高10%。”
王俊認為基因研究其實只有三件事：讀、弄懂以及應用。“如果說袁隆平研發出雜交水稻是在魚塘里釣到了魚，如果將很多現代化技術比作是拉網捕魚，我們是在把水放干，讓大家看到所有的魚。”而將來要發展一個什么樣的作物和牲畜，都可以通過基因的解讀，輔助它的育種。以前10年、20年育出的東西，現在2、3年就能實現，全覆蓋，精準打擊。
“我們就想在最根本的東西上做一些改變，重新去構建人類對健康的認識、對農業的認識、對環境的認識――這就是我們想做的事。” 王俊說。
30歲以前的日子就像短跑一樣。30歲以后，他忽然明白了無論事業還是人生都是一場馬拉松，要走好一點，走長一點
當人們試圖挖掘王俊的“天才基因”時，他會告訴你他出生在一個普通的家庭，小時候和別的孩子一樣，并沒有對生物學表現出很特別的興趣，也沒有立志要當一個科學家，甚至在16歲考上北大生物系之后，覺得生物學也挺沒意思，所以才去攻讀數學和計算機兩個專業。本科畢業的時候他在研究人工智能方向。但是在他研究中卻遇到了很大的瓶頸，王俊認為自己之所以會遇到那個大瓶頸的原因多是由于人類對自身大腦結構的認識還是不夠的，而那時人類的基因研究正好是一個切入點，在那個點上人類可以從基因的水平上，在一個最基本的單元單位上先來認識生命，能夠搞清楚基因是如何運作的，由此他走上了基因研究之路。
少年得志，青年有為。一路走來，王俊似乎一直在試圖證明自己的能力。他說，30歲以前的自己像一個滾筒里的老鼠，越滾越快，越快越滾，無論是上學、當教授、發表高水平論文、獲得各種榮譽的時間都比較早，日子就像短跑一樣。30歲以后，他忽然明白了無論事業還是人生都是一場馬拉松，要走好一點，走長一點：“千年之后，人們不會因為你的財富而記住你，也不會因為你發表了多少篇論文記住你，一定是因為你對這個社會做了些有益的事才記住你。”
如果問王俊更喜歡當科學家還是企業家，他會告訴你，不要給他貼上科學家或企業家的標簽。在他自嘲“笨”或“土鱉”時，自信仍溢于言表，有時甚至有點自負，容不得半點質疑。當有人質疑華大是否世界一流的基因研究機構時，他會被激怒，并反問：“我們在那么多世界一流的科學雜志上發表的論文還不能說明嗎？要相信中國也能做一流！”“優秀不是我們自己說的，是人家認可的！”
王俊常說自己脾氣不好，尤其是專注于某一件事的時候，更容不得有人打擾。他笑言因為自己腦袋笨，所以一個時間只能做一件事。他同樣也有親和的一面，在華大，很多人直呼其名，也有人叫他王老師、俊哥，喜愛運動的他常和員工們打籃球、登山。
柳傳志曾評論喬布斯說“管理者應該是串起珍珠的線，但喬布斯本身就是一顆大珍珠”。王俊對自己的要求似乎不僅僅是做一顆大珍珠，他還要做串起珍珠的線。他要求華大的干部要過六關：官、產、學、研、資、媒。官指政府，要對國家的政策法規以及政府關系了然于胸；產是產業，了解產業并有一定的前瞻性；學是教學，能擔當師長的角色；研是科研，有科研的能力；資是資本，包括資金和資源；媒是媒體，學會并善用媒體。顯然這是一個很高的要求，王俊自己也在努力踐行。
人類自身說明書
“不久的幾年內，人們將看到一份描述人類自身的說明書，它是一本完整地講述人體構造和運轉情況的指南，屆時危害人類健康的5000多種遺傳病，以及與遺傳密切相關的癌癥、心血管疾病、關節炎、糖尿病、高血壓、精神病等，都可以得到早期診斷和治療。”楊煥明補充說，一個新生兒出世時，如果法律允許，他的父母也愿意的話，就可以拿到孩子的基因組圖。這張圖將記錄一個生命的全部奧秘和隱私。它不但能顯露 出這個孩子成年后 ，是不是一個色盲，大概長多高，會不會禿頂、發胖，還可準確地告訴父母：是什么病，會在什么時候可能要這孩子的命。
不吃藥能治病
不吃藥也能治病?基因專家楊煥明說可以。他告訴記者，近幾年來，“基因組工業”方興未艾，可以用雞來生產人的血清白蛋白，用雞、牛、羊、豬來生產人的紅細胞促生素。這樣的雞、牛、羊、豬被轉進去了基因，就叫“轉基因動物”，這個技術叫“轉基因技術”。
如今，轉基因技術已用在植物上，把植物作為“生物反應器”。綠油油的田野里，可以長出含維生素A、C的小麥，含動物蛋白的菜……“不用幾年，到超市買水果、蔬菜就得留神一點：抗感冒的蘋果，防肝炎的梨，不能亂吃。”
刷卡便能知基因
楊煥明還告訴記者，未來會有記錄個人基因的身份證，這樣的身份證用處很多。警察查驗身份時，只需用隨身攜帶的基因檢測儀，像刷卡那樣一刷，是不是你本人，需要了解的相關問題便都解決了。
不過楊煥明還提醒，基因圖還需要保密，過多地知道自己的未來，未必是件好事。如果讓保險公司完全了解你的身體狀況，比如知道你40歲時會生何病，你的某些保險將會被拒絕；有的公司還會根據你的“說明書”決定是否雇用你。“今天公布天書草圖還是第一步，未來將有更多科學、社會、倫理、文化問題，等待全世界去關注。”
活500歲沒問題
要不了多少年，人便可以根據“基因圖”調整自己的生活方式，使自己處于最佳的生命環境中，這樣活150歲不成問題。現在，科學家已經可以“撥動”人體的“生物鐘”，如果“生物鐘”問題攻克了，人可以活到500歲。
可是如果地球上都是老人，這又將如何是好?楊煥明笑了：“過于追求長壽，對人類本身沒有好處。所以說科學家還要負起人類的整體責任，有的事不可以做。”
(摘自《新民晚報》作者：張弘)
仿生健身操
仿燕展翅 趴在床上，兩臂靠在身體兩側伸直，然后頭和肩以及雙臂向后上方抬起，與此同時，雙腿伸直向后上方抬高使整個身體像飛燕展翅，反復做10次。對腰腿是個極好鍛煉。
仿貓拱腰 每天清晨睡醒后，趴在床上，撐開雙手，伸直合攏雙腿，蹶起臀部，像貓兒拱起脊梁那樣用力拱腰，再放下高翹的臀部。反復十幾次，可促進全身氣血流暢，防治腰背酸痛。
仿狗行走 像狗走路一樣，將四肢著地，右手和左腳，左手和右腳一起伸出去移動身體前行。每天堅持走20步，可以防治由于長時間站立或行走而引起的腰痛、胃下垂、痔瘡及下肢腫脹等，對防治腰痛尤其有效。
仿蝗翹腿 將身體俯臥，雙肘彎曲，雙手貼在胸部下方的床鋪上。接著，上身仰起，雙腳并攏盡量抬高，緩慢進行3次腹式呼吸，每天可做幾次。效仿飛蝗翹腿的這一動作，能刺激與子宮、孵巢有關的神經，對月經痛、月經紊亂和婦女貧血有一定療效。
深圳華大基因研究院院長汪建這幾天來回穿梭于深圳會展中心與鹽田之間，經常忙到一邊接聽電話、一邊安排事務，同時還要接受采訪。當確認記者的身份與來意之后，他像個充滿干勁的青年人，爽快地蹦到了記者面前。
雖然已經不止一次提及華大早年的經歷，但汪建每每說到此處都頗為動容。1999年當華大的核心團隊拿著人類基因測序任務來到第一屆高交會時，大家都像看怪物一樣，投來異樣的眼光。汪建至今依然感激克林頓：“如果不是克林頓總統表揚我們，同志也不會知道我們。如果不知道，我們也不會上人民日報，也許就從中國發展史上消失了。”
十年過去了，高交會與華大都在成長。高交會已經成為向全國乃至全世界展示高科技的平臺和窗口；而華大因其在生命科學領域的突出成就，成為高交會的明星企業。十年過去了，華大的總部已經南遷深圳，深圳華大的收入成倍增長，隨之產業化戰略全面鋪開。
“再造一個深圳”
“深圳是改革開放的前沿，沒有體制的爭議，我們可以更自由的發揮。”汪建表示。與華大基因一并成長的是深圳經濟發展方式的轉型升級與深圳經濟的核心競爭力。
11月15日，由深圳市政府、中國農業科學院、深圳華大基因研究院共創的中國農業科學院深圳生物育種創新研究院揭牌暨與國際水稻研究所合作全球3000份水稻核心種質資源重測序項目啟動儀式在高交會開幕前夕舉行，打響了高交會重大項目簽約儀式的第一炮。這意味著沒有農村的深圳，將成為中國水稻高產的實驗室。
此外，由汪建擔任理事長的深圳基因產學研資聯盟的新聞會讓媒體再次定焦在這家曾經擔任國際人類基因組計劃中1%測序任務的民間研究機構。“這個聯盟將來會擴展到各行各業，不僅包括生物醫藥，還有IT業和高端制造業，協同促進產業的發展。”汪建向媒體透露，“加入基因產學研資聯盟，對華大來說，有了更大的舞臺。如果將華大比喻成發動機的話，我們需要更多的車廂，而聯盟是可以提供更多車廂的平臺。”
汪建告訴本刊記者：“21世紀是生命科學的世紀。美國政府連續18年在民用科研上的投資中50%以上的資金給予生命科學；美國所有重要理工大學的生命科學的教授和預算已經占到一半以上；北歐和西歐的小國家，比如丹麥、瑞典和比利時，其生命科學相關的產業已經占國家GDP的50%。如果要建立創新型城市，這可以是深圳的未來。我們用5-10年再造一個深圳。深圳未來10-20年甚至更長的時間，GDP的30-40%來自生命科學相關的產業，這就相當于再造一個深圳。”
理想、平臺與未來
當華大基因創始團隊還在海外的時候，大家就經常商量什么時候能夠做一番驚天動地的事業。1999年6月，華大基因研究中心成立。起名“華大”，一方面是為了表示其創始人大多來自美國華盛頓大學；另一方面則表明中華民族強大的愿望，實現愿望的通道便是強大中國的生命科學。
汪建說，是理想、平臺與未來三個關鍵詞，吸引海內外人才來到華大。很多年輕人都是抱著生命科學的理想而來，這里也有讓他們實現理想的平臺。得益于珠三角這個大舞臺，這樣的平臺全世界都只有華大才有。華大不僅僅有全球最先進的設備，更重要的是整體的配套環境。
華大的平臺也讓科學狂人激發出聰明才智。我們在華大團隊的平均年齡只有24歲。年僅35歲的執行院長王俊，1999年加入華大時，還在北京大學讀碩士，此后11年中，成為華大所有重大科研項目的主要參與者和核心完成者。
25歲的科學狂人李英睿，從19歲加入華大以來，已經在《自然》系列和《科學》雜志上發表16篇學術論文，負責基因組多態性識別軟件的開發等一系列重大項目。
汪建告訴本刊記者：“不能用現有的體制去衡量華大。當我們承擔國家重任的時候，我們就會像士兵一樣，全身心投入。如果國家要我們投身于市場經濟大海中，我們就會是一艘自由的戰艦。當國家教育體系允許我們辦學時，我們會是教育體系的尖兵。當我們需要解決生存問題的時候，我們將華大的利益放到最前沿；當我們的生存問題解決時，我們的責任與義務就更重要。”
國家基因庫放在華大，這已說明華大在生命科學領域的學術地位。全球已經有公認的三大基因庫之間，每天都在進行數據交換。三大基因庫更專注于人類健康相關研究，而華大基因運營的國家基因庫將涵蓋人類、動植物和微生物，并且第一次提出了資源庫和信息庫共同組成的建設理念，建設一個更為開放的信息共享平臺。
《自然出版指數2010中國》報告評估，在占據中國前10位的科研機構中，華大基因排名第四，前三位分別是中國科學院、清華大學和中國科技大學。擺脫傳統的體制約束后，在基礎研究與市場應用之間、在科學研究與企業經營之間更加靈活地穿梭游弋，使得華大團隊擁有了更大的舞臺和未來。
科學創新才是“道”
有科學家預言，在“人類基因組計劃”完成后的10至20年內，基因醫學將進入黃金時代。華大基因，這家基礎研究領域的二級機構，在兼顧基礎研究的同時，向市場傾斜。
汪建告訴本刊記者，華大基因最快的民生項目，已經拿到廣東省的批號，是10萬人份的宮頸癌HPV免費普查。
1990年當全球人類基因組計劃啟動時，一個人的基因組序列測試花費了30億美元。華大未來產業化圖景中，最具革命性的是華大預計在2013年推出的1000美元個人基因組檢測服務。
三分鐘演講的技巧
這次回國時間不短，先后訪問了深圳，廣州，香港，廈門，西安，南京，上海和北京。成績也很好，至少有五六個單位對我們的新儀器感興趣。在深圳我們還去東莞 參觀了“中國制造”的威力：一個朋友帶我們去參觀了一個生產儀器外殼的公司，四五十臺沖床擺在那里，什么東西都能生產。“模具”變成了“魔具”。讓我考慮 到“與其被山寨，還不如先自我山寨一番”。“一把雨傘一元人民幣，一做就是四十個集裝箱”這種以量取勝的模式是生物醫療行業所不熟悉的。
最后一站是在北京開第六屆后基因組技術研討會。這是我比較喜歡的會之一， 前面的博客里面也提到。會議的發起人是日立公司的Kambara 教授。這次又和他聊了好一會兒。他們研發的DNA Analyzer (小型測序儀)一小時內可以給八個標本進行測序。儀器和試劑的價格很便宜。如果感興趣給這個技術平臺開發產品也可能找到不錯的市場空間。這個平臺，他們也 已經研發了三年了。缺點是不是封閉系統，PCR產物上這臺儀器進行測序需要開管蓋，有污染的機會。不過這臺儀器還是代表了一個技術突破，能用更少的錢做全 自動測序，也不失為一種“山寨精神”的體現。
這個會有兩個倍受尊敬“老人”來參加，一個是日本人類基因組計劃起始參與人，DNA Chip Research Inc的總裁，Kenichi Matsubara博士(站立致辭者)，另一個是美國人類基因組項目的早期參與者Dr. Charles Cantor(前排就座)。他們在近二十年前參與在日本和美國的人類基因組計劃，現在這個會議被成為“后基因組”他們還(幽默地)人為有點“過分”，其實，看到他們當年栽下的果實今天有了結果，心里是很高興的。但愿我們若干年后也能有這份欣慰。
會議是我在國內開的眾多會議中最成功的一個，參與的人不算多，兩百多人，但是絕大多數都全程參與，發言者認真，聽講者更認真，提問也很踴躍。國外來的科學 家一般都比較規矩，從頭聽到尾，國內一些大牌牛人還是呆不祝學生很多。我還應邀主持了一個從墻報中選出的人的演講，每人只有三分鐘，共三十五名演講者。 但是沒有人超過時間，而且大家講的都很好。會議還給學生演講(墻報)者以獎勵。希望以后更多搞生物的同學能參加這個會議。
看到頭一兩個演講者很緊張，我開玩笑說："only 3 min each， I recommend presenter do not breath between sentences."
其實，如果準備得好，三分鐘足夠了。這就是美國人常說的"elevator pitch"， 要在乘電梯上下那一兩分鐘把你要兜售的產品，技術，或服務講清楚。這是需要許多鍛煉的。比如這次會議給我十分鐘的時間，我用了九分五十六秒：講多重PCR 的需求，難做的原因，我們研發tem-PCR時是如何解決那些難點的。然后講我們都研發了那些產品發表了那些論文;tem-PCR還有那些不足之處;我們 又是如何解決這些新的難點的;新的技術平臺的原理，特點和應用領域等等。十分鐘可以講很多事情了。但是如果讓我做一個elevator pitch， 我可以把那個十分鐘的演講縮短成三句話：“我們之前研發出了一個多重PCR擴增的技術，現在根據市場的需求和回饋又研發出了一個新的多重擴增技術并且還研 發出了一個配套的儀器，它能在封閉體系內做全自動的擴增和檢測”
大家都應該準備一個elevator pitch， 以便機會出現的時候能用上。不過，根據不同的聽眾和不同的交流目的，這個elevator pitch還要有不同的內容。因為只有三分鐘，內容的取舍就很重要，有些同學還花時間在沒用的背景介紹上，有點象文-革時期的八股文：“當前國際國內形勢一 片大好。。。”應該一下就切入題目：我做的是什么?為什么做?有什么結果?結果有什么意義?然后帶一句“歡迎大家去我的墻報看看詳細的數據。” 越短的演講難度越大。每個字都要掂量一番。寧可少講幾句話，也不要把速度增加得過快，演講的節奏要和一般講話一樣。
三分鐘的演講，聽眾連打瞌睡的時間都沒有。還是很緊張的。但愿更多的會議采用這個模式。
人體的每一個形態特征或者生理特征，叫做性狀。人體的性狀是由遺傳物質決定的，基因是遺傳物質中能控制生物性狀的遺傳單位。遺傳物質（DNA）位于染色體上，染色體是遺傳物質的載體。
課本是通過由“性狀的認識”到“基因對性狀控制的認識”進行編排的，符合初中生對事物的認知規律。通過對“探究竟”三個步驟的逐步研究，學生會逐步認識到“性狀染色體控制性狀染色體承載著遺傳物質（DNA）基因是DNA上的功能單位”。
然后，教師在學生研究結論的基礎上組織學生分小組研究“大家談”的問題。在學生得出“基因是遺傳物質基本單位”的結論以后，教師講解“知識鏈”的內容，著重把握（1）染色體、遺傳物質和基因的概念；（2）染色體、遺傳物質、基因和性狀的關系。教學過程中教師可以在一條繩子上染上不同的顏色，每一種顏色的片段就代表一個 基因，以示基因和DNA之間的關系。教師還可以補充DNA和蛋白質是怎樣超螺旋形成染色體的？
二、教學目標
知識目標
1.說明DNA是主要的遺傳物質。[來源:學科網]
2.闡明染色體、DNA、基因之間的關系。
能力目標
通過對控制生物性狀物質的分析，提高邏輯思維的能力。
情感目標
通過閱讀“實際用”中關于中國參加 “人類基因組計劃”的材料，樹立民族自豪感和自尊心。
三、重點難點
重點：（1）染色體、遺傳物質和基因的概念 ；（2）染色體、遺傳物質、基因和性狀的關系。
難點：染色體、遺傳物質、基因和性狀的關系。
難點 突破：引導學生多討論發言，通過相互補充和評價，明確三者之間的關系，為“知識鏈”中這一問題的解決打下基礎。在“知識鏈”中，教師結合圖片說明三者之間的關系。
四、教學媒體
自制的彩繩，相關圖片
五、課時建議
1課時
六、教學過程
（一）導入
教師應該多舉一些關于相對性狀的例子，比如：人有無耳垂、直發與卷發、拇指能否彎曲、中指長于無名指與短語無名指等等，讓學生自己檢查自己屬于哪種類型，并請學生講述自己那里與媽媽長得像，哪里與爸爸長得像，借以引發學生的學習興趣。然后根據這些性狀的例子引出“性狀”的概念。以及“遺傳”的定義。指出后代長得像媽媽或者像爸爸的現象就是遺傳現象。
教師指導學生找出自己的身上的相對性狀屬于哪種類型。（學生積極發言）
（二）講授新課
探究1：
仔細觀察“長臂猿”,“父子情深”圖片。描述親代和子代之間有哪些相似的特征？
可能回答:
學生1:眼睛長得很相。
學生2:嘴長得相。
學生3:手長得也相………等等。培養學生的觀察能力和比較對照能力。
歸納總結
遺傳的概念。
閱讀“小辭典”,根據上圖舉例說出幾個生物的性狀。
每種生物所繁殖的新個體,在形態結構,生理機 能上都和自己的親代相似,這種現象叫遺傳。
長臂猿母子的眼睛都是圓的。眼睛的形狀就是一個性狀.父子的嘴形狀很相,嘴的形狀也是一個性狀。
培養學生的分析,理解和語言表達的能力。
探究2:
仔細觀察一組谷穗照片。分析它們的形狀為什么各不相同？
你 從中獲得了什么信息？因為它們體內的染色體不同。染色體導致生物的性狀不同。培養學生的觀察能力和邏輯思維能力。
討論
谷子細胞中所含染色體數目的不同,會導致谷穗的形狀不同,你能解釋其中的原因嗎？
可能回答:
染色體的變化導致了生物的性狀不同。培養學生的分析,解決問題的能力和小組合作意識。
探究3:觀察“染色體,DNA,基因之間的關系”圖。
明確:染色體的概念和染色體的組成及基因的概念。
找出染色體,DNA和基因三者之間的相互關系。
染色體:細胞核內容易被堿性染料染成深色的物質叫染色體。染色體是由脫氧核糖核酸(簡稱DNA)和蛋白質組成的。DNA上控制生物性狀的小單位叫基因。基因是DNA分子中能控制生物性狀的遺傳單位。DNA是位于染色體上的遺傳物質。染色體是遺傳物質的載體。
討論
你認為遺傳的基本單位是什么？培養學生的分析,解決問題的能力和小組合作意識。
圖片資料分析
“人的每個體細胞內含有23對染色體,玉米的體細胞內含有10對染色體,蚯蚓的體細胞內含有16對染色體,狗的體細胞內含有39對染色體。”分析這個資料說明了什么？
說明：
每種生物的細胞內都含有一定數目的結構不同的染色體,這些染色體是成對存在的。培養學生觀察,分析和解決問題的能力。
討論:
1.知道DNA指紋鑒定有哪些應用嗎？
2.你對人類基因組計劃了解有多少？
可能回答:
生1:用于親子鑒定。
生2:用于犯罪認定。
生3:疾病檢查,遺傳病診斷,血液配型… …等等。
生1:"人類基因組計劃"最早是由美國科學家在20世紀90年代首先提出的。
生2:有美國,英國,德國,日本,法國和中國六個國家參加研究.中國是唯一的發展中 國家。
生3:2002年中國科學家完成了水稻基因組的測序工作……等等。
培養學生收集資料和信息的能力,關注當代生物新成果,新技術同時培養民族自豪感。
（三）學以致用
討論:
為什么種瓜得瓜,種瓜不能得豆？因為生物的性狀是由遺傳物質決定的,瓜的種子中 含有遺傳物質,決定了種瓜只能長瓜，不能長豆。考查學生對知 識的活學活用能力。
認真完成教師 提供的練習題。鞏固加深,使知識內化。
（四）知識拓展
生活在草原上的牛和羊,吃同樣的草,飲同樣的水,但牛肉和羊肉的味道卻相差甚遠,試分析原因。肉的味道是由其蛋白質的 性狀決定的,而不同的蛋白質是由不同的基因決定的,因為牛和羊具有不同的基因,所以牛羊肉味道相差甚遠。激發學生興趣,拓展知識面。
七、小 結
基因是控制生物體性狀的基本單位，存在于DNA上。DNA包含著控制生物體性狀的所有信息。染色體主要是由DNA和蛋白質組成的。每種生物的細胞內都含有一定數目的結構不同的染色體，而且這些染色體是成對存在的。
基因工程、DNA指紋鑒定等技術在世界上發揮著越來越重要的作用，在21世紀必將會發揮更大的作用。
八、板書設計
第二章第一節 一 生物的性狀和遺傳物質
一、生物的性狀
概念：生物體的形態特征或生理特征。
表現：直發和卷發、拇指能否彎曲、有無耳垂……
二、生物的遺傳
［關鍵詞］網絡資源 基因工程 教學效果 學習主動性
［中圖分類號］G434 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1009-5349（2011）08-0209-01
《基因工程》是生物技術專業學生重要的基礎專業課之一，其理論知識較為抽象、不易理解，僅以文字形式的教科書進行教授，學生會感到枯燥，對課程死記硬背。此外，該課程內容涉及實驗技術更新速度快，教材對于新進展無法做到同步更新，從而大大降低了生物技術專業學生對該課程基礎知識學習和實驗技能掌握的效率。網絡資源信息豐富，由于其具有共享性、時效性、強選擇性，并且是學生接受的資源形式，可作為《基因工程》課程的有力輔助教學手段，成為新的課堂教學資源和課后輔助學習的手段，成為培養學生自主學習的一種有效資源。將網絡資源有效應用于基因工程課程的教學中，可有效提高教學效果，培養學生學習主動性。本文在5個方面進行了嘗試應用，以輔助基因工程課程的教學。
一、建立多媒體課件資源庫
僅僅依靠課本的知識不能滿足教師和學生學習的需要，而互聯網為我們提供了海量的有關資料，甚至可以得到相關的多媒體資料等。將其下載到本地的計算機，分析判斷可信度，可按章節及資源形式進行分類，分類后放在文件夾中，以便取用。將各形式資源歸類建立多媒體資源庫，制作可視性較強、生動形象的多媒體課件，便于學生學習和理解，教學效果明顯提高，同時也達到了培養學生學習興趣的目的。
二、科研動態介紹
《基因工程》涉及的實驗技術不斷發展，更新迅速，網絡資源時效性強，動態變化快，最新的科研信息都可以通過網絡得到共享。通過介紹最新的實驗技術、先進的實驗設備和技術手段可達到輔助教學、提高教學效果、提高學生學習主動性的目的。在《基因工程》課程教學中，作者向學生推薦了一些生物類網站，如省略/生物谷；省略生物秀；省略/生物軟件網等等。作者在教學過程中，在教學內容完成后，給學生留出5分鐘時間介紹他們在網絡上查到的與生物技術相關的科研新聞，當學生介紹有人利用工程菌解決農藥殘留問題的新聞后，作者將其中涉及的工程菌的概念、載體構建、轉化重組菌株等相關知識點再向學生們講解以提高教學效果，這種方式不僅提高了學生學習的主動性，而且更好地達到了教學目的。
三、網絡實驗視頻輔助教學
《基因工程》課程中涉及眾多實驗技術，且該領域實驗技術及儀器設備等更新迅速，學校本科教學實驗課開展項目有限，而生物技術專業學生又要求具有良好的實驗動手能力，這就使實驗教學環節中出現了“應該做”和“無法做”的矛盾。網絡資源中存在著大量可共享的實驗視頻，這就為該課程的實驗教學提供了有力的輔助手段，教師可通過網絡視頻的播放同時結合理論進行講解的形式，使學生們掌握和了解更多、更新的本專業的實驗技術。
四、建立師生交流平臺
網絡不僅可以提高知識資源，它還具有超越時空的信息傳遞途徑的特點。學生還可以通過如E-MAIL、ICQ、BBS、CHATROOM、BLOGS、電子白板、網上實時視音頻會議系統等計算機網絡功能與教師和同學進行交流，共同探討課程相關的理論知識和實驗技術。通過交流進一步激發學生學習興趣，學生的學習主動性在課下得到了延續，進而提高了教學效果。
五、PBL教學法的有效輔助資源
PBL是以問題為導向的教學方法，是基于現實世界的以學生為中心的教育方式，它已成為國際上較為流行的教學方法。它具有調動學生的主動性和積極性，提高學生的綜合素質，提高教師對相關學科之間的理解與聯系等優點。其教學思路是教師提出問題――學生查找資料――分組討論――教師總結。學生可以利用一些綜合性的網站如搜狐、網易、新浪等搜索引擎的分類搜索查詢有關網站，也可直接進入一些生物類網站直接輸入關鍵詞搜索。網絡資源成為了PBL教學法的有效輔助工具。在課程中講到DNA測序時，給學生介紹科研動態，提到人類基因組計劃，學生很感興趣。作為問題學生們在網易搜索引擎中鍵入“人類基因組計劃”，瀏覽有關的網頁和網站，就可對人類基因組計劃有一個完整的認識。這樣，既解決了疑難問題，又擴展了知識面，同時提高了利用互聯網解決問題的能力，提高了學生學習的主動性，培養了學生獲得信息的能力。
網絡上不良信息、錯誤信息比比皆是，為了合理有效地在課堂教學中利用網絡資源，教師應作為引導者、組織者，指導學生分析鑒別和選擇那些對自己學習有用的信息，提高學生辨別真偽的能力。并提醒學生掌握信息擴充的“度”，不要過分花費時間和精力。
綜上所述，合理選擇和應用網絡資源，將其作為《基因工程》課程教學的有力輔助工具，可有效提高教學效果，并培養學生的學習興趣，提高學生學習主動性。
【參考文獻】
