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1、 生物学生物学科技改变生活最新科技进展最新科技进展生物学简介生物学简介 生物学生物学由经验主义出发，广泛由经验主义出发，广泛地地研究生命的研究生命的各各个方面，个方面，包括生命起源、进化、构造、发育、功包括生命起源、进化、构造、发育、功能、行为、与环境的互动关系等。能、行为、与环境的互动关系等。1802年，法国年，法国博物学家拉马克最早提出这个名词。生物学内各博物学家拉马克最早提出这个名词。生物学内各领域因此高度连结，与其它学科也日愈整合。领域因此高度连结，与其它学科也日愈整合。 现代生物学现代生物学有有五大基础，也是主要的研究方向：五大基础，也是主要的研究方向：细胞学说细胞学说进化进化基因论
2、基因论体内平衡体内平衡能量能量生物学家通常采用观察和实验的方法生物学家通常采用观察和实验的方法研究生命现研究生命现象。象。 科科学家学家从从很多很多方面方面研究生物，因此研究生物，因此产产生很多生很多研究研究领领域。例如：域。例如：原子和分子原子和分子方向方向：分子生物学、生物化学、：分子生物学、生物化学、结构生物学结构生物学。细胞细胞方向方向：细胞生物学、微生物学、病毒学。：细胞生物学、微生物学、病毒学。多细胞多细胞方向方向：生理学、发育生物学、组织学。：生理学、发育生物学、组织学。宏观宏观方向方向：生态学、演化生物：生态学、演化生物学学。No.1世界首个细胞激光器问世世界首个细胞激光器问世
3、美国马萨诸塞州综合医美国马萨诸塞州综合医院的研究人员成功地制造院的研究人员成功地制造出了全世界首个活的出了全世界首个活的“细细胞激光器胞激光器”他们利用他们利用表达了绿色荧光蛋白表达了绿色荧光蛋白(GFP)的肾脏细胞制造出了一种的肾脏细胞制造出了一种纳秒级的激光脉冲纳秒级的激光脉冲,用单个用单个活细胞作为增益介质产生活细胞作为增益介质产生了激光了激光. 细胞激光器的应用前景细胞激光器的应用前景 首先，将其植入活的动物体内，将大大提高透视扫描首先，将其植入活的动物体内，将大大提高透视扫描的精确度，医生将也能借助这种体内激光而不是体外扫描的精确度，医生将也能借助这种体内激光而不是体外扫描来判断癌症
4、病灶的情况；来判断癌症病灶的情况； 其次，由于不同细胞结构产生的激光在光学性质上有差其次，由于不同细胞结构产生的激光在光学性质上有差异，可以通过分析最后得到的光来研究细胞和机体组织；异，可以通过分析最后得到的光来研究细胞和机体组织； 再次，目前医学上有一种光动力疗法，可把对光敏感再次，目前医学上有一种光动力疗法，可把对光敏感的药物送到要医治的机体部位，然后用光照来激发药效，的药物送到要医治的机体部位，然后用光照来激发药效，最新研制出的这种最新研制出的这种“细胞激光器细胞激光器”也许可以增进这种疗法也许可以增进这种疗法的效果。的效果。NO.2清除衰老细胞清除衰老细胞 人体中的某些细胞会不断分裂，
5、帮助机体人体中的某些细胞会不断分裂，帮助机体组织经常性地组织经常性地“刷新刷新”，但分裂到一定次数，但分裂到一定次数的细胞会渐渐衰老失去分裂能力。衰老细胞的细胞会渐渐衰老失去分裂能力。衰老细胞有有一种一种“坏习惯坏习惯”，会分泌一些刺激肿瘤生，会分泌一些刺激肿瘤生长和扩散的化学物质，长和扩散的化学物质， 其他其他“罪行罪行”还包括还包括损害周围组织，引发老年性炎症等。损害周围组织，引发老年性炎症等。 在实验鼠身上完成的实验显示，清除衰在实验鼠身上完成的实验显示，清除衰老细胞（即那些停止了分裂的细胞）能够推老细胞（即那些停止了分裂的细胞）能够推迟与老龄相关症状（如白内障和肌无力）的迟与老龄相关症
6、状（如白内障和肌无力）的出现。清除了衰老细胞的实验鼠同参照组的出现。清除了衰老细胞的实验鼠同参照组的实验鼠相比，它们的寿命并没有延长，但是实验鼠相比，它们的寿命并没有延长，但是它们却活得更好。它们却活得更好。这项实验成果有望使人们这项实验成果有望使人们的晚年生活更加幸福。的晚年生活更加幸福。NO.3艾滋病基因疗法动物实验取得成效艾滋病基因疗法动物实验取得成效2011年年5月，在月，在血液血液上刊发的论文显示：一名白血病患者上刊发的论文显示：一名白血病患者在进行骨髓移植后，竟意外地治愈了艾滋病，这被称为世界上首在进行骨髓移植后，竟意外地治愈了艾滋病，这被称为世界上首例艾滋病例艾滋病“痊愈痊愈”患
7、者。患者。 2011年年11月月30日，日，自然自然杂志刊登杂志刊登美国加州理工学院大卫美国加州理工学院大卫巴尔的摩教授的巴尔的摩教授的研究论文：小鼠一次性肌肉注射含有抗体研究论文：小鼠一次性肌肉注射含有抗体基因的病毒载体后，便可对基因的病毒载体后，便可对HIV病毒长期病毒长期免疫。免疫。通过使用一种经过改造的腺病毒，通过使用一种经过改造的腺病毒，可以在实验鼠肌肉细胞的基因序列中加入可以在实验鼠肌肉细胞的基因序列中加入一段代码，使得肌肉细胞能够生成和分泌一段代码，使得肌肉细胞能够生成和分泌一些抗体。这些抗体具有帮助机体抑制艾一些抗体。这些抗体具有帮助机体抑制艾滋病病毒的作用滋病病毒的作用,最初
8、是在一些对艾滋病有最初是在一些对艾滋病有抵抗力的患者体内分离得到的。抵抗力的患者体内分离得到的。大卫大卫巴尔的摩教授巴尔的摩教授NO.4抗逆转录病毒药物可以预防抗逆转录病毒药物可以预防HIV “抗逆转录病毒药物治疗可以同时预抗逆转录病毒药物治疗可以同时预防防HIV”列列Science杂志杂志”世界十大世界十大科技进展科技进展”第一位，这项研究由美国北第一位，这项研究由美国北卡州立大学的研究人员完成。卡州立大学的研究人员完成。 艾滋病病毒（艾滋病病毒（HIV）感染者如果在患）感染者如果在患病初期就接受抗逆转录病毒药（病初期就接受抗逆转录病毒药（ARVs）治疗，那么其将病毒传染给治疗，那么其将病毒
9、传染给异异性伴侣的性伴侣的几率减少几率减少96%。该研究结果结束了长期。该研究结果结束了长期以来人们存在的关于抗逆转录病毒药物以来人们存在的关于抗逆转录病毒药物的早期治疗是否同时具有治疗艾滋病患的早期治疗是否同时具有治疗艾滋病患者和减少者和减少HIV传播双重功效的争论。传播双重功效的争论。NO.5英将药物直接送入实验鼠大脑细胞英将药物直接送入实验鼠大脑细胞 将药物递送入大脑细胞内一将药物递送入大脑细胞内一直是医生治疗脑神经疾病时面直是医生治疗脑神经疾病时面临的重大挑战。目前，治疗脑临的重大挑战。目前，治疗脑神经疾病面临的挑战之一是找神经疾病面临的挑战之一是找到让药物突破血脑屏障的方法。到让药物
10、突破血脑屏障的方法。血脑屏障是介于血液和脑组织血脑屏障是介于血液和脑组织之间的屏障结构，其对血液中之间的屏障结构，其对血液中的物质进入大脑具有选择性通的物质进入大脑具有选择性通透的作用，然而，血脑屏障也透的作用，然而，血脑屏障也将药物阻挡在外，成为科学家将药物阻挡在外，成为科学家治疗脑神经疾病时的障碍。治疗脑神经疾病时的障碍。 在最新研究中，牛津大学的科学家在最新研究中，牛津大学的科学家使用实验鼠体内的运载蛋白使用实验鼠体内的运载蛋白外来外来体将药物直接递送到了实验鼠的大脑体将药物直接递送到了实验鼠的大脑细胞内，突破了这道屏障。最近，英细胞内，突破了这道屏障。最近，英国科学家研发出了一种能将药
11、物直接国科学家研发出了一种能将药物直接递送入大脑细胞内的方法，攻克了治递送入大脑细胞内的方法，攻克了治疗阿尔茨海默病、帕金森病和肌肉萎疗阿尔茨海默病、帕金森病和肌肉萎缩症的重大障碍。缩症的重大障碍。NO.6自己种食物的雪人蟹自己种食物的雪人蟹 远离哥斯达黎加的深海之处，科学家发远离哥斯达黎加的深海之处，科学家发现一种蟹类可以在自己的爪子上培育细菌，现一种蟹类可以在自己的爪子上培育细菌，然后当食物吃掉，它们没有视觉功能，被叫然后当食物吃掉，它们没有视觉功能，被叫做雪人蟹，意思是做雪人蟹，意思是“纯洁的生命纯洁的生命”。 这也是这类覆毛蟹中发现的第二种这也是这类覆毛蟹中发现的第二种第一种是第一种是
12、2005年在复活节岛上发现的名为年在复活节岛上发现的名为基瓦多毛怪（也称雪人蟹）的蟹类。基瓦多毛怪（也称雪人蟹）的蟹类。 雪人蟹雪人蟹经常缓慢且有节奏地挥动爪子，这经常缓慢且有节奏地挥动爪子，这一点令人十分迷惑不解。一点令人十分迷惑不解。科学家科学家现在认为，现在认为，雪人蟹挥动前爪主要是让细菌吸收更多的营雪人蟹挥动前爪主要是让细菌吸收更多的营养物质，从而使细菌更易受精繁殖。养物质，从而使细菌更易受精繁殖。目前，目前，雪人蟹不属于此前任何生物分类，雪人蟹不属于此前任何生物分类，科科学家学家以波利尼西亚神话中甲壳类动物的保护以波利尼西亚神话中甲壳类动物的保护神神“基瓦基瓦”命名这个新科属。命名这
13、个新科属。 NO.7日本干细胞培育技术可修复受损视网膜日本干细胞培育技术可修复受损视网膜 日本研究人员利用实验鼠的日本研究人员利用实验鼠的胚胎干细胞人工培育出了视网胚胎干细胞人工培育出了视网膜的雏形结构，这是迄今人工膜的雏形结构，这是迄今人工培育出的最为复杂的生理组织。培育出的最为复杂的生理组织。 研究人员说，人工培育出的视研究人员说，人工培育出的视杯从结构上看与天然形成的视杯杯从结构上看与天然形成的视杯差不多，研究人员正在对人工培差不多，研究人员正在对人工培育出的视杯进行功能测试，即测育出的视杯进行功能测试，即测试它是否真能感受光线并将相关试它是否真能感受光线并将相关神经信号传递给实验鼠的大
14、脑。神经信号传递给实验鼠的大脑。 如果进一步研究能够确认人如果进一步研究能够确认人工培育出的视杯的功能，将非工培育出的视杯的功能，将非常有助于眼科疾病的研究和治常有助于眼科疾病的研究和治疗，如为修复受损视网膜提供疗，如为修复受损视网膜提供解决方案。解决方案。 随着随着“无癌宝宝无癌宝宝”的诞的诞生，植入前基因诊断技术生，植入前基因诊断技术引起了人们的广泛关注。引起了人们的广泛关注。“无癌宝宝无癌宝宝”是一名试管是一名试管婴儿。女婴的父系和母系婴儿。女婴的父系和母系家族几代以来，都有人患家族几代以来，都有人患乳癌或卵巢癌，为了避免乳癌或卵巢癌，为了避免后代继续遗传这种基因，后代继续遗传这种基因，
15、夫妇俩进行人工受孕，即夫妇俩进行人工受孕，即通常说的通常说的“试管婴儿试管婴儿”，并在胚胎植入母体前进行并在胚胎植入母体前进行基因检测。基因检测。NO.8植入前基因诊断植入前基因诊断植入前基因诊断技术通常是先用植入前基因诊断技术通常是先用“试管受孕试管受孕”形成胚胎，然后检验胚胎的基因，再选择不形成胚胎，然后检验胚胎的基因，再选择不具有特定基因具有特定基因(例如癌症例如癌症)的胚胎植入母体，的胚胎植入母体，之后便正常发育为胎儿。这种检验在英国已之后便正常发育为胎儿。这种检验在英国已经越来越多，主要是检验胚胎是否含有会导经越来越多，主要是检验胚胎是否含有会导致囊状纤维化致囊状纤维化(cystic
16、 fibrosis)或或“亨丁顿亨丁顿舞蹈症舞蹈症”的基因。的基因。关于植入前基因诊断的争议关于植入前基因诊断的争议 外界对于外界对于“植入前基因诊断植入前基因诊断”的争议，主要是在的争议，主要是在伦理面。因为这类技术若继续发展，难保望子成龙伦理面。因为这类技术若继续发展，难保望子成龙的父母不会进一步要求筛选出最佳基因组合的胚胎，的父母不会进一步要求筛选出最佳基因组合的胚胎，从而导致有钱的父母能生养出比一般人更优秀、健从而导致有钱的父母能生养出比一般人更优秀、健康及长寿的下一代。康及长寿的下一代。此外，有人认为此外，有人认为“植入前基因植入前基因诊断诊断”不是根除癌症的良方，而是禁止任何有可能不是根除癌症的良方，而是禁止任何有可能患癌症的人出生，漠视了生命的尊严。更有人指出，患癌症的人出生，漠视了生命的尊严。更有人指出，这项保证后代健康的善意技术，很可能会被某些妄这项保证后代健康的善意技术，很可能会被某些妄想扮演想扮演“上帝上帝”的人滥用。的人滥用。 从技术的角度而言，从技术的角度而言，“植入前基因诊断植入前基因诊断”无疑是一无疑是一项造福后代的发明，能帮助无数患遗传性疾病的夫妇项造福
