时间：2022-07-09 01:08:49
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人类基因组计划，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
人类基因组计划测定24条染色体。染色体是细胞在有丝分裂或减数分裂时DNA存在的特定形式。细胞核内，DNA紧密卷绕在称为组蛋白的蛋白质周围并被包装成一个线状结构。
基因（遗传因子）是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖，演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。
（来源：文章屋网 ）
“人类基因组计划”与“曼哈顿原子弹计划”“阿波罗登月计划”并称为自然科学史上的“三大计划”。继人类基因组计划之后，生命科学领域又迎来一件大事――地球生物基因组计划（Earth BioGenome Project，EBP）即将启动，目标是破译地球上所有生命的基因组。这一具有历史意义的项目吸引了全球科学家的关注。
据EBP目组成员介绍，整个项目大约需要40亿美元的投入，相当于两架轰炸机的价格，1万个美国总统的年薪，也与人类基因组计划的投入相当（人类基因组计划耗时13年，测序一个人的基因组花费约30亿美元）。项目组的科学家们表示，如果获得资金支持，该计划有望在10年内完成。
从两年前提出“测序所有地球生命”的愿景，到BioGenomics2017大会上提出EBP的纲要，这一项目已彻底点燃生物学家们的热情，将极大推动所有真核生物的研究――包括所有植物、动物、真菌以及如阿米巴虫之类的单细胞生物。
EBP项目将首先集中完成约9 330个真核生物科级别代表性物种的基因组，从而获得与人类参考基因组相当或比人类参考基因组更好的参考基因组。接着，在14万至20万个真核生物属中，对来自每个属的一个物种进行基因组草图绘制。最后，对剩下的150万个已知的真核生物物种的基因组进行低覆盖测序。这些精细度不同的基因组之间还能通过比较分析或进一步测序，帮助科学家获知更多的信息。
EBP计划的意义重大。据工作组成员介绍，这是第一个真正意义上的全球大型基因组测序项目，能让世界上数千名科学家和数百万民众参与，所产出的数据超过1EB（相当于1亿部高清电影播放2.3万年），将推动全新计算算法、分析方法和模型的创立，革新人们对生物学的理解，并有望极大改善物种保护工作，为农业、医药和生态系统服务创造新的基因资源。
虽然EBP项目的落地还存在一些尚待解决的问题，但类似的国际合作项目已有成功的先例。随着基因科技的飞速发展，科学家们已经破译了许多地球物种，并组建国际级合作小组，发起覆盖海、陆、空物种的多项计划。如同样致力于生物多样性保护的华大基因与史密森学会已经共同维护和推动了多项国际合作项目――旨在构建约10 500种现存鸟类的基因组图谱，实现对鸟类生命之树的数字化重建，并解码遗传变异和表型差异之间联系的B10K项目；旨在完成10 000个脊椎动物的基因组，并通过这些脊椎动物的遗传多态性，为生命科学以及全球生物保护提供强有力帮助的G10K项目；旨在对1 000种昆虫的转录组进行研究，揭开昆虫演化之谜的1KITE项目等。
EBP项目的提出将有助于整合世界各地的地球生物基因组研究，使之形成更有价值的科研体系，促进物种研究工作有序而高效地进行，进而帮助人们全面了解地球生命演化的奥秘。（据新浪网）
通过对基础知识的复习，学生对各知识点已有一定认知，但如何将这些零散的知识点通过一定主线连接起来，使学生真正理解生物体结构与功能、部分与整体、生物与环境的统一关系，并使用恰当的方法验证生物学事实，同时，能熟练地应用生物学知识解决社会热点问题，这在综合复习中就要把握一定的方法和技巧，以便达到事半功倍之效果。
一、从面到点，培养学生对生物知识的综合理解能力
综合科目考试首先强调的是学科内综合，在综合复习中，教师通过各种途径挖掘生物学各部分知识之间的相互联系，建立节与节、节与章、章与章之间的知识网络，形成完善和综合的知识体系，这是学生形成生物学科内综合能力的关键，也是培养学生综合能力的基础。笔者认为，在综合复习中采用从面到点的方法有利于达到此目的。如在复习时可通过“细胞”“新陈代谢”“DNA”“染色体”等专题进行综合复习，以此为面，引出各相关知识点。在复习中教师通过设疑、引导、提问、讨论等方法，让学生建立一套知识网络，教师再予以完善，以此培养学生的分析、理解、综合能力。如关于“染色体”可形成如下网络：
运用这些知识图解复习，可使学生理解和掌握高中生物教材各章节知识之间的纵横联系，对一个概念、原理从全面、系统、立体的角度认知，避免知识之间的脱节现象，促进学生知识的迁移。
二、由内到外，培养学生对生物知识的综合应用能力
高中生物要求学生“能应用生物学基本知识分析和解决一些日常生活和社会发展中的有关现实问题，能够关注生命科学发展中的重大热点问题。”在高考综合复习中，由课本内知识联系解决课本外的知识，不仅可以巩固生物学基本知识，更培养和提高了学生动用知识解决实际问题的综合应用能力，因此，要求师生多搜集与生物相关的社会热点，以此为背景编制成习题，运用生物学知识解决。如关于人类基因组计划可编制习题为：
人类基因组计划（HGP）启动于是1990年，由美、英、日、德和中国的科学家研究。2000年6月26日，六国科学家绘制出人类基因组框架。科学家对人类基因的面貌又有新的发现，经过初步测定和分析，人类基因组共有32亿个碱基对，包含了大约3万到4万个蛋白编码基因。研究还表明，人类蛋白质有61%与果蝇同源，43%与线虫同源，46%与酵母同源。人类17号染色体上的全部基因几乎都可以在小鼠11号染色体上找到。
根据以上材料回答以下问题：
（1）人类基因组计划需要测定人类 条染色体上碱基的排列顺序，它们分别是 。
（2）人类基因共有32亿个碱基对，其碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，具体讲是指 。
（3）人类、线虫、酵母等生物有共同的基因，说明这些生物在进化上具有 。
（4）人类基因组蕴藏有人类生、老、病、死的绝大数遗传信息，破译它将对疾病的诊断 等具有重要意义。
由此可知，应用生物学基本知识分析和解决一些日常生活和社会发展中的关知问题，关注生命科学发展中的热点问题，不仅弥补现行教材的不足，还能体现高考时代感和先进性，是高考试题的热点，因此，在综合复习中一定要予以重视。
三、由此及彼，培养学生设计和完成实验的能力――思维能力
关键词: 《医学遗传学》爱国主义爱国主义教育
爱国主义是人们对祖国忠诚和热爱的思想,以及为她的独立和富强而顽强奋斗甚至英勇献身的强大精神力量。列宁说:“爱国主义就是千百年来巩固起来的对自己祖国的一种最深厚的感情。”爱国主义教育的重点是广大青少年。《医学遗传学》是中等卫生职业教育助产专业的一门重要的专业课程。笔者在授课过程中,除了教授学生医学遗传学基本知识外,还结合课程,不时机地进行爱国主义教育,培养和激发学生的爱国主义情感,提高他们的爱国主义觉悟,从而使他们树立正确的人生观和价值观。
1.关注我国遗传学方面的成就,激发爱国热情
在教学设计中,笔者有意识地穿国在遗传学方面取得的成就,使学生了解我国科学家在医学遗传学研究中作出的重大贡献,激发学生的爱国热情。例如在讲到我国医学遗传学的发展史时,笔者介绍我国医学遗传学的实验研究工作开始于20世纪60年代。60年代初期,项维、吴等科学家首先报告了中国人的染色体组型,标志着我国人类细胞遗传学的开始;上海第九人民医院对血红蛋白病的研究,以及中国医学科学院和中山医科大学对红细胞葡萄糖6-磷酸脱氢酶缺乏症开展了实验性研究,标志着我国生化遗传学的开始;哈尔滨医科大学有关PTC尝味能力的调查标志着我国群体遗传学的萌芽。20世纪80年代后期,我国的细胞遗传学的研究更为深入,引进了先进的高分辨显带技术、显微切割及微克隆技术,探针技术、PCR技术被迅速应用于遗传病的研究,标志着分子细胞遗传学的兴起。近些年来,我国在分子代谢病的突变性质、癌基因和肿瘤抑制基因的研究、分子生物技术的应用、产前基因诊断及基因治疗等方面都获得了可喜的成果。1999年9月中国加入人类基因组计划并承担了1%的测序任务。2000年中国与其他担任人类基因组计划的美、英、日、法、德等国家几乎同时宣布各自承担的人类基因组工作草图绘制成功。这些事例表现了中华民族的聪明智慧,使学生深信我国医学遗传学的发展必将迅速赶上世界先进水平,从而增强了学生的民族自尊心和自信心,激发了学生的爱国热情。
2.肯定优势,正视差距,进行中国国情教育
国情教育既要激发学生的荣誉感,又要增强学生的危机感。在向学生介绍我国遗传学方面的成就时,教师应结合实际,肯定我国存在的优势,但也要向学生实事求是地讲清与西方发达国家存在的差距,增强学生的时代使命感和社会责任感,鼓励学生更好地发扬艰苦奋斗、勤俭建国的创业精神。例如讲到“人类基因组计划”时,笔者除了向学生介绍人类基因组计划的具体内容外,还告知学生人类基因组计划是当今生物医学科学最前沿的领域,可与曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划媲美,我国于1993年也加入了该项目研究工作,为人类了解自身全部遗传信息作出了贡献。但是,在对人类30亿碱基对的测序任务中,我国只承担人类基因组1%的测序任务,我国和世界科技水平之间存在着差距。这激发学生刻苦学习、顽强拼搏的精神,受到爱国主义思想的熏陶。
3.结合教学内容,进行法制教育
《医学遗传学》中有许多内容和我国《婚姻法》有着密切联系。比如说,《婚姻法》第七条规定:“有下列情形之一的,禁止结婚:(一)直系血亲和三代以内的旁系血亲;(二)患有医学上认定不应当结婚的疾病。”在讲授“遗传病的诊断、防治与遗传咨询”这一章时,笔者援引《红楼梦》中宝玉和黛玉的爱情、宝玉和宝钗的婚姻故事,让学生设想:“在现代,按照《婚姻法》,宝玉能否和黛玉或者宝钗结婚?宝玉和宝钗结了婚,两人生出有遗传病或先天缺陷的子女的机率会如何?”这引起了学生热烈的争执和讨论,使学生更深刻地理解了国家法律禁止近亲结婚的依据,就是因为近亲婚配会导致隐性遗传病的出生率和生出遗传性缺陷、先天性畸形和流产、死产的几率比一般群体要高得多。所以,避免近亲结婚是一种防治遗传病的有效手段。
在我校,大多数学生来自农村家庭,而农村群众由于普遍受教育程度较低,法制观念淡薄。曾经就有学生问:“老师,在我家村子有一家人,养有一个重度智力低下的儿子,可他爸妈去年帮他讨了一门媳妇,说要冲喜传后,这样对吗?”笔者在课堂上就举了这个例子,告诉学生这对夫妇的做法非常错误,他们儿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,需要他人长期照顾,且大多数患者无生育能力,并不能“传后”,少数患者有生育能力,但将疾病传给后代的风险较高,这样的婚配严重违反了《婚姻法》,对家庭和社会的危害非常大。通过课堂知识与法制教育的结合,学生提高了法律意识,并直接影响到自己今后的生活和工作。
4.联系本地区实际,进行爱家乡教育
[论文摘要]生物信息学是80年代以来新兴的一门边缘学科，信息在其中具有广阔的前景。伴随着人类基因组计划的胜利完成与生物信息学的发展有着密不可分的联系，生物信息学的发展为生命科学的发展为生命科学的研究带来了诸多的便利，对此作了简单的分析。
一、生物信息学的产生
21世纪是生命科学的世纪，伴随着人类基因组计划的胜利完成，与此同时，诸如大肠杆菌、结核杆菌、啤酒酵母、线虫、果蝇、小鼠、拟南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因组计划也都相继完成或正在顺利进行。人类基因组以及其它模式生物基因组计划的全面实施，使分子生物数据以爆炸性速度增长。在计算机科学领域，按照摩尔定律飞速前进的计算机硬件，以及逐步受到各国政府重视的信息高速公路计划的实施，为生物信息资源的研究和应用带来了福音。及时、充分、有效地利用网络上不断增长的生物信息数据库资源，已经成为生命科学和生物技术研究开发的必要手段，从而诞生了生物信息学。
二、生物信息学研究内容
（一）序列比对
比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。序列比对是生物信息学的基础。两个序列的比对现在已有较成熟的动态规划算法，以及在此基础上编写的比对软件包BALST和FASTA，可以免费下载使用。这些软件在数据库查询和搜索中有重要的应用。有时两个序列总体并不很相似，但某些局部片断相似性很高。Smith-Waterman算法是解决局部比对的好算法，缺点是速度较慢。两个以上序列的多重序列比对目前还缺乏快速而又十分有效的算法。
（二）结构比对
比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性。
（三）蛋白质结构预测
从方法上来看有演绎法和归纳法两种途径。前者主要是从一些基本原理或假设出发来预测和研究蛋白质的结构和折叠过程。分子力学和分子动力学属这一范畴。后者主要是从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构。同源模建和指认（Threading）方法属于这一范畴。虽然经过30余年的努力，蛋白结构预测研究现状远远不能满足实际需要。
（四）计算机辅助基因识别
给定基因组序列后，正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置.这是最重要的课题之一，而且越来越重要。经过20余年的努力，提出了数十种算法，有十种左右重要的算法和相应软件上网提供免费服务。原核生物计算机辅助基因识别相对容易些，结果好一些。从具有较多内含子的真核生物基因组序列中正确识别出起始密码子、剪切位点和终止密码子，是个相当困难的问题，研究现状不能令人满意，仍有大量的工作要做。
（五）非编码区分析和DNA语言研究
在人类基因组中，编码部分进展总序列的3－5%，其它通常称为“垃圾”DNA，其实一点也不是垃圾，只是我们暂时还不知道其重要的功能。分析非编码区DNA序列需要大胆的想象和崭新的研究思路和方法。DNA序列作为一种遗传语言，不仅体现在编码序列之中，而且隐含在非编码序列之中。
三、生物信息学的新技术
（一）Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)
描述了一种利用DNA探针阵列进行基因组研究的方法，其原理是通过更有效有作图、表达检测和多态性筛选方法，可以实现对人类基因组的测序。光介导的化学合成法被应用于制造小型化的高密度寡核苷酸探针的阵列，这种通过软件包件设计的寡核苷酸探针阵列可用于多态性筛查、基因分型和表达检测。然后这些阵列就可以直接用于并行DNA杂交分析，以获得序列、表达和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介绍了一种新的基于专用定量表达分析方法的基因表达检测系统，以及一种发现基因的系统GeneScape。为了有效地抽样表达，特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的发生和冗余程度。他在酵母差异基因表达的大规模研究中对该技术的性能进行了验证，并论述了技术在基因的表达、生物学功能以及疾病的基础研究中的应用。（二）基因的功能分析
Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)论述了人类基因组计划的下一阶段的任务基因组水平的基因功能分析。这一阶段产生的数据的分析、管理和可视性将毫无疑问地比第一阶段更为复杂。他介绍了一种用于脊椎动物造血系统红系发生的功能分析的原型系统E-poDB，它包括了用于集成数据资源的Kleisli系统和建立internet或intranet上视觉化工具的bioWidget图形用户界面。EpoDB有可能指导实验人员发现不可能用传统实验方法得到的红系发育的新的药物靶，制药业所感兴趣的是全新的药物靶，EpoDB提供了这样一个机会，这可能是它最令人激动的地方。
Babbitt(UniversityofCalifornia,SanFrancisco,CA,USA)讨论了通过数据库搜索来识别远缘蛋白质的方法。对蛋白质超家族的结构和功能的相互依赖性的理解，要求了解自然所塑造的一个特定结构模板的隐含限制。蛋白质结构之间的最有趣的关系经常在分歧的序列中得以表现，因而区分得分低（low-scoring）但生物学关系显著的序列与得分高而生物学关系较不显著的序列是重要的。Babbit证明了通过使用BLAST检索，可以在数据库搜索所得的低得分区识别远缘关系（distantrelationship）。Levitt(Stanforduniveersity,PaloAlto,CA,USA)讨论了蛋白质结构预测和一种仅从序列数据对功能自动模建的方法。基因功能取决于基因编码的蛋白质的三级结构，但数据库中蛋白质序列的数目每18个月翻一番。为了确定这些序列的功能，结构必须确定。同源模建和从头折叠（abinitiofolding）方法是两种现有的互为补充的蛋白质结构预测方法；同源模建是通过片段匹配（segmentmatching）来完成的，计算机程弃SegMod就是基于同源模建方法的。
（三）新的数据工具
Letovsky(JohnshopkinsUniversity,Baltimore,MD,USA)介绍了GDB数据库，它由每条人类染色体的许多不同图谱组成，包括细胞遗传学、遗传学、放射杂交和序列标签位点（STS）的内容，以及由不同研究者用同种方法得到的图谱。就位置查询而言，如果不论其类型（type）和来源（source），或者是否它们正好包含用以批定感兴趣的区域的标志（markers），能够搜索所有图谱是有用的。为此目的，该数据库使用了一种公用坐标系统（commoncoordinatesystem）来排列这些图谱。数据库还提供了一张高分辨率的和与其他图谱共享许多标志的图谱作为标准。共享标志的标之间的对应性容许同等于所有其它图谱的标准图谱的分配。
Candlin(PEappliedBiosystems,FosterCity,CA,USA)介绍了一种新的存储直接来自ABⅠPrismdNA测序仪的数据的关系数据库系统BioLIMS。该系统可以与其它测序仪的数据集成，并可方便地与其它软件包自动调用，为测序仪与序列数据的集成提供了一种开放的、可扩展的生物信息学平台。
参考文献：
关键词：人工生命；人工智能；人造生命；物理主义
中图分类号：N031 文献标识码：A 文章编号：16711165(2011)02002104
一般认为，“人工生命”、“人工智能”和“人造生命”是三个分别从计算机科学领域、智能研究和基因工程领域提出的概念。20世纪90年代未，中科院曾邦哲提出人工生物系统（artificial biosystem）的工程生物系统概念，用以整合计算机领域和遗传工程领域的两个概念。概念上的整合一方面体现了“人工生命”与“人造生命”两者之间的承接性，另一方面也预示着“人工生命”发展与生物学理论发展之间的密切关联。诚如“人工生命是具有自然生命现象的人造系统”[1]，那么进入微观领域，生命规律的探索与对生命分子的操作使得“人工生命”具有了反身性。这种反身性恰恰体现了“人工生命”研究并不在于使人“非人化”［2］，使生命也成为技术的对象，而是包含了一定生命认识的特殊生命活动。那么，剖析人类基因组计划的推进过程，就可能找到“人工生命”概念演进背后内在思想动因，从而为洞悉生命科学发展趋势提供一条线索。
一、“人工生命”阶段：肯定物理主义
在人体细胞核内，质量只有0.0000005毫克，宽度仅为0.02微米的DNA包含着大约30亿个碱基排列。科学家相信人类DNA序列是人类生命的决定因素，人类生命活动中发生一切事情都与这一序列息息相关。［3］除了特殊情况之外，DNA中含有的庞大信息能够被一字不差地复制，然后传给后代。要想获得这些信息，就需要测定DNA序列的碱基序列，这也是人类基因组计划的核心工作。那么，测序工作则成为“人工生命”的一个阶段，对生命信息传递过程的模拟也就构成了“人工生命”研究的起点。
基于人类全部24条染色体中3×109个碱基具有固定性的化学关系即A-T、G-C，于是DNA碱基序列的测定工作实际上可以被描述为科学家接受生命分子信号的过程。应用申农所建立的一般信息系统模型，在一定的指令下进行信号传递成为“人工生命”的最初目标。强人工生命观念将“生命系统的演化作为一个可以从任何特殊媒介物中抽象出来的过程”(John Von Neumann)。以抢占计算机存储的方式，生命演化过程被计算机程序模拟出来。人们相信，如果生命遵循既定的程序，那么只要编写好程序，生命就能进行准确的信号传递，也就实现了“人工生命”。首先试图为生命编写程序的是生物学家林登迈尔。20世纪60年代中期，林登迈尔为红海藻、青苔等植物的生长发育建立模型，提出了一种被称为“L-系统”的形态发生系统，又被称为“繁殖（发生）算法”。在编写好的程序下，生命系统转化为信号系统。生命信号模型以量化或模型化的方式来展示生命的属性。这意味着：“如果具有冯•诺伊曼式的自我复制能力或繁殖的能力，那么这个实体就是有生命的。”［4］
冯•诺伊曼所证明的自我繁殖的生命信号系统应和了人们对微观生命分子世界的物理主义观点，其实质是将诸如细胞这样一个具有新陈代谢功能的生命单元放在既定的关系下。尽管将生命活动视为一种生命信号传递颠覆了传统的生命物质实体论，却仍然将生命置于某种固定关系下，意味着其也不可能跳出物理主义的决定论框架。一方面，“人工生命”研究进行了生命信号传递模，并在计算机领域中建立虚拟生命系统；另一方面，人们在质疑申农的一般信息模型的同时也开始质疑“人工生命”。针对申农的一般信息模型，有学者认为：“申农通讯信息系统模型具有两方面的重大缺陷：一是该模型未能注意信息系统的一般反馈性机制；二是该模型描述的还仅仅是信息接收系统。”［5］可见，申农的一般信息模型不具有反馈性机制或不能够自创生。于是，这样一种生命的信息论观点，即“在生命运动之中物质实体-载体是流动的，组织形式-信息才是稳定保持的”［6］，表明“人工生命”所模拟的对象是在既定关系之下的生命信号的传递过程。
面对人类基因组计划这样巨大的基因工程项目，测定了组成人类DNA的约30亿个碱基中85%的碱基序列只是完成了所谓工作草图。获得的基因草图只是为给基因命名、分析基因创造了条件，需要进一步找到能够提供信息的标记基因，进行基因追踪，但寻找基因的工作却相当复杂。一般信息模型不可能作为模拟这一活动的基础。
二、“人工智能”阶段：怀疑物理主义
一般认为，人类共有5万~10万个基因，如果某个基因发生了变异或者产生缺陷，必然会引起机能上的障碍。根据变异的DNA标记基因来确定另外一个基因的位置，这样就可以将其位置制成详细的地图，通过检查DNA序列来识别基因突变。学者们以DNA标记为基础的DNA基因图谱寻找致病基因。在一阶段，“人工生命”模拟的对象是寻找基因，而寻找基因的关键则体现为对信息的识别。人类基因组计划在此阶段的工作可以反映“人工智能”的研究。
尽管早在1956年，美国的麦卡锡就提出“人工智能”(artificial intelligence)概念，但直到20世纪80年代末，人们才将“人工智能”作为“人工生命”的一种形式。“人工智能”阶段需要计算机能够准确识别信息。对于智能的研究涉及诸如意识（consciouness）、自我（self）、心灵（mind）、无意识（unconscious mind）等问题。对此，之前将生命作为信号系统的一般信息模型显然无法发挥作用。面对信息的识别和反馈机制等一系列问题，人们试图将信息学、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学各学科整合，并在计算机领域实践，甚至在机器人、经济政治决策、控制系统、仿真系统中应用。然而，这种学科上的整合并没有使人们找到合适的模型来取代之前的信号模型用以描述识别信息过程所具有的非线性特征。
对此，一部分学者试图通过重新定义“人工智能”概念，区分出强“人工智能”和弱“人工智能”的方式来解决问题。弱“人工智能”用模拟识别信息后所表现出的行为来反推对信息的识别，也就是让机器的行为看起来就像是人所表现出的智能行为一样。而强“人工智能”则将识别信息的功能强加于计算机，如约翰•罗杰斯•希尔勒（John Rogers Searle）就计算机和其他信息处理机器的工作形式提出“计算机不仅是用来研究人的思维的一种工具；相反，只要运行适当的程序，计算机本身就是有思维的”［7］。无论是强“人工智能”还是弱“人工智能”，都将“人工智能”划分为四类：机器“像人一样思考”、 “像人一样行动”、“理性地思考”和“理性地行动”。但是，这两种观点都没有进一步对任何一种类型进行模型化。这就表明尽管在观念上人们已经不再将生命系统作为信号系统，但其仍成为“人工生命”模拟的对象。
1999年，获得了诺贝尔生理学或医学奖的布洛贝尔创立了著名的“蛋白质的命运”假说，即关于新生成的蛋白质去向的“信号假说”。他认为细胞内存在某种信号，这种信号决定了新生成的蛋白质的去向。这意味着每个蛋白质都能够获得向某个地方移动的信息，就像邮编一样，可以让蛋白质找到准确位置。也就是说，由十几个氨基酸组成的“信号肽”使得蛋白质能够识别信息，并在某种程度上具有了主动性。这种主动性与物理主义的决定论观点发生了冲突。
弄清各种基因各自会生成何种蛋白质成为需找基因的重要环节，因为如果知道了信号肽的基因，就可以知道周围的基因是决定何种蛋白质的基因。“信号肽”的发现大大推进了人类基因计划，然而，“人工智能”研究中并没有明确给出一个可以超越一般信息模型的新模型。
三、“人造生命”阶段：突破物理主义
在识别了基因信息之后，就需要对基因突变作出解释。人们已经发现，致命的基因突变由于地域特征和环境不同，其结果也会各不相同。这就意味着，人们在对待人类基因时必须考虑环境的因素：一方面，环境可能使基因突变形成恶性基因，另一方面则也能促使发生有益的突变，从而形成更为适应环境的基因整体。从后者来看，环境如何引发新基因整体的形成就成为对基因与环境之间关系所进行的解释，这也就成为人类基因组计划的后期工作，此阶段的“人工生命”研究也将面临更为深入的问题。
“对基因整体性的认识大体有两类。一类是在分子遗传学坚信基因独立性存在的前提下，根据不同功能种类的基因间的协同关系诠释基因系统的整体存在。而今，这一方向已在原核生物领域取得辉煌的成果；另一类是在关注物种(种群)的发育和进化并结合分子生物学的基础上，探究基因的整体存在，即基因集成、基因组织单元及其关系的研究。目前，这一方向已受到综合进化论者及其他一些生物学者的高度重视。”［8］后者恰恰体现了环境对基因的作用。“人造生命”的提出则将这种作用的意义凸显出来。从其他生命体中提取基因建立新染色体的操作，实际上就是将特定基因从已有的环境中分离开来，再将提取的基因染色体放入新的环境之中，即嵌入已经被剔除了遗传密码的细胞中，这样染色体在新环境中形成新的基因组织，控制这个细胞，发育变成新的生命体。2010年5月20日，美国私立科研机构克雷格•文特尔研究所宣布：世界首例人造生命――完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生，并将“人造生命”起名为“辛西娅”。这项具有里程碑意义的实验表明：新的生命体可以在实验室里“被创造”，而不是一定要通过“进化”来完成。“辛西娅”的产生在一定意义上证明了可以通过人工环境能够实现对基因的作用。
“人造生命”为“人工生命”提出了更深层次的问题。“人工生命”概念不同于传统生命观和科学观。“传统生物学用分析方法研究生命。通过分析，解剖现有生命的物种、生物体、器官、细胞、细胞器，即通过分析现有生命的最小部件来理解生命。人工生命用综合方法研究生命，在人工系统中对简单的零件进行组合，使其产生类同生命的行为，力图在计算机或其他媒体中合成生命。”［9］“人造生命”则进一步模拟生命整体功能如何形成。这也改变了对生命的认识，从“如吾所说的生命（lifeasweknowit）”转变为“如其所能的生命（lifeasitcouldbe）”［10］。生命作为各个功能叠加的物理主义观念被打破，取而代之的是一种功能整体性观念。
“人造生命”已有的成果在一定程度上揭示了环境对基因整体功能的作用机制，如果能够找到体现这种机制的模型，就将推动生命科学的发展。事实上，人类基因组计划都是建立在DNA分子序列的符号化前提下的。没有这种符号操作，人们就不可能应用计算机来获得、识别并整合生命信息。而这一符号学思路恰恰应和了美国著名的科学家、认知心理学家、人工智能学家西蒙（Simon Blackurn）的理论。西蒙的“物理符号系统假设”进一步阐释了这一思路。“物理符号系统假设”强调“所研究的对象是一个具体的物质系统，如计算机的构造系统、人的神经系统、大脑的神经元等。所谓符号就是模式，如任何一个模式，只要它能和其他模式相区别，他就是一个符号。”［11］“物理符号系统假设”从信息论模型进入了符号学模型。“人工生命”从对“生命表现出的行为的功能模拟”转向对“生命内在创造机制的功能模拟”。
这种符号学模型提示，在经常变化的环境作用下，微观生命分子形成了不同的功能整体，具有内在的适应性意义。人们在无法支配环境的情况下支配基因，就可能造成有害的影响。从“人工生命”、“人工智能”到“人造生命”的概念演进，可以得出承认生命本身具有内在意义，具有一定的主动性将成为未来生命科学理论发展的一种趋势。
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“基因测序本身只是个技术，这个技术希望达到的目的是对人类自身和我们身边的世界在基因水平上的认识。”王俊说，“不管是谁最终引领，生命科学这个浪潮都会往前走，我更希望我们能够在其中起到引领作用。”
被导师“激将”成为华大“元老”，用速度和韧劲占据基因研究领域前沿
1990年，“国际人类基因组计划”正式启动，由美、英、日、德、法及中国6国科学家共同承担人类基因组测序工作，计划花30亿美元，用十多年时间测出人类的所有基因，像医学里画解剖图一样，画出人类的基因地图，以有助于我们认识疾病、长寿、衰老等生命现象的机制，为疾病治疗提供科学依据。
1999年7月，北京华大基因研究中心正式成立，承接了人类基因组计划1%测序项目。当时年仅23岁，还是北京大学生物学研究生的王俊，承担起所有数据的分析处理任务。此后13年，这位最年轻的“元老”成为华大所有重大科研项目的主要参与者和核心完成者。
当时，他的导师李松岗教授受中心创建者杨焕明院士的委托遴选进入这一项目工作的人才，他选中了王俊。然而王俊最初对去遗传所人类基因组中心并没有表示出特别的兴趣。了解其性格的李松岗教授用一句“你去了人家还不一定要你！”成功激将，于是王俊加入了这项让中国在世界遗传学领域占据一席之地的人类基因组计划。在这一项目中，既有生物背景又有计算机和数学能力的王俊迅速找到了自己的位置，成了生物信息平台的主力。
到2001年，华大所承担的人类基因组任务已进入尾声，目光移向了水稻。水稻是最重要的粮食作物之一，它的基因组是禾本科粮食作物中最小的，易于进行遗传操作，对这个作物的测序，既有经济意义，又有科学价值。
为了赶在竞争对手前拿出结果，仍在读研究生的王俊带着他的团队展现了惊人的速度――用74天的时间完成了水稻的测序，经过信息分析团队的核验，最终，比对手提前了约一个月，华大发表了自己的结果，震惊了国际学界。
在对这个团队的报道中，国际知名的《科学》杂志提到了实验室中那些“年轻而不知疲倦”的面孔，那些写着“速度、速度、速度”的横幅，以及计算机室一角的一把锄头，意思是“数据挖掘”。
在水稻基因测序项目中，王俊第一次显露了他在基因研究领域的潜质――根据当时的测序方法，整条的基因被随机地切成数百个碱基的片段，只要片段的数目足够多，切得足够随机，就可以借助片段头尾的相互覆盖把它们拼接起来――当然，这只是理想的情况，实际情况是，大量的重复序列会导致错拼。而王俊所负责的生物信息部门，就是主要负责这些片段的拼接和分析。为了解决这些重复序列，他率领这个团队想了很多办法，使得拼接接近了理想状态。
2007年，王俊领导的团队完成了第一个中国人基因图谱，首次完整地解读了中国人的基因。按照王俊的解释，基于这个基础就可以展开可防、可治、可干预的各类基因检测。
如今，年仅36岁、已担任华大执行院长的王俊成为了当今世界最大的基因测序机构的掌门。在他的手下，汇聚了一个4000人的团队。这个团队至今已在《自然》《科学》《细胞》等世界顶尖的科学杂志上发表了近百篇高水平论文，其中王俊个人就发表了60余篇，成为世界基因研究领域的代表人物之一。
“重新去构建人类对健康的认识、对农业的认识、对环境的认识――这就是我们想做的事。”
依靠国家开发银行的一笔10年15亿美元的贷款，2010年1月华大订购了每台单价数十万美元的128台高通量测序仪HiSeq2000。到今天，华大已经拥有137台高通量测序仪，测序能力是全球总测序能力的一半以上。而这种“神机”的速度，一位工作人员介绍：“测一个人的基因组，人类基因组计划用了13年，用升级后的新测序仪只需27小时。”
对购买这些测序仪的理由，王俊解释：“我们只是顺势而为，并没有刻意要成为全球最大或什么的。想做的事情，倒推过来需要这样一种测序能力和分析能力，最终规模就变成了今天的样子。”
基因是什么？在作为这一领域领军人物的王俊看来，基因是最“根本”的东西。从“根本”两字出发，现在他领导的华大在科研上作出两大战略选择：基于人类健康的人类基因研究，和基于解决人类吃饭问题的农作物基因研究。
为此，从组学到产业，从生物信息到应用贯穿，王俊在华大建立起9个中心，包括植物育种中心、动物育种中心、生育健康中心、肿瘤中心等。他在华大的产业愿景中这样描述其目标：“出生缺陷降低50%，人类寿命延长5岁，农业产量提高10%。”
王俊认为基因研究其实只有三件事：读、弄懂以及应用。“如果说袁隆平研发出杂交水稻是在鱼塘里钓到了鱼，如果将很多现代化技术比作是拉网捕鱼，我们是在把水放干，让大家看到所有的鱼。”而将来要发展一个什么样的作物和牲畜，都可以通过基因的解读，辅助它的育种。以前10年、20年育出的东西，现在2、3年就能实现，全覆盖，精准打击。
“我们就想在最根本的东西上做一些改变，重新去构建人类对健康的认识、对农业的认识、对环境的认识――这就是我们想做的事。” 王俊说。
30岁以前的日子就像短跑一样。30岁以后，他忽然明白了无论事业还是人生都是一场马拉松，要走好一点，走长一点
当人们试图挖掘王俊的“天才基因”时，他会告诉你他出生在一个普通的家庭，小时候和别的孩子一样，并没有对生物学表现出很特别的兴趣，也没有立志要当一个科学家，甚至在16岁考上北大生物系之后，觉得生物学也挺没意思，所以才去攻读数学和计算机两个专业。本科毕业的时候他在研究人工智能方向。但是在他研究中却遇到了很大的瓶颈，王俊认为自己之所以会遇到那个大瓶颈的原因多是由于人类对自身大脑结构的认识还是不够的，而那时人类的基因研究正好是一个切入点，在那个点上人类可以从基因的水平上，在一个最基本的单元单位上先来认识生命，能够搞清楚基因是如何运作的，由此他走上了基因研究之路。
少年得志，青年有为。一路走来，王俊似乎一直在试图证明自己的能力。他说，30岁以前的自己像一个滚筒里的老鼠，越滚越快，越快越滚，无论是上学、当教授、发表高水平论文、获得各种荣誉的时间都比较早，日子就像短跑一样。30岁以后，他忽然明白了无论事业还是人生都是一场马拉松，要走好一点，走长一点：“千年之后，人们不会因为你的财富而记住你，也不会因为你发表了多少篇论文记住你，一定是因为你对这个社会做了些有益的事才记住你。”
如果问王俊更喜欢当科学家还是企业家，他会告诉你，不要给他贴上科学家或企业家的标签。在他自嘲“笨”或“土鳖”时，自信仍溢于言表，有时甚至有点自负，容不得半点质疑。当有人质疑华大是否世界一流的基因研究机构时，他会被激怒，并反问：“我们在那么多世界一流的科学杂志上发表的论文还不能说明吗？要相信中国也能做一流！”“优秀不是我们自己说的，是人家认可的！”
王俊常说自己脾气不好，尤其是专注于某一件事的时候，更容不得有人打扰。他笑言因为自己脑袋笨，所以一个时间只能做一件事。他同样也有亲和的一面，在华大，很多人直呼其名，也有人叫他王老师、俊哥，喜爱运动的他常和员工们打篮球、登山。
柳传志曾评论乔布斯说“管理者应该是串起珍珠的线，但乔布斯本身就是一颗大珍珠”。王俊对自己的要求似乎不仅仅是做一颗大珍珠，他还要做串起珍珠的线。他要求华大的干部要过六关：官、产、学、研、资、媒。官指政府，要对国家的政策法规以及政府关系了然于胸；产是产业，了解产业并有一定的前瞻性；学是教学，能担当师长的角色；研是科研，有科研的能力；资是资本，包括资金和资源；媒是媒体，学会并善用媒体。显然这是一个很高的要求，王俊自己也在努力践行。
人类自身说明书
“不久的几年内，人们将看到一份描述人类自身的说明书，它是一本完整地讲述人体构造和运转情况的指南，届时危害人类健康的5000多种遗传病，以及与遗传密切相关的癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病等，都可以得到早期诊断和治疗。”杨焕明补充说，一个新生儿出世时，如果法律允许，他的父母也愿意的话，就可以拿到孩子的基因组图。这张图将记录一个生命的全部奥秘和隐私。它不但能显露 出这个孩子成年后 ，是不是一个色盲，大概长多高，会不会秃顶、发胖，还可准确地告诉父母：是什么病，会在什么时候可能要这孩子的命。
不吃药能治病
不吃药也能治病?基因专家杨焕明说可以。他告诉记者，近几年来，“基因组工业”方兴未艾，可以用鸡来生产人的血清白蛋白，用鸡、牛、羊、猪来生产人的红细胞促生素。这样的鸡、牛、羊、猪被转进去了基因，就叫“转基因动物”，这个技术叫“转基因技术”。
如今，转基因技术已用在植物上，把植物作为“生物反应器”。绿油油的田野里，可以长出含维生素A、C的小麦，含动物蛋白的菜……“不用几年，到超市买水果、蔬菜就得留神一点：抗感冒的苹果，防肝炎的梨，不能乱吃。”
刷卡便能知基因
杨焕明还告诉记者，未来会有记录个人基因的身份证，这样的身份证用处很多。警察查验身份时，只需用随身携带的基因检测仪，像刷卡那样一刷，是不是你本人，需要了解的相关问题便都解决了。
不过杨焕明还提醒，基因图还需要保密，过多地知道自己的未来，未必是件好事。如果让保险公司完全了解你的身体状况，比如知道你40岁时会生何病，你的某些保险将会被拒绝；有的公司还会根据你的“说明书”决定是否雇用你。“今天公布天书草图还是第一步，未来将有更多科学、社会、伦理、文化问题，等待全世界去关注。”
活500岁没问题
要不了多少年，人便可以根据“基因图”调整自己的生活方式，使自己处于最佳的生命环境中，这样活150岁不成问题。现在，科学家已经可以“拨动”人体的“生物钟”，如果“生物钟”问题攻克了，人可以活到500岁。
可是如果地球上都是老人，这又将如何是好?杨焕明笑了：“过于追求长寿，对人类本身没有好处。所以说科学家还要负起人类的整体责任，有的事不可以做。”
(摘自《新民晚报》作者：张弘)
仿生健身操
仿燕展翅 趴在床上，两臂靠在身体两侧伸直，然后头和肩以及双臂向后上方抬起，与此同时，双腿伸直向后上方抬高使整个身体像飞燕展翅，反复做10次。对腰腿是个极好锻炼。
仿猫拱腰 每天清晨睡醒后，趴在床上，撑开双手，伸直合拢双腿，蹶起臀部，像猫儿拱起脊梁那样用力拱腰，再放下高翘的臀部。反复十几次，可促进全身气血流畅，防治腰背酸痛。
仿狗行走 像狗走路一样，将四肢着地，右手和左脚，左手和右脚一起伸出去移动身体前行。每天坚持走20步，可以防治由于长时间站立或行走而引起的腰痛、胃下垂、痔疮及下肢肿胀等，对防治腰痛尤其有效。
仿蝗翘腿 将身体俯卧，双肘弯曲，双手贴在胸部下方的床铺上。接着，上身仰起，双脚并拢尽量抬高，缓慢进行3次腹式呼吸，每天可做几次。效仿飞蝗翘腿的这一动作，能刺激与子宫、孵巢有关的神经，对月经痛、月经紊乱和妇女贫血有一定疗效。
深圳华大基因研究院院长汪建这几天来回穿梭于深圳会展中心与盐田之间，经常忙到一边接听电话、一边安排事务，同时还要接受采访。当确认记者的身份与来意之后，他像个充满干劲的青年人，爽快地蹦到了记者面前。
虽然已经不止一次提及华大早年的经历，但汪建每每说到此处都颇为动容。1999年当华大的核心团队拿着人类基因测序任务来到第一届高交会时，大家都像看怪物一样，投来异样的眼光。汪建至今依然感激克林顿：“如果不是克林顿总统表扬我们，同志也不会知道我们。如果不知道，我们也不会上人民日报，也许就从中国发展史上消失了。”
十年过去了，高交会与华大都在成长。高交会已经成为向全国乃至全世界展示高科技的平台和窗口；而华大因其在生命科学领域的突出成就，成为高交会的明星企业。十年过去了，华大的总部已经南迁深圳，深圳华大的收入成倍增长，随之产业化战略全面铺开。
“再造一个深圳”
“深圳是改革开放的前沿，没有体制的争议，我们可以更自由的发挥。”汪建表示。与华大基因一并成长的是深圳经济发展方式的转型升级与深圳经济的核心竞争力。
11月15日，由深圳市政府、中国农业科学院、深圳华大基因研究院共创的中国农业科学院深圳生物育种创新研究院揭牌暨与国际水稻研究所合作全球3000份水稻核心种质资源重测序项目启动仪式在高交会开幕前夕举行，打响了高交会重大项目签约仪式的第一炮。这意味着没有农村的深圳，将成为中国水稻高产的实验室。
此外，由汪建担任理事长的深圳基因产学研资联盟的新闻会让媒体再次定焦在这家曾经担任国际人类基因组计划中1%测序任务的民间研究机构。“这个联盟将来会扩展到各行各业，不仅包括生物医药，还有IT业和高端制造业，协同促进产业的发展。”汪建向媒体透露，“加入基因产学研资联盟，对华大来说，有了更大的舞台。如果将华大比喻成发动机的话，我们需要更多的车厢，而联盟是可以提供更多车厢的平台。”
汪建告诉本刊记者：“21世纪是生命科学的世纪。美国政府连续18年在民用科研上的投资中50%以上的资金给予生命科学；美国所有重要理工大学的生命科学的教授和预算已经占到一半以上；北欧和西欧的小国家，比如丹麦、瑞典和比利时，其生命科学相关的产业已经占国家GDP的50%。如果要建立创新型城市，这可以是深圳的未来。我们用5-10年再造一个深圳。深圳未来10-20年甚至更长的时间，GDP的30-40%来自生命科学相关的产业，这就相当于再造一个深圳。”
理想、平台与未来
当华大基因创始团队还在海外的时候，大家就经常商量什么时候能够做一番惊天动地的事业。1999年6月，华大基因研究中心成立。起名“华大”，一方面是为了表示其创始人大多来自美国华盛顿大学；另一方面则表明中华民族强大的愿望，实现愿望的通道便是强大中国的生命科学。
汪建说，是理想、平台与未来三个关键词，吸引海内外人才来到华大。很多年轻人都是抱着生命科学的理想而来，这里也有让他们实现理想的平台。得益于珠三角这个大舞台，这样的平台全世界都只有华大才有。华大不仅仅有全球最先进的设备，更重要的是整体的配套环境。
华大的平台也让科学狂人激发出聪明才智。我们在华大团队的平均年龄只有24岁。年仅35岁的执行院长王俊，1999年加入华大时，还在北京大学读硕士，此后11年中，成为华大所有重大科研项目的主要参与者和核心完成者。
25岁的科学狂人李英睿，从19岁加入华大以来，已经在《自然》系列和《科学》杂志上发表16篇学术论文，负责基因组多态性识别软件的开发等一系列重大项目。
汪建告诉本刊记者：“不能用现有的体制去衡量华大。当我们承担国家重任的时候，我们就会像士兵一样，全身心投入。如果国家要我们投身于市场经济大海中，我们就会是一艘自由的战舰。当国家教育体系允许我们办学时，我们会是教育体系的尖兵。当我们需要解决生存问题的时候，我们将华大的利益放到最前沿；当我们的生存问题解决时，我们的责任与义务就更重要。”
国家基因库放在华大，这已说明华大在生命科学领域的学术地位。全球已经有公认的三大基因库之间，每天都在进行数据交换。三大基因库更专注于人类健康相关研究，而华大基因运营的国家基因库将涵盖人类、动植物和微生物，并且第一次提出了资源库和信息库共同组成的建设理念，建设一个更为开放的信息共享平台。
《自然出版指数2010中国》报告评估，在占据中国前10位的科研机构中，华大基因排名第四，前三位分别是中国科学院、清华大学和中国科技大学。摆脱传统的体制约束后，在基础研究与市场应用之间、在科学研究与企业经营之间更加灵活地穿梭游弋，使得华大团队拥有了更大的舞台和未来。
科学创新才是“道”
有科学家预言，在“人类基因组计划”完成后的10至20年内，基因医学将进入黄金时代。华大基因，这家基础研究领域的二级机构，在兼顾基础研究的同时，向市场倾斜。
汪建告诉本刊记者，华大基因最快的民生项目，已经拿到广东省的批号，是10万人份的宫颈癌HPV免费普查。
1990年当全球人类基因组计划启动时，一个人的基因组序列测试花费了30亿美元。华大未来产业化图景中，最具革命性的是华大预计在2013年推出的1000美元个人基因组检测服务。
三分钟演讲的技巧
这次回国时间不短，先后访问了深圳，广州，香港，厦门，西安，南京，上海和北京。成绩也很好，至少有五六个单位对我们的新仪器感兴趣。在深圳我们还去东莞 参观了“中国制造”的威力：一个朋友带我们去参观了一个生产仪器外壳的公司，四五十台冲床摆在那里，什么东西都能生产。“模具”变成了“魔具”。让我考虑 到“与其被山寨，还不如先自我山寨一番”。“一把雨伞一元人民币，一做就是四十个集装箱”这种以量取胜的模式是生物医疗行业所不熟悉的。
最后一站是在北京开第六届后基因组技术研讨会。这是我比较喜欢的会之一， 前面的博客里面也提到。会议的发起人是日立公司的Kambara 教授。这次又和他聊了好一会儿。他们研发的DNA Analyzer (小型测序仪)一小时内可以给八个标本进行测序。仪器和试剂的价格很便宜。如果感兴趣给这个技术平台开发产品也可能找到不错的市场空间。这个平台，他们也 已经研发了三年了。缺点是不是封闭系统，PCR产物上这台仪器进行测序需要开管盖，有污染的机会。不过这台仪器还是代表了一个技术突破，能用更少的钱做全 自动测序，也不失为一种“山寨精神”的体现。
这个会有两个倍受尊敬“老人”来参加，一个是日本人类基因组计划起始参与人，DNA Chip Research Inc的总裁，Kenichi Matsubara博士(站立致辞者)，另一个是美国人类基因组项目的早期参与者Dr. Charles Cantor(前排就座)。他们在近二十年前参与在日本和美国的人类基因组计划，现在这个会议被成为“后基因组”他们还(幽默地)人为有点“过分”，其实，看到他们当年栽下的果实今天有了结果，心里是很高兴的。但愿我们若干年后也能有这份欣慰。
会议是我在国内开的众多会议中最成功的一个，参与的人不算多，两百多人，但是绝大多数都全程参与，发言者认真，听讲者更认真，提问也很踊跃。国外来的科学 家一般都比较规矩，从头听到尾，国内一些大牌牛人还是呆不祝学生很多。我还应邀主持了一个从墙报中选出的人的演讲，每人只有三分钟，共三十五名演讲者。 但是没有人超过时间，而且大家讲的都很好。会议还给学生演讲(墙报)者以奖励。希望以后更多搞生物的同学能参加这个会议。
看到头一两个演讲者很紧张，我开玩笑说："only 3 min each， I recommend presenter do not breath between sentences."
其实，如果准备得好，三分钟足够了。这就是美国人常说的"elevator pitch"， 要在乘电梯上下那一两分钟把你要兜售的产品，技术，或服务讲清楚。这是需要许多锻炼的。比如这次会议给我十分钟的时间，我用了九分五十六秒：讲多重PCR 的需求，难做的原因，我们研发tem-PCR时是如何解决那些难点的。然后讲我们都研发了那些产品发表了那些论文;tem-PCR还有那些不足之处;我们 又是如何解决这些新的难点的;新的技术平台的原理，特点和应用领域等等。十分钟可以讲很多事情了。但是如果让我做一个elevator pitch， 我可以把那个十分钟的演讲缩短成三句话：“我们之前研发出了一个多重PCR扩增的技术，现在根据市场的需求和回馈又研发出了一个新的多重扩增技术并且还研 发出了一个配套的仪器，它能在封闭体系内做全自动的扩增和检测”
大家都应该准备一个elevator pitch， 以便机会出现的时候能用上。不过，根据不同的听众和不同的交流目的，这个elevator pitch还要有不同的内容。因为只有三分钟，内容的取舍就很重要，有些同学还花时间在没用的背景介绍上，有点象文-革时期的八股文：“当前国际国内形势一 片大好。。。”应该一下就切入题目：我做的是什么?为什么做?有什么结果?结果有什么意义?然后带一句“欢迎大家去我的墙报看看详细的数据。” 越短的演讲难度越大。每个字都要掂量一番。宁可少讲几句话，也不要把速度增加得过快，演讲的节奏要和一般讲话一样。
三分钟的演讲，听众连打瞌睡的时间都没有。还是很紧张的。但愿更多的会议采用这个模式。
人体的每一个形态特征或者生理特征，叫做性状。人体的性状是由遗传物质决定的，基因是遗传物质中能控制生物性状的遗传单位。遗传物质（DNA）位于染色体上，染色体是遗传物质的载体。
课本是通过由“性状的认识”到“基因对性状控制的认识”进行编排的，符合初中生对事物的认知规律。通过对“探究竟”三个步骤的逐步研究，学生会逐步认识到“性状染色体控制性状染色体承载着遗传物质（DNA）基因是DNA上的功能单位”。
然后，教师在学生研究结论的基础上组织学生分小组研究“大家谈”的问题。在学生得出“基因是遗传物质基本单位”的结论以后，教师讲解“知识链”的内容，着重把握（1）染色体、遗传物质和基因的概念；（2）染色体、遗传物质、基因和性状的关系。教学过程中教师可以在一条绳子上染上不同的颜色，每一种颜色的片段就代表一个 基因，以示基因和DNA之间的关系。教师还可以补充DNA和蛋白质是怎样超螺旋形成染色体的？
二、教学目标
知识目标
1.说明DNA是主要的遗传物质。[来源:学科网]
2.阐明染色体、DNA、基因之间的关系。
能力目标
通过对控制生物性状物质的分析，提高逻辑思维的能力。
情感目标
通过阅读“实际用”中关于中国参加 “人类基因组计划”的材料，树立民族自豪感和自尊心。
三、重点难点
重点：（1）染色体、遗传物质和基因的概念 ；（2）染色体、遗传物质、基因和性状的关系。
难点：染色体、遗传物质、基因和性状的关系。
难点 突破：引导学生多讨论发言，通过相互补充和评价，明确三者之间的关系，为“知识链”中这一问题的解决打下基础。在“知识链”中，教师结合图片说明三者之间的关系。
四、教学媒体
自制的彩绳，相关图片
五、课时建议
1课时
六、教学过程
（一）导入
教师应该多举一些关于相对性状的例子，比如：人有无耳垂、直发与卷发、拇指能否弯曲、中指长于无名指与短语无名指等等，让学生自己检查自己属于哪种类型，并请学生讲述自己那里与妈妈长得像，哪里与爸爸长得像，借以引发学生的学习兴趣。然后根据这些性状的例子引出“性状”的概念。以及“遗传”的定义。指出后代长得像妈妈或者像爸爸的现象就是遗传现象。
教师指导学生找出自己的身上的相对性状属于哪种类型。（学生积极发言）
（二）讲授新课
探究1：
仔细观察“长臂猿”,“父子情深”图片。描述亲代和子代之间有哪些相似的特征？
可能回答:
学生1:眼睛长得很相。
学生2:嘴长得相。
学生3:手长得也相………等等。培养学生的观察能力和比较对照能力。
归纳总结
遗传的概念。
阅读“小辞典”,根据上图举例说出几个生物的性状。
每种生物所繁殖的新个体,在形态结构,生理机 能上都和自己的亲代相似,这种现象叫遗传。
长臂猿母子的眼睛都是圆的。眼睛的形状就是一个性状.父子的嘴形状很相,嘴的形状也是一个性状。
培养学生的分析,理解和语言表达的能力。
探究2:
仔细观察一组谷穗照片。分析它们的形状为什么各不相同？
你 从中获得了什么信息？因为它们体内的染色体不同。染色体导致生物的性状不同。培养学生的观察能力和逻辑思维能力。
讨论
谷子细胞中所含染色体数目的不同,会导致谷穗的形状不同,你能解释其中的原因吗？
可能回答:
染色体的变化导致了生物的性状不同。培养学生的分析,解决问题的能力和小组合作意识。
探究3:观察“染色体,DNA,基因之间的关系”图。
明确:染色体的概念和染色体的组成及基因的概念。
找出染色体,DNA和基因三者之间的相互关系。
染色体:细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质叫染色体。染色体是由脱氧核糖核酸(简称DNA)和蛋白质组成的。DNA上控制生物性状的小单位叫基因。基因是DNA分子中能控制生物性状的遗传单位。DNA是位于染色体上的遗传物质。染色体是遗传物质的载体。
讨论
你认为遗传的基本单位是什么？培养学生的分析,解决问题的能力和小组合作意识。
图片资料分析
“人的每个体细胞内含有23对染色体,玉米的体细胞内含有10对染色体,蚯蚓的体细胞内含有16对染色体,狗的体细胞内含有39对染色体。”分析这个资料说明了什么？
说明：
每种生物的细胞内都含有一定数目的结构不同的染色体,这些染色体是成对存在的。培养学生观察,分析和解决问题的能力。
讨论:
1.知道DNA指纹鉴定有哪些应用吗？
2.你对人类基因组计划了解有多少？
可能回答:
生1:用于亲子鉴定。
生2:用于犯罪认定。
生3:疾病检查,遗传病诊断,血液配型… …等等。
生1:"人类基因组计划"最早是由美国科学家在20世纪90年代首先提出的。
生2:有美国,英国,德国,日本,法国和中国六个国家参加研究.中国是唯一的发展中 国家。
生3:2002年中国科学家完成了水稻基因组的测序工作……等等。
培养学生收集资料和信息的能力,关注当代生物新成果,新技术同时培养民族自豪感。
（三）学以致用
讨论:
为什么种瓜得瓜,种瓜不能得豆？因为生物的性状是由遗传物质决定的,瓜的种子中 含有遗传物质,决定了种瓜只能长瓜，不能长豆。考查学生对知 识的活学活用能力。
认真完成教师 提供的练习题。巩固加深,使知识内化。
（四）知识拓展
生活在草原上的牛和羊,吃同样的草,饮同样的水,但牛肉和羊肉的味道却相差甚远,试分析原因。肉的味道是由其蛋白质的 性状决定的,而不同的蛋白质是由不同的基因决定的,因为牛和羊具有不同的基因,所以牛羊肉味道相差甚远。激发学生兴趣,拓展知识面。
七、小 结
基因是控制生物体性状的基本单位，存在于DNA上。DNA包含着控制生物体性状的所有信息。染色体主要是由DNA和蛋白质组成的。每种生物的细胞内都含有一定数目的结构不同的染色体，而且这些染色体是成对存在的。
基因工程、DNA指纹鉴定等技术在世界上发挥着越来越重要的作用，在21世纪必将会发挥更大的作用。
八、板书设计
第二章第一节 一 生物的性状和遗传物质
一、生物的性状
概念：生物体的形态特征或生理特征。
表现：直发和卷发、拇指能否弯曲、有无耳垂……
二、生物的遗传
［关键词］网络资源 基因工程 教学效果 学习主动性
［中图分类号］G434 ［文献标识码］A ［文章编号］1009-5349（2011）08-0209-01
《基因工程》是生物技术专业学生重要的基础专业课之一，其理论知识较为抽象、不易理解，仅以文字形式的教科书进行教授，学生会感到枯燥，对课程死记硬背。此外，该课程内容涉及实验技术更新速度快，教材对于新进展无法做到同步更新，从而大大降低了生物技术专业学生对该课程基础知识学习和实验技能掌握的效率。网络资源信息丰富，由于其具有共享性、时效性、强选择性，并且是学生接受的资源形式，可作为《基因工程》课程的有力辅助教学手段，成为新的课堂教学资源和课后辅助学习的手段，成为培养学生自主学习的一种有效资源。将网络资源有效应用于基因工程课程的教学中，可有效提高教学效果，培养学生学习主动性。本文在5个方面进行了尝试应用，以辅助基因工程课程的教学。
一、建立多媒体课件资源库
仅仅依靠课本的知识不能满足教师和学生学习的需要，而互联网为我们提供了海量的有关资料，甚至可以得到相关的多媒体资料等。将其下载到本地的计算机，分析判断可信度，可按章节及资源形式进行分类，分类后放在文件夹中，以便取用。将各形式资源归类建立多媒体资源库，制作可视性较强、生动形象的多媒体课件，便于学生学习和理解，教学效果明显提高，同时也达到了培养学生学习兴趣的目的。
二、科研动态介绍
《基因工程》涉及的实验技术不断发展，更新迅速，网络资源时效性强，动态变化快，最新的科研信息都可以通过网络得到共享。通过介绍最新的实验技术、先进的实验设备和技术手段可达到辅助教学、提高教学效果、提高学生学习主动性的目的。在《基因工程》课程教学中，作者向学生推荐了一些生物类网站，如省略/生物谷；省略生物秀；省略/生物软件网等等。作者在教学过程中，在教学内容完成后，给学生留出5分钟时间介绍他们在网络上查到的与生物技术相关的科研新闻，当学生介绍有人利用工程菌解决农药残留问题的新闻后，作者将其中涉及的工程菌的概念、载体构建、转化重组菌株等相关知识点再向学生们讲解以提高教学效果，这种方式不仅提高了学生学习的主动性，而且更好地达到了教学目的。
三、网络实验视频辅助教学
《基因工程》课程中涉及众多实验技术，且该领域实验技术及仪器设备等更新迅速，学校本科教学实验课开展项目有限，而生物技术专业学生又要求具有良好的实验动手能力，这就使实验教学环节中出现了“应该做”和“无法做”的矛盾。网络资源中存在着大量可共享的实验视频，这就为该课程的实验教学提供了有力的辅助手段，教师可通过网络视频的播放同时结合理论进行讲解的形式，使学生们掌握和了解更多、更新的本专业的实验技术。
四、建立师生交流平台
网络不仅可以提高知识资源，它还具有超越时空的信息传递途径的特点。学生还可以通过如E-MAIL、ICQ、BBS、CHATROOM、BLOGS、电子白板、网上实时视音频会议系统等计算机网络功能与教师和同学进行交流，共同探讨课程相关的理论知识和实验技术。通过交流进一步激发学生学习兴趣，学生的学习主动性在课下得到了延续，进而提高了教学效果。
五、PBL教学法的有效辅助资源
PBL是以问题为导向的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，它已成为国际上较为流行的教学方法。它具有调动学生的主动性和积极性，提高学生的综合素质，提高教师对相关学科之间的理解与联系等优点。其教学思路是教师提出问题――学生查找资料――分组讨论――教师总结。学生可以利用一些综合性的网站如搜狐、网易、新浪等搜索引擎的分类搜索查询有关网站，也可直接进入一些生物类网站直接输入关键词搜索。网络资源成为了PBL教学法的有效辅助工具。在课程中讲到DNA测序时，给学生介绍科研动态，提到人类基因组计划，学生很感兴趣。作为问题学生们在网易搜索引擎中键入“人类基因组计划”，浏览有关的网页和网站，就可对人类基因组计划有一个完整的认识。这样，既解决了疑难问题，又扩展了知识面，同时提高了利用互联网解决问题的能力，提高了学生学习的主动性，培养了学生获得信息的能力。
网络上不良信息、错误信息比比皆是，为了合理有效地在课堂教学中利用网络资源，教师应作为引导者、组织者，指导学生分析鉴别和选择那些对自己学习有用的信息，提高学生辨别真伪的能力。并提醒学生掌握信息扩充的“度”，不要过分花费时间和精力。
综上所述，合理选择和应用网络资源，将其作为《基因工程》课程教学的有力辅助工具，可有效提高教学效果，并培养学生的学习兴趣，提高学生学习主动性。
【参考文献】
