高二语文试卷人类基因组计划及其意义知识要点与能力训练

海量资源尽在星星文库：《人类基因组计划及其意义》知识要点与能力训练【背景知识】杨焕明简介杨焕明，1952年生于浙江。1978年毕业于杭州大学；1988年于丹麦哥本哈根大学医学所获博士学位；1992年成为美国波士顿哈佛医学院博士后。在成为中科院遗传所人类基因组中心主任、国际人类基因组计划中国协调人之前，任中国医学科学院和中国协和医科大学医学遗传学教授，博导。为争取和主持完成中国参与人类基因组1%序列的测定立下汗马功劳。2003年被《科学美国人》杂志评为年度科研领袖人物。人类基因组计划的背景早在19世纪60年代，奥地利植物学家格里戈尔·孟德尔已经通过植物杂交实验提出了“遗传因子”的概念，并发现了生物遗传的分离定律和自由组合定律。然而遗憾的是，这一划时代的发现，当时并没有引起人们的重视。孟德尔的成就被埋没了30多年，直到1900年，3个不同国籍的植物学家几乎同时发现了孟德尔的成就，并意识到它的重要性。孟德尔的再发现，对20世纪的遗传学的发展就像哥伦布发现新大陆，遗传学从此翻开了新的一页。1902年萨顿和博维里发现，孟德尔所说的遗传因子从亲代到子代的传递过程与细胞内染色体从亲代到子代的传递过程存在着平行现象，所以他们认为遗传因子可能在染色体上。1909年荷兰遗传学家约翰逊提出了“基因”这个现代尽人皆知的名词，取代了“遗传因子”的概念。此后，美国科学家摩尔根和他的同事用果蝇实验无可辩驳地证明了基因就是在染色体上，并提出了经典遗传学的连锁与互换定律。基因在染色体上，而染色体是由蛋白质和核酸构成的，那么到底谁是遗传物质呢？生物化学和生物物理学的发展表明，核酸才是真正的遗传物质。1953年4月，英国《自然》杂志发表了沃森和克里克的一篇划时代的论文：“核酸的分子结构”。在这篇论文中，他们公布了脱氧核糖核酸（即DNA）分子的双螺旋结构模型。这一模型的发表，立即震惊了世界。生物化学家鲍林写到：“我相信DNA双螺旋的这个发现以及这个发现将要取得的进展，必将成为近一百年来生命科学以及所有我们对生命认识的最大进步”。DNA分子的双螺旋结构发现以后，沃森和克里克又提出DNA分子的半保留复制模式，成功地从分子水平揭示了“种瓜得瓜，种豆得豆”的遗传机理。50年代末,三联体遗传密码概念提出,由此开始了破译遗传密码的工作。60年代,全部64种遗传密码得到破译。现在我们知道，基因是染色体上有遗传功能的DNA片断，每种生物都有有限数目的染色体，比如我们人类有23对46条分别来自父母双亲的染色体。因此，如果我们测出了全部人类23对染色体上的DNA序列，那么，我们就可能掌握人类几乎所有的遗传秘密。海量资源尽在星星文库：正是出于这样的考虑，1986年，美国科学家、诺贝尔奖获得者达尔贝科提出了继曼哈顿计划、阿波罗计划之后的第三大科学计划：人类基因组计划（简称HGP）。其最初的目标是，通过国际合作，用15年时间（1990—2005），构建详细的人类基因组遗传图和物理图，确定人类DNA的全部核苷酸序列，定位约10万基因，并对其他生物进行类似研究。其终极目标是：阐明人类基因组全部DNA序列；识别基因；建立储存这些信息的数据库；开发数据分析工具；研究HGP实施所带来的伦理、法律和社会问题。1990年美国国会批准“人类基因组计划”，联邦政府拨款启动了该计划。此后，德国、日本、英国、法国、中国等国家的科学家也正式加入了这一计划。人类基因组计划具有重大科学的、经济的和社会的价值。该计划的实施将极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系，细胞的发育、生长、分化的分子机理，疾病发生的机理等；为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据，为医药产业带来翻天覆地的变化；促进生命科学与信息科学相结合，刺激相关学科与技术领域的发展，带动起一批新兴的高技术产业；基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源，还将推动农业、畜牧业（转基因动、植物）、能源、环境等相关产业的发展，改变人类社会生产、生活和环境的面貌。【阅读指导】上个世纪，人类在物理学方面取得了巨大的成就。原子弹的爆炸，“阿波罗”登月计划的实现，计算机的广泛应用，使人类的认识从地球扩展到太空，网络拉近了世界的距离，地球真正成为了地球村。当人们为这些物理学成就而陶醉时，却突然发现人类对自身的认识太少了。人的生老病死究竟是由什么决定的？人们无法找到确切的答案。更重要的是，人类面对一些疾病，常常显得束手无策，这迫切需要人类去认识了解自身。20世纪初期，人类发现了生命的基本规律之——遗传规律。20世纪50年代初，英国和美国的科学家提出遗传物质DNA的双螺旋模型，打开了人类认识生命奥秘的大门。70年代开始的DNA克隆技术和后来蓬勃发展的转基因技术、动物植物克隆技术，让人类对生命奥秘有了进一步的认识。与此同时，人们还发现，几乎人类所有的疾病都与基因有关。在这样的背景之下，人类基因组计划诞生了。目的是为了解决人类健康问题，并以此带动生物信息产业的发展。人类基因组计划最早在1985年由诺贝尔奖获得者、美国的杜尔贝克提出。1990年10月，国际人类基因组计划正式启动。中国于1999年9月获准加人人类基因组计划并承担了1％的测序任务。本文作者杨焕明教授为争取和主持完成中国参与人类基因组1％序列的测定立下汗马功劳。在这篇文章中，作者对这一计划尤其是实施这一计划的意义作了详细的说明。全文可分为三个部分。第一部分（第1—2段）：交代人类基因组计划的启动及其宗旨与目标。第二部分（第3—10段）：从六个方面介绍人类基因组计划对生命科学研究与生物产业发展的巨大导向性意义。第三部分（第11—18段）：对人类基因组计划启动之后可能会对人类社会产生的影响进行分析。这部分可以分成两个层次。海量资源尽在星星文库：第一层（第11—16段）：说明人类基因组计划给社会带来的冲击，明确基因是人类的共同财富，人类在遗传上是平等的，应该善待自己，善待他人。第二层（第17—18段）：阐述基因组研究的非和平使用的可能性，强调基因安全的重要性。这篇文章介绍了人类基因组计划的科学宗旨，分析了人类的遗传信息，全面介绍了这一计划的重大意义，为人类对自身的生命研究提供了基础。作为一篇介绍前沿科学的说明文，准确的表达至关重要。作者在结构安排上，采用总分结构，先总体介绍什么是人类基因组计划，然后分述这一计划的重要意义，并以一个科学家的责任心，冷静地意识到科学的“双刃剑”性质以及防患于未然的必要性。条理清晰，解说严谨。为了更好地说明事理，文章还运用了多种说明方法，如下定义、列数字、打比方、举例子等，使深奥的科学知识变得浅近易懂，通俗晓畅。【相关资料】杨焕明访谈摘录记者：“人类基因组计划”有多大？杨焕明：由包括中国在内的世界6国科学家联手合作的“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“三计划”，但它对人类自身的影响，将远远超过另两项计划。人类的遗传物质就是DNA,它的总和就是人类基因组，由大约30亿碱基对组成，分布在细胞核的23对染色体中。“人类基因组计划”的核心，就是测定人类基因组的全部DNA序列，30亿是个天文数字，这个计划也可以说是解读生命天书的计划。参与这项计划的有美国、英国、日本、中国、德国、法国一流的科学家。记者：中国对人类基因组计划做出了哪些贡献？杨焕明：人类基因组“工作草图”像一个很大的“太空站”，6国16个中心制造的“太空船”要准确无误地全部对接，少一个区域，这个工作草图不能说完成了。从这个意义上讲，中国尽管只占1%，其贡献和水平就不能用百分比来衡量。中国的贡献不只是工作量，作为6个成员国中惟一的发展中国家，中国的加入改变了国际人类基因组计划原有的组织格局，提高了其国际合作的形象，带来了国际社会对“国际人类基因组计划精神”的支持。今年5月，联合国教科文组织关于人类基因组基本信息免费共享的声明，就是在中国代表的直接努力下促成的。可以说，中国需要人类基因组计划，而基因组计划也需要中国。现在我国的基因测序能力已进入世界四强之列，我们的基因研究中心已成为国际第七大基因研究中心。下一步，我们要完成全序列终图，继续测序，提高数据准确率，并使数据对人类基因组的覆盖率从目前的97%提高到100%。终图必须在明年6月拿出，任务仍很艰巨。记者：您是什么时间、在什么国际会议上、凭什么保证、怎么争取到1%项目的？海量资源尽在星星文库：杨焕明：1999年9月1日，是在伦敦召开的国际基因组计划第5次战略会议上，接纳中国加人国际测序俱乐部的。首先一个条件，中国一定要遵守“百慕大原则”，即人类基因组计划的精神，所有合要求的数据都应该在24小时之内上网。而我们需要在5分钟之内，汇报我们实验室的所有情况，包括面积、设计、多少设备、多少人、管理怎么样、机器跑一次可以生产多少数据、准确率等所有的数据，再加上我们已经递交给国际基因数据库的数据，来证明我们已经做了多少工作，还有一个非常详细的预算，根据我们现有机器的运行情况，确定完成任务要多少天。还有，根据这样的运行，可比的成本要多少，能不能保证这笔钱落实。我们都保证了。记者：美国人不放心中国人能完成这个任务,1999年11月还特意跑到中国来看实验室，有这回事吗？杨焕明：确有其事，这样大的事情交给中国，中国一直在人类基因组计划领域同国际上不和谐，总是搞一些自己有特色的东西，人家一下子不那么理解的，然后，中国又在这么短的时间，只有8个月，就要完成相当于德国、法国一半或三分之一的任务，他们有点不放心是完全可以理解的。我们只有把自己的工作做好，让他们看到事实来说服他们，我们欢迎他们来看，他们对我们进行了一次一次的“考察”，我们也确确实实遵照人类基因组计划的精神，把数据一批一批上网，随着时间的推移，双方已经建立了了解和信任。记者：人类基因组计划的意义是什么？杨焕明：人类基因组计划，已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“三计划”，但它对人类自身的影响，将远远超过另两项计划。人类的遗传物质就是DNA,它的总和就是人类基因组，由大约30亿碱基对组成，分布在细胞核的23对染色体中。人类基因组计划的核心，就是测定人类基因组的全部DNA序列，30亿是个天文数字，这个计划也可以说是解读生命天书的计划。如果说化学元素周期表为20世纪的物理、化学以及工业化奠定了基础，人体的解剖图大大推动了医学的发展。那么，可以说人类基因组图谱是又一张元素周期表，是一张分子水平的人体解剖图，它把人类带入一个新时代。从生命科学的角度讲，这个时代是以DNA序列为基础，以生物信息学为主导的生物科学和生物技术的新时代。记者：现在转基因技术用于植物，可以种出抗感冒苹果、防肝炎的梨，如果用在人身上，可以创造“新人类”从事特殊服务。请您判断，在技术上，能造出这样的人吗——听指挥打仗的士兵、刀枪不入的机器警察、不吸氧的太空作业者、深海中真正的“蛙人”、像狗一样能预感地震的人、长翅膀会飞的人、不吃不拉埋头苦干的转基因奴隶……而他们有人的思维，会甘于任人摆布吗？会不会为争取平等权利发生战争？从而导致人类的灭亡？杨焕明：你说的这些问题更增加我的忧虑，对我们搞基因的人来讲，这些幻想并没有给我们提供任何思路上的参考，这些问题都是我们想过的。问在技术上有没有可能，行，我要问大家，难道科学上的进展都是给我们制造这些神话吗？特别是那些对我们人类明显没有好处，甚至对整个人类可能带来更大的威胁的神话吗？如果我回答说这是可能的，那会带来什么情况呢？海量资源尽在星星文库：那好，我就说了，这是可能的！但是科学家的任务，就是绝对不能把科学研究的成果用在这些方面，让整个社会都来奴役个别人，要监督科学家要做的工作。记者：肯定会有人认为，这样利用基因技术很经济……杨焕明：很经济，很经济，那要看怎么个经济法，像制造一批只会劳动的人吗？难道我们真的去学习蚂蚁的社会精神吗？是工蚁还是兵蚁？那两个养得胖胖的寄生虫，居然它的任务就是繁衍我们的后代、所谓做出最大贡献吗？那我们还讲不讲人性啊！你还做不做