第一章化学与生命.ppt

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1、21世纪将是生命科学的世纪,在我们居住的地球上，几乎到处都有生命的踪迹。生命和化学是紧密相连的，生命过程中充满着各种生物化学反应。人体可以说是一个化学反应的综合体。若没有化学变化，地球上就不会有生命，更不会有人类本身。 20世纪初，坚韧不拔的科学家们在谜一样的人体中发现了能解开生命奥秘的基本因子基因。伴随而来的，必将是生命科学和技术在21世纪的飞速发展。,生命是如何起源的？,第一节 生命的化学基础,什么是生命？,16个星期之后 受精卵发育成 初具雏形的胎儿,对生命起源的思考,就象对宇宙起源的思考一样, 构成人类理性思维中最富有挑战性,亦最有吸引力的问题之一。 自古以来, 杰出的思想家、哲学家和

2、科学家，都试着 提出 / 回答这些问题。,什么是生命？ 什么时候开始形成生命？ 生命是如何形成的？ 生命世界又何以如此千姿百态？ 这些问题都尚未解决，就如同生命科学还没有走到终极。,三、寻求生物进化的轨迹,一、什么是生命,二、有关生命起源的种种假说,一、什么是生命,生命的特征 什么是生命？初看起来, 这是一个常识问题。仔细推敲，却很难用一、二句话说清楚。,特征 是生物, 可能不 不是生物,可能 表现此特征 表现此特征 运动 植物 河流 生长 成年动物 山脉 新陈代谢 古莲子 云朵 繁殖 休眠孢子 火焰 应答 植物人 机械,特征 是生物, 可能不 不是生物,可能 表现此特征 表现此特征 细胞 遗

3、传 死亡 演化 上述被列入生命特征的每一条，都可能在哲 学诡辩中受到诘难。,1.从生物学角度的定义 生命是由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。,2.从物理学角度的定义 “负熵” 根据热力学第二定律：任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱，越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。,3.其它几种生命的“定义” (1)生命的物质基础是蛋白质和核酸。 (2)生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统。 (3)生命是物质的运

4、动，是物质运动的一种高级的特殊的实在形式。,生命的元素组成：,(一)C、H、O、N是组成生物体的基本化学 元素,(二)种类：,主要有20多种,(三)分类：,1.大量元素 2.微量元素,水分子的生物功能,生命离不开水，水是生命活动的基础。人体组织中，水的含量最高，骨组织中为20%，脑细胞中为85%。通常占细胞总量70%80%。细胞中的所有反应都是在水中进行的，所以水是细胞生命活动的介质。,细胞中各主要成分的含量,生命的化学组成生物大分子,氨基酸 蛋白质 结构、酶、调节物 核苷酸 核酸 遗传信息 单糖 多糖 结构、能源、信息 脂类 结构、能源、信息,DNA 双螺旋图,一级结构,二级结构,四级结构,

5、三级结构,蛋白质的结构,淀粉、糖原和纤维素,二、有关生命起源的种种假说,1、自古以来，有关生命起源出现过多种假说。,神造论上帝创造万物，最后造人。 (见圣经故事),自然发生论生物是从非生物环境中自然发生出来的,宇生论地球上生命来自宇宙空间别的星球。仍留下问题：“别的星球上生命如何起源”。,17 世纪意大利医生F. Redi 用实验证明腐肉不能生出苍蝇,1860年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物,广为接受的生命起源学说： 1924 年苏联生物学家奥巴林发表生命起源。 1929 年英国遗传学家霍尔丹也提出类似观点。 1936 奥巴林专著再版，他提出的生命起源学说引起世界重视。,2、生命起源发生在

6、什么时候？ 天文学家估计地球形成于约 45亿年前。 迄今找到的最早的化石记录了35 亿年前的原核生物。 所以，生命起源大约发生在距今 4535 亿年 间。,澳州西海岸的垫藻岩,35亿年前的兰细菌化石,最早动物出现,最早真核细胞出现,兰细菌光合作用，大气中 O2 积累,最早原核生物出现,地球形成,3、生命起源时的地球环境 200亿年前没有物质和能量，没有时间, 没有空间。 150亿年前大爆炸，产生能量、质量，开始时间、空间。,45亿年前 太阳系形成 地球形成 地球和其他几个行星一样，是从太阳旋转甩出的的一团物质组成。,原 初 地 表 图 景,4、化学进化由简单小分子到复合大分子（化学进化假说）,

7、随着地表的冷却，水的积累，在原始海洋中和大气中，出现一批简单的小分子。,太阳辐射 火山爆发 雷鸣电闪 提供能量，使简单小 分子合成复杂的稍大分子。 有机酸、氨基酸、单糖、脂类、嘌呤、 嘧啶、核苷酸等等,雷电可能为化学进化提供能量,地表的能量 能源 J/cm2 太阳辐射 1.09x106 紫外线 400nm300nm 1.42x104 300nm250nm 2.3x103 250nm200nm 17.51 200nm150nm 7.11 闪电 14.74 放射性(地下 1 Km 内) 3.35 火山爆发 0.54 宇宙射线 6.28x103,支持“化学进化”假说的证据 1953 年芝加哥大学研究

8、生米勒的模拟实验。 1969 年澳州 Muchison 地方落下一块陨石，从碎片成份分析中找到 氨基酸、嘧啶、脂酸。,Stanley Miller,用电击提供能量，从简单小分子可得到复杂的稍大分子。,米勒的实验装置,米勒模拟实验得到的有机物 （共计20多种） 有机物 产量 mol 甲醛 2330 脲（尿素） 20 乳酸 310 琥珀酸 40 甘氨酸 6 谷氨酸,后来别人的实验，使用其他能源，紫外线、高温、 射线等，还得到： 嘌呤、嘧啶、核苷酸、脂肪酸、单糖等。,从有机小分子到大分子聚合物 在原始海洋的岸边, 岩石, 沙土的表层, 有机小分子沉积, 吸收能量, 聚集成大分子聚合物。,福克斯实验证

9、实 （1）把氨基酸混合物倾倒在160 oC200 oC 热沙土上，水分蒸发，氨基酸浓集并化合生成蛋白质样大分子。,（2）这样得到的蛋白质分子具有 肽链结构； 蛋白质特有的显色反应； 可被蛋白酶水解， 产生氨基酸； 微弱的酶活性。,5、从多分子体系到原始生命细胞 奥巴林用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合得到团聚体小滴。 福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球体。,团聚体小滴性质 直径 1 m 500 m； 稳定存在几小时至几周； 外周增厚呈膜状结构，与周围水 液有明显界限； 具原始代谢特征； 可以增长和繁殖。,微球体,微球体(福克斯实验),微球体性质 1 m2 m（相当于细菌大小） 可吸纳周围环

10、境的脂类，并形成 膜状结构； 膜表现选择透性，反映渗透压变 化； 吸纳周围环境中蛋白质分子，微 球体可“增长”和“繁殖”。,可以设想，若是团聚体/微球体具备以下特征的综合： 脂双层膜围成的与周围环境隔开 的含水囊泡。 囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖 类大分子。 选择性的从环境吸纳“食物”, 利用“食物”的分解, 复制自身一部 分起核心作用的大分子。 囊泡因大分子增多而“生长”和繁殖。 那么，原初生命细胞的雏形就诞生。,三、寻求生物进化的轨迹,自养型细胞的出现改变了地球的面目。 最早地球环境的特点还原性的。 最早生物细胞的特点异养。 直到有光合作用能力的细胞出现。,自养生物的出现， 不但 , 使异

11、养生物得以继续发展， 而且，改变了地球面目： （1）大气中有氧，不再是还原性 环境。 （2）大气上层有臭氧层。 臭氧层挡住短波紫外线的杀伤破坏力， 使生物得以繁衍发展。,最初, 对于习惯于还原环境的所有厌氧生物来说, 氧是有毒气体，氧的出现是“灾难性的大气污染”。 结果，原初的厌氧生物被“驱赶”到极端环境中去。,在渡过漫长的近 30 亿年之后，氧在大气中的积累，有氧呼吸生物的出现，给生命世界带来第一次大繁荣，这时距今大约 5 亿 年以前。 出现了多细胞生物 出现了动物 出现了植物,研究物种进化的两大工具 化石除琥珀和深冻猛犸外， 化石是研究古代生物的 主要依据。 根据同位素衰变计算地层年龄。,

12、2.5 亿年前的蕨类叶化石,同位素衰变 半衰期 适用范围 87铷87锶 490 亿年 1 亿年 232釷208铅 140 亿年 2 亿年 238钠206铅 45 亿年 1 亿年 40钾40氩 13 亿年 1 亿年 235铀207铅 7亿 年 10 万年 14碳14氮 5730 年 6 万年,生物如何进化？,物竞天择？,达尔文,22岁的达尔文开始贝格尔舰航行,当时报纸上刊登的 讽刺达尔文的漫画,达尔文的自然选择学说,主要内容 过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存,第二节 生命的基本单位：细胞,1665年英国科学家胡克用自制设计与制造的显微镜观察了软木(栎树皮)的薄片，第一次描述了植物细胞的构造

13、，并首次借用拉丁文cellar(小室)来称呼看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室(实际上只是观察到纤维质的细胞壁)。 1838年德国植物学家施莱登和动物学家施旺创立了细胞学说(一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位)；1855年德国医生和病理学家魏尔肖又补充了第三条原理：所有的细胞都是来自于已有细胞的分裂，即细胞来自细胞。这三条原理就是著名的细胞学说。 细胞学说的创立解决了生命科学的一个根本问题，即生命的共同起源问题，也就是生命的同一性问题。,胡克使用的光学显微镜,电子显微镜,电子显微镜,透射电子显微镜下正在分裂的大肠杆菌,扫描电子显微镜下的杆菌,微分干涉相显微镜下的细菌,原子

14、力显微镜下的细菌,激光共聚焦扫描显微镜下的藻类,一、细胞的形态与大小,细胞一般很小，用显微镜才能观察到。但不同种类的细胞间大小差距悬殊 。,细胞的形态与大小(引自Solomon et al.2002年),细胞的形态多种多样，细胞有球形、杆状、星形、多角形、梭形、圆柱形等。不同的形态，主要是为了适应不同的功能。例如，植物的纤维细胞起支持作用，呈长梭形，动物的神经细胞细长且有很多是分支或突起便于接受和传导刺激等。,淋病球菌图片,大肠杆菌图片,弧形霍乱菌图片,二、细胞的分类,生命的起源大致经历了由元素形成到分子单体的形成，最后到单细胞和多细胞生物体的形成这样几个阶段。同样，在细胞的进化中，也经历了原

15、核细胞和真核细胞两个不同的阶段，我们将今天所见到的细胞分为两大类：原核细胞和真核细胞。这一概念最早是20世纪60年代由著名细胞生物学家里瑟提出的。,1.原核细胞,对于原核细胞来说，我们一般认为它不具备核膜的基本结构，遗传物质集中在低电子密度区。DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白，环的直径约为2.5nm，周长约几十纳米。没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型，原核细胞构成的生物称为原核生物，原核生物的特征是体积较小，均为单细胞生物，直径为0.210m，进化地位较原始，在3035亿年前就出现，在地球上的分布广度与适应性比真核生物大得多。,原核生物的种类：,细菌、放线菌、蓝藻、支原体、立克次氏体

16、、衣原体。,原核细胞的基本结构,细菌细胞结构图,典型的细菌细胞形态结构(引自Raven & Johnson,1992年),原核细胞的细胞壁、荚膜和鞭毛,细胞壁的结构,一种细菌的负染照片,显示荚膜,大肠杆菌的菌毛,细菌的鞭毛,2.真核细胞,真核细胞是构成真核生物的细胞，具有典型的细胞结构， 有明显的细胞核、核膜、核仁和核基质。真核细胞的种类繁多，既包括大量的单细胞生物和原生生物细胞(如原生动物和一些藻类细胞)，又包括全部的多细胞生物(一切动植物)的细胞。,植物细胞模式图,动物细胞模式图,真核生物的细胞膜与细胞核结构,由流体镶嵌模型发展而来的生物膜结构模型(引自Solomon et al.2002

17、),细胞核的形态结构(引自Cooper,2000年),原核细胞与真核细胞的比较,三、细胞的化学成分,1水和无机盐 2、有机分子 （1）蛋白质 （2）核酸 （3）糖类 （4）脂类 3、酶和生物催化剂 （1）酶 （2）RNA催化剂,基本元素：O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg。 化学物质：无机物和有机物,四、细胞衰老与死亡,衰老的定义：P17 人体组织细胞寿命差异显著，组织细胞分4类： 更新组织 三类：干细胞、过渡细胞、成熟细胞 稳定组织细胞 恒久组织细胞 可耗尽组织细胞 1.细胞衰老的特征 （1）形态变化 （2）分子水平的变化,2. 细胞衰老的机理 关于细胞衰老的机理具有许多不同的学说，概

18、括起来主要有差错学派和遗传学派两大类，前者强调衰老是由于细胞中的各种错误积累引起的，是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使“差错”积累，导致细胞衰老。后者强调衰老是遗传决定的自然演进过程，认为衰老是遗传决定的自然演进过程，一切细胞均有内在的预定程序决定其寿命，而细胞寿命又决定种属寿命的差异，外部因素只能使细胞寿命在限定范围内变动。其实，现在看来两者是相互统一的。,3细胞死亡,三种方式： 细胞坏死 坏死细胞形态变化由酶性消化和蛋白变性引起 细胞凋亡 细胞的程序性死亡,细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种自然的生理过程。,细胞坏死是指在种种不利因素影响下，因

19、细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡，它是细胞的一种病理性死亡。,基因,不可逆转,可逆转,外界因素,生理性,病理性,细胞凋亡与细胞坏死的区别,五、肿瘤细胞与癌症,肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞异常增生而形成的新生物，常表现为局部肿块。肿瘤细胞具有异常的形态、代谢和功能。它生长旺盛，常呈持续性生长。肿瘤是一种基因病，但并非是遗传的。肿瘤可分为良性和恶性肿瘤两大类。,恶性肿瘤从组织学上又可以分为两类：一类由上皮细胞发生恶变的称为癌，如肺上皮细胞发生恶变就形成肺癌，胃上皮细胞发生恶变就形成胃癌等等；另一类由间叶组织发生恶变的称为肉瘤，如平滑肌肉瘤，纤维肉瘤等。 据我国20

20、00年卫生事业发展情况统计公报，城市地区居民死因第一位为恶性肿瘤，其次为脑血管病、心脏病。我国最为常见和危害性严重的肿瘤为肺癌、鼻咽癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、宫颈癌、白血病及淋巴瘤等。,1.癌细胞的主要特征 不死性、迁移性、失去接触抑制 （1）形态特征 （2）生理特性 细胞周期失控 接触抑制丧失 定向依赖性丧失 去分化现象 对生长因子需要量降低 代谢旺盛 蛋白质合成及分解代谢增强 线粒体功能障碍 可移植性,2.肿瘤的形成 始发突变、潜伏、促癌、演进 （1）肿瘤形成的内因 和原癌基因、抑癌基因突变的逐渐积累有关 （2）肿瘤形成的外因 和致癌物质（理、化、生）接触有关 致癌物质根据致

21、癌作用不同分启动剂、促进剂和完全致癌剂 3.肿瘤的治疗 两种观点：清除肿瘤细胞和改变癌细胞的特性 常规方法：手术、放疗和化疗,第三节 遗传与基因,遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学 遗传与变异是生物界最普通、最基本的两个特征 遗传(heredity)：指生物亲代与子代相似的现象，即生物在世代传递过程中可以保持物种和生物个体各种特性不变； 变异(variation)：指生物在亲代与子代之间，以及在子代与子代之间表现出一定差异的现象。 遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面 遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的； 没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题 没有变

22、异特征物种将是一成不变的，也不存在遗传的问题,一、遗传的基本定律,自从人们意识到亲代之间有着遗传信息的传递这个事实以来，许多人一直力图阐明亲代和子代的性状之间的遗传规律，但都未获得成功，直到1866年奥地利学者孟德尔根据他的豌豆杂交实验结果发表了植物杂交试验的论文，揭示了现在称为孟德尔定律的遗传规律，才奠定了遗传学的基础。,1.孟德尔及其孟德尔定律,1865年, 孟德尔根据他8年的植物杂交试验结果，2月8日在当地的科学协会上宣读了一篇题为“植物杂交实验”的论文。但这一伟大的发现埋没35年后才重见天日。 1900年遗传学诞生。,Gregor Johann Mendel (1822-1884),孟

23、德尔：遗传因子假说,遗传因子假说认为： 生物性状受细胞内遗传因子(hereditary factor)控制 遗传因子在生物世代间传递遵循分离和独立分配（自由组合）两个基本规律 这两个遗传基本规律是近现代遗传学最主要的、不可动摇的基础，因此，孟德尔被公认为遗传学的创始人。,2.连锁与交换定律的发展,1910年摩尔根创立了连锁定律并证实了基因在染色体上以直线方式排列。提出了遗传的染色体理论(chromosome theory of inheritance)。 获1933年度诺贝尔奖,Thomas Hunt Morgan (1866-1945),3.经典遗传病实例,遗传病的概念：,由于遗传物质改变而

24、引起的人类疾病,遗传病的类型：,白化病,常染色体上的隐性遗传病,缺少酪氨酸酶，不能将酪氨酸转化为黑色素，表现出毛发白色、皮肤呈淡红色、畏光等症状。,多指,常染色体上的显性遗传病,进行性肌营养不良,X染色体上的隐性遗传病,肌肉萎缩无力，行走困难。患者后期双侧腓肠肌呈假性肥大。一般于4-5岁发病，20岁前死亡。,唇裂,多基因遗传病,苯丙酮尿症,常染色体上的隐性遗传病,缺少正常基因P，体细胞缺少一种酶。智力低下，60%患儿有脑电图异常。头发细黄，皮肤色浅和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。,二、基因组与基因工程,基因概念的发展 （一）遗传“因子”：孟德尔认为，生物性状的遗传由遗传因子所控制

25、，性状本身不遗传。 （二）染色体是基因的载体：摩尔根实验证明基因位于染色体上，并呈直线排列，提出了遗传学是连锁交换规律，建立了遗传的染色体学说，为细胞遗传学奠定了重要基础。并由此提出基因既是一个功能单位，是一个突变单位，也是一个交换单位的“三位一体”概念。 所以经典遗传学认为：基因是一个最小的单位，不能分割；既是结构单位，又是功能单位。,肺炎链球菌实验,1944年，美国科学家Avery和Griffith的研究证实DNA是遗传物质,肺炎链球菌的转化实验(引自吴庆余，2002),1952年，Hershey和Chase以同位素标记法证明了噬菌体的遗传物质是DNA，从而进一步证实了DNA是具有连续性的

26、遗传物质,噬菌体感染实验证明DNA是遗传物质(引自吴庆余，2002),基因与DNA,一个基因大约有500-6000个核苷酸对，但并非DNA分子上任一含有几千个核苷酸对的区段都是一个基因，基因是一个含有特定遗传信息的DNA分子区段。 如何判断一段核苷酸序列是否是某个基因？ 要看这个特定的核苷酸序列是否与其转录产物RNA核苷酸序列或翻译产物多肽链的氨基酸序列相对应，这样就必须同时测定某一段DNA的核苷酸序列和相应产物的序列。,基因工程（Gene Engineering）,在各种酶的作用下，将目的基因的DNA分子与载体DNA分子相连接，形成重组的DNA分子，以一定的方式导入原无该类分子的宿主细胞，并

27、使宿主生物变为自然界原来没有并能连续传代的新生物。 要点： 供体、载体、受体 基因工程分狭义（上游）：重组、克隆、表达的设计和构建。 广义（下游）：表达工程菌的发酵培养和产物的纯化。 目的：DNA扩增，外源基因表达产物，表达调控，改造生物遗传特性等。,克隆的含义,名词(pl. clones)：克隆、无性(繁殖)系。 生物个体、细胞的无性繁殖系； 同一基因或DNA片段的多份拷贝。 动词(cloning)：克隆。 细胞克隆：从单个细胞产生一组具有同样遗传组成的细胞； 分子克隆：获得单个基因/DNA片段多份拷贝。常用的方法有将带有目的片段的重组DNA分子导入到特定宿主细胞中，利用宿主细胞DNA复制系

28、统进行复制；利用DNA聚合酶在无细胞系统中复制(PCR, 聚合酶链式反应)。,1997年2月23日，苏格兰Roslin研究所的Wilmut和Campbell等人在Nature杂志宣布：世界上首例来源于哺乳动物体细胞的克隆羊“多莉”问世。经过将近一个世纪的努力哺乳动物体细胞的克隆终于获得成功 。,第四节 生命科学的伦理道德问题,生命科学进入21世纪，人类在认识自我，了解生命的本原方面大大地前进了一步。生命科学特别是生殖技术、基因技术、克隆技术突飞猛进的发展，在不断冲击着人们的伦理观念。如：不同物种的基因可以相互转移，对于它们的安全性引起了广泛的关注；克隆羊“多莉”的问世；人类基因组研究计划完成，

29、人类是否也能克隆自身？辅助生殖，其中的非婚配关系，代孕母亲；器官克隆和器官移植；安乐死，临终关怀等有关伦理道德问题，都是人们关注的热点问题，制定尽可能完善的符合全人类的伦理道德规范，并成为相关法律的基础，是摆在我们面前的紧迫问题。如今，生命科学家比以往都更加需要与社会各界，特别是与社会学家、伦理学家、法学家、决策者一起，通过共同的努力，回答并解决由此而产生的一系列社会、法律和伦理问题。,一、生命伦理道德的基本原则,行善 自主 不伤害 公正,二、人类干细胞研究中的伦理问题,1998年10月，美国科学杂志发表两项胚胎干细胞研究的突破性成果，其中一项是威斯康辛大学汤姆森（Thomson）教授建立的人

30、胚胎干细胞系，该成果被评为1999年十大科技进展之首，并迅速兴起了胚胎干细胞研究的热潮。,人类干细胞主要来自于三个方面，一是来自人工授精中捐献的多余胚胎，获得胚胎干细胞；二是从死亡胎儿尸体的原始生殖组织分离得到胚胎生殖细胞；三是类似于克隆羊“多莉”经由体细胞核转移技术建立的胚胎中分离出来的多能干细胞。在胚胎干细胞研究的热潮中，也发生了激烈的伦理之争。主要的分歧在于：其一，治疗性克隆是否必然滑向生殖性克隆？其二，研究胚胎干细胞是否谋害生命？即胚胎干细胞的来源问题。,目前对于干细胞研究的行为规范如下： （1）只允许对发育到14天内的囊胚进行研究。 （2）不允许将胚胎重新植入子宫。 （3）不能将人类

31、胚胎干细胞用于非治疗途径的研究。 （4）不能将人类生殖细胞直接与动物生殖细胞相结合。 （5）不能将人类胚胎直接生产人类胚胎干细胞的产物用于临床治疗，只能分离和培养成胚胎干细胞系而提供医疗使用。 （6）人类干细胞研究人员应不断提高思想素质和技术素质。 （7）人类干细胞研究机构应向科研主管部门伦理委员会和机构评审委员会提出工作报告，接受评估和监督。,三、人类基因组研究与伦理、法律、和社会影响问题,2000年，当人类基因图谱首次绘制完成时，它被誉为人类的壮举。人类基因组计划所带来的巨大利益已经显现在我们眼前，对整个人类社会将带来深远的影响，人类如何应对这些变化，以确保我们所获取的知识是用来为人类造福

32、，而不是给人类带来痛苦。因此人类基因组计划从一开始就执行合作与开放两个最基本的原则，规定全世界任何国家的科研机构均可参与合作，以及所有人类基因组的数据都应当在24小时内毫无保留地加以公布，人类基因组的研究成果不能被篡夺和非法利用。在其成立之初，就专门设立了人类基因组的伦理、法理和社会影响的子计划，研究人类基因组计划对个人和社会的含义，考察人类基因组图谱将带来的后果，简言之这些与生命的伦理道德是密切相关的。,四、克隆伦理问题,联合国从2001年开始讨论人的克隆问题。各国几乎一致主张禁止生殖性克隆，但就是达不成一致协议。究其原因，缘于治疗性克隆和胚胎干细胞研究。,反对克隆的理由： （a）不安全 （

33、b）可能影响基因多样性 （c）有损人的尊严,但也有人赞成和支持生殖性克隆。他们认为，伦理道德不应也不能阻碍科学技术的发展，同“科学自由”的神圣原则相对应。克隆羊之后必定是克隆人，谁也无法阻止，就像不能阻止试管婴儿那样。而且，克隆人有助于深入认识人的生老病死，对于那些无法生育和痛失亲人的人更是福音。显然，这场论争不会因为联合国并无约束力的一纸宣言而结束。,五、器官移植伦理问题,器官移植已经走过了50年，50年前罗纳德赫里克创造了一个医学的奇迹，他把自己的一个肾捐了出来，挽救了他的生命垂危的双胞胎弟弟理查德，让其再存活了8年。从此之后，数以千计的人接受了肾移植，并且从心脏到肝的其它器官的移植也出现

34、了。为理查德做肾脏移植的医生因此而获得了诺贝尔奖。50年间，单在美国器官移植手术就进行了40多万例，现在美国有8.5 万人等待他人捐赠器官。,器官移植分为自体移植和异体移植，自体移植较少伦理方面的问题，如烧伤病人自体皮肤的移植等；异体移植涉及到器官的来源问题，情况往往变得很复杂。异体器官只谈来源人体的器官，不涉及其它物种来源的器官。过去较为成功的是肾（双器官）移植和骨髓（再生器官）移植，但大量的器官可能来自于人类尸体或动物，因此这方面的伦理问题最多。,六、转基因食品与药物安全问题,如果说基因检测和克隆技术离现实生活还比较远的话，那么，转基因食品和药物已进入寻常百姓家，因而更受关注，争议也更多更

35、尖锐。其中最为关键的是安全性问题，包括人体安全和环境安全。,转基因食品和药物是基因工程的产物。通过转基因技术，把外原基因植入某种植物或动物体内并使之表达，便是转基因植物或动物。 转基因的成分进入食品和药用中，对人类的营养和健康带来什么样的影响，是有益还是有害，我们能否接受这一类产品存在于我们的日常生活中，这些应该得到恰当的评估，而不能仅仅根据少数人的意见决定。,对于转基因药物和食品对人类的安全性和社会发展的研究，需要解决如下问题： （1）转基因植物的扩散问题。 （2）转入植物的外源基因的扩散问题。 （3）转入植物的其他标记基因，如抗生素抗性基因等的扩散问题。 （4）转基因植物是否会影响和破坏生物多样性。 （5）转基因植物是否会改变与之相关物种，如害虫等的进化速度。 （6）转基因植物中标记基因的毒性问题。 （7）转基因植物的果实或其他部分作为食物是否会引起食用者产生不良反应，是否有长期积累的作用。 （8）转基因植物是否会对农业和国际贸易带来一些不可预测的影响。,