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分子生物學的發(fā)展史精選(九篇)

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分子生物學的發(fā)展史

第1篇:分子生物學的發(fā)展史范文

農業(yè)的出現,是人類發(fā)展史上的第一次革命,也是區(qū)分新、舊石器時代的重要標志之一,它為人類社會從蒙昧、野蠻邁向文明奠定了堅實的基礎。一般說來,農業(yè)革命主要包括栽培作物的產生和馴化動物的起源。系統(tǒng)探索家畜的起源,對于了解家畜發(fā)展史、揭示家畜對人類生活方式的影響至關重要。

眾所周知,家豬Sus Scrofa Domesticus緣自野豬的馴化。目前,野豬主要分布在歐亞大陸的南部,即分布于歐洲、北非和亞洲中部天山山脈的歐洲野豬,分布于中國大陸、臺灣、爪哇、蘇門答臘和新幾內亞的亞洲野豬。相比之下,家豬的分布范圍要大得多,幾乎遍及全世界,其品種也千差萬別、多種多樣。家豬與野豬在形態(tài)和習性上的差別明顯,家豬的下頜骨、頭骨和淚骨較短,犬齒退化,鼻部上移,顏面凹陷,面部加寬,后軀加長,體重增大,體幅變寬,胃腸發(fā)達,腹圍增大。它們一般白天活動,黑夜休息,性情也頗為溫順。人們不禁要問,兇猛的野豬是如何馴化為形態(tài)、習性迥然不同的家豬呢?家豬起源于何時、何地?系單一起源,抑或多個起源呢?諸如此類,皆為學術界長期關注的問題。多年來,國內外學者從不同角度,孜孜以求地探索家豬的起源與馴化,業(yè)已取得頗為豐碩的成果,然而,諸如馴化之初,鑒別家豬和野豬等關鍵問題,至今仍茫然無緒。本文在評述前人工作的基礎上,著重探討上述關鍵問題,嘗試提出新的思路,希望能有助于研究的深入。

動物考古學的證據

考古學誕生以來,發(fā)掘成果日新月異、層出不窮,為探索家畜起源提供了頗為翔實的實物資料。當前,探索家畜起源主要借助于動物考古學的研究成果。一般說來,判斷考古遺址出土的動物骨骼是否為家畜,主要依據以下三個原則:1、基于骨骼形態(tài)學的判斷,即通過觀察和測量,比較骨骼、牙齒的尺寸、形狀等特征信息,以區(qū)分家養(yǎng)動物和野生動物。2、考古遺址中某些動物經過了古代人類有意識的處理,可認為屬于家養(yǎng)動物。3、把動物的年齡結構及骨骼形態(tài)上的反?,F象與考古學分析有機地結合在一起進行判斷。

據報道,世界上最早的家豬發(fā)現于安那托利亞東南部的Cayonu遺址土耳其之亞洲部分,其年代約距今9000年。我國迄今發(fā)現的最早家豬,一般認為是距今約8000年的河北省武安縣磁山遺址。這一認識的根據如下:即1、該遺址窖穴中發(fā)現有完整豬骨,在其上面堆積著小米;2、絕大多數豬的年齡介于1-2歲間;3、豬上下臼齒的測量數據,與新石器后期遺址出土豬的數據相近;4、穩(wěn)定碳同位素的分析表明,豬以C4類植物為主要食物,表明與飼養(yǎng)相關。

關于新石器時代家豬飼養(yǎng)的前提條件,袁靖先生認為有以下三條:1、傳統(tǒng)狩獵獲得的肉食已顯不足,需要尋求新的肉食資源;2、居住環(huán)境周圍存在著一定量的野豬,容易獲得馴化對象;3、農產品有了一定的剩余,為家豬飼養(yǎng)提供了足夠的飼料。由此可見,出土了許多豬骨的廣西甑皮巖遺址距今約10000年,因不滿足上述條件,故不能認為是家豬的發(fā)源地。與此同時,有關專家正在積極探討河南舞陽賈湖遺址距今約9000年的出土豬骨,不久應有明確結論。

分子生物學的證據

借助分子生物學方法,是研究家豬起源的另一重要途徑。分子生物學理論指出,長期的進化道路上,生物的DNA分子既保持著基本穩(wěn)定的遺傳,又容忍偶然變異的產生。顯然,DNA分子的遺傳穩(wěn)定性,保證了親代與子代之間的遺傳連續(xù)性;而DNA的變異,又使得子代與親代出現差異,導致了物種的進化。研究表明:突變導致的DNA中核苷酸序列的改變,與時間的累積成正比,即時間越長,DNA中核苷酸序列的改變越大。這種變化的速率是恒定的,兩種生物分離的時間越長,其分子的差異則越大,這就是所謂的“分子鐘”(molecular clock。這樣,若探明現存物種DNA的核苷酸序列,便可望估計它們共同祖先的分離時間,即其物種的起源。由于動物體內的線粒體DNAmitochondrial DNA,簡寫為mtDNA具有母系遺傳、變異速率快、拷貝數目多的特點,故常將其作為研究物種系統(tǒng)進化的首選。

Watanabe等首先利用限制性片斷長度多態(tài)性restriction fragment length polymorphism,簡稱RFLP分析了家豬包括亞洲豬和歐洲豬、日本野豬的mtDNA限制性酶切圖譜,結果發(fā)現亞洲豬和歐洲豬存在著很大的遺傳差異,表明兩者應有獨立的起源。Huang等對29個中國地方豬種、1個歐洲豬種以及野豬的mtDNA也進行了RFLP分析,除證實了Watanabe的研究成果之外,還發(fā)現中國野豬與中國家豬更為接近,暗示著中國地方豬可能只有一個單一起源。Giuffra等測定了來自歐洲和亞洲野豬、家豬中mtDNA細胞色素b的全編碼序列、mtDNA控制區(qū)的440堿基序列和三個核基因堿基序列,經系統(tǒng)發(fā)育分析后發(fā)現,一些家豬的mtDNA序列與歐洲野豬密切相關,而另外一些則與亞洲野豬密切相關,表明家豬應分別緣自歐洲和亞洲野豬的馴化。之后,蔣思文等對中國9個品種的140頭豬的線粒體控制區(qū)440bp和細胞色素b基因798bp的作了系統(tǒng)發(fā)育分析,而Kijas等對中國梅山豬、瑞典長白豬以及兩個歐洲野豬的mtDNA作了近全序列分析,其結果均證實了歐洲家豬和亞洲家豬分別起源于亞洲野豬和歐洲野豬,即現代家豬有著兩個母系起源。

此外,各學者還利用“分子鐘”理論估算了家豬的起源時間。Huang等首先根據哺乳類動物mtDNA每百萬年2%的進化速率,估算出歐洲家豬和中國家豬可能在280000年前來自同一祖先。Giuffra等則認為兩者分離的時間大約為500000年前。Jiang等的研究成果揭示了中國地方豬種和歐洲野豬的mtDNA序列變異發(fā)生在413000-875000年前,亞洲野豬的變異發(fā)生在7000-15600年以前,即亞洲家豬的馴化發(fā)生在7000-15600年前。Kijas等估計亞洲家豬與歐洲家豬的分離時間為90000年前。從以上數據可以看出,利用分子生物學推斷出家豬的起源時間絕大多數遠早于考古實物資料,其原因尚需進一步研究。需要指出的是,各項研究估算家豬起源時間的顯著差異,與分子標記及核苷酸序列的不同選擇密切相關。

中國國土遼闊,養(yǎng)豬歷史悠久,各地氣候和自然環(huán)境差異很大,形成了眾多的中國豬種。研究指出,若按自然地理環(huán)境條件、社會經濟條件以及外形、生態(tài)特點來考慮,中國家豬可以分為:華北型、華南型、華中型、江海型、西南型和高原型等六大類型。至于中國家豬的起源問題,蘭宏等利用RFLP技術,分析了我國西南地區(qū)家豬和野豬的mtDNA,發(fā)現西南地區(qū)的家豬與當地野豬極為相近。而常青等對華東地區(qū)家豬和野豬的隨機擴增多態(tài)DNARandom Amplified Polymophism DNA,簡稱RAPD作了分析,結果表明:長江下游江蘇地區(qū)家豬的品種或類群內,變異幅度相對較小,群體的遺傳趨異程度處于較低水平;而華東地區(qū)的家豬和野豬可能起源于一個共同的祖先。之后,Huang等和Jiang等的研究成果,均證實中國豬種的遺傳資源缺乏,其暗示著中國家豬的單一起源,而各地豬種的不同表型應為人工長期選擇的結果。

聚合酶鏈式反應polymerise Chain Reaction,簡稱PCR技術的出現和成熟,使人們可望通過古代豬骨DNA的分析,更直接地探索家豬的起源與進化。2002年,Watanobe等根據mtDNA控制區(qū)域的核苷酸序列分析,復原了日本沖繩島考古遺址出土豬骨的DNA,并對其與現代野豬、琉球群島、日本島、亞洲大陸等地家豬之間的關系進行了探討。他們指出,古代豬系東亞家豬血統(tǒng),與琉球群島的本地野豬相關;清水貝丘(shellmidden)遺址彌生-和平時代,Yayoi-Heian Period出土的豬,出現一個獨特核苷酸的插入現象,表明其與琉球群島的現代野豬有所不同,反映了在彌生-和平時代早期或更早一些時候,亞洲大陸的家豬已被引入到沖繩島。綜上所述,不難預見,隨著分子生物學理論和技術的不斷成熟,利用古代DNA技術,探索家畜起源及發(fā)展的工作必將日益增多。 轉貼于

存在問題

無疑,家豬起源的研究業(yè)已取得了顯著的成就,然而,隨著研究的深入,新的問題也不斷出現,需要進一步思考和探索。眾所周知,野豬經馴化演變?yōu)榧邑i,其過程極其緩慢。而在馴化初期,家豬和野豬間,形態(tài)上幾乎沒有差別,甚至完全沒有差別。欲鑒別這一時期的家豬和野豬,主要依賴于形態(tài)學研究的動物考古學顯得無能為力。即便利用古代DNA技術,原則上也同樣難顯其能。這一點是最令人困惑的。此外,就目前而言,分子生物學的工作還主要集中在mtDNA方面。而mtDNA是一個單位點的分子標記,具有一定的片面性,難以揭示父系血統(tǒng)對后代基因的作用和影響。實際上,已有不少學者對此提出了質疑。

思 考

袁靖先生認為,人類獲取肉食的模式,按時間先后可分為三種,即依賴型、初級開發(fā)型和開發(fā)型。早期,漁獵是肉食的主要來源,肉食的豐富程度與獲取的難易,完全受環(huán)境資源的制約,這種獲取肉食的模式稱為依賴型。之后,除漁獵外,人們學會了某些動物的馴化,開拓了獲取肉食的新資源。此時,肉食資源還主要以漁獵為主,原始畜牧業(yè)仍然居于輔助地位。這種模式被稱為初級開發(fā)型。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展,漁獵的比例逐漸下降,人們的肉食來源發(fā)生了質的飛躍,即肉類的大部分來源于某種馴化家畜,周圍環(huán)境野生動物已下降成為肉食的次要來源,人們將這種模式稱為開發(fā)型。顯而易見,家豬的起源應當發(fā)生在初級開發(fā)型階段,即馴化的開始階段。

Price認為,所謂馴化,就是經過不同世代的變異積累和環(huán)境誘發(fā)產生的發(fā)育變異之后,一大群動物逐步適應人類需求和封閉環(huán)境的過程。Bruford等的馴化定義為:改變動物或植物的遺傳特征,使之更符合人類需求的過程。Diamond則認為,野生動物的馴化,需要滿足以下條件:1、固定的食物來源;2、生長相當迅速;3、在封閉環(huán)境中繁殖;4、 性格柔順;5、不易驚慌等。以上學者的意見,可將家畜的馴化條件歸納如下:1、動物在人類的干預下經過世代的積累;2、動物與人類的關系極為密切,其食物主要來自人類的供給。顯然,如何采用科學方法判斷這兩個條件是否形成,當是探索家畜起源的關鍵所在。具體說來,有如下四種方法:

1、食性分析。相對而言,家豬的棲息環(huán)境較為狹窄,其食物的來源也十分穩(wěn)定,并與飼養(yǎng)者的食物基本一致。因此,若以考古遺址出土豬骨為對象,分析它們的穩(wěn)定同位素C、N和微量元素,了解它們的食性及其變化,并與先民們的食譜相比較,探討兩者之間的關系,可為家豬的起源提供重要的信息。

2、古代DNA研究。馴化初期,交通極為不便,文化交流頗為困難,豬只能近交繁殖。這樣,利用RAPD、微衛(wèi)星等多位點分子標記,可望捋清古代豬個體間的親緣關系,進而探明它們的世代和譜系關系。無疑,若發(fā)現有三代關系,即可推斷豬已馴化。

第2篇:分子生物學的發(fā)展史范文

1.1現代醫(yī)學的時間劃分

在歐洲,從15世紀后半葉文藝復興起,以后的400年間為近代醫(yī)學時期[1]。依據這種劃分,從19世紀后半葉開始應為現代醫(yī)學時期。

1.2現代醫(yī)學的理論主體

近代醫(yī)學的主要特點是采用了從生產實踐中分化出來的實驗這種特殊的實踐形式,所以近代醫(yī)學也稱之為實驗醫(yī)學。實驗醫(yī)學是醫(yī)學發(fā)展史上新的突破,是人類醫(yī)學科學發(fā)展的方向[1]。因此可以說,現代醫(yī)學理論最重要的核心組成部分仍是實驗醫(yī)學。

2關于醫(yī)學研究基本形式的一般認識

醫(yī)學有兩種基本的認識形式:實驗醫(yī)學和經驗醫(yī)學。實驗是為了檢驗某種科學理論或假設而進行某種操作或從事某種活動[2],是指科學上為闡明某一現象而創(chuàng)造特定的條件,以便觀察它的變化和結果的過程[3]。經驗通常指感覺經驗,即感性認識。是人們在實踐過程中,通過自己的肉體感官(眼、耳、鼻、舌、身)直接接觸客觀外界而獲得的對各種事物的表面現象的初步認識。它的本原和內容都是客觀的。人們總結經驗使它上升為理性認識,是為了把握事物的本質,可以更正確地認識世界和改造世界[3]。我們理解,實驗和經驗都是人們認識事物的方法,在醫(yī)學上表現為對人體研究的基本手段不同。經驗醫(yī)學是醫(yī)學存在的原始形式和基礎,其優(yōu)點是人們可以通過自己的肉體感官去觀察任何現象并進行總結,但經驗醫(yī)學受人體肉體感官認識能力的限制,無法透過事物的表面現象去探討其物質變化的本質;而實驗醫(yī)學是醫(yī)學研究的高級形式,其優(yōu)點是可以利用各種現代化科技手段,把人們的認識延伸到肉體感官無法直接接觸到的客觀外界,但也存在缺點,實驗醫(yī)學的研究受醫(yī)學實驗各種特定條件等的限制,具有局限性。

3現代醫(yī)學存在的自身缺陷

可以肯定地說,實驗醫(yī)學的研究方法是人類智能最光輝燦爛的結晶之一,其成就是卓越的,但在本文我們只談其缺陷問題。我們認為,現代醫(yī)學工作者過于依賴實驗醫(yī)學的研究方法,忽視了哲學的指導作用,因而逐漸地放棄了傳統(tǒng)經驗醫(yī)學的可取之處,這種研究方法顯然是不科學的,導致了其所建立的理論體系存在著非常明顯的片面性和不完整性,造成了難以自我完善的自身缺陷。

4現代醫(yī)學存在自身缺陷的哲學依據

哲學認為[4]:哲學便是世界觀的學問,是世界觀的理論體系。哲學作為世界觀的學說,它同各門具體科學既有區(qū)別又有聯系,并同各門具體科學一起共同組成人類知識的大廈。因此,哲學對于各門具體科學就有一般的指導作用,成為研究各門具體科學的世界觀和方法論。只有將具體科學的研究工作和哲學的指導結合起來,才能促進科學和哲學的發(fā)展。從世界醫(yī)學發(fā)展史上看,醫(yī)學曾經與哲學互相依存不可分割,自實驗醫(yī)學誕生以后,醫(yī)學發(fā)生了由經驗到實驗的歷史轉變,實驗醫(yī)學的優(yōu)越性使人們的認識能力透過了生命的表面現象而漸漸深入到分子生物學水平。由于醫(yī)學實驗所創(chuàng)造的特定條件和所進行的一切操作或活動都要求必須具備無可置疑的可控性和重演性,因此,哲學在客觀上的一般指導作用已越來越被淡化,哲學在目前的醫(yī)學領域內實際上已沒有發(fā)揮其應有的指導作用。而缺乏了哲學作指導,現代醫(yī)學就不能正確認識實驗醫(yī)學的優(yōu)點和其自身的局限性,不能合理地繼承經驗醫(yī)學的優(yōu)點,因而就不能用整體的、全面的觀點去研究人,就不能把有形的物質形式與無形的意識范疇的研究統(tǒng)一起來。

5現代醫(yī)學存在自身缺陷的醫(yī)學依據

現代醫(yī)學是以實驗醫(yī)學為主體而建立的,而實驗醫(yī)學對人僅進行了部分研究。

5.1在研究內容上缺乏全面性

5.1.1對意識的產生以及意識支配行為的機理缺乏深入的研究:現代醫(yī)學承認意識的存在,但對意識的產生以及意識支配行為的機理研究相對較少。例如:在人的及卵子細胞內肯定不存在人的意識,但由受精卵發(fā)育成的嬰兒卻有了人的意識,在胚胎發(fā)育過程中人的意識是如何產生的?

5.1.2對意識作用的本質缺乏深刻的認識:現代醫(yī)學雖然發(fā)現了意識對人體疾病和健康狀況有一定的影響,但卻未能加以重視,故而并未能對意識、心理、情緒等因素對人體解剖結構和生理機能的直接影響進行深入的探討并闡明其機理。我們認為,人體之所以能成為一個完整的統(tǒng)一體,就是因為人具有意識,而人的意識是人體內具有能動作用的最高反應控制中心[5]。事實已證明,人的意識對人體的健康狀況具有巨大的影響,但現代醫(yī)學對這個問題的認識卻比較膚淺。

5.1.3缺乏對人與社會、人與環(huán)境之間相互關系的研究:人與社會及環(huán)境時時刻刻都在發(fā)生著聯系。要建立一個完整的醫(yī)學體系,對這方面的研究就不能缺少,但現代醫(yī)學顯然沒有重視這個問題。杜治政認為[6],現代醫(yī)學必須加以改造的理由很簡單:疾病被告知為多層次的來源,它有生物、分子和遺傳方面的起源,也有社會、經濟、文化方面的起源。

5.2在研究方向上缺乏整體性

人體結構具有以下兩個特點:其一,具有相對獨立的專職功能;其二,與機體的其他結構共同組成一個結構和功能的統(tǒng)一體。這就要求我們在進行醫(yī)學研究過程中,必須正確處理人的整體和部分、全局和局部等各個方面的對立統(tǒng)一關系。而現代醫(yī)學似乎把分科的精細與研究的深入當成了判斷其科研成果是否先進的標準,這些醫(yī)學工作者們常常忽視人體結構和功能的統(tǒng)一性,在科研工作中僅在自己分科狹小的、局限的領域內片面地追求縱深的認識,而缺乏橫向的聯系,并沒有把自己的研究領域完全融入到人體這個統(tǒng)一體中。這種分科研究的結果根本不能全面完整地認識人。

6現代醫(yī)學存在自身缺陷的根本原因

現代醫(yī)學存在自身缺陷的根本原因主要表現在以下三個方面:

6.1沒有認識到實驗醫(yī)學研究方法的局限性這主要受以下幾個方面的限制:

6.1.1受實驗醫(yī)學本身認識方法的限制:實驗醫(yī)學研究要求所進行的一切實驗必須具備科學的可控的重演性,因此,最能發(fā)揮實驗醫(yī)學研究優(yōu)勢的領域是對人體物質組成及其功能的研究。但問題是,人不僅具有物質屬性,而且具有意識屬性,意識本身并不就是物質。也就是說,意識現象的發(fā)生并沒有具體的物質形態(tài)。實驗醫(yī)學對這些目前無法找到實驗學依據的生命現象,就沒有進行充分地進行研究。

6.1.2受實驗醫(yī)學分科體制和研究者認識能力的限制:實驗醫(yī)學由于分科體制過于精細,缺乏橫向的聯系,加上受研究者自身經歷、哲學素質的限制,因此在目前還不能把人體內所有細胞之間可能的相互作用關系都研究到。

6.1.3受人體生命特征的限制:雖然人體也像是一部“機器”,但人體與沒有生命的機器卻具有根本的區(qū)別。對于任何一部機器,我們都可以隨意拆卸或改換。對于人則不同,因為人是有意識有生命的,是一個功能和結構的統(tǒng)一體。

6.2沒有認識到經驗醫(yī)學的存在價值我們認為,經驗醫(yī)學研究最大的優(yōu)點有三個方面:(1)可以研究任何通過肉體感官所獲得的生命現象;(2)可以分析所獲得的生命現象之間的相互關系;(3)可以利用可靠的經驗依據而得出正確的結論?,F代醫(yī)學一個最根深蒂固的錯誤觀念就是認為只有通過“科學實驗”研究所得出的結論才是可靠的,因而經驗主義的認識在現代醫(yī)學的理論體系內根本沒有立足之地,這是以科學性自恃的現代醫(yī)學理論最缺乏科學性的地方。

6.3忽視了哲學的指導作用

7現代醫(yī)學存在自身缺陷的現象

現代醫(yī)學在研究方法上存在的不科學現象,具體地表現在基礎醫(yī)學及臨床醫(yī)學研究的各個方面。

7.1在基礎醫(yī)學研究方面的自身缺陷

7.1.1不能完整認識細胞的各種結構功能狀態(tài):人體組成是以細胞為基本單位的,人體細胞在人體內生存并進行功能活動是受多種因素的調控和制約的。在細胞外,神經、甲狀腺素、胰島素、離子、腎上腺皮質激素等因素均可以對細胞的生命活動發(fā)揮作用;而在細胞內,各細胞器的功能活動必然要受到諸如基因突變等生理病理現象的影響。因此在理論上,人體細胞應該有三種基本的結構功能狀態(tài):(1)正常狀態(tài):人體細胞在正常工作狀態(tài)下,在結構上相對穩(wěn)定,各種制約因素都有一個相對穩(wěn)定的可調控范圍,即人體細胞可根據機體的整體需要,接受機體的整體調節(jié),能夠在一定的范圍之內表現出各種生理的工作狀態(tài);(2)疾病狀態(tài):當人體細胞由于各種原因而發(fā)生了結構和機能的病理變化并有了相應的臨床癥狀和體征時,細胞就處于疾病狀態(tài);(3)第三狀態(tài)[1]:第三狀態(tài)概念為:無病不等于健康,健康亦非僅僅無病。在健康與疾病狀態(tài)之間存在著第三狀態(tài)。但在實際上,現代醫(yī)學卻不能完整地認識細胞的這三種結構功能狀態(tài),尤其是第三狀態(tài)。這是因為,現代醫(yī)學僅僅在各分科領域內單方面地研究了各種因素對細胞的調節(jié)刺激作用,對于基因變化影響的研究也是單方面進行的,而事實上,這些因素對細胞發(fā)揮的作用并不是分開進行的,而經常是同時地、協同地進行的。正常狀態(tài)下細胞的生命活動與這些因素的協同調控作用保持一種動態(tài)平衡。但現代醫(yī)學沒有把影響細胞功能和結構的各種因素綜合起來,從而研究其對細胞的協同影響,更沒能建立一個細胞與各種調控因素之間相互作用的動態(tài)平衡及失衡的理論。

7.1.2不能正確認識基因的具體作用:我們認為,基因工程,也就是重組DNA技術的理論基礎并非無懈可擊。這是因為:基因的化學本質是DNA。當細胞進行某些生命活動需要使用DNA時,其產物僅僅是某種蛋白質,而在這個過程中所產生的蛋白質在細胞內如何進一步加工處理,如何進行使用,并不能由DNA所決定,DNA只不過是蛋白質合成過程中被被動使用的遺傳密碼[5];其次,組成相應的表型的物質并不僅僅是蛋白質,還有許多其他物質如糖、脂肪等等,這些物質如何組成相應的表型,并不能僅僅由基因所決定。此外,在基因表達過程中尚有胚胎誘導、誘導物、激素等許多因素的參與,因此,現代醫(yī)學認為受體細胞只要能改變其基因型,就應該能獲得相應的表型,這種認識實際上是不確切的。

7.1.3未能建立一個完整統(tǒng)一的基礎醫(yī)學理論體系:現代醫(yī)學對人體組成的功能研究視野深陷在微觀的世界里,先把人體分成系統(tǒng),再分成器官、組織和細胞而進行精細研究,沒有從宏觀角度出發(fā),全面地探討組成人體的60萬億個細胞在意識的調控下組成了一個怎樣的多維立體結構,在這個多維的立體結構中人的意識、心、肝、脾、肺、腎、皮膚、毛發(fā)、舌、脈等所有組成之間究竟會有怎樣的相互影響或相互制約關系?,F代醫(yī)學在病理研究方面僅描述了疾病發(fā)生物質變化的具體過程及其結果,而且尚不全面。例如,人體內甲狀腺素、胰島素、腎上腺皮質激素等對人腦細胞的作用是同時而且協同進行的,如果這些因素都發(fā)生了超常的改變,此時的人腦細胞會處于什么樣的工作狀態(tài)?

7.2在病因學研究方面存在的問題

現代醫(yī)學對許多疾病的病因學認識未能全面地進行,沒有研究某些疾病之所以發(fā)生的啟動因素,有關病因學的探討大多圍繞疾病本身進行。其具體表現是:(1)沒有深入地研究人的精神因素與疾病的關系;(2)重視了致病的局部因素,而忽略了致病整體因素;(3)缺乏對社會因素與人體疾病之間作用關系的認識。杜治政認為[6],由于疾病結構和病因結構的變化、慢性病、退行性疾病和老年病的增長,社會行為等因素愈來愈成為致病的重要原因;(4)缺乏對環(huán)境因素與人體疾病之間作用關系的認識。

7.3在臨床醫(yī)學診查方面存在的自身缺陷

7.3.1對有明確外在原因所致的疾病,如外傷、傳染病等,現代醫(yī)學忽略了對人體整體損害程度的進一步檢查。

7.3.2對于由機體功能狀態(tài)失調而緩慢發(fā)生的疾病,現代醫(yī)學在臨床診查方法上的問題是:(1)不能檢測人體細胞的第三狀態(tài);(2)對于某些已患了某種疾病的病人,用現代醫(yī)學的檢查方法進行檢查的結果也僅僅提示了其局部病變的一般情況,而忽視了或無能力探尋疾病之所以出現的內外環(huán)境。

7.4在臨床治療上存在的問題

7.4.1未能從人體的整體角度去治療疾病:現代醫(yī)學在臨床治療上常常只能是通過一些方法中斷疾病的病理過程,而無法清除疾病的啟動因素。(1)藥物治療常常是僅暫時地解除了導致某種疾病的局部環(huán)節(jié),或是給機體以簡單的支持治療,因此,當藥物治療停止后,某些疾病常常是不可避免地出現復發(fā);(2)手術治療與儀器治療只能在某種疾病發(fā)生以后進行,只能修繕機體的解剖或功能結構,或是去除了已患病組織,但其修復后的結構又處于新的機體失衡狀態(tài),而原有的誘發(fā)失衡狀態(tài)未必得以改變,這有可能導致其他疾病出現或所治疾病的復發(fā);(3)對目前世界上興起的基因診斷和治療,其理論基礎正如本文所述并非無懈可擊。

7.4.2未采取有效的方法最大限度地促進病變組織的愈合:治療疾病的最終目的就是為使病變能夠盡快得以修復,但現代醫(yī)學對如何才能促進疾病的痊愈并沒有進行進一步的認識。

第3篇:分子生物學的發(fā)展史范文

摘要我國現階段教育總目標的要求對學生進行辯證唯物主義世界觀的教育和愛國主義教育,以及學生的科學態(tài)度和良好習慣的培養(yǎng),衛(wèi)生健康教育。這也是生物學教學大綱規(guī)定的目的要求之一,學校負有提高學生社會主義思想覺悟,使學生有崇高理想和道德品質,以及培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀的任務,根據多年的教學經驗,針對生物學教學教材內容,發(fā)掘其中愛國主義和辯證唯物主義教育因素,搜集有關方面的資料,對學生進行思想情感教育。

關鍵詞生物學教學;思想情感;教育

我國新課程標準明確規(guī)定要對學生進行辯證唯物主義世界觀和愛國主義教育,因而各科教學必須在傳授知識的同時,有機地進行思想教育。在中學生物學教學內容里,有著豐富的愛國主義和辯證唯物主義教育因素,生物學教師也要把思想教育寓教育與教學中。

一、運用生物學知識對學生進行辯證唯物主義觀點的教育

生物學是一門自然科學,在生物科學發(fā)展史中,曾經出現過形形的唯心主義理論,如目的論、特創(chuàng)論、物種不變論等,對生物和人體的種種現象作了歪曲的解釋,影響了人們對生物作客觀的正確的認識。對學生進行辯證唯物主義觀點的教育,能使學生免受封建迷信思想的影響,以及各種資產階級唯心主義思想的侵襲,使學生正確認識生物和人體的生命現象及其活動規(guī)律,更好掌握生物學基礎知識,并逐漸形成辯證唯物主義世界觀。結合教材可進行以下幾方面的教育。

1.生物界的一切現象的產生都有其物質基礎

地球上一切生物都是由細胞構成的,因此,一切生物都是由自然界最普通的元素所構成的,從而揭示了生物界與非生物界均統(tǒng)一于物質。分子生物學的研究,不僅從分子水平豐富了世界統(tǒng)一于物質的唯物論原理,而且還指出生命現象的物質基礎是分子活動。因而通過對蛋白質、核酸等分于結構的研究,以及它們在生物體內的變化活動,可進一步認識生命現象的本質。

2.生物界的一切事物都是運動、發(fā)展、變化的

教師在講述植物類群和動物類群時,使學生了解生物是從簡單到復雜,從水生到陸生,從低等到高等不斷進化發(fā)展的。種子植物由胚發(fā)育成具有根、莖、葉、花、果實、種子的植物體;昆蟲的變態(tài)發(fā)育史;蛙的胚胎發(fā)育史;哺乳動物例如家兔從受精卵發(fā)育成胚胎,胎兒到成體等,使學生了解生物體都經歷了由小到大,由幼體到成體的生長發(fā)育以至衰老死亡的過程。由此闡明生物界是不斷變化發(fā)展的,而不是靜止不變的。

3.生物界的一切活動都是受一定客觀規(guī)律支配的

例如農作物的生長發(fā)育規(guī)律,昆蟲的生活史,遺傳的三大規(guī)律,基因控制性狀的規(guī)律等。人們認識了生物界的客觀規(guī)律,就能主動地按照人們的愿望,利用、改造、控制生物,為人類服務。

二、運用生物學教學對學生進行愛國主義、熱愛科學的教育

1.講解我國豐富的動植物資源,激發(fā)學生熱愛祖國的思想情感

我國歷史悠久,土地遼闊,地處寒、溫、熱帶,蘊藏著豐富的動植物資源和珍貴的種類。這些資源既為人們衣、食、住、行等提供了必需的生活資源,也為工農業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)提供了寶貴的原料。如銀杏、杉、珙桐、水杉等珍貴植物,有“活化石”之稱的大熊貓、白鰭豚等我國特有的珍貴動物。通過講解這些知識,激發(fā)學生熱愛祖國的思想情感。

2.講解我國作物栽培和動物飼養(yǎng)、醫(yī)術醫(yī)藥方面的悠久歷史和豐富的經驗,培養(yǎng)學生民族自豪感

我國是研究、利用、馴化動物最早的國家之一,根據科學家考察,600多種經濟作物中,起源于我國的占五分之一。我國是世界上水稻栽培最早的國家之一,禾本科稷、黍、粟等原產我國,大豆原產我國,很多柑橘類桃、梅、李、杏等原產我國,我國蔬菜更是舉世聞名。豬的飼養(yǎng),蠶桑的利用,家禽家畜的馴化也有悠久的歷史。醫(yī)藥方面,明朝李時珍著的“本草綱目”是世界聞名的醫(yī)學巨著。1千多年前名醫(yī)華陀已經運用麻沸散為病人進行全身麻醉,施行外科手術。2千多年前,我國就有一部《內經》醫(yī)書,對人體解剖病理診斷和防治疾病作了闡述。通過這些知識的學習,進一步培養(yǎng)學生的民族自豪感。

3.介紹我國現代生物科學的研究成果和發(fā)展動向,激起學生熱愛生物科學,獻身于生物學研究的理想

通過講解我國在人工合成胰島素、遺傳工程、細胞雜交、優(yōu)生優(yōu)育、仿生學、環(huán)境保護、生態(tài)學等方面的研究成果及其展望,使學生認識生物學科與實現社會主義四個現代化的關系,從而明確學習目的,提高學習的自覺性和積極性。

三、利用生物學教學培養(yǎng)學生的科學態(tài)度及良好習慣

通過介紹生物科學的重要性,以及生動形象的直觀教學,實驗教學,觀察動植物等課外活動的開展,培養(yǎng)學生學習生物學的興趣。并從中發(fā)現生物學尖子學生,為培養(yǎng)和輸送生物科學的研究人才作出貢獻。還要在觀察實驗過程中,培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度,不怕挫折、困難的探索精神,同學間互助友愛的協作精神,以及養(yǎng)成愛護實驗儀器的良好習慣。

第4篇:分子生物學的發(fā)展史范文

【關鍵詞】 生物化學;教學效果;方法

生物化學(與分子生物學)是一門重要的醫(yī)學基礎課,不僅是其它醫(yī)學課程的重要基礎,也是在預防、診斷、治療、預后判斷等各個環(huán)節(jié)中直接應用的重要工具,尤其是在近年來整個醫(yī)學發(fā)展過程中,生物化學起著“領跑”的作用,更顯得十分重要。因生物化學知識龐雜、名詞繁多、內容抽象、進展迅速,歷來是學生認為難學的一門課程。如何有針對性地運用適宜的教學方法,激發(fā)學習興趣,并使講授的知識利于理解、便于記憶,從而增強教學效果,是每一個生物化學教師需要思考的問題。筆者根據教學經驗,在以講授法為基礎的教學中,采用以下一些方法,對于提高教學效果有一定的幫助作用。

1 精減教材法

教師不能將教材神圣化,而要根據教學的需要對教材內容進行取舍。精減教材可讓思路更為清晰,內容更為簡便,教學效果更好。

1.1 框架式教學法 框架式教學法告訴我們,每一個學科都有一個系統(tǒng)性、科學性的內在邏輯聯系,都由一定的知識結構序列所組成,呈現出一定的規(guī)律性的框架形式[1]。學習生物化學要從整體上把握本學科知識體系,洞察各要素之間的內部聯系,在頭腦中形成框架,而不能糾纏于細枝末節(jié)。事實上大腦通常只把自己認為最重要、最感興趣、刺激性最強的信息貯存下來,形成頭腦中的記憶結構,需提取時也是首先從此記憶結構去搜尋相關信息。框架式教學法正是基于學科框架和記憶結構框架理論而展開的。教師在備課時應該對教材進行提煉與消化,通過歸納、合并甚至不惜舍棄部分敘述性內容,將這一框架體系整理出來,化繁為簡。框架式教學注重從整體上把握學科體系的框架,注重系統(tǒng)性和內在聯系??蚣苁浇虒W也并非不講具體內容,而是強調不能陷入具體結構式、反應過程的泥潭。當在頭腦中構建好這種框架之后,其實更有助于對具體內容的理解,有助于學生知識體系的主動建構。

1.2 提要法 冗長的文字不利于記憶,在處理教材時,應用最凝煉的文字概括出主要內容以便記憶。比如,“酶有極高的催化效率”可概括為“高效性”,同樣“酶的催化活性是可以調節(jié)的”可概括為“可調性”,鳥氨酸循環(huán)的過程概括為“鳥瓜精”,血糖“有三條來源和四條去路”概括為“來三去四”等等。

2 多方引趣法

學生認為生物化學枯燥而產生畏難情緒,這是學好生物化學的最大障礙。興趣是最好的老師,如果能將生物化學課上得充滿趣味,使學生建立學好生物化學的信心,則會收到事半功倍的效果。課堂教學中,教師要注意語言的藝術性和趣味性,用語要準確精煉、雅而不俗、妙趣橫生而又貼近教材。這種能力不僅靠平時知識的積累、語言的錘煉,還要富有“教學機智”。具備了這一層次的能力,課堂上常會咳唾成珠,教學便成為一門藝術。

2.1 利用故事引起興趣。生物化學發(fā)展史上有很多有趣的故事,我們平時要注意收集資料,當講到相關內容時不妨穿來,既能引發(fā)學習興趣,又能加深對知識本身的理解。例如講維生素章節(jié)時可穿插維生素B1、維生素C的發(fā)現過程;講雙螺旋結構時可講述威爾金斯和富蘭克林的故事,并與沃森和克里克的研究作對比,探討他們的得失。

2.2 比喻聯想,激發(fā)興趣。我們在講授中可以把微觀世界的分子比喻成宏觀物體,把分子運動比喻成社會現象,甚至大膽科幻,以激發(fā)學生的興趣。例如把酶的競爭性抑制說成是“江湖騙子假郎中,抑制劑把底物充,活性中心上了當,真正底物下了崗”;把蛋白質的生物合成過程比喻成“制造機器人”,在此過程中mRNA是“圖紙”,tRNA是“搬運工”,核蛋白體是“車床”,各種氨基酸則是“零部件”。再如講完ATP合酶的結構后,不妨展開聯想:機體內有如此精密的天然“儀器”,我們能否研制出一些人造的“分子儀器”,鉆進細胞去發(fā)揮作用。

2.3 諧音記憶,富有趣味。利用諧音字對相關知識進行概括處理后,往往形成新奇有趣的語句,記憶方便而且經久不忘。例如:8種必需氨基酸“異苯蛋賴蘇色纈亮”,可用諧音記為“一笨蛋來宿舍歇涼”;細胞色素在呼吸鏈中排列的順序為:bc1caa3 ,利用諧音記為“筆洗一洗,哎,散(了)”。

3 直觀教學法

生物化學知識不僅是微觀的而且具有“巨復雜性”,教師只憑語言描述和傳統(tǒng)板書很難講清楚,學生更聽不明白。如果把部分內容形象化,就會大大降低學習的難度[2]。

3.1 運用多媒體、模型的展示,讓學生能直接“看見”微觀世界分子運動的過程。第四軍醫(yī)大學生物化學與分子生物學教研室制作了由100多個FLASH影片組成的動畫庫,內容涵蓋了生物化學和分子生物學的主要內容。在課件中合理選用這些動畫,效果十分明顯。例如蛋白質生物合成,其過程十分復雜,若用傳統(tǒng)教學方法,教師講授和學生理解都較困難,因而成為一大難點。當采用動畫進行演示時,學生感到一看就懂,記憶也深刻。

3.2 把相關內容聯想成一定的形象,有助于記憶。例如DNA二級結構,我們可把它想象成旋轉樓梯;DNA聚合酶的三維結構則如半閉合的右手[3]。有些名詞本身就是根據其形態(tài)命名的,比如鋅指、亮氨酸拉鏈等,教師更應抓住其形象特征進行講解。

3.3 開展課堂實驗,展示反應效果。分子的運動是看不見的,但是有些反應效果是可以直接觀察到的,將這種結果展示出來常能給人留下深刻的印象。例如:酶的高效性可用小實驗證明,糖或脂類在體內氧化釋放出的大量能量與在體外燃燒時釋放的熱能相同,課堂上點燃薯片可讓學生有直觀感受。

4 歌訣記憶法

歌訣是指句式整齊而又押韻的文體,有的可稱為詩歌,有的可稱為“順口溜”。這種形式在我國古代頗為多見,因其便于吟詠和記憶深受人們喜愛。有的中醫(yī)典籍全書均以歌訣方式記載,醫(yī)學類其它課程也有大量歌訣。生物化學專業(yè)教材難以改寫成歌訣,但部分內容仍可一試。較成熟的有三羧酸循環(huán)、兩種核酸成分比較、競爭性抑制、β氧化、雙螺旋結構、苯丙氨酸和酪氨酸代謝、酮體、維生素B1、維生素B6、維生素A、維生素C等內容,在教學中應用效果頗佳。現舉兩首:(1)鳥氨酸循環(huán):氨和碳根成甲酰,甲酰和鳥生瓜氨,精瓜鳥成循環(huán),尿素生在精鳥間;(2)三羧酸循環(huán):草酰乙酰成檸檬,檸檬又生a酮,琥酰琥酸延胡索,蘋果落在草叢中。

5 聯系實例法

生物化學是一門基礎課,但它在生產生活中都有很多應用的實例。教師如果聯系這些實例進行講解,能使學生感到學有所用,從而學習的目的性更強,主動性更強。

5.1 聯系臨床 由劉新光、羅德生主編的案例版《生物化學》教材[4],本著“不改變現在教學體制及核心內容,在教材中增加案例”的原則,在每章安排1~2個臨床案例,結合每章生物化學知識解釋發(fā)病機制、討論治療方案或藥理作用。這些案例既貼近教學又密切結合臨床,把不少知識融入生動的案例,避免了一味枯燥的理論。

5.2 聯系科研前沿 生物化學是一門前沿學科,每年都有新的進展,在講到相關知識時,教師若能將前沿知識深入淺出的予以介紹或插入與之相關的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎和化學獎的成果,則更能體現生物化學作為前沿學科、帶頭學科的地位,也可提高學習興趣和科學興趣。

5.3 聯系現實生活 生物化學與生活密切相關,教師可選擇學生感興趣的話題引入教學,既能提高學習興趣,也有利于生物化學知識的運用。

除此之外還有多種方法可供選擇,如設疑法、歸謬法、游戲法、頭腦風暴法等。各種教學方法應靈活應用,既要避免照本宣科式的呆板教學,也要避免因一味追求形式而忽視了教學內容本身,反而造成教學效果不佳。

綜上所述,生物化學教師應該通過思考、總結和學習,掌握一套適應于本學科特點的行之有效的教學方法,克服生物化學教學中的難關,充分調動學生的主觀能動性,增強教學效果,提高教學質量。

參考文獻

[1] 張春晶,高涵,馮麗,等.“框架式”教學法在生物化學理論課中的應用研究[J].中國現代醫(yī)學雜志,2006,16(9):1437-1439.

[2] 肖湘,賀加.幾種常見的醫(yī)學教學方法[J].西北醫(yī)學教育,2007,15(4):612-614.

第5篇:分子生物學的發(fā)展史范文

[關鍵詞]理論層次 作用范圍 演進

中圖分類號:F061.5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)16-0290-01

二、從達爾文近代生物進化論到古爾德等的現代生物進化論,說明生物理論的層次性和演進性

達爾文進化論是19世紀最偉大的科學發(fā)現之一,是現代生物學的基石,它首次向世人勾畫出生命由簡單到復雜、由低級向高級發(fā)展的圖式,為生命科學的研究和發(fā)展奠定了科學的基礎,并重創(chuàng)了“神創(chuàng)論”。

達爾文的進化論對人類進步起了巨大的推動作用,在數千年的人類文明史和科學技術發(fā)展史上能起如此巨大作用的理論沒有幾個。生物進化論的創(chuàng)立,自然選擇理論的傳播,奠定了生命科學發(fā)展的基礎,亦使人們的世界觀產生了根本性的變化,它在今天顯然還是有用的。然而,任何偉大學者及其顯赫的理論都受到歷史的局限,達爾文及其進化論也是這樣。

達爾文進化論的核心是自然選擇,以及與自然選擇相關的生存競爭和漸變論。

達爾文認為一切生物都是由自然來進行選擇的。但“自然選擇”并不是唯一法則,近數十年的研究發(fā)現,進化是多渠道的,不但有(帶方向性的)自然選擇,而且也有中性選擇。中性學說是在1968年由日本遺傳學家木村資生首先提出,也叫分子進化中性學說。1969年,美國學者J.L.金和T.H.朱克斯用大量分子生物學實驗和資料肯定了這一學說。該學說認為,生物在分子水平的大多數突變是中性的或近似中性的,它們既沒有好壞利害之別,又沒有適應和不適應之分,因此自然選擇對它們不起作用。

“生存競爭”的理論是達爾文進化論自然選擇學說的前提和基礎。達爾文認為,動、植物界存在著十分劇烈的生存競爭。在這種競爭下,適者生存,不適者被淘汰;物種有利的變異將被保存下來,不利的變異則被淘汰,逐漸積累的有利變異結果形成了新種?!吧娓偁帯崩碚撌沁_爾文對生命科學的又一個重大貢獻。但是,生態(tài)學研究的深入,尤其是20世紀60年代以來生態(tài)系統(tǒng)的研究成果告訴人們:在自然界,任何物種或個體、任何一個種群和群落都處于一定的生態(tài)系統(tǒng)之中,既不存在脫離于生態(tài)系統(tǒng)的孤立物種和個體、種群和群落,也不存在脫離于生物物種和個體、種群和群落的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)內的生物個體、物種、種群、群落的內部,以及它們之間,它們與環(huán)境的關系,不但有競爭,又有協同發(fā)展。達爾文只看到了生物的競爭,沒有認識到它們之間的相互依賴,協同進化。我們知道,昆蟲在尋花采蜜的時候,也為植物完成了授粉作用。在這一過程中,昆蟲得到食物,花得以授粉,動物與植物彼此受益,相得益彰。這種相互依賴的關系有時甚至協同進化出令人驚訝的現象,動植物的一方仿佛完全是為了適應另一方而存在,如蝴蝶的口器剛好適合蘭花的唇瓣,一些花筒的長度和形狀恰巧與采蜜蜂鳥的喙相吻合。

英國地質學家賴爾的均變論對達爾文產生了重大影響,所以,達爾文一再宣稱:“自然界沒有飛躍”。他的觀點是漸進的理論,即生物個體在長時間的演化中,經過自然選擇,其微小的變異積累為顯著的變異,于是形成新的物種或新的亞種。但事實上,30多億年的生命演化史上爆發(fā)性發(fā)展的現象屢見不鮮,自然界和生物界的飛躍也是一個接一個。例如,被美國《紐約時報》列為20世紀最驚人的科學發(fā)現之一的我國云南的澄江動物群既是世界上目前所發(fā)現的保存最為完整的、古老的帶殼后生動物群,亦是世界上公認的爆發(fā)性躍進的進化動物群。其實,類似澄江動物群代表的“寒武大爆發(fā)”那樣的躍進性進化現象,在生命演化史上還有許多,如“埃迪亞卡拉大爆發(fā)”、“三疊大爆發(fā)”、“早第三紀大爆發(fā)”等。

生物經歷了萌生、發(fā)展、壯大等過程之后,其最后的歸宿則是滅亡。這是任何一種生物都逃脫不了的命運。達爾文只承認漸滅,不承認突滅。他在《物種起源》中說:“確信通常的世代演替沒有一次中斷過,沒有任何激變曾使整個世界變成荒蕪”,還認為承認突滅“是已經走進了神秘的領域,不再屬于科學的領域”。

其實,自然界不單存在著達爾文所主張的漸滅,還存在著達爾文所不承認的突滅。即在較短時間內的生物整體性地滅亡,例如恐龍類動物在白堊紀末期整體地突然滅亡,也就是集群性絕滅。在漫長的生命演化歷史上,生物整體性的突然滅亡(簡稱突滅)時有發(fā)生。自距今5.7億年的寒武紀初以來,有人統(tǒng)計明顯的生物突滅事件有15次。其中“奧陶大絕滅”、“泥盆大絕滅”、“二疊大絕滅”、“白堊大絕滅”4次事件是大家所公認的。例如,在“二疊大絕滅”事件中,僅海洋動物當時即絕滅了200多個科,海洋無脊椎動物當時約有700個屬絕滅。

寒武紀大爆發(fā)是達爾文生前最困惑的一個科學問題,因為在這一時期,即在距今5.3億到5.4億年前,地球上突然出現了與該時期不相吻合的各種各樣的、豐富的動物門類,所以他在《物種起源》的后記中說無法解釋這一事實。

達爾文進化論的基本觀點是“適者生存”,而瑞士籍華人許靖華院士(外籍院士)在他的《大滅絕》一書提出了“幸者生存”的觀點,他認為決定生物生死存亡的是機遇,而不是優(yōu)越性。因此,適者生存是存在的,機會也存在,必然也存在,都不能片面。情況往往是,生存的優(yōu)勢特征,在經過一段時間之后就有可能變成弱勢。我們現在的人類,對自然的需求越來越多,就像恐龍時代的恐龍一樣,如果真的極端環(huán)境來了,第一個進入絕滅的就可能是人類。

進化有偶然,也有必然。必然是因為它受物理、化學自然規(guī)律的調控。偶然往往是事物的初始狀態(tài)。比如一個乒乓球從桌子上掉下來,由于有風力等因素,人們就很難預測它會掉在什么地點。兩個乒乓球碰在一起,人們就更難判斷它們的走向,這是一個復雜系統(tǒng),有多種因素參與其中。但是,乒乓球一旦彈了起來,人們就看到了它的規(guī)律。生物進化也是這樣,有偶然,也有必然。

進化是否只有一個方向,只是從簡單到復雜、從低級到高級,有沒有從復雜到簡單、從高級到低級這種現象的發(fā)生?兩種方向都有。比如說寄生蟲,它是退化的。它的眼睛幾乎沒有什么用處,它不需要眼睛。由于它是喝流體的,牙齒它也不需要。

從今天的觀點來看,達爾文的進化論存在諸多缺陷。

達爾文進化理論的一個重要缺陷是否認突變,他的自然選擇解決不了突變問題。同時,達爾文也不了解遺傳的內在機制,這條道路是由達爾文同時代的奧地利牧師、生物研究者孟德爾開創(chuàng)的。

鑒于大量新事實,美國科學家埃德雷奇和古爾德于1972年提出了一個全新的生物進化理論―――“間斷平衡論”。該理論指出,生物的進化不像達爾文所強調的那種連續(xù)漸進的進化過程、線性進化模式和緩慢變異積累的新種形成作用,而是漸進與躍進交替的進化過程、間斷平衡的進化模式,以及基因突變或地理隔離的成種作用。該理論較合理地解釋了生命演化史上的很多記錄,最為重要的一點是指出了生物界的進化不但有漸進,而且有躍進。達爾文的“自然界無飛躍”觀點在理論上和實踐上都是站不住的。

近幾十年來出現了“進化論的綜合”,這種綜合不是反對整個進化論,而是對簡單的自然選擇學說和漸變論的挑戰(zhàn)。

第6篇:分子生物學的發(fā)展史范文

1轉化醫(yī)學的興起要求基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學的交互統(tǒng)一

現代醫(yī)學發(fā)展出現了二律背反的態(tài)勢:一方面,醫(yī)學科學與技術發(fā)展迅猛,醫(yī)學研究已經不滿足于普通病理生理學的研究,而是繼續(xù)探索分子病理機制,力求從基因水平對疾病進行診斷治療;另一方面,隨著人類壽命的延續(xù),健康成為人們當下的第一醫(yī)學需求,而老齡化社會中人類健康狀況持續(xù)惡化,現代醫(yī)學“診斷明確、治療單一”的發(fā)展水平遠遠不能滿足人類維系健康的需要。其中一個重要原因,就是傳統(tǒng)教學中醫(yī)學基礎理論研究與臨床實踐之間存在難以逾越的鴻溝。轉化醫(yī)學是在當前醫(yī)學教育體系“偏理論輕實踐”的情形下應運而生的,其概念源自美國Science雜志1992年提出的“BenchtoBedside(B-to-B)”,即是尋求將基礎研究成果盡快應用到臨床實踐的科學,目的就是消除理論研究與臨床實踐間的屏障。

作為一名醫(yī)生成長的起點,醫(yī)學教育應逐漸融入轉化醫(yī)學模式,即一方面需要適應醫(yī)學發(fā)展的狀況,另一方面更要體現醫(yī)學發(fā)展的要求。而目前我國醫(yī)學研究生的教育被嚴格劃分為基礎醫(yī)學和臨床醫(yī)學。在基礎醫(yī)學的教學過程中,由于教學過程中對專業(yè)的具體強化,在理論授課時不重視與臨床知識的呼應,容易導致理論知識和臨床應用相互脫節(jié)的情況。而在臨床教學過程中,重實用性輕理論的教學模式及對于臨床與理論相結合的必要性的認識不足,常使學生“知其然而不知其所以然”,獲得的往往是一些粗淺的治療思路,而難以探尋疾病表象下隱藏的分子病理學機制,從臨床工作中尋找突破點來進行未知科學理論的研究探索更無從談起。在醫(yī)學研究生的教育中,應重視基礎醫(yī)學和臨床醫(yī)學相結合,科研能力和實踐能力有機結合,從而構建全新的教學模式,對于提高醫(yī)學教學的效率、培養(yǎng)更多應用型人才具有積極的促進作用。

2在醫(yī)學研究生教學工作中培養(yǎng)科研能力的方法

科研思路來自于臨床,科研工作服務于臨床。1810年德國柏林大學建立初始,即提出了著名的“洪堡精神”,即尊重學術自由和教學與科研相結合。這是洪堡的大學理念的核心,也是洪堡精神的實質所在。作者認為,在醫(yī)學研究生培養(yǎng)過程中,也應充分貫徹該精神,達到科研和教學、實踐的有機統(tǒng)一。作者結合多年的研究生培養(yǎng)經歷與思考,提出了以下幾個教學思路:(1)師生互動,開放式教學。在臨床實踐中,力求在以往教師授課、學生記錄學習的教學模式基礎上,逐漸重視和應用啟發(fā)式教學法,對于疑難病例,與學生積極討論其可能的發(fā)病機制,引導學生深入思考,聯系基礎醫(yī)學理論,調動學生科研思路和深入挖掘的積極性。同時結合已有的實驗基礎,師生共同探討,深入分析,結合理論知識引導學生解決臨床問題。采用的方法主要有:啟發(fā)式提問、開放式討論、頭腦風暴、角色模擬,同時利用多媒體、國外教學視頻等,提高學生在科研方面的興趣和思考能力,為進一步發(fā)掘有價值的科研問題從而深入研究打下堅實的基礎。(2)組織文獻學習及討論,激勵學生的科研興趣。在臨床實踐過程中,不斷接觸新興發(fā)展的科研技術和學科的新動向,對提高研究生的科研能力有很大的促進作用。組織文獻學習可以盡可能增加學生互相接觸的機會,并促使學生能主動追尋學科動向,樹立適合自己的目標。應努力做到每位學生均能獨立進行數次不同類型的完整的文獻匯報,同時培養(yǎng)研究生的口頭表達能力。文獻閱讀是促使科研思路提高的重要方法,主要閱讀本專業(yè)國際上有影響的期刊文獻,注意精讀和泛讀相結合,對于需要精讀的文獻應定期在學科或小組內交流,重點匯報作者為什么做這個工作,提出了什么問題或假說,為了驗證這個假說是如何設計的,最終的結論是什么,從所讀文獻中自己得到了什么啟發(fā)或體會等。一次完整的匯報過程可以使學生對科研思路有更直觀的感受,并逐步形成科研慣性和自我促進的意識。(3)重視研究生團隊的培養(yǎng)和合作精神。在研究生團隊的培養(yǎng)過程中,團隊成員各司其職而又互補滲透顯得尤為重要。每個研究生有其獨特的見解和興趣點,團隊中各成員的互補能更好地引導和開發(fā)其科研潛能,并增強其責任心,達到“1+1>2”的作用。主要采用的方法有:設立科研小組,由一名成員擔任小組長,帶領組員進行一項完整的科研設計,從查閱文獻、綜述到設計實驗方案,從實驗技術的學習到實驗結果記錄和數據統(tǒng)計,貫徹完整科研流程和思路,并培養(yǎng)其獨立撰寫開題、中期和結題匯報的能力;積極召開組會或匯報會,每人定期匯報自己的課題進展情況并提出目前的困難及阻礙,團隊成員互相探討解決,以求培養(yǎng)團隊互助合作的關系,達到提高團隊科研能力、增強其感情和凝聚力的目的。(4)提供實驗室,增加實驗動物學、細胞生物學及分子生物學在臨床科研設計中的比重。醫(yī)學科研問題的解決方案是立足于病理學、病理生理學、組織學、病理學、細胞學和分子生物學復雜的驗證過程,而在實驗室的投入往往反映了一個學科研究深入的程度和研究生科研能力的水平。實驗環(huán)境的提供、實驗動物的購買、實驗耗材的消耗、實驗儀器的購買維護等均需耗費大量的人力、財力,但其對研究生科研能力的培養(yǎng)是不可替代的。

第7篇:分子生物學的發(fā)展史范文

近年來,隨著信息技術的不斷發(fā)展,醫(yī)學生接受知識的途徑變得更加寬廣。隨著細胞生物學、分子生物學等基礎醫(yī)學的快速發(fā)展,醫(yī)學生對知識的需求已經不再局限于醫(yī)學教科書,他們或從網絡,或從期刊中接觸較為前沿的基礎醫(yī)學知識[1]。因此,學生們迫切需要在臨床教師授課過程中,將現在的臨床知識與較為前沿的基礎醫(yī)學知識貫穿起來系統(tǒng)講授。而臨床醫(yī)師在平時的學習中,往往更加注重臨床知識,對基礎醫(yī)學知識的再學習較少。同時,他們在臨床課程學習中,也經常提出與較為前沿的基礎知識相關的臨床問題,使得臨床醫(yī)師應當加強自身的基礎醫(yī)學知識再學習[2-3]。繼續(xù)醫(yī)學教育是臨床教師獲得知識的主要途徑之一[4]。當前,我國的繼續(xù)醫(yī)學教育仍存在較多的問題[5]。在對醫(yī)院臨床醫(yī)師的繼續(xù)醫(yī)學教育中,基礎醫(yī)學知識的教育比重相對較少[6-7]。

1 當前我國醫(yī)學教育中,基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學知識缺乏有效統(tǒng)一

在醫(yī)學發(fā)展中,基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學是相輔相成,互相促進的[8]。近年來,隨著醫(yī)學教學的改革,在基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學知識的統(tǒng)一方面也取得了一定的成績,但還沒有達到有機的結合。醫(yī)學生具有雙重身份,他們既是學生,又是未來的醫(yī)生。由于基礎醫(yī)學教師對臨床知識知之較少,因此在基礎醫(yī)學授課過程中,很難將基礎知識與臨床問題緊密聯系起來。當醫(yī)學生進入臨床見習、實習階段后,由于臨床教師對較新的基礎知識缺乏深入學習,因此不可避免應用故有的知識來解釋疾病的發(fā)生發(fā)展,有的臨床教師甚至回避基礎知識,經常導致學生不能很好地將前面所學的基礎知識與臨床疾病的發(fā)生發(fā)展有機地統(tǒng)一起來。臨床教師是醫(yī)學生求學過程中接觸的最后的教師,也是他們能否學以致用的重要決定者。臨床教師在臨床教學過程中,不僅僅是臨床知識的傳授,更應當是基礎與臨床知識統(tǒng)一體的傳授與發(fā)展。因此,臨床教師對基礎醫(yī)學知識的掌握程度在一定意義上決定了醫(yī)學教學的成敗。提高臨床教師隊伍基礎醫(yī)學知識水平是醫(yī)學生的需要,是醫(yī)學教學改革的需要,更是培養(yǎng)和造就合格醫(yī)學人才的需要[9]。

2 繼續(xù)醫(yī)本文由收集整理學教育中基礎醫(yī)學繼續(xù)教育所占比重較少

縱觀當今針對臨床醫(yī)生的繼續(xù)教育,不難發(fā)現,大多數是針對疾病的臨床診治,而少有關于疾病的發(fā)生、發(fā)展機制的探討。關于疾病的發(fā)生、發(fā)展等方面的基礎知識更多出現在科研報告以及文獻中。醫(yī)學的發(fā)展使學科分細化,不同學科醫(yī)師對其他學科的了解也逐漸減少,尤其在大型的醫(yī)院更是如此。雖然現在的職稱等體系對臨床醫(yī)師掌握前沿知識方面起到了促進作用,但大多數臨床醫(yī)師仍缺乏對前沿基礎醫(yī)學知識的了解。在醫(yī)院開展的繼續(xù)醫(yī)學教育中,多數為臨床知識的再教育[10]。

3 臨床醫(yī)學與基礎醫(yī)學知識的相互統(tǒng)一是提高醫(yī)學教學水平的關鍵

3.1 基礎醫(yī)學知識是臨床醫(yī)學發(fā)展的基礎:回顧歷史,臨床醫(yī)學研究的進步主要是源于基礎醫(yī)學研究的進展:16世紀,隨著人體結構的揭示,解剖學開始出現并迅速發(fā)展;17世紀,血液循環(huán)的發(fā)現引起生理學的一次飛躍;18世紀,開始了實驗研究;19世紀發(fā)現了細胞和細菌,而麻醉、無菌和滅菌則奠定了外科的基礎;20世紀,藥物研究及抗生素的應用有效地控制了傳染病,正是由于基礎醫(yī)學研究的飛速發(fā)展,形成了目前的臨床????;A醫(yī)學在現代醫(yī)學發(fā)展中起著關鍵的作用。臨床醫(yī)學中對疾病的認識和治療是和基礎醫(yī)學知識密不可分的。

3.2 基礎醫(yī)學是臨床醫(yī)學研究發(fā)展的方向和保證:臨床醫(yī)學的發(fā)展以基礎醫(yī)學研究為基礎,同時又為基礎醫(yī)學研究工作指明具體的方向,基礎醫(yī)學研究為臨床醫(yī)學研究提供有效的科學技術手段和理論研究基礎,其最終目的就是要從本質上認清臨床疾病的性質,從根本上找到疑難并征得診斷方法和治療手段。

3.3 臨床醫(yī)學與基礎醫(yī)學有機統(tǒng)一結合是醫(yī)學發(fā)展的有力保障:縱觀醫(yī)學科學的發(fā)展史,臨床醫(yī)學研究與基礎醫(yī)學研究一直是齊頭并進的。從16世紀到20世紀,臨床醫(yī)學中疾病的研究工作一直是基礎醫(yī)學所必須優(yōu)先解決的課題,用于基礎醫(yī)學研究的材料資源多數都來自于臨床醫(yī)學研究的長期積累,只有經過長時間、多角度、多途徑的臨床醫(yī)學研究之后,才能得到真實的、有價值的臨床資料,從而為基礎醫(yī)學研究發(fā)現和解決疾病的發(fā)生、發(fā)展問題提供強有力的保證。臨床醫(yī)學研究以基礎醫(yī)學研究為基礎,反過來又推動了基礎醫(yī)學研究的發(fā)展?,F代醫(yī)學教育模式的發(fā)展對臨床教師提出了新的要求,即要求其既要熟練掌握臨床專業(yè)知識技能,又要了解相關的基礎醫(yī)學前沿知識。臨床醫(yī)學是最終將基礎醫(yī)學知識運用并檢驗的標準,只有真正做到臨床與基礎醫(yī)學的統(tǒng)一結合,才能使現代臨床醫(yī)學健康快速發(fā)展[11]。

4 提高臨床教師隊伍基礎醫(yī)學知識水平的舉措

4.1 深入理解認識:臨床教師應在深入理解臨床醫(yī)學與基礎醫(yī)學的辯證統(tǒng)一關系基礎上,不斷用新的基礎醫(yī)學知識更新自己,用新的觀點去理解并闡明疾病的發(fā)生、發(fā)展,并將其傳授給醫(yī)學生。在臨床教學過程中,在傳授學生臨床知識技能的同時,還要將與疾病相關的基礎醫(yī)學知識融入其中,使醫(yī)學生能夠在臨床學習過程中,將基礎知識與臨床知識緊密聯系起來,使學生從細胞、基因、分子水平認識疾病診治過程。培養(yǎng)學生腦、手結合,培養(yǎng)他們縝密的臨床思維。

第8篇:分子生物學的發(fā)展史范文

[關鍵詞]醫(yī)學影像技術;發(fā)展;熱點

The Past, Present and Future of Medical Imaging Technology and Equipment

Abstract: With progress of technology medical imaging technology makes considerable development and the position in the medical field will be even more important .this paper shows the developing process of medical imaging technology ,the achievement of medical imaging technology accomplished during the recent years and discuss what will be the next hot area.

Key words:medical imaging technology;develop;hot area

宇宙之萬物,無不由分子組成。而組成分子的原子,則是由原子核和圍繞原子核旋轉的電子組成。人們通過對分子,原子的研究, 終于在1895年倫琴發(fā)現了X-ray,這是20世紀醫(yī)學診斷學上最偉大的發(fā)現。X-RAY透視和攝影技術作為最早的醫(yī)學影像技術,直到今天還是使用最普遍且有相當大的臨床診斷價值的一種醫(yī)學診斷方法。醫(yī)學影像技術主要是應用工(程)學的概念及方法,并基于工(程)學原理發(fā)展起來的一種技術手段(包括原理、方法、裝置及程序),其實醫(yī)學影像技術還是醫(yī)學物理的重要組成部分,它是用物理學的概念和方法及物理原理發(fā)展起來的先進技術手段。醫(yī)學影像信息包括傳統(tǒng)X線、CT、MRI、超聲、同位素、電子內窺鏡和手術攝影等影像信息。它們是窺測人體內部各組織,臟器的形態(tài),功能及診斷疾病的重要方法。隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,以膠片為主要方式的顯示、存儲、傳遞X-ray攝像技術已不能滿足臨床診斷和治療發(fā)展的需求,醫(yī)療設備的數字化要求日益強烈,全數字化放射學、圖像導引和遠程放射醫(yī)學將是放射醫(yī)學影像發(fā)展的必然趨勢。

1 傳統(tǒng)攝影技術在摸索中進行

1.1 計算機X線攝影

X射線是發(fā)展最早的圖像裝置。它在醫(yī)學上的應用使醫(yī)生能觀察到人體內部結構,這為醫(yī)生進行疾病診斷提供了重要的信息。在1895年后的幾十年中,X射線攝影技術有不少的發(fā)展,包括使用影像增強管、增感屏、旋轉陽極X射線管及斷層攝影等。但是,由于這種常規(guī)X射線成像技術是將三維人體結構顯示在二維平面上,加之其對軟組織的診斷能力差,使整個成像系統(tǒng)的性能受到限制。從50年代開始,醫(yī)學成像技術進入一個革命性的發(fā)展時期,新的成像系統(tǒng)相繼出現。70年代早期,由于計算機斷層技術的出現使飛速發(fā)展的醫(yī)學成像技術達到了一個高峰。到整個80年代,除了X射線以外,超聲、磁共振、單光子、正電子等的斷層成像技術和系統(tǒng)大量出現。這些方法各有所長,互相補充,能為醫(yī)生做出確切診斷,提供愈來愈詳細和精確的信息。在醫(yī)院全部圖像中X射線圖像占80%,是目前醫(yī)院圖像的主要來源。在本世紀50年代以前,X射線機的結構簡單,圖像分辨率也較低。在50年代以后, 分辨率與清晰度得到了改善,而病人受照射劑量卻減小了。時至今日,各種專用X射線機不斷出現,X光電視設備正在逐步代替常規(guī)的X射線透視設備,它既減輕了醫(yī)務人員的勞動強度,降低了病人的X線劑量;又為數字圖像處理技術的應用創(chuàng)造了條件。隨著計算機的發(fā)展數字成像技術越來越廣泛地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的屏片攝影現階段,用于數字攝影的探測系統(tǒng)有以下幾種: (1)存儲熒光體增感屏[計算機X射線攝影系統(tǒng)(computer Radiography.CR)]。(2)硒鼓探測器。(3)以電荷耦合技術(charge Coupled Derices.CCD)為基礎的探測器 。(4)平板探測器(Flat panel Detector)a:直接轉換(非晶體硒)b:非直接轉換(閃爍晶體)。這些系統(tǒng)實現了自動化、遙控化和明室化,減少了操作者的輻射損傷。

1.2 X-CT

CT的問世被公認為倫琴發(fā)現X射線以來的重大突破,因為他標志了醫(yī)學影像設備與計算機相結合的里程碑。這種技術有兩種模式,一種是所謂“先到斷層成像”(FAT),另一種模式是“光子遷移成像”(PMI)。

1.3 磁共振成像

核磁共振成像,現稱為磁共振成像。它無放射線損害,無骨性偽影,能多方面、多參數成像,有高度的軟組織分辨能力,不需使用對比劑即可顯示血管結構等獨特的優(yōu)點。

1.4 數字減影血管造影

它是利用計算機系統(tǒng)將造影部位注射造影劑的透視影像轉換成數字形式貯存于記憶盤中,稱作蒙片。然后將注入造影劑后的造影區(qū)的透視影像也轉換成數字,并減去蒙片的數字,將剩余數字再轉換成圖像,即成為除去了注射造影劑前透視圖像上所見的骨骼和軟組織影像,剩下的只是清晰的純血管造影像。

2 數字化攝影技術日臻完善

1981年6月在布魯塞爾召開的第15屆國際放射學會學術會議上,首次提出了數學化X線成像技術的物理概念及臨床應用結果。使醫(yī)學影像技術步入了數字化的新紀元。事實上,醫(yī)學影像技術的數字化趨勢在近10多年已漸趨明晰。時至1998年,體現國際醫(yī)學影像技術最高水平的“北美放射學年會”,不論從學術報告及展覽中均體現出醫(yī)學影像設備的數字化是大勢所趨。

數字X射線攝影的成像技術包括成像板技術、平行板檢測技術和采用電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術。成像板技術是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片增感屏來照相,然后記錄于膠片的一種方法。平行板檢測技術又可分為直接和間接兩種結構類型。直接FPT結構主要是由非品硒和薄膜半導體陣列構成的平板檢測器。間接FPT結構主要是由閃爍體或熒光體層加具有光電二極管作用的非品硅層在加TFT陣列構成的平板檢測器。電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術結構上包括可見光轉換屏,光學系統(tǒng)和CCD或CMOS。

3 成像的快捷閱讀

由于成像方法的改進,除了在成像質量方面有明顯提高外,圖像數量也急劇增加。例如隨著多層CT的問世,每次CT檢查的圖像可多達千幅以上,因此,無法想象用傳統(tǒng)方法能讀取這些圖像中蘊含的動態(tài)信息。這時在顯示器上進行的“軟閱讀”正在逐漸顯示出其無可比擬的優(yōu)越性。軟拷貝閱讀是指在工作站圖像顯示屏上觀察影像,就X線攝影而言這種閱讀方式能充分利用數字影像大得多的動態(tài)范圍,獲取豐富的診斷信息。 4 PACS的廣闊發(fā)展空間

隨著計算機和網絡技術的飛速發(fā)展,現有醫(yī)學影像設備延續(xù)了幾十年的數據采集和成像方式,已經遠遠無法滿足現代醫(yī)學的發(fā)展和臨床醫(yī)生的需求。PACS系統(tǒng)應運而生。PACS系統(tǒng)是圖像的存儲、傳輸和通訊系統(tǒng),主要應用于醫(yī)學影像圖像和病人信息的實時采集、處理、存儲、傳輸,并且可以與醫(yī)院的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)放射信息管理系統(tǒng)等系統(tǒng)相連,實現整個醫(yī)院的無膠片化、無紙化和資源共享,還可以利用網絡技術實現遠程會診,或國際間的信息交流。PACS系統(tǒng)的產生標志著網絡影像學和無膠片時代的到來。完整的PACS系統(tǒng)應包含影像采集系統(tǒng),數據的存儲、管理,數據傳輸系統(tǒng),影像的分析和處理系統(tǒng)。數據采集系統(tǒng)是整個PACS系統(tǒng)的核心,是決定系統(tǒng)質量的關鍵部分,可將各種不同成像系統(tǒng)生成的圖象采入計算機網絡。由于醫(yī)學圖像的數據量非常大,數據存儲方法的選擇至關重要。光盤塔、磁帶庫、磁盤陳列等都是目前較好的存儲方法。數據傳輸主要用于院內的急救、會診,還有可以通過互聯網、微波等技術,以數據的遠距離傳輸,實現遠程診斷。影像的分析和處理系統(tǒng)是臨床醫(yī)生、放射科醫(yī)生直接使用的工具,它的功能和質量對于醫(yī)生利用臨床影像資源的效率起了決定作用。綜上所述,PACS技術可分為三個階段,(1)用戶查找數據庫;(2)數據查找設備;(3)圖像信息與文本信息主動尋找用戶。

5 新型技術----分子影像

隨著醫(yī)學影像技術的飛速發(fā)展,在今天已具有顯微分辨能力,其可視范圍已擴展至細胞、分子水平,從而改變了傳統(tǒng)醫(yī)學影像學只能顯示解剖學及病理學改變的形態(tài)顯像能力。由于與分子生物學等基礎學科相互交叉融合,奠定了分子影像學的物質基礎。Weissleder氏于1999年提出了分子影像學的概念:活體狀態(tài)下在細胞及分子水平應用影像學對生物過程進行定性和定量研究。

分子成像的出現,為新的醫(yī)學影像時代到來帶來曙光?;虮磉_、治療則為徹底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、開創(chuàng)分子影像與基因治療,這就是21世紀的影像學。 新的醫(yī)學影像的觀察要超出目前的解剖學、病理學概念,要深入到組織的分子、原子中去。其關鍵是借助神奇的探針--即分子探針。到目前為止,分子影像學的成像技術主要包括MRI、核醫(yī)學及光學成像技術。一些有識之士認為;由于診治兼?zhèn)涞慕槿敕派鋵W已深入至分子生物學的層面,因此,分子影像學應包括分子水平的介入放射學研究。

6 學科的交叉結合

交叉學科、邊緣學科是當今科學發(fā)展的趨勢。影像技術學最鄰近的學科應為影像診斷學。前者致力于解決信息的獲取、存儲、傳輸、管理及研發(fā)新的技術方法;后者則將信息與知識、經驗結合,著重于信息的內容,根據影像做出正常解剖結構的辨認及病變的診斷。兩者相輔相成,互為依托。所以,影像技術學的發(fā)展離不開影像診斷學更密切地溝通與結合將為提高、拓展原有成像方式及開辟新的成像方式做出有益的貢獻。醫(yī)用影像診斷裝置用于詳細地觀察人體內部各器官的結構,找出病灶的位置毫克大小,有的還可以進行器官功能的判斷 。還有醫(yī)用影像診斷裝備情況,已成了衡量醫(yī)院現代化水平的標志。

7 淺談醫(yī)學影像技術的下一個熱點

醫(yī)療保健事業(yè)在經濟上的窘迫使得90年代以來,成為一個沒有大規(guī)模推廣一種新的影像技術的、相對沉寂的時期,延續(xù)了一些現有影像技術的發(fā)展,使得他們中至今還沒有一種影像技術能對影像學產生巨大的影響。隨著科技的發(fā)展,最近逐漸發(fā)展起來的一批有希望的影像技術。如:磁共振譜(MRS),正電子發(fā)射成像(PET)單光子發(fā)射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光學成像(OCT或NRI)。他們有可能很快成為大規(guī)模應用的影像技術,將為腦、肺、乳房及其他部位的成像提供新的信息。

7.1 磁源成像

人體體內細胞膜內外的離子運動可形成生物電流。這種生物電流可產生磁現象,檢測心臟或腦的生物電流產生的磁場可以得到心磁圖或腦磁圖。這類磁現象可反映出電子活動發(fā)生的深度,攜帶有人體組織和器官的大量信息。

7.2 PET和SPECT

單光子發(fā)射成像(SPECT)和正電子成像(PET)是核醫(yī)學的兩種CT技術。由于它們都是接受病人體內發(fā)射的射線成像,故統(tǒng)稱為發(fā)射型計算機斷層成像(ECT)。ECT依據核醫(yī)學的放射性示蹤原理進行體內診斷,要在人體中使用放射性核素。ECT存在的主要問題是空間分辨率低。最近的技術發(fā)展可能促進推廣ECT的應用。

7.3 阻抗成像(EIT)

EIT是通過對人體加電壓,測量在電極間流動的電流,得到組織電導率變化的圖像。 目的在于形成對體內某點阻抗的估計。這種技術的優(yōu)點是,所采用的電流對人體是無害的,因而對成像對象無任何限制。這種技術的時間分辨率很好,因而可連續(xù)監(jiān)測實際的應用,已實現以視頻幀速的醫(yī)用EIT的實驗樣機。

7.4 光學成像(OTC或NIR)

近期的一些實質性的進展表明,光學成像有可能在最近幾年內發(fā)展成為一種能真正用于臨床的影像設備。它的優(yōu)點是:光波長的輻射是非離子化的,因而對人體是無傷害的,可重復曝光;它們可區(qū)分那些在光波長下具有不同吸收與散射,但不能由其它技術識別的軟組織;天然色團所特有的吸收使得能夠獲得功能信息。它正在開辟它的臨床領域。

7.5 MRS

MRS是一種無創(chuàng)研究人體組織生理化的極有用的工具。它所得到的生化信息可與人體組織代謝相關聯,并表明它正常組織的方式有差別。目前MRS還沒有常規(guī)用于臨床,但已有大量技術正在進行正式適用。

上述的幾個先進的技術,究竟哪一個能成為醫(yī)學影像技術的熱點,我們認為應要有最大效益、安全和經濟是最為重要的。在逝去的20世紀,醫(yī)學影像技術經歷了從孕育、成長到發(fā)展的過程,回顧過去可以斷言它在防治人類疾病及延長平均壽命方面是功不可沒的。在一切“以人類為本”的21世紀中,人們將繼續(xù)用醫(yī)學影像技術來為人們的健康服務。

參考文獻

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第9篇:分子生物學的發(fā)展史范文

自然科學研究是人類最富有創(chuàng)造力的社會活動,這一探索過程是科學工作者不斷發(fā)現問題、提出問題和解決問題的過程。從某種意義上講,自然科學發(fā)展史就是一部發(fā)現問題和解決問題的歷史。科學研究活動作為一種探索和揭示自然界奧秘的過程,大體上可分為五個階段:第一階段是發(fā)現和提出問題;第二階段是搜集有關該問題的感性材料或經驗事實;第三階段是對搜集到的經驗事實進行分析整理;第四階段是在整理經驗事實的基礎上提出有關科學假說,對有關經驗事實進行統(tǒng)一解釋,即解決原先提出的問題;第五階段是對科學假說或解釋進行嚴格檢驗或驗證??茖W研究過程的這五個階段密切聯系、環(huán)環(huán)相扣,并相互影響、相互作用,共同組成了自然科學的過程性系統(tǒng)??茖W哲學家波普爾堅持認為,科學研究起始于問題,因為有了問題才能引發(fā)研究。當確定了所要研究的問題后,科學工作者為了解決問題,就要搜集盡可能多的感性材料或經驗事實。眾所周知,為了獲取解決有關問題的經驗事實,通常是運用觀察和實驗方法。實驗方法之所以成為近代科學研究的重要手段,是因為它本質上是科學工作者運用人工方法“創(chuàng)造”自然現象。由于這些自然現象是科學工作者根據一定理論的指導有目的、有意識地“創(chuàng)造”出來的,所以它可以為科學工作者提供系統(tǒng)的、精確的、典型的、純粹的、定向的、專業(yè)的經驗事實,從而使他們獲得科學研究所需的數量多、質量高的感性材料。事實上,今天科學研究所需的絕大部分感性材料或經驗事實都是通過實驗方法得到的??茖W工作者獲得了大量有關經驗事實后,就必須運用歸納、演繹、分析、綜合、分類、類比、比較等方法對之進行整理加工,然后在此基礎上提出有關科學假說,對這些經驗事實作統(tǒng)一解釋和推演出有關結論(如定律、預言等)。那么,人們如何才能知道科學工作者提出的科學假說究竟是否正確呢?或者說,人們如何檢驗、判斷科學假說的對錯呢?不用說,只有通過經驗對照加以檢驗或判斷。如前所述,由于實驗方法能夠為科學工作者提供系統(tǒng)的、精確的、典型的、純粹的、定向的、專業(yè)的經驗事實,所以,今天絕大多數科學假說都要通過實驗才能得到嚴格檢驗??茖W史上這樣的例子可以說是數不勝數。比如,生物界為什么總是遵循“種瓜得瓜,種豆得豆”的遺傳規(guī)律,無一例外,這一遺傳現象的背后原因究竟是什么?遺傳學的先驅和奠基人奧地利科學家孟德爾首先發(fā)現并提出了這一人們司空見慣的問題,并著手進行解決。為了搜集解決這一問題所需的感性材料,孟德爾用豌豆做雜交遺傳實驗,并進行了長時間的觀察,得到了系統(tǒng)、豐富的第一手科研材料。在此基礎上孟德爾對所獲得的這些感性材料進行了科學的比較、分類、分析、綜合和歸納,最后,他得出了奠定生物遺傳學的兩大基本規(guī)律:孟德爾分離定律和孟德爾獨立分配定律。這兩大定律在后來分子生物學的發(fā)展中得到了充分驗證,從而極大地推動了分子生物學的進步。20世紀美國生物學家摩爾根在他的基礎上進行了進一步研究,并最終搞清楚了生物的遺傳基因在生物遺傳中的決定性作用。很顯然,科學研究作為人類探索自然界活動的一種過程性系統(tǒng),其五個組成部分是緊密聯系、不可分割的,它們共同構成了一個有機整體。

二、作為社會文化組成部分的自然科學系統(tǒng)

“科學是一種文化過程?!保?]1因此,“作為一種文化現象,科學同其他文化現象一樣,也表現出強烈的民族性”。從實際情況看也是如此。我們今天學習的科學(及其技術)是西方文化基因的產物,帶有非常濃厚、明顯的西方文化特色,就如同中醫(yī)學是中國文化基因的產物,帶有非常濃厚、明顯的中國文化特色一樣。中國人有目的、有意識、大規(guī)模地學習、引進、移植西方科學僅僅是從開始的,僅僅是基于“師夷長技以制夷”的考慮。既然科學是文化的一部分,那么它作為文化的一個子系統(tǒng),其本身的各部分之間也是相互聯系、相互影響、相互制約的,而且它必然與其相應的文化基因吻合,并且相互匹配、相互協調一致。從總體上看,科學作為一種文化現象,作為文化的一個子系統(tǒng)主要由三個部分組成:其一,價值觀決定人們研究的目的和研究什么;其二,思維方式或哲學思想決定人們如何研究或用什么方法進行研究;其三,信仰信念決定人們研究的信心和如何看待其研究成果。之所以不同的科學形態(tài)之間存在重大差異或本質差異,正是由于自然科學作為一種文化子系統(tǒng),其內部的基本文化要素,如人們的價值觀、思維方式、信仰信念等方面存在重大差異。首先,價值觀決定了人們是否研究、探索自然界奧秘或研究什么問題。以西方科學為例,其價值觀因素主要包括兩個方面:第一是古希臘人一開始就認為“求知是人類的本性”,因而探索自然界的奧秘、認識自然界,以達到驅除愚昧、滿足人類好奇心的目的是最有價值、最有意義的事。正如亞里士多德所說,“他們探索哲理只是為想脫出愚昧,顯然,他們?yōu)榍笾鴱氖聦W術,并無任何實用目的?!边@就是說,古希臘人認為探索自然界本身就是目的,就是人類最值得做的事。第二是古希臘人認為只有認識了事物背后的原因才算認識了該事物,僅僅認識事物的表象,只是感性知識,只是經驗,而感性知識或經驗是不可靠的。留基伯最先提出了“因果原則———沒有什么事情無緣無故而發(fā)生,一切事物的發(fā)生都有原因和必然性”。亞里士多德更明確地指出:“智慧就是有關某些原理和原因的知識”,因為“明白了原理和原因,其他一切由此可得明白”。正是在這種價值取向的引導下,從古希臘的自然哲學開始,直到文藝復興后近代科學的誕生及發(fā)展,西方科學始終都把探索自然現象背后的原因作為研究的主要指向,因而隨之也成了西方科學的本質和最主要特點。其次,思維方式決定了人們如何研究或通過什么方法、途徑研究自然界。作為文化子系統(tǒng)的西方科學的思維方式因素主要表現在其形而上學基礎和方法論兩個主要方面??档略鞔_指出:“一切本義上的自然科學都需要一個純粹的部分,在它上面可以建立起理性在其中所尋求的無可置疑的確定性?!痹诳档伦约嚎磥?,這個作為基礎的純粹部分唯一地是作為形而上學的哲學。沒有這些哲學思想作為科學的形而上學基礎,科學將成為空中樓閣。方法論對西方科學的要求更為明顯和重要??上攵M行科學研究如果不運用觀察實驗方法、數學方法、分析方法、分類方法、歸納方法、演繹方法、比較方法等適當的方法,科學將寸步難行。從科學史看,西方近代科學之所以從自然哲學體系中獨立出來,并得到迅猛發(fā)展,正是這些科學方法的功績。不言而喻,科學方法論本身就是哲學的一部分,正如所認為的,有什么樣的世界觀(哲學),就有什么樣的方法論,同時方法論也最能體現出一個民族的人或一種文化模式的思維方法。再次,信仰信念決定了人們進行科學研究的信心。西方科學的信仰信念前提主要基于兩類:一類是宗教的,另一類是世俗的。基督教認為,整個宇宙都是上帝創(chuàng)造的,因而是有序的、完美的、簡單的、和諧的、有規(guī)律的?;酵窖芯孔匀唤绫旧砭褪菍ι系鄣馁澝篮驼J識上帝的偉大。這就是說,“人們必須研究上帝的創(chuàng)造物以便更好地理解上帝本身”。實際上,西方絕大多數科學家集研究者和基督徒身份于一身,牛頓、哥白尼、孟德爾、愛因斯坦等都是如此。愛因斯坦甚至明確指出:“相信世界在本質上是有秩序的和可認識的這一信念,是一切科學工作的基礎。這種信念是建筑在宗教感情上的?!蔽鞣饺嗽谘芯刻剿髯匀唤鐘W秘的世俗方面的信心來自于畢達哥拉斯學派的思想。畢達哥拉斯學派認為“數”是萬物的本原,因為“數”是簡單的、有序的、有規(guī)律的,所以整個宇宙也是簡單的、有序的、有規(guī)律的。這種簡單性、有序性和規(guī)律性可以用“數學”精確地表達、反映出來。畢達哥拉斯學派的這一觀點直接影響了整個近代科學的發(fā)展過程,像哥白尼、開普勒、麥克斯韋、愛因斯坦等大科學家?guī)缀醵际球\的畢達哥拉斯主義者。總之,科學作為一種文化現象,作為文化的一個子系統(tǒng),其內部的幾乎一切要素都與文化基因,即人們的思維方式、價值觀、信仰信念密切聯系、相互吻合、相互協調,從而共同構成了一個有機的整體,使科學呈現出鮮明的文化特色。

三、作為社會活動領域的自然科學系統(tǒng)

作為一種社會活動領域的自然科學系統(tǒng),主要包括三個組成部分:基礎性研究、應用科學知識的實踐和教育。這三個組成部分緊密關聯、相互作用、相互影響,共同構成了自然科學這一社會性系統(tǒng),并與其他社會子系統(tǒng)密切聯系,相互協調一致,共同構成了整個社會系統(tǒng)。自然科學作為一種社會性系統(tǒng)或社會領域,基礎性研究是其核心或基礎。這是因為,自然科學系統(tǒng)之所以能夠發(fā)揮社會生產力功能,能夠推動社會物質文明和精神文明的進步,主要是由于它能夠通過對自然界的認識成果來指導人們進行技術發(fā)明、技術創(chuàng)造,從而使人們更加有效地進行社會實踐,而且能夠通過揭示自然界的奧秘以達到驅除愚昧,滿足人類求知的本性,使思想科學化的目的。從本質上看,科學的基礎研究過程相當于科學家在進行著“創(chuàng)造”知識的活動,即“創(chuàng)造”出人類以前不知道或還“沒有現實地存在”的知識,如牛頓“創(chuàng)造”出萬有引力理論,麥克斯韋“創(chuàng)造”出電磁場理論等等。而技術實質上是“應用”知識??茖W是對自然界的認識,技術則是對自然界的有效改造和利用,是社會實踐。這就是作為社會活動領域的自然科學系統(tǒng)內科學與技術之間的本質關系。不過,科學家“創(chuàng)造”出來的關于自然界的知識要想得到應用或用來指導社會實踐,就必須被大多數人所掌握,否則,科學知識的應用也仍然是一句空話。那么,如何才能做到科學知識被大多數人所掌握呢?不言而喻,必須通過教育,沒有教育,自然科學系統(tǒng)既不能正常運行,也不能充分發(fā)揮其社會功能。因此,教育作為科學知識傳承、應用的必要和唯一途徑,必須包括在自然科學系統(tǒng)內。當然,把教育包含在自然科學社會性系統(tǒng)內并不僅僅是基于教育是科學知識傳承和應用的必然要求的考慮。從現實情況看,作為自然科學社會性系統(tǒng)一部分的教育的主要功能是為了科學知識的傳承和如何把科學家創(chuàng)造的知識應用于社會實踐,變?yōu)橥苿咏洕l(fā)展或社會物質文明進步的杠桿,這就是國家普及教育、提高教育水平的主要目的。但教育的另一個重要功能是要培養(yǎng)出能夠“創(chuàng)造”知識的科學家來。很顯然,如果培養(yǎng)不出“創(chuàng)造”知識的科學家,自然科學系統(tǒng)“創(chuàng)造”不出新知識,那么知識的應用,即技術發(fā)明或技術創(chuàng)造就是一句空話,就是空中樓閣。所以說,教育作為自然科學社會性系統(tǒng)的一個組成部分,其重要功能有二:一是培養(yǎng)傳承和應用科學知識的人;二是培養(yǎng)“創(chuàng)造”科學知識的人。這充分說明,自然科學與教育的關系十分密切,這正是我們通常都把“科教”作為一個詞來使用和理解的重要原因。從以上的分析中我們不難看出,作為社會一個重要活動領域的自然科學社會性系統(tǒng)的三個組成部分,基礎性研究(即關于自然界知識的“創(chuàng)造”活動)、應用科學知識的實踐(即技術或對自然界的有效改造和利用)和教育(培養(yǎng)創(chuàng)造、傳承、應用科學知識的人)是密切相關的,它們共同構成了一個不可分割的有機整體。

四、啟示

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