浅谈对生命科学进展的认识 生命科学对于我们来说既熟悉又陌生。当我们说到基因、细胞、组织、器官等的时候，我们觉得好熟悉，这就是生命科学；但当我们更深入的了解基因，了解细胞的时候，我们感觉真的好陌生，感觉我们并没有真正的了解生命科学。 当代的生命科学涉及和覆盖的范围很广，面面俱到的讲解对它的认识，做到的只能是面面都不俱到。因此，我打算只挑肿瘤这方面的内容，来“侃侃而谈”一番。 一．什么是肿瘤 肿瘤（tumour）是指机体在各种致瘤因子作用下，局部组织细胞增生所形成的新生物。根据新生物的细胞特性及对机体的危害性程度，又将肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类，而癌症即为恶性肿瘤的总称。良性肿瘤和恶性肿瘤的区别，如下图 二．引起肿瘤的原因 肿瘤在本质上是基因病。各种环境的和遗传的致癌因素以协同或序贯的方式引起DNA损害，从而激活原癌基因和（或）灭活肿瘤抑制基因，加上凋亡调节基因和（或）DNA修复基因的改变，继而引起表达水平的异常，使靶细胞发生转化。被转化的细胞先多呈克隆性的增生，经过一个漫长的多阶段的演进过程，其中一个克隆相对无限制的扩增，通过附加突变，选择性地形成具有不同特点的亚克隆（异质化），从而获得浸润和转移的能力（恶性转化），形成恶性肿瘤。 1.内因 如果机体内部的某些条件或状况适合外界环境中致癌物质的作用，这些人群就具备了癌症发病的内因。包括精神因素、内分泌失调、免疫缺陷与遗传因素等。约有60％的癌症患者在发病前有明显的精神创伤史。内分泌紊乱可能与乳腺癌、
前列腺癌发病有关。先天性免疫缺陷或长期应用免疫抑制药的人群中，肿瘤的发病率较高。遗传因素与癌的发病有密切关系，如患有错构瘤病综合征、遗传性皮肤病、染色体脆弱综合征等遗传病者，约10％发生恶性肿瘤，一些致癌外因诱发肿瘤时也都通过遗传因素起作用。 2.外因 外界致癌因素是引起癌症的重要刺激因素，大约80％～90％的癌症是由环境因素引起的。已知致癌因素有化学、物理、生物、营养等几种，较重要的有以下几项： ①吸烟与被动吸烟。肺癌病人中吸烟者是不吸烟者的10倍；吸烟者肺癌、喉癌、食管癌、膀胱癌、口咽癌的发病率也比不吸烟寄生虫引发人类肿瘤者高。吸烟量与癌症发病关系尚不明确，即使接触烟草的烟雾量不大也会发生癌症。近年来还发现，经常生活在嗜烟者烟雾环境中的不吸烟者，发生癌症的机会也多。 ②职业因素。因长期接触煤焦油、芳香胺或偶氮染料、亚硝胺类化合物等而致的职业性癌，可占全部癌症的2％～8％。职业性癌一般有相当长的潜伏期，发生在皮肤、泌尿道、呼吸道等部位的职业性癌较常见。 ③放射线及紫外线。电离辐射（X射线、γ射线）所诱发的癌症约占全部癌症的3％，紫外线照射可诱发皮肤癌或恶性黑色素瘤。 ④膳食。人类的饮食结构和习惯与消化道癌关系密切。膳食中脂肪过多易诱发乳癌、大肠癌；水果和蔬菜可降低大肠癌的发病；有些食品添加剂具有致癌作用；腌、熏食品和一些蔬菜、肉类、火腿、啤酒中可能含有致癌的亚硝酸盐和硝酸盐；含有黄曲霉毒素的食品与肝癌发病可能有关。 ⑤药物。治疗癌症的各种抗肿瘤药特别是烷化剂，本身也具有致癌作用；此外，某些解热镇痛药、抗癫痫药、抗组胺药、激素类等与癌症的病因有关。 ⑥寄生虫与病毒。血吸虫病可引起膀胱癌；中华分枝睾吸虫可引起胆管癌。迁延性乙型肝炎所致的肝硬变患者容易发生肝癌；单纯疱疹病毒与宫颈癌的发病有关。许多病毒可以诱发动物肿瘤，但在人类尚缺乏直接证据。 三．肿瘤的治疗方法 （1）手术治疗 理论依据：肿瘤是一类以"局部肿块病变"为主的"全身性"疾病，因此，从理论上讲，手术切除局部肿块可以起到治疗肿瘤的作用，也应作为治疗肿瘤的主要手段。临床实践也证明了这两点：对于大多数肿瘤来说，手术常是目前的主要治疗手段；手术确能治愈部分病例。 适应证：早期、中期和局限性肿瘤的根治性治疗，晚期肿瘤的姑息治疗。 优缺点：手术是一种机械手段，局部病变治疗彻底，不存在化疗耐药、放
GE超高分辨活细胞成像系统 利用活细胞成像工作站进行细胞和基因的功能研究，是生物医学研究的最新趋势。固定细胞观察仅能提供固定瞬间细胞的静态信息，无法反映细胞在正常生理生化条件下的状态。活细胞观察，对处于正常生理状况下的细胞进行全程扫描和记录，获得其连续、全面、动态过程由于其显示的正常细胞动态的活动过程，很容易发现和确定细胞间相互作用和信号传导的过程，以及在活细胞水平上的生物分子间的相互作用，不仅可以解决长期以来悬而未解的问题，更为未来的研究提出新的问题，指出新的方向。 一、活细胞成像系统原理 目前主流的活细胞成像系统从原理上可以分为两大类： 基于宽场反卷积技术 基于共聚焦技术 两种技术作为目前最流行的活细胞成像技术，均可以实现在维持细胞存活的情况下，快速获取单一焦平面的信号，在具体性能上则各有擅长。 宽场反卷积技术 对光线进行反卷积运算是光学成像领域的成熟技术，最早由美国国家航空航天局开发并成为观察微弱天体信号的标准技术。去卷积和共聚焦技术是光学显微镜领域获得单一焦平面光线的两大主流技术(J.M.Murray, live cell imaging, 2010)。通过将非焦平面的光线还原至焦平面上，大大提高了样品信号的强度以及图像的信噪比。由于去卷积技术设计到大量的后期运算，因此在高性能计算机发明以前，一直受制于运算能力，没有得到大规模的推广。随着近年来计算机性能的大幅提升和价格的下降，去卷积技术逐渐成为光学显微镜的主流技术。一个点光源经过显微镜的光路，由于镜片对光线的衍射和散射，最终呈现在观察者面前的是一个模糊的点，所以点光源变成模糊的点的过程即为卷积。反卷积就是把模糊的点还原成点光源的过程。 以API 公司的DeltaVision系统为例，其反卷积过程经历以下几步： 1)首先通过无数的计算和实验，得到点光源经过显微镜物镜后变模糊的规律，建立模型。 2)选择完美的物镜，保证样品信号经过物镜后变模糊的规律符合步骤一中得到的模型。 3)将通过显微镜光路的所有的光信号进行收集，因为点光源经过显微镜光路后会变成一个空 间中的倒圆锥形，所以在收集信号的时候需要很准确的记录信号的Z 轴信息。 4)对收集到的所有光信号按照步骤一中的模型进行还原，最终将模糊的点还原成清晰的点， 客观反映它在空间的位置和强度。 目前去卷积技术越来越广泛地应用于生物学图像的研究中。 共聚焦技术 共聚焦显微镜它采用点光源(point lightsource) 照射标本,在焦平面上形成了一个轮廓分明 的小的光点(light spot ) ,该点被照射后发出的荧光被物镜收集,并沿原照射光路回送到探测器。探测器前方有一个针孔(pinhole) ,几何尺寸可调。这样,来自焦平面的光,可以会聚在探 测针孔范围之内,而其它来自焦平面上方或下方的散射光,都被挡在探测针孔之外而不能成象。 光束扫描器又分为单光束、多光束或狭缝扫描器几种。其中单光束扫描获得的图像质量最好, 狭缝扫描器虽然产生图像的速率很高(可达实时水平) ,但其图像信噪比低于单光束扫描,这是 因为从狭缝长轴来的漫射光不能被有效遮挡。多光束扫描如碟片式共聚焦是由电动马达驱动
谈谈你对分子生物学未来发展的看法？ 21世纪是生命科学世纪，生物经济时代，分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类认识论上的重大飞跃。生命活动的一致性，决定了二十一世纪的生物学将是真正的系统生物学，是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。 分子生物学是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。 分子生物学的研究将带动生物科学全面迅速地发展，生物科学的众多分支学科，将在更高层次上实现理论的大综合。 5、比较原核、真核基因组的特点（上海第二军医大硕士研究生入学考试试题） 一、原核生物基因组结构特点 1、基因组很小，大多只有一条染色体 2、原核生物基因主要是单拷贝基因 3、结构简炼 4、存在转录单元(trnascriptional operon)、多顺反子(polycistron) 5、有重叠基因 二、真核生物基因组结构特点 1、真核基因组结构庞大 2、含有大量重复序列 3、非编码序列多 4、转录产物为单顺反子 5、基因不连续性 6、存在大量的顺式作用元件。 7、存在大量的DNA多态性 8、端粒结构 2、简述RNA转录的基本概念基本过程？ 转录(transcription)：DNA分子中的遗传信息转移到RNA分子中的过程称为转录。转录产物有mRNA ，tRNA和rRNA。 转录的基本过程：
1）无论是原核还是真核细胞，转录的基本过程都包括：模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。 2）全酶上的因子辨认DNA模板上的起始位点，使全酶结合在起始位点上形成全酶-DNA复合物，从而开始“起始反应”； 3）转录开始后，因子立即从复合物上脱落，由核心酶催化RNA的合成； 4）当转录到一定长度时，终止因子识别模板上的终止信号，终止转录，释放转录产物。 简述因子的作用 启动子的识别要靠因子来完成。 10.真核生物的原始转录产物必须经过哪些加工才能成为成熟mRNA，以用作蛋白质合成的模板？ 答：内含子的剪接、编辑、在编码及化学修饰。 简述原核和真核生物mRNA的区别？ 原核生物mRNA的特征: A、半衰期短 B、多以多顺反子的形式存在 C、单顺反子mRNA：只编码一个蛋白质的mRNA。 D、多顺反子mRNA：编码多个蛋白质的mRNA E、5’端无“帽子”结构，3’端没有或只有较短的poly（A ）结构 F、SD序列：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。 真核生物mRNA的特征: a、5’端存在“帽子”结构 b、多数mRNA 3’端具有poly（A ）尾巴（组蛋白除外） C、以单顺反子的形式存在 什么是Pribnow box？它的保守序列是什么？
第40卷第8期红外与激光工程2011年8月Vol.40No.8Infrared and Laser Engineering Aug.2011 米级车载高分辨率光电成像系统光学设计 刘莹奇1,2，王志1，刘欣悦1，卫沛峰1 (1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033； 2.中国科学院研究生院，北京100049) 摘要：研究了一套能实现机动式布站的米级车载可见光和红外高分辨率光学成像系统新方案。主系统口径1.2m，采用无焦卡塞格林形式，遮拦比1:10；机上中、长波红外成像通道采用共口径光谱分光、二次成像的形式，冷阑匹配效率100％，F数为4；机下成像光学系统焦距47m，F数为39，光学设计满足高分辨率与白天成像的要求，且成像质量达到衍射极限；各通道光学系统结构紧凑。光学设计与分析结果表明：该套光学系统能够用于空中和空间目标的全天时移动式高分辨率可见、红外成像。 关键词：大口径望远镜；高分辨率成像；白天成像；移动式光电跟踪系统；光学设计 中图分类号：TB133文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)08-1512-05 Optical design of vehicle-based high resolution E-O imaging system using meter class telescope Liu Yingqi1,2,Wang Zhi1,Liu Xinyue1,Wei Peifeng1 (1.Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun130033,China; 2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China) Abstract:A set of meter class aperture and vehicle-based optical system including visible,infrared imaging, which was used for motional E-O imaging,was studied.The main system aperture was1.2m,the form of afocal Cassegrain was adopted,and obstruction ratio was1:10.The front aperture of on-vehicle imaging system was shared by MWIR and LWIR,then the spectrum was separately reimaged in the terminal.The F number was4,and100%cold shield efficiency was realized.The focal length of the off-vehicle imaging system was47m and the F number was39.The optical design meet the requiement of high resolution and daylight imaging,and the imaging quality of each channel reached diffraction limit in the off-vehicle imaging system.The optical system configuration of each channel was compact.The design and analysis results indicate that mobile high resolution imaging and all-day imaging of targets in the air and space can be realized with the optical system. Key words:large aperture telescope;high resolution imaging;daylight imaging; mobile E-O tracking system;optical design 收稿日期：2010-12-05；修订日期：2011-01-03 基金项目：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新研究项目专项资金 作者简介：刘莹奇（1984-），男，研究实习员，博士研究生，主要从事新型光学系统设计工作。Email:a1032510210@https://www.doczj.com/doc/258597479.html, 导师简介：卢振武(1955-),男,研究员,博士生导师,主要从事衍射光学等方面的研究。Email:luzw@https://www.doczj.com/doc/258597479.html,
新型细胞成像技术 ——成像质谱仪 美国研究人员开发出了一种对组织切片上的分子进行观察和成像的新方法，被称为成像质谱仪的细胞成像技术。利用该技术可以获得显示组织中不同蛋白质位置的数字图像，并提高癌症诊断和治疗效果。 美国田纳西州范德比尔特大学的研究人员在新一期《自然医学》杂志上描述了他们如何应用质谱成像术来获得正常脑组织切片和病变脑组织切片的“分子图像”他们认为这种新技术给科学家们提供了识别细胞和组织中的蛋白质的新方法，从而使得研究在疾病发生发展过程中蛋白质的作用变得更加容易。报告说，这一技术能够确定产生高水平“胸腺素贝塔-4”的组织的精确位置，而“胸腺素贝塔-4”被认为是促使肿瘤细胞生长的蛋白质。通过确定组织中产生高水平该种蛋白质的位置，医生可以提高癌切除手术的效果。研究人员说，这种技术还能帮助他们更好地理解致癌蛋白在某些特定组织中的功能和位置，并有助于开发出阻止该种蛋白的药物。 质谱成像术所使用的仪器是一台通过测定荷质比来分析分子的标准的质谱仪。范德比尔特大学质谱中心的主任richard caprioli和他的同事们改变了质谱仪的电子学特性并重新编写了软件，从而使一台标准的质谱仪可以用来对组织切片成像。被用来研究的组织首先经过冰冻切片来获得极薄的组织片，接着用介质封闭组织切片并将切片置入质谱仪中。在质谱仪中，激光束对切片进行连续的扫描，样品在激光束的激发下释放出的分子被质谱仪所鉴定从而获得样品上每个点的信息，然后将各个点的信息转化为照片上的像素点，这样就可以完成对样品的“分子成像”。 利用上面描述的质谱成像技术，caprioli的研究组成功地获得了正常鼠脑组织和生长在鼠身上的人脑瘤组织的分子图像，并鉴定了定位于肿瘤内部及其侵入性表面上的特异性蛋白质。cparioli说： “我们认为肿瘤细胞表面这些特异性的分子是与肿瘤的无限生长特性密切相关的，而且这些表面的分子标志可以应用于诊断和药物的导向”。
生命科学发展在人类社会发展过程中的作用 学院：化学与化工学院 专业：化学工程与工艺 日期：2012-11-3
生命科学的发展及其对人类社会的影响 摘要：本文对生命科学产生和发展过程中的几次重要科学技术革命以及这些科学技术革命对人类社会发展和进步产生的重大影响，以及可能产生的危害进行了综述。回望人类科学发展史，20世纪是人类自然科学发展史上最为辉煌的时代，其中生命科学是自然科学发展中最迅速的学科。基于生命学科与人类生存、健康、社会发展密切相关，它必然成为21世纪初的主导科学。如果说，20世纪主导科学是物理学，那么21世纪主导的将是生命科学。 关键词：生命科学科学技术革命人类社会影响 一、生命科学的产生和发展自从有了人类，就有了生命科学。早期的对生物的观察既是生命科学的开始，也是对生命现象研究的开端。后来人们对生物学的兴趣从简单观察转向了实际应用，例如对动、植物的驯化和饲养，但这些观察和应用的目的都是为了满足人类自身食物和住所的实际需求，而并非有意识的探索。可见，生命科学是在人类的生活实践中自发产生的。早期最为引人瞩目的生物学研究者是希腊哲学家亚里士多德，他对生物体进行了大量的观察，深刻地解释了许多自然现象。他研究了多种水生生物的生命史和自然史以及鸡的胚胎发育，开始了生物科学的第一次飞跃和革命。尽管这些研究还只是代表着生物研究的最初阶段，但这是人类开始有意识地将它作为一门学科来进行的研究的重要标志开始。 二、达尔文的进化论是人类思维历史上的一个转折点19世纪中叶，达尔文和华莱士分别提出自然选择理论来对生物的进化过程进行解释。他们认为遗传变异和自然选择是生物进化的原因和条件，生物在自然选择中适者生存，客观进化。达尔文进化理论的影响已远远超越了生物学界的范畴，它动摇了当时社会体系和宗教信仰的基础，否定了上帝创造人，引发了维多利亚英国社会的稳定和秩序问题。尽管目前发现了在自然界存在着许多用达尔文的进化论还难以解释的现象，达尔文的进化论也因此而受到许多新的挑战。但是，作者认为进化理论能够解释生物进化的普遍现象。另外，随着生物学的发展特别是现代生物化学、分子生物学的发展和深入，许多用达尔文进化论尚未解释的进化现象将会得到分子水平的解释。 三、ＤＮＡ双螺旋模型开创了分子水平生物学研究的新纪元1953年2月28日，沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构，并于4月25日，在英国《自然》杂志发表了文章“核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型”。DNA双螺旋结构模型的建立，标志着人类在揭示生命遗传奥秘方面迈出了具有里程碑意义的一步。ＤＮＡ双螺旋模型的提出为现代生物化学和分子生物学的研究奠定了坚实的基础，开创了在分子水平上生物学研究的新纪元，是20世纪生物学最伟大的发现。随后在生命科学领域特别是在分子遗传学、分子生物学、生物化学以及生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程等研究领域产生了很多重大的成果和突破。理论上的突破也使这些学科和领域发生了一系列的技术革命，例如生物制药、动植物组织培养、转基因生物、动植物克隆、基因芯片、新品种培育等等，形成了巨大的生产力和创造力，产生了巨大的社会和经济效益。由于ＤＮＡ双螺旋模型在生命科学研究中的重要意义，沃森和克里克因此而获得1962年诺贝尔医学奖。 四、现代生命科学的研究热点在20世纪生命科学的发展有许多重大突破，提出许多新观念、新思想、新成果和新技术。特别是20世纪50年代以来，随着数理科学广泛而深刻地深入生命科学以及一些先进的仪器设备和研究技术的问世，生命科学已经从基本上是静态的、以形态描述与分析为主的学科演化发展成动态的、以实验为基础的定量的学科。为表达其鲜明的时代特征将其称为生命科学。当今的生命科学正从分析走向综合，其特征是对分子、细胞、组织、器官及整体的全方位的综合研究。如果说，20世纪生命学是分析的世纪，21世纪生命科学将从分析走向综合，将是统一生命学的世纪，并将形成崭新的生命观。新课程的内容标准首先设计了“生命体的结构层次”主题就是从整体观的角度安排的。目前，生命科学正向微观、宏观和应用三个方向纵深发展。
浅谈对生命科学的认识 对于生命科学有一个比较全面的概括----------生命科学是研究 生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动能动地改造生物界造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。 生物科学主要涵盖了植物学、动物学、微生物学、神经学、生理学、组织学、解剖学等 生物技术则涉及到基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等内容 信息进行存储、检索和分析的学基因组学、蛋白学和系统生物学等方面而我自身比较感兴趣的是微生物学与植物学的交叉学科下面先以微生物学与植物学的交 2008年度国家自然科学基金项目指南中提到生命科学部一处由微生物学学科与植物学学科组成,主要受理针对微生物和植物开展的生物多样性、形态与结构、系统与进化、生理与代谢、遗传与发育等科学问题的综合研究。微生物学学科主要受理范围微生
病毒学基于微生物学的交 包括次生代谢、植物化学和天然 物学植物等。可见微生物学的研究与植物学是密不可分的同时其也是生命科学中一个重要的研究方向其应用实例有鏈霉菌在植物保護方面的應用。生物防治法是农业生态系中植物病原、昆虫与益菌或天敌等族群间维持均衡的重要策略之一。就植物病害而 下透过一种或多种拮 而达到防治植物病害的效果。链霉菌拮抗植物病原菌的原生物 的效果。 链霉菌拮抗植物病原菌的原理可分为抗生、竞争和超寄生作用。抗生作用是指拮抗菌所分泌 抑制病原菌的生长。竞争作用是拮抗菌与植物病原菌竞争养分、 制病原菌的生长及存活间接保护作物免于被病原危害。超寄生作
受破坏甚至死亡。例如利迪链霉菌WYEC108 腐霉菌菌丝的细胞壁。如果把豌豆种子粉衣以WYEC108 菌株 灰绿链霉菌可产生 霉菌 链霉菌还可产生多种可分解蛋白质、木质素、几丁质及纤维素的 、分子生物学与基因工程方面、发酵工程以及医学上的应用分子生物学与基因工程方 科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。20世纪50年代遗传物质DNA生命活动的新纪元。此后遗传信息由DNA通过RNA传向蛋白质这一“中
浅谈生命科学的应用 生工121 徐娜 2012121104 这学期选修了生命科学导论这门课，了解到生命科学是通过分子遗传学为主的研究生 命活动规律、生命的本质、生命的发育规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关 系的科学。最终能够达到治疗诊断遗传病、提高农作物产量、改善人类生活、保护环境等 目的。今天就来谈谈生命科学与我所学专业的联系，我的专业是生物工程，方向主要的是 食品发酵，那么生命科学在食品发酵方面有哪些应用呢？ 一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用 基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊 需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。 (一)改良面包酵母菌的性能 面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。 (二)改良酿酒酵母菌的性能 利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生 产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。 (三) 改良乳酸菌发酵剂的性能 乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系 统分为组成型表达和受控表达两种类型。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发 酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。 二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用 细胞工程是生物工程主要组成之一,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代 谢物的生产等。细胞融合是在诱导剂作用下,使两个或两个以上的异源细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良 的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。 在细胞培养方面最典型的例子是人参细胞培养成功，还有香料与色素的生产。日本利 用培养草莓细胞生产红色素的技术已成功应用于葡萄酒及食品加工之中。利用香草细胞培 养技术可大量生产香草香精。当今，白酒、果酒、酱类等食品发酵行业以使用酵母为主， 曲菌也适于酒类和酱油生产。这些行业的微生物育种目标是培养出耐乙醇酵母、耐盐酵母、耐高糖酵母、无泡酵母、耐温酵母及谷酰胺酶与蛋白质分解酶活性高的曲菌。具有重要意
Celigo细胞成像分析仪的特点和应用 Celigo细胞成像分析仪的特点和应用 上海典奥生物科技有限公司（tekon biotech (Shanghai) Itd） Celigo细胞成像分析仪可分析生长在微孔板和T-flask中的贴壁和非贴壁（悬浮）细胞，具有超越传统方法的更好的优势。Celigo具有特别一致的，高质量，全孔的明亮视野（brightfield）成像功能，结合强大的分割软件可在5分钟内获得整个微孔板的所有孔中的所有细胞的高质量数据。Celigo具有非破坏性和非侵入性明亮视野分析功能，并有多色荧光功能作补充，使系统适合任何实验室中的基于细胞的广泛的实验。 图1 Celigo细胞成像分析仪 Celigo细胞成像分析仪具有下列特征和优势： 1）可接受T-flask（T-25和T-75）和多数微孔板（1536孔板到6孔板）； 2）可在整个孔的范围内进行准确的明亮视野细胞成像和识别； 3）具有三通道荧光（除了明亮视野功能）：红色荧光、绿色荧光和蓝色荧光；
4）极快速的扫描（扫描整块微孔板大约耗时5-15min）； 5）有直观并易于使用的，功能强大的，软件分割和分类界面； 6）可选择的API软件，可进行机械臂装载整合。 Celigo细胞成像分析仪的杰出的性能主要取决于它的独特的光学通路，此光学通路应用了一个大型的F-theta透镜和检流计镜片来进行大面积快速扫描。与传统的基于显微镜的仪器不同，此系统可扫描整个孔，而无需移动微孔板，并保持一致的亮度对孔边缘的细胞进行准确的细胞识别。 Celigo可检测的细胞分析参数： 1）总细胞数目（Total Cell Number）；2）分类细胞数目（Gated Cell Number）；3）分类细胞百分比（Percentage of Gated Cells）；4）细胞密度（Cell Density）；5）细胞面积（Cell Area）；6）细胞平均强度（Cell Mean Intensity）；7）细胞整体强度（Cell Integrated Intensity）；8）细胞长宽比（Cell Aspect Ratio）；9）细胞形状因子（Cell Form Factor）；10）细胞光滑度（Cell Smoothness）；11）克隆直径（Colony Diameter）；12）克隆周长（Colony Perimeter）。 Celigo细胞成像分析仪的应用 （一）明亮视野无标记实验 1）细胞计数和细胞生长跟踪（Cell Counting & Growth Tracking） 用于进行细胞系特征描述，克隆确认，和基于形态学的筛选。 2）克隆计数：球体分析（Colony Counting: Sphere Analysis） 用于进行EB特征描述和肿瘤球体分析。 3）饱和度（Confluency） 用于细胞系特征描述和侵染性实验。 （二）荧光标记实验 1）细胞计数和细胞生长跟踪（Cell Counting & Growth Tracking） 用于进行细胞系特征描述，克隆确认，和基于形态学的筛选。 2）细胞分泌实验（Cell Secretion Assay） 用于细胞分泌分析。 3）细胞活力（Cell Viability）
浅谈环境科学与生命科学的关系 学院：环境科学与工程学院 班级：环境科学类4班 姓名：刘晓娜 学号：3011214132
所谓环境科学，就是一门研究环境的物理、化学、生物三个部分的学科。环境科学所研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体，包括自然环境和社会环境。自然环境是直接或间接影响到人类的，一切自然形成的物质及其能量的总体。而社会环境是人类在自然环境的基础上，通过长期有意识的社会劳动所创造的人工环境。 环境科学在宏观上研究人类同环境之间的相互作用、相互促进、相互制约的对立统一关系，揭示社会经济发展和环境保护协调发展的基本规律；在微观上研究环境中的物质，尤其是人类活动排放的污染物的分子、原子等微小粒子在生物体内迁移、转化和蓄积的过程及其运动规律，探索它们对生命的影响及其作用机理等。而生命科学是研究生命现象和生物活动规律的科学。是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系等的科学。 由定义可得知，环境科学作为生命科学的一个应用领域，与生命科学息息相关，环境科学的发展需要生命科学，生命科学的发展也需要环境科学。理论指导应用，应用检验理论，二者的关系是密不可分的。 我们已经了解到，环境科学研究的环境包括自然环境和社会环境。自然环境是直接或间接影响到生物的，一切自然形成的物质及其能量的总体。自然环境的研究显然离不开生命科学的理论支持，只有了解了生命现象和生物活动的规律，我们才能更好地研究环境科学。而社会环境是人类通过社会劳动所创造的人工环境。人工环境里，例如人工湖，人工河，绿化的设计就必须遵循生命科学。一旦违背了生物活动规律，就会产生严重的后果。例如：天津市民一直都很关注的卫津河历久而不改其臭的现象。卫津河位于天津市中心的位置，河边就坐落着天津大学,南开大学等高等学府。这条河,经过了多次治理,但其"臭气熏天"的现象历久未变。冬天会好一点，河上冻了，臭气出不来。到了夏季，就是"臭气熏天"的状态。这就是因为其最初的设计没有考虑到人工河流与生物的之间的有机结合，致使卫津河生态自净能力过低。目前，只能通过修建两处拦河橡胶坝，定期更换河水的办法来保证卫津河的清澈。 从环境科学的主要任务来看，我们也可以得出二者是相互作用、息息相关的。：环境科学的第一任务是探索全球范围内环境演化的规律。环境总是不断地演化，环境变异也随时随地发生。在人类改造自然的过程中，为使环境向有利于人类的方向发展，避免向不利于人类的方向发展，就必须了解环境变化的过程（包括环境的基本特性、
浅谈细胞生物学的发展 岳增海 著名科学家E.B.Wilson早在1952年就说过，“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”。悠悠300余年，关于细胞的研究硕果累累；近50年来更进入了分子水平，老树又绽新花。许多研究成果已经或将要走进我们的生活：植物细胞在培养瓶中悄然长成幼苗；动物体细胞核移植诞生了克隆动物；不同生物细胞间DNA的转移创造出新的生物类型及其产品；病危的生命期盼着干细胞移植的救助…… 1665年英国学者胡克用自制的显微镜第一次开启了细胞的世界，至此拉开了对细胞探索的序幕。谈起细胞生物学，不得不提的是建立于19世纪的《细胞学说》。《细胞学说》的建立可谓是自然科学史上的一座丰碑。《细胞学说》的两位建立者——德国科学家施莱登和施旺。经过长时间不断的探索和研究，分别从结构、功能和分裂三个方面对细胞进行了探究，并从中提炼出了三个要点，构成了《细胞学说》的主体。《细胞学说》的建立，不仅为达尔文的《进化论》奠定了基础，更为后人对细胞生物学的研究，做出了巨大贡献。 但是仅限从显微镜下的观察对于细胞的研究远远不够，在细胞学说创立的100年间，人们对细胞的研究基本停留在简单观察和形态描述的水平，细胞在生物学家的眼中多多少少还像一团胶状物，里面杂乱地散布着一些含混不清的东西。此时出现了一名科学家——美国的细胞生物学科学家克劳德，他决心把细胞内部的组分分离开，探索细胞内组分的结构和功能。当时分离细胞器所遇到的困难是今天的人们难以想象的。许多人对他冷嘲热讽，认为把好好的细胞弄碎是毫无意义的。但是克劳德坚信，要深入了解细胞的秘密，就必须将细胞内的组分分离出来。经过艰苦的努力，他终于摸索出采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内的不同组分分开。这就是一直沿用至今的“转速离心法”。 如果说《细胞学说》是通往细胞生物学的一扇门，那么我认为克劳德的“转速离心法”便是这扇门的钥匙。这种方法的发现，使人类对细胞内部的进一步探究，有着非常重要的意义。 由于分子生物学概念、方法与技术的引入，细胞生物学在近三十年取得了重大突破性的进展，随着对细胞内更深入的探究，人类发现了细胞中一个新的世界。细胞中每个组分如此精巧，一个个小小的细胞器，在细胞中都起到了非常关键的作用。霍中和院士在《细胞生物学》中写到：“我确信哪怕最简单的一个细胞，也比迄今为止设计出的任何只能电脑更精巧。”人类也曾经试图组装出一个细胞。1990年，科学家发现人体生殖道支原体可能是最小、最简单的细胞。1995年，美国科学见文特尔领导的研究小组，对这种支原体的基因组进行了测序，发现它仅有480个基因。如果在480个基因中辨认出对细胞生活必不可少的“基本基因”，那么就有希望人工合成这些基因——一段不很长的DNA分子。
浅谈细胞生物学未来情况 11生科111003015 康明辉 摘要：著名生物学家威尔逊早在20世纪20年代就提出“一切生物学关键问题必须在细胞中找寻”。细胞是一切生命活动结构与功能的基本单位，细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学。细胞生物学的研究范围广泛，其核心可归结为遗传和发育问题。遗传是在发育中实现的，而发育又要以遗传为基础。当前细胞生物学的主要发展趋势是用分子生物学及物理、化学方法，深入研究真核细胞基因组的结构及其表达的调节和控制，以期从根本上揭示遗传和发育的关系，以及细胞衰老、死亡和癌变的原因等基本生物问题，并为把遗传工程技术应用到高等生物，改变其遗传性提供理论依据。20世纪90年代以来，分子生物学取得很大进展，这些进展促进了细胞结构和功能调控在分子水平上的研究 关键词：细胞遗传生物学发育 细胞生物学的研究范围广泛，其核心可归结为遗传和发育问题。遗传是在发育中实现的，而发育又要以遗传为基础。当前细胞生物学的主要发展趋势是用分子生物学及物理、化学方法，深入研究真核细胞基因组的结构及其表达的调节和控制，以期从根本上揭示遗传和发育的关系，以及细胞衰老、死亡和癌变的原因等基本生物问题，并为把遗传工程技术应用到高等生物，改变其遗传性提供理论依据。20世纪90年代以来，分子生物学取得很大进展，这些进展促进了细胞结构和功能调控在分子水平上的研究。 目前对细胞研究在方法学上的特点是高度综合性，使用分子遗传学手段，对新的结构成分、信号或调节因子的基因分离、克隆和测序，经改造和重组后，将基因（或蛋白质产物）导入细胞内，再用细胞生物学方法，如激光共聚焦显微镜、电镜、免疫细胞化学和原位杂交等，研究这些基因表达情况或蛋白质在活细胞或离体系统内的作用。分子遗传学方法和细胞生物学的形态定位方法紧密结合，已成为当代细胞生物学研究方法学上的特点。另一方面，用分子遗传学和基因工程方法，如重组DNA技术、PCR、同源重组和转基因动植物等，对高等生物发育的研究也取得出乎意料的惊人进展。对高等动物发育过程，从卵子发生、成熟、模式形成和形态发生等方面，在基因水平的研究正全面展开并取得巨大进展。自从“人类基因组计划”实施以来，取得了出乎意料的迅速进展。2000年6月，国际人类基因组计划发布了“人类基因组工作框架图”，可称之为“人类基因草图”，这个草图实际上涵盖了人类基因组97％以上的信息。从“人类基因组工作框架图”中我们可以知道这部“天书”是怎样写的和用什么符号写的。2001年2月，包括中国在内的六国科学家发布人类基因组图谱的“基本信息”，这说明人类现在不仅知道这部“天书”是用什么符号写的，而且已经基本读懂了这部“天书”。其他典型生物的基因组研究有的已经完成，有的正在进行。在对从低等到高等的不同生物门类的基因组、调控基因群，以及发育调控模式比较研究的基础上，已开始对发育和进化的关系进行探索。在基因和细胞水平，对遗传、发育和进化关系的探索已展现出乐观的前景。“后基因组时代”的生物学任务是基因组功能的研究，即对细胞的基因表达谱和蛋白质谱的研究，这些都将从根本上影响未来细胞生物学的发展趋向。正如过去各种生命现象的奥秘都要从细胞的结构和功能活动中寻求解答一样，目前对细胞的结构和功能，也要从基因组的结构和功能活动中寻求解答。基因、细胞和发育将是贯穿细胞生物学研究的主
高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid 北京四维空间数码科技有限公司 一、概况介绍 高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid（以下简称“PixelGrid”）是由中国测绘科学研究院自主研发的“十一五”重大科技成果，获得2009年度国家测绘科技进步一等奖。 为将这一重大科技成果实现产业化，2008年开始，由中国测绘科学研究院参股单位北京四维空间数码科技有限公司进行成果转化和产品化，并开展销售。 该软件是我国西部1:5万地形图空白区测图工程以及第二次全国土地调查工程的主力软件， 被誉为国产的“像素工厂”。 PixelGrid以其先进的摄影测量算法、集群分布式并行处理技术、强大的自动化业务化处理能力、高效可靠的作业调度管理方法、友好灵活的用户界面和操作方式，全面实现了对卫星影像数据、航空影像数据以及低空无人机影像数据的快速自动处理，可以完成遥感影像从空中三角测量到各种比例尺的DEM/DSM、DOM等测绘产品的生产任务。 PixelGrid软件主界面。 二、主要特点 PixelGrid系统以现代摄影测量与遥感科学技术理论为基础，融合计算机技术和网络通讯技术，采用基于RFM通用成像模型的大范围遥感影像稀少或无控制区域网平差、基于旋转/缩放不变性特征多影像匹配的高精度航空影像自动空三、基于多基线/多重特征的高精度DEM/DSM自动提取、等高线数据半自动采集及网络分布式编辑、基于地理信息数据库等多源控制信息的高效影像地图制作、基于松散耦合并行服务中间件的集群分布式并行计算等一系列核心关键技术，是中国测绘科学研究院研制的一款类似“像素工厂”（ISTAR PixelFactoryTM）的新一代多源航空航 天遥感数据一体化高效能处理系统。
浅谈生命科学的发展对人类生活的影响 12310432 王正化学学院12级环境科学 摘要回顾了生命科学的主要发展历程，对20世纪中叶以来生命科学的发展趋势作了简要介绍。20世纪70年代诞生的基因工程及PCR技术、克隆技术和干细胞研究等现代生物技术，使生命科学的发展进入了一个新阶段．这些以创造或改变生物类型及生物机能为目标的现代生物技术已成为新技术革命的三大支柱之一。通过探寻生命本质及生长发育、疾病、衰老等奥秘，揭示生命现象的内在规律。随着生物技术在医药、食品化工、农业、环保以及能源、采矿等工业部门中的广泛应用，它正在对人类经济及社会生活和社会进步产生深刻而广泛的影响。 关键词生命科学生物技术人类生活影响 1 生命科学的概念 简单来说生命科学就是研究生命现象及其规律的科学。它既研究各种生命活动的现象和本质，又研究生物与生物之间、生物与环境之间的相互关系，以及生命科学原理和技术在人类经济、社会活动中的应用。它是由多个基础学科、应用学科及交叉学科协同发展构成的综合学科群。 随着生命科学的发展，人们逐步认识到生命是高度组织化的物质结构，其分子基础是蛋白质和具有自我复制和负载遗传信息功能的核酸等生物大分子。生命具有新陈代谢、生长发育、遗传变异和对刺激反应等特征。这些特征是生命活动的具体反映。生命科学就是研究生命运动及其规律的科学。 2 生命科学的发展历程 生命科学是一门历史悠久的学科。在人类文明的初期，人们就注意到了生命与非生命的区别，并对生物进行观察、描述，收集整理了大量的材料。l7世纪前，由于科学技术水平的限制和神学对人们思想的桎梏，古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到l8世纪，伴随工业革命和自然科学的发展，对生物进行分门别类的研究成为主要课题，林奈(C．Linnaeus)总结了前人的成果，建立了系统分类学。l9世纪，物理学和化学进一步发展，新技术不断地应用于生物研究，使生物学由描述性的学科发展为实验性的学科。1838—1839年，德国的植物学家施莱登(M．J．Schleiden)和动物学家施旺(T．Schwann)分别通过对植物和动物细胞的研究，提出了细胞学说：一切生物的基本构造单位是细胞。英国科学家达尔文
高内涵分析与药物筛选 高分辨率点扫描共聚焦或整合的AF6000宽场系统与LAS AF MATRIX M3智能化自动软件结合，第一次在研究级显微镜上实现了高内涵筛选功能。用更少的时间和花费进行更多的实验，获取更多研究信息和统计相关数据。
新的实验 可远程控制成像过程，利用计算机辅助显微镜(CAM)接口以及外接图像分析软件对细胞分裂相等罕见事件进行探测。 研究人员设计的智能算法可对图像进行实时分析，系统可在高速预扫描和高分辨率扫描模式之间自动切换，以获取目标细胞的图像。 轻松进行自动化高效筛选 基础软件模块中包含二维、三维和四维自动化组织切片拼图或多孔板扫描。 单目标追踪、自动对焦和水镜自动补水控制功能保证了结果的真实和准确性。系统提供了用于共聚焦的五种不同的自动对焦算法。 应用广泛，灵活性强高分辨率硬件与高内涵信息结合
可调节的扫描模板可用于腔室玻片、多孔板以及组织芯片扫描。 多重扫描任务可应用于单个腔室或多孔，对个体实验设计提供最大的自由度。 获取的数据立刻传输到本地服务器以便进行有效分析和存储，开放式显微镜环境(OME)接口自动创建链接到现有的图像分析解决方案—— 独立于平台！您可以选择不同的共聚焦显微镜用于HCS A：徕卡宽带共聚焦系统TCS SP5，可以观察微观到宏观样品的T CS LSI，以及简便耐用的TCS SPE。 整合的AF6000宽场系统与全新的CC D和EM CCD相机配合，提供全自动筛选功能。 高内涵筛选（high content screening, HCS; 或 high content a nalysis,HCA)是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下，同时检测样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响，确定其生物活性和潜在毒性。在活细胞自然条件下研究蛋白质功能可以比较准确地了解其生物学特性（如在细胞内的分布转运、表达调控和信号转导等），而新近发展的光学显微技术（尤其是显微荧光定量方法）和与之配套的计算机图像处理及数据分析软件已成为这类研究的基本手段。高内涵筛选分析正是基于上述科学技术进步而产生的一种全新的新药研究手段。与分子水平筛选相比，细胞水平的筛选免去了对靶标蛋白的纯化，使靶标蛋白的构象及所处的环境更接近天然的生理状态，同时那些具有细胞毒性和／或不能透过细胞膜的化合物将被排除。 高内涵筛选的原理： 高内涵筛选的仪器一般由白色连续光源、多通道滤光片（适于常用的荧光染料）、显微镜模块和高速高分辨率的CCD照相机进行图像的获取，同时还可以配备细胞培养和自动加样模块进行长时间全自动的实验分析。基于激光的硬件聚焦系统使得自动对焦在200ms 之内，再结合软件聚焦，完善了对拍摄对象的快速定位和图像获取。除了图像获取部分外，图像采集、图像分析和数据储存也是高内涵药物筛选设备的主要组成部分。其中用于图像分析的应用软件大致可以分为两种：一种是针对某类特定生物学反应而设计的专用分析模块，研究人员能够在一定程度上通过修改参数来适应检测精度的需要，另一种为使用者可以根据实验和检测要求自己来设计软件(客户自定义软件),如GE公司的Developer Toolbox,是目前全球唯一一个可以允许用户根据自己细胞系的特点自行创建分析方法，并对细胞图像进行更深层次的区域划分和定义，获得真正量身定做的分析结果的软件，并在2006年获得美国《Scientific Computing》杂志授予的"年度最佳生物图像分析软件奖"。实施高内涵分析在单位时间里会产生和采集数以万计的图像，必须及时处理和妥善保存。一个完整的高内涵筛选技术系统应该包括具有一定开放性的数据存储库，对不同来源的实验数据进行统一的分析和管理，同时允许研究人员调取信息，分析研究。 运用高内涵技术进行药物筛选和毒性评估： 目前高内涵筛选技术的应用已经从功能鉴定逐渐拓展到靶点发现、靶点验证、活性初