09 数学中的人类基因组计划

人类基因组计划HGP(Human Genome Projects)1、HGP简介•人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出、于1990年正式启动的。

美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。

这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。

•诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco于1986年发表短文 《肿瘤研究的转折点：人类基因组测序》（Science, 231: 1055－1056）。

•文中指出：如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在起必须关注细胞的基因组。

…… 从哪个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤，那就应从人类开始。

……人类肿瘤研究将因对DNA 的详细知识而得到巨大推动。

”什么是基因组(Genome)•基因组就是一个物种中所有基因的整体组成•人类基因组有两层意义：——遗传信息——遗传物质•从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。

人类染色体HGP的诞生•1984年12月Utah州的Alta,White R受美国能源部的委托，主持召开了一个小型会议，讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组的DNA序列的意义。

•1985年6月，在美国加州举行了一次会议，美国能源部提出了“人类基因组计划”的初步草案。

•1986年6月，在新墨西哥州讨论了这一计划的可行性。

随后美国能源部宣布实施这一草案。

•1987年初，美国能源部与国家医学研究院（NIH）为“人类基因组计划”下拨了启动经费约550万美元，1987年总额近1.66亿美元。

同时，美国开始筹建人类基因组计划实验室。

•1989年美国成立“国家人类基因组研究中心”。

诺贝尔奖金获得者J.Waston出任第一任主任。

•1990年，历经5年辩论之后，美国国会批准美国的“人类基因组计划”于10月1日正式启动。

美国的人类基因组计划总体规划是：拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。

人类基因组计划简介摘要：人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。

美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。

关键字：人类基因组计划物理图谱序列图谱等人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。

美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。

按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。

换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。

人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。

什么是基因组(Genome)?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成。

人类基因组有两层意义：遗传信息和遗传物质。

要揭开生命的奥秘，就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。

一、人类基因组计划的目的为什么选择人类的基因组进行研究？因为人类是在“进化”历程上最高级的生物，对它的研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病的诊断和治疗、了解生命的起源。

测出人类基因组DNA的30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因，找出它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。

在人类基因组计划中，还包括对五种生物基因组的研究：大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠，称之为人类的五种“模式生物”。

HGP的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。

[1]二、HGP的研究内容HGP的主要任务是人类的DNA测序，包括下图所示的四张谱图，此外还有测序技术、人类基因组序列变异、功能基因组技术、比较基因组学、社会、法律、伦理研究、生物信息学和计算生物学、教育培训等目的。

人类基因组‎计划原理和‎基本步骤人类基因组‎计划(human‎genom‎e proje‎c t, HGP)是由美国科‎学家于19‎85年率先‎提出，于1990‎年正式启动‎的。

美国、英国、法国、德国、日本和我国‎科学家共同‎参与了这一‎预算达30‎亿美元的人‎类基因组计‎划。

序列图的绘‎制主要采用‎两大策略: 即逐个克隆‎法（Clone‎by Clone‎）和全基因组‎鸟枪法（Whole‎Genom‎e Shot-gun)。

逐个克隆法‎的原理逐个克隆法‎的原理是S‎anger‎双末端终止‎法。

人类基因组‎框架图全部‎采用基于S‎a nger‎双脱氧原理‎的自动化毛‎细管测序。

在1977‎年，英国人Fr‎e deri‎c k Sange‎r创建了双脱‎氧链末端合‎成终止法（chain‎termi‎n atio‎n metho‎d），简称San‎g er法、双脱氧法或‎酶法。

他发现如果‎在DNA复‎制过程中掺‎入ddNT‎P，就会产生一‎系列末端终‎止的DNA‎链，并能通过电‎泳按长度分‎辨。

不同末端终‎止DNA链‎的长度是由‎掺入到新合‎成链上随机‎位置的dd‎N TP决定‎的。

Sange‎r双末端终‎止法的基本‎原理是利用‎D NA聚合‎酶，以待测单链‎D NA为模‎板，以dNTP‎为底物，设立四种相‎互独立的测‎序反应体系‎，在每个反应‎体系中加入‎不同的双脱‎氧核苷三磷‎酸（dideo‎x yrib‎o nucl‎e osid‎e triph‎o spha‎t e，ddNTP‎）作为链延伸‎终止剂。

具体实验是‎通过PCR‎来完成的，但与普通P‎C R不同，它只需要一‎个引物而不‎是一对。

在4个相同‎的反应体系‎中分别加入‎普通的dN‎T P以及4‎种不同的d‎d NTP（比如体系1‎里面缺少d‎A TP，而有ddA‎T P,以此类推）。

假设四个体‎系中分别加‎入的是dd‎A TP, ddGTP‎, ddCTP‎和ddGT‎P我们就分‎别把这个叫‎做A，G，C，T体系，然后每个体‎系中，会在遇到相‎应碱基的时‎候停止反应‎，这样就产生‎了一系列长‎度不一并且‎分别在以A‎,G,C,T时终止的‎D NA片段‎，比如A体系‎中的DNA‎片段，都是以A结‎尾的DNA‎。

名词解释人类基因组计划
人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）是一个全球
性的科学研究计划，旨在确定和分析人类基因组的全部DNA
序列。

该项目于1990年启动，由许多国际科学家和研究机构
合作进行。

人类基因组是指一个人类细胞中，所有包含遗传信息的DNA分子的总和。

人类基因组计划的目标是确定人类基
因组的完整序列，并将这些信息进行编码和存储，以促进对基因和遗传性疾病的研究。

通过这个项目，科学家们希望揭示人类基因的组成、结构和功能，以及基因与健康和疾病之间的关联。

人类基因组计划的成功完成对于医学、生物科学等领域的研究和发展具有重大意义，为生物医学研究提供了重要的基础。

人类基因组计划的内容嘿，朋友们！今天咱们来聊聊那个超级酷的人类基因组计划。

这计划啊，就像是一场对人类自身超级神秘宝藏的大挖掘，而这个宝藏不是金银珠宝，是咱们身体里的基因密码。

你可以把人类基因组想象成一本超级厚、超级复杂的魔法书。

每个基因就是书里的一个魔法咒语，这些咒语决定了我们为啥长这样，为啥会有这样那样的性格，甚至为啥有的人闻香菜就像闻臭袜子，而有的人却爱得不行。

人类基因组计划呢，就是要把这本魔法书的每一页、每一个咒语都解读出来。

这个计划的规模那可大得吓人。

如果把基因比作星星的话，那我们的基因组就是一个超级浩瀚的星空，里面的基因多得就像天上的星星数都数不清。

科学家们就像一群超级勇敢的宇航员，开着科学的飞船，一头扎进这个基因的星空里探险。

而且啊，这基因可调皮了。

有时候就像一群调皮捣蛋的小恶魔，偷偷藏起来不让科学家发现它们的秘密。

那些双螺旋结构啊，就像是基因们的超级迷宫，科学家们在里面转得晕头转向，还得努力找到出口，破解其中的奥秘。

这就好比是在一个巨大无比的拼图游戏里，每一个基因片段就是一块小拼图。

但是这个拼图可没有盒子上的参考图，科学家们只能凭借着自己的智慧和不断尝试，一点一点地把这个超级巨大的拼图拼起来。

这个计划的意义可不得了。

如果说人类是一部超级复杂的机器，那基因就是这部机器的设计蓝图。

一旦我们完全读懂了这个蓝图，那就相当于我们可以对这部“机器”进行超级大改造啦。

也许以后生病都不是事儿，就像给机器换个小零件那么简单。

在这个计划里，世界各地的科学家们就像超级英雄联盟一样。

大家来自不同的地方，说着不同的语言，但是为了这个伟大的目标，就像一群蚂蚁搬大象一样齐心协力。

不过呢，这个探索过程也充满了惊喜和意外。

就像你打开一个神秘的盒子，本以为是个小玩偶，结果冒出来个能说话的小精灵。

基因有时候也会给科学家们这样的惊喜，让他们发现一些之前想都不敢想的事情。

人类基因组计划啊，就是人类向着自己的深处进行的一次超级大冒险。

第六章人类基因组计划（4学时）一、什么是人类基因组计划（Human Genome Project, HGP）人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出，由六个国家的科学家共同参加的旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因，破译人类全部遗传信息，使人类在分子水平上真正全面认识自我的科学计划。

这一计划将耗资30亿美圆、用15年时间。

人类基因组计划可与40年代的曼哈顿（Manhatton）原子弹计划、60年代的阿波罗（Apollo）登月计划相媲美，被誉为20世纪人类科学史上的伟大创举。

而且人类基因组计划的规模和意义远远超过前二者。

基因与基因组：基因是遗传的基本物质和功能单位，基因信息的化学载体是脱氧核糖核酸（DNA）。

或者说，基因是决定一个生物物种的所有生命现象的最基本的因子。

DNA 分子的基本单位是脱氧核苷酸，它由脱氧核苷和磷酸组成。

脱氧核苷由碱基和脱氧核糖结合而成。

碱基有A、T、C、G四种。

DNA和蛋白质结合成染色体，人共有23对46条，生殖细胞里只有23条。

在特定机体的染色体上完整的一套遗传物质就称为基因组。

人类基因组就是在人类细胞核内23对染色体上整套的DNA。

以前的遗传学或称基因组学偏重于单个基因的研究，而HGP则是把目光投向整个基因组的所有基因，从整体水平去考虑基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系等。

那么，为什么美国会提出人类基因组计划呢？二、人类基因组计划提出的背景人类基因组计划的提出，是在生物科学，特别是分子生物学发展到一定的水平后才得以实现的。

人们经过长期的努力，渴望解开生命之谜的愿望并未向前推进多少，谜仍是个谜！以往研究的艰履或失败教训使人们头脑开始清醒地认识到，任何仅依靠单一学科如细胞学、发育学、肿瘤学、人类遗传学或分子生物学的独自努力都无济于事，都太局限了，难以完成人类对自身的认识和保护。

美国曾投巨资但基本上以失败告吹了的肿瘤十年计划也说明了这个问题。

人类基因组计划及其意义的教案人类基因组计划及其意义的教案一、教学目标（1）认知和能力：1、能独立阅读，认真思考、收集、分析、筛选和提取相关信息。

2、进一步认识说明文的文体特征，了解说明文的一些新的特点。

（2）过程与方法：以学生自读为主，教师适当点拨。

（3）情感态度与价值观：学生通过文本研习，进一步了解科学，激发学科学、用科学的兴趣和热情。

二、教学重难点：如何放手，真正提高学生的自学能力。

三、课时：一课时四、教学过程：一、导入我们已经从达尔文那里了解到了人类从哪里来，今天，我们要来了解一下人类要向哪儿去。

如果按照进化论的说法，我们人生病了是不该去治疗的。

因为这有违人生老病死的自然规律。

人是不应该长生不老的，否则人类将不能优化，停止进化。

但人这种七情六欲丰富，贪求颇多的生物是无法停止自己的追求与摸索的。

比如人一直以来都没有停止过追求长寿、健康与青春永驻。

现在人们对长生与不老的追求，已经不再停留在加强营养与娱乐精神等外围层次，而是深入细胞，去研究控制人类生老病死的基因，以期从根本上参透人生老病死的自然现象，从而获得自己想要的结果。

比如人类于l990年lO月，启动了人类基因组计划，有美、德、日、法、中六个国家参与其中。

二、请阅读全文，弄清什么是人类基因组计划，这一计划将对人类产生什么影响1、教师提供阅读方法：找出每段的关键词，理清文章结构有助于整体把握课文内容．有助于我们更快地把握相应的关键信息。

讨论关键词：第1段：“重大工程”“科学计划”第2段：“具体目标”“基础”第3段；“意义”第4段：“第一是规模化”第5段：“第二是序列化”第6段：“以序列为基础”“特点”第7段：“第三是信息化”第8段：“第四是医学化”第9段：“第五是产业化”第l0段：“第六是人文化”第ll段：“冲击”第12段：“共同的基因组”“保护”“平等”第13段：“共同财富与遗产”第14段：“隐私”第15段：“自然进化的产物”第l6段：“知情权”第17段：“非和平使用的可能性”第l8段：“基因安全”2、依照这些关键信息，文章的大致脉络是先交代人类基因组计划的启动及其宗旨与目标，接着是这一计划的意义，最后是谈这一计划对人类社会生活的影响。

【高中生物】高中生物知识点：人类基因组计划人类基因组计划：1.概念：人类基因测序，了解其组成、结构、功能和关系。

英文缩写：HGP。

2、人类基因组计划的目的：测定人类基因组的全部dna序列，解读其中包含的遗传信息。

3.参与人类基因组计划的国家：美国、英国、德国、日本、法国和中国。

中国承担了1%的测序任务。

4、与人类基因组计划有关的几个时间（l）正式发射时间：1990年。

(2)人类基因组工作草图公开发表时间：2001年2月。

（3）人类基因组测序任务完成时间：2022。

5、已获数据：人类基因组由大约31.6亿个碱基对组成，已发现的基因约为2.0万-2.5万个。

6.内容：绘制人类遗传信息，主要包括遗传图、物理图、序列图、转录图等。

7、意义：对于人类疾病的诊断和预防等具有重要意义。

同时有可能导致争夺基因资源、基因歧视等负面效应的出现。

知识发展：1、不同生物的基因组测序生物物种人类黑腹果蝇水稻玉米体细胞染色体数第46条8条第24条20条染色体基因组测序24条（22常+xy）第5条（3正常+XY）12条第十条原因x、 Y染色体非同源片段中的不同基因雌雄同株，无性染色体2.人类基因组和基因组不是一回事。

人类基因组在22号染色体和23号染色体上只包含一个核苷酸序列。

例“人类基因组计划”测定了人体细胞内的24条染色体，这24条染色体是()a、 44个常染色体和X、Y染色体中的任意20个b．随机抽取的24条染色体c、 24对同源染色体中的一对d．22对常染色体各一条和x、y染色体想法：本主题探讨人类基因组计划的相关内容。

人类细胞中有46条染色体，即22对常染色体和X、Y性染色体。

测序时，可以从每对染色体中提取一对22对常染色体，但x 和Y性染色体的基因和碱基序列不同，因此应分别测序。

答案D。

人类基因组计划
人类基因组计划
人类基因组是与曼哈顿计划和阿波罗计划一起被称为20世纪最伟大的科学工程计划。

它产生了第一个人类基因组完整参考序列，为以后的个人基因组时代奠定了基础。

通过对人类基因组计划的研究，我们了解到“Life is Sequece”生命是由序列构成的，“Life is Digital”生命是数字的。

它最重要的影响来自两方面：1、对人类自身的了解第一次达到全基因组的水平，从而对人类自身的健康和医学产生深远影响。

2、人类作为最重要的模式生物，将为其他所有物种的深入研究提供思路。

人类基因组原计划用15年时间即到2005年完成全部30亿碱基对序列测定，但由于它在科学上的巨大意义和商业上的巨大价值，使得这一计划完成时间一再提前。

1998年对原计划进行了修改，宣布提前两年即2003年完成序列测定。

今年5月10日，又将“完成序列图”完成时间再提前两年，即2001年6月全部完成。

而实际上基因组序列的产出在过去的一年里迅速增长，超过60％的序列是在最近的六个月中测定的。

在这段时间里，各国科学家每天24小时不断的工作，每秒共测定1000个碱基。

这使得“工作框架图”序列的质量与数量都远远超出了原来预期。

绘制“工作框架图”的全部资金大约为3亿美元，其中1．5亿是由美国卫生院资助的，有报道说这一数字30亿，这是指人类基因组计划启动时估计历时15年耗资总数。

科学家指出，虽然已完成了97％的工作框架图，仍不能松懈，因为“完成序列图”准确率要求更高，工作更加细致，测序难度也更大。

人类基因组计划及其意义什么是基因和人类基因组计划现代遗传学家认为，基因是DNA分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA（脱氧核糖核酸）分子片段。

基因位于染色体上，并在染色体上呈线性排列。

基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达，也就是使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。

研究结果表明，每一个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子含有很多个基因，一个基因是DNA分子的一部分。

一个基因要有正常的生理机能，它的几个正常组成部分一定要位于相继邻接的位置上，也就是说核苷酸要排成一定的次序，才能决定一种蛋白质的分子结构。

假使几个正常组成部分分处于两个染色体上，理论上就是核苷酸的种类和排列改变了，这样就失去正常的生理机能。

所以，基因不仅是一个遗传物质在上下代之间传递的基本单位，也是一个功能上的独立单位。

人类只有一个基因组，大约有5－10万个基因。

人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。

计划于1990年正式启动，迄今为止，科学家已经完成人类基因组图谱测定工作的1／3，据预计，人类基因组的“工作草图”将于明年春天完成，精确的人体基因组图谱有望于2019年前最终绘制出来。

目前，有美国、德国、日本、英国、法国和中国6个国家的科学家正式加入了这一计划。

在计划实施上，这一计划是人类历史上第一次由全世界各国科学家一起执行的科研项目。

有人把人类基因组计划比喻成曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划。

人类基因组研究面对伦理挑战人类基因组研究面临着一些严峻的社会、法律和伦理问题。

这些问题若处理不当有可能会导致严重后果。

人类基因组研究的伦理问题有：基因研究和人类的尊严、遗传信息的隐私权及获知权、基因组图谱的信息使用与人的社会权利、基因组信息对个人的影响、基因资源的专利与资源争夺、基因决定论还是非决定论、基因组研究成果应用的不可预测性等。