美国科学家成功培植出首个人类心脏
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人造生命的利弊世界首例人造单细胞生物在美国诞生。
这意味着,在未来新的生命体不一定要通过“进化”来完成,也可以在实验室里“被创造”。
成果一经公布就引发了强烈反响毫无疑问,这是一次对人类现有观念的巨大挑战,也是一次生命科学技术领域的跨越。
一、人造生命的诞生2010 年5 月20 日,美国私立科研机构克雷格·文特尔研究所的一个科学家小组在美国《科学》杂志上宣告世界上首例人造生命诞生。
这个被命名为“Cynthia”的人造细胞,是一种由人工合成的基因组所控制的单细胞生物,是地球上第一个由人类制造的能够自我复制的新物种,这意味着人类能够制造出自然界从来不曾出现的“生命”。
“Cynthia”的诞生,如同“爆炸了一颗原子弹”,在国际科学界和全世界引起了强烈震动与恐慌,使人们在欢欣生命科学又一次取得爆发式飞跃的同时,也感受到了阵阵冷瑟的秋风。
二、人造生命的技术困扰和挑战1、人造生命引起的伦理困惑近年来,高科技引起的伦理效应以全新的、前所未有的方式挑战传统的人性、价值观和伦理秩序,让我们困惑不已。
人类历史源远流长,溯及生命的起源,是现代自然科学尚未完全解决的重大问题,也是人们关注和争论的焦点。
2、人造生命的技术困惑合成生物学的研究既是生命科学和生物技术在分子生物学和基因工程水平上的自然延伸,又是在系统生物学和基因组综合工程技术层次上的整合性发展。
其目的在于设计和构建工程化的生物体系,使其能够处理信息、加工化合物、制造材料、生产能源、提供食物、处理污染等。
从而增强人类的健康,改善生存的环境,以应对人类社会发展所面临的严峻挑战。
合成生物学是后基因组时代生命科学研究的新兴领域。
早在本世纪初,它就已经成为现代生命科学的研究热点。
人造细胞“Cynthia”唯一非天然的部分便是它依照蕈状支原体合成的基因组,但这1 000 多kb 的DNA,如果不是借助酵母的细胞环境,仅靠化学合成仍然是不能完成的。
这也是目前人造生命主要的技术困扰之一:人工合成生命体的遗传物质在体外无法达到细胞基因组水平的最小长度;而且这些化学合成的“核酸”也并不一定能在细胞中稳定地复制传代并指导生命活动,所以更谈不上仅依靠这些化合物从头产生有生命的个体。
克隆技术的发展克隆,是Clone的译音,意为无性繁殖,克隆技术即无性繁殖技术。
前不久报道的英国罗斯林研究所试验成功的克隆羊多利,是首次利用体细胞克隆成功的,它在生物工程史上揭开了新的一页。
克隆技术已经历了三个发展时期:第一个时期是微生物克隆,即由一个细菌复制出成千上万个和它一模一样的细菌而变成一个细菌群。
第二个时期是生物技术克隆,如DNA克隆。
第三个时期就是动物克隆,即由一个细胞克隆成一个动物。
在自然界,有不少植物具有先天的克隆本能,如番薯、马铃薯、玫瑰等插枝繁殖的植物。
而动物的克隆技术,则经历了由胚胎细胞到体细胞的发展过程。
早在本世纪50年代,美国的科学家以两栖动物和鱼类作研究对象,首创了细胞核移植技术,他们研究细胞发育分化的潜能问题,细胞质和细胞核的相互作用问题。
1986年英国科学家魏拉德森首次把胚胎细胞利用细胞核移植法克隆出一只羊,以后又有人相继克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等动物。
我国的克隆技术也颇有成就,80年代末,我国克隆出一只兔,1991年西北农业大学发育研究所与江苏农学院克隆羊成功,1993年中科院发育生物研究所与扬州大学农学院共同克隆出一批山羊,1995年华南师大和广西农大合作克隆出牛,接着中国农科院畜牧研究所于1996年克隆牛获得成功。
而美国最近克隆猴取得成功,日本科学家也声称他们繁殖出200多头“克隆牛”。
以上所述的克隆动物,都是用胚胎细胞作为供体细胞进行细胞核移植而获得成功的。
1997年2月英国罗斯林研究所宣布克隆成功的小羊多利,是用乳腺上皮细胞作为供体细胞进行细胞核移植的,它翻开了生物克隆史上崭新的一页,突破了利用胚胎细胞进行核移植的传统方式,使克隆技术有了长足的进展。
整个克隆过程如下:科学家选取了三只母羊,先将一只母羊的卵细胞中所有遗传物质吸出,然后将另一只6岁母羊的乳腺细胞与之融合,形成一个含有新遗传物质的卵细胞,并促使它分裂发育成胚胎,当这一胚胎生长到一定程度时再将它植入第三只母羊的子宫中,由它孕育并产下克隆羊多利。
2000年世界重大科技成果1.生物计算机研究有新进展美国威斯康星一麦迪逊大学的科学家开发出一种用于制造脱氧核糖核酸计算机的新技术, 能将〕分子的活性范围限制在固体表面来执行运算。
美国普林斯顿大学的科学家研制出一种简单的核糖核酸生物计算机, 它实际上是一个含有种不同链的试管, 用其计算数学问题, 答案正确率令人满意。
由美国贝尔实验室和英国牛津大学科学家组成的研究小组研制出一台‘‘发动机”, 可以制出分子大小的电子电路, 使未来的计算机体积更小, 运算速度更快。
2.黑客袭击大型网站自2000年2月7日计算机黑客袭击最热门的雅虎网后, 2月8日和9日又袭击了多家著名网站。
2月22日和24日, 计算机黑客又分别攻击了微软公司和全美经纪组织网站, 向网络传输大量无用数据, 使网络严重堵塞。
计算机网络安全问题引起各国极大关注。
3. 科学家获得“夸克一胶子等离子体”欧洲核子研究中心2000年2月10日宣布, 在此从事重离子研究计划的科学家首次获得“夸克一胶子等离子体”, 从而证明在宇宙诞生之后的瞬间确实存在过这种物质形态。
欧洲核子研究中心的公报说, 新成果是国际物理学界通力合作的产物, 包括中国在内的20个国家的约500名科学家参与了重离子研究计划。
4. 铱星公司宣布倒闭1999年8月申请破产保护的美国铱星公司,2000年3月17日终于宣布在当天午夜停止营业。
1991年创立的依星公司曾设想, 通过建立一个由66颗低轨道卫星组成的通讯网, 可使其用户在地球任何地方都能与不同地点的人通话, 真正实现“全球通”。
1998年11月该公司投人商业运营, 但是, 这个投资50亿美元建立起来的通讯网, 最多时仅有5.5万个用户, 而要实现盈利至少需要65万个用户。
由于依星公司债务已达44亿美元, 不得不宣布破产。
5. 美国发明“原子陷阱追踪分析”技术美国阿贡国家实验室发明了一种被称为“原子陷阱追踪分析”的新技术, 科学家已利用它准确探测到样品中的单个同位素原子。
心脏移植在历史上的发展过程1. 引言心脏移植是一种高风险、高复杂性的手术,是医学领域的一项重大突破。
本文将从历史的角度来探讨心脏移植在医学发展过程中的重要里程碑。
2. 世界上第一次心脏移植手术世界上第一例心脏移植手术是在1967年由南非外科医生Christiaan Barnard完成的。
他成功将一名患者的心脏移植到另一名患有晚期心脏病的患者体内。
这一突破性的手术引起了全球范围内的轰动,被誉为是现代医学的一项伟大成就。
3. 心脏移植的致命问题尽管第一例心脏移植手术成功,但在早期的心脏移植过程中,还存在着许多问题。
其中最大的问题就是移植排斥反应。
当异体心脏被植入到患者体内时,免疫系统会将其视为异物,并发动排斥反应。
这导致患者需要长期服用免疫抑制药物,以防止排斥反应发生。
4. 心脏移植中的免疫抑制药物为了解决心脏移植中的排斥反应问题,医学界开始使用免疫抑制药物。
最常用的免疫抑制药物有环孢素A、他克莫司和甲基泼尼松龙。
这些药物可以抑制免疫系统的功能,减少排斥反应的发生。
然而,长期使用免疫抑制药物会增加患者感染和恶性肿瘤等并发症的风险。
5. 心脏移植手术的改进随着心脏移植手术的不断发展,医学界开始寻求改进手术技术,以提高手术成功率,并减少患者对免疫抑制药物的依赖。
其中一个重要的改进是心脏保护。
在手术过程中,医生会使用低温保护方法,将患者的体温降低至较低水平,减少心肌缺血和再灌注损伤。
另外,心脏移植手术还可以通过使用活体供体心脏来避免排斥反应问题。
活体供体心脏是指将健康人的心脏移植到患者体内,这要求供体和受体有相似的组织类型和血型。
这种方法能减少排斥反应的发生,并提高手术成功率。
6. 心脏移植的挑战与前景尽管心脏移植手术在过去几十年中取得了巨大的进展,但仍面临许多挑战。
其中之一是移植器官短缺问题。
由于器官捐献数量有限,很多患者无法及时获得合适的供体心脏。
为了解决这个问题,医学界积极推动器官捐献和移植事业的发展,提高器官获取的效率。
人工心脏的研究现状和展望自从人类第一次发现了心脏的功能以来,许多科学家,医生和工程师一直在致力于设计新型的人工心脏。
目前的人工心脏已经有了很大的进步,但仍存在一些挑战和问题。
本文将介绍人工心脏的研究现状和展望,以及未来可能的发展方向。
1. 人工心脏的发展历程早在1950年代,医学科学家们发明了第一台体外循环心血管手术机器,人工心脏随即“诞生”。
该机器通过将患者的血液送往机器中进行氧合,再将氧合后的血液输送回患者体内,代替了患者本身的心脏。
但这台机器的使用效果并不理想,医生们在术后必须让病人长时间卧床,以保证机器与病人血液的同步。
因此,他们开始研究新型的人工心脏。
第一台打算用来代替人类心脏的机器出现在1960年代。
然而,这个机器只能在实验室内进行一系列的测试,未能成功地推广使用。
到了20世纪80年代,科学家们开始研究人工心脏的心脏拍动力学。
他们开发出了第一台可以进行人工心脏移植的机器,这标志着人工心脏进入了一个新的阶段。
1990年代,医学科学家们开始使用微型电机制造人工心脏。
这使得人工心脏的设计更加精确,能够模拟人类心脏更为真实的运动。
目前,有很多不同类型和模型的人工心脏正在使用。
一些机器可以完整地取代一个不再工作的心脏,而其他机器则被设计用于增强心脏的功能。
2. 人工心脏的现状现今有两种主要的人工心脏:心肺机和人工心脏辅助器。
心肺机是目前使用最恰当的一种人工心脏,它主要用于心脏手术时的氧合功能。
心肺机的原理是将血流通过一台特殊设备,实现血液的过滤、氧合、排除二氧化碳等,然后将血流返回人体。
而人工心脏辅助器仅仅是用于增强心脏的功能。
它们可以在心脏衰竭或手术后暂时代替心脏的功能。
人工心脏辅助器通过植入外科器械来提高心脏的泵血功能。
3. 人工心脏的展望目前的人工心脏是一个非常大的设备。
因此,科学家正在开发更加微型的人工心脏,以实现更适合身体的生理功能。
针对原来的那些大型设备的替代方法已经悄悄出现:包括人工细胞和人工心肌组织等。
以色列科学家利用胚胎干细胞成功培育出了心肌细胞。
依据的原理主要是()
A. 细胞生长的结果
B. 细胞衰老的结果
C. 细胞分裂的结果
D. 细胞分化的结果
答案:
D
分析:
【解析】
试题分析:细胞分化的过程大致是:细胞分裂所产生的新细胞,起初在形态、结构方面都很相似,并且都具有分裂能力,后来除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外,大部细胞失去了分裂能,在生长过程中,这些细胞各自具有了不同的功能,它们在形态、结构上也逐渐发生了变化,结果就逐渐形成了不同的组织,经过细胞分化,在多细胞生物体内就会形成各种不同的细胞和组织,例如,在动物胚胎发育过程中,红细胞和心肌细胞都是来自中胚层,但是,后来红细胞能够合成血红蛋白,而心肌细胞则能够合成肌动蛋白和肌球蛋白,这两种细胞的稳定性变异是不可逆转的,胚胎干细胞成功培育出了心肌细胞,是利用细胞分化形成不同的组织,使胚胎干细胞在特定的条件下分化出人类需要的心肌细胞。
考点:本题考查的是细胞分化形成组织。
评价:
【答案】D。
不是说⼈体可以克隆吗?世界上真有克隆⼈吗?新技术已经出现感谢阅读!1996年,世界上诞⽣了第⼀头克隆⽺,克隆技术正式问世。
1997年2⽉,世界上成⽴了第⼀家克隆⼈公司,后没有业务倒闭。
1998年1⽉,美国⼀位科学家提出,他将进⾏克隆⼈试验。
此⾔⼀出,举世震惊。
美国总统克林顿,⽴刻呼吁国会,⽴法禁⽌克隆⼈。
法国、意⼤利、中国等国家,很快签署了严厉禁⽌克隆⼈的协议。
⾃此,政界、科学界对克隆技术,都开始抵制。
不过,还是有⼈不⽢⼼。
1999年6⽉,美国科学家,克隆出第⼀个⼈类胚胎,是⼀个男性⼈类胚胎,它包含近400个细胞。
但两天后,这个胚胎就被销毁。
近些年来,在世界范围内,克隆技术,⽆政策⽀持,⽆资本进⼊,既不能研究,更⽆法应⽤,处于停滞状态。
科学家对克隆技术的热衷,除了不可抗拒的求知欲,还有对长寿和永⽣的憧憬。
⼈类历史,对于长寿的研究从未停⽌,除克隆技术外,提⾼寿命的另⼀个⽅向,是对端粒的研究。
染⾊体的末端,⼀般被称为端粒。
端粒的长短,决定细胞的分裂次数。
细胞分裂⼀次,端粒就会相应缩短。
端粒完全耗尽后,细胞失去分裂能⼒!端粒长短,与细胞年龄,是严格的正相关。
正常细胞端粒较短,所以分裂次数有限。
细胞分裂,端粒变短,⼀般认为这是⼀个不可逆的过程。
但是研究发现,细胞中有⼀种酶,它可以合成端粒,这种酶被命名为端粒酶。
端粒酶可以双向调节端粒的长短。
细胞的复制,需要DNA的正常转录复制,但是端粒酶,却有逆转录功能,也就是说正常情况下,端粒只会缩短,但端粒酶却可以合成端粒,让端粒变长。
恼⽕的是,正常细胞内没有端粒酶。
⽽我们最痛恨的肿瘤细胞,却发现了端粒酶。
卵巢癌、淋巴瘤、乳腺癌、结肠癌、肺癌等肿瘤细胞中,均有⼀定的端粒酶。
原来癌细胞的⽆限复制分裂,⽆限增⽣扩张,竟然是因为它有端粒酶。
既然有可以延长端粒的端粒酶存在,不管它在哪⾥,都值得研究,毕竟这是⼀条指向长⽣、甚⾄永⽣的路。
癌症之所以导致死亡,是因为癌细胞⽆限增⽣,且有强⼤的掠⾷性,导致它严重侵占了正常组织细胞的⽣存空间,换句话说,肿瘤组织与正常组织,不是在合作⽽是在竞争对抗。
科学家尝试3D打印完整心脏
科研人员已经用3D打印机制造出了医用固定夹板、心脏瓣膜,甚至还有一只人耳,英国《每日邮报》网站4月10日消息,美国科学家现在正打算用这种多功能的新设备来制造一颗完整的人类心脏。
上述计划的负责人、心血管病学创新研究所细胞生物学家斯图尔特?威廉斯说,到目前为止,肯塔基州的路易斯维尔大学已经用细胞打印出了人体心脏瓣膜和小静脉。
他们还成功将细小的血管接在老鼠和其他小动物身上。
威廉斯认为,科研人员将可能在三至五年内打印出心脏各部件并组装成一颗完整的心脏。
威廉斯说,最大的挑战是让移植的细胞协同工作,就像它们在一颗正常心脏中所做的那样。
利用患者自身细胞制造的器官可以解决一些患者对捐赠器官或人工心脏产生排异反应的问题,使患者不必服用抗排异药物。
克隆发展的历程克隆发展的历程可以追溯到上世纪50年代的早期。
1952年,编辑的剪辑成沙门氏菌的基因,标志着人类第一次成功地进行基因工程。
此后不久,1953年,詹姆斯·沃特森和弗朗西斯·克里克正式发表了关于DNA结构的著名论文,这为进一步研究和理解基因开辟了新的道路。
1960年代,克隆技术的发展开始引起科学界的广泛关注。
1962年,英国科学家约翰·古里克首次成功地实现了通过体外培养细胞进行克隆。
此后几年内,科学家们不断推动克隆技术的发展,包括发展出细胞核移植等关键技术。
1970年代,基因工程技术的突破进一步推动了克隆技术的发展。
1972年,斯坦利·科恩和赛德·卢姆斯达因成功地将DNA 片段从一个细菌转移到了另一个细菌,这被认为是基因工程的标志性事件之一。
此后不久,科学家们开始探索如何将基因工程技术应用于克隆领域。
20世纪80年代,克隆技术迎来了一个里程碑式的突破。
1984年,英国爱丁堡大学的伊恩·威尔穆特斯和基思·坎贝尔成功地通过体细胞核移植创造出了世界上第一只从成年细胞克隆出的哺乳动物——多莉羊(Dolly)。
这一突破引发了全球范围内的轰动,并开启了克隆技术进一步研究和应用的大门。
进入21世纪,克隆技术在动植物领域得到了广泛应用。
人们开始尝试克隆其他物种,包括猴子、猫、狗等。
此外,植物领域的克隆技术也取得了重大突破,如通过组织培养实现植物再生和墨西哥无子水果番茄的克隆等。
尽管克隆技术在学术界和科技领域取得了巨大进展,但其伦理和法律问题也引发了广泛的讨论和争议。
尤其是人类克隆问题引发了严重的道德和伦理争议,许多国家对人类克隆进行了法律限制。
总之,克隆发展的历程经历了多个里程碑式的突破,从早期基因工程的开创性实验到现在动植物领域的广泛应用。
虽然克隆技术面临着伦理和法律限制,但其在医学、农业等领域的潜力仍然被广泛关注和研究。
袁隆平人物事迹和精神450字7篇袁隆平人物事迹和精神450字篇1袁隆平(1930年9月7日-2023年5月22日),江西省九江市德安县人,中国杂交水稻育种专家,中国共产党的亲密朋友,无党派人士的杰出代表,“共和国勋章”获得者,中国工程院院士,被誉为“世界杂交水稻之父”。
1953年毕业于西南农学院(现西南大学),再开始研究杂交水稻,1995年被选为中国工程院院士。
[1]袁隆平一生致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,发明“三系法”籼型杂交水稻,成功研究出“两系法”杂交水稻,创建了超级杂交稻技术体系,为中国粮食安全、农业科学发展和世界粮食供给作出杰出贡献。
[2]先后获得“国家特等发明奖”、“首届最高科学技术奖”、联合国“科学奖”、“沃尔夫奖”、“世界粮食奖”等奖项。
2023年5月22日13时07分,袁隆平因多器官功能衰竭,在长沙逝世,享年91岁。
1人物简介袁隆平,男,汉族,江西省德安县人,无党派人士。
1930年出生,现任国家杂交水稻工程技术中心暨湖南杂交水稻研究中心主任,湖南省政协副主席。
著名农业科学家。
袁隆平是杂交水稻研究领域的开创者和带头人。
他50多年如一日,全身心致力于杂交水稻的研究,先后成功研发出“三系法”杂交水稻、“两系法”杂交水稻、超级杂交稻一期、二期,使水稻产量从平均亩产300公斤左右先后提高到500公斤、700公斤、800公斤。
现在,他领导研究的超级杂交稻项目正朝着亩产900公斤的第三期目标顺利推进。
与此同时,袁隆平提出并实施“种三产四丰产工程”,运用超级杂交稻的技术成果,用3亩地产出4亩地粮食,大幅度提高现有水稻单产和总产。
20多年来,我国累计推广种植杂交稻56亿多亩,每年增产的稻谷可以养活7000多万人口,相当于全世界每年新出生人口的总和。
杂交水稻还被推广到30多个国家和地区,种植面积达3000多万亩,他因此被海内外誉为“杂交水稻之父”。
他是中国工程院院士,被授予全国劳动模范等荣誉称号,被评为全国道德模范,荣获国家特等发明奖、国家最高科学技术奖和联合国教科文组织科学奖、联合国粮农组织粮食安全保障奖等。
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美国科学家成功培植出首个人类心脏
作者:科苑
来源:《现代养生·下半月》2011年第04期
据媒体报道,美国一批科学家正进行一项破天荒的实验和研究,利用先进科技在实验室内培植出首个人类心脏,这个人工培植的心脏可在未来数星期内,开始跳动,为人类医学史揭开新的一页,也为心脏病人带来新希望。
科学家早已有人工培植器官的概念,早在2007年,一批英国科学家试过利用病人抽取出来的骨髓,再利用干细胞培植出人类心脏瓣膜。
一年后,有科学家首次成功培植出一个可以自行跳动的动物心脏,而今次明尼苏达大学的科学家则是首次培植出人类心脏。
这项实验由美国明尼阿波利斯市的明尼苏达大学一批科学家进行,这项培植器官技术除可适用于心脏,理论上也可适用于其它器官例如肝、肺和肾。
研究人员首先从心脏捐赠者身上移除心脏,去除肌肉细胞,只剩下蛋白骨干和架构,成为一个“幽灵心脏”。
科学家在新奥尔良举行的美国心脏学院周年会议上,分享他们的研究心得。
他们说,培植人类心脏的过程十分复杂,注入的干细胞数量达数以百万计,而且要辅以各种营养剂。
干细胞要认出心脏蛋白骨干,才可分裂和生长出心脏细胞。
率领研究人员进行这项实验的再生医学专家泰勒说:“采用这种科技培植出来的心脏可以自行生长,我们希望在未来数周内,它会出现跳动的现象。
”他们相信,如果它跳动,就有能力发挥泵血功能。