高二语文 人类基因组计划及其意义 备课资料

人类基因组计划及其意义
【备课资料】
一、杨焕明——破译基因密码的斗士
争来的1%——奠定中国基因强国路
深圳梧桐山，暴雨过后更显生机。

“金凤凰”深圳华大基因研究院（以下简称“金凤凰”）就坐落在山下的北山工业区综合楼内。

6月18日上午，记者与温州科技馆馆长助理姜经忠先生如约来到“金凤凰”，而采访对象温籍院士杨焕明前一晚刚从外地飞抵深圳，他一个月都会有几天在这里办公。

在11楼，忽然乡音传来，记者看到一张熟悉的笑脸，正微笑着与工作人员打招呼。

两鬓斑白却神采奕奕，身着一件印着英文的大T恤、休闲大短裤，胸前挂着一个数码相机，背上背着一个鼓鼓的背包——这便是杨焕明，虽然与记者之前对院士“西装革履”形象的想象大相径庭，但备感亲切。

由于临时有外国客人到访洽谈合作，杨焕明邀请记者和姜经忠参与了他们正式洽谈前的介绍会。

与会人员大部分时间用的是英语交流，大量的生命科学专业词汇让记者着实“招架不住”，细心的杨焕明便主动当起了我们的翻译，一个个生涩的英语单词经他专业的处理之后，成了生动、通俗的科普知识。

半小时后会毕，杨焕明又爽快地当起我们的“导游”。

研究院设在综合楼的1楼和7~11楼，他带我们从11楼办公大厅走到楼下的克隆实验室、测序设备室及超级计算机机房等一一参观，并侃侃而谈，对各项设备更是如数家珍。

“这些设备与科技人员一起在‘炎黄计划’旷世工程的第一步‘炎黄一号’（世界上第一个完整的中国人、亚洲人、黄种人基因组图谱）项目完成中立下了汗马功劳。

”
目前，年轻一代的科学家在杨焕明的悉心培养下正逐步挑起基因测序、基因组研究的大梁，旷世工程“炎黄计划”正如火如荼地开展。

但是，不得不说的是，没有杨焕明争来国际基因组1%的任务作为中国基因测序之路的奠基，就难以有现在的“炎黄计划”研究，更难以使中国飞速成为在基因测序、基因组学研究方面的强国。

1999年9月1日，在英国剑桥大学举行的国际基因组织的答辩会上，杨焕明作为中国方面的代表，凭中国已有的基因测序、基因组学研究方面的实力，用流利的英语据理力争、激情答辩，并向世界保证“中国政府各有关部门、地方政府、有关资助单位以及中国广大民众，对这一工作给予了足够的财政支持”。

幸运垂青于他，垂青于中国。

他顺利通过了答辩，争取到了国际基因组中1%的任务份额，整个过程总共只用了25分钟。

……
1%的任务争来了，杨焕明又辗转争取到了几笔用于基因组测序的研究资金。

之后，他主持完成的“人类基因组计划——中国卷”，使中国成为这一被称为“二十世纪登月计划”的宏伟项目的成员国，得到了各国领导人和国际科学界的高度赞扬。

他所领导的人类基因组、水稻基因组以及家猪、家鸡、家蚕基因组等重大项目使我国的基因组研究得以跻身世界前沿。

珍藏的书——化作人生有力助推器
杨焕明青少年时期的求学经历令人瞩目，三年杭大（现浙大）生命科学院学习、三年南京铁道医学院（现东南大学）生物系攻读并获硕士学位、四年丹麦哥本哈根大学医学遗传研究所攻读并获博士学位，他也是丹麦第一个正式注册读博士学位的中国进修生。

而读大学之前，由于“文化大革命”的原因，杨焕明与同学一样被迫离开乐清中学回乡，而后在农村做过同生物有关的科学实验，种过蘑菇，后来还当上了县罐头厂的蘑菇师傅，指导别人种蘑菇。

但是，不论白天干活儿多苦多累，在被迫离校的日子里，晚上他最喜欢做的事便是洗个澡看看书，那是年少时最幸福、最快乐的事——这也成了杨焕明一生的习惯，晚上不看几页书都不想睡觉。

当时，杨焕明的书几乎被烧了个精光，只剩下他偷偷藏起来的三本英语书，而要想再看其他书就必须费尽心思找人借。

此后，三本英语书就成了杨焕明排解无聊之感的枕边宝贝，就连书后半部分上学时老师不要求看的英语散文篇章等，他都一一背得滚瓜烂熟，口语说得很溜，现在他还能清楚地背诵出那些篇章。

另外，他当时还跑遍了乐清所有有书的地方，几乎看光了乐清所有的英语书籍。

勤学外语的好处就是，在考进大学时，英语学习没有成为他的负担。

值得一提的是，他当时的英语水平远远在英语系学生之上，鹤立鸡群。

处处非家处处家。

从大学生到博士生，从国内到国外，从一个语言环境到另外一个语言环境，英语优秀、性格开朗的杨焕明都能很快适应，包括获得博士学位后的6年，他先后到法国马赛免疫中心、美国波士顿哈佛医学院和洛杉矶加州大学从事博士后研究，并取得了不错的成绩。

口出的“祸”——铸就敢说真话的科学家
杨焕明还向记者提到了两次因言获“祸”。

一次在“非典”时期，一次在核酸产品虚假宣传大行其道时，两次他都讲了真话，但也招来了不少麻烦。

不过，两次“真话”的义举都成为一时美谈，绝大多数的公众与科学家都拥护敢说真话的杨焕明。

2003年春，来势凶猛的SARS病毒肆虐华夏大地，人人自危、恐慌一片，时任中科院北京基因组研究所所长的杨焕明也是心急如焚。

当年4月15日凌晨，基因组研究所终于获得了军事医学科学院提供的从“非典”患者组织标本中提取的冠状病毒。

不到36小时，杨焕明领衔的团队成功破译SARS病毒全基因组序列。

兵贵神速。

4月18日，杨焕明领衔的团队又鉴定出患者血液中的SARS病毒蛋白质。

4月19日凌晨2时12分，与军事医学科学院微生物流行病研究所共同协作研制的用于诊断“非典”的临床检验试剂盒——酶联免疫吸附检测（酶联法）试剂盒宣告问世，随后便提供给北京市防治非典型肺炎工作领导小组指挥部，并无偿向社会提供。

这种试剂盒是我国最早正式通过国家医药管理总局批准的“非典”病毒快速检测试剂盒。

抗击“非典”一役，杨焕明告捷。

但他还是留下了些许遗憾。

当年5月1日，美国《科学》杂志网站刊登了两篇美国和加拿大研究机构关于SARS病毒基因组序列的研究论文，海外有华人同行指出：“这两篇经过同行评议的论文的发表，宣布SARS病毒基因组序列战结束，中国科学家败北。

”
作为“人类基因组计划”中国区总协调人，杨焕明清楚，在SARS病毒基因组的测序上，中国本来完全有可能争得世界第一。

这不仅因为第一个SARS病人在中国发现，中国科学家应当有机会最早接触到第一手资料，而且中国的“人类基因组”计划研究中心无论是规模还是技术水平，绝不逊于国际同行。

但是由于客观体制的原因，当年春节前就想拿到SARS病毒样本做研究的杨焕明直到4月份才拿到，贻误了抢救生命和与国外SARS病毒基因组序列者“比赛”的时机。

随后，杨焕明在接受《中国青年报》采访时说了一句话：“应该承认，在SARS病毒面前，我们中国科学家整体打了败仗。

”虽然此言一出，招来少数人的非议，但是杨焕明敢于说真话的品质仍一时成为佳话。

其实，杨焕明敢于说真话早在2001年就已经闻名遐迩，当时一些核酸产品的虚假宣传大行其道，还利用他的名义宣传核酸食品的保健功效，混淆消费者的视听。

他为了正视听，挺身而出，揭了核酸产品的“老底”。

生命美丽——让好奇心展翅飞翔
在研究院采访完毕，杨焕明为温州科技馆题词，主要是为了寄语青少年，“让我们的好奇心展翅飞翔”，苍劲几字，字字珠玑。

“Life is beautiful! Exploring the secret of life will make our life more beautiful, also make the living world more beautiful!（生命是美丽的！探索生命的奥秘一定会使我们的人生更美好，也将使生命世界更美好！）”这是杨焕明多次在科学报告和科普讲座中对公众尤其是青少年的谆谆教导。

在我们临走时，杨焕明也道出了胸前挂照相机的玄机——满足自己的好奇心，有什么感兴趣的事物，他都会一闪快门。

记者也注意到，在楼道等电梯时，他还情不自禁地频频对着窗外刚经过暴雨洗礼的山坡林木“咔嚓、咔嚓”。

杨焕明特别关心家乡的经济建设，希望家乡由劳动密集型的经济尽快向集约型经济转型，多培养、引进人才。

他鼓励青少年多到科技馆、博物馆、图书馆看看，因为那里是最容易诞生科学家的地方。

二、破解迄今最复杂基因组之一：土豆基因组
2011年7月10日，由中国华大基因研究院为首的26家中外科研机构联合在国际著名杂志《自然》（Nature）上在线发表了题为“块茎作物马铃薯的基因组测序及分析”的研究论文，新研究为马铃薯的遗传学研究及分子育种提供了非常有价值的资源。

马铃薯是世界上四大作物之一，也是最重要的蔬菜作物之一。

破译马铃薯基因组序列对帮助科学家们从分子水平上了解马铃薯的生长、发育及繁殖过程，以及改良和提高马铃薯的品种产量、品质和抗病性具有重要的意义。

早在2006年，中国农科院副院长屈冬玉博士作为项目发起人之一，就组建了由农科院蔬菜花卉所和深圳华大基因研究院的专家组成的中方团队，参与启动了国际马铃薯基因组测序计划。

针对马铃薯基因组高度杂合、物理图谱质量不高、测序成本高等难以克服的困难，中方首席科学家黄三文博士提出了以单倍体马铃薯为材料来降低基因组分析的复杂性，并采用快捷的全基因组鸟枪法策略和低成本的新一代DNA测序技术的新策略。

这一策略的改变，大大提高了国际马铃薯基因组测序协会的研究进程，促使中国团队实现了从参与到主导地位的改变。

在这篇新文章中，研究人员沿用了上述策略，他们首先将一种普通四倍体马铃薯栽培种诱导生成了一种纯和的双单倍体植株。

随后，研究人员针对这一单倍体植株进行了基因组测序，并拼接了马铃薯844 Mb基因组中的86%的序列，从中研究人员推测马铃薯基因组约包
含有39 031个蛋白质编码基因。

研究结果显示马铃薯至少存在两次基因组复制事件，表明了其古多倍体起源。

测序结果还证实马铃薯基因组中包含了被子植物进化枝中2 642个特异基因。

此外，研究人员还对一个杂合二倍体马铃薯植株进行了测序，发现了一些基因组变异，以及一些可能与马铃薯近交衰退有关的高频率的有害突变。

研究结果表明基因家族扩增，组织特异性发达，以及新通路中基因的招募导致了马铃薯的进化。

此次的马铃薯全基因测序研究为科学家们对马铃薯这一重要农作物进行遗传改良提供了重要的数据资源和平台。