生命科学导论论文

生命科学导论阅读报告

草长莺飞，花开花落，万千生命以其独特的方式勾勒出那乐趣无穷的四时之景。人类身处其中，享受着生命之美，探求着科学奥妙。通过生命科学导论这门课程，走近了生命科学这个蓬勃发展的学科，了解到了很多。

什么是生命？什么是科学？生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系，是人类智慧结晶的分门别类的学问。

生命奇妙复杂，科学普适严谨。作为一门前沿科学，生命科学，用科学的来阐释生命，研究生物各个层次的种类、结构、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系。根据研究对象，可分为动物学、植物学、微生物等，根据研究内容，分为分类学、解剖学、生理学、遗传学、生态学等。生物的五光十色、绚丽多彩与人类的迷惑不解、不断研究使这门学科在帮助人类了解和欣赏自然世界的同时充满梦幻与神奇。此外，作为一门自然科学，通过对十大主题：自然特征，细胞，可遗传信息，结构与功能，与环境相互作用，调控/反馈，一致性与多样性，进化，科学需求，科学、技术与社会的研究，它为生物技术、医药、生物医学技术，生命系统技术、食品加工、环境、生物医疗仪器等领域提供了理论基础和技术支持，生命科学的发展和人类的未来息息相关，同时，从某种程度上讲它又是一门很苛刻的学科,除了因为生物系统的庞大复杂,还因为生命科学是交叉学科,要求很多化学、物理和数学知识作为支撑。令人叹为观止的生命现象和复杂严谨的生命科学充满了未知与挑战，无数未解之谜等待着我们去揭开它们神秘的面纱。

由于生命科学研究的复杂性，似乎很难找到哪一门学科像它这样高度地调动了人类的各种认知和研究手段，创造了如此丰富多彩的实验技术。就广泛意义的科学方法而言，生命科学研究方法大致可以分为三大类型：1、观察与描述2、生物学实验3、生命现象的人工模拟。其科学方法步骤为：观察现象，利用归纳推理建立假说解释现象，进一步观察来测试假说，进而建立更为深入的理论解释现象，利用演绎推理从理论预测现象，然后测试理论。

生命科学的迅猛发展，不仅为人类生活带来了诸多便利，更为日益冷清的科学界提供了研究的方向和话题，尖端技术大量涌现。用物理学的概念和方法研究生物的结构和功能、研究生命活动的物理和物理化学过程的生物物理学和研究生命物质的化学组成和生物体各种化学过程的生物化学，提高了人们对生命本质的认识。１９５３年４月２５日，英国《自然》科学杂志发表了詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克的论文，“２０世纪最重要的科学发现之一”——遗传物质ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）的双螺旋结构。自此，人类在生命科学探索路上突飞猛进。1973年重组DNA获得成功，开创了基因工程，以此为基础，生物技术作为前途远大的高新技术产业在世界范围兴起，生物工程将成为现代化的大工业，与此同时还极大的推动了医学和农业科学的实践，在这些领域中正展示出广阔的应用前景。这个古老又年轻的学科，生机勃勃，硕果累累。

基因，作为人类了解自身遗传特性的物质基础，在1953年后迅速的成为了科学家关注的焦点，并衍生出了一门新的分支学科：基因组学——用来描述基因组的作图、测序和分析的科学。基因组学阐明基因组的结构和功能，基因组序列为我们描绘出了最基础的生物学以及生物医学，为鉴别出重要遗传因素提供基础，并阐明遗传网络和蛋白质作用路径的组织方式，确定它们如何在细胞和组织表型的形成中起作用。科学家把基于基因组的知识转化为人类健康的福祉开发用于鉴定产生疾病和药物反应的遗传因素。基于基因组学

方法来预测疾病的敏感性和药物反应、早期诊断，及其分子分类，发展检出维持良好健康和抗病的基因变异。

“组学”（Omic）成为了生命科学研究热点的核心字之一。生命科学，迎来了“组学”革命时代。结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、转录组学、代谢组学、比较基因组学、癌症基因组学、药物基因组学、毒理基因组学、环境基因组学、营养基因组学、糖组学、工业基因组学，如雨后春笋般出现，将生命研究提升至分子水平。

基因、基因组为生物研究带来的巨大变革，然而它们产生了海量的生物学数据，特别是生物分子数据的积累速度在不断地快速增加。这些数据具有丰富的内涵，其中隐藏着丰富的生物学知识，如何充分利用这些数据，通过数据分析、处理，揭示这些数据的内涵，得到对人类有用的信息，成为生物学家和数学家所面临的一个严峻的挑战。生物信息学便是为迎接这种挑战而发展起来的一个交叉学科。它以基因组信息学为核心，综合运用生物学、数学、物理学、信息科学以及计算机科学等诸多学科理论，为数据生成和捕获提供了更好的工具，使生物数据库的内容及用途得到改善，为分享与传播数据创造了机制并构建适当工具及数据库用来处理综合研究生命科学，同时表现了组序列相同和偏差。此外，以生物系统内的所有组成成分及其相互关系为对象，通过大规模动力学分析，用数学方法抽象出生物系统的设计原理和运行规律的系统生物学，也为系统化的处理生物学信息进行分析提供了手段。对21世纪生命科学具有不可估量的奠基和推动作用。

另外一个成果便是生物芯片。生物芯片实际上是一种微型多参数生物传感器，通过在一微小的基片表面固定大量的分子识别探针，或构建微分析单元和系统，实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞或其它生物组分准确、快速、大信息量的筛选或检测。基因芯片是一种最重要的生物芯片，集成了大量的密集排列的基因探针,通过与被检测的核酸序列互补匹配，进行序列测定。能够在同一时间内分析大量基因，实现基因信息的大规模检测。其重要性可与50年代的集成电路芯片相比。基因芯片可以大大推进包括人类(后)基因组计划在内的各类基因组研究；通过比较不同个体或物种之间以及同一个体在不同生长发育阶段、正常和疾病状态下基因转录及其表达的差异, 寻找和发现新的基因，研究它们在生物体发育、遗传、进化等过程中的功能；基因芯片可为研究基因调控网络及其机理，揭示不同层次多基因协同作用的生命过程提供手段，将在研究人类重大疾病如癌症, 心血管病等相关基因及作用机理方面发挥巨大的作用，它将会对二十一世纪生命科学和医学的发展产生无法估计的影响。

作为人类基因组计划实施以来，基因组学、生物信息学和系统生物学等学科发展的一个合乎逻辑的结果，通过设计和构建自然界中不存在的人工生物系统，来解决能源、材料、健康和环保等问题，合成生物学正成为国内外科学家的研究热点。重塑生命，这个看似胆大妄为的奇思妙想，在合成生物学的出现后，也并非天方夜谭。人工生命用适当的非生命过程的手段，通过对生命的基本特征（新陈代谢、生长、繁殖、遗传、变异、学习、进化等）进行模拟，以深化人们对生命现象的认识和施展与广泛的时间应用。人工生命的研究有着重要的理论意义和广泛的应用前景。美国科学家科斯林与同事成功地用合成生物学方法在大肠杆菌和酵母中合成了青蒿素的前体物质，从而大大提高了青蒿素的产量。使用人工生命提供的模拟实验手段，可以探索多数已不可能再在自然界中观察到，也难于在实验室中重现的现象问题：生命起源、细胞起源、多细胞生物起源、性别起源、生物发育、生物行为、脑与认知科学等。