21世纪的生命科学
21世纪生命科学的发展方向
21世纪生命科学的发展方向在讲生命科学的发展方向之前，我要先讲讲生命科学的发展情况，再讲它在21世纪的发展方向。
第一，讲述生命科学的概况；第二，生命科学研究的对象；第三，讲述生命科学在20世纪的主要研究成就；第四，就是讲述生命科学在21世纪的发展方向或趋势。
第一，生命科学的概况。
生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。
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。
生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。
学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。
生命科学所涉及的学科领域包括生物各学科，也包括农、林、牧、渔、医药、卫生等相关学科。
它还包括许多工程和应用技术学科，如现代电子技术、生物工程等。
生命科学研究运用的理论和技术除了生物学、农学、医学等理论和技术外，还需要数学、物理学、化学、化学工程以及电子信息科学等理论和技术。
第二，生命科学研究的对象。
生命科学研究的对象，是整个的生物界，及其与环境的关系，也就是研究生物体生长发育成熟、消亡、物质代谢、能量代谢、遗传、进化、分布的规律，以及和外界环境相互作用的关系，也就是和气圈、水圈、原始圈的相互的关系。
生命科学要从有机体的不同层次，原子、分子、细胞、基因组、个体、群体、生态系统、生态圈结构乃生命现象的本质来揭示生命的奥秘，揭示新的原理和探索新的技术，进行多学科的交叉和渗透，并广泛用生命科学的理论和方法，去解决当今人们面临的食物、人口、健康、资源、环境、能源、信息和材料等问题。
21世纪的生命科学新趋势=系统生物学
系统生物学的学派
科学中存在着不同的研究学派
本体论：
关注事物的不同性质
方法论：
选择不同的研究策略
整体分析学派
（Global-analysis School）
系统生物学就是应用生物的、遗传的或化学的方法系统 地干扰生物系统，检测所有相关基因、蛋白质和信号 通路的反应，整合这些数据，并最终建立数学模型以描 述系统的结构和对外部作用的反应。 —— L. Hood
我个人更倾向于系统生物学的另一种研究方式。这是一 种很小范围的研究；它与高通量生物学的全局性分析完 全是一种互补关系，并涉及到合成生物学（Synthetic biology), 其目标是要重构和描述同样是复杂系统的某个 局部。 M. W. Kirschner
局域分析学派的研究对象：基序/模块
基序（Motif）
Embryonic localization patterns of GFP-tagged fusion proteins analysed by time-lapse microscopy are largely consistent with model predictions
局域分析学派
（Partial-analysis school）
输入
综合性研究
输出
分析性研究 经典生物实验科学
输入
A
(基因/ 蛋白质)
B
(基因/ 蛋白质)
输出
分析+综合研究 系统生物学
输入
输出
系统生物学是21世纪生命科学革命的代表
人类基因组计划
科 学 家 对 自 然 界 的 认 识 程 度
中心法则的发现 分子生物学的诞生
系统生物学的诞生
常规科学
21世纪生命科学的四大分支学科的定义及研究内容
21世纪生命科学的四大分支学科的定义及研究内容
一、细胞生物学
细胞生物学(cell biology)是在显微、亚显微和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。
细胞生物学由Cytology发展而来，Cytology是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。
现代细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。
在我国基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
二、遗传学
遗传学研究生物起源、进化与发育的基因和基因组结构、功能与演变及其规律，经历了孟德尔经典遗传学、分子遗传学而进入了系统遗传学研究时期。
三、发育生物学
发育生物学（developmentalbiology）是生物科学重要的基础分支学科之一，研究内容是和许多其他学科内容相互渗透、错综联系，特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。
其应用现代科学技术和方法，从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体从精子和卵的发生、受精、发育、生长直至衰老死亡的过程及其机理。
四、生物化学
生物化学: 运用化学的理论和方法研究生命物质的边缘学科。
其任务主要是了解生物的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化。
从早期对生物总体组成的研究，进展到对各种组织和细胞成分的精确分析。
目前正在运用诸如光谱分析、同位素标记、X射线衍射、电子显微镜以及其他物理学、化学技术，对重要的生物大分子（如蛋白质、核酸等）进行分析，以期说明这些生物大分子的多种多样的功能与它们特定的结构关系。
【高中生物】二十一世纪是生命科学的时代
【高中生物】二十一世纪是生命科学的时代20世纪是生命科学迅猛发展的时代，尤其是最后20年，它的发展速度之快更加令人瞩目。
利用基因技术培育的转基因食品已经摆上了普通百姓的餐桌；基因方法已经开始挽救患者的生命；克隆技术的重大突破，已使动物的复制成为可能。
人类数千年来的梦想正随着生命科学发展逐一实现，随着物理学世纪让位于生命科学世纪，世界还将会有更多的奇迹出现。
可以预见，在发展与危机并存的21世纪，生命科学将成为自然科学的主导学科。
分子生物学将在生命科学中保持主导地位；细胞生物学将继续发展成为生命科学的基础科学；脑科学将代表生命科学发展的一个高峰；基因组计划、基因工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程将在农业、食品、医药和化工领域带来革命，产生不可估量的社会效益和经济效益。
生物技术的迅速发展及其广阔的应用前景将使生物产业成为全社会的产业支柱。
在所有的科研突破中，基因科学及其在疾病的诊断和治疗中的应用给人们带来的希望最大。
科研人员研究工作的关键是弄清楚细胞的运转机制。
始于1990年的绘制人类基因组图谱工程，动用了美、欧、亚多国的数百名科学家，预计耗资30亿美元，最终目标是要在2021年之前绘制出人体10万个基因的图谱，揭开30亿个碱基对的密码，弄清全部基因的位置、结构和功能。
这项工程可以揭开有关人体生长、发育、衰老、患病和死亡的秘密，最终将帮助人类攻克诸如癌症、艾滋病、肝炎、肺结核、阿尔茨海默氏症等许多疑难病症。
控制蛋白质将是科学家面临的一个重要挑战。
科学家们希望通过对蛋白质的控制来了解生物学、生物化学、生理学和分子遗传学的重要情况。
世界上最大的实验室已经合作组织了15万个调节蛋白质生产的标记，预计需要15年和30亿美元才能完成。
这将导致新的基因疗法和药物疗法的出现。
21世纪科学家将在人体的器宫和组织“重造”及修复方面取得巨大进步。
在人身上进行转基因动物器官移植将成为可能；一些科研小组正在致力于完成人体细胞代谢程序的重新编排，使之具有新的功能；科学家还打算研制生物?人工器官，即研制能置于抗排异膜内的人体或动物的假器官，这种生物?人工器官将取代人造器宫。
为什么说21世纪是生命科学的世纪
求生命科学导论对当代社会的影响论文已经过去的20世纪是一个知识爆炸的历史时期。
该世纪四五十年代，一门直接关系人类自身、人类生活的新学科——生命科学开始发轫，到70年代已成为当代热门学科，使广大自然科学和社会科学工作者不能不密切关注、积极参与。
生命科学的崛起，豫于生物科学的突飞猛进，然而又不局限于生物科学范围。
例如，研究生命运动的遗传学和分子生物学揭开了生命的奥秘，特别是生物遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)基因成分研究的突破，首例无性繁殖“多利克隆羊的试验成功，以及安乐死问题在世界范围内的争论，都和社会科学有着千丝万缕的联系，从而生命科学不仅是当代自然科学发展的最大趋势，而且对人类的生命活动规律和现有生存方式产生巨大的影响。
把握这种规律，认识这种影响，又势必成为社会科学专家学者的课题。
生命哲学、生命伦理学、生命法学、生命美学等新学科，就是由生命的发展所拓展的当代社会科学新视野。
一、生命哲学：对生命本身的哲理思考过去的哲学只关注人的社会或文化属性，而忽视人的自然生命属性，这就把人只看成是社会或文化的存在，投注意人因为有了自然生命存在而存在。
生命科学启示我们，投有自然生命就投有一切，对人来说，第一宝贵的就是自己的自然生命，因此人应该认真思考，人怎样括着才符合生命的本性，才最有意义和最有价值?生命科学又启示我们，人的自然生命之所以能够存在，是因为有自然生命的能量即生命力存在，因此人活着如果符合生命的本性，就活得最有意义和最有价值，所以人应该激发、保持和加强生命的力度，使有限的生命具有无限的生命力。
这种从生命科学引发而成的生命哲学，促使现代人辩证地对待自己的生命历程，既克服消极的悲观主义，又消除盲目的乐观主义；既怀有积极人世的人文主义精神，又不乏顺其自然的自然主义态度；既洋溢对生命限度的超越性，又充满对生命价值的创造性。
生命哲学之所以能够从生命科学获得启示，原因盖出于对现代人自然生命态度和质量的忧虑。
人们看到现实社会中，固然有不少人热爱生命，珍惜生命，甚至为他人生命的存在而奉献自己的生命，体现了最为辉煌的生命价值取向，但也有不少人为了满足声色犬马的生理刺激，追求灯红酒绿的官能满足，不暗浪费生命，甚至为吸毒而摧残自己的生命，为贪财而毁灭他人的生命。
21世纪被称为生命科学和生物技术的时代
21世纪被称为生命科学和生物技术的时代，生物技术在医疗卫生、农业、环保、轻化工、食品保健等重要领域对改善人类健康状况及生存环境、提高农牧业以及工业的产量与质量都正在发挥着越来越重要的作用。
目前生物技术(Biotechnology, BT)已经成为现代科技研究和开发的重点。
在发达国家，生物技术已经成为一个新的经济增长点，其增长速度大致是在25%~30%，是整个经济增长平均数的8~10倍左右。
（二）克隆技术与干细胞自1997年由取自一只6岁成年羊身上的乳腺细胞培育成功的克隆羊“多莉”在英国问世以来，克隆技术获得了空前的发展，克隆鼠、克隆牛、克隆猪、克隆猫、克隆猴等相继问世，这些成功使人们看到了利用克隆技术培育优良品种家畜以及挽救濒危珍惜野生动物的可能性。
不过克隆技术最大的应用可能还在医学领域：利用克隆技术培育人类胚胎，使其发育成各种组织和器官，以供医疗或研究之用。
而这又牵扯出另一重要的技术领域，即干细胞的研究。
干细胞是指动物体在发育过程中，体内所保留的部分未分化的细胞。
干细胞根据其分化潜能的大小，可以分为三类：一类是全能干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能。
如胚胎干细胞，它具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，从而可以进一步形成机体的任何组织或器官。
第二类是多能干细胞，它具有分化出多种细胞组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力。
第三类称为专能干细胞，只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。
干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。
目前，科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为“种子”，培育出一些人的组织器官。
干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官，来替换自身病变的或衰老的组织器官。
21世纪是生命科学的世纪（精选五篇）
21世纪是生命科学的世纪（精选五篇）第一篇：21世纪是生命科学的世纪21世纪是生命科学的世纪，生命科学和生物技术正在成为新的科技革命的重要推动力，由其引领的生物经济将引起全球经济结构的深刻变化和利益格局的重大调整。
生物技术已经成为许多国家政府研究开发的战略重点，生物技术产业已经成为国际科技竞争乃至经济竞争的重点，生物经济正在成为网络经济之后的又一个新经济增长点。
人类70％以上的生物技术成果集中应用于医药工业，生物制药是生物技术的龙头，被称为“永不衰落的朝阳产业”。
生物医药产业被世界各国作为重点产业，并将成为各国经济的主导产业。
一、行业背景我国在“十一五”发展规划中，把发展生物技术制药作为迎头赶上国际高新技术水平的重点领域。
《国家中长期科学和技术发展纲要（2006～2020年）》和《湖北省经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中都明确将生物制药列为重点扶持并强力推进的新型工业化产业之一；国家发改委2006年4月发布的《生物产业发展“十一五”规划》提出，我国医药的发展重点在于生物制药、中药现代化等。
2007年7月，国家发改委批准武汉为“国家生物产业基地”。
2009年，在题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话中，温家宝总理指出，要运用生命科学推动农业和医药产业发展，突破创新药物和基本医疗器械关键核心技术，形成以创新药物研发和先进医疗设备制造为龙头的医药研发产业链条。
透过温总理的讲话，我们可以看到生物医药行业有着广阔的发展前景，必将会成为未来国内经济的一个重要增长点。
二、行业发展趋势生物制药是湖北省七大战略性新兴产业之一——生物医药产业的主导产业。
湖北生物资源丰富，具有发展生物产业的良好基础和条件。
2007年6月，国家发展改革委员会正式批复建设“武汉国家生物产业基地”，为我省生物制药产业发展提供了重要载体。
2009年，我省生物制药产业发展迅速，年产值比上一年度增长29%，达到300亿元。
《湖北省生物产业发展规划（2008～2015年）》提出，到2015年，全省生物制药产业规模将达到800亿元以上，全省规模以上生物制药企业超过600家。
21世纪是生命科学的世纪
观点3：
分支广泛，与各个学科都有交叉
• 催眠（看似巫术，本质上是神经调控）； • 狼孩（社会学问题，归根结底，是孩童在神经
发育时期脱离社会在狼群中生长，完全适应该 环境，神经发育成熟后再次进入人类社会则无 法矫正，因为神经细胞人一辈子只有一套…… 不可再生，与佛罗伊德关于恋母情结和童年决 定性格的学说一致）； • 与医学的紧密联系；(生物化学) • 与材料科学的联系；(生物材料)
2
生命科学发展
19世纪前： 研究生物的形态、结构、分类。 19世纪30年代：德国施莱登和施旺提出的细胞学说 1859年： 英国达尔文出版的《物种起源》 描述性生物学阶段 1953年：DNA分子双螺旋结构模型建立， 之后： 中心法则的确立 1965年：我国人工合成蛋白质——结晶牛胰岛素 分子生物学阶段 1990年 人类基因组计划启动（HGP），意义重大 从此，以基因组成、基因表达和遗传控制为核心的分子生物
科技简史课前聊天
21世纪 是的世纪？
1
区别：生物学、生物科学、生命科学
➢生物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。 ➢生物科学是一门以实验为基础，研究生命活动规律的科学。 ➢生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、 发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系 的科学。
11
观点1
在科学的定义上存在漏洞
• 不可预见性（不定向的发展） • 不可重复性（实验难以控制变量）
12
观点2
不严谨，存在漏洞，仅仅是假说。 无法证明该学说是真理。
进化论，HPV与宫颈癌， 男性、偏男性（Ⅱ型XXY）、两性人（Ⅲ
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21世纪的生命科学演讲人简介:许智宏 , 男 ,1942年 10月出生于江苏无锡。
1965年毕业于北京大学生物系, 1969年在中国科学院上海植物生理研究所研究生毕业后留在生理所工作 ,1979年至 1981年在英国做访问学者。
曾任中科院上海植物生理研究所所长、植物分子遗传国家重点实验室主任。
现任北京大学校长,中国科学院副院长。
1995年当选为第三世界科学院院士, 1997年当选中科院院士。
长期从事植物生理学和生物工程的研究, 专长于植物组织和细胞培养、激素在细胞分化发育中的作用机理以及植物细胞的遗传操作, 为推动和发展我国的植物组织培养和生物工程的研究,做出了重要贡献。
演讲正文:今天我非常高兴,能够有机会用晚上的时间来给同学们作一个报告。
我选一个题目,讲“ 21世纪的生命科学” 。
再过几天,我们就要进入新的世纪了,大家都在以不同的心情, 从不同的角度展望新的世纪。
新世纪从科学技术的角度来讲, 究竟怎么样?政治家,科学家,都在对下一世纪进行预测。
我是 1959年到北大生物系读书的,在我当学生的时候, 那个时候我们的老师,生物系的教授们对我们说, 下一个世纪,是生命科学的世纪。
我们等待着这一世纪的到来。
几十年过去了,现在的状况怎么样了 ? 我们再来看一看,展望一下下一个世纪的生命科学该是什么样。
也许大家会想 21世纪是信息科学和生命科学的世纪, 因为越来越多的人, 不管是科学家还是政治家, 都认为信息科学和生命科学是影响下一世纪整个人类社会经济发展的两个非常重要的领域。
美国总统克林顿, 英国首相布莱尔今年初在瑞士的世界经济论坛上的讲话对此表述得非常清楚。
我国的领导人包括江泽民总书记、朱镕基总理,在他们的讲话中也都曾经多次提到过。
我想,如果是生物学家在说 21世纪是生命科学的世纪,别人会认为那是老王卖瓜,自卖自夸。
但是,现在越来越多的在其他领域工作的科学家,物理学家、化学家、数学家、计算机科学家也同意这种看法。
比如, 诺贝尔奖得主杨振宁博士去年在中国举行的一个论坛报告里讲, 19世纪是物理学的世纪, 20世纪仍是物理学的世纪, 但 21世纪是生命科学的世纪。
又一位诺贝尔奖得主李远哲先生, 他是个化学家, 在北大百年校庆的时候说过类似的话, 亚洲国家如果在下次经济腾飞中有所作为的话, 生命科学技术将是可能取得比较大突破的一个领域。
基于这些状况,今天我想先从生命科学的角度看一看我们人类在新世纪面临的问题, 再给大家展望一下未来生命科学的发展及其对社会的影响。
不少科学家认为 20世纪最富创造性的科学发现是:相对论、量子力学、 DNA 双螺旋结构。
可以看出是物理学占了主导地位。
应该说 DNA 的双螺旋结构的发现其中同样有很多物理学家的功劳。
DNA 双螺旋结构的发现改变了整个生命科学的面貌。
我想这个发现,随着对基因功能、对人类基因组研究的深入,它的意义是越来越明显,它无愧于 20世纪三大发现之一。
20世纪也有几个最有影响的大科学计划:曼哈顿计划,它导致了原子弹的出现; 阿波罗登月计划, 它使人类有机会到月球上去探索, 揭开了人类空间科学的新篇章; 第三是人类基因组计划, 将破译我们的全部遗传密码, 对我们人类认识自身有着密切的关系, 对未来生物医学的发展也会产生难以估计的影响。
我想,要展望 21世纪的生命科学的时候,我们不能不看一看我们所面临的挑战:第一, 巨大的人口压力。
对我们中国来讲,人口即使在实行计划生育的前提下,每年也增长 1300万— 1400万人,预测到 2030年,我国人口将会达 16亿。
去年 10月份全球人口达 60亿。
整个世界一年人口的增长是 7500万。
根据联合国提供的资料,到 2050年全球人口最低 73亿,最高可能达 107亿。
就是说五十年后, 地球上将有 73亿到 107亿人。
地球上现在是 60亿。
大家可以想一想,要增加那么多的人,地球拥挤程度将会怎么样?第二, 和这个有关就涉及到食品的供应问题。
这么多人要吃东西, 我们就一个地球,就那么多可耕地, 怎么办?根据我国目前的情况,到 2030年,如果人口达 16亿,我们的粮食产量从现在起到 2030年必须增加 30%。
大家想想,要增加 30%的农业产量,谈何容易。
一般来讲, 一年增长百分之几就不错了, 而且随着经济的发展, 我们的可耕地每年都在减少 (一年减少差不多一个县的面积) ,所以这是个很大的问题。
第三,就是随之而来的健康问题。
随着人口的增长,寿命的延长,新的问题不断产生, 对健康的要求也高了。
过去我们中国人心血管疾病、肿瘤疾病并不是很多, 但随着人民生活水平的提高和环境状况的变迁, 在城市里, 它们很快上升为主要疾病。
另一类上升很快的是老年病,老年痴呆症、帕金森综合症和其他神经系统有关的疾病。
随着健康状况的改善,人类的寿命大大增长了, 有的科学家预测人可以活到 180岁。
作为生物学家, 我觉得现在还难以预测,因为人类的寿命受到很多因素的影响,但我想 120岁是完全有可能的。
这样的话, 也是一个很大的增长。
从北大人口所索引联合国的一个资料可见,中国 65岁以上老人人口比例由 10%增长到20%的话,大约需要的时间是 20年,日本是 23年,美国用了 57年,德国用了 61年,瑞典用了 64年,中国用了比美国少 30多年的时间达到同样的老龄化,而我们的经济条件尚远不及美国等发达国家,这就可能会带来很多的社会问题。
最后是遗传病, 对我们中国来讲,特别是由于文化与传统的因素,加上一些山区与边远地区处于隔离状态, 这使一些地区仍存在着只能在小的地域范围内选择配偶, 乃至近亲婚配的情况, 这使我国局部地区遗传病的发病率比发达国家高得多。
前几年我看过一份资料, 说即使在沿海一些地区, 遗传病的比例也在增加。
开头我也很惊奇,沿海地区按道理来讲,是我们的经济发达地区, 文化程度也比较高。
但是由于我们某种传统的影响,有一些人,他赚了钱,做了老板,又怕自己的钱流到外面去, 所以他希望把资产控制在自己的家族范围内, 亲上攀亲, 也导致了遗传病比例的增加。
当然, 在世界范围内, 还有很多危险的疾病不断出现。
艾滋病现在在很多国家和地区仍呈增长的趋势,包括非洲大陆,还有东南亚、南亚、俄罗斯,也包括中国的部分地区。
疯牛病使很多人谈牛色变, 最近在法国巴黎, 法国的朋友请我吃饭时, 常讲今天不用牛肉请大家 (笑) 。
法国人最近也是很恐惧,因为已发现了多起疯牛病的病例。
大家知道,人感染疯牛病之后,还没有可以治愈的办法。
非洲的埃博拉病毒在1976年发现后,连续几次爆发,对这个病到现在为止也没有办法, 每次爆发大概会死百十来人, 过了若干年, 又在另一个地区爆发。
除了这些我们过去没有听说过的病以外, 像肺结核, 本来认为它在世界范围内已经基本得到控制了, 但这些年来, 它在世界范围内又死灰复燃, 原因是一些结核菌对抗菌素产生了抗药性,使这种病用一般抗菌素很难对付。
最后, 环境问题。
人口的增长, 实际上对地球环境的破坏最厉害, 我想不能讲人类是罪魁祸首,但不可否认人类本身的活动是破坏地球环境的最重要的因素。
除了社会的需求极大地推动了生命科学的发展外,生命科学在 20世纪以来,特别是 50年代以后, 物理、化学、数学和计算机科学中发展出来的观念和技术大大地改变了生命科学的面貌, 分子生物学、细胞生物学和遗传学的进展已使科学家可以在分子和细胞的水平上来研究生命活动的基本规律。
今天的生命科学已经不是像三四十年代那样只要一架显微镜, 或仅仅到野外采标本回来进行分类那么简单了。
今天的生命科学已经可以在很严谨的条件下, 用物理的、化学的和数学的方法进行定量的分析。
生命科学中还有很多的问题有待研究。
生命活动是自然界最高级、最复杂的现象。
正由于这样,生命科学有着一种无限的推动力,激励越来越多的科学家,不光是生物学家,还有很多的物理学家、化学家、数学家、计算机科学家参与到生命科学的研究中,这大大促进了最近几十年生命科学的发展。
如果大家看一看, 在诺贝尔奖得主中, 有关生命科学的诺贝尔奖得主的背景, 不少是物理学家、化学家。
同样也可以看一看美国科学院 2000多位院士在各学科组的分布:数学与应用数学 171, 地球科学 246, 物理和应用物理 267, 经济科学 56, 天文学 74, 工程科学 96,化学 199,生命科学与医学 947,即生命科学与医学占了 43%。
在美国国家科学基金(NSF ) 经费分布中,生命科学也占了很大的比重。
但美国生命科学经费比例最大的不在 NSF ,而在 NIH , 即美国国立卫生研究院, NIH 的经费从 1970年的 10.6亿美元到 2000年增长到 179亿美元, 明年申报 188亿美元 (注:实际 2001年已批准获 203亿, 2002年估计可达 230亿) 。
下面我想给大家介绍一下, 下世纪生命科学和技术中的热点以及它们对经济社会发展可能带来的影响。
第一是人类基因组计划。
过去认为大科学工程没有生命科学的份儿, 一般都是物理科学和技术方面的, 像我们中国的两弹一星、加速器等。
但现在不同了,人类基因组计划是第一个在生命科学领域的大科学计划,它最初是在 90年代美国能源部和美国国立卫生研究院资助的项目,目标是用 15年花费 30亿美元完成人类基因组 30亿碱基的序列测定,完成全部基因的定位,并开展模式生物基因组的研究。
这个计划,翻开了生命科学研究的新的一页, 极大地推进了生命科学。
2000年 6月美国总统克林顿和英国首相布莱尔共同宣布人类基因组工作框架图建成。
江主席也发表讲话表示祝贺,因为中国参加了 1%的测序任务。
大家不要小看这个 1%,实际上人类基因组类似于过去的“核俱乐部” ,不是每个国家都可以参加进去的, 中国科学家凭自己的技术, 使西方科学家认识到中国有能力进行大规模测序。
我印象中法国也不过承担了 2%,德国是占了 4%,还有日本,主要是美、英两家。
它是一个庞大的系统工程, 不是一个两个人可以做成的, 需要大批科学家的合作和资金。
由于基因组研究的潜在商业前景, 不少私人公司也投入大量的资金, 总量已远远超过政府的投入。
人类基因组计划还带动了对其他生物基因组的研究。
随着我们测序技术的进步, 其他生物的基因组测序也已取得很多的进展。
譬如微生物, 微生物的基因组较小, 中国已经完成了好几个微生物的测序。
还有一些对基础研究很重要的模式生物, 譬如动物中的果蝇, 为我们经典遗传学中很多理论的研究立下了汗马功劳, 它有很多的突变体。
最近在《自然》杂志上报道它的测序已经完成。
还有植物,模式植物拟南芥的测序即将完成,水稻的测序也已取得很大进展, 日本、中国都参加了。
美国人也参加做水稻, 因为它是禾谷类作物中基因组最小的。