现代生物学进展资料
《现代生物医学进展》杂志简介

《现代生物医学进展》杂志简介《现代生物医学进展》,是以刊发基础医学、临床医学和生命科学领域最新研究成果的综合性学术期刊。
本刊由国家新闻出版总署审批、黑龙江省卫生健康委员会主管、黑龙江省森工总医院和哈尔滨医科大学附属第四医院主办、现代生物医学进展杂志社编辑出版。
国内统一刊号CN:23-1544/R,国际标准刊号ISSN:1673-6273,半月刊,铜版纸印刷,彩图,邮发代号:14-12,定价:30.00元/期,全年定价:720.00元/24期。
自2001年创刊以来,我们一直秉承着做好学术传媒的职责,以”更高、更好、更快”为指导方针,瞄准当前生物医学发展的前沿,及时报道国内外具有前瞻性、创新性和学术性的现代生物医学新理论、新方法和新成果,促进学术交流,为科研人员提供一个高质量、高时效的发表、交流的平台。
学术影响及收录情况自2004年被评为国家科技部中国科技论文统计源期刊、中国科技核心期刊以来,本刊的学术影响力不断扩大,特别是在国外的影响力远大于国内。
在2011年美国《化学文摘》公布的被引频次最高的全球千种中学术期刊中,《现代生物医学进展》杂志名列第234位。
根据中国高校科技期刊研究会对外联络委员会国际检索系统咨询部(/ch/index.aspx)公布的统计结果显示,2014年美国《化学文摘(网络版)》共收录本刊《现代生物医学进展》论文人库1030篇,在1813种期刊中名列第5位。
据《2018年版中国科技期刊引证报告(核心版)》统计结果显示,我刊《现代生物医学进展》核心总被引频次为4435次,在全部核心期刊中位居88位。
据2018年中国知网发布的中国学术期刊影响因子年报(自然科学与工程技术),在《基础研究》类别中的65种期刊中,其影响力指数(期刊影响力综合评价指标)学科排序位居第二位(2/65)o目前,本刊已被美国化学文摘(CA),美国剑桥文摘(ProQuest,CSA),英国公共健康研究数据库(Global Health.GH),英国国际农业与生物科学研究中心(CABI Abstracts)数据库、俄罗斯文摘杂志(Abstract Journal,AJ)、波兰哥白尼索引(Index Copernicus, IC).Genamics Journal Seek索引、美国乌利希国际索引(Ulrich's Periodicals Directory)、美国EBSCO全文数据库、WH0西太区医学索引(WPRIM)收录等国际知名数据库以及科技部中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)、中国科技文献数据库(CSTDB)、中国期刊全文数据库(CJFD).中国学术期刊综合评价数据库、中国期刊网、《中国学术期刊》(光盘版)、科技部中文科技期刊数据库、《中国生物学文摘》、中国生物学文献数据库、中国生物医学文献数据库(CBM disc)、中文生物医学期刊文献数据库(CMCC)和中文电子期刊服务源(CEPS)等国内权威检索平台收录。
现代生物学进展自考重点

现代生物学进展自考重点20世纪80年代以来,随着计算机技术的广泛应用和基因工程的不断深入发展,生物信息学及其理论和方法进入了一个新的发展阶段。
生物学的研究对象从过去单一的植物或动物,逐渐发展到生命现象、生物分子和生态系统等许多领域,不仅包括了一个完整的生态过程,而且已成为影响人类社会发展、改变自然生态系统结构与功能结构及相互关系的一门重要学科。
生物学基本研究内容包括:(1)生命现象;(2)生物体细胞与分子;(3)遗传信息;(4)细胞结构与功能,包括生长发育,细胞分裂和分化等各过程及其对生物生产力、生存环境以及在生理功能中的作用。
(5甚至分子水平上或微观世界对生命现象做出解释或预测。
)上述内容是对人类社会历史,尤其是生物技术、经济管理等方面进行研究并作出贡献的学者的重要贡献。
1、生命现象生命现象包括生命体及其系统发生过程及其在生理活动中的作用。
生物体:包括细胞(包括动物)等在内的许多物质集合,它是人类生命活动不可缺少的部分。
生命诞生于地球上,我们所熟悉的一切生命存在都来自于自然生态系统。
我们能够直接接触到大自然是因为那里充满了生命;相反,许多无法直接接触到大自然的生命存在则是由于不能直接接触大自然自身所具有的生命基础结构与功能系统所造成的。
生命就是生物生存发展所必须具备的物质基础条件和一切生命活动所必需的环境条件。
生物是自然界最基本最活跃因素之一,而这些基本因素又都是决定我们生存与繁衍所必须具备的物质基础;其中又包括生命基本结构及其形成与发展所必须具备且决定生命存在基础结构因素等诸多因素。
生命现象包括许多已被我们认识到了但尚未被认识到或者在理解生命现象方面有很大局限性的因素(包括未被发现、尚未发现……等等),它们对生物学的发展以及社会经济的发展都具有很大地影响和作用。
2、生物体细胞与分子生物体是由生物细胞组成的,其细胞结构和功能受外部因素控制,有一定限度而复杂。
以哺乳动物为例,不同种类的器官都有多种功能。
现代生物学进展

现代生物学进展现代生物学是一门以探索和理解生命的复杂性为目的的科学,它研究有机体内部的分子、细胞、器官和系统之间的相互作用。
近年来,现代生物学取得了巨大的进步,在研究生物多样性、生物过程、表观遗传学和生物技术等方面都取得了重大突破。
首先,现代生物学在研究生物多样性方面取得了重大进展。
在人类如今可以把浩瀚宇宙当中每一种物种都归类分类的时代,科学家们对生物多样性的研究也取得了显著的成果。
科学家们不仅通过比较、分类、描述和计数的方式,研究出了各种物种的分布情况以及各物种之间的关系,而且还开展了基因组学、蛋白质组学和代谢组学等更深入的研究,用于揭示物种之间的深层次差异。
其次,现代生物学在研究生物过程方面也取得了重大进展。
科学家们研究了生物体内各种生理过程,比如激素的分泌、血液循环、新陈代谢和神经传导等,以及这些过程如何协调构成动物的行为,这些研究工作不仅有助于我们了解生物体,也有助于我们更加深入的理解动物的行为表现。
此外,现代生物学在表观遗传学方面也取得了重大进展。
表观遗传学研究的是基因表达的调控机制,包括DNA甲基化、RNA结合蛋白影响和micro RNA等。
这些研究可以帮助我们更好地理解基因表达水平的调节,从而更好地研究基因调控机制,以及如何影响疾病的发生以及疗效的改善。
最后,现代生物学在生物技术方面也取得了重大进展。
在这方面,科学家们研究了各种基因工程技术,比如基因克隆、CRISPR/Cas9基因编辑等,这些技术可以用于基因调控和治疗疾病。
此外,科学家们还探索了基于计算和机器学习的生物信息学,这有助于我们更好地理解和模拟生物体的性质,从而有效地开发更有效的治疗方法。
总而言之,现代生物学在近几十年来取得了巨大的进展,在生物多样性、生物过程、表观遗传学和生物技术等方面都取得了重大突破。
这些突破不仅更好地揭示了生物体的复杂性,也为我们更好地理解和治疗疾病提供了可能。
生物学研究的最新进展及未来发展趋势

生物学研究的最新进展及未来发展趋势近年来,生物学作为一门重要的基础科学,不仅得到了广泛的关注与研究,也取得了不少重要进展。
本文将从不同角度对生物学最新进展及未来发展趋势进行探讨与分析。
一、生物学领域的重要进展1. 基因编辑技术CRISPR-Cas9的兴起CRISPR-Cas9技术是一种基因编辑技术,经过近几年的迅速发展,已成为生物学领域的研究热点。
该技术利用目标DNA序列与一个开放的CRISPR序列相结合,以引导另一个酶Cas9直接对DNA进行剪切和编辑,在基因治疗、疾病研究等领域有重要的应用前景。
2. 单细胞测序技术和肠道菌群研究单细胞测序技术能够高效地揭示单个细胞在生物过程中的表达变化,为生物学领域的研究提供了新的工具和思路。
而肠道菌群研究则突破了人们对菌群在人体中所起作用的认识,通过对肠道菌群进行深入研究,确定了肠道菌群和身体健康之间的密切关系,在抗癌、肠道损伤修复等领域有广泛的应用前景。
3. 转录组学和蛋白组学的快速发展转录组学和蛋白组学技术成为了现代生物学研究重要的工具之一。
转录组学技术可以用于研究生物体在不同时期、不同环境下的基因表达及其变化规律,而蛋白组学技术可以对蛋白质组成及其功能进行初步研究,从而对生物学相关领域的研究提供了新思路和工具。
二、生物学未来的发展趋势1. 基因编辑技术的广泛应用随着CRISPR-Cas9技术等基因编辑技术的不断完善,基因治疗、植物育种、动物遗传改良等领域的研究将会得到更多的突破。
同时,基因编辑技术也将成为新药研发及医疗领域的一个重要方向,在社会生活和健康领域中发挥着重要作用。
2. 大数据和人工智能技术在生物学中的应用在生物学领域,随着DNA测序、转录组学、蛋白组学等测序技术的不断提高,所产生的大量数据将成为生物学研究中的重要数据来源。
大数据与人工智能技术的应用将加速生物学研究的进程,促进人们对生物学的认识和理解的不断提高。
3. 系统生物学的发展系统生物学是研究生物体内部组成和相互作用的综合性科学,一直是生物学研究的重要方向。
现代生物医学进展

现代生物医学进展
生物医学领域自古以来就是人类对健康与疾病的探索领域之一。
随着科学技术
的不断进步,现代生物医学方兴未艾,取得了许多令人瞩目的突破和进展。
现代生物医学综合应用生物学、医学、化学、工程学等多个学科的知识,探索人体结构和功能,研究疾病的发生机制以及预防和治疗方法,致力于实现人类健康的发展与进步。
在现代生物医学领域,基因工程技术是引人瞩目的一大突破。
基因工程技术的
发展使得科学家们能够对基因进行精准编辑和修饰,为疾病的治疗提供了新的选择。
比如,利用基因工程技术,科学家们成功地开发出了基因治疗,通过修复或替换受损基因,达到治疗遗传疾病的目的,为患者带来了福音。
另外,在生物医学影像技术方面,随着医学成像技术的不断创新和发展,诸如CT、MRI等影像技术的应用使医生能够更清晰地观察人体内部结构,对疾病进行
更精准的诊断和治疗。
医学影像技术在现代生物医学中扮演着重要的角色,为医生提供了更多的实时信息,有力地支持了临床诊断和治疗。
除此之外,生物信息学的发展也为生物医学研究提供了重要的辅助。
生物信息
学作为一个跨学科领域,结合了生物学、计算机科学和数学等多学科知识,通过对生物数据的分析和处理,揭示了许多生物学上的秘密。
生物信息学的发展为基因组学、转录组学、蛋白质组学等领域注入了新的活力,成为现代生物医学研究的重要支柱。
总的来说,现代生物医学在基因工程、医学影像和生物信息学等方面取得了许
多突破性进展,为人类健康的发展和疾病的治疗提供了全新的思路和方法。
随着科学技术的不断进步,相信现代生物医学领域还将迎来更多令人瞩目的创新与突破,为人类健康事业贡献更多力量。
现代生物学发展历史论文

现代生物学发展历史论文
生物学作为一门学科已经有着悠久的历史。
然而,现代生物学的发展却是一个囊括多个学科、涵盖广泛领域的深刻变革过程。
本文将从生物学的历史发展角度探讨现代生物学的演变历程。
生物学的起源可以追溯到古代,古人对自然界的观察和研究奠定了生物学的基础。
随着科学技术的发展,18世纪和19世纪
是生物学发展的黄金时期。
达尔文的进化论和门德尔的遗传学理论为生物学奠定了理论基础。
20世纪以来,生物学迅速发展,分子生物学、细胞生物学、基因工程等学科的出现极大地推动了生物学的发展。
随着基因组学和生物信息学的兴起,生物学的研究逐渐深入到细胞和分子水平。
人类基因组计划的实施为人类疾病研究提供了重要数据。
生物技术的发展使得基因工程、细胞工程等成为可能,为生物学的应用提供了新的途径和方法。
生物学的多领域融合和互相渗透也成为现代生物学的一大特点。
生物学和化学、物理、计算机科学等学科之间的交叉融合推动了生物学研究的进一步发展。
现代生物学已经不再局限于研究个体生物,而是将目光拓展到了整个生态系统、生存环境和生物多样性。
在生物学发展的过程中,尊重生命、尊重自然、尊重科学方法是永恒的主题。
在面对日益严峻的环境问题和生物多样性保护挑战时,现代生物学有着重要的作用和责任。
只有通过科学研究和全球合作,我们才能更好地理解生命、保护生态环境,实
现人类与自然的和谐共存。
生物学的发展历程永无止境,我们期待着未来生物学的更多突破与创新。
果树生物学中的研究进展及其应用
果树生物学中的研究进展及其应用果树是人类重要的食物来源之一,也是生物多样性的重要组成部分。
它们不仅提供果实,还为人类提供了资源和环境服务。
随着现代科技的进步,果树生物学研究不断深入,相关应用也在不断推进。
本文将从果树基因组、遗传学、细胞和分子水平等方面分析果树生物学研究的进展及其应用。
一、果树基因组学果树基因组学是近年来的热点研究领域。
果树基因组的测序和组装为果树的异质性和多倍体性提供了强有力的分子工具,同时揭示了果树种内遗传多样性和进化关系。
以苹果为例,苹果基因组已经被完整测序并发表。
研究人员可以利用这个参考基因组进行苹果育种中的标记辅助选择、基因组选择和功能分析。
同时,基于基因组的研究还可以揭示苹果的遗传变异和基因功能,更好地了解苹果的抗病性、栽培性和适应性。
此外,果树基因组学在果树的进化和分类等方面也有广泛的应用,通过比较不同物种的基因组序列,可以推断其进化关系和系统发育。
二、果树遗传学果树遗传学是研究果树遗传多样性和遗传性状的科学。
对果树遗传多样性和遗传性状的深入研究有助于制定育种策略、选择高效群体、提高植物品质和适应性。
目前,利用分子标记分析果树遗传多样性和遗传性状成为果树遗传学的重要方法。
例如,研究人员对苹果的硬度和红斑病抗性进行了基因组关联分析,并发现一些关键基因。
这些结果为苹果育种提供了重要的分子标记和候选基因。
三、果树细胞学和分子生物学果树细胞和分子生物学主要研究果树细胞、分子水平上的结构和功能。
这方面的研究对于了解果树植物体在分子水平上的生理学机制和增强果实品质和产量等方面具有重要意义。
例如,研究人员基于细胞和分子水平对苹果果实发育的机制进行了研究,并发现果实成熟过程中脂质代谢和玉米油素的生物合成等关键机制。
这些结果为苹果果实质量、储存能力和市场适应性的提高提供了科学依据。
四、果树生物技术应用果树生物技术是果树生物学的重要应用之一。
它可以通过基因编辑、基于RNA的遗传调控和基因表达调控等技术实现对果树种质资源的优化和育种的提高。
现代生物学基础与进展
专题一生命科学导论1.1 生命科学的概念和研究容1.1.1 生命和生命科学生命(life)的科学定义是什么?这是生命科学最基本的问题,也是长期以来备受争论和探讨的问题。
我们所居住的地球是生命的世界,充满着复杂而又丰富多彩的生命现象。
目前地球上已定名的生物种类约有200万种,实际上可能高达500万种。
地球上的生物种类繁多、形态各异、分布广泛、行为和习性千变万化。
根据特克(R. H. Whittaker, 1969)的“五界分类系统”,这些生物可分为动物界、植物界、原核生物界、真菌界和原生生物界。
如此复杂的生命现象使得很难给生命一个科学、完整的定义。
从物理学角度出发,生命可定义为“负熵”。
根据热力学第二定律,任何自发过程总是朝着使体系熵增加的方向变化。
而生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行,一旦负熵的增加趋近于零,生命将趋向终结,走向死亡。
现代生物学给生命下的定义为生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新代、遗传变异以及对刺激产生反应等的复合现象。
这个定义把生命描述为生物的生命特性。
分子生物学给生命下的定义为由核酸和蛋白质等物质组成的分子体系,它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。
这个定义把生命描述为分子体系和生命特性,是目前认为比较合理的定义。
生命现象虽然十分错综复杂,但在其中却并没有什么超越自然的因素。
它是客观世界的现象,因而可以认识,可以用科学方法进行探索并揭示其规律。
生命科学就是用来研究生命现象和规律的科学,它是自然科学的一个重要分支,研究包括从简单的生命(病毒)到最复杂的生物(人类)的各种动物、植物和微生物等生命物质的结构和功能、它们各自的发生和发展规律、生物之间以及生物与环境之间的相互关系。
生命科学的目的是阐明生命的本质,探讨其发生和发展的规律,以有效地控制生命活动和能动的加以利用,使之更好地为人类服务。
1.1.2 生命的基本特征地球上的生物种类繁多,物种间差异虽然很大,但有共性,即它们都有生命现象,服从于生命运动规律。
生物学发展史简述
生物学发展史简述生物学是从分子、细胞、机体乃至生态系统等不同层次研究生命现象的本质、生物的起源进化、遗传变异、生长发育等生命活动规律的科学。
其包含的范畴相当广泛,包括形态学、微生物学、生态学、遗传学、分子生物学、免疫学、植物学、动物学、细胞生物学、环境化学等。
生物学随着人类认识世界及科学技术的发展,大概经历了四个时期:萌芽时期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。
1.萌芽时期指人类产生(约300万年前)到阶级社会出现(约4000年前)之间的一段时期。
这时人类处于石器时代,这一时期的人类还处于认识世界的阶段,原始人开始栽培植物、饲养动物,并有了原始的医术,这一切成为生物学发展的启蒙。
2.古代生物学到了奴隶社会后期(约4000年前开始)和封建社会,人类进入了铁器时代。
随着生产的发展,出现了原始的农业、牧业和医药业,有了生物知识的积累,植物学、动物学和解剖学进入搜集事实的阶段。
在搜集的同时也进行了整理,被后人称为,古代生物学。
古代生物学在欧洲以古希腊为中心,著名的学者有亚里士多德(研究形态学和分类学)和古罗马的盖仑(研究解剖学和生理学),他们的学说整整统治了生物学领域1000年。
其中亚里士多德没有停留在搜集、观察和纯粹的自然描述上,而是进一步作出哲学概括。
在解释生命现象时,亚里士多德同先辈们一样,认为有机体最初是从有机基质里产生的,无机的质料可以变成有机的生命。
中国的古代生物学,则侧重研究农学和医药学。
贾思勰(约480—550年)著有《齐民要术》,系统地总结了农牧业生产经验,提出了相关变异规律,首次提到根瘤菌的作用。
沈括(1031—1095年)著有《梦溪笔谈》,该书中有关生物学的条目近百条,记载了生物的形态、分布等相关资料。
3.近代生物学从15世纪下半叶到19世纪,这一时期科学技术得到巨大发展,特别是工业革命开始后,生物学进入了全面繁荣的时代。
如细胞的发现,达尔文生物进化论的创立,孟德尔遗传学的提出。
生物学中的新发现与新进展
生物学中的新发现与新进展生物学是一个充满惊奇和奇迹的科学领域。
从很久以前,生物学家们就专注于探究生命的奥秘,解析身体结构、生理功能和基因表达等,探索生物体内的复杂化学反应。
随着现代科学技术的不断发展,生物学研究领域不断拓展,也带来了新的发现和进展。
本文主要讨论当前生物学领域的一些新发现与新进展。
一、基因编辑技术基因编辑技术是一个在生物学领域中非常重要的工具。
它是指人工修改生物体某些基因的方法。
近年来,CRISPR / Cas9技术是这种基因编辑方法中用得最多的一种。
这项技术利用RNA导向的DNA切割酶(Cas9)来切割生物体的DNA,进而更改基因,从而干预、调控或治疗一些疾病。
在对基因编辑技术的研究中,许多科学家已经成功地研究了许多生命的难题,例如基因突变,癌症和基因缺失等等。
这些创新性成果有望极大地帮助人类解决一些困难的医学问题。
二、神经科学神经科学是一个兴盛的生物学领域,在过去几年中,神经科学取得了巨大的成就。
神经科学家研究神经系统的基本构造和功能,探究人类行为和认知的偶然性和规律性。
在神经科学领域中,研究人员也发现了许多新机制,威胁着人类的健康和生命质量。
例如,帕金森氏病、阿尔兹海默病和脊髓损伤等疾病。
但是,在对神经科学的研究中,科学家们也发现了新的治疗突破口,例如神经调控技术、深度脑刺激和神经生物学高通量技术。
这些技术和发现有望减轻神经系统疾病对生命的影响。
三、生物多样性生物多样性是指生态系统中的各种物种,包括植物、动物和微生物等,以及它们之间的关系。
过去几十年间,大量的研究都是在探索如何更好地保护我们周围的自然资源,其中之一就是生物多样性。
生物多样性是自然资源的重要组成部分。
生命种类的多样化不仅是为了生态多样性,还可以推动发现新的植物、微生物、海洋生物、昆虫物种等,这类物种中隐藏着无限可能的生命力和价值。
随着现代技术的发展,生物多样性研究也在不断拓展和深入,为人们提供了更多有关动植物与微生物之间的生态互动的信息。
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现代生物学进展资料近代生物学发展的三个阶段:一)、描述性生物学阶段:19世纪30年代,德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出细胞学说,指出细胞是一切动植物结构的基本单位,为研究生物的结构、生理、生殖和发育等奠定了基础。
1859年,英国生物学家达尔文,出版了《物种起源》一书,科学地阐述了以自然选择学说为中心的生物进化理论,这是人类对生物界认识的伟大成就,给神创论和物种不变论以沉重的打击,在推动现代生物学的发展方面起了巨大作用。
二)、实验生物学阶段。
19世纪中后期,自然科学在物理学的带动下取得了较大的成就。
物理和化学的实验方法和研究成果也逐渐引进到生物科学的研究领域。
到1900年,随着孟德尔发现的遗传定律被重新提出,生物学迈进到第二阶段—实验生物学阶段。
在这个阶段中,生物学家更多地用实验手段和理化技术来考察生命过程,由于生物化学、细胞遗传学等分支学科不断涌现,使生物科学研究逐渐集中到分析生命活动的基本规律上来。
三)、分子生物学阶段:20世纪30年代以来,生物科学研究的主要目标是生物大分子——蛋白质和核酸上。
1944年,美国生物学家艾弗里用细菌作实验,第一次证明了DNA是遗传物质。
1953年,美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子双螺旋结构模型,这是20世纪生物科学最伟大的成就,标志着生物科学的发展进入了一个新阶段——-分子生物学阶段。
21世纪生命科学的研究进展和发展趋势20世纪后半叶生命科学各领域所取得的巨大进展,特别是分子生物学的突破性成就,使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。
很多科学家认为,在未来的自然科学中,生命科学将要成为带头学科,甚至预言21世纪是生物学世纪,虽然目前对这些论断还有不同看法,但勿庸置疑,在21世纪生命科学将继续蓬勃发展,生命科学对自然科学所起的巨大推动作用,决不亚于19世纪与20世纪上半叶的物理学。
假如过去生命科学曾得益于引入物理学、化学和数学等学科的概念、方法与技术而得到长足的发展,那么,未来生命科学将以特有的方式向自然科学的其他学科进行积极的反馈与回报。
当21世纪来临的时候,一些有远见的科学家、思想家与政治家将日益严重的诸多人类社会问题,如人口、地球环境、食物、资源与健康等重大问题的解决,莫不寄希望于生命科学与生物技术的进步。
1. 生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现,随后遗传信息传递“中心法则”的确立与DNA重组技术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化。
分子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类基因组30亿个碱基对(遗传密码)的全序列,人体细胞约有10万个基因。
人类基因组的“工作草图”迄今20%的测序已达99.99%的准确率和完成率,今后将要继续发现与阐明大量新的重要基因,诸如控制记忆与行为的基因,控制细胞衰老与程序性死亡的基因,新的癌基因与抑癌基因,以及与大量疾病有关的基因。
将利用这些成果去为人类健康服务。
70年代后,分子生物学的发展,以基因工程为代表的生物工程的出现,生物技术通过对DNA链的精确切割与有目的地重组,使有目的地改良生物的性状与品质成为可能。
迄今生物工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景,尽管还存在有不少争议的问题,但很有可能成为21世纪的新兴产业。
发育生物学将要快速地兴起,它将要回答无数科学家100多年来孜孜以求而未解决的重大课题,一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为结构与功能无比复杂的个体,阐明在个体发育中时空上有条不紊的程序控制机理,从而为人类彻底控制动植物生长、发育创造条件。
RNA分子既有遗传信息功能又有酶功能的发现,为数十年踏步不前的难题“生命如何起源”的解决提供了新的契机。
在21世纪,人们还要试图在实验室人工合成生命体。
人们己有可能利用生物技术将保存在特殊环境中的古生物或冻干的尸体的DNA扩增,揭示其遗传密码,建立已绝灭生物的基因库,研究生物的进化与分类问题。
神经科学的崛起,预示着生命科学又一个高峰的来临。
脑是含有1011细胞的无比复杂的高级结构体系,21世纪初从分子到行为水平的各个层次对脑功能的研究都将有重大突破,在阐明学习。
记忆。
思维。
行为与感情机理等方面也将有重大进展。
脑机能在理论上的进展将会促进新一代智能计算机的研制,这可能成为未来生命科学对自然科学与技术科学回报的最好例子。
生态学可能是最直接为人类生存环境服务并对国民经济持续与协调发展起重要作用的科学。
生态学的理论与实践为中国三峡水库建设提供的决策依据就是一个例证。
保护生物的多样性是当前生命科学最紧迫的任务之一。
据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上绝灭,很多生物在没有被人类认识以前就已消亡,这对人类无疑是一种灾难。
生态学与生物多样性保护与利用的研究成果将指导人类遵循自然规律积极保护自己生存环境,否则人类的物质文明与精神文明都要受到灾难性影响。
顺应生命科学迅速发展的形势,发达国家政府及一些国际组织先后提出了《国际地圈及生物圈计划》、《人类基因组作图与测序计划》、《人类前沿科学计划》、《脑的十年》及《生物多样性利用与保护研究》等投资巨大的生命科学研究计划。
其中仅《人类基因组作图与测序计划》,一项预算就高达30亿美元。
由于生命科学的发展,人才的需求量激增,近年除越来越多的物理学家,化学家与技术科学家被吸引到生物学研究领域外,以美国为例,近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的占51%。
优秀青年科学家流向生命科学前沿,这是21世纪生命科学欣欣向荣的动力与源泉。
2 . 21世纪初生命科学的重大分支学科和发展趋势80年代有远见的生物学家把分子生物学(包括分子遗传学)、细胞生物学、神经生物学与生态学列为当前生物科学的四大基础学科,无疑是正确地反映了现代生命科学的总趋势。
遗传学(主要是分子遗传学)不仅当前是生物科学的带头学科,在今后多年还将保持其在生命科学中的核心作用。
有些科学家早就预测到,由于分子生物学、细胞生物学与遗传学的结合,必然促进发育生物学的蓬勃发展,从而提出发育生物学将成为21世纪生命科学的“新主人”,这种预测已逐渐变为现实。
分子生物学(包括分子遗传学)在生命科学中的主流地位,以及它在推动整个生命科学发展中所起的巨大作用是无可争辩的。
细胞是生命活动基本的结构与功能单位,细胞生物学作为生物科学的基础学科地位必须给予重视。
很多生物科学家认为神经科学或脑科学的崛起将代表着生命科学发展的下一个高峰,然后将促进认知科学与行为科学的兴起。
生态学可能是最直接为人类生存环境服务,井对国民经济持续与协调发展起重要作用的学科。
A.分子生物学分子生物学是在分子水平上研究生命现象本质与规律的学科。
核酸与蛋白质(有人认为还有糖)是生命的最基本物质,因此核酸与蛋白质结构与功能的研究今后仍然是分子生物学研究的主要内容。
蛋白质是生命活动的主要承担者,几乎一切生命活动都要依靠蛋白质(包括酶)来进行。
蛋白质分子结构与功能的研究除了要阐明由氨基酸形成的并有一定顺序的肽链结构外,今后将特别重视肽链拆叠成的特定的三维空间结构,因为蛋白质生物功能与它的空间构型关系极为密切,核酸是遗传信息的携带者与传递者,遗传信息由DNA~RNA一蛋白质的传递过程,称为遗传信息传递的“中心法则”,是分子生物学(分子遗传学)研究的核心。
其基本问题己比较清楚,当前研究的重点是:①约经10一15年,人类基因组30亿个碱基对全序列(遗传密码)可以测出,这是具有里程碑意义的工作;②真核生物基因表达过程在各层次上调节的研究仍然是今后相当长一段时间的任务。
分子生物学的概念、方法与技术和各学科的渗透,正在形成很多新的学科,诸如分子遗传学、细胞分子生物学、神经分子生物学、分子分类学、分子药理学与分子病理学等等。
因此分子生物学在生命科学中的主导作用还将要持续下去。
B.遗传学遗传学比分子生物学更具有自己独立的学科体系。
但现代遗传学与分子生物学是不可分割、相互交叉的两个学科,且很难截然分开。
有些著名的遗传学家把遗传学概括称为基因学,因为现代遗传学主要是研究生物体遗传信息传递与表达的学科。
基因携带的信息是由基因的结构所决定,信息的表达是由基因的功能实现的,因此遗传学研究的是基因的结构与功能。
从遗传学的角度看,所有生命现象的机制,追根究底都会与基因的结构与功能相关。
因此遗传学在今后较长时间仍然是生命科学的核心学科和推动力。
有人估计人体细胞内约有10万个基因,迄今弄清楚的不到5%,所以与重要生命活动有关与疾病有关的新基因的发现与阐明将是今后几十年的重要任务。
C.细胞生物学著名生物学家威尔逊(Wilson)早在20世纪20年代就提出一句名言“一切生物学关键问题必须在细胞中找寻”,至今还有着很深的内涵。
魏斯曼与摩尔根都曾先后试图在细胞研究的基础上建立遗传、发育与进化统一的理论,虽然当时没有找到具体解决的途径,但关于细胞的知识在生物科学中的重要性是显而易见的。
细胞是一切生命活动结构与功能的基本单位,细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学,细胞的结构。
细胞代谢、细胞遗传、细胞的增殖与分化,细胞信息的传递与细胞的通讯等是细胞生物学主要研究内容。
虽然今后细胞生物学研究的内容是全方位的,但概括起来可能是两个基本点:一是基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动,如生长、增殖、分化与衰老等,在此要涉及到一个全新的问题,细胞内外信号如何传递;二是基因产物一一蛋白质分子与其他生物分子如何构建与装配成细胞的结构,并行使细胞的有序的生命活动。
今后20多年,以下一些问题可望取得重要进展与突破:①遗传信息的储存、复制与表达的主要执行者——染色体的结构与功能可能在不同的结构层次上得到阐明。
②细胞骨架(包括核骨架与染色体骨架)的研究将得到全方位的进展。
③细胞生物学与分子生物学、遗传学的结合,将在细胞分化机理研究方面有重要突破,为发育生物学快速发展奠定基础。
④细胞衰老与细胞程序化死亡的机理将在更深层次上阐明。
⑤以细胞分子生物学为骨干学科与其他学科结合,人工装配生命体的理想可能逐步实现。
D.发育生物学从一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为一个结构与功能复杂的个体,是至今未能解决的生命科学的重大课题,也是发育生物学的主课题。
由于近几十年分子生物学、遗传学与细胞生物学所取得一一系歹(突破性成果与知识的积累,已为解决这一重大课题创造了条件,这也就是今后发育生物学应运而飞速发展的原因。
发育生物学当今要解决的基本问题是细胞的基因如何按一定的时空关系选择性地表达专一性的蛋白质,从而控制细胞的分化与个体发育。
阐明基因在多层次水平上控制胚胎的发育就不仅是涉及到个别基因的问题,而是一系列调节基因在时空上的联系与配合,从而支配发育的程序。
虽然这是难度极大的课题,但近年已初见端倪并有所突破。