生命科学研究进展
关键词：生物技术;第二代人造学；生物新药；生物固氮
摘要: 论述了生命科学研究进展, 介绍了世界各国在现代生物技术研究方面的进展,阐述了我国在第二代人造学的新突破和世界采用现代生物技术研究生物应答变更因子类新药的成功，介绍了生物固氮能力研究的新进展及新发现。
生命科学以生命为研究对象，基于对生命现象观察和实验的基础上的庞大的生命科学体系。
目前，普遍认为现代生命科学系统的建立开始于16世纪。他的基本特征是人们对生命现象的研究牢固地植根于观察和实验的基础上，以生命为对象的生物分支学科相继建立，逐渐形成一个庞大的生命科学体系。现代生命科学可以说是从形态学创立开始的。1453年比利时医生维萨里（Andreas Vesalius 1514~1564）的名著《人体的结构》发表不仅标志着解剖学的建立，并直接推动了以血液循环研究为先导的生理分支学科的形成，其标志是1628年，英国医生哈维（William Harvey 1578～1657）发表了他的名著《心血循环论》。解剖学和生理学的建立为人们对生命现象的全面研究奠定了基础。
18世纪以后，随着自然科学全面蓬勃地发展，生命科学业进入它的辉煌发展阶段。生命科学重要得分支相继建立，其中以细胞学、进化论和遗传学为主要代表，构成了现代生命科学的基石。
19世纪前后，生命科学的重大成就还包括其他一些重要的发现和分支学科的建立。解剖学和细胞学促使人们对生物发育现象的研究获得了长足的进步，并由此建立了实验胚胎学。胚胎学实现了对各种代表生物的形态发育过程的组织学和细胞学的研究，绘制了有史以来最精美的生物学图谱。魏斯曼（August Weismann,1839~1914）关于生物发育的种质学说推动了遗传学的建立。
在19世纪中，法国科学家巴斯德（Louis Paster，1822～1895）创立了微生物学。微生物学直接导致了医学疫苗的发明和免疫学的建立，推动了生物化学的进展，并为分子生物学的出现准备了条件。生物化学的辉煌发展出现在20世纪的前叶到中叶，围绕能量和生物大分子物质代谢的研究，发现了生物以三磷酸循环卫枢纽的有着复杂超循环结构的代谢途径，和以电子传递和氧化磷酸化为中心的生物能量获取、利用的基本方式。
分子生物学的建立是生命科学进入20世纪最伟大的成就。遗传学的研究预示了生物遗传载体分子的存在，而DNA双螺旋结构的发现（J.D.Watson,F.Crick,1953）直接导致了对生物DNA－RNA－蛋白质中心法则（central dogma）的揭示。人们因此探索到了生命运作的基础框架和生物世代更替的联系方式。从此，以基因组成、基因表达和遗传控制为核心的分子生物学的思想和研究方法迅速的深入到生命科学的各个领域，极大地推动了生命科学的发展。
生物芯片
“生物芯片”实际上是一种微型多参数生物传感器。它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，又称DNA微探针阵列（microarray），是一种最重要的生物芯片。它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。基因芯片能够在同一时间内分析大量的基因，实现生物基因信息的大规模检测。基因芯片的重要性可以与50年代把单个晶体管组装成集成电路芯片相比，
它将会对廿一世纪生命科学和医学的发展产生无法估计的影响。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。基因芯片的相关技术包括：基因芯片的制备技术，靶基因的制备、杂交和检测，基因芯片设计和杂交图象分析等生物信息学问题，以及基因芯片的应用。
分子生物学
分子生物学是当代生命科学基础研究中的前沿，开辟了现代生物学的全新局面，在另一方面它又使生物学以空前主动的势态，对人类物质生产和社会生活产生重大影响。
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。它包括以下几个研究热点课题：
（1）结构生物学：研究生物大分子，特别是蛋白质的结构测定，以及功能的关系。1959年1993年科学家正式提出结构生物学的时代已经到来。
（2）新生肽链的折叠：蛋白质分子要有一定的结构才能体现生物学功能，翻译过程所产生的多肽链是如何产生具有生物活性的蛋白质的问题，是蛋白质折叠研究的热点之一，我国的科学家称之为第二遗传密码。
（3）人类基因组计划（HGP）
HGP由美国在1990年提出并实施，计划在15年时间，即到2005年，投入30亿美元，完成人类全部24条染色体的30亿个碱基序列测定，主要的任务包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱、基因图谱等，目前，该计划将提前至2003年完成。HGP与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划并称为三大科学计划。
（4）转基因作物、动物
（5）膜结构与信号转导
脑科学
在生命科学乃至所有科学中，有关脑的高级功能是最令人感兴趣的。在过去一个世纪内，脑科学的研究取得了突飞猛进的发展，所取得的成果超过了以往的总和。特别是上个世纪后半叶，在学习与记忆机制、视觉信息加工、神经系统发育、精神和神经疾病、人工智能等领域取得了重大进展。脑科学是一门综合性的学科，需要用整合的方法将分子、细胞、器官、行为等多个层次，利用分子生物学技术、计算机技术等多种手段来进行研究。
脑研究正处在一种革命性的变化之中，对脑的功能在细胞和分子水平上所做出的重要发现正使我们逐渐认识基本的神经生理事件如何转绎为行为。脑科学中发生的技术上的革命，已经有可能在无创伤的条件下仔细分析活的大脑，确定因患某些神经疾患而受损的脑区域，并开始了解记忆过程的复杂结构。另一方面，数学、物理学、计算机科学的进展，已使人们成功的设计了神经网络模型，并模拟其动态相互作用。分子生物学和分子遗传学的发展已开始为某些神经精神疾患的诊治提供有效的手段，正是这些进展所提式的广阔前景，在科学家的倡议下，国际上90年代已被命名为“脑的十年”以大力促进神经科学的蓬勃发展。中国提出了“脑功能及其细胞和分子基础”的研究项目，并列入了国家的“攀登计划”。
脑科学的研究已经被公认是21世纪生命科学研究的重要课题。美国101届国会通过一个议案：“命名1990年1月1日开始的十年为脑的十年”，欧共体成立了“欧洲脑的十年委员会”及脑研究联盟（有主页）；日本推出了“脑科学时代”计划纲要。美国国立健康研究
院（NIH）在九十年代后期还发布了研究指南把人脑课题（Human Brain Project）列为重点招标课题。
生物信息学
生物信息学是二十世纪80年代末随着基因组测序数据迅猛增加而逐渐形成的一门交叉学科。随着生物学和医学的迅速发展，特别是人类基因组计划的顺利推进，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。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，这将是生物学家和数学家所面临的一个严峻的挑战。生物信息学是为迎接这种挑战而发展起来的一个交叉学科。
根据美国NIH和DOE在1990年给出了生物信息学的定义，它是生物学与计算机科学以及应用数学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。它通过对生物学实验数据的获取、加工、存储、检索与分析，进而达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目的。生物信息学以核酸、蛋白质等生物大分子数据为主要对象，以数学、信息学、计算机科学为主要手段，以计算机硬件、软件和计算机网络为主要工具，对浩如烟海的原始数据进行存储、管理、注释、加工、解读，使之成为具有明确生物意义的生物信息。通过对生物信息的查询、搜索、比较、分析，从中获取基因编码、基因调控、核酸和蛋白质结构功能及其相互关系等知识。在大量信息和知识的基础上，探索生命起源、生物进化以及细胞、器官和个体的发生、发育、衰亡等生命科学中的重大问题，想清楚它们的基本规律和内在联系，建立“生物学周期表“。它对21世纪生命科学具有不可估量的奠基和推动作用。
人工生命
“人工生命（artificial life）是这样的一个研究领域，它致力于通过把隐藏在生命现象背后的基本的、动态的原理抽象出来的，并在其他的物理媒介（如计算机）上重现这一过程，使之可以进行全新类型的实验操作和检验，从而理解生命（https://www.doczj.com/doc/7819206487.html,ngton）。”总体上说，人工生命的核心事调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。
人工生命的研究手段大致有三：软件、硬件与湿件。其中，软件法以计算机程序作为模拟生命过程的载体；硬件法通过机械和电子的手段再现生命的某些属性；湿件法则是指采用化学或物化的方法，在溶液系统中从分子水平模拟生命现象。今天，对人工生命的研究已经深入到生命现象的各个层次，从分子、细胞、器官、个体，到种群甚至生态系统。
人工生命的研究有着重要的理论意义和广泛的应用前景。在工程方面，自适应机器人与机器人群体的研究已逐渐接近实用阶段；在基础生命科学研究方面，人们正使用人工生命的方法探索一系列问题：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，等等。因为这些现象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，而人工生命则提供了一种可贵的模拟实验手段。此外，在社会科学方面，人工生命也可用于研究语言的进化、文化的起源与演变、经济学的市场模拟，等等。
而现代生命科学中发展最为显著的是以生物技术衍生的各个产业链。现代生物技术已进入商品生产的激烈竞争阶段。据在京举行的关于“分子生物学进展”方面的学术报告会透露，美国科学院的院报中，每月的生物论文10倍于数理化天地论文的发表数量。这个数字显示了在当代人们对生命科学发展的重视程度。同样，在商品生产领域也表现出了同样的趋势。如在运用现代生物技术的遗传工程方面，美国每年在该领域投入的研究经费高达100多亿美元，有200多家大生物技术公司从事有关方面产品商品开发，已生产出了多种生物制品。在市场上出售的有人生长激素、胰岛素、调节血压的人肾素，还有乙型肝炎疫苗；可使肿瘤枯
萎的生物技术药物已进入临床试验。美国利用遗传工程正在研制生物制品的还有多种，如具有抗癌作用的肿瘤坏死素、能溶解血栓的组织纤维蛋白溶酶活化剂及多种免疫系统调节制剂．科学工作者还正在研制艾滋病疫苗。在现阶段的动物试验中，这种疫苗已使老鼠体内产生了艾滋病抗体，并开始在人体上进行试验。
1 我国研制成功第二代人造血
查新报告显示，我国第一代人造血在临床应用中，已成功地抢救了400多名伤病员。研究第二代人造血的科研人员，在历时4年的探索中对氟碳人造血的合成、乳化、毒理以及药效等方面做了不少改进，储存期从半年延长到1.5年；它在血管中的半衰期也从原来的10 h 延长到19.8h。这将更有利于患者恢复健康。人造血是国际生命科学界，特别是医学界关注的热门课题。第二代人造血是我国上海有机化学研究所、上海劳动卫生职业病防治研究所的科学工作者研制的。对第二代人造血的科学检测实验证实，它具有4个方面的优点：第一是储存期长；第二是不管使用者的血型，能保证血液和各脏器的正常生理功能，适宜大面积、突发性事故伤员的急救；第三是生产中可以消毒、患者在使用时不会染上因输血引起的传染病；第四是它的颗粒直径仅为人体血液红细胞的1／70．在红细胞被血管栓塞段堵截时，人造血可载运氧气绕道而行，使缺血段的细胞重新得到氧气供应，这会有利于治疗某些血管缺血性疾病。专家们在评审这项成果时指出，我国科学工作者研制成功的第二代氟碳人造血，仅仅用了4年的时间，而且有那么多的优点，是难能可贵的，这对于解决救护伤员及其他需血的患者来说是一大福音。对该成果的重大意义不仅在于治疗本身，从生命科学的理论和实践来看，它应该是人造器官或组织的一部分，从这个角度来讲，这项成果的意义是深远的。
2 生物应答变更因子类新药问世
“生物应答变更因子”是一类新发现的药物，其主要功能是促进免疫系统的防御能力。这类新药在治疗癌症及一些传染病方面有作用。专家们认为，21世纪它们会统领药物市场。评价如此之高．值得人们关注。
迄今，美国医学家已发现40～50种生物应答变更因子的药物。现举若干实例。如加利福尼亚州一家生物技术公司研制的最新生物应答变更因子药物——“干细胞因子”，它能促进早期骨髓细胞的生长，以产生红细胞和白细胞，适用于骨髓功能衰退、接受化疗、移植异体骨髓以及艾滋病等患者的治疗。又如免疫系统激素——“干扰素α-2”也是一种新的生物应答变更因子药物，它能促进各种白细胞去破坏病毒感染细胞，甚至它本身也能渗入病毒感染细胞，从而阻断病毒增殖。再如“红细胞生成素”是一种肾脏分泌的激素，它能促进骨髓细胞成为成熟的携氧红细胞．可用于肾功能衰竭患者或艾滋病患者的贫血症。还有一种“集落促进因子”，其主要功效是促进未成熟的骨髓细胞成为能抵抗疾病的白细胞，它还可被用于增强治疗白血病的药物胞嘧啶阿糖苷以及治疗艾滋病的药物叠氮胸苷的疗效。专家们在评审生物应答变更因子系列药物时指出，此类新药物通过控制患者的红细胞和白细胞达到治疗疾病的目的，其作用机制新颖，效果特别，其前景可与当年抗菌素发展势头相媲美。他们特别建议。应进一步加大在本领域的研发力度。
3 生物固氮能力研究的新进展及新发现
从空气中获得氮并将其转化为自身氮素营养是豆科植物的独特性状。虽然这种能力是依靠固氮菌与豆科植物共生在根部形成根瘤来实现的，但是不同种类的豆科植物对与其共生的固氮菌都具有专—性。培育具有固氮能力的非豆科作物一直是科学工作者探索的一个重要科研项目。
前不久。英国诺丁汉大学爱德华〃科金教授主持的一个研究小组织报道了他们对非豆科作物固氮能力研究取得的新进展。研究组成功地分离出一种可以溶解植物根毛生长点细胞壁
的酶。利用这种酶可将固氮菌引入非豆科植物根毛和细胞原生质中，使其具有固氮能力。这一点突破，正是本项研究的创新点。在这个基础性突破研究的基础上，现已向水稻、小麦以及向日葵的植株体内引入。由于水稻在世界粮食中占有重要地位，它已作为重点研究对象，主要目标是研究最适合与水稻建立共生关系的固氮菌。
在人们发现某些植物能够利用根瘤菌，形成根瘤——固氮制造营养物质——氨基酸和酰胺。因此，豆科植物不但能在贫瘠土地上生长，而且还有肥田的作用。苜蓿、花生、洋槐、相思树、紫藤、赤杨、美洲茶等植物都有这样的特性。研究还发现，某些热带作物能够在叶面上长瘤，利用微生物固定空气中的氮素。松树虽不长瘤，但它能与根上及根周围的微生物建立合作关系，因此，它也能够在缺氮的沙土上生长。在这样的事实面前，人们在思考，动物能不能在自己的躯体内，按照上述已查明的固氮机理，自制营养物质。现在科学家已经发现了这样的例子，而且还是我们人类的一部分。这个发现被称之为固氮机制在生物体中起作用的重大发现。调研报告表明，生活在新几内亚山区的土人，每天只吃一些山芋和蔬菜，至多再加一点豆类和花生。他们一天的食料中，蛋白质只有22 g，远低于世界卫生组织规定的最低标准60g，然而，他们人人都很健壮，无论男女老少，都没有任何营养不良的症状。这种现象引起了人们的广泛关注，希望尽快找到原因。最后还是通过对当地土人进行细致的检查，发现他们的粪便中氮素含量超过进食的氮量。这个氮素的含量“差”，恰恰是问题的关键点。多出的部分从何处来是科学工作者必须揭示的问题。通过进一步的查找，竞从这些土人的肠道中找到了固氮菌。正是这些固氮菌在人体内固定和吸收空气中游离的氮素，再合成为蛋白质，满足人体的需要。
专家们在评审这个新发现时指出，人们对植物利用微生物为自己制造氮肥很感兴趣，而对人体利用固氮菌为自身合成生长、发育所需要的蛋白质必然是更感兴趣。对于这项开发性研究，一是要进一步落实在动物身上固定和吸收空气中游离氮素的有效机制的可靠性和准确性；二是加以推广应用。大气中含量非常丰富的游离氮，就能直接成为极为丰富的食品资源。
发现生物固氮100年后的今天，其机制研究又有新的重大进展。研究认为。固氮微生物之所以具有固氮能力，从分子生物学角度上已探明，是这些微生物体内含有具特殊催化功能的蛋白质——固氮酶这种生物大分子。其作用机理现已被揭示，即固氮酶在常温常压下将氮气转化为氨，同时还将水巾的氢离子还原成氢气。由于固氮酶反应消耗很大能量，所以人们过去认为，伴随固氮而出现的放氢是能量的浪费，并试图解决这种浪费。进一步的研究发现，固氮酶是由钼铁蛋白和铁蛋白两部分组成。钼铁蛋白中的铁相辅因子被认为是固氮酶真正起催化作用的活性中心。由于固氮酶结构的复杂性，科学家们试图化整为零，先对各个组成单位进行分别研究，然后再设法将各单位重新组装成完整的固氮酶分子。这方面的研究又取得了新进展。如去铁相辅因子的固氮酶已从突变菌株中分离出来并得到了初步纯化。再一点是固氮酶的活动是由固氮基因(简称nif基因)群所操纵。关于生物固氮遗传基础研究目前的进展也十分引人注目。肺炎克氏杆菌的整个固氮基因群的DNA序列分析已经全部完成。生命科学工作者还从其他固氮微生物中(如原细菌的甲烷球菌和各类真细菌)得到大量的固氮基因的DNA序列资料。总之，生物固氮研究的一个又一个突破，极大地丰富了生命科学理论，又为化学模拟及生产应用提供了直接依据。随着生物固氮机制的不断的、深入的揭示，在此基础上进行工业模拟生物固氮，或通过基因工程手段去改造固氮微生物，甚至可创造出能够直接固氮的生物新品种，造福于全人类。
现代生物技术研究进展 luojuan 摘要：生物技术是21世纪最具有发展前景和活力的学科，世界各国都将生物技术视为一项高新技术，生物技术在相关领域中的应用也成为应用技术研究中的热点。生物技术又叫生物工程，是综合运用生物学、细胞生物学、微生物学、生物化学等基础科学和生化工程等原理和技术而形成的一门综合性的科学技术。 关键词：现代生物技术细胞工程酶工程发酵工程基因工程蛋白质工程研究进展 一、现代生物技术概述[1] 生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统生物技术主要是自然发酵技术和自然杂交育种技术。现代生物技术是指以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。现代生物技术主要包括：细胞工程、酶工程、发酵工程、基因工程、蛋白质工程。 二、细胞工程研究进展[2] 细胞工程的概念及其基本操作细胞工程属于广义的遗传工程,是将一种生物细胞中携带的全套遗传信息的基因或染色体整个导入另一种生物细胞,从而改变细胞的遗传性,创造新的生物类型。它包括细胞融合、细胞重组、染色体工程、细胞器移植、原生质体诱变及细胞和组织培养技术。 近年来，在该领域的研究最引人注目的是细胞融合技术和细胞杂交，并取得一些突破性研究进展。应用细胞融合技术可以培育新型生物物种。可实现种间育种。 1975年英国科学家研制成功了淋巴细胞杂交瘤技术，由此技术获得的单克隆抗体很快应用于临床实践，被称为20世纪80年代的“生物导弹”。目前单克隆抗体技术已用于治疗诊断癌症、艾滋病等多种疑难疾病，及快熟诊断人类、动物和农作物病害等方面，成为细胞工程在医学上最重要的成就之一。 日本秋田生物技术公司和遗传资源开发利用中心联合采用细胞工程的原生质体突变，将“秋田小町”稻育成“新秋田小町”新品种。该稻试种过程中，产量大大提高，取得了明显的经济效益。我国科学家利用细胞工程的原生质体育种在世界上首创了食用菌属间原生质体杂交。这种属间杂交新品种，既有香菇的独特香味和优良品质，又有平菇的高产量、生长周期短、易栽培、抗逆性强等特性。 随着细胞工程技术的不断发展，植物细胞和组织培养这一细胞工程技术也无例外地得到发展，目前已在许多植物上，特别是在农林生产实践中得到了广泛应用。尤其在林木优良品种和无性系的快速繁殖方面进展较快。 细胞工程已成为当代社会经济重要支柱性技术之一。 三、酶工程的研究进展[3] 酶工程就是在一定的生物反应装置中，利用酶的催化功能，将相应的原料转化成有用物质的一门技术。 化学酶工程又称初级酶工程，主要由酶学与化学工程技术相互结合而形成。在开发自然酶制剂方面，大规模生产和应用的商品酶只有数十种，如水解酶、凝乳酶、果胶酶等。在食品工业中的应用主要是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、食品烘烤及啤酒发酵；在轻化工业中的应用主要包括洗涤剂制造、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造、牙膏和化妆品的生产、造纸、废水废物处理和饲料加工等；在能源开发上的应用主要是利用微生物或酶工程技术从生物体中生产燃料，也可利用微生物作为石油勘探、二
生命科学研究进展 尹强 (江西农业大学理学院，江西南昌，330045) 现代生物技术已进入商品生产的激烈竞争阶段。据在京举行的关于“分子生物学进展”方面的学术报告会透露，美国科学院的院报中，每月的生物论文10倍于数理化天地论文的发表数量。这个数字显示了在当代人们对生命科学发展的重视程度。同样，在商品生产领域也表现出了同样的趋势。如在运用现代生物技术的遗传工程方面，美国每年在该领域投入的研究经费高达100多亿美元，有200多家大生物技术公司从事有关方面产品商品开发，已生产出了多种生物制品。在市场上出售的有人生长激素、胰岛素、调节血压的人肾素，还有乙型肝炎疫苗；可使肿瘤枯萎的生物技术药物已进入临床试验。美国利用遗传工程正在研制生物制品的还有多种，如具有抗癌作用的肿瘤坏死素、能溶解血栓的组织纤维蛋白溶酶活化剂及多种免疫系统调节制剂．科学工作者还正在研制艾滋病疫苗。在现阶段的动物试验中，这种疫苗已使老鼠体内产生了艾滋病抗体，并开始在人体上进行试验。 日本在生物技术方面的研发也不甘落后，该国的科学家把生物技术看成是使日本的技术在2l世纪处于世界领先地位的跳板。日本引进美国的生物技术，派出大量人员去美国学习，同时鼓励本国的科研。日本已研制出促进红细胞形成的血细胞生成素，可用于治疗肾脏疾病。 西欧各国在生物技术方面起步较慢，但在现代制药工业中生物技术却异军突起。他们在单克隆抗体和特异蛋白分子的生产方面处于世界领先地位。一些老企业也利用生物技术生产各种高效酶制剂，用于食品加工和废物处理。还有，他们在细胞融合领域也取得了重要进展，如番茄马铃薯的育成。在开发这类细胞融合技术产品时，除在产品实践方面有所突破外，还在育种理论上有新发现。如他们在研究报告中指出，利用细胞融合技术最有前途的是近亲植物细胞融合，它对提高品种质量效果明显。 俄罗斯生物技术研究也日趋活跃，他们在前苏联时期的研究基础上，先将遗传工程的重点放在农业方面，力图培育出“早熟、高产、营养丰富、能在贫瘠土地上生长的农作物。俄罗斯科学家还存分子生物学和医学生物技术方面进行了卓有成效的研究，在研究离子载体如何穿过细胞膜方面有突破性进展，了解这一点将使人们揭开细胞维持恒定状态的奥秘。 我国在现代生物技术开发方面虽然起步较晚，但发展迅速，在某些项目上已跻身于世界先进行列，引起了国际同行的关注。如存生物医学工程领域的人工器官，新华医院和上海第一结核病防治院共同研制的聚丙烯中空纤维人工肺已在全国推广应用，仅新华医院一家就用了300多例。过去不用人工肺死亡率达50％，现在应用新的人工肺，深低温手术无一例死亡，达到了国际先进水平。上海胸外医院、新华医院、人体代用材料研究所研制的人造血管、膨体心脏修补片已达到国际20世纪80年代水平。特别应提到的是，我周在转基因抗病虫害作物、生物大分子的合成及克隆生物领域取得的成果亦是颇多。我国还参与了人类基因组测序工作，说明我国在该领域占有一席之地。我们还必须进一步加强该领域的研究工作，以缩小与发达国家在生物技术研究开发方面的差距。 1 我国研制成功第二代人造血 查新报告显示，我国第一代人造血在临床应用中，已成功地抢救了400多名伤病员。研究第二代人造血的科研人员，在历时4年的探索中对氟碳人造血的合成、乳化、毒理以及药效等方面做了不少改进，储存期从半年延长到1.5年；它在血管中的半衰期也从原来的10 h延长到19.8h。这将更有利于患者恢复健康。人造血是国际生命科学界，特别是医学界关注的热门课题。第二代人造血是我国上海有机化学研究所、上海劳动卫生职业病防治研究所的科学工作者研制的。对第
主要的生物进化学说有哪些，它们的内容和特点是什么？你 更接受和赞同哪一个，为什么？ 数百年来，人类都在思考着自己是怎么来的，科学家们 以及众多哲学家、思想家们更是为此做着孜孜不倦的探索， 也由此产生众多生物进化学说。虽然现在以自然选择为核心 的达尔文生物进化论已得到相当广泛的认可，我们还是要回 顾一下生物进化学说的发展。 经过课程的学习和查阅资料，在生物进化学说的发展过展过程中，主要出现大概一下13种生物进化学说。在查理·达尔文之前,希腊的阿那克西曼德和恩培多克勒，马耶，莫泊丢, 乔治·布丰，居维叶，拉马克，圣提雷尔，伊拉兹吗斯·达尔文, 韦尔，普里查德，劳伦斯，马修，钱伯斯等多位思想家、科学家给出了自己的观点。不论在今天看来这些观点还是否正确，他们都毋庸置疑的推动着生物进化论的发展，因为新学说的产生都是由于旧学说的局限性甚至错误，所以我们有必要来了解这些学说的内容和特点。 1.神创论神创论认为，地球及万物是上帝创造。地球上的生命从被创造后没有发生任何变化。世界是上帝有目的地设计和创造的，由上帝制定的法则所主宰，是有序协调、安排合理、美妙完善且永恒不变的。 在十八世纪以前，《圣经》及其宣扬的神创论在西方学术
界、知识界以及整个西方文化中占据着统治地位。 2.布丰的物种可变乔治·布丰1749年正式出版博物学巨著《自然史》的第一卷。 在《自然史》中他提出了进化论点，认为物种是可变的，特别强调环境对生物的直接影响，当物种生存环境的改变，尤其是气候与食物性质的变化，可引起生物机体的改变。 可是由于这个进化论点和教义明显不一致，布丰经不起宗教势力的压迫而公开发表了放弃进化观点的声明。可见至十八世纪，神创论的统治地位依然很难动摇。但不可否认，布丰的物种可变观点已具有极大的进步意义，启发了后来众多科学家在自然选择这条道路上走下去。 3.居维叶的灾变论 他根据各大地质时代与生物各发展阶段之间的“间断”现象，提出了“灾变论”。地球上的绝大多数变化是突然、迅速和灾难性地发生的。是自然界的全球性的大变革，造成生物类群的“大绝灭”，而残存的部分经过发展与传播又形成了以后各个阶段的生物类群。 4.拉马克进化学说 他的代表作是《无脊椎动物系统》(1801)和《动物学哲学》(1809)，在这两本巨著中拉马克提出了有机界发生和系统的进化学说。 1)生物种是可变的，所有现存的物种，包括人类都是从其他物
RNA干涉及其应用 摘要 RNA干涉（RNAi）是将双链导入细胞引起特异基因mRNA降解的一种细胞反应过程.它是转录后基因沉默的一种。RNAi发生过程主要分为3个阶段:起始阶段，扩增阶段，效应阶段。RNAi在生物界中广泛存在.综述RNAi现象的发现、发生机制及其应用,并展望未来的研究. 关键词 RNA干涉 RNA干涉应用 RNA interference and its application Abstract Introduction of double-stranded RNA into cells can induce specific mRNA degradation. This process is called RNA interference(RNAi). It is a kind of post-transcriptional gene silencing. RNAi patlway can be divided into three step: initiation step, amplification step and effector step . RNAi exists in a wide variety of organisms. The discovery , mechanism and application were reviewed in the paper . In addition, the out look of RNAi was introduced . Key words RNA interference application RNA 干涉(RNA interference ,简称RNAi) 是将双链RNA(dsRNA) 导入细胞引起特异基因mRNA 降解的一种细胞反应过程.它是转录后基因沉默(PTGS)的种.1998 年, Fire 等人[1]在利用反义核酸技术来抑制线虫基因表达时意外地发现,由正义和反义RNA 退火形成dsRNA 引起的基因表达抑制要比单独应用正义或反义RNA 强10 倍以上. dsRNA 引起的基因表达抑制不是正义或反义RNA 引起的基因表达抑
从生命科学的发展趋势谈细胞生物学细胞是生命体的基本结构和功能单位。细胞生物学是以细胞为研究对象，从细胞整体、细胞超微结构和生物大分子水平上把细胞的形态结构与生理机能联系起来研究，把细胞的生命活动与生物体整体生命活动联系起来研究，从而揭示各种生命现象的物质本质及其规律的学科。细胞生物学是实验科学，其理论体系的发展依赖实验技术的进步。现已形成的丰富的细胞生物学实验技术体系，是生命科学工作者从事科学研究的重要工具。 从19世纪中叶以来，生命科学迅猛发展，呈现出以下发展趋势。 (一)由宏观向微观 光学显微镜的发明使人类观察到了生命体的基本结构单元——细胞。20世纪40年代，电子显微镜问世，对生命物质本质的研究进入细胞超微结构水平。20世纪50年代，高速离心机、电泳层析、分光光度计和分子标记等物理和化学技术方法引入生命科学研究，增强了细胞超微结构的化学组分和生物大分子的分离分析能力。20世纪70年代以来，不断发展的基因操作技术推动了对生物大分子的结构和功能研究。上述实验研究的成果提升了人类揭秘各种生命现象物质本质的能力，奠定了细胞生物学理论体系形成的基础。 (二)由分析到综合 人类对生命的认识．是一个由简单到复杂的过程。对于简单生命现象的分析研究比较容易取得成果，促进了知识的积累。而对复杂生命现象的研究，则需要
综合多方面、多层次的研究成果，经归纳、联系、推理的过程，从而揭示复杂生命现象的本质和规律。19世纪生命科学杰出的成就之一——生物进化论，是达尔文综合了当时的诸多学科领域的研究成果．包括生物分类学、比较解剖学、古生物学、
胚胎学、细胞学等，科学地揭示了物种起源这一复杂生命现象的本质和规律。可以认为，细胞与分子生物学理论体系的形成是生命科学的又一重要成就、细胞生物学不是研究单一生命现象的学科，而是综合了在细胞超微结构水平和分子水平上对各种生命现象的现代研究成果而形成的理论体系，是生命科学的综合性基础学科．是进一步研究复杂生命现象，探索生命奥秘的工具学科和前沿学科。 (三)由解释生命到改造生命 由于现代生命科学的发展，使人类解释生命的能力大大增强。然而，人们更感兴趣于改造生命，创造超自然的生物品种以及生命现象为人类所利用。在生命科学发展中，形成了细胞工程和基因工程系列理论和技术，就其内容而言，也应属于细胞和分子生物学的组成部分。这是一个可以同生产实践产生密切联系的高科技领域，其派生的生物产业已经产生了巨大的经济效益。因此，细胞生物学是生命科学基础理论与生产实践相结合的桥梁学科。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
现代生命科学前沿专期末考试题 考试时间 1月13日14:00~16:00，地点：学院一、二教（如果坐不下再开微格教室），形式：闭卷，拉单桌，不允许携带任何资料。 1.论述当代生命科学五个方面的最新进展（30分） a 神经生物学研究进展:20XX年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现构成大脑定位系 统细胞的三位科学家.他们发现在实验动物经过某些特定位置时,位于海马附近内嗅皮质的另一些神经细胞被激活,这些脑区构成一个六边形网络,每个网格细胞在特定的空间图式中起作用.这些网格细胞共同构成一个坐标系,便于实验动物在三维空间的活动.这些研究解决了哲学家和科学家几个世纪来一直争论不休的一个问题,即大脑如何对我们周围空间产生地图,以及如何通过这个系统在复杂的环境中导航的. b.细胞生物学研究进展:20XX年,日本山中伸弥研究小组通过将逆转录病毒介导的Oct4, Sox2, Klf4及c-Myc四个基因转入鼠成纤维母细胞,将成体细胞重编程为具有多分化潜能的干细胞,并将该类干细胞命名为iPS细胞.20XX年, 美国Thomson 实验室，俞君英博士报道了Oct4, Sox2,Nanog及Lin28 四个基因的转染可将人成纤维母细胞重编程为iPS细胞。20XX年4 月, Hanna等将镰刀型红细胞贫血模型小鼠的皮肤成纤维细胞诱导为iPS细胞, 改善了小鼠的贫血症状。20XX年9月, 美国哈佛大学采用iPS技术, 将人类胰腺细胞逆向分化为能分泌胰岛素的B细胞, 成功治愈了糖尿病小鼠。利用这些方法，可以避开伦理学的限制获得具有多能性的细胞,这为发育生物学和医学研究提供了更多可能的应用. c.分子生物学研究进展:以半乳凝素-3为例,研究表明癌症患者血液中半乳凝素-3水平大幅升高.半乳凝素-3参与肿瘤细胞的增殖、粘附、侵袭、克隆存活以及肿瘤血 管生成等过程.而一些半乳凝素-3抑制剂如乳糖基胺,乳糖基亮氨酸,酸碱修饰的柠檬
1. 什么是系统生物学？ 系统生物学是一种典型的多学科交叉研究，它需要生命科学、信息科学、数学、计算机科学等各种学科的共同参与。它是一种整合型大科学，要把系统内不同性质的构成要素（基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等）整合在一起进行研究。对于多细胞生物而言，系统生物学就是要实现从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合。 系统生物学包括四个方面： 一、系统结构。包括基因，蛋白间关系以及由此得到的基因蛋白网络和生物通路，以及这些相互之间关系所牵涉到的细胞内和细胞外结构的物理特性和机制。 二、系统动力学。可以通过代谢分析，敏感性分析，动力学分析工具比如分叉分析等，以及识别不同行为所内含的机制等分析方法和手段来理解在不同时间点不同条件下系统的行为。 三、系统的控制方法。掌握这些控制细胞处于各种状态的机制，用来模拟系统，能得到治疗疾病的药靶。 四、设计的方法。基于某些设计的原则和模拟方法，可以修正和构造具有所需特性的系统，而不需要盲目地反复实验。 2. 生物芯片技术对于系统生物学的意义？ 生物芯片是多领域相揉合的产物，生物芯片技术涉及电子技术、成像光学、材料学、计算机技术、生物技术等。简单说，生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。生物芯片技术是系统生物学技术的基本内容。 系统生物学有两个关键技术基础，“组学”数据基础，以及检测和实验技术基础。在检测和实验技术这一方面，生物芯片占有举足轻重的地位。二十世纪末期，生物芯片开始进入大家的视野，它有着传统技术无可比拟的优势：高通量、微型化、自动化。系统生物学需要处理海量的组学数据，如果仅仅依靠传统手段，将举步维艰，借助于芯片技术，将事半功倍。 3. 以某离子通道为例，叙述蛋白结构和功能的测量方法和手段 以BK通道为例，结构测量：首先得到通道的序列，设计引物，通过体外PCR 快速高效的体外扩增该片段，然后连接到合适的载体上导入宿主细胞中进行表达，获得蛋白，通过HPLC进行蛋白分析和分离，将纯化后的蛋白配制成浓溶液，进行晶体生长实验，获得高质量的单晶体后，进行X射线衍射来解析该通道的结构，功能测量：通过量：通过切除部分序列，来测量通道的功能序列，定点突变来确定通道的关键氨基酸。通过特异性药物或毒素与通道的结合相互作用来检测通道的生理活性和功能。 4、有哪些方法可用来确定离子通道生理功能？ （1）电压钳技术 膜对某种离子通透性的变化是膜电位和时间的函数。用玻璃微电极插入细胞内，利用电子学技术施加一跨膜电压并把膜电位固定于某一数值，可以测定该膜电位条件下离子电流随时间变化的动态过程。利用药物使其他离子通道失效，即可测定被研究的某种离子通道的功能性参量
生命科学发展大事记 公元1600年～公元1839年 公元1609年 ●意大利物理学家、天文学家G.伽利略制造一台复合显微镜，并用于观察昆虫的复眼。公元1628年 ●英国医生、解剖学家W.哈维所著的《动物心血运动的研究》一书出版，建立血液循环 理论，奠定了近代医学和生理学的基础。 公元1660年 ●意大利解剖学家M.马尔皮基观察到蛙肺里连接动脉和静脉的毛细血管，证实了哈维的 血液循环理论。 公元1665年 ●英国物理学家R.Hooke（R.胡克）在显微镜下观察软木切片,发现蜂窝状小室,称之为 “Cell”，并发表著作《显微摄影》描述之。 公元1668年 ●意大利医生F.雷迪通过蝇卵生蛆的对比实验，为反对自然发生说提供了第一个证据。公元1675年 ●荷兰人A.van 列文虎克发明了显微镜。 公元1675年 ● A.van 列文虎克用自制的、当时分辨率最高的显微镜进行了广泛观察，发现了由种种 活着的“小动物”组成的微生物世界，同时也发现了人的精子。 公元1682年 ●英国植物学家N.格鲁编著的《植物解学》出版，其中也包括植物生理学的研究成果。公元1686年 ●英国博物学家J.雷所著《植物史》第一卷出版，以后继续出版第二、三卷，其中讨论了 种的定义。 公元1727年 ●中国医学家俞茂鲲在《痘科金镜赋集解》中记载，人痘接种术起于明朝隆庆年间(1567～
1572)；《医宗金鉴》(1742)介绍了痘衣、痘浆、水苗、旱苗四种方法。据俞正燮(1775～1840)在《癸巳存稿》中记载，1688年(清康熙二十七年)俄国已派医生来学“人痘法”。公元1735年 ●瑞典植物学家Linne C.V.（C.von林奈）所著的巨著《自然系统》第一版出版，首创物 种二名法，把自然界的植物、动物、矿物、分成纲、目、属、种，实现了植物与动物分类范畴的统一，在全世界得到普遍承认与推广。 公元1761年 ●科尔鲁特以早熟的普通烟草和晚熟的心叶烟草杂交获得了品质优良的早熟杂种一代。公元1770年～公元1774年 ●氧气的发现，经历了一个较为漫长的曲折历程。造成这种曲折的原因尽管是多方面的， 但主要还是发现者本人的主观因素所造成的。因此，总结这一深刻教训，可给后人留下许多有益的历史启示。 人类关于氧气的研究，可以追溯到遥远的古代。据史书记载，公元8世纪，中国就曾经对大气进行过研究，并把大气分为阴阳两部分。到17世纪，罗伯特·波义耳（R. Boyle，1627－1691）在进行抽气机与燃烧实验时，发现了一些奇妙有趣的现象。在真空中，火药环只在受热的地方才燃烧，但一通入空气，立刻全部燃烧。这些燃烧现象，使波义耳得出结论：“空气中有一些活性物质不是被磷的烟雾消耗掉，就是被它驯化”。 这给人们以启发，那就是空气中含有两种截然不同的气体。此后，R. 虎克（R. Hooke，1635－1703）也做了类似的燃烧实验，并得出结论，认为空气中存在一种可以溶解可燃物体自身的东西。 罗伯特·波义耳和虎克的实验，对发现氧气都是极为有益的。只要沿着这个正确的思路去寻找空气中那种具有活性的物质是什么？氧气就会很顺利地被发现。但科学发现的道路是曲折的。在通往客观真理的征途上，遇到任何一点障碍，都可能使科学家犹豫不前，而大大推迟科学发现的时间。 在氧气发现的过程中，最大的障碍，就是“燃素说”的提出。它使一些科学家步入歧途，茫然而不能自拔。“燃素说”是英国人乔治．恩斯特．史塔尔继承了约翰．约阿希姆．帕克的《地下的自然哲学》中的学说，并综合了各家观点，于1703年较系统地阐述和发挥为完整理论的。史塔尔认为，空气中有一种可燃的油状土，即为燃素。史塔尔所说的燃素是“火质和火素而非火本身”，燃素存在于一切可燃物体中，在燃烧时，快速逸出。 燃素是金属性质、气味和颜色的根源。它是火微粒构成的火元素。按照“燃素说”的观点，
1.1走进生命科学的世纪教学设计 一、本章教材分析： 随着社会和科技的发展，人类对生命世界的认识越来越丰富，兴趣越来越浓厚，展现在我们面前的是丰富多彩的生命世界，同时又是充满迷惑和挑战的未知世界。本章是高中生命科学的开篇，通过回顾生命科学发展的光辉历程和展望新世纪的美好前景，引导学生认识学习生命科学的重要意义。 本章包括《走进生命科学的世界》和《走进生命科学实验室》两节。通过这一章的学习，使学生初步了解生命能够科学技生命科学对人类生活的影响，增强学生对生命科学的好奇心，使之关注生命科学的发展，更加自觉地学好这门课程。同时使学生了解什么科学探究的基本步骤，激励学生走进生命渴望学实验室，为高中阶段《生命科学》的学习奠定基础。 二、本节教材分析： 本节《走进生命科学的诗集》包括“生命科学发展简史”和“展望生命科学新世纪”两部分内容，这一节教学关键在于引起学生的共鸣，即激发学生持续的内在兴趣，并让学生注意科学家如何思考问题和解决问题，从中学习科学地思维，领略科学思想。 关于“生命科学发展简史”，教材首先介绍了我国古代劳动人民在生命科学发展中的重大贡献，同时介绍了《齐民要术》和《本草纲目》等科学巨著。然后，按照整体水平——细胞水平——分子水平的研究历程，以及从个体水平——群体水平——生物与外界环境之间的关系的研究这两条主要线索介绍生命科学研究发展的历程。教材特别强调了细胞的发现、DNA 双螺旋结果和人类基因组计划等具有里程碑作用的伟大成就。本教材注重介绍研究手段，强调了技术的发展对推动生命科学发展的重要意义。 关于生命科学发展简史要通过一个个事例和科学家前后相续的研究让学生体会科学发现是循序渐进的过程，不是一蹴而就的；课本知识来源于科学实践，科学家的工作是从观察到的一系列现象中“猜出”本质与联系。以此引导学生认识学习便是观察前人的观察，以便将来自己也成为世界的观察者和问题的解决者。 关于“展望生命科学新世纪”，教材侧重于现代生命科学的成就与未来的发展前景。教材从微观和宏观两方面介绍生命科学在21世纪将面临的重大课题，其中包括正在研究的课题，如转基因技术、基因治疗、环境保护等，也有至今未解之谜。强调生命科学对社会经济发展和人类生活与健康的重大影响。 引导学生放眼看世界，自己体会和思考科学发展与社会进步的关系，作为社会的一员，自己现在能做什么，将来能做什么。 三、学情分析： 本节课的授课对象是刚进入高中（高一）的同学。他们在初中已经学习过一些关于生物的基本知识，对生命科学的发展史有一定的了解，具备了一定得生物学基础。对于刚刚步入高中校门的学生而言，生命科学史的介绍和研究成果的简介是他们接触到的生命科学的第一课，作为教师，如何引导他们带着兴趣走进生命科学这门学科，在这节课的教学过程中显得尤为重要。鉴于生命科学史的内容比较枯燥，涉及到一些时间、人物、研究成果的记忆性知识，单纯的讲解难以引起学生的兴趣，因此我会采用一些图片资料、以故事的形式给学生讲解这方面的知识。在生命科学研究成果的介绍中，因为涉及到一些学术性较强的科学知识，因此我会在课前将这些知识作一定的简化处理，以更加形象生动的通俗的语言给学生介绍一些学术性较强的科研成果。
2010年以来的重大生命科学研究进展 摘要生命科学以其固有的特性和规律担负着二十一世纪新兴科学的光荣使命，经过近20年的发展，整个生命科学研究发生了根本变化。生命科学的研究对象和问题与经济社会之间的关系越来越紧密，比如人类健康、农业生产、人类居住环境等。近几年来生命科学发展更是令人瞩目，丹尼索瓦人基因组、用干细胞制造卵子、通过X射线激光解析蛋白质结构、基因组精密工程以及“DNA元素百科全书”计划，五项生命科学研究进展入选2012年《科学》杂志评选的年度十大科学进展。 关键词生命科学进展基因组干细胞 自第一次工业革命开始，科学技术就在人类的发展史上稳稳地占据了重要的地位，科学技术对社会发展影响的加强，能够促进那些与人类自身生活质量和环境改善等密切相关的领域，生命科学以其固有的特性和规律担负着二十一世纪新兴科学的光荣使命，现如今经济科技高速发展，然而人类社会中也产生了或多或少的问题，生命科学则正在以其科学性和人文性为人类社会服务着。 经过近20年的发展，整个生命科学研究发生了根本变化。一方面，随着研究的深入与细化，不断揭示出复杂生命现象背后的分子机制；另一方面，研究趋向于从系统角度认识微观层面。今生命科学基础研究呈现两大特点。随着研究的不断深入，研究的复杂度越来越大、研究周期变长，研究者的分工更加细化，研究者之间的合作和配合增加。比如疾病基因的鉴定，初期的生命科学基础研究主要研究单基因疾病，而现在则集中在多基因复杂疾病。研究难度的加大必然导致研究周期变长——许多重要成果来自于研究者十数年乃至更长时间的 研究积累。生命科学的研究对象和问题与经济社会之间的关系越来越紧密，比如人类健康、农业生产、人类居住环境等。 一、2010年以来世界重大生命科学进展 2012年底，美国《科学》评选了2012年十大科学进展，生命科学研究成果引人注目，其中有五项都是生命科学领域的研究进展，它们分别为丹尼索瓦人基因组、用干细胞制造卵子、通过X射线激光解析蛋白质结构、基因组精密工程以及“DNA元素百科全书”计划。生命科学的研究不只是在2012年才被评选进十大科学进展，2011年我们也可以看到十大科学进展中生命科学的身影，一项艾滋病研究位于榜首，其次人类起源之谜，光合蛋白II，微生物组新发现，重要的疟疾疫苗，清除衰老细胞、马铃薯基因组测序完成等占据了十项重大
生命科学研究进展报告会心得 通过对生命科学进展这门学科几天的学习，我对新世纪的生命科学的发展和研究动态有了大致的了解。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。 生命科学这门学科的研究对象：最简单的生命（病毒）到最复杂的生物（如人类）在内的各种动物、植物和微生物等生命物质的结构和功能，它们各自发生和发展的规律，生物之间以及生物与环境之间的相互关系；以及为什么要学习生命科学：是自然科学发展的需要，是生命科学自身发展的需要，是提高科学素养和弘扬科学精神的需要，是人类社会可持续发展的需要。通过几天的学习，我对最基本的生命现象和有关生命科学的基础定律等有了一定的认识和了解。在这过程中，我感叹神奇的大自然造就了多姿多彩的生命形态，生命进化过程中形成了各种令人叹服的复杂的功能器官和组织，各种各样的生物体之间在长期演化中形成的各种生物链和依存、竞争关系，我们的地球因为这些生命的存在而独一无二。在本次听课的过程中，我对水稻的生长过程产生了浓厚的兴趣，也对水稻在生长过程中易患疾病的种类、现象及原因都有了一定的了解。 随着现代生物学研究水平的不断深入，不仅仅需要先进的仪器设备和技术，也需要其他学科领域知识的交叉渗透，以解决越来越多样化的问题。现在生物学的研究逐渐深入，遇到的问题也更加复杂化，单靠本学科的知识和研究方式去研究，将会逐渐暴露出极大的弊病，限制生物科学的发展。只有加强学科间的交流与合作，大力发展生物交叉学科，才能推动生物科学走向另一个发展的飞跃。比如，化学与生物学科的相互促进可谓来源渊远，自实验生物学阶段开始，化学都在生物学研究的发展里起着重要的主导作用。一直以来，生物科学的发展都是随着化学的发展不断取得进展的。进入分子生物学阶段后，化学与生物学的相互渗透将会进一步发展和多样化，化学将在指导生命现象，蛋白质谱系和基因组的研究中，发挥越来越大的作用。任何一门学科都不应当是孤立地研究，而是应该与其他任何相关的知识联系在一起。只有做到与其他学科的交流合作与共同促进，才能达到这一目的。生物交叉科学，在未来将对生物科学，以至于人类的发展，发挥越来越大的作用。 通过本门课程的学习，使我们加深理解生物科学研究在国民经济、人类生存环境、资源合理利用和开发中的低位和作用，加强我们对生物科学前瞻性的认识。我们比较全面和深入地了解了生物科学最新的研究进展，发展方向和应用前景，开放了我们视野，拓宽知识，明确职责，积极主动投身生物科学研究行列。
高中生物科学发展史梳理 生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程，又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度。下面是我为大家整理的高中生物科学发展史，希望对大家有所帮助! 高中生物科学发展史：必修一分子与细胞 1、虎克：英国人，细胞的发现者和命名者。1665年，他用显微镜观察植物的木栓组织，发现由许多规则的小室组成，并把"小室"称为cell——细胞。 2、列文虎克：荷兰人，他用自制的显微镜进行观察，对红细胞和动物精子进行了精确的描述。 3、19世纪30年代，德国植物学家施莱登(M.J.Sehleiden，18o4—1881)和动物学家施旺(T.Schwann，1810—1882)提出了细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位。 4、维尔肖(R.L.C.Virchow)：德国人，他在前人研究成果的基础上，总结出"细胞通过分裂产生新细胞"。 生物膜流动镶嵌模型涉及的科学家 5、欧文顿(E.Overton)：1895年他曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行地上万次的试验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出了膜由脂质组成的假说。 6、罗伯特森(J. D. Robertson)：1959年他在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，结合其他科学家的工作，提出了生物膜结构的"单位膜"模型。
7、桑格(S. J. Singer )和尼克森：在"单位膜"模型的基础上提出"流动镶嵌模型"。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。为多数人所接受。 酶的发现涉及的科学家 8、斯帕兰札尼：意大利人，生理学家。1783年他通过实验证实胃液具有化学性消化作用。 巴斯德：法国人，微生物学家，化学家，提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精。 9、李比希：德国人，化学家。认为引起发酵时酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 10、毕希纳：德国人，化学家。他从酵母细胞中获得了含有酶的提取液，并用这种提取液成功地进行了酒精发酵。 11、萨姆纳：美国人，化学家。1926年，他从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。荣获1946年诺贝尔化学奖。 12、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有生物催化作用。 光合作用的发现涉及的科学家 13、1771年，英国科学家普里斯特利，通过实验发现植物可以更新空气。 14、1864年，德国科学家萨克斯，通过实验证明光合作用产生了淀粉。 15、 1880年，美国科学家恩格尔曼，通过实验证明叶绿体是植物进行光合作用的场所。 16、20世纪，30年代，美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)用
当代微生物学的发展趋势Prepared on 21 November 2021
当代微生物学的发展趋势 当代微生物学的发展趋势 当代微生物学的发展趋势，一方面是由于分子生物学新技术不断出现，使得微生物学研究得以迅速向纵深发展，已从细胞水平、酶学水平逐渐进入到基因水平、分子水平和后基因组水平。另一方面是大大拓宽了微生物学的宏观研究领域，与其他生命科学和技术、其他学科交叉、综合形成许多新的学科发展点甚至孕育新的分支学科。近20～30年来，微生物学研究中分子生物技术与方法的运用，已使微生物学迅速丰富着新理论、新发现、新技术和新成果。C.Woese1977年提出并建立了细菌（bacteria）、古菌(archaea)和真核生物（eucarya）并列的生命三域的理论，揭示了古细菌在生物系统发育中的地位，创立了利用分子生物学技术进行在分子和基因水平上进行分类鉴定的理论与技术。微生物细胞结构与功能、生理生化与遗传学研究的结合，已经进入到基因和分子水平，即在基因和分子水平上研究了微生物分化的基因调控，分子信号物质及其作用机制，生物大分子物质装配成细胞器过程的基因调控，催化各种生理生化反应的酶的基因及其组成、表达和调控，阐明了蛋白质生物合成机制，建立了酶生物合成和活性调节模式，探查了许多核酸序列，构建了100多种微生物的基因核酸序列图谱。如大肠杆菌（Escheriachiacoli）的基因图谱早已绘出，1/3多的基因产物已完成了生化研究，80％的代谢途径已有了解，染色体复制模式及调控方式已基本阐明，对许多操纵子的主要特征已有描述，对大肠杆菌细胞高分子的合成已探明，并可以在试管中模拟，即进入了后基因组时期。对固氮酶
生物技术药物研究进展及发展趋势 生物技术作为高端前沿技术，在21世纪的人类发展历程中一直受到高度的重视与关注，生物技术药物研究的突破直接关系到人类挑战病魔的胜利与否，对于保障人们的身体健康和提高人们的生活水平有着非常重要的作用。本文从我国生物技术药物研究的现状入手进行分析，探究未来生物技术药物研究的趋势与相关问题的解决措施。 标签：生物技术；药物；发展趋势 引言 生物技术是指在现代生命科学的基础上，人们按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，满足人类发展需要的一门技术，其改善人类健康和生存条件的作用日益突显。生物技术制药就是把生物技术应用到药物制造领域，通过对DNA 进行切割、插入、连接和重组，从而获得目标药品的过程。 生物技术制药因为集生物学、医学和药学等先进技术为一体，对技术水平要求高，同时药品关系到人身健康，管理程序复杂，因此生物技术制药的发展之路任重道远，本文试图通过走访成都知名的恩威集团、地奥集团、太极集团等制药企业，以及研究相关政策规定，对我国生物技术制药的优势、存在的问题进行探讨，并进一步梳理生物技术制药可能发展的方向和趋势。 一、我国开展生物技术制药研究的优势及进展现状 我国是拥有世界上最多的生物基因资源的3个国家之一，生物资源的多样性，为我国进行转基因动植物的研究、人造器官的研究以及中草药有效成份的研究、改良和化学合成提供了良好的条件。同时我国既是人口大国，也是农业和畜牧业大国，具有全球最大的生物技术产品消费的目标市场，为生物技术制药提供了广阔的市场空间。 我国生物技术制药的研究和开发起步于上世纪的70年代，通过国家从产业政策上不断加大对生物技术及其产业发展的支持力度，我国生物技术制药领域与国外差距越来越小，在基础设备、上游及中试方面已经有大批技术实力较强的单位涌现，培养和锻炼了生物技术制药的专业人才。目前我国已有重组人干扰素、促红细胞生成素、白细胞介素-2、生长素、葡激酶、重组改构人肿瘤坏死因子、神经生长因子、人胰岛素等较多基因工程药品投入市场。据统计，《自然》等著名刊物上生物技术方面的论文25%是华人完成或参与完成的，华人科学家在国际生物技术领域发挥着重要的作用。 二、我国的生物技术药物研究进展存在的问题 虽然我国在生物技术制药领域具有较好的优势条件，并且也取得了不错的成
未来生物科学技术的发展趋势 从1665年，英国的物理学家胡克用自己设计并制造的显微镜观察栎树软木塞切片时发现其中有许多小室，状如蜂窝，称为"cell"，这是人类第一次发现细胞，到可用基因编辑生命个体的时代，才过去350余年，生物科学的发展日新月异，任何现存的可能性随时都会被颠覆。孤雌生殖、基因编辑、干细胞全能性的诱导等日益发展成熟的技术，将会在未来的某一点汇聚到一起，作用于前所未有的一项工程——生物智能技术，这将可能是第四次科技革命的交点。 有人认为，孤雌生殖虽然简单、高效，但是后代的基因变异极小，当生存环境改变时，后代可能因无法适应新环境而灭绝。而有性生殖却可以产生具有丰富变异的后代。在环境有所变化时，多样性的后代中只要有一小部分能够适应和生存下来，整个物种就不会灭绝。 近年来，群体遗传学家研究指出，数百万年以来，人类男性Y染色体一直在丢失基因和退化，数万年后，男性将消失殆尽，倒真有“女儿国”的隐忧了。布莱恩·塞克斯的科幻小说《亚当的诅咒：一个没有男人的未来》也反映了这种隐忧。其实，人类的未来远没有这么悲观。经过数千万年的演化，灵长类中源自X 染色体的Y 染色体才“丢盔弃甲”地演变成现在这种形状。不排除Y 染色体会继续丢失个别基因，但Y 染色体已趋于演化上的稳定状态，这与精子的特殊功能是一致的。也许，数万年后，科技发达，女性或可以靠孤雌生殖和克隆技术繁殖后代。借助孤雌生殖这个窗口，人类不仅可以窥探到大自然演化的奥妙，而且能够自信地走向未来！ 干细胞是一类具有自我更新和多分化潜能特性的细胞．可以作为治疗性克隆的研究与治疗资源及研究人类疾病的模型，广泛应用于再生医学、细胞替代治疗及药物筛选等研究领域。干细胞的生物学特性决定了其广泛的应用价值。一方面，干细胞可以在体外培养环境中。无限增殖，经过10余年的研究．已建立了一套成熟规范的干细胞体外培养体系；另一方面，干细胞是一种具有多分化潜能的细胞。在体外培养环境中给予一定的诱导条件．就可以将干细胞定向分化成为特定类型细胞，然后移植到机体相应的病变区替代原本失去功能的病变细胞，以治疗多种疾病，如心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤、骨及软骨缺损、老年性痴呆、帕金森氏病等。由此可见。干细胞具有巨大的研究价值和应用前景。
沪科版高中生命科学第一册第一章《走进生命科学》知识点总结 第一节走进生命科学的世纪 1、生命科学发展简史： 古代生命科学成就： 17世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入细胞水平； 18世纪瑞典博物学家林耐创立了“生物分类法则”； 1838年德国科学家施莱登和施旺提出了细胞学说； 1859年英国科学家达尔文发表了《物种起源》一书，提出了进化论； 1900奥地利遗传学奠基人孟德尔用豌豆作为实验材料提出了遗传的两个规律得到承认。 1910年美国遗传学家摩尔根提出了遗传的第三个规律：基因的连锁和互换定律 近代和现代生命科学发展： 主要成就：1953年美国沃森和英国克里克提出DNA 双螺旋结构分子模型， 1965年我国科学家成功合成了结晶牛胰岛素， 1981年我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸， 1990年人类基因组计划启动 1997年英国科学家成功的培育出了克隆羊“多利” 1999年成功分离人体胚胎干细胞（万能细胞）—世界十大科学成就之首 2000年6月26日人类基因组草图绘制成功 2002年科学家绘制完成了全世界第一张籼稻全基因组框架序列图 2003年4月14日人类基因组计划全部目标达成 (4)研究方法：在生命科学发展的早期，主要采用了描述法和比较法，近代和现代主要是实验法 注意点：1、科学史的考核：注意记忆相关的年代、国籍、贡献，经常出现排序题 2、生命科学进入细胞水平和分子水平的标志。 3、酵母丙氨酸转移核糖核酸的实质是tRNA，组成单位为核糖核苷酸，彻底水解的产 物为一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基。 4、人类基因组计划：被誉为生命科学“阿波罗登月计划” 参与国：美、英、日、德、法、中六国 涉及的染色体：22条常染色体和两条性染色体（X染色体和Y染色体） 目标：测定人类DNA的30亿碱基对的序列，识别人类基因及其在染色体上的位置 我国加入时间1999年9月，任务1%，即3号染色体3000万个碱基对的测序工作。 第2节走进生命科学实验室 1、生命科学探究的基本步骤 学习或生活实践提出疑问提出假设设计实验实施实验分析数据得出结论解答疑问新的疑问进一步探究 2、生命科学实验设计的基本原则 对照原则：设立对照组和实验组（注意实验组可能不止一组，例如探究温度对酶活性的影响实验等） 单一变量原则：根据影响因素确定，注意表述用语：适量的，等量的 可行性原则 科学性原则
《生命科学研究进展》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：《生命科学研究进展》 总学时数：28学时 先修课及后续课：先修课有《普通生物学》、《生物化学》、《细胞生物学》、《微生物学》、《分子生物学》、《细胞工程》、《基因工程》 一、说明部分 1、课程性质 生命科学进展是为拓宽学生知识面而开设的一门专业选修课。本课程将以专题讲座的形式对现代生命科学、生物技术一些热门领域的最新进展做介绍。拟开展的专题讲座涉及：基因工程及蛋白质工程、植物细胞凋亡、分子标记技术、抗体技术、干细胞与动物克隆、生物信息学等。通过本课程的学习，学生将了解生命科学、生物技术相关领域的进展情况，并开阔其视野。 2、教学目标及意义 随着当今科学技术的迅猛发展，现代生命科学的众多领域也进展神速。开设本课程的目的是帮助学生拓宽视野，掌握丰富的现代生命科学最新资料，形成完善知识结构，为更好地进行生物教学工作，开展教学研究创造条件。 3、教学内容及教学要求 现代生物科学进展涉及范围极广。在课堂学习之余，可以多参加学术讲座，专家题的报告等，课下自学关于生命科学前沿的相关知识。 4、教学重点、难点 根据现代生命科学发展的特点，本课程主要内容涉及到现代生命科学中的分子生物学、免疫生物学、环境生物学、神经生物学、发育生物学等方面的新进展。重点是了解生命科学的前沿知识。 5、教学方法与手段 在教学方法上采取课堂专题讲授为主，辅以多媒体课件、讨论、综述。 6、教材及主要参考书 宋健主编.《现代科学技术基础知识》.北京：科学出版社，1994 蔡良琬主编.《基因工程技术在基础与临床医学中的应用》.北京：人民卫生出版社，1990