地球生命的定義:具有能量代謝功能,能回應刺激及進行繁殖的開放性系統。生命來自于能量:能量→植物、微生物、動物等。生命個體都要經歷出生、成長和死亡。生命種群則在一代代個體的更替中,依靠基因的隨機變異不斷地向現實作趨同演化。宇宙哲學認為生命是自發, 以下是為大家整理的關于生命科學系大學排名5篇 , 供大家參考選擇。
生命科學系大學排名5篇
第一篇: 生命科學系大學排名
學位授予單位名稱??整體水平??分項指標?學術隊伍??科學研究??人才培養??學術聲譽 ???????????排名??得分??排名??得分??排名??得分??排名??得分??排名??得分 中國科學院????1??82.21??2???79.86??2??77.57??1??83.29??4????92.12 上海生命科學 研究院????? 中國科學院????2?79.75?1?85.32?1?78.94?5?72.50?13?83.96 動物研究所? 北京大學??????3?79.64?7?76.89?5?72.74?2?76.09?1?100 清華大學??????4?78.38?3?79.81?6?72.19?4?74.27?3?93.31 復旦大學??????5?76.15?23?68.05?8?69.65?3?76.01?2?97.70 華中農業大學???6?75.05?5?78.70?3?77.21?13?65.48?18?78.93 中山大學??????7?74.81?12?74.92?10?69.08?8?72.02?8?88.75 浙江大學??????8?74.72?11?75.15?4?73.35?17?64.55?7?89.58 武漢大學??????9?74.50?10?75.40?11?68.76?9?69.03?6?90.93 中國農業大學??10?73.36?9?75.70?7?70.82?24?63.44?9?87.88 南開大學??????11?72.94?4?79.44?13?66.98?14?65.45?11?85.86 北京師范大學???12?72.68?6?77.28?14?66.90?11?66.02?10?86.42 中國科大??????13?71.41?28?65.88?15?66.75?7?72.26?12?85.31 大學南京大學??14?71.28?18?71.01?16?66.35?25?63.02?5?91.09 山東大學??????15?70.12?20?69.14?25?63.72?6?72.32?17?80.28 廈門大學??????16?70.10?14?73.90?22?64.20?12?65.75?15?82.06 蘭州大學??????17?69.58?15?72.69?18?65.66?20?63.91?16?80.36 四川大學??????18?68.93?21?68.39?21?64.50?15?65.24?14?82.38 東北師范大學??19?68.90?13?74.29?19?65.05?19?64.28?22?75.60 南京農業大學??20?68.82?7?76.89?23?63.78?26?62.91?20?76.20 西北大學?????21?68.55?19?70.24?12?67.63?10?67.59?27?69.50 中國海洋大學??22?68.19?16?72.53?23?63.78?16?64.72?21?75.68 南京林業大學??23?67.66?17?71.58?17?66.27?21?63.70?26?70.69 華東師范大學??24?67.09?22?68.27?20?64.94?22?63.65?24?74.02 西北農林科大??25?67.06?29?64.30?9?69.12?28?62.85?25?71.80 吉林大學?????26?66.24?25?66.77?27?62.55?30?61.33?19?78.65 華中科技大學??27?66.09?26?66.41?26?63.68?27?62.89?23?74.22 解放軍軍需大學?28?63.77?24?67.39?30?61.60?18?64.34?30?62.85 首都師范大學??29?63.42?27?66.39?28?62.34?31?60.95?28?65.11 青島大學?????30?62.19?30?64.26?29?62.15?33?60.66?31?61.78 西華師范大學??31?61.97?32?63.00?31?61.36?23?63.46?34?60.00 (原四川師范學院)???? 河北醫科大學??31?61.97?31?63.48?33?60.87?29?62.48?32?61.58 廣西大學??????33?61.95?34?61.53?32?61.35?31?60.95?29?64.79 新疆農業大學??34?60.89?33?62.71?34?60.21?34?60.54?33?60.48
第二篇: 生命科學系大學排名
XX大學
選修課論文
題目:生命科學與我們的生活
姓名:
學號:
專業:
學院:
摘要:現代科學技術發展極大的促進了社會的進步與發展,而生命科學技術的飛速發展尤其使人們的生活發生了翻天覆地的變化。隨著研究的不斷深入,技術水平的不斷提高,生命科學與我們的生活的連系越來越緊密,悄悄地改變著我們生活的方方面面。
關鍵詞:技術進步 改變 未來
前言: 你瞧,那鷗鳥鳴集和魚翔淺底;你瞧,那林木蔥蘢和綠草茵茵;你再瞧虎豹的威猛雄烈和猿猴的捷敏靈性;而最具奧妙的則是智慧、勇敢、富于創造、形體美麗的“人”。但是透過這些千變萬化的表象,生命是什么?掌握生命的密碼又是什么?又是什么在改變著我們的生活?問號以一直追溯到生命的起源。現在,問題有了答案:基因。回答這個問題的正是生命科學這一學科,它自誕生以來就一直致力于回答生活中的種種問題。
正文:
生命科學是研究生命現象、生命活動的本質、特征和發生、發展規律,以及各種生物之間和生命與環境之間相互關系的科學。用于有效地控制生命活動,能動地改造生物界,造福人類生命科學與人類生存、人民健康、經濟建設和社會發展有著密切關系,是當今在全球范圍內最受關注的基礎自然科學。
生命科學是系統地闡述與生命特性有關的重大課題的科學。支配著無生命世界的物理和化學定律同樣也適用于生命世界,無須賦于生活物質一種神秘的活力。對于生命科學的深入了解,無疑也能促進物理、化學等人類其它知識領域的發展。比如生命科學中一個世紀性的難題是“智力從何而來?”我們對單一神經元的活動了如指掌,但對數以百億計的神經元組合成大腦后如何產生出智力卻一無所知。可以說對人類智力的最大挑戰就是如何解釋智力本身。對這一問題的逐步深入破解也將會相應地改變人類的知識結構。生命科學研究不但依賴物理、化學知識,也依靠后者提供的儀器,如光學和電子顯微鏡、蛋白質電泳儀、超速離機、X-射線儀、核磁共振分光計、正電子發射斷層掃描儀等等,舉不勝舉。生命科學學家也是由各個學科匯聚而來。學科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點與新興學科。
?自古以來,人類就沒有停止過對神秘的生命現象孜孜不倦的探索。生命為什么選擇地球作為它唯一的家園,并在此生息繁衍進化;海洋是否真如亞特蘭蒂斯的傳說中那樣是起源于海洋;一顆休眠千年的種子緣何可以重新成長成參天大樹;一個小小的細胞又怎樣演變成復雜而有序的有機體?對萬千生命現象的思考與探索貫穿人類五千年歷史,成為人類認知世界中最富有魅力的部分。1840年,英國的虎克首次用自制的顯微鏡觀察到了細胞,此后,荷蘭的列文胡克清晰地觀察了活動的細胞,證實了細胞是所有生命的的結構基礎;1865年奧地利的傳教士孟德爾通過豌豆實驗闡明了生物遺傳最基本最經典的規律,開創了遺傳學研究的新紀元。1953年,Watson 和Crick共同發現了DNA的雙螺旋結構,并因此獲得了諾貝爾獎,DNA雙螺旋結構的闡明標志著現代分子生物學的誕生。二十世紀四十至五十年代前后,生物學家們吸收數學、物理、化學等其他科學最新的研究成果及技術,開始了深入分子層面的研究。與其他學科的交融使得生物這一古老的學科重新煥發了青春。進入二十世紀八十年代,生命科學更使勢不可擋,雄居影響當代人生活的四大科學之首,目前,生命科學已經成為21世紀當之無愧的帶頭學科。國際核心期刊論文發表生物學占著越來越多的比例,世界優秀科技成果評選總不會離開生物學的最新成果,無論從這些還是從對人類生活及思想的影響來看,生命科學都是當今世界科學研究的核心,最為炙手可熱的領域
但生命科學到底對我們的生活有什么影響呢?科學家的解釋也許太過復雜。那么請聽聽以下的新聞吧!
在山東,醫學專家為60歲的劉為榮換了心臟。我國自上世紀80年代末開始做心臟移植手術以來,劉為榮是年齡最大的“換心人”,現在他像正常人一樣安排起居。
在上海,上海生物制品研究所生產出第一批高質量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不僅接種保護效果好,而且臨床副反應極少,適合各種年齡段的人群接種,最受市場青睞。
在日本,東京齒科醫科大學和大日本印刷公司借助特殊的印刷技術,成功培育出與人體血管原來形狀相同的毛細血管,有望用于治療心肌梗塞。
在美國,其國家人類基因研究所宣布,他們已繪制成功首張狗基因測序草圖,顯示狗與人類的基因數量大致相同。這一成果有助于人類對與基因相關的疑難病癥的研究。
在新加坡,科研人員發現經高溫和超聲波加工處理后的動物骨骼植入人體后,可能不會發生感染或排斥反應,這為異體骨骼移植帶來了新希望。
在韓國,研究人員首次培育成功轉基因熒光雞,使轉基因雞蛋在食品、制藥等領域的大規模應用進了一步。
以上這些告訴我們,生命科學就是為我們的生活服務的,它的出現和發展就是為了使我們的生活更加美好。
隨著生物科學的發展,生物科學技術對社會的影響越來越大。這主要表現在以下幾個方面:
1 影響人們的思想觀念。過去的哲學只關注人的社會或文化屬性,而忽視人的自然生命屬性,這就把人只看成是社會或文化的存在,沒注意人因為有了自然生命存在而存在。生命科學啟示我們,投有自然生命就投有一切,對人來說,第一寶貴的就是自己的自然生命,因此人應該認真思考,人怎樣活著才符合生命的本性,才最有意義和最有價值?生命科學又啟示我們,人的自然生命之所以能夠存在,是因為有自然生命的能量即生命力存在,因此人活著如果符合生命的本性,就
活得最有意義和最有價值,所以人應該激發、保持和加強生命的力度,使有限的生命具有無限的生命力。這種從生命科學引發而成的生命哲學,促使現代人辯證地對待自己的生命歷程,既克服消極的悲觀主義,又消除盲目的樂觀主義;既懷有積極人世的人文主義精神,又不乏順其自然的自然主義態度;既洋溢對生命限度的超越性,又充滿對生命價值的創造性。
生命哲學之所以能夠從生命科學獲得啟示,原因蓋出于對現代人自然生命態度和質量的憂慮。人們看到現實社會中,固然有不少人熱愛生命,珍惜生命,甚至為他人生命的存在而奉獻自己的生命,體現了最為輝煌的生命價值取向,但也有不少人為了滿足聲色犬馬的生理刺激,追求燈紅酒綠的官能滿足,不 暗浪費生命,甚至為吸毒而摧殘自己的生命,為貪財而毀滅他人的生命。人們還看到現代文明固然為現代人帶來了福祉,但也帶來了人類生存環境的破壞,使不少人產生了一種源于自然生命深層的憂患意識。此外,過于理性的社會和富裕的物質生活,又使不少人緣于自然生命底蘊的欲望和血性之氣消弭,失去了個性的鮮亮的
原生色澤,遞減了生命力的自然形態的強度。因此,出于對現代人自然生命的切關懷,生命科學也就以喚醒生命、指導生命、強化生命為己任
2 促進社會生產力的提高。首先它對于農業將是一個飛躍性的作用。中國人都知道袁隆平的雜交水稻很有力的解決了中國這個只有世界上7%的土地卻生存這13%的人口的國家的吃飯問題,這在人類農業史上也是一個跨越性的發展。而近些年來大張旗鼓的轉基因食物,有隱隱將人們的生活提升了一個檔次。
聽說過金色大米嗎?金色大米是一種富含茁-胡蘿卜素的轉基因水稻,因其成熟后的稻米呈黃色,故稱為金色水稻。這種稻米中富含的茁-胡蘿卜素可在人體內轉化成維生素A。為什么要食用這種富含茁-胡蘿卜素的稻米呢?聯合國教科文組織估計:在歐洲和亞洲,每年有100多萬兒童因缺乏維生素A而死亡。據世界衛生組織統計,處于臨床和亞臨床維生素A缺乏危險的兒童有聽說過金色大米嗎?二億三千萬之多。人們期盼金色水稻可以滿足全世界億萬兒童每年對維生素A的需要,這將是一件功德無量的事
最近幾年中國的航天事業飛速發展,而科學家把航天技術與生物技術結合起來,使我國的蔬菜產量成倍地提高,而且增加了許多品種和口味不同的蔬菜。這在以前技術不怎么發達的中國,人們的生活一窮二白,是連想都不敢想的。
3 提高人們的健康水平,延長壽命。中國工程院院士巴德年說,這個世紀注定是生命科學的世紀。不錯,自從20世紀人類基因組計劃開始實施以來,揭開人類身體的奧秘這部天書已不再遙遠。我們知道,一切生命都是由基因構成,人的生老病死皆由其控制,假如這個密碼一旦被解開,可以想象,人類的一切都將在掌握之中。
舉個簡單的例子,許多家族遺傳病一直是難以治療的頑疾,而這其實也是由基因控制的。我們只要掌握了遺傳病基因的排序,那么解決這個問題將不再是難事,甚至可以因此而使這種疾病從此消失,許多患者就可以看見曙光。
4 改善我們的生存環境。環境問題已經越來越成為威脅人類生存的第一大問題。荒漠化,水污染,空氣污染,植被減少,還有更加嚴重的溫室效應,每一給都能讓人們頭疼一陣子。而這,最終還要靠生命科學來解決。
例如為了給沙漠披上綠裝,人們一直在尋找綠化沙漠樹種。白楊樹能在干旱和鹽堿化土壤等劣勢條件下生存,人們根據白楊樹的這一特性,不斷研究,逐步解開了植物抗旱的面紗。以色列希伯萊大學的研究者在白楊樹細胞內分離出能保證它在惡劣條件下生存的特殊蛋白質,研究人員通過轉基因技術,進一步提高白楊樹中這種蛋白質的含量,這樣,可因地制宜地培育出抗逆性更強的沙漠綠化樹種。轉基因沙漠綠化樹種的培育,無疑將為沙漠地帶生態環境的綜合改造找到一條新的途徑。
諸如此類,生命科學可以解決的事情還有很多,只要是生活中能想到的方方面面,都能見到生命科學的蹤影。
也許會有人問,生命科學現在的作用已經真么大了,那未來呢?未來又會怎樣?我們可以盡情展開我們的想象。也許所有以前神話里的事情,將來都會發生,也許我們會生出一雙翅膀,能像鳥兒一樣在天空飛翔;也許我們能像魚一樣在水里自由呼吸;也許我們都能長生不老,永遠保持年輕;也許……總之,這一切都將隨著生命科學的不斷發展,逐步實現。
參考文獻: 《生命科學導論》(宋思揚) 《新華日報》(2009-7-23) 生命科學論壇
第三篇: 生命科學系大學排名
生命科學論文生命科學概論論文:
淺論生命科學教學中現代教育技術的運用
在新技術革命浪潮中,現代科技飛速發展,作為二十世紀重大發明之一的計算機,自上個世紀50年代以來就已經引入教育領域,而且已在世界范圍內,各學科教學中取得了顯著成績。在課堂教學、訓練學習、開設模擬實驗、考試測驗、輔導答疑等各個傳統的教學方式,提高教學質量和效率,調動學生學習積極性、主動性等方面,都有著極深刻的影響。本人就高中《生命科學基礎》新教學“緒論”一節做了多媒體網絡教學實驗,以探討其中的規律。
通過這次多媒體網絡教學實驗與傳統生物教學的比較,得出了計算機輔助教學在生物教學教學中的運用,可以從以下五方面著手。
一、是培養學生能力,發展學生智力的重要途徑
通過計算機進行的生物多媒體網絡教學在全面優化生物課堂教學環境、實現開放性、個別化教學等方面都有著巨大的優勢與潛力,恰當使用的多媒體網絡不僅是幫助教師“傳道、授業、解惑”的工具,更是學生“自學、自悟、自主”的工具,能真正促進教學重心從“教”到“學”的轉移。計算機輔助教學結合生物教學改革帶來了光明而廣闊的前景,同時也給我們提出了一個非常重要的課題,即如何站在傳統教學的平臺上應對信息化社會的挑戰。探索信息時代的中學生物計算機輔助教學模式。在教師指導下進行若干生物體的生理活動和生命現象的程序設計,可有效地培養學生的思維能力、動手能力,是創造性人才培養的重要途徑。老師演示計算機教學軟件,或學生運用自我評估軟件,可使學生高度集中注意力,積極思維,提高學生學習的積極性、主動性,促進智力發展。
二、激發學生學習生物學的興趣
因計算機有化靜為動,聲圖并茂,新意感強,有效信息最大等特點,因而能提高學生學習生物的興趣。從心理學角度分析,運用計算機教學,可以從顏色、聲音、圖形變化,及使用者的操作,使學生身臨其境,從多個感官傳輸信息,使大腦處于積極興奮狀態,加快了信息的接收效率。
三、有利于生物學知識的復習、鞏固
練習性的軟件,或自我評估式的軟件,根據教育目標,采用入機對話方式向學生提出了一系列問題,根據學生的答案,計算機會判斷是否正確,使學生回答后,能立即得到檢驗。而這種練習,不用手寫筆答,答案是在大腦中完成的,使學生還能及時診斷學生練習中的錯誤的原因,點撥學生鑰匙的正確思路和方法;由于練習可重復多次,利于知識的鞏固,激發學生積極向上,奮發進取的精神,促進他們努力學習直到完全掌握,實現自覺反饋。計算機還能記錄學生錯誤情況,可幫助教師收集教學反饋信息。
四、有利于教師個別教學,補缺補差
計算機適應于不同程度學生使用,學生可根據自己的情況自我選擇和控制,特別可使學習困難的學生從計算機的提示信息中,獲得鼓勵和幫助。教師還可用輔導較差的學生。
五、有利于講清教材的重點和難點知識
由于計算機畫面形象逼真,具有活動性,能形成動態感,使學生生動形象觀察和了解生物體的各種生理現象,生物學中有關受精作用、光合作用,細胞有絲分裂、減數分裂、遺傳變異與進化等知識,是教材的重點知識即是難點知識。借助計算機演示,可為學生掌握以上知識提供感情材料,有利于教師講演教材。
六.有利于促進環保教育知識的滲透
通過運用計算機,實現多媒體進入教學課堂,從而加大宣傳力度、營造環境教育校園文化氛圍,對環境教育具有良好的輿論導向作用。結合每年的3.12植樹日、4.22世界地球日、4.30世界無煙日、6.5世界環境日、10.4世界動物日、12.29國際生物多樣化日等節日,利用校園黑板報等宣傳陣地向學生介紹各種節日資料,組織學生擬定小論文或摘錄,上網查閱有關資料,剪貼有關文章和圖畫制成環保專題小報,舉行環保攝影作品展等。通過校園環境文化的建設,使學生逐漸養成自覺保護綠化,保護校園環境的良好習慣。比如在學習“呼吸”知識時,可通過播放現場錄像、視頻、幻燈等,適當補充介紹本地當前的環境狀況,如全縣有多少輛摩托車,多少輛汽車,所排出的尾氣的污染是多少,我們呼吸的空氣有多不好等。蛇、草以及細菌和真菌,并用線把他們的關系連接起來,這樣學生就容易理解“食物鏈”的含義。
第四篇: 生命科學系大學排名
生命科學系解說詞
迎面走來的是生命科學系方隊,創建于1984年,現有生物科學、生物技術、食品質量與安全、設施農業科學與工程4個本科專業及園藝技術1個省級特色專業。教工42人,其中省級教學名師1人;教授15人,博士18人。考研錄取率連續六年名列全省第一。
Department of life science commentary
Is coming life science team, founded in 1984, the existing biological science, biotechnology, food quality and safety、Facility?agriculture?science?and?engineering 4 undergraduate and 1 provincial-level professional horticultural technology. Staff of 42 people, including 1 Provincial Teaching Masters;15 professors, Dr 18 people. Postgraduate enrollment rate for five consecutive years ranked first in the province.
第五篇: 生命科學系大學排名
《生命科學概論》課程論文
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2010年11月10日
生物性狀的遺傳與變異
摘要:在生生不息的生命繁衍過程中,同種生物總保持著相似而又不完全相同的性狀。這種親代與子代保持相似的現象叫做遺傳,親代與子代間或多或少的存在著差異的現象叫做變異。遺傳與變異,是生物界不斷地普遍發生的現象,也是物種形成和生物進化的基礎。在孟德爾的分離規律,孟德爾的自由組合規律, 連鎖與互換規律等的前人研究基礎上,又隨著DNA雙螺旋的發現使遺傳和變異等生物學的研究細化到了核酸層面,同位素標記法等高效準確的研究方式的推動下,遺傳和變異已經在人類遺傳病的控制,疾病的控制.保護, 微生物的發酵,生態平衡的保持等方面取得了可觀的成就。
關鍵詞: 遺傳和變異 DNA 同位素標記 遺傳病 物種多樣性 微生物的發酵 生態平衡
起源: 人類在新石器時代就已經馴養動物和栽培植物,而后人們逐漸學會了改良動植物品種的方法。西班牙學者科盧梅拉在公元60年左右所寫的《論農作物》一書中描述了嫁接技術,還記載了幾個小麥品種。533~544年間中國學者賈思勰在所著《齊民要術》一書中論述了各種農作物、蔬菜、果樹、竹木的栽培和家畜的飼養,還特別記載了果樹的嫁接,樹苗的繁殖,家禽、家畜的閹割等技術。改良品種的活動從那時以后從未中斷。 許多人在這些活動的基礎上力圖闡明親代和雜交子代的性狀之間的遺傳規律都未獲成功。直到1866年奧地利學者孟德爾根據他的豌豆雜交實驗結果發表了《植物雜交試驗》的論文,揭示了現在稱為孟德爾定律的遺傳規律,才奠定了遺傳學的基礎。
在1859年出版的《物種起源》一書中,系統地闡述了他的生物進化理論,這就是著名的進化論(Darwinism)。認為生物都有繁殖過剩的傾向,而生存空間和食物是有限的,所以生物必須“為生存而斗爭”。在同一種群(群體)中的個體存在著變異,那些具有能適應環境有利變異的個體將存活下來,并繁殖后代,不具有有利變異的個體就被陶汰。
現狀: 人類基因組計劃的工作草圖已繪制完成,但要將全部30多億個堿基完全裝配完成還需要一段時間。即使完成了人類基因組計劃的“精圖”,也只是我們認識人類基因功能的開始,完全弄清基因的功能及其相互間的作用,至少還要40年的時間。毋庸贅言,這是一項浩繁巨大的工程。 迄今為止,人們對整個人類基因組中所含有的基因數目尚存爭議,有人說是3萬,有人說是14萬,相差非常大。在整個人類基因組序列中,只存在1%的差異,就是這1%的差異導致了人種、膚色、身高、眼睛、胖瘦以及疾病的易感性等方面的不同。科學家除繼續研究基因的數量和功能外,基因在多大程度上受外界環境和體內因素的影響以及這種改變是否可以一代代地延續下去,也是需要解決的問題。
上述問題涉及到后成說這一范疇。后成說是研究通過其他的化學途徑,而不是通常所說的堿基突變,使基因活性發生半永久性改變的一門科學。后成說的重要性一直存有很大爭議。如果后成說真有科學依據的話,那么它將是解釋不同個體之間,甚至不同物種之間存在差異的關鍵所在,同時還將是疾病發生的一個重要機制。 遺傳學家們很早以前就知道通過對DNA鏈堿基上的化學基團進行修飾來調控基因表達、影響蛋白質的合成。
分析: 20世紀50年代DNA雙螺旋結構模型的發現,隨后遺傳信息傳遞“中心法則”的確立與DNA重組技術的建立使生命科學的面貌起了根本性的變化。分子生物學與遺傳學的結合將用10一15年測定出人類基因組30億個堿基對(遺傳密碼)的全序列,人體細胞約有10萬個基因。人類基因組的“工作草圖”迄今20%的測序已達99.99%的準確率和完成率,今后將要繼續發現與闡明大量新的重要基因,諸如控制記憶與行為的基因,控制細胞衰老與程序性死亡的基因,新的癌基因與抑癌基因,以及與大量疾病有關的基因。將利用這些成果去為人類健康服務。 70年代后,分子生物學的發展,以基因工程為代表的生物工程的出現,生物技術通過對DNA鏈的精確切割與有目的地重組,使有目的地改良生物的性狀與品質成為可能。
發育生物學將要快速地興起,它將要回答無數科學家100多年來孜孜以求而未解決的重大課題,一個受精卵通過細胞分裂與分化如何發育成為結構與功能無比復雜的個體,闡明在個體發育中時空上有條不紊的程序控制機理,從而為人類徹底控制動植物生長、發育創造條件。
RNA分子既有遺傳信息功能又有酶功能的發現,為數十年踏步不前的難題“生命如何起源”的解決提供了新的契機。在21世紀,人們還要試圖在實驗室人工合成生命體。人們己有可能利用生物技術將保存在特殊環境中的古生物或凍干的尸體的DNA擴增,揭示其遺傳密碼,建立已絕滅生物的基因庫,研究生物的進化與分類問題。
神經科學的崛起,預示著生命科學又一個高峰的來臨。腦是含有1011細胞的無比復雜的高級結構體系,21世紀初從分子到行為水平的各個層次對腦功能的研究都將有重大突破,在闡明學習。記憶。思維。行為與感情機理等方面也將有重大進展。腦機能在理論上的進展將會促進新一代智能計算機的研制,這可能成為未來生命科學對自然科學與技術科學回報的最好例子。
生態學可能是最直接為人類生存環境服務并對國民經濟持續與協調發展起重要作用的科學。生態學的理論與實踐為中國三峽水庫建設提供的決策依據就是一個例證。保護生物的多樣性是當前生命科學最緊迫的任務之一。據可靠的數據說明每天約有100多種生物在地球上絕滅,很多生物在沒有被人類認識以前就已消亡,這對人類無疑是一種災難。生態學與生物多樣性保護與利用的研究成果將指導人類遵循自然規律積極保護自己生存環境,否則人類的物質文明與精神文明都要受到災難性影響。
順應生命科學迅速發展的形勢,發達國家政府及一些國際組織先后提出了《國際地圈及生物圈計劃》、《人類基因組作圖與測序計劃》、《人類前沿科學計劃》、《腦的十年》及《生物多樣性利用與保護研究》等投資巨大的生命科學研究計劃。其中僅《人類基因組作圖與測序計劃》,一項預算就高達30億美元。
由于生命科學的發展,人才的需求量激增,近年除越來越多的物理學家,化學家與技術科學家被吸引到生物學研究領域外,以美國為例,近年統計48萬博士學位獲得者中從事生命科學的占51%。優秀青年科學家流向生命科學前沿,這是21世紀生命科學欣欣向榮的動力與源泉。
未來發展的趨勢:80年代有遠見的生物學家把分子生物學(包括分子遺傳學)、細胞生物學、神經生物學與生態學列為當前生物科學的四大基礎學科,無疑是正確地反映了現代生命科學的總趨勢。遺傳學(主要是分子遺傳學)不僅當前是生物科學的帶頭學科,在今后多年還將保持其在生命科學中的核心作用。
有些科學家早就預測到,由于分子生物學、細胞生物學與遺傳學的結合,必然促進發育生物學的蓬勃發展,從而提出發育生物學將成為21世紀生命科學的“新主人”,這種預測已逐漸變為現實。
一、分子生物學
分子生物學是在分子水平上研究生命現象本質與規律的學科。核酸與蛋白質(有人認為還有糖)是生命的最基本物質,因此核酸與蛋白質結構與功能的研究今后仍然是分子生物學研究的主要內容。蛋白質是生命活動的主要承擔者,幾乎一切生命活動都要依靠蛋白質(包括酶)來進行。蛋白質分子結構與功能的研究除了要闡明由氨基酸形成的并有一定順序的肽鏈結構外,今后將特別重視肽鏈拆疊成的特定的三維空間結構,因為蛋白質生物功能與它的空間構型關系極為密切,核酸是遺傳信息的攜帶者與傳遞者,遺傳信息由DNA~RNA一蛋白質的傳遞過程,稱為遺傳信息傳遞的“中心法則”,是分子生物學(分子遺傳學)研究的核心。
二、遺傳學
遺傳學比分子生物學更具有自己獨立的學科體系。但現代遺傳學與分子生物學是不可分割、相互交叉的兩個學科,且很難截然分開。 有些著名的遺傳學家把遺傳學概括稱為基因學,因為現代遺傳學主要是研究生物體遺傳信息傳遞與表達的學科。基因攜帶的信息是由基因的結構所決定,信息的表達是由基因的功能實現的,因此遺傳學研究的是基因的結構與功能。從遺傳學的角度看,所有生命現象的機制,追根究底都會與基因的結構與功能相關。因此遺傳學在今后較長時間仍然是生命科學的核心學科和推動力。有人估計人體細胞內約有10萬個基因,迄今弄清楚的不到5%,所以與重要生命活動有關與疾病有關的新基因的發現與闡明將是今后幾十年的重要任務。
三、細胞生物學
著名生物學家威爾遜(Wilson)早在20世紀20年代就提出一句名言“一切生物學關鍵問題必須在細胞中找尋”,至今還有著很深的內涵。魏斯曼與摩爾根都曾先后試圖在細胞研究的基礎上建立遺傳、發育與進化統一的理論,雖然當時沒有找到具體解決的途徑,但關于細胞的知識在生物科學中的重要性是顯而易見的。細胞是一切生命活動結構與功能的基本單位,細胞生物學是研究細胞生命活動基本規律的科學,細胞的結構。細胞代謝、細胞遺傳、細胞的增殖與分化,細胞信息的傳遞與細胞的通訊等是細胞生物學主要研究內容。雖然今后細胞生物學研究的內容是全方位的,但概括起來可能是兩個基本點: 一是基因與基因產物如何控制細胞的重要生命活動,如生長、增殖、分化與衰老等,在此要涉及到一個全新的問題,細胞內外信號如何傳遞;二是基因產物一一蛋白質分子與其他生物分子如何構建與裝配成細胞的結構,并行使細胞的有序的生命活動。
四、發育生物學
從一個受精卵通過細胞分裂與分化如何發育成為一個結構與功能復雜的個體,是至今未能解決的生命科學的重大課題,也是發育生物學的主課題。由于近幾十年分子生物學、遺傳學與細胞生物學所取得一一系歹(突破性成果與知識的積累,已為解決這一重大課題創造了條件,這也就是今后發育生物學應運而飛速發展的原因。
發育生物學當今要解決的基本問題是細胞的基因如何按一定的時空關系選擇性地表達專一性的蛋白質,從而控制細胞的分化與個體發育。闡明基因在多層次水平上控制胚胎的發育就不僅是涉及到個別基因的問題,而是一系列調節基因在時空上的聯系與配合,從而支配發育的程序。雖然這是難度極大的課題,但近年已初見端倪并有所突破。估計今后發育生物學將沿著這條道路深入下去,并可望取得豐碩的成果。
五、神經科學
神經科學是研究人與動物神經系統(主要是腦)的結構與功能,在分子水平、神經網絡水平、整體水平乃至行為水平闡明神經系統特別是腦的活動規律的學科群。腦的結構與功能是無比復雜的高級體系,含有10 11細胞。它是感覺、運動、學習、記憶、感情、行為與思維的活動基礎。大腦細胞,口何指導人與動物的行為是未來生物學中最富潛力與最吸引人的領域;神經科學的崛起,預示著生命科學又有一個高峰的來臨。神經科學或腦科學必然在下世紀促進認知科學與行為科學的興起。因此各國政府投入巨資支持這一課題,包括美國總統簽署的“命名1990年1月1日為腦的10年”不是沒有道理的。
六、生態學
生態學是研究有機體與周圍環境——包括非生物環境與生物環境相互關系的科學。 由于生態學理論與應用是與世界環境保護。資源合理開發與保護,以至人類本身在地球上繼續生存緊密相關的,尤其是地球環境日益惡化的情況下,生態學的重要性就變得十分突出。未來生態學的主要任務是協調人類活動與環境的關系。所以生態學經典學科的概念與研究內容必然要適應人類生存環境的保護與社會經濟持續發展的要求而不斷改變。
七、空間生命科學
空間環境向生命科學提出了新的挑戰,也為生命科學的發展提供了機遇。
21世紀人類的空間活動將要離開地球附近,探索月球及其他太陽系的大體。這就要求人在地球外各種環境中能長期地生活和工作,首先是在,長期空間飛行器中航行,月球站以及火星或火衛站等,空間醫學必須有重大突破,解決長期在地外空間所遇到的宇航員骨質疏松,肌肉萎縮和兔疫功能變化等生理學難題,同時,與開拓大疆相關聯的是受控生態系統,創造一個不需要外界補給,而使人們能在其中長期生活的環境。這些問題有希望在21世紀20一30年代解決,其中空間生理學問題有可能利用中醫和中藥的方法取得某些重大突破。 地球外層空間為研究重力生物學提供了理想的條件,重力條件對各種層次結構生物的影響仍然是21世紀重力生物學的主題,今后的研究重點將集中于細胞,綠色植物,一些微生物和小動物。特別是重力環境對哺乳動物細胞形態、結構、變異和基因表達的影響將是一個熱點。重力生物學的學術意義在于揭示重力效應在生物進化過程中的作用,是自然科學的基本問題;另一方面,重力生物學的成果將是空間制藥及空間生態系統等應用領域的基礎,重力生物學的學術和應用都是下個世紀的重要課題,可望在21世紀20-30年代取得突破性的進展。
地外生物探索是生命起源的重大課題,其中地球以外的智能生物探索是一個長期的 課題。地球上的人類正在向外層空間發射電波和接收訊號。外星人與地球人之間可能存在的學術和技術差距不僅是一種危險,也是自然科學的重大前沿問題,將被持續地研究下去。
生命科學最有可能突破的領域
一、人類基因組的全序列(遺傳密碼)將在10一15年測定完畢,為全部遺傳信息的破譯奠定基礎。
二、與生命活動有關的重要基因與重要疾病有關的基因將被陸續發現,其中特別引人注目的是控制記憶與行為的基因、控制衰老與細胞程序性死亡的基因、控制細胞增殖的系列基因、胚胎發育多層次網絡調節基因。新的癌基因與抑癌基因的發現與其生物學功能的釋明將大大提高對生命本質的了解。
三、人與動物的高級生命活動:感知、思維、記憶、行為與感情的發生與活動機制在腦科學研究突破的基礎上,有更深的認識。
四、癌癥的治療將有全面的突破,愛滋病的防治得到控制。
五、在闡明地球上原始生命起源的基礎上,人類還可能在實驗室合成生命體,這種生命體應具有原始細胞的基本特征。
此外生命科學與農業科學的交融,將全面更新、拓展與創新現代化農業。
總結
通過對生物性狀遺傳和變異的學習、了解、交流,以便我們能更好的了解我們五彩繽紛的世界,創造更美好的生活!
參考文獻: 《科技導報》、《科學雜志》、《自然與科學》
《自然辯證法通訊》
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