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現代生物學的科學問題有什麼

發布時間:2022-10-01 15:17:54

⑴ 涉及生物學的社會生活熱點問題有哪些

涉及生物學的社會生活熱點問題有哪些

生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關系。生物學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、制葯、衛生等等方面。隨著生物學理論與方法的不斷發展,它的應用領域不斷擴大。生物學的影響已突破上述傳統的領域,而擴展到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學,它還影響到電子技術和信息技術。 人口、食物、環境、能源問題是當前舉世矚目的全球性問題。世界人口每年的增長率約20%,大約每過35年,人口就會增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增著。人口問題是一個社會問題,也是一個生態學問題。人們必須對人類及環境的錯綜復雜的關系進行周密的定量的研究,才能對地球、對人類的命運有一個清醒的認識,從而學會自己控制自己,使人口數量維持在一個合理的數字上。在這方面生物學應該而且可能做出自己的貢獻。內分泌學和生殖生物學的成就導致口服避孕葯的發明,已促進了計劃生育在世界范圍內的推廣。在人口問題中,除了數量激增以外,遺傳病也嚴重威脅人口質量。一些資料表明,新生兒中各種遺傳病患者所佔的比例在 3%~10.5%之間。在中國的部分山區,智力不全者佔2%~3%,個別地區達10%以上。揭示產生遺傳病的原因,找到控制和征服遺傳病的途徑無疑是生物學又一重要任務。進行家系分析以確定患者是否患有遺傳病,對患者提出有益的遺傳指導和勸告;通過對胎兒的脫屑細胞進行染色體分析和各種酶的生化分析,以診斷未來的嬰兒是否有先天性遺傳性疾病。這些方法都能避免或減少患有遺傳病嬰兒的出生,以減輕家庭和社會的沉重負擔。將基因工程應用於遺傳病的治療稱為基因治療,在實驗動物上對幾種遺傳病的基因治療已取得一些進展。隨著基因工程技術的發展,基因治療將為控制和治療人類遺傳病開辟廣闊的前景。

和人口問題密切相關的是食物問題。食物匱乏是發展中國家長期以來未能解決的嚴重問題,當前世界上有幾億人口處於營養不良狀態。到21世紀初,糧食生產至少每年要增長3%~8%才能使食物短缺狀況有所改善。人類食物的最終來源是植物的光合作用,但在陸地上擴大農業生產的土地面積是有限的,增加食物產量的主要道路是改進植物本身。過去,在發展科學的農業和「綠色革命」方面,生物學已做出巨大的貢獻。今天,人類在一定限度內定向改造植物,用基因工程、細胞工程培育優質、高產、抗旱、抗寒、抗澇、抗鹽鹼、抗病蟲害的優良品種已經不是不切實際的遐想。植物基因工程一些關鍵技術已經有所突破,得到了一些轉基因植物。此外,利用富含蛋白質的藻類、細菌或真菌,進行大規模培養,並從中獲得單細胞蛋白質。由於成功地利用了基因工程並取得了大規模連續發酵工程的技術經驗,單細胞蛋白技術已經取得了重大突破。氨基酸是蛋白質的單體,植物蛋白往往缺少某幾種人體必需的氨基酸,如果在食品中添加某種氨基酸,將會大大提高植物蛋白的生物學價值。用微生物發酵、固定化細胞或固定化酶技產氨基酸,已經逐步形成比較完整的體系,可以預料,氨基酸生產將在營養不良問題上發揮日益重要的作用。現代生物學成就和食品工業相結合,已使食品工業成為新興的產業而蓬勃地發展起來。

⑵ 現代生物技術及科學研究發展前沿有哪些

第一目「科技戰略的發展」.

一、建立科研機構。1949年成立了中國科學院,逐步建立了由中央各部門、高等院校和地方組成的科學研究體系。二、制定科技發展規劃。1956年1月,毛澤東在最高國務會議上提出:「要在幾十年內,努力改變我國在經濟上和科學文化上的落後狀況,迅速達到世界上的先進水平。」同年,中共中央召開全國知識分子大會,發出了「向科學進軍」的號召。隨後,制定實施了中國科技發展的遠景規劃(即《1956~1967年科學技術發展遠景規劃綱要》)和「十年規劃」(即《1963年至1972年科學技術發展規劃》)。兩個規劃的實現,使我國科學技術有了較全面的發展,為我國科學技術現代化奠定了基礎。第二個階段是「文化大革命」時期,我國的科學技術事業遭受嚴重破壞,但取得了突破性進展。這一階段所取得的科技成就有:第一顆導彈和氫彈爆炸成功,南京長江大橋落成,「東方紅」1號發射成功,雜交水稻育成等。第三個階段是1978年「文革」以後,我國的科技事業進入了一個蓬勃發展的新時期。1978年是我國社會主義建設的一個轉折點,也是我國科技事業發展的一個分水嶺。這一階段,我國科技發展經歷了三個時期:1.1978年3月,中共中央召開了全國科學技術大會,制定了全國科學技術發展規劃綱要。鄧小平肯定了「科學技術是第一生產力」,他指出:「四個現代化,關鍵是科學技術現代化。沒有現代科學技術,就不可能建設現代農業、現代工業、現代國防。沒有科學技術的高速發展,也就不可能有國民經濟的高速發展。」科學技術得到重視,知識分子政策得以落實,我國科技事業迎來了新的春天。2.1985年中共中央作出了《關於科技體制改革的決定》,鄧小平在全國科技工作會議上講話:「經濟體制,科技體制,這兩個方面的改革都是為了解放生產力。新的經濟體制,應該是有利於技術進步的體制。新的科技體制,應該是有利於經濟發展的體制。雙管齊下,長期存在的科技與經濟脫節的問題,有可能得到比較好的解決。」以此為指導,科技體制改革全面展開。3.1995年,黨和政府提出「科教興國」戰略,進一步推動了科技與經濟的結合,科技進步促進了生產力的發展,經濟的發展也推動科技事業進入了一個日新月異的新階段。

第二目「從兩彈一星」到載人航天。
第一,黨和政府作出發展「兩彈一星」戰略決策的時代背景。新中國成立後,美國敵視中國,想要扼殺新生的人民政權;60年代中蘇關系也急劇惡化;美蘇兩個大國的爭霸,導致世界局勢緊張。中國面對非常惡劣的國際環境,為了沖破美蘇兩大國對核技術和空間技術的壟斷,積極發展高新科技,以鞏固國防,維護中國的安全,為社會主義建設創造一個安定的環境。第二,「兩彈一星」計劃的重大成果。中國第一顆原子彈爆炸成功,打破了美國和蘇聯的核壟斷;中國自行設計製造的導彈實驗成功,加強了國防力量;第一枚中國自行研製的火箭發射成功和第一顆人造地球衛星的發射成功,宣告中國進入了航天時代。教師應使學生深刻理解,我國在核科學的發展中,始終堅持維護世界和平,為人類造福的一貫立場。第三,中國在「兩彈一星」之後,不斷向更高的科學高峰攀登,在核科學和空間技術上碩果累累,已躋身於世界先進行列。第四,我國載人航天工程的戰略決策和「神舟」5號飛天的巨大成就。中國已經成為世界上第三個掌握載人航天技術的國家,成為世界航天大國。
第三目「袁隆平與雜交水稻」。現代生物技術發展突飛猛進,屬於現代科技發展的前沿科學,意義重大。袁隆平的雜交水稻,和人類的生活息息相關,其影響和作用尤為重要,是我國高科技發展的代表。

⑶ 請闡述一下現代生物科學新趨勢

論21世紀生物技術的發展趨勢

生物技術是以現代生命科學為基礎,結合其他基礎科學,採用先進的科學技術手段,按照預先的設計改造生物體或加工生物原料,為人類生產出所需產品或達到某種目的。所以,也有人將生物技術稱作生物工程

總體上看,生物科學技術與有關科學的綜合滲透以及研究技術和手段的革新是現代生物科學的顯著特點和發展趨勢。

現代生物科學的發展,是生物科學與數學、物理學、化學等科學之間相互交叉、滲透和相互促進的結果。其他相關科學推動了生物科學對生命現象和本質的研究不斷深入和擴大,生物科學的發展也為其他相關科學提出了許多新的研究課題,開辟了許多新的研究領域。可見,生物科學與有關科學的高度的雙向滲透和綜合,也已經成為當代生物科學的一個顯著特點和發展趨勢。

現代生物科學的新進展,許多是在採用先進的技術和手段的條件下取得的,這些新技術有:DNA重組技術,DNA合成技術,快速DNA序列測定技術,蛋白質人工合成技術,蛋白質序列測定技術,核酸分子雜交技術,限制性內切酶片段長度多樣性技術,反義RNA技術,聚合酶鏈反應擴增技術,單克隆抗體技術,脈沖電泳技術,磁力共振技術,掃描隧道和原子力顯微技術,同步輻射技術,電子計算機技術,等等。可見,研究技術和手段的革新是當代生物科學的另一個顯著特點和發展趨勢。分開來看,生物科學技術擁有眾多分支學科技術,現代生物學研究的熱點領域有:基因組學、生物信息學、抗體工程技術、組織工程學、幹細胞研究、葯物分子設計以及行為科學、生態學等。其中重要領域平台的發展現狀和趨勢如下:

1、基因組學現狀與發展趨勢

人類基因組計劃的實施將極大地促進生命科學領域一系列相關科學的發展,闡明基因的結構與功能關系,細胞的發育、生長、分化的分子機理等。這意味著生命科學從尋找生物學上個別重要的基因發展到整個基因組功能活動規律的研究,實現了從局部到整體的轉變。

目前發展的最新趨勢就是將最近幾年發展起來的許多新技術(如高通量掃描,生物晶元,高密度單核苷酸多態性(SNP)遺傳圖譜,生物信息學等)與知識融入到分子醫學、葯理學、毒理學等諸多領域,並運用這些技術與知識大規模系統地從整個基因組層面去研究不同個體的基因差異與葯效的關聯,側重於了解有重要功能意義和控制葯物代謝與處置的多態性基因,以求探明葯理學作用的分子機制以及各種疾病致病的遺傳學機理,從而最終達到精確指導開發的目的。

由於新一代遺傳標記物(即單核苷酸多態性)的大規模發現,以及將其迅速應用於群體流行病遺傳學,也可大大推動多基因遺傳病和常見病(往往是多基因病)機理的基礎研究,其研究結果又可以為制葯工業提供新的葯靶。

2、生物信息學現狀與發展趨

生物信息學包括基因組學、結構生物信息學、功能生物信息學和蛋白質組信息學,核心是基因組學,包括基因組信息的獲取、處理、存儲、分配和解釋,首要任務之一是發現新基因和新的功能;結構生物信息學主要研究基因產物即蛋白質和多肽的信息結構;功能生物信息學主要指細胞反應的資料庫,存儲有各種刺激後細胞基因表達改變的功能信息,提供細胞類型、能夠表達的基因及其誘導劑等方面的咨詢;蛋白質組信息學主要涉及蛋白質資料庫的建立,相關軟體的開發和應用,及蛋白質組成員序列、結構、功能、定位分類和蛋白質連鎖圖的構建,及蛋白質功能結構預測等。

生物信息學的主要研究內容有:(1)支持系統的開發研究,具體包括資料庫的設計、建立和應用;軟體開發;網路資源的開發利用。(2)生物計算與分析,具體包括序列比對(Alignment);基因識別與DNA序列分析;蛋白質結構預測;分子進化和比較基因組學。 生物信息學的應用領域包括有基因疾病的診斷;動植物優良選種;葯物研究與開發等。

3、抗體工程技術研究概況

利用現代生物技術改造已有的抗體、構建新的抗體或者是制備類抗體分子,稱為抗體工程。目前通常認為抗體工程有三個階段:細胞工程抗體階段;基因工程抗體階段(抗體基因組合文庫,噬菌體表面呈遞系統);類抗體制備階段,即抗體技術與計算機技術相結合或者模擬有機分子模型。基因工程抗體的技術途徑包括:人鼠嵌合抗體;人源化抗體;小分子抗體;胞內抗體;抗體庫;轉基因動物;轉基因植物。

由於天然抗體主要是通過調理作用、ADCC或依賴補體的細胞毒效應起到殺傷靶細胞的作用。因此,天然抗體的細胞毒效應有限。增加抗體對靶細胞的殺傷可以包括以下幾種途徑:免疫結合物(Immunocojugate);免疫細胞因子(immunocytokines);雙特異性抗體;細胞內抗體(intrabody)。

抗體作為治療制劑最早用於病原微生物感染引起的疾病,現在已發展到抗腫瘤、抗移植排斥、抗血栓形成及自身免疫性疾病的治療等方面。基因工程抗體的研製成功以及它們相關重組衍生物的研製使得抗體工程在自發性免疫病、血栓並發症、敗血症、病毒或血清感染、器官移植排斥、實體瘤和血液病的臨床治療中具有廣闊的應用前景和市場

4、幹細胞研究現狀與發展趨勢

隨著幹細胞技術的突破以及幹細胞本身所具有的特性,使得人類有可能在體外培養某些幹細胞,分化為所需要的各種組織細胞以供臨床所需,或作為「種子」細胞用於組織工程。

(1)胚胎幹細胞(ES細胞)研究進展 應用ES細胞進行臨床組織移植的基本途徑為:自胎兒性腺或早期胚胎分離人ES細胞,經體外擴增後進行基因修飾排除移植排斥,在體外定向分化後移植給病人。

(2)組織幹細胞研究進展 目前已在成年動物和人體組織器官中分離獲得了多種組織幹細胞,如造血幹細胞、骨髓間充質幹細胞、神經幹細胞、肝臟幹細胞、皮膚幹細胞、腸上皮幹細胞等。這些組織幹細胞具有跨系、甚至跨胚層分化能力,可分化為骨、軟骨、肌肉、神經、肝臟、脂肪等細胞類型。此外神經幹細胞和肌肉幹細胞能轉變成血液細胞;脂肪基質幹細胞可變成骨和成軟骨細胞。

(3)造血幹細胞研究進展 造血幹細胞具有自我更新、多向分化、重建長期造血、採集和體外處理容易等特點,因此是基因治療最理想的靶細胞之一。通過細胞工程技術可在體外模擬或部分模擬體內造血過程(包括基質細胞的支持和造血生長因子的調控等)。可在短期內大量擴增早期造血祖細胞及各階段的造血前體細胞;並可定向誘導擴增大量的紅細胞、粒/巨噬細胞、巨核細胞/血小板、樹突狀細胞、NK細胞等功能血細胞和免疫活性細胞,滿足基礎研究及臨床應用的需要。

組織器官的缺損或功能障礙是人類健康所面臨的主要危害之一,也是引起人類疾病和死亡的最主要原因。幹細胞治療也幾乎涉及人體所有的重要組織和器官,也涉及人類面臨的大多數醫學難題,如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、骨質疏鬆、惡性腫瘤、肌肉、骨及軟骨缺損、老年性痴呆、帕金森氏病、嚴重燒傷、脊髓損傷和遺傳性缺陷等疾病的治療。

6、組織工程學發展現狀與趨勢

組織工程研究的核心是建立由細胞和生物材料構成的三維空間復合體,包括種子細胞、生物材料、適於細胞生長分化的外在環境、構建組織和器官的方法技術及組織工程的臨床應用等基本研究內容。

近年來國際上組織工程研究的總體趨勢主要表現在:

(1)組織工程種子細胞來源和大規模擴增技術;

(2)仿生型細胞外支架材料的研製:注重支架材料表面修飾、不同種類支架材料復合應用。

(3)組織工程產品生產質量控制體系建立的研究:國內外均已經開始著手建立各種組織工程產品進入臨床前的質量檢測標準的制訂。

(4)組織工程產品生物力學檢測體系的建立:組織工程產品生物力學性能的好壞,直接影響臨床應用的效果,相關研究已逐步引起關注。

生物技術的眾多分支共同發展,並相互促進,令生物科學技術日益壯大。同時,現代生物技術也由以前的研究型向現在的應用性發展。首先在微觀上,對核酸、蛋白質的改良和創新正在有條不紊的進行中。其次,在宏觀上,各種轉基因產品也相繼問世,為人類美好的生活譜寫了輝煌的一頁。展望未來,生物技術將會越發迅猛,為人類帶來日益突出的貢獻!

⑷ 什麼是現代生物學

整個生命科學的發展歷程都顯示出了其他學科的推動作用。現代生物學起源於在顯微鏡.下對細胞的發現,而光學顯微鏡自然是一種光學儀器。此後,依靠物理學理論和技術進步搭建出來的電子顯微鏡,則把生物學的觀察極限進一步推進到了亞微米尺度,也就是病毒所在的尺度,隨著高亮度人造X射線光源和晶體衍射儀的發展,結構生物學誕生了,讓我們得以在亞納米的原子尺度上解析生命問題。而基因組測序技術的飛速發展更是多個學科交叉的輝煌成果

⑸ 現代生物技術的發展會給人類帶來哪些潛在的負面影響,如何看待這些影響

生物技術的利與害

專家預言,21世紀是生物學的世紀,生物技術將成為世界經濟的支柱產業。中國已將其列為優先發展的戰略重點。

現代生物技術已逐漸進入人類生活,但它在應用中是否安全呢?專家建議採取預防手段是必要的,但不必誇大其危害。目前還找不到一個生物技術真正導致危害的實例。

我國的生物技術起步較晚,目前的生物產品大多屬無風險的Ⅰ級,極少部分屬於低度風險的Ⅱ級,不會對人類造成危害。

現代生物技術經過短短20多年的發展,給人類帶來了巨大的收益,將人類帶入一個前所未有的領域。有專家預言,21世紀是生物學的世紀,生物技術將成為世界經濟的支柱產業。

生物技術應用前景十分廣闊。例如利用基因治療疾病、製造生物葯品、種植轉基因作物等,都將給人類帶來福音。

不久前,俄羅斯醫學家成功地將小鼠的胰島素移入一位患病兒童的體內,用於疾病的治療。這種被稱為基因治療的現代生物技術,是將有特定基因的細胞移入人體缺乏此種基因的器官內,以彌補病人的遺傳性基因缺陷。今後基因治療將越來越多地應用於癌症、艾滋病、乙肝等疑難雜症。

製造生物葯品是生物技術醫學利用的另一重要方面。13年前第一種生物葯品--用於治療糖尿病的人造胰島素問世。目前,美國已有1300多家公司投入這項研製,約有50%的新葯是生物葯。在中國,業已開發出ɑ-干擾素等生物葯品。

農業生產中,化肥和農葯的大量施用帶來的一系列問題,使人類糧食供給陷入新的危機。而現代生物技術不僅可以大量用於作物的抗病毒、抗蟲性、抗除草劑和抗真菌細菌病害,給農業帶來持續增產;運用轉基因手段,還可以在體外將不同種屬植物的基因分子以特殊的方法連結,構成一種新的基因分子,突破了傳統育種技術只能在同種屬內植物間進行的限制,創造出新優質高效品種。同時,它還可以對果實延熟保鮮,提高作物的抗寒抗鹽性。

據統計,1997年,全世界種植轉基因玉米320多萬公頃,平均增產7%,獲得直接經濟效益11300萬美元。而1998年全世界轉基因植物種植面積已達2780萬公頃,經濟效益相當可觀。如計入使用生物技術後化肥農葯污染減少的環境效益,無疑是一個更誘人的數字。

此外,生物技術還被廣泛應用在食品開發和環境保護等領域。世界各國紛紛將現代生物技術作為21世紀優先發展的重點領域,據悉,中國業已將其列為優先發展的戰略重點。

不知不覺中,生物技術走入人類前行的進程。但迅猛發展的生物技術給人類帶來的是福還是禍?它的應用是否安全呢?專家建議採取預防是必要的,但不必誇大其危害。

70年代初,當科學家第一次利用重組基因技術把大腸桿菌的λ噬菌體病毒和猿猴的SV40病毒構建成重組基因分子時,人們產生了一種恐懼,用這種方法會不會製造出人類無法控制的超級病毒或者超級生物,給人類和自然造成毀滅性的破壞?於是科學家開始關注現代生物技術的安全性問題,即生物安全。

專家們認為,現代生物技術存在著廣泛性、潛在性、長期性的危險,可能會出現影響環境中非目標性生物生態結構,改變物種的競爭關系,出現轉基因植物雜草化和部分產品的毒性、致病性和過敏性等一系列問題。

如何看待這些潛在的危險呢?專家們認為,生物技術的潛在危險應當引起重視,採取預防手段是必要的,但不要誇大生物技術的危害。一些可預見到的潛在危險通過生物安全手段是可以避免的,並不象人們想像的那麼可怕。例如,轉基因植物的雜草化問題,現在的大多數栽培作物經人工馴化後,在自然條件下已失去適應性和自然競爭能力,其退化為雜草的可能性是微乎其微的。

涉及生物安全性的另一個方面就是基因漂移。轉基因作物會不會發生基因漂移,改變非目標生物的生態結構和物種的競爭關系?基因漂移只能在親緣關系較近的種屬之間進行,有的作物與其屬於同一種的雜草親戚,如十字花科的油菜,它的基因有可能會轉移到此類雜草上,增加了雜草的抗蟲或抗除草劑的能力,提高其生存適應性。在種植這種轉基因作物時,一般會採取各種物理或生物的隔絕等安全措施,如使轉基因作物與雜草的花期錯開,漂移是可以避免的。我國現在大面積種植的轉基因棉花和玉米在我國都沒有與其同屬一個種的雜草,不會發生基因漂移。但在墨西哥,許多野生的玉米是雜草,種植轉基因玉米時就需要採取安全措施。

目前,現代生物技術的確會對農業生態造成一定影響,如抗蟲害的轉基因作物的長期大量種植,會使作為清殺對象的目標害蟲發生群體改變,產生抗性,更難清殺。國外目前採用「避難所」的安全措施,在種植轉基因作物同時也種植一定數量的常規作物,使轉基因作物上的有抗性的害蟲與常規作物上無抗性的害蟲共同繁殖,以稀釋這種抗性基因,延緩抗性出現,為研製開發新的抗蟲害基因爭取時間。

在生物技術開發中,要注意避免人為擴大生物的毒性、過敏性,致病性。美國一實驗室曾試圖用巴西堅果中的2S清蛋白作基因工程,後來發現2S清蛋白是一種過敏源,重組其基因,全使一些原本不含該過敏源的生物也具有過敏性,擴大了過敏的范圍,出於生物安全的考慮,實驗最終被停止了。

我國的生物技術起步較晚,轉基因植物種植面積不到全世界總面積的0.01%,生物產品也相對較少。依據1993年12月原國家科委發布《基因工程安全管理辦法》,生物產品按其風險大小劃為四個等級。目前我國的生物產品大多屬無風險的Ⅰ級,極少部分屬低風險的Ⅱ級,不會對人體造成危害。

目前在世界范圍,我們還找不到一個生物技術真正導致危害的實例,因為人們在生物技術發展的初始階段,就認識到其潛在的危險,而加以防範。隨著生物技術的進一步發展,生物安全日益顯露其重要性,它將不再局限於生物技術本身,而在國際貿易、基因資源保護等方面發揮重要作用。

預計下一個世紀,生物技術將逐步商品化和產業化,生物安全將不僅是生物技術開發利用的科學管理規范和對未知危險的防範,還將成為其產品商品化和產業化的重要保障

⑹ 現今結構生物學面臨哪些困難

A.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後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並有一定順序的肽鏈結構外,今後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.其基本問題己比較清楚,當前研究的重點是:
①約經10一15年,人類基因組30億個鹼基對全序列(遺傳密碼)可以測出,這是具有里程碑意義的工作;
②真核生物基因表達過程在各層次上調節的研究仍然是今後相當長一段時間的任務. 分子生物學的概念、方法與技術和各學科的滲透,正在形成很多新的學科,諸如分子遺傳學、細胞分子生物學、神經分子生物學、分子分類學、分子葯理學與分子病理學等等.因此分子生物學在生命科學中的主導作用還將要持續下去。

B.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.因此遺傳學在今後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後幾十年的重要任務。

C.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後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,但關於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.雖然今後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,並行使細胞的有序的生命活動.
今後20多年,以下一些問題可望取得重要進展與突破:
①遺傳信息的儲存、復制與表達的主要執行者——染色體的結構與功能可能在不同的結構層次上得到闡明.
②細胞骨架(包括核骨架與染色體骨架)的研究將得到全方位的進展.
③細胞生物學與分子生物學、遺傳學的結合,將在細胞分化機理研究方面有重要突破,為發育生物學快速發展奠定基礎.
④細胞衰老與細胞程序化死亡的機理將在更深層次上闡明.
⑤以細胞分子生物學為骨幹學科與其他學科結合,人工裝配生命體的理想可能逐步實現。

D.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.由於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,這也就是今後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,但近年已初見端倪並有所突破.估計今後發育生物學將沿著這條道路深入下去,並可望取得豐碩的成果。

E.神經科學(或腦科學)
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、神經網路水平、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.
在今後幾十年內可以預示到的神經科學突破性的進展可能包括:
①在分子到行為的各層次上闡明學習、記憶與認知等活動的基礎;
②很快會發現與闡明一系列與記憶、行為有關的基因與基因產物;
③神經細胞的分化與神經系統的發育研究會有重大進展;
④腦機能在理論上的進展與突破(如模式識別、聯想記憶、思維邏輯機理的闡明)會 促進新一代智能計算機與智能機器人的研製;
⑤一系列神經性疾病與精神病的病因可望在神經生物學研究中得到解釋.

F.主態學(包括物種多樣性保護研究)
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. 由於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.
今後生態學研究的重點可能表現在以下方面:
①生態群落的多樣性、穩定性與演變規律與人類活動的關系;
②全球氣候變化對生態系統結構與功能的影響;
③生物多樣性的保護和永續利用也是保護人類自身生存環境尤其是拯救瀕臨絕滅的 生物種類更加具有緊迫性;
④城市生態學與經濟生態學將迅速發展;
⑤生態工程與生態技術將在國民經濟建設中發揮作用.。

G.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鬆,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葯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,今後的研究重點將集中於細胞,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於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葯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。

①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.
②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、胚胎發育多層次網路調節基因.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.
③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.
④癌症的治療將有全面的突破,愛滋病的防治得到控制.
⑤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徵.
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.

⑺ 現今生物科技前沿問題主要是哪些方面

現今生物科技前沿問題主要是哪些方面
生物化學與分子生物學專業主要是從微觀即分子的角度來研究生物現象,在分子水平探討生命的本質,研究生物體的分子結構與功能、物質代謝與調節。該專業涉及物理、化學、數學、生物學等多學科的交叉,滲透於生物學的其他專業之中,屬於基礎性研究專業。生物化學與分子生物學是目前自然科學中進展最迅速、最具活力的前沿領域。 通過學習,將具備以下幾方面的能力:
1、掌握數理化、生物科學和計算機科學等方面的基礎理論基礎知識和技術;
2、掌握生物化學、分子生物學等方面的基礎理論、基礎知識和基本實驗技能;
3、了解國家科技政策、知識產權等有關政策和法規;
4、了解生物化學與分子生物學的理論前沿、應用前景和最新發展動態;
5、掌握生物化學與分子生物學資料的查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲得相關信息的基本方法;
6、具有一定的該領域的實驗設計、分析實驗結果、撰寫論文、參與學術交流的能力。 化學、植物學、動物學、微生物學、生物化學、細胞生物學、現代遺傳學、現代分子生物學、生化工程、生物技術制葯、基因組學與生物信息學、蛋白組學等。

⑻ 生物學還能解決哪些問題

生物和醫學聯系最緊密。現代高端醫學手段大都是要經過生物學研究,用動物做實驗,然後才運用於人。生物學其他的還可以運用於農學,生物制葯等等~

⑼ 利用生物學知識或生物學技術能解決哪些問題

生物科技(biotechnology),是指人們以現代生命科學為基礎,結合其他基礎科學的科學原理,採用先進的科學技術手段,按照預先的設計改造生物體或加工生物原料,為人類生產出所需產品或達到某種目的。生物技術是人們利用微生物、動植物體對物質原料進行加工,以提供產品來為社會服務的技術。它主要包括發酵技術和現代生物技術。
因此,生物技術是一門新興的,綜合性的學科。
發展狀況
近些年來,以基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術發展迅猛,並日益影響和改變著人們的生產和生活方式。所謂生物技術(Biotechnology)是指「用活的生物體(或生物體的物質)來改進產品、改良植物和動物,或為特殊用途而培養微生物的技術」。生物工程則是生物技術的統稱,是指運用生物化學、分子生物學、微生物學、遺傳學等原理與生化工程相結合,來改造或重新創造設計細胞的遺傳物質、培育出新品種,以工業規模利用現有生物體系,以生物化學過程來製造工業產品。簡言之,就是將活的生物體、生命體系或生命過程產業化的過程。生物工程包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、生物電子工程、生物反應器、滅菌技術以及新興的蛋白質工程等,其中,基因工程是現代生物工程的核心。基因工程(或稱遺傳工程、基因重組技術)就是將不同生物的基因在體外剪切組合,並和載體(質粒、噬菌體、病毒)的DNA連接,然後轉入微生物或細胞內,進行克隆,並使轉入的基因在細胞或微生物內表達,產生所需要的蛋白質。有60%以上的生物技術成果集中應用於醫葯產業,用以開發特色新葯或對傳統醫葯進行改良,由此引起了醫葯產業的重大變革,生物制葯也得以迅速發展。生物制葯就是把生物工程技術應用到葯物製造領域的過程,其中最為主要的是基因工程方法。即利用克隆技術和組織培養技術,對DNA進行切割、插入、連接和重組,從而獲得生物醫葯製品。生物葯品是以微生物、寄生蟲、動物毒素、生物組織為起始材料,採用生物學工藝或分離純化技術制備,並以生物學技術和分析技術控制中間產物和成品質量而製成的生物活化制劑,包括菌苗、疫苗、毒素、類毒素、血清、血液製品、免疫制劑、細胞因子、抗原、單克隆抗體及基因工程產品(DNA重組產品、體外診斷試劑)等。人類已研製開發並進入臨床應用階段的生物葯品,根據其用途不同可分為三大類:基因工程葯物、生物疫苗和生物診斷試劑。這些產品在診斷、預防、控制乃至消滅傳染病,保護人類健康中,發揮著越來越重要的作用。
一般新的生物產品的開發必須經過(1)實驗室研究(生產工藝路線探索和質量控制標準的建立);(2)臨床前研究(葯理、毒理、葯效等動物實驗);(3)保健食品需經過試驗產品的安全性試驗;(4)而葯品則需經過一期臨床試驗(用健康志願者試驗葯品的安全性)、二期臨床試驗(小規模臨床葯效學研究)、三期臨床試驗(大規模臨床葯效學研究)等五個階段的研究工作,才有可能被批准進行試生產。葯品還必須在試生產一年後,再上報質量穩定性和進一步擴大規模的臨床試驗結果,才能申報正式的生產批文。

⑽ 現代生物學研究的主要內容是哪三個方面什麼

現代分子生物學研究主要內容有: DNA重組技術(基因工程) 基因表達的調控 生物大分子的結構和功能研究 基因組、功能基因組與生物信息學研究。

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