生命科學(xué)發(fā)展在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的作用.doc

生命科學(xué)發(fā)展在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的作用學(xué)院：化學(xué)與化工學(xué)院專(zhuān)業(yè)：化學(xué)工程與工藝日期：2012-11-3生命科學(xué)的發(fā)展及其對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響 摘 要：本文對(duì)生命科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程中的幾次重要科學(xué)技術(shù)革命以及這些科學(xué)技術(shù)革命對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步產(chǎn)生的重大影響，以及可能產(chǎn)生的危害進(jìn)行了綜述?；赝祟?lèi)科學(xué)發(fā)展史，20世紀(jì)是人類(lèi)自然科學(xué)發(fā)展史上最為輝煌的時(shí)代，其中生命科學(xué)是自然科學(xué)發(fā)展中最迅速的學(xué)科?；谏鼘W(xué)科與人類(lèi)生存、健康、社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)，它必然成為21世紀(jì)初的主導(dǎo)科學(xué)。如果說(shuō)，20世紀(jì)主導(dǎo)科學(xué)是物理學(xué)，那么21世紀(jì)主導(dǎo)的將是生命科學(xué)。 關(guān)鍵詞：生命科學(xué) 科學(xué)技術(shù)革命 人類(lèi)社會(huì) 影響 一、生命科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展 自從有了人類(lèi)，就有了生命科學(xué)。早期的對(duì)生物的觀察既是生命科學(xué)的開(kāi)始，也是對(duì)生命現(xiàn)象研究的開(kāi)端。 后來(lái)人們對(duì)生物學(xué)的興趣從簡(jiǎn)單觀察轉(zhuǎn)向了實(shí)際應(yīng)用，例如對(duì)動(dòng)、植物的馴化和飼養(yǎng)，但這些觀察和應(yīng)用的目的都是為了滿(mǎn)足人類(lèi)自身食物和住所的實(shí)際需求，而并非有意識(shí)的探索?？梢?jiàn)，生命科學(xué)是在人類(lèi)的生活實(shí)踐中自發(fā)產(chǎn)生的。早期最為引人矚目的生物學(xué)研究者是希臘哲學(xué)家亞里士多德，他對(duì)生物體進(jìn)行了大量的觀察，深刻地解釋了許多自然現(xiàn)象。他研究了多種水生生物的生命史和自然史以及雞的胚胎發(fā)育，開(kāi)始了生物科學(xué)的第一次飛躍和革命。盡管這些研究還只是代表著生物研究的最初階段，但這是人類(lèi)開(kāi)始有意識(shí)地將它作為一門(mén)學(xué)科來(lái)進(jìn)行的研究的重要標(biāo)志開(kāi)始。 二、達(dá)爾文的進(jìn)化論是人類(lèi)思維歷史上的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn) 19世紀(jì)中葉， 達(dá)爾文和華萊士分別提出自然選擇理論來(lái)對(duì)生物的進(jìn)化過(guò)程進(jìn)行解釋。他們認(rèn)為遺傳變異和自然選擇是生物進(jìn)化的原因和條件，生物在自然選擇中適者生存，客觀進(jìn)化。達(dá)爾文進(jìn)化理論的影響已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了生物學(xué)界的范疇，它動(dòng)搖了當(dāng)時(shí)社會(huì)體系和宗教信仰的基礎(chǔ)，否定了上帝創(chuàng)造人，引發(fā)了維多利亞英國(guó)社會(huì)的穩(wěn)定和秩序問(wèn)題。盡管目前發(fā)現(xiàn)了在自然界存在著許多用達(dá)爾文的進(jìn)化論還難以解釋的現(xiàn)象，達(dá)爾文的進(jìn)化論也因此而受到許多新的挑戰(zhàn)。但是，作者認(rèn)為進(jìn)化理論能夠解釋生物進(jìn)化的普遍現(xiàn)象。另外，隨著生物學(xué)的發(fā)展特別是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)的發(fā)展和深入，許多用達(dá)爾文進(jìn)化論尚未解釋的進(jìn)化現(xiàn)象將會(huì)得到分子水平的解釋。 三、雙螺旋模型開(kāi)創(chuàng)了分子水平生物學(xué)研究的新紀(jì)元 1953年2月28日，沃森和克里克建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，并于4月25日，在英國(guó)自然雜志發(fā)表了文章“核酸的分子結(jié)構(gòu)脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型”。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，標(biāo)志著人類(lèi)在揭示生命遺傳奧秘方面邁出了具有里程碑意義的一步。雙螺旋模型的提出為現(xiàn)代生物化學(xué)和分子生物學(xué)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，開(kāi)創(chuàng)了在分子水平上生物學(xué)研究的新紀(jì)元，是20世紀(jì)生物學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)。隨后在生命科學(xué)領(lǐng)域特別是在分子遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)以及生物工程包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程等研究領(lǐng)域產(chǎn)生了很多重大的成果和突破。理論上的突破也使這些學(xué)科和領(lǐng)域發(fā)生了一系列的技術(shù)革命，例如生物制藥、動(dòng)植物組織培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因生物、動(dòng)植物克隆、基因芯片、新品種培育等等，形成了巨大的生產(chǎn)力和創(chuàng)造力，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。由于雙螺旋模型在生命科學(xué)研究中的重要意義，沃森和克里克因此而獲得1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。四、現(xiàn)代生命科學(xué)的研究熱點(diǎn) 在20世紀(jì)生命科學(xué)的發(fā)展有許多重大突破，提出許多新觀念、新思想、新成果和新技術(shù)。特別是20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著數(shù)理科學(xué)廣泛而深刻地深入生命科學(xué)以及一些先進(jìn)的儀器設(shè)備和研究技術(shù)的問(wèn)世，生命科學(xué)已經(jīng)從基本上是靜態(tài)的、以形態(tài)描述與分析為主的學(xué)科演化發(fā)展成動(dòng)態(tài)的、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的定量的學(xué)科。為表達(dá)其鮮明的時(shí)代特征將其稱(chēng)為生命科學(xué)。當(dāng)今的生命科學(xué)正從分析走向綜合，其特征是對(duì)分子、細(xì)胞、組織、器官及整體的全方位的綜合研究。如果說(shuō)，20世紀(jì)生命學(xué)是分析的世紀(jì)，21世紀(jì)生命科學(xué)將從分析走向綜合，將是統(tǒng)一生命學(xué)的世紀(jì)，并將形成嶄新的生命觀。新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)首先設(shè)計(jì)了“生命體的結(jié)構(gòu)層次”主題就是從整體觀的角度安排的。目前，生命科學(xué)正向微觀、宏觀和應(yīng)用三個(gè)方向縱深發(fā)展。1 、 宏觀方面 ： 20世紀(jì)以來(lái)，生態(tài)學(xué)作為生命科學(xué)的一個(gè)分支，對(duì)人類(lèi)生存的大環(huán)境進(jìn)行研究，已成為生命科學(xué)中最為活躍的研究方向之一。特別是20世紀(jì)后期，生命科學(xué)的宏觀研究不僅是傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)的范疇，而且擴(kuò)展到對(duì)整個(gè)生命圈的研究。為什么當(dāng)今特別重視生命圈的研究？以前人們對(duì)生命圈缺少認(rèn)識(shí)和關(guān)心，對(duì)其中的森林亂砍濫伐，對(duì)草原隨意開(kāi)墾，對(duì)各種動(dòng)物亂捕濫殺，并把大量的廢物以及有毒物質(zhì)任意傾倒和排放，致使這個(gè)大環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞和污染，生命圈面臨崩潰的危險(xiǎn)。由此使人們感到21世紀(jì)人類(lèi)面臨的首要問(wèn)題就是：人類(lèi)的生存和發(fā)展。人類(lèi)生存的唯一的家園是地球。人在地球上生活離不開(kāi)地球的環(huán)境條件和其他各種生命，因此，人要生存下去并得到持續(xù)發(fā)展，必須愛(ài)護(hù)地球，關(guān)愛(ài)其他生命，保持人與自然的和諧發(fā)展。另外，隨著人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然和影響自然過(guò)程的能力的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越深刻認(rèn)識(shí)到簡(jiǎn)單地“征服自然”、“向大自然界索取”給人類(lèi)帶來(lái)的許多困擾。目前面臨的人口、環(huán)境、能源、污染、水土流失這一系列困擾人類(lèi)的問(wèn)題，在一個(gè)局部范圍內(nèi)都是不可能得到解決的，就像到處引起災(zāi)害的厄爾尼諾現(xiàn)象一樣，只有把地球看作一個(gè)整體來(lái)研究，才有可能獲得突破性進(jìn)展。21世紀(jì)對(duì)付面臨的各種挑戰(zhàn)，改善人類(lèi)的生存條件，謀求與大自然的和諧，就必須更深入地研究人與生活在地球上的其他200多萬(wàn)種生命之間的相互關(guān)系，必須更深刻地了解時(shí)空、物質(zhì)、信息的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制。為了挽救危機(jī)，早在1971年聯(lián)合國(guó)就制訂了“人與生命圈”（MAB）的研究計(jì)劃，謀求協(xié)調(diào)人與生命圈的關(guān)系，合理地開(kāi)發(fā)和利用生命資源，維護(hù)和改善自然環(huán)境，化害為利，逐步創(chuàng)造出一個(gè)適于人類(lèi)和各種生命生存的美好環(huán)境。根據(jù)這種思想，國(guó)外一些學(xué)者提出“地球村”、“地球飛船”等提法，說(shuō)明地球是一個(gè)大家庭。這種意識(shí)不僅在自然科學(xué)，而且在社會(huì)科學(xué)、文化、道德等方面都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。目前關(guān)于生命圈的模擬研究，無(wú)論是美國(guó)建造的“生命圈2號(hào)”，還是日本搞的“第二個(gè)生命圈計(jì)劃”，建造一個(gè)完全封閉的“小地球”，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)是失敗的。由此說(shuō)明，在目前現(xiàn)有條件下，人類(lèi)還無(wú)法模擬出類(lèi)似地球可供人類(lèi)長(zhǎng)期生存的生態(tài)環(huán)境，地球是人類(lèi)唯一的家園。21世紀(jì)生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)是地球變化和生命多樣性。地球變化的研究涉及地球變暖、臭氧層的破壞、沙漠化、海洋污染、野生命種減少等問(wèn)題。生命多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。保護(hù)生命多樣性是實(shí)現(xiàn)人與生命和諧發(fā)展的重要措施。生命多樣性是自然界豐富多彩的生命資源的標(biāo)志，因此，保護(hù)野生生命就是保護(hù)人類(lèi)自己。為了保護(hù)生命的多樣性，世界各國(guó)都建立了自然保護(hù)區(qū)。在此基礎(chǔ)上聯(lián)合國(guó)教科文組織又提了生命圈保護(hù)區(qū)的概念，它不同于自然保護(hù)區(qū)，其主要特點(diǎn)在于明確保護(hù)區(qū)不是一個(gè)堡壘式或要塞式的莊園，而是一個(gè)開(kāi)放的資源管理的戰(zhàn)略基地。這樣擺脫了保護(hù)區(qū)概念中消極保護(hù)的一面，賦予保護(hù)區(qū)以多功能的作用。實(shí)踐證明，這種設(shè)想是正確的，它的建立即把生命多樣性及生命資源的保護(hù)同它們的可持續(xù)利用緊密結(jié)合起來(lái)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自然保護(hù)和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 當(dāng)前生態(tài)學(xué)在實(shí)際研究中最多的是所謂“生態(tài)農(nóng)業(yè)”和建立“生態(tài)村”。過(guò)去人們把第一次綠色革命發(fā)展起來(lái)的農(nóng)業(yè)叫“石油農(nóng)業(yè)”，因?yàn)樗?lài)以生存發(fā)展的一切（如機(jī)械耕作、電力、農(nóng)藥、化肥等），實(shí)際上大多來(lái)自石油等能源和石油化工產(chǎn)品，因而給社會(huì)和環(huán)境帶來(lái)許多新問(wèn)題。于是人們開(kāi)始轉(zhuǎn)向生態(tài)農(nóng)業(yè)，也就是說(shuō)，強(qiáng)調(diào)生命與環(huán)境、資源相協(xié)調(diào)，充分認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)自身的多樣化，強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的生命過(guò)程，充分發(fā)揮其自我調(diào)節(jié)和自我維持能力，重視生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量多層次、多途徑的轉(zhuǎn)化和利用，因而生態(tài)農(nóng)業(yè)是最經(jīng)濟(jì)和最高效的農(nóng)業(yè)。2 、 微觀方面 ： 過(guò)去的生命學(xué)，對(duì)生命的認(rèn)識(shí)僅僅是從個(gè)體水平上對(duì)生命進(jìn)行形態(tài)的描述和分析，以后隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，才開(kāi)始以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)逐漸深入到生命本質(zhì)的研究。今天，人類(lèi)已經(jīng)能夠深入到細(xì)胞內(nèi)部，對(duì)它的極其細(xì)微的結(jié)構(gòu)和化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行研究，取得了許多突破性的成就。1953年，對(duì)遺傳物質(zhì)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，是生命科學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代生命學(xué)的全新時(shí)代，奠定了在分子水平上研究生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)。分子生命學(xué)的誕生，有助于闡明生命活動(dòng)的規(guī)律，揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)。分子生命學(xué)的發(fā)展不可避免地影響到生命科學(xué)各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，改變了整個(gè)生命學(xué)的面貌；同時(shí)對(duì)醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)及其應(yīng)用產(chǎn)生了巨大影響。生命學(xué)的全新面貌突出地表現(xiàn)在出現(xiàn)了一系列新的分支科學(xué)，如分子遺傳學(xué)、分子細(xì)胞學(xué)、分子分類(lèi)學(xué)、分子神經(jīng)解剖學(xué)等等，其中作為生命體基本單位的細(xì)胞和作為生命活動(dòng)最高形式的神經(jīng)活動(dòng)是現(xiàn)代生命學(xué)研究的最活躍的領(lǐng)域。由于這兩門(mén)學(xué)科采用了分子生命學(xué)的新的研究思想和新的研究手段而獲得新的生命力，研究步伐大大加快。由此，分子生命學(xué)（包括分子遺傳學(xué)）、細(xì)胞生命學(xué)和神經(jīng)生命學(xué)（或腦科學(xué)）已發(fā)展成當(dāng)代生命科學(xué)研究的三大熱點(diǎn)。（1）、分子生命學(xué)的發(fā)展 分子生命學(xué)是在分子水平研究生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué)。它的主要研究?jī)?nèi)容是生命大分子（主要是蛋白質(zhì)、核酸和糖類(lèi)）的結(jié)構(gòu)、功能及其相互組織和相互作用。在核酸的研究上，由于發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的多態(tài)性，說(shuō)明DNA分子實(shí)質(zhì)上是一種可塑的分子。它的局部構(gòu)象的變化或?qū)е码p螺旋的松開(kāi)，或是成為DNA與蛋白結(jié)合時(shí)，對(duì)DNA的識(shí)別或結(jié)合的標(biāo)志等，實(shí)際上不存在一種可以代表DNA“結(jié)構(gòu)”的單一結(jié)構(gòu)，生命現(xiàn)象是豐富的，駕馭細(xì)胞活動(dòng)的DNA必然具有多樣性的形態(tài)。DNA的功能不僅具有自我復(fù)制和指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的作用，還具有酶的活性，起某種催化作用。目前科學(xué)家的目光已由DNA的研究轉(zhuǎn)向了RNA的研究。由于RNA結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其種類(lèi)的多樣性，決定RNA具有多種生命學(xué)功能。RNA不僅在蛋白質(zhì)合成上起重要作用，而且具有催化作用（核酶）、調(diào)控基因表達(dá)、抑制轉(zhuǎn)譯（反義RNA）、DNA和RNA剪接（snRNA）等重要功能。因此，關(guān)于RNA功能研究已成為分子生命學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。關(guān)于蛋白質(zhì)的研究一直被科學(xué)家們所重視。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，幾乎一切生命活動(dòng)都要依靠蛋白質(zhì)（酶）來(lái)進(jìn)行。研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有重要意義。目前，人們除要闡明由氨基酸形成的并有一定順序的肽鏈結(jié)構(gòu)以外，特別重視肽鏈折疊成特定的三維空間結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗啪哂心撤N生命活性，成為功能蛋白質(zhì)。由此，新生肽鏈的折疊問(wèn)題也是分子生命研究的核心問(wèn)題。有些科學(xué)家把從多肽鏈的氨基酸序列到蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系稱(chēng)為第二部遺傳密碼。目前已發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)新生肽的折疊和成熟不是自發(fā)進(jìn)行的，而是在分子伴侶蛋白（SHP蛋白）幫助下和“折疊酶”催化下進(jìn)行折疊的。此外，對(duì)蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的研究還表明，蛋白質(zhì)分子在一定程度上是處于運(yùn)動(dòng)之中，蛋白質(zhì)的功能不僅與分子的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而且必須依賴(lài)于結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性。蛋白質(zhì)分子（酶）“結(jié)構(gòu)域”的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明活性部位能發(fā)生構(gòu)型變化，具有一定程度的柔性和可運(yùn)動(dòng)性。這是蛋白質(zhì)分子發(fā)揮其功能所必須的。關(guān)于蛋白質(zhì)合成的研究，目前研究的熱點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)合成后的分棟、運(yùn)輸?shù)教囟ǖ攸c(diǎn)（細(xì)胞核和各種細(xì)胞器）以及蛋白質(zhì)的修飾加工。特別有趣的是從這一極的認(rèn)識(shí)進(jìn)而到其另一極即蛋白質(zhì)的降解。溶蛋白小體的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明，生命體本身具有調(diào)節(jié)自身細(xì)胞蛋白歸宿的能力。在糖類(lèi)的研究上有許多新的研究成果。糖類(lèi)是生命體內(nèi)除蛋白質(zhì)、核酸以外的又一類(lèi)重要的生命分子，尤其是一類(lèi)重要的信息分子。目前研究表明，在多細(xì)胞生命的細(xì)胞表面覆蓋一層糖鏈，通常稱(chēng)為糖被。它是由糖蛋白、糖脂和蛋白聚糖（統(tǒng)籌為糖復(fù)合物）構(gòu)成的。在細(xì)胞表面形成分支的糖鏈宛如天線，它們?cè)诩?xì)胞間不僅起粘附作用，而且傳遞信息，可以作為激素等信息分子的接受體。過(guò)去分子生命學(xué)是在核酸及其表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)水平上闡明生命現(xiàn)象?，F(xiàn)在來(lái)看，只用核酸和蛋白質(zhì)來(lái)闡明多細(xì)胞的生命現(xiàn)象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因?yàn)槿祟?lèi)大約有4050億個(gè)細(xì)胞，這些細(xì)胞組成了許多細(xì)胞集團(tuán)。每個(gè)集團(tuán)的細(xì)胞以不同的方式相互粘附，細(xì)胞與基質(zhì)之間也存在著相互識(shí)別和相互作用、集團(tuán)之間也有相互識(shí)別、相互作用和相互制約，調(diào)節(jié)和控制著高等生命沿著固有的空間軸和時(shí)間軸井然有序的發(fā)展。 如此復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程需要極其巨大的“生命信息”，這些信息的傳遞是由糖鏈分子來(lái)承擔(dān)的。由于糖類(lèi)對(duì)生命活動(dòng)異常重要，因而誕生了糖生命學(xué)，同時(shí)發(fā)展出了“糖工程學(xué)”。 綜合以上分子生命學(xué)的研究進(jìn)展，進(jìn)入21世紀(jì)，生命大分子結(jié)構(gòu)與功能的前沿研究已從單個(gè)大分子結(jié)構(gòu)的研究轉(zhuǎn)向大分子體系的研究；從晶體結(jié)構(gòu)的研究轉(zhuǎn)向溶液中天然構(gòu)象及其動(dòng)態(tài)變化的研究。當(dāng)前有關(guān)大分子之間體系的研究，涉及三個(gè)領(lǐng)域：、蛋白質(zhì)體系（包括酶）；、蛋白質(zhì)核酸體系；、蛋白質(zhì)脂質(zhì)（包括糖類(lèi)）體系。其中，蛋白質(zhì)與核酸之間的識(shí)別和相互作用，是當(dāng)前分子生命學(xué)引人矚目的“生長(zhǎng)點(diǎn)”。當(dāng)今生命學(xué)已進(jìn)入分子生命學(xué)時(shí)代，蛋白質(zhì)、核酸、糖類(lèi)等生命大分子的知識(shí)已在新聞媒體廣泛傳播，幾乎家喻戶(hù)曉。在這種形勢(shì)下，新課程標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)教材應(yīng)縮減有關(guān)形態(tài)學(xué)的知識(shí)，加強(qiáng)分子生命學(xué)的內(nèi)容，原初中教學(xué)大綱和教材不敢涉及DNA等知識(shí)，現(xiàn)在看來(lái)應(yīng)有所體現(xiàn)。在制訂高中生命課程標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)更加全面地反映分子生命學(xué)研究進(jìn)展的有關(guān)內(nèi)容。（2）、分子遺傳學(xué)的發(fā)展 遺傳學(xué)是專(zhuān)門(mén)研究基因的科學(xué)，其發(fā)展主線是認(rèn)識(shí)基因。從認(rèn)識(shí)基因的存在、闡明基因的本質(zhì)和研究基因的作用到分離基因、操作基因和改變基因，一直是20世紀(jì)生命學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)之一，而且一至位于科學(xué)發(fā)展的前沿，其在生命學(xué)中領(lǐng)先發(fā)展的勢(shì)頭經(jīng)久不衰，可以預(yù)言這種勢(shì)頭在21世紀(jì)將有增無(wú)減。由于基因與人類(lèi)的健康、作物的增產(chǎn)以家禽的改良密切相關(guān)，因此研究基因有重要意義。所以，對(duì)有關(guān)基因的研究已成為絕大多數(shù)生命分支科學(xué)的發(fā)展前沿，估計(jì)今后10年乃至幾十年的時(shí)間里會(huì)有越來(lái)越多的重要基因克隆的消息。重要基因和功能的闡明，使遺傳學(xué)與人類(lèi)生存和發(fā)展的關(guān)系更加密切。例如，在醫(yī)學(xué)方面已發(fā)現(xiàn)人類(lèi)眼睛形成的基因（pax6基因）、老年癡呆癥基因、精神分裂癥基因、與發(fā)胖有關(guān)的基因（ob和db基因）等等。研究基因還有重要的理論意義，比較基因?qū)W對(duì)闡明生命的進(jìn)化及其系譜關(guān)系可以提供有利的證據(jù)。 通過(guò)對(duì)基因的研究發(fā)現(xiàn)，基因?qū)ι挠绊懖皇菃我坏?，有必要擴(kuò)展到基因組進(jìn)行研究。因此，從90年代開(kāi)始，研究基因組已成為國(guó)際生命學(xué)界最熱門(mén)而研究對(duì)象?！盎蚪M學(xué)”在不到10年時(shí)間里，已從一門(mén)以測(cè)定基因組全序列為目標(biāo)的方法學(xué)成為包括結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的完整學(xué)科。開(kāi)展這方面研究是人所共知的“人類(lèi)基因組計(jì)劃”（GHP）。這項(xiàng)被稱(chēng)為與原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”和登月球的“阿波羅計(jì)劃”相比擬的宏偉工程，自1990年正式啟動(dòng)以來(lái)，經(jīng)過(guò)全球科學(xué)家們的共同努力，2000年6月26日向世界宣布“人類(lèi)基因組工作草圖”已基本繪制完成，標(biāo)志著人類(lèi)認(rèn)識(shí)自身新紀(jì)元的開(kāi)始。當(dāng)然，人類(lèi)基因組測(cè)序的完成并不等于工作的結(jié)束，還要認(rèn)清上面有多少基因，以及這些基因是如何發(fā)揮作用的，于是科學(xué)界思索人類(lèi)基因組序列和結(jié)構(gòu)弄清以后下一步工作，因而誕生了“后基因組計(jì)劃”。人們認(rèn)為人類(lèi)基因組計(jì)劃只是完成一個(gè)以測(cè)序?yàn)橹鞯慕Y(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究是不夠的，要真正理解基因的功能，必須開(kāi)展功能基因組的研究，這也許是整個(gè)21世紀(jì)的任務(wù)。展望前景，“人類(lèi)基因組計(jì)劃”的徹底完成將為生命科學(xué)重大規(guī)律的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，從而帶動(dòng)整個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，導(dǎo)致生命科學(xué)研究的重大突破。目前至少有18種生命的完整基因組被破譯，約有40個(gè)完整基因組正在破譯之中。這標(biāo)志著遺傳學(xué)已進(jìn)入一個(gè)以序列信息為基礎(chǔ)的新時(shí)期，改變了過(guò)去經(jīng)典遺傳的研究方法，從表型到基因型，建立了反向遺傳學(xué)，從基因型到表現(xiàn)型的研究方法，開(kāi)拓了一個(gè)以序列為基礎(chǔ)的生命學(xué)的新世紀(jì)。 在研究基因作用過(guò)程中必然引伸到兩個(gè)重大問(wèn)題：一是基因的表達(dá)是如何調(diào)控的？這也是當(dāng)今分子生命學(xué)研究的熱點(diǎn)之一；另一個(gè)是蛋白質(zhì)的作用問(wèn)題。目前發(fā)現(xiàn)，雖然對(duì)功能基因組研究有重大意義，但是，由于生命功能的體現(xiàn)者蛋白質(zhì)有其自身特有的活動(dòng)規(guī)律，僅僅從基因的角度來(lái)研究是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。例如，蛋白質(zhì)的修飾加工、轉(zhuǎn)運(yùn)定位、結(jié)構(gòu)變化、蛋白質(zhì)之間的相互作用，蛋白質(zhì)與其他分子的相互作用等活動(dòng)，均無(wú)法在基因組水平上獲得答案。由此，1994年提出蛋白質(zhì)組的概念：即基因組表達(dá)的所有蛋白質(zhì)。于是誕生了從整體水平上研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的組成及其活動(dòng)規(guī)律的新興學(xué)科蛋白質(zhì)組學(xué)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)生命學(xué)也發(fā)展成為一門(mén)前沿科學(xué)。 根據(jù)以上研究進(jìn)展，“基因”已成為人所共知的名詞述語(yǔ)，在課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和教材上不僅應(yīng)提出基因，而且要強(qiáng)調(diào)基因組的整體作用，介紹“人類(lèi)基因組計(jì)劃”的偉大意義。另外，在強(qiáng)調(diào)基因的作用的同時(shí)，注意不要出現(xiàn)“基因決定一切論”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。（3）、 細(xì)胞生命學(xué)的發(fā)展 自80年代以來(lái)，由于分子生命學(xué)和分子遺傳學(xué)研究的進(jìn)展和基因工程、反向遺傳學(xué)方法的應(yīng)用，在細(xì)胞學(xué)上取得許多重大成果。目前細(xì)胞生命學(xué)的研究熱點(diǎn)主要在：在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)中，真核細(xì)胞基因組的結(jié)構(gòu)及其表達(dá)是細(xì)胞研究的中心問(wèn)題；（基因產(chǎn)物如何構(gòu)建成細(xì)胞結(jié)構(gòu)，以及如何調(diào)節(jié)和行使細(xì)胞功能的。綜觀近年來(lái)細(xì)胞生命學(xué)的研究進(jìn)展有以下幾方面： 從細(xì)胞結(jié)構(gòu)上看，整個(gè)細(xì)胞猶如一種復(fù)雜的膜系統(tǒng)串連在一起，細(xì)胞表面的質(zhì)膜和細(xì)胞中的內(nèi)膜（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、線粒體膜、溶酶體膜以及細(xì)胞核的核膜等），它們都有相互聯(lián)系，彼此轉(zhuǎn)化的密切聯(lián)系。生命膜系統(tǒng)使細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核在形態(tài)上和功能上聯(lián)成一個(gè)完整的統(tǒng)一體。細(xì)胞膜的作用不僅保持細(xì)胞和細(xì)胞器的完整性、相對(duì)獨(dú)立性和穩(wěn)定性；許多極為重要的生命活動(dòng)都與膜系統(tǒng)有關(guān)。例如，能量的轉(zhuǎn)化和流動(dòng)是在生命膜上進(jìn)行的；細(xì)胞與周?chē)h(huán)境、細(xì)胞間的物質(zhì)交換也是通過(guò)膜實(shí)現(xiàn)的；此外，細(xì)胞內(nèi)外、細(xì)胞間的信息傳遞，也離不開(kāi)膜的作用。因此，對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的研究是細(xì)胞生命學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。此外，近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)有微管、微絲系統(tǒng)（骨架系統(tǒng)）。過(guò)去對(duì)細(xì)胞基質(zhì)的結(jié)構(gòu)幾乎一無(wú)所知，以前認(rèn)為細(xì)胞器似乎是懸浮在溶液狀的基質(zhì)中，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在基質(zhì)中還有微管、微絲及中等纖維存在。由此，人們才認(rèn)識(shí)到基質(zhì)中含有一定程序的立體結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)形成了縱橫交錯(cuò)的“骨架”，總稱(chēng)為“細(xì)胞骨架”。細(xì)胞骨架對(duì)細(xì)胞器的空間分布、功能活動(dòng)和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有著密切關(guān)系。細(xì)胞骨架的發(fā)現(xiàn)是超微結(jié)構(gòu)研究方面的一大進(jìn)步。此外，還發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核內(nèi)有核骨架，它與DNA復(fù)制、基因表達(dá)調(diào)控、RNA剪接、修飾和運(yùn)輸?shù)榷加兄匾饔谩?關(guān)于細(xì)胞功能的研究，雖然細(xì)胞中各種結(jié)構(gòu)都有各自相對(duì)專(zhuān)一的功能，但它們是相互聯(lián)系的，彼此協(xié)調(diào)一致，完成一個(gè)細(xì)胞的整體功能。綜合地講，在一個(gè)細(xì)胞里的生命活動(dòng)主要體現(xiàn)三個(gè)方面：、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，即舊物質(zhì)的分解，新物質(zhì)的合成；、能量的轉(zhuǎn)換和流動(dòng)，包括能量的轉(zhuǎn)換，從光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能 ；能量的流動(dòng)，即從分解的物質(zhì)釋放，又流動(dòng)到需要能量的部位進(jìn)行利用。、信息的傳遞，其中包括遺傳信息的傳遞，即從DNARNA蛋白質(zhì)（基因的表達(dá)），也可以從DNADNA（基因的復(fù)制）；生長(zhǎng)發(fā)育信息的傳遞，即從細(xì)胞外（第一信號(hào)）細(xì)胞膜（受體）細(xì)胞質(zhì)（第二信號(hào)）某一生化反應(yīng)或細(xì)胞核（相應(yīng)的基因被調(diào)節(jié)）。這個(gè)信號(hào)系統(tǒng)包括細(xì)胞內(nèi)外的通訊聯(lián)系、細(xì)胞間通訊、細(xì)胞的化學(xué)信號(hào)分子產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)信號(hào)的傳遞。另外，神經(jīng)傳導(dǎo)也是一個(gè)信息傳遞過(guò)程，從接受信息（感官）傳遞信息（神經(jīng)）貯存信息（腦）利用信息（產(chǎn)生反應(yīng)）。細(xì)胞的生命活動(dòng)就是物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、能量的流動(dòng)和信息傳遞的統(tǒng)一體。 關(guān)于細(xì)胞內(nèi)調(diào)控系統(tǒng)的研究。目前研究較多有：、細(xì)胞周期的調(diào)控；現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在G1早期的DNA合成受一些肽類(lèi)生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)；G2晚期受控于成熟促進(jìn)因子（MPF）所控制，它們都受相應(yīng)基因調(diào)控。、細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育的控制。生命活動(dòng)最基礎(chǔ)的問(wèn)題是發(fā)育生命學(xué)。它已成為現(xiàn)代生命學(xué)研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。受精卵如何由單個(gè)細(xì)胞通過(guò)形態(tài)發(fā)育最終成為多器官的生命體？發(fā)育過(guò)程一極是細(xì)胞數(shù)量增加，功能分化，組織和器官的形成；另一極則是細(xì)胞不斷地出現(xiàn)凋亡，形態(tài)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，而二者均為精細(xì)調(diào)控的過(guò)程，涉及到信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期和基因表達(dá)的時(shí)、空調(diào)節(jié)等生命科學(xué)的最基礎(chǔ)問(wèn)題。這方面的研究已取得很大進(jìn)展。由于細(xì)胞凋亡和癌變問(wèn)題與人類(lèi)的健康和壽命關(guān)系非常密切，因而引起科學(xué)家的關(guān)注。 由于細(xì)胞是生命體的結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，有關(guān)細(xì)胞生命學(xué)的知識(shí)是異常重要的。由此，在新課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)及教材中，有必要加強(qiáng)細(xì)胞生命學(xué)的內(nèi)容。例如，在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上為了說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)換與流動(dòng)，不僅講解葉綠體的基本知識(shí)，而且增加了有關(guān)線粒體的內(nèi)容；在細(xì)胞分裂中增加了染色體變化的內(nèi)容；在細(xì)胞功能方面，說(shuō)明細(xì)胞是物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的統(tǒng)一體。在制訂高中生命課程標(biāo)準(zhǔn)時(shí)將會(huì)更多的反映細(xì)胞生命學(xué)的研究成果。（4）、腦科學(xué)的研究 腦科學(xué)（思維科學(xué)或神經(jīng)生命學(xué)）是生命科學(xué)研究的又一前沿領(lǐng)域。目前科學(xué)家們把腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、行為學(xué)從生命科學(xué)里單獨(dú)出來(lái)，因?yàn)?它是更高一個(gè)層次的研究，是最深的奧秘的探索。探索和揭示腦的奧秘具有高度的復(fù)雜性，蘊(yùn)含著深?yuàn)W的哲理，以及對(duì)人類(lèi)有特殊重要的意義，所以已成為當(dāng)代自然科學(xué)面臨最大挑戰(zhàn)之一。近30年來(lái)，腦科學(xué)出現(xiàn)了爆炸性的發(fā)展，特別是近10年來(lái)發(fā)展更為迅速，被譽(yù)為“腦的10年”。如果說(shuō)，生命科學(xué)以分子為基礎(chǔ)正醞釀著重大突破，并將為農(nóng)業(yè)、醫(yī)療醫(yī)藥和人類(lèi)健康帶來(lái)新的革命；那么，腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、行為學(xué)的研究進(jìn)展與突破，將為人類(lèi)教育、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和信息技術(shù)帶來(lái)革命。 有關(guān)腦科學(xué)的研究進(jìn)展，將在高中生命學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材中適當(dāng)介紹；在初中生命學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材中涉及不多。不過(guò)，在標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)置了“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)與行動(dòng)”主題。為今后學(xué)習(xí)腦科學(xué)奠定基礎(chǔ)。 此外，值得我們關(guān)注的還有生命信息學(xué)的誕生，它是以計(jì)算機(jī)為工具，用數(shù)學(xué)和信息科學(xué)的觀點(diǎn)、理論和方法去研究生命現(xiàn)象，對(duì)生命信息進(jìn)行儲(chǔ)存、檢索和分析的科學(xué)。它是當(dāng)今生命科學(xué)和自然科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一，也將是21世紀(jì)自然科學(xué)的核心領(lǐng)域之一?；蚪M學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)正在蓬勃發(fā)展，在生命信息學(xué)發(fā)展帶動(dòng)下，必將能夠揭示各種生命現(xiàn)象的奧秘，并帶動(dòng)各個(gè)學(xué)科的巨大發(fā)展。3、應(yīng)用方面 當(dāng)今生命科學(xué)研究的另一個(gè)特點(diǎn)是基礎(chǔ)研究與應(yīng)用的結(jié)合。生命科學(xué)本身就與醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)有著不可分割的聯(lián)系，它既是這些應(yīng)用學(xué)科的基礎(chǔ)，也能從應(yīng)用學(xué)科中獲取基礎(chǔ)研究的源頭活水，為理論研究提出重大的研究課題?？茖W(xué)的目的在于認(rèn)識(shí)世界，技術(shù)的目的在于利用、改造和保護(hù)自然，造福人類(lèi)。生命科學(xué)要為人類(lèi)造福轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，必須與技術(shù)相結(jié)合，才能在生產(chǎn)上發(fā)揮巨大作用。于是在70年代，隨著分子生命學(xué)的進(jìn)步，與工程技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)辟了生命工程（也叫生命技術(shù)）新領(lǐng)域。例如，基因重組技術(shù)、PCR技術(shù)、DNA和蛋白質(zhì)序列分析技術(shù)、分子雜交技術(shù)、細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、核移植技術(shù)等，促進(jìn)了基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程、染色體工程、組織工程、胚胎工程等工程的誕生和發(fā)展，已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等方面得到了廣泛應(yīng)用，并取得許多突破性進(jìn)展。目前，生命科學(xué)基礎(chǔ)研究的成果到實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的距離比以往大大縮短，某些細(xì)胞因子從基因的發(fā)現(xiàn)到生命工程產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，只需12年的時(shí)間，因此，有些科學(xué)家預(yù)言：人類(lèi)將走向生命經(jīng)濟(jì)的時(shí)代。 21世紀(jì)，生命科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)影響最大的領(lǐng)域，將在保護(hù)人類(lèi)健康、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、恢復(fù)生態(tài)環(huán)境等方面做出不可估量的貢獻(xiàn)。（1）、醫(yī)療保健方面 人類(lèi)基因組計(jì)劃的完成以及后基因組時(shí)代研究的進(jìn)展，將為提高人類(lèi)的健康水平做出重大貢獻(xiàn)。有人說(shuō)：人類(lèi)基因組計(jì)劃的完成是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)革命的里程碑。首先，在疾病的診斷上，過(guò)去是從病人的癥狀推斷可能發(fā)生的疾病，21世紀(jì)可望對(duì)人類(lèi)大部分疾病實(shí)現(xiàn)基因水平的診斷，再輔助以先進(jìn)的醫(yī)療器械，便可以準(zhǔn)確無(wú)誤地診斷病因，使患者得到及時(shí)治療。在治療方面，現(xiàn)在主要依靠藥物治療，未來(lái)的疾病治療是以基因治療為主，即把人的正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使它代替異常致病基因，從而達(dá)到治療目的。隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃完成可提供正?；蛟絹?lái)越多，因而像遺傳病、惡性腫瘤、艾滋病、心血管病等都將成為可治之病。關(guān)于人的衰老原因也會(huì)從根本上得到闡明，以后將有相應(yīng)的措施和對(duì)策，使大部分人活到100歲以上，實(shí)現(xiàn)延年益壽的夢(mèng)想。今后醫(yī)療發(fā)展的一個(gè)明顯趨勢(shì)是更加注意預(yù)防醫(yī)學(xué)和日常保健，這將會(huì)使重大疾病的突發(fā)率大大減少。所以當(dāng)前應(yīng)特別重視防止世界性的流性病（如艾滋病、瘋牛病、埃博拉病毒病、革登熱病等）的入侵，確保人類(lèi)生命的安全。 隨著隨生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)制、病理及免疫機(jī)制、神經(jīng)活動(dòng)機(jī)制等深入了解，人們?cè)絹?lái)越感到人的整體性的重要，對(duì)健康的概念已擴(kuò)大到身、心兩方面，目前認(rèn)為一個(gè)人只有身體健康、心理健康、社會(huì)適應(yīng)良好和道德健康四個(gè)方面都健全，才算是真正的健康?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式：生命心理社會(huì)醫(yī)學(xué)的模式，正在取代傳統(tǒng)的生命醫(yī)學(xué)模式。這種整體醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)，不僅對(duì)醫(yī)學(xué)，而且對(duì)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展都將起到重要指導(dǎo)作用。 根據(jù)人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的需要，新課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)將“健康的生活”單列一個(gè)主題，這是一個(gè)社會(huì)公民必備的科學(xué)素養(yǎng)。（2）、農(nóng)業(yè)方面 未來(lái)的生命技術(shù)將徹底改變農(nóng)業(yè)面貌。轉(zhuǎn)基因技術(shù)將引起一場(chǎng)農(nóng)業(yè)革命。轉(zhuǎn)基因技術(shù)能使動(dòng)植物具有它原來(lái)沒(méi)有的全新的特性，達(dá)到改良食品特性、擴(kuò)充食品內(nèi)容，使糧食更由利于人體健康，并可以預(yù)測(cè)豐收，提高水的利用率以及減少農(nóng)藥、化肥的使用等等。隨著基因工程的進(jìn)展，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品已進(jìn)入商業(yè)耕作階段。據(jù)預(yù)測(cè)，在21世紀(jì)初，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品將占領(lǐng)很大市場(chǎng)。 另外，農(nóng)業(yè)基因組學(xué)在水稻基因組研究上已有所突破。它的基因組可以提供于小麥、玉米、高粱、谷子等的同源基因，這一成果將為解決人類(lèi)21世紀(jì)面臨的糧食問(wèn)題作出重要貢獻(xiàn)。 當(dāng)然，轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的應(yīng)用需慎重，要看是否對(duì)人類(lèi)身體有影響，對(duì)自然界是否有害作用。但一般認(rèn)為，新世紀(jì)的糧食增產(chǎn)將有50%是靠基因工程創(chuàng)造的?；蚬こ淘谵r(nóng)業(yè)上大有可為。（3）環(huán)保方面 環(huán)境生命技術(shù)將是21世紀(jì)人們關(guān)注的重要領(lǐng)域。生命技術(shù)在環(huán)境治理方面可以發(fā)揮不可替代的作用。它的最大特點(diǎn)是可以根據(jù)環(huán)境治理的需要，設(shè)計(jì)、構(gòu)建比天然微生命凈化環(huán)境的能力強(qiáng)和效率高得多的工程微生命（“超級(jí)工程菌”），它可以處理“三廢”，還能從廢棄物中“變廢為寶”，提取有用物質(zhì)。此外，在保護(hù)生命多樣性方面，克隆技術(shù)、生殖工程等可以挽救珍稀瀕危動(dòng)植物，而這些均是化學(xué)、物理等環(huán)境治理手段無(wú)法比擬的。（4）、工業(yè)方面 生命工程的發(fā)展不僅影響食品、藥物工業(yè)的生產(chǎn)，而且還會(huì)產(chǎn)生許多新興產(chǎn)業(yè)，除發(fā)酵工程、酶工程外，還可將細(xì)菌、哺乳動(dòng)物或植物作為生產(chǎn)藥物的“工廠”，如“土豆工廠”、“奶牛工廠”、“細(xì)胞工廠”等應(yīng)運(yùn)而生，開(kāi)辟新的產(chǎn)業(yè)。 仿生學(xué)的發(fā)展，模擬“蛙眼”、“電子耳”、“電子鼻”模擬器官、人造瓣膜、人工喉、人造關(guān)節(jié)等已在醫(yī)學(xué)上廣泛應(yīng)用。生命傳感器是另一個(gè)熱門(mén)課題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿生學(xué)和生命力學(xué)等方面的研究已取得一定進(jìn)展，有人預(yù)計(jì)21世紀(jì)人工智能機(jī)械人將代替人類(lèi)做許多事情，直接把生命系統(tǒng)過(guò)程連接到技術(shù)系統(tǒng)中去研究，是今后仿生學(xué)的主要發(fā)展方向。 目前科學(xué)家們還利用生命分子計(jì)算機(jī)已研制開(kāi)發(fā)出某些“生命芯片”，利用這種生命芯片制成的計(jì)算機(jī)是當(dāng)今各代計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)不能相比的，生命技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用前景也非常廣闊。 （5）、生命技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)的負(fù)面影響和倫理等問(wèn)題。干細(xì)胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞群體，即這些細(xì)胞可以通過(guò)細(xì)胞分裂維持自身細(xì)胞群的大小，同時(shí)又可以進(jìn)一步分化成為各種不同的組織細(xì)胞，從而構(gòu)成機(jī)體各種復(fù)雜的組織器官5。即干細(xì)胞是一類(lèi)具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞。1998年11月，威斯康星大學(xué)的湯姆生和約翰.霍普金斯大學(xué)的吉爾哈特教授分別在科學(xué)和美國(guó)科學(xué)院論文集上報(bào)道，他們用不同的方法獲得了具有無(wú)限增殖和全能分化潛力的人胚胎干細(xì)胞。目前，在其誘導(dǎo)分化方面，科學(xué)家己成功地誘導(dǎo)hES細(xì)胞分化為造血前體細(xì)胞及其終末細(xì)胞、心肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、胰島樣細(xì)胞、肝細(xì)胞等，并進(jìn)行了相關(guān)的動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)，這為許多人類(lèi)難治性疾病，如自身免疫性疾病、心臟病、糖尿病、帕金森病等的細(xì)胞替代治療帶來(lái)了希望。 克隆原意是指幼苗或嫩枝，以無(wú)性繁殖或營(yíng)養(yǎng)繁殖的方式培育植物，如桿插和嫁接。如今，克隆是指生物體通過(guò)體細(xì)胞進(jìn)行的無(wú)性繁殖，以及由無(wú)性繁殖形成的基因型完全相同的后代個(gè)體組成的種群?？寺∫部梢岳?