最新颖的生命科学科技前沿.doc

课程名称：最新科技前沿 院 系：会计学院 会计系 学 号： 姓 名 指导老师最新颖的生命科学科技前沿摘要：每一次人类的进步，必须以科技的进步为前提。生命科学发展至今，人类功课了无数难题。从1953年，DNA双螺旋结构的第一次提出，到1986年生物学家对进行人类基因组的全序列分析设想的提出，再到2000年“人类基因组计划”测序工作的完成，科技的一步步进步，推动着生命科学的一步步进步。生命科学的一步步进步也在随时随地的影响着我们的生活。关键词：生命科学 成果 前沿 趋势前言：仰观宇宙之大，俯察品类之盛，在广袤的自然界中，处处都有生命的踪迹，参天蔽日的大树、匍匐丛生的小草，飞禽走兽、游鱼爬虫，体积以吨计的鲸鱼、肉眼看不见的细菌和病毒，生命个体无一不在一定的时空中呈现出盎然生机那么，生物是怎样以一种自然而又科学的方式存在于我们身边的呢？它们的存在又为我们人类的生存和生活提供了哪些必要的条件呢？我们能从大自然中得到什么珍贵的信息呢？近年来，生命科学有了哪些进展呢？了解生命科学又能为我们的生活提供哪些便利呢？种种疑团，无一不需要我们以科学的态度来了解生命科学，以先进的技术走到科技的最前沿正文：现代科学技术极大的促进了社会的进步与发展，而生命科学技术的飞速发展尤其使人们的生活发生了翻天覆地的变化。随着研究的不断深入，技术水平的不断提高，生命科学与我们的生活联系的越来越紧密，悄悄地改变着我们生活的方方面面。一、 什么是生命科学首先，先让我们来了解一下什么是“生命科学”。“生命科学”一词在字典中的定义是：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学科。可见，生命科学是基于对生命的研究而形成的一门学科。他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。生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学.支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界，无须赋予生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解，无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。比如生命科学中一个世纪性的难题是“智力从何而来？”我们对单一神经元的活动了如指掌，但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。二、 人类关于生命科学的以往探索在人类历史的长河中，从最初的对于生命科学的探索开始，就一直没有停止过。50年代：1953年4月，Nature 发表了美国生物学家沃森和英国物理学家克里克共同研究的成果DNA分子的双螺旋结构模型。 60年代：1965年9月15日报道， 我国首次用人工方法合成具有生物活性的牛胰岛素获得成功。这是在控索生命起源过程中的一次突破。 70年代：70年代初，随着限制性内切酶的发展和DNA分子杂交技术的建立，分子生物学进入了技术化时代，基因工种学也有所发展，出现了基因重组技术，从而开创了基因工程这一生物技术的新领域。 80年代：PCR技术发明，美国加州Cetus生物技术公司的史密斯发现在克隆过程中，不用细菌来复制经筛选的DNA，而用DNA多聚酶来进行复制，因为细菌本身也用它来复制DNA。 90年代：克隆动物掀起热潮。体细胞作为供体细胞进行细胞核移植的成功，无疑是20世纪生物学突破性成就之一。三、近年来生命科学领域的新成果 让我们把目光放向近几年，来看看生命科学领域又多了哪些新成果。1、纳米胶束搭载化疗药物直抵癌细胞2007年7月5日讯我国科学家经过两年多研究发现，一种纳米尺度的输送载体可搭载药物快速穿越细胞膜进入肿瘤细胞内部，让药物准确“击中”癌细胞，不但增强了药物的抗肿瘤效果，还降低了药物的毒性。这一研究首次证明，包载阿霉素的聚乙二醇衍生化磷脂纳米胶束可以选择性地在肿瘤组织蓄积并渗透到深层肿瘤组织提高肿瘤细胞内药物浓度，从而显著增强阿霉素的细胞毒性、抑制肿瘤的生长、延长小鼠的生存时间。2、转基因抗虫棉使北方农作物免受虫害2008年9月17日，美国科学杂志及其发行者美国科学促进会，与中国农业科学院合作在北京召开了新闻发布会，介绍一篇发表在9月19日出版的科学杂志上的中国科学家论文在中国种植含Bt毒素棉花的地区，棉铃虫在多种作物中受到抑制。苏云金杆菌(简称Bt)是一种微生物杀虫剂，经基因工程改造后能表达Bt的棉花被称为Bt棉。吴孔明等的新研究发现，过去10年间，中国北方大规模种植的Bt棉不仅降低了棉花害虫的数量，而且还减少了周边没有进行Bt改良的农作物的虫害。表明Bt棉可能是未来控制农作物病虫害、提高农作物产量的新途径。3美政府为促转化医学和药物开发 设药物开发中心2009年8月24日，第一个志愿者在NIH临床中心注射了甲型HINI流感DNA疫苗。该疫苗是由NIAID的疫苗研究中心（VRC）的研究人员研制的，疫苗包含一个编码甲型H1N1流感病毒主要表面蛋白血凝素蛋白的基因。这次临床试验所用的一批疫苗都是由美国马里兰州佛罗德里克的NIAID/VRC中试工厂生产的。DNA疫苗是将病原体的遗传物质直接注入人体的一种实验性级别的疫苗。VRC的主任Gary Nabel医学博士表示，生产DNA疫苗的速度将很有希望比标准疫苗的快。此外，DNA疫苗可能会引发产生抗体和抗感染细胞这两种免疫反应，可为其他流感病毒提供交叉保护。4、阐明决定RNA三维结构的规则2010年1月8日Science杂志上发表了一篇有关美国密歇根大学研究人员最近对于RNA分子三维结构规律研究的文章。该文章指出：RNA分子三维结构不是由复杂的化学相互作用决定，而仅仅取决于几何学特征。研究者通过研究RNA结构数据库发现，所有连接两个螺旋这样的RNA分子的特定类型接头（被称作三核苷酸突出）结构都沿着同样的路径排列。研究人员表示，有了这些研究成果，现在应该可以只根据RNA分子的二级结构就能预测RNA的3D构型的大体特点。由于某些RNA结构的3D构象太大或过于复杂，因此用X射线晶体衍射和核磁共振光谱等实验技术观察不到。而新发现的这一规律将有可能使人们重新认识RNA结构的3D构象。这一规则还为有利于合理掌握RNA的结构从而控制其活性，利用RNA分子设计小分子药物，以及设计可根据使用者指定的方式而改变结构的RNA传感器等。三、 生命科学之于我们生活猛然一听，似乎“生命科学”一词离我们过于遥远，其实则不然，它体现在我们生活的方方面面。1、食炸油条时，向面团里加入纯碱和明矾，这是为什么呢？其实发明油条的人可能并不懂得化学，但是他不自觉的利用了三个化学反应原理，才得到受人喜爱的油条。纯碱(Na2CO3）与面团里的水发生反应，生成碳酸氢钠和氢氧化钠，第二个反应是生成的碳酸氢钠受热分解成碳酸钠，水和二氧化碳气体。 两个反应结果使面团里形成了许多充满二氧化碳气体的微小气室，气体受热会发生膨胀，所以在炸油条时，油条会迅速膨胀起来。但上面两个反应结果还产生很多的氢氧化钠，因氢氧化钠是强碱，那是不能吃的，巧在发明油条的人知道用明矾(Al2(SO4)3K2SO4.24H2O)来中和氢氧化钠的碱性： 反应生成的氢氧化铝呈胶体形式存在，有利于包裹二氧化碳气体和使面团具有较大限度的膨胀性。氢氧化铝是胃舒平的主要成分，它能中和胃中产生过多的胃酸（盐酸），保护胃壁黏膜，因此患有胃病的人，常吃油条有好处。 2、衣 随着生活水平的提高，人们喜欢穿羊毛衫和羊毛外套。俗话说“羊毛出在羊身上”，但也有不出在羊身上的“羊毛”。这就是在百货商店大量充满毛线柜台色彩特别耀眼的腈纶毛线，腈纶有“合成羊毛”之称，它的学名叫聚丙烯腈，它具有羊毛的特色，并且有优于羊毛之处。腈纶是怎样合成的呢？制取腈纶的原料是丙烯腈（CH2=CHCN），丙烯腈可以由电石制造，也可以用石油裂解和炼油废气中的丙烯来制造，丙烯经过氨氧化后，就成了丙烯腈。 3、住 住室中广泛应用的墙壁装饰材料是墙纸，它是将配置好的化学原料聚氯乙烯（PVC）增塑糊用刮刀均匀的涂覆在底纸上，进行一定工序后，再进行印刷和沟底轧花而制成。 4、用 我们经常用的雨衣，床单，台布，拖鞋，凉鞋，皂盒，梳子，玩具，水桶等等都是由聚氯乙烯塑料制成的产品，有的坚硬于木材，有的柔软赛过绸缎，这在制作时掺入不同质和量的添加剂，使塑料制品达到人们预期要求。这里用的聚氯乙烯是由氯乙烯（CH2=CHCl)单体聚合而成的。5、医其实，生命科学在我们生活中最主要的作用还是表现在医学方面。让我们来看几个例子。在山东，上海生物制品研究所生产出第一批高质量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不仅接种保护效果好，而且临床副反应极少，适合各种年龄段的人群接种，最受市场青睐。在日本，东京齿科医科大学和大日本印刷公司借助特殊的印刷技术，成功培育出与人体血管原来形状相同的毛细血管，有望用于治疗心肌梗塞。在新加坡，研究人员发现经高温和超声破加工处理后的动物骨骼植入人体后，可能不会发生感染或排斥反应，这为异体骨骼移植带来了新希望。四、 生命科学之新趋向1、肝细胞研究的快速发展肝细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能，是研究细胞生物学基础科学问题的理想模型，也可以为难治性疾病提供细胞来源。目前，干细胞的定性分化、自我更新、干细胞的可塑性等是重要的基础研究。2、小分子RNA的发现和研究小分子DNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。小分子DNA存在的广泛性和多样性，提示小分子RNA可能有广泛的生物功能。是调控基因表达和蛋白活性的重要方式。对具有调节功能的非编码RNA分子的结构特征、调控方式以及生物学功能是近期重要的研究方向。3、全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。全球变化驱动因素的分析正在由单因素和单站点向多因素和区域性集成的方向发展，反映主导因素变异作用的一系列研究站点的完善和由这些站点构成陆地样带的研究备受关注。生物多样性的研究更加重视其功能，重视遗传、物种和生物多样性格局的自然变化和对人为干扰的反应，生物入侵对生态系统的影响，注重稀有和濒危动物的保护、恢复、发展和全球变化对生物多样性影响的机制和过程。发展生态系统的理论和技术，揭示受损生态系统的恢复和重建机制已成为生态系统可持续发展的重要研究内容。4、生物科学与其他学科的交叉和渗透更加广泛与深入 生命科学的很多重要的里程碑式的成果都离不开物理学、化学等学科的贡献。过去十年来，学科交叉逐步形成了一些具有重要科学意义和应用前景的研究领域。多学科、多层次揭示了生命的基本规律成为生命科学重要的交叉研究领域。五、生命科学腾飞的机遇近几十年当中，国内外工业、农业和人类健康等活动均呈现出欣欣向荣的发展态势。在19世纪，工业的发展为提高人类生活水平提供了完整的起飞平台。在这一平台基础之上，二十世纪计算机和互联网的出现为人类社会的沟通架起了重要的桥梁。进入二十一世纪以后，人类迫切需要为社会的发展寻觅新的增长点，这一需求的迫切性在金融危机之后显得更为突出。事实证明，如果将金融创新作为新一阶段经济的起飞点的话，通货膨胀、衍生品交易带来的投机风险都会给实体经济造成一定影响。而生命科学在竞争成为新经济增长点的过程中具有突出的优势。1、 生命科学具有较好的发展前景。首先，生命科学具有较为广泛的市场基础。以农业为例，随着人口不断膨胀，土地面积大幅度减少，如何用有限的土地资源生产出更为丰富的农产品已经成为各国政府迫切需要解决的问题。其次，由于生命科学市场覆盖能力强，需求正逐步走向旺盛阶段，属于朝阳产业，对生命科学的投资既可以提高人类生活水平，又降低了这笔投资额在市场中引发通胀的可能。第三，以我国为例子，随着人们对生活水平的要求不断提高，对一些能够治疗重大疾病的手段以及一些能够增高、改善生活质量的医疗和保健要求也愈发强烈。市场需求的不断拓展以及在促进经济发展方面特殊的潜能注定，生命科学有机会在未来的发展中充当经济增长的又一个强力引擎。2、 在政策面支持力度方面。国务院已经于09年6月颁布了促进生物产业加快发展的若干政策，文件明确提出四点：1。在医学