论生命科学的发展.doc

课 程 论 文课程名称生命科学发展简史题 目浅谈生命科学与生物技术学 院园林学院专 业环境艺术设计班 级艺设2班学 号201020542061学生姓名蒋召永摘要：大自然孕育了生命，生命经历了起源、进化，产生了具有最高智慧的人类。有了人类以后又孕育了生命科学。生命是自然界最常见、最复杂的现象。由于人类的活动，包括生命在内的诸多自然科学领域里已揭示出了不少“秘密”，取得了辉煌的成就。众多的科学定律、法则、公式已被人类掌握并运用。自然界各种奇妙的现象告诉人类：生命是宇宙内最令人惊异、最值得人们去探索的领域。而随着数理科学广泛而深刻地深入生物科学和一些先进仪器设备和研究技术的出现，21世纪生命科学必将成为主导科学。关键词：生命科学；认识；成就；分子生物学；什么是生命科学谈到生命科学，首先就要了解什么是生命科学？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。一 认识生命科学自古以来，人类就没有停止过对神秘的生命现象孜孜不倦的探索。生命为什么选择地球作为它唯一的家园，并在此生息繁衍进化；海洋是否真如亚特兰蒂斯的传说中那样是起源于海洋；一颗休眠千年的种子缘何可以重新成长成参天大树；一个小小的细胞又怎样演变称复杂而有序的有机体？对万千生命现象的思考与探索贯穿人类五千年历史，成为人类认知世界中最富有魅力的部分。1840年，赢过的虎克首次用自制的显微镜观察到了细胞，此后，荷兰的列文胡可清晰的观察了活动的细胞，证实了细胞是所有生命的结构基础；1865年的奥地利的传教士孟德尔通过豌豆实验阐明了生物遗传最基本最经典的规律，开创了遗传学研究的新纪元。1953年，watson和crick共同发明了DNA的双螺旋结构，并因此获得了诺贝尔奖，DNA双螺旋结构的阐明标志着现在分子生物学的诞生。二十世纪四十至五十年代前后，生物学家们吸收数学、物理、化学等其他科学最新的研究成果及技术，开始了深入分子层面的研究。与其他学科的交融使得生物这一古老的学科重新焕发了青春。进入二十世纪八十年代，生命科学更势不可挡，雄踞影响当代人生活的四大科学之首，目前，生命科学已经成为21世纪当之无愧的带头科学。国际核心期刊论文发表生物学占着越来越多的比例，世界优秀科技成果评选总不会离开生物学的最新成果，无论从这些还是从对人类生活及思想的影响来看，生命科学都是当今世界科学研究的核心，最为炙手可热的领域。二 生命科学在各个领域的成就时至今日，各学科的科学工作者都从已掌握的生命程式中找到了各自所涉及学科的一些规律的认知：计算机学科专家在探索生物神经元的工作方式时，使电子计算机的运算速度更快，已发明了生物计算机；农学家在作生命遗传基因的最合理搭配，使人类的食品更符合自己的营养、口感以及保健需求，转基因植物、动物已经出现；医学家正在为各种疾病建立基因档案，使人类对疾病的处理手段从预防、诊断到治疗出现了一个全方位的改善，已开始实施基因疗法。现列举若干学科与生命科学的关系加以论述。1 生命科学与克隆技术1997年10月中旬, 英国巴斯理工大学宣布培育出无头青蛙胚胎。这种技术改良后，有可能利用人体组织培养出人体无头胚胎，待其发育成熟后，从中取下相应器官进行人体器官移植，解决了全球移植供体短缺问题。1997年初宣布培育出转基因羊，其奶液中含有人体所需的血凝蛋白。俄罗斯则培育出一只转基因绵羊，可用来制作奶酪，还可用来提炼药品。克隆技术的突破是一项伟大的科学成就。该技术施用于组织、植物和动物，已导致癌证、糖尿病和恶性纤维化等疾病新疗法的成功开发；将来可用来为事故中受伤者制造代用皮肤、软骨或骨组织，以及为治疗脊髓受伤而制造神经组织。开发前景广阔。2 生命科学与医学1962年以前，用于治疗糖尿病的胰岛素，只能从猪或牛的胰脏中提取。1978年，利用基因工程技术人工合成胰岛素取得成功，此后不久，科学家已能够用经过基因转移的微生物，批量生产纯净的人工胰岛素；用于治疗侏儒症的人体生长激素于1979年研制成功，1983年应用于临床。80年代末，我国也研制成功了基因工程干扰素，并用于临床和实现了产业化。科学家认为，基因工程师在今后几年内，将有可能研制出治疗免疫系统疾病、心血管疾病和癌症等顽疾的基因工程药物。利用生物技术开发出的新疗法也日益增多，在治疗遗传性疾病和免疫系统疾病方面，尤为突出，例如，美国国立卫生研究院的科学家用基因疗法治疗一名腺苷脱氨酶缺乏症的患儿。他们将能分泌腺苷脱氨酶的健康基因注入患儿体内，患儿免疫系统缺陷得到修复，功能恢复正常。我国复旦大学遗传研究所与长海医院合作，采用反转录病毒基因转移技术，治疗两例血友病患者，取得了显著疗效，长期依靠输血维持生命的患者，关节出血、肌肉萎缩等症状大为改善，体内凝血因子浓度成倍上升，凝血活性大大提高，已持续18个月未进行输血治疗。这是迄今世界上治疗血友病疗效最好的一例。3 生命科学与农业、畜木业抗病虫害马铃薯已在墨西哥培育成功，去年开始，墨西哥政府已向农民供应这种转基因马铃薯种苗，这样，每年约可避免60%10% 的损失。不怕除草剂的转基因棉花、专供织牛仔布的蓝色棉花、具有杀虫能力的转基因烟草均已培育成功。英国剑桥大学的科学家培育出能为人体提供心、肺、肾的转基因猪，这种猪的器官移植到人体可大大降低受体排斥的危险性。2003年，中国科学家发现了控制水稻分蘖的基因，并成功分离和克隆了这一基因，在水稻分蘖分子调控机理方面取得重大突破，为人类最终揭示水稻高产的分子奥秘作出了重要贡献。4 生命科学与环境环境问题已经越来越成为威胁人类生存的第一大问题。例如为了给沙漠披上绿装，人们一直在寻找绿化沙漠树种。白杨树能在干旱和盐碱化土壤等劣势条件下生存，人们根据白杨树的这一特性，不断研究，逐步解开了植物抗旱的面纱。以色列希伯莱大学的研究者在白杨树细胞内分离出能保证它在恶劣条件下生存的特殊蛋白质，研究人员通过转基因技术，进一步提高白杨树中这种蛋白质的含量，这样，可因地制宜地培育出抗逆性更强的沙漠绿化树种。转基因沙漠绿化树种的培育，无疑将为沙漠地带生态环境的综合改造找到一条新的途径。诸如此类，生命科学可以解决的事情还有很多，只要是生活中能想到的方方面面，都能见到生命科学的踪影。以上这些告诉我们，生命科学就是为我们的生活服务的，它的出现和发展就是为了使我们的生活更加美好。我们的生活已经离不开生命科学。三 生命科学的展望生命科学在世纪取得了巨大的研究进展。正是由于数学、物理、化学等学科广泛而又深刻地渗入生物学领域，才可能取得这样空前的发展。分子生物学正是在这些相关学科发展的前提条件下才得以形成。 分子生物学研究的是生命现象的本质的内容。它把在各个层次的生命活动有机地联系起来，从而更有效地揭示了生命的奥秘。发展至当代的分子生物学已渗入到生命科学的各个研究领域，全面地改变了生命科学的面貌。如神经生理学和细胞学均已相继进入分子水平，成为生命科学领域新的生长点。它们已经不是原来的经典学科，而是以分子水平研究为基础的面貌全新的神经生物学和细胞生物学。即使最古老的生物分类学和生物进化论也因为运用了分子生物学的最新研究成果而焕发了青春。分子生物学当然还在不断地向相关学科渗透，人类要彻底认识生命、理解生命，必然要从基因、核酸、核酶、蛋白质等分子水平上去理解有机体的构造、功能与生命的关系。同时，分子生物学也对医学、农业科学及其应用产生了巨大的影响。作为生命活动最高形式的神经活动，以及作为生命活动基本单位的细胞是现代生命科学研究最活跃的领域。这两门有代表性的学科，由于采用了分子生物学的原理和手段获得了新的生命力。分子生物学的发展已揭示了生命本质的高度一致性。所谓生物体，从最高等、最复杂的人到最低等、最简单的病毒，其基本组成物质都是核酸和蛋白质。所有生物的蛋白质都是由相同的种氨基酸以肽键连接而成；核酸则是由同样的种核苷酸链构成的。在核苷酸顺序和氨基酸顺序之间的对应关系，即遗传密码，除少数外，整个生物界也是基本一致的。正是由于有这种一致性，才能实现基因在不同生物体之间的转移和表达。这就是现代化、产业化遗传工程和蛋白质工程建立的基础。各种生物体内的物质和能量转化方式，以及物质和信息的交流，在分子水平上也是极其相似的，这是人类认识自然和认识自己的极大飞跃。世纪的生命科学将是在对生命活动本质统一认识下的真正统一的生物学，可以说分子生物学将是世纪生物学的核心。分子生物学对科学和人类生活的全面影响，完全可以与世纪物理学所引起的变化相比。四 结论20世纪后半期，生命科学各领域所取得的巨大进展，特别是分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。进入21世纪，生命科学继续蓬勃发展它的发展速度之快更加令人瞩目。该领域的诸多难题，如生命的起源、记忆与思维的分子机理、衰老的本质、肿瘤的防治等将获得重大突破，这也为生命科学工作者的研究领域带来了前所未有的广阔前景。利用基因技术培育的转基因食品已经摆上了普通百姓的餐桌；基因方法已经开始挽救患者的生命；克隆技术的重大突破，已使动物的复制成为可能。人类数千年来的梦想正随着生命科学发展逐一实现，随着物理学世纪让位于生命科学世纪，世界还将会有更多的奇迹出现。这标志着生命科学世纪的来临了。作为一门越来