生命科學技術

生命科學技術

生命科學技術是以分子遺傳學為核心的先進科學技術。認識種族、發育、遺傳、活動、生殖、病變的科學。

基本介紹

  • 中文名生命科學技術
  • 外文名:life sicence technology
  • 研究:各種生命活動的現象和本質
  • 特徵:是生命運動的具體反應
  • 具有:新陳代謝、生長、遺傳
簡介,發展,

簡介

研究生命現象的科學。既研究各種生命活動的現象和本質,又研究生物之間、生物與環境之間的相互關係,以及生命科學原理和技術在人類經濟、社會活動中的套用。
生命科學技術
生命科學所要回答的首要問題就是"什麼是生命?"這個古老的命題。
一般說來,生命具有新陳代謝、生長、遺傳、刺激反應等特徵。這些特徵是生命運動的具體反應。
生命科學就是研究生命運動及其規律的科學。

發展

生命科學是一門有很長歷史的學科。在人類文明的初期,人們已經注意到了生命與非生命的區別,並對生物進行觀察、描述,收集整理了大量材料。17世紀前,由於科學技術水平的限制和神學的桎梏,古老的生物學始終停留在觀察和描述階段。到18世紀,伴隨工業革命和自然科學的發展,對生物進行分門別類的研究成為主要課題,林奈總結了前人的成果,建立了系統分類學。
19世紀,物理學和化學進一步發展,新技術不斷地套用於生物研究。使生物學由描述性的學科轉為實驗性的學科。1838年和1839年,德國的施萊登和施旺分別通過對植物和動物細胞的研究,提出了細胞學說:一切生物的基本構造單位是細胞。英國科學家達爾文在1859年出版的巨著《物種起源》中,提出了生物是由低級向高級不斷進化的進化論學說,他認為生物的變異和自然選擇是推動生物進化的根本原因。1865年,孟德爾發現了生物性狀遺傳的兩個基本定律,即分離定律和自由組合定律,開始了遺傳學的研究。
20世紀初,摩爾根進一步提出了基因定位於染色體上和基因學說。從而使生物學躍入了近代科學的行列。 從另一方面看,生命科學又是一門非常年輕的學科。它的一些基本概念和理論都是隨著20世紀以來物理學、化學等有關學科的迅速發展而建立起來的。
1945年,理子力學創始人之一薛丁格在《什麼叫生命?》一書中預告,一個生物學研究的新紀元即將開始。他說:"物理學和化學顯然還缺乏說明在生物體中所發生的各種事件的能力,然而,絲毫沒有理由去懷疑它們是不能用這兩門科學來說明的。"隨著電子顯微鏡、X-射線晶體衍射、同位素等先進技術在生物學中的套用,生物學研究取得了重大突破。美國科學家鮑林用X-線衍射方法研究了蛋白質的分子結構,發現由胺基酸構成的肽鏈在一定條件下,可以形成螺旋結構。
1953年,沃森和克里克通過對脫氧核糖核酸(DN-A)的X-射線衍射照片進行分析和計算,提出了DNA的雙螺旋結構模型,並提出了遺傳信息就是以核苷酸排列的順序儲存於DNA分子之中。以此為突破口。誕生了分子生物學。隨後科學家們又破譯了全部遺傳密碼,指出蛋白質分子中的胺基酸排列順序是以DNA分子中核苷酸排列為模板翻譯的,每三種核苷酸為一種胺基酸密碼。不久克里克提出了遺傳的中心法則:遺傳信息的表達,是以DNA為模板轉錄為MRNA,再以MRNA為模板,按遺傳密碼翻譯為蛋白質。這樣,構成生命的兩大類最基本的生物大分子━━蛋白質和核酸在生命過程中作用達到了統一,就能夠從本質上解釋生命現象。
現代生命科學不僅有不同於傳統生物學的許多特點,而且深刻影響著現代科學的各個領域。具體地說:
(1)從量子水平、原子分子水平、亞細胞和細胞水平、組織器官水平、個體水平、種群和群落、生態系統、生物圈等不同層次上研究生命現象及其相互關係,與其相應,出現了量子生物學、分子生物學、細胞生物學、組織學和生理學、微生物學和動植物學、群體生物學、生態學等學科、這些學科從微觀到巨觀的不同水平上,對生命科學的內在規律進行精細地研究。
(2)多學科相互滲透,使生物學出現了一系列的分支學科和邊緣學科。如研究基因及其基因表達的分子遺傳學,研究生物大分子的結構與功能、生物體內化學變化的生物化學,以及生物物理學、生物數學、生物力學、生物光學、生物醫學、農業生物學環境生物等。
(3)套用生物學的形成。20世紀末,現代生物技術(生物工程)已經直接影響到人們的經濟生活和社會生活,興起的基因工程,它利用DNA的重組技術,將人們所需要的基因或基因片斷組合在一起,從而創造出人們所希望的生物大分子物質,甚至新的物種。又如利用發酵工程,可以大規模生產干擾素(一種抗病毒的活性蛋白質)。醫學遺傳學和分子生物學的研究,使人們能夠從遺傳的物質基礎DNA的改變上找出某些疾病的原因。現已發現了十多種癌基因,以及這些癌基因表達的機制。人類最終攻克癌這一"不治之症"已為期不遠了。人造器官的植入使得一些生命垂危的人又獲生機。此外,現代生物技術在農林、醫藥、食品、能源環境保護等領域中,正發揮著重要作用。
生命科學的研究,還為電子計算機、人工智慧、工程控制論等的研究,提供許多新的啟示。 此外,生命科學某些領域的研究,還影響到社會科學和人們的社會生活,如流行病與古代文化的關係,環境污染與環境保護,心理疾病,人口、計畫生育與社會發展,行為科學與政治學,記憶、思維等高級生命活動的機制,等等。生物體的高度協調性和對物質和能量的精確利用方式,還為現代的管理科學、能源科學、交通運輸、通訊等,提供了很好的研究和模擬的對象。

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