對(duì)生命科學(xué)的回顧與展望

楊靜玲

摘要：生命科學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，它的發(fā)展程度從某一方面決定著人類社會(huì)的進(jìn)步程度，本文從對(duì)生命科學(xué)的認(rèn)識(shí)及回顧與展望做了簡(jiǎn)單的分析，從而說(shuō)明了生命科學(xué)有著很大的發(fā)展空間和前景。

關(guān)鍵詞：生命科學(xué) 基因 生物技術(shù)

一、對(duì)生命科學(xué)的認(rèn)識(shí)

生命科學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，是生物學(xué)的范疇。什么是生命?對(duì)這個(gè)問(wèn)題，人們都有一些體會(huì)和看法，因?yàn)槲覀冏约憾际巧谋憩F(xiàn)。今天的地球，是一個(gè)瑰麗多姿的生命世界。地球上有100多萬(wàn)種動(dòng)物，30多萬(wàn)種植物和十幾萬(wàn)種微生物，從高山到平原，從沙漠到極地，從空中到海洋，幾乎到處都有生命的蹤跡。生命是活著的生物和人類的共性。生命的本質(zhì)是什么?這是自然科學(xué)長(zhǎng)期探索的問(wèn)題，也是哲學(xué)上的一個(gè)大間題。恩格斯指出:“生命是蛋體存在的方式。這種存在方式本質(zhì)上就在于這些蛋白體的化學(xué)組成部分的不斷自我更新。20世紀(jì)50年代，沃森和克里克提出了DNA(脫氧核糠核酸)的雙螺旋模型，宣告了一個(gè)具有生命力的新學(xué)科—分子生物學(xué)的誕生。分子生物學(xué)的研究成果，豐富和發(fā)展了恩格斯的預(yù)見(jiàn)，使我們加深了對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

生命的特征就是新陳代謝、生長(zhǎng)繁殖，遺傳變異，激應(yīng)性及運(yùn)動(dòng)等，生命現(xiàn)象最本質(zhì)的內(nèi)容就是自我復(fù)制和自我組織。一個(gè)受精卵，為什么能變成一朵鮮花，一只果蠅或一頭大象?人也是從受精卵開始逐漸發(fā)育成完整個(gè)體的，而決定一個(gè)人將來(lái)長(zhǎng)成什么樣子的生命藍(lán)圖就存儲(chǔ)在受精卵中的DNA中。DNA攜帶著決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的遺傳信息。因此，它是最重要的生物大分子。生物大分子體現(xiàn)生命或生命現(xiàn)象，則細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，核酸制造的各種循環(huán)，可能就是生命。從大分子及大分子循環(huán)體系的研究，便成了生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)。有人從生物物理學(xué)角度提出，生命無(wú)非是自然界三個(gè)量綜合運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，而在整個(gè)生命過(guò)程中，貫串了物質(zhì)，能量，信息這三者的變化協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。這三者有組織，有秩序的活動(dòng)是生命的基礎(chǔ)。所以我們認(rèn)為生物學(xué)是研究生命的科學(xué)。它既研究各種生命活動(dòng)的現(xiàn)象和本質(zhì)，又研究生物之間，生物與環(huán)境間的相互關(guān)系。

二、對(duì)生命科學(xué)的回顧

20世紀(jì)生命科學(xué)(包括生物技術(shù))發(fā)展的概況和特點(diǎn)：1866年，孟德爾發(fā)表了《植物雜交試驗(yàn)》的論文奠定了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。1990年，德?弗里斯、科倫斯和切爾馬克三位科學(xué)家分別地、幾乎同時(shí)證明了孟德爾所發(fā)現(xiàn)的遺傳學(xué)的基本定律。在“基本定律”得到公認(rèn)并廣泛應(yīng)用后，近代遺傳學(xué)和育種學(xué)才有了基礎(chǔ)并發(fā)展起來(lái)。在1900年后的生物學(xué)的發(fā)展大致可分為兩個(gè)大的階段：第一階段由1900年至1953年，可稱為實(shí)驗(yàn)生物學(xué)的階段。第二階段由1953年至2000年，可認(rèn)為是分子生物學(xué)為主的發(fā)展階段。在第一個(gè)階段中，以1910年摩爾根的果蠅性連鎖遺傳這篇論文的發(fā)表為標(biāo)志，帶動(dòng)了細(xì)胞遺傳學(xué)和實(shí)驗(yàn)生物學(xué)的發(fā)展。自20世紀(jì)30年代開始，物理學(xué)、化學(xué)等的新概念和新方法被大量地引入了生物學(xué)，使生物化學(xué)、生物物理學(xué)和生理學(xué)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。從50年代初到今天進(jìn)入了分子生物學(xué)的時(shí)代，這是以1955年watson和Criek的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和他們對(duì)這種結(jié)構(gòu)的生物學(xué)意義的正確認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)而發(fā)展起來(lái)的。60年代中期，初步確定了遺傳信息傳遞的中心法則，可簡(jiǎn)單表達(dá)為DNA—RNA—蛋白質(zhì)，還有三聯(lián)密碼的發(fā)現(xiàn)等。以后這一“中心法則”不但是分子遺傳學(xué)，而且也是分子生物學(xué)研究的核心內(nèi)容。進(jìn)入70年代以來(lái)，生物學(xué)以分子生物學(xué)為“中心”，帶動(dòng)了整個(gè)學(xué)科的迅猛發(fā)展。至70年代中后期，開始出現(xiàn)了生命科學(xué)的名詞。生命科學(xué)是近代生物學(xué)的一個(gè)名詞，它代表著研究生命現(xiàn)象的科學(xué)進(jìn)入了一個(gè)以分子生物學(xué)為中心的新時(shí)代，它代表著生物學(xué)進(jìn)入了與物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)，甚至人文科學(xué)相互滲透、結(jié)合發(fā)展的新階段。

近二三十年來(lái)生命科學(xué)的發(fā)展主要在以下領(lǐng)域取得了重大的進(jìn)展。結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)分子生物學(xué)是以DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)及其對(duì)這一結(jié)構(gòu)的功能的正確認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)而發(fā)展起來(lái)的，同時(shí)，人們也不斷依靠對(duì)生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能的新的認(rèn)識(shí)來(lái)充實(shí)和促進(jìn)分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展。對(duì)中心法則細(xì)節(jié)的研究雖然遺傳學(xué)的中心法則在60年代就已確立，但近二三十年來(lái)，對(duì)基因的細(xì)微結(jié)構(gòu)與功能，對(duì)DNA復(fù)制及轉(zhuǎn)錄、翻譯的細(xì)節(jié)，對(duì)mRNA和蛋白質(zhì)分子剪切和加工的過(guò)程，特別是對(duì)多膚蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ芙Y(jié)構(gòu)的過(guò)程，以及在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中，核酸與蛋白質(zhì)分子及它們與多種細(xì)胞內(nèi)的其他分子(包含小分子)的相互關(guān)系等的研究也有很大的進(jìn)展。無(wú)疑，這對(duì)進(jìn)一絕揭示生命現(xiàn)象的奧秘是重要的。

對(duì)基因的表達(dá)和調(diào)控及有關(guān)的發(fā)育生物學(xué)取得了概念上的突破和重大的進(jìn)展，在單細(xì)胞生物的不同發(fā)育階段，有不同的基因在啟動(dòng)，同時(shí)又有不同的基因在沉默。在多細(xì)胞生物體內(nèi)，特別在可含幾十億個(gè)細(xì)胞的高等生物體內(nèi)的每一個(gè)細(xì)胞都含有完全相同的遺傳基礎(chǔ)即完全相同的基因組，但這些細(xì)胞都可有千姿百態(tài)的形態(tài)，而且有多種多樣的功能，又由此組成不同的組織和器官，形成精密的整體結(jié)構(gòu)。

三、對(duì)生命科學(xué)的展望

1.從科學(xué)發(fā)展規(guī)律來(lái)看自然科學(xué)是以研究自然界中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為共性的，而各個(gè)學(xué)科所關(guān)注的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式則是有特殊性的。如果說(shuō)物理學(xué)主要研究原子與亞原子的運(yùn)動(dòng)，化學(xué)主要研究分子運(yùn)動(dòng)，那么生物學(xué)就是以研究生命運(yùn)動(dòng)為己任.生命是地球上物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最高層次，生命運(yùn)動(dòng)中既包含分子與城子的運(yùn)動(dòng)，又有其本身特有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。隨舒生物由單細(xì)咆到多細(xì)胞、由低等到高等的進(jìn)化，其結(jié)鉤與功能變得愈來(lái)愈復(fù)雜、精巧,我們現(xiàn)在擁有的知識(shí)還遠(yuǎn)未能揭示生命的奧秘，

生命運(yùn)動(dòng)既然包含多層次的運(yùn)動(dòng)形式，則生命科學(xué)的發(fā)展也就離不開其它學(xué)科的幫助.化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、工程科學(xué)籌的滲透加速了現(xiàn)代生命科學(xué)的研究進(jìn)程，反過(guò)來(lái)，生命之謎揭露愈深，它對(duì)槍鄰學(xué)科的回報(bào)也愈大。20世紀(jì)生命科學(xué)在兄弟學(xué)科的支待下登上了科學(xué)的制高點(diǎn)之一，可以指望21世紀(jì)它將對(duì)兄弟學(xué)科作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。這一觀點(diǎn)現(xiàn)在不儀在國(guó)際而且在國(guó)內(nèi)、不僅在生物學(xué)界而且在非生物學(xué)界已為許多有識(shí)之士所公認(rèn)。

2.從對(duì)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的影響來(lái)看，生命科學(xué)幾乎涉及國(guó)計(jì)民生的一切方面。人類主存和發(fā)展所面臨的幾大挑戰(zhàn).無(wú)不與生命科學(xué)息息相關(guān)。主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

（1）農(nóng)業(yè)向題：“民以食為天“.我國(guó)要滿足21世紀(jì)對(duì)糧食和其它農(nóng)、林、牧、副、漁產(chǎn)品的需求，根本措施在于提高單產(chǎn)，從而對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的依賴日益迫切。而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是建立在對(duì)植物、動(dòng)物、微生物生命活動(dòng)規(guī)律深入研究的基礎(chǔ)上的。缺乏雄厚的生命科學(xué)研究，農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是不可想象的。

（2）醫(yī)藥衛(wèi)生問(wèn)題：人類健康的改善取決于對(duì)自身的了解。人是哺乳動(dòng)物進(jìn)化的高峰，具有生物、尤其是哺乳動(dòng)物的基本特性。醫(yī)學(xué)和藥學(xué)試驗(yàn)要經(jīng)過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，醫(yī)藥資源中相當(dāng)重要的部分來(lái)自植物、動(dòng)物與微生物，醫(yī)學(xué)當(dāng)然還涉及人與微生物的關(guān)系。離開生命科學(xué)研究，醫(yī)學(xué)將成為無(wú)源之水，無(wú)本之木。

（3）資源問(wèn)題：自然資源日益匱乏是21世紀(jì)的全球性問(wèn)題。我國(guó)作為人均資源相對(duì)貧乏的國(guó)度，這一問(wèn)題更為突出。自然資源中有的日漸減少、有的已瀕絕滅。生命科學(xué)在資源調(diào)查、開發(fā)利用和保護(hù)方面是必不可少的。

（4）環(huán)境問(wèn)題：這也是下世紀(jì)人類面臨的嚴(yán)峻危機(jī)，“保護(hù)地球”的呼聲日益高漲。環(huán)境保護(hù)的根本措施之一是維持全球性與地域性的生態(tài)平衡，這當(dāng)然也離不開生命科學(xué)研究。

21世紀(jì)是生物學(xué)的世紀(jì)。目前得到世界各國(guó)公認(rèn)并將列入21世紀(jì)重點(diǎn)研究開發(fā)的高技術(shù)領(lǐng)域有生物技術(shù)，信息技術(shù)，航天技術(shù)，新材料技術(shù)，新能源技術(shù)和海洋技術(shù)等。人類從對(duì)自然的完全依賴發(fā)展到對(duì)自然環(huán)境的認(rèn)識(shí)、改造和保護(hù),同時(shí),也在不斷認(rèn)識(shí)和改造人類本身。人與自然將更和諧、更緊密地融為一體。生命科學(xué)與人類文明將互為促進(jìn),共同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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