生物科学技术发展

1、.：.；生物科学技术开展急需关于生物科学技术开展的报道!提问者： HYPERLINK passport.baidu/?business&aid=6&un=%C2%B6%D3%EA%B7%E7%CD%A9 l 2 t _blank 露雨风桐调查媒体对生物科学技术开展的报道 多姿多彩的生物，使地球上充溢了活力。人类的生存和开展同各种各样的生物息息相关。自古以来，人类就不断探求生物界的奥妙，从中获益良多。现代社会，生物科学在人类社会的各个领域发扬着日益重要的作用。人类社会与生物学的关系越来越严密。 生物科学与社会的关系 随着生物科学的开展，生物科学技术对社会的影响越来越大。这主要表如今以下几个方面：

2、 影响人们的思想观念，如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。促进社会消费力的提高，如生物技术产业正在构成一个新兴产业；农业消费力因生物科学技术的运用而显著提高。随着生物科学的开展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。促进人们提高安康程度和生活质量，延伸寿命。影响人们的思想方式，如生态学的开展促进人们的整体性思想；随着脑科学的开展，生物科学技术将有助于改良人类的思想。对人类社会的伦理品德体系产生冲击，如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等，都会对人类社会现有的伦理品德体系产生挑战。生物科学技术的开展对社会和自然界也能够产生负面影响，如转基因生物的大量消费改造物种的天然基因库，

3、能够会影响生物圈的稳定性。了解科学技术与社会的关系，是科学素质的重要组成部分。因此，中学生课程中该当充实这方面的内容。 展望21世纪的科学技术 21世纪的科学研讨将在四个层面上展开。第一个层面是研讨物质构造及其运动规律的物质科学，由此将深化人们对物质世界和字宙来源与演化的认识。第二个层面是生命科学。20世纪末，人类基因组全部测序任务根本完成，预示着新世纪生命科学必将酝酿着新的突破，将引发对解读基因密码规律的探求，从而使人类在分子程度上可以找到生命来源及其演化过程的谱系，发现生命遗传、生殖与发育、生长与衰老、代谢与免疫等机制。同时经过对人类基因密码的解读.-些艰苦的疾病基因将被发现，使危害人类生

4、命的疾病得到治疗。 第三个层面是地球与环境科学。21世纪，地球与环境科学将更加注重人类与自然环境的协调开展，并从工业经济时代的注重矿产资源，逐渐转移到注重新能源、水、耕地和生态资源，研讨对象从陆地更多地拓展到海洋、太空等。 第四个层面就是对人脑与认知的研讨。21世 纪，人类将在脑科学、认知神经科学研讨和人类来源与进化的几个艰苦问题上获得突破性进展，这也将是科学开展的一个新顶峰。脑与认知神经科学的进展将进一步 提示人类认识、思想的本质，为攻克脑的疾病提供根底。同时为开发智能计算机、仿脑的信息系统以及能像人一样思想和动作的机器人发明了条件，这将对人类文明 进程产生无可限量的影响。 生物科学与计算机

5、技术的结合 20世纪后期，生物科学技术迅猛开展，无论从数量上还是从质量上都极大地丰富了生物科学的数据资源。数据资源的急剧膨胀迫使人们寻求一种强有力的工具去组织这些数据，以利于储存、加工和进一步利用。而海量的生物学数据中必然蕴含着重要的生物学规律，这些规律将是解释生命之谜的关键，人们同样需求一种强有力的工具来协助人脑完成对这些数据的分析任务。另一方面，以数据分析、处置为本质的计算机科学技术和网络技术迅猛开展？并日益浸透到生物科学的各个领域。于是，一 门崭新的、拥有宏大开展潜力的新学科生物信息学悄然兴起。生物信息学的诞生及其重要性 早在1956年，在美国田纳西州盖特林堡召开的初次生物学中的信息实际

6、研讨会上，便产生了生物信息学的概念。但是，就生物信息学的开展而言，它还是一门相当年轻的学科。直到20世纪8090年代，伴随着计算机科学技术的提高，生物信息学才获得突破性进展。1987年，林华安博士(Dr.HwaA.Lim)正式把这一学科命名为生物信息学Bioinformatics。以后，其内涵随着研讨的深化和现实需求的变化而几经更迭。1995年，在美国人类基因组方案第一个五年总结报告中，给出了一个较为完好的生物信息学定义：生物信息学是一门交叉科学，它包含了生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的一切方面，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和了解大量数据所包含的生物

7、学意义。生物信息学不仅是一门新学科，更是一种重要的研讨开发工具。从科学的角度来讲，生物信息学是一门研讨生物和生物相关系统中信息内容与信息流向的综合系统科 学。只需经过生物信息学的计算处置，人们才干从众多分散的生物学观测数据中获得对生命运转机制的系统了解。从工具的角度来讲，生物信息学几乎是今后一切生 物医药研讨开发所必需的工具。只需根据生物信息学对大量数据资料进展分析后，人们才干选择该领域正确的研发方向。生物信息学不仅具有艰苦的科学意义，而且具有宏大的经济效益。它的许多研讨成果可以较快地产业化，成为价值很高的产品。生物信息学的研讨内容生物信息学的研讨内容是伴随着基因组研讨而开展的。广义地说，生物

8、信息学从事对基因组研讨相关生物信息的获取、加工、存储、分配、分析和解释。这个定义的含义是双重的：一是对海量数据的搜集、整理与效力，即管理好这些数据；二是从中发现新的规律，也就是用好这些数据。 详细地说，生物信息学是把基因组DNA脱氧核糖核酸序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和RNA核糖核酸基因的编码区。同时，阐明基因组中大量存在的非编码区的信息本质，破译隐藏在DNA序列中的遗传言语规律。在此根底上，归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。 纵观当今生物信息学界的现状可以发现，大部分研讨人员都把留意力集中在基因组、蛋

9、白质组、蛋白质构造以及与此亲密相关的药物设计上。1 基因组 基因组研讨的首要目的是获得人的整套遗传密码。人的遗传密码有32亿个碱基，而如今的DNA测序仪每个反响只能读取几百到上千个碱基。这样，要得到人的全部遗传密码，首先要把人的基因组打碎，测完一个个小段的序列后再把它们重新拼接起来。而基因组大规模测序的每一个环节，都同信息分析严密相关，每一步都严密依赖于生物信息学的软件和数据库。 2 蛋白质组 基因组对生命体的整体控制必需经过它所表达的全部蛋白质来执行。由于基因芯片技术只能反映从基因组到RNA的转录程度上的表达情况，而从RNA到蛋白质还有许多中间环节的影响，这样，仅凭基因芯片技术人们还不能最终

10、掌握生物功能的详细执行者蛋白质的整体表达情况。因此，近年在开展基因芯片的同时，人们还开展了一套研讨基因组一切蛋白质产物表达情况的技术蛋白质组研讨技术，包括二维凝胶电泳技术和质谱测序技术。然而，最重要的是如何运用生物信息学的方法去分析获得的海量数据，从中复原出生命运转和调控的整体系统的分子机制。 3 蛋白质构造及新药设计 基因组和蛋白质组研讨的迅猛开展，使许多新蛋白序列涌现出来。要了解它们的功能，只需氨基酸序列是远远不够的。得到这些新蛋白的完好、准确和动态的三维构造，是摆在人们面前的紧迫义务。 近年，随着构造生物学的开展，相当数量的蛋白质以及一些核酸、多糖的三维构造获得了准确的测定。根据生物大分

11、子构造的知识，有针对性地设计药物成为热点。生 物信息学的研讨不仅可以提供生物大分子空间构造的信息，还能提供电子构造的信息，如能级、外表电荷分布、分子轨道相互作用以及动力学行为的信息。但是，生 物信息学的义务远不止于此，最重要的是如何运用数理实际成果，对生物体进展完好系统的数理模型描画，以便使人类可以从一个更明确的角度、以一种更易于操作 的方式，来认识和控制本身以及其他生命体。 国内外生物信息学研讨的现状 国外不断非常注重生物信息学的开展，各种专业研讨机构和公司如雨后春笋般涌现出来，生物科技公司和制药工业内部的生物信息学部门的数量也与日俱增。目前，绝大部分核酸和蛋白质数据库由美国、欧洲和日本的3

12、家数据库系统产生。它们共同组成国际核酸序列数据库，每天交换数据，同步更新。 近年，美国一些最著名的大学，如哈佛大学、普林斯顿大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等，都投资几千万到一亿多美圆成立了生物学、物理学、数学等学科交叉的新中心，诺贝尔奖获得者朱棣文指点的斯坦福大学的中心还命名为BioX。1999年6月，美国NIH的一个顾问小组建议在生物计算领域设立总额为数亿美圆的艰苦科研基金，并成立5到20个计算中心以处置海量的基因组相关信息。 我国对生物信息学领域也越来越注重，一些著名大学和研讨所在各自领域获得了一定成果，例如，北京大学在生物信息学网站建立方面，中科院生物物理所在EST序列拼接及在基因

13、组演化方面，天津大学在DNA序列的几何学分析方面等等。北京大学于1997年3月成立了生物信息学中心，中科院上海生命科学研讨院于2000年3月成立了生物信息学中心，分别维护着国内两个专业程度相对较高的生物信息学网站。但从全国总体来看，与国际程度差距还很大。目前，国内生物医药科学研讨与开发，对生物信息学研讨和效力的需求市场非常宽广，但是，真正开展生物信息学详细研讨和效力的机构或公司却相对较少，仅有的几家科研机构主要开展生物信息学实际研讨，生物信息学效力公司提供的效力仅局限于简单的计算机辅助分子生物学实验设计，而且效力体系也不完善。 生物学是生物信息学的中心，计算机科学技术是它的根本工具。展望生物信

14、息学的未来，就是预测它对生物学的开展将带来哪些根本性的突破。这种预测是非常困难 的。然而，科学史的开展阐明，科学数据的大量积累将导致重要科学规律的发现。因此，有理由置信，当今海量生物学数据的积累，也将导致艰苦生物学规律的发 现。 近年来，世界各国在生物科学上都投入了大量的人臀锪锟蒲际跻菜嬷欢系难杆俜埂鎏悄虿蛄品毡究蒲艺业桨追颉指膳咛上赴兀鹿蒲曳餍滦涂拱铮既死嗷蜃楣鞑萃纪瓿桑拦切家淹瓿扇颂寤蚺判颍恢泄比灰膊桓嗜撕螅群蟪晒耐瓿闪俗蚶鹩恪腋我呙缂霸咏凰镜呐嘤锟蒲牟欢戏勾偈棺湃死嗌缁岬牟欢锨敖吹街泄蒲旱脑撼佛槎?1世纪科学技术的展望我们不难看到生物科学将是未来的主要学科之一，我们作为中学生应该努力学好这门学科，并多多关怀媒体对生物科学的报道，关注生物科学的开展。参考资料： HYPERLINK xkjx.mzedu/gz/gzsw/jxck/xx2/tzzl/2007-03-03/1172910444d673835.html t _blank xkjx.mzedu/