我国生命科学与生物技术的进展及趋势
【摘要】
本文介绍了生物技术的重点研究领域，对欧美、日本等国家和我国生物技术的发展状况进行了综述,回顾了我国生物技术的发展历史,介绍和分析了我国生物技术的现状和存在问题,以及解决的对策，展望了21世纪我国生物技术的发展前景，希望21世纪的生物技术能更好的造福人民。
【关键词】:生命科学；生物技术; 趋势; 对策
党和政府对生物技术一向给予高度的重视。70年代末期, 就把遗传工程列为我国八大重
点科技领域之一。如果把1986年作为我国生物技术发展阶段的一条分界线, 那么, 1986年以前的七、八年, 我国生物技术处于一个初创阶段。中国科学院和高等院校一些生物学基础研究实力较强的单位, 率先开展基因工程和杂交瘤技术的研究。接着全国许多部门派遣访问学者到国外学习基因工程、细胞工程的技术方法。国内许多研究单位也相继开展基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程的研究, 为我国生物技术的发展奠定了基础。
总括来说，生物技术是分子遗传学、生物化学、微生物学等基础学科发展的产物。20 世纪90 年代以来, 生物技术特别是基因重组技术的发展突飞猛进, 产业化进程明显加快, 以欧美为中心的生物技术产业正在迅速兴起。在20 世纪最后几年里, 全世界生物技术市场较原有的增加了30% , 2000 年生物技术的产值预计达600 亿英镑。21 世纪将是生命科学和生物技术的世纪。
1 生物技术的重点研究领域
1.1 基因组研究研究人类基因组、哺乳类实验动物的基因组、低等真核及原核生物细胞基因组, 同时开展基因图谱的比较研究和技术开发。
1.2 基因治疗研究癌症等疾病的免疫调节和基因治疗、中枢神经系统疾病
的基因治疗、受体及转基因技术。
1.3 免疫技术开展疫苗载体及辅助药物的开发, 研究核酸疫苗、单克隆抗体及导向药物, 应用植物生物反应器生产疫苗。
1.4 食品、轻工、化工应用发酵工程技术开发食品及保健品、淀粉及脂类的改性, 应用生物技术改造轻工、化工的高温高压生产条件等。
1.5 海洋生物技术和水产养殖包括海洋生物资源的鉴定、使用和管理及其在医药卫生、农业、生物降解和制造等领域的应用。
1.6环境生物技术研究有毒废物的生物降解法和进行环境检测的生物传感器。
1.7 农业生物技术生物技术的重点应用领域之一, 主要进行植物基因图谱的研究和应用, 开展植物有效基因标记、植物对环境胁迫的适应性及抗逆性研究, 动植物发育分化的分子生物学及细胞学控制技术、生物固氮技术、动植物无性繁殖技术研究。
2 欧美国家的生物技术研究
美国拥有生命科学基础研究的强大优势, 1983 年美国政府对生物技术的投资已达15 亿美元、90 年代初增至35 亿美元, 这还不包括工业界支持的20 亿美元。以开发的生物技术产品种类、规模和销售总额而论, 美国处于首位, 英国、瑞典、瑞士、法国以及亚洲的日本、以色列亦处于国际领先地位【2】。
英国的克隆技术及与之相关的药物生产处于世界先进行列, 以罗斯林研究所为前身的英国PPL 公司的体细胞克隆技术一直领先至今。瑞典、瑞士的生物药物, 特别是生物大分子分离分析技术装备与发酵装备属于国际领先水平; 英国的格兰素- 威康公司和瑞士的罗什公司等大企业都在进行基因药物的研究开发; 德国从1996 年开始重视对基因药物的研究; 法国尽管在生命科学和生物技术领域具有世界一流的研究水平, 但在研究成果的转化和应用方面明显落后于欧美其他国家。欧美的生物技术特别是转基因技术的实用化已取得相当大的进展。
1995 年12 月, 美国国家科学和技术委员会发表了题为《二十一世纪的生
物技术: 新的方向》的蓝皮报告书【3】, 该报告的中心思想是: 生物技术研究已经进入了“第二次浪潮”, 在这次浪潮中, 医药和健康在继续作为重点得到发展的同时, 生物技术的研究方向将向其他四个发展迅速的领域倾斜, ①农业生物技术; ②环境生物技术, 重点在生物降解方面; ③制造工艺?生物处理工艺, 包括能源研究; ④海洋生物技术及水产养殖。报告中将“应用现代生物技术手段解决农业问题”列为生物技术研究“头等优先”的任务之一。农业生物技术有提高粮食产量、降低农业对化学品的依赖和原材料价格的潜力, 是解决人类粮食问题又不使自然环境遭受破坏的最主要的方法, 具有在21 世纪为美国每年创造几十亿美元收入的潜力。该领域的研究包括以下几方面:
(1) 继续开展动植物和微生物基因库的定位和序列分析工作, 以说明基因的功能和调节作用, 并推动作为基因改良基础的新基因的发现; (2) 确定可能产生新食品、新药品和新工业用途的动植物和微生物代谢规律的生化和遗传控制机理;【4】 (3) 深入研究生长和发育的生化和分子基础, 包括植物和动物的结构生物学; (4) 阐明植物和动物与其物理和生物环境相互作用的分子基础, 并将其作为提高生物健康状况的一个基础; (5) 加强食品安全保障方法的研究, 比如快速测试和鉴定食品和水中是否有化学和生物污染的方法。
3 日本在生物技术领域的进展
面对欧美的激烈竞争, 日本政府高度重视生物技术的发展, 在增加研究预算的同时调整相关政策, 放宽对生物技术相关试验的限制并加强了转基因产品的安全性管理, 力争在生物技术领域占一席之地。
日本农业生物技术领域的研究开发大大落后于欧美强国, 率先走向实用化的是组织培养,其中组培花卉占绝大多数, 其次为蔬菜和果树。日本的克隆牛技术居世界领先地位, 但它不同于英国以体细胞(乳腺) 制作克隆羊的方法, 而是将多细胞期的受精卵的细胞核移植到其他未受精卵中, 日本并非没有考虑利用体细胞制作克隆牛, 只是离这一技术还有相当大的距离。此外, 通过基因重组技术利用牛羊生产蛋白药品的动物工厂正在研究开发中, 牛受精卵移植技术已大量在生产中应用。水产方面, 继培育成功三倍体红鳟、银鲑等高生产性能品种之后, 通过染色体操作技术培育三倍体牡蛎、香鱼也已获得成功, 个体显著增大。
由于日本特殊的地理位置,日本政府在海洋生物技术及水产养殖方面的投资最多, 其海洋生物技术产业处于国际领先水平。
此外, 日本除与欧美合作开展人类基因组研究外, 还独自在水稻、猪、家蚕、蓝藻、出芽酵母、古细菌的基因组研究方面倾注了较多力量并已取得显著进展。在基因治疗、生物活性物质、环保生物技术、转基因食品的安全性等方面的研究也受到重视。
4 我国生物技术的发展过程回顾【5】
4. 1 现代生物技术产生的背景生物技术的三个发展阶段:生物技术具有悠久的历史,最早的生物技术产品是四千多年前的酒,然后是两千多年的醋、酱等。到目前为止的生物技术产品已达几百种。生物技术的发展分为三个阶段:传统生物技术、近代生物技术、现代生物技术。三个阶段的发展时期、特征和典型产品参见表1 。本世纪中叶以来,研究生命科学的遗传学和分子生物学迅速发展,生命的奥秘被一层一层地揭开了。1944 年科学家艾米里(Avery) 首先揭示了决定生命遗传特性的物质是DNA(核酸) ,从而震惊了整个科学界; 1953 年美国科学家詹姆斯—沃森(J ames. D. Wat son) 发现了DNA 的双螺旋结构,弄清了DNA 通过复制传递遗传信息的机理,这是20世纪科学上最重大的突破之一。科学家发现任何生物都有自己的遗传密码并传给下一代,改变生物的遗传特性的根本途径就是在DNA 分子上动手术,这就是基因工程(原称遗传工程) 的依据。1973 年美国科学家斯坦利—科恩(S. Cohen) 终于发明了改变脱氧核糖核酸分子(NDA) 结构的技术,这就是DNA 重组技术,即基因工程技术。遗传工程研究之初曾遭到美国的很多人的反对,他们担心基因重组产生的新生物难以控制甚至带来灾难。但后来人们发现基因工程技术能够为人类造福,甚至带来巨大的经济效益,今天的美国经济就证明了这一点。
4. 2 我国生物技术的发展及政策回顾
七十年代现代分子生物学的突破导致了现代生物技术的产生和发展,从而使生物技术成为众所周知的高新技术领域,不论是发达国家还是发展中国家都把生物技术的发展纳入本国科技重点领域。我国1978 年召开了全国第一次科学技术
大会,第一次把生物技术列为八个影响全局的重大新兴技术领域之一,并被写入“1978～1985 年全国科学技术发展规划纲要”。1988 年我国制定了《生物技术发展政策》。1989 年制定了《1990～2000 和2020 生物技术中长期发展纲要》。
目前我国发展生物技术的主要政策是采取“有限目标、重点突破、跟踪与创新并举”的方针。
4. 3 我国生物技术的研究发展过程
历史上我国酿造技术处于世界先进水平,但近代生物技术的发展落后世界几十年,我国的近代发酵工业是从五十年代的青霉素生产开始的,六十年代至七十年代是我国发酵工业快速发展的时期,至八十年代初我国生物工业的产值约占国民经济产值的1 % ,产品达到一百多种,但仍比发达国家落后十多年。我国现代生物技术的某些领域的研究在七十年代开始了起步,有些研究还处于世界先进水平,主要有以下几个方面: (1) 酶工程领域:七十年代初中科院一些研究所开始了固定化酶的研究,1978 年召开了首次全国酶工程学术会议,并以此为开端将固定化酶技术研究与应用扩展到许多研究单位; (2) 农业生物工程领域:首先是从细胞工程开始的,七十年代初我国就开始了应用花药,子房离体培养再生新植株的单倍体育种,应用原生质体融合技术培育新品种的研究;七十年代中期开始了应用生物技术培育淡水鱼新品种,如应用性别人工控制技术培育全雄罗飞鱼,应用人工诱导鱼类核发育技术培育出三倍体银鲫鱼,应用细胞核移植技术培养出鲤鲫鱼杂交鱼等。七十年代中期开始了动物胚胎移植技术快繁优良动物品种的研究。七十年代中期开始了利用植物组织培养法使植物脱除所感染的病毒并快速繁殖无病毒优良新品种。七十年代后期开始了基因工程基础技术研究,并开始有转基因的动植物研究。(3) 发酵工程领域,开始了连续发酵技术、现代生物分离技术、生物反应器技术、生物传感器技术等现代生物发酵技术的研究,并不断有新的发酵产品问世(见表1) 。八十年代基因工程研究的开展,使大量研究人员介入,并开始跟踪和积极介绍国外的前沿研究工作,使我国的研究迅速活跃起来,1982 年国家科委第一次把基因工程列入国家“六五”科技攻关计划,并在“七五”、“八五”攻关计划中不断加大攻关力度,扩大研究领域(见表2) 。
表1 生物技术的发展阶段
阶段时期名称特征典型产品
一第一次世界大战前传统生物技术酿造技术酒类、醛、酱类、
酸奶等
二一战以后～ 20世纪近代生物技术微生物发
七十年代酵技术
青霉素、丙酮、甘油、
谷氨酸、柠檬酸、淀粉酶
啤酒等
三 20 世纪七十年
代以后现代生物技术 DNA 重组及转基因技术
细胞和原生质体融合技术
酶和细胞固定化技术
植物脱毒和快繁技术新物种、转基因动
动植物细胞大规模植物、克隆动物、
培养技术新型酶制剂、基因
动物胚胎工程技术工程药物、新型发
现代生物反应工程等酵产品、新型生物反
现代微生物发酵技术应器
现代生物分离工程技术
蛋白质工程技术
表2 国家科技攻关计划有关生物技术研究领域情况
名称与时期研究范围课题数专题数
国家“六五”攻关计划基因工程
(1981 - 1985) 酶工程 3
发酵工程
国家“七五”攻关计划
(1986 - 1990)
基本工程基础技术基因工程产品 8 97
植物基因工程细胞工程
淋巴细胞杂交瘤和单克隆抗体
酶的固定化发酵工程
生物反应器
国家“八五”攻关计划
(1991 - 1995) 基因工程基础基因工程药物
动物基因工程植物基因工程
单克隆抗体动物细胞工程
植物细胞工程酶工程
生化工程海洋生物工程 12 130
动植物生化制药发酵工程
1987 年开始实施的国家“863”计划(即高技术研究发展计划,共100 亿) 选定了七个重点研究领域,其中生物工程为首项,包括三个研究主题和21个研究专题。
5 我国发展生命科学与生物技术的现状
我国生命科学研究先是与医学、农学以及生物资源的利用紧密联系在一起，50 年代后有了生物化学、细胞生物学、神经科学等研究机构，70 年代后，中央与地方科研机构共同构成了完整的现代生命科学与生物技术的完整科研体系。目前，中国科学院的生命科学与生物技术研究已形成了四大基地，他们的研究方向分别为：北京基地—农业和环境，上海基地—人口与健康，西南基地—生物多样性，武汉基地—水生生物和病毒学。目前我国生命科学基础性研究的优先发展领域包括：基因组学和蛋白质组学、重大疾病相关基因的识别与克隆、分子生物学与生物化学、细胞学和发育生物学、神经生物学、动植物区系的系统演化与协同进化、生物信息学等【6】。我国科学家承担了人类基因组1% 的测序，是惟一加入该计划的发展中国家。科学家们克隆了功能新基因的全长cDNA 800 多条，已申请一批国内外专利；证明了东亚人群的基因组与其他现代人群一样起源于非洲；在我国先后成立了南、北方人类基因组研究中心【6】。利用我国的人类遗传资源优势，科学家们在很多单基因疾病、多基因疾病的致病基因定位、克隆方面取得了一系列进展。近年来，中国生命科学界在生物化学和分子生物学、神经生物学、进化生物学等方面也取得了显著的成绩。生物科学的发展，带动了生物技术的创新，近年来，在生物技术方面同样取得了令人瞩目的成就。以医药生物技术为例，经过多年努力，我国的基因工程药物产业已初具规模。批准上市的产品有18 种，进入一、二期临床的有21 种，处于临床前开发的有35 种。产品市场占有率不断提高，例如α1b 干扰素国内市场占有率已达60%。血源性乙肝抗原- 抗体复合物已进入临床试验；基因工程乙肝抗原- 抗体复合物即将进入临床试验，成果已获中国和国际专利，目前正在开展三重复合物新型疫苗研制【7】。我国生物技术药物正在由仿制逐步向创新转变，在世界前十种销量最大的品种中，我国能生产八种。应用于诊断或导向药物的单抗和单抗衍生物的
研究进展顺利，为今后抗体产品的产业化奠定了基础；遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平；肿瘤免疫治疗、抗血管治疗、组织工程、生物芯片和干细
胞研究等取得了一系列突破与重要进展；基因治疗的关键技术实现了突破，B 型血友病、恶性肿瘤、梗塞性外周血管病等五种治疗方案已进入临床试验【8】。另外，我国在农业生物技术的杂交稻研究、植物
基因工程研究开发方面，农业微生物基因工程研究方面和动植物生物技术研究与开发方面都获得了世人瞩目的成绩，极大地推动了我国和世界农业技术的发展。
5. 1 医药生物技术基因工程疫苗:年产100 万分基因工程乙肝疫苗生产线已投产,基因工程痢疾、霍乱疫苗已获准进行人群试验。基因工程多肽药物:已获准投放市场的有重组a1b 型干扰素、重组a2a 型干扰素、重组γ型干扰素、重组人白细胞介素—2 等。另外心纳素、肿瘤坏死因子红细胞生成素等研究正在进行中试或临床试验。抗体工程方面已
获得大批杂交瘤细胞系和单克隆抗体诊断试剂盒。蛋白质工程方面在人工胰岛素、人尿激酶原、葡萄糖异构化酶、凝乳酶等研究达到世界先进水平。蛋白质分子设计计算方面,药物设计方面有自己的独创性。诊断酶技术方面对甘油酯、胆固醇、谷丙转氨酶、谷草转氨酶等生化指标建立了相应的诊断酶、试剂盒、酶电极等。基因治疗方面对血友病的基因治疗已取得成功,针对肝癌的基因治疗正在进行临床试验。
5. 2 农业生物技术我国首创的两系杂交水稻从制种到栽培的一整套技术已基本成熟,平均增产10 %以上,米质提高一个等级。植物转基因技术取得一系列成果,如抗性转基因产品有抗青枯病转基因马铃薯、抗黄矮病转基因小麦、抗虫转基因棉花、抗烟草花病毒转基因烟草等,如改性转基因产品有改变颜色的转基因玫瑰花、黑色和棕色转基因棉花等。生物固氮技术已有田间试验,增产效果明显。植物细胞工程技术取得一系列成果,获得一大批抗病优良新品种。动物细胞工程取得一系列成果,如人工复合三倍体鲤鱼生长速度比普通鲤鱼快65 % ,雌核发育银鲫鱼比异育鲫鱼快30 - 45 %。动物胚胎工程取得一系列研究成果,如试管牛、试管羊已进入了中试,获得了一批胚胎移植优良品种。
5. 3 工业生物技术(1) 已投入生产的新型酶制剂:食品加工方面有高温α淀粉酶、异淀粉酶等;轻工纺织方面有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶等;农产品加
工用酶有纤维素酶、果胶酶等;化工用酶有木素酶、晴水合酶等。(2) 发酵工业对已有产品(氨基酸、有机酸、维生素、抗菌素、发酵饮料、调味品等) 进行了重大技术革新,提高了生产技术水平。新开发了大批新产品,如微生物多糖、微生物糖酯、活性细胞等。(3) 生物化工领域用微生物法生产丙烯酰胺已获成功,生产环氧乙烷等正在试验中。(4) 石油及矿业应用微生物提高油田开采率,石油脱蜡等已获成功;生物湿法冶金(细胞浸矿炼铜) 已获成功。(5) 环保工业应用微生物降解工业污染物,治疗废水已取得巨大成就。(6) 生化工程是生物技术成果产业化的技术手段,近年来在新型生物反应器研究及放大、生化分离手段、生物传感器、自动控制等方面取得一系列成果。
5. 4 海洋生物技术海洋生物技术是正在兴起的又一生物技术领域,目前我国在微型藻研究方面(螺旋藻) 已取得一定成功,螺旋藻生产已达到一定规模。
5.5 存在的问题
5.5.1 我国现代生物工程产业化程度不够我国生物工程产业以传统生物技术和近代生物技术产业占主导地位,传统生物技术产业以酿造技术为主,技术水平低,装备落后;近代生物技术产业以抗菌素、维生素、氨基酸、有机酸、酶制剂等生产为主,近年来发展快,技术水平较高,但自动化程度与先进国家相比仍有较大差距;而以基因工程和细胞工程为代表的现代生物技术产业规模较小,产值较低。而在美国其产值已赶上前两种产业的产值。
5. 5. 2 科研整体水平不高,成果转化率较低我国在生物技术领域的研究在部分领域处于国际水平,但在大部分领域还比较落后,研究的特点是模仿多、跟踪多、创新少,暴露出基础研究方面力量较弱的缺陷。我国已加入知识产权保护条约,在生物制药方面的模仿已带来知识产权问题。我国生物技术成果的转化周期长,转化率低,也是制药生物技术发展的一个因素,这是由于我国整体经济实力不强,工业基础和工业技术水平不高所至。
6 我国生命科学和生物技术发展面临的问题
作为一个拥有13 亿人口的大国，我国在人口与健康领域及农业领域面临着巨大的挑战。危害人类健康的各种疾病，尤其是肿瘤等慢性非传染性疾病的预防和治疗水平亟待提高；计划生育政策在相当一段时间内还要继续执行；在关注生
殖健康与避孕的同时，人口老龄化带来的老年卫生问题也已经成为焦点。农业虽然取得很多成就，但是效益和质量尚需提高，环境资源和生态平衡仍需改善。生命科学与生物技术必须肩负起解决这些问题的艰巨任务，为中国的可持续发展作出贡献【9】。同时，作为发展中国家的这一基本国情决定了我国科技投入的重点是解决社会面临的重大需求，但是有限的基础研究经费使得在创新能力、投入、人才和基础设施方面存在很多不足。落后的部门综合管理造成部门研究计划之间的协调欠缺，导致国内企业同类产品项目的重复上马、生产效率低、产品质量滥竽充数，资金和资源的严重浪费【1】。企业与科研院所之间缺乏有效的合作机制，使得科技研究与产业相脱节，影响了新的生命科学成果和生物技术产业化的进程。这些问题反映了我国现代生物技术产业还处于早期阶段，无论是从技术配套研究来看，还是从资本流动的操作特点来看，都需要向更高层次发展。
7 我国生命科学和生物技术发展的对策
7. 1 提高对发展生命科学和生物技术的认识
首先，必须树立把握重大发展机遇的战略意识【10】。要充分认识到生命科学和生物技术及其产业的发展，关系到我国国计民生、国家根本利益和在国际竞争中的主动权。其次，必须树立勇于争先的创新意识。要充分发挥自身的特点和优势，利用已经形成的基础和能力，寻求新的突破【7】。第三，必须形成协调一致、贯彻始终的战略部署和政策扶持体系。生命科学和生物技术及其产业的发展是一个长期的过程，涉及社会的方方面面，国家应进一步加强宏观调控，促进全社会相关创新资源的合理配置和高效利用，形成持续稳定的良好政策环境。
7. 2 明确我国生命科学和生物技术发展的重点
首先，要切实加强基础研究，提高原始性创新能力。优先支持基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的研究。其次，要大力发展关键技术建立技术发展平台，积极改造传统产业，促进新兴产业的发展。第三，要积极推进科技成果的应用和转化，开发重大生物技术产品，培育一批企业或企业集团，提高国际竞争能力。最后，应当加强生物资源的保护和开发利用。采取有效措施，加大生物资源的保护力度，建立和健全法律、法规体系以及合理开发利用的研究、服务体系。
7. 3 实施推动生命科学和生物技术发展的具体措施
（1）切实加强创新，保护知识产权，实施专利战略，在产业发展和国际竞争中掌握主动权。加强基础理论与方法的研究，研发有独立自主知识产权的新技术与新产品。（2）加速产业化进程，在重视科研开发的同时重视改造传统产业，提高传统产业的质量和效益。（3）建立既具有中国特色又符合国际惯例的生物技术产业标准体系，同时运用国际标准对现有的科学技术研发和产业化体系进行更新改造，提高国际竞争力【1】。（4）培育在前沿领域能够有所作为的龙头企业。使他们既有市场开发能力和盈利能力，又有技术和产品创新能力。（5）加强生物资源的保护和开发利用。要充分发挥资源优势，研发有特色的技术及其产品，同时提高对生物资源利用与保护的力度。（6）重视人才，在培养和造就国内的高水平研发和产业化队伍的同时吸引海外的留学人才，构建具有国际一流水平的科学研究机构。（7）在大力发展的同时要建立健全生物安全评价保障体系，切实保障生物安全。既要发挥生命科学和生物技术给经济发展和社会进步带来利益，又要关注在人类伦理道德、环境、生物安全等方面所引起的新问题。（8）重视国际合作与交流，进一步扩大对外开放，开拓我国际合作渠道和国际发展空间，与世界的技术和经济共同发展，造福人民。
8 小结
生物技术将成为21 世纪科技发展的带头学科,是世界高新技术的制高点。人口、食物、资源、环保、能源是21 世纪困扰人类的五大问题,而解决上述难题的根本出路是生物技术;生物科学将带动行为科学、生态学的发展,生物科学与信息论、控制论、系统论、核技术的结合将有力推动社会的进步;21 世纪生物科学对人脑的研究将会有重大突破,脑科学的进步将引起新的智力革命。
21 世纪预期的几大突破(1) 人的寿命将延长。对生命的认知达到极高水平,将揭开健康长寿之迷,人的寿命将延长20 —40 年”如对“长寿基因”的认知“, 老年微生态学”的研究等。(2) 农业工厂化将初具规模。农民将按工业程序进行耕作,将设计作物的品种和产量并控制作物的最佳生长状态。人工良种、培植、收获、加工象工厂那样常年有计划进行。将有大量的生物新品种投入生产,如我国目前已开始出现高产、改性、抗性、功能等品种。(3) 医药卫生领域将取得巨大突破。人类一切疾病都与人基因组有关,人类基因组计划已经实施完成,我国也
参与了工作,将会对人类某些疾病的控制和治疗起重要作用。基因工程药物和基
因工程治疗已取得大量成果,特别是DNA 药物和DNA 疫苗将大量面世,生物制药
将超过传统的化学制药和中药,并占据主导地位。(4) 绿色能源初具规模。未来
能源的趋势是无污染且经济实用的洁净新能源,如光合细菌生产的氢能源、还有“液体黄金”之称的乙醇等将实现大规模生产和应用。期待21世纪我国生物技术
发展状况。
[参考文献]
[1]崔淼: 生物技术的进展及趋势天津农业科学第1 期51-52
1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
[2] Salter D W , et al. T ransgenic ch ickens: insertion of retroviral genes into the ch icken germ line[J ]. V iro logy, 1987, 157:236—240. [3] Robinson H L. N ucleic acid vacccines: an overview [J ]. V accine, 1997, 15 (8) : 785—787.
[4] Ro lfM , Zinkernagel, Hans Hengartner. A ntiviral immunity[J ]. Immuno logy Today, 1997, 18 (6) : 258—259.
[5] 席酉民，贾理群著. 我国基础性学科的结构与发展———基础学
科产出的计量分析. 北京：科学技术文献出版社，1995.
[6]武夷山. 从Scientometrics 载文看引文分析研究的现状. 情报科
学，1990，9：263-272.
[7] 刘婧. 文献作者分布规律研究—对近十五年来国内洛特卡定律、
普赖斯定律研究成果综述. 情报科学，2004，22：123-128.
[8] 罗式胜. 从文献计量学、科学计量学到科学技术计量学. 图书馆
论坛，2003，23：151-153.
[9] 武夷山. 从Scientometrics 载文看引文分析研究的现状. 情报科
学，1990，9：263-272.
[10] 中华医学科研管理杂志2005 年6 月第18 卷第3 期 Chin J Med Sci Res Manage，Jun. 2005，Vol. 18，No. 3
大学专业介绍之生物科学类1（生物科学、生物技术、生物 信息学） 1．生物科学 本专业培养具有生物科学学科的基本理论、基本知识、基本技能，同时掌握生物科学的理论前沿、应用前景、最新发展动态和应用能力的技术人才，为我国生态建设及植物资源利用和中药资源产业化提供能从事教学、技术研究、生产管理、产品开发等方面的高级技术人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学 1. 2.掌握动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等方面的基本理论、基本知 3.
4. 5. 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文， 主干课程：植物生物学、动物学、微生物学、生物化学、生物化学实验技术、细胞生物学、遗传学、分子生物学、植物生理学、生态学、天然产物化学、药用植物资源学、中药材生产质量控制、中药材加工学、生物制药等。 就业方向与深造：毕业后可在科研机构、学校从事药用植物和植物生态与资源利用科学研究和教学工作；在企、事业单位从事技术研究、产品开发和生产管理等工作。 2．生物技术 本专业是以生物化学和分子生物学为基础、应用于现代生物技术产业为特色的理科类专业。培养系统掌握现代生命科学知识、生物技术的基本理论和基因工程、细胞工程、发酵工程、生物信息及数据分析等技能，具备良好的科学素养和创新精神的高级专门人才。 主干课程：普通生物学、生物化学与分子生物学、微生物学、细胞生物学、遗传学、基因工程原理与技术、酶工程原理及技术、细胞工程原理与技术、微生物与发酵工程，生物信息学等。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识，受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学
中国生物产业发展报告 一、发展现状 1、产业环境 中国具备发展生物产业的较好基础。近年来，中国生命科学与生物技术研究取得长足进展，在后基因组学、蛋白质组学、干细胞等生命科学领域具有较高的研究水平，在杂交水稻、转基因抗虫棉等生物育种领域具有一定的优势，一批具有自主知识产权的生物新药已进入临床试验。拥有一支水平较高的研发队伍。海外留学人员和华人在生命科学、生物技术领域具有重要地位和影响。当前中国生物医药、生物农业等已经初具规模，涌现出一批快速发展的企业，呈现集聚化发展趋势。 中国具备生物产业发展的资源和市场优势。中国拥有约26万种生物物种、12800 种药用动植物资源、32万份农业种质资源，是世界生物物种最丰富的国家之一，具有发展生物产业独特的资源优势。中国人口众多，随着经济快速增长，人民收入水平不断提高，对生物资源、医疗保健产品的需求将会迅速增加，具有巨大的市场潜力。 中国面临生物产业发展的有利时机。当前，世界生物产业发展处于成长期，尚未形成由少数跨国公司控制产业发展的垄断格局。中国可发挥生物资源优势、市场优势，广泛参与生命科学研究、生物技术创新和生物产业发展的国际交流与合作，加速中国生物产业发展。 2、产业规模与增长 中国生物产业起步于20世纪80年代初，经过近30年的发展，生物技术总体上在发展中国家处于领先水平，局部领域居于世界先进水平，生物产业已初具规模。当前，中国已建立国家层面的生物产业基地38个（发改委、科技部、工信部
分别审批的国家高技术产业基地、火炬计划特色产业基地、国家新型工业化示范基地），总投资超过4000 亿元。依托产业基地，中国生物产业发展呈现集群态势。在国家政策的引导和推动下，自2000年以来，中国生物产业进入快速发展阶段，2010年中国生物产业总规模已达到3156亿元。 生物产业涉及众多领域，牵涉到工业、农业、医药等方面，在部分领域中国处于世界领先水平，如杂交水稻的研究和产业化。但在大部分领域，中国都和国际水平存在差距。在企业规模上，中国还缺乏能够和国际生物产业竞争的企业。近几年，随着中国生物产业的快速发展，与国际先进水平的差距正在不断缩小。目前中国涉及生物技术的企业超过3000家，但约2/3的企业是近五年内新近成立，而且在现有企业中大部分规模较小，生物技术及研发平均人数不到35人。 近年来中国现代生物产业能够实现较快发展，主要是受到生物医药行业的大力拉动，在2006－2010年生物医药行业实现了年均14%的高速增长，带动生物产业保持高速增长；而在2008－2009年期间，生物医药行业受到金融危机冲击，也拉低了中国生物产业整体的发展速度。此外，生物农业、生物质能对于中国生物产业的带动也十分显著，尤其是伴随着转基因作物在中国获批，生物农业技术的应用范围迅速扩大，在近两年成为生物产业组成中发展最快的行业。 3、产业结构 根据国务院《促进生物产业加快发展的若干政策》，中国将以生物医药、生物农业、生物质能、生物制造和环保产业为重点，发展壮大生物产业。 生物医药在生物产业中的比重最大，达到42.5%。2006－2010年期间，生物医药产业由790亿元迅速增长到1340亿元，年平均增长率达到14%以上。 近年来随着国家对生物农业支持力度进一步加大，转基因棉花、生物农药、畜禽疫苗等农业生物技术产品的应用范围不断扩大、经济效益和社会效益日趋显著。生物技术对农业发展的支撑力不断增强，2010年中国生物农业规模大约在
生命科学三处 生命科学三处包括生物化学与分子生物学、遗传学、细胞生物学、发育生物学和免疫学等4个一级学科，集中了生命科学最基础和最前沿的研究，是生命科学最活跃的研究领域之一。生命科学发展到今天，学科的界限逐渐融合，分子生物学、细胞生物学、遗传学等已经密不可分。分子生物学在微观层次对生物大分子的结构和功能，特别是基因研究上取得突破后，正深入到在分子水平上对细胞活动、发育、遗传和进化进行探索。基因、蛋白质、细胞、发育和进化研究形成基础生物学研究的一条主线。另一方面，遗传、细胞学、免疫学等从分子、细胞到整体不同层次水平的研究，其他领域如数学、物理、信息科学等多学科向生命科学的交叉和相互渗透、复杂系统理论和非线性科学的发展，也使得基础生物学研究在思维和方法论上从分析走向综合，或者分析与综合结合，体现了整合生物学的思想。此外，新技术和新方法的建立和引入，如生物芯片技术、蛋白质组学方法、结构基因组方法、各种质谱、波谱方法、单分子技术、生物信息学等，在基础生物学研究中特别是功能基因组和蛋白质的研究中发挥了越来越重要的作用。 生物化学与分子生物学的对象是参与生命活动过程的生物大分子的结构与功能。研究蛋白质等生物大分子具有生物功能的结构基础以及生物大分子之间相互识别的结构是生物化学学科重要领域；核酸特别是non-coding RNA的基因和功能、酶的催化和调节机制、膜蛋白和膜脂的相互作用、糖蛋白和糖复合物的结构功能等也是生物化学学科所关注的重要课题。 人类基因组计划的实施及相关模式生物基因组研究的开展，对生命科学尤其是遗传学的发展产生了巨大的影响，极大地促进了遗传学研究及生命科学其他学科的发展。功能基因组学是遗传学研究重要的方面；另外涉及基因表达调控规律、多基因、多因素影响的遗传学问题等仍是遗传学研究的重要课题；针对基因组研究产生的海量数据，发展生物信息学方法也是遗传学面临的新课题。 现代分子生物学、细胞生物学等相关学科的发展也极大促进了免疫学的发展。分子、细胞与整体水平的研究，以及通过对机体免疫系统、神经与内分泌系统等相互关系的研究，不断深化了对免疫系统的了解，丰富了对机体内环境调节机制的认识。现代免疫学的研究转而也极大地促进了相关学科的发展，尤其是在基础医学、临床医学和预防医学领域，免疫学科的研究揭示了某些疾病的发病机理，并为疾病的诊断和防治提供了理论基础。 生物化学和分子生物学曾经是生命科学的前沿和最活跃的学科。近年来由于分子生物学的技术和方法不断为生命科学其他领域广泛运用，使本学科的资助越来越侧重于蛋白质等生物大分子及其复合物的三维结构与功能研究方面。 蛋白质是生物功能的体现者，蛋白质的结构及其运动是其发挥生物功能的基础。因此蛋白质结构与功能的研究是生物化学领域的重要资助方向。人类基因组计划的实施，以及其后的功能基因组的研究，也对蛋白质的研究提出了新的课题，以蛋白质晶体学和NMR测定为特点的结构生物学，高通量、大规模研究蛋白质结构和功能，如结构基因组学、蛋白质组学等已经成为本学科的重要研究方面。 DNA、RNA等作为遗传信息分子，研究其本身的结构及与蛋白质的相互作用是该领域更基础的课题；基因表达调控以及RNA选择性剪接、RNA水平的编辑、特别是non-codingRNA，如snRNA在剪接体功能、snoRNA在细胞核内参与转录调控等方面仍有许多问题值得研究。目前国内RNA的研究队伍偏小，应予以扶植和倾斜。 膜蛋白的结构与功能及膜蛋白与膜脂的相互作用是本学科生物膜研究的重点。但由于生物膜体系复杂，研究难度较大，国内研究队伍比较薄弱；多糖和糖复合物的研究也是当前生
生命科学与生物技术 姓名：谢新发班级：大06数学1班学号：43号 摘要： 当今世界，科学技术发展突飞猛进，新兴学科、交叉学科不断涌现，科技进步对经济社会的影响及作用显得日益广泛、深刻。伴随着信息科技革命的浪潮，生命科学和生物技术的未来也展现出其不可限量的前景。越来越多的人们已经认识到，一个生命科学的新纪元即将开始，并将对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响。生命科学和生物技术将会极大地应用于国家的农业、工业和安全。应当说，生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次科技创新和社会生产力实现跨越式发展的重大战略机遇。 关键词：生命科学生物技术现状前景对策 一、当代生命科学与生物技术发展的现状和前景 无论是科技界还是产业界，都基本认同这样一个重要判断：在新的世纪里，生命科学的新发现，生物技术的新突破，生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程认知与神经科学等关键技术，正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一，深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品及生物安全状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同，但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。 进入21世纪后，生物技术产业显示出其强劲的发展势头，成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略，强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”。欧盟已成立生物技术委员会。在软件领域成就斐然的印度，早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划，明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明，世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。 目前，生命科学的研究热点仍然集中在基因组科学、蛋白质科学、认知与神经科学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后，水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部DNA序列测定也在2002年完成，这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定，将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(Functional Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)这两个极富挑战性的领域，这将带来更多与人类自身发展密切相关联的重大研究成果。 生物技术方面的进展则更为迅速，基因工程、转基因技术、纳米生物技术等等，将大大加快基因工程药物和疫苗的研制，以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看，生物技术目前仍主要应用于医药和农业，但在食品、环保、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计，全球生物药品市场规模2000年为300亿美元，预计2010年将达到9000亿美元。在转基因技术方面，尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在，但2007年全球23个国家种植了1.143亿公顷转基因农作物，比2006年增长12%。随着人类基因组图谱的破译，将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年，利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。 值得强调的是，当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合，形成了生物芯片、生物光电、生物传感器等高技术领域，产生了生物技术群。比如，生物芯片技术的开发和运用，将在生物学和医学基础研究、食品、农业、环保等领域中开辟一条全新的道路，改变生命科学的研究方式，革新医学诊断和治疗。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革，已经引起许多国家的高度关注。
生物科学 业务培养目标：本专业培养具备生物科学的基本理论、基本知识和较强的实验技能，能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的生物科学高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养及一定的教学、科研能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识； 2.掌握动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能； 3.了解相近专业的一般原理和知识； 4.了解国家科技政策、知识产权等有关政策和法规； 5.了解生物科学的理论前沿、应用前景和最新发展动态； 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 主干学科：生物学 主要课程：动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等 主要实践性教学环节：包括野外实习、毕业论文等，一般安排10周～20周。 主要专业实验：动物生物学实验、植物生物学实验、微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验等 修业年限：四年 授予学位：理学学士 生物技术
业务培养目标：本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识，受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识； 2.掌握基础生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、基因工程、发酵工程及细胞工程等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能，以及生物技术及其产品开发的基本原理和基本方法； 3.了解相近专业的一般原理和知识； 4.熟悉国家生物技术产业政策、知识产权及生物工程安全条例等有关政策和法规； 5.了解生物技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及生物技术产业发展状况； 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 主干学科：生物学 主要课程：微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等 主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计)等，一般安排10周～20周。 主要专业实验：微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验、生物技术大实验等 修业年限：四年 授予学位：理学学士
中国生物技术的发展现状 我国第一个生物制品研究所始建于1919年，在北平天坛成立了中央防疫处--即今天的北京生物制品研究所，迄今已有80多年的历史。 我国自七十年代未开始了现代生物技术的研究。国家高度重视生物技术的发展，不仅被列为863计划之首，而且纳入七五、八五、九五国家重点攻关计划。这一系列的举措，大大促进了我国医药生物技术的发展，并形成了一定的产业规模。 我国基因工程多肽药物、单抗和新型诊断试剂在仿制的基础上向创新发展，已能生产目前国际上市的大多基因工程多肽药物，基因工程干扰素α-1b-系国际首创，重组人肿瘤坏死因子、bFGF已申请专利，首创的免疫PCR胃癌诊断试剂已获得新药证书，有望开发出一系列的高灵敏度癌症诊断试剂。 基因工程疫苗的研制取得明显进展，基因工程乙肝疫苗投放市场，对乙肝的预防起到了非常重要的作用。双价痢疾疫苗、霍乱疫苗获准试生产，血吸虫疫苗。出血热疫苗等正在进行临床试验。 基因治疗取得突破，研制成功具有高效导入功能的靶向性非病毒型载体系统，动物试验表明，该系统能在体内将基因高效导入肿瘤细胞，明显抑制肿瘤生长；血管表皮生长因子基因缝线等3种基因治疗方案已基本完成临床前试验。
获得了一批转基因动物，已获得生长激素转基因猪的第2、3、4代。获得手乳腺表达外源基因的转基因羊等。 通过研究出现一批创新性成果，克隆了大量人、动物、植物的新基因，创造了具有多种用途的新型表达载体等。 据统计，我国现有456个单位从事生物技术的研究、开发和生产，其中医药领域的有165个，占36%，专业人员约6800人，已有近二十种基因工程药物、疫苗获准进入市场，数十种医药生物技术产品正在进行临床或临床前研究。 当今世界生物技术迅猛发展，呈现出巨大活力。特别是九十年代以来，随着人类基因组计划等各类生物基因组研究工作的展开，新基因不断被发现，新技术、新手段不断涌现，生物技术进入了大发展的新时期。与此同时，生物技术产业迅速崛起，并已成为国际市场竞争的第二个热点领域。可以预言，二十一世纪生物技术将会对世界技术经济格局产生重要影响，生物技术产业将成为全球经济的支柱产业之一。 一、我国生物技术产业发展现状 近年来，我国的生物技术取得了很大的发展。初步形成了医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、海洋生物技术等门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系；取得了一批具有较高水平的生物技术研究开发成果，开发出一批生物技术产品并投放市场。 1、现代生物技术产品的销售额是10年前的50倍
上海市2018学年度等级考监控测试 生命科学试卷 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括两部分，第一部分全部为选择题，第二部分为综合分析题，包括填空题、选择题和简答题等题型。 3．考生应用2B铅笔、钢笔或圆珠笔将答案直接写在答题纸上 一．选择题（共40分，每小题2分，每小题只有一个正确答案） 1. 图1为丙氨酸结构式，依据氨基酸结构通式，判定他的R基是（） A. -H B. -NH 2 C. -COOH D. -CH 3 2. 我国科学家钟杨已保存种子4000万种，他的团队贡献属于保护生物多样性的措施（） A.就地保护 B.迁地保护 C.离体保护 D.异地保护 3. 图2为某动物细胞周期中各期时长，该细胞分裂间期时长为（） A. 1h B. 4h C. 12h D. 21h 4. 使用显微镜目镜测微尺在低倍镜10X下测量变形虫，测得虫体长占20格，转换高倍镜40X虫体所占格数为（） A. 10格 B. 20格 C. 40格 D. 80格 5. 表1为某同学设计的实验，该实验结果可以证明酶（） 表1 步骤1号试管2号试管 1加淀粉液2ml加淀粉液2ml 2加充足淀粉酶加充足脂肪酶
3加碘液加碘液 现象不变色变蓝 A.具有高效性 B. 具有专一性 C. 本质为蛋白质 D. 本质为RNA 6.为一个基因型AaBb的土豆，将其块茎埋入土中，其后代基因型为（） A. AaBb B. AaBB C. AABb D. aaBb 7.如图3是人体内物质X和Y的代谢示意图，以下表述正确的是（） A.①表示糖酵解 B.物质Y是丙酮酸 C. Z表示卡尔文循环 D. 物质X是脂肪 8.发财树浇水太多容易导致烂根,烂根后植物能检测出（） A.乙醇与CO 2 B. 仅CO 2 C. 仅O 2 D. 仅H 2 O 9.吸收外周组织中多余胆固醇并运到肝脏的脂蛋白主要是（） A.乳糜微粒CM B. 高密度脂蛋白HDL C. 低密度脂蛋白LDL D. 极低密度脂蛋白VLDL 10. 小萌正在参加百米赛跑，下列状况中符合此时身体情况的是（） A. 支气管扩张，心跳加快 B. 支气管收缩，心跳加快 C. 支气管扩张，心跳减慢 D. 支气管收缩，心跳减慢 11. 图4是某植物细胞有丝分裂的光学显微镜照片，该细胞刚完成（） A. 细胞核分离 B. 染色单体分离 C. DNA双链解开 D. 同源染色体分离
高中生物-生物学史知 识总结
高中生物学史总结 （涵盖必修一至必修三书上出现的所有生物学史内容，包括正文和资料分析。） 细胞学说： 维萨里比利时揭示了人体在器官水平的结构。 比夏法国指出器官低一层次的结构－组织。 虎克英国通过显微镜观察植物的木栓组织，细胞的发现者、命名者。 虎克荷兰用自制显微镜观察了不同形态的细菌、红细胞和精子等。 马尔比基意大利用显微镜广泛观察了动植物微细结构。 施莱登德国通过研究植物的生长发育，首先提出了细胞是构成植物体 的基本单位。 施旺德国《关于动植物的结构和一致性的显微研究》
耐格里不祥用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成，发现新细 胞的产生原来是细胞分裂的结果。 魏尔肖德国总结出“细胞通过分裂产生新细胞。” 细胞学说的意义：揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。 细胞世界探微三例： 克劳德美国采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内 的不同组分分开。 德迪夫比利时发现某种酶被包在完整的膜内，当膜破裂后，酶得以释 放。这层膜经其他科学家证实存在，并命名此细胞 器为“溶酶体”。 帕拉德罗马尼亚发现了核糖体、线粒体的结构，形象地揭示出分泌蛋白 的合成、运输到细胞外的过程。 上述事例说明：科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合。
生物膜结构的探索历程： 欧文顿国籍不祥发现细胞膜对不同物质的通透性不同，其中脂溶性物 质比非脂溶性物质更易进入细胞膜。由此提出 膜是脂质组成的。 两位荷兰科学家提出细胞中脂质分子必然排列为连续的两层。 罗伯特森国籍不祥提出所有生物膜均由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构 构成，描述生物膜为“静态统一结构”。 桑格、尼克森国籍不祥提出“流动镶嵌模型”。 酶的本质： 巴斯德法国提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的 参与，糖类是不可能变成酒精的。 李比希德国提出引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但只有在酵 母菌死亡并被裂解后才能发挥作用。
类别：综述 现代农业高技术的发展现状、方向和趋势 龚德平 现代农业是市场化、工业化、科学化、集约化、社会化、补贴与福利化以及可持续发展的农业。发展现代农业，就是用现代物资条件装备农业，用现代科学技术武装农业，用现代产业体系组织农业，用现代经营形式管理农业，用现代市场发展理念引领农业，用培养知识文化型农民发展农业。现代农业高技术是发展现代农业的核心。 （一）、现代农业高技术的发展现状 随着生物技术、信息技术、新材料技术等高技术的不断发展，现代农业高技术发展迅速。以生物技术、信息技术为代表的高技术不断向农业科技领域渗透和融合，逐渐形成了分子育种技术、转基因技术、数字农业技术、节水农业技术、食品加工技术、航天育种技术等农业高技术体系。 1、农业生物技术发展迅速，成为经济发展新的制高点，对科学、技术、方法、理念、产业、社会与伦理产生一系列的革命性影响。现代分子育种学与传统动植物育种技术的结合，促进了新兴分子育种技术的发展。近年来由于转基因生物对生态环境和人类健康影响尚存在一些科学意义上的不确定性，科技界纷纷把研究重点转向动、植物分子标记辅助选择技术，该技术具有高效、安全的突出优点，已经展示出部分常规育种技术无法比拟的优越性。以转基因为核心的现代生物技术产业成为当今世界发展最快、最活跃的农业高技术产业领域之一。农业生物药物技术研究取得了一
批重大突破，成为农业高技术研究领域角逐的重点领域，目前以基因重组技术为代表的生物技术是农业生物药物研究的核心技术。生物技术在理论和技术上不断取得突破，为现代农业高技术的孕育、成熟、发展创造了条件。同时，生物技术的迅猛发展，越来越直接地影响着人类的精神生活，冲击着传统的伦理观念，衍生出许多新的伦理道德问题。 2、农业信息技术与数字化技术日新月异，对传统农业的改造显示出强劲的动力。农业信息化技术与数字化技术的应用主要有数据库技术、农业专家系统、3S技术、农业网络技术以及精确农业技术等。农业专家系统最早于1986年出现在美国，现在专家系统通过网络传送到田间和饲养场正成为一种趋势；以3S技术（遥感技术、地理信息系统、全球定位系统）与精确农业技术为基础的精确农业已经成为当今世界农业发展的新潮流；农业现代高技术装备迅速地吸收应用电子与信息技术、新材料技术发展成就开发出智能、高效、多功能和大型化农业现代装备。与此同时，农业信息技术与数字化技术的不断发展，对社会物资生活、精神生活方式、以及人类物资、精神文明空间的拓展与延伸产生深刻的变革。 3、高技术引领驱动和支撑农业生产方式转变，成为世界现代化农业发展的根本标志。现代生物技术、信息技术和新材料技术的迅猛发展，为解决农业资源高效利用、生态环境保护等现代农业综合发展问题提供了新的技术途径，农业资源利用与生态环境技术研究主要集中在节水农业技术、新型肥料技术、农业废弃物综合利用技术等方面。目前节水农业研究的目标是不断提高作物水分利用率和利用效率，依据作物生理需水确定作物用水；在新型肥料技术方面，目前主要研究主要集中在纵横向动态平衡施肥
国内外生物技术发展概况 (2010-10-21 18:00:05) （一）国内外生物技术发展动态 1、国际生物技术发展现状生物技术是近 20 年来发展最为迅猛的高新技术，越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发、环境保护及可再生生物质能源等诸多领域，具有知识经济和循环经济特征，对提升传统产业技术水平和可持续发展能力具有重要影响。近 10 年来，生物技术获得突破性发展，生物技术产业产值以每 3 年增长 5 倍的速度递增，以生物技术为重点的第四次产业革命正在兴起，预计到 2020 年，全球生物技术市场将达到 30，000 亿美元。在发达国家，生物技术已成为新的经济增长点，其增长速度大致是 25%-30%，是整个经济增长平均数的 8-10 倍。在生物技术制药领域，包括基因工程药物、基因工程疫苗、医用诊断试剂、活性蛋白与多肽、微生物次生代谢产物、药用动植物细胞工程产品以及现代生物技术生产的生物保健品等研究成果迅速转化为生产力，其中与基因相关的产业发展最强劲。全球医药生物技术产品占生物技术产品市场的 70%以上，占药物市场的 9% 左右，以高于全球经济增长 5 个百分点的速度快速发展，仅单克隆抗体市场销售额就达 40 亿美元。农业生物技术产业已经成为各国政府未来农业发展的战略重点，应用基因工程、细胞工程等高新技术培育的农林牧渔新品种、兽用疫苗、新型作物生长调节剂及病虫害防治产品、高效生物饲料及添加剂等已推广运用，产生了巨大的经济效益。 1996 年，全球转基因作物才 170 万公顷，以后逐年直线上升，到 2004 年已经达到 8100 万公顷，8 年间全球转基因作物种植面积增加近 48 倍。照此增长速度预计 2010 年世界范围内 50%的耕地将种植转基因作物，2020 年将增至 80%。尤其是抗虫、抗除草剂转基因作物的推广，大幅度提高劳动生产率并减少化学农药施用量，经济效益极为显著。全球转基因作物市场价值 1995 年仅 7500 万美元， 1997 年达 6.7 亿美元，2002 年为 45.2 亿美元，预计到2010 年将达 200 亿美元。本文章来自生物科学博览网站，欢迎您的光临食品生物技术产业产值约占生物产业总产值的 15-20％，目前国际市场上以生物工程为基础的食品工业产值已达 2500 亿美元左右，其中转基因食品市场的销售额 2010 年将达到 250 亿美元。此外，保健食品行业是全球性的朝阳产业，市场增长迅速。环境生物技术是生物技术、工程学、环境学和生态学交叉渗透形成的新兴边缘学科，是 21 世纪国际生物技术的一大热点。环境生物技术兼有基础科学和应用科学的特点，在环境污染治理与修复、自然资源可持续再生等方面发挥着日益重要的作用。能源生物技术主要目标是利用生物质能源。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居世界能源消费总量第四位的能源。目前，全球储量为亿吨，相当于 640 亿吨石油。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，主要是开发生物柴油和生物乙醇汽油。尽管生物质液化燃料开发还处于初级阶段，市场份额还不大，但由于岂疫有环保和再生性特点，前景非常广阔。 2．国内生物技术发展现状我国政府一直把生物技术作为重点支持的战略高技术领域，提出了“加强源头创
浅谈对生命科学的认识 对于生命科学有一个比较全面的概括----------生命科学是研究 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。 生物科学主要涵盖了植物学、动物学、微生物学、神经学、生理学、组织学、解剖学等 生物技术则涉及到基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等内容 信息进行存储、检索和分析的学基因组学、蛋白学和系统生物学等方面而我自身比较感兴趣的是微生物学与植物学的交叉学科下面先以微生物学与植物学的交 2008年度国家自然科学基金项目指南中提到生命科学部一处由微生物学学科与植物学学科组成,主要受理针对微生物和植物开展的生物多样性、形态与结构、系统与进化、生理与代谢、遗传与发育等科学问题的综合研究。微生物学学科主要受理范围微生
病毒学基于微生物学的交 包括次生代谢、植物化学和天然 物学植物等。可见微生物学的研究与植物学是密不可分的同时其也是生命科学中一个重要的研究方向其应用实例有鏈霉菌在植物保護方面的應用。生物防治法是农业生态系中植物病原、昆虫与益菌或天敌等族群间维持均衡的重要策略之一。就植物病害而 下透过一种或多种拮 而达到防治植物病害的效果。链霉菌拮抗植物病原菌的原生物 的效果。 链霉菌拮抗植物病原菌的原理可分为抗生、竞争和超寄生作用。抗生作用是指拮抗菌所分泌 抑制病原菌的生长。竞争作用是拮抗菌与植物病原菌竞争养分、 制病原菌的生长及存活间接保护作物免于被病原危害。超寄生作
受破坏甚至死亡。例如利迪链霉菌WYEC108 腐霉菌菌丝的细胞壁。如果把豌豆种子粉衣以WYEC108 菌株 灰绿链霉菌可产生 霉菌 链霉菌还可产生多种可分解蛋白质、木质素、几丁质及纤维素的 、分子生物学与基因工程方面、发酵工程以及医学上的应用分子生物学与基因工程方 科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。20世纪50年代遗传物质DNA生命活动的新纪元。此后遗传信息由DNA通过RNA传向蛋白质这一“中
生物科学技术发展 急需关于生物科学技术发展的报道! 提问者：露雨风桐 调查媒体对生物科学技术发展的报道 多姿多彩的生物，使地球上充满了生机。人类的生存和发展同各种各样的生物息息相关。自古以来，人类就不断探索生物界的奥秘，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挥着日益重要的作用。人类社会与生物学的关系越来越紧密。 生物科学与社会的关系 随着生物科学的发展，生物科学技术对社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面： 1.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。 2.促进社会生产力的提高，如生物技术产业正在形成一个新兴产业；农业生产 力因生物科学技术的应用而显著提高。 3.随着生物科学的发展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4.促进人们提高健康水平和生活质量，延长寿命。 5.影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学 的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6.对人类社会的伦理道德体系产生冲击，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道德体系产生挑战。 7.生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响，如转基因生物的 大量生产改造物种的天然基因库，可能会影响生物圈的稳定性。 理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，中学生课程中应当充实这方面的内容。 展望21世纪的科学技术 21世纪的科学研究将在四个层面上展开。 第一个层面是研究物质结构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起源与演化的认识。
第二个层面是生命科学。20世纪末，人类基因组全部测序工作基本完成，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索，从而使人类在分子水平上能够找到生命起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。同时通过对人类基因密码的解读.-些重大的疾病基因将被发现，使危害人类生命的疾病得到治疗。 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发展，并从工业经济时代的注重矿产资源，逐步转移到重视新能源、水、耕地和生态资源，研究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究。21世纪，人类将在脑科学、认知神经科学研究和人类起源与进化的几个重大问题上取得突破性进展，这也将是科学发展的一个新高峰。脑与认知神经科学的进展将进一步揭示人类意识、思维的本质，为攻克脑的疾病提供基础。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维和动作的机器人创造了条件，这将对人类文明进程产生无可限量的影响。 生物科学与计算机技术的结合 20世纪后期，生物科学技术迅猛发展，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，人们同样需要一种强有力的工具来协助人脑完成对这些数据的分析工作。另一方面，以数据分析、处理为本质的计算机科学技术和网络技术迅猛发展？并日益渗透到生物科学的各个领域。于是，一门崭新的、拥有巨大发展潜力的新学科?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首次?生物学中的信息理论研讨会?上，便产生了生物信息学的概念。但是，就生物信息学的发展而言，它还是一门相当年轻的学科。直到20世纪80?90年代，伴随着计算机科学技术的进步，生物信息学才获得突破性进展。 1987年，林华安博士(Dr. Hwa A. Lim)正式把这一学科命名为?生物信息学?（Bioinformatics）。此后，其内涵随着研究的深入和现实需要的变化而几经更迭。1995年，在美国人类基因组计划第一个五年总结报告中，给出了一个较为完整的生物信息学定义：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、解释等在内的所有方面，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。 生物信息学不仅是一门新学科，更是一种重要的研究开发工具。从科学的角度来讲，生物信息学是一门研究生物和生物相关系统中信息内容与信息流向的综合系统
（生物科技行业）生命科学专业普通生物学名词解释
普通生物学名词解释 湿地生态系统:它处于陆地生态系统（如森林和草地）与水生生态系统（如深水湖和海洋）之间。换言之，湿地是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带 细胞学说: 1、所有生物都是由细胞和细胞产物所构成； 2、新细胞总是由原来的细胞分裂产生； 3、所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性； 4、生物体总的活性可以看成是组成生物体的各相关细胞的相互作用和集体活动的总和。 变性:当天然蛋白质分子受到某些物理因素（热、紫外线照射、高压和表面张力等）或化学因素（有机溶剂、酸碱、重金属盐等）的影响时，其生物活性丧失、溶解度降低、不对称性增高以及其他物理化学常数发生改变的现象。 胞质溶胶：细胞匀浆经超速离心除去所有细胞器和颗粒后的上清液部分。 微丝:又称肌动蛋白丝，参与形成肌原纤维、应力纤维和微绒毛，引起胞质流动或细胞的运动 微管:由微管蛋白组成的管状结构，起支架作用、胞内运输作用和形成纺锤体。对低温、高压和秋水仙素敏感。 中间纤维:直径10nm左右，最稳定的细胞骨架成分，围绕核成束成网分布，并扩展到细胞质膜，与质膜相连结，起支持和运动功能。 细胞连接：细胞紧密靠拢的组织中，细胞膜在相邻细胞之间分化而成特定的连接。胞间连丝:植物相邻细胞的细胞膜穿过细胞壁上的孔，彼此相连，两细胞的光面内质网也彼此相通，即成胞间连丝。直径约20~40nm。功能上与间隙连接类似，在相邻细胞间起通讯作用。
共质体：植物细胞的原生质体通过胞间连丝彼此连成一片，称为共质体。 质外体：细胞壁连成一片，称为质外体。 生物膜:各种细胞器的膜和核膜、质膜在分子结构上一样. 酶:生物体内一类具有催化活性的生物大分子，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 辅助因子:酶分子中的非蛋白质部分，按与酶蛋白结合的松紧程度不同，分为辅酶（松弛）和辅基（紧密）。 酶的抑制剂：能使酶分子上的某些重要基团发生变化，引起酶分子活力降低或丧失的物质。 不可逆的抑制作用：抑制剂与酶的必需基团以共价结合，不能用透析等物理方法使酶复活。 可逆抑制作用：抑制剂与酶以非共价结合，能用透析等物理方法除去抑制剂使酶复活。 同工酶:?催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。 核酶:具有催化功能的RNA分子。又称核酸类酶、酶RNA、类酶RNA。 扩散：分子从相对高浓度的区域移到低浓度的区域 渗透：水分子从高浓度一侧穿过膜而进入低浓度一侧的扩散。 主动运输:分子从低浓度区域向高浓度区域的运输过程。 吞噬作用：细胞吞噬较大的固体颗粒，如细菌、细胞碎片等的作用。 光反应：发生水的光解、O2的释放和ATP及NADPH的生成。 暗反应：利用光反应形成的ATP和NADPH，将CO2还原为糖。
现代生物技术产业化发展的现状与趋势 摘要：综述了现代生物技术的发展现状，介绍了农业生物技术的疫苗、工业生物技术、医药生物技术及其在生物技术领域中的应用情况，介绍了生物技术领域重点攻关课题研究进展，展望了今后的发展方向。 关键词：现代生物技术产业化现状与趋势 1 前言 生物技术也称生物工程，它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言，生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、医药生物技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。当前，世界生物技术发展已进入大规模产业化的起始阶段，蓬勃兴起和迅猛发展的生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等领域，正在促使生物产业成为世界经济中继信息产业之后又一个新的主导产业[1]。 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志，以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生（1976）年为纪元[2]。此后，越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域，并取得了许多重大的进展。至此，以基因工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。生物技术的最大特点是具有再生性，可以循环利用生物体为操作对象，在节约原材料和能源方面有巨大的潜力，而且投资少、周期短、经济效益大，并且没有污染。他是推动经济发展、社会进步的一项关键技术，在解决人类社会面临的一系列重大问题，如粮食、健康、环境和能源方面已经取得并将取得更大进展，对促进社会经济诸领域的发展有着不可估量的影响。 2 全球现代生物技术的发展现状 产值继续增长 2013年，全球生物工程药品市场规模为2705亿美元，2014年增长至3051亿美元。基于疾病诊断和治疗对重组技术、医药生物技术以及DNA测序技术等的需求不断增加，全球生物技术市场预计以%的年复合增长率增长，至2020年全球
生物第二册复习资料 【第五章生物体对信息的传递和调节】 第一节动物体对外界信息的获取 ※单细胞动物以整个细胞感受光、热、电和化学物质的刺激，而人和高等动物则通过自身特定的感受器获取这些信息。这些信息通过神经传递到脑，在脑中产生感觉。根据外界刺激物的类型，通常可将感受器分为物理感受器和化学感受器。 一、动物体对物理信息的获取 1、皮肤感受器 人和高等动物皮肤中有许多神经末梢，当受到压力、温度、针刺等刺激时，便会将各种刺激转换为神经信号，从神经末梢传递到神经中枢，这些神经末梢统称为皮肤感受器。 2、光感受器 ※折光装置均无色透明，具有折光和聚焦的作用。 视杆细胞：感受光亮 视细胞 视锥细胞：感受色彩 视细胞将光能转换为电信号（神经冲动），必须由视神经传到脑的视觉中枢后才能形成视觉。 3、声波感受器 ①耳可分为外耳、中耳和内耳。
②外耳收集声波，通过外耳道向内传递，声波可以引起外耳道底部的鼓膜振动。 ③鼓膜内侧为中耳，内有3块听小骨，听小骨将声音传递到内耳。 ④内耳由耳膜和前庭器组成，耳蜗是声音感受器，将声波转化成神经冲动，由听神经传到脑的听觉中枢，产生听觉。前庭器由3个半规管和前庭组成，是感受身体平衡的器官。 4、特殊的感受器： ①鱼类的侧线，用来感受水流和定方位。 ②蛇类的颊窝，感受周边动物散发出的热能。 二、动物体对化学信息的获取 1、人和其他脊椎动物的化学感受器主要分布于鼻腔的嗅黏膜和口腔的舌上。 ①分布于嗅黏膜上的嗅细胞可感受溶解在嗅黏膜表面液体中的有气味的化学分子。 ②味蕾顶端有一个小孔，味细胞顶端的微绒毛分布于此，溶解在水中的化学分子经微绒毛由味细胞传换成神经冲动，最终传递给脑产生味觉。 2、昆虫的味觉毛分布于足的末端和口器，而感受气味的毛多分布于触角。 第二节神经系统中信息的传递和调节 1、动物体通过神经系统对外界和体内的各种刺激（信息）发生反应，称为反射。 2、反射是神经系统调节各种活动的基本方式。 3、反射是通过反射弧来完成的。 4、反射弧及其功能： 一、信息在神经系统中的传递 1、组成神经系统的基本结构和功能单位是神经细胞，也称神经元。 2、神经元由细胞体、轴突、树突组成： ①细胞体是神经元的营养和代谢中心，内含细胞核和细胞器，主要集中在脑和脊髓里。 ②树突通常较短，具有许多树枝样分支，是神经元接受信息的部分。 ③轴突较长，分支少，是神经元传出信息部分。 3、神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘，称为神经纤维。 4、神经冲动传导： ①在神经细胞质膜的内外两侧之间存在电位差，称为膜电位。 ②静息状态下，膜内为负（K+），膜外为正（Na+）。 ③受到刺激时，局部区域（兴奋区）Na+流入细胞内，电位反转为内正外负，即产生兴奋（神经冲动）。兴奋区域此时与周邻部位之间有电位差，这就会引起周邻部分产生兴奋，兴奋沿神经纤维推进，此过程即为神经冲动传导。 ④信息在神经元上是以生物电的形式传导的。 5、突触传递： ①神经元以轴突末端膨大与其他神经元的细胞体或树突相接触，两个神经元相接触部分的细胞膜合称为突触，突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。 ②突触小泡内所含有的化学物质称为神经递质。 ③信息在神经元之间是通过化学物质传递的。