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·中国空间站生命科学研究展望
商
澎1，呼延霆1，杨周岐1，武祥龙1，顾逸东
2
（1．西北工业大学生命学院，空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室，西安710072；
2．中国科学院空间应用工程与技术中心，北京100190）
摘要：中国载人航天工程即将进入空间站阶段，
空间生命科学也随之迎来快速发展的黄金时期。为此，回顾了国内外空间生命科学的发展现状，并在未来20年中国空间生命科学发展战略目标的基础上，针对目前中国载人航天活动支撑下的航天员生命保障、宇宙生物学基础研究和空间生物技术转化研究的战略需求，凝练了空间人体科学和航天医学领域、空间基础生物学领域、空间生物技术和转化应用领域中亟待解决的关键科学和技术问题，为如何建好和用好中国的空间站及中国空间生命科学的发展战略提供了参考。关键词：空间站；生命科学；研究展望
中图分类号：V419+
．6；V423.7文献标识码：A 文章编号：1674-5825（2015）01-0001-05Prospect of Space Life Science Study on
China Space Station
SHANG Peng 1，HUYAN Ting 1，YANG Zhouqi 1，WU Xianglong 1，GU Yidong 2
（1．Key Laboratory for Space Biosciences and Biotechnology ，School of Life Sciences ，Northwestern Polytechnical
University ，Xi ’an ，710072，China ；2．Technology and Engineering Center for Space Utilization ，
Chinese Academy of Sciences ，Beijing ，100094，China ）
Abstract ：While the China manned space program is about to enter into the space station stage ，
space life science in China will have its golden age．This paper reviewed the current progress in space life science worldwide．The authors summarized the requirements of developing life science and listed the key techniques and questions in need for life science research in China manned space station based on the blueprint of astronaut life support ，astrobiology study and space biological tech-nology in the coming 20years ，which provided the ideas and suggestions to achieve the above goals．Key words ：space station ；life science ；research prospect
收稿日期：2014-07-30；修回日期：2014-09-09基金项目：国家973计划课题
（2011CB710903）；我国空间科学发展战略研究作者简介：商澎（1964－），
男，博士，教授，研究方向为空间生物学与空间生物技术研究。E-mail ：shangpeng@nwpu．edu．cn 1引言
随着中国载人航天和空间探索活动的不断发
展与深入，特别是中国空间站工程的启动建设，未来20年将是中国空间生命科学发展史上的黄金
时期［1］
。如何建好和用好中国空间站，需要在总结国际空间生命科学和相关技术发展成就的基础上［2］
，分析国际空间生命科学发展的经验和教训
［3］
，把握空间生命科学发展的方向，结合中国
空间发展战略的实际，进行综合分析，制定适合中国国情和符合国际空间生命科学方向的发展战略，为未来20年，乃至更长时期中国空间生命科学的健康和持续发展提供支持。
2国际空间生命科学发展现状
国际空间生命科学研究始于20世纪40年
代，其发展历程可分为3个阶段［4］
：20世纪40 60年代初，面向人类航天、载人航天的起步阶段；
第21卷第1期2015年1月载人航天Manned Spaceflight Vol．21No．1Jan．2015
DOI:10.16329/https://www.doczj.com/doc/6c418284.html,ki.zrht.2015.01.001
20世纪60 80年代，载人航天活动取得重大突破的发展阶段；20世纪80年代至今，利用空间站平台开展大规模实验研究的持续发展阶段。其中20世纪70年代，英国、法国、日本、德国等众多国家进入航天领域，打破了由美国和苏联两个航天大国垄断的格局［5］。但是由于美国和苏联（含俄罗斯）仍然掌握着航天器的主动权，空间生命科学研究在各国家之间发展并不均衡，基于各国自身航天计划的科学研究方向和内容都有所区别。
美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）主导着美国航天、载人航天与空间科学研究计划，同时也对世界各国航天事业和空间科学研究发挥着重大影响［6］。2010年，NASA调整了其空间生命科学规划［7］：服务于长期载人深空探测的国家战略，受控生态生命系统研究被提上更重要的地位，其学科研究方向依然是围绕人发展相关基础生物学问题。因此，NASA以人类研究计划（HＲP）为核心［8］，长期以所开展的基础研究和先进技术开发，都以确保人进入空间后的健康为目标，结合双子座（Gemini）、阿波罗（Apollo）、航天飞机等计划，组织开展了约736个相关项目的空间和地基研究。
对于俄罗斯，苏联时代相关空间科学的研究规划还未得到解密［9］。近期俄罗斯联邦航天局（Ｒussian Federal Space Agency，ＲKA）在《俄联邦2006—2015年航天计划》中并未有直接与空间生命科学相关的规划发表，但从其卫星计划和载人航天计划的各项工程中，仍可了解其空间科学研究的发展方向［10］。近年来，东方号（Vostok）、上升号（Voskhod）、联盟号（Soyuz）载人飞船和进步号（Progress）货运飞船，以及礼炮号（Salyut）、和平号（MIＲ）空间站相继退役，为配合载人航天，支持空间生命科学研究，俄罗斯长期维持了专业生物卫星的发展，计划于2017年开始建设自己的高纬度空间站，以支持更广泛的研究。
欧洲空间局（European Space Agency，ESA）在过去成功的科学探测基础上，在21世纪提出了未来20年空间科学发展蓝图———宇宙全景计划［11］，期望取得更大进步。ESA目前正在实施以及将要开展的项目有：Bepi Colombo（2012）［12］；Swarm （2013）［13］；Solar-Orbiter（2015）［14］等。
日本宇宙航空研究开发机构（Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA）在1985年开始关注航天员健康问题［15］，共先后在4次载人航天飞行中进行实验，积累研究结果。包括飞行前医疗保健（Preflight Medical Care）、飞行中健康保障（In-flight Medical Care）、舱外活动（Extravehicular Activity-EVA）健康保障以及飞行后健康保障（Postflight medical care）。建立一个等效的生理应激系统用以代替地球重力场及地球上的垂直运动［16］。
中国空间生命科学研究起步较晚，始于1964年7月19日，中国第一枚生物试验火箭T-7A（S1）发射成功［17］。从上世纪80年代开始，在国家863计划和载人航天工程的支持下，利用国内外的高空火箭落舱、返回式卫星、飞船等空间飞行平台［18］，中国在空间生命科学和生物技术研究硬件装置的研制和技术研究方面取得了重要突破和发展：先后研制了一批空间生命科学实验装置，成功进行了数十次空间飞行实验［19］，支撑了空间高等生物个体培养、空间细胞培养和融合、空间蛋白质结晶、空间蛋白质分离、空间动物胚胎细胞培养等多项空间生命科学实验项目，结合大量的地基前期实验研究，获得了空间实验研究的直接经验［20］。
特别是，中国载人航天工程已进入空间实验室和空间站阶段，这为中国空间生命科学家提供了前所未有的空间科学实验研究机会。近几年来，中国已经顺利完成神舟8号、天宫1号等项目任务，即将发射的天宫2号空间实验室、实践10号科学卫星和天舟1号货运飞船上将开展航天医学、空间基础生物学、空间生物技术、空间受控生态系统基础和空间辐射生物学等空间生命科学领域的多项空间科学研究实验项目。
3中国空间站生命科学发展战略需求
中国空间站生命科学目前处于加速发展阶段［21］。国家载人航天与探月工程作为中国中长期科技发展规划十六个重大专项之一，利用中国空间站空间实验研究平台，规划了未来20年或更长时间的空间生命科学研究发展。载人航天工程已进入到空间站实施阶段，中国科学院在其先导专项中规划了多颗返回式科学试验卫星。这些空间技术平台的建立，既是空间科学研究的条件，也是空间科学发展立足的战略背景，因此中国空间发展的战略需求包括以下几点：
2载人航天第21卷
1）支撑航天员长期在轨的生命保障、健康维护和工作效率的基础和应用基础科学研究。中国空间站计划实施时，提出了以解决人在空间飞行环境下的生存、健康和工效为目标的需求问题，尽管在过去50余年间，在美俄等国的载人空间活动中，这些问题大部分已经得到解决，但是由于国外技术封锁等原因，中国必须独立自主进行研究和解决这些问题。属于空间生命科学范畴的是空间人体科学和航天医学研究［22-24］，包括在空间复合环境下的心血管功能失调、骨质流失、肌肉萎缩、免疫功能减弱、神经系统功能障碍、空间运动病、时间节律改变、心理学变化等，这些效应背后的机制都还存在许多未解之谜。
2）在载人航天活动支撑下的空间基础生物学和宇宙生物学的基础研究。包括：地球生物对于空间环境的感知、响应和适应的现象，空间环境对地球生命体生理稳态的影响规律；宇宙中的生命起源、演化和分布探索等。该领域的研究虽历经数十年的发展，取得了许多成果，但仍有许多问题有待阐明和解决［25］，如空间生物效应中的生物力学-化学耦合的问题、空间力学环境是否影响动物的生殖功能、细胞和组织能否在空间环境下正常分化和发育、空间减弱的磁场对于学习记忆能力及发育影响等，都给空间生命科学工作者提出了富有挑战性的课题。
3）利用空间特殊环境，发展服务于空间和地面人类生活的空间生物技术和转化应用的研究。对健康、环境、能源和粮食等问题，在空间环境下利用地面相关的生物技术，丰富和发展地面医药、环境、能源和农业等领域的生物技术。该方面新的研究发展包括基于空间环境人体干细胞发育和分化的组织工程和再生医学、空间蛋白质工程技术研究与新型药物应用产品开发、空间特殊环境下的生物工程、有效运行的受控生态生命支持系统（CELSS）、空间站密闭舱内微生物生态的监测以及微生物危害的防控策略等［26-27］。
4未来中国空间站生命科学的发展目标、关键科学问题及优先方向
基于上述战略需求，中国空间站生命科学的发展目标是：经过15 20年的努力，使中国空间生命科学整体跨上新台阶，进入世界先进行列；努力在若干重点领域取得有重大影响的领先科学发现和突出成就［28］。针对该目标，通过调研相关研究报告和国家有关发展纲要，分析总结了空间生命科学各个领域发展的具体目标：
1）空间人体科学和航天医学：建成完整的人体科学研究空间实验平台和体系，以保障人类长期空间飞行过程中人的健康为目标，为月球、火星以及星际空间探索提供研究基础支撑。5 10年形成航天员中长期（180天）空间站驻留的生命保障和健康支持能力［29］。
2）空间基础生物学：在空间（微重力、辐射和磁场等）环境对地球生命体生理稳态的影响规律及其机理研究领域取得重要成果，包括，能够为解决空间环境下地球生物体生存和适应等基础生物学问题提供基础研究数据，并建立空间生命科学研究的系统实验体系，明确基本概念，实现研究方法和实验技术的突破。
3）空间生物技术和转化应用：基于干细胞的空间组织工程（重要组织）、空间蛋白质科学和药物研发、受控生态生命支持系统基础研究、长期在轨条件下空间微生物危害安全防控研究、合成生物学与生物工程等方面实现重要进展和地面转化研究成果。
4）宇宙生物学［30］：建立适用于宇宙生物学研究的空间暴露环境实验平台，以分子和极端环境微生物为实验样本和体系，发现新的实验证据，丰富极端环境下的生命起源和演化研究。
基于国际空间生命科学的已有成果［31］、最新动态和未来展望，针对上述发展目标，未来在中国空间站中生命科学发展亟待解决的前沿和关键科学问题包括：
1）空间人体科学和航天医学方向：研究太空飞行和空间环境对人体生理学影响的病理学基础和细胞/分子/生物力学机制，研究并突破航天医学保障和对抗措施，为空间站长期载人活动和长远人类空间探索提供科学依据［32］。具体问题包括：暴露于微重力产生的生理变化及其机制（心血管功能失调，废用性肌肉萎缩，失重性骨质流失，免疫功能下降，航天贫血症，空间运动病），宇宙辐射对健康的危害（肿瘤、白内障、血液病），幽闭等特殊环境产生的心理影响（空间乘员心理相容性，环境心理适应性，幽闭空间恐惧症）。
3
第1期商澎，等．中国空间站生命科学研究展望
2）空间基础生物学方向：研究微重力、空间辐射、亚磁等条件下各类生物从分子到整体各层次生命活动的响应和变化，探究生命现象的深层机理。主要包括：地球生物感知（微）重力信号及其信号传导的过程，地球生物适应（微）重力环境的规律，空间辐射剂量生物学检测的方法，空间辐射损伤与修复的机理，空间辐射屏蔽与防护的措施基础，变重力环境调控生命体的力学-生物学耦合规律，跨尺度力学-生物学耦合的整合研究，地磁场减弱或消除的生物学效应及机制。
3）空间生物技术研究及转化应用方向：需要开展蛋白与核酸共起源及密码子起源等生命分子进化的实验研究，在空间站的特殊环境下研究空间生命起源的分子过程和机理。具体问题包括：从生命科学与技术视角利用（微）重力环境资源的途径；基于干细胞的空间细胞三维培养与组织构建及组织自组装机理研究，空间蛋白质结晶技术基础与应用研究，空间合成生物学研究，空间生物工程，空间生物材料制造技术研究（空间制药，纳米生物材料的仿生制备），受控生态生命保障系统基础科学问题研究［33-35］。
4）宇宙生物学方向：以地外空间生命探索部分内容与空间天文和深空探测进行交叉研究，解决宇宙（包括地球）生命是如何起源、演化和分布；地球极端环境中的生命现象与形式；地外生命迹象探索；生命起源和演化的分子和古核细胞研究等问题［36-37］。
中国应该以上述问题与研究方向为导向，整合国内优势团队，以科学计划形式重点支持和实施开展。
5结语
中国空间生命科学研究与世界先进水平相比尚存在着巨大的差距，未来20年中国空间站生命科学研究的发展战略为彻底扭转这种局面提供了机会，中国空间生命科学领域的科学家应该立足国际生命科学和空间科学前沿，做好顶层设计和科学规划；把握科学问题的长期性与研究技术和实验方法进步的迭代关系，重视新技术和方法在空间生命科学领域的应用；加强地基和空基协同发展，开展学科间的交叉研究。同时，空间生命科学的研究也要加强国内外跨领域多学科合作，在未来20年，乃至更长时间内取得创新性的成果和突破性的进展。
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第1期商澎，等．中国空间站生命科学研究展望
整理：干阳1、什么是空间站？ 空间站，也称为轨道站或太空站，是一种能长期在地球低轨道上运行的大型载人航天器，航天员可以长期在上面生活和工作，这种大型航天器能在轨道上与飞船或航天飞机对接，由飞船或航天飞机为它运送人员和物资；空间站与飞船或航天飞机的主要区别是它没有主推进系统和着陆设备，因此它不能在轨道上作机动飞行和返回着陆。 根据不同国家和不同的历史阶段，发展空间站有不同的动机和目的。一般讲一个国家发展空间站主要有四个目的：第一是政治目的，即为了显示国家的综合实力，或者是为了在政治上“压倒”对方，在载人航天领域取得领导地位，上世纪冷战时期，这是美苏发展空间站的主要目的；第二是科技目的，即将空间站作为建在太空的科学实验室，在上面进行各种科学研究和实验；第三是经济目的，利用空间站进行太空生产，或者发展太空旅游；第四是军事目的，将空间站作为建在太空的“军事堡垒”。 2、空间站的类型？ 按用途分，空间站可分为民用和军用两种类型：民用空间站如前苏联的和平号空间站和美国的国际空间站；军用空间站如前苏联的礼炮2，礼炮3和礼炮5号空间站以及美国空军曾经计划研制的“载人轨道实验室”。另外按发射方式划分，还可分为整体式和模块式两种。早期的空间站都是整体式，如美国的“天空实验室”和前苏联的礼炮号，它们都是在地上组装好，并装上各种生活用品和实验仪器，然后整体发射上去，航天员则乘坐载人飞船上去访问；后来由于技术的改进，采用模块式建造，即先发射一个核心舱，然后将不同用途的舱室一个接一个发射上去，在轨道上组装起来，形成一个整体，如前苏联的和平号空间站和现在的国际空间站。 3、迄今为止在太空一共发射或建造过多少空间站？ 到目前为止美国和苏联/俄罗斯一共发射或建造过4种类型的空间站，共10艘，其中包括前苏联在1971-1986年间发射的7艘礼炮号空间站，它们是礼炮1号至7号，不过礼炮1号对接失败，礼炮2号发射失败，礼炮3号对接失败，除了礼炮4号，其余的礼炮5、6、7号都曾发生过一次对接失败。此外美国于1973–1974年间发射的“天空实验室”；前苏联和俄罗斯于1986–1999年间建造的和平号空间站，以及至今还在轨道上运行的国际空间站。 4、谁最早提出建造空间站的设想？ 有关空间站的设想最早是由俄国的康斯坦·齐奥尔科夫斯基和德国的赫尔曼·奥伯特分别提出来的。
6.我国空间站的建设情况及其科学实验设想 空间在轨装配技术发展历程研究_芦瑶 对于交会对接所涉及的关键技术，如最优脉冲交会和有限推力最优交会测、轨道设计、测控通信系统、自主交会对接测量设备、对接动力学、轨迹安全以及交会对接仿真等，国内研究人员进行了深入的理论研究。1992 年，中国开始了载人航天工程，总装备部载人航天工程办公室成立了交会对接工程总体方案论证组，我国进行了交会对接的总体研究，它以当前飞船和空间实验室为背景。中国空间技术研究院、上海航天技术研究院、国防科大学、北京航空航天大学、哈尔滨工 业大、西北工业大学等单位对交会对接技术进行了更为细致的研究，取得了面向工程实用的一系列研究成果。 国内的现阶段的研究现状是，国内的一些大学对空间在轨装配技术及应用前景进行探讨论证。国内多家单位对空间在轨组装与维护、空间装配技术开展了相关研究。鉴于现阶段我国航天的实际情况，研究工作主要集中于空间交会对接试验、在轨模块组件更换、在轨释放与发射等相关技术的研究上取得了一定的成果， 并在工程实践中有所突破。为我国即将组建的空间站打下坚实的技术基础。 导航是控制（GNC）系统的重要组成部分，西北工业大学航天学院给出了导
航系统总体方案并设计了导航工作模式。构建了在轨服务航天器导航仿真系统的 总体框架，分析了OSS导航仿真系统组成及仿真支撑环境，基于MATLAB/RTW仿真平台开发了OSS导航数字仿真软件。对数据时间同步术、导航模式切换技术、推力分配算法等关键技术进行了分析。为在轨装配的控制导航技术提供了新的仿真平台。 交会对接是空间在轨装配的决定性环节，此项任务的成败关系到整个装配任务的成败。在交会技术方面中国长沙的国防科学技术大学杨乐平教授从Hill方程出发，组合基本相对运动，提出了四种接近策略，并得出异面接近策略可以节省大量推进剂，但应用范围受到限制；[3] 盘旋接近、全向接近和共轨接近等策略具有较广的应用范围，国防科技大学孙平从黎卡提方程出发，设计出新型的滤波模型，实现了对飞行器更高精度的相对状态确定； [7] 在对接技术方面，上海航天技术研究 院设计出一体周边式对接机构，使名义上的主动对接飞行器和被动对接飞行器无主被动之分，从而提高的对接的可靠性； [8] 北京理工大学王东传等人对对接捕获段的动力学过程进行了研究，对
德国预测中国未来30年！看后彻底震惊 德国预测中国未来30年！看后彻底震惊 2015-09-15 14:30 编辑：wyj 核心提示：2040年，东方世界的财富超过西方世界，中国人均GDP达到20万，成为发达国家。中国登月成功德国媒体预测中国未来30年，惊呆了!可能? 2016年，中日韩-东盟成为世界上最大的自由贸易区。中国成功发射载人登月航天器。首名中国女航天员成为有史以来第一个登上月球的中国人。全国超过10亿观众在中秋节亲眼目睹了现代版的嫦娥奔月。 2017年，中国宣布建成科技创新型国家，这项计划始于2005年，终于利用12年时间完成。中国产业升级初步完成，中国企业的生产线更多的设立在非洲，印度，东南亚，拉丁美洲，中国本土制造比例逐渐下降。 2018年，龙芯处理器占领国际CPU超过10%市场份额，中国国产汽车大量占领广大发展中国家市场，中国国内汽车拥有率达到20%，个人移动终端(那个时候估计不用手机了，应该是掌上电脑的感觉吧)拥有率超过80%，按照绝对数量，全部位居世界第一。 2019年，朝鲜韩国结成自由经济体，经济总量位居世界第7位。当年全球GDP排行为1美国，2中国，3日本，4
德国，5英国，6法国，7朝鲜韩国经济体，8意大利，9印度。 2020年，中国海军在东海与日本自卫队发生小规模冲突，中国海军随即占领钓鱼岛，宣布钓鱼岛为中国固有领土。并希望日方保持克制，不要使冲突升级。最终中日谈判解决争端，日本承认钓鱼岛属于中国，中国支持日本收回北方四岛之主权。 2021年，一种以学习中华礼仪，复兴中华文化为目的的仿古私塾在民间兴起。有条件的家庭纷纷送孩子去这种私塾学习古礼，古文，古文化和琴棋书画，以增加孩子的修养。以往的英语，钢琴，芭蕾，素描等等培训机构逐渐被冷落。 中国未来航母编队示意图 2022年，中国宣布启动反分裂国家法，统一台湾。五星红旗升起在台北上空，并派20万精锐部队登陆台湾维持秩序。中国政府在台湾推行一国两制，台湾体制维持不变，但是取消台湾军权，收编为中国人民军，由中央统一管理。 2023年，中国大型空间站建成。北斗卫星导航系统初步完成，从此，伽利略，GPS在中国成为纯民用，军用全部采用北斗系统。 2024年，中国第三个航母编队建成。活动区域，南海。
China has launched the Tiangong II space laboratory on September 15. A Long March 2F carrier rocket was fueled and lifted the Tiangong II from the Jiuquan center on 10:04 pm Thursday. The Tiangong II mission will lay a solid foundation and gather valuable experience for the building and operation of our future manned space station. Tiangong II, China's second space lab, has two cabins with different functions — the experiment cabin will be hermetically sealed and will act as the astronauts' living quarters, and the resource cabin will contain solar panels, storage batteries, propellant and engines. 中国在9月15日发射了天宫二号空间实验室。 周四晚上10点04分，长征二号运载火箭从酒泉卫星发射中心加满燃料后，将天宫二号送上太空。天宫二号任务将会为我国未来人造空间站的建立和维护打下坚实的基础，并积攒宝贵的经验。 天空二号是中国的第二个空间实验室，拥有两个功能不同的舱段。实验舱是密封的，将会作为宇航员的生活区域，而资源舱将会包括太阳能集热板、蓄电池、发射火药和引擎。 1
中国航天开启空间站时代 打开文本图片集 火箭呼啸而去、飞船摇曳而落，瑰丽地球和深邃太空之间的一去一回，勾勒出一幕人类探索宇宙的壮丽图景，也开启了中国一个新的航天时代——空间站时代。 椰风碧海，巨箭耸立;驯火牧天，撼山动地。看！长征火箭再度出征，中国航天以奋进的姿态走到一个新的历史坐标。 这一幕，似曾相识。几个月前，长征五号遥三运载火箭成功飞天，“胖五”再度叩响太空之门。 这一幕，又倍感新鲜。长征五号B遥一运载火箭（下称“长征五号B运载火箭”）接过“哥哥”的“接力棒”，带上“新乘客”——新一代载人飞船试验船（下称“新飞船”）再度出征，以探索太空的勇者姿态，扶摇直上九天。 这一飞，标志着中国空间站阶段飞行任务首战告捷;这一飞，拉开了我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。这是中国航天的一小步，也是建成未来空间站的一大步，中国航天正阔步向前，开启空间站时代。 长征五号B开启问天新征程 长征五号B运载火箭由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制，于5月5日在文昌航天发射场成功首飞，把近22吨重的新飞船送入太空。这是中国乃至亚洲火箭首次发射超过20吨重的航天器，进一步奠定了长征五号系列火箭运载能力在世界现役火箭第一梯队中的地位。 此次首秀的长征五号B运载火箭——“胖五B”，与2021年底“王者归来”的长征五号运载火箭——“胖五”相比有何不同，對中国航天又有何重大意义？ 长征五号B运载火箭是在长征五号运载火箭的基础上研制而成
的，后者于2021年首飞，迄今已经发射过三次。 “长征五号运载火箭与长征五号B运载火箭在立项之初就确定为两种最基本的构型，在后续很多大型试验中，两种状态都是一并考虑的，它们属于兄弟俩。”长征五号运载火箭副总指挥曲以广说。 长征五号运载火箭与长征五号B运载火箭同属长征五号系列火箭，共享5米大直径箭体结构、大推力液氧液氢发动机技术、大推力液氧煤油发动机技术等关键技术，但在设计方面也有很多不同。 长征五号B运载火箭被称为中国第一个“一级半”火箭。“一级半”是指在火箭的一级上捆绑四个助推器，助推器即“半级”。而长征五号运载火箭由一级、二级和助推器组成，是“二级半”。 从外观上看，长征五号运载火箭整流罩长约12.3米，而长征五号B运载火箭整流罩达到20.5米，是中国最大的火箭整流罩。 缩减一级，长征五号B运载火箭比长征五号运载火箭矮了3米，但更重要的差别是用途。 多一级的长征五号运载火箭擅于跑长途，“乘客”目的地包括3.6万公里的地球同步轨道、38万公里外的月球以及更远的火星。长征五号B运载火箭则运送目标距离更近的航天器，主要用于发射近地轨道大型卫星及飞船，这里是我国空间站建设的主战场，后续空间站核心舱等主要舱段，都由长征五号B运载火箭送上天。 即便少了一级，长征五号B运载火箭在专门向近地轨道送货的长征系列火箭中，力气仍然是最大的，一次能送超过22吨的东西，相当于10多辆小轿车的重量，这个“力度”也让我国发射较大规模的航天器成为可能。比如空间站的各个舱段重量超过20吨，只有长征五号B运载火箭能够发射。 因此，长征五号B运载火箭被称作中国空间站的“专属列车”，其意义之重大可见一斑。 长征五号B运载火箭只用“一级半”就能把重磅航天器送上天，得益于采用氢氧推进剂的芯一级和采用液氧煤油推进剂的助推器的合理搭配。而芯一级的两台大推力氢氧发动机，从地面点火一直工作到
1.1走进生命科学的世纪教学设计 一、本章教材分析： 随着社会和科技的发展，人类对生命世界的认识越来越丰富，兴趣越来越浓厚，展现在我们面前的是丰富多彩的生命世界，同时又是充满迷惑和挑战的未知世界。本章是高中生命科学的开篇，通过回顾生命科学发展的光辉历程和展望新世纪的美好前景，引导学生认识学习生命科学的重要意义。 本章包括《走进生命科学的世界》和《走进生命科学实验室》两节。通过这一章的学习，使学生初步了解生命能够科学技生命科学对人类生活的影响，增强学生对生命科学的好奇心，使之关注生命科学的发展，更加自觉地学好这门课程。同时使学生了解什么科学探究的基本步骤，激励学生走进生命渴望学实验室，为高中阶段《生命科学》的学习奠定基础。 二、本节教材分析： 本节《走进生命科学的诗集》包括“生命科学发展简史”和“展望生命科学新世纪”两部分内容，这一节教学关键在于引起学生的共鸣，即激发学生持续的内在兴趣，并让学生注意科学家如何思考问题和解决问题，从中学习科学地思维，领略科学思想。 关于“生命科学发展简史”，教材首先介绍了我国古代劳动人民在生命科学发展中的重大贡献，同时介绍了《齐民要术》和《本草纲目》等科学巨著。然后，按照整体水平——细胞水平——分子水平的研究历程，以及从个体水平——群体水平——生物与外界环境之间的关系的研究这两条主要线索介绍生命科学研究发展的历程。教材特别强调了细胞的发现、DNA 双螺旋结果和人类基因组计划等具有里程碑作用的伟大成就。本教材注重介绍研究手段，强调了技术的发展对推动生命科学发展的重要意义。 关于生命科学发展简史要通过一个个事例和科学家前后相续的研究让学生体会科学发现是循序渐进的过程，不是一蹴而就的；课本知识来源于科学实践，科学家的工作是从观察到的一系列现象中“猜出”本质与联系。以此引导学生认识学习便是观察前人的观察，以便将来自己也成为世界的观察者和问题的解决者。 关于“展望生命科学新世纪”，教材侧重于现代生命科学的成就与未来的发展前景。教材从微观和宏观两方面介绍生命科学在21世纪将面临的重大课题，其中包括正在研究的课题，如转基因技术、基因治疗、环境保护等，也有至今未解之谜。强调生命科学对社会经济发展和人类生活与健康的重大影响。 引导学生放眼看世界，自己体会和思考科学发展与社会进步的关系，作为社会的一员，自己现在能做什么，将来能做什么。 三、学情分析： 本节课的授课对象是刚进入高中（高一）的同学。他们在初中已经学习过一些关于生物的基本知识，对生命科学的发展史有一定的了解，具备了一定得生物学基础。对于刚刚步入高中校门的学生而言，生命科学史的介绍和研究成果的简介是他们接触到的生命科学的第一课，作为教师，如何引导他们带着兴趣走进生命科学这门学科，在这节课的教学过程中显得尤为重要。鉴于生命科学史的内容比较枯燥，涉及到一些时间、人物、研究成果的记忆性知识，单纯的讲解难以引起学生的兴趣，因此我会采用一些图片资料、以故事的形式给学生讲解这方面的知识。在生命科学研究成果的介绍中，因为涉及到一些学术性较强的科学知识，因此我会在课前将这些知识作一定的简化处理，以更加形象生动的通俗的语言给学生介绍一些学术性较强的科研成果。
[大国战略]预言：中国未来的版图 [图片] 『国际观察』 作者：00zhengjun提交日期：2009-5-16 2:17:00 访问：31995 回复：164 版图，在我看来应该分为狭义上的版图和广义上的版图，有现实地理空间上的实际版图，也有文化意识上的虚幻的版图。我们通常意义上的版图指我们的陆地，海域，空间上的实际版图。历史上我们的地理版图不断变换，我们的祖先
的发源地在黄河流域一带，也就是说我们的祖先的版图根据地在这一带，我们的祖先们以这里为生命的摇篮，通过不断的努力，开疆扩土。使我们的疆域逐渐扩大，虽然经历了数千年的疆域演变，更改。但是我们的疆域，总的来说是不断扩大的，特别到了元朝，由于成吉思汗及其后代不断征战，使我们的版图达到了空前的广大，但是由于蒙古游牧民族没有统一的思想文化，没有一种统一的意识观念，更重要的是没有象现代的高科技管理模式，仅仅靠在马背上的征战，还有一个不能让各民族一体化的价值观念，实行民族分化政策，等等，这一系列的主观和客观的原因，很快，使我们中华民族一度骄傲的蒙古帝国元朝很快的就土崩瓦解，直到明朝以至清王朝前期，也就是鸦片战争前期我们的疆域与现在相比仍然很广阔。但是鸦片战争以后，由于列强对中国的领土瓜分，我们领土不断丧失，特别是沙皇俄国占领了我们大片的领土，以至与我们原先并不接壤的俄国，经过不断的领土扩张，最终形成了和我们共同拥有的最长边境国界线。清朝末期，由于少数蒙古贵族，王公大臣和沙皇勾结，沙皇为扩大在蒙古的影响，不断怂恿蒙古少数分裂势力闹独立，在抗日战争前期的雅尔塔会议上，苏联为了以出兵中国东北对日作战为条件，与美国背着中国私下签定了承认外蒙古独立的协议，当日的南京政府没有承认蒙古独立，直到解放战争前夕，国民政府才迫于当时形式，承认了外蒙独立，解放后，由于当时的国内国际形式，中央政府也承认了外蒙独立，这样，外蒙最终脱离中国，这样，中国的版图进一步变小，也就是现在的版图。虽然，台湾还有少数岛屿还没有完全解放，但在国际上公认的只有一个中国，台湾是中华人民共和国不可缺少的一部分。也就是我们现在的陆地面积大约960万平方千米，有接近400万海里海域。这就是我们现在的主权范围！ 那么，我们未来的实际版图会不会变动，将如何变动，我们很难预料到，但是我个人认为，预言我们未来的版图，是很乐观的，应该是鼓舞人心的，众所周知，我们中华民族历史上虽然不停的开疆扩土，但是我们汉人政权基本上没有通过武力入侵外邦历史记录，虽然，有成吉思汗及其子孙的侵略史，但是那是少数民族当时没有在汉族文化的熏陶下进行的，虽然，我们历史上不断有和周边民族的战争史，但那些基本上是由于少数民族对中原的骚扰，中央只是为了社稷稳定，为了保护中原人民的生命财产安全，才被迫进行的自卫反击战，以至建立了赫赫有名的万里长城这样庞大工程，成为至今不解之迷的世界奇观，为的就是抵御外族入侵。中华文化的精神内涵在与兼容并包，由于不断的吸收外部优秀的文明因素，重要的通过中华优秀文明对各族的熏陶，教化，使这些民族不断容入到中华文明来，最终成为中华民族的一分子，形成今天的以汉文化为主体，多民族文化为点缀的中华文明！ 那么，我们的未来实际版图前景如何，我想我们的版图会逐渐回归以前的辉煌历史时刻，可能恢复到清朝前期的版图，可能恢复到元朝最辉煌时历史版图，甚至更大，当然，我们未来版图的扩张，不是象以前那样以武力扩张为主，更不会象成吉思汗那样通过大规模的入侵达到目的，主要是通过我们的文化，文明，以及中国式意识形态，我前面说中国的文明，文化精髓在于兼容并包，我们吸收优秀民族的文明因素，使它自然的容入于博大精深的中华文明之中，自然的同化外族，使周边民族主动对中华文明有种最终归属和归宿的观念，接受中华文明的意识形态和价值观念。到那时，我们就象前苏联那样建立一个以现在大陆为主体，周边民族为加盟共和国的大中华共和国！到时我们的国家可能超过前苏联的疆域，在吸收前苏联的亚洲部分国家为加盟成分以外，我们以前的附属国象越南，日本，朝鲜半岛也将是我们的领土一部分，也可能，这些国家继续象以前一样成为我们附属国，中国重新成为这些国家的尊主国！我们的领海领域将最终收回所有主权！进一步向远洋和平扩张势力范围，我的空间领域技术将达到高度程度，我们有自己的空间站，自己的太空航道，在外星上留下足迹，进军遥远的太空领域，甚至向如果能够适合人类生存的外太空移民！这，就是我对未来我们国家是未来实际版图的预想！ 当然，还有就是虚幻的版图，这同样需要通过我们的文化，文明，思想意识，价值观念，等等来实现，在前面，我说了我们文明精髓具有兼容并包的特色，还有一个重要的特点，那就是任何一种文明都不能与中华文明相比的功能，那就是中华文明，生来就有对外不断自行辐射的功能，比如，英国人把自己的语言——英语对外扩张，先前通过建立殖民地，在殖民地进行人为的强行推广，历经几百年才逐渐的把英语推广到世界各地，使英语成为今天世界上使用面积最广阔的语言！号称：“日不落帝国”当然，这个特有名词指的是它以前在世界各地都有殖民地，但我认为他们语言使用的面积范围，是它成为：“日不落帝国”。当之无愧！虽然英语目前仍然是世界最强势语言，但是他最初是人为强行推广的，而汉语的海外推广，主要是别人主动接受，虽然最近中国政府在海外建立了很多孔子学院，向外传授汉语和中华文化，但是，更重要的是这些国家主动的要求在自己的国家建立这样的学习汉语机构，同时，海外许多国家也自己建立一系列学习汉语的机构，场所！所以，从这一点来看汉语和中华文明具有很强的辐射作用，这是任何一种外来语言，外来文化无法相比的！
今天，中国搞了个重磅新闻，你想了解的都在九派号！ 10月17日，本来挺普通的一个日子，结果中国做的一件事，一下子轰动全球，搞了个大新闻。 啥咧？ 对喽，就是神舟十一号“飞天”啦。 10月17日，由中国航天科技集团五院抓总研制的神舟十一号飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。不管是在发射现场的普通民众，还是在电视机、手机直播直播前的观众，肯定都是激动的心情。 飞行乘组由航天员景海鹏和陈冬组成，景海鹏担任指令长，其中，景海鹏是第三次参加载人飞行任务，而河南籍的陈冬则是首次。 根据官方的通报，神舟十一号飞船入轨后，2天内完成与天宫二号的自动交会对接，形成组合体，航天员进驻天宫二号，组合体在轨飞行30天。期间，2名航天员按计划开展有关科学实验。
发射画面
两位宇航员 目的 载人航天工程办公室副主任武平介绍，此次任务有三大目的： 一是为天宫二号空间实验室在轨运行提供人员和物资天地往返运输服务，考核验证空间站运行轨道的交会对接和载人飞船返回技术； 二是与天宫二号空间实验室对接形成组合体，进行航天员中期驻留，考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力，以及航天员执行飞行任务的能力； 三是开展有人参与的航天医学实验、空间科学实验、在轨维修等技术试验，以及科普活动。 新 此次神舟十一号与之前的神舟一至十号有相当的不同，它将“飞得更高，实验更多，时间更长”。 飞得更高：过去，神舟十号与天宫一号对接时，轨道高度是343公里。而神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393公里，飞行也更加接近未来空间站要求。 实验更多：任务期间神舟十一号要进行4项在轨试验项目——宽波束中继在轨验证试验、变轨控制验证试验、帆板任意偏置角跟踪太阳功能验证试验和微生物控制试验。通过这些试验进一步验证飞船设计功能，获取和积累载人环境相关的飞行试验数据。 时间更长：此次任务中航天员需完成组合体30天中期驻留任务，比神十的15天翻了一倍。 与此同时，神舟十一号还有4个技术创新亮点：天地联系更紧密了、交会对接的眼睛升级了、中期驻留的配置上优化了、热控设计改进了。 意义 如果要说意义，“非凡”二字恐怕都未能表达此次飞行的重要性。天宫二号是我国第一个真正意义上的太空实验室，神舟十一号飞船总飞行时间达到33天，也将是我国持续时间最长的一次载人飞行任务。天宫二号与神舟十一号是最接近未来中国空间站要求的一次载人飞行任
《现代生物学基础》期末考试卷（A卷） 班级学号姓名 出卷人审卷人评审人 一、填空题（每空1分，共30分） 1.细胞是由原生质构成的，原生质又分化为________、________、________等部分。 2.植物细胞壁对细胞有_________、_________作用。 3.调节新陈代谢各种化学反应的酶都是___________。 4.有氧呼吸是指植物细胞在氧气的参与下，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出__________和________，同时释放出大 量_______的过程。 5.无氧呼吸一般是指在_________条件下，植物细胞把糖类等有机物分解成为____________，同时释放出少量的___________ 的过程。 6.有性生殖是指经过两性_______的结合，产生_______，由________发育成新个体的生殖方式。 7.DNA又称____________。它是一种____________，组成它的基本单位是____________。 8.DNA复制需要原料、_________、_________和_________等基本条件。 9.叶绿体里含有四种色素：叶绿素a、叶绿素b、________和_______，一般以________的含量最多，所以植物体呈绿色。 10.甲基绿使DNA呈________色，________使RNA呈________色，这样可以显示出DNA和RNA在细胞中的分布情况。 11.在类囊体膜上分布有光合作用所需的________和________，在基质中也分布有光合作用所需的________。 二、单项选择题（每题1分，共20分） 1.光合作用所释放的氧气来源于（）。A、叶绿素B、CO2 C、葡萄糖D、H2O 2.细胞进行有氧呼吸的场所是（）A核糖体 B叶绿体 C线粒体 D高尔基体 3.麦田中小麦与杂草之间的关系为（）。A、竞争B、捕食C、寄生D、共生 4.构成细胞膜的主要成分是（）A、蛋白质和淀粉B、淀粉和脂肪C、蛋白质和葡萄糖D、蛋白质和磷脂 5.构成蛋白质的基本单位是（）A、葡萄糖B、脂肪酸C、核苷酸D、核酸 6.系列哪种物质是动物细胞不具备的（）A、细胞壁B、细胞膜C、细胞质D、细胞核 7.在果树栽培中，常用优良品种的芽进行嫁接，这属于（）A、出芽生殖B、断裂生殖C、分裂生殖D、营养生殖 8.下列各种糖类物质中，既存在于动物细胞内又存在于植物细胞内的是（） A、淀粉和核糖 B、葡萄糖、核糖和麦芽糖 C、核糖、脱氧核糖和葡萄糖 D、糖原、乳糖、蔗糖 9.较胖的人往往身体内脂肪较多，夏天特别怕热，其主要原因是（）A、脂肪具有储存能量的作用 B脂肪能减少体内热量的散失,有保温作用C、脂肪是主要的供能物质D、脂肪能够减少内脏器官之间的摩擦和缓冲外界压力
航天人揭秘中国空间站：长啥样怎么建（下） 空间站怎么建？ 根据飞行任务规划，空间站工程分为关键技术验证、建造和运营3个阶段实施。中国载人航天工程办公室副主任林西强介绍，为完成空间站建造，共规划了12次飞行任务。在长五B首飞后，将先后发射“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱，进行空间站基本构型的在轨组装建造，也规划了发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船，进行航天员乘组轮换和货物补给。 “未来的11次任务是高密度的发射任务，充满了大量的新技术和新挑战，发射频率和任务复杂性都大幅提升。”周建平接受采访时说。这也将是一段非常辉煌的试验历程。11次任务的完成，将意味着中国空间站正式建成。空间站的试验核心舱计划在2021年前后发射，目的在于验证空间站关键技术。完成验证以后，将陆续发射两个实验舱与之对接，空间站随之也将从建造阶段转入运营阶段。从核心舱阶段开始，航天员也将开始实际参与建造空间站，承担不少任务。例如，他们要多次进行复杂的出舱活动。届时，航天员可以利用机械臂协同完成载荷的在轨安装、调试、升级等工作。 实际上，在近地轨道建设空间站，就意味着需要掌握大型空间设施的建造技术和运营管理技术，具备强大的维护维修升级能力。航天员出舱和利用机械臂，都是重要的手段。 “一名航天员在舱内操作机械臂，一名航天员在舱外太空行走。无论是舱段转位、大设备的移动，还是航天员自身的移动，都可以通过机械臂完成。”周建平说，“空间站设计有两类机械臂，人机配合，让空间站建造维修成为可能。” “往太空运送物资的成本非常高，进行物资循环利用并提高物资循环利用率，是世界载人航天关注的重大技术问题。”周建平说。通过新的技术支持，中国航天员在空间站的补给将得到更好保障。此前我
浅谈中国空间站的国际合作新视野 在过去10年中，中国经历了技术的稳定进步，这使其载人航天计划取得了举世瞩目的成就。为让世界对其温和崛起打消疑虑，中国正寻求在外空的探索与利用上开展合作。中国正以空前规模将其未来的空间站宣传为一个国际协作项目。 1 中国谋求空间站的国际合作 如果中国空间站(CSS)计划作为国际合作与全球领导力的一个平台得到中国领导层的有效管理，那么这对中国来说在内外政策上能够获得附加利益。然而，在建造并运行空间站的过程中邀请国际伙伴会出现一个要求很高的政策问题。中国必须确定是否存在与空间站合作相关的不同程度和范围的有形利益。 政策的关键问题是找到一个公平与理性合作的有效模式，这在中国的白皮书中被定义为互利、透明、互惠以及成本共担，同时要与合作伙伴在所有权、知识产权及使用权上取得平衡。 中国政府坚持主张每一个国家享有自由探索、开发及利用外空的平等权利。参与中国空间站计划的公开邀请改变了那些考虑开展航天活动的国家的政治气候，譬如巴基斯坦。中国要求在这类合作过程中，允许其他国家及其专家在中方的指导下设计研究项目，否则合作是不可能的。 然而，合作的重要前提是按中国宣示的合作四原则(即互利、透明、互惠以及成本共担)确定基于中国条件的可行合作模式，通过评估地面合作实例和中国宏伟战略目标，有可能确定21世纪20年代中国空间站计划合作的框架。 互利出现在几份有关外空合作的文件中。2006年美国国家航天政策鼓励与外国和/或财团在互利基础上开展进一步探索与利用太空的航天活动的国际合作。1996年《联合国国际合作宣言》提到，各国必须在公平与相互可以接受的基础上合作。理解中国所认为的相互可以接受的基础，就需要对当前的国际合作实务进行进一步检验。 当透过国际现代化理论观察时，中国的意图变得更加明显，这暗示着在国家转型与国际环境之间的互动引起涉及多国活动的一个动态过程。对中国的航天活动来说，这包括培育像亚太空间合作组织(APSCO)这样的多边机构，与几个拉丁美洲和非洲国家的双边合作，以及越来越多地参与联合国与航天有关的组织。 互利也隐含着互惠的成份，这意味着权益的交换。在合作的情况下，互惠不同于互利，因为互惠表示服务交换，而不是商品交易。互惠也必须在承认主权下进行。中国认为，尽管各国可以自由确定其参与航天合作的所有方面，但应忠于相关各方的立法权和利益。在由中国主导的空间站中，想必意味着客人要遵守主人的规则。 2 中国空间站合作模式 用中文定义这些条件固然重要，但以现实为依据也很重要。中国不会只是为了合作而合
《现代生物学基础》期末考试卷及答案（ B 卷） 班级学号姓名 出卷人审卷人评审人 一、填空题（每空 1 分，共30 分） 1、细胞是由原生质构成的，原生质又分化为________、________、________等部分。 2、植物细胞壁对细胞有_________、_________作用。 3、核酸是由________、_________、_______、_________、________等元素组成的。 4、调节新陈代谢各种化学反应的酶都是___________。 ________、________、________和_______，一般以 ________的含量最多，所 10、叶绿体里含有四种色素： 以植物体呈绿色。 __________和１３、有氧呼吸是指植物细胞在 ________的参与下，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出 ________，同时释放出大量 _______的过程。 16、光合作用是绿色植物通过_______，利用 _______，把 ________和______合成储藏 ________的有机物， 并且释放出 _______的过程。 38、组成脱氧核苷酸的含氮碱基有四种，它们分别是______（A）、_______（G）______（C）、和_____（T）。 二、单项选择题（每题 2 分，共 30 分） 1、构成细胞膜的主要成分是（） A、蛋白质和淀粉 B、淀粉和脂肪 C、蛋白质和葡萄糖 D、蛋白质和脂类 2、生物体进行生命活动的主要能源物质（） A、脂类 B、糖类 C、核酸 D、蛋白质
3、生物的遗传物质是（） A、核酸 B、核苷酸 C、蛋白质 D、碱基 4、构成蛋白质的基本单位是（） A、葡萄糖 B、脂肪酸 C、核苷酸 D、核酸 5、系列哪种物质是动物细胞不具备的（） A、细胞壁 B、细胞膜 C、细胞质 D、细胞核 6、一般绿色植物以哪种色素含量最多（） A、叶绿素 a B、叶绿素 b C、胡萝卜素 D、叶黄素 7、在果树栽培中，常用优良品种的芽进行嫁接，这属于（） A、出芽生殖 B、断裂生殖 C、分裂生殖 D、营养生殖 8、麦田中小麦与杂草之间的关系是（） A、竞争 B、共生 C、捕食 D、寄生 9、为延长水果的仓贮时间，向贮仓中加入N2 和 CO2 的目的是（）。 A、抑制无氧呼吸 B、促进无氧呼吸 C、抑制有氧呼吸 D、促进有氧呼吸 16 天，其中一种生长正常，另一种10、将大小两种草履虫分开培养，都能正常生长，若将两者放在一起培 养则全部死亡，此现象在生物学上称为（）。 A、种内互助 B、种内斗争 C、竞争 D、捕食 11.连续进行有丝分裂的细胞间期的特点是（）
人民日报/2015年/10月/18日/第005版 观察 “会聚”范式与转化型研究 生命科学与生物产业发展趋势 中国科学院院士、中国科学院上海生命科学研究院研究员赵国屏 生命科学的发展必然带来生物产业的革新。在我国经济走向新常态的关键时刻，生命科学也迎来了研究范式的转型和研发平台的创新。在这样的历史关头，认识生命科学与生物产业的发展趋势，因势利导，调整未来的战略和策略，具有十分重要的意义。 首先，“会聚”范式推动对生物复杂系统和生命复杂过程运动规律的研究从“定性观察描述”发展为“定量检测解析”乃至向“预测编程”和“调控再造”的跃升，由此带来生命科学研究的革命。 随着各类实验技术的创新与应用，现代生命科学的发展经历了三个研究范式阶段。20世纪中叶，基于一系列生命分子结构功能关系的研究，生命科学研究进入以分子生物学为代表的第一范式阶段。20世纪末，“人类基因组计划”和一系列“组学”研究的成功，使生命科学研究进入以基因组学为代表的第二范式阶段。最近20年来，高通量低成本的新一代组学技术、单分子技术、纳米技术等新技术新方法的发展以及与数理科学“定量概念”、工程科学“设计概念”、合成化学“合成认识概念”等思路和策略的进一步交叉融合，生命科学开启了以系统化、定量化和工程化为特征的“多学科会聚”研究范式，为更深入系统地认识生命、更精准有效地改造生物体提供了前所未有的机遇。 基因组与表型组结合，大尺度、跨物种宏观进化研究与物种内微观进化规律探索的结合，有望从整合和系统生物学角度解析动植物分化发育等复杂性状的成因，为人类疾病防治、动植物经济性状改良和功能仿生提供新理论新方法。对植物基因与基因组的冗余性及相关遗传多样性、以光合作用为主要特征的生理与代谢以及生长发育调控和环境互作等重大前沿科学问题的研究，为生命复杂体系的解析、农林业与生态环保科学的发展提供了新渠道。 研究细胞内超大复合体的结构、功能和调控，是在原子水平阐明生命机器运转机制、破解生命奥秘的重要途径之一，也是创新药物研制的基础；探索细胞活动的分子运动及信号转导规律，是揭示细胞“生老病死”调控机制的关键，也是认识生命复杂系统与过程的重要节点。 脑科学与数理、信息等学科领域的结合，正在催生脑—机交互技术，有望描绘人脑活动图谱和工作机理，揭开意识起源之谜，极大带动人工智能、复杂网络理论与技术的发展，促进精神疾病和神经退行性疾病等脑疾病防治策略的进步。 合成生物学的出现，引入了“自下而上”系统设计、模块合成、定量测试的工程化研究概念；开发了对基因组“解读、书写、编辑和重构”的使能技术和相关平台，为探索生命起源进化之谜、解析生命分子结构功能提供了通过“人工合成”认识“自然复杂体系”的新思路、新手段和新策略。 其次，转化型研究成为生命科学研究与生物技术创新的主要平台，由此决定生物产业在生物技术“会聚”研发工程化理念指导下高效率、广覆盖的发展趋势。 转化型研究将促进科研成果从“单向技术转让”的传统产业转化模式转变为生物科技源头创新与经济社会发展需求紧密衔接的“双向互动高效发展”新模式。它以解决经济社会各领域的应用问题为目标，开展“会聚”工程化研究，将科学知识与创新技术高效率地向多种应用领域转化，涵盖人类社会发展所面临的人口健康、资源环境、食品安全和公共安保等诸多问题，孕育和催生
中国空间技术现状及发展前景 浩瀚无垠的宇宙空间蕴藏着取之不尽用之不竭的财富，等待着人类去开发利用，当然这一切都要取决于有先进的空间技术作为奠基。可以想象空间技术是未来人类世界不可或缺的一部分。不管是灾害与天气预测，通讯广播，导航定位技术，还是发展新能源新技术，甚至是星际移民，星际战争，都需要空间技术。而目前需要我们做的就是打好发展空间技术的坚实基础。 近年来随着神舟发射，天宫升空，嫦娥奔月，我国在航空航天领域取得了举世瞩目的成就，并且已经逐渐迈进了航空航天大国系列，但是我们要发展自己的空间技术还有一段很长的路要走，毕竟我国的航天事业是在基础工业比较薄弱、科技水平相对落后和特殊的国情、特定的历史条件下发展起来的，虽然近年来迅猛发展但现如今和美国这样的航天大国比较起来还是有一定的差距。幸运的是我国政府一直把航天事业作为国家整体发展战略的重要组成部分，每年都在大力投入，年年都有新进展。目前我国已经建立了系列完整、配套的航天器研究、设计、制造、试验、发射、测试和运营体系。但是为了更深层次的探索发展，这还远远不够，而且空间探索并不是为了探索而探索，这也是综合国力的体现，因为未来世界中不管是在经济，科技，政治还是军事上空间技术都占有很大的地位。 目前我们所开展的探测项目跟美国这样的超级大国比较起来，项目还比较少，像美国对太阳系的其他天体都进行了探测，我们除了地球之外只对月球进行探测，所以升空探测仅仅迈出了第一步。虽然我们有一个卫星搭载俄罗斯的运载火箭去探测火星，但是毕竟是属于搭着人家的车，还不是完全独立自主地探测火星。虽然我们开展的项目比较少，但是有我们自己的特色，比如我们探测目标的选择、科学预期的选择等等有自己的特色。总体来讲虽然我们跟美国和欧洲空间局比较起来在空间探测方面应该说还是有一定的差距，但是我们做什么事情都是独立自主，比如说载人航天、运载火箭、飞船等等完全是我们独立做的，而且在国际上独立自主开展载人航天的研究工作除了美国和前苏联之外我们是属于第三家，欧洲空间局虽然探测技术比较领先，但是它还没有独立自主地开展载人航天的工作，是跟美国合作的。应当说我们从火箭、从飞船、从卫星等等都是我们自己独立自主研制的，实际上我们跟国际先进水平有一定的差距，但是毕竟是自己积累的经验，经验也是未来发展的基础，随着我们国家经济水平的提高以及技术水平的提高，经验积累之后，我们会有跨越式的发展。 现在全世界空间技术都在高速发展，可以想象未来世界空间技术是不可或缺的一部分，就目前综合分析我国未来空间科学技术的发展趋势可分为三方面： 一是空间科学发展战略目标:开展针对重大科学问题的前沿探索与研究,在黑洞、暗物质、暗能量和引力
现代生命科学技术与人类生活 草长莺飞，花开花落，万千生命以其独特的方式勾勒出那乐趣无穷的四时之景。人类身处其中感受着生命之美，探索着科学的奥妙。 阴阳者，天地之道也，万物之纲也，变化之父母，生杀之本始，神明之府也。包含了人类对生命、自然的探讨，所谓天地之道、万物之纲指的就是自然的规律，神明即指物质世界变化无穷。自从1859年达尔文发表了进化论，关于生命科学的研究从此一发不可收，遗传定律被一个接一个发现，1938年分子生物学诞生了标志着生命科学的研究进入了微观时期。1953年DNA勺结构被公布，中心法则也被提出。1973年重组DNA技术获得成功，1978年世界上 第一位试管婴儿诞生，1997年克隆羊多利出世，2000年人类基因组草图绘画成功，直到现在生命科学还在持续高速的发展着，同时也对我们的生活和社会产生了不可估量的影响和巨 大的推进作用。 民以食为天，粮食于人类就如水于鱼一样的重要，中国以世界上7%的土地养活了世界 上22%的人口，这都归功于袁隆平杂交水稻的研发，同时现代基因工程的实施，改善了各种作物的生物学特性，提高了各种农作物对环境的适应能力和抗病毒能力从而增加了各类作物的产量和使更多的地区能够种植。同时对于动物基因的改造缩短了部分动物的生长周期同时也能改善畜牧产品的品质如降低了牛奶中的乳糖含量使其能适用于更多的人群。现代酶工程也大大地丰富了人们的餐桌，如酒，这一特殊的饮料，古人对酒尤其偏爱，多少名句实在饮 酒时诞生的，即使在现代，酒在我们生活中随处可见，闲暇时喝点酒是一种不可言状的享受， 同时少量的饮酒对我们健康也有好处。 随着人类社会的快速发展，环境和能源的问题与经济发展之间的矛盾日益尖锐，人类逐渐意识到随着经济的快速发展，绿水青山正在远离我们，土地荒漠化、盐碱化、水污染、大气污染越来越严重，比如PM2.5这个最近新出的名词也反映了环境污染越发严重。这些问题大都源于人类对于自然界中资源的过度使用，随着生命科学的发展，微生物技术在新能源开 发做出了不可磨灭的贡献一一如生物柴油的开发、燃料乙醇的使用有效的缓解了能源压力，同时生物能源是可以再生的并可以循坏利用，理论上大部分非金属的垃圾均可以作为生物能 源从而有效缓解我国的能源危机。现在在我国的大多农村地区家家户户都有了沼气池，田里原本没用的秸秆和一些生活垃圾也到得了有效利用，改善了农村的居住环境，提高了农民们 的幸福感。酶工程的发展也为保护环境做出了重大贡献，固定化酶的使用为净化污水提供了 一项强有力的工具，污水中的主要成分是氯酚，而将过氧化物酶吸附在磁石上可以对其进行 特异性吸附，对氯酚的过滤作用几乎达到100%随着城市化和工业化的不断发展，高分子 材料在工业方面所占比重越来越大，但同时高分子材料的处理问题却成了一个难题，因此可生物降解的高分子材料就成了热门，而用酶法合成可降解高分子材料就是其中一个比较有效、便捷的方法。 现代医学的发展离不开现代生物科学技术的支持。 (1)微生物工程。战争不给人类带来流离失所更夺走了无数鲜活的生命，很多人死于 伤口感染之下。但是弗莱明发现的青霉素却有效的缓解了这一状况，在二战中青霉素拯救了 数不清的人民和盟军战士，更以治好了当时英国首相丘吉尔的肺炎而闻名于世。这只是现代生物技术中关于微生物技术的医学应用，随着科技的发展，各类生物技术的蓬勃发展，现代 生物技术在医学领域的作用越发不可估量。 (2)基因工程。从人类第一次合成人工胰岛素，基因工程在新药物开发领域就开始大 放异彩诸如人尿素酶、人生长素和干扰素等一系列药物如雨后春笋般接连涌现，平均每年都有3-4个新药或疫苗面世，基因工程在疾病诊断方面也起了巨大作用，如用单链DNA做成的基因探针可以诊断出苯丙酮尿症、血友病、杜氏肌营养不良症等遗传疾病大大提高了临床诊