생명과학의 연구개발은 식물, 동물, 인간, 유전, 환경 등에서 대답한다.

20 세기 후반에 생명과학의 각 분야는 큰 진전을 이루었는데, 특히 분자생물학의 파격적인 성과로 생명과학의 자연과학에서의 지위가 혁명적인 변화를 일으켰다. (윌리엄 셰익스피어, 생명과학, 생명과학, 생명과학, 생명과학, 생명과학, 생명과학, 생명과학, 생명과학) 많은 과학자들은 생명과학이 미래의 자연과학의 주도 학과가 될 것이며, 심지어 2 1 세기가 생물학의 세기가 될 것이라고 예언한다. 이러한 결론에 대해서는 여전히 의견이 다르지만, 2 1 세기에는 생명과학이 계속 번창할 것이며, 자연과학에 대한 거대한 추진력은 19 세기와 20 세기 상반기의 물리학에 못지않다. 생명과학이 과거에 물리학, 화학, 수학의 개념, 방법, 기술의 도입으로 이익을 얻었다면, 미래에는 생명과학이 독특한 방식으로 자연과학의 다른 학과에 긍정적인 피드백과 수익을 줄 것이다. 2 1 세기가 도래할 때, 선견지명이 있는 과학자, 사상가, 정치인들은 인구, 지구 환경, 식량, 자원, 건강 등 점점 더 심각한 인류 사회 문제를 해결할 것이며, 그들은 모두 생명과학과 생명기술의 발전을 원한다.

2.08 생명과학은 2 1 세기 자연과학의 주도학과가 될 것이다.

1950 년대 DNA 이중 나선 구조 모델의 발견, 유전 정보 전달' 중심 법칙' 의 확립, DNA 재구성 기술의 수립은 생명과학의 면모를 근본적으로 변화시켰다. 분자생물학과 유전학의 결합은 10- 15 년 인간 게놈 30 억개의 염기쌍 (유전 암호) 의 완전한 서열을 결정할 것이다. 인간 세포에는 약 65438+ 백만 개의 유전자가 있습니다. 지금까지 인간 게놈' 작업 초안' 의 20% 가 시퀀싱되어 정확도와 완료율이 99.99% 에 달했다. 미래에는 기억과 행동을 통제하는 유전자, 세포 노화와 절차적 사망을 통제하는 유전자, 새로운 암유전자와 종양 억제 유전자, 대량의 질병과 관련된 유전자 등 많은 새로운 중요한 유전자가 끊임없이 발견되고 밝혀질 것이다. 이러한 성과는 인간의 건강을 위해 봉사하는 데 사용될 것이다.

1970 년대 이후 분자생물학의 발전과 유전공학으로 대표되는 생물공학의 출현으로 생명공학은 DNA 사슬의 정확한 절단과 목적이 있는 재조합을 통해 생물의 특성과 품질을 의도적으로 개선할 수 있게 되었다. 지금까지 생물공학의 성과는 생산에서 이미 매력적인 전망을 보이고 있다. 논란의 여지가 많지만 2 1 세기에 새로운 산업이 될 가능성이 높다.

발육생물학은 빠르게 상승할 것이며, 그것은 100 여 년 동안 수많은 과학자들이 추구해 온 중요한 질문, 즉 수정란이 어떻게 세포 분열과 분화를 통해 구조와 기능이 매우 복잡한 개인으로 발전하는지, 개체 발육 과정에서 시간과 공간적으로 질서 있는 절차제어 메커니즘을 천명하여 인류가 동식물의 성장과 발육을 완전히 통제할 수 있는 조건을 만들어 낼 것이다.

유전자 정보 기능과 효소 기능을 겸비한 RNA 분자의 발견은 수십 년 동안 정체된' 생명이 어떻게 시작되었는가' 문제를 해결할 수 있는 새로운 계기를 제공한다. 2 1 세기, 사람들은 실험실에서 생물을 합성하려고 노력할 것이다. 생명공학을 이용하여 특수한 환경에 보존된 원고생물이나 얼린 시체의 DNA 를 확대하고, 그 유전 암호를 밝히고, 멸종생물의 유전자 은행을 세우고, 생물의 진화와 분류를 연구할 수 있다.

신경과학의 출현은 생명과학의 또 다른 고봉의 도래를 예고하고 있다. 뇌는 10 1 1 개 세포를 포함하는 매우 복잡한 고급 구조 시스템입니다. 20 세기 초에는 뇌 기능에 대한 연구가 분자수준에서 행동수준까지 획기적인 돌파구가 될 것이며 학습, 기억, 사고, 행동, 정서를 밝히는 메커니즘에도 큰 진전이 있을 것이다.

생태학은 인간의 생존 환경에 직접 봉사하는 과학일 수 있으며 국민경제의 지속적이고 조화로운 발전에 중요한 역할을 한다. 생태학의 이론과 실천이 중국 삼협 저수지 건설을 위한 의사결정 근거가 한 예이다. 생물다양성을 보호하는 것은 현재의 생명과학에서 가장 시급한 임무 중 하나이다. 믿을 만한 자료에 따르면, 지구상에는 매일 약 65,438+000 종의 생물이 멸종되는데, 그중 상당수는 인간에게 알려지기 전에 이미 사망했다. 이것은 인류에게 의심할 여지없이 재앙이다. 생태학과 생물다양성 보호와 이용의 연구 성과는 인류가 자연의 법칙을 따르고 자신의 생존 환경을 적극적으로 보호하도록 유도할 것이다. 그렇지 않으면 인류의 물질문명과 정신문명은 재앙적인 영향을 받을 것이다.

생명과학의 빠른 발전과 맞물려 선진국과 일부 국제기구들은 국제 지구권과 생물권 프로그램, 인간 게놈 그리기 및 시퀀싱 프로그램, 인간 최전방 과학 프로그램, 뇌 10 년, 생물다양성 이용 및 보호 연구 등 거대한 생명과학 연구 프로그램을 잇따라 제시했다. 이 가운데 인간 게놈의 그리기와 시퀀싱만 30 억 달러에 달하는 예산을 가지고 있다.

생명과학의 발전으로 인재에 대한 수요가 급증하고 있다. 최근 몇 년 동안, 점점 더 많은 물리학자, 화학자, 기술 과학자들이 생물 연구 분야에 끌리는 것을 제외하고, 미국을 예로 들자면, 최근 48 만 박사 학위 수상자 중 5 1% 가 생명과학에 종사하고 있다. 우수한 청년 과학자가 생명과학의 최전방으로 흘러가는 것은 2 1 세기 생명과학 번영의 동력과 원천이다.

2. 08. 2 265438+20 세기 초 생명과학의 주요 분기와 발전 추세

1980 년대에 선견지명이 있는 생물학자들이 분자생물학 (분자유전학 포함), 세포생물학, 신경생물학, 생태학을 현재 생물과학의 4 대 기초학과로 등재한 것은 의심할 여지 없이 현대 생명과학의 대세를 정확하게 반영한 것이다. 유전학 (주로 분자유전학) 은 현재 생물과학의 주도 학과일 뿐만 아니라 앞으로 여러 해 동안 생명과학에서의 핵심 지위를 유지할 것이다.

일부 과학자들은 분자생물학, 세포생물학, 유전학의 결합이 발육생물학의 왕성한 발전을 촉진할 것이라고 오래전부터 예언하면서 발육생물학이 2 1 세기에 생명과학의' 새로운 주인' 이 될 것이라는 예언도 점차 현실화되고 있다.

분자생물학 (분자유전학 포함) 이 생명과학에서의 주류 지위와 전체 생명과학 발전에 미치는 거대한 추진 작용은 의심할 여지가 없다. 세포는 생명활동의 기본 구조와 기능 단위이며, 세포생물학은 생물과학의 기초학과로서 반드시 중시되어야 한다.

많은 생물 과학자들은 신경과학이나 뇌과학의 출현이 생명과학 발전의 다음 정점을 대표할 것이며, 그런 다음 인지과학과 행동과학의 출현을 촉진할 것이라고 생각한다.

생태는 인류의 생존 환경에 가장 직접적인 서비스일 수 있으며 국민경제의 지속적이고 조화로운 발전에 중요한 역할을 한다.

A. 분자 생물학

분자생물학은 분자수준에서 생명현상의 본질과 법칙을 연구하는 학과이다. 핵산과 단백질 (어떤 사람들은 설탕이 있다고 생각한다) 은 생명의 가장 기본적인 물질이므로 핵산과 단백질의 구조와 기능에 대한 연구는 미래의 분자생물학 연구의 주요 내용이 될 것이다. 단백질은 생명 활동의 주요 주도자이다. 거의 모든 생명활동은 단백질 (효소 포함) 에 의존한다. 단백질의 분자 구조와 기능에 대한 연구는 아미노산이 일정한 순서로 형성되는 펩타이드 사슬 구조를 밝히는 것 외에도 앞으로 단백질의 생물학적 기능이 공간 구성과 밀접한 관련이 있기 때문에 펩타이드 사슬이 형성하는 특정 3 차원 공간 구조에 특별한주의를 기울일 것입니다. 핵산은 유전 정보의 전달자이자 전달자이며 유전 정보는 DNA 에서 RNA 로, 단백질로 전달된다. 유전정보 전달로 불리는' 중심 법칙' 은 분자생물학 (분자유전학) 연구의 핵심이다. 그것의 기본적인 문제는 이미 비교적 명확해졌고, 현재 연구의 중점은 다음과 같다.

① 약 10- 15 년 후, 인간 게놈에서 30 억 개의 염기쌍의 전체 시퀀스 (유전 암호) 를 감지할 수 있다는 것은 이정표적인 작업이다.

② 진핵 생물 유전자 발현 조절의 모든 측면에 대한 연구는 여전히 오랜 기간 동안 미래의 임무이다. 분자생물학의 개념, 방법, 기술 및 각 학과의 침투는 분자유전학, 세포분자생물학, 신경분자생물학, 분자분류학, 분자약리학, 분자병리학 등 많은 새로운 학과를 형성하고 있다. 따라서 생명과학에서 분자생물학의 주도적 역할은 계속될 것이다.

B. 유전학

유전학은 분자생물학보다 독자적인 학과 체계를 가지고 있지만, 현대 유전학과 분자생물학은 불가분의 관계로 서로 교차하여 완전히 헤어지기 어렵다.

일부 저명한 유전학자들은 유전학을 유전주의라고 부르는데, 현대 유전학은 주로 대상의 유전 정보 전달과 표현을 연구하기 때문이다. 유전자에 의해 운반되는 정보는 유전자의 구조에 의해 결정되며, 정보의 표현은 유전자의 기능에 의해 이루어진다. 따라서 유전학은 유전자의 구조와 기능을 연구한다. 유전학의 관점에서 볼 때, 모든 생명 현상의 메커니즘은 결국 유전자의 구조와 기능과 관련이 있다. 따라서 유전학은 여전히 미래의 생명과학의 핵심 학과이자 추진력이 될 것이다.

인간 세포 중 약 65438+ 만 개의 유전자가 현재까지 5% 미만의 유전자만 밝혀졌기 때문에 중요한 생명활동과 질병과 관련된 새로운 유전자를 발견하고 밝히는 것이 향후 수십 년 동안 중요한 임무가 될 것으로 추산된다.

C. 세포 생물학

일찍이 1920 년대에 저명한 생물학자 윌슨은' 모든 중요한 생물학적 문제는 세포에서 찾아야 한다' 는 명언을 내놓았는데, 지금까지도 여전히 깊은 내포가 있다. 와이즈만과 몰건은 당시 구체적인 해결책을 찾지 못했지만 세포 연구를 바탕으로 유전, 발전, 진화에 대한 통일 이론을 세우려고 시도했다. 그러나, 세포에 대한 지식이 생물과학에서 중요한 것은 분명하다. 세포는 모든 생명활동의 구조와 기능의 기본 단위이고, 세포생물학은 세포생명활동의 기본법칙을 연구하는 과학이다. 세포 구조, 세포 대사, 세포 유전, 세포 증식과 분화, 세포 정보 전달, 세포 통신은 세포 생물학의 주요 연구 내용이다. 미래 세포생물학 연구의 내용은 전방위적이지만, 두 가지 기본 점으로 요약될 수 있다.

첫째, 유전자와 유전자 산물이 세포의 성장, 증식, 분화, 노화 등 중요한 생명활동을 어떻게 통제하는가에 대한 새로운 문제, 세포 안팎이 어떻게 신호를 전달하는가가 관련되어 있다. 두 번째는 유전자 산물, 즉 단백질 분자와 같은 생물 분자가 어떻게 세포의 구조로 구축되고 조립되는지, 세포의 질서 있는 생명활동이 어떻게 작용하는가이다.

향후 20 년 정도 다음과 같은 문제에 있어서 중요한 진전과 돌파구가 예상된다.

1 염색체는 유전 정보 저장, 복제, 표현의 주요 수행자로, 그 구조와 기능은 서로 다른 구조 수준에서 밝혀질 수 있다.

② 세포 골격 (핵 골격과 염색체 골격 포함) 에 대한 연구가 전면적으로 발전할 것이다.

③ 세포생물학, 분자생물학, 유전학의 결합은 세포 분화 메커니즘의 연구에 중요한 돌파구를 만들어 발육생물학의 빠른 발전을 위한 토대를 마련할 것이다.

④ 세포 노화와 세포 절차적 사망의 메커니즘을 좀 더 심도 있게 천명한다.

⑤ 세포와 분자생물학을 다른 학과와 결합하면 인공조립생물의 이상이 점진적으로 실현될 수 있다.

D. 발생 생물학

세포 분열과 분화를 통해 수정란에서 복잡한 구조와 기능을 가진 개인으로 발전하는 방법은 생명과학에서 아직 해결되지 않은 중대한 문제이자 발육생물학의 주요 문제이다. 최근 수십 년간 분자생물학, 유전학, 세포생물학 방면에서 얻은 파격적인 성과와 축적된 지식은 이 중대한 문제를 해결하기 위한 조건을 만들어 냈으며, 이것이 미래 발육 생물학이 빠르게 발전할 수 있는 이유이기도 하다.

현재 발육생물학이 해결해야 할 기본적인 문제는 어떻게 일정한 시공간관계에 따라 세포 유전자의 특정 단백질을 선별적으로 표현하여 세포의 분화와 개인 발육을 통제할 수 있는가이다. 유전자가 여러 수준에서 배아의 발육을 통제하는 것은 단일 유전자일 뿐만 아니라, 시간과 공간의 유전자 연결과 협력을 조절하여 발육을 지배하는 일련의 절차도 포함하고 있다. 비록 이것은 매우 어려운 학과이지만, 최근 몇 년 동안 돌파구가 생겼다. 미래 발육생물학은 이 길을 따라 더 멀리 갈 것으로 예상되며 풍성한 성과를 기대하고 있다.

E. 신경 과학 (또는 뇌 과학)

신경과학은 인간과 동물 신경계 (주로 뇌) 의 구조와 기능을 연구하는 것으로 분자 수준, 신경망 수준, 전체 수준, 행동수준에서 신경계, 특히 뇌의 활동 법칙을 설명하는 학과군이다. 뇌의 구조와 기능은 10 1 1 개 세포를 포함하는 매우 복잡한 고급 시스템입니다. 느낌, 운동, 학습, 기억, 감정 등이다. 신경과학의 출현은 생명과학의 또 다른 고봉의 도래를 예고하고 있다. 신경과학이나 뇌과학은 필연적으로 인지과학과 행동과학의 다음 세기에 출현을 촉진할 것이다. 따라서 각국이 미국 대통령이 서명한' 명명 1990 1 뇌의 해' 를 포함하여 이 과제를 지원하기 위해 막대한 투자를 하는 것도 무리가 아니다.

앞으로 수십 년 동안 예측할 수 있는 신경과학의 획기적인 진전은 다음과 같습니다.

(1) 분자에서 행동까지 학습, 기억, 인지의 기초를 설명합니다.

② 기억과 행동과 관련된 일련의 유전자와 유전자 산물들이 발견되고 밝혀질 것이다.

③ 신경세포 분화와 신경계 발육 연구는 중대한 진전을 이루었다.

4 뇌 기능 (예: 패턴 인식, 연상 메모리, 사고 논리 메커니즘의 명료화) 의 이론적 진보와 돌파구는 차세대 스마트 컴퓨터와 스마트 로봇의 발전을 촉진할 것이다.

⑤ 일련의 신경계 질환과 정신병의 원인은 신경생물학 연구에서 해석될 것으로 예상된다.

F. 형태학 (종 다양성 보전 연구 포함)

생태학은 생물과 주변 환경의 관계를 연구하는 과학으로, 비생물환경과 생물환경을 포함한다. 생태학의 이론과 응용은 세계 환경 보호, 자원의 합리적인 개발과 보호, 심지어 인류의 지구에서의 지속적인 생존과 밀접한 관련이 있기 때문에 생태학의 중요성은 특히 지구 환경이 악화되는 상황에서 두드러지고 있다. 미래 생태학의 주요 임무는 인간의 활동과 환경의 관계를 조율하는 것이다. 따라서 생태 고전학과의 이념과 연구 내용은 인간의 생존 환경 보호와 사회경제의 지속 가능한 발전에 끊임없이 적응해야 한다.

미래 생태학 연구의 중점은 다음과 같은 방면에서 나타날 수 있다.

① 생태 군락의 다양성, 안정성, 진화와 인간 활동의 관계

② 지구 기후 변화가 생태계 구조와 기능에 미치는 영향

③ 생물다양성의 보호와 지속 가능한 이용도 인류의 생존 환경, 특히 멸종 위기에 처한 종을 보호하기 위해 더욱 절실하다.

④ 도시 생태와 경제 생태가 급속히 발전 할 것이다.

⑤ 생태공학과 생태기술은 국민경제건설에서 역할을 할 것이다.

G. 우주 생명 과학

우주 환경은 생명과학의 발전에 새로운 도전과 기회를 가져왔다.

2 1 세기에 인간 우주 활동은 지구 근처를 떠나 달과 다른 태양계를 탐사할 것이다. 이를 위해서는 사람들이 장기 우주선, 달역, 화성, 화성, 화위 등 다양한 환경에서 장기간 생활하고 일해야 한다. 우주의학은 오랫동안 지외공간에서 마주친 우주비행사 골다공증, 근육 위축, 토끼 전염병 기능 변화 등 생리적인 문제를 해결하기 위해 중대한 돌파구를 마련해야 한다. 이와 동시에 DJI 의 발전과 관련된 것은 통제 생태계로, 사람들이 외부 공급 없이 장기적으로 살 수 있는 환경을 조성한다. 이 문제들은 265438+20 세기 20-30 년대에 해결될 것으로 예상되며, 그 중 한의학을 이용한 한약은 공간생리학 방면에서 중대한 돌파구를 얻을 수 있을 것으로 보인다.

지구의 외층공간은 중력 생물학 연구에 이상적인 조건을 제공한다. 중력 조건이 다양한 계층 생물에 미치는 영향은 여전히 2 1 세기 중력 생물학의 주제이다. 미래의 연구는 세포, 녹색 식물, 일부 미생물, 작은 동물에 집중될 것이다. 특히 중력 환경이 포유류 세포 형태, 구조, 변이, 유전자 표현에 미치는 영향은 핫스팟이 될 것이다. 중력 생물학의 학문적 의미는 자연과학의 기본적인 문제인 생물 진화 과정에서 중력 효과의 역할을 밝히는 데 있다. 한편, 중력생물학의 성과는 우주약학과 우주 생태계의 기초가 될 것이며, 중력생물학의 학술과 응용은 다음 세기의 중요한 과제가 될 것이며, 265438 ~ 2000 년에는 금세기 230 년대에 획기적인 진전을 이룰 것으로 예상된다.

지외생명에 대한 탐구는 생명의 기원에 대한 중요한 과제이며, 그중에서도 지외 지혜생명에 대한 탐구는 장기적인 과제이다. 지구상의 인류는 외계에 전파를 보내고 신호를 받고 있다. 외계인과 지구인 사이에 존재할 수 있는 학술과 기술 격차는 위험일 뿐만 아니라 자연과학의 중대한 최전선 문제이며 끊임없이 연구할 것이다.

2. 08. 5 265438+20 세기 초 생명과학이 돌파할 가능성이 가장 높은 분야

① 인간 게놈 (유전 암호) 의 전체 순서는 10- 15 년에 결정되어 모든 유전 정보를 디코딩할 수 있는 토대를 마련할 것이다.

② 생명활동과 관련된 중요한 유전자와 중요한 질병과 관련된 유전자가 속속 발견될 것이다. 그중에서도 기억과 행동을 통제하는 유전자, 노화와 세포 절차적 사망을 통제하는 유전자, 세포 증식을 통제하는 일련의 유전자, 배아 발육을 통제하는 다단계 네트워크 조절 유전자가 특히 눈에 띈다. 새로운 종양 유전자와 종양 억제 유전자의 발견과 그 생물학적 기능에 대한 해석은 생명의 본질에 대한 인식을 크게 높일 것이다.

③ 인간과 동물의 고급 생명활동: 뇌과학 연구의 돌파구를 바탕으로 지각, 사고, 기억, 행동, 감정의 발생, 활동 메커니즘에 대한 깊은 인식이 있다.

암 치료는 전면적인 돌파구가 있을 것이고, 에이즈 예방은 통제될 것이다.

⑤ 지구의 원시 생명의 기원을 밝히는 기초 위에서 인간도 실험실에서 생명을 합성할 가능성이 있어 원시 세포의 기본 특징을 갖추어야 한다.

또한 생명과학과 농업과학의 융합은 현대 농업을 전면적으로 갱신, 확장 및 혁신할 것이다.