我对生命科学的认识

对生命科学的认识800字~

研究生命现象的科学。既研究各种生命活动的现象和本质，又研究生物之间、生物与环境之间的相互关系，以及生命科学原理和技术在人类经济、社会活动中的应用。生命科学所要回答的首要问题就是"什么是生命？"这个古老的命题。一般说来，生命具有新陈代谢、生长、遗传、剌激反应等特征。这些特征是生命运动的具体反应。生命科学就是研究生命运动及其规律的科学。

生命科学是一门有很长历史的学科。在人类文明的初期，人们已经注意到了生命与非生命的区别，并对生物进行观察、描述，收集整理了大量材料。17世纪前，由于科学技术水平的限制和神学的桎梏，古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到18世纪，伴随工业革命和自然科学的发展，对生物进行分门别类的研究成为主要课题，林奈总结了前人的成果，建立了系统分类学。19世纪，物理学和化学进一步发展，新技术不断地应用于生物研究。使生物学由描述性的学科杨为实验性的学科。1838年和1839年，德国的施莱登和施旺分别通过对植物和动物细胞的研究，提出了细胞学说：一切生物的基本构造单位是细胞。英国科学家达尔文在1859年出版的巨著《物种起源》中，提出了生物是由低级向高级不断进化的进化论学说，他认为生物的变异和自然选择是推动生物进化的根本原因。1865年，孟德尔发现了生物性状遗传的两个基本定律，即分离定律和自由组合定律，开始了遗传学的研究。20世纪初，摩尔根进一步提出了基因定位于染色体上和基因学说。从而使生物学跃入了近代科学的行列。 从另一方面看，生命科学又是一门非常年轻的学科。它的一些基本概念和理论都是随着20世纪以来物理学、化学等有关学科的迅速发展而建立起来的。1945年，理子力学创始人之一薛定谔在《什么叫生命？》一书中预告，一个生物学研究的新纪元即将开始。他说："目前的物理学和化学显然还缺乏说明在生物体中所发生的各种事件的能力，然而，丝毫没有理由去怀疑它们是不能用这两门科学来说明的。"随着电子显微镜、X－射线晶体衍射、同位素等先进技术在生物学中的应用，生物学研究取得了重大突破。美国科学家鲍林用X－线衍射方法研究了蛋白质的分子结构，发现由氨基酸构成的肽链在一定条件下，可以形成螺旋结构。1953年，沃森和克里克通过对脱氧核糖核酸（DN-A）的X-射线衍射照片进行分析和计算，提出了DNA的双螺旋结构模型，并提出了遗传信息就是以核苷酸排列的顺序储存于DNA分子之中。以此为突破口。诞生了分子生物学。随后科学家们又破译了全部遗传密码，指出蛋白质分子中的氨基酸排列顺序是以DNA分子中核苷酸排列为模板翻译的，每三种核苷酸为一种氨基酸密码。不久克里克提出了遗传的中心法则：遗传信息的表达，是以DNA为模板转录为MRNA，再以MRNA为模板，按遗传密码翻译为蛋白质。这样，构成生命的两大类最基本的生物大分子━━蛋白质和核酸在生命过程中作用达到了统一，就能够从本质上解释生命现象。 现代生命科学不仅有不同于传统生物学的许多特点，而且深刻影响着现代科学的各个领域。具体地说（1）从量子水平、原子分子水平、亚细胞和细胞水平、组织器官水平、个体水平、种群和群落、生态系统、生物圈等不同层次上研究生命现象及其相互关系，与其相应，出现了量子生物学、分子生物学、细胞生物学、组织学和生理学、微生物学和动植物学、群体生物学、生态学等学科、这些学科从微观到宏观的不同水平上，对生命科学的内在规律进行精细地研究。（2）多学科相互渗透，使生物学出现了一系列的分支学科和边缘学科。如研究基因及其基因表达的分子遗传学，研究生物大分子的结构与功能、生物体内化学变化的生物化学，以及生物物理学、生物数学、生物力学、生物光学、生物医学、农业生物学环境生物等。（3）应用生物学的形成。20世纪末，现代生物技术（生物工程）已经直接影响到人们的经济生活和社会生活，如近年来兴起的基因工程，它利用DNA的重组技术，将人们所需要的基因或基因片断组合在一起，从而创造出人们所希望的生物大分子物质，甚至新的物种。又如利用发酵工程，可以大规模生产干扰素（一种抗病毒的活性蛋白质）。医学遗传学和分子生物学的研究，使人们能够从遗传的物质基础DNA的改变上找出某些疾病的原因。现已发现了十多种癌基因，以及这些癌基因表达的机制。人类最终攻克癌这一"不治之症"已为期不远了。人造器官的植入使得一些生命垂危的人又获生机。此外，现代生物技术在农林、医药、食品、能源环境保护等领域中，正发挥着重要作用。生命科学的研究，还为电子计算机、人工智能、工程控制论等的研究，提供许多新的启示。 此外，生命，科学某些领域的研究，还影响到社会科学和人们的社会生活，如流行病与古代文化的关系，环境污染与环境保护，心理疾病，人口、计划生育与社会发展，行为科学与政治学，记忆、思维等高级生命活动的机制，等等。生物体的高度协调性和对物质和能量的精确利用方式，还为现代的管理科学、能源科学、交通运输、通讯等，提供了很好的研究和模拟的对象。

研究生命现象的科学。既研究各种生命活动的现象和本质，又研究生物之间、生物与环境之间的相互关系，以及生命科学原理和技术在人类经济、社会活动中的应用。生命科学所要回答的首要问题就是"什么是生命？"这个古老的命题。一般说来，生命具有新陈代谢、生长、遗传、剌激反应等特征。这些特征是生命运动的具体反应。生命科学就是研究生命运动及其规律的科学。

生命科学是一门有很长历史的学科。在人类文明的初期，人们已经注意到了生命与非生命的区别，并对生物进行观察、描述，收集整理了大量材料。17世纪前，由于科学技术水平的限制和神学的桎梏，古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到18世纪，伴随工业革命和自然科学的发展，对生物进行分门别类的研究成为主要课题，林奈总结了前人的成果，建立了系统分类学。19世纪，物理学和化学进一步发展，新技术不断地应用于生物研究。使生物学由描述性的学科杨为实验性的学科。1838年和1839年，德国的施莱登和施旺分别通过对植物和动物细胞的研究，提出了细胞学说：一切生物的基本构造单位是细胞。英国科学家达尔文在1859年出版的巨著《物种起源》中，提出了生物是由低级向高级不断进化的进化论学说，他认为生物的变异和自然选择是推动生物进化的根本原因。1865年，孟德尔发现了生物性状遗传的两个基本定律，即分离定律和自由组合定律，开始了遗传学的研究。20世纪初，摩尔根进一步提出了基因定位于染色体上和基因学说。从而使生物学跃入了近代科学的行列。 从另一方面看，生命科学又是一门非常年轻的学科。它的一些基本概念和理论都是随着20世纪以来物理学、化学等有关学科的迅速发展而建立起来的。1945年，理子力学创始人之一薛定谔在《什么叫生命？》一书中预告，一个生物学研究的新纪元即将开始。他说："目前的物理学和化学显然还缺乏说明在生物体中所发生的各种事件的能力，然而，丝毫没有理由去怀疑它们是不能用这两门科学来说明的。"随着电子显微镜、X－射线晶体衍射、同位素等先进技术在生物学中的应用，生物学研究取得了重大突破。美国科学家鲍林用X－线衍射方法研究了蛋白质的分子结构，发现由氨基酸构成的肽链在一定条件下，可以形成螺旋结构。1953年，沃森和克里克通过对脱氧核糖核酸（DN-A）的X-射线衍射照片进行分析和计算，提出了DNA的双螺旋结构模型，并提出了遗传信息就是以核苷酸排列的顺序储存于DNA分子之中。以此为突破口。诞生了分子生物学。随后科学家们又破译了全部遗传密码，指出蛋白质分子中的氨基酸排列顺序是以DNA分子中核苷酸排列为模板翻译的，每三种核苷酸为一种氨基酸密码。不久克里克提出了遗传的中心法则：遗传信息的表达，是以DNA为模板转录为MRNA，再以MRNA为模板，按遗传密码翻译为蛋白质。这样，构成生命的两大类最基本的生物大分子━━蛋白质和核酸在生命过程中作用达到了统一，就能够从本质上解释生命现象。 现代生命科学不仅有不同于传统生物学的许多特点，而且深刻影响着现代科学的各个领域。具体地说（1）从量子水平、原子分子水平、亚细胞和细胞水平、组织器官水平、个体水平、种群和群落、生态系统、生物圈等不同层次上研究生命现象及其相互关系，与其相应，出现了量子生物学、分子生物学、细胞生物学、组织学和生理学、微生物学和动植物学、群体生物学、生态学等学科、这些学科从微观到宏观的不同水平上，对生命科学的内在规律进行精细地研究。（2）多学科相互渗透，使生物学出现了一系列的分支学科和边缘学科。如研究基因及其基因表达的分子遗传学，研究生物大分子的结构与功能、生物体内化学变化的生物化学，以及生物物理学、生物数学、生物力学、生物光学、生物医学、农业生物学环境生物等。（3）应用生物学的形成。20世纪末，现代生物技术（生物工程）已经直接影响到人们的经济生活和社会生活，如近年来兴起的基因工程，它利用DNA的重组技术，将人们所需要的基因或基因片断组合在一起，从而创造出人们所希望的生物大分子物质，甚至新的物种。又如利用发酵工程，可以大规模生产干扰素（一种抗病毒的活性蛋白质）。医学遗传学和分子生物学的研究，使人们能够从遗传的物质基础DNA的改变上找出某些疾病的原因。现已发现了十多种癌基因，以及这些癌基因表达的机制。人类最终攻克癌这一"不治之症"已为期不远了。人造器官的植入使得一些生命垂危的人又获生机。此外，现代生物技术在农林、医药、食品、能源环境保护等领域中，正发挥着重要作用。生命科学的研究，还为电子计算机、人工智能、工程控制论等的研究，提供许多新的启示。 此外，生命，科学某些领域的研究，还影响到社会科学和人们的社会生活，如流行病与古代文化的关系，环境污染与环境保护，心理疾病，人口、计划生育与社会发展，行为科学与政治学，记忆、思维等高级生命活动的机制，等等。生物体的高度协调性和对物质和能量的精确利用方式，还为现代的管理科学、能源科学、交通运输、通讯等，提供了很好的研究和模拟的对象。

生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系.生物学作为一门基础科学,传统上一直是农学和医学的基础,涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等等方面.随着生物学理论与方法的不断发展,它的应用领域不断扩大.现在,生物学的影响已突破上述传统的领域,而扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等等方面.如果考虑到仿生学,它还影响到电子技术和信息技术.
　　人口、食物、环境、能源问题是当前举世瞩目的全球性问题.目前,世界人口每年的增长率约20％,大约每过35年,人口就会增加一倍.地球上的人口正以前所未有的速度激增着.人口问题是一个社会问题,也是一个生态学问题.人们必须对人类及环境的错综复杂的关系进行周密的定量的研究,才能对地球、对人类的命运有一个清醒的认识,从而学会自己控制自己,使人口数量维持在一个合理的数字上.在这方面生物学应该而且可能做出自己的贡献.内分泌学和生殖生物学的成就导致口服避孕药的发明,已促进了计划生育在世界范围内的推广.在人口问题中,除了数量激增以外,遗传病也严重威胁人口质量.一些资料表明,新生儿中各种遗传病患者所占的比例在 3％～10.5％之间.在中国的部分山区,智力不全者占2％～3％,个别地区达10％以上.揭示产生遗传病的原因,找到控制和征服遗传病的途径无疑是生物学又一重要任务.目前,进行家系分析以确定患者是否患有遗传病,对患者提出有益的遗传指导和劝告；通过对胎儿的脱屑细胞进行染色体分析和各种酶的生化分析,以诊断未来的婴儿是否有先天性遗传性疾病.这些方法都能避免或减少患有遗传病婴儿的出生,以减轻家庭和社会的沉重负担.将基因工程应用于遗传病的治疗称为基因治疗,在实验动物上对几种遗传病的基因治疗已取得一些进展.随着基因工程技术的发展,基因治疗将为控制和治疗人类遗传病开辟广阔的前景.
　　和人口问题密切相关的是食物问题.食物匮乏是发展中国家长期以来未能解决的严重问题,当前世界上有几亿人口处于营养不良状态.从目前到21世纪初,粮食生产至少每年要增长3％～8％才能使食物短缺状况有所改善.人类食物的最终来源是植物的光合作用,但在陆地上扩大农业生产的土地面积是有限的,增加食物产量的主要道路是改进植物本身.过去,在发展科学的农业和“绿色革命”方面,生物学已做出巨大的贡献.今天,人类在一定限度内定向改造植物,用基因工程、细胞工程培育优质、高产、抗旱、抗寒、抗涝、抗盐碱、抗病虫害的优良品种已经不是不切实际的遐想.近年来,植物基因工程的一些关键技术已经有所突破,得到了一些转基因植物.此外,利用富含蛋白质的藻类、细菌或真菌,进行大规模培养,并从中获得单细胞蛋白质.由于成功地利用了基因工程并取得了大规模连续发酵工程的技术经验,单细胞蛋白技术已经取得了重大突破.氨基酸是蛋白质的单体,植物蛋白往往缺少某几种人体必需的氨基酸,如果在食品中添加某种氨基酸,将会大大提高植物蛋白的生物学价值.目前,用微生物发酵、固定化细胞或固定化酶技术生产氨基酸,已经逐步形成比较完整的体系,可以预料,氨基酸生产将在营养不良问题上发挥日益重要的作用.现代生物学成就和食品工业相结合,已使食品工业成为新兴的产业而蓬勃地发展起来.
　　20世纪生态学关于人与自然关系的研究,唤醒人类重视赖以生存的生态环境.工业废水、废气和固体废物的大量排放,农用杀虫剂、除莠剂的广泛使用,使大面积的土地和水域受到污染,威胁着人类生产和生活.这就要求人们更深入地研究生物圈中物质和能的循环的生态学规律,并在人类的经济生活以及其他社会生活中,正确的运用这些规律,使生物能够更好地为人类服务.现代生物学证明,微生物所具有的生物催化活性是极为广泛的,利用富集培养法几乎可以找到降解任何一种含毒有机化合物的微生物,利用基因工程等技术还可以不断提高它们的降解作用.因此,有降解作用的微生物及其酶制剂就成为消除污染的有力手段.利用微生物防治害虫,以部分代替严重污染的有机杀虫剂也是大有前途的.在农业中尽快使用生物防治、生物固氮等新技术,改变农业过分依赖石油化工的局面,这是关系到恢复自然生态平衡的大事,也是农业发展的大势所趋.大量消耗资源的传统农业必将向以生物科学和技术为基础的生态农业转变
　　全世界的化工能源（石油、煤等）贮备总是有限的,总有一天会枯竭.因此,自然界中可再生的生物资源(生物量) 又重新被人所重视.自然界中的生物量大多是纤维素、半纤维素、木质素.将化学的、物理的和生物学的方法结合起来加工,就可以把纤维素转化为酒精,用作能源.有人估计,到20世纪末全世界的汽车约有35％将使用生物量（酒精）.沼气是利用生物量开发能源的另一产品.中国和印度利用农村废料进行厌氧发酵产生沼气已作出显著成绩.世界上已经出现了利用固相化细胞技术的工业化沼气厌氧反应器.一些单细胞藻类中含有与原油结构类似的油类,而且可高达总重的70％,这是另一个引人注目的可再生的生物能源.太阳能是人类可以利用的最强大的能源,而生物的光合作用则是将太阳能固定下来的最主要的途径,可以预测,利用生物学的理论和方法解决能源问题是大有希望的.
　　此外,对人口、食物、环境、能源等问题进行综合研究,开创各种综合解决这些问题的方法的农业生态工程的兴起,最终将发展新的、大规模的近代化农业.
　　上面的叙述,仅就人口、食物、环境、能源问题和生物学的关系而言,也还是很不充分的.但由此可以看到,生物学的发展和人类的未来息息相关.

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