生命科学有关的无机化学前沿

第一篇：生命科学有关的无机化学前沿

生命科学有关的无机化学前沿（2）

作者：金恒启 等文章来源：解放军医学高等专科学校学报点击数：

960更新时间：2006-2-2

（作者：金恒启 李树章 孙连云）几种元素的生物无机化学.1 硒化合物的生物无机化学

(1)含硒生物活性物质的分离：含硒生物活性物质除谷胱甘肽过氧化物酶外，还有磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶和5′-ＩＤＩ脱碘酶。这些酶中的硒是以硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸残基存在。(2)含硒化合物在体内的转化：该项研究的目的是，弄清楚硒蛋白的合成究竟是硒的掺入还是由特定基团的指导。(3)硒化合物生物效应的分子机理：硒化合物保护细胞免受氧化性损伤的机理研究是一项重要课题。现已发现，硒化合物能清除活性氧或通过细胞相互作用保护细胞。(4)硒酶的结构与功能的关系：现已发现，各种硒酶活性中心都含有硒代半胱氨酸残基，而且ＳｅＨ周围的疏水环境对维持酶的活性具有重要意义。酶模型化合物的研究，为找寻新硒酶、硒蛋白提供了依据。.2 钒的生物无机化学

钒化合物对于治疗糖尿病有一定作用，其化学基础是，钒酸根作为磷酸根的类似物影响核苷酸和磷酸参与的生化反应过程，而Ｖ作为Ｆｅ类似物可以通过Ｔ自由基反应表现出某些生物效应。最近，关于杂多酸的抗病毒作用及一氧化氮的血管舒张作用也引起了生物化学家的重视。金属酶和金属蛋白的结构与功能关系的研究

5.1 载氧蛋白

研究课题包括：Ｆｅ(Ⅱ)氧合而不氧化的原因，氧分子配位引起整个血红蛋白构象变化，产生正协同效应的机理；氧分子进入和离开血红素活性中心的途径；Ｆｅ(Ⅱ)与Ｏ2之间的相互作用的本质等。为解决这些问题，设计了许多精巧的模型物，如篱笆形、帽子形等。模拟疏水环境的研究，如将卟啉铁(Ⅱ)纳入脂质体或胶束、环糊精或高分子材料中，也得到在一定条件下能可逆载氧的化合物，引起人们的极大兴趣。5.2 血红素酶

以铁卟啉为中心的血红素酶在生命过程中发挥重要作用。例如，细胞色素Ｐ-450是一个包含大约1502+2+

多种异构酶的家族。在结构、功能关系上，有许多问题需要通过生物无机化学来解决，如：铁的氧化态改变过程；铁与氧的键合方式；活性氧的产生机理；氧从活性中间物转移到底物上的途径；Ｐ-450完善的分子识别能力的产生等。最近用计算机图形显示方法研究Ｐ-450的分子识别能力，其研究结果不但能解释不同Ｐ-450对底物的识别能力，还对活性部位结构及机理给出一个更整体性描述。含血红素活性中心的酶类甚多，功能各异。过去以研究单一酶为主，今后若能研究它们的共性与个性，探讨为什么卟啉环上取代基和轴向配体的差异会产生不同的性质和功能是很有意义的。

5.3 超氧化物歧化酶(ＳＯＤ)

ＳＯＤ是一组金属酶(Ｃｕ，Ｚｎ ＳＯＤ、Ｍｎ ＳＯＤ、Ｆｅ ＳＯＤ等)。由于它们能催化Ｏ2的歧化，保护细胞，因而其结构与功能的关系引起了大家的关注。现已查明，Ｃｕ，Ｚｎ ＳＯＤ中，Ｃｕ(Ⅱ)和Ｚｎ(Ⅱ)的配位环境、它们在蛋白质构象空腔中的位置，以及控制和引导Ｏ2进入空腔内的入口和通道等。近年来，对ＳＯＤ研究有着眼于ＳＯＤ中的Ｃｕ离子与Ｏ2结合并使它歧化的机理研究和模型化合物研究等两个方面。合成稳定Ｃｕ-Ｉｍ-Ｚｎ配合物将有助于我们了解咪唑的作用，同时也获得一些有实际意义的模型ＳＯＤ。

5.4 金属硫蛋白(ＭＴ)

ＭＴ与Ｐ-450相对应，前者用于有毒金属解毒，后者用于外源性有机物体内转化。ＭＴ具有多硫基、低分量以及形成金属簇配合物等特殊性质，容易与金属结合(特别是弱酸性金属)，以产生解毒作用，并因其有多硫基存在，具有抗氧化生物功能。它的生物功能和它的特殊金属簇结构吸引了人们的注意。目前研究重点在于阐明金属簇结构、金属离子的结合方式。近年来，从动态研究获得了一些新的结果，也引出了一系列新的问题。如金属簇和蛋白链的相互作用，表现在去掉金属和引入金属时，蛋白质构象的改变等。6抗癌配合物的研究

自从70年代发现顺铂抗癌活性以来，引起一股筛选金属配合物作为抗癌药物的热潮，但由于金属的毒性，药物初选命中率虽高，但最后通过临床试验的并不多。现在，这方面的研究趋向于机理的研究。(1)顺铂及其类似物：70年代发现顺铂的抗癌活性，确认ＤＮＡ是顺铂的主要靶分子。后20年集中研究顺铂与ＤＮＡ相互作用的机理，对顺铂与ＤＮＡ及其类似物之间的结合位点以及结合引起的ＤＮＡ构象变化都作了深入研究。在蛋白质中，主要靶分子包括金属硫蛋白，膜上富巯基酶和细胞骨架蛋白等。它们不仅是以毒性作用于靶分子，也可能在杀伤癌细胞中起一定作用。顺铂的应答反应是由许多环节构成的总表现，研究这些环节发生的化学基础可以把药理作用与毒理作用结合起来进行解释。(2)二取代有机锡(Ⅳ)化合2+---

物：抗肿瘤的有机锡化合物的研究约有15年的历史。整个Ｒ2ＳｎＸ2研究思路与顺铂相似，一部分工作以合成筛选为主，另一部分工作以研究机理为主。目前，由于Ｒ2ＳｎＸ2抗癌机理不清，设计中盲目性较大，结果不令人满意。在机理研究中，有实验表明，锡化合物也是通过Ｘ离去后，锡与ＤＮＡ作用，使ＤＮＡ交联或断裂，从而杀伤或抑制癌细胞。后来发现的事实表明，细胞内还有其它靶分子，甚至是主要靶分子，也需要进一步研究，以确定它们的毒性是否主要是在脂类分子上引发。(3)其它抗癌无机化合物：二环戊二烯配合物Ｃｐ2ＭＸ2(Ｃｐ2ＴｉＣｌ2)也曾引人注目，但面临Ｒ2ＳｎＸ2同样问题。锗化合物的抗癌作用也是一项重要的研究课题。有些锗化合物已在(Ⅱ)期临床试验中。抗癌锗化合物迄今尚未确定，它们的结构与活性关系也有待研究。

第二篇：08生命科学前沿复习提纲(学生)

《生命科学前沿》08 期末复习提纲

1，诱发基因突变的因素又称诱变剂，常见的诱变剂有哪些？

2，遗传病诊断方法包括哪些？

3, 基因治疗是从根本上治疗遗传病的方法，请列举常用的几种：

4，预防性优生学（负优生学）：研究降低产生不利表现型的不利基因的途径包括哪几项？ 5，人体基因组的特征是什么？

6,DNA重组通常包括的五个步骤。

7，生物体内所占比例最大的化学成分？

8，细胞的结构、化学成分（重点：人体必需的生物大、小分子）及其代谢。9，原核生物与真核生物的区别。

10，动物细胞与植物细胞的区别。

11，人和高等动物免疫系统的组成和功能。

12, 记忆过程的3个阶段及其特征。

13，学习的类型及其特点。

14，激素的概念及其作用的一般特征。

15，微生物的特点

16，植物生物技术前沿

17, 植物对人类的贡献

18，动物行为的主要类型

19，什么是生物多样性？包括哪些方面？

20，生物多样性的价值和重要性

21，我国生物多样性的特点及保护任务和目标

22，生命的本质特征

23，生命科学的一般研究方法

24，生命科学的一般研究步骤

25，植物光合作用的光反应与暗反应的内涵及其发生

26，生物界的分类体系及其命名法

27，生物体内酶的本质及其作用特点

28，生物膜的结构及其功能

29, 关于蛋白质变性的特征及其影响因素

30，关于生命活动的能量代谢ATP：三磷酸腺苷

氧化-还原的概念:一种物质失去电子是氧化，得到电子是还原

能量用于：

肌肉收缩（机械能）

生物发光（光能）

神经传导（电能）

吸收、分泌（渗透能）

维持体温（热能）

第三篇：生命科学的历史与前沿感想

姓名：刘育望 学号：20104866 专业：集成电路设计与集成系统 02班 指导教师：叶志义

“生命科学的历史与前沿”的感想

其实选这门课，是被逼的，因为没有其他课程可以选了。开始我对它的了解只觉得它会像一般文化课那样会枯燥无味，全是理论性的知识，专业性的语言。因为生命科学嘛，肯定是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，所以课上无聊很正常。但后来我去上课后才发现完全不一样，老师不会像其他选修课老师一样只顾自己在上面讲，他有自己独特的讲课方式，还不错，至少第一节课我是这样觉得的。上课时他会跟我们互动交流，时不时会出一些小题目来考我们，引起我们的好奇心，课堂也显得格外的活跃。

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。从古至今，这是个很浩大的工程，大到人类生命的演变进程，小到生活的一些琐碎的事情。而老师不仅跟我们讲了一些专业知识也讲了一些生活中的常识，但从小事也可以透露出一些大道理。

令我影响较为深刻的是讲显微镜的那堂课，不一样的显微镜，更能看到一般显微镜看不到的物体——电子显微镜。后来老师出了几个题目考我们，并要我们画出电路图，怎样才可以使它在水里通电。老师会下来一个一个看我们的图，指导并一个个解释给我们听，好在哪里，不好在哪里，怎样会更好！更加激发了我对这个课程的兴趣。还有一个就是老师让我们思考用什么方法连接断骨，并让我们画出图型，分小组讨论，然后发言，看看那个方法更好。他教我们关注自己专业与环境污染的问题，灌输防治环境污染的重要性，更让我们将来要少污染环境。倒数二节课，老师还让我们自己下去学习如何查资料，因为一些知识，不同的书本由不同的专家作者写的，他们有着不同的观点，我们要学会如何查资料，找到自己需要的东西。

在课堂上，他不仅仅传授一些专业知识给我们，也教会我们去生活，去学习，他还让我们写下生物与我们自己专业之间应用的联系，开拓我的思维。上这门课我最大的收获就是可以学习我平时没有了解到的生活知识，了解了其他一些专业，使我受益匪浅，体会到世界之大。生命科学展示了科学家所处的时代背景，记录着科学家的思想以及思想转变，而科学家的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对我们学习形成正确的思想具有积极的教育意义，以及积极地学习方式。通过老师教的这几堂生命科学研究 的历史和前沿的学习，我学会了很多。生命科学是未来国家和个人关注的学科，是21世纪的主流学科，是和人们的健康生活息息相关的基础学科。无论是否是生物专业的学生，都应有所了解。这就是我学习生命科学的前沿和历史的收获和体会。

第四篇：生命科学前沿问题的哲学思考

生命科学前沿问题的哲学思考

——论生物信息学中的马克思主义哲学

口腔医学院 胡靖宇 2010103040019

早在19世纪60年代，遗传学之父孟德尔就提出了生物性状是由遗传因子控制的逻辑推理。20世纪初，摩尔根在对孟德尔的遗传定律进行补充的同时，也证实了那些遗传因子——基因的存在，而染色体就是基因的载体。20世纪50年代，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构，人们才真正认识到基因的本质，即具有遗传效应的DNA片段。由于不同基因的碱基序列不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息。

至此，人类对于破解生命终极奥义的愿望空前迫切起来，1990在美国启动的人类基因组计划（HGP）为我们敲开了基因世界那扇尘封多年的大门。2000年6月26日，参与HGP的六国科学家共同宣布，人类基因组草图已经绘制完成，这标志着生命科学进入后基因时代（post-genomic era）[1-4]。生物科学的研究重心由基因结构研究向基因功能转移，最终转向生命科学的全部信息进行系统整合和应用，一门新兴科学——生物信息学就此而生。

生物信息学（Bioinformatics）是在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。其研究重点主要体现在基因组学(Genomics)和蛋白学(Proteomics)两方面，具体说就是从核酸和蛋白质序列出发，分析序列中表达的结构功能的生物信息。

具体而言，生物信息学作为一门新的学科领域，它是把基因组DNA序列信息分析作为源头，在获得蛋白质编码区的信息后进行蛋白质空间结构模拟和预测，然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。基因组信息学,蛋白质空间结构模拟以及药物设计构成了生物信息学的3个重要组成部分。从生物信息学研究的具体内容上看，生物信息学应包括这3个主要部分：(1)新算法和统计学方法研究；(2)各类数据的分析和解释；(3)研制有效利用和管理数据新工具。

纵观生物信息高度膨胀的这二十年，除了慨叹生物信息学这一门新兴学科的蓬勃发展外，似乎还能隐约看到另外一门学科的身影。而当我们重新回顾这一段

研究经历时，才发现许多结论竟然与马克思主义哲学思想不谋而合。

一 基因世界的统一性和多样性

世界的统一性在于物质性。物质世界是多样性的统一，坚持一切从实际出发是彻底的唯物主义一元论的根本要求。这是辩证唯物主义的物质范畴和意义。长期以来，人类对于生命现象一直怀有很强的畏惧感，例如为什么有人高有人矮，为什么有些孩子容易早夭，为什么有人会患上不治之症。人们赋予一些高等食物以权力来决定这些生命现象，命运、天道、因果等等[5-6]。

基因世界的发现，颠覆了人类上千年的敬畏和信仰。四个碱基的排布就可以构成千千万万个不同的性状。它决定了我们从属于人这一物种，同时又让我们彼此存在差异，基因世界就是一个典型的多样性统一的实例，而这个世界的基础，则是一些基本的有机化合物。可以说基因世界是唯物主义一个最有利的例证，也是马克思主义向微观世界一次成功的延伸。

现代基因技术的发展例如基因敲除、转基因等等，已经展示出人类介入这一世界的可能。虽然很多手段还只停留在实验阶段，但越来越多的证据同在显示，在尊重客观世界的前提下，我们可以发挥主观能动性，使基因世界成为沟通我们自身的一个有力平台。一些基因治疗和检测技术已经开始在临床医学中推广使用，但其中依然存在着许多亟待解决的问题，如安全性的问题，伦理学的问题等等，秉持一种正确的世界观和哲学观在这些问题的解决中具有重大意义，而马克思主义哲学正是这样一种契合的哲学思想。

二 基因组学发展历程中的唯物辨证主义

基因组学（genomics），是生物信息学的一个重要分支，主要研究生物基因组和如何利用基因的一门学问。用于概括涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。该学科提供基因组信息以及相关数据系统利用，试图解决生物，医学，和工业领域的重大问题。整个基因组学的发展过程并不是一帆风顺的，在其中充斥着唯物辩证主义的意味[7-8]。

人类一共有23对染色体，包含约30亿个碱基对序列，这是一个非常庞大的数字。在人类基因组计划初期，对于染色体上的基因数目，很多机

构都有过猜测，那时大部分人估计人类的总基因数至少在十万以上。2001年，全部测序工作结束后，科学家发现基因数目其实远没有那么多，当时国际公共组估计为 31,000个，而Celera 估计为 38,500个。实际上，至2004年，重新校定的基因数目仅为20,000---25,000 个，有意义的基因序列只占全部碱基序列的1%-2%，大部分为非编码片段被认为是无意义的垃圾片段。当时，很多生物学家都很受鼓舞，认为揭开生命之谜的日子指日可待。

可随着研究的逐步深入，科学家们发现，他们低估了基因世界的复杂程度。过去那些被他们视为垃圾，没有意义的碱基序列，却渐渐显出它们在基因世界中的重要作用。比如miRNA和siRNA的发现，这两种小分子物质，只是基因在运作过程中产生的核酸碎片，而就是这些看似毫无用处的碎片，却是整个基因世界最重要的调控手段，并且在不同物种中广泛存在。

在一次次的曲折反复中，基因组学前进的步子却是越来越坚定。这其中最重要的一点就是各种实验技术的革新，从当初逐个克隆法到Celera的全基因鸟枪法，直到今天的高通量测序法，可以说基因组学的研究方法已经有了日新月异的变化。正是不断提升的科学技术，才能对一个一个的推论假设进行推演验证，这也恰好证实了实践在认识中的决定作用：实践是认识的来源、认识发展的动力、检验认识真理性的标准以及认识的目的。实践是检验真理的唯一标准[5]。

三 普遍联系理论与系统生物学

马克思主义哲学强调世界是普遍联系的整体，联系具有客观性、普遍性和多样性。从普遍联系的总体上才能把握事物的本质和功能。世界是永恒发展的过程，事物发展有其特殊的规律性，这种规律是客观事物内部的本质联系和发展的必然趋势。本质和现象、原因和结果、必然性和偶然性、可能性和现实性的都存在辩证关系[5-6]。

最初，人们对于基因世界的设想比较单一，认为一个基因就调控一个蛋白，然后影响生命活动，但随着研究深入，我们发现基因世界的运行方式要复杂得多。大部分基因都有着普遍的联系，基因的工作模式是一个立体的网状模式，一种生命活动涉及的基因网络涵盖了许多基因的功能。在这个前提下，HGP的发起人之一Leroy Hood在2000年1月建立了世界上第一所系统生物学研究所。系统生物学是研究一个生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质）构成，在特定的条件下，这些组分间的相互关系，并通过计算建立一个数学模型来定量描述和预测生物功能、表型和行为的学科。对于多细胞生物而言，系统生物学要实现从生物体内各种分子的鉴别及其相互作用的研究到途径、网络、模块，最终完成整个生命活动的路线图[9-10]。

可以说，系统生物学就是马克思主义哲学普遍联系理论的一次成功使用，它不仅能更精确地解析了各种生命活动，更重要的是促成了生物学、物理。计算机等科学更紧密地交叉。可以说正是由于系统生物学的建议，才使得生命科学从一种描述性的科学转变成为定量分析和预测的科学，这在医学诊断、个体化用药、新药研发、疾病防治等方面有着广阔的应用前景。世界十大制药企业中六家组成了以系统生物学技术为基础的新药研发系统，以改进新药研发的投入产出。美国能源部2002年启动了21世纪系统生物学技术平台，以推动环境生物技术和能源生物技术产业的发展。

在我国，由于科研思维的局限性，导致系统生物学的发展远不如国外那样欣欣向荣，很多研究者还保留着传统的科研思路。笔者认为，这其中最重要的因素就是他们对于马克思主义哲学原理的应用不足，没有正确的哲学观念作为导引。

四 生物信息学的哲学升华

目前的生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术（尤其是因特网技术）的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据，其研究工具是计算机，研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和筛选）、处理（编辑、整理、管理和显示）及利用（计算、模拟）。

1990年代以来，伴随着各种基因组测序计划的展开和分子结构测定技术的突破和Internet的普及，数以百计的生物学数据库如雨后春笋般迅速出现和成长。随着包括人类基因组计划在内的生物基因组测序工程的里程碑式的进展，由此产生的包括生物体生老病死的生物数据以前所未有的速度递

增，目前已达到每14个月翻一番的速度。同时随着互联网的普及，数以百计的生物学数据库如雨后春笋般迅速出现和成长。这些都对生物信息学工作者提出了严峻的挑战：数以亿计的ACGT序列中包涵着什么信息？基因组中的这些信息怎样控制有机体的发育？基因组本身又是怎样进化的？

要解决这些问题仅仅靠科学研究是不够的，我们必须找到一种形而上的哲学观点来统帅这些日益增长的数据。西方科研工作者正不断努力，希望找到合适的理论依据。可以说，谁掌握了生物信息学中的哲学思维，就是掌握了理论制高点，不仅对于科研工作有很强的指导作用。同时，对广大的信息生物学研究者来说，也有很强的规范作用。作为马列主义具体应用的社会主义国家，我们也希望广大马克思主义研究者调动起来，积极深入信息生物学的触角，为科研工作人员提供思想上的保驾护航，同时也向世界展示马克思主义在科学研究指引方面的强大作用。

综上所述，我们可以发现，在信息生物学的许多领域，马克思主义哲学都有着很好的应用前景，如何将枯燥的哲学理论转变为严谨的科学思路，将是新一代马克思主义者肩头的重责。同时，在研究工作者普及马克思主义思想，引导他们认识和了解马克思主义理论对现代科学发展的意义也就显得尤为重要。但是，很多科学工作者并没有意识到这个问题。我国科研工作者，尤其是基层科研工作者，缺乏哲学思想领导这是一个普遍存在的问题。很多科研人员对于科研理论无比熟悉，但却罔顾哲学思维的培养和哲学理论的研习，这是一种本末倒置的行为。历来许多科学经历已经证实，科学问题的终末势必会走向哲学问题，没有好的哲学思想领导，没有构建有效的应用哲学体系，是不可能做好科研工作的，或者只能处于较低的科学研究水平，无法提升到理论高度。如何突破思想的藩篱，说到底还是要建设与科学相对应的哲学体系，对于从小接受马列主义教育的国人来说，就是要建立马克思主义应用哲学体系。这种哲学思维的建立不可以是凭空捏造或者是自由发挥的，必须是建立在长期科研哲学思维总结的基础上，同时经过大量的实践证明。以一元论为主体的马克思主义哲学是科学的有力支持者与构建者，但是不可否认由于接受人群不够普遍，讨论范围、时

间远不如其他许多哲学思想，所以笔者认为在传播马克思主义哲学的同时，通过比较学的方法对其他相关哲学思想的研究也是非常重要的。特别对于科研工作者来说，他们长期接受西方资讯的冲击，但是由于缺乏相关的哲学思想支持，对于西方科研思想的把握并不十分到位，很难做到一种形而上的总结。而在西方世界的眼中，中国科研实力也是良莠不齐，而且哲学思想并不统一，科研中常常有思想的对立与冲突，让人难以信服。与社会主义革命一样，中国科学研究思潮也是需要革命来唤醒新生的，这其中同样缺乏参考的模板。因此，就更需要我们的科研工作者提高自身哲学修养，在日常科研工作中对马克思主义哲学在科研中应用这个问题，多思考、多总结，为社会主义哲学体系构建添砖添瓦。

参考文献：.M arshall E.The genome programs conscience.Science, 1996, 274: 488 2.Kahn P.Com ing to gri p s w ith genes and risk.Science, 1996, 274: 496 3.Schuler GD et al.A gene map of the human genome.Science, 1996, 274: 540～546.Goffeau BG et al.Life with 6000 genes.Science, 1996, 274: 546～567 5.马克思恩格斯选集[M].(第2卷),北京:人民出版社,1972.陈筠泉,殷登祥.科技革命与当代社会[M].北京:人民出版社,2001 114.7.International HapMap Consortium.A secondgeneration human haplotype map of over 3.1million SNPs.Nature, 2007, 449(7164): 851-861.Wang WY, Barratt BJ, Clayton DG, et al.Genome-wide association studies：Theoretical and practical concerns.Nat Rev Genet, 2005, 6(2): 109-118 9.Kitano H.Computational systems biology.Nature, 2002, 420: 206-210.Collins F S.A vision for the future of genomics research.Nature, 2003, 422: 835-847

第五篇：学习“生命科学的历史与前沿”的体会与感受

学习“生命科学的历史与前沿”的体会与感受 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、应激反应等特征。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。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发展为实验性的学科。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。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。

如今，生物技术已被世界各国视为一项高新技术，它对于提高国力，迎接人类所面临的食品短缺、健康、环境及经济问题的挑战是至关重要的。

生物技术，有时也称生物工程，是人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。以往，人们将生物技术分为基因工程，细胞工程，微生物工程，酶工程和生化工程。这种分类是相对的，它们之间互相渗透、互为补充、互为上下游。这五个工程虽是生物工程的重要内容，尚不能涵盖生物技术的全部内容。随着生物学和生物技术向纵深发展，不断有一些新的内容出现，特别是人类和生物的基因组学、蛋白质组学、生物芯片、生物信息学等重大技术的出现，已经大大扩展了生物技术的内涵。

近年蛋白质工程的出现，把基因工程研究提高到了新的水平，使得改造基因、改造蛋白质乃至改造生命成为可能。基因工程、蛋白质工程与微电子技术的结合，开辟了生物分子电子学的新领域。生物传感器、生物芯片的研制与应用，特别是生物电子计算机的研制成功，将使整个人类的文明登上一个新的高峰。

目前，生物技术在医学农业等领域的应用日益广泛。在医药卫生方面，仅美国就已有50多种生物药物疫苗和各种生物制剂投放市场。特别是在甲型H1N1流感盛行的日子里，生命科学的作用显得至关重要。

生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。

生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因能获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。

又如由美国基因遗传学顶尖科学家克莱格·凡特主持，历时10多年，耗资超过4000万美元的一个项目。研究团队共有20多位科学家。名为“人造儿”的人造细菌内核是移植于实验室、完全人工合成的基因组。凡特博士表示这意味着“一个新时代的到来”。科学家们首先选取一种名为丝状支原体的细菌，对其基因组进行解码并复制，产生人造的合成基因组。然后，将人造基因组移植入另一种称为山羊支原体的细菌，通过分裂和增生，细菌内部的细胞逐渐为人造基因所控制，最终成为一种全新的生命。在培养皿中，合成细菌的分裂等行为就像天然细菌一样。科学家们在“人造儿”DNA上写入4个“水印序列”，使其有别于同类的天然细菌，以及在这种生物的后代中识别它的“祖先”。

尽管这种技术目前仍处于实验阶段，但研究人员相信其运用前景广阔。研究小组计划，先合成出可供生命存在的最小数量的基因，然后通过向其中弥补其他基因，制造一系列新的微生物，比如可生产生物燃料的细菌、有用的药品、可以从空气中吸收二氧化碳和其他污染物的细菌或是制造合成疫苗所需的蛋白质。

叶老师的授课方式我很喜欢。特别是让我们多画图，多实践。老师深入浅出的将生命科学前沿和历史穿插，令非生物专业的我们都能够窥探出生命科学的由来和未来的走向。尤其是从显微镜的演变史，谈及出生命科学的发展史。您极力向我们灌输科研的学问——独立行动和独立思考。可是，科学素质的培养实在不是一蹴而就，也不是一朝一夕的事情。当谈到生态系统时，您举了三峡水利工程、云南天池两个例子，它们对生态系统造成了一定程度地破外。在如何对破坏程度检测，一如既往的要求我们在纸上写出想法。您激发我们的想象力，让我们一抒己见。接着，您向我们提了一个问题，为什么北方人不做腊肉。当时，我想这和饮食习惯肯定有关系，可是说不出所以然。后来，您从最根本的角度——细胞，说出了原委。DNA，干细胞，人造器官等等这些生命科学的前沿您都讲过。在讲课时，您特别强调交叉学科的重要性。比如，在讲人造器官时，您说材料科学在这里起了重要作用。人造血管是人造器官应用的一部分。种种例子，不胜枚举。未来从事科学研究是更具挑战性的。因为个人不仅需要扎实的专业根基，而且需要更宽阔的视野。如果视野狭隘，就很难跟自己专业领域之外的人沟通，更谈不上统领跨专业的研究队伍。

您在讲课时，多次要求我们独立思考，遇到难题时，不要放弃，多在纸上画一画，将一个问题分解成若干个子问题，或许就可以找到答案。学习生命科学的前沿和历史能让我们更加了解自己、掌握生命体的共同特征, 解开人们一直关注、观察、研究的奇妙生命现象。

生命科是一门博大精深而又复杂烦琐的学科, 从对生命科学的学科分类就可以见得, 但它学习过程却非常有趣, 它与我们日常生活是多么的贴近!我们每天都在做着一模一样的东西, 过着一模一样的生活, 但我上完生命科学导论之后才知道原来背后都并不是如此简单的。它给我很多很的启发, 而它的启发并不只是生命科学上, 还有就是医学上、科技上、农业上等, 正如老师所说的, “科学间高度构通和交叉＂。这个学科勾起了我中学的化学、物理及生物常识, 把我的所学的零碎的都用上, 使我的思路更清晰, 知识的条理文路更整齐, 是我中学及高中六年的概括的精髓。

生命科学是未来国家和个人关注的学科，是21世纪的主流学科，是和人们的健康生活息息相关的基础学科。无论是否是生物专业的学生，都应有所了解。从一开始学习生命科学的前沿和历史这门课，我就感触很多，教师的教学方法和从事科学研究人员的素质是我思考的两个方面。这就是我学习生命科学的前沿和历史的收获和体会。