Ⅰ 生命科學方面近年來取得的成就有哪些
21世紀生命科學的研究進展和發展趨勢 20世紀後半葉生命科學各領域所取得的巨大進展,特別是分子生物學的突破性成就,使生命科學在自然科學中的位置起了革命性的變化。很多科學家認為,在未來的自然科學中,生命科學將要成為帶頭學科,甚至預言21世紀是生物學世紀,雖然目前對這些論斷還有不同看法,但勿庸置疑,在21世紀生命科學將繼續蓬勃發展,生命科學對自然科學所起的巨大推動作用,決不亞於19世紀與20世紀上半葉的物理學。假如過去生命科學曾得益於引入物理學、化學和數學等學科的概念、方法與技術而得到長足的發展,那麼,未來生命科學將以特有的方式向自然科學的其他學科進行積極的反饋與回報。當21世紀來臨的時候,一些有遠見的科學家、思想家與政治家將日益嚴重的諸多人類社會問題,如人口、地球環境、食物、資源與健康等重大問題的解決,莫不寄希望於生命科學與生物技術的進步。 2· 08·生命科學將成為21世紀自然科學的帶頭學科 20世紀50年代DNA雙螺旋結構模型的發現,隨後遺傳信息傳遞「中心法則」的確立與DNA重組技術的建立使生命科學的面貌起了根本性的變化。分子生物學與遺傳學的結合將用10一15年測定出人類基因組30億個鹼基對(遺傳密碼)的全序列,人體細胞約有10萬個基因。人類基因組的「工作草圖」迄今20%的測序已達99.99%的准確率和完成率,今後將要繼續發現與闡明大量新的重要基因,諸如控制記憶與行為的基因,控制細胞衰老與程序性死亡的基因,新的癌基因與抑癌基因,以及與大量疾病有關的基因。將利用這些成果去為人類健康服務。 70年代後,分子生物學的發展,以基因工程為代表的生物工程的出現,生物技術通過對DNA鏈的精確切割與有目的地重組,使有目的地改良生物的性狀與品質成為可能。迄今生物工程所取得的成就已在生產上顯示出誘人的前景,盡管還存在有不少爭議的問題,但很有可能成為21世紀的新興產業。 發育生物學將要快速地興起,它將要回答無數科學家100多年來孜孜以求而未解決的重大課題,一個受精卵通過細胞分裂與分化如何發育成為結構與功能無比復雜的個體,闡明在個體發育中時空上有條不紊的程序控制機理,從而為人類徹底控制動植物生長、發育創造條件。 RNA分子既有遺傳信息功能又有酶功能的發現,為數十年踏步不前的難題「生命如何起源」的解決提供了新的契機。在21世紀,人們還要試圖在實驗室人工合成生命體。人們己有可能利用生物技術將保存在特殊環境中的古生物或凍乾的屍體的DNA擴增,揭示其遺傳密碼,建立已絕滅生物的基因庫,研究生物的進化與分類問題。 神經科學的崛起,預示著生命科學又一個高峰的來臨。腦是含有1011細胞的無比復雜的高級結構體系,21世紀初從分子到行為水平的各個層次對腦功能的研究都將有重大突破,在闡明學習。記憶。思維。行為與感情機理等方面也將有重大進展。腦機能在理論上的進展將會促進新一代智能計算機的研製,這可能成為未來生命科學對自然科學與技術科學回報的最好例子。 生態學可能是最直接為人類生存環境服務並對國民經濟持續與協調發展起重要作用的科學。生態學的理論與實踐為中國三峽水庫建設提供的決策依據就是一個例證。保護生物的多樣性是當前生命科學最緊迫的任務之一。據可靠的數據說明每天約有100多種生物在地球上絕滅,很多生物在沒有被人類認識以前就已消亡,這對人類無疑是一種災難。生態學與生物多樣性保護與利用的研究成果將指導人類遵循自然規律積極保護自己生存環境,否則人類的物質文明與精神文明都要受到災難性影響。 順應生命科學迅速發展的形勢,發達國家政府及一些國際組織先後提出了《國際地圈及生物圈計劃》、《人類基因組作圖與測序計劃》、《人類前沿科學計劃》、《腦的十年》及《生物多樣性利用與保護研究》等投資巨大的生命科學研究計劃。其中僅《人類基因組作圖與測序計劃》,一項預算就高達30億美元。 由於生命科學的發展,人才的需求量激增,近年除越來越多的物理學家,化學家與技術科學家被吸引到生物學研究領域外,以美國為例,近年統計48萬博士學位獲得者中從事生命科學的佔51%。優秀青年科學家流向生命科學前沿,這是21世紀生命科學欣欣向榮的動力與源泉。 2. 08. 2 21世紀初生命科學的重大分支學科和發展趨勢 80年代有遠見的生物學家把分子生物學(包括分子遺傳學)、細胞生物學、神經生
Ⅱ 生命動力元素有哪些科研成果
生命來動力元素被院士團隊鑒定為「自國內外首創、世界領先水平」,獲得國家發明專利的產品
北京金山生態動力素製造有限公司,是生產「吉山動力素(天然生命動力元素)」及其系列產品的高新技術企業。董事長尹吉山從1993年開始,在兩院院士「張宗祜」院士「盧耀如、謝學錦」的關心支持下研發「生命動力元素」。「生命動力元素」(學術名稱:金屬離子線性凝聚態磁化礦溶液),它取自天然無毒火成岩礦石,是採用高溫注氧高新流變的抽溶技術獲得的多元礦溶濃縮液,並經交變強磁場加以活化處理,在沖稀過程中進一步活化水的結構,形成富含20多種人體新陳代謝所必需的生命元素含水絡合離子,它且具備高活性、高能態、多功能性,在生命的化學過程中起催化、激活的作用。產品主要用於補充人體必須的吉山動力素,從根本上改善人體的健康。1999年8月8日「吉山動力素(天然生命動力元素)」通過的國家級科技成果鑒定,被譽為「國內外首創、世界領先水平」的產品,2004年獲得國家發明專利。
Ⅲ 生命起源的重大成就
1.從無機小分子物質生成有機小分子物質
原料:原始大氣中的各種成分。
能量:大自然不斷產生的含有極高能量的宇宙射線、強烈的紫外線和頻繁的閃電等。
1953年,美國芝加哥大學的學者米勒及其助手在實驗室內首次模擬原始地球在雷嗚閃電下將原始大氣合成小分子有機物的過程。米勒等人設計的火花放電裝置如課本的圖中所示。他首先把200毫升水加入到500毫升的燒瓶中,抽出空氣,然後模擬原始大氣成分通入甲烷、氨、氫等混合氣體。將入口玻璃管熔化封閉,然後把燒瓶內的水煮沸,使水蒸氣驅動混合氣體在玻璃管內流動,進入容積為5升的燒瓶中,並在其中連續進行火花放電7天,模擬原始地球條件下的閃電現象,再經冷凝器冷卻後,產生的物質沉積在U型管中,結果得到20種小分子有機化合物,其中有11種氨基酸。這11種氨基酸中,有4種氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸,是天然蛋白質中所含有的。
繼米勒的工作後,不少學者利用多種能源(如火花放電、紫外線、沖擊波、丙種射線、電子束或加熱)模擬原始地球大氣成分,均先後合成了各種氨基酸,以及組成生物高分子的其他重要原料,如:嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸等。由此可以看出:在原始地球條件下,原始大氣成分在一定能量的作用下,完全可以完成從無機物向簡單有機物的轉化。(需要說明的是:新近的發現已令有的人對此結論產生了一些懷疑。有的科學家認為,早期地球上的任何CH4、NH3和H2S都會迅速被紫外線輻射所分解,釋放出的H2多數也會逃逸到太空中,根據目前的理論,早期大氣的主要成分是水蒸汽、CO2、CO、N2等氣體,可能還有一些游離氫。)
由於火山爆發的同時,使地殼不斷地隆起或下陷,形成了山峰或低地,後來,當地表溫度下降後,散布在原始大氣里的、達到飽和狀態的水蒸氣遇冷形成雨水而下降,流到低地就形成原始海洋。氨基酸等小分子有機物經雨水作用最後匯集在原始海洋中,日久天長,不斷積累,使原始海洋含有了豐富的氨基酸、核苷酸、單糖等有機物,為生命的誕生准備了必要的物質條件。
2.化學進化過程的第二階段:從有機小分子物質形成有機高分子物質
原始海洋中的氨基酸、核苷酸、單糖、嘌呤、嘧啶等有機小分子物質經過極其漫長的積累和相互作用,在適當條件下,一些氨基酸通過縮合作用形成原始的蛋白質分子,核苷酸則通過聚合作用形成原始的核酸分子。生命活動的主要體現者——原始的蛋白質和核酸的出現意味著生命從此有了重要的物質基礎。
美國學者福克斯認為,原始海洋中的氨基酸可能被沖洗到火山附近等溫度高於水沸點的熱地區,它們在那裡蒸發、乾燥和聚合,產生的類蛋白又被沖回海洋,進一步發生其他反應。他在實驗室內將多種純氨基酸混合,在無水條件下加熱至160—200℃,幾小時後就得到具有某些天然蛋白質性質的類蛋白。(原始的蛋白質和核酸與現代生物中的蛋白質和核酸並不一樣,它們又經過若干億年的不斷演變,以至結構越來越完善,功能越來越復雜,才形成像現在的蛋白質和核酸的高分子化合物。)以後又有人模擬原始地球條件,用核苷酸等小分子有機物合成類似天然核酸的物質。
3.化學進化過程的第三個階段:從有機高分子物質組成多分子體系
以原始蛋白質和核酸為主要成分的高分子有機物,在原始海洋中經過漫長的積累、濃縮、凝集而形成「小滴」,這種「小滴」不溶於水,被稱為團聚體或微粒體。它們漂浮在原始海洋中,與海水之間自然形成了一層最原始的界膜,與周圍的原始海洋環境分隔開,從而構成具有一定形狀的、獨立的體系。這種獨立的多分子體系能夠從周圍海洋中吸收物質來擴充和建造自己,同時又能把小滴裡面的「廢物」排出去,這樣就具有了原始的物質交換作用而成為原始生命的萌芽,這是生命起源化學進化過程中的一個很重要的階段。但這時還不具備生命,因為它還沒有真正的新陳代謝和繁殖等生命的基本特徵。
團聚體假說 這一假說是由原蘇聯學者奧巴林提出的。奧巴林等人把均勻、透明的白明膠(一種動物蛋白質)的水溶液與阿拉伯膠(一種多糖)的水溶液混合在一起。用顯微鏡觀察,可以看到:原來均勻、透明的膠體溶液變得渾濁了,繼而出現了具有明顯界膜的小滴,奧巴林把這種小滴稱為團聚體。由於發現這種團聚體可以表現出合成、分解、生長等生命現象,奧巴林等人認為團聚體可能是原始生命形成過程的一個重要階段。
微球體假說 這一假說是由美國學者富克斯提出的。福克斯等人把酸性的類蛋白物質用1%的NaCl 溶液稀釋經加熱、溶解、冷卻以後,放在顯微鏡下觀察,發現了溶液中有無數的球狀小體。福克斯稱它為類蛋白微球體。
微球體能保持結構的穩定性,具有雙層的界膜,通過這個界膜,微球體能夠與周圍環境進行有選擇性的物質交換。它們在高滲透壓的溶液中收縮,在低滲透壓的溶液中膨脹。福克斯認為,微球體就是最初的多分子體系。
4.化學進化過程的第四個階段:從多分子體系演變為原始生命
具有多分子體系特點的小滴漂浮在原始海洋中,經歷了更加漫長的時間,不斷演變,特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用,其中一些多分子體系的結構和功能不斷地發展,終於形成了能把同化作用和異化作用統一於一體的、具有原始的新陳代謝作用並能進行繁殖的原始生命。
這是生命起源過程中最復雜、最有決定意義的階段,它直接涉及到原始生命的發生,是一個飛躍,一個質變階段。所以,這一階段的演變過程是生命起源的關鍵,但目前僅僅是推測,如果能得到證實並能進行模擬的話,那麼就意味著能人工合成生命,這將是生命科學上一個重大的突破。
1965年,我國科學工作者首次人工合成了具有生物活性的結晶牛胰島素,這是一種比較簡單的蛋白質分子,分子量約為6000,由51個氨基酸、兩條肽鏈(分別為21肽和30肽)組成,這在當時遠遠超過國際水平。1981年,我國科學工作者又人工合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸,這是一種RNA,是酵母菌在合成蛋白質時,專門用來運送丙氨酸到核糖體上的t-RNA。它的分子量為26000,比牛胰島素的分子量約大4倍,結構也復雜得多。結晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉運核糖核酸的人工合成,對生命起源化學進化過程第二階段的研究有著重要的意義,它反映了我國在探索生命起源問題上所取得的重大成就。
原始海洋是地球上最初產生的有機物的匯總場所,有機高分子的形成,多分子體系的組成,以及原始生命的誕生都是在原始海洋中進行的,而海水能阻止強烈的紫外線對原始生命的破壞殺傷作用。所以說,原始海洋是生命的搖籃。
(1)原始生命雖然具有原始的新陳代謝作用,但其結構十分簡單,不可能具有進行光合作用的結構和條件,而只能以原始海洋中已經存在的各種有機物作為營養物質,所以其同化方式應該是異養型。原始大氣成分中沒有氧氣,因此其異化方式只可能是厭氧型。所以,原始生命的代謝類型最大可能為異養厭氧型。
(2)生命在地球上的出現是原始地球條件和各種物質相互作用的結果,在現今的地球條件下,作為生命起源的基本條件已不存在了。隨著地球上最早的能進行光合作用的原始藻類(如藍藻)和以後綠色植物的出現,現代大氣已成為含氧豐富的氧化性大氣,而不再是生命起源所必需的還原性大氣。現今地球的大氣層中有臭氧層阻擋了大部分的紫外線,沒有了強烈的太陽輻射,也沒有頻繁的閃電,地球的溫度也降低了,把無機物合成為有機物必需的自然界的高能作用已不復存在。另外,也不再有含豐富有機物、含鹽量極少的原始海洋那樣的環境。現在的地球上由於存在大量的游離氧(可以氧化有機物)和微生物(可以分解有機物)各種有機物不可能像在原始海洋中那樣長期保存和積累。因此,在現在的地球環境條件下,是不可能再產生新的原始生命的。正因為地球上不會有新的生命起源,現在地球上生物若滅絕一種,就永遠地消失,一去不復返。因此保護環境,保護生物,尤其保護珍稀的野生動植物資源是當務之急。
Ⅳ 21世紀生命科學領域三大重大成就
人類基因組計劃,幹細胞研究,克隆技術的發展。
雖然人類基因組計劃是20世紀提出的,但它是21世紀完成的。
(4)生命的成果擴展閱讀:
生命科學研究意義
生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關系。生物學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、制葯、衛生等等方面。隨著生物學理論與方法的不斷發展,它的應用領域不斷擴大。生物學的影響已突破上述傳統的領域,而擴展到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學,它還影響到電子技術和信息技術。
人口、食物、環境、能源問題是當前舉世矚目的全球性問題。世界人口每年的增長率約20%,大約每過35年,人口就會增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增著。人口問題是一個社會問題,也是一個生態學問題。人們必須對人類及環境的錯綜復雜的關系進行周密的定量的研究,才能對地球、對人類的命運有一個清醒的認識,從而學會自己控制自己,使人口數量維持在一個合理的數字上。在這方面生物學應該而且可能做出自己的貢獻。內分泌學和生殖生物學的成就導致口服避孕葯的發明,已促進了計劃生育在世界范圍內的推廣。
在人口問題中,除了數量激增以外,遺傳病也嚴重威脅人口質量。一些資料表明,新生兒中各種遺傳病患者所佔的比例在 3%~10.5%之間。在中國的部分山區,智力不全者佔2%~3%,個別地區達10%以上。揭示產生遺傳病的原因,找到控制和征服遺傳病的途徑無疑是生物學又一重要任務。進行家系分析以確定患者是否患有遺傳病,對患者提出有益的遺傳指導和勸告;通過對胎兒的脫屑細胞進行染色體分析和各種酶的生化分析,以診斷未來的嬰兒是否有先天性遺傳性疾病。
這些方法都能避免或減少患有遺傳病嬰兒的出生,以減輕家庭和社會的沉重負擔。將基因工程應用於遺傳病的治療稱為基因治療,在實驗動物上對幾種遺傳病的基因治療已取得一些進展。隨著基因工程技術的發展,基因治療將為控制和治療人類遺傳病開辟廣闊的前景。
Ⅳ 1975年後科學家對「其它星球是否存在生命」的研究成果
在浩瀚無限的宇宙中,外星生命及高級生命肯定是存在的。但是目前人類還沒有真正發現外星人的跡象。一些媒體上報道的外星人新聞都是無法證實的虛假消息。對於宇宙之謎,外星生命之謎,今後需要人類繼續不斷的探索研究和發現。
Ⅵ 1975年以後人類探索宇宙是否有生命存在 的成果
到目前為止毫無進展。或者說是沒有探索到任何有力的證據能證明宇宙還有非地球外的生命。
Ⅶ 生命科學方面近年來取得的成就有哪些
生命科學將成為21世紀自然科學的帶頭學科
20世紀50年代DNA雙螺旋結構模型的發現,隨後遺傳信息傳遞「中心法則」的確立與DNA重組技術的建立使生命科學的面貌起了根本性的變化.分子生物學與遺傳學的結合將用10一15年測定出人類基因組30億個鹼基對(遺傳密碼)的全序列,人體細胞約有10萬個基因.人類基因組的「工作草圖」迄今20%的測序已達99.99%的准確率和完成率,今後將要繼續發現與闡明大量新的重要基因,諸如控制記憶與行為的基因,控制細胞衰老與程序性死亡的基因,新的癌基因與抑癌基因,以及與大量疾病有關的基因.將利用這些成果去為人類健康服務.
Ⅷ 近代生命科學的成果,這些成果出現的原因是什麼
很多 抗生素等 血型
Ⅸ 生命科學領域的 最新研究成果
對於一台擺鍾又能說些什麼呢?對於一台擺鍾來說,室溫實際上就等於零度。這就是它為什麼是「動力學地」工作的理由。你如果把它冷卻,它還是一樣地繼續進行工作(假如你已經洗清了所有的油漬)!可是,你如果把它加熱,加熱到室溫之上,它就不再繼續工作了,因為它最後將要熔化了。
看上去這似乎是無關緊要的,不過,我認為它確實是擊中了要害。鍾表裝置是能夠「動力學地」工作的,因為它是固體構成的,這些固體靠倫敦-海特勒力而保持著一定的形狀,在常溫下這種力足以避免熱運動的無序趨向。
我認為現在有必要再講幾句話,來揭示鍾表裝置同有機體之間的相似點,簡單而又唯一的相似點就是後者也是依靠一種固體--構成遺傳物質的非周期性具體--而大大地擺脫了熱運動的無序。可是,請不要指責我把染色體纖維稱為「有機的機器的齒輪」--這個比喻,至少不是沒有深奧的物理學理論作為依據的。
最明顯的特點是:第一,齒輪在一個多細胞有機體里奇妙的分布,這點我在第64節中曾作了詩一般的描述;其次,這種單個的齒輪不是粗糙的人工製品,而是沿著上帝的量子力學的路線完成的最精美的傑作。