Ⅰ 生命科学方面近年来取得的成就有哪些
21世纪生命科学的研究进展和发展趋势 20世纪后半叶生命科学各领域所取得的巨大进展,特别是分子生物学的突破性成就,使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。很多科学家认为,在未来的自然科学中,生命科学将要成为带头学科,甚至预言21世纪是生物学世纪,虽然目前对这些论断还有不同看法,但勿庸置疑,在21世纪生命科学将继续蓬勃发展,生命科学对自然科学所起的巨大推动作用,决不亚于19世纪与20世纪上半叶的物理学。假如过去生命科学曾得益于引入物理学、化学和数学等学科的概念、方法与技术而得到长足的发展,那么,未来生命科学将以特有的方式向自然科学的其他学科进行积极的反馈与回报。当21世纪来临的时候,一些有远见的科学家、思想家与政治家将日益严重的诸多人类社会问题,如人口、地球环境、食物、资源与健康等重大问题的解决,莫不寄希望于生命科学与生物技术的进步。 2· 08·生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科 20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现,随后遗传信息传递“中心法则”的确立与DNA重组技术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化。分子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类基因组30亿个碱基对(遗传密码)的全序列,人体细胞约有10万个基因。人类基因组的“工作草图”迄今20%的测序已达99.99%的准确率和完成率,今后将要继续发现与阐明大量新的重要基因,诸如控制记忆与行为的基因,控制细胞衰老与程序性死亡的基因,新的癌基因与抑癌基因,以及与大量疾病有关的基因。将利用这些成果去为人类健康服务。 70年代后,分子生物学的发展,以基因工程为代表的生物工程的出现,生物技术通过对DNA链的精确切割与有目的地重组,使有目的地改良生物的性状与品质成为可能。迄今生物工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景,尽管还存在有不少争议的问题,但很有可能成为21世纪的新兴产业。 发育生物学将要快速地兴起,它将要回答无数科学家100多年来孜孜以求而未解决的重大课题,一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为结构与功能无比复杂的个体,阐明在个体发育中时空上有条不紊的程序控制机理,从而为人类彻底控制动植物生长、发育创造条件。 RNA分子既有遗传信息功能又有酶功能的发现,为数十年踏步不前的难题“生命如何起源”的解决提供了新的契机。在21世纪,人们还要试图在实验室人工合成生命体。人们己有可能利用生物技术将保存在特殊环境中的古生物或冻干的尸体的DNA扩增,揭示其遗传密码,建立已绝灭生物的基因库,研究生物的进化与分类问题。 神经科学的崛起,预示着生命科学又一个高峰的来临。脑是含有1011细胞的无比复杂的高级结构体系,21世纪初从分子到行为水平的各个层次对脑功能的研究都将有重大突破,在阐明学习。记忆。思维。行为与感情机理等方面也将有重大进展。脑机能在理论上的进展将会促进新一代智能计算机的研制,这可能成为未来生命科学对自然科学与技术科学回报的最好例子。 生态学可能是最直接为人类生存环境服务并对国民经济持续与协调发展起重要作用的科学。生态学的理论与实践为中国三峡水库建设提供的决策依据就是一个例证。保护生物的多样性是当前生命科学最紧迫的任务之一。据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上绝灭,很多生物在没有被人类认识以前就已消亡,这对人类无疑是一种灾难。生态学与生物多样性保护与利用的研究成果将指导人类遵循自然规律积极保护自己生存环境,否则人类的物质文明与精神文明都要受到灾难性影响。 顺应生命科学迅速发展的形势,发达国家政府及一些国际组织先后提出了《国际地圈及生物圈计划》、《人类基因组作图与测序计划》、《人类前沿科学计划》、《脑的十年》及《生物多样性利用与保护研究》等投资巨大的生命科学研究计划。其中仅《人类基因组作图与测序计划》,一项预算就高达30亿美元。 由于生命科学的发展,人才的需求量激增,近年除越来越多的物理学家,化学家与技术科学家被吸引到生物学研究领域外,以美国为例,近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的占51%。优秀青年科学家流向生命科学前沿,这是21世纪生命科学欣欣向荣的动力与源泉。 2. 08. 2 21世纪初生命科学的重大分支学科和发展趋势 80年代有远见的生物学家把分子生物学(包括分子遗传学)、细胞生物学、神经生
Ⅱ 生命动力元素有哪些科研成果
生命来动力元素被院士团队鉴定为“自国内外首创、世界领先水平”,获得国家发明专利的产品
北京金山生态动力素制造有限公司,是生产“吉山动力素(天然生命动力元素)”及其系列产品的高新技术企业。董事长尹吉山从1993年开始,在两院院士“张宗祜”院士“卢耀如、谢学锦”的关心支持下研发“生命动力元素”。“生命动力元素”(学术名称:金属离子线性凝聚态磁化矿溶液),它取自天然无毒火成岩矿石,是采用高温注氧高新流变的抽溶技术获得的多元矿溶浓缩液,并经交变强磁场加以活化处理,在冲稀过程中进一步活化水的结构,形成富含20多种人体新陈代谢所必需的生命元素含水络合离子,它且具备高活性、高能态、多功能性,在生命的化学过程中起催化、激活的作用。产品主要用于补充人体必须的吉山动力素,从根本上改善人体的健康。1999年8月8日“吉山动力素(天然生命动力元素)”通过的国家级科技成果鉴定,被誉为“国内外首创、世界领先水平”的产品,2004年获得国家发明专利。
Ⅲ 生命起源的重大成就
1.从无机小分子物质生成有机小分子物质
原料:原始大气中的各种成分。
能量:大自然不断产生的含有极高能量的宇宙射线、强烈的紫外线和频繁的闪电等。
1953年,美国芝加哥大学的学者米勒及其助手在实验室内首次模拟原始地球在雷呜闪电下将原始大气合成小分子有机物的过程。米勒等人设计的火花放电装置如课本的图中所示。他首先把200毫升水加入到500毫升的烧瓶中,抽出空气,然后模拟原始大气成分通入甲烷、氨、氢等混合气体。将入口玻璃管熔化封闭,然后把烧瓶内的水煮沸,使水蒸气驱动混合气体在玻璃管内流动,进入容积为5升的烧瓶中,并在其中连续进行火花放电7天,模拟原始地球条件下的闪电现象,再经冷凝器冷却后,产生的物质沉积在U型管中,结果得到20种小分子有机化合物,其中有11种氨基酸。这11种氨基酸中,有4种氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸,是天然蛋白质中所含有的。
继米勒的工作后,不少学者利用多种能源(如火花放电、紫外线、冲击波、丙种射线、电子束或加热)模拟原始地球大气成分,均先后合成了各种氨基酸,以及组成生物高分子的其他重要原料,如:嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸等。由此可以看出:在原始地球条件下,原始大气成分在一定能量的作用下,完全可以完成从无机物向简单有机物的转化。(需要说明的是:新近的发现已令有的人对此结论产生了一些怀疑。有的科学家认为,早期地球上的任何CH4、NH3和H2S都会迅速被紫外线辐射所分解,释放出的H2多数也会逃逸到太空中,根据目前的理论,早期大气的主要成分是水蒸汽、CO2、CO、N2等气体,可能还有一些游离氢。)
由于火山爆发的同时,使地壳不断地隆起或下陷,形成了山峰或低地,后来,当地表温度下降后,散布在原始大气里的、达到饱和状态的水蒸气遇冷形成雨水而下降,流到低地就形成原始海洋。氨基酸等小分子有机物经雨水作用最后汇集在原始海洋中,日久天长,不断积累,使原始海洋含有了丰富的氨基酸、核苷酸、单糖等有机物,为生命的诞生准备了必要的物质条件。
2.化学进化过程的第二阶段:从有机小分子物质形成有机高分子物质
原始海洋中的氨基酸、核苷酸、单糖、嘌呤、嘧啶等有机小分子物质经过极其漫长的积累和相互作用,在适当条件下,一些氨基酸通过缩合作用形成原始的蛋白质分子,核苷酸则通过聚合作用形成原始的核酸分子。生命活动的主要体现者——原始的蛋白质和核酸的出现意味着生命从此有了重要的物质基础。
美国学者福克斯认为,原始海洋中的氨基酸可能被冲洗到火山附近等温度高于水沸点的热地区,它们在那里蒸发、干燥和聚合,产生的类蛋白又被冲回海洋,进一步发生其他反应。他在实验室内将多种纯氨基酸混合,在无水条件下加热至160—200℃,几小时后就得到具有某些天然蛋白质性质的类蛋白。(原始的蛋白质和核酸与现代生物中的蛋白质和核酸并不一样,它们又经过若干亿年的不断演变,以至结构越来越完善,功能越来越复杂,才形成像现在的蛋白质和核酸的高分子化合物。)以后又有人模拟原始地球条件,用核苷酸等小分子有机物合成类似天然核酸的物质。
3.化学进化过程的第三个阶段:从有机高分子物质组成多分子体系
以原始蛋白质和核酸为主要成分的高分子有机物,在原始海洋中经过漫长的积累、浓缩、凝集而形成“小滴”,这种“小滴”不溶于水,被称为团聚体或微粒体。它们漂浮在原始海洋中,与海水之间自然形成了一层最原始的界膜,与周围的原始海洋环境分隔开,从而构成具有一定形状的、独立的体系。这种独立的多分子体系能够从周围海洋中吸收物质来扩充和建造自己,同时又能把小滴里面的“废物”排出去,这样就具有了原始的物质交换作用而成为原始生命的萌芽,这是生命起源化学进化过程中的一个很重要的阶段。但这时还不具备生命,因为它还没有真正的新陈代谢和繁殖等生命的基本特征。
团聚体假说 这一假说是由原苏联学者奥巴林提出的。奥巴林等人把均匀、透明的白明胶(一种动物蛋白质)的水溶液与阿拉伯胶(一种多糖)的水溶液混合在一起。用显微镜观察,可以看到:原来均匀、透明的胶体溶液变得浑浊了,继而出现了具有明显界膜的小滴,奥巴林把这种小滴称为团聚体。由于发现这种团聚体可以表现出合成、分解、生长等生命现象,奥巴林等人认为团聚体可能是原始生命形成过程的一个重要阶段。
微球体假说 这一假说是由美国学者富克斯提出的。福克斯等人把酸性的类蛋白物质用1%的NaCl 溶液稀释经加热、溶解、冷却以后,放在显微镜下观察,发现了溶液中有无数的球状小体。福克斯称它为类蛋白微球体。
微球体能保持结构的稳定性,具有双层的界膜,通过这个界膜,微球体能够与周围环境进行有选择性的物质交换。它们在高渗透压的溶液中收缩,在低渗透压的溶液中膨胀。福克斯认为,微球体就是最初的多分子体系。
4.化学进化过程的第四个阶段:从多分子体系演变为原始生命
具有多分子体系特点的小滴漂浮在原始海洋中,经历了更加漫长的时间,不断演变,特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用,其中一些多分子体系的结构和功能不断地发展,终于形成了能把同化作用和异化作用统一于一体的、具有原始的新陈代谢作用并能进行繁殖的原始生命。
这是生命起源过程中最复杂、最有决定意义的阶段,它直接涉及到原始生命的发生,是一个飞跃,一个质变阶段。所以,这一阶段的演变过程是生命起源的关键,但目前仅仅是推测,如果能得到证实并能进行模拟的话,那么就意味着能人工合成生命,这将是生命科学上一个重大的突破。
1965年,我国科学工作者首次人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,这是一种比较简单的蛋白质分子,分子量约为6000,由51个氨基酸、两条肽链(分别为21肽和30肽)组成,这在当时远远超过国际水平。1981年,我国科学工作者又人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸,这是一种RNA,是酵母菌在合成蛋白质时,专门用来运送丙氨酸到核糖体上的t-RNA。它的分子量为26000,比牛胰岛素的分子量约大4倍,结构也复杂得多。结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸的人工合成,对生命起源化学进化过程第二阶段的研究有着重要的意义,它反映了我国在探索生命起源问题上所取得的重大成就。
原始海洋是地球上最初产生的有机物的汇总场所,有机高分子的形成,多分子体系的组成,以及原始生命的诞生都是在原始海洋中进行的,而海水能阻止强烈的紫外线对原始生命的破坏杀伤作用。所以说,原始海洋是生命的摇篮。
(1)原始生命虽然具有原始的新陈代谢作用,但其结构十分简单,不可能具有进行光合作用的结构和条件,而只能以原始海洋中已经存在的各种有机物作为营养物质,所以其同化方式应该是异养型。原始大气成分中没有氧气,因此其异化方式只可能是厌氧型。所以,原始生命的代谢类型最大可能为异养厌氧型。
(2)生命在地球上的出现是原始地球条件和各种物质相互作用的结果,在现今的地球条件下,作为生命起源的基本条件已不存在了。随着地球上最早的能进行光合作用的原始藻类(如蓝藻)和以后绿色植物的出现,现代大气已成为含氧丰富的氧化性大气,而不再是生命起源所必需的还原性大气。现今地球的大气层中有臭氧层阻挡了大部分的紫外线,没有了强烈的太阳辐射,也没有频繁的闪电,地球的温度也降低了,把无机物合成为有机物必需的自然界的高能作用已不复存在。另外,也不再有含丰富有机物、含盐量极少的原始海洋那样的环境。现在的地球上由于存在大量的游离氧(可以氧化有机物)和微生物(可以分解有机物)各种有机物不可能像在原始海洋中那样长期保存和积累。因此,在现在的地球环境条件下,是不可能再产生新的原始生命的。正因为地球上不会有新的生命起源,现在地球上生物若灭绝一种,就永远地消失,一去不复返。因此保护环境,保护生物,尤其保护珍稀的野生动植物资源是当务之急。
Ⅳ 21世纪生命科学领域三大重大成就
人类基因组计划,干细胞研究,克隆技术的发展。
虽然人类基因组计划是20世纪提出的,但它是21世纪完成的。
(4)生命的成果扩展阅读:
生命科学研究意义
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。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。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。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。
Ⅳ 1975年后科学家对“其它星球是否存在生命”的研究成果
在浩瀚无限的宇宙中,外星生命及高级生命肯定是存在的。但是目前人类还没有真正发现外星人的迹象。一些媒体上报道的外星人新闻都是无法证实的虚假消息。对于宇宙之谜,外星生命之谜,今后需要人类继续不断的探索研究和发现。
Ⅵ 1975年以后人类探索宇宙是否有生命存在 的成果
到目前为止毫无进展。或者说是没有探索到任何有力的证据能证明宇宙还有非地球外的生命。
Ⅶ 生命科学方面近年来取得的成就有哪些
生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科
20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现,随后遗传信息传递“中心法则”的确立与DNA重组技术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化.分子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类基因组30亿个碱基对(遗传密码)的全序列,人体细胞约有10万个基因.人类基因组的“工作草图”迄今20%的测序已达99.99%的准确率和完成率,今后将要继续发现与阐明大量新的重要基因,诸如控制记忆与行为的基因,控制细胞衰老与程序性死亡的基因,新的癌基因与抑癌基因,以及与大量疾病有关的基因.将利用这些成果去为人类健康服务.
Ⅷ 近代生命科学的成果,这些成果出现的原因是什么
很多 抗生素等 血型
Ⅸ 生命科学领域的 最新研究成果
对于一台摆钟又能说些什么呢?对于一台摆钟来说,室温实际上就等于零度。这就是它为什么是“动力学地”工作的理由。你如果把它冷却,它还是一样地继续进行工作(假如你已经洗清了所有的油渍)!可是,你如果把它加热,加热到室温之上,它就不再继续工作了,因为它最后将要熔化了。
看上去这似乎是无关紧要的,不过,我认为它确实是击中了要害。钟表装置是能够“动力学地”工作的,因为它是固体构成的,这些固体靠伦敦-海特勒力而保持着一定的形状,在常温下这种力足以避免热运动的无序趋向。
我认为现在有必要再讲几句话,来揭示钟表装置同有机体之间的相似点,简单而又唯一的相似点就是后者也是依靠一种固体--构成遗传物质的非周期性具体--而大大地摆脱了热运动的无序。可是,请不要指责我把染色体纤维称为“有机的机器的齿轮”--这个比喻,至少不是没有深奥的物理学理论作为依据的。
最明显的特点是:第一,齿轮在一个多细胞有机体里奇妙的分布,这点我在第64节中曾作了诗一般的描述;其次,这种单个的齿轮不是粗糙的人工制品,而是沿着上帝的量子力学的路线完成的最精美的杰作。