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生物技术和生命科学

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生物技术和生命科学

生物技术和生命科学范文第1篇

二、生命科学与技术研究方向:

1.微生物分子生物学。

2.环境污染处理与修复。

3.微生物制药。

4.中药微生物技术

5.农副产品微生物深加工 。

6.生物能源。

生物技术和生命科学范文第2篇

[关键词]生物产业 生物经济 三次产业 融合

一、生物经济与三次产业融合

1. 生物经济的涵义

生物经济是指建立在生命科学和生物技术研发与应用基础之上,对生物资源进行合理配置及利用,以生产生物技术产品或提供服务,从而满足人类对健康、农业生产、食品加工、可再生资源或环保等方面需求,并形成具有相应规模的生物产业的经济,它是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的新的经济形态。这里需要特别强调,只有当生物产业达到相应规模,成为推动社会经济增长的主导或支柱产业时,世界将真正步入生物经济成熟阶段。

2. 三次产业的划分

在世界经济发展史上,人类经济活动的发展有三个阶段:第一阶段即初级阶段,人类的主要活动是农业和畜牧业;第二阶段开始于英国工业革命,以机器大工业的迅速发展为标志,纺织、钢铁及机器等制造业迅速崛起和发展;第三阶段开始于20世纪初,大量的资本和劳动力流入非物质生产部门。新西兰经济学家费歇尔将处于第一阶段的产业称为第一产业,处于第二阶段的产业称为第二产业,处于第三阶段的产业称为第三产业。

我国的三次产业划分是:第一产业:农业(包括种植业、林业、牧业、副业和渔业);第二产业:工业(包括采掘工业、制造业、自来水、电力、蒸汽、热水、煤气)和建筑业。第三产业:除第一、第二产业以外的其他各业。

3. 产业融合

产业融合是指不同产业或同一产业内的不同行业在技术创新与放松管制的基础上相互交叉、相互渗透,逐渐融合为一体,形成新产业形态的动态发展过程。主要包括高新技术产业对传统产业的渗透融合、产业间的延伸融合与产业内部的重组融合三种方式,通过这三种方式,各产业间的边界特征开始逐渐模糊或消失,新产品、新服务乃至新产业不断产生。

二、发达国家生物经济发展的三次产业融合模式考察

经过我们初步的研究考察,发现发达国家有强大生命力和竞争力的大型生物技术公司都有一个共同规律,即在发展初期就高度重视生物产业中的农业、工业与现代服务业的兼容性。

诺华公司(Novartis)是世界上最著名的生命科学公司之一,最初由瑞士巴塞尔负责化学和制药业务的两家公司于1996年合并而成,业务领域涉及工业与农业。1998年12月开始,总裁兼CEO丹尼尔•瓦塞拉领导诺华公司在制药和作物防病及种子业务上,采取以产易股、重组、合并和收购等方式,汇集竞争需要的混合资产,和世界上其它几家大的生命科学公司展开全面竞争,取得了领先地位。

诺华作为生物产业的领导者,1982年率先展示了首个“转基因”植物,引发了世界抗虫和耐受杀虫剂转基因植物及制种的研究热潮。1995年,孟山都公司(Monsanto)推出了第一个商品化的转基因产品,诺华紧随其后,1996年推出了自己的转基因植物和种子,证实了自己在生物产业的顶尖地位。诺华公司认为,生命科学创造的大部分价值来自不同产业领域的联合,例如制药、营养品和种子等。要获取更大收益,就要在不同的产业领域之间进行广泛融合交叉。诺华的生物学家提出,随着生命科学的进展和基因组计划的实现,会出现3种类型的转基因产品,第一种类型为提高相关抗性的转基因植物及种子,如抗寒、抗旱、抗盐碱及抗病等;第二种类型为增加特定商品性的转基因植物及种子,如高蛋白、高油脂含量;第三种类型为植物生物反应器,即将植物作为制造化合物的工厂,使用由阳光提供能源并且不会释放污染物的基因工程植物来取代消耗能源并产生污染的工厂。瓦塞拉认为,生命科学不仅具有改变种子生物学属性和植物保护产业的潜力,而且还具有改变制药和营养产业,模糊食物和药物之间界限的潜力,使人们能够制造出对健康有明显益处的‘功能性’食品。

“在众多的高新技术中,现代生物技术产业是典型的创新驱动型产业,现代生物科技发展日新月异,创新速度加快,产业化周期缩短;生物技术创新与产业发展互动,推动产业升级和新兴产业崛起”。生物产业具有典型的高技术产业特征,科研开发实力直接决定了企业的生存和发展,因此,生物产业的一、二产业纷纷成立自己的研发中心,加大技术研发的投入,使生物技术产业的一、二产业和三产业融为一体的发展趋势日益成为普遍的现实。

随着研发费用的巨额投入和研发成本的飞速增长,全球生物技术外包研发服务公司(CRO)蓬勃发展,世界很多大的生物企业纷纷将自己的研发业务转移,转向企业外部更加专业化的公司提供的资源生产和专门服务。企业由专业化的角度出发,将一些原来属于企业内部的部门转移出去变为独立经营单位,或者直接取消由原来企业内部提供的资源或生产服务。特别是这次世界金融危机的暴发,为了降低成本,发达国家加快了生物产业合同研发、合同生产等外包服务的步伐。当今世界,制造业和服务业的融合已从原来的只互为包含某些制造和服务环节的最初形态,发展成为制造和服务业浑然一体阶段,一批融合了二、三产业的生产业开始成为发达国家的支柱产业。

“目前,全球从事生物技术特别是生物制药的特殊专业外包生产机构(CMO)大约有70―80家,排名前20名的厂家约占市场份额的60%,其中大部分是从事微生物发酵、哺乳类动物细胞陪养、基因转化及制剂外包的特殊专业外包公司,像Lonza.DSM .Catalytics .Laportate等都是承接有关生物技术生产外包的大型跨国公司”。

跨国公司在竞争的压力下,纷纷将很多研发业务委托给专业的外包研发服务公司,达到缩短研发周期,增强产品竞争力的目的,全球生物技术外包研发服务公司(CRO)发展迅速,研发外包业务逐年增加,CRO的市场增速高于CMO。据Frost & Sullivan的研究资料,“全球制药产业技术外包服务市场规模,2001年达到98亿美元,2005年达到163亿美元,2001―2005年复合增长率约13.7%。据Frost & Sullivan的最新数据,2005年全球研发外包市场约为187亿美元。

三、我国发展生物经济三次产业融合模式的现状与启示

2007年4月,国务院办公厅转发了“生物产业发展‘十一五’规划”,首次将生物产业作为国民经济战略性产业进行重点部署,提出了重点发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保、生物服务等新兴生物领域,把生物产业培育成为高技术领域的支柱产业和国民经济的主导产业。

目前,我们国家的生物技术公司大都是单一经营,很少有同时经营生物医药和生物农业业务的公司,企业规模相对较小。随着生物技术的发展,医药、保健品、食品特别是功能性食品的界限趋于模糊,在以人类健康为基础的产业中,生物农业和生物医药甚至以植物为原料的生物能源、生物质材料形成密不可分的大的产业链。诺华等国际航母级公司在生物医药和生物农业业务上交叉融合,共同发展,以获取更大效益的发展模式值得我国学习借鉴。如果我国的大学、科研机构,特别是目前大量存在的单一生物医药、生物种子、生物饲料、生物农药、生物肥料等公司认识到国际大的生命科学公司的产业综合交叉发展生物产业经验,一定会使我国的生物产业走上良性发展道路。

随着生物产业的快速发展,全球的生物制药研发外包有加快发展之势,跨国公司这方面的业务也加快向我国转移,特别是向我国有良好外部发展环境和有技术创新能力的国家生物产业基地转移,成为风险投资的热点地区和热点行业。如我国北京、上海的生物产业基地生物医药外包业务快速增长,据统计,2004年上海浦东新区生物医药外包服务业务实现产值2.2亿,到2007年,生物医药研发外包企业从29家增加到53家,前三个季度实现产值就达7.5亿。在北京国家生物产业基地,中国生物技术外包服务联盟(AIIiance of Biotech Outsourcing China, ABO)整合了包况北京诺赛基因组研究中心有限公司、北京华大基因研究中心以及国家药物安全评测中心在内的16家生物科技外包服务商,提供从新药研发、临床研究、临床试验到登记和签约生产的“一站式合作研究服务”,2007年生物医药研究外包服务的收入达到4000万美元,与2006年比几乎翻了一番。上海药明康德公司在纽约证交易所成功上市,并被评为“纽约交易所首次公开募股最佳表现五强”之一;上海国家生物产业基地的研发外包公司睿智化学和开拓者化学,受到美国资本运营公司得克萨斯太平洋集团(Texas Pacific Group, 简称TPG)青睐。这些发展成果,反映了我国的医药研发外包服务业在国际生物医药分工中的地位正在逐步提高。

另外,生物经济的第三产业还体现在遗传服务业上,它不是以追求高新技术为目的,而是把基因组学研究所提供的数据和技术转变为在社会的各个层面中的应用。生物产业中的遗传服务业,是一个新兴产业,“经典的‘遗传服务’是指人类疾病的遗传检测和遗传筛选,而生物经济的‘第三产业’,遗传服务已从医学领域走向社会的各个方面,如国家安全、社会安全、知识产权保护以至社会关爱,为社会发展与生活质量提高而提出的各种需要提供的各种各样的专业”。

遗传服务产业是以海量的基因组数据为主要支撑,所以这个产业具有牢固的发展基础。因此它将带动其它产业的发展,促进生物经济的第一、二、三产业的融合。可以通过带动与遗传服务相关的制造业发展,我国的遗传服务起步不晚,所以常用的国产化仪器及其它很多辅助用品、常用试剂等都可满足需要,对于自动化和科技创新有很好的基础。同时,市场的扩大和产业的发展又进一步促进了科学研究。

发展遗传服务产业应该注意的问题:(1)产业政策,遗传服务与其它产业比有很多独有的新特点,并涉及社会、经济众多部门。确定对该产业的支持政策特别重要。遗传服务一般是以民间的独立的企业为主,特别是它关系到国家和社会的安全,因此,需要国家层面的管理,如对实验室及从业人员和对所有服务项目与产品要进行严格的资格审查,严格审批制度。对于关键的试剂应该有标准和“批检”制度。同时,还要大力扶持国产设备、试剂的开发使用。对价格问题,要从市场角度,平衡公益事业和企业行为。对重要的保密问题要通过立法保护。(2)生命伦理问题,对中国签署的国际文件与规范必须遵守。建立参与人员的知情同意和知情选择制度,对遗传数据保密和保护。有关部门要建立伦理委员会(IBC),讨论审批有关项目,并向律师咨询,既要开展民众的讨论,又要在决策时果断。(3)加强生命科学的教育和知识普及工作,民众对科学家和专业人士的了解和信任是遗传服务产业发展的基础。通过民众通俗易懂的语言,普及生命科学知识,既要开拓服务空间,又不能诱导不必要的检测需求。要加大公益性消费引导力度,规范商业性消费引导行为。

参考文献:

[1] R.H.海伊斯等,生物制药业,中国人民大学出版社,2003年6月版:120

生物技术和生命科学范文第3篇

摘要:在现代生物技术课程教学中,树立以学生为主体的教学理念,进行启发式、互动式、研讨式教学,调动学生的积极性;利用现代化多媒体技术和教学工具,丰富课堂教学内容,取得了良好的教学效果。

关键词:现代生物技术;教学模式;教学方法

《现代生物技术》课程主要阐述生物工程的基本原理及基本方法以及生物技术在各个领域中的应用。现代生物技术是21世纪发展前景相当广阔的学科,也是理论和实践结合非常紧密的学科[1]。生命科学的实践性教学环节不仅是培养学生形成良好科学精神和科学方法等综合素质的重要途径,而且也是培养学生实践动手能力和创新思维能力的重要环节。在生物技术专业实验教学中,如何深化改革,构建科学合理、切实可行的实验教学创新体系,充分有效地提高学生的实践能力和创新能力,培养21世纪生命科学发展所需的高素质人才,是一个十分重要的问题[2]。笔者根据近年来从事《现代生物技术》课程教学的经验进行了简要的总结。

一、树立以学生为主体的教学理念

要真正使教学有利于学生创新精神和创新能力的培养,教师首先必须摒弃以教师为中心和单纯以验证知识为目标的教学观念,树立以学生为中心和以“创新”为目标的新型教学理念,构建以学生为主体、师生关系和谐、教学氛围民主、学生积极参与的教学模式[3]。在教学中,教师注重采用提问、故意设置教学障碍让学生解决或以专题讨论等启发式、互动式、研讨式教学方法调动学生学习的积极性,引导学生主动思考学习[4],培养学生的创新思维能力和分析问题、解决问题的能力,教学效果十分显著。

二、利用现代化多媒体技术和教学工具,形象生动地进行教学

生物技术本身是一门较为抽象的课程,因此在授课时,采用了集图、文、声于一体的多媒体教学模式[5],将生物技术种类繁多、操作过程复杂的特点图片化、直观化、形象化,使教学特色更加绚丽多彩,激发起学生的学习热情,教学效果更加突出[6]。如在细胞工程教学部分,给学生播放“花卉组织培养技术”、“动物细胞培养技术”等视频资料,使学生爱看易懂,印象深刻,从而加深对授课内容的理解,也能弥补不能亲自动手操作的遗憾。

三、密切联系实际,丰富课堂教学内容

生物技术是生命科学的前沿和尖端学科,新发展、新技术、新成果层出不穷,这就要求教师查阅大量文献资料,不断更新知识,才能紧跟学科前沿,把握学科发展动态[7]。将生物技术最新成果引人教学当中,能够丰富课堂教学内容,使学生了解和掌握最新生物技术,拓展学生的知识面,并提高其创新思维能力和解决科学难题的能力。

四、结合实验科研,实践引导学生学习

一是对生命科学实验课教学计划进行整合与优化,改革与更新实验教学内容。其中最重要的是减少验证性实验,增加实用性实验,突出创新性实验。要全力设计并推出一批新颖的探究性实验项目。实验项目的设计要注重培养学生的创新思维,将验证性实验改进为探究性实验,努力激发学生的求知欲,培养其对生命科学的学习兴趣和探索兴趣,引导他们对已有的学科知识进行再发现。

二是改革实验教学手段与方法,运用新的实验方法改进原有的传统实验,使传统的实验产生新的知识点。在实验教学中,教师宜提出一些富有创新的课题,让学生多方位、多角度地去思考,去探究,尽量让学生自己发现问题和解决问题。要启发学生大胆质疑、大胆假设,并根据客观事实辩证而缜密地分析问题,进而提出自己的见解,有所发现,有所创造[8]。教师还可利用学生对有关实验现象产生的好奇心,启发和引导他们对实验现象进行分析、推理、综合等。在实验教学中,注意经常鼓励学生不要因一两次错误而气馁,更不要因一两次失败而放弃,要耐心帮助他们认真分析实验错误或失败的成因,使之逐渐形成百折不挠的科学探索精神。在学生分组实验时,指导教师宜根据学生各自不同的能力特点,进行能力的最优组合,例如将分析能力强的学生与操作能力强的学生分为一组。这样既可实现能力的优势互补,又可培养学生的团队合作精神。此外,还可让具有一定实验能力的本科生参与教师的科研项目,让他们在真正的科研实验中得到锻炼和提高。此举一方面将理论和生产实践相结合,实现以科研促进教学;另一方面激发学生学习专业的兴趣和自豪感,鼓励学生积极向上。

总之,通过生物技术专业教学体系的探索与实践,深深地体会到实验教学需要认真思考和大量精力的投入,完善的理论——实验教学体系一定要从实践中来,又回到实践中去,才能成为学生终身受益的财富。在大学中更应该强调的观念是,“激励学生追求知识的热情重于传授知识本身,要培养学生善于提出问题的习惯。对现有证据、假设、概念提出的任何挑战,无论是否幼稚,都应该受到鼓励和认真对待”。

参考文献:

[1]韩新才.高校生物技术专业教学方法改革探索与实践[J].广东化工,2008,35(1):I18—120.

[2]薛永刚,樊建荣.高校课堂教学改革与创新人才培养[J].山西经济管理干部学院学报,2006,14(4):7 9.

[3]董志峰.互动式教学:高校课堂教学改革的突破口[J].甘肃政法学院学报,2002,4:88—91.

[4]魏晓鸣,云健,王巍.民族高校“高级语言程序设计”课教学改革[J].大连民族学院学报,2008,10(1):87—90.

[5]齐惠云.运用启发式教学提升自主学习能力[J].中国校外教育,2008,8:893.

[6]王磊,李艺.网络教学中的交互[J].中国电化教育,2001,l:48—51.

生物技术和生命科学范文第4篇

医学生物技术人才培养实验教学生物技术是一门涉及领域宽、涵盖范围广、基础性强的综合学科,是现代生物学发展并与相关学科交叉融合的产物。20世纪80年代以来,随着生命科学的迅猛发展,现代生物技术及其产业已成为世界经济发展的重要支柱,其原理和技术手段的更新速率也在不断加快,其中60%以上的成果应用在了医学领域,融合形成的医学生物技术成为现代生物技术中比重最大和取得成果最多的领域之一。随着医学生物技术专业的人员需求量的不断扩大,对人才综合素质的要求也在不断提升。为了加强学生实践能力和创新能力的培养,通过以下几个方面对医学生物技术实验教学方法进行了改革和实践,并取得了显著效果。

一、实验内容的选择

医学生物技术是由生命科学与医学交叉融合而成的新兴学科,在人才培养过程中,不仅要求学生掌握生物技术专业相关理论及实验知识,还要求学生有一定的医学知识储备。为此,在实验教学课程设置的过程中,着重突出了一些与现代医学相关的交叉前沿内容,如医学微生物、医学免疫、实验诊断、分子生物学检验技术、临床基础检验技术等,通过这些内容将理论与实践相结合,让学生了解到生物技术在医学领域的具体应用,同时通过对新技术的讲解与示范,进一步拓宽学生的思维视野,为今后的工作以及科研实验打下坚实的基础。

二、实验教学课程整合

生命科学是一门以实验为基础的自然科学,传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后,实验教学地位不明确,其内容大都为重复性验证实验,并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识,对于实际动手操作的重要性认识不足,并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此,我们尝试将实验教学内容进行整合,如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS-PAGE电泳”相联系,通过对实验课程的精心设计合理安排,不但将各门课程联系到一起,让学生对学到的知识形成体系,同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神,对实验课程的顺利推进,起到了良好的效果。

三、开放实验室

建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前,大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性,即实验课时间开放,其他时间不开放,或是根据教师的科研实验安排开放实验室,这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学,同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室,鼓励学生自主设计完成实验,从实验的准备到结果的分析,绝大多数工作都由学生自己完成,老师只为学生提供一些必要的建议,解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用,同时培养了学生分析解决问题的能力,并且让学生在自主设计实验的过程中,对所学知识进行更加深刻的理解,真正做到学以致用、用以促学、学用相长。

四、鼓励学生参与教师科研实验工作

生物技术和生命科学范文第5篇

关键词:化学 生命科学 生物科学

中图分类号:O-31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)10(c)-0164-02

众所周知,化学是自然科学的基础,它贯穿于人类活动与环境的相互作用之中,与能源、材料、环境和人类生活紧密相连。随着现代科学技术的发展,化学又渗透到与人类健康密切联系的生命科学领域,而成为21世纪最富有拓展力和生命力的科学领域之一[1]。因此,化学又被称为是生命科学的语言。

1 化学在传统学科中的地位

化学被称为“中心科学”,在“数理化天地生”六门传统科学中的占据重要地位。什么是“化学”呢?化学是自然科学的一种,是在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律,创造新物质的科学。

化学不仅是重要的基础科学之一,也是一门以实验为基础的科学。化学作为基础学科在自身快速的发展的同时,也推动了其他学科和技术的发展。例如,核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平,建立了分子生物学;对地球、月球和其他星体的化学成分的分析,得出了元素存在的规律,发现了星际空间有简单化合物的存在,为天体演化和现代宇宙学提供了实验资源,还丰富了自然辩证法的内容。在新物质的创新性研究中,要想得到精确的物质结构必须进行精准的化学实验。在我国古代,道家为寻求长生不老药炼制“不老仙丹”,甚至希望能“点石成金”,这些听起来似乎有些不可思议,但从理论上来讲,他们却成了研究物质化学变化的先驱。前人所用的研究方法即是“实验”法,只是限于当时科学和技术的发展水平,对物质组成的了解和实验技术的掌握尚不足,导致这些开创性的研究工作成为后人的“笑谈”。随着科技和人类认知的发展,作为我国四大发明的“火药”被发明。据记载,“火药”是炼丹的副产品。此外,陶器和玻璃的发明与制作都是古人在长期的生产活动中,利用化学反应进行的实践活动。著名化学家拉瓦锡,早在200多年前就用定量试验的方法测定了空气成分。这些在客观上为化学学科的建立积累了研究基础。

2 生命科学的研究范畴及发展前景

2l世纪是信息与生命科学的时代。那么,何为生命科学呢?生命科学是研究生命现象及其规律的科学。虽然至今学界对于生命的概念仍未有清楚的认识,但基本上,生命具有与化学成分同一性的特征,具备严整有序的结构,能够自我新陈代谢并产生应激性和运动等特征[2]。

就生命科学的起源而言,它并不是近代才产生的。在人类出现文明的初期,生命与非生命的差异就被人类认识到,并开始对生物进行观察、描述,留下了大量的材料。17世纪以前,由于科学技术水平的限制以及神学对人们思想的禁锢,古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到18世纪,伴随自然科学的发展,生物学的积累已经达到了一定程度,对生物进行分门别类的研究成为主要课题。19世纪,随着物理学和化学的发展,新技术被不断应用于生物研究,使生物学由描述性的学科发展成为实验性的学科。1838―1839年,德国植物学家施莱登和动物学家施旺分别通过对植物和动物细胞的研究,提出了细胞学说。这一学说的提出,使生命科学的研究由宏观水平深入到微观水平,对于揭示生命运动规律起到了不可估量的积极作用。1865年,遗传学的奠基人孟德尔发现了生物性状遗传的两个基本定律,标志着遗传学的诞生。20世纪初,美国遗传学家摩尔根在基因概念的基础上,进一步提出了基因定位于染色的基因学说,生物学的发展出现了质的飞跃。

到20世纪后半叶,生命科学在分子生物学领域取得了前所未有的突破。具体表现在学科分支细化和深化,各近代学科间的交叉加强,从而产生了一系列的边缘学科。如研究基因及其表达的分子遗传学,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等等。20世纪70年代以后,生物工程、克隆技术、PCR技术构成了现代生物技术的核心。

3 化学对生命科学的贡献

3.1 化学学科分类及研究内容

按照学科分类,现代化学包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学与高分子化学等五门学科。

无机化学研究的是除碳氢化合物之外的一切物质;有机化学研究的是所有的碳化合物;物理化学是应用物理的原理、方法研究化学的现象以便用数学的语言定量地描述化学的有关信息;分析化学是定性确定各种物质的组成、结构以及定量表示物质组分的含量;高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的学科,包括各种聚合反应理论,新的聚合和改性方法、高分子基团反应等。

3.2 化学对生命科学的贡献

3.2.1 无机化学与对生命科学的贡献

早期化学领域的研究无不是以无机化学为基础的。如法国的拉瓦锡、英国的玻意尔和道尔顿、俄国的门捷列夫等,他们的研究都是以无机物质的变化、反应和性质为研究对象的。20世纪发展起来的各化学理论也是从研究无机物质的结构和价键开始的。无机化学在自身发展的同时,与其他学科的交叉与融合进一步加强。无机化学与生命科学交叉使人们不仅仅关注技术配合物与生物大分子相互作用及其模拟,而且从活性分子、活体细胞和组织等多个层次研究无机物质与生命体相互作用的分子机理,热力学和动力学平衡、代谢过程,同时,更加关注生物启发的无机智能材料在生物体自修复、生物信息响应和传导及生物免疫体系构筑中应用的研究[3]。

3.2.2有机化学对生命科学的贡献

有机化学学科是现代科学技术的重要基础学科,并已渗透到生命科学领域。有机化学在揭示物质结构的本质的同时,促进了生命科学等相关学科和边缘学科的发展,同时,生命科学又为有机化学的发展提供了丰富的研究内容。生物的多样性使有机化学的研究充满了活力,有机分子的生物功能也充分反映了两学科之间的同源和紧密联系。20世纪60年代,我国科学家在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白质―― 牛胰岛素,随后80年代又合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸,这是在揭示生物体生命过程的化学本质上取得的重大成就。

20世纪后半期,复杂生命现象的研究进入分子水平。从DNA的双螺旋结构到人类基因组计划,有机化学的理论和方法在生命科学的发展中起了重要作用。美国著名生物化学家、诺贝尔生理学和医学奖获得者阿瑟・科恩伯格指出:“现今分子生物学的成就其实属于化学”,“生命实际上是一个化学过程”,“人类的形态和行为就如同它的起源,它与环境的相互作用和它的命运一样,都是由一系列各负其责的化学反应来决定的”。可见,有机化学在生命科学的发展过程中起着非常积极的作用。

3.2.3 生物化学对生命科学的贡献

19世纪以来,化学理论和技术介入到生物学领域,建立起“生物化学”这一新学科。生物化学是的主要任务是了解生物的化学组成和它们的化学活动。生物化学从早期对生物总体组成的研究,进展到对生物的各种组织和细胞成分的精确分析,使得生物学研究逐渐从宏观的描述水平深入到微观的分子水平,极大地促进了生物科学的发展。

生命科学基础研究中最活跃的前沿包括:生物化学和分子生物学、细胞生物学、发育生物学、神经生物学、免疫学、生态学。由这些前沿引伸出的核心问题的探索包括:生命的起源,物种和生态系统的进化,遗传发育及其在基因组和表观基因组层面的调控、蛋白质的分类、结构与功能、细胞信号转导行为与脑的认知等[4],这些核心问题都包含着急待解决的化学问题。生命科学和生物技术的研究与开发也成为了当今世界最为活跃的科技领域。

4 结语

生命活动的基础是生物体内物质分子运动,有学者认为可以“把生命理解成化学”。虽然,生命过程不能简单地还原为简单的化学过程,但研究生命过程的化学机理,从分子层次上来了解生命问题的本质,揭示生命运动的规律,将会对人类认识生命提供基础。作为本科学生,不仅要学习化学知识与技能,更重要的是通过学习过程训练科学方法和思维,培养科学精神和品德。

参考文献

[1] 杜琳珑,冯定坤,韦建前.生命科学与诺贝尔化学奖[J]. 黔南民族师范学院学报,2006(3):72-74.

[2] 谢放.中外文化发展历程[M].吉林:长春出版社,2013.