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生命科学发展史论文

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生命科学发展史论文

1.未知。2.外星文明在地球上的试验。3.由无机物进化而来,但是具体过程不清楚。

生命科学是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。下面是由我整理的生命科学学术论文,谢谢你的阅读。

有机化学与生命科学的关系

摘 要:有机化学在生命科学发展中起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用,它们有着密切的关系。本文从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。

关键词:有机化学;生命科学;关系

有机化学是生命科学的基础,有机化合物是构成生物体的主要物质,生物体中各种有机化合物的结构、性质以及它们在生物体内的的合成、分解、转化、代谢无不以有机化学为基础。有机化学产品正越来越多地应用于农业。如农药(杀虫剂、杀菌剂、除草剂)、植物生长调节剂、化肥、农膜等保证了农业生产;兽医药、饲料添加剂促进了畜牧业生产。要正确地使用,必须了解这些有机化合物的组成、性质和生理功能。但是,目前有些学校的生命科学专业越来约忽视有机化学课程,课时越来越少,这样对学生的进一步学习不利,比如生物化学、分子生物学等后续课程的学习。本文将从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。希望能引起从事生命科学专业人对有机化学的重视。

1. 有机化学的发展与生命科学有密切的关系

有机化学就其最初的意义而言,是生物物质的化学。1807年,J. F. Yon Berzilius首先把从活细胞中获得的化合物命名为有机化合物。那时人们对生命现象的本质还没有认识,因而便赋予有机化合物一种神秘的色彩,许多化学家认为有机物是不可能用人工的方法合成的,它们是“生命力”所创造的。但是1828年,F. Wohler从无机物氰酸铵制得了尿素,否定了关于“生命力”的假说,可以说是化学家第一次干预了生命科学。

随后有机化学的发展主要集中在有机物的结构研究和合成方法上,较少关心它们的生物功能。尽管如此,许多化学家的研究成果还是成为了生命科学发展过程的里程碑。比如,19世纪中叶,I. Pasteur关于左旋和右旋酒石酸经典式的研究,导致70年代Vanthof和LeBel碳原子四面体构型学说的建立,它是生命分子结构不对称性的基础。E. Fischer对碳水化合物立体化学和肽合成化学的贡献是这两大类重要的生命分子化学的奠基石。20世纪50年代,A. Todd建立的核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的化学结构,为Vatson-Crick DNA双螺旋结构的提出铺平了道路。60年代H. G. Khorana开创的磷酸二酯法合成寡核苷酸,不但证明了DNA上每三个碱基组成一个三联体密码子编码一个氨基酸从而提出了一套遗传密码,而且也开始了人工合成DNA的研究。化学家也将用化学小分子和化学工具研究生命体系。1985年H. Smith和K. Mullis发明了聚合酶链式反应(PCR)从而使分子生物学在技术上有了一个突破和飞跃。1988年SchrEiber在做靶向合成(TOS)天然产物FK506时发现FK506的结合蛋白FKBP12。1991年他们又利用小分子探针FK506和Cyclosporin发现他们可以抑制磷酸化酶神经组蛋白Calcineuin的活性。同时发现了可以生成FKBP-12-FK506神经组蛋白复合物和cyclophilin-cyclospolin-calcineulin的复合物。这些小分子同时与两个蛋白结合,而表现出的生物活性也是细胞内信号传导通路的分子基础。1992年,SchrEIber在美国《化学与工程新闻》发表了题为“用有机化学的原理探索细胞学”的论文,确信生命的过程就是生物体中化学变化过程[1-3]。

总之,有机化学理论上和实践上的成就为现代生物学的诞生和发展打下了坚实的基础。价键理论、构象学说、反应机理等成为解释生化反应的有力手段,蛋白质和核酸的组成和结构研究,顺序测定方法的建立,合成方法的创建,酶催化机制的研究,模拟酶的合成的化学模型的建立,小分子探针技术,单分子激发的技术,单分子操作的技术等重大成就,为现代生物学及生物技术开辟了道路。有机化学与生物问题的密切结合是推动生命科学发展的有力柱,也将人们对生命过程的了解提高到一个新的层次[4, 5]。

2. 一百多年来,有机化学的最高科学成果—— 诺贝尔化学奖综览

1901-2010年共110年,除去8年未授奖外,共授化学奖102项,其中有机化学方面得化学奖65项,占整个化学奖的63.7%。碳水化合物、光合作用得研究共8项;蛋白质、酶和核酸方面得研究共18项;甾族化合物、维生素和生物碱方面研究共8项;其它方面共31项。其中与生物相关的占34项。占有机化学的52.3%。由此可以看出有机化学与生命科学有着密不可分的关系。

3. 有机化学研究的任务与生命科学的关系

有机化学研究的主要任务是分离提纯、物理有机化学、合成。分离提纯即分离、提取自然界存在的各种有机物,测定它们的结构和性质,以便加以利用。物理有机化学是研究有机物结构与性质间的关系、反应经历的途径、影响反应的因素等,以便控制反应向我们需要的方向进行。合成是在确定了分子结构并对许多有机化合物的反应有相当了解的基础上,以由石油或煤焦油中取得的许多简单有机物为原料,通过各种反应,合成我们所需要的自然界存在的,或者自然界不存在的全新的有机物[6]。

3.1 有机化合物的分离提纯与生命科学

有机化学的分离提纯与生命科学的关系主要体现在两个方面,一是天然有机化学,二是分离与分析。

天然有机化学是研究动植物(包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物)及生物体内源性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘有生理活性的天然化合物,作为发展新药先导化合物,或者直接用于临床或为农业生产服务。天然有机化学的发展与国民经济有密切的联带关系,对于开发新型药物、新型农药至关重要。我国自然资源非常丰富,又有几千年传统防治疾病的经验积累,在我国大力发展天然有机化学的研究有着非常现实的意义。对内源性生理活性物质的发现及其生理活性研究,又开辟了天然有机化学研究的新领域。充分利用开发我国动植物资源包括海洋生物资源,努力开拓新的生理活性物质,为国民经济服务是天然有机化学的重要任务。

分离提纯和分析的紧密结合是有机分析的一大特点。在生命科学中也涉及到复杂系统的痕量或微量的有机物分离分析问题,比如生物活性物质的提取和分析等。气相色谱的发展是高效分离的突破口,而高效气相色谱和高效液相色谱是现代分离技术的基础。在气相色谱中新型高选择性的耐高温固定相(如手性固定相和异构体选择性分离的固定相)仍是比较活跃的研究领域。液相色谱中选择性色谱柱和选择性流动相

的应用发展是今后若干年中的主攻方面。细径柱的合理开发,多维色谱以及以色谱为主的系统分析网络将使复杂系统有机痕量物质的分离和分析跃上新的台阶。超临界流体色谱,包括毛细管柱超临界流体色谱是正在发展中的新技术。毛细管电泳是生命科学日益发展的情况下产生的新型的高效技术,在蛋白质和核酸的分离方面已显出极大的威力,是有很强发展活力的新领域。核磁共振波谱技术在谱仪性能和测量方法上有了巨大的进步,其中二维方法的发展已成为解决结构问题最主要的物理方法。NMR今后的发展趋势是如何得到更多的相关信息、简化图谱、提高检测灵敏度和发展三维核磁共振技术。质谱技术最突出的进步是新的解析电离技术的发展。随着接口技术的进步,联用技术的应用面更扩大,效果更为提高。这将使质谱成为生命科学中的一个崭新的研究手段。

3.2 物理有机化学与生命科学

物理有机化学主要是通过现代物理实验方法与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化学性能之间的关系,阐明有机化学的反应机理。生命科学中的物理有机化学研究,包括主——客体化学中的模拟酶催化反应,主体分子提供的微环境可控制反应,主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作用等都是具有重要理论意义的研究领域。量子有机化学由静态向动态方向的发展是当前物理有机化学的重要组成,分子力学方法在有机分子结构与构象的研究方面有着非常乐观的发展前景。我国化学家蒋锡夔院士等发表了题为“物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学的研究”的论文,提出了可用物理有机化学方法解决生命科学的难题。

3.3 有机合成与生命科学

有机合成也与生命科学有着密切的关系。在与生命科学的联系中,金属有机化学和元素有机化学是最为活跃的领域之一。比如,有机磷化合物在农药、医药、萃取剂等方面以及有机合成化学中都有重要的应用。开展有生物活性的有机磷化合物的研究,在生命科学研究中也具有极为重要的意义。近年生物有机硅化合物以及有机硅化合物在有机合成中的应用有新的迅速发展。在基础和应用基础研究方面,硅烯、硅宾、硅的3d空轨道化学和多硅烷的研究是当今有机硅化学重要研究课题。有机硅化合物在有机合成中特别在天然有机物的合成中占有重要的地位。

无论从有机化学的发展、有机化学的研究成果和有机化学研究的任务来看,有机化学课程在生命科学中都起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用。因此在生命科学中要加强有机化学的学习。

[参考文献]

[1]SchrEiber SL. Using the principle of organic chemistry ti explore cell bidogy.C&E New,1992,70:22~ 32.

[2]周晓俊,吴晖. 有机化学与生命科学. 云南师范大学学报,1998,18(1):93-96.

[3]张礼和. 从生物有机化学到化学生物学. 化学进展,2004,16(2):313-318.

[4]朱光美,杜灿屏. 试谈生物有机化学研究的现状与展望. 大学化学,1994.9(4):6-8.

[5]吴毓林,陈耀叠. 探索有机体的奥秘—谈世纪交替时代的有机化学. 中国科学院院刊,1995,10(10):215-219.

[6]汪小兰,有机化学(第四版),高等教育出版社,2005,1-2.

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生命科学哲学(Philosophy Of Biological Science)是本世纪六七十年代兴起的一股科学哲学思潮,虽然它的兴起主要是以本世纪50年代以后生命科学的蓬勃发展为基础,但从事生命科学哲学研究的哲学家们并不局限于把他们的哲学看作是一门部门哲学,而是更进一步,把他们的哲学看作是科学哲学的新范式:一种与传统的根植于物理科学之上的科学哲学相对的新的科学哲学。因此,当代人们提到生命科学哲学就有两层含义。狭义地讲,生命科学哲学是关于生物学的哲学,主要研究生命的本质、生物学的理论结构、概念框架、一般方法等问题。换句话说,生命科学哲学就是关于生命的本体论、认识论和方法论的哲学学科。在此意义上,“生命科学哲学”即是“生物学哲学”,它是科学哲学的一个子学科。广义地讲,生命科学哲学是科学哲学的新思潮。传统的科学哲学究其根本,都是以物理科学(包括物理学和化学等学科)为根据的,所以新哲学家们把这种哲学称之为物理科学哲学(Philosophy Of Physical Science)。新哲学则主要是以生命科学为基础而又兼顾物理科学。所以为了突出新哲学与传统哲学的不同,一些哲学家把这种新哲学称之为生命科学哲学。 1 生命科学哲学兴起的背景自然科学是哲学的基础,任何一种哲学的产生都与当时的科学背景密切相关。近代科学是从1543年开始的,虽然这一年出版的两本伟大著作中的一本——维萨里的《人体的构造》是生物学的一个分支,可是其后的一百多年,生物学并没有突飞猛进的发展,而运动学和力学却首先得以快速发展。1687年,牛顿的《自然哲学的数学原理》出版,使经典力学这座宏伟大厦最终落成。此后,物理科学的其它学科也都先后发展起来并逐步成熟。与此相对,生物学在牛顿时代尚处于孕育时期,用恩格斯的话说就是“还处于搜集材料的阶段”,牛顿的物理革命在当时并没有引起生物学的革命性变革。生物学思想的重大革新是在19世纪和20世纪才开始产生的。因此,当科学哲学在17世纪和18世纪开始发展起来的时候,或者说,当培根、笛卡尔、莱布尼兹和康德论述科学和科学方法时,完全是以物理科学为基础的。在这种情况下,物理科学的思想和方法自然成了评判一切科学的标准,大多数哲学家理所当然地把物理科学看作是科学的标准范式,认为一旦理解了物理科学,就能理解其它任何科学。尽管早在19世纪中叶,达尔文就曾说过生物学的成就将会使哲学出现新繁盛,可是19世纪的科学哲学仍然完全根植于物理科学之中,不论是第一代实证主义(孔德)还是第二代实证主义(马赫),他们关于科学的本质,科学的理论结构和概念框架、科学方法等等的论述,完全是以经典物理学为依据的。进入20世纪,实证主义发展到了它的第三代——逻辑实证主义。正如提出这种理论的核心人物所说,逻辑实证主义主要依据的自然科学理论是数理逻辑和20世纪初诞生的相对论和量子力学。面对这种情况, 著名的生物学家和哲学家恩斯特·迈尔(ErnstMayr)不无遗憾地说:“自从伽利略、笛卡尔、牛顿以来直到20世纪中叶,科学哲学一直由逻辑学、数学和物理学所左右达数百年之久”( 〔2〕.piv)。然而,本世纪中叶以后,由于传统科学哲学的自身危机以及分子生物学革命和综合进化论的革新,使哲学家们开始转向对生物学的哲学概括,以便从生物学中找出科学的新范式,于是,有关生物学的哲学思考成为西方科学哲学讨论的一个最热点的领域之一。在这种讨论中,生物学哲学作为一门学科逐步成熟。我们先从传统科学哲学的危机谈起,传统科学哲学有三个主要的教条:一是分析命题和综合命题的区分,认为自然科学的命题是综合命题;第二是还原论,“即认为每一个有意义的陈述都等值于某种以指称直接经验的名词为基础的逻辑构造”;第三是演绎的解释理论,认为科学解释就是推理,一个需要解释的对象,只要它能从一些规律性陈述和一些前提条件中推导出来,它就得到了解释。其中第二点是逻辑实证主义的中心命题,这个命题换个说法就是认为,在科学中,观察(或经验)和理论是可以完全分开的,科学的本质就以经验为基础建立科学理论,科学理论的正确与否就是看它能否得到证实。奎因在《经验论的两个教条》中已对这种经验与理论的二分法以及第二个教条进行了批评。不过,决定性的批判则来自波普尔。波普尔认为,从逻辑的角度看,完全证实是不可能的,然而反过来,证伪却是可能的。由此,波普尔提出了证伪主义的科学纲领:科学的标志不在于它的可证实性,而在于它的可证伪性。由于波普尔的工作,科学哲学开始发生一个重大的转变:从研究科学理论的静态结构转向研究科学理论的历时结构。于是库恩的范式论、拉卡托斯的研究纲领方法论、费耶阿本德的无政府主义方法论等科学哲学理论相继出现,使传统的科学哲学出现严重的危机。我们再从生物学本身的发展看。自从1953年沃森(J.D.Watson)和克里克(F.H.C.Crick)认定DNA的双螺旋结构以来,生物学便跨进了飞速发展的新时代。短短十多年的时间,遗传密码就得以破译,基因的作用机理也弄清楚,遗传工程亦开始实施。同时,由于新知识的渗透和综合,生物学的一些古老的学科,如进化论、胚胎学、分类学等也面貌一新。一时间,世界范围内出现了一股研究生物学的热潮,生物学成为继相对论和量子力学革命以来发展最快,成就最多的学科。生物学的这些革命性发展自然引起越来越多的哲学家对它的关注。他们或者利用生物学的成就重新评价以往科学哲学的适当性,或者从生物学中总结出独特的认识论、方法论和本体论问题。传统科学哲学的危机以及生物学的持续发展因此使生命科学哲学成为当代科学哲学研究中的最激动人心的领域。各种论文和论著大量涌现。1985年,在一些哲学家和生物学家的努力下,一本专门讨论生命科学哲学的杂志——《生物学与哲学》也在西方创刊。作为一股新的科学哲学思潮的生命科学哲学就是在70年代兴起的,在80年代和90年代,这门学科逐步成熟并不断发展。 2 自主论和分支论:当代生命科学哲学的两大派别近来西方出版的几乎所有生物学哲学的著作都以生物学在科学体系中占有什么位置,或者说生物学与物理科学相比有什么不同这个问题作为开篇。按照罗森伯格的说法,生物学和物理科学的关系问题是“生物学哲学的中心问题”。在此,我们可以换个说法,把这一问题看作是生物学哲学的基本问题,因为,第一,这一问题是任何一个生物学哲学家必须首先提出并要作出回答的问题。“生物学与其它自然科学是否不同和怎样不同是生物学哲学… …所面对的最突出、最明显、经常被提出、争议最多的问题”(〔3〕. P13)。第二,对这一问题的不同回答方式及结果,决定着生物学哲学讨论的几乎所有其它问题的回答方式及结果。生物学家和哲学家提出的有关生物学的逻辑的、认识论、本体论和方法论的较具体问题几乎都是围绕这一问题展开的,比如还原论与突现论的争论,关于社会生物学科学性争论,心身关系的争论等等都是如此。第三,对于生物学家和生物学哲学家来说,对这一问题的不同回答反映了他们对生物学应当前进的方向的不同看法。生物学的研究应当采取什么样的方法?未来生物学的重点在什么地方?对生物学和物理学关系问题的不同回答,直接关系到对这些问题的看法。关于生物学的地位或者说生物学与物理科学关系的争论一直在两对立的派别之间进行,这两个派别,一个可称之为分支论,一个可称之为自主论。分支论认为,生物学在原理和方法上与物理科学并没有什么不同,而且未来的研究到了一定的时候会将整个生物学还原为物理科学。与之相对,自主论则认为生物学理所当然地是一门自主的科学,因为它研究的对象、它的概念结构和方法论与物理科学根本不同。联系到前面提到的生命科学哲学兴起的背景,我们就可以看出,分支论和自主论实际上是对传统科学哲学危机和生物学迅速发展的两种不同的反映。从科学哲学的转折来看,本世纪五十年代后,由于波普尔的批判,科学哲学从逻辑实证主义走向与之相对的历史主义。然而,并不是所有的哲学家都在这种转折中追随波普尔、库恩等人放弃了实证主义,相反,有许多哲学家仍然坚持实证主义的基本原则,只是在细节上对实证主义作了不同程度的修改。 这些哲学家有人把他们称作后实证主义者(Postpositivist)。后实证主义的基本观点是:(1 )科学是通过建立越来越普遍的经实验验证并具有解释能力的经验概括发展的,这些经验概括进一步被组织到更普遍的理论中去以更加扩展和加深这些概括的解释的统一性和预言的精确性;(2 )科学解释就是要把被解释的对象归并到普遍的规律或定律之下,因此,任何科学都需要规律或定律或至少是可改进的概括;(3 )科学需要规律或定律还因为实践的预言和控制也是依据规律或定律做出的。没有规律或定律,不仅解释是不可能的,预言和控制就更不可能。(4)不同的学科有不同的发现、规律和理论,但所有这些发现、 规律和理论将最终组成一个连贯的理论阶梯,在这个理论阶梯中,可从最基本的物理学的理论和规律出发推演出所有其它学科的理论和规律,即所有的学科最终可统一于物理学。当然后实证主义的观点并不仅是我们所列的这些,但对我们的问题这已足够。很显然,后实证主义的这些观点只不过是对实证主义的进一步修正而已,它们的基础仍然是物理科学。在生物学的惊人发展面前,这样的关于科学本性的结论适合生物学吗?很显然,从生物学目前的状况看,它还不能立刻地,明显地满足后实证主义的描述。生物学目前还不象物理科学那样有许多简单、精确、相互联结并具有解释和预言能力的定律或规律;它的许多发现和描述语言与物理学和化学的发现和语言很少联系;它研究的模型系统的普遍性也是有限的。所有这些特征使它成为验证后实证主义科学哲学的很好的场所。这些不同是表面的、暂时的,还是本质的、永恒的呢?于是,在哲学家中间,生物学与物理学是否不同和怎样不同的问题,就变为生物学是否和怎样与后实证主义的哲学图景相符合的问题。回答相符合的哲学家,就竭力从生物学中寻找材料证明后实证主义哲学图景的普遍性,并竭力证明生物学与物理学的上述差别是暂时性的。回答不相符合的哲学家则相反,他们从生物学寻找材料反对后实证主义的哲学思想,并竭力表明,生物学与物理学差别是永远不会消失的。以上是分支论和自主论争论的哲学根源——后实证主义和反实证主义(antipositivism)。分支论和自主论的争论还有其科学自身发展的依据。本世纪中叶以后,生物学中最激动人心的事件就是分子生物学的革命。由于这一革命,生物学的许多现象都可根据DNA 分子的结构得到解释。分子生物学的成功使许多生物学家以及哲学家坚信,生物学的所有现象最终都可以根据它们组成部分的物理化学规律完全得到说明,物理学和化学的方法完全适合生物学研究。DNA 双螺旋结构发现者之一克里克就断言:“生物学当代运动的最终目标事实上就是根据物理学和有机化学解释生物学。对于这一点有很多理由。因为化学和物理学的相关部分……量子力学与我们关于化学的经验知识一起,表明能为我们提供建立生物学的确定性基础,这与牛顿力学……为比如机械工程提供基础是同样的方式。”(〔4〕.P10)物理学和化学之所以能为生物学提供一个“确定性基础,”在这些人看来,是因为生物体最终是由物理材料——运动中的分子和原子组成的。这些分子和原子在生物体中被聚集在不同的组织水平上,一些水平甚至能避开其它水平自主地活动,但是最终都是物理学和化学的产物。因而克里克说:“最终人们希望生物学的整体可根据比它低的水平进而正好从原子水平得到解释”。(〔4〕P.12)既然生物有机体可以从其组成部分的物理特性和化学特性得到解释,所以这些生物学家和哲学家继续断言,整个生物学最终将变为物理学和化学的一个分支。这些生物学家和哲学家就是我们所说的分支论者,概括起来,他们认为:“生物学最好能成为物理科学的一个分支,一个能够通过运用物理科学方法,现在特别是物理学和有机化学的方法发展的独立分支”。(〔3〕P16)他们把分子生物学作为用物理学和化学研究生物学的最成功的范例,因此,对他们来说,生物学的其余部分都应象分子生物学一样,主动地与物理化学靠近。目前,生物学和物理科学之间仍然存在着很大差别,有许多生命现象还不能用物理学和化学解释,但他们认为,随着生物学和物理学的发展,最终都可以用物理学和化学来解释。然而,除了分子生物学之外,群体遗传学、综合进化论、生态学、行为学、分类学等生物学学科在本世纪也得到了革命性发展,“都显示空前繁荣,茁壮成长”。这些学科都有其本身的词汇,方法论和概念结构,与其它学科特别是物理科学很少联系或只有最少的接触。因此,面对分支论的挑战,从事这些学科研究的生物学家以及从这些学科搜集材料的哲学家就认为,尽管物理学和化学方法在生物学研究中曾取得过振奋人心的成绩,但是物理学和化学的方法并不能完全适合生物学的主题内容。他们认为“生物学真正重要的目标以及获得这些目标的适当方法,与其它科学的目标和方法是如此不同,以致于生物学的理论和实践必须与物理学和理论实践保持持续的隔离。”(〔3〕.p16) 这些生物学家和哲学家就是自主论者。根据他们的观点,生物学追寻的是回答物理学不能回答的问题,因而生物学必须运用物理学提供不了的方法和手段,当然,生物学也可自由地借用物理学的理论和方法,但它不能仅仅简单地靠借用发展,它必须形成自己的方法。生物学运用物理学方法在某些方面能够取得成绩,但生物学若运用自己独立的方法则会取得更大更明显的成就。分支论与后实证主义的观点是一致的,但在自主论者看来,后实证主义从物理学中得出的科学图景对生物学来说是完全错误的。生物学当然是一门自主的学科,后实证主义那种建立在物理科学基础之上的科学统一观念会使生物学走向迷途,并阻碍生物学的快速发展。除了分子生物学以及宏观生物学自身研究特点、研究方法使一些人支持分支论、一些人支持自主论外,未来生物学研究的重点在哪一个方面,也是人们支持分支论或自主论的重要原因,或者说是动机。著名生物学家和哲学家恩斯特·迈尔曾说:“许多物理学家坚信全部生物学的见解都能归结为物理学的定律,这种情况使许多生物学家为了自卫而主张生物学的自主性,很自然,不只是物理学家,而且信奉本质论的哲学家也极力反对这种生物学的解放运动,但是这种解放运动在最近几十年不断增强了力量。物理科学的原则,理论和定律是不是能说明生物科学中的每件事呢?生物学至少部分的是不是自主的科学呢?对于这些问题的冷静讨论,由于物理科学和生物科学明显的对抗情绪,甚至是互相敌对的情绪,就成为非常困难的事情。许多人曾经想把各门科学分类排列,把数学(或者特别把几何学)规定为科学的皇后。在为争取各项荣誉如诺贝尔奖金、政府及大学的预算、职位以及在非科学家中的普遍声望的竞争中,这种对立变得非常表面化了”。(〔1〕.pp37—38) 从迈尔的话里我们可以看出,生物学家支持或反对生物学自主性的一个重要原因是为自己从事的职业的重要性作辩护。 3 争论问题的展开围绕“生物学和物理学是否不同和怎样不同这个基本问题,自主论和分支论展开了一系列的争论。从争论问题的普遍性程度看,主要有以下几个不同层次的问题:首先,最普遍的一个问题是生物学和物理学研究的目标或战略是否相同的问题。自主论认为,在生物学和物理学的基本研究战略中存在如下一个明显的差别:物理科学的解释框架是机械论的,而生物学的解释框架则是有目的的、目的论的或功能的。这里所说的机械论广义地说是指这样一种观点:一个系统的行为是通过它的组成部分的牛顿性质——位置和动量(或它们的其它替代量)决定的,一个机械(力学)系统的行为是该系统组成部分的位置和动量数值的数学函数。物理科学对其需要解释的现象都是通过扩展这些力学概念及建立这种数学函数解释的。生物学的解释框架则与此不同,主要是目的论的。这里所说的目的论是指通过寻求系统的目标、功能、需要来解释系统的行为。生物学在解释生物现象时不是通过寻求构成生命系统的力学行为来完成,而是通过发现整个系统以及它的组成部分服务的目标、功能或需要来解释。这就是说,生物学解释主要依靠的是对生物系统服务目标的正确辩别,而在物理科学中,没有目标、目的、功能、需要等概念的位置和空间。因此,生物学和物理科学研究的总体目标就不相同:一个通过把现象分解成它的组成部分的力学行为来解释,另一个则通过在一个给定的现象中辩别出一个功能网络来解释。在这种情况下,两个领域的基本研究战略就必然不同。分支论者也承认物理科学与生物科学在解释方式上存在这种差别,但与自主论者相反,他们认为这种差别是表面的,是可以排除的。争论的第二层次的问题是关于生物学和物理科学中理论的本性、数目和关系问题。物理科学的研究对象可区分出不同的层次,对不同层次对象的研究可形成不同的理论,发展出不同的学科分支。这些不同的学科分支和理论可能是独立研究、独立建立的,然而,在物理科学中已达到这样一种水平,不同层次的理论可以逻辑地、数学地整合在一起。力学、光学、热学、电磁学、量子力学、相对论以及化学键理论、化学动力学理论、平衡常数理论等,都如此紧紧地连结在一起,以致于我们可以把这些理论从更基本的到派生的加以分类,然后用基本的解释派生的,并且可以根据一个领域的理论新进展预测另一个领域理论发展的情况。相比之下,生物科学中的各种理论间的联系就没有这么紧密。进化论、遗传学、生态学、古生物学、胚胎学、发育学、生理学等等学科都有其自身的理论,但这些理论之间的联系,并不象物理科学那样可以形成演绎关系,可以数学地整合在一起。举例来说,进化论对生物学的地位,就象牛顿力学对物理学的地位一样重要,然而,它们的理论结构却大不一样。牛顿力学本身的定律可用数学公式表示,其定律之间可形成严密的推理关系,其理论体系可用公理化方法建立,而进化论的理论内容只能定性描述而不能数学化,尽管有人试图对进化论也作公理化处理。通过牛顿力学可以推演出物理科学其它领域的一系列理论,而通过自然选择理论却推不出比如分类学、古生物学、形态学、胚胎学、生态学、遗传学中的有关理论,尽管有人说自然选择理论统一了这些学科。面对生物科学与物理科学理论本性、数目和关系的这些差别,自主论认为,这反映了生物科学自身的独特特点,说明生物学是一门自主的科学,而分支论则认为这种差别是暂性的,这表明生物学在目前还不是一门特别完善的科学,随着生物学的发展,这种差别将最终消失。争论的第三层次的问题是关于生物学中是否存在规律以及规律的形式问题。一般说来,物理科学的理论是由一系列规律或定律经整合或演绎构成的。因此,传统科学哲学都把规律或定律看作是科学理论的象征,认为任何一门科学都应有自己独特的规律或定律。生命科学理论范式的形成,使一些人对此发生了怀疑。生物科学的理论是由规律或定律构成的吗?在当前的争论中,一些自主论者提出了否定意见,认为在生命科学中并不存在规律,他们认为规律或定律的观念是传统科学哲学的偏见,新哲学应摒弃这种偏见。生物学若没有规律,生物学如何存在和发展呢?这些人认为在生物科学的理论结构中概念起着中心地位,生物学的发展表现在概念含义的扩展和新概念的提出。不过,也有一些自主论者象分支论者一样承认生物学中存在规律,但他们同时又认为,这种规律是独特的,与物理科学的规律相比,不仅在内容上而且在形式上都是不同的。这些自主论者认为,物理科学的规律反映的是推挽式的(push—pull)因果机制一个在先的原因产生一个或多个结果,而生物学的规律描述的却是生物目标、目的或功能与为了得到它们的生物系统之间的关系。目标和它解释的行为之间的关系不是物理意义上的因果关系,因为在物理科学中,在后的目标不能解释产生它的事件,但在生物学中,先在事件是由目标解释的。因此,物理科学中的规律是因果性的,而生物科学中的规律则是功能性的或目的论的。反对这一点的分支论者长期以来一直试图分析自主论者所说的规律的意义,以便它们也能在非目的论的概括下被表达。分支论者认为,生命现象不过是物理现象的一个复杂的种类,所以对生物学现象的描述与对物理现象的描述就没有什么种类上或本质上的区别。对他们来说,目的论描述或者是物理规律的方便省略,或者是通向另外的用物理规律对生命现象作更精确的描述的中转站。争论的第四个层次的问题是关于一些只在生物学中出现而不在物理科学中出现的概念和语词的含义的争论。比如关于生物学和物理学研究战略差别的重大争论 目的论和因果关系的争论必然要涉及到一些概念,象“适合”、“适应”、“竞争”、“掠夺”、“拟态”等。在分子生物学中,人们毫无顾忌地使用象“识别”、“密码”、“错误”等概念。这些概念都是目的论的概念,在物理学中是不存在的。它们能被转译成没有目的论的概念吗?它们在生物学中的存在是否说明生物学有严重错误的内容?这些都是值得深入思考的问题。总之,围绕生物学哲学的基本问题,哲学家们在从整体研究纲领、目标直到个体概念四个不同层面的具体问题展开自己的讨论,这些问题即互相区别又互相联系,使生物学哲学从总体上既表现出内容上的多样性,又表现出统一性。

研究生命发展的论文

已经过去的20世纪是一个知识爆炸的历史时期。该世纪四五十年代,一门直接关系人类自身、人类生活的新学科— — 生命科学开始发轫,到70年代已成为当代热门学科,使广大自然科学和社会科学工作者不能不密切关注、积极参与。生命科学的崛起,豫于生物科学的突飞猛进,然而又不局限于生物科学范围。例如,研究生命运动的遗传学和分子生物学揭开了生命的奥秘,特别是生物遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)基因成分研究的突破,首例无性繁殖“多利 克隆羊的试验成功,以及安乐死问题在世界范围内的争论,都和社会科学有着千丝万缕的联系,从而生命科学不仅是当代自然科学发展的最大趋势,而且对人类的生命活动规律和现有生存方式产生巨大的影响。把握这种规律,认识这种影响,又势必成为社会科学专家学者的课题。生命哲学、生命伦理学、生命法学、生命美学等新学科,就是由生命的发展所拓展的当代社会科学新视野。一、生命哲学:对生命本身的哲理思考过去的哲学只关注人的社会或文化属性,而忽视人的自然生命属性,这就把人只看成是社会或文化的存在,投注意人因为有了自然生命存在而存在。生命科学启示我们,投有自然生命就投有一切,对人来说,第一宝贵的就是自己的自然生命,因此人应该认真思考,人怎样括着才符合生命的本性,才最有意义和最有价值?生命科学又启示我们,人的自然生命之所以能够存在,是因为有自然生命的能量即生命力存在,因此人活着如果符合生命的本性,就活得最有意义和最有价值,所以人应该激发、保持和加强生命的力度,使有限的生命具有无限的生命力。这种从生命科学引发而成的生命哲学,促使现代人辩证地对待自己的生命历程,既克服消极的悲观主义,又消除盲目的乐观主义;既怀有积极人世的人文主义精神,又不乏顺其自然的自然主义态度;既洋溢对生命限度的超越性,又充满对生命价值的创造性。生命哲学之所以能够从生命科学获得启示,原因盖出于对现代人自然生命态度和质量的忧虑。人们看到现实社会中,固然有不少人热爱生命,珍惜生命,甚至为他人生命的存在而奉献自己的生命,体现了最为辉煌的生命价值取向,但也有不少人为了满足声色犬马的生理刺激,追求灯红酒绿的官能满足,不 暗浪费生命,甚至为吸毒而摧残自己的生命,为贪财而毁灭他人的生命。人们还看到现代文明固然为现代人带来了福祉,但也带来了人类生存环境的破坏,使不少人产生了一种源于自然生命深层的忧患意识。此外,过于理性的社会和富裕的物质生活,又使不少人缘于自然生命底蕴的欲望和血性之气消弭,失去了个性的鲜亮的原生色泽,递减了生命力的自然形态的强度。因此,出于对现代人自然生命的深切关怀,生命哲学也就以唤醒生命、指导生命、强化生命为己任。生命哲学在获得以上所述生命科学启示的同时,又把这种启示和与生态学相互联系的生态哲学结合起来,研究人和自然的相互作用,成为一种引人注目的生态智慧。哲学不仅是古希腊人所说的极具活力的“爱智慧”的学问,而且哲学关注的智慧本来就是人生命中的能力和对生命的态度。生态智慧发现,人和自然相互作用,实际上就是人的生命和自然生命的相互作用;还认为人对自身生命的热爱和珍惜,首先要建立在热爱和珍惜自然生命的基础上。生态学的重要分支大地伦理学的奠基人莱奥波尔德指出,人只是自然有机体中不可分割的组成部分,其他生物和人一样都有自己的生态位和自身的内在价值,因此人类除了满足生机的需要外,没有权力缩减生命形式的丰富多样性。历史学家汤因比更在《人类与大地母亲》一书中提出警告:“如果生物圈不再能够作为生命的栖身之地,人类就将遭到种属灭绝的命运,所有其他生命形式也将遭受这种命运。”⋯生态智慧或生态哲学,作为一种生命哲学,决不是灰色的理论,而是人和自然亲和活动的产物。这在被人誉为世界哲学泰斗的挪威学者奥耐·聂斯的人生和学术经历中可以看得十分清楚。对聂斯来说,哲学不仅是一种爱智慧,而且是将智慧之爱付诸行动。他是一个著名的喜马拉雅山攀登者,长期生活在渡罗的海的一个小岛上,经常观察并惊叹海中物种的多样性和生命的丰富性。他在一个小木屋里构建他的生态智慧理论,满怀热情地引导人们走出这个充满生态危机的时代。他的“太我实现”观点认为全体生命有着内在联系,人类真正的成熟的心理发展应该是和所有生命合作,和谐相处,在一个“太我”中实现所有生命最大的潜在的价值。可见,由于生态智慧或生态哲学的参与,使具有坚实的科学性的生命哲学,又平添无限生机和活力= 、生命佗理学:对生命控制的道德观念生命科学特别是分子生物学的迅速发展,对传统社会模式不仅具有巨大的冲击力量,而且改变了传统社会价值观,提出了种种道德伦理理论,特别是使原有的生命道德问题空前复杂化尖锐化。为了研究与生命直接相关的包括医学中的伦理问题,探讨生命科学控制生命过程和生命质量的伦理原则,生命伦理学这一社会科学新学科应运而生。生命伦理学发轫于20世纪50年代,美国在1969年和1971年分别于纽约和华盛顿相继成立了生命伦理学研究机构,并分别出版《海斯区斯中心报告》和《医学与哲学杂志》,1978年肯尼迪研究所又编撰了《生命伦理学百科全书》,从而把这一学科推向各地,形成世界规模。近年来,生命伦理学研究又出现了几个热点,如英国爱丁堡罗斯林研究所的科研小组。首例无性繁殖绵羊“多利 克隆成功,引起了世界性的激烈反响。因为人们看到此项技术有可能应用于人而产生克隆人,从而造成生育模式的改变,人伦关系的模糊、性别比例的失调、人类基因的损害。又如世界各地许多人赞成安乐死,也有许多人反对,赞成者认为安乐死可以使病人免受疾病长期折磨的痛苦,因而符合人道主义精神。反对者认为安乐死违反了生命的神圣性和不可侵犯性,因而和传统道德规范冲突 由此又产生病人的安乐死自主决断是否应该成为实行主动安乐死道德上的充分理由的不同意见,因为这有可能出现医疗道德滑坡、护理质量降低情况,甚至使某些医护人员或病人家属的险恶用心得逞。再如,生命科学的基因诊断技术可以使得基因治疗成为可能,但也可能使人类丧失千万年来在繁衍过程中形成的多样化的遗传特性,从而人类基因库就失去生态平衡。而且这一技术在治疗“致病基因”时,又存在对基因遗传病人是否尊重个人的自主权、平等权和隐私权等原则分歧,因而有可能导致一些难以解决的社会问题。由于生命伦理学从人性出发,立足于人权,维护人的生命道德,因此它的研究是以人类生命权益为宗旨的。例如它为了提高人类生命质量,探讨自然、社会、环境和生命、生命权的关系;它还关怀人的生命结束时期,提出自然死、尊严死等伦理规范。为此,托马斯·比彻姆和詹姆斯·奇尔德雷斯在《生命伦理学原则》一书中,提出了自主、不伤害、行善、公正四条基本原则。对生命科学控制生命过程和生命质量的伦理研究是全球性的。在我国,也存在体外受精、试管婴儿、重组DNA、优生术、变性术、性别选择、器官移植、精神病遗传者的婚姻控制、精神病人的行为控制、残缺新生儿的地位和待遇、“植物人”护理,以及动物实验、植物保护、环境卫生等许多和伦理道德有关的问题。我国学者邱仁宗在1987年出版了《生命伦理学》专著,说明这一新学科在我国也引起了重视,但近十年来在新条件下的医护患关系、人体实验、康复医学等重大伦理问题在书中尚未涉及,又表明我国的生命伦理学研究还需要提高一个新的层次。 ·三、生命法学:对生命保护的法律意识“多利羊 克隆成功,成为全球热门话题,影响所及,法学界也闻风谋划因克隆而来的法律对策。其实,自生命科学诞生之时起,为生命立法的问题早就在有识之士的考虑中了。在20世纪7O年代,各国有关生命的立法,已至少涉及20多个方面,如精神卫生立法、生育和人123政策立法、医疗事故预防立法等等。现在,以基因工程、遗传工程为代表的现代生物技术已成为生命科学的主旋律,有人预言2l世纪是统一生物学世纪。将“生物一社会人”的生命科学研究,统一到科学规范和法律制度的轨道上,是生命法学的形成原因,也是生命科学对生命法学的巨大挑战。从DNA被发现到“人体阿波罗计划”,再到“多利羊”克隆成功,表明生命科学的发展越来越快,但也会引起很多麻烦。例如,人类基因工程中的DNA重组研究或实验活动,如果缺乏严格法律规则约束.有可能因科研人员违规操作或其他各种原因导致对人类的毁灭;对人类个体基因的检测与公开,有可能会侵犯个人隐私权;异常基因者的检测和公开,有可能受到社会各方面歧视;发现异常基因胎儿是否都要求孕妇中止妊娠;基因改变是否为新的民族主义创造技术条件;对基因疾病患者治疗是否有法律依据?又如,人体克隆技术的应用与发展,有可能混乱人与其克隆体的伦理关系和法律关系;为了延长或拯救人的生命,截取克隆人部分器官,是否会触犯杀人罪、伤害罪等刑法罪名;为了优化生殖生育功能、改善人类生命质量,通过基因选择、基因识别筛选后复{6j健康、有特定基因的克隆人,有可能改变人类固有的遗传性状.从而打破人类自然进化的运动规律,导致后天免疫力功能性匮乏等致命缺陷的潜伏与发生;人体克隆等复制技术应否设定法律禁区和如何设定?再如,利用遗传工程技术防治遗传病的医用研究,有无设定法律限制;生产人体器官替代品或人体有用物质,是否进行安全性、科学性、可行性的测试与论证;研制在人体中植人的“生物芯片 以调节、改善人体生命活动机能.是否设定符合有关法规的风险防范机{6j和严格操作规程;电子生物工程技术的研制、开发和应用,如何防止“人工智能”操作系统的失控而给人类带来某种伤害和灾难?以上所述.表明“寻求一个满足人类自然生命体未来发展要求的,且为科技发展、社会伦理标准与法律规则共同认可的法律制衡机制,这将成为今后生命法学研究的攻坚课题”。令人欣喜的是,生命法学研究在我国已经登堂人室。1997年6月,上海社会科学院法学研究所召开了上海市生命法学理论研讨会,会上宣布成立我国第一个“生命法学研究中心 。可以预见在不久的将来,这门充满生命力的新学科,在我国必然更加发扬光大。四 生命美学:对生命状态的审美观照古今中外哲人智者对生命状态大都重视,黑格尔更认为“自然美的顶峰是动物的生命”。但是,从美学角度对生命状态进行审视,并对生命美异乎寻常的关注,还是生命科学兴起之后的事。当代社会科技相当发达,物质文明程度很高,但生命状态不一定美轮美奂,甚至暴露出许多假恶丑的反审美倾向。自然界生物惨遭涂炭和锐减,已成不争之事实。但人们还是在杀戮野生动物,砍伐原始森林.以满足永无餍足的欲望。殊不知摧残自然界生物的生命.等于摧残人类自己的生命.人类已经无可奈何地遭到大自然的报复了。更严重的是现在人们生命力的弱化速度越来越快.生理健康和精神健康今非昔比,恐惧、焦灼等生命萎缩现象屡见不鲜.颓废、自虐等生命堕落现象触目惊心。近年来生命科学的欣欣向荣,使美学界人士深切感到社会生活中生命状态的反审美倾向再也不能任其泛滥了。他们发出重塑生命、还我生命的呼吁,渴求生命之树茁壮成长 生命之花灿烂开放、生命之火辉煌燃烧、生命之水欢畅流动。某些美学界精英人物还清醒地看到,长期以来我们的美学家在象牙之塔里陶醉于美学的空虚繁荣,没有对现实生活中由于一些人对生命的冷漠、欺和残暴所造成人生的不幸予以正视和关怀,于是美学成了一种于世无补的点缀。再有,我们的美学研究面虽然很广,但恰恰忽略了人类自身的生命活动,没有对生命意识、生命体验、生命创造进行美学的阐释。于是,我们的美学体系和教材虽然林林总总、蔚为大观,但难以在其中看到生命的绿色或剖伤,听到生命的呼喊或哭泣,嗅到生命的芬芳或霉味.魁摸到生命的欢跳或窒息。美学这种落后状况,比起生命科学的如火如荼,显得太不协调。于是-~-]以生命科学为参照系的生命美学悄然绽放,成为美学园地鲜艳夺目的奇葩。生命美学虽然和生命科学一样,关注人的生命现象,但是它不是像生命科学那样执着于生命的功利性和科学性,而是着眼于生命审美性和本体性。这也就是说,它对生命的审美现象和本质更感兴趣,在对形形色色生命状态的审美观照过程中,如我国学者所说的那样,。时肘顾念着人的现实历史境遇、顾念着人的生存意义、顾念着有限生命的超越,顾念着生命中无比神圣的东西 ,而且思索生命的终极追问、终极意义、终极价值,通过生命的存在实现生命的超越,因此,生命美学是一种研究人类生存方式与审美活动的关系, 以探索生命的存在与超越为旨归的美学”。Ⅱ顺便指出.美育作为一种运用美学原理进行审美活动的教育,也是美学的有机组成部分。由此,生命美育也是生命美学研究的对象。它一方面涉及生命的全过程,研究人类从受孕到死亡的审美现象和审美方法,指导人们如何进入审美的人生境界,因而和终身教育有密切的关系;另一方面有助于人的审美素质的形成,审美素质能够把人生的外在目的转化为内心的生命体验,使个体生命环境充满诗意,在提高生命质量的同时提高生活质量,因而又和素质教育有内在的联系。

写作思路:可以从自身发展以及社会行业发展来看待考研与就业的问题,中心要明确,语言要符合逻辑等等。

正文:

考研的主力军多为应届本科毕业生。许多学生在大学生活中认为自己并未学习到太多与专业相关的知识,还不具备当前就业单位对毕业生所要求的工作能力,或是对已经找到的工作还有诸多不满,因此他们不愿急于就业,想通过考研的方式,在校园中继续提升自己的综合素质,延缓择业就业的时间。这也是较多大学生选择考研的一个原因。

“研究生学历就是我们在求职时候的一块敲门砖。”在长安大学读研究生一年级的刘洋对记者说。两年前,刘洋本没有读研究生的打算,但大四求职时屡屡碰壁,他意识到了研究生学历的重要性,于是全力备考,在去年拿到了研究生录取通知书。

但刘洋的研究生同学马倩倩则是一心想走科研路。马倩倩来自该校化学工程与技术专业,她在本科阶段就觉得自己的知识还不够全面,因此选择继续读研究生,进入更高层次的学术殿堂,也更希望通过硕士研究生阶段的学习,获得博士研究生的教育资格。

根据中国教育在线网站调查显示,在选择研究生类别时,学生报考专业型硕士的意愿更高,达到56%。专业型硕士也成为研究生教育的主体。考生选择专业型硕士的原因,首先是可以获得更多专业技能,其次是由于难度低于学术型硕士,第三是因为学制时间短。

周明是陕西师范大学的一名非全日制研究生,本已经工作的他,去年又选择重返校园读研。“我来读研究生的原因很简单,工作了几年想要升职,但学历不够用,所以考了非全日制的研究生,多拿个学历,为以后做准备。”周明对记者说。

眼下,有的学生认为提高自己的学历层次,就能提高就业竞争力,于是在大学期间把考研作为唯一目标而选择考研;有的学生其实并不想读研究生,但受到“总归要有研究生学历”的影响而盲目跟从,导致读研就冲着一纸文凭而去。

西北大学研究生徐红晓对记者表示:“作为过来人,我还是建议大家不要先着急去盲目地选择考研或工作。要先找到适合自己的发展方向,结合行业状况、发展趋势以及就业形势进行综合分析,再确定是要考研还是工作。考研是否有利于就业,至今也没有一个明确的定论。不过有一点需要注意的是,不管是就业还是考研,都必须要摆正自己的心态,看清自己的位置。”考研这个过程十分枯燥,需要承受的压力也很大,考研与就业也并没有最佳选择,适合自己的就是最好的选择。

“我原本也想通过考研来弥补自己本科学历的不足,但是考虑再三,还是选择了就业。”提起考研,就读于西安外国语大学的大四学生尹雨一下打开了话匣子,“大一进校我就想考研究生,也一直坚定信心,一定要考上。但是由于对各个行业并不了解,也不清楚自己到底想读什么专业的研究生,就一直没有定下来。”

其实,像尹雨这样只是有着考研的想法,但具体实施起来又感觉无从下手的人很多。后来尹雨觉得古代文学这个专业不错,自己又有兴趣,在查阅了大量资料后,决定报考南京师范大学的古代文学专业。

可这时,一年一度的“金九银十”企业招聘会走进了学校,尹雨本来只是抱着试试看的心态参加招聘会,居然幸运地拿到了美的集团的入职通知。在征求了众多亲戚、师长和朋友的意见,查询了相关资料后,她觉得这份工作确实很适合自己,对以后的发展也很有帮助,就放弃了继续考研的想法。

在民间关于最难的“六大考试”中,排名法考和高考之后的考研,尽管总人数远远低于中考和高考,影响力却在逐年递增。作为我国高等教育体系中一个极其重要的环节,每年全社会围绕考研的人数变化、题目难易、热门行业等话题,乃至猜题、培训、资料、复习等“考研生态链”,总会形成多波次关注的热点。

根据教育部最新统计,2019年考研报考人数达290万人,比2018年激增52万人,增幅达21.8%,创历史新高。单从报名人数增长的幅度来看,这确实是一大新闻。然而,倘若以为这其中“虚火重”“泡沫多”,显然是没有从更广阔的视野来看待这一变化。

理论上,影响我国研究生总人数变化的因素有人口基数、人均GDP以及高等院校数量等。一般认为,影响我国研究生总人数的最直接因素,是个人的高薪资待遇、高品质生活这些内在需求和整个社会高质量发展的外在要求,在更高学历方面构成叠加,进而在考研这个环节形成“风景线”。也就是说,在我国高等教育录取率和招生总人数保持稳定的前提下,考研大军总量仍将保持稳定增长趋势。

一定意义上,我国作为世界贸易第一大国、制造业第一大国和人口第一大国,在消费电子产品、通信设备、高速列车、物联网、芯片、软件等方面具有全球领先的技术和实力,在电动车、风机、核能、太阳能光伏、节能产品等方面早已跻身大国之列,综合看,我们的研究生总人数不是多了,而是远远不够。

以美国为例,自2000年以来,美国25岁及以上人口中,最高学位为硕士的人数翻了一番,达到2100万人。在美国成年人口中,13.1%的人拥有硕士学位、专业硕士学位或博士学位。我国的研究生总量占人口的比例大概在0.5%至0.55%之间。如果把考研置于经济社会发展和民族复兴大业的大视野下,全社会仍然需要为此付出巨大努力。

至于说到该不该考研和考什么专业?是为了学术研究还是为了薪资待遇?是随波逐流还是坚守梦想?在我国的产业结构逐步向全球产业链的上游转移过程中,在知识成为社会治理以及文明进步的一个亮点之时,考研,无疑也是个体磨炼提升自己一个不错的选择。

2019年全国硕士研究生招生考试的报考规模较上年增加52万人,增幅达21.8%。考研这一话题的热度也随之一升再升,不论是在校大学生,还是在职人员,越来越多的人加入考研大军。近日,记者就如何理性看待“考研热”,分别专访了西安外国语大学英文学院副院长芮小河和长安大学文学艺术与传播学院副院长杜波。

芮小河认为,研究生教育是国家培育高层次人才,构建国家创新体系的重要途径。目前,世界各国对高层次人才的需求仍然很大,许多国家已经放宽研究生教育的准入条件,以此来吸引和培养更多高端人才。在我国,研究生报考人数逐年增加,既顺应了当前国际教育发展的趋势,也是我国科技创新可持续发展的需要。

同时,近年来专业型硕士的报考人数逐年增多,体现出考生心态由单纯追求理论研究学习向注重应用实践能力的转变,促进了以职业应用为主要目标的研究生教育机制的建立与健全,也为各行各业的发展定向培养了高层次人才。专业型硕士的热度升高,也表明越来越多的考生明确了研究生教育的意义。

芮小河说,大学毕业生考研大多是为了提升自身价值,想让日后的求职之路更加平坦广阔,但其中也不乏存在逃避就业压力、盲目跟风等消极原因。大学老师应该从自身的经历出发,积极引导学生树立正确的“考研观”,并根据学生的资历及个性特点,合理指引他们认识自身的优点劣势,规划出一条适合的发展之路。

研究生教育的意义在于进一步提升学术和应用能力,而不是单纯为自己“镀金”。研究生学习阶段更加依靠自主学习,如果学生没有明确的学习目标,即便是获得了硕士学位,也无法提升自身竞争力,仍会遭遇就业难题。

芮小河从高等教育角度谈了自己的看法,他说,考研热度的上升也对研究生教育提出了新的要求。我国目前仍然存在研究生教育资源缺乏、培养模式不完善、理论学习与实际应用脱节等问题,急需正视与解决。同时,如何增进中外学术文化交流、培育高质量的研究生、更好贴合科技创新与人才市场的需求、促进产学研更好地合作发展,都将是高校开展研究生教育首要思考的问题。

考生应该冷静看待考研,结合自身的特点与需求,理智决定是否走上考研之路,选取合适的学位类型。高校也不能因为考研人数增多,盲目放宽准入条件或缩减招生规模,而应该反思教育活动开展中出现的种种问题,积极应对解决。

杜波认为,大学生选择考研或者就业,抑或是选择未来从事哪个行业,其实是没有好坏之分的,最重要的是根据自己的情况来进行判断。正因为每个人的境遇不同,性格不同,兴趣爱好不同,每个人所走的道路才会各有差异。

杜波希望大学生如果在就业还是考研的问题上犹豫不决时,最好先问自己三个问题:第一,自己考研的目的是什么,是为了拿一个文凭还是真心觉得自己想要通过继续学习来弥补和提升自己的不足?第二,自己未来理想的工作是什么样的,是否需要通过读研究生来支撑才能得以实现?第三,自己是否喜欢读书、读文献,喜欢思考问题?当回答这三个问题之后,自然就会清楚自己的选择了。

其实,选择就业或是考研都需要与自己未来的长期目标相匹配,而长期目标又最好和自己的性格爱好相吻合。

生命是从哪里来的? 地球上的生命是从哪里来的?生命究竟是怎样产生的?这不仅是科学家感兴趣的问题,也是普通人们所感兴趣的问题,它已困扰了人类几千年。但是直到本世纪,生命起源的研究才成为科学研究中的一个重要领域,原因是要想回答这个问题实在是太难了,即使到今天,它也依然是一个尚未完全解开的谜。 远古的时候,人类的生产力还很低下,认识能力也很低下,人们对世界上千姿万态、活蹦乱跳的生物,特别是对人类自身是从哪里来的充满了困惑和神秘感,于是出现了各种各样的神话和传说。而后来,这些神话和传说大都把生命看作是一种超物质的力量,即神或者不可知的上天创造的。 我国古代就有女娲造人的神话。相传开天辟地之后,大地上有了山川河流、草木花鸟、飞食走兽,唯独没有人。天神女娲感到十分孤独,于是掘取地上黄土,掺水揉团,按照自己的样子,捏成一个个小生灵,这就是人。用泥捏人太慢也太累了,于是她取了一根藤子伸进泥潭里,然后猛地向地上一甩,溅落的泥点也都变成了人,从此大地上布满了人的踪迹。 古埃及神话说,人是由圣神哈奴姆在陶器作坊中用泥土塑成,然后与女神赫脱一起把生命注入泥人的身体,于是泥人就有了充满活力的生命。 而从古巴比伦废墟中挖掘出的楔形文字,则记载着神在6天之中创造了世界和用粘土塑成第一个人的故事。后来这个故事被希伯莱人挪到了《圣经》中,成为神圣不可侵犯的"上帝创造万物"的宗教教义。 生命起源何处 生命起源的RNA学说 为了避免先有蛋还是先有鸡的无休止争论,从根本上探索生命的起源,人们从化学进化和生物学进化的角度,提出了RNA学说。即认为生物大分子的进化过程可分为三个阶段:RNA世界,RNA-蛋白质世界和DNA-RNA-蛋白质世界。认为生命起源于RNA,其主要根据有:1.研究表明,许多病毒只含单链RNA而不含DNA;2.研究发现,一些RNA具有酶的催化活性;3.由于RNA酶的发现,人们提出了从多核苷酸到多肽的学说;4.在真核生物基因组中发现了断裂基因,即外显子与内含子相间出现基因结构形式;5.RNA各种编辑变换的发现,使人们对RNA功能的多样性有了更多的认识;6.在一些病毒(如HIV,即AIDS病毒)中发现了逆转录现象;7.生物分子的功能与其结构(主要是三维结构)密切相关。 生命的基本特征是能够携带遗传信息,能够自我复制和能够催化生命过程的生物化学反应,并且为了适应环境的变化在生命进程中要能够不断地从低级到高级进化。以上结果正好说明RNA具有体现这些特征的功能。不过,迄今为止,RNA学说很大程度上是建立在RNA催化作用的若干实验的基础上的,而对于作为原初信息载体则尚缺乏更多的实验事实的支持。 生物是如何进化的? 一、物种的进化 地球大约诞生在46亿年前,其早期是个炽热的球体,根本谈不上生命的发生,后来随着地球的慢慢冷却,才逐步为生命的发生提供了条件。在经过了漫长的元素形成,化学进化过程后,大约在40亿年前,最初的生命出现了,从此,漫长的生物进化过程开始了。原始生命经过不断地发展演化,逐渐形成了现在地球上瑰丽多姿的生命世界。 地球上现有的生物大约有200万种。这些生物是什么时候开始在地球上出现的?在地球上生物漫长的进化过程中,还出现过哪些生物?这些生物是灭绝了还是繁衍至今了呢?古生物学的研究为我们解决了这些疑问。 地质年代是指地壳上不同年代的岩石在形成过程中的时间和顺序。依据古生物学的方法,可以将地质年代划分为太古元、元古代、古生代、中生代和新生代。古生物学通过研究不同地质时期地层中的动植物化石,并将生物化石进行比较,得到下面这张地质年代与生物发展历史表 地质年代和生物发展的历史代纪 距今年代(百万年) 地质现象和自然条件 植物 动物 新生代 第四纪 全新世 0.011 冰川广布、黄土形成,气温下降 被子植物繁盛 猿人出现,人类发展,高等哺乳类繁盛 更新世 3 第三纪 上新世 12 气候变冷,有造山运动 被子植物分化出各科、属 哺乳类及鸟类兴盛,灵长类和类人猿出现,节肢动物、软体动物繁盛 中新世 25 渐新世 40 始新世 60 古新世 70 中生代 白垩纪 135 山岳兴起,后期气候变冷 前期裸子植物为主。后期被子植物兴起 有袋类繁盛,有胎盘动物及鸟类兴起,大型爬行类灭亡,昆虫类扩展 侏罗纪 180 大陆升高,气候温暖 被子植物出现 单孔类和恐龙繁盛、昆虫兴起 三迭纪 225 气候温和,地壳平静 裸子植物(银杏、松柏等)繁盛 恐龙兴起,原始哺乳类出现 古生代 二迭纪 280 末期造山运动频繁,大陆性气候、炎热干燥 裸子植物兴起,蕨类开始衰落 爬行类开始兴盛,昆虫类初现 石炭纪 345 有造山运动。气候湿润温暖 种子蕨类繁殖。原始裸子植物出现 两栖类繁盛,爬行类出现 泥盆纪 405 海陆变迁,出现广大陆地,气候干燥炎热 陆地蕨类成林,裸子植物出现 两栖类(坚头类)初现,鱼类繁盛 志留纪 425 陆地升起,气候变干,海面缩小 陆生植物裸蕨类出现 水生无脊椎动物(珊瑚类)繁盛,原始鱼类出现 奥陶纪 500 浅海广布,气候温暖 海藻繁盛 水生无脊椎动物(三叶虫、头足类)繁盛 寒武纪 600 地壳静止,浅海广布 藻类兴起 所有无脊椎动物门类已出现 元古代 震旦纪 1800 岩层古老地壳变动剧烈 细菌、藻类出现 单细胞动物和低等无脊椎动物二、DNA和蛋白质的进化 生命有着共同的起源。蛋白质和核酸是生物体的主要成分,组成生物体的蛋白质的氨基酸都是L-型的,而核酸的结构也极为相似。所有生物的生物化学反应都是由酶来催化的,它们的物质和能量代谢过程也很相似。通过对不同生物体起相同作用的蛋白质或核酸的化学结构进行比较,结果发现,亲缘越近其结构越相似,这说明蛋白质和核酸也在不断进化着。 根据对不同蛋白质进化速率的研究表明,生物体中,越是共同的蛋白质,其保守性越强、进化速率越慢;越是趋异性的蛋白质,其保守性越弱,进化速率越快。蛋白质分子的进化只能从表型上证明生物进化发展的历程,在分子水平上探讨进化的机理,更直接的方法是分析遗传物质本身--核酸。 愈是高等的生物,其DNA含量愈高 在进化过程中,生物体细胞中的DNA含量是逐渐增加的。大肠杆菌作为比较进化的原核生物,其DNA的含量为4×106个核苷酸对,能编码4000个基因。而哺乳动物生殖细胞中基因组的DNA含量约为3.2×109个核苷酸对,如果全部用来编码基因,则基因含量为300万个。生物由简单的类型进化到复杂的类型,其DNA含量的增加是一个很重要的直接证据。 从总的进化趋势来说,愈是高等的生物,其DNA含量愈高。但是DNA的含量不一定总是与生物的复杂程度成正比。因为DNA中有很多是不编码的重复顺序,重复顺序的多少与进化程度没有直接的相关性。但基因的数量与生物的复杂程度必然是相关的,因为高度发展、结构复杂的生物要维持它的生命活动和繁衍它的种族,就需要有大量的基因。事实上,很多基因只存在于高等的生物中,如血红蛋白质基因和免疫球蛋白基因等。 基因扩增的两种类型 在生物进化的历程中,基因数量的扩增与生物进化的复杂程度是一致的。基因的扩增有两种类型;一是原有基因数量的圹增,即重复基因的产生;二是新基因的扩增,即由于碱基对突变、等位基因的不等位交换等原因产生生理生化功能与原基因不同的新基因。 进化论与神创论的大论战 1859年底,达尔文的《物种起源》一书终于出版了。它像一块巨石落水,引起了社会各界的激烈争论。反对者蜂拥而起,但也有许多科学家坚定地支持达尔文,特别是英国生物学家赫胥黎(1825-1895)和德国生物学家海克尔,他们不仅热情宣传、勇敢捍卫进化论,而且发展了进化论。 赫胥黎首先把进化论用到了人类起源上。他从卵的发育、躯体和四肢的比例、脊椎、头骨、牙齿、手、足一直到脑的结构,把人和猿作了一一比较。证明人科和猿科应排在同一目中,并且第一次明确提出了人和猿类由同一祖先分支而来。 海克尔根据大量事实,提出了生物重演律,他不仅相信生物的进化,而且提出了动植物系统树,指明了动植物进化的程序。 1860年6月28日到30日,在英国牛津大学发生了科学史上有名的神创论与进化论的大论战。讨论会在第三天达到了高潮,700多名听众把演讲大厅挤得水泄不通。能言善辩、号称"油滑的山姆"的大主教威尔伯福斯亲自出马。他指责达尔文的进化论根本违背《圣经》的教义,挑衅地说:"请问坐在我身旁的赫胥黎教授,究竟是你的祖父还是祖母哪一方面猿猴同发生了血缘关系?" 赫胥黎从容不迫地应战。他简明了阐述了达尔文的进化论,用科学的事实揭露了大主教的愚昧无知,并且用这段著名的话结束了他的发言:"一个人没有任何理由因为他的祖先是无尾猿而感到羞耻。如果有人让我在回忆中感到耻辱的话,那就是这样一种人,他不满足在自己活动范围内取得的令人怀疑的成功,却要插手他并不了解的科学问题,想用花言巧语和宗教偏见把真理掩盖起来。" 赫胥黎的发言赢得了人们热烈的掌声,这场辩论以进化论的胜利而告终。经过激烈的斗争,到了19世纪末,达尔文的学说终于赢得了科学界绝大多数人的支持,成为流行最广、影响最大的科学思潮之一。 进化论在进化中 达尔文的进化论打破了生物学中被神学盘踞的最后一个顽固堡垒,推翻了那种把物种看作是彼此毫无联系的、神造的、不变的观点,给生物学乃至整个自然科学的发展带来了一场革命。 但是,由于科学技术发展水平的限制,达尔文的进化论也有不足和局限性。他虽然揭示了生存斗争、自然选择、适者生存的原理,但是对于变异的原因并没有真正搞清楚,达尔文自己也很坦然地说过:"关于变异的规律,我们实在是深深无知的,我们能够说明的这部分或那部分发生变异的任何原因,恐怕还不及百分之一。" 随着20世纪生物科学的发展,特别是遗传学和分子生物学的发展,进化论有了新的发展。人们弄清楚了变异的物质基础是基因,对基因给生物带来的影响有了越来越多的了解。 本世纪三四十年代,人们把遗传学的研究成果同达尔文的自然选择学说有机会地结合起来,提出了综合进化论,或称现代达尔文主义。综合进化论认为群体是生物进化的单位,物种进化是突变、基因重组、选择和隔离这几种因素相互作用的综合效应。 60年代以来,随着分子生物的异军突起,人们对进化的认识也开始深入到分子水平。1968年,日本学者木村资生发表了一篇论文,提出中性进化学说,对达尔文的"物竞天择"发生了挑战。他提出决定分子进化的主导因素是那些对生物既不有利、也不有害的"中性"基因突变。这此中性突变日积月累,积少成多,可以构成相当大的差异,形成种属的特性。在自然选择对它们并不发生作用的情况下,生物大分子照样可以进化。木村认为,这种长期持续的中性分子突变乃是进化的动力。 100多年来,进化论经受了各种考验,同时也在不断从科学发展中吸取营养,进化论的研究正从原来的个体进化水平向群体进化水平和分子进化水平纵深发展,进化论也在不断地进化中。 生命进化的奥秘--"神创论"与科学的较量 地球上为什么会有千千万万不同的生物种类?它们从哪里来的?不同的物种之间有联系吗?早在古代,就有人在思考这个问题了。 古希腊有一个学者叫阿那克西曼德(公元前610-前546),他猜测,地球上原来是一片汪洋,后来陆地才渐渐露了出来,生物是由海洋发展到陆地上的。比如人最初是披着鳞甲的鱼,当他们浮出水面来到陆地后甲壳炸裂,于是变成了人。 我国战国时期的思想家庄周(公元前369-前286),也有"青宁生程,程生马,马生人"之说。这里所说的青宁是竹根虫,程是貘或豺。我们现在当然都知道,人不是由马变来的,不过可以看出,这个古老的学说中蕴涵了生物可变的可贵思想:即由虫产生四脚动物,由四脚动物产生人。 这些古代的朴素的进化思想很快就为宗教神学的"神创论"给压抑下去了。我国封建社会有"天命观",主张天是宇宙间最高的主宰,创造了包括人在内的万物,而在西方,很长的时间里,上帝创造万物的观点一直统治着人们的思想。 基督教的经典《圣经》的第一章"创世纪",就描述了万能的上帝耶和华是怎样在6天中创造万物的:世界伊始,地上是浩淼无际的水,暗淡无光。第一天,上帝创造了光,从此有了光明和黑暗、白昼和黑夜。第二天,上帝创造了空气,把水上下分开。空气为天,天上的水是云和雨,地下的水是江河湖海。第三天,上帝创造了海洋和陆地,让大地长满青草、蔬菜、树木。第四天,上帝创造了日、月、星辰,分管白天黑夜。第五天,上帝创造了水中的游的鱼,空中飞的鸟,让海洋天空充满生机。第六天,上帝创造了地上生活的昆虫、野兽,并且按着自己的形象,创造出人,让人来管理这一切。万物都造齐了,第七天,上帝就休息了,这一天也就叫安息日。 《圣经》中还说,上帝创造的一切都是有用的,比如猫被创造出来是为了吃老鼠,老鼠创造出来是为了给猫吃……物种是按照上帝的意思被创造出来的,从它们被造出来的那一起就是不变的。从中世纪以来,谁要是敢对这种观点表示疑义,就是亵渎圣灵,就是大逆不道。 可是随着科学的进步,地质学、胚胎学、细胞学取得的许多新发现,使得一些哲学家和科学家们开始怀疑"上帝创造万物"和"物种不变"的观点了。 1748年,法国出版了一本名字很长很怪的书《泰利姆:或一个印度哲学家与一个法国传教士关于海洋的缩小陆地形成以及人和动物的起源等问题的谈话》。作者借异教徒泰利姆之口,指出物种是随着海洋的缩小,陆地的增加而增加的,物种随着环境变化获得的性状可以通过遗传而传递。泰利姆其实就是作者马耶的名字倒着拼写出来的,他由于害怕宗教迫害不改说出自己的真实姓名,这本书直到作者死了10年之后才出版。 法国博物学家布丰(1707-1788)是最早对"神创论"提出质疑的科学家之一。他在从事比较解剖学研究中发现,许多动物具有不完善的没有用处的退化的器官,如果物种是万能的上帝创造的,那么这些不完善的器官怎么会存在呢? 布丰在他的百科全书书式的巨著《自然史》中描绘了宇宙、太阳系、地球的演化。他认为地球是由炽热的气体凝聚而成的,地球的诞生比《圣经》创世纪所说的公元前4004年要早得多,地球的年龄起码有10万年以上。生物是在地球的历史发展过程中形成的,并随着环境的变化而变异。布丰甚至大胆地提出,人应当把自己列为动物的一属,他在他的著作中写道:"如果只注意面孔的话,猿是人类最低级的形式,因为除了灵魂外,它具有人类所有的一切器官。""如果《圣经》没有明白宣示的话,我们可能要去为人和猿找一个共同的祖先。" 尽管布丰用的是假设的语气,并用造物主和神灵来掩盖自己的进化论,但是还是遭到了教会的围攻。在压力下,布丰不得不违心地宣布:"我没有任何反对《圣经》的意图,我放弃所有我的著作中关于地球形成的说法,放弃与摩西故事相抵触的说法。"直到18世纪,宗教还在顽固地维持着对科学的统治。

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1,序列比对(Sequence Alignment) 序列比对的基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性.从生物学的初衷来看,这一问题包含了以下几个意义:从相互重叠的序列片断中重构DNA的完整序列.在各种试验条件下从探测数据(probe data)中决定物理和基因图存贮,遍历和比较数据库中的DNA序列比较两个或多个序列的相似性在数据库中搜索相关序列和子序列寻找核苷酸(nucleotides)的连续产生模式找出蛋白质和DNA序列中的信息成分序列比对考虑了DNA序列的生物学特性,如序列局部发生的插入,删除(前两种简称为indel)和替代,序列的目标函数获得序列之间突变集最小距离加权和或最大相似性和,对齐的方法包括全局对齐,局部对齐,代沟惩罚等.两个序列比对常采用动态规划算法,这种算法在序列长度较小时适用,然而对于海量基因序列(如人的DNA序列高达109bp),这一方法就不太适用,甚至采用算法复杂性为线性的也难以奏效.因此,启发式方法的引入势在必然,著名的BALST和FASTA算法及相应的改进方法均是从此前提出发的. 2, 蛋白质结构比对和预测 基本问题是比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性.蛋白质的结构与功能是密切相关的,一般认为,具有相似功能的蛋白质结构一般相似.蛋白质是由氨基酸组成的长链,长度从50到1000~3000AA(Amino Acids),蛋白质具有多种功能,如酶,物质的存贮和运输,信号传递,抗体等等.氨基酸的序列内在的决定了蛋白质的3维结构.一般认为,蛋白质有四级不同的结构.研究蛋白质结构和预测的理由是:医药上可以理解生物的功能,寻找dockingdrugs的目标,农业上获得更好的农作物的基因工程,工业上有利用酶的合成.直接对蛋白质结构进行比对的原因是由于蛋白质的3维结构比其一级结构在进化中更稳定的保留,同时也包含了较AA序列更多的信息.蛋白质3维结构研究的前提假设是内在的氨基酸序列与3维结构一一对应(不一定全真),物理上可用最小能量来解释.从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构.同源建模(homology modeling)和指认(Threading)方法属于这一范畴.同源建模用于寻找具有高度相似性的蛋白质结构(超过30%氨基酸相同),后者则用于比较进化族中不同的蛋白质结构.然而,蛋白结构预测研究现状还远远不能满足实际需要. 3, 基因识别,非编码区分析研究. 基因识别的基本问题是给定基因组序列后,正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置.非编码区由内含子组成(introns),一般在形成蛋白质后被丢弃,但从实验中,如果去除非编码区,又不能完成基因的复制.显然,DNA序列作为一种遗传语言,既包含在编码区,又隐含在非编码序列中.分析非编码区DNA序列目前没有一般性的指导方法.在人类基因组中,并非所有的序列均被编码,即是某种蛋白质的模板,已完成编码部分仅占人类基因总序列的3~5%,显然,手工的搜索如此大的基因序列是难以想象的.侦测密码区的方法包括测量密码区密码子(codon)的频率,一阶和二阶马尔可夫链,ORF(Open Reading Frames),启动子(promoter)识别,HMM(Hidden Markov Model)和GENSCAN,Splice Alignment等等. 4, 分子进化和比较基因组学 分子进化是利用不同物种中同一基因序列的异同来研究生物的进化,构建进化树.既可以用DNA序列也可以用其编码的氨基酸序列来做,甚至于可通过相关蛋白质的结构比对来研究分子进化,其前提假定是相似种族在基因上具有相似性.通过比较可以在基因组层面上发现哪些是不同种族中共同的,哪些是不同的.早期研究方法常采用外在的因素,如大小,肤色,肢体的数量等等作为进化的依据.近年来较多模式生物基因组测序任务的完成,人们可从整个基因组的角度来研究分子进化.在匹配不同种族的基因时,一般须处理三种情况:Orthologous: 不同种族,相同功能的基因;Paralogous: 相同种族,不同功能的基因;Xenologs: 有机体间采用其他方式传递的基因,如被病毒注入的基因.这一领域常采用的方法是构造进化树,通过基于特征(即DNA序列或蛋白质中的氨基酸的碱基的特定位置)和基于距离(对齐的分数)的方法和一些传统的聚类方法(如UPGMA)来实现. 5, 序列重叠群(Contigs)装配 根据现行的测序技术,每次反应只能测出500 或更多一些碱基对的序列,如人类基因的测量就采用了短枪(shortgun)方法,这就要求把大量的较短的序列全体构成了重叠群(Contigs).逐步把它们拼接起来形成序列更长的重叠群,直至得到完整序列的过程称为重叠群装配.从算法层次来看,序列的重叠群是一个NP-完全问题. 6, 遗传密码的起源 通常对遗传密码的研究认为,密码子与氨基酸之间的关系是生物进化历史上一次偶然的事件而造成的,并被固定在现代生物的共同祖先里,一直延续至今.不同于这种"冻结"理论,有人曾分别提出过选择优化,化学和历史等三种学说来解释遗传密码.随着各种生物基因组测序任务的完成,为研究遗传密码的起源和检验上述理论的真伪提供了新的素材. 7, 基于结构的药物设计 人类基因工程的目的之一是要了解人体内约10万种蛋白质的结构,功能,相互作用以及与各种人类疾病之间的关系,寻求各种治疗和预防方法,包括药物治疗.基于生物大分子结构及小分子结构的药物设计是生物信息学中的极为重要的研究领域.为了抑制某些酶或蛋白质的活性,在已知其蛋白质3级结构的基础上,可以利用分子对齐算法,在计算机上设计抑制剂分子,作为候选药物.这一领域目的是发现新的基因药物,有着巨大的经济效益. 8.生物系统的建模和仿真 随着大规模实验技术的发展和数据累积,从全局和系统水平研究和分析生物学系统,揭示其发展规律已经成为后基因组时代的另外一个研究 热点-系统生物学。目前来看,其研究内容包括生物系统的模拟(Curr Opin Rheumatol,2007,463-70),系统稳定性分析(Nonlinear Dynamics Psychol Life Sci,2007,413-33),系统鲁棒性分析(Ernst Schering Res Found Workshop, 2007,69-88)等方面。以SBML(Bioinformatics,2007,1297-8)为代表的建模语言在迅速发展之中,以布尔网络 (PLoS Comput Biol,2007,e163)、微分方程(Mol Biol Cell,2004,3841-62)、随机过程(Neural Comput,2007,3262-92)、离散动态事件系统等(Bioinformatics,2007,336-43)方法在系统分析中已经得到应 用。很多模型的建立借鉴了电路和其它物理系统建模的方法,很多研究试图从信息流、熵和能量流等宏观分析思想来解决系统的复杂性问题(Anal Quant Cytol Histol,2007,296-308)。当然,建立生物系统的理论模型还需要很长时间的努力,现在实验观测数据虽然在海量增加,但是生物系统的模型辨 识所需要的数据远远超过了目前数据的产出能力。例如,对于时间序列的芯片数据,采样点的数量还不足以使用传统的时间序列建模方法,巨大的实验代价是目前系 统建模主要困难。系统描述和建模方法也需要开创性的发展。 9.生物信息学技术方法的研究 生物信息学不仅仅是生物学知识的简单整理和、数学、物理学、信息科学等学科知识的简单应用。海量数据和复杂的背景导致机器学习、统 计数据分析和系统描述等方法需要在生物信息学所面临的背景之中迅速发展。巨大的计算量、复杂的噪声模式、海量的时变数据给传统的统计分析带来了巨大的困难, 需要像非参数统计(BMC Bioinformatics,2007,339)、聚类分析(Qual Life Res,2007,1655-63)等更加灵活的数据分析技术。高维数据的分析需要偏最小二乘(partial least squares,PLS)等特征空间的压缩技术。在计算机算法的开发中,需要充分考虑算法的时间和空间复杂度,使用并行计算、网格计算等技术来拓展算法的 可实现性。 10, 生物图像 没有血缘关系的人,为什么长得那么像呢? 外貌是像点组成的,像点愈重合两人长得愈像,那两个没有血缘关系的人像点为什么重合? 有什么生物学基础?基因是不是相似?我不知道,希望专家解答。 11, 其他 如基因表达谱分析,代谢网络分析;基因芯片设计和蛋白质组学数据分析等,逐渐成为生物信息学中新兴的重要研究领域;在学科方面,由生物信息学衍生的学科包括结构基因组学,功能基因组学,比较基因组学,蛋白质学,药物基因组学,中药基因组学,肿瘤基因组学,分子流行病学和环境基因组学,成为系统生物学的重要研究方法.从现在的发展不难看出,基因工程已经进入了后基因组时代.我们也有应对与生物信息学密切相关的如机器学习,和数学中可能存在的误导有一个清楚的认识.

分子生物学发展历史论文

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CD44分子生物学特性及肿瘤关系的研究进展1 粘附分子CD44的研究进展 CD44是分布极为广泛的细胞表面跨膜糖蛋白,在淋巴细胞,成纤维细胞表面均能检测到它的表达[1,2]。CD44蛋白属于未分类的粘附分子,其正常功能是作为受体识别透明质酸(HA)和胶原蛋白Ⅰ、Ⅳ等,主要参与细胞-细胞,细胞-基质之间的特异性粘连过程。 1.1 CD44基因的定位与结构 人类CD44基因位于11号染色体短臂上,有20个高度保守的外显子,完整基因组在染色体DNA上大约跨越50kb。CD44基因的外显子按表达方式分为两种类型:一种是组成型外显子,另一种是V区变异型外显子。组成型外显子有10个,其中转录片段存在于所有CD44转录子中。仅含组成型外显子的CD44转录子,称为标准型CD44(CD44S),它编码361个氨基酸(Aa)。V区外显子也有10个,在基因组上位于第5和第6个组成型外显子之间,在染色体DNA中专25kb。含有V区外显子的CD44转录子统称为CD44拼接变异体(CD44V)。V区外显子的拼接方式非常特殊,它们既能以连续方式拼接,也能以跳跃方式拼接,参与拼接的V区外显子多少不一,从而使转录片段长短不一。目前通过PCR技术在许多细胞系中已发现10多种CD44V。早期发现血细胞的CD44分子(CD44H)为标准型。最先获得克隆的拼接变异体是含有CD44V8-10的CD44V,它主要存在于上皮细胞又称为上皮细胞型CD44V(CD44E)。目前对CD44的研究较多,如V3、V5、V6。 1.2 CD44分子的结构特征 从已知的cDNA序列推测,CD44S由341个Aa组成,N-末端起台于21位Aa,前面20个Aa为信号肽,紧接着是胞质外区域的248个Aa,第249个Aa至269位的21个是疏水性的,为跨膜区,其后是胞质内C-末端尾部有72个Aa。另外还有一种CD44S的短尾形式,其胞质内C-末端尾部仅3个Aa。这种Aa序列具有Ⅰ类膜蛋白的特征。Lokeshwar等[3]用实验观察CD44S分子的合成过程,发现CD44分子首先被合成43KD的蛋白前体,接着在内质网内进行N-糖基化,形成58KD的N-糖基化前体,其后在高尔基复合体内进行O-糖基化和其它翻译后修饰,形成最终的85-95KD分子。 1.2.1 CD44S胞质外结构域特征:CD44S分子信号肽的N-末端的130Aa内编码了5个Asn-x-Ser/Thr序列和6个半胱氨酸残基,前者是5个N-糖苷键连接位点,其中3个被利用。6个半胱酸形成3个二硫键,形成球形结构域,这一球形结构域的重要特征是与动物连接蛋白有较高的同源性。有两个区域与透明质酸结合,分别是21-45Aa,135-195Aa。 CD44S的胞外近膜区存在一个56Aa的结构域(161Arg-216Asp),含有19个ser和Thr残基,常以2~4个成簇,这些是已知的O-糖基化位点特征,表明CD44有7个潜在的O-糖基化位点,其中4~5个位点被利用。此外这一区域含有4个Ser-Gly二肽,是潜在的硫酸软骨素连接位点。并且已得到证实,CD44分子加上硫酸软骨素后,与其结合细胞外基质的能力有关,包括Ⅰ型胶原、层粘边蛋白、纤粘连蛋白。 CD44分子细胞膜外区域有多个潜在的N-糖苷键连接位点,可连换多个碳水化合物,不仅与分子成熟过程中的翻译后修饰有关,也与细胞的功能状态有关。糖基化赋予CD44分子异质性,而其异质性与不同的O-糖基化程度有关,这种现象是CD44分子所特有的。这种新的糖基化调节方式在CD44S结合不同的细胞外基质成分的能力方面超着重要作用。深入研究这一分子的糖基化调节机制及生物功能方面的联系是十分有意义的。 1.2.2 CD44S胞质内结构特征:CD44S分子第249-269跨膜区的Aa序列中存在一个半胱氨酸残基,代表着一个潜在的脂酰化位点,这一位点可与软脂酸连接导致CD44分子脂酰化。在CD44S的胞质内区域尾部存在一结构域可与锚蛋白(ankyntn)结合。胞质内尾部序列有5个保守的丝氨酸残基,可作为蛋白激酶C(PKC)的底物被磷化[4]。上述脂酰化过程均可增强CD44S分子与锚蛋白的结合能力。比较CD44S和其他G蛋白的序列发现存在4个 同源性高的区域,实验证实CD44还是一种GTP结合蛋白,可结合GDP底物并且有GTP酶活性,显著增强CD44与锚蛋白的相互作用[5]。在CD44合成过程的各种中间产物,发现均有锚蛋白结合位点和结合活性,提示糖基化对锚蛋白结合位点的形成无关,并且结合锚蛋白对于CD44分子的输送和信号传导功能起重要作用。 1.2.3 CD44V的特征:目前发现10个V外显子编码的氨基酸中有约30%的丝、苏氯酸残基,具有广泛潜在O-糖基化位点,如:V6具有潜在的O-糖基化位点。V3外显子序列分析中发现Ser-Gly-Ser-Gly片段,它可结合硫酸肝素,结合硫酸肝素后的CD44V能与碱性成纤维细胞生长因子(b-FGF)结合肝素的表皮生长(HBEGF)因子结合,此结果提示这种CD44参与了传递细胞因子的过程。 1.3 CD44蛋白的主要功能 CD44基因编码合成的CD44蛋白具有一系列功能,包括:①作为导向性受体,调节淋巴细胞在血液和淋巴液间的运行,即淋巴细胞归巢或再循环[6]。②在淋巴细胞自溶、离体淋巴细胞的活化中发挥作用。③促进成纤维细胞和淋巴细胞与胞外基质成分如透明质酸、硫酸软骨素、纤维素、糖原等的粘附。④参与信号传递蛋白可影响蛋白在细胞间的位置,刺激其分泌特异的生长因子具不同的传导作用。⑤结合并中和透明质酸,该作用类似于清除间质组织。⑥调节药物的吸收及细胞对药物的敏感性。 究竟是何种CD44蛋白参与了何种调节,至今不清楚,选择性剪切过程中的多样性CD44蛋白与细胞结合的多样性也表明其中有重要的协间或调节功能[7]。有研究认为,跨膜的CD44糖蛋白,其膜外成分的变异与细胞粘附及导向作用有关[8]。,而胞内分子的尾部则与活化T淋巴细胞的潜在作用有关,而且胞内分子长度可调节蛋白激酶A/C位置,影响细胞的信号传递[9]。 2 CD44分子在肿瘤细胞中的表达 1989年Stamenkevie等使用不同的单抗分离和克隆了一个编码CD44标准型的cDNA,该基因不仅由淋巴样细胞表达,也可由不同的癌细胞系包括实体瘤典型标本中表达。在裸鼠研究某些人的转移癌时发现,CD44基因表达在转移中起作用。在大鼠胰腺癌细胞中非转移性细胞株只表达标准CD44(CD44S),而转移性细胞株表达CD44V,而且将CD44V变异体cDNA转染到非转移性的细胞株可引起转移[10]。Hofmann[11]用 notherm印迹法研究了20多个体外培养的人癌细胞系,也发现许多肿瘤组织能表达CD44V,但在不同细胞中V区外显子的转录拼接模式不尽相同。第一份临床肿瘤标本(结肠癌)的检测结果是1992年由英国年津大学病理实验室的研究人员首先报道的,以后人们应用免疫组化及RNA-cDNA-PCR印迹杂交在肺癌、结肠癌、食道癌、乳腺癌、膀胱癌、肝癌、宫颈癌、肾癌和非何杰金淋巴瘤等中发现有CD44V表达。认为CD44V5、CD44V6的表达与肿瘤进展程度、转移及预后密切相关[12]。对于各种癌的实验研究已经进入肿瘤的发生、生长、转移增殖潜能及预后复发各环节与CD44分子表达的相关性,并提出实验数据和假说加以论证。 2.1 CD44分子与肿瘤的发生、生长、发展 癌的发生发展与癌基因(c-erb2、c-myc, ras)和抑癌基因(P53,nm23)等异常表达有关。有研究表明CD44异常表达可早于ras、P53等基因的异常,所以CD44的变异可能与ras部基因激活有关,是癌形成的一个因素[13]。Muider[14]对结肠癌肿瘤P53突变和CD44蛋白的研究,在结肠肿瘤各期中观察到有统计显著性的P53、CD44V6表达增强的趋势,P53和CD44V6表达间有显著相关性。P53被认为监视基因突变的“分子警察”,失活的P53可引起失控的肿瘤生长,因此P53突变引起失去最后控制时,V6‘表型获得明显的生长优势’。郭亚军等[15]用抗CD44的单抗以阻断其与透明质酸的结合,从而抑制CD44阳性的肿瘤细胞在体内的生长。他推测肿瘤细胞的生长可能是CD44阳性的细胞能与细胞外基质(ECM)中的透明质酸结合,从而获得附着性,并更易从ECM中获得生长因子。FasanoM等[16]报道成人非肿瘤患者肺泡Ⅰ型上皮不表达CD44V6。Ⅱ型上皮细胞和基 底细胞有CD44V6低量表达,Ⅱ型细胞与基底细胞属于干细胞,估计CD44V6对于肺生长有重要意义。所以认为CD44V6对于幼稚细胞生长和对于肿瘤细胞生长的机理可能相似。Lu等[17]发现在宫颈腺癌,无论是原位癌还是浸润癌均有CD44S弥漫表达,且浸润癌比原位癌明显高表达CD44S,几乎所有的原位癌与浸润癌CD44V9均增加,仅有较少的浸润癌表达CD44V4与CD44V6,而原位癌几乎不表达。说明宫颈上皮的癌变与CD44S和几种CD44V表达的量变和质变有关。 2.2 分子表达与肿瘤的转移、侵润 Matsumura等[18]用PCR技术检测了转移性结肠癌、非转移性结肠癌、正常结肠粘膜的CD44基因表达活性,发现转移性结肠癌细胞CD44变异拼接外显子表达明显增强。Pales等[19]用单克隆抗体检测以CD44表达情况发现,在人类结肠癌标本中,CD44V在浸润和转移的肿瘤中呈阳性表达,并认为CD44V的表达可作为结肠肿瘤浸润的标志。Herrtich[20]研究发现在一些分化不良的息肉中检测以V6外显子在肿瘤浸润中有增强的高频率表达,推测表达CD44V6的肿瘤细胞能够有利于癌细胞浸润和转移的条件。 Granberg等[21]发现在支气管类癌瘤患者,表达CD44S可减低远距离转移,CD44V77-8阳性肿瘤降低远距离转移风险,CD44V9阳性可降低远距离转移及死亡,而CD44V4、CD44V5、CD44V10与临床结果无关,证明支气管类癌瘤具有潜在恶性,CD44S、V7-8、V9阳性可能引起较好的临床结果,可以考虑作为预后评估的指标。 关于CD44V与肿瘤转移相关性的假说如下:激活的淋巴细胞和转移的癌细胞具有许多共性,即都有很强的侵出行为,均有可逆的粘附接触过程进行细胞迁移,在引流淋巴结中两类细胞皆能大量积聚和快速增殖,最后它们都能释放到循环系统,并通过外渗作用进入周围组织,这些相似性很可能基于CD44V6在二者中的共同作用,提示CD44V6在淋巴细胞活化中的作用机理与CD44V6在肿瘤转移中作用机理是相同的。即CD44V6高表达的癌细胞可能获得淋巴细胞“伪装”,逃避人体免疫系统的识别和杀伤,更易进入淋巴结,形成转移[10]。 有结论认为CD44V6变异体可能通过促进癌细胞与血管内皮细胞和细胞外基质的粘附,促进肿瘤细胞向基质侵袭,从而影响肿瘤细胞的迁移和运动能力。也有结论认为CD44V6可能通过影响癌细胞的骨架构像和分布,从而影响癌细胞的运动能力,而影响癌转移。 3 CD44分子对治疗肿瘤的展望 因为CD44V6对于肿瘤的发生、发展都有一定的相关性,推测CD44V6与肿瘤的分型、分化、分期有一定关系,如果这种关系得以明确,我们就可以通过癌组织CD44V6的表达程度来判断癌的类型,所处时期来进行适当治疗。 有研究认为CD44V6的表达要先于抑癌基因的表达,如果能够检测出CD44异常表达,则对于癌的早期诊断有密切关系。已有研究表明,CD44V6可用于诊断。如1997年吴忠等报道,应用RT-PCR技术检测CD44V6在30例尿液标本脱落细胞检测到CD44V6的表达,而在膀胱炎患者和正常志愿者未检测到CD44V6的表达。 肿瘤的转移是癌症患者的主要死亡原因,Seiter等[10]用抗CD44变异型蛋白的抗体与CD44变异型产物相结合,显示鼠癌细胞的转移潜能被终止,这也为大肠癌的治疗提供了又一个可能途径。 手术切除的肿瘤标本中如有CD44V6蛋白阳性,常会伴术后肿瘤再发或远处转移。CD44V6可作为一种有效的癌预后的标志物,用以指导治疗方案的制定。 CD44基因及其选择性剪切在癌的预测、早期诊断、病情进展、转移潜能与预后的估计等方面具有很大的潜在价值。随着分子生物学不断的发展,癌基因研究的不断深入,相信该基因对癌的预测、诊断、治疗、预后的价值会得到更加全面的认识。

不足之处是操作复杂,成本较高。以上分子生物学方法对结核杆菌...www.wsdxs.cn/html/yaoxue/20080316/6125.html

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、神经生物学与生态学列为当前生物科学的四大基础学科,无疑是正确地反映了现代生命科学的总趋势。遗传学(主要是分子遗传学)不仅当前是生物科学的带头学科,在今后多年还将保持其在生命科学中的核心作用。 有些科学家早就预测到,由于分子生物学、细胞生物学与遗传学的结合,必然促进发育生物学的蓬勃发展,从而提出发育生物学将成为21世纪生命科学的“新主人”,这种预测已逐渐变为现实。 分子生物学(包括分子遗传学)在生命科学中的主流地位,以及它在推动整个生命科学发展中所起的巨大作用是无可争辩的。细胞是生命活动基本的结构与功能单位,细胞生物学作为生物科学的基础学科地位必须给予重视。 很多生物科学家认为神经科学或脑科学的崛起将代表着生命科学发展的下一个高峰,然后将促进认知科学与行为科学的兴起。 生态学可能是最直接为人类生存环境服务,井对国民经济持续与协调发展起重要作用的学科。 A.分子生物学 分子生物学是在分子水平上研究生命现象本质与规律的学科。核酸与蛋白质(有人认为还有糖)是生命的最基本物质,因此核酸与蛋白质结构与功能的研究今后仍然是分子生物学研究的主要内容。蛋白质是生命活动的主要承担者,几乎一切生命活动都要依靠蛋白质(包括酶)来进行。蛋白质分子结构与功能的研究除了要阐明由氨基酸形成的并有一定顺序的肽链结构外,今后将特别重视肽链拆叠成的特定的三维空间结构,因为蛋白质生物功能与它的空间构型关系极为密切,核酸是遗传信息的携带者与传递者,遗传信息由DNA~RNA一蛋白质的传递过程,称为遗传信息传递的“中心法则”,是分子生物学(分子遗传学)研究的核心。其基本问题己比较清楚,当前研究的重点是: ①约经10一15年,人类基因组30亿个碱基对全序列(遗传密码)可以测出,这是具有里程碑意义的工作; ②真核生物基因表达过程在各层次上调节的研究仍然是今后相当长一段时间的任务。 分子生物学的概念、方法与技术和各学科的渗透,正在形成很多新的学科,诸如分子遗传学、细胞分子生物学、神经分子生物学、分子分类学、分子药理学与分子病理学等等。因此分子生物学在生命科学中的主导作用还将要持续下去。 B.遗传学 遗传学比分子生物学更具有自己独立的学科体系。但现代遗传学与分子生物学是不可分割、相互交叉的两个学科,且很难截然分开。 有些著名的遗传学家把遗传学概括称为基因学,因为现代遗传学主要是研究生物体遗传信息传递与表达的学科。基因携带的信息是由基因的结构所决定,信息的表达是由基因的功能实现的,因此遗传学研究的是基因的结构与功能。从遗传学的角度看,所有生命现象的机制,追根究底都会与基因的结构与功能相关。因此遗传学在今后较长时间仍然是生命科学的核心学科和推动力。 有人估计人体细胞内约有10万个基因,迄今弄清楚的不到5%,所以与重要生命活动有关与疾病有关的新基因的发现与阐明将是今后几十年的重要任务。 C.细胞生物学 著名生物学家威尔逊(Wilson)早在20世纪20年代就提出一句名言“一切生物学关键问题必须在细胞中找寻”,至今还有着很深的内涵。魏斯曼与摩尔根都曾先后试图在细胞研究的基础上建立遗传、发育与进化统一的理论,虽然当时没有找到具体解决的途径,但关于细胞的知识在生物科学中的重要性是显而易见的。细胞是一切生命活动结构与功能的基本单位,细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学,细胞的结构。细胞代谢、细胞遗传、细胞的增殖与分化,细胞信息的传递与细胞的通讯等是细胞生物学主要研究内容。虽然今后细胞生物学研究的内容是全方位的,但概括起来可能是两个基本点: 一是基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动,如生长、增殖、分化与衰老等,在此要涉及到一个全新的问题,细胞内外信号如何传递;二是基因产物一一蛋白质分子与其他生物分子如何构建与装配成细胞的结构,并行使细胞的有序的生命活动。 今后20多年,以下一些问题可望取得重要进展与突破: ①遗传信息的储存、复制与表达的主要执行者——染色体的结构与功能可能在不同的结构层次上得到阐明。 ②细胞骨架(包括核骨架与染色体骨架)的研究将得到全方位的进展。 ③细胞生物学与分子生物学、遗传学的结合,将在细胞分化机理研究方面有重要突破,为发育生物学快速发展奠定基础。 ④细胞衰老与细胞程序化死亡的机理将在更深层次上阐明。 ⑤以细胞分子生物学为骨干学科与其他学科结合,人工装配生命体的理想可能逐步 实现。 D.发育生物学 从一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为一个结构与功能复杂的个体,是至今未能解决的生命科学的重大课题,也是发育生物学的主课题。由于近几十年分子生物学、遗传学与细胞生物学所取得一一系歹(突破性成果与知识的积累,已为解决这一重大课题创造了条件,这也就是今后发育生物学应运而飞速发展的原因。 发育生物学当今要解决的基本问题是细胞的基因如何按一定的时空关系选择性地表达专一性的蛋白质,从而控制细胞的分化与个体发育。阐明基因在多层次水平上控制胚胎的发育就不仅是涉及到个别基因的问题,而是一系列调节基因在时空上的联系与配合,从而支配发育的程序。虽然这是难度极大的课题,但近年已初见端倪并有所突破。估计今后发育生物学将沿着这条道路深入下去,并可望取得丰硕的成果。 E.神经科学(或脑科学) 神经科学是研究人与动物神经系统(主要是脑)的结构与功能,在分子水平、神经网络水平、整体水平乃至行为水平阐明神经系统特别是脑的活动规律的学科群。脑的结构与功能是无比复杂的高级体系,含有10 11细胞。它是感觉、运动、学习、记忆、感情、行为与思维的活动基础。大脑细胞,口何指导人与动物的行为是未来生物学中最富潜力与最吸引人的领域;神经科学的崛起,预示着生命科学又有一个高峰的来临。神经科学或脑科学必然在下世纪促进认知科学与行为科学的兴起。因此各国政府投入巨资支持这一课题,包括美国总统签署的“命名1990年1月1日为脑的10年”不是没有道理的。 在今后几十年内可以预示到的神经科学突破性的进展可能包括: ①在分子到行为的各层次上阐明学习、记忆与认知等活动的基础; ②很快会发现与阐明一系列与记忆、行为有关的基因与基因产物; ③神经细胞的分化与神经系统的发育研究会有重大进展; ④脑机能在理论上的进展与突破(如模式识别、联想记忆、思维逻辑机理的阐明)会 促进新一代智能计算机与智能机器人的研制; ⑤一系列神经性疾病与精神病的病因可望在神经生物学研究中得到解释。 F.主态学(包括物种多样性保护研究) 生态学是研究有机体与周围环境——包括非生物环境与生物环境相互关系的科学。 由于生态学理论与应用是与世界环境保护。资源合理开发与保护,以至人类本身在地球上继续生存紧密相关的,尤其是地球环境日益恶化的情况下,生态学的重要性就变得十分突出。未来生态学的主要任务是协调人类活动与环境的关系。所以生态学经典学科的概念与研究内容必然要适应人类生存环境的保护与社会经济持续发展的要求而不断改变。 今后生态学研究的重点可能表现在以下方面: ①生态群落的多样性、稳定性与演变规律与人类活动的关系; ②全球气候变化对生态系统结构与功能的影响; ③生物多样性的保护和永续利用也是保护人类自身生存环境尤其是拯救濒临绝灭的 生物种类更加具有紧迫性; ④城市生态学与经济生态学将迅速发展; ⑤生态工程与生态技术将在国民经济建设中发挥作用。 G.空间生命科学 空间环境向生命科学提出了新的挑战,也为生命科学的发展提供了机遇。 21世纪人类的空间活动将要离开地球附近,探索月球及其他太阳系的大体。这就要求人在地球外各种环境中能长期地生活和工作,首先是在,长期空间飞行器中航行,月球站以及火星或火卫站等,空间医学必须有重大突破,解决长期在地外空间所遇到的宇航员骨质疏松,肌肉萎缩和兔疫功能变化等生理学难题,同时,与开拓大疆相关联的是受控生态系统,创造一个不需要外界补给,而使人们能在其中长期生活的环境。这些问题有希望在21世纪20一30年代解决,其中空间生理学问题有可能利用中医和中药的方法取得某些重大突破。 地球外层空间为研究重力生物学提供了理想的条件,重力条件对各种层次结构生物的影响仍然是21世纪重力生物学的主题,今后的研究重点将集中于细胞,绿色植物,一些微生物和小动物。特别是重力环境对哺乳动物细胞形态、结构、变异和基因表达的影响将是一个热点。重力生物学的学术意义在于揭示重力效应在生物进化过程中的作用,是自然科学的基本问题;另一方面,重力生物学的成果将是空间制药及空间生态系统等应用领域的基础,重力生物学的学术和应用都是下个世纪的重要课题,可望在21世纪20-30年代取得突破性的进展。 地外生物探索是生命起源的重大课题,其中地球以外的智能生物探索是一个长期的 课题。地球上的人类正在向外层空间发射电波和接收讯号。外星人与地球人之间可能存在的学术和技术差距不仅是一种危险,也是自然科学的重大前沿问题,将被持续地研究下去。 2. 08. 5 21世纪初生命科学最有可能突破的领域 ①人类基因组的全序列(遗传密码)将在10一15年测定完毕,为全部遗传信息的破译奠定基础。 ②与生命活动有关的重要基因与重要疾病有关的基因将被陆续发现,其中特别引人注目的是控制记忆与行为的基因、控制衰老与细胞程序性死亡的基因、控制细胞增殖的系列基因、胚胎发育多层次网络调节基因。新的癌基因与抑癌基因的发现与其生物学功能的释明将大大提高对生命本质的了解。 ③人与动物的高级生命活动:感知、思维、记忆、行为与感情的发生与活动机制在脑科学研究突破的基础上,有更深的认识。 ④癌症的治疗将有全面的突破,爱滋病的防治得到控制。 ⑤在阐明地球上原始生命起源的基础上,人类还可能在实验室合成生命体,这种生命体应具有原始细胞的基本特征。

发文量大的生命科学期刊

生物科学综合类核心期刊表1、生态学报 2、应用生态学报 3、生物多样性 4、生物工程学报 5、遗传6、生物化学与生物物理进展 7、微生物学报 8、中国生物化学与分子生物学报9、水生生物学报 10、中国生物工程杂志 11、中国科学.C 辑,生命科学 12、生态学杂志 13、微生物学通报 14、应用与环境生物学报 15、生物物理学报16、古脊椎动物学报 17、古生物学报 18、微体古生物学报 19、生物数学学报20、生物技术 21、生命的化学 22、实验生物学报(改名为:分子细胞生物学报)23、生物技术通报 24、生命科学 25、生物学通报

5分以上的杂志:

control release、Adv Drug Deliv Rev 、Annu Rev Pharmacol Toxicol   、Nature Communications

Elife——国人文章作者一般为国内科研大牛或科研团队,国人发文占比约6%

Elife是一本起点很高的综合期刊,旨在向读者提供最前沿的生命科学和生物科技研究。从该期刊最新文章进行分析来看,其收录范围非常广,有关生命科学和生物医学的论著和综述均可投稿。但注意这本期刊严谨而又大胆创新的编辑共同审稿模式,不仅缩短了审稿周期,也对稿件质量把控得更加严格。据说投稿到该期刊超过2/3的文章都会在外审前被编辑退稿。

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