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1、生命科學(xué)論文 電子信息與生物科學(xué)的關(guān)系 摘要: 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展極大地促進(jìn)了.的進(jìn)步與發(fā)展,而生命科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展尤其使人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著研究的不斷深入,電子信息的相關(guān)技術(shù)在生命科學(xué)的研究中扮演者一個不可舍棄的角色，發(fā)揮著越來越重大的作用。隨著技術(shù)水平的不斷提高,生命科學(xué)與我們的生活的聯(lián)系越來越緊密,悄悄地改變著我們生活的方方面面。本文研討了現(xiàn)代生物技術(shù)的現(xiàn)狀、重要性及其與現(xiàn)代.的發(fā)展，生命科學(xué)的概念與研究內(nèi)容、生命科學(xué)研究簡史、生命科學(xué)研究熱點與發(fā)展趨勢、生命倫理學(xué)，以及電子技術(shù)在生命科學(xué)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：生命科學(xué)與現(xiàn)代生物技術(shù)電子信息技術(shù) 正文： 你瞧，那鷗鳥

2、鳴集和魚翔淺底；你瞧，那林木蔥蘢和綠草茵茵；你再瞧虎豹的威猛雄烈和猿猴的捷敏靈性；而最具奧妙的則是智慧、勇敢、富于創(chuàng)造、形體美麗的“人”。但是透過這些千變?nèi)f化的表象，生命是什么？掌握生命的密碼又是什么？又是什么在改變著我們的生活？問號以一直追溯到生命的起源?，F(xiàn)在，問題有了答案:基因。 回答這個問題的正是生命科學(xué)這一學(xué)科，它自誕生以來就一直致力于回答生活中的種種問題。生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象、生命活動的本質(zhì)、特征和發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，以及各種生物之間和生命與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。用于有效地控制生命活動，能動地改造生物界，造福人類生命科學(xué)與人類生存、人民健康、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和.發(fā)展有著密切關(guān)系，是當(dāng)今在全

3、球范圍內(nèi)最受關(guān)注的基礎(chǔ)自然科學(xué)。 生命科學(xué)是系統(tǒng)地闡述與生命特性有關(guān)的重大課題的科學(xué)。支配著無生命世界的物理和化學(xué)定律同樣也適用于生命世界，無須賦于生活物質(zhì)一種神秘的活力。對于生命科學(xué)的深入了解，無疑也能促進(jìn)物理、化學(xué)等人類其它知識領(lǐng)域的發(fā)展。 現(xiàn)代生物技術(shù)以分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等學(xué)科為支撐，結(jié)合了化學(xué)、化工、計算機(jī)、微電子等學(xué)科，從而形成了一門多學(xué)科互相滲透的綜合性學(xué)科。就其應(yīng)用領(lǐng)域，可分為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)生物技術(shù)、植物生物技術(shù)、動物生物技術(shù)、食品生物技術(shù)、環(huán)境生物技術(shù)等。 現(xiàn)代生物技術(shù)是一個復(fù)雜的技術(shù)群?；蚬こ虄H是現(xiàn)代生物技術(shù)中具有

4、代表性的一種，它的特征是在分子水平上創(chuàng)造或改造生物類型和生物機(jī)能。此外，在染色體、細(xì)胞、組織、器官乃至生物個體水平上也可進(jìn)行創(chuàng)造或改造生物類型和生物機(jī)能的工程，例如染色體工程、細(xì)胞工程、組織培養(yǎng)和器官培養(yǎng)、數(shù)量遺傳工程等，這些，也屬于現(xiàn)代生物技術(shù)的范疇。而為這些工程服務(wù)的一些新工藝體系，如現(xiàn)代發(fā)酵工程、酶工程、生物反應(yīng)器工程等，同樣被納入了現(xiàn)代生物技術(shù)的系統(tǒng)。其中發(fā)酵工程、酶工程、生物反應(yīng)器工程都用到了電子技術(shù)。 在美歐等科學(xué)先進(jìn)國家，“生命科學(xué)”與包括物理、化學(xué)、地學(xué)等在內(nèi)的“物質(zhì)科學(xué)”并列為自然科學(xué)的兩大分支。 國際上生物學(xué)在自然科學(xué)中的地位可以從以下事實看出：美國科學(xué)信息研究所出版的

5、科學(xué)引文索引（SCI）中登錄了全世界的八千余種科學(xué)期刊，在影響最大即引用率最高的最重要的前10種刊物中，除多科綜合性刊物英國的《自然》（Nature）和美國的《科學(xué)》（Science）外，全部都是生命科學(xué)領(lǐng)域中的刊物。 生命科學(xué)研究或正在研究著的主要課題是：生物物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是什么？這些化學(xué)物質(zhì)在體內(nèi)是如何互轉(zhuǎn)化并表現(xiàn)出生命特征的？生物大分子的組成和結(jié)構(gòu)是怎樣的？細(xì)胞是怎樣工作的？形形色色的細(xì)胞怎樣完成多種多樣的功能？基因作為遺傳物質(zhì)是怎樣起作用的？什么機(jī)制促使細(xì)胞復(fù)制？一個受精卵細(xì)胞怎樣在發(fā)育成由許多極其不同類型的細(xì)胞構(gòu)成的高度分化的多細(xì)胞生物的奇異過程中使用其遺傳信息？多種類型細(xì)胞是怎樣

6、結(jié)合起來形成器官和組織？物種是怎樣形成的？什么因素引起進(jìn)化？人類現(xiàn)在仍在進(jìn)化嗎？在一特定的生態(tài)小生境中物種之間的關(guān)系怎樣？何種因素配著此一生境中每一物種的數(shù)量？動物行為的生理學(xué)基礎(chǔ)是什么？記憶是怎樣形成的？記憶存貯在什么地方？哪些因素能夠影響學(xué)習(xí)和記憶？智力由何而來？除了在地球上，宇宙空間還有其它有智慧的生物嗎？生命是怎樣起源的？等等。 生命科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了拉馬克的獲得性遺傳學(xué)說、達(dá)爾文的選擇論、分子遺傳學(xué)說以及現(xiàn)代綜合進(jìn)化論。時至今日，各學(xué)科的科學(xué)工作者都已從掌握的生命程式中找到了各自所涉及科學(xué)的一些規(guī)律的認(rèn)知：計算機(jī)學(xué)科專家在探索生物神經(jīng)元的工作方式時，使電子計算機(jī)的運算的速度更快，已發(fā)

7、明了生物計算機(jī)；農(nóng)學(xué)家在作生命遺傳基因的最合理搭配，使人類的食品更符合自己的營養(yǎng)、口 感以及保健需求，轉(zhuǎn)基因植物、動物已經(jīng)出現(xiàn)；醫(yī)學(xué)家正在為各種疾病建立基因檔案，使人類對疾病的處理手段從預(yù)防、診斷到治療出現(xiàn)了一個全方位的改善，已開始實施基因療法。 進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代，生命科學(xué)更使勢不可擋，雄居影響當(dāng)代人生活的四大科學(xué)之首，目前，生命科學(xué)已經(jīng)成為21世紀(jì)當(dāng)之無愧的帶頭學(xué)科。國際核心期刊論文發(fā)表生物學(xué)占著越來越多的比例，世界優(yōu)秀科技成果評選總不會離開生物學(xué)的最新成果，無論從這些還是從對人類生活及思想的影響來看，生命科學(xué)都是當(dāng)今世界科學(xué)研究的核心，最為炙手可熱的領(lǐng)域但生命科學(xué)到底對我們的生活有

8、什么影響呢？科學(xué)家的解釋也許太過復(fù)雜。那么請聽聽以下的新聞吧！ 在山東，醫(yī)學(xué)專家為60歲的劉為榮換了心臟。我國自上世紀(jì)80年代末開始做心臟移植手術(shù)以來，劉為榮是年齡最大的“換心人”，現(xiàn)在他像正常人一樣安排起居。在上海，上海生物制品研究所生產(chǎn)出第一批高質(zhì)量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不僅接種保護(hù)效果好，而且臨床副反應(yīng)極少，適合各種年齡段的人群接種，最受市場青睞。在日本，東京齒科醫(yī)科大學(xué)和大日本印刷公司借助特殊的印刷技術(shù)，成功培育出與人體血管原來形狀相同的毛細(xì)血管，有望用于治療心肌梗塞。在美國，其國家人類基因研究所宣布，他們已繪制成功首張狗基因測序草圖，顯示狗與人類的基因數(shù)量大致相同。這一成果

9、有助于人類對與基因相關(guān)的疑難病癥的研究。在新加坡，科研人員發(fā)現(xiàn)經(jīng)高溫和超聲波加工處理后的動物骨骼植入人體后，可能不會發(fā)生感染或排斥反應(yīng)，這為異體骨骼移植帶來了新希望。 最近幾十年全球的計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，很自然的就計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了生命科學(xué)的研究中，當(dāng)然最主要的就是電子技術(shù)，我們可以看到近些年來，各國在研究生命科學(xué)的時候大量應(yīng)用到了電子技術(shù)，并且電子技術(shù)在生命科學(xué)的研究中越來越重要了。越來越多的生命技術(shù)應(yīng)用到了電子技術(shù)，例如：羅克韋爾電子技術(shù)在生命科學(xué)行業(yè)的應(yīng)用，談及對中國生命科學(xué)行業(yè)的看法，負(fù)責(zé)羅克韋爾電子技術(shù)生命科學(xué)行業(yè)業(yè)務(wù)的全球副總裁Bob Honor 先生認(rèn)為，中國的制造行業(yè)整體上講

10、是比較年輕的，尤其是跟歐洲的制造業(yè)比較起來。最大的一個差距應(yīng)該是在行業(yè)在應(yīng)對監(jiān)管力度方面–歐美生命科學(xué)企業(yè)長期在嚴(yán)格的監(jiān)管下, 因此從企業(yè)裝備, 管理模式, 人員培訓(xùn)等方面形成了一整套符合嚴(yán)格監(jiān)管的企 業(yè)體系和應(yīng)對機(jī)制。 相比之下，中國生命科學(xué)企業(yè)尚未經(jīng)歷過國際化監(jiān)管的熏陶, 不免在體系和機(jī)制方面準(zhǔn)備不夠充分。與此同時，從需求來講，中國的生命科學(xué)行業(yè)是一個很有朝氣、很有潛力的行業(yè)。中國對新藥和非專利藥的需求量就是一個很大的市場，更不要說如果利用中國制造業(yè)的能力向全世界提供這些藥品。羅克韋爾電子能夠幫助中國提高整體水平的就是應(yīng)對國際化監(jiān)管的層面，在提供國際監(jiān)管環(huán)境下的生命科學(xué)解決方面，羅克韋

11、爾電子技術(shù)不僅有非常多相關(guān)政策法規(guī)方面的知識，而且有非常多的實際經(jīng)驗，羅克韋爾電子生命科學(xué)行業(yè)市場經(jīng)理 Glenn Restive 先生也表達(dá)了同樣的感受。 國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863 計劃）先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域“生命科學(xué)微量樣品電子操作設(shè)備”也是一個電子在生命科學(xué)中的起重要重要的體現(xiàn)，該項目針對生命科學(xué)研究向規(guī)?；?、通量化、精細(xì)化發(fā)展的趨勢，圍繞生命科學(xué)中的體細(xì)胞克隆、基因與生物試樣處理、蛋白質(zhì)提取與高通量篩選中的電子操作與處理，采用生物醫(yī)學(xué)、機(jī)器人、微納制造等技術(shù)，開發(fā)電子操作設(shè)備；還有微生物網(wǎng)上電子鑒定系統(tǒng)，也是電子與生命科學(xué)的結(jié)合，此鑒定系統(tǒng)中從細(xì)菌在整個生物界地位開始，包括的各類群

12、展開，以系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)為原理，并以腸桿菌科和高溫放線菌為實例，說明電子鑒定系統(tǒng)的生成。該系統(tǒng)主要包括細(xì)菌通用培養(yǎng)基、培養(yǎng)方法、細(xì)菌性狀編碼、屬和種的描述及與之相關(guān)的細(xì)菌名稱等各種數(shù)據(jù)庫，因此在本系統(tǒng)中，針對腸桿菌科所包含的30個屬，個種做123示例，可以通過多種途徑進(jìn)行查詢；電子技術(shù)在微生物檢驗中也有應(yīng)用；微生物鑒定和藥敏試驗分析系統(tǒng)在臨床微生物實驗室中依然應(yīng)用了電子技術(shù)；科學(xué)家還研發(fā)了電子的血液細(xì)菌培養(yǎng)系統(tǒng)，全自動血液細(xì)菌培養(yǎng)儀主要優(yōu)點是可以在較短培養(yǎng)時間內(nèi)提示出血液培養(yǎng)瓶中有無微生物的存在；還有全自動微生物基因指紋鑒定系統(tǒng)…… 一系列自動技術(shù)在生命科學(xué)中的應(yīng)用是不可磨滅的事實。生命科學(xué)在物質(zhì)和精神文明建設(shè)中都有重要作用，在農(nóng)村普及生命科學(xué)知識，倡導(dǎo)科學(xué)種田，是促進(jìn)科技興農(nóng)的重要措施。生命科學(xué)正是發(fā)展迅速的時候，這個世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。 作為一個電子專業(yè)的學(xué)生無不為此振奮,將會好好地學(xué)習(xí)電子這門技術(shù), 記我們民族復(fù)興的歷史使命和肩上沉重的歷史責(zé)任感，將電子技術(shù)與生命科學(xué)更 好的結(jié)合起來，為中國增加一份光榮，為人民造一份貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn):《生命科學(xué)導(dǎo)論》（宋思揚）、生命科學(xué)論壇《新華日報》（２００９－７－２３）。