现代生命科学与我们的生活
摘要∶
生命科学对于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学之一。而且是近些年来自然科学中发展最迅速的学科，必将成为21世纪初的主导科学。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。
关键词：生命; 基因诊断;基因治疗;基因工程；生物技术
一． 生命科学简介 生物物质的化学本质是什么？这些化学物质在体内是如何互转化并表现出生命特征的？生物大分子的组成和结构是怎样的？细胞是怎样工作的？形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能？基因作为遗传物质是怎样起作用的？什么机制促使细胞复制？一个受精卵细胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息？多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织？物种是怎样形成的？什么因素引起进化？人类仍在进化吗？等等。这些问题时刻摆在在每一个生命科学研究者的眼前，这些问题的解决我们必须从生命科学的基础研究开始。如此复杂而又丰富多彩的生命现象，也亟待生命科学的研究突破。
1. 生命的定义
生命泛指有机物和水构成的一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界、能回应刺激、能进行自我复制繁殖的半开放物质系统
2. 生命的特征 1化学成分的同一性 ○
从元素成分看，都是由C、H、O、N、P、S、Ca等元素构成的；从分子成分来看，生命体中有蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子。其中蛋白质都是由20种氨基酸组成；核酸主要由4种核苷酸组成；ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子
2严整有序的结构 ○
生命的基本单位是细胞，细胞内的各结构单元（细胞器）都有特定的结构和功能。生物界是一个多层次的有序结构。在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。每一个层次中的各个结构单元，如
器官系统中的各器官、各器官中的各种组织，都有它们各自特定的功能和结构，它们的协调活动构成了复杂的生命系统。各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，都遵循DNA--RNA--Protein的中心法则
3新陈代谢 ○
生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。包括组成作用和分解作用。组成作用是从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。分解作用是分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。
4生长特性 ○
生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，遗传因素在其中起决定性作用，外界环境因素也有很大影响。
5遗传和繁殖能力 ○
生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。
6应激能力 ○
包括生物接受外界刺激后会发生反应和生物的运动受神经系统的控制。 7进化 ○
生物表现出明确的不断演变和进化的趋势，地球上的生命从原始的单细胞生物开始，走过了多细胞生物形成，各生物物种辐射产生，以及高等智能生物人类出现等重要的发展阶段后，形成了今天庞大的生物体系。
3. 生命科学的含义
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。
4. 现代生命科学的特点
分子生物学的突破性成果，成为生命科学的生长点，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。20世纪50年代，遗传物质DNA双螺旋结构的发现，开创了从分子水平研究生命活动的新纪元。此后，遗传信息由DNA通过RNA传向蛋白质这一“中心法则”的确立以及遗传密码的破译，为基因工程的诞生提供了理论基础。蛋白质的人工合成，使人们认清了生命现象并不神秘。这些重大的研究成果，阐明了核酸和蛋白质是生命的最基本物质，生命活动是在酶的催化作用下进行的。绝大部分的酶的化学本质是蛋白质。蛋白质是一切生命活动调节控
制的主要承担者。从而揭示了蛋白质、酶、核酸等生物大分子的结构、功能和相互关系，为研究生命现象的本质和活动规律奠定了理论基础
二． 生命科学技术的应用
1. 医学领域的应用
1基因工程药品的生产 ○
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。例如胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。基因工程人干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一个国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
2.基因诊断与基因治疗 ○
基因芯片的发明改变了现有的医学模式：人们不是在发生疾病后才去医院治疗，平时定期使用基因芯片进行体检，可以预先诊断出几年甚至十几年以后才发生的疾病(包括肿瘤、艾滋病、心血管病等)，提早进行基因治疗、基因预防。据介绍，基因诊断的技术问题已经解决，目前已逐步进入临床使用阶段。生物芯片的发明，它将变更整个生命医学，极大地提高人类的健康水平。”马文丽和郑文岭两位科学家的发明，使得中国在继“工业革命”和“信息技术革命”后的“基因组革命”与世界同步。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病，目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达，并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术，治病治根，所以有人又把它形容为“分子外科”。
3产最高效药物的转基因动物 ○
转基因动物是一种个体表达反应系统，代表了当今时代药物生产的最新成就，也是最复杂、最具有广阔前景的生物反应系统。就通过转基因动物家畜来生产基因药物而言，最理想的表达场所是乳腺。因为乳腺是一个外泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响到转基因动物本身的生理代谢反应。从转基因动物的乳汁中获取的基因产物，不但产量高、易提纯，而且表达的蛋白经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性，因此又称为“动物乳腺生物反应器”。所以用转基因牛、
羊等家畜的乳腺表达人类所需蛋白基因，就相当于建一座大型制药厂，这种药物工厂显然具有投资少、效益高、无公害等优点
2. 农业领域的应用
1.污染土壤的生物修复 ○
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。
2应用EM生物技术在种植业的应用 ○
EM在种植业中的应用 经在蔬菜、花卉、葡萄、小麦等作物上应用,起到了增产、抗病虫、改良 土壤、改善作物品质、净化环境的作用。 ,:番茄田内用500倍液的EM发酵液进行植株喷施,一周后观察,比对照植株长势旺盛,叶片增厚,叶色深绿,农艺性状很好。更艟神奇的是用EM处理过的植株不但结果大而多,还有反常现象,HU平常第六、七层果枝上的果实总是越结越小,而用EM处理过的植株第
六、七层果枝上的果实却越结越大,而且成熟早,味道好,贮藏时间也长。
3 生物农药在种植业的应用 ○
生物农药指非人工合成,具有杀虫、杀菌或抗病、除草能力的,并可以制成具有农药功效和商品价值的生物制剂,包括微生物源(细菌、病毒、真菌及其次级代谢产物农用抗生素)、植物源（生物碱）、动物源农药以及抗病虫草害的转基因植物等。微生物源农药包括细菌杀虫剂﹑真菌杀虫剂﹑ 病毒杀虫剂﹑ 原生动物杀虫剂﹑昆虫病原线虫制剂﹑抗生素杀虫剂。目前筛选出的杀虫细菌约有100多种,主要分布在芽胞杆菌属，肠杆菌属, 假单胞杆菌属，其中苏云金杆菌, 是细菌杀虫剂中的代表,目前已鉴定了70个血清型、82个亚种。苏云金芽孢杆菌, 革兰氏阴性菌，菌体短杆状，生鞭毛，单生或形成短链，内生芽孢。有若干菌株（亚种），产生不同的毒素，能特异地杀死不同昆虫 。
三． 研究生命科学的意义 现代生物技术和生命科学的新进展, 将进一步影响到社会进步和人们的社会生活。按照人类的意愿和需要改造现有的生物类型和生物机能, 或创造全新的生物类型和生物机能, 来造福人类正在逐渐变为现实。影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。我们有理由相信运用日新月异的生物科学技术，在改善人类的生活质量、提高生活品质，保护物种多样性，促进人与自然的和谐相处会走的更远。
现代生命科学与我们的生活
摘要∶
生命科学对于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学之一。而且是近些年来自然科学中发展最迅速的学科，必将成为21世纪初的主导科学。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。
关键词：生命; 基因诊断;基因治疗;基因工程；生物技术
一． 生命科学简介 生物物质的化学本质是什么？这些化学物质在体内是如何互转化并表现出生命特征的？生物大分子的组成和结构是怎样的？细胞是怎样工作的？形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能？基因作为遗传物质是怎样起作用的？什么机制促使细胞复制？一个受精卵细胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息？多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织？物种是怎样形成的？什么因素引起进化？人类仍在进化吗？等等。这些问题时刻摆在在每一个生命科学研究者的眼前，这些问题的解决我们必须从生命科学的基础研究开始。如此复杂而又丰富多彩的生命现象，也亟待生命科学的研究突破。
1. 生命的定义
生命泛指有机物和水构成的一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界、能回应刺激、能进行自我复制繁殖的半开放物质系统
2. 生命的特征 1化学成分的同一性 ○
从元素成分看，都是由C、H、O、N、P、S、Ca等元素构成的；从分子成分来看，生命体中有蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子。其中蛋白质都是由20种氨基酸组成；核酸主要由4种核苷酸组成；ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子
2严整有序的结构 ○
生命的基本单位是细胞，细胞内的各结构单元（细胞器）都有特定的结构和功能。生物界是一个多层次的有序结构。在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。每一个层次中的各个结构单元，如
器官系统中的各器官、各器官中的各种组织，都有它们各自特定的功能和结构，它们的协调活动构成了复杂的生命系统。各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，都遵循DNA--RNA--Protein的中心法则
3新陈代谢 ○
生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。包括组成作用和分解作用。组成作用是从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。分解作用是分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用。
4生长特性 ○
生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，遗传因素在其中起决定性作用，外界环境因素也有很大影响。
5遗传和繁殖能力 ○
生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续。生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化。
6应激能力 ○
包括生物接受外界刺激后会发生反应和生物的运动受神经系统的控制。 7进化 ○
生物表现出明确的不断演变和进化的趋势，地球上的生命从原始的单细胞生物开始，走过了多细胞生物形成，各生物物种辐射产生，以及高等智能生物人类出现等重要的发展阶段后，形成了今天庞大的生物体系。
3. 生命科学的含义
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。
4. 现代生命科学的特点
分子生物学的突破性成果，成为生命科学的生长点，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。20世纪50年代，遗传物质DNA双螺旋结构的发现，开创了从分子水平研究生命活动的新纪元。此后，遗传信息由DNA通过RNA传向蛋白质这一“中心法则”的确立以及遗传密码的破译，为基因工程的诞生提供了理论基础。蛋白质的人工合成，使人们认清了生命现象并不神秘。这些重大的研究成果，阐明了核酸和蛋白质是生命的最基本物质，生命活动是在酶的催化作用下进行的。绝大部分的酶的化学本质是蛋白质。蛋白质是一切生命活动调节控
制的主要承担者。从而揭示了蛋白质、酶、核酸等生物大分子的结构、功能和相互关系，为研究生命现象的本质和活动规律奠定了理论基础
二． 生命科学技术的应用
1. 医学领域的应用
1基因工程药品的生产 ○
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。例如胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。基因工程人干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一个国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
2.基因诊断与基因治疗 ○
基因芯片的发明改变了现有的医学模式：人们不是在发生疾病后才去医院治疗，平时定期使用基因芯片进行体检，可以预先诊断出几年甚至十几年以后才发生的疾病(包括肿瘤、艾滋病、心血管病等)，提早进行基因治疗、基因预防。据介绍，基因诊断的技术问题已经解决，目前已逐步进入临床使用阶段。生物芯片的发明，它将变更整个生命医学，极大地提高人类的健康水平。”马文丽和郑文岭两位科学家的发明，使得中国在继“工业革命”和“信息技术革命”后的“基因组革命”与世界同步。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病，目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达，并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术，治病治根，所以有人又把它形容为“分子外科”。
3产最高效药物的转基因动物 ○
转基因动物是一种个体表达反应系统，代表了当今时代药物生产的最新成就，也是最复杂、最具有广阔前景的生物反应系统。就通过转基因动物家畜来生产基因药物而言，最理想的表达场所是乳腺。因为乳腺是一个外泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响到转基因动物本身的生理代谢反应。从转基因动物的乳汁中获取的基因产物，不但产量高、易提纯，而且表达的蛋白经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性，因此又称为“动物乳腺生物反应器”。所以用转基因牛、
羊等家畜的乳腺表达人类所需蛋白基因，就相当于建一座大型制药厂，这种药物工厂显然具有投资少、效益高、无公害等优点
2. 农业领域的应用
1.污染土壤的生物修复 ○
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。
2应用EM生物技术在种植业的应用 ○
EM在种植业中的应用 经在蔬菜、花卉、葡萄、小麦等作物上应用,起到了增产、抗病虫、改良 土壤、改善作物品质、净化环境的作用。 ,:番茄田内用500倍液的EM发酵液进行植株喷施,一周后观察,比对照植株长势旺盛,叶片增厚,叶色深绿,农艺性状很好。更艟神奇的是用EM处理过的植株不但结果大而多,还有反常现象,HU平常第六、七层果枝上的果实总是越结越小,而用EM处理过的植株第
六、七层果枝上的果实却越结越大,而且成熟早,味道好,贮藏时间也长。
3 生物农药在种植业的应用 ○
生物农药指非人工合成,具有杀虫、杀菌或抗病、除草能力的,并可以制成具有农药功效和商品价值的生物制剂,包括微生物源(细菌、病毒、真菌及其次级代谢产物农用抗生素)、植物源（生物碱）、动物源农药以及抗病虫草害的转基因植物等。微生物源农药包括细菌杀虫剂﹑真菌杀虫剂﹑ 病毒杀虫剂﹑ 原生动物杀虫剂﹑昆虫病原线虫制剂﹑抗生素杀虫剂。目前筛选出的杀虫细菌约有100多种,主要分布在芽胞杆菌属，肠杆菌属, 假单胞杆菌属，其中苏云金杆菌, 是细菌杀虫剂中的代表,目前已鉴定了70个血清型、82个亚种。苏云金芽孢杆菌, 革兰氏阴性菌，菌体短杆状，生鞭毛，单生或形成短链，内生芽孢。有若干菌株（亚种），产生不同的毒素，能特异地杀死不同昆虫 。
三． 研究生命科学的意义 现代生物技术和生命科学的新进展, 将进一步影响到社会进步和人们的社会生活。按照人类的意愿和需要改造现有的生物类型和生物机能, 或创造全新的生物类型和生物机能, 来造福人类正在逐渐变为现实。影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。我们有理由相信运用日新月异的生物科学技术，在改善人类的生活质量、提高生活品质，保护物种多样性，促进人与自然的和谐相处会走的更远。