生命科學技術

研究生命現象的科學。既研究各種生命活動的現象和本質，又研究生物之間、生物與環境之間的相互關係，以及生命科學原理和技術在人類經濟、社會活動中的應用。生命科學所要回答的首要問題就是"什麼是生命？"這個古老的命題。一般說來，生命具有新陳代謝、生長、遺傳、刺激反應等特徵。這些特徵是生命運動的具體反應。生命科學就是研究生命運動及其規律的科學。

生命科學是一門有很長歷史的學科。在人類文明的初期，人們已經注意到了生命與非生命的區別，並對生物進行觀察、描述，收集整理了大量材料。17世紀前，由於科學技術水平的限制和神學的桎梏，古老的生物學始終停留在觀察和描述階段。到18世紀，伴隨工業革命和自然科學的發展，對生物進行分門別類的研究成為主要課題，林奈總結了前人的成果，建立了系統分類學。

19世紀，物理學和化學進一步發展，新技術不斷地應用於生物研究。使生物學由描述性的學科轉為實驗性的學科。1838年和1839年，德國的施萊登和施旺分別通過對植物和動物細胞的研究，提出了細胞學說：一切生物的基本構造單位是細胞。英國科學家達爾文在1859年出版的巨著《物種起源》中，提出了生物是由低級向高級不斷進化的進化論學說，他認為生物的變異和自然選擇是推動生物進化的根本原因。1865年，孟德爾發現了生物性狀遺傳的兩個基本定律，即分離定律和自由組合定律，開始了遺傳學的研究。

20世紀初，摩爾根進一步提出了基因定位於染色體上和基因學說。從而使生物學躍入了近代科學的行列。從另一方面看，生命科學又是一門非常年輕的學科。它的一些基本概念和理論都是隨著20世紀以來物理學、化學等有關學科的迅速發展而建立起來的。

1945年，理子力學創始人之一薛定諤在《什麼叫生命？》一書中預告，一個生物學研究的新紀元即將開始。他說："物理學和化學顯然還缺乏說明在生物體中所發生的各種事件的能力，然而，絲毫沒有理由去懷疑它們是不能用這兩門科學來說明的。"隨著電子顯微鏡、X－射線晶體衍射、同位素等先進技術在生物學中的應用，生物學研究取得了重大突破。美國科學家鮑林用X－線衍射方法研究了蛋白質的分子結構，發現由氨基酸構成的肽鏈在一定條件下，可以形成螺旋結構。

1953年，沃森和克里克通過對脫氧核糖核酸（DN-A）的X-射線衍射照片進行分析和計算，提出了DNA的雙螺旋結構模型，並提出了遺傳信息就是以核苷酸排列的順序儲存於DNA分子之中。以此為突破口。誕生了分子生物學。隨後科學家們又破譯了全部遺傳密碼，指出蛋白質分子中的氨基酸排列順序是以DNA分子中核苷酸排列為模板翻譯的，每三種核苷酸為一種氨基酸密碼。不久克里克提出了遺傳的中心法則：遺傳信息的表達，是以DNA為模板轉錄為MRNA，再以MRNA為模板，按遺傳密碼翻譯為蛋白質。這樣，構成生命的兩大類最基本的生物大分子━━蛋白質和核酸在生命過程中作用達到了統一，就能夠從本質上解釋生命現象。

現代生命科學不僅有不同於傳統生物學的許多特點，而且深刻影響著現代科學的各個領域。具體地說：

（1）從量子水平、原子分子水平、亞細胞和細胞水平、組織器官水平、個體水平、種群和群落、生態系統、生物圈等不同層次上研究生命現象及其相互關係，與其相應，出現了量子生物學、分子生物學、細胞生物學、組織學和生理學、微生物學和動植物學、群體生物學、生態學等學科、這些學科從微觀到宏觀的不同水平上，對生命科學的內在規律進行精細地研究。

（2）多學科相互滲透，使生物學出現了一系列的分支學科和邊緣學科。如研究基因及其基因表達的分子遺傳學，研究生物大分子的結構與功能、生物體內化學變化的生物化學，以及生物物理學、生物數學、生物力學、生物光學、生物醫學、農業生物學環境生物等。

（3）應用生物學的形成。20世紀末，現代生物技術（生物工程）已經直接影響到人們的經濟生活和社會生活，興起的基因工程，它利用DNA的重組技術，將人們所需要的基因或基因片斷組合在一起，從而創造出人們所希望的生物大分子物質，甚至新的物種。又如利用發酵工程，可以大規模生產干擾素（一種抗病毒的活性蛋白質）。醫學遺傳學和分子生物學的研究，使人們能夠從遺傳的物質基礎DNA的改變上找出某些疾病的原因。現已發現了十多種癌基因，以及這些癌基因表達的機制。人類最終攻克癌這一"不治之症"已為期不遠了。人造器官的植入使得一些生命垂危的人又獲生機。此外，現代生物技術在農林、醫藥、食品、能源環境保護等領域中，正發揮著重要作用。

生命科學的研究，還為電子計算機、人工智慧、工程式控制制論等的研究，提供許多新的啟示。此外，生命科學某些領域的研究，還影響到社會科學和人們的社會生活，如流行病與古代文化的關係，環境污染與環境保護，心理疾病，人口、計劃生育與社會發展，行為科學與政治學，記憶、思維等高級生命活動的機制，等等。生物體的高度協調性和對物質和能量的精確利用方式，還為現代的管理科學、能源科學、交通運輸、通訊等，提供了很好的研究和模擬的對象。