走進現代生物科學-全39集

生物學

生物學是研究生命系統各個層次的種類、結構、功能、行為、發育和起源進化以及生物與周圍環境的關係等的科學。

生物分類學是研究生物分類的方法和原理的生物學分支。分類就是遵循分類學原理和方法，對生物的各種類群進行命名和等級劃分。瑞典生物學家林奈將生物命名後，而後的生物學家才用域、界 ( Kingdom）、門( Phylum)、綱 (Class)、目 (Order)、科( Family)、屬( Genus)、種 (Species)加以分類。最上層的界，由懷塔克所提出的五界，比較多人接受；分別為原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及動物界。從最上層的「界」開始到「種」，愈往下層則被歸屬的生物之間特徵愈相近。共有七大類，分別是：界門綱目科屬種。

現代生物科學

現代生物科學(生物工程)是指對生物有機體在分子、細胞或個體水平上通過一定的技術手段進行設計操作，為達到目的和需要，以改良物種質量和生命大分子特性或生產特殊用途的生命大分子物質等。包括基因工程、細胞工程、媒工程、發酵工程，其中基因工程為核心技術。由於生物技術將會為解決人類面臨的重大問題如糧食、健康、環境、能源等開闢廣闊的前景，它與計算器微電子技術、新材料、新能源、航天技術等被列為高科技，被認為是21世紀科學技術的核心。目前生物技術最活躍的應用領域是生物醫藥行業，生物製藥被投資者認為是成長性最高的產業之一。世界各大醫藥企業瞄準目標，紛紛投入巨額資金，開發生物藥品，展開了面向21世紀的空前激烈競爭。

生物技術的發展可以劃分為三個不同的階段：傳統生物技術、近代生物技術、現代生物技術。傳統生物技術的技術特徵是釀造技術，近代生物技術的技術特徵是微生物發酵技術，現代生物技術的技術特徵就是以基因工程為首要標誌。本文所說的生物技術，是指現代生物技術，也可稱之為生物工程。現代生物技術在70年代開始異軍突起，近一、二十年來發展極為神速。它與微電子技術、新材料技術和新能源技術並列為影響未來國計民生的四大科學技術支柱，被認為是21世紀世界知識經濟的核心。

生物技術的應用範圍十分廣泛，主要包括醫藥衛生、食品輕工、農牧漁業、能源工業、化學工業、冶金工業、環境保護等幾個方面。其中醫藥衛生領域是現代生物技術最先登上的舞台，也是目前應用最廣泛、成效最顯著、發展最迅速、潛力也最大的一個領域。

生物技術在醫藥衛生領域的應用主要有以下三個方面：

1、是解決了過去用常規方法不能生產或者生產成本特別昂貴的藥品的生產技術問題，開發出了一大批新的特效藥物，如胰島素、干擾素（IFN）、白細胞介素 -2（IL-2）、組織血纖維蛋白溶酶原激活因子（TPA）、腫瘤壞死因子（TNF）、集落刺激因子（CSF）、人生長激素（HGH）、表皮生長因子（EGF）等等，這些藥品可以分別用以防治諸如腫瘤、心腦肺血管、遺傳性、免疫性、內分泌等嚴重威脅人類健康的疑難病症，而且在避免毒副作用方面明顯優於傳統藥品。

2、是研製出了一些靈敏度高、性能專一、實用性強的臨床診斷新設備，如體外診斷試劑、免疫診斷試劑盒等，並找到了某些疑難病症的發病原理和醫治的嶄新方法。我國的單克隆抗體診斷試劑市場前景良好。

3、是基因工程疫苗、菌苗的研製成功直至大規模生產為人類抵制傳染病的侵襲，確保整個群體的優生優育展示了美好的前景。我國開發重點是乙肝基因疫苗。

現代生物技術以再生的生物資源為原料生產生物藥品，從而可獲得過去難以得到的足夠數量用於臨床的研究與治療。如1克胰島素（h-Insulin）要從7.5 公斤新鮮豬或牛胰臟組織中提取得到，而目前世界上糖尿病患者有6000萬人，每人每年約需1克胰島素，這樣總計需從45億公斤新鮮胰臟中提取，這實際上辦不到的，而生物技術則很容易解決這一難題，利用基因工程的"工程菌"生產1克胰島素，只需20升發酵液，它的價值是不能用金錢來計算的。

生物科學的發展

　　古代的人們在採集野果、從事漁獵和農業生產的過程中，逐步積累了動植物的知識；在防治疾病的過程中，逐步積累了醫藥知識。從總體看，在19世紀以前，生物科學主要是研究生物的形態、結構和分類，積累了大量的事實資料。進入19世紀以後，科學技術水平不斷提高，顯微鏡製造更加精良，促使生物學全面發展，具體表現在尋找各種生命現象之間的內在聯繫，並且對積累起來的事實資料做出理論的概括，在細胞學、古生物學、比較解剖學、比較胚胎學等方面都取得了進展。

19世紀30年代，德國植物學家施來登和動物學家施望提出了細胞學說，指出細胞是一切動植物結構的基本單位，為研究生物的結構、生理、生殖和發育等奠定了基礎。

1859 年英國生物學家達爾文（1809—1882）出版了《物種起源》一書，科學地闡述了以自然選擇學說為中心的生物進化理論，這是人類對生物界認識的偉大成就，給神創論和物種不變論以沉重的打擊，在推動現代生物學的發展方面起了巨大的作用。縱觀20世紀以前的生物科學的研究是以描述為主的，因而可以成為描述性生物學階段。

19 世紀中後期，自然科學在物理學的帶動下取得了較大的成就。物理和化學的實驗方法和研究成果也逐漸引進到生物學的研究領域。到1900年，隨著孟德爾（1822—1884）發現的遺傳定律被重新提出，生物學邁進了第二階段——實驗生物學階段。在這個階段中，生物學家更多地用實驗手段和和理化技術來考察生命過程，由於生物化學、細胞遺傳學等分支學科不斷湧現，使生物科學研究逐漸集中到分析生命活動的基本規律上來。20世紀30年代以來，生物科學研究的主要目標逐漸集中在與生命本質密切相關的生物大分子——蛋白質和核酸上，1944年，美國生物學家艾菲裡用細菌做實驗材料，第一次證明了DNA是遺傳物質，1953年，美國科學家沃森和英國科學家克裡克共同提出了DNA分子雙螺旋結構模型，這是20世紀生物科學最偉大的成就，標誌著生物科學的發展進入了一個新階段——分子生物階段。

在分子生物學的帶動下，生物科學的眾多分支學科都迅猛發展，取得了以系列劃時代的巨大成就，是生命學成為當代成果最多和最吸引人的學科之一。