生命科学的飞速发展取得的一项项重大突破,引起了世界科学界的瞩目。科学发展的进程越来越显示出,生命科学正酝酿着新的更大的突破,并且正渐渐跃居自然科学的前沿。近年来,国际科学界的许多著名科学家纷纷预言:21世纪将是生命科学的世纪。
生命科学在重大的理论问题上所取得的许多突破性成果在经济发展中得到了广泛的应用,充分显示了生命科学促进经济发展的巨大威力,生物技术(也称生物工程)的兴起就是一个极有力的证明。生物技术是20世纪70年代开始的世界性新技术革命的一个重要方面。生物技术所依托的先进的科学水平使其具有了前所未有的广泛的实用价值。作为一门高技术,它已经深入到了工业、农业、矿业以及化工、医药、食品、能源等行业和环境保护领域,并且诞生了一种新兴的工业体系——“生物工业”。利用生物技术已经生产出了种种高技术产品,如运用基因工程培育出的多种“工程细菌”,用来生产药用胰岛素、生长素、干扰素、疫苗及作为食品的“单细胞蛋白”;应用细胞工程发展了“单克隆抗体”技术,在体外分离得到了多种单克隆抗体,引发了免疫学的重大革命;通过培养细胞直接长成植株,为农业和林业的发展开辟了一条新路;酶工程的发展,已经分离、提纯出多种生物酶用于工业生产。生物技术的诞生正在导致传统工业结构的调整与改革,成为推动新技术革命的强大动力。应用生物技术,不仅生产效率大幅度提高,还可以节省能源,充分利用地球上的有限资源,也能减少环境污染。生物技术的发展与应用前景可以和原子裂变、半导体、微电子技术相提并论;生物工业对世界经济的发展已经起到重要作用。到了21世纪,生物工业则将更加显示出它的威力,起到举足轻重的作用,各个工业部门都将不可避免地要与生物技术乃至生命科学打交道。
生命科学正面临着新的重大突破,自然科学中的其他学科如物理学、化学、医学、农学、计算机科学等今后所取得的重大突破,很可能也将更多地产生于与生命科学相结合的研究领域。生命科学的发展趋势已经为生命科学世纪描绘出一幅宏伟蓝图:人类可以根据需要改造现有的生物物种,创造出具有优良性状的新物种;人工智能和人工生命系统的研究将会高度发展,功能更为完善的“生物计算机”将会得到普遍应用,机器可以代替更多的体力劳动和脑力劳动,使社会生活和社会生产更加信息化,将充分开发与利用生物能源,较为彻底地解决世界能源问题;还将能够促进农、林、牧、渔各业的发展,充分满足不断增长的世界人口对食品与营养的需求;促进医学和医药业的发展,大大减少疾病,征服艾滋病、遗传病和癌症等众多疑难病症,并将从根本上保护好人类的生存环境。
科学发展的历史告诉我们,自然科学各学科的发展在不同时期不是齐头并进的。在20世纪的前半期,物理学是走在前面的带头学科。进入50年代以后,生命科学赶了上来,与物理学并驾齐驱,共同成为带头学科。而21世纪则将是生命科学世纪,是生命科学发展的鼎盛时期。为了帮助今天的青少年朋友——21世纪的主人较为深入地了解生命科学的发展现状和发展趋势,广西教育出版社组织出版《走向科学的明天丛书·生命科学》,丛书包括:《生命科学的明天》、《生命科学与生物工程》、《生命的起源与进化》、《认识你的脑》、《生命科学与农业》和《生命科学与医学》,希望通过从不同侧面入手,介绍生命科学的知识,帮助青少年朋友进一步了解21世纪的生命科学家们的责任和任务,以便使他们为将来投身生命科学的研究与应用事业做好充分的思想准备。
这套丛书的作者,都是工作在科研和教学岗位上的科学家,在书中他们不仅深入浅出地介绍了有关知识,也把他们对生命科学的热爱渗透其间。他们为青少年朋友打开一扇了解生命与生命科学的窗口,愿青少年朋友们通过这个窗口去增长知识,去憧憬未来!
王谷岩 1999年7月于北京
写在前面的话 17~18世纪,生命科学处于描述阶段,描述动植物的外部形态并加以分类。到了19世纪,生命科学开始了实验生物学的研究,进入了细胞学、遗传学、实验胚胎学的研究阶段。到了20世纪50年代,特别是1953年,美国遗传学家沃森和英国物理学家克里克在英国《自然》杂志上发表论文,提出了DNA双螺旋结构模型,从此生命科学的研究进入了分子生物学的研究阶段,在生命科学史上翻开了划时代的一页。
DNA双螺旋结构模型诞生以来,分子生物学领域出现了一系列激动人心的发现和突破:1957年发现DNA聚合酶;1960年发现信使核糖核酸;1961年提出细菌的“乳糖操纵子”学说;1966年破译了全部的遗传密码;1967年发现了DNA连接酶;1970年发现第一个特异的限制性内切酶和逆转录现象等等。
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