【文章內(nèi)容簡介】 出了貢獻(xiàn)。此外，隨著對癌癥。心腦血管疾病、艾滋病等重大疾病的發(fā)病機(jī)制及防治技術(shù)方法的研究和認(rèn)識不斷深化，人類終將在下世紀(jì)初戰(zhàn)勝這些疾病。預(yù)計，2020年人均壽命可達(dá) 100歲，而年輕人的壽命可延長到140歲。 ? 三、解決能源危機(jī)與環(huán)境污染 ? 人類文明發(fā)展帶來的能源消耗與日俱增，地球上的石油能源終將枯竭，代之而起的將是生物能。當(dāng)今，最受科學(xué)界寵愛的當(dāng)屬生物量。一株植物的全部質(zhì)量都是能量的來源，此即所謂生物量。研究表明，每年所有植物形成的生物物質(zhì)；可折合 1000億噸石油，相當(dāng)于目前全世界能耗的 50倍。用遺傳工程創(chuàng)造的多功能“工程菌”，能夠分解纖維素、木質(zhì)素等。即，它“可以利用稻、木屑、秸桿與食物下腳料生產(chǎn)出酒精。至于凈化環(huán)境，微生物處理污水已應(yīng)用于工業(yè)體系。美國培育的基因工程“超級菌”，幾小時便可降解掉自然菌種需一年才能降解的水上浮油。日本將嗜油酸單孢桿菌的耐汞基因轉(zhuǎn)入腐臭單 ? 孢桿菌。該菌株能把汞化物吸收到細(xì)胞內(nèi)，用它處理污水就能解決被汞污染的環(huán)境問題，又使汞得以回收。有人構(gòu)建了能降解樟腦、辛烷、甲苯、茶等物質(zhì)的“超級菌”，可以從環(huán)境中多功效地消除有毒物質(zhì)。也有人把BT毒蛋白基因、球形芽孢桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌，且表達(dá)成功。它能殺死蚊蟲與害蟲，而對人畜無害，不污染環(huán)境。 ? 四、工業(yè)方面 ? 科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。生物技術(shù)自其問世不久即顯示出改造經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的神奇威力。生物技術(shù)給傳統(tǒng)工業(yè)帶來全新的思路。通常，化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行不僅需要高溫、高壓（高能耗），且往往和毒性、高危險率相關(guān)聯(lián)。生物合成則是在常溫下進(jìn)行，每個活細(xì)胞中同時進(jìn)行著2022種化學(xué)反應(yīng)；且各由專一的酶系統(tǒng)來催化。于是，模擬生命過程的生物反應(yīng)器（ bioreactor)在酶工程和發(fā)酵工程中應(yīng)運(yùn)而生。在活細(xì)胞中，酶與細(xì)胞器或細(xì)胞膜相結(jié)合并以固態(tài)參與反應(yīng)。日本用固定化酵母生產(chǎn)酒精，使勞動生產(chǎn)率提高 10～ 15倍。目前，應(yīng)用葡萄糖異構(gòu)酶反應(yīng)器生產(chǎn)的果糖，是葡萄糖甜度的 200倍，世界年產(chǎn)量已達(dá)幾千萬噸，美國約占 72％。近年來，化學(xué)工業(yè)有 20％被生物反應(yīng)器所取代，其設(shè)備投資減少 80％，能耗降低 50％。在重工業(yè)中，已有 40個礦山用細(xì)菌冶金。日本用還原菌煉銅；加拿用氧化鐵硫桿菌從黃鐵礦中提金，其濾析率近 100％。在輕工業(yè)中，科學(xué)家正努力使蠶的絲心蛋白基因在大腸桿菌中表達(dá)，以求在發(fā)酵罐中生產(chǎn)蠶絲。 ? 人體的器官和組織“重造”及修復(fù)方面取得巨大進(jìn)步 ? 據(jù)英國 《 新科學(xué)家 》 雜志報道，如果醫(yī)生對你說：“告訴你一個壞消息，你的肝臟目前健康狀況不容樂觀。”聽到這話你也不必過于憂慮，因為科學(xué)家正在進(jìn)行一項研究，為你生產(chǎn)出備用的肝臟或其他器官。具體做法是：醫(yī)生從你的骨髓中抽取干細(xì)胞，然后將這些干細(xì)胞注入羊胎。在小羊羔出生后，羊羔體內(nèi)的部分肝臟都會是由你自己的細(xì)胞組成。羊羔的肝臟逐漸發(fā)育健全，然后你就可以“回收利用”了。 相關(guān)研究邁出重要一步 如果這種夢一般的治療方法真的可行的話，也還需要許多年才能用于臨床，但美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)的伊斯梅爾 贊加尼及其研究小組已經(jīng)在這方面邁出了重要的第一步。贊加尼研究小組希望他們正在創(chuàng)造的人與動物的結(jié)合體將來能生長出與病人自己基因相同的新細(xì)胞，用以修復(fù)病人受損的器官。同時他們希望這種人與動物的結(jié)合體所生成的 ? 多數(shù)細(xì)胞或組織可用于器官移植，甚至有可能進(jìn)行整個器官的移植。因為在一些情況下，器官至少有部分是人體的，這就要比單純移植動物器官容易得多了。 如果研究取得重大成果的話，這項技術(shù)就能克服那些想要進(jìn)行組織和器官移植的研究人員所面臨的一些重大障礙。比如，它可能會生成大量的組織或細(xì)胞，這就沒有必要將不同生長因子的細(xì)胞或組織混合在一起。 ? 一項人造骨技術(shù)有望于明年前成功應(yīng)用于臨床并形成產(chǎn)業(yè)化。采用這項技術(shù)構(gòu)建人造骨將大大提高人類組織和器官的修復(fù)質(zhì)量，減輕病人的痛苦。 有人首先是在裸鼠、兔體內(nèi)構(gòu)建人造骨獲得成功，隨后，利用顯微外科技術(shù)，構(gòu)建出帶血管的人造羊骨，并以此修復(fù)缺損的羊脛骨獲得成功。最近，在與人更為相似的恒河猴體內(nèi)構(gòu)建人造骨獲得成功。目前，這項技術(shù)在人體的應(yīng)用基本上還處于實驗階段，很少有臨床應(yīng)用。 ? ? 生命科學(xué)未解的八大奧秘 ? 1 作為生命基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)能確定嗎 ? ? 2 能合成人工生命形式嗎 ? ? 3 能否建立精確的細(xì)胞計算機(jī)模型 ? ? 4 能弄清基因如何決定哺乳動物發(fā)育的細(xì)節(jié)嗎 ? ? 5 預(yù)防、診斷和治療醫(yī)學(xué)會發(fā)生變革嗎 ? ? 6 能否準(zhǔn)確地再建人類種群史 ? ? 7 能否重構(gòu)地球上生命的主要進(jìn)化步驟 ? ? 8 社會將對遺傳知識爆炸式增長作何反應(yīng) ? ? 現(xiàn)代生命科學(xué)研究的的熱點 ? 以蛋白質(zhì)工程為主要內(nèi)容的生物大分子結(jié)構(gòu)與功能研究 ? 以信號傳遞和相互作用為基礎(chǔ)的基因控制細(xì)胞機(jī)理研究 ? 在完成人類及所有生物基因測序后對基因結(jié)構(gòu)和遺傳語言研究 ? 開展包括分子水平上的以實現(xiàn)遺傳、發(fā)育、進(jìn)化大統(tǒng)一 為目的的綜合理論研究 ? 研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)信息處理機(jī)制，揭示腦工作原理 ? 心理、智力、性格、行為模式的行為學(xué)機(jī)制和量化研究 ? 生態(tài)學(xué)在微觀與宏觀結(jié)合、理論與控制結(jié)合上進(jìn)行定量、預(yù)測和工程化方向研究 ? 人體功能 (包括潛在功能如經(jīng)絡(luò)、氣功、特異功能等方 面 )研究 ? 另外：人工生命體的合成 ? 二、生物工程的產(chǎn)生與發(fā)展 ? 生物工程是生物學(xué)技術(shù)的工業(yè)化，是生物技術(shù)和工程學(xué)的結(jié)合。 ? 分子生物學(xué)一一 20世紀(jì) 50年代 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確定和用 X射線對蛋白質(zhì)晶體空間結(jié)構(gòu)的測定， ? 1973年，限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用、重組DNA的成功實現(xiàn)、開創(chuàng)了基因工程 ? 20世紀(jì) 90年代，細(xì)胞克隆，特別是體細(xì)胞克隆獲得成功，使細(xì)胞工程開始走向產(chǎn)業(yè)化。 DNA芯片、生物計算機(jī)的出現(xiàn)，使生物材料的應(yīng)用走向高臺階。 ? 在 20世紀(jì)末，人類基因組測序、酵母基因組測序、水稻基因組測序先后基本或全部完成，生命科學(xué)技術(shù)不僅在原核生物，而且在真核生物，特別是在農(nóng)作物上的應(yīng)用局限有了根本性突破?；蚬こ痰姆秶鷶U(kuò)大到所有生物。奠定了生物工程在新世紀(jì)迅猛發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。 ? 三、生物工程的基本內(nèi)容 ? 生物工程包括所有具備產(chǎn)業(yè)化條件的生物技術(shù)。按照生物工程改造的對象，主要包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶