【正文】 。它的任務(wù)是用數(shù)學(xué)的方法研究生物學(xué)問題，研究生命過程的數(shù)學(xué)規(guī)律。早期，人們只是利用統(tǒng)計學(xué)、幾何學(xué)和一些初等的解析方法對生物現(xiàn)象做靜止的、定量的分析。20世紀(jì)20年代以后，人們開始建立數(shù)學(xué)模型，模擬各種生命過程。現(xiàn)在生物數(shù)學(xué)在生物學(xué)各領(lǐng)域如生理學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、分類學(xué)等領(lǐng)域中都起著重要的作用，使這些領(lǐng)域的研究水平迅速提高，另一方面，生物數(shù)學(xué)本身也在解決生物學(xué)問題中發(fā)展成一獨立的學(xué)科。　　有少數(shù)生物學(xué)科是按方法來劃分的，如描述胚胎學(xué)、比較解剖學(xué)、實驗形態(tài)學(xué)等。按方法劃分的學(xué)科，往往作為更低一級的分支學(xué)科，被包括在上述按屬性和類型劃分的學(xué)科中?！　∩锝缡且粋€多層次的復(fù)雜系統(tǒng)。為了揭示某一層次的規(guī)律以及和其他層次的關(guān)系，出現(xiàn)了按層次劃分的學(xué)科并且愈來愈受人們的重視。　　分子生物學(xué)是研究分子層次的生命過程的學(xué)科。它的任務(wù)在于從分子的結(jié)構(gòu)與功能以及分子之間的相互作用去揭示各種生命過程的物質(zhì)基礎(chǔ)。現(xiàn)代分子生物學(xué)的一個主要分科是分子遺傳學(xué)，它研究遺傳物質(zhì)的復(fù)制、遺傳信息的傳遞、表達及其調(diào)節(jié)控制問題等?！　〖毎飳W(xué)是研究細胞層次生命過程的學(xué)科，早期稱細胞學(xué)是以形態(tài)描述為主的。以后，細胞學(xué)吸收了分子生物學(xué)的成就，深入到超微結(jié)構(gòu)的水平，主要研究細胞的生長、代謝和遺傳等生物學(xué)過程，細胞學(xué)也就發(fā)展成細胞生物學(xué)了?！　€體生物學(xué)是研究個體層次生命過程的學(xué)科。在復(fù)式顯微鏡發(fā)明之前，生物學(xué)大都是以個體和器官系統(tǒng)為研究對象的。研究個體的過程有必要分析組成這一過程的器官系統(tǒng)過程、細胞過程和分子過程。但是個體的過程又不同于器官系統(tǒng)過程、細胞過程或分子過程的簡單相加。個體的過程存在著自我調(diào)節(jié)控制的機制，通過這一機制，高度復(fù)雜的有機體整合為高度協(xié)調(diào)的統(tǒng)一體，以協(xié)調(diào)一致的行為反應(yīng)于外界因素的刺激。個體生物學(xué)建立得很早，直到現(xiàn)在，仍是十分重要的。　　種群生物學(xué)是研究生物種群的結(jié)構(gòu)、種群中個體間的相互關(guān)系、種群與環(huán)境的關(guān)系以及種群的自我調(diào)節(jié)和遺傳機制等。種群生物學(xué)和生態(tài)學(xué)是有很大重疊的，實際上種群生物學(xué)可以說是生態(tài)學(xué)的一個基本部分?！　∫陨纤觯€僅僅是當(dāng)前生物學(xué)分科的主要格局，實際的學(xué)科比上述的還要多。例如，隨著人類的進入太空，宇宙生物學(xué)已在發(fā)展之中。又如隨著實驗精確度的不斷提高，對實驗動物的要求也越來越嚴(yán)，研究無菌生物和悉生態(tài)的悉生生物學(xué)也由于需要而建立起來。總之，一些新的學(xué)科不斷地分化出來，一些學(xué)科又在走向融合。生物學(xué)分科的這種局面，反映了生物學(xué)極其豐富的內(nèi)容，也反映了生物學(xué)蓬勃發(fā)展的景象。　　　　　　　　　　 意義　　生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關(guān)系。生物學(xué)作為一門基礎(chǔ)科學(xué)，傳統(tǒng)上一直是農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)，涉及種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、醫(yī)療、制藥、衛(wèi)生等等方面。隨著生物學(xué)理論與方法的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大?，F(xiàn)在，生物學(xué)的影響已突破上述傳統(tǒng)的領(lǐng)域，而擴展到食品、化工、環(huán)境保護、能源和冶金工業(yè)等等方面。如果考慮到仿生學(xué)，它還影響到電子技術(shù)和信息技術(shù)?！　∪丝凇⑹澄?、環(huán)境、能源問題是當(dāng)前舉世矚目的全球性問題。目前，世界人口每年的增長率約20％，大約每過35年，人口就會增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增著。人口問題是一個社會問題，也是一個生態(tài)學(xué)問題。人們必須對人類及環(huán)境的錯綜復(fù)雜的關(guān)系進行周密的定量的研究，才能對地球、對人類的命運有一個清醒的認(rèn)識，從而學(xué)會自己控制自己，使人口數(shù)量維持在一個合理的數(shù)字上。在這方面生物學(xué)應(yīng)該而且可能做出自己的貢獻。內(nèi)分泌學(xué)和生殖生物學(xué)的成就導(dǎo)致口服避孕藥的發(fā)明，已促進了計劃生育在世界范圍內(nèi)的推廣。在人口問題中，除了數(shù)量激增以外，遺傳病也嚴(yán)重威脅人口質(zhì)量。一些資料表明，新生兒中各種遺傳病患者所占的比例在 3％～％之間。在中國的部分山區(qū)，智力不全者占2％～3％，個別地區(qū)達10％以上。揭示產(chǎn)生遺傳病的原因，找到控制和征服遺傳病的途徑無疑是生物學(xué)又一重要任務(wù)。目前，進行家系分析以確定患者是否患有遺傳病，對患者提出有益的遺傳指導(dǎo)和勸告；通過對胎兒的脫屑細胞進行染色體分析和各種酶的生化分析，以診斷未來的嬰兒是否有先天性遺傳性疾病。這些方法都能避免或減少患有遺傳病嬰兒的出生，以減輕家庭和社會的沉重負(fù)擔(dān)。將基因工程應(yīng)用于遺傳病的治療稱為基因治療，在實驗動物上對幾種遺傳病的基因治療已取得一些進展。隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，基因治療將為控制和治療人類遺傳病開辟廣闊的前景?！　『腿丝趩栴}密切相關(guān)的是食物問題。食物匱乏是發(fā)展中國家長期以來未能解決的嚴(yán)重問題，當(dāng)前世界上有幾億人口處于營養(yǎng)不良狀態(tài)。從目前到21世紀(jì)初，糧食生產(chǎn)至少每年要增長3％～8％才能使食物短缺狀況有所改善。人類食物的最終來源是植物的光合作用，但在陸地上擴大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地面積是有限的，增加食物產(chǎn)量的主要道路是改進植物本身。過去，在發(fā)展科學(xué)的農(nóng)業(yè)和“綠色革命”方面，生物學(xué)已做出巨大的貢獻。今天，人類在一定限度內(nèi)定向改造植物，用基因工程、細胞工程培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗旱、抗寒、抗?jié)?、抗鹽堿、抗病蟲害的優(yōu)良品種已經(jīng)不是不切實際的遐想。近年來，植物基因工程的一些關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)有所突破，得到了一些轉(zhuǎn)基因植物。此外，利用富含蛋白質(zhì)的藻類、細菌或真菌，進行大規(guī)模培養(yǎng)，并從中獲得單細胞蛋白質(zhì)。由于成功地利用了基因工程并取得了大規(guī)模連續(xù)發(fā)酵工程的技術(shù)經(jīng)驗，單細胞蛋白技術(shù)已經(jīng)取得了重大突破。氨基酸是蛋白質(zhì)的單體，植物蛋白往往缺少某幾種人體必需的氨基酸，如果在食品中添加某種氨基酸，將會大大提高植物蛋白的生物學(xué)價值。目前，用微生物發(fā)酵、固定化細胞或固定化酶技術(shù)生產(chǎn)氨基酸，已經(jīng)逐步形成比較完整的體系，可以預(yù)料，氨基酸生產(chǎn)將在營養(yǎng)不良問題上發(fā)揮日益重要的作用?，F(xiàn)代生物學(xué)成就和食品工業(yè)相結(jié)合，已使食品工業(yè)成為新興的產(chǎn)業(yè)而蓬勃地發(fā)展起來。　　20世紀(jì)生態(tài)學(xué)關(guān)于人與自然關(guān)系的研究，喚醒人類重視賴以生存的生態(tài)環(huán)境。工業(yè)廢水、廢氣和固體廢物的大量排放，農(nóng)用殺蟲劑、除莠劑的廣泛使用，使大面積的土地和水域受到污染，威脅著人類生產(chǎn)和生活。這就要求人們更深入地研究生物圈中物質(zhì)和能的循環(huán)的生態(tài)學(xué)規(guī)律，并在人類的經(jīng)濟生活以及其他社會生活中，正確的運用這些規(guī)律，使生物能夠更好地為人類服務(wù)?，F(xiàn)代生物學(xué)證明，微生物所具有的生物催化活性是極為廣泛的，利用富集培養(yǎng)法幾乎可以找到降解任何一種含毒有機化合物的微生物，利用基因工程等技術(shù)還可以不斷提高它們的降解作用。因此，有降解作用的微生物及其酶制劑就成為消除污染的有力手段。利用微生物防治害蟲，以部分代替嚴(yán)重污染的有機殺蟲劑也是大有前途的。在農(nóng)業(yè)中盡快使用生物防治、生物固氮等新技術(shù)，改變農(nóng)業(yè)過分依賴石油化工的局面，這是關(guān)系到恢復(fù)自然生態(tài)平衡的大事，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的大勢所趨。大量消耗資源的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)必將向以生物科學(xué)和技術(shù)為基礎(chǔ)的生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變　　全世界的化工能源（石油、煤等）貯備總是有限的，總有一天會枯竭。因此，自然界中可再生的生物資源(生物量) 又重新被人所重視。自然界中的生物量大多是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素。將化學(xué)的、物理的和生物學(xué)的方法結(jié)合起來加工，就可以把纖維素轉(zhuǎn)化為酒精，用作能源。有人估計，到20世紀(jì)末全世界的汽車約有35％將使用生物量（酒精）。沼氣是利用生物量開發(fā)能源的另一產(chǎn)品。中國和印度利用農(nóng)村廢料進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣已作出顯著成績。世界上已經(jīng)出現(xiàn)了利用固相化細胞技術(shù)的工業(yè)化沼氣厭氧反應(yīng)器。一些單細胞藻類中含有與原油結(jié)構(gòu)類似的油類，而且可高達總重的70％，這是另一個引人注目的可再生的生物能源。太陽能是人類可以利用的最強大的能源，而生物的光合作用則是將太陽能固定下來的最主要的途徑，可以預(yù)測，利用生物學(xué)的理論和方法解決能源問題是大有希望的?！　〈送猓瑢θ丝?、食物、環(huán)境、能源等問題進行綜合研究，開創(chuàng)各種綜合解決這些問題的方法的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的興起，最終將發(fā)展新的、大規(guī)模的近代化農(nóng)業(yè)。　　上面的敘述，僅就人口、食物、環(huán)境、能源問題和生物學(xué)的關(guān)系而言，也還是很不充分的。但由此可以看到，生物學(xué)的發(fā)展和人類的未來息息相關(guān)。12 / 1