未來10年中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略

內(nèi)容概要

　　“未來10年中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略”叢書是國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院學(xué)部歷時兩年多聯(lián)合開展研究的重要成果，凝聚著600多位院士、專家的智慧和心血，對廣大科技工作者洞悉學(xué)科發(fā)展規(guī)律、了解前沿領(lǐng)域和重點方向及開展科技創(chuàng)新等有重要的參考價值，對促進(jìn)我國學(xué)科均衡、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展必將發(fā)揮積極作用。
　　本書全面總結(jié)了近年來信息科學(xué)的研究現(xiàn)狀和研究動態(tài)，客觀分析了學(xué)科發(fā)展態(tài)勢，從學(xué)科的發(fā)展規(guī)律和研究特點出發(fā)，前瞻性地思考了學(xué)科的整體布局，提出了信息科學(xué)的重要科學(xué)問題、前沿方向及我國發(fā)展該學(xué)科領(lǐng)域的政策措施等。
　　本書不僅對相關(guān)領(lǐng)域科技工作者和高校師生有重要的參考價值，同時也是科技管理者和社會公眾了解信息科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的權(quán)威讀本。

書籍目錄

總序(路甬祥陳宜瑜)
前言
摘要
Abstract
第一章 生物學(xué)總論
第一節(jié) 生物學(xué)的戰(zhàn)略地位
第二節(jié) 生物學(xué)的發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢
第三節(jié) 我國生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
第四節(jié) 我國生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展布局
第五節(jié) 我國生物學(xué)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域與重大交叉研究領(lǐng)域
一、遴選優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域的基本原則
二、優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域(按微觀生物學(xué)到宏觀生物學(xué)排序)
三、重大交叉研究領(lǐng)域
第六節(jié) 我國生物學(xué)領(lǐng)域的國際合作與交流
第七節(jié) 我國生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的保障措施
參考文獻(xiàn)
第二章 植物學(xué)
第一節(jié) 植物學(xué)的戰(zhàn)略地位
一、植物學(xué)及其分支
二、植物學(xué)研究促進(jìn)了生命科學(xué)其他領(lǐng)域的發(fā)展
三、植物學(xué)是多種應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ)
第二節(jié) 植物學(xué)的發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢
一、植物學(xué)的發(fā)展規(guī)律
二、植物學(xué)的發(fā)展態(tài)勢
第三節(jié) 我國植物學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀
一、植物多樣性研究取得了重要成果
二、植物種質(zhì)資源保護(hù)形勢嚴(yán)峻
三、植物系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化有多方面進(jìn)展
四、植物抗逆的分子生理機(jī)制形成了自己的特色
五、植物激素的受體和機(jī)制研究是優(yōu)勢所在
六、植物代謝和代謝組的研究是發(fā)展趨勢所在
七、植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的研究具有一定的特色
八、植物重要器官與組織的發(fā)生發(fā)育具有優(yōu)勢
九、植物生殖發(fā)育重要環(huán)節(jié)的分子機(jī)理研究具有一定的優(yōu)勢
十、國家自然科學(xué)基金委員會資助植物學(xué)科情況
十一、學(xué)科發(fā)展面臨的主要問題
第四節(jié) 我國植物學(xué)發(fā)展布局
第五節(jié) 我國植物學(xué)的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域與重大交叉研究領(lǐng)域
第六節(jié) 我國植物學(xué)研究領(lǐng)域的國際交流與合作
第七節(jié) 我國植物學(xué)發(fā)展的保障措施
參考文獻(xiàn)
第三章 動物學(xué)
第一節(jié) 動物學(xué)的戰(zhàn)略地位
第二節(jié) 動物學(xué)的發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢
一、動物系統(tǒng)發(fā)育及演化
二、動物行為學(xué)
三、動物生理學(xué)
四、動物種群生物學(xué)
五、動物資源保護(hù)與利用
六、實驗動物學(xué)
第三節(jié) 我國動物學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀
一、動物系統(tǒng)發(fā)育與演化
二、動物行為學(xué)
三、動物生理學(xué)
四、動物種群生物學(xué)
五、動物資源的保護(hù)與利用
六、實驗動物學(xué)
第四節(jié) 我國動物學(xué)的發(fā)展布局
第五節(jié) 我國動物學(xué)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域與重大交叉領(lǐng)域
一、 優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
……
第四章 微生物學(xué)
第五章 生態(tài)學(xué)
第六章 生物物理、生物化學(xué)與分子生物學(xué)
第七章 細(xì)胞生物學(xué)
第八章 遺傳學(xué)
第九章 發(fā)育生物學(xué)
第十章 免疫學(xué)
第十一章 生理學(xué)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第一章 生物學(xué)總論 第一節(jié) 生物學(xué)的戰(zhàn)略地位 生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的學(xué)科 ， 是生命科學(xué)各領(lǐng)域的基礎(chǔ) 和核心 。 生物學(xué)的研究對象包括所有有生命的個體 、 群體及生物之間 ， 生物與 環(huán)境之間的相互作用 。 因此 ， 生物學(xué)研究是人類探索自然規(guī)律和生命現(xiàn)象的主 要手段之一 。 生物學(xué)研究更是解決世界范圍內(nèi)長期以來存在的農(nóng)業(yè) 、 醫(yī)學(xué)和環(huán) 境問題的需要 ， 在培育高效 、 優(yōu)質(zhì) 、 抗逆農(nóng)業(yè)新品種 ， 探索新的疾病診斷和治 療手段 ， 延長人類壽命 ， 保護(hù)生物多樣性及自然環(huán)境等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用 。 生 物學(xué)研究還將為防治人類重大傳染病 、 生物防衛(wèi)和反恐等提供科學(xué)基礎(chǔ)和方法 ， 因而是維護(hù)國家安全和社會穩(wěn)定的需要 。 鑒于生物學(xué)研究的重要性 ， 一些發(fā)達(dá) 國家將基礎(chǔ)研究的重點放在生物學(xué) ， 投入了大量的科研經(jīng)費 ， 促使生物學(xué)在過 去幾十年中得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展 ， 成為 21 世紀(jì)自然科學(xué)領(lǐng)域無可爭議的領(lǐng)頭 學(xué)科 。 據(jù)統(tǒng)計 ， 生命科學(xué)已連續(xù)多年占據(jù)美國期刊 Science 評選的世界十大科技 進(jìn)展六成以上的份額 ；在美國科學(xué)院和英國皇家科學(xué)院的院士中 ， 與生物學(xué)相關(guān) 的院士占院士總?cè)藬?shù)的 40 % 以上 ； 根據(jù)美國科學(xué)情報研究所 （ISI） 2008 年的統(tǒng) 計 ， 影響因子前 20 位的期刊中 ， 生命科學(xué)期刊有 16 種 ， 物理學(xué)期刊有 2 種 ， 其 他 2 種為綜合性期刊 N ature 和 Science ； 近 10 年的時間里 ， 美國投入基礎(chǔ)研究 的經(jīng)費中 50% 以上用在了生命科學(xué)領(lǐng)域 。 近年來 ， 以生物學(xué)為基礎(chǔ)的生命科學(xué) 得到了我國政府和學(xué)術(shù)界的高度重視 。 在 《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱 要 （2006 ― 2020 年）》 中 ， 將生物技術(shù)列入國家科技發(fā)展的 5 個戰(zhàn)略重點之一 。 在國家 “十一五” 基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃中 ， 也將生命科學(xué)列入了重點支持領(lǐng)域 。 長期以來 ， 生物學(xué)的進(jìn)展推動了其他自然科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步 ， 如仿生學(xué) 、 人工智能等 。 生物學(xué)與數(shù)學(xué) 、 化學(xué) 、 物理學(xué) 、 光學(xué)和電子學(xué)等自然科學(xué)和工程 技術(shù)領(lǐng)域的交叉融合 ， 又催生了一批具有重大理論和應(yīng)用前景的新興交叉學(xué)科 。 在可以預(yù)見的未來 ， 生物學(xué)研究仍將是自然科學(xué)中最活躍 、 最前沿 、 最需要發(fā) 展的領(lǐng)域 ， 將在研發(fā)高產(chǎn) 、 優(yōu)質(zhì) 、 抗逆 、 抗病農(nóng)作物和畜牧產(chǎn)品 ， 研發(fā)新的醫(yī) 藥產(chǎn)品和治療手段 ， 提高人口素質(zhì) ， 改善和保護(hù)自然環(huán)境 ， 維護(hù)國家安全和社 會穩(wěn)定等方面發(fā)揮重要作用 。 第二節(jié) 生物學(xué)的發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢 生物學(xué)的研究范圍非常廣泛 。 根據(jù)研究對象的不同 ， 生物學(xué)可以分為植物 學(xué) 、 動物學(xué) 、 微生物學(xué)等分支學(xué)科 ； 根據(jù)研究的生物學(xué)問題的不同 ， 可以分為 進(jìn)化生物學(xué) 、 免疫學(xué) 、 神經(jīng)生物學(xué)等分支學(xué)科 ； 根據(jù)研究的角度和層次的不同 ， 生物學(xué)又派生出了分類學(xué) 、 形態(tài)學(xué) 、 生態(tài)學(xué) 、 分子生物學(xué) 、 細(xì)胞生物學(xué) 、 發(fā)育 生物學(xué) 、 遺傳學(xué) 、 生理學(xué)等眾多不同的分支學(xué)科 。 生物學(xué)與自然科學(xué)及技術(shù)領(lǐng) 域其他學(xué)科的結(jié)合 ， 衍生了一些交叉學(xué)科 ， 如生物化學(xué) 、 生物物理學(xué) 、 生物數(shù) 學(xué) 、 生物信息學(xué)等 。 生物學(xué)的發(fā)展依賴于技術(shù)手段的革新及與其他學(xué)科的交叉融合 。 早期的生物 學(xué)研究受知識積累和研究手段的限制 ， 主要以形態(tài)描述和現(xiàn)象觀察為主 ， 如對動 物 、 植物 、 微生物的分類鑒定 ， 對動物胚胎發(fā)育過程中形態(tài)建成的描述 ， 以及對 動物行為的觀察 。 高分辨率顯微鏡以及一系列生物化學(xué)研究方法的問世 ， 使生物 學(xué)研究進(jìn)入了微觀世界 ， 對細(xì)胞的組成成分及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能等有了比較深入 的了解 ， 直接促進(jìn)了細(xì)胞生物學(xué) 、 生物化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展 ； X 射線晶體衍射對 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的測定 、 各種先進(jìn)設(shè)備用于精確和高通量的基因測序 、 數(shù)學(xué)和計 算機(jī)技術(shù)對基因組序列和其他生物學(xué)實驗數(shù)據(jù)的整合和分析都極大地推動了遺傳 學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展 ， 使人類開始有能力解讀基因 “天書” 和細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的生 物信息網(wǎng)絡(luò) ； 超分辨率 （單分子） 成像 、 低溫電子顯微鏡三維成像 、 分子標(biāo)記等 技術(shù)的運用 ， 使科學(xué)家們可以從不同的時空角度觀測細(xì)胞內(nèi)的生物大分子 、 分子 復(fù)合物和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化及行使功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) ， 直觀地了解生理狀態(tài)下 細(xì)胞生命活動的精細(xì)調(diào)節(jié)機(jī)制 。 另外 ， 在傳統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上引入先進(jìn)的分子 、 計 算機(jī) 、 遙測等技術(shù) ， 大大促進(jìn)了宏觀方向上生態(tài)學(xué)的發(fā)展 。 生物學(xué)的發(fā)展還依賴于概念上的重大突破 。 達(dá)爾文生物進(jìn)化理論的提出 ， 為研究生物起源 、 演化和物種多樣性建立了基礎(chǔ) ； 孟德爾揭示的三大遺傳規(guī)律 、 摩爾根揭示的連鎖與互換規(guī)律 、 沃森和克里克提出的 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu) ， 開創(chuàng)了 遺傳學(xué) 、 分子生物學(xué)等學(xué)科的新紀(jì)元 ， 為人類進(jìn)一步了解生物的遺傳 、 變異 、 進(jìn)化機(jī)理及以重組 DNA 技術(shù)為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)的誕生奠定了基礎(chǔ) 。 生物學(xué)已經(jīng)從描述性研究進(jìn)入對生命現(xiàn)象機(jī)理和生命活動規(guī)律的探索 ， 并 利用對這些機(jī)理和規(guī)律的了解來服務(wù)人類的階段 。 隨著新技術(shù)和新方法的建立 ， 生物學(xué)研究更加趨于系統(tǒng)化 、 規(guī)?；蛿?shù)字化 。 目前生物學(xué)研究的特點是利用 多學(xué)科的知識和手段 ， 從分子 、 細(xì)胞 、 器官 、 個體 、 群體及環(huán)境等多層次進(jìn)行 整合研究 ， 注重生理及不同環(huán)境 、 病變條件下生命現(xiàn)象的機(jī)制和生命活動規(guī)律 。 生物學(xué)各傳統(tǒng)分支學(xué)科的界限已經(jīng)難以劃分 ， 微觀生物學(xué)和宏觀生物學(xué)之間相 互滲透和融合 ， 衍生了一大批新的學(xué)科前沿和生長點 。 近年來 ， 生物學(xué)繼續(xù)成為自然科學(xué)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一 ， 建立了一些具 有重要影響的新技術(shù)和新方法 ， 取得了一些概念上的創(chuàng)新 。 這些突出的新進(jìn)展 包括如下幾個方面 。 （一） 個性化基因組時代的來臨 2003 年完成的人類基因組計劃使科學(xué)家擁有一張接近完整的人類基因組圖 譜 。 這些信息使得全基因組關(guān)聯(lián)分析 （genome?wide association study ，GWAS） 在復(fù)雜疾病的致病基因研究中大顯身手 ； 隨著更廉價 、 更快速的 DNA 測序技術(shù) 的建立 ， 測定單個人體的全基因組序列 ， 在整體上分析個體基因組的核苷酸差 異 ， 并根據(jù)這些差異確定個性特征或復(fù)雜疾病的遺傳基礎(chǔ)已經(jīng)成為現(xiàn)實 。 這些 進(jìn)展導(dǎo)致了與多種常見疾病相關(guān)的遺傳變異的發(fā)現(xiàn) ， 如自閉癥 、 乳腺癌 、 糖尿 病等 （Altshuler et al. ，2008） 。 可以預(yù)見 ， 科學(xué)家們對人類自身的了解將進(jìn)入一 個全新的階段 ， 個性化診斷和治療的時代已曙光初現(xiàn) 。 （二） 干細(xì)胞研究領(lǐng)域取得重大突破 干細(xì)胞具有在體外大量增殖和分化為多種特定功能細(xì)胞的潛能 ， 有巨大的潛 在應(yīng)用前景 。 對細(xì)胞分化和去分化機(jī)制的了解 ， 使科學(xué)家們已經(jīng)有能力通過遺傳 操作方 法 將 各 種 分 化 的 細(xì) 胞 轉(zhuǎn) 變 為 未 分 化 的 干 細(xì) 胞 ， 即 誘 導(dǎo) 性 多 能 干 細(xì) 胞 （induced pluripotent stem cell ，iPS 細(xì)胞） （Gurdon and Melton ，2008 ） 。 iPS 細(xì)胞的 全能性已經(jīng)通過小鼠克隆而獲得證實 ， 并已經(jīng)成功分化為具有不同特定功能的細(xì) 胞 ， 為細(xì)胞移植治療鋪平了道路 。 （三） 非編碼 RNA 和非編碼 DNA 的研究成為新的熱點領(lǐng)域 隨著各種非編碼 RNA 的發(fā)現(xiàn) ， 它們對高等真核生物基因表達(dá)和細(xì)胞功能的調(diào) 控 、 在發(fā)育和疾病中的作用已開始 被認(rèn) 識 。 沉默 miRNA （microRNA） 的 方法 “antagomirs” 已經(jīng)被開發(fā) ， 為研究 miRNA 的功能提供了重要手段 。 闡明非編碼 RNA 的調(diào)控功能及其機(jī)制以及發(fā)現(xiàn)更多的新的調(diào)控 RNA 分子已成為后基因組時 代生命科學(xué)研究的熱點和前沿 。 美國國立衛(wèi)生研究院 （NIH） 旨在大規(guī)模研究人 類基因組功能單元的 DNA 百科全書 （ENCODE） 項目揭示 ， 人類基因組中先前被 冠以 “垃圾 DNA” （junk DNA） 稱謂的一些非編碼 DNA 具有復(fù)雜的特性 （Mirkin ， 2007） 。 這些 DNA 在基因表達(dá)調(diào)控和進(jìn)化等方面的功能 ， 可能會成為未來生命科 學(xué)的重要研究領(lǐng)域 。 （四） 細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的全新認(rèn)識 超分辨率 （單分子 ） 成像 、 低溫電子顯微鏡三維成像 、 分子標(biāo)記等技術(shù)的 運用 ， 可以從不同的時空角度觀測細(xì)胞內(nèi)的生物大分子 、 分子復(fù)合物和亞細(xì)胞 結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化及行使功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 。 大規(guī)模基因組學(xué) 、 蛋白質(zhì)組學(xué)和生物 信息網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)的成熟 ， 提供了大量的定量 、 多層次和多維數(shù)據(jù) ， 使過去對 單分子功能的分析轉(zhuǎn)變到了對復(fù)雜分子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析 ， 向理解復(fù)雜的細(xì)胞生 命活動規(guī)律邁出了一步 。 此外 ， 近年來細(xì)胞生物學(xué)研究還特別注重細(xì)胞之間 、 細(xì)胞與環(huán)境之間的相互作用 。 （五） 發(fā)育機(jī)理研究取得重要進(jìn)展 發(fā)現(xiàn)了一系列在早期胚胎發(fā)育中 （胚層形成和分化中 ） 起關(guān)鍵作用的信號 分子及其涉 及 的 調(diào) 控 網(wǎng) 絡(luò) ； 發(fā) 現(xiàn) 染 色 質(zhì) 組 蛋 白 甲 基 化 和 去 乙 酰 基 化 、 包 括 miRNA 、 piRNA （piwi?interacting RNA ） 在內(nèi)的非編碼 RNA 等表觀遺傳機(jī)理 在發(fā)育過程中起重要的調(diào)節(jié)作用 ； 在器官發(fā)育與再生領(lǐng)域 ， 分離和鑒定了多個 器官的成體干細(xì)胞 ， 并研究了它們與微環(huán)境的關(guān)系 ， 在肢體再生 、 心臟再生以 及再生的分子機(jī)理等領(lǐng)域也取得重要進(jìn)展 ； 通過對胚胎期原始生殖細(xì)胞 （PGS） 進(jìn)行在體標(biāo)記和追蹤技術(shù) ， 揭示了 PGS 遷移過程中很多過去不為人知的細(xì)節(jié) ； 證實小鼠卵巢有能力形成生殖干細(xì)胞 ， 給不孕癥的治療帶來新的希望 。 （六） 免疫反應(yīng)概念的拓展及分子機(jī)理的闡述 過去認(rèn)為只有免疫細(xì)胞才具有介導(dǎo)免疫反應(yīng)的功能 。 近年的研究表明 ， 人 體內(nèi)幾乎所有類型的細(xì)胞都具有精細(xì)的病原微生物識別系 統(tǒng) 并能 啟 動天 然免 疫反應(yīng) 。 相關(guān)的分子機(jī)制已經(jīng)逐漸被科 學(xué) 家們 所闡 明 。 不 同 功能 的 免疫 細(xì)胞 的分化 （如在清除細(xì)菌和真菌感染及在自身免疫疾病發(fā)病 中 具有 重 要作 用的 Th?17 細(xì)胞 ） 、 病原微生物與免疫系統(tǒng)的相互作用等領(lǐng)域都取得了重要的進(jìn)展 。 特別值得一提的是 ， 近年來植物抗病原體免疫反 應(yīng)的 分子 機(jī) 制研 究 取得 了重 要突破 。 （七） 微生物調(diào)控 RNA 及代謝網(wǎng)絡(luò)研究不斷深入 首個調(diào)控元圖譜在李斯特菌中被建立 ， 與致病性相關(guān)的非編碼 RNA 的研 究邁進(jìn)了一個嶄新的時代 ， 微生物和宿主之間相 互作 用的 機(jī) 制得 到 了更 為深 入與全面 的 揭 示 ； 組 學(xué) 與 生 物 信 息 學(xué) 的 整 合 ， 推 動 了 微 生 物 “元 基 因 組 學(xué)” （metagenomics）及 “系統(tǒng)微生物學(xué)” （system microbiology ） 研究的進(jìn)展 （Hugenholtz and Tyson ，2008） ； 細(xì)菌核糖開關(guān)作為代謝傳感器調(diào)節(jié)一些必需基因表 達(dá)的研究取得突出進(jìn)展 ； 以釀酒酵母 、 大腸桿菌和鏈霉菌為模型的代謝網(wǎng)絡(luò)研 究取得了令人鼓舞的進(jìn)展 ， 通過調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和代謝網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化 ， 在基因組水平進(jìn) 行生產(chǎn)菌株的改造將成為必然 。 （八） 植物分子生物學(xué)快速地向深度和廣度發(fā)展 模式植物擬南芥 、 水稻等的基因組測定和分子 （正向和反向 ） 遺傳學(xué)的結(jié) 合大幅度地推動了植物分子生物學(xué)的深入研究 ， 不斷揭示新基因在植物發(fā)育 、 生理 、 生化 、 細(xì)胞等多方面的功能 。 植物基因組學(xué)研究推動了植物學(xué) 、 植物發(fā) 育生物學(xué) 、 分類學(xué) 、 生態(tài)學(xué)等其他學(xué)科的交叉和快速發(fā)展 。 當(dāng)今國際上的研究 趨勢包括發(fā)育過程的基因表達(dá)與調(diào)控 、 蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)和分子機(jī)制 、 蛋白質(zhì) 在活體中的亞細(xì)胞定位和相互作用及其與功能的關(guān)系 、 基因調(diào)控和互作網(wǎng)絡(luò) 、 不同環(huán)境 （包括逆境 ） 下發(fā)育和生理過程的遺傳和分子機(jī)制 、 比較基因組學(xué)和 分子進(jìn)化發(fā)育生物學(xué) 。 （九） 生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性利用和生態(tài)學(xué)理論研究日益受到重視 隨著全球人口的增加 ， 人類對自然生態(tài)系統(tǒng)所提供的商品和生態(tài)服務(wù)功能 的需求日益增大 ， 導(dǎo)致土地退化 、 環(huán)境污染乃至全球氣候的變化 。 如何在這種 形勢下維護(hù)人類賴以生存的自然生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用 ， 是當(dāng)前面臨的巨大挑 戰(zhàn) （Halpern et al. ，2008） 。 在這樣的背景下 ， 可持續(xù)性科學(xué)的概念應(yīng)運而生并 受到普遍重視 。 在生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)研究方面 ， 一些大的理論框架逐漸形成 ， 如生物 多樣性和生物地理學(xué)的統(tǒng)一性理論 、 代謝生態(tài)學(xué) 、 生態(tài)化學(xué)計量學(xué)等 ， 使進(jìn)化 與生態(tài)的結(jié)合更加緊密 。 生態(tài)學(xué)家目前的一大任務(wù)就是完善與整合這些理論并 形成可以最大限度上解釋和精確預(yù)測生態(tài)學(xué)過程的一個統(tǒng)一框架 。 （十） 合成生物學(xué)的發(fā)展引起廣泛關(guān)注 合成生物學(xué)在人類認(rèn)識生命現(xiàn)象和規(guī)律 、 重新設(shè)計及改造生物等方面具有重 大科學(xué)意義 。 分子細(xì)胞生物學(xué) 、 基因組學(xué) 、 生物信息學(xué)及系統(tǒng)生物學(xué)等的發(fā)展 ， 不僅提供大量的有關(guān)生命系統(tǒng)的數(shù)據(jù) ， 而且使人類具有對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整合 并揭示細(xì)胞內(nèi)分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控規(guī)律的能力 。 在此基礎(chǔ)上 ， 以重塑生命為核心的合成 生物學(xué)取得重要進(jìn)展 ， 人類已經(jīng)有能力在分子水平上對生命系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控 ， 以滿 足農(nóng)業(yè) 、 工業(yè) 、 醫(yī)學(xué)和能源發(fā)展的需求 （Drubin et al. ，2007 ；Ludlow and Otto ， 2008） 。 利用合成生物學(xué)技術(shù)合成微生物基因組 、 非天然的氨基酸和堿基已經(jīng)實 現(xiàn) ； 通過對微生物代謝途徑進(jìn)行重新設(shè)計 ， 科學(xué)家們實現(xiàn)了高效率的抗瘧藥物青 蒿素的微生物工業(yè)化合成 ； 利用合成生物學(xué)技術(shù)合成能源物質(zhì)已經(jīng)成為可能 。 第三節(jié) 我國生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀 過去幾年 ， 我國的生物學(xué)研究有了顯著的進(jìn)步 ， 是近代中國生物學(xué)領(lǐng)域發(fā) 展最快的時期 。 在過去的幾年中 ， 我國政府對生物學(xué)領(lǐng)域科研經(jīng)費的投入大量 增加 。 國家自然科學(xué)基金委員會對生命科學(xué)領(lǐng)域的投入占到了其總研究經(jīng)費的 40 % 以上 。 科技部在生命科學(xué)領(lǐng)域布局的重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃 （ “973” 計劃） 項目占到了其總數(shù)的 1 /3 左右 ， 并且啟動了 “發(fā)育與生殖” 和 “蛋白質(zhì)科學(xué)” 兩個重大研究計劃 ， 以及 “重大傳染病” 和 “重大新藥創(chuàng)制” 兩個重大科技專 項 。 我國在研究平臺建設(shè)方面也取得了重要進(jìn)展 。 國家遺傳工程小鼠資源庫的 建立和正常運行 ， 為遺傳學(xué)和功能基因組學(xué) 、 重大疾病動物模型和機(jī)理研究提 供了有效手段 ； 上海光源的建成 ， 將推動我國結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展 。 在國家的大 力支持下 ， 不少的高校和科研院所都實現(xiàn)了生物學(xué)研究基礎(chǔ)平臺的改進(jìn)和完善 。 近年來國家對研究經(jīng)費投入的增加和研究條件的改善必將對我國生物學(xué)的發(fā)展 起到長久的推動作用 。 我國在生物學(xué)人才聚集方面已經(jīng)取得顯著成效 。 通過教育部的 “長江學(xué)者 獎勵計劃” 、 中國科學(xué)院的 “百人計劃” 、 國家自然科學(xué)基金委員會的 “國家杰 出青年科學(xué)基金” 項目 ， 以及由組織部啟動的 “千人計劃” 等人才支持項目 ， 我國近年來從海外引進(jìn)了一大批受過良好科研訓(xùn)練 、 取得過重要研究成果的優(yōu) 秀中青年科學(xué)家 ， 其中相當(dāng)大一部分是生物學(xué)家 。 在積極引進(jìn)海外人才的同時 ，

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