現(xiàn)代生命科學(xué)概論

前言

　　21世紀(jì)是多學(xué)科交叉的科學(xué)時(shí)代，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代。面對(duì)新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)高度綜合化、整體化、自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)相互滲透和融合的發(fā)展趨勢(shì)，高等教育必須培養(yǎng)大量基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)寬厚、創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型人才。目前，困擾人類生存和發(fā)展的諸多重大問題的解決均寄希望于生命科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，因此，21世紀(jì)的生命科學(xué)及其與其它學(xué)科的相互滲透、相互促進(jìn)，必將對(duì)人類的前途和命運(yùn)產(chǎn)生深刻的影響。高校非生物學(xué)類專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具有一定的現(xiàn)代生命科學(xué)知識(shí)已在高教界形成共識(shí)。在教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”和“新世紀(jì)初高等教育教學(xué)改革工程”的推動(dòng)下，全國各類高校已先后為非生物學(xué)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)了生物學(xué)類基礎(chǔ)課程。在我們對(duì)非生物學(xué)類學(xué)生開設(shè)通識(shí)性生物學(xué)課程教學(xué)過程中，很多學(xué)生希望能對(duì)21世紀(jì)現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，對(duì)帶動(dòng)未來生命科學(xué)發(fā)展的重大學(xué)科方向和領(lǐng)域的有關(guān)知識(shí)能有所涉獵，以便在專業(yè)學(xué)習(xí)中能發(fā)現(xiàn)生物學(xué)知識(shí)與所學(xué)專業(yè)知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)，啟發(fā)思維，開拓創(chuàng)新，為今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。基于這樣的需要，根據(jù)經(jīng)全國高等學(xué)校教學(xué)研究中心組織鑒定通過的“非生物學(xué)類專業(yè)生物學(xué)教學(xué)改革方案”，我們編寫了這本《現(xiàn)代生命科學(xué)概論》，以期能適應(yīng)非生物學(xué)類本科生和研究生的不同需求?！　∪珪卜制哒?，內(nèi)容包括緒論、生物學(xué)基礎(chǔ)、生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能、基因組和細(xì)胞、神經(jīng)科學(xué)、生態(tài)學(xué)與人口、資源和環(huán)境、生物工程。在編寫中，力求將生命科學(xué)基本知識(shí)、基本理論和學(xué)科發(fā)展前沿結(jié)合起來，深廣適度；將生物學(xué)知識(shí)和生物學(xué)原理結(jié)合起來，貫以科學(xué)的思維方法；理論闡述深入淺出，概要介紹研究方法及成果應(yīng)用；反映生命科學(xué)與其它學(xué)科間的交融，并提出尚待解決的理論和技術(shù)問題。力圖使本教材有利于非生物學(xué)類專業(yè)學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解生命和現(xiàn)代生命科學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)科間的交叉點(diǎn)，激發(fā)其創(chuàng)新思維的火花，為培養(yǎng)跨學(xué)科高等復(fù)合型人才奠定基礎(chǔ)?！　”緯饕獜?1世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展的部分重點(diǎn)學(xué)科和領(lǐng)域介紹生命科學(xué)知識(shí)和理論，未特別強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性，各章有一定的獨(dú)立性。在使用中，可根據(jù)需要講授全書內(nèi)容，或講授其中部分章節(jié)，章的順序也可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。　　本書由武漢大學(xué)和南京大學(xué)合編。第一章、第二章第一至第三節(jié)由黃詩箋編寫，第三章由張楚富編寫，第四章由丁毅編寫，第五章由吳馥梅編寫，第二章第四節(jié)和第六章由陳建群編寫，第七章由孫群編寫。武漢大學(xué)余其興教授仔細(xì)審閱了書稿，并提出了許多寶貴的修改意見。本書的編寫自始至終得到高等教育出版社林金安編審和吳雪梅編輯的指導(dǎo)、幫助和大力支持，他們?yōu)楸緯某霭娓冻隽舜罅康男难蛣趧?dòng)。在此，我們一并表示深深的感謝?！　”緯木帉懸彩且淮胃母锏膰L試，由于我們水平和能力有限，書中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)專家、同仁和讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書主要從21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展的部分重點(diǎn)學(xué)科和領(lǐng)域介紹生命科學(xué)知識(shí)和理論，未特別強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性，各章有一定的獨(dú)立性。在使用中，可根據(jù)需要講授全書內(nèi)容，或講授其中部分章節(jié)，章的順序也可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
    全書共分七章，內(nèi)容包括緒論、生物學(xué)基礎(chǔ)、生物大分了的結(jié)構(gòu)和功能、基因組和細(xì)胞、神經(jīng)科學(xué)、生態(tài)學(xué)與人口、資源和環(huán)境、生動(dòng)工程。在編寫中，力求將生命科學(xué)基本知識(shí)、基本理論和學(xué)科發(fā)展前沿結(jié)合起來，深廣適度；將生物學(xué)知識(shí)和生物學(xué)原理結(jié)合起來，貫以科學(xué)的思維方法；理論闡述深入淺出，概要介紹研究方法及成果應(yīng)用；反映生命科學(xué)與其他學(xué)科間的交融，并提出尚待解決的理論和技術(shù)問題。力圖使本教材有利于非生物學(xué)類專業(yè)學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解生命和現(xiàn)代生命科學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)科間的交叉點(diǎn)，激發(fā)其創(chuàng)新思維的火花。

書籍目錄

第一章 緒論
第二章 生物學(xué)基礎(chǔ)
第三章 生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能
第四章 基因組和細(xì)胞
第五章 神經(jīng)科學(xué)
第六章 生態(tài)學(xué)與人口、資源和環(huán)境
第七章 生物工程

章節(jié)摘錄

　　六、人類基因組計(jì)劃和后基因組時(shí)代研究中的數(shù)理問題　　“人類基因組計(jì)劃”的實(shí)施，吸引了全世界數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)、材料等學(xué)科的精英，如何找到記載在基因組12qA一維結(jié)構(gòu)上控制生物體四維（三維空間和一維時(shí)間）的調(diào)控信息的編碼方式和調(diào)節(jié)規(guī)律，是人類基因組研究對(duì)數(shù)學(xué)（系統(tǒng)理論、大組合復(fù)雜性、拓?fù)鋵W(xué)等）和非線性物理學(xué)提出的首要科學(xué)問題。生物信息學(xué)已成為基因組學(xué)研究中的基本手段，它是用數(shù)理和信息科學(xué)的觀點(diǎn)、理論和方法研究生命現(xiàn)象，組織和分析呈指數(shù)增長的生物學(xué)數(shù)據(jù)的一門交叉學(xué)科，它薈萃了數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和分子生物學(xué)的科學(xué)家，其研究以計(jì)算機(jī)為主要工具，需要開發(fā)新的算法和軟件系統(tǒng)，對(duì)日益增長的DNA和蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)進(jìn)行收集、整理、貯存、發(fā)布、提取、加工、分析和發(fā)現(xiàn)，為識(shí)別和克隆人類新基因及預(yù)測(cè)其功能作出貢獻(xiàn)。將成為人類基因組計(jì)劃、特別是后基因組研究熱點(diǎn)的DNA芯片技術(shù)是一個(gè)交叉性極強(qiáng)的技術(shù)，它涉及物理學(xué)、微電子信息技術(shù)、生化技術(shù)等眾多領(lǐng)域，其關(guān)鍵技術(shù)包括微電子蝕刻技術(shù)、微液分配技術(shù)、DNA固定及在位合成技術(shù)，高靈敏探測(cè)技術(shù)、快速數(shù)據(jù)獲取及存儲(chǔ)、處理技術(shù)等。　　人類基因組計(jì)劃完成后，分子生物學(xué)的重點(diǎn)將從基因組轉(zhuǎn)到蛋白質(zhì)組。在后基因組時(shí)代，結(jié)構(gòu)生物學(xué)將十分重要，它是當(dāng)代生命科學(xué)前沿發(fā)展領(lǐng)域之一。而結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究要涉及生物物理學(xué)、生物化學(xué)、晶體學(xué)、波譜學(xué)、光譜學(xué)等學(xué)科，需要發(fā)展x射線晶體衍射技術(shù)、多維核磁共振波譜技術(shù)、電子衍射技術(shù)、中子衍射技術(shù)、順磁共振技術(shù)、各種光譜技術(shù)、同步輻射技術(shù)等?！　≡诤蠡蚪M時(shí)代的研究重點(diǎn)中：蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的研究需要計(jì)算機(jī)技術(shù)、同步輻射技術(shù)、低溫技術(shù)及高靈敏推測(cè)器技術(shù)，尤其是基因測(cè)序、分子克隆和生物技術(shù)的迅速發(fā)展；在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)研究上，計(jì)算機(jī)技術(shù)及其模擬研究的應(yīng)用將會(huì)大有作為；基于生物大分子結(jié)構(gòu)知識(shí)的新藥物設(shè)計(jì)則涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、理論物理、理論化學(xué)、計(jì)算化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、藥學(xué)、藥理學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科，需要發(fā)展的技術(shù)包括計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、組合化學(xué)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)等?！　∩茖W(xué)是研究生命的科學(xué)，2l世紀(jì)是揭開生命之謎的科學(xué)世紀(jì)，生命科學(xué)與其他學(xué)科深入而廣泛的滲透融合，使生命科學(xué)奠定了迅猛發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；生命科學(xué)的蓬勃發(fā)展，又促使其他學(xué)科不斷開拓新的研究領(lǐng)域而再現(xiàn)輝煌。所以21世紀(jì)的現(xiàn)代生命科學(xué)有望成為引導(dǎo)自然科學(xué)向物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最高層次突破的帶頭學(xué)科。

圖書封面

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