未來10年中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略

內(nèi)容概要

　　“未來10年中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略”叢書是國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院學(xué)部歷時(shí)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(duì)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(diǎn)方向及開展科技創(chuàng)新等有重要的參考價(jià)值，對(duì)促進(jìn)我國(guó)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(dòng)態(tài)，客觀分析了學(xué)科發(fā)展態(tài)勢(shì)，從學(xué)科的發(fā)展規(guī)律和研究特點(diǎn)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(guó)發(fā)展該學(xué)科領(lǐng)域的政策措施等。
　　本書不僅對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科技工作者和高校師生有重要的參考價(jià)值，同時(shí)也是科技管理者和社會(huì)公眾了解信息科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)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(shì)
第三節(jié) 我國(guó)生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
第四節(jié) 我國(guó)生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展布局
第五節(jié) 我國(guó)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(guó)生物學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際合作與交流
第七節(jié) 我國(guó)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(shì)
一、植物學(xué)的發(fā)展規(guī)律
二、植物學(xué)的發(fā)展態(tài)勢(shì)
第三節(jié) 我國(guó)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(shì)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(shì)所在
六、植物代謝和代謝組的研究是發(fā)展趨勢(shì)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(shì)
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(shì)
十、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)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(guó)植物學(xué)發(fā)展布局
第五節(jié) 我國(guó)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(guó)植物學(xué)研究領(lǐng)域的國(guó)際交流與合作
第七節(jié) 我國(guó)植物學(xué)發(fā)展的保障措施
參考文獻(xiàn)
第三章 動(dòng)物學(xué)
第一節(jié) 動(dòng)物學(xué)的戰(zhàn)略地位
第二節(jié) 動(dòng)物學(xué)的發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢(shì)
一、動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育及演化
二、動(dòng)物行為學(xué)
三、動(dòng)物生理學(xué)
四、動(dòng)物種群生物學(xué)
五、動(dòng)物資源保護(hù)與利用
六、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)
第三節(jié) 我國(guó)動(dòng)物學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀
一、動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育與演化
二、動(dòng)物行為學(xué)
三、動(dòng)物生理學(xué)
四、動(dòng)物種群生物學(xué)
五、動(dòng)物資源的保護(hù)與利用
六、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)
第四節(jié) 我國(guó)動(dòng)物學(xué)的發(fā)展布局
第五節(jié) 我國(guó)動(dòng)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(dòng)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(duì)象包括所有有生命的個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)家安全和社會(huì)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(guó)家將基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)放在生物學(xué) ， 投入了大量的科研經(jīng)費(fèi) ， 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(zhēng)議的領(lǐng)頭 學(xué)科 。 據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 生命科學(xué)已連續(xù)多年占據(jù)美國(guó)期刊 Science 評(píng)選的世界十大科技 進(jìn)展六成以上的份額 ；在美國(guó)科學(xué)院和英國(guó)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(guó)科學(xué)情報(bào)研究所 （ISI） 2008 年的統(tǒng) 計(jì) ， 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(shí)間里 ， 美國(guó)投入基礎(chǔ)研究 的經(jīng)費(fèi)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(guó)政府和學(xué)術(shù)界的高度重視 。 在 《國(guó)家中長(zhǎng)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(guó)家科技發(fā)展的 5 個(gè)戰(zhàn)略重點(diǎn)之一 。 在國(guó)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(diǎn)支持領(lǐng)域 。 長(zhǎng)期以來 ， 生物學(xué)的進(jìn)展推動(dòng)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(guó)家安全和社 會(huì)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(shì) 生物學(xué)的研究范圍非常廣泛 。 根據(jù)研究對(duì)象的不同 ， 生物學(xué)可以分為植物 學(xué) 、 動(dòng)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(shí)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(duì)動(dòng) 物 、 植物 、 微生物的分類鑒定 ， 對(duì)動(dòng)物胚胎發(fā)育過程中形態(tài)建成的描述 ， 以及對(duì) 動(dòng)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(duì)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(duì) DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的測(cè)定 、 各種先進(jìn)設(shè)備用于精確和高通量的基因測(cè)序 、 數(shù)學(xué)和計(jì) 算機(jī)技術(shù)對(duì)基因組序列和其他生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整合和分析都極大地推動(dòng)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(yùn)用 ， 使科學(xué)家們可以從不同的時(shí)空角度觀測(cè)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(dòng)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(dòng)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(jì) 算機(jī) 、 遙測(cè)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(duì)生命現(xiàn)象機(jī)理和生命活動(dòng)規(guī)律的探索 ， 并 利用對(duì)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(diǎn)是利用 多學(xué)科的知識(shí)和手段 ， 從分子 、 細(xì)胞 、 器官 、 個(gè)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(dòng)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(zhǎng)點(diǎn) 。 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(gè)方面 。 （一） 個(gè)性化基因組時(shí)代的來臨 2003 年完成的人類基因組計(jì)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(jià) 、 更快速的 DNA 測(cè)序技術(shù) 的建立 ， 測(cè)定單個(gè)人體的全基因組序列 ， 在整體上分析個(gè)體基因組的核苷酸差 異 ， 并根據(jù)這些差異確定個(gè)性特征或復(fù)雜疾病的遺傳基礎(chǔ)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí) 。 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(duì)人類自身的了解將進(jìn)入一 個(gè)全新的階段 ， 個(gè)性化診斷和治療的時(shí)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(duì)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(shí) ， 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(diǎn)領(lǐng)域 隨著各種非編碼 RNA 的發(fā)現(xiàn) ， 它們對(duì)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(shí) 。 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(shí) 代生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿 。 美國(guó)國(guó)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(xiàng)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(huì)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(shí) 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(yùn)用 ， 可以從不同的時(shí)空角度觀測(cè)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(dòng)態(tài)變化及行使功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 。 大規(guī)?；蚪M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(duì) 單分子功能的分析轉(zhuǎn)變到了對(duì)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(dòng)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(hào) 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(gè) 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(duì)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(shí)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(shí)別系 統(tǒng) 并能 啟 動(dòng)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(gè)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(gè)嶄新的時(shí)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(dòng) 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(cè)定和分子 （正向和反向 ） 遺傳學(xué)的結(jié) 合大幅度地推動(dòng)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(dòng)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(guó)際上的研究 趨勢(shì)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(duì)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(shì)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(yùn)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(jì)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(cè)生態(tài)學(xué)過程的一個(gè)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(shí)生命現(xiàn)象和規(guī)律 、 重新設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)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(shí) 現(xiàn) ； 通過對(duì)微生物代謝途徑進(jìn)行重新設(shè)計(jì) ， 科學(xué)家們實(shí)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(guó)生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀 過去幾年 ， 我國(guó)的生物學(xué)研究有了顯著的進(jìn)步 ， 是近代中國(guó)生物學(xué)領(lǐng)域發(fā) 展最快的時(shí)期 。 在過去的幾年中 ， 我國(guó)政府對(duì)生物學(xué)領(lǐng)域科研經(jīng)費(fèi)的投入大量 增加 。 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的投入占到了其總研究經(jīng)費(fèi)的 40 % 以上 。 科技部在生命科學(xué)領(lǐng)域布局的重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃 （ “973” 計(jì)劃） 項(xiàng)目占到了其總數(shù)的 1 /3 左右 ， 并且啟動(dòng)了 “發(fā)育與生殖” 和 “蛋白質(zhì)科學(xué)” 兩個(gè)重大研究計(jì)劃 ， 以及 “重大傳染病” 和 “重大新藥創(chuàng)制” 兩個(gè)重大科技專 項(xiàng) 。 我國(guó)在研究平臺(tái)建設(shè)方面也取得了重要進(jìn)展 。 國(guó)家遺傳工程小鼠資源庫的 建立和正常運(yùn)行 ， 為遺傳學(xué)和功能基因組學(xué) 、 重大疾病動(dòng)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(dòng)我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展 。 在國(guó)家的大 力支持下 ， 不少的高校和科研院所都實(shí)現(xiàn)了生物學(xué)研究基礎(chǔ)平臺(tái)的改進(jìn)和完善 。 近年來國(guó)家對(duì)研究經(jīng)費(fèi)投入的增加和研究條件的改善必將對(duì)我國(guó)生物學(xué)的發(fā)展 起到長(zhǎng)久的推動(dòng)作用 。 我國(guó)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(zhǎng)江學(xué)者 獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃” 、 中國(guó)科學(xué)院的 “百人計(jì)劃” 、 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的 “國(guó)家杰 出青年科學(xué)基金” 項(xiàng)目 ， 以及由組織部啟動(dòng)的 “千人計(jì)劃” 等人才支持項(xiàng)目 ， 我國(guó)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(shí) ，

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