談一談你身邊的生物學(xué)和你對(duì)生物學(xué)的認(rèn)識(shí)

【專家解說(shuō)】：　　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(kuò)大。現(xiàn)在，生物學(xué)的影響已突破上述傳統(tǒng)的領(lǐng)域，而擴(kuò)展到食品、化工、環(huán)境保護(hù)、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)。 　　人口、食物、環(huán)境、能源問(wèn)題是當(dāng)前舉世矚目的全球性問(wèn)題。目前，世界人口每年的增長(zhǎng)率約20％，大約每過(guò)35年，人口就會(huì)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(wèn)題是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題，也是一個(gè)生態(tài)學(xué)問(wèn)題。人們必須對(duì)人類及環(huán)境的錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行周密的定量的研究，才能對(duì)地球、對(duì)人類的命運(yùn)有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，從而學(xué)會(huì)自己控制自己，使人口數(shù)量維持在一個(gè)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(xiàn)。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(jìn)了計(jì)劃生育在世界范圍內(nèi)的推廣。在人口問(wèn)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％～10.5％之間。在中國(guó)的部分山區(qū)，智力不全者占2％～3％，個(gè)別地區(qū)達(dá)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(wú)疑是生物學(xué)又一重要任務(wù)。目前，進(jìn)行家系分析以確定患者是否患有遺傳病，對(duì)患者提出有益的遺傳指導(dǎo)和勸告；通過(guò)對(duì)胎兒的脫屑細(xì)胞進(jìn)行染色體分析和各種酶的生化分析，以診斷未來(lái)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(huì)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物上對(duì)幾種遺傳病的基因治療已取得一些進(jìn)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(kāi)辟?gòu)V闊的前景。 　　和人口問(wèn)題密切相關(guān)的是食物問(wèn)題。食物匱乏是發(fā)展中國(guó)家長(zhǎng)期以來(lái)未能解決的嚴(yán)重問(wèn)題，當(dāng)前世界上有幾億人口處于營(yíng)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(zhǎng)3％～8％才能使食物短缺狀況有所改善。人類食物的最終來(lái)源是植物的光合作用，但在陸地上擴(kuò)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(jìn)植物本身。過(guò)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(xiàn)。今天，人類在一定限度內(nèi)定向改造植物，用基因工程、細(xì)胞工程培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗旱、抗寒、抗?jié)?、抗鹽堿、抗病蟲(chóng)害的優(yōu)良品種已經(jīng)不是不切實(shí)際的遐想。近年來(lái)，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(xì)菌或真菌，進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)，并從中獲得單細(xì)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(yàn)，單細(xì)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(huì)大大提高植物蛋白的生物學(xué)價(jià)值。目前，用微生物發(fā)酵、固定化細(xì)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(yíng)養(yǎng)不良問(wèn)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(lái)。 　　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(chóng)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(jì)生活以及其他社會(huì)生活中，正確的運(yùn)用這些規(guī)律，使生物能夠更好地為人類服務(wù)。現(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(jī)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(chóng)，以部分代替嚴(yán)重污染的有機(jī)殺蟲(chóng)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(guò)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(shì)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(huì)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(lái)加工，就可以把纖維素轉(zhuǎn)化為酒精，用作能源。有人估計(jì)，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(kāi)發(fā)能源的另一產(chǎn)品。中國(guó)和印度利用農(nóng)村廢料進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣已作出顯著成績(jī)。世界上已經(jīng)出現(xiàn)了利用固相化細(xì)胞技術(shù)的工業(yè)化沼氣厭氧反應(yīng)器。一些單細(xì)胞藻類中含有與原油結(jié)構(gòu)類似的油類，而且可高達(dá)總重的70％，這是另一個(gè)引人注目的可再生的生物能源。太陽(yáng)能是人類可以利用的最強(qiáng)大的能源，而生物的光合作用則是將太陽(yáng)能固定下來(lái)的最主要的途徑，可以預(yù)測(cè)，利用生物學(xué)的理論和方法解決能源問(wèn)題是大有希望的。 　　此外，對(duì)人口、食物、環(huán)境、能源等問(wèn)題進(jìn)行綜合研究，開(kāi)創(chuàng)各種綜合解決這些問(wèn)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(wèn)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(lái)息息相關(guān)。