一、生命科学发展简史
生命科学是研究生命物质的结构和功能、生命活动现象以及生物之间和生物与环境之间的关系的科学。
人类很早就开始认识和研究自然，其中包括对生命现象的研究。在远古时代，人们对生命现象的认识常常是和与疾病斗争、农业牧业生产以及宗教迷信等活动联系在一起的。通过这些活动，人们积累着动物、植物和人类自身的解剖、生长、发育和繁殖方面的知识。早在石器时代，原始人就开始栽培植物、驯养动物，并逐渐产生了原始医术。之后，随着生产力的不断发展，人类对生命现象的认识开始逐渐深入。
亚里士多德(公元前384～前322年)是最早开始对生命现象进行专题性研究的科学家之一。他对动物解剖结构、生理习性、胚胎发育和生物类群进行了观察，对几百种动物进行了分类。他将动物分成有血动物和无血动物，又将前者细分成有毛胎生四足类、鸟类、鲸类、鱼类、蛇类、卵生四足类，后者细分成软体类、甲壳类、有壳类、昆虫类，并对一部分动物作了解剖和胚胎发育的观察。他所写的《动物志》等一系列著作，是最早的一批动物学研究成果。狄奥弗拉斯图(公元前372～前287年)是亚里士多德的弟子，他所著的《植物史》与《植物原理》两书奠定了植物学的发展基础。狄奥弗拉斯图认定果实由子房发育而成，并将植物分为木本与草本，而草本又可分为一年生、两年生与多年生，肯定了根是吸收养料的器官，大体解释了年轮形成的原因，讲述了双子叶和单子叶植物在茎、叶和种子方面的区别，记载了几百种植物。他还观察了植物和环境的关系，为现代植物生态学的发展奠定了基础。古罗马医生盖仑(公元129～200年)发展了机体的解剖结构和器官生理学的概念，认为研究和治疗疾病应以解剖学和生理学知识为基础，创立了人体生理解剖学。盖仑去世后，西方进入了漫长的中世纪年代，科学的发展 受到极大的压抑。
中国自古就有神农尝百草的传说。中国古医书《黄帝内经》对人体内脏的部位、大小、长短及功能已有一定认识，指出人体的生理功能与生活条件及精神状态有密切关系。对男女的生长发育过程及生理特征也有描述。北魏时期，农学家贾思勰著《齐民要术》(公元533～544年)，系统地总结了6世纪以前黄河中下游地区农牧业生产经验、食品的加工与贮藏、野生植物的利用等，包含有丰富的生物学知识。公元1596年，李时珍《本草纲目》52卷刻印出版。它记述了丰富的动植物知识，明确规定部、类、种三级分类程序。分植物为草、谷、菜、果、木五部，分动物为虫、鳞、介、禽、兽、人六部。每部(除人之外)之下又各分若干类，类之下分种。对生物的形态、结构做了详细描述并进行了较准确的分类。但这些研究并没有形成明确的科学体系。
从15世纪下半叶到18世纪末期是近代生物学发展的第一阶段。1543年比利时医生维萨里(公元1514～1564年)发表《人体的结构》一书，标志着人体解剖学的建立，并直接推动了以血液循环研究为先导的生理分支学科的形成。1628年，英国医生哈维(公元1578～1657年)发表了他的名著《心血循环论》，建立了血液循环理论。1665年，英国物理学家胡克(公元1635～1703年)发现细胞，在他的《显微图谱》中第一次使用“细胞”(Cell)一词。1735年，瑞典植物学家林奈(公元1707～1778年)出版《自然系统》一书，把自然界的植物、动物、矿物分成纲、目、属、种，首先实现了植物与动物分类范畴的统一，其后又使用了国际化的双名制。1796年，英国医生琴纳(公元1749～1823年)最先在欧洲采用牛痘接种法防天花，实现了人体的主动免疫，被誉为免疫学之父。1802年，法国博物学家拉马克(公元1744～1829年)第一次采用“生物学”(Biology)这个术语，并于1809年出版《动物哲学》一书，系统地论述了进化思想，认为用进废退和获得性遗传是物种进化的机制。这些都是近代生物学发展第一阶段的代表性人物和成果。
19世纪的生命科学进入了全面繁荣的时代，近代生物学的主要领域在19世纪后都获得了重大进展。1838～1839年间德国的植物学家施莱登(公元1804～1881年)和动物学家施旺(公元1810～1882年)提出细胞学说。1857年，法国微生物学家巴斯德(公元1822～1895年)证实乳酸发酵是由有生命的微生物引起的，他对微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用进行了广泛研究，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。1859年，英国生物学家达尔文(公元1809～1882年)出版《物种起源》这一划时代的著作，提出了生物进化论学说。1865年，奥地利修道士孟德尔(公元1822～1884年)宣读并于次年发表《植物杂交的试验》论文，报道他通过豌豆杂交试验所发现的两个遗传规律，后被称为遗传学的“孟德尔定律”，这两个定律在1900年被再发现。17世纪建立起来的动物(人体)生理学在俄国生理学家巴甫洛夫(公元1849～1936年)等人的努力下得到飞速发展。
20世纪的生物学属于现代生物学范畴，始于1900年孟德尔定律的再发现过程。生命科学的各个分支学科均取得了突飞猛进的 发展，生物学逐步发展为拥有植物学、动物学、生理学、水生生物学、微生物学、神经生物学、遗传学、发育生物学、细胞生物学、生化与分子生物学、生物物理学、生态学等分支学科的大科学。20世纪生物学发展历史上有许多大事，最有标志性意义的包括:1953年，美国遗传学家沃森、英国物理学家克里克(公元1916～2004年)提出DNA的双螺旋结构，开创了分子生物学;1972年，美国生物学家伯格率先完成了世界上第一次成功的DNA体外重组实验，开创了基因工程;1990年，美国国立卫生
研究院启动人类基因组计划，2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果;1996年，英国生物学家维尔穆特研制出通过无性繁殖产生的新一代克隆羊多莉等。
20世纪中叶以后，生命科学随着各学科纵横交错发展的大趋势，出现了不同分支学科和跨学科间的大交汇、大渗透、大综合的局面，由此进入“大科学”发展的历史阶段。在学科交叉融合的过程中，新的分支不断涌现，生物信息学、基因组学、蛋白质组学、RNA组学等新兴学科兴起和高速发展，使生命科学研究的广度和深度得到了前所未有的拓展。
21世纪的生命科学将继续在宏观领域和微观领域同时大踏步前行。在宏观领域，生物学家重点关注大陆、海洋、湖泊等大型生态系统乃至整个生物圈范围内物质与能量的流动和循环，注重物种与物种、生物与环境的相互关系，尤其是人类与其他物种、人类与环境的相互关系，保护生物多样性，实现可持续发展。在微观领域，更加深入地探讨核酸、蛋白质等生物大分子发挥作用的分子机理及其相互作用，揭示生物体代谢与调控机制，在此基础上，运用现代生物技术手段，改造生物大分子，使其功能更强大、效率更高，更好地为人类服务。21世纪的生物学必将取得更辉煌的成就!
思考题:
1.什么是生命?
2.生命有哪些基本特征?
3.什么是生命科学?
4.生命科学的发展经历了哪几个主要阶段?
5.你认为21世纪的生物学将会怎样发展?
二、生命科学史的主要时期
1 生命科学的发展分为以下三个时期：
描述生物学：20世纪以前主要是对自然的观察和描述，是关于博物学和形态分类的研究。
实验生物学：1900年孟德尔遗传规律的重新发现。
分子生物学：1953年DNA分子双螺旋结构模型的建立。
生命科学也就是生物学（Biology），简称生物，是自然科学六大基础学科之一。研究生物的结构、功能、发生和发展的规律。以及生物与周围环境的关系等的科学。生物学源自博物学，经历实验生物学、分子生物学而进入了系统生物学时期。
研究对象：地球上现存的生物估计有200万～450万种；已经灭绝的种类更多，估计至少也有1500万种。从北极到南极，从高山到深海，从冰雪覆盖的冻原到高温的矿泉，都有生物存在。
生物不仅具有多样性，而且还具有一些共同的特征和属性。人们对这些共同的特征、属性和规律的认识，使内容十分丰富的生物学成为统一的知识体系。
2 生命科学的未来发展趋势：
生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界，无须赋予生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解，无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超高速离心、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。
生物技术是生命科学的主要研究领域，是生命科学的主要实施方法。生物技术的发展是从传统发酵酿酒、制酱制醋技术开始，到细菌的纯粹培养技术，直到沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构，标志着生命科学的真正开始。使人类进入了按照自己的需要人工创造新生物的伟大时代；它是世界新技术革命的三大支柱之一（信息、材料、生物工程），具有相当大的潜在生产力。生命科学研究领域甚广，有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、第二代基因工程、海洋生物工程等。
当代生命科学已发展了克隆技术。已经可以克隆两栖动物、哺乳动物、转基因动物以及应用于器官移植的动物。目前我国已能进行哺乳动物克隆。克隆动物具有重大的实际意义。它可以应用于科学研究、蛋白质和激素的生产、遗传与育种等。还有著名的人类基因组计划。人类基因组计划（Human Genome Project, HGP）:美国1985年提出，目的在于阐明人类基因组DNA 3×109 bp核苷酸序列，破译人类全部遗传信息，HGP于1990年正式启动。生物信息学是以计算机为主要工具，开发各种软件，对日益增长的DNA和蛋白质的序列和结构等相关信息进行收集、储存、检索、加工、分析和研究，同时建立理论模型，指导实验研究
未来生命科学将向宏观和微观两个方向发展。当代生命科学的显著特点是：分子生物学的突破性成果，成为生命科学的生长点，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。20世纪50年代，遗传物质DNA双螺旋结构的发现，开创了从分子水平研究生命活动的新纪元。此后，遗传信息由DNA通过RNA传向蛋白质这一“中心法则”的确立以及遗传密码的破译，为基因工程的诞生提供了理论基础。蛋白质的人工合成，使人们认清了生命现象并不神秘。这些重大的研究成果，阐明了核酸和蛋白质是生命的最基本物质，生命活动是在酶的催化作用下进行的。绝大部分的酶的化学本质是蛋白质。蛋白质是一切生命活动调节控制的主要承担者。从而揭示了蛋白质、酶、核酸等生物大分子的结构、功能和相互关系，为研究生命现象的本质和活动规律奠定了理论基础。当今世界生命科学的热点研究方向是诱导多能性干细胞、细胞染色体外显子测序与疾病、以及用生物化学战胜癌症等。
现在人们对生命科学越来越重视，政府也不断出台措施鼓励生物科学的发展。近期，法国总统批准了一项价值350 亿欧元经济刺激计划——大贷款项目，用于法国工业和基础设施。这份2009 年12 月公布的贷款方案资金流向主要集中在教育、科研和创新，其中至少有55 亿欧元流入生命科学、生物技术、清洁能源科技和学术研究。大贷款项目虽然不是法国政府第一个政府科学研究。启动的资金计划，却是迄今为止最大的有益于生物技术的政府计划。印度科技部生物技术局近期发布“生物技术产品和工艺开发”项目招标。通过支持研究机构的有关基础及应用研究，促进研究机构和产业的战略合作伙伴关系，印度生物技术局旨在推进印度自主生物技术产品和工艺的商业化过程。可见，无论是发达国家还是发展中国家都很重视生命科学发展，都投入了大量资金。
我国生命科学的研究，虽然研究起步较晚，但发展速度较快。近年来，我国主要强调学科间交叉，最主要的是与物理学的交叉。近20 年来， 物理科学对定量生物学做出了巨大贡献，主要表现在两个方面。一是单分子生物物理学的建立。物理学家发明了单分子实验技术，为直接操纵单个生物大分子及观测其运动提供了第一手资料，对基础生物学和生物医学都产生了极大影响。二是基于基因组、蛋白组、基因调控网络等研究成果的系统生物学。
当然在生命科学蓬勃发展的今天，它本身也遇到了一些问题。生命科学技术带来的社会问题主要是道德和伦理方面：以技术手段辅助甚至代替人类生殖过程是否道德)克隆名人是否有损人类的尊严)遗传疾病预测、产前性别鉴定是否道德)基因修补、基因嫁接和物种制造是否道德)这些问题同样都面临着：一是技术问题。二是心理问题。如是否符合心理习惯和承受力，代理母亲导致的代际混乱，试管婴儿是否会冲击传统家庭模式。三是社会问题，如代理母亲的权益问题，与基因缺陷、基因平等有关的个人隐私问题，与基因资源的利用，技术的应用有关的平等问题，器官的商品化及基因专利问题等。
人们正努力解决这些问题。科学还得进步，社会还要发展。人们正在用生命科学技术解决困扰人们已久的难题，例如，疾病、年龄、保证健康以及用生命科学技术解决温室效应、能源危机等人类面临的全球性问题。21世纪是生命科学的世纪，生命科学的发展速度难以想象，其研究几乎涉及所有学科领域。它会为人类带来巨大价值。所以作为21世纪的我们，更应注重生命科学方面的研究和学习，为社会做出更大贡献。
