生物技术专业规范-嘉兴Final.docVIP

高等学校本科生物技术专业规范 一、生物技术专业教育的历史、现状及发展方向 1 生物学学科概况 生物学（Biology）是自然科学的一个重要的分支学科，也是生物技术专业的主干学科。生物学的发展具有悠久的历史，从17世纪到19世纪中期，经典生物学时期以分门别类、观察描述为主要特点，人们从多样性的生物大千世界寻找统一性的理论概括，这是生物学发展过程中第一次从分析到综合的阶段，生物学逐渐从博物学（natural history）中独立出来。从19世纪中期到20世纪中叶大约100年的时间里，随着数学、物理学、化学等学科的发展及其与生物学的交叉渗透，经典生物学逐渐步入实验生物学时期，生物学家已不再囿于以观察、描述性手段研究生物体和生命现象，而是通过实验设计和操作，迈入窥视生命奥秘的阶段。1953年J.Watson F.Crick在Nature杂志上发表了“核酸的分子结构”，DNA双螺旋结构的阐明，使生物学的发展从此进入了一个崭新的迅猛发展的分子生物学阶段，一系列令人惊叹的新成就接踵而来。特别是以基因工程为核心的生物技术显现出强大的生命力，成为当今世界最令人瞩目的高新技术之一，是许多国家产业结构调整的战略重点。1997年Dollly羊的克隆再一次震撼了人类社会；2000年“人类基因组计划”的完成及其随后的各种“组学”研究，对生命科学的发展将产生极其重要的作用。目前人口、环境、粮食、资源、能源、健康等问题人们把这些问题的解决寄希望于生物科学与生物技术的进步。同时，生物科学中的一些基本问题，如生物的发育、进化等也因人类在分子水平上认识生物而孕育着重大突破。生物科学的发展势头和巨大潜力已经为全世界科学家所认同，使之处在目前自然科学各学科交叉的中心位置。 回眸科技发展史可以看出，如果说20世纪科学技术的发展以物理科学为主导，那么近20年来世界科学的格局已经发生了重大变化，生命科学已经异军突起，发展迅猛。来自不同角度的统计显示，生物科学已成为21世纪自然科学的前沿学科。从现在起到今后的10～15年内，生物学在其自身发展和其他学科的影响下，正经历着重大转变。一方面在微观层次上对生物大分子的结构和功能，特别是基因组学的研究取得重大突破后，正深入到后基因组学时代。对基因、蛋白、细胞、发育和神经科学与认知科学的探索正在形成一条主线，随之而来的蛋白质组学和生物信息学方面的研究也将在生命科学中成为重要角色。另一方面，在宏观层次上对生命的起源与进化、生物系统学、生态学以及生物复杂性等研究也在取得重要进展。通过微观与宏观、分析与综合、单个基因结构与整体功能、个体与群体等多方面的结合，生物科学的发展正进入到一个新的阶段。可以预见今后生物学的重点发展领域将是：基因组、转录组、蛋白质组和代谢组基础上产生的系统生物学；生物大分子的结构与功能；生物信息学与计算生物学；发育生物学；神经科学与认知科学；生物防御系统等重要生命活动的细胞和分子基础；生命的起源与进化；可持续生物圈的生态学基础。建立在生物学基础研究上的生物技术正在成为发展最快、应用最广、潜力最大、竞争最为激烈的领域之一，也是最有希望孕育关键性突破的学科之一。 2 生物学科学方法论简介 生物学是人们观察和揭示生命现象、探讨生命本质和发现内在规律的科学。在经典生物学的启蒙时期，由于自然科学还没有长足发展，所以用活力论（vitalism）解释各种生命现象占有重要地位；达尔文“物种起源”的问世，使生物学与“上帝”和活力论决裂。在19世纪后叶，随着实验生物学的发展，一些自然科学的先驱者们提出“机械论”对抗“活力论”，主张用物理学和化学的成就和方法来研究生命过程。20世纪以来生物学在用物理和化学规律解释生命现象的研究方面取得了丰富成果。在此基础上产生了新的“还原论”（reductionism）理论,其基本论点是生命运动的规律可以还原为物理的或化学的规律，生物的属性都可以用分子与分子相互作用的规律来说明。和还原论相对的理论是“整体论”（holism）,它认为生物体是一个整体，整体的规律并不等于它的组成部分（如分子、细胞）的规律的相加。局部的规律只有在整体的调控下才有意义。现在这两种意见还在继续争论。实际上，这两种意见应当是可调和的。生命是复杂的综合过程，只有阐明了生命过程中的物理、化学规律，才能揭示生命现象的本质。分子生物学的迅猛发展和巨大成就恰好说明还原论方法是完全必要的；同时生命系统的整体属性既和局部性质有关，又和这些组分在整体中的特定地位和相互关系有关，因此研究生命本质也需要把生物当作一个整体，用系统生物学的理论与方法来整合分析。分析与综合的方法是对立统一的，分析有利于综合，综合有利于分析。随着分子生物学分析研究的深入，现在强调综合的研究是明智的。事实上，从分析到综合这正是当前生命科学研究趋势的主流。 现代生物学是一门实验性