生命科學是研究生命活動的過程、規律以及生命體與環境相互作用規律的科學
二、生物學
分子生物學本身在下世紀仍將繼續保持蓬勃發展的勢頭。結構分子生物學將從生物大分子到細胞之間的層次切入。單個生物大分子功能自組裝和操縱的研究，將與納米技術、生物芯片技術等高新技術匯集起來，模擬天然細胞器的功能，發展各種用途分子機械。細胞的兩個信息系統，即染色體上的遺傳信息系統與細胞質內信號系統（受體、信號傳遞分子）之間的關系和相互作用將研究細胞生長、分化和功能活動的焦點，並得到迅速發展。
20世紀生物學最宏偉的《人類基因組計劃》從1990年起的順利實施，大大加速了生命科學各方面的發展。下世紀初，人和其他模式生物（微生物、線蟲、果蠅、斑馬魚、擬南芥菜、水稻等）基因組作圖和測序將陸續完成。分子生物學研究的重點也將從基因組擴展到蛋白質組。在這種發展形勢下，生物學正進入“後基因組時代”（postgenome era），或者說功能基因組時代。
從總體看來，以基因組研究為核心，在方法學上分析與綜合想結合，比較和實驗相結合，微觀與宏觀相結合，來探討生命的本質和起源，遺傳、發育和進化的理論大綜合，以及闡明腦高級功能活動，將是下壹世紀生物學基礎理論研究的大趨勢。
我國生物學在某些方面達到了世界先進水平，如人工合成有活性的胰島素和tRNA等。改革開放20年來，發展速度更為空前。在學科布局和專業設置上，新建了分子生物學、細胞生物學、神經生物學、生物技術等壹批新學科和專業，並創辦了相應的研究所（室），為國家培養了大量研究和教學人才。1987年開始實施的《國家高技術研究發展計劃，生物技術領域》（簡稱“863”計劃）對促進大學分子生物學實驗室裝備現代化和實驗技術的發展也起了很大作用。面對下世紀世界將進入全球化知識經濟時代的形勢，我國政府在1997年提出《國家重點基礎研究發展規劃》（簡稱（“973”規劃），加大了對基礎研究投入。瞄準國家目標和國際前沿，在農業、人口與健康、資源和環境等方面逐步實施壹批與生物學有關的重大項目。
然而，我國生物學基礎研究總體上落後的狀況，並沒有得到根本的改善。面對國際生命學已進入後基因組時代，我國生物學基礎研究與國際的差距還有更加拉大的危險。
重點發展方向展望
21世紀初期對我國生物學在下世紀的發展具有重要的意義。基因組和腦研究將是下世紀初國際競爭的焦點。
(1)基因組研究
人類基因組計劃預計在2003年獲得完全序列圖。屆時，人類10萬個基因的信息及相應的染色體位置將被闡明，成為醫學和生物制藥產業知識和技術創新的源泉。這是人類自實現登月以來的又壹偉大科學創舉。目前該計劃已揭開了新的面：從基因組與環境相互作用的高度闡明基因組的功能，亦即功能基因組學。為此，需要發展能夠在基因組整體水平獲取功能信息大規模、並行化分析技術，如生物芯片，以及對數據進行儲存、分析、加工和傳輸的生物信息學。基因組研究的重點將會是：
①人類和模式生物的基因組DNA測序。
②功能基因組學研究：基因組多樣性研究；基因組的表達調控和蛋白產物的功能；比較基因組研究；疾病基因組學研究；作物基因組學研究。
(2)遺傳語言破譯
生物信息學是適應人類基因組信息分析的需要而出現的壹門與信息科學、數學、計算機科學等交叉的新興學科。《人類基因組計劃》在完成基因組全部序列（30億堿基對）測序後，下壹步更艱巨的任務是讀懂基因組的工作語言--遺傳語言破譯。這是下世紀自然科學面臨的最大挑戰之壹。其前沿研究領域有：
1、人基因組信息結構復雜性；序列（特別是非編碼區）信息分析；
2、基因組結構與遺傳語言：語法和詞法分析；
3、大規模基因表達譜分析，相關算法、軟件研究；基因表達調控網絡研究；
4、基因組信息相關的蛋白質功能分析；
5、生物信息學中新理論、新方法、新技術和新軟件研究。
在當前基因組信息爆發的時代，建立超大規模計算系統，發展全新的生物信息學的理論、方法，分析這些數據，從中獲得生物體結構、功能的相關信息基因組研究取得成果的決定性步驟。
(3)生物大分子的功能與結構基礎
蛋白質是細胞結構、功能和活性的最主要負責分子。生物大分子之間的相互作用是基因復制和表達調控、信息傳遞、蛋白質合成、細胞器組裝等的基礎。闡明生物大分子的功能與結構將從分子水平深入了解細胞生命活動的分子基礎，進而更深入的闡明生命的本質。
1、酶、信號轉導分子、細胞骨架蛋白、病毒蛋白等重要蛋白質，特別是膜蛋白、糖蛋白及多分子體系的結構與功能；
2、光合中心的結構與光合作用超快過程；
3、RNA功能多樣性及其結構特性；
4、生物大分子相互識別的結構基礎（蛋白質-蛋白質；蛋白質-核酸；蛋白質-復合糖類）；
5、蛋白質空間結構預測與分子設計；
6、大分子自裝配與細胞基本結構體系的自組織。
(4)細胞活動的分子機制及遺傳控制
（壹）細胞信息系統及其調控
染色體構造在細胞周期和發育過程中的動態變化控制著基因按程序表達，由此調節細胞的生命活動。另方面，細胞質內信號系統（受體、信號傳遞分子等）又將來自內外環境的信號傳遞到核內，反饋調節染色質的構造和基因的活動。細胞的這兩個信號系統的相互作用是細胞生長、分化和功能活動的關鍵。
1、基因組DNA荷載的遺傳程序，在染色體上的構建方式和操作規則；
2、染色體（質）在間期核和發育中的動態結構與基因的功能活動；
3、染色質結構的修飾（DNA甲基化，組蛋白乙酸化、異染色質化）與基因表達程序的組
編和重組編（精、卵細胞的“印跡”、分化和去分化、全能性的改變和恢復）；
4、細胞發育、分化的信號分子和信號傳遞通路，以及細胞內各種信號通路（生長、分化、
雕亡、衰老和變等）的整合。
（二）發育的細胞和分子機制及遺傳控制
高等動物的構造和功能無論如何復雜，其發育的基本環節仍可歸為細胞的生長、分化和雕亡。發育過程的特點是按嚴格時空秩序進行的壹連串細胞間相互作用的因果鎖鏈。而細胞生長、分化的基礎是細胞專壹的基因的表達調控。發育研究既是生物學問題，又是醫學和農業問題。對於生育控制、畸胎和腫瘤發生及組織再生以及農作物產量和品質都有重要意義。
1、細胞周期和生長的調控；
2、精子和卵的發生、成熟、受精、著床的分子機制和基因控制；
3、圖式形成、形態發生、誘導作用和器官發生的基因控制；
4、胚胎幹細胞全能性和定向分化的誘導；
5、植物發育（育性、形態發生和株形等）的分子機制和基因控制。
（三）生物防禦系統的細胞和分子基礎
由於醫學和生物學上的重要性，哺乳動物和人的免疫系統的細胞和分子基礎已有很深入的研究，分子和細胞免疫已成為目前生物學前沿的熱點。植物對病毒、真菌和昆蟲等有害生物的侵襲也表現出不同程度的防禦能力。但目前國際上對植物防禦系統的細胞和分子基礎的研究還很初步，缺乏系統的了解。這方面的基礎研究對植物保護和抗性育種等農業問題重要性是顯而易見的。
1、免疫細胞的發育、雕亡和調控；
2、新的功能性免疫分子及其受體（包括分化抗原、粘附分子、細胞因子、拮抗因子等）；
3、自身免疫病發病機理及防治基礎研究；
4、植物防禦系統：外源分子的識別，信號傳遞和防禦分子；
5、防禦基因（抗真菌等）的分離和抗性育種的基礎研究。
(5)腦研究
腦研究是生命科學的重大前沿，受到各政府和社會的高度重視。當前研究的前沿和主要趨勢是在分子、細胞和整體水平對腦功能和疾病進行綜合研究，並從腦的發育過程了解腦的構造原理。腦影象學技術（PET/fMRI等）能實時顯示腦功能活動各部位間的時空關系，對從整體上了解腦功能活動也有重要作用。
1、視覺、痛覺、神經信息傳遞、加工、整合及調控；
2、腦功能活動的細胞和分子基礎，包括突觸可塑性的分子基礎，各種腦細胞的基因表達譜和蛋白質譜等；
3、腦的發育和老化；中樞神經的再生和修復；神經元的變性和雕亡；
4、腦的高級功能（學習、記憶、語言、行為）的腦機制及其影象學研究；
5、腦復雜性的計算生物學、建模及腦功能的非線性動力學研究
(6)生物多樣性及其可持續利用
生物多樣性是人類賴以生存的基礎，突出表現在兩個方面：第壹涉及人類生存環境，第二涉及生物資源的可持續利用。其重點研究領域是：
1、我國動植物和微生物基礎資料和數據的采集和編研；
2、生物資源的動態變化和可持續利用的對策；
3、生物多樣性的生態系統功能；
4、受損生態系統結構和功能及恢復和重建的生態學基礎；
5、極端環境下生物物種（動植物和微生物）的適應機理；
6、我國瀕危動植物保護的理論和方法；
7、種質庫、DNA庫和NDA文庫的建立和長期保存的科學問題。
(7)生命起源和進化
生命起源和進化是哲學和生物學***同關心的大問題。目前正在舉的進化發育生物學對各門典型動植物的基因組和發育機制的比較研究將闡明形體結構圖式形態進化機制，微進化與巨進化的關系，在分子水平促進遺傳、發育和進化的理論綜合。
1、前生命化學進化中核酸和蛋白質的***起源；
2、真核細胞起源問題；
3、動、植物形態發育的分子機制與形態進貨；
4、基因組進貨機制和規律；
5、動、植物分子進化和分子系統學；
6、進化過程和機制--進化論的研究。
三、農學
90年代以來，上的動植物育種已進入分子水平。朝著快速改變動植物基因型的方向發展，動植物育種的壹次新的革命正在到來。根據美英等西文發達國家政府和世界糧農組織的預測，21世紀全球農業的90%品種將通過分子育種手段育成，而品種對整個農業生產的貢獻率亦將超過50%。
80年代興起了對作物--土壤系統的水肥運行的作用機理及其調控的研究。國際土壤學會將“優化水分養分循環，減少水肥投入，提高資源利用效率，促進農業持續發展”列為重要基礎研究領域。近年來，人們已開始研究營養素對特異生物活性物質基因表達各環節的作用。研究營養對基因表達作用是當今動植物營養的發展趨勢和研究前沿。
病原茵的致病機理和植物抗病機理的研究是植物保護研究中壹大特點，近來有關防衛體系的研究集中在防衛基因的表達調控上。
土地資源生產能力持續利用研究是90年代響應可持續發展戰略而開展起來的。可持續土地利用的核心是現代土地利用方式對土地資源生產潛力的影響。在研究草原退化，土地荒漠化方面，國際上非常重視選擇可對比類型進行長期定位觀測。
針對中國21世紀可持續發展和食物安全以及高產、優質、高效、低耗的現代農業持續發展戰略，以科學、合理地利用農業資源、保護生態環境提高農業綜合生產力為主要目標，增強我國農業科技自身發展的後勁，使我國農業基礎科學達到同期世界先進水平。
未來的基礎農學學科前沿主要是分子生物學和生物信息學。隨著現代遺傳學和信息論的發展，以及分子生物技術和計算機技術等高新技術的不斷改進，將促進以NDA全序列測定為主的基因組學研究的重大突破；在基因組水平上，以特定生命活動為目標，深入探討相關基因的結構與功能、基因的表達與調控、信息網絡與傳遞等生命科學問題將成為基礎農學學科新的前沿和熱點。
基礎農學學科的主要發展方向是：
1、標記、分離、克隆與生殖發育相關的重要產量性狀基因、重要品質性狀基因以及與抗逆相關的功能基因，培育高產、優質、抗逆的新型動植物品種（系）；
2、研究動植物養分高效利用的代謝生理及分子生物學基礎；
3、動植物病蟲害防禦技術體系；
4、研究不同農、林、牧、漁業生態區的資源優化配置與合理布局，解析不同生態系統的結構與功能、退化生態系統的恢復與重建的原理與途徑。
優先發展領域：
1、動植物重要經濟性狀的功能基因組學與比較基因組學；
2、動植物雜交與雜種優勢的遺傳學基礎；
3、動植物高產、優質、抗逆和養分高效利用的遺傳學基礎；
4、動植物遺傳資源核心種質構建、新基因發掘與有效利用；
5、作物抗逆性與水分、養分高效利用；
6、植物病蟲害致致害性變異與寄主防衛分子機制；
7、重要疫病病原致病性深化的分子機制和宿主免疫機理；
8、農業資源、環境和生態的系統模型及優化治理；
9、土壤質量演變規律與土地資源的持續利用。
四、醫學
近幾個世紀以來，基礎醫學的發展不斷由現象向本質，由宏觀向微觀深入。但是，近年來，人們逐漸認識到，要了解人體這壹自然界中最復雜的系統，不僅需要“分析”，而且需要“綜合”。正是這種分析與綜合壹致的思維和學科間滲透交叉推動著基礎醫學過去、現在和未來的發展。
重大疾病，如惡性腫瘤、心腦血管疾病、感染性疾病、神經精神病、創傷和消化系統疾病等壹直是醫學研究的方向與重點。另外，機體正常結構、功能（健康狀態）的維持與調節機制也是未來醫學研究的重要方面。
建國以來，我國醫學發展舉世矚目，平均預期壽命已從35歲增至69歲。自50年代以來，從沙眼病毒分離到針刺鎮痛，從多型肝炎病毒克隆到疾病基因組學研究，無壹不浸透著我國基礎醫學工作者的心血。但不可否認，我國醫學研究距國際先進水平還有差距。隨著發達國家在本領域投入不斷加大，這種差距可能還會加大。
前沿與學科發展優先領域
（壹）腫瘤、心腦血管病等重大疾病發生發展及其幹預措施的分子與細胞機制
1、重要功能基因與重大疾病相關基因結構、功能與表達調控的研究；
2、重大疾病相關的蛋白質組學和蛋白、多防結構與功能的研究；
3、生物信息學、基因芯片、基因治療及組織工程等高新技術在重大疾病診斷、治療中的應用；
4、幹細胞（胚胎幹細胞、造血幹細胞神經幹細胞等）的建系及分化。
（二）神經、免疫、內分泌調節系統在健康狀態維持與疾病發生發展中的作用
5、神經損傷與功能紊亂的病理機理及幹預措施；
6、神經退行性疾病病因學與診斷、治療技術區；
7、重要免疫細胞發育分化及其在免疫耐受與免疫應答調節中的作用；
8、新型免疫調節分子的發現及功能研究：
9、神經-內分泌-免疫調節網絡失調與疾病的關系。
（三）自然與社會因素對健康的影響及其致病機理
1、重要感染性疾病病原體致病機理相關的基因組學與蛋白質組學；
2、新病原體致病機理與幹預措施；
3、外源性化學物的致病機理及監測、預防與診治技術；
4、社會-心理因素與健康。
（四）藥物在分子、細胞與整體調節水平的作用機理
1、藥物基因組與蛋白組學研究；
2、以細胞信號轉導途徑為靶點的創新藥物研究；
3、多糖、類脂、核酸等生物大分子與藥物相互作用研究；
4、新的內源性活性物質的藥理學研究
（五）中醫藥學理論體系與實踐方法的發展研究
1、中醫學理論在現代醫學、生物學研究中的應用；
2、中草藥復方活性成份的藥理學研究
五、生物技術
本世紀70年代在生命科學領域取得了兩項對人類生活和經濟活動具有深刻影響技掃術突破，壹個是重組DNA技術，壹個是淋巴細胞雜交瘤技術。這兩項革命性技術的出現，帶動了生物技術的迅猛發展，逐步形成了壹個全新的現代生物技術群及新興產業。
自1982年世界上第壹個基因工程藥物重組人胰島素上市以來，經過近20年的發展，世界範圍的生物技術產業正在蓬勃興起，作為高效益、高風險的新興產業，生物技術產業正在猛烈的沖擊著世界經濟，並產生巨大的社會和經濟效益。生物技術本身可以發展成為具有巨大市場前景的新興產業，同時可通過提供源頭技術和產品，對傳統產業進行技術改造和產品更新換代，提高傳統產業的經濟效益。
世界生物技術本身發展的總體趨勢是：生物技術在經歷了第壹次浪潮（醫藥和保健領域）後，迎來了第二次浪潮，即重點發展：（1）農業生物技術；（2）環境生物技術；（3）生物制造和生物處理工藝及能源研究；（4）海洋生物技術研究。目前生物技術的應用已遍及農業食品、醫藥衛生、化工環保、生物資源、能源和海洋開發等各個領域，顯示了它對解決人類所面臨的食品、健康、資源、能源和環境等重大問題的巨大作用和市場潛力。
我國與西方發達國家相比，仍存在較大差距，大約為5-10年。但值得指出的是，我國生物技術研究與開發已在兩系法雜交稻、抗蟲轉基因棉花和玉米、基因工程藥物和疫苗、人血液代用品、人重大疾病相關基因研究和動物乳腺生物反應器、農作物組織培養和基因轉移、家畜胚胎分隔和試管牛、羊等方面形成自己的特色和優勢，並具備與世界發達國家整體競爭與抗衡的能力。
但是，我國生物技術產品缺乏創新，基本屬於仿制，極易喪失發展後勁。因此，我國應高度重視產品和技術的創新，搶占二十壹世紀生命科學的制高點。我們必須深刻認識到生命科學的發展和生物技術的發展是相鋪相成的，為了迎接生命科學世紀的挑戰。更好地參與新世紀激烈的生物技術產業的競爭，必須大力發展關鍵的生物技術，如，
（1）基因組學技術；
（2）生物信息技術；
（3）基因克隆、重組、表達技術；
（4）動植物體細胞克隆技術；
（5）生物芯片技術、微陣列技術（Microarray）和生物傳感器的基礎研究；
（6）人工組織與器官研制技術。
並帶動農業生物技術、醫藥生物技術、環境生物技術、海洋生物技術和工業生物技術的高速發展。
六、結語
生命科學由於其對科學發展、社會進步和經濟建設具有極其重要的作用，在20世紀得到了空前的重視，取得了豐碩的成果。面向2l世紀，“人類基因組計劃”的完成和深入發展，將有可能從更深層次上了解人體生長、發育、正常生理活動和各種疾病的病因及發病機理，並提出防治策略、途徑和方法。全球生態環境和生物多樣性的保護和利用，對人類生存和世界經濟的可持續發展有關鍵的意義，成為我國賴以實行可持續發展國策和“中國2l世紀議程”的科學基礎。生命科學的研究也與國家安全緊密相關，比如基因武器將可能對人類造成不堪設想的危害。生命科學的進步也向數學、物理、化學以及技術科學提出許多新問題、新概念和新的研究領域。生命科學與信息科學、材料科學等的交叉，產生的智能科學和技術，將在下世紀推動智能產業的發展。建議國家和有關部門制定相應的政策和措施，使我國在生命科學世紀的競爭中占有越來越重要的地位。
（1）基本科學資料的積累、整理和現代化管理；
（2）制定全國基因組研究和應用的整體規劃並加強領導；
（3）建立農業重大科學工程中心；
（4）保護醫學資源和建立支持條件平臺；
（5）加快建立生物技術風險投資機制和加強知識產權保護；
（6）加強生物安全性的研究與管理。