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农业生物技术已经成为新的农业科技革命的强大推动力，不仅在实现传统农业向现代农业跨越中发挥重大作用，而且将成为本世纪解决食物安全、生态环境、资源保护等重大社会与经济问题的有效手段，正在成为新的经济增长点。农业生物技术在改造和提升传统农业和农产品加工业更显示其巨大的潜力，生物技术及其产业呈现出加速发展的态势。1．转基因作物开始走向大规模推广应用目前国际上抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大豆、油菜等已进入大规模商业化应用阶段。全世界转基因作物种植面积从1996年的170万公顷猛增到2003年的6770万公顷，2004年为8100万公顷，比上年增加20%，是连续第9年以2位数增加，8年增长了47.6倍；种植转基因作物的国家从6个增加到2003年的18个。据初步统计，采用转基因技术培育的作物新品种在全球已达35科120余种，有5400多个转基因作物进入田间试验，50余种转基因农作物进入市场。有专家预计，在今后5年内全世界转基因作物的面积将会有更大幅度的增加，2010年世界范围内50%的耕地将种植转基因作物，至2020年将增至80%。由此可见，全球转基因植物发展十分迅猛。2．动植物分子育种技术日臻成熟和应用广泛现代分子生物学与传统动植物育种科学的结合催生了新兴的分子育种学，分子标记辅助选择育种是利用与重要经济性状连锁的分子标记或功能基因来改良动植物品种的现代分子育种技术。近年来，由于转基因生物对生态环境和人类健康影响的不确定性，因此分子标记辅助选择技术成为了热点之一，分子标记辅助选择技术具有高效、安全的突出优点，已经展示出部分常规育种无法比拟的优越性，因此，动植物基因鉴定与分子标记辅助选择技术已成为当前生物技术发展的重要领域之一。3．基因组学研究已由“结构基因组”向“功能基因组”发展基因组学的兴起是生命科学发展新的里程碑。近年来，完成了模式植物拟南芥的全基因组序列测定、水稻基因组测序框架图，为植物功能基因的研究提供了很好的平台和基础。2003年11月15日西南农业大学与中国科学院北京基因组研究所完成了中国家蚕基因组“框架图”的绘制工作，并于2004年10月公布，这是迄今为止我国科学家利用霰弹法测序独立完成的最大的生物种基因组，也是世界上第一个家蚕基因组工作框架图。估计家蚕基因组大小约为450 Mb，拥有约2万多个基因，其中约有6,000个左右的基因为新发现。我国独立开展了猪的结构基因研究，与美、英协作进行的鸡基因组测序计划等亦将于近期全部完成。4．转基因动物、体细胞克隆与生物反应器等技术研究进展迅速1997年世界上第一个体细胞克隆绵羊“多莉”的诞生，标志着动物核移植技术取得了重大突破，随即掀起了各类高等动物复制研究的高潮。克隆技术的成功不仅具有重大理论意义，而且在异体器官移植、治疗用细胞与组织器官克隆、家畜良种繁育、转基因动物反应器以及濒危与珍稀动物保护中具有巨大的应用潜力。用转基因植物和动物器官组织高效表达和生产活性功能蛋白的生物反应器研究与开发近年也取得了显著的进展。在烟草中表达的CaroRxTM （sIgA）可以有效地清除Streptococcus mutans，防止龋齿，是在植物中生产的第一个用于临床的抗体。利用植物生物反应器生产重组蛋白质产品具有产品活性高、生产成本低等优势，因此利用高蛋白产量与高生物活性物质产量的植物，如烟草、大豆、油菜等开发畜病疫苗产品前景看好。5．农业微生物基因工程研究正在孕育新的突破近年来，研究手段的迅速发展和广泛应用，基因组及分子生物学方面的研究进展已经为农业微生物功能基因的改良、克隆和表达提供了有效的技术平台，为生物“三药”的研究提供了有效的技术支撑。病虫害防治、节肥增产、饲料与食品添加剂、环境污染物降解等目标的农业微生物研究已深入到分子水平，生物技术已成为微生物遗传改良和新一代微生物制品研制的有效手段。6．基因资源争夺日趋白热化由于动植物基因资源的不可再生性，生物基因资源已经发展成为国际竞争、国家发展的战略资源。“建立以生物基因为核心的知识产权财富，使之能更为有效地进入变化着的全球生物技术市场”已成为各国的国家科技发展战略的重要内容。模式动植物基因组测序计划完成后，对动植物重要功能基因竞争及资源的竞争成为生物经济与基因产业竞争的标志之一，世界各国在大力加强动植物物种资源的搜集保存的同时，在基因资源的快速有效开发利用方面也给予高度重视。一些跨国生物技术公司对生物资源的争夺尤其激烈，其核心就是对基因的争夺。7．科技投入持续增长，产业化进程提速，“生物经济”初见端倪过去10年，世界各国在发展农业生物技术方面的投资增长了10倍。预计2010年以前发达国家在该领域的总投资将达2000亿美元以上。跨国公司等私人企业通过重组、并购，进一步增强了竞争实力，现已逐步成为农业生物技术研究开发的主体。农业生物技术作为新兴的高新技术产业已经形成，并进入了一个高速发展时期。 8．生物质能源研究取得明显进展生物能源的生产技术已基本成熟。国内已有多家民营企业相继开发出拥有自主知识产权的生物柴油生产技术，并建成年产超过一万吨的生产厂，产品主要指标在不同程度上接近国外技术标准。这些企业主要是采用传统的化学法，以回收的废弃油和少量木本油料植物油为原料生产生物柴油。“十五”期间，我国已掌握了酶法生物柴油生产技术，该技术被认为是近期有望取代化学法的对环境友好的新技术。在生物柴油原料植物培育方面，我国应用基因工程技术已育成含油量高达53%和25%以上的转基因油菜和大豆新品系，建立了高油林木种植生产基地，高含油量藻类的培养与改良研究亦取得了明显进展。9．农业与农村经济发展对生物技术发展的需求日增生物技术将为保障食物安全、提高农产品国际贸易的竞争力、完善农业产业结构、加速农作物和林草新品种的培育、发展可再生的生物质能源、生物质材料和生物制药等现代农业关键问题的解决提供强有力的理论依据和技术支持。生物技术在生态环境保护中的应用是近年来的研发热点，并将成为新的经济增长点；生物技术为改造提升农产食品精深加工工业、保障人类健康提供新的手段，并推动新兴产业的蓬勃发展；生物技术与其它高新技术的结合和渗透，已成为当前生物技术发展的新趋势；我国生物技术研究总体水平在不断提高，产业化已初具规模，具备了参与国际竞争的基础和条件。10．农业生物技术的国际竞争日趋激烈现代国际竞争越来越演变为以技术为支撑的综合国力的竞争，因而技术发展也就上升到了战略性的高度。为了确保国际竞争地位，各国普遍支持和鼓励研发具有战略性意义的技术，生物技术则成为世界农业和科技竞争的核心。农业新基因在未来生物技术产业开发中具有举足轻重的地位，为了争夺更大的农产品市场，获得具有自主知识产权的基因，成为各国竞争的焦点。20世纪六、七十年代，美国从我国提供的认为最没有利用价值的一份上海当地大豆种质资源中鉴定出抗大豆孢囊线虫基因并育成了抗病品种，使美国在其后的不到20年间迅速取代我国的地位、一跃成为世界大豆种植、生产和贸易第一大国，而我国一度处于种中国大豆侵美国专利权的难堪境地。
调查媒体对生物科学技术发展的报道
多姿多彩的生物，使地球上充满了生机。人类的生存和发展同各种各样的生物息息相关。自古以来，人类就不断探索生物界的奥秘，从中获益良多。现代社会，生物科学在人类社会的各个领域发挥着日益重要的作用。人类社会与生物学的关系越来越紧密。
生物科学与社会的关系
随着生物科学的发展，生物科学技术对社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面： 1.影响人们的思想观念，如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2.促进社会生产力的提高，如生物技术产业正在形成一个新兴产业；农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3.随着生物科学的发展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4.促进人们提高健康水平和生活质量，延长寿命。 5.影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6.对人类社会的伦理道德体系产生冲击，如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等，都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7.生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响，如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库，可能会影响生物圈的稳定性。 理解科学技术与社会的关系，是科学素质的重要组成部分。因此，中学生课程中应当充实这方面的内容。
展望21世纪的科学技术
21世纪的科学研究将在四个层面上展开。
第一个层面是研究物质结构及其运动规律的物质科学，由此将深化人们对物质世界和字宙起源与演化的认识。
第二个层面是生命科学。20世纪末，人类基因组全部测序工作基本完成，预示着新世纪生命科学必将酝酿着新的突破，将引发对解读基因密码规律的探索，从而使人类在分子水平上能够找到生命起源及其演化过程的谱系，发现生命遗传、生殖与发育、生长与衰老、代谢与免疫等机制。同时通过对人类基因密码的解读.-些重大的疾病基因将被发现，使危害人类生命的疾病得到治疗。
第三个层面是地球与环境科学。21世纪，地球与环境科学将更加注重人类与自然环境的协调发展，并从工业经济时代的注重矿产资源，逐步转移到重视新能源、水、耕地和生态资源，研究对象从陆地更多地拓展到海洋、太空等。
第四个层面就是对人脑与认知的研究。21世纪，人类将在脑科学、认知神经科学研究和人类起源与进化的几个重大问题上取得突破性进展，这也将是科学发展的一个新高峰。脑与认知神经科学的进展将进一步揭示人类意识、思维的本质，为攻克脑的疾病提供基础。同时为开发智能计算机、仿脑的信息系统以及能像人一样思维和动作的机器人创造了条件，这将对人类文明进程产生无可限量的影响。
生物科学与计算机技术的结合
20世纪后期，生物科学技术迅猛发展，无论从数量上还是从质量上都极大地丰富了生物科学的数据资源。数据资源的急剧膨胀迫使人们寻求一种强有力的工具去组织这些数据，以利于储存、加工和进一步利用。而海量的生物学数据中必然蕴含着重要的生物学规律，这些规律将是解释生命之谜的关键，人们同样需要一种强有力的工具来协助人脑完成对这些数据的分析工作。另一方面，以数据分析、处理为本质的计算机科学技术和网络技术迅猛发展？并日益渗透到生物科学的各个领域。于是，一门崭新的、拥有巨大发展潜力的新学科——生物信息学——悄然兴起。
生物信息学的诞生及其重要性
早在1956年，在美国田纳西州盖特林堡召开的首次“生物学中的信息理论研讨会”上，便产生了生物信息学的概念。但是，就生物信息学的发展而言，它还是一门相当年轻的学科。直到20世纪80—90年代，伴随着计算机科学技术的进步，生物信息学才获得突破性进展。
1987年，林华安博士正式把这一学科命名为“生物信息学”（Bioinformatics）。此后，其内涵随着研究的深入和现实需要的变化而几经更迭。1995年，在美国人类基因组计划第一个五年总结报告中，给出了一个较为完整的生物信息学定义：生物信息学是一门交叉科学，它包含了生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。
生物信息学不仅是一门新学科，更是一种重要的研究开发工具。从科学的角度来讲，生物信息学是一门研究生物和生物相关系统中信息内容与信息流向的综合系统科学。只有通过生物信息学的计算处理，人们才能从众多分散的生物学观测数据中获得对生命运行机制的系统理解。从工具的角度来讲，生物信息学几乎是今后所有生物（医药）研究开发所必需的工具。只有根据生物信息学对大量数据资料进行分析后，人们才能选择该领域正确的研发方向。
生物信息学不仅具有重大的科学意义，而且具有巨大的经济效益。它的许多研究成果可以较快地产业化，成为价值很高的产品。
生物信息学的研究内容
生物信息学的研究内容是伴随着基因组研究而发展的。广义地说，生物信息学从事对基因组研究相关生物信息的获取、加工、存储、分配、分析和解释。这个定义的含义是双重的：一是对海量数据的收集、整理与服务，即管理好这些数据；二是从中发现新的规律，也就是用好这些数据。
具体地说，生物信息学是把基因组DNA（脱氧核糖核酸）序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和RNA（核糖核酸）基因的编码区。同时，阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言规律。在此基础上，归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。
纵观当今生物信息学界的现状可以发现，大部分研究人员都把注意力集中在基因组、蛋白质组、蛋白质结构以及与此密切相关的药物设计上。
1． 基因组
基因组研究的首要目标是获得人的整套遗传密码。人的遗传密码有32亿个碱基，而现在的DNA测序仪每个反应只能读取几百到上千个碱基。这样，要得到人的全部遗传密码，首先要把人的基因组打碎，测完一个个小段的序列后再把它们重新拼接起来。而基因组大规模测序的每一个环节，都同信息分析紧密相关，每一步都紧密依赖于生物信息学的软件和数据库。
2． 蛋白质组
基因组对生命体的整体控制必须通过它所表达的全部蛋白质来执行。由于基因芯片技术只能反映从基因组到RNA的转录水平上的表达情况，而从RNA到蛋白质还有许多中间环节的影响，这样，仅凭基因芯片技术人们还不能最终掌握生物功能的具体执行者——蛋白质的整体表达状况。因此，近年在发展基因芯片的同时，人们还发展了一套研究基因组所有蛋白质产物表达情况的技术——蛋白质组研究技术，包括二维凝胶电泳技术和质谱测序技术。然而，最重要的是如何运用生物信息学的方法去分析获得的海量数据，从中还原出生命运转和调控的整体系统的分子机制。
3． 蛋白质结构及新药设计
基因组和蛋白质组研究的迅猛发展，使许多新蛋白序列涌现出来。要了解它们的功能，只有氨基酸序列是远远不够的。得到这些新蛋白的完整、精确和动态的三维结构，是摆在人们面前的紧迫任务。
近年，随着结构生物学的发展，相当数量的蛋白质以及一些核酸、多糖的三维结构获得了精确的测定。根据生物大分子结构的知识，有针对性地设计药物成为热点。生物信息学的研究不仅可以提供生物大分子空间结构的信息，还能提供电子结构的信息，如能级、表面电荷分布、分子轨道相互作用以及动力学行为的信息。但是，生物信息学的任务远不止于此，最重要的是如何运用数理理论成果，对生物体进行完整系统的数理模型描述，以便使人类能够从一个更明确的角度、以一种更易于操作的方式，来认识和控制自身以及其他生命体。
国内外生物信息学研究的现状
国外一直非常重视生物信息学的发展，各种专业研究机构和公司如雨后春笋般涌现出来，生物科技公司和制药工业内部的生物信息学部门的数量也与日俱增。目前，绝大部分核酸和蛋白质数据库由美国、欧洲和日本的3家数据库系统产生。它们共同组成国际核酸序列数据库，每天交换数据，同步更新。
近年，美国一些最著名的大学，如哈佛大学、普林斯顿大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等，都投资几千万到一亿多美元成立了生物学、物理学、数学等学科交叉的新中心，诺贝尔奖获得者朱棣文领导的斯坦福大学的中心还命名为Bio－X。1999年6月，美国NIH的一个顾问小组建议在生物计算领域设立总额为数亿美元的重大科研基金，并成立5到20个计算中心以处理海量的基因组相关信息。
我国对生物信息学领域也越来越重视，一些著名大学和研究所在各自领域取得了一定成绩，例如，北京大学在生物信息学网站建设方面，中科院生物物理所在EST序列拼接及在基因组演化方面，天津大学在DNA序列的几何学分析方面等等。北京大学于1997年3月成立了生物信息学中心，中科院上海生命科学研究院于2000年3月成立了生物信息学中心，分别维护着国内两个专业水平相对较高的生物信息学网站。但从全国总体来看，与国际水平差距还很大。目前，国内生物（医药）科学研究与开发，对生物信息学研究和服务的需求市场非常广阔，但是，真正开展生物信息学具体研究和服务的机构或公司却相对较少，仅有的几家科研机构主要开展生物信息学理论研究，生物信息学服务公司提供的服务仅局限于简单的计算机辅助分子生物学实验设计，而且服务体系也不完善。
生物学是生物信息学的核心，计算机科学技术是它的基本工具。展望生物信息学的未来，就是预测它对生物学的发展将带来哪些根本性的突破。这种预测是十分困难的。然而，科学史的发展表明，科学数据的大量积累将导致重要科学规律的发现。因此，有理由相信，当今海量生物学数据的积累，也将导致重大生物学规律的发现。
近年来，世界各国在生物科学上都投入了大量的人力和物力，生物科学技术也随之不断的迅速发展。英国开发出糖尿病基因疗法，日本科学家找到白发基因、发现干胚胎干细胞开关，德国科学家发明新型抗癌药物，法国宣布人类基因组工作草图完成，美国更是宣布已完成人体基因排序；中国当然也不甘人后，先后成功的完成了转基因鲤鱼、乙肝疫苗及杂交水稻的培育。生物科学的不断发展促使着人类社会的不断前进，看到中国科学院的院长路甬祥对21世纪科学技术的展望我们不难看到生物科学将是未来的主要学科之一，我们作为中学生应该努力学好这门学科，并多多关心媒体对生物科学的报道，关注生物科学的发展。
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