生物信息學(xué)前景精選(九篇)

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第1篇：生物信息學(xué)前景范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}教學(xué) 創(chuàng)新環(huán)境 培養(yǎng) 物理思想

中圖分類號(hào)： G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： C 文章編號(hào)：1672-1578（2014）6-0163-01

當(dāng)今開社會(huì)對(duì)具有創(chuàng)新精神的人才最需要，也是教育事業(yè)改革與發(fā)展的需要。新課程標(biāo)準(zhǔn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐動(dòng)手能力方面提出了更高的要求。作為站在教育第一線的教師，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)，不僅是義不容辭的責(zé)任，更是教育工作的重心。如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是每一個(gè)物理教師都要深思的問(wèn)題，下面是筆者在物理教學(xué)中的一些探討。

1 在教學(xué)中要把“問(wèn)題解決”放在首位

在物理教學(xué)中就是以問(wèn)題為載體，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題的形式達(dá)到對(duì)客觀世界和數(shù)量關(guān)系本質(zhì)、認(rèn)識(shí)過(guò)程。問(wèn)題解決能力的發(fā)展，是虛心、好奇和探索的態(tài)度，是進(jìn)行試驗(yàn)和猜測(cè)的意向，因此“問(wèn)題解決”是教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)有著非常重要的意義。問(wèn)題解決從根本上說(shuō)是一種創(chuàng)造性的活動(dòng)。就物理教學(xué)而言，“問(wèn)題解決”就是創(chuàng)造性地應(yīng)用物理解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)過(guò)程。解決問(wèn)題的關(guān)鍵是提出問(wèn)題，隨著問(wèn)題的不斷提出，人的思維才有可能逐漸地深入。

創(chuàng)新精神來(lái)自于對(duì)問(wèn)題的質(zhì)疑，只有善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和指出問(wèn)題的人才能產(chǎn)生創(chuàng)造的沖動(dòng)，才能有所創(chuàng)新。

2 尋找適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的環(huán)境

學(xué)生的創(chuàng)新精神也稱創(chuàng)新意識(shí)，是學(xué)生在創(chuàng)新活動(dòng)中具有的比較穩(wěn)定的、積極的多種心理品質(zhì)的綜合。其中包括對(duì)創(chuàng)新活動(dòng)的前景、目標(biāo)的信心，對(duì)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和提出的敏銳性，對(duì)創(chuàng)新活動(dòng)的熱情和投入，對(duì)克服各種困難的毅力和不斷探索、勇往直前的精神。所以，教師在物理教學(xué)中，首先應(yīng)關(guān)注的是學(xué)生，教師應(yīng)改變自己的角色定位，由知識(shí)的傳遞者轉(zhuǎn)化為促進(jìn)者，由居高臨下的權(quán)威者轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的參與者、合作者和引導(dǎo)者，努力創(chuàng)造一個(gè)民主的教學(xué)氛圍，師生可以平等地研討，自由地交流。

3 讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體

物理活動(dòng)中以學(xué)生為主體，是學(xué)生創(chuàng)造能力得以培養(yǎng)的重要所在。教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)充分尊重學(xué)生的探究本能和個(gè)性特點(diǎn)，要改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式。把思維空間留給學(xué)生，把思考時(shí)間還給學(xué)生，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生感悟、體驗(yàn)、內(nèi)化知識(shí)，讓學(xué)生綜合運(yùn)用已有物理知識(shí)及各學(xué)科的知識(shí)，探索和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，自主分析和解決問(wèn)題?？傊寣W(xué)生變厭學(xué)為樂學(xué)，由樂學(xué)到愛學(xué)、會(huì)學(xué)、善學(xué)。教師的作用是引導(dǎo)、幫助、促進(jìn)和調(diào)控。教學(xué)是教與學(xué)交往、互助，在這個(gè)過(guò)程中教師與學(xué)生促進(jìn)彼此的思考，交流彼此的情感、體驗(yàn)與觀點(diǎn)，豐富教學(xué)內(nèi)容，求得新的發(fā)現(xiàn)，鍛煉創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的共同發(fā)展。在教學(xué)中還要充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，更多的發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

4 在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生合作與交流

物理教學(xué)要體現(xiàn)合作與交流，合作學(xué)習(xí)是一種行之有效的方法。如今的學(xué)生喜歡推陳出新、標(biāo)新立異。學(xué)生在親身體驗(yàn)、探索與合作交流中認(rèn)識(shí)物理，理解和掌握基本的物理知識(shí)、技能和方法，解決問(wèn)題。學(xué)生喜歡在合作交流、與人分享的氛圍中傾聽、質(zhì)疑、說(shuō)服、推廣而直至感到豁然開朗。學(xué)生在合作交流中加強(qiáng)了發(fā)散思維、橫縱思維的鍛煉。這是物理學(xué)習(xí)一個(gè)新境界，這種“氛圍”的形成會(huì)在很大程度上改變物理教學(xué)的面貌，改變物理學(xué)習(xí)的過(guò)程和結(jié)果，有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，有利于創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維的提高。

5 關(guān)注學(xué)生對(duì)物理思想方法的學(xué)習(xí)

中國(guó)教育有一個(gè)弱點(diǎn)，就是太關(guān)注知識(shí)的灌輸，從而忽視科學(xué)精神的培養(yǎng)和科學(xué)方法的形成，這不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的發(fā)展。中學(xué)物理蘊(yùn)涵著豐富多彩的物理思想方法。物理教育的最終目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生的物理意識(shí)、物理觀念和物理能力，物理思想方法是物理活動(dòng)創(chuàng)造性綱領(lǐng)方法，只有從物理思想方法的教度來(lái)認(rèn)識(shí)物理問(wèn)題，才能把握思維活動(dòng)的方向和全過(guò)程。

6 對(duì)學(xué)生要加強(qiáng)物理應(yīng)用能力的訓(xùn)練

學(xué)生學(xué)習(xí)物理的目的就是為了用，訓(xùn)導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力是物理教育最重要的目標(biāo)。一直以來(lái)，物理教育是以概念和物理基本原理，以及例習(xí)題的純形式物理的模式展現(xiàn)在學(xué)生面前，對(duì)物理高度抽象、高度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目菰镄问匠霈F(xiàn)，與實(shí)際生活脫離較遠(yuǎn)。長(zhǎng)久以往，學(xué)生就會(huì)自覺應(yīng)用物理，不斷創(chuàng)新就會(huì)深入人心，成為學(xué)生學(xué)習(xí)、生活一種需要，成為其實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值的重要手段，逐漸形成觀念，形成意識(shí)。這種觀念和意識(shí)的形成，將使學(xué)生受益終身，它能使學(xué)生自覺地用“物理的眼光”去看待問(wèn)題，用“物理的頭腦”去創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。

7 加強(qiáng)對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中非智力因素的培養(yǎng)

第2篇：生物信息學(xué)前景范文

在1956年美國(guó)召開的首次“生物學(xué)中的信息理論研討會(huì)”上人們提出了生物信息學(xué)的概念[1]。近幾年，隨著人類基因組計(jì)劃(HGP)的迅猛發(fā)展，各種數(shù)學(xué)軟件以及生物分析軟件的出現(xiàn)，將之前積累的大量不同生物基因序列、蛋白質(zhì)氨基酸殘基序列、不同生物種屬之間基因序列、蛋白質(zhì)以及結(jié)構(gòu)序列的保守結(jié)構(gòu)位點(diǎn)進(jìn)行整合，并據(jù)此建立了龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。而對(duì)于這些數(shù)據(jù)的分析，必須依靠計(jì)算機(jī)分析技術(shù)的不斷發(fā)展，所以就形成了一門由生物科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多門學(xué)科相互交叉的學(xué)科——生物信息學(xué)技術(shù)[2-4]。

生物信息學(xué)的基礎(chǔ)是各種數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和分析工具的發(fā)展。迄今為止，生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)總數(shù)已達(dá)500個(gè)以上。歸納起來(lái)可分為4大類：即基因組數(shù)據(jù)庫(kù)、核酸和蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)、生物大分子三維空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，以及以上述3類數(shù)據(jù)庫(kù)和文獻(xiàn)資料為基礎(chǔ)構(gòu)建的二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)[7]。常用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)[8-10]：

European Molecular Biology Laboratory(EMBL)——?dú)W洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室http：//ebi.ac.uk/ebi_docs/embl_db/ebi/topembl.html

UK Human Genome Mapping Project-Resource Center(HGMP-RC)——英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)所屬人類基因組圖譜資源中心 http：//hgmp.mrc.ac.uk/default.htm

SeqNet：UK Node of European Molecular Biology Network(EMBNet)——?dú)W洲分子生物學(xué)信息網(wǎng)http：//seqnet.dl.ac.uk/default.htm

GenBank——美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心(NCBI)所維護(hù)的供公眾自由讀取的、帶注釋的DNA序列的總數(shù)據(jù)庫(kù)http：//ncbi.nlm.nih.gov/Web/Search/index.html

National Center for Biotechnology Information(NCBI)——美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心http：//ncbi.nlm.nih.gov/

DNA Databank of Japan(DDBJ)——日本核酸數(shù)據(jù)庫(kù)http：//ddbj.nig.ac.jp/default.htm

Genome Sequence DataBase(GSD)——美國(guó)國(guó)家基因組資源中心維護(hù)的DNA序列關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)http：//seqsim.ncgr.org/default.htm

Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM)——在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(kù)http：//www3.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/searchomim.html

European Drosophila Genome Project http：//edgp.ebi.ac.uk/default.htm

The Institute for Genomic Research(TIGR)——美國(guó)基因組研究所http：//tigr.org/default.htm

The Sanger Centre http：//sanger.ac.uk/default.htm

Swiss Institute of Bioinformatics(Expasy)http：//expasy.ch/default.htm

GenomeNet(Japan)http：//genome.ad.jp/default.htm

Australian National Genomic Information Service(ANGIS)http：//morgan.angis.su.oz.au/default.htm

Bioinformatics and Biology Resources on the Internet http：//aeiveos.wa.com/biology/index.html

List of other Genome Sites http：//hgmp.mrc.ac.uk/GenomeWeb/default.htm

Brunel University Online Teaching Programme http：//brunel.ac.uk/depts/bl/project/front.htm

Whitehead Institute for Biomedical Research(WI)http：//wi.mit.edu/

WICGR(WI/MIT Center for Genome Research)http：//www-genome.wi.mit.edu/

Cold Spring Harbor Laboratory(CSHL)——冷泉港實(shí)驗(yàn)室http：//clio.cshl.org/

SMI(Stanford Medical Informatics)http：//www-smi.stanford.edu/projects/helix/

BNL(Brookhaven National Laboratory)——美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室http：//genome1.bio.bnl.gov/

Weizmann Institute of Science——以色列魏茲曼科學(xué)研究所 http：//bioinformatics.weizmann.ac.il/

中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院生物信息中心(BioSino)http：//biosino.org.cn/

北京大學(xué)生物信息中心(CBI或PKUCBI)http：//cbi.pku.edu.cn/

中國(guó)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院情報(bào)研究所 http：//bmi.ac.cn/bio/

1 生物信息學(xué)在寄生蟲基礎(chǔ)研究中的現(xiàn)狀

隨著HGP的開展[11-12]，人體寄生蟲基因組研究也受到了廣泛的重視。1993年美國(guó)人類基因組研究中心對(duì)HGP 作了修訂，修訂后的HGP 將模式生物基因組列入了HGP的內(nèi)容[13]，認(rèn)為通過(guò)對(duì)較為簡(jiǎn)單的模式生物基因組的研究，可為人類基因的功能鑒定提供線索，并可從簡(jiǎn)單的基因組分析入手建立技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。人體寄生蟲是一類結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物如原蟲或多細(xì)胞生物如蠕蟲[14]，是研究模式生物較理想的材料。因此，人體寄生蟲基因組計(jì)劃也已成為人類基因組計(jì)劃中模式生物基因組研究重要內(nèi)容之一[15-16]。其中，基因序列測(cè)定和新基因的發(fā)現(xiàn)是人體寄生蟲基因組計(jì)劃的首要任務(wù)。目前應(yīng)用生物信息學(xué)對(duì)下列人體寄生蟲基因組進(jìn)行了研究[17-18]：

1.1 惡性瘧原蟲 基因組計(jì)劃開展較早，研究表明惡性瘧原蟲的基因組大小約30Mb，含15000～17000個(gè)基因。在GenBank 中已記載的惡性原蟲5031個(gè)基因順序資料中，有3755個(gè)為抗原/蛋白質(zhì)的編基因序列。

1.2 利什曼原蟲 基因組大小約為35Mb，通過(guò)構(gòu)建利什曼原蟲不同時(shí)期特異性cDNA文庫(kù)和長(zhǎng)片段基因組文庫(kù)，已經(jīng)獲得了2000多個(gè)EST 序列。

1.3 美洲錐蟲 基因組大小為55 Kb，已建立了標(biāo)化cDNA 文庫(kù)，BAC 文庫(kù)和YAC 文庫(kù)。現(xiàn)已完成了7000個(gè)EST序列的測(cè)定，3號(hào)和4號(hào)染色體序列已測(cè)定。

1.4 絲蟲 基因組大小為100Mb(以馬來(lái)絲蟲代表)，至目前為止，在GenBank 中EST 序列已達(dá)到16500個(gè)，鑒定出新基因6000個(gè)，占預(yù)測(cè)基因總數(shù)的1/3。

1.5 碩大利什曼原蟲 已有約500個(gè)EST 序列進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)，均是從含有引導(dǎo)序列的全長(zhǎng)cDNA的5端測(cè)出的序列，對(duì)利什曼原蟲的目標(biāo)是測(cè)出至少1500個(gè)新序列。

1.6 血吸蟲 基因組大小為270 Mb，估計(jì)基因數(shù)為20000個(gè)。血吸蟲基因組計(jì)劃始于1995年，早期研究工作主要是新基因的發(fā)現(xiàn)和繪制低分辨率的物理圖譜。目前在GenBank中已有的血吸蟲基因EST序列超過(guò)45900條，3500 個(gè)新基因已被鑒定，占基因總數(shù)的15%。

2 生物信息學(xué)在包蟲基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用前景

包蟲病是一個(gè)世界性的流行病，其防治工作倍受各國(guó)研究者重視。包蟲生活史復(fù)雜，同一包蟲的不同種株，以及在同一種株的不同發(fā)育階段，不同組織，甚至隨著環(huán)境的改變，其基因表達(dá)變化很大。目前有關(guān)包蟲的研究還不是很多，研究資源主要集中于研究包蟲單個(gè)基因的序列及其功能，隨著后基因組時(shí)代的發(fā)展，以及生物信息學(xué)的興起，包蟲的研究將從單個(gè)基因和功能向全基因組和功能研究轉(zhuǎn)變，從局部向整體轉(zhuǎn)變，從而使有目的地大規(guī)模研究疫苗和藥物相關(guān)基因成為可能。

目前，應(yīng)用生物信息學(xué)在對(duì)血吸蟲的基礎(chǔ)研究中取得了很大的進(jìn)展。這便給了我們一個(gè)提示，可以應(yīng)用生物信息學(xué)對(duì)包蟲進(jìn)行基礎(chǔ)研究。首先，可以通過(guò)生物信息學(xué)的相關(guān)網(wǎng)站得到目前已知的包蟲的基因或蛋白序列。目前報(bào)道包蟲的核酸序列共11106條[美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(NCBI)數(shù)據(jù)庫(kù)]，見下表：

核酸序列線粒體

內(nèi)核酸線粒體

外核酸總核酸

序列數(shù)Nucleotide5625321097相關(guān)EST01000210002GSS077 之后可以通過(guò)生物信息學(xué)相關(guān)工具做以下工作[19]：

2.1 基因功能預(yù)測(cè) 一個(gè)新基因得到后，接下來(lái)的工作就是尋找該基因的功能。序列同源比較是預(yù)測(cè)基因功能的第一步。利用同源比較算法，將待檢測(cè)的新基因序列從DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行同源檢索后，就可以得到一系列與新基因同源性較高的基因或片段。這些基因和片段的已知功能信息就為進(jìn)一步分析新基因功能提供了具有相當(dāng)參考價(jià)值的導(dǎo)向。最主要的生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)是核酸、蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)及其三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)[20]。

2.2 尋找蛋白質(zhì)家族保守序列 通過(guò)同源檢索，尋找新基因中包含的該蛋白質(zhì)家族的保守序列，為進(jìn)一步深入研究其功能作好準(zhǔn)備。多重序列同源比較，被用來(lái)尋找基因家族或蛋白質(zhì)家族中的保守部分[21-22]。由于保守部分常常與家族成員的功能密切相關(guān)，蛋白質(zhì)家族數(shù)據(jù)庫(kù)能夠幫助科學(xué)家更好地認(rèn)識(shí)基因的功能。最具代表性的蛋白質(zhì)家族保守序列的數(shù)據(jù)庫(kù)有PRINTS、BLOCKS、Sbase 和Prosite等。這些數(shù)據(jù)庫(kù)可以幫助我們把新基因所屬的蛋白質(zhì)家族及其保守部分找出來(lái)，并提供該家族其他成員的結(jié)構(gòu)和功能信息[23]。

2.3 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè) 如果一個(gè)可能的新基因通過(guò)同源檢索后沒有同源性，就成為孤獨(dú)基因了。孤獨(dú)基因可以通過(guò)結(jié)構(gòu)同源比較，尋找結(jié)構(gòu)同源的基因或直接預(yù)測(cè)其高級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)推測(cè)其可能的功能。有很多蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)提供結(jié)構(gòu)同源比較的檢索[20]。

目前，在后基因組時(shí)代，研究者們面對(duì)的不僅是序列和基因，也有越來(lái)越多的完整基因組。對(duì)不同種株包蟲基因組之間的比較性研究很可能會(huì)得到大量有用信息，而對(duì)同一種包蟲生活史不同階段基因組的比較性研究可能會(huì)使人們對(duì)于該物種的認(rèn)識(shí)更加深入。因此，隨著生物信息學(xué)的迅速發(fā)展和后基因組計(jì)劃的深入，包蟲的基礎(chǔ)研究必將得到極大地發(fā)展。人們能夠期望從對(duì)基因和基因的生物學(xué)功能研究著手，發(fā)現(xiàn)更有效的抗包蟲的藥物靶位或疫苗[24-25]，并為徹底揭開包蟲的奧秘以及有效的治療與預(yù)防包蟲病打下基礎(chǔ)。

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第3篇：生物信息學(xué)前景范文

信息、生物、新材料三大前沿領(lǐng)域

信息、生物、新材料是21世紀(jì)前30年發(fā)展最快、最熱門的三大領(lǐng)域，它們集結(jié)了當(dāng)今世界最強(qiáng)勢(shì)的研究力量。但在這些關(guān)系未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域中，我國(guó)許多核心技術(shù)仍依賴追蹤、模仿和引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，原始創(chuàng)新能力明顯不足。

從更寬的視野來(lái)看，不僅僅是這三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展需要高揚(yáng)“自主創(chuàng)新”的信心與勇氣。實(shí)際上，整個(gè)中國(guó)科技正面臨著前所未有的發(fā)展壓力：對(duì)外要適應(yīng)國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的緊迫形勢(shì)，對(duì)內(nèi)要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中的重大戰(zhàn)略性需求。而原始創(chuàng)新能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的薄弱，已成為當(dāng)前和未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)影響我國(guó)整體競(jìng)爭(zhēng)力的極大障礙。

面向未來(lái)15年的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》即將，科技部等有關(guān)部門正在著手制定科技“十一五規(guī)劃”——關(guān)于中國(guó)科技“未來(lái)”的探討與關(guān)注，在最近一年多來(lái)達(dá)到了前所未有的程度。就是在這樣帶著幾分焦灼、幾分期待、幾分信心的探討氛圍中，“自主創(chuàng)新”成為人們關(guān)于中國(guó)科技發(fā)展的共識(shí)。

帶著這個(gè)共識(shí)，再來(lái)看中國(guó)科技發(fā)展面臨的“壓力”，在很大程度上已經(jīng)變成了未來(lái)發(fā)展的重大機(jī)遇。未來(lái)10年，中國(guó)在這三大領(lǐng)域中最有可能實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)群究竟有哪些？有限的科技經(jīng)費(fèi)究竟應(yīng)當(dāng)投入到哪些突破口？

下一代移動(dòng)通信技術(shù)

移動(dòng)通信是人類社會(huì)發(fā)展中的一大奇跡。2004年12月，全球（蜂窩）移動(dòng)通信用戶總數(shù)已達(dá)17億以上，超過(guò)已有百年發(fā)展歷史的固定通信用戶數(shù)。過(guò)去10年，移動(dòng)通信技術(shù)完成了由第一代模擬通信技術(shù)向第二代數(shù)字通信技術(shù)的過(guò)渡，當(dāng)前正處于由其巔峰狀態(tài)向第三代（3G）移動(dòng)通信技術(shù)過(guò)渡的進(jìn)程中。

目前，世界發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入力量進(jìn)行第三代及下一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)。

——3G移動(dòng)通信：國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU－T ）批準(zhǔn)為3G 的三大標(biāo)準(zhǔn)分別是歐洲的WCDMA，美國(guó)高通公司的CDMA2000和中國(guó)大唐電信的TD－SCDMA。3G已在全球30多個(gè)國(guó)家開始商用。

——增強(qiáng)型3G（Enhanced 3G）：為了克服3G 技術(shù)不能很好支持流媒體等業(yè)務(wù)的不足，國(guó)際電信聯(lián)盟已在制定增強(qiáng)型3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。專家預(yù)測(cè)，增強(qiáng)型3G技術(shù)將進(jìn)入商用。

——4G（或Beyond 3G）：下一代移動(dòng)通信即所謂超3G（以下統(tǒng)稱Beyond 3G）技術(shù)的研究是國(guó)際上的熱點(diǎn)。Beyond 3G具有更高的速率與更好的頻譜利用率。 歐盟、日本、韓國(guó)等國(guó)家已開始4G框架的研究，預(yù)期Beyond 3G技術(shù)可望在2010年后開始商用。

中國(guó)移動(dòng)用戶總數(shù)已達(dá)3.34億，居世界第一，總體技術(shù)水平與國(guó)際同步，處于由第二代向第三代的過(guò)渡時(shí)期。我國(guó)3G移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)具備了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力，我國(guó)大唐電信2000年5月提出的TD－SCDMA標(biāo)準(zhǔn)已成為國(guó)際電信聯(lián)盟正式采納的三大標(biāo)準(zhǔn)之一。此外，在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，開展了Beyond 3G技術(shù)的研究，預(yù)期該技術(shù)可望在2010年后開始商用。

Beyond 3G技術(shù)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)具有十分重要的意義。 德爾菲專家調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國(guó)研發(fā)水平比領(lǐng)先國(guó)家落后5年左右， 通過(guò)自主開發(fā)或聯(lián)合開發(fā)，在未來(lái)5年可能形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。以華為、 中興為代表的一批高技術(shù)通信設(shè)備制造業(yè)公司，在第三代移動(dòng)通信設(shè)備（3G）等研發(fā)方面緊跟國(guó)際前沿，打破了國(guó)外公司對(duì)高技術(shù)通信設(shè)備的壟斷，開始參與國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)的制定，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，具備了參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，具備實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的契機(jī)。

中國(guó)下一代網(wǎng)絡(luò)體系

下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）泛指以IP為核心，同時(shí)可以支持語(yǔ)音、 數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的因特網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和固定電話通信網(wǎng)絡(luò)的融合網(wǎng)絡(luò)。

世界各國(guó)和國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)化組織都在積極開展下一代網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)工作。國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU－T）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）、互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）、第三代伙伴組織計(jì)劃（3GPP）等，都在致力于下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究。目前，美國(guó)、日本、韓國(guó)、新加坡以及歐盟都已啟動(dòng)了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，全面開展各項(xiàng)核心技術(shù)的研究和開發(fā)。

我國(guó)在下一代網(wǎng)絡(luò)的研究方面已取得了較大進(jìn)展?！熬盼濉逼陂g，863計(jì)劃建成了“中國(guó)高速信息示范網(wǎng)”（CAINONET）、國(guó)家自然科學(xué)基金委支持的“中國(guó)高速互連研究試驗(yàn)網(wǎng)NSFCNET”等重大項(xiàng)目，目前已開始基于NGN的軟交換技術(shù)在移動(dòng)和多媒體通信中的應(yīng)用研究。中興、華為等企業(yè)還推出了基于軟交換的NGN解決方案；在下一代互聯(lián)網(wǎng)研究上，中興、港灣網(wǎng)絡(luò)等推出的高端路由交換機(jī)，可應(yīng)用于國(guó)家骨干IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及大中型寬帶IP城域網(wǎng)核心骨干和匯聚。國(guó)內(nèi)公司還開始自行設(shè)計(jì)高端分組交換定制ASIC芯片。我國(guó)已成為少數(shù)幾個(gè)能夠提供全系列數(shù)據(jù)通信設(shè)備的國(guó)家之一。

下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)促進(jìn)我國(guó)高新技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)改造和提升我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的作用，對(duì)國(guó)家安全至關(guān)重要。從總體上看，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跟隨國(guó)外發(fā)展，在技術(shù)選擇上缺乏系統(tǒng)研究，走過(guò)一些彎路，至今與國(guó)外仍存在較大差距。無(wú)論網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都尚有很大的發(fā)展空間。從全局著眼，應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開展中國(guó)下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究、應(yīng)用試驗(yàn)、關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。不能像第一代互聯(lián)網(wǎng)那樣，技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)都是外國(guó)的，給國(guó)家安全造成隱患。

納米級(jí)芯片技術(shù)

當(dāng)前，集成電路的發(fā)展仍遵循“摩爾定律”，即其集成度和產(chǎn)品性能每18個(gè)月增加一倍，按照器件特征尺寸縮小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的途徑繼續(xù)發(fā)展。

自上世紀(jì)90年代以來(lái)， 全球集成電路制造技術(shù)升級(jí)換代速度加快。 當(dāng)前國(guó)際上CMOS集成電路大規(guī)模生產(chǎn)的主流技術(shù)是130nm， 英特爾等部分技術(shù)先進(jìn)的芯片制造公司已在用90nm進(jìn)行高性能芯片生產(chǎn)。2005年，美國(guó)AMD公司已開始量產(chǎn)90nm的高性能芯片，國(guó)際上對(duì)65nm技術(shù)的開發(fā)也已成功。伴隨130nm到90nm技術(shù)的升級(jí)， 考慮到擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和降低成本，大多數(shù)公司將使用12英寸替代8英寸硅基片， 這也必將帶來(lái)半導(dǎo)體設(shè)備的大量更新。

近年來(lái)我國(guó)一些先進(jìn)集成電路制造公司的崛起，使國(guó)內(nèi)集成電路制造工藝技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距有了顯著的縮小，但整體水平仍與先進(jìn)國(guó)家相差2～3代。目前，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)公司年設(shè)計(jì)能力已超過(guò)500種，主流設(shè)計(jì)水平達(dá)到180nm，130nm技術(shù)正在開發(fā)中，90nm技術(shù)的研發(fā)也開始著手進(jìn)行。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，我國(guó)集成電路已初步形成由十多家芯片生產(chǎn)骨干企業(yè)、十多家重點(diǎn)封裝廠、二十多家初具規(guī)模的設(shè)計(jì)公司、若干家關(guān)鍵材料及專用設(shè)備儀器制造廠組成的產(chǎn)業(yè)群體，設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝三業(yè)并舉的蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。以中科院計(jì)算所為代表的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在CPU研發(fā)方面所取得的新進(jìn)展，標(biāo)志著我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)能力，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距進(jìn)一步縮小。目前我國(guó)芯片業(yè)大多集中在低端的交通、通信、銀行、信息管理、石油、勞動(dòng)保障、身份識(shí)別、防偽等領(lǐng)域，IC卡芯片所占比重一直占據(jù)芯片總體市場(chǎng)的20％左右。

世界第一顆0.13微米工藝TD－SCDMA 3G手機(jī)核心芯片10月9日在重慶問(wèn)世

今后的IC是納米制造技術(shù)的時(shí)代，而納米級(jí)芯片技術(shù)是我國(guó)趕超國(guó)際的關(guān)鍵，它的成功將會(huì)是我國(guó)IC工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑和持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，專家認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。

中文信息處理技術(shù)

包括漢字和少數(shù)民族文字在內(nèi)的中文信息處理技術(shù)，是漢語(yǔ)言學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的融合，是一門與語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、控制論、信息論、聲學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)等多種學(xué)科相聯(lián)系的邊緣交叉性學(xué)科。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，中文信息處理技術(shù)已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面。1994年，微軟開始進(jìn)入中文軟件市場(chǎng)，微軟的WORD把國(guó)產(chǎn)WPS擠出了市場(chǎng)，繼而Windows中文版又把國(guó)產(chǎn)中文之星擠垮。微軟憑借其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)地位，使國(guó)產(chǎn)的中文信息處理軟件舉步維艱。中文版的Windows、Office等占據(jù)了大部分的中文軟件市場(chǎng)，使中文信息處理逐漸喪失了其特殊地位。

經(jīng)過(guò)二三十年的努力，我國(guó)的中文信息處理，包括中文的編碼、字型、輸入、顯示、輸出等的基本處理技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化，目前正在逐漸擺脫“字處理”階段，處于向更高級(jí)階段快速發(fā)展的時(shí)期。包括中文的文字識(shí)別機(jī)和手寫文字識(shí)別、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)言理解和智能接口等技術(shù)的研究已獲得進(jìn)展。中文的全文檢索、內(nèi)容管理、智能搜索、中文和其他文字之間的機(jī)器翻譯等技術(shù)也正在開發(fā)、研制，并取得了較大進(jìn)展，涌現(xiàn)了聯(lián)想、方正、四通、漢王、華建等公司。

隨著中國(guó)加入WTO與世界各國(guó)交流的逐漸擴(kuò)大以及網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的來(lái)臨， 中文信息處理技術(shù)越發(fā)顯得重要，其自動(dòng)化水平的提高，將大大促進(jìn)我國(guó)科技、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，同時(shí)使中華民族的文化在信息時(shí)代得到新的發(fā)展。未來(lái)無(wú)疑應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)中文信息處理技術(shù)的研發(fā)投入與政策傾斜。

人類功能基因組學(xué)研究

20世紀(jì)末啟動(dòng)的人類基因組計(jì)劃被公認(rèn)為生命科學(xué)發(fā)展史上的里程碑，其規(guī)模和意義超過(guò)了曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃。隨著人類基因組、水稻基因組以及其他重要微生物等50多種生物基因組全序列測(cè)定工作的完成，國(guó)際基因組研究進(jìn)入到功能基因組學(xué)新階段。

功能基因組學(xué)已成為21世紀(jì)國(guó)際研究的前沿，代表基因分析的新階段。它是利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段，通過(guò)在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使生物學(xué)研究從對(duì)單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個(gè)基因或蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉(zhuǎn)入對(duì)基因組動(dòng)態(tài)的生物學(xué)功能學(xué)研究。從1997年迄今已發(fā)表的有關(guān)功能基因組學(xué)的論文數(shù)以千計(jì)，其中不少發(fā)表在《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》等國(guó)際著名刊物上。

目前功能基因組研究的重點(diǎn)集中在四個(gè)方面：一是基因測(cè)序技術(shù)研究。預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi)，測(cè)序技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，特別是有一些重要的改進(jìn)將直接用于功能基因組的研究；二是單核苷多態(tài)性（SNP）以及在此基礎(chǔ)上建立的SNP單體型研究；三是基因組有序表達(dá)的規(guī)律研究。主要包括基因的深入鑒定、基因表達(dá)與轉(zhuǎn)錄組研究、蛋白和蛋白質(zhì)組研究、代謝網(wǎng)絡(luò)和代謝分子研究、基因表達(dá)調(diào)控研究等；四是計(jì)算生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)研究。

近幾年來(lái)，在國(guó)家“863”計(jì)劃、國(guó)家重大科技專項(xiàng)等的資助下，我國(guó)功能基因組學(xué)研究取得了一系列進(jìn)展。中華民族占世界人口的1／5，有豐富的遺傳疾病家系資源，這是我國(guó)發(fā)展功能基因組研究的有利因素?！笆濉逼陂g，我國(guó)參與國(guó)際蛋白質(zhì)組計(jì)劃、國(guó)際人類基因組單體型圖計(jì)劃，高質(zhì)量按時(shí)完成了項(xiàng)目中所承擔(dān)的21號(hào)染色體區(qū)域的任務(wù)，建立并完善了中華民族基因組和重要疾病相關(guān)基因SNPs及其單倍型的數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，在國(guó)際一流雜志上發(fā)表了一批高水平學(xué)術(shù)論文，申報(bào)了一批國(guó)家專利，收集、保存了一批寶貴的遺傳資源，并初步建立了遺傳資源收集網(wǎng)絡(luò)和資源信息庫(kù)的采集管理系統(tǒng)，組建了一批國(guó)家級(jí)基地，培養(yǎng)了一支隊(duì)伍，建立了一批技術(shù)平臺(tái)。但總體而言，我國(guó)在功能基因組研究及應(yīng)用方面的原始創(chuàng)新成果數(shù)量較少，還不能為醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供足夠的知識(shí)和產(chǎn)品。

未來(lái)研究重點(diǎn)包括：

——功能基因組研究。重點(diǎn)開展植物功能基因組研究、人類功能基因組研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因組研究；

——蛋白質(zhì)組學(xué)研究。蛋白質(zhì)組學(xué)是一個(gè)新生領(lǐng)域，目前還處于初期發(fā)展階段，仍有許多困難有待克服。我國(guó)應(yīng)選擇具有特色的領(lǐng)域開展研究；

——生物信息技術(shù)。我國(guó)的研究重點(diǎn)應(yīng)集中在生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建、生物信息的開發(fā)、加工、利用及生物信息并行處理方面；

——生物芯片技術(shù)及產(chǎn)品。通過(guò)微加工技術(shù)和微電子技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、生化反應(yīng)芯片和樣品制備芯片等。生物芯片的主要特點(diǎn)是高通量、微型化和自動(dòng)化。我國(guó)生物芯片研究緊跟國(guó)際前沿，它將對(duì)我國(guó)生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、新藥篩選具有革命性的推動(dòng)作用，也將對(duì)我國(guó)人口素質(zhì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等作出巨大的貢獻(xiàn)。

專家認(rèn)為，我國(guó)人類功能基因組學(xué)研究的研發(fā)水平比領(lǐng)先國(guó)家落后5年左右， 若能高度重視，充分利用我國(guó)已有的技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)，未來(lái)10年我國(guó)可能實(shí)現(xiàn)人類功能基因組學(xué)研究的跨越發(fā)展。

蛋白質(zhì)組學(xué)研究

隨著被譽(yù)為解讀人類生命“天書”的人類基因組計(jì)劃的成功實(shí)施，生命科學(xué)的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到以闡明人類基因組整體功能為目標(biāo)的功能基因組學(xué)上。蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的“執(zhí)行者”，自然成為新的研究焦點(diǎn)。以研究一種細(xì)胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質(zhì)為特征的蛋白質(zhì)組學(xué)自然就成為功能基因組學(xué)中的“中流砥柱”，構(gòu)成了功能基因組學(xué)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

目前蛋白質(zhì)組學(xué)的主要內(nèi)容是建立和發(fā)展蛋白質(zhì)組研究技術(shù)方法，進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析。為了保證分析過(guò)程的精確性和重復(fù)性，大規(guī)模樣品處理機(jī)器人也被應(yīng)用到該領(lǐng)域。整個(gè)研究過(guò)程包括樣品處理、蛋白質(zhì)的分離、蛋白質(zhì)豐度分析、蛋白質(zhì)鑒定等步驟。

附圖

自1995年蛋白質(zhì)組一詞問(wèn)世到現(xiàn)在，蛋白質(zhì)組學(xué)研究得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。我國(guó)的蛋白質(zhì)組研究也在迅速開展，并取得了許多有意義的成果，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在重大疾病如肝癌，比較蛋白質(zhì)組學(xué)的研究等方面取得了重要成就，在“973 ”計(jì)劃的資助下，我國(guó)已經(jīng)開始了二維電泳蛋白組分離研究、圖像分析技術(shù)和蛋白質(zhì)組鑒定質(zhì)譜技術(shù)研究等。

如何抓住國(guó)際上蛋白質(zhì)組學(xué)研究剛剛啟動(dòng)的時(shí)機(jī)，迅速地進(jìn)入到蛋白質(zhì)組學(xué)研究的國(guó)際前沿，是擺在我國(guó)生命科學(xué)研究發(fā)展方向上的一個(gè)重要課題。

目前我國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)較好，只比先進(jìn)國(guó)家落后5年左右。 蛋白質(zhì)組學(xué)屬科學(xué)前沿，專家建議結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行的基因組研究及其他有我國(guó)特色或優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域開展研究，不要重復(fù)或追隨國(guó)際已有的工作，而應(yīng)走自己的路，未來(lái)10年內(nèi)有可能取得重大科學(xué)突破。

生物制藥技術(shù)

生物制藥被稱為生物技術(shù)的“第一次浪潮”，其誘人前景引起了全世界各國(guó)政府、科技界、企業(yè)界的高度關(guān)注。

在過(guò)去的30年間，全球生物技術(shù)取得了令人矚目的成就。據(jù)美國(guó)著名咨詢機(jī)構(gòu)安永公司2004年和2005年發(fā)表的第十八和第十九次全球生物技術(shù)年度報(bào)告分析，2003年全球生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)營(yíng)收達(dá)410億美元。目前已有190余種生物技術(shù)產(chǎn)品獲準(zhǔn)上市，激發(fā)起投資者對(duì)生物技術(shù)股與融資的興趣。

近20年來(lái)，我國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，據(jù)《中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展報(bào)告2004》統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已有25種基因工程藥物和基因工程疫苗，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的上市藥物達(dá)9種，重組人ω－干擾素噴鼻劑2003年4月獲得國(guó)家臨床研究批文，可用于較大規(guī)模高危人群的預(yù)防。但總體上與世界先進(jìn)水平相比還存在很大的差距，醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售收入僅占醫(yī)藥工業(yè)總銷售額的7.5％左右。

為加快我國(guó)生物制藥技術(shù)的發(fā)展，今后的研究開發(fā)重點(diǎn)是：

——生物技術(shù)藥物（包括疫苗）及制備技術(shù)。圍繞危害人民健康的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和腫瘤等重大疾病和疑難病癥的防治與診斷，應(yīng)用基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等技術(shù)，開發(fā)單克隆抗體、基因工程藥物、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質(zhì)藥物和基因工程疫苗，拓寬醫(yī)藥新產(chǎn)品領(lǐng)域；

——高通量篩選技術(shù)。目前，國(guó)外許多制藥公司已把高通量篩選作為發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的主要手段。典型的高通量篩選模式為每次篩選1000個(gè)化合物，而超高通量篩選可每天篩選10萬(wàn)多個(gè)化合物。隨著分析容量的增大，分析檢測(cè)技術(shù)、液體處理及自動(dòng)化、連續(xù)流動(dòng)以及信息處理將成為未來(lái)高通量篩選技術(shù)研究的重點(diǎn)；

——天然藥物原料制備。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類患有3萬(wàn)多種疾病，其中1／3靠對(duì)癥治療，極少數(shù)人能夠治愈，而大多數(shù)人缺乏有效的治療藥物。以往多用合成藥物，隨著科技的進(jìn)步，人們自我保健意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)天然藥物的追求與日俱增。當(dāng)前世界各國(guó)都在加強(qiáng)天然藥物的研發(fā)。

生物信息學(xué)研究

在生命科學(xué)的研究中，以計(jì)算機(jī)為工具對(duì)生物信息進(jìn)行儲(chǔ)存、檢索和分析，對(duì)基因組研究相關(guān)生物信息獲取、加工、儲(chǔ)存、分配、分析和解釋——上世紀(jì)80年代一經(jīng)產(chǎn)生，生物信息學(xué)就得到了迅猛發(fā)展。其研究一方面是對(duì)海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù)；另一方面是利用這些數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。

具體地講，生物信息學(xué)是把基因組DNA序列信息分析作為源頭， 找到基因組序列中代表蛋白質(zhì)和RNA基因的編碼區(qū)；同時(shí)， 闡明基因組中大量存在的非編碼區(qū)的信息實(shí)質(zhì)，破譯隱藏在DNA序列中的遺傳語(yǔ)言規(guī)律；在此基礎(chǔ)上，歸納、 整理與基因組遺傳信息釋放及其調(diào)控相關(guān)的轉(zhuǎn)錄譜和蛋白質(zhì)譜的數(shù)據(jù)，從而認(rèn)識(shí)代謝、發(fā)育、分化、進(jìn)化的規(guī)律。另外生物信息學(xué)還利用基因組中編碼區(qū)的信息進(jìn)行蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的模擬和蛋白質(zhì)功能的預(yù)測(cè)，并將此類信息與生物體和生命過(guò)程的生理生化信息相結(jié)合，闡明其分子機(jī)理，最終進(jìn)行蛋白質(zhì)、核酸的分子設(shè)計(jì)、藥物設(shè)計(jì)和個(gè)體化的醫(yī)療保健設(shè)計(jì)。

生物信息學(xué)的發(fā)展已經(jīng)將基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算與模擬以及藥物設(shè)計(jì)有機(jī)地連接在一起，它將導(dǎo)致生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種科學(xué)文化的融合，造就一批新的交叉學(xué)科。

科學(xué)家們普遍相信，本世紀(jì)最初的若干年是人類基因組研究取得輝煌成果的時(shí)代，也是生物信息學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)代。據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年生物信息的全球市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到400億美元。

我國(guó)生物信息學(xué)研究起步較早。20世紀(jì)80年代末，國(guó)內(nèi)學(xué)者就在《自然》上報(bào)道了免疫球蛋白基因超家族計(jì)算機(jī)分析的工作。目前，多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也相繼成立了生物信息中心或研究所，各種原始數(shù)據(jù)庫(kù)、鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)和二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)也已經(jīng)逐步建立，同時(shí)我國(guó)還建立了相關(guān)的工作站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際主要基因組數(shù)據(jù)庫(kù)及研究中心的網(wǎng)絡(luò)連接，開發(fā)了用于核酸、蛋白結(jié)構(gòu)、功能分析的計(jì)算工具以及蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、并行化的高通量基因拼接和基于群論方法開發(fā)的基因預(yù)測(cè)等多種軟件。中國(guó)學(xué)者還運(yùn)用自主開發(fā)的電腦克隆程序，開展了大規(guī)模EST 數(shù)據(jù)分析，建立了一系列基因組序列分析新算法和新技術(shù)，并在國(guó)內(nèi)外著名科學(xué)雜志上發(fā)表了一系列論文，取得了引人注目的進(jìn)展，尤其在人類基因組基因數(shù)目的預(yù)測(cè)上獲得了與目前的實(shí)驗(yàn)事實(shí)相當(dāng)吻合的結(jié)果，在國(guó)際上獲得普遍認(rèn)可。

農(nóng)作物新品種培育技術(shù)

最近幾年，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生的巨大影響，已引起各國(guó)政府和科學(xué)家的高度重視。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域研究中最活躍的是育種技術(shù)——應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行品種改良，創(chuàng)造更加適合人類需要的新物種，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害新品種。這使得新品種層出不窮，品種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的貢獻(xiàn)率將由現(xiàn)在的30％提高到50％。國(guó)際水稻研究所已經(jīng)培育出每公頃7500公斤的超級(jí)水稻，非洲培育出增產(chǎn)10倍的超級(jí)木薯。

我國(guó)該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和高技術(shù)研究取得了一批創(chuàng)新成果：如植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞培育技術(shù)、秈稻的全基因組測(cè)序、花粉管通道轉(zhuǎn)基因方法等，使研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種成為現(xiàn)實(shí)和可能。目前，已培育出畝產(chǎn)達(dá)到807.4公斤的超級(jí)雜交稻；2004年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植面積已占全國(guó)棉花種植面積的50％左右；利用細(xì)胞工程技術(shù)培育的抗白粉病、赤霉病和黃矮病等小麥新品種已累計(jì)推廣1100多萬(wàn)畝；植物組織培養(yǎng)和快繁脫毒技術(shù)在馬鈴薯、甘蔗、花卉生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。

專家認(rèn)為，我國(guó)農(nóng)作物新品種培育的研發(fā)基礎(chǔ)較好，整體科研技術(shù)與國(guó)外處于同等水平，只要充分利用資源，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，很可能在該領(lǐng)域取得突破。

納米材料與納米技術(shù)

納米科技是上世紀(jì)末才逐步發(fā)展起來(lái)的新興科學(xué)領(lǐng)域，它的迅猛發(fā)展將在21世紀(jì)促使幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場(chǎng)革命性的變化。納米材料是未來(lái)社會(huì)發(fā)展極為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，許多科技新領(lǐng)域的突破迫切需要納米材料和納米科技支撐，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升也急需納米材料和技術(shù)的支持。

近年來(lái)，科技強(qiáng)國(guó)在該領(lǐng)域均取得了相當(dāng)重要的進(jìn)展。

在納米材料的制備與合成方面，美國(guó)科學(xué)家利用超高密度晶格和電路制作的新方法，獲得直徑8nm、線寬16nm的鉑納米線；法國(guó)科學(xué)家利用粉末冶金制成了具有完美彈塑性的純納米晶體銅，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)過(guò)程中的形狀、尺寸、生長(zhǎng)模式和排序的原位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；德國(guó)科學(xué)家巧妙地利用交流電介電泳技術(shù)，將金屬與半導(dǎo)體單壁碳納米管成功分離；日本用單層碳納米管與有機(jī)熔鹽制成高度導(dǎo)電的聚合物納米管復(fù)合材料。

在納米生物醫(yī)學(xué)器件方面，科學(xué)家用特定的蛋白質(zhì)或化合物取代用硅納米線制成場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極用以診斷前列腺癌、直腸癌等疾病，成百倍地提高了診斷的靈敏度。另外，納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用、納米電子學(xué)、納米加工、納米器件等方面也有新進(jìn)展。與此同時(shí)，國(guó)外大企業(yè)紛紛介入，推動(dòng)了納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

當(dāng)前納米材料研究的趨勢(shì)是，由隨機(jī)合成過(guò)渡到可控合成；由納米單元的制備，通過(guò)集成和組裝制備具有納米結(jié)構(gòu)的宏觀試樣；由性能的隨機(jī)探索發(fā)展到按照應(yīng)用的需要制備具有特殊性能的納米材料。

納米材料和技術(shù)很可能在以下四個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用上有所突破：一是IT產(chǎn)業(yè)（芯片、網(wǎng)絡(luò)通訊和納米器件）；二是在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用納米生物傳感的早期診斷和治療，到2010年將給人類帶來(lái)新的福音；三是在顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用已有新的進(jìn)展，納米光纖、納米微電極等已產(chǎn)生極大影響；四是納米材料技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合，在基因修復(fù)和標(biāo)記各種蛋白酶等方面蘊(yùn)育新的突破，預(yù)計(jì)2010年納米技術(shù)對(duì)國(guó)際GDP的貢獻(xiàn)將超過(guò)2萬(wàn)億美元。

我國(guó)納米材料研究起步較早，基礎(chǔ)較好，整體科研水平與先進(jìn)國(guó)家相比處于同等水平，部分技術(shù)落后5年左右。目前有300多個(gè)從事納米材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的研究單位，并在納米材料研究上取得了一批重要成果，引起了國(guó)際上的廣泛關(guān)注。據(jù)英國(guó)有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的調(diào)查顯示，我國(guó)納米專利申請(qǐng)件數(shù)排名世界第三位。

國(guó)內(nèi)目前已建成100多條納米材料生產(chǎn)線，產(chǎn)品質(zhì)量大都達(dá)到或接近國(guó)際水平。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的差距一是在納米材料制備與合成方面尚處于粗放階段，缺乏應(yīng)用目標(biāo)的牽引，集成不夠；二是納米材料計(jì)量、測(cè)量和表征技術(shù)明顯落后于國(guó)外，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣和標(biāo)準(zhǔn)方法的建立重視不夠，對(duì)表征手段的建立投資不足；三是納米材料的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究出現(xiàn)脫節(jié)，納米材料研究缺乏針對(duì)性；四是學(xué)科交叉、技術(shù)集成不夠。

鏈接：

信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革

目前，信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變革，在信息器件向高速化、微型化、一體化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的同時(shí)，軟件和信息服務(wù)成為發(fā)展重點(diǎn)。大規(guī)模集成電路正快速向系統(tǒng)芯片發(fā)展；移動(dòng)通信技術(shù)正在向第三代、第四展，將提供更優(yōu)質(zhì)、更快速、更安全的服務(wù)，并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益；電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合趨勢(shì)進(jìn)一步加快，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成為世界關(guān)注的重點(diǎn)；全球化的信息網(wǎng)絡(luò)將像電力、電話一樣為社會(huì)公眾提供各種信息服務(wù)，越來(lái)越深刻地改變著人們的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，也將對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生重大影響。

微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展方興未艾，極有可能引發(fā)新一輪產(chǎn)業(yè)革命。

大顯神通的新材料

高性能結(jié)構(gòu)材料是具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的材料，對(duì)支撐交通運(yùn)輸、能源動(dòng)力、電子信息、航空航天以及國(guó)家重大工程起著關(guān)鍵性作用。

新型功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料。當(dāng)前國(guó)際上功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破，諸如信息功能材料、超導(dǎo)材料、生物醫(yī)用材料、能源材料、生態(tài)環(huán)境材料及其材料的分子、原子設(shè)計(jì)正處于日新月異的發(fā)展之中。

信息功能材料發(fā)展的重點(diǎn)是磁性材料、電子陶瓷材料、壓電及光電(磁)晶體、高性能封裝材料等方面。超導(dǎo)材料的主要特征是零電阻和排磁通效應(yīng)，是20世紀(jì)留給人類開發(fā)核聚變能、高效運(yùn)輸工具、低耗傳輸電能和精密探測(cè)器件的新型功能材料。