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化学家应给生物学做什么

已有 7487 次阅读 2012-3-7 07:51 |个人分类:生活点滴|系统分类:观点评述| 化学, 生物学, office, class

 

刚才阅读冯老师的文章,《我的几点浅见:化学家可以在生物领域做些什么》,感觉冯老师更多地是从生物学领域获取灵感,来给化学做一些事情,当然我没有任何指责的意思。我想说,目前生物学的研究水平是非常肤浅的,无法和物理和化学的研究档次相比,这也许是有人认为当前时代是生物学的时代。这里也写点浅见,以对应冯老师的思考。

从逻辑本质上考虑,生物现象必然是建立在物理和化学的基础上的,但一定有是超越物理和化学的高等物质运动形式规律。薛老曾在《生命是什么》一书中淋漓尽致地抒发了一个睿智的物理学家如何面对神秘的生物学现象评价和思考,引导一大批物理学家投身到生物学研究领域中,他关于遗传物质的物理学思考可以说是导致后来发现DNA双螺旋结构为遗传物质的启蒙。如果薛老在世,他会不会继续写一本《生命怎么作》。也许物理和化学领域应该多一些人关注和思考生物学的问题,这不仅是生物学研究的需要,也是物理和化学研究的追求解释世界奥秘的最好借鉴。

生命可以进化到今天这个程度,我们对生命的真正起源所知甚少,许多只能停留在假说和推测的程度上,因为我们仍无法重现从无生命到生命的进化过程,哪怕是细菌病毒这样的简单生命现象,我们都无法重复自然的过程。去年有人说成功地人工造出生命,那是什么办法,只不过是人工制造出生命,不是自然界进化生命的重现。完全是不同性质的工作。

我们对自身组成和功能发挥机制了解很肤浅,从解剖学角度我们早就知道各种器官、系统、生物力学特点;从细胞学我们知道细胞是细胞膜、细胞浆和细胞核,不同部位有许多不同的成分和部件;从生物化学,我们了解细胞能量的产生和利用方式。表面上似乎我们的生物学已经成果无数,战绩辉煌。可事实上,从组成角度,我们对大部分蛋白质的空间结构和功能发挥方式并不了解,我们对细胞核等细胞器对细胞器的进化和起源更不清楚,我们不知道生物能量产生的具体细节,我们无法重复生物产生能量利用能量的方法。我们面对仍是一个支离破碎的生物学大厦。

化学讲究的是均匀,本质是无生命的。生物学的本质是活的,提供的是高度不均匀,任何一个细胞内的成分都是这样,细胞内外成分不同,细胞器内外高度区别,细胞核内外完全不同,这些不同又是那么的高度协调统一。但这些生物和物理化学的不同又一定是符合物理和化学定律的必然不同,这真是令人纠结。这些都是需要化学来给生物学进行本质的阐述。

  这是未来25年的125个重大科学问题中和生物学相关的问题,看看多少是需要从化学角度来寻找答案的。

2、意识的生物学基础是什么?

可否用意识的化学基础是什么?

3、人类的基因为什么如此之少?

有限的基因如何发挥复杂的功能,化学?
4
、遗传变异与人类健康在多大程度上彼此相关?

化学关系? 

6、人类寿命可以延长多久?

化学物质?
7
、是什么控制着器官再生?

化学调节
8
、皮肤细胞如何变成神经细胞?

化学信息
9
、单一体细胞怎样成为完整植株?

化学
12
、地球生命是在哪里、如何诞生的?

化学起源?
13
、什么决定了物种的多样性?

14、何种基因改变造就了独特的人类?

化学
15
、记忆如何存储和提取?

化学
16
、合作行为如何发展?

化学
18
、我们能在化学自组织方面走多远?

20、我们能否有选择地切断某些免疫反应?

22、能否研制出有效的HIV疫苗?

下面100个问题涉及的范围涵盖了从宇宙到人类社会的广大范围,某些问题可能即将得到解决,某些问题在它所在的领域是重要的,还有一些问题必然导致新的科学问题:
46、水的结构如何? 生物学相关,也是化学

57、自然界中纯手性原则的起源是什么?
58
、能否预测蛋白质折叠?
59
、人体中的蛋白质有多少种?
60
、蛋白质如何发现其合作对象?
61
、细胞死亡有多少种形式?
62
、是什么保持了细胞间的通行顺畅?
63
、为什么细胞组件可以独立于DNA而自行复制?
64
、基因组中功能不同于RNA的角色是什么?
65
、基因组中端粒和丝粒的作用是什么?
66
、为什么一些基因组很大,另一些又相当紧凑?
67
、基因组中的垃圾”(“junk”)有何作用?
68
、新技术能使DNA测序的成本降低多少?
69
、器官和整个有机体如何知道何时应停止生长?
70
、除了继承突变,基因组如何改变?
71
、在胚胎期,不对称现象是如何确定的?
72
、翼、鳍和面孔如何发育进化?
73
、是什么引发了青春期?
74
、干细胞异常是不是诱发肿瘤的主因?
75
、免疫控制可以治愈癌症吗?
76
、肿瘤的控制比治愈是否更容易?
77
、炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?
78
、脘病毒的致病机理?
79
、脊椎动物在多大程度上依赖先天免疫系统来抵抗传染病?
80
、免疫记忆需要长时间暴露在抗原中吗?
81
、为什么孕妇不对其胎儿产生异体排斥?
82
、是什么让有机体的生物钟同步?
83
、迁徙生物怎样发现其迁移路线?
84
、我们为什么要睡眠?
85
、我们为什么会做梦?
86
、语言学习为什么存在临界期?
87
、信息素影响人类行为吗?
88
、一般麻醉剂如何发挥作用?
89
、导致精神分裂症的原因是什么?
90
、引发孤独症的原因是什么?
91
、能在多大程度上治愈阿兹海默症?
92
、致瘾的生物学基础是什么?
93
、道德感是大脑中建立的物质联系吗?
94
、机器(计算机)学习的极限是什么?
95
、有多少个性源于遗传?
96
、性别倾向的生物学根源是什么?
97
、是否存在系统论者都能接受的生命树?
98
、地球上有多少物种?
99
、什么是物种?
100
、横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?
101
、谁是世界的共同祖先?
102
、植物的花朵如何进化?
103
、植物怎样制造细胞壁?
104
、植物的生长过程是如何控制的?
105
、为什么所有的植物不能免疫一切疾病?
106
、外界压力环境下,植物发生变异的基础是什么?
107
、是什么引起大规模物种灭绝?
108
、我们能够避免物种灭绝吗?
109
、一些恐龙为什么如此庞大?
110
、面对全球变暖,生态系统将如何变化?
111
、至今共有多少人种,他们之间有何关联?

 

 



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