生物信息學前景精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的生物信息學前景主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：生物信息學前景范文
關鍵詞：問題教學 創(chuàng)新環(huán)境 培養(yǎng) 物理思想
中圖分類號： G633.7 文獻標識碼： C 文章編號：1672-1578（2014）6-0163-01
當今開社會對具有創(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。新課程標準在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實踐動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)學生的創(chuàng)新素質，不僅是義不容辭的責任，更是教育工作的重心。如何在物理教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是每一個物理教師都要深思的問題，下面是筆者在物理教學中的一些探討。
1 在教學中要把“問題解決”放在首位
在物理教學中就是以問題為載體，在發(fā)現(xiàn)問題、處理問題的形式達到對客觀世界和數(shù)量關系本質、認識過程。問題解決能力的發(fā)展，是虛心、好奇和探索的態(tài)度，是進行試驗和猜測的意向，因此“問題解決”是教學對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識有著非常重要的意義。問題解決從根本上說是一種創(chuàng)造性的活動。就物理教學而言，“問題解決”就是創(chuàng)造性地應用物理解決問題的學習過程。解決問題的關鍵是提出問題，隨著問題的不斷提出，人的思維才有可能逐漸地深入。
創(chuàng)新精神來自于對問題的質疑，只有善于發(fā)現(xiàn)問題和指出問題的人才能產(chǎn)生創(chuàng)造的沖動，才能有所創(chuàng)新。
2 尋找適合培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的環(huán)境
學生的創(chuàng)新精神也稱創(chuàng)新意識，是學生在創(chuàng)新活動中具有的比較穩(wěn)定的、積極的多種心理品質的綜合。其中包括對創(chuàng)新活動的前景、目標的信心，對問題的發(fā)現(xiàn)和提出的敏銳性，對創(chuàng)新活動的熱情和投入，對克服各種困難的毅力和不斷探索、勇往直前的精神。所以，教師在物理教學中，首先應關注的是學生，教師應改變自己的角色定位，由知識的傳遞者轉化為促進者，由居高臨下的權威者轉化為學生學習的參與者、合作者和引導者，努力創(chuàng)造一個民主的教學氛圍，師生可以平等地研討，自由地交流。
3 讓學生成為教學活動的主體
物理活動中以學生為主體，是學生創(chuàng)造能力得以培養(yǎng)的重要所在。教師在教學活動中應充分尊重學生的探究本能和個性特點，要改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方式。把思維空間留給學生，把思考時間還給學生，把學習的主動權交給學生，讓學生感悟、體驗、內化知識，讓學生綜合運用已有物理知識及各學科的知識，探索和發(fā)現(xiàn)問題，自主分析和解決問題。總之，要讓學生變厭學為樂學，由樂學到愛學、會學、善學。教師的作用是引導、幫助、促進和調控。教學是教與學交往、互助，在這個過程中教師與學生促進彼此的思考，交流彼此的情感、體驗與觀點，豐富教學內容，求得新的發(fā)現(xiàn)，鍛煉創(chuàng)新能力，實現(xiàn)教與學的共同發(fā)展。在教學中還要充分利用現(xiàn)代教育技術，更多的發(fā)揮學生的主體作用。
4 在教學中引導學生合作與交流
物理教學要體現(xiàn)合作與交流，合作學習是一種行之有效的方法。如今的學生喜歡推陳出新、標新立異。學生在親身體驗、探索與合作交流中認識物理，理解和掌握基本的物理知識、技能和方法，解決問題。學生喜歡在合作交流、與人分享的氛圍中傾聽、質疑、說服、推廣而直至感到豁然開朗。學生在合作交流中加強了發(fā)散思維、橫縱思維的鍛煉。這是物理學習一個新境界，這種“氛圍”的形成會在很大程度上改變物理教學的面貌，改變物理學習的過程和結果，有利于培養(yǎng)學生的合作精神，有利于創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維的提高。
5 關注學生對物理思想方法的學習
中國教育有一個弱點，就是太關注知識的灌輸，從而忽視科學精神的培養(yǎng)和科學方法的形成，這不利于學生創(chuàng)造能力的發(fā)展。中學物理蘊涵著豐富多彩的物理思想方法。物理教育的最終目標是要培養(yǎng)學生的物理意識、物理觀念和物理能力，物理思想方法是物理活動創(chuàng)造性綱領方法，只有從物理思想方法的教度來認識物理問題，才能把握思維活動的方向和全過程。
6 對學生要加強物理應用能力的訓練
學生學習物理的目的就是為了用，訓導學生運用物理知識解決實際問題的能力是物理教育最重要的目標。一直以來，物理教育是以概念和物理基本原理，以及例習題的純形式物理的模式展現(xiàn)在學生面前，對物理高度抽象、高度嚴謹?shù)目菰镄问匠霈F(xiàn)，與實際生活脫離較遠。長久以往，學生就會自覺應用物理，不斷創(chuàng)新就會深入人心，成為學生學習、生活一種需要，成為其實現(xiàn)人生價值的重要手段，逐漸形成觀念，形成意識。這種觀念和意識的形成，將使學生受益終身，它能使學生自覺地用“物理的眼光”去看待問題，用“物理的頭腦”去創(chuàng)造性地解決問題。
7 加強對學生在學習中非智力因素的培養(yǎng)
第2篇：生物信息學前景范文
一、提高教師理論水平
名師出高徒，良將手下無弱兵。要想學生素質高，教師素質必須高。所以，提高教師的素質是十分重要的事。新理念是以學生發(fā)展為中心。每位教師都應充分認識到，學校的一切工作，最終都是為了促進每一個學生的發(fā)展。在人的發(fā)展中，最核心的部分是人的情感、態(tài)度和價值觀，所以，教師在設計、組織和反思教學活動的全過各中，不僅要關注學生對知識和技能的掌握和訓練，更要關注學生的情感體驗，關注他們的人格建樹和智慧生成。在課堂教學目標的設置上，應強調通過豐富的生物實驗實踐活動，使學生形成正面而積極的情感態(tài)度價值觀，這是生物科學素養(yǎng)養(yǎng)成的重要途徑，其實這也反映出生物教師的“教學境界”。在當前生物課堂里，許多教師把知識的記憶和理解當作教學的一切，這樣做是很不利于培養(yǎng)學生學習生物學的興趣和理解生物學的學科思維的，其實若能圍繞一些知識點教師常能開展一些學生參與的活動，如引導學生分析相關的科學史實和科技新聞、生物學原理在實踐中的應用、學生動手進行一些生物實驗、野外考察等實踐活動或者在課堂里圍繞某個學生關心的生物學命題引導學生搜集資料開展辯論（如到底能否支持克隆人類的研究等）等，這樣既能發(fā)揮學生學習生物學的能動性，又能為學生提供機會進行多種能力的鍛煉和提高。
二、營造和諧的學習氛圍
環(huán)境造人，環(huán)境育人。營造寬松的學習氛圍，創(chuàng)造一個自然和諧平等的教學環(huán)境，對鍛煉學生的思維意識非常重要。學習氛圍是學習的外在條件。這樣的學習氛圍，不是指簡單的老師講學生聽的簡單固定的教和學方式,而是允許學生隨時打斷教師的講話，并且允許學生對教師所表述的觀點和內容提出不同意見，更允許學生之間的互相交流和討論。這樣的課堂學習氛圍，不但有利于消除課堂上學生學習的拘謹，鼓勵他們勇于提出問題，自己尋求解決問題，還可以調動激發(fā)學生對生物科目的學習興趣，培養(yǎng)和鍛煉他們的思維意識。教師要在教學中想方設法激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)他們在學習過程中不斷思考、不斷探索的能力。
三、激發(fā)學生的學習興趣
興趣是最好的老師，興趣能激發(fā)學生學習的動力。學生的學習興趣能否被激發(fā)出來，有賴于教師的正確引導。如何吸引學生的注意力，我認為要注重把握牽住學生的思維，引導學生對該學科的愛好。有經(jīng)驗的教師很注重課堂中提問的科學性，通過不斷的知識引導，激起學生對問題的思考，啟發(fā)其去思考去尋找問題的答案。興趣是一塊敲開知識大門的磚，因而，在課堂教學中，教師應想方設法激發(fā)學生的思維，并積極引導他們自主地對新知識進行思考和探究。那樣即使學生原本是對這門學科有偏見，他們也會自然而然會被你吸引到身邊，對這門學科的學習產(chǎn)生濃厚的興趣。
四、多彩多姿的教學方法
多彩多姿的教學方法，可以增強學生的求知欲望。教師應該注重學習多種教學手段，設計靈活多變的教學方法。高中生物教學系統(tǒng)應由實驗、思考、練習、活動等幾部分構成，它是能力培養(yǎng)結構的直接反映。
在生物教學中，實驗是經(jīng)常采用的一種基本的教學方法，其目的是使學生經(jīng)過課堂學到的理論知識去解決實際問題。目的是完成從認識——實踐——認識上的一個飛躍。課堂實驗要求教師根據(jù)教學要求，圍繞課文重點精心設計，在向學生提出問題的同時，引導學生經(jīng)過思考，對問題得出結論或提出自己的看法，從而活躍學生思維，養(yǎng)成學生自己分析問題和解決問題的良好習慣。在教學改革的新形勢下，要強調把握進行實驗學習的基本方法，那就是“確定問題——提出假設——實驗猜測——實驗設計——實驗操作——實驗觀察——分析實驗數(shù)據(jù)”。
此外，對理論知識的鞏固還需要加強練習，特別是課堂練習。課堂練習，能很好地提高知識練習的效率。一般情況下，學生回家自己完成作業(yè)的效果沒有想象中的好，特別是學生在回家后在無人監(jiān)督的情況下更是如此。課堂練習剛好彌補了這一缺陷，學生在課堂上完成練習，不但能集中學生對于課堂理論學習的注意力，還能有效及時地鞏固新學的知識，加深對理論知識的理解和記憶。因此，生物教師在教學中要注重設計好課堂練習題的重難點，根據(jù)不同的教學內容靈活安排學生進行課堂練習。課堂練習不僅能及時檢測教學效果，還能讓學生及時對教學內容進行鞏固，從而確保生物課堂教學的優(yōu)質、高效進行。
五、結合生物知識辯證施教
高中生物教學內容最重要的也是最基本的觀點就是辯證唯物主義思想。教師在教學中，要引導學生運用辯證唯物主義觀點來分析和認識生物體生命活動的基本規(guī)律，要逐步樹立科學的世界觀和認識觀。比如關于生物的產(chǎn)生和發(fā)展，要用科學實事求是的方法教育引導學生，用生物進化論的觀點來加以闡述；再如關于生物與環(huán)境知識的學習，要用生態(tài)學觀點來引導學生進行思考和學習，并且要注重培養(yǎng)學生保護態(tài)環(huán)境的意識。通過這些基礎的生物學內容教學，使得學生對辯證唯物主義觀點有了初步的理解，然后再引導他們在其他的教學內容中逐步加深對這個觀點的認識。
第3篇：生物信息學前景范文
信息、生物、新材料三大前沿領域
信息、生物、新材料是21世紀前30年發(fā)展最快、最熱門的三大領域，它們集結了當今世界最強勢的研究力量。但在這些關系未來發(fā)展的關鍵領域中，我國許多核心技術仍依賴追蹤、模仿和引進國外技術，原始創(chuàng)新能力明顯不足。
從更寬的視野來看，不僅僅是這三個領域的發(fā)展需要高揚“自主創(chuàng)新”的信心與勇氣。實際上，整個中國科技正面臨著前所未有的發(fā)展壓力：對外要適應國際科技競爭的緊迫形勢，對內要滿足經(jīng)濟社會發(fā)展進程中的重大戰(zhàn)略性需求。而原始創(chuàng)新能力和技術創(chuàng)新能力的薄弱，已成為當前和未來相當長時期內影響我國整體競爭力的極大障礙。
面向未來15年的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》即將，科技部等有關部門正在著手制定科技“十一五規(guī)劃”——關于中國科技“未來”的探討與關注，在最近一年多來達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”成為人們關于中國科技發(fā)展的共識。
帶著這個共識，再來看中國科技發(fā)展面臨的“壓力”，在很大程度上已經(jīng)變成了未來發(fā)展的重大機遇。未來10年，中國在這三大領域中最有可能實現(xiàn)自主創(chuàng)新的關鍵技術群究竟有哪些？有限的科技經(jīng)費究竟應當投入到哪些突破口？
下一代移動通信技術
移動通信是人類社會發(fā)展中的一大奇跡。2004年12月，全球（蜂窩）移動通信用戶總數(shù)已達17億以上，超過已有百年發(fā)展歷史的固定通信用戶數(shù)。過去10年，移動通信技術完成了由第一代模擬通信技術向第二代數(shù)字通信技術的過渡，當前正處于由其巔峰狀態(tài)向第三代（3G）移動通信技術過渡的進程中。
目前，世界發(fā)達國家紛紛投入力量進行第三代及下一代移動通信標準、技術和產(chǎn)品的開發(fā)。
——3G移動通信：國際電信聯(lián)盟（ITU－T ）批準為3G 的三大標準分別是歐洲的WCDMA，美國高通公司的CDMA2000和中國大唐電信的TD－SCDMA。3G已在全球30多個國家開始商用。
——增強型3G（Enhanced 3G）：為了克服3G 技術不能很好支持流媒體等業(yè)務的不足，國際電信聯(lián)盟已在制定增強型3G技術標準。專家預測，增強型3G技術將進入商用。
——4G（或Beyond 3G）：下一代移動通信即所謂超3G（以下統(tǒng)稱Beyond 3G）技術的研究是國際上的熱點。Beyond 3G具有更高的速率與更好的頻譜利用率。 歐盟、日本、韓國等國家已開始4G框架的研究，預期Beyond 3G技術可望在2010年后開始商用。
中國移動用戶總數(shù)已達3.34億，居世界第一，總體技術水平與國際同步，處于由第二代向第三代的過渡時期。我國3G移動通信技術已經(jīng)具備了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力，我國大唐電信2000年5月提出的TD－SCDMA標準已成為國際電信聯(lián)盟正式采納的三大標準之一。此外，在國家“863”計劃的支持下，開展了Beyond 3G技術的研究，預期該技術可望在2010年后開始商用。
Beyond 3G技術對我國經(jīng)濟社會發(fā)展和國防建設具有十分重要的意義。 德爾菲專家調查統(tǒng)計結果顯示，我國研發(fā)水平比領先國家落后5年左右， 通過自主開發(fā)或聯(lián)合開發(fā)，在未來5年可能形成自主知識產(chǎn)權。以華為、 中興為代表的一批高技術通信設備制造業(yè)公司，在第三代移動通信設備（3G）等研發(fā)方面緊跟國際前沿，打破了國外公司對高技術通信設備的壟斷，開始參與國際通信標準的制定，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的核心技術，具備了參與國際競爭的能力，具備實現(xiàn)技術和產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的契機。
中國下一代網(wǎng)絡體系
下一代網(wǎng)絡（NGN）泛指以IP為核心，同時可以支持語音、 數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的因特網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡和固定電話通信網(wǎng)絡的融合網(wǎng)絡。
世界各國和國際通信標準化組織都在積極開展下一代網(wǎng)絡的研究開發(fā)工作。國際電信聯(lián)盟電信標準化部門（ITU－T）、歐洲電信標準化協(xié)會（ETSI）、互聯(lián)網(wǎng)工程任務組（IETF）、第三代伙伴組織計劃（3GPP）等，都在致力于下一代網(wǎng)絡體系的研究。目前，美國、日本、韓國、新加坡以及歐盟都已啟動了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計劃，全面開展各項核心技術的研究和開發(fā)。
我國在下一代網(wǎng)絡的研究方面已取得了較大進展?！熬盼濉逼陂g，863計劃建成了“中國高速信息示范網(wǎng)”（CAINONET）、國家自然科學基金委支持的“中國高速互連研究試驗網(wǎng)NSFCNET”等重大項目，目前已開始基于NGN的軟交換技術在移動和多媒體通信中的應用研究。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)絡等推出的高端路由交換機，可應用于國家骨干IP網(wǎng)絡建設，以及大中型寬帶IP城域網(wǎng)核心骨干和匯聚。國內公司還開始自行設計高端分組交換定制ASIC芯片。我國已成為少數(shù)幾個能夠提供全系列數(shù)據(jù)通信設備的國家之一。
下一代網(wǎng)絡技術對促進我國高新技術的發(fā)展，以及對改造和提升我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的作用，對國家安全至關重要。從總體上看，我國互聯(lián)網(wǎng)技術跟隨國外發(fā)展，在技術選擇上缺乏系統(tǒng)研究，走過一些彎路，至今與國外仍存在較大差距。無論網(wǎng)絡用戶規(guī)模、網(wǎng)絡應用、網(wǎng)絡技術或網(wǎng)絡產(chǎn)品都尚有很大的發(fā)展空間。從全局著眼，應不失時機地開展中國下一代網(wǎng)絡體系的研究、應用試驗、關鍵技術研究和產(chǎn)品開發(fā)。不能像第一代互聯(lián)網(wǎng)那樣，技術、標準都是外國的，給國家安全造成隱患。
納米級芯片技術
當前，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計技術優(yōu)化的途徑繼續(xù)發(fā)展。
自上世紀90年代以來， 全球集成電路制造技術升級換代速度加快。 當前國際上CMOS集成電路大規(guī)模生產(chǎn)的主流技術是130nm， 英特爾等部分技術先進的芯片制造公司已在用90nm進行高性能芯片生產(chǎn)。2005年，美國AMD公司已開始量產(chǎn)90nm的高性能芯片，國際上對65nm技術的開發(fā)也已成功。伴隨130nm到90nm技術的升級， 考慮到擴大生產(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， 這也必將帶來半導體設備的大量更新。
近年來我國一些先進集成電路制造公司的崛起，使國內集成電路制造工藝技術與國際先進水平的差距有了顯著的縮小，但整體水平仍與先進國家相差2～3代。目前，我國集成電路設計公司年設計能力已超過500種，主流設計水平達到180nm，130nm技術正在開發(fā)中，90nm技術的研發(fā)也開始著手進行。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，我國集成電路已初步形成由十多家芯片生產(chǎn)骨干企業(yè)、十多家重點封裝廠、二十多家初具規(guī)模的設計公司、若干家關鍵材料及專用設備儀器制造廠組成的產(chǎn)業(yè)群體，設計、芯片制造、封裝三業(yè)并舉的蓬勃發(fā)展態(tài)勢。以中科院計算所為代表的研究機構和企業(yè)在CPU研發(fā)方面所取得的新進展，標志著我國集成電路設計具有較強能力，與國際先進水平的差距進一步縮小。目前我國芯片業(yè)大多集中在低端的交通、通信、銀行、信息管理、石油、勞動保障、身份識別、防偽等領域，IC卡芯片所占比重一直占據(jù)芯片總體市場的20％左右。
世界第一顆0.13微米工藝TD－SCDMA 3G手機核心芯片10月9日在重慶問世
今后的IC是納米制造技術的時代，而納米級芯片技術是我國趕超國際的關鍵，它的成功將會是我國IC工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑和持續(xù)發(fā)展的動力，專家認為應優(yōu)先發(fā)展。
中文信息處理技術
包括漢字和少數(shù)民族文字在內的中文信息處理技術，是漢語言學和計算機科學技術的融合，是一門與語言學、計算機科學、心理學、數(shù)學、控制論、信息論、聲學、自動化技術等多種學科相聯(lián)系的邊緣交叉性學科。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，中文信息處理技術已滲透到社會生活的各個方面。1994年，微軟開始進入中文軟件市場，微軟的WORD把國產(chǎn)WPS擠出了市場，繼而Windows中文版又把國產(chǎn)中文之星擠垮。微軟憑借其強大的優(yōu)勢地位，使國產(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，使中文信息處理逐漸喪失了其特殊地位。
經(jīng)過二三十年的努力，我國的中文信息處理，包括中文的編碼、字型、輸入、顯示、輸出等的基本處理技術已經(jīng)實用化，目前正在逐漸擺脫“字處理”階段，處于向更高級階段快速發(fā)展的時期。包括中文的文字識別機和手寫文字識別、語音合成、語音識別、語言理解和智能接口等技術的研究已獲得進展。中文的全文檢索、內容管理、智能搜索、中文和其他文字之間的機器翻譯等技術也正在開發(fā)、研制，并取得了較大進展，涌現(xiàn)了聯(lián)想、方正、四通、漢王、華建等公司。
隨著中國加入WTO與世界各國交流的逐漸擴大以及網(wǎng)絡信息時代的來臨， 中文信息處理技術越發(fā)顯得重要，其自動化水平的提高，將大大促進我國科技、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展，同時使中華民族的文化在信息時代得到新的發(fā)展。未來無疑應當加強中文信息處理技術的研發(fā)投入與政策傾斜。
人類功能基因組學研究
20世紀末啟動的人類基因組計劃被公認為生命科學發(fā)展史上的里程碑，其規(guī)模和意義超過了曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃。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定工作的完成，國際基因組研究進入到功能基因組學新階段。
功能基因組學已成為21世紀國際研究的前沿，代表基因分析的新階段。它是利用結構基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應用新的實驗手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使生物學研究從對單一基因或蛋白質的研究轉向多個基因或蛋白質同時進行系統(tǒng)的研究，是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉入對基因組動態(tài)的生物學功能學研究。從1997年迄今已發(fā)表的有關功能基因組學的論文數(shù)以千計，其中不少發(fā)表在《細胞》《自然》《科學》等國際著名刊物上。
目前功能基因組研究的重點集中在四個方面：一是基因測序技術研究。預計今后幾年內，測序技術將繼續(xù)發(fā)展，特別是有一些重要的改進將直接用于功能基因組的研究；二是單核苷多態(tài)性（SNP）以及在此基礎上建立的SNP單體型研究；三是基因組有序表達的規(guī)律研究。主要包括基因的深入鑒定、基因表達與轉錄組研究、蛋白和蛋白質組研究、代謝網(wǎng)絡和代謝分子研究、基因表達調控研究等；四是計算生物學和系統(tǒng)生物學研究。
近幾年來，在國家“863”計劃、國家重大科技專項等的資助下，我國功能基因組學研究取得了一系列進展。中華民族占世界人口的1／5，有豐富的遺傳疾病家系資源，這是我國發(fā)展功能基因組研究的有利因素。“十五”期間，我國參與國際蛋白質組計劃、國際人類基因組單體型圖計劃，高質量按時完成了項目中所承擔的21號染色體區(qū)域的任務，建立并完善了中華民族基因組和重要疾病相關基因SNPs及其單倍型的數(shù)據(jù)庫的建設，在國際一流雜志上發(fā)表了一批高水平學術論文，申報了一批國家專利，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)絡和資源信息庫的采集管理系統(tǒng)，組建了一批國家級基地，培養(yǎng)了一支隊伍，建立了一批技術平臺。但總體而言，我國在功能基因組研究及應用方面的原始創(chuàng)新成果數(shù)量較少，還不能為醫(yī)藥生物技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供足夠的知識和產(chǎn)品。
未來研究重點包括：
——功能基因組研究。重點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；
——蛋白質組學研究。蛋白質組學是一個新生領域，目前還處于初期發(fā)展階段，仍有許多困難有待克服。我國應選擇具有特色的領域開展研究；
——生物信息技術。我國的研究重點應集中在生物信息數(shù)據(jù)庫的構建、生物信息的開發(fā)、加工、利用及生物信息并行處理方面；
——生物芯片技術及產(chǎn)品。通過微加工技術和微電子技術在固體芯片表面構建的微型生物化學分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對細胞、蛋白質、DNA以及其他生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白質芯片、生化反應芯片和樣品制備芯片等。生物芯片的主要特點是高通量、微型化和自動化。我國生物芯片研究緊跟國際前沿，它將對我國生命科學研究、醫(yī)學診斷、新藥篩選具有革命性的推動作用，也將對我國人口素質、農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護等作出巨大的貢獻。
專家認為，我國人類功能基因組學研究的研發(fā)水平比領先國家落后5年左右， 若能高度重視，充分利用我國已有的技術和資源優(yōu)勢，未來10年我國可能實現(xiàn)人類功能基因組學研究的跨越發(fā)展。
蛋白質組學研究
隨著被譽為解讀人類生命“天書”的人類基因組計劃的成功實施，生命科學的戰(zhàn)略重點轉移到以闡明人類基因組整體功能為目標的功能基因組學上。蛋白質作為生命活動的“執(zhí)行者”，自然成為新的研究焦點。以研究一種細胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質為特征的蛋白質組學自然就成為功能基因組學中的“中流砥柱”，構成了功能基因組學研究的戰(zhàn)略制高點。
目前蛋白質組學的主要內容是建立和發(fā)展蛋白質組研究技術方法，進行蛋白質組分析。為了保證分析過程的精確性和重復性，大規(guī)模樣品處理機器人也被應用到該領域。整個研究過程包括樣品處理、蛋白質的分離、蛋白質豐度分析、蛋白質鑒定等步驟。
附圖
自1995年蛋白質組一詞問世到現(xiàn)在，蛋白質組學研究得到了突飛猛進的發(fā)展。我國的蛋白質組研究也在迅速開展，并取得了許多有意義的成果，中國科學家已經(jīng)在重大疾病如肝癌，比較蛋白質組學的研究等方面取得了重要成就，在“973 ”計劃的資助下，我國已經(jīng)開始了二維電泳蛋白組分離研究、圖像分析技術和蛋白質組鑒定質譜技術研究等。
如何抓住國際上蛋白質組學研究剛剛啟動的時機，迅速地進入到蛋白質組學研究的國際前沿，是擺在我國生命科學研究發(fā)展方向上的一個重要課題。
目前我國在該領域的研發(fā)基礎較好，只比先進國家落后5年左右。 蛋白質組學屬科學前沿，專家建議結合我國現(xiàn)行的基因組研究及其他有我國特色或優(yōu)勢的領域開展研究，不要重復或追隨國際已有的工作，而應走自己的路，未來10年內有可能取得重大科學突破。
生物制藥技術
生物制藥被稱為生物技術的“第一次浪潮”，其誘人前景引起了全世界各國政府、科技界、企業(yè)界的高度關注。
在過去的30年間，全球生物技術取得了令人矚目的成就。據(jù)美國著名咨詢機構安永公司2004年和2005年發(fā)表的第十八和第十九次全球生物技術年度報告分析，2003年全球生物技術產(chǎn)業(yè)營收達410億美元。目前已有190余種生物技術產(chǎn)品獲準上市，激發(fā)起投資者對生物技術股與融資的興趣。
近20年來，我國醫(yī)藥生物技術產(chǎn)業(yè)取得了長足的進步，據(jù)《中國生物技術發(fā)展報告2004》統(tǒng)計，我國已有25種基因工程藥物和基因工程疫苗，具有自主知識產(chǎn)權的上市藥物達9種，重組人ω－干擾素噴鼻劑2003年4月獲得國家臨床研究批文，可用于較大規(guī)模高危人群的預防。但總體上與世界先進水平相比還存在很大的差距，醫(yī)藥生物技術產(chǎn)品的銷售收入僅占醫(yī)藥工業(yè)總銷售額的7.5％左右。
為加快我國生物制藥技術的發(fā)展，今后的研究開發(fā)重點是：
——生物技術藥物（包括疫苗）及制備技術。圍繞危害人民健康的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和腫瘤等重大疾病和疑難病癥的防治與診斷，應用基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等技術，開發(fā)單克隆抗體、基因工程藥物、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質藥物和基因工程疫苗，拓寬醫(yī)藥新產(chǎn)品領域；
——高通量篩選技術。目前，國外許多制藥公司已把高通量篩選作為發(fā)現(xiàn)先導化合物的主要手段。典型的高通量篩選模式為每次篩選1000個化合物，而超高通量篩選可每天篩選10萬多個化合物。隨著分析容量的增大，分析檢測技術、液體處理及自動化、連續(xù)流動以及信息處理將成為未來高通量篩選技術研究的重點；
——天然藥物原料制備。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類患有3萬多種疾病，其中1／3靠對癥治療，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，隨著科技的進步，人們自我保健意識增強，對天然藥物的追求與日俱增。當前世界各國都在加強天然藥物的研發(fā)。
生物信息學研究
在生命科學的研究中，以計算機為工具對生物信息進行儲存、檢索和分析，對基因組研究相關生物信息獲取、加工、儲存、分配、分析和解釋——上世紀80年代一經(jīng)產(chǎn)生，生物信息學就得到了迅猛發(fā)展。其研究一方面是對海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務；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和RNA基因的編碼區(qū)；同時， 闡明基因組中大量存在的非編碼區(qū)的信息實質，破譯隱藏在DNA序列中的遺傳語言規(guī)律；在此基礎上，歸納、 整理與基因組遺傳信息釋放及其調控相關的轉錄譜和蛋白質譜的數(shù)據(jù)，從而認識代謝、發(fā)育、分化、進化的規(guī)律。另外生物信息學還利用基因組中編碼區(qū)的信息進行蛋白質空間結構的模擬和蛋白質功能的預測，并將此類信息與生物體和生命過程的生理生化信息相結合，闡明其分子機理，最終進行蛋白質、核酸的分子設計、藥物設計和個體化的醫(yī)療保健設計。
生物信息學的發(fā)展已經(jīng)將基因組信息學、蛋白質的結構計算與模擬以及藥物設計有機地連接在一起，它將導致生物學、物理學、數(shù)學、計算機科學等多種科學文化的融合，造就一批新的交叉學科。
科學家們普遍相信，本世紀最初的若干年是人類基因組研究取得輝煌成果的時代，也是生物信息學蓬勃發(fā)展的時代。據(jù)預測，到2005年生物信息的全球市場價值將達到400億美元。
我國生物信息學研究起步較早。20世紀80年代末，國內學者就在《自然》上報道了免疫球蛋白基因超家族計算機分析的工作。目前，多家大學和研究機構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、鏡像數(shù)據(jù)庫和二級數(shù)據(jù)庫也已經(jīng)逐步建立，同時我國還建立了相關的工作站和網(wǎng)絡服務器，實現(xiàn)了與國際主要基因組數(shù)據(jù)庫及研究中心的網(wǎng)絡連接，開發(fā)了用于核酸、蛋白結構、功能分析的計算工具以及蛋白質三維結構預測、并行化的高通量基因拼接和基于群論方法開發(fā)的基因預測等多種軟件。中國學者還運用自主開發(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，并在國內外著名科學雜志上發(fā)表了一系列論文，取得了引人注目的進展，尤其在人類基因組基因數(shù)目的預測上獲得了與目前的實驗事實相當吻合的結果，在國際上獲得普遍認可。
農(nóng)作物新品種培育技術
最近幾年，農(nóng)業(yè)生物技術的發(fā)展對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整產(chǎn)生的巨大影響，已引起各國政府和科學家的高度重視。農(nóng)業(yè)生物技術領域研究中最活躍的是育種技術——應用現(xiàn)代分子生物學和細胞生物學技術進行品種改良，創(chuàng)造更加適合人類需要的新物種，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質、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)中的貢獻率將由現(xiàn)在的30％提高到50％。國際水稻研究所已經(jīng)培育出每公頃7500公斤的超級水稻，非洲培育出增產(chǎn)10倍的超級木薯。
我國該領域的基礎研究和高技術研究取得了一批創(chuàng)新成果：如植物轉基因技術、細胞培育技術、秈稻的全基因組測序、花粉管通道轉基因方法等，使研制具有自主知識產(chǎn)權的轉基因農(nóng)作物新品種成為現(xiàn)實和可能。目前，已培育出畝產(chǎn)達到807.4公斤的超級雜交稻；2004年轉基因抗蟲棉的種植面積已占全國棉花種植面積的50％左右；利用細胞工程技術培育的抗白粉病、赤霉病和黃矮病等小麥新品種已累計推廣1100多萬畝；植物組織培養(yǎng)和快繁脫毒技術在馬鈴薯、甘蔗、花卉生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。
專家認為，我國農(nóng)作物新品種培育的研發(fā)基礎較好，整體科研技術與國外處于同等水平，只要充分利用資源，發(fā)揮優(yōu)勢，很可能在該領域取得突破。
納米材料與納米技術
納米科技是上世紀末才逐步發(fā)展起來的新興科學領域，它的迅猛發(fā)展將在21世紀促使幾乎所有工業(yè)領域產(chǎn)生一場革命性的變化。納米材料是未來社會發(fā)展極為重要的物質基礎，許多科技新領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)的技術提升也急需納米材料和技術的支持。
近年來，科技強國在該領域均取得了相當重要的進展。
在納米材料的制備與合成方面，美國科學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；法國科學家利用粉末冶金制成了具有完美彈塑性的純納米晶體銅，實現(xiàn)了對納米結構生長過程中的形狀、尺寸、生長模式和排序的原位、實時監(jiān)測；德國科學家巧妙地利用交流電介電泳技術，將金屬與半導體單壁碳納米管成功分離；日本用單層碳納米管與有機熔鹽制成高度導電的聚合物納米管復合材料。
在納米生物醫(yī)學器件方面，科學家用特定的蛋白質或化合物取代用硅納米線制成場效應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，納米技術在醫(yī)學應用、納米電子學、納米加工、納米器件等方面也有新進展。與此同時，國外大企業(yè)紛紛介入，推動了納米技術產(chǎn)業(yè)化的進程。
當前納米材料研究的趨勢是，由隨機合成過渡到可控合成；由納米單元的制備，通過集成和組裝制備具有納米結構的宏觀試樣；由性能的隨機探索發(fā)展到按照應用的需要制備具有特殊性能的納米材料。
納米材料和技術很可能在以下四個領域的應用上有所突破：一是IT產(chǎn)業(yè)（芯片、網(wǎng)絡通訊和納米器件）；二是在生物醫(yī)藥領域應用納米生物傳感的早期診斷和治療，到2010年將給人類帶來新的福音；三是在顯示和照明領域的應用已有新的進展，納米光纖、納米微電極等已產(chǎn)生極大影響；四是納米材料技術與生物技術相結合，在基因修復和標記各種蛋白酶等方面蘊育新的突破，預計2010年納米技術對國際GDP的貢獻將超過2萬億美元。
我國納米材料研究起步較早，基礎較好，整體科研水平與先進國家相比處于同等水平，部分技術落后5年左右。目前有300多個從事納米材料基礎研究和應用的研究單位，并在納米材料研究上取得了一批重要成果，引起了國際上的廣泛關注。據(jù)英國有關權威機構提供的調查顯示，我國納米專利申請件數(shù)排名世界第三位。
國內目前已建成100多條納米材料生產(chǎn)線，產(chǎn)品質量大都達到或接近國際水平。與發(fā)達國家相比，我國的差距一是在納米材料制備與合成方面尚處于粗放階段，缺乏應用目標的牽引，集成不夠；二是納米材料計量、測量和表征技術明顯落后于國外，對標準試樣和標準方法的建立重視不夠，對表征手段的建立投資不足；三是納米材料的基礎研究、應用研究和開發(fā)研究出現(xiàn)脫節(jié)，納米材料研究缺乏針對性；四是學科交叉、技術集成不夠。
鏈接：
信息技術正在發(fā)生結構性變革
目前，信息技術正在發(fā)生結構性的變革，在信息器件向高速化、微型化、一體化和網(wǎng)絡化發(fā)展的同時，軟件和信息服務成為發(fā)展重點。大規(guī)模集成電路正快速向系統(tǒng)芯片發(fā)展；移動通信技術正在向第三代、第四展，將提供更優(yōu)質、更快速、更安全的服務，并帶來巨大的經(jīng)濟利益；電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合趨勢進一步加快，無線網(wǎng)絡成為世界關注的重點；全球化的信息網(wǎng)絡將像電力、電話一樣為社會公眾提供各種信息服務，越來越深刻地改變著人們的學習、工作和生活方式，也將對產(chǎn)業(yè)結構調整產(chǎn)生重大影響。
微電子技術、計算機技術、軟件技術、通信技術、網(wǎng)絡技術等領域的發(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
高性能結構材料是具有高比強度、高比剛度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的材料，對支撐交通運輸、能源動力、電子信息、航空航天以及國家重大工程起著關鍵性作用。
新型功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的材料，是信息技術、生物技術、能源技術和國防建設的重要基礎材料。當前國際上功能材料及其應用技術正面臨新的突破，諸如信息功能材料、超導材料、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、原子設計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。超導材料的主要特征是零電阻和排磁通效應，是20世紀留給人類開發(fā)核聚變能、高效運輸工具、低耗傳輸電能和精密探測器件的新型功能材料。
