2000年6月26日向世界宣布“人类基因组工作草图”已基本绘制完成,标志着人类认识自身新纪元的开始。当然,人类基因组测序的完成并不等于工作的结束,还要认清上面的基因及其作用,于是科学界思索人类基因组序列和结构弄清以后下一步工作,因而诞生了“后基因组计划”。
近30年来,脑科学出现了爆炸性的发展,特别是近10年来发展更为迅速,被誉为“脑的10年”。如果说,生命科学以分子为基础正酝酿着重大突破,并将为农业、医疗医药和人类健康带来新的革命,那么,脑科学、认知科学、心理学、行为学的研究进展与突破,将为人类教育、社会、经济发展和信息技术带来革命。
农业基因组学在水稻基因组研究上已有所突破。它的基因组可以提供与小麦、玉米、高粱、谷子等的同源基因,这一成果将为解决人类21世纪面临的粮食问题做出重要贡献。一般认为,新世纪的粮食增产将有50%是靠基因工程创造的。基因工程在农业上大有可为。
环境生物技术将是21世纪人们关注的重要领域。生物技术在环境治理方面可以发挥不可替代的作用。它的最大特点是可以根据环境治理的需要,设计、构建比天然微生物净化环境的能力强和效率高得多的工程微生物(“超级工程菌”),它可以处理“三废”,还能从废弃物中“变废为宝”,提取有用物质。此外,在保护生物多样性方面,克隆技术、生殖工程等可以挽救珍稀濒危动植物,而这些均是化学、物理学等环境治理手段无法比拟的。
仿生学的发展,模拟“蛙眼”、“电子耳”、“电子鼻”模拟器官、人造瓣膜、人工喉、人造关节等己在医学上广泛应用。生物传感器是另一个热门课题。神经网络的仿生学和生物力学等方面的研究已取得一定进展,有人预计21世纪人工智能机械人将代替人类做许多事情,直接把生物系统过程连接到技术系统中去研究,是今后仿生学的主要发展方向。