第一章 科学展望 1
1.1 化学：发现与创造的科学——写在国际化学年百年纪念&白春礼 2
1.2 合成生物学：进展与展望&赵学明 陈涛 14
第二章 科学前沿 29
2.1 2009.9～2010.8物理学、化学、生物学、医学前沿的热门课题&黄矛 30
2.2 太阳活动和空间天气研究&汪景琇 39
2.3 D膜简介&高怡泓 42
2.4 最薄的二维纳米材料——石墨烯及其在光伏领域上的应用&毕辉 黄富强 46
2.5 高通量测序时代下的人类疾病研究进展&人类遗传与个体化医学课题组 52
2.6 叶片衰老的分子调控与作物农艺性状的改良策略&蒯本科 61
2.7 我国生物多样性研究进展&马克平 64
2.8 艾滋病研究的现状与未来&张林琦 69
2.9 中国计算神经科学发展展望&吴思 72
2.10 2010年世界科技发展综述&叶小梁 汪凌勇 黄矛等 76
第三章 2010年诺贝尔科学奖评述 101
3.1 石墨烯：完美的二维晶体——2010年诺贝尔物理学奖评述&任文才 成会明 102
3.2 钯催化的交叉偶联方法——2010年诺贝尔化学奖评述&黄少胥 丁奎岭 107
3.3 辅助生殖技术——2010年诺贝尔生理学／医学奖评述&于洋 周琪 113
第四章 2010年中国科学家具有代表性的部分工作 119
4.1 并行自适应有限元软件平台PHG&张林波 120
4.2 低维超导研究获重大进展——单个金属原子层薄膜超导电性的发现&张童 马旭村 陈曦等 123
4.3 磁性拓扑绝缘体中的量子化反常霍尔效应——无需外磁场的量子霍尔效应&余睿 戴希 方忠 127
4.4 三维拓扑绝缘体薄膜的外延生长和电子结构研究——在拓扑绝缘体的实验研究方面取得系列进展&何珂 马旭村 陈曦等 130
4.5 远距离的自由空间量子隐形传态&潘建伟 134
4.6 实验室天体物理研究取得重要进展——在实验室中成功模拟太阳耀斑中环顶X射线源和重联喷流&张杰 赵刚 李玉同等 137
4.7 配位不饱和铁中心的催化作用——“纳米限域催化”概念的应用实例&傅强 李微雪 马丁等 140
4.8 壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱&李剑锋 黄逸凡 杨志林等 144
4.9 新型高效水采集的研究进展——从蜘蛛丝定向集水效应到人造蜘蛛丝&郑咏梅 江雷 150
4.10 生物质高效转化为石油化工原料取得重大进展&张会岩 肖睿 153
4.11 发现肿瘤治疗新策略：不杀死癌细胞反而更高效抑制肿瘤生长&孙宝云 陈春英 梁兴杰等 158
4.12 间质细胞向上皮细胞转换（MET）启动体细胞重编程为诱导多能干细胞——体细胞“变身”机制被初步揭示&李荣辉 梁嘉良 倪苏等 160
4.13 干细胞命运调控研究取得重要进展&夏来新 贾顺姬 黄守均等 164
4.14 新一代测序技术绘制完成大熊猫基因组图谱&李瑞强 樊伟 王俊等 167
4.15 水稻重要农艺性状的全基因组关联分析&黄学辉 陆婷婷 韩斌等 170
4.16 水稻理想株型研究取得重要进展&矫永庆 王永红 李家洋 175
4.17 银屑病、白癜风和食管癌易感基因研究取得重大突破&张学军 177
4.18 细胞凋亡领域的重大发现——CED-4凋亡体：线虫细胞凋亡的点火器&戚世乾 庞宇轩 胡齐等 182
4.19 乙酰化对代谢调控的发现为新药研究提供新思路&管坤良 赵国屏 熊跃等 187
4.20 致病细菌毒性蛋白阻断宿主细胞泛素化通路&邵峰 190
4.21 抗HER2抗体肿瘤治疗的最新免疫机制&Park S 姜竺君 Mortenson E D等 193
4.22 解铃还需系铃人——糖尿病等生活方式病的负担和解决出路&纪立农 198
4.23 戊型肝炎防控产品研究取得重大突破&夏宁邵 202
4.24 青藏高原东部地壳物质流的存在及其科学意义&白登海 腾吉文 马晓冰等 206
4.25 氮肥过量施用导致我国主要农田土壤发生显著酸化&郭景恒 刘学军 张瑜等 211
4.26 化石羽毛颜色研究获重要进展——首次发现恐龙羽毛颜色的证据&周忠和 张福成 214
第五章 公众关注的科学热点 219
5.1 首例“人造细胞”诞生的影响与启示&孙明伟 高福 220
5.2 气候变化对中国农业的影响及适应与应对&林而达 224
5.3 泥石流的形成条件、发生规律及在我国的分布&韦方强 谢洪 228
5.4 汇聚创新成果打造科技世博&李光明 马兴发 233
5.5 “嫦娥二号”续写中国探月工程新篇章&刘晓群 242
第六章 科技战略与政策 249
6.1 中国科学院实施“创新2020”致力于科技创新的整体跨越发展&潘教峰 250
6.2 2010年世界主要国家科技与创新战略新进展&汪凌勇 胡智慧 黄群等 258
第七章 中国科学发展概况 281
7.1 2010年科技部基础研究主要工作进展&沈建磊 周文能 张延东等 282
7.2 2010年度国家最高科学技术奖概况&国家科学技术奖励工作办公室 288
7.3 2009年度国家自然科学奖奖励情况综述&张婉宁 291
7.4 国家自然科学基金2010年度资助情况&国家自然科学基金委员会计划局项目处 297
7.5 中国科学院开展知识创新工程（1998～2010年）评估工作&知识创新工程评估工作组 300
7.6 中国学科发展态势的国际比较分析——基于科学计量的分析&谭宗颖 阳宁晖 朱相丽等 308
第八章 科学家建议 327
8.1 关于中国放射化学的现状、问题和对策的建议&中国科学院化学部咨询组 328
8.2 对全球变暖的认识及应对策略建议&方精云 334
8.3 我国围填海工程中的若干科学问题及对策建议&中国科学院地学部咨询组 344
8.4 关于加强我国重大工程信息数字化、标准化和物联网建设工作的建议&中国科学院信息技术科学部咨询组 349
8.5 我国工业节能现状调研和对策&中国科学院技术科学咨询组 355
附录 363
附录一：2010年中国与世界十大科技进展 364
附录二：香山科学会议2010年学术讨论会一览表 373