现代生物技术应用

现代生物技术应用摘要：现代生物技术也可称之为生物工程，是以重组DNA技术和细胞融合技术为基础，利用生物体的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行加工生产，为社会提供商品和服务的—个综合性技术体系。其内容包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。实践证明现代生物技术对解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景，受到了各国政府和企业界的广泛关注，与微电子技术、新材料技术和新能源技术并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱，是2l世纪高新技术产业的先导。二、现代生物技术在实际中的应用关键词：生物技术应用转基因技术；生物能源基因工程药物植物种苗的工厂化生产种子不仅是植物传种续代繁衍之本，而且是人类衣食之源。农业生产中使用的天然种子，一般都是由种被、胚乳和胚三部分构成。随着农业的发展，作物育种成为一个热门话题，但是传统的育种方法所花费的时间和财力、物力及人力太长太多了。况且通过传统育种得到的种子利用年限等各方面都不尽人意。于是人们开始转向对组织培养等新的植物快繁技术的研究，期望通过实验室得到大量的“植物种子”。植物人工种子正是在此基础上发展起来的一项新的生物技术。现在，世界范围内已进行人工种子试验的物种有：胡萝卜、蕹菜、苜蓿、芹菜、黄连、刺五加、西洋参、小麦、玉米、水稻、甘薯、橡胶树、柑桔、云杉、大麦、油菜、桑树、檀香、抱子甘蓝、百合、莴苣、杨树、安祖花等30多种植物。提高粮食品质通过转基因手段除了可以培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。目前，美国学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中，使向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。另外，有人利用转基因手段培育出了耐贮藏的转基因西红柿等。生物固氮，减少化学肥料的使用现代农业的发展是建立在化学肥料的施用之上的。但化学肥料的使用使土壤变得僵硬，肥力下降，而且导致了环境的污染。生物固氮则不存在这种问题。目前，全世界有很多科学家都在着力研究如何将固氮微生物转移到水稻等粮食作物中去。我国已构建了12株水稻粪产碱菌的耐胺工程菌。动物的大量快速无性繁殖植物细胞具有全能性，所以可以利用微扩繁技术进行工厂化生产。那么，动物细胞有没有全能性呢？这在1997年之前一直是个谜。克隆羊“多莉”的诞生，告诉我们动物细胞也具有全能性，也可以进行动物的大量无性繁殖。目前，已有克隆猪、克隆牛诞生。相信在不久的将来，动物也会像植物一样能够在“动物工厂”里生产。利用转基因技术可以将与动物优良品质有关的基因转移到动物体内，使动物获得新的品质。1983 年，美国科学家利用这一技术成功培育了世界上第一例转基因动物转基因小鼠。除此之外，科学家还成功培育了转基因羊、转基因兔、转基因猪、转基因鱼等多种动物新品种。医药产业上的应用抗生素我们最熟悉、应用最广泛的生物技术药物。目前已分离得到6000多种不同的抗生素，其中有100多种被广泛应用。目前，用基因工程技术生产的药物已有很多种，诸如人生长激素释放抑制激素、人胰岛素、人生长激素、人心钠素、人干扰素、肿瘤坏死因子等。2004年FDA批准的36种新分子实体中有5种是生物技术药物。目前我国约有300家研究院（所）和300家公司从事生物药物的研究与开发。已有20多种基因工程药物和疫苗上市。开发清新能源我们生活的每一个方面都离不开能源。目前，石油和煤炭是我们生活中的主要能源。然而，这些能源是不可再生的，必将枯竭。因此，寻找新的替代能源将是我们面临的一大重要课题。生物能源将是最有希望的能源之一。目前，世界各地的科学家正在致力于这一研究，并取得了许多成果。“生物柴油”就是一种可再生的、环保的新能源，但存在成本高、急需政府扶持政策等问题。菲律宾总统府宣布他们正在与美国共同开发一种用椰油制造的“生物柴油”。美国也在用大豆油、黄脂膏和牛油脂等生产“生物柴油”。德国也将建造世界最大的生物柴油装置。另外，通过微生物发酵技术，将农业生产中的废弃物变为沼气或氢气，也是一种取之不尽、用之不竭的能源。生物能源的开发从目前市场能源消耗的品种及速率分析，利用生物技术提高不可再生能源的开采率及创造更多可再生能源将是目前提高产能的有效技术之一很多国家已投入大量的人力及物力用于生物技术和能源的开发，开发生物能源的态势十分喜人生产贵重金属在冶金工业中，面对贫矿、尾矿、废渣矿等，采用一般的采矿技术已无能为力，唯有利用细菌浸矿技术才能对这类矿石进行提炼。可浸提的金属有金、银、铜、铀、锰等多种贵金属。环境保护小小的微生物有着惊人的降解这些污染物的能力。马梅荣等人的研究表明生物除臭与物理、化学方法除臭相比具有彻底性、实用性与经济性的特点,在环境保护与资源的重复利用方面有着巨大的应用潜力。人们可以利用生物技术手段改造微生物，使其对有害物质的降解速率变的更快，这样将更有利于利用微生物来净化有毒物质、降解石油污染等。构建含有多种降解功能的细菌菌株来清除有毒物质，既安全有效又降低了成本。例如：美国培育的基因工程“超级菌”，几小时便可降解掉自然菌种需一年才能降解的水上浮油；Et本将嗜油酸单孢杆菌的耐汞基因转入腐臭单孢杆菌，该菌株能把汞化物吸收到细胞内，用它处理污水就能解决被汞污染的环境问题，又使汞得以回收。目前人们发现有些绿色植物可以将重金属富集到体内，这一发现又开辟了利用转基因绿色植物清除环境污染的新思路。制造现代生物农 药和肥料传统的化学农药和化学肥料不但对动物、人和整个生态系统都有很强的短期副作用，而且有长期的滞留毒害作用。目前利用DNA重组技术，制成的微生物杀虫剂和微生物肥料，不仅更有效而且还可进行生物降解，大大减少了环境的污染，维持了生态的平衡。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展,为从根本上解决环境问题提供了希望。目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时,最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质,如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代生物技术的发展,尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用,大大强化了上述环境生物处理过程,使生物处理具有更高的效率,更低的成本和更好的专一性,为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。我们有理由相信：将来，生物技术必将渗入我们生活的每一个角落。参考文献：[1]罗明典.现代生物技术及其产业化.上海：复旦大学出版社.2001，11-18[2]宋思扬,楼士林等.生物技术概论(第二版).北京：科学出版社.2003［3］瞿礼嘉，顾红雅，陈章良现代生物技术导论［M］北京：高等教育出版社，2004［4］宋思扬，楼士林生物技术概论［M］北京：科学出版社，2007