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1、生物技术及其应用前言：生物技术是当今世界发展最快、潜力最大、影响最深远的一项高新技术。被视为是21世纪人类彻底解决人口、资源、环境三大危机，实现可持续发展的有效途径之一。所以世界各国都将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键技术之一。我国也十分重视生物技术，并组织力量追踪和攻关。现代生物技术为什么会引起世界各国如此普遍的关注和重视呢？首先，生物技术是解决全球经济问题的关键技术，在迎接人口、资源、能源、食物和环境五大危机的挑战中将大显身手。其次，生物技术将广泛地应用于医药卫生、农林畜牧、轻工、食品、化工、能源和环境等领域，促使传统产业的改造和新兴产业的形成，对人类社会将产生深远的影响。所以生物技
2、术是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力；是21世纪高新技术的核心。正文：一、生物技术及其发展1、生物技术生物技术有时也称为生物工程，是指人们以生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，利用生物体或其体系货摊们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。先进的生物技术一般是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程（后处理工序）等中的新技术。2、生物技术的发展生物技术的发展经历了三个阶段：以制酒、食品加工、农业、畜牧业为主的作坊式的生物技术；以抗生素为代表，发酵工程为主要技术的工业化的生物技术；现代生物技术。生物技术的应用可追
3、溯到史前年代，在石器时代后期，我国人民就开始制作酒，这是最早的发酵技术。在公元221年，周代后期，我国人民就开始制作豆腐、酱和醋。公元10世纪我国就有了预防天花的活疫苗。有关资料显示，早在几万年前的原始部落人就会酿造葡萄酒了，而埃及人也在5000年前就在酿造葡萄酒了公元前6000年苏美尔人和巴比伦人就开始啤酒发酵。埃及人则在公元前4000年就开始制作面包。随着显微镜的出现及其加工技术的发展，到19世纪60年代法国科学家L.Pasteur首先证实发酵是由微生物引起的，并首 先建立了微生物的纯种培养技术，从而为发酵技术的发展提供了理论基础。1917年Karl Ereky首次使用了“生物技术”一词。
4、现代生物技术的兴起始于20世纪70年代，是以DNA重组技术的建立为标志的。1977年，中国科学院在上海召开的“遗传工程研究座谈会”拉开了我国向生物技术进军的帷幕。之后，生物技术在全世界范围内迅速发展起来，并成为一门高新技术。二、现代生物技术的应用1、现代生物技术在农业上的应用：提高农作物产量和品质培育抗逆的作物优良品系。转基因技术是基因工程的一个分支。这一技术在植物育种上的应用，使植物在遗传性状发生了很大变化，让植物能够同时拥有几个生物的优良性状。一次这一技术的产生，无疑会让农作物的产量和品质发生较大的改变。目前，我国已通过这一技术创造了很多农作物新品种，如水稻、小麦、油菜等，而且已有许多投入
5、了生产。其实，早在“七五”期间，上海植物生理研究所和遗传研究所就联合开展了对禾谷类作物转化系统的研究，并得到了小麦、水稻和高粱的转基因植株。之后的数年内，他们又建立了玉米、小麦的基因枪转化系统，并得到了转基因植株。1978年得到了我国第一例转基因水稻。1992年人类获得第一株转基因小麦,如今转基因小麦研究已获得了许多重大进展，目前国内外已有近200例关于小麦转基因的报道。油菜、马铃薯、烟草、玉米、番茄、甜菜、大豆、苜蓿等的转基因育种研究正在进行着。目前，已有人把苏云金杆菌的Bt杀虫蛋白基因转入棉花，培育出了抗虫棉，对相应的鳞翅目害虫的杀虫率达70%80%。目前，我国转基因技术已接近实用阶段，应
6、用这一技术已获得具有不同性状的转基因植物180种，进入中试阶段或大田释放的15种，其中有6种已商品化。近些年来，水稻生物技术方面的研究取得了可喜进展。这些研究主要研究集中在高产、抗虫、抗病、耐盐碱、抗灾（抗涝灾、风灾等）、高品质水稻的育种研究上。最近，美国一家名为“芬特里亚生物科学”的小公司透露，他们已将人类的基因导入水稻，培育出了能产生乳铁蛋白和盐酸溶菌酶的转基因水稻，并即将投放市场。目前，转基因草坪草的研究也很热。吴锜等人认为采用现代基因工程来改良草坪草有巨大的商业潜力,草坪植物的组织培养和再生系统的建立为DNA的直接转移和农杆菌介导的转化提供了条件;遗传修饰的草坪草改善了其抗旱、抗高(低
7、)温、抗病、抗除草剂和耐践踏的特性;携带异戊烯基转移酶基因的草坪草表现出分蘖力加强,严冬绿期延长。4、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。种皮通常在种子的外层起保护作用；胚乳含有大量的营养物质，是种苗萌发生长不可缺少的营养来源；胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成，将来发成植株。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
8、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。植物快繁技术也是近年来发展比较快的一门新技术。一个10m2的恒温室内，可繁殖1万50万株小苗。这一技术已广泛应用于花卉、果树、蔬菜、药用植物和农作物快速繁殖，实现了商品化生产。我国已建立的植物试管苗生产线有：葡萄、苹果、香蕉、柑橘、花卉等。5、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
9、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。6、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。7、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
10、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。8、培育动物的优良品系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。三、医药产业上的应用医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最快、效益最显著的领域。生物技术在医药领域的应用主要涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的
11、治疗技术。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。20世纪90年代兴起的基因治疗技术已经对医学、生物学、社会学和伦理学等产生了深远的影响。成为人们研究与关注的热点问题。它不仅可以用于疾病预防，还可用于疾病治疗。已知的人类基因病有4000多种，基因缺陷造成了30%的儿童死亡、25%的生理缺陷和60%的成年人疾病。因此，基因治疗具有广阔的引用前景。目前已有涉及到恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾病、传染病等
12、多个治疗方案正在实施中。四、能源开发方面的应用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。在全国首届化学工程和生物化工年会上,与会专家纷纷就新能源开发的技术与发展战略等热点问题展开交流,共同寻求我国经济和社会可持续发展的技术支撑和发展战略。大家一致认为：加快开发新能源是解决我国可持续发展的关键。而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
13、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。结语：在前面的文字中对生物技术及其在农业、医药、能源开发、环境保护和工业中的应用作了一些简单的叙述。由于学识短浅、能力有限，未能将生物技术这一新课题及其应用阐述清楚。尽管如此，还是认为生物技术这一高新技术在我们未来的生活中必将产生巨大的影响。这是因为生物技术可以保障未来食物的安全、提高人民的健康水平、改善生态环境、缓解能源压力、保障国家安全、开发生物新资源。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。 2
