現(xiàn)代生物技術(shù)與人類生活

1、現(xiàn)代生物技術(shù)與人類生活張婷（昆明學(xué)院 2010級 農(nóng)學(xué)院 植物保護(hù)1班 2 ）摘要：現(xiàn)代生物技術(shù)是在傳統(tǒng)生物技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以DNA重組技術(shù)的建立為標(biāo)志，以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ)，以基因或基因組為核心，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)以基因產(chǎn)業(yè)為核心，并輻射到各個(gè)生物科技領(lǐng)域。通過了解現(xiàn)代生物技術(shù)的基本概念和主要領(lǐng)域，以及對這些領(lǐng)域中產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀的分析，人們研究出針對這些問題的一些對策，得出現(xiàn)代生物技術(shù)對人類生存和生活帶來的影響和結(jié)論，并對生物技術(shù)未來的發(fā)展做一定的展望和預(yù)期。關(guān)鍵詞：基因，領(lǐng)域，應(yīng)用，展望引言：現(xiàn)代生物技術(shù)是當(dāng)今世界發(fā)展最快、潛力最大、影響最深遠(yuǎn)的一項(xiàng)高新技術(shù)。被視為是 21世紀(jì)人類徹

2、底解決人口、資源、環(huán)境三大危機(jī)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一。所以世界各國都將生物技術(shù)確定為增強(qiáng)國力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的關(guān)鍵技術(shù)之一。我國也十分重視生物技術(shù)，并組織力量追蹤和攻關(guān)?，F(xiàn)代生物技術(shù)為什么會引起世界各國如此普遍的關(guān)注和重視呢？首先，生物技術(shù)是解決全球經(jīng)濟(jì)問題的關(guān)鍵技術(shù)，在迎接人口、資源、能源、食物和環(huán)境五大危機(jī)的挑戰(zhàn)中將大顯身手。其次，生物技術(shù)將廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林畜牧、輕工、食品、化工、能源和環(huán)境等領(lǐng)域，促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和新興產(chǎn)業(yè)的形成，對人類社會將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。所以生物技術(shù)是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，也是具有巨大經(jīng)濟(jì)效益的潛在生產(chǎn)力；是 21 世紀(jì)高新技術(shù)的核心。1 現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中

3、的應(yīng)用1.1改良微生物的苗種性能生物技術(shù)已用于啤酒酵母的改造，如將-乙酰乳酸脫羧酚基因克隆到啤酒酵母中進(jìn)行表達(dá)，可降低啤酒雙乙酰含量而改善啤酒風(fēng)味，日本生物技術(shù)專家還將霉菌的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母中使其能直接利用淀粉生產(chǎn)酒精，省掉了高溫蒸煮工序，可節(jié)約60%的能源，生產(chǎn)周期大為縮短。1.2應(yīng)用于食品酶制劑的生產(chǎn)酶制劑是從動、植物和微生物中提取制備的具有酶特性的高效生物活性物質(zhì)，通常與少量載體混合而制成粉劑。從微生物細(xì)胞制備酶的流程一般包括破碎細(xì)胞、溶劑抽提、離心、過濾、濃縮、干燥幾個(gè)步驟，某些酶則需純度要求很高的酶劑須經(jīng)幾種方法乃至多次反復(fù)處理、利用基因工程技術(shù)不但可以成倍的提高酶的活力，而且還可

4、以將生物酶基因克隆到微生物中， 構(gòu)建生物工程菌來生產(chǎn)酶，僅據(jù)1995年統(tǒng)計(jì)，已有50%的工業(yè)用酶是用轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)的。1.3改變傳統(tǒng)的食品加工工藝 從植物中萃取食品添加劑、成本高，且來源有限；化學(xué)合成法生產(chǎn)食品添加劑隨成本低，但化學(xué)合成率低，周期長，且?？赡芪：θ梭w健康。因此，生物技術(shù)，尤其是發(fā)酵工程技術(shù)已成為食品添加劑生產(chǎn)的首選方法。1.4以現(xiàn)代發(fā)酵工程改造傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品多年來人們一直用酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精。近年來廣泛研究了細(xì)菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精以期得到耐高溫、耐酒精的新菌種。例如，日本從土壤中分離得到一株酒精生產(chǎn)菌（TB-22），它能利用稻草，廢木材和纖維素生產(chǎn)酒精。味精生產(chǎn)線廣泛采用雙酶法糖化發(fā)酵

5、工藝取代傳統(tǒng)的酸法水解工藝可提高原料利用率10%左右。在鮮牛奶生產(chǎn)酸性飲料工藝中，運(yùn)用加入添加劑和。高壓均質(zhì)乳化的方法解決了酪蛋白 在酸性條件下產(chǎn)生沉淀分離的技術(shù)問題，為牛乳深加工創(chuàng)出一條新路，以上等等方面，無不為我們展示了發(fā)酵技術(shù)在食品科學(xué)中的誘人前景。1.5食品生產(chǎn)加工在食品生產(chǎn)工藝中，往往會碰到飲料、酒等渾濁的問題，從而影響其質(zhì)量，解決此問題最常用的方法就是添加些適當(dāng)?shù)拿?。果汁澄清時(shí)，添加果膠酶可降低果汁粘度，并使渾濁液澄清。在葡萄酒釀造中，加入果膠酶不僅可以加快葡萄汁和酒汁的澄清，提高酒液過濾效率，而且它還可以水解葡萄汁中的單萜糖體，得到易揮發(fā)的單萜風(fēng)味物質(zhì)，增加了葡萄酒的芳香風(fēng)味。1

6、.6食品保鮮生物酶用于食品保鮮主要就是制造一種有利食品保質(zhì)的環(huán)境，它主要根據(jù)不同食品的所含的酶和種類，而選用不同的生物酶，是食品所含的不利食品保質(zhì)的酶受到抑制或降低其反應(yīng)速度，從而達(dá)到保鮮目的。1.7食品的分析與檢測由于酶具有特異性，因此它適合于植物和動物材料的化合物的定性和定量分析.例如:采用乙醇脫氫酶測定食品中的以醇含量，采用檸檬酸裂解酶測定檸檬酸的含量等.另外，在食品中加入一種或幾種酶，根據(jù)他們作用于食品中某些組分的結(jié)果，可以評價(jià)食品的質(zhì)量，這是一種十分簡便的方法2 現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用2.1提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)2.1.1 培育抗逆的作物優(yōu)良品系轉(zhuǎn)基因技術(shù)是基因工程的一個(gè)分支。這一

7、技術(shù)在植物育種上的應(yīng)用，使植物在遺傳性狀發(fā)生了很大變化，讓植物能夠同時(shí)擁有幾個(gè)生物的優(yōu)良性狀。一次這一技術(shù)的產(chǎn)生，無疑會讓農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)發(fā)生較大的改變。目前，我國已通過這一技術(shù)創(chuàng)造了很多農(nóng)作物新品種，如水稻、小麥、油菜等，而且已有許多投入了生產(chǎn)。其實(shí)，早在“七五”期間，上海植物生理研究所和遺傳研究所就聯(lián)合開展了對禾谷類作物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的研究，并得到了小麥、水稻和高粱的轉(zhuǎn)基因植株。之后的數(shù)年內(nèi)，他們又建立了玉米、小麥的基因槍轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，并得到了轉(zhuǎn)基因植株。1978 年得到了我國第一例轉(zhuǎn)基因水稻。1992 年人類獲得第一株轉(zhuǎn)基因小麥,如今轉(zhuǎn)基因小麥研究已獲得了許多重大進(jìn)展，目前國內(nèi)外已有近 200

8、例關(guān)于小麥轉(zhuǎn)基因的報(bào)道育種研究正在進(jìn)行著。目前，已有人把蘇云金桿菌的Bt殺蟲蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花，培育出了抗蟲棉目前，我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)已接近實(shí)用階段，應(yīng)用這一技術(shù)已獲得具有不同性狀的轉(zhuǎn)基因植物 180 種，進(jìn)入中試階段或大田釋放的 15 種，其中有 6 種已商品化。2.1.2 植物種苗的工廠化生產(chǎn)種子不僅是植物傳種續(xù)代繁衍之本，而且是人類衣食之源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的天然種子，一般都是由種被、胚乳和胚三部分構(gòu)成。種皮通常在種子的外層起保護(hù)作用；胚乳含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，是種苗萌發(fā)生長不可缺少的營養(yǎng)來源；胚由胚芽、胚軸、胚根和子葉構(gòu)成，將來發(fā)成植株。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，作物育種成為一個(gè)熱門話題，但是傳統(tǒng)的育種方

9、法所花費(fèi)的時(shí)間和財(cái)力、物力及人力太長太多了。況且通過傳統(tǒng)育種得到的種子利用年限等各方面都不盡人意。于是人們開始轉(zhuǎn)向?qū)M織培養(yǎng)等新的植物快繁技術(shù)的研究，期望通過實(shí)驗(yàn)室得到大量的“植物種子”。植物人工種子正是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新的生物技術(shù)?，F(xiàn)在，世界范圍內(nèi)已進(jìn)行人工種子試驗(yàn)的物種有：胡蘿卜、蕹菜、苜蓿、芹菜、黃連、刺五加、西洋參、小麥、玉米、水稻、甘薯、橡膠樹、柑桔、云杉、大麥、油菜、桑樹、檀香、抱子甘藍(lán)、百合、萵苣、楊樹、安祖花等 30 多種植物。2.1.3 提高糧食品質(zhì)通過轉(zhuǎn)基因手段除了可以培育高產(chǎn)、抗逆、抗病蟲害的新品系外，還可以培育品質(zhì)好、營養(yǎng)價(jià)值高的作物新品系。目前，美國學(xué)者將菜豆

10、儲藏蛋白基因轉(zhuǎn)移到向日葵中，使向日葵種子含有菜豆儲藏蛋白。另外，有人利用轉(zhuǎn)基因手段培育出了耐貯藏的轉(zhuǎn)基因西紅柿等。3 發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)3.1 動物的大量快速無性繁殖植物細(xì)胞具有全能性，所以可以利用微擴(kuò)繁技術(shù)進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。那么，動物細(xì)胞有沒有全能性呢？這在 1997 年之前一直是個(gè)謎?？寺⊙颉岸嗬颉钡恼Q生，告訴我們動物細(xì)胞也具有全能性，也可以進(jìn)行動物的大量無性繁殖。目前，已有克隆豬、克隆牛誕生。相信在不久的將來，動物也會像植物一樣能夠在“動物工廠”里生產(chǎn)。3.2 培育動物的優(yōu)良品系利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以將與動物優(yōu)良品質(zhì)有關(guān)的基因轉(zhuǎn)移到動物體內(nèi)，使動物獲得新的品質(zhì)。1983 年，美國科學(xué)家利用這一技術(shù)

11、成功培育了世界上第一例轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因小鼠。除此之外，科學(xué)家還成功培育了轉(zhuǎn)基因羊、轉(zhuǎn)基因兔、轉(zhuǎn)基因豬、轉(zhuǎn)基因魚等多種動物新品種。4 醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用醫(yī)藥生物技術(shù)是生物技術(shù)領(lǐng)域中最活躍、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快、效益最顯著的領(lǐng)域。生物技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用主要涉及到新藥開發(fā)、新診斷技術(shù)、預(yù)防措施及新的治療技術(shù)?？股匚覀冏钍煜?、應(yīng)用最廣泛的生物技術(shù)藥物。目前已分離得到 6000 多種不同的抗生素，其中有 100 多種被廣泛應(yīng)用。目前，用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的藥物已有很多種，諸如人生長激素釋放抑制激素、人胰島素、人生長激素、人心鈉素、人干擾素、腫瘤壞死因子等。2004 年FDA批準(zhǔn)的 36 種新分子實(shí)體中有 5 種

12、是生物技術(shù)藥物。目前我國約有 300 家研究院（所）和 300 家公司從事生物藥物的研究與開發(fā)。已有 20 多種基因工程藥物和疫苗上市。5 能源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用我們生活的每一個(gè)方面都離不開能源。目前，石油和煤炭是我們生活中的主要能源。然而，這些能源是不可再生的，必將枯竭。因此，尋找新的替代能源將是我們面臨的一大重要課題。在全國首屆化學(xué)工程和生物化工年會上,與會專家紛紛就新能源開發(fā)的技術(shù)與發(fā)展戰(zhàn)略等熱點(diǎn)問題展開交流,共同尋求我國經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)支撐和發(fā)展戰(zhàn)略。大家一致認(rèn)為：加快開發(fā)新能源是解決我國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。而生物能源將是最有希望的能源之一。目前，世界各地的科學(xué)家正在致力

13、于這一研究，并取得了許多成果。 “生物柴油”就是一種可再生的、環(huán)保的新能源，但存在成本高、急需政府扶持政策等問題。菲律賓總統(tǒng)府宣布他們正在與美國共同開發(fā)一種用椰油制造的“生物柴油”。美國也在用大豆油、黃脂膏和牛油脂等生產(chǎn)“生物柴油”。德國也將建造世界最大的生物柴油裝置。另外，通過微生物發(fā)酵技術(shù)，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物變?yōu)檎託饣驓錃?，也是一種取之不盡、用之不竭的能源。6 環(huán)境保護(hù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及石油、化工等現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，開發(fā)了一大批天然或合成的有機(jī)化合物，如農(nóng)藥、塑料、染料等工業(yè)產(chǎn)品，這些物質(zhì)連同生產(chǎn)過程中大量排放的工業(yè)廢水、廢氣、廢物給我們賴以生存的地球帶來了嚴(yán)重的污染。目前已發(fā)現(xiàn)有致癌活性的污

14、染物達(dá) 1100 多種，嚴(yán)重威脅著人類的健康。但是小小的微生物有著驚人的降解這些污染物的能力。馬梅榮等人的研究表明生物除臭與物理、化學(xué)方法除臭相比具有徹底性、實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn),在環(huán)境保護(hù)與資源的重復(fù)利用方面有著巨大的應(yīng)用潛力。人們可以利用生物技術(shù)手段改造微生物，使其對有害物質(zhì)的降解速率變的更快，這樣將更有利于利用微生物來凈化有毒物質(zhì)、降解石油污染等。7 工業(yè)上的應(yīng)用7.1 制造工業(yè)原料利用微生物發(fā)酵技術(shù)可以為工業(yè)生產(chǎn)制造原料。目前利用這一技術(shù)制造的工業(yè)原料主要有乙醇、丙酮、丁醇、丙烯酰胺、粘康酸、衣康酸、長鏈二羧酸、乙烯等。7.2生產(chǎn)貴重金屬在冶金工業(yè)中，面對貧礦、尾礦、廢渣礦等，采用一般

15、的采礦技術(shù)已無能為力，唯有利用細(xì)菌浸礦技術(shù)才能對這類礦石進(jìn)行提煉?？山岬慕饘儆薪稹y、銅、鈾、錳等多種貴金屬。8 現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用前景展望近年來，生物技術(shù)正逐漸成為科技革命的主體和代表。隨著生命科學(xué)和生物技術(shù)的不斷發(fā)展，基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物芯片、生物信息等重大技術(shù)相繼出現(xiàn)，這大大的擴(kuò)展了生物技術(shù)的涵蓋范圍。其應(yīng)用范圍也將隨著時(shí)代的發(fā)展遍及世界的各個(gè)領(lǐng)域，從而成為解決人類社會各種問題的最有潛力的技術(shù)手段。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用， 21世紀(jì)將是生物技術(shù)的光輝世紀(jì)，食品工業(yè)將成為現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用最廣闊、最活躍、最富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)在食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，食品工業(yè)將

16、不再是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)食品的概念，工業(yè)食品將在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)重要的地位。我們要充分利用世界生物技術(shù)迅猛的鍥機(jī)，重視食品生物技術(shù)的研究，利用現(xiàn)代生物技術(shù)，促進(jìn)我國食品工業(yè)的改革，實(shí)現(xiàn)我國食品工業(yè)的健康有序地發(fā)展。 9 注意“生物技術(shù)的發(fā)展推動了生物經(jīng)濟(jì)，目前，生物經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已成為我們經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中一塊主要的支柱，引領(lǐng)著發(fā)展。但是，在生物技術(shù)帶動生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程當(dāng)中不可忽視其帶來的一些負(fù)面的影響，包括企業(yè)污染、轉(zhuǎn)基因監(jiān)管，還包括可能會醫(yī)療衛(wèi)生中可能出現(xiàn)的道德倫理問題?！?總后衛(wèi)生部副部長王玉民強(qiáng)調(diào).轉(zhuǎn)基因玉米已經(jīng)導(dǎo)致蝴蝶大量死亡；兒童飲用轉(zhuǎn)基因大豆豆?jié){產(chǎn)生過敏反應(yīng)。來自國家環(huán)保局的消息說，目前我國仍缺乏

17、有效的法規(guī)對現(xiàn)代生物技術(shù)可能造成的危害進(jìn)行防范。因此，在我們享受生物技術(shù)給我們帶來益處的同時(shí),我們也應(yīng)該清醒的認(rèn)識到它的負(fù)面影響.盲目的使用生物技術(shù)改造生物,事實(shí)上在一定程度上打破了自然界的平衡,當(dāng)關(guān)于基因技術(shù)的研究取得一項(xiàng)又一項(xiàng)突破的時(shí)候，環(huán)保專家們預(yù)言的一些災(zāi)難正逐漸露出苗頭?？梢哉f生物技術(shù)在目前給人類帶來的益處大于弊處,因此,我們忽略了它的危害.但是生物技術(shù)所帶的隱藏危害正隨著人類的濫用在逐漸的凸顯,這不得不令我們深思,慎重的考慮該如何把握好這把雙刃劍,一旦我們沒把握好這把劍,反過來受傷的將會是我們自己.人類的生活都是希望向著好的發(fā)展,我們不要在受傷后才后悔.當(dāng)然,我們也不能因?yàn)楹ε露鴮?/p>

18、它敬而遠(yuǎn)之.”度”是其中的關(guān)鍵. 參考文獻(xiàn)：1程備久等.現(xiàn)代生物技術(shù)概論.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社.20032荊孫.植物與人類的故事.北京：氣象出版社.2004，1043孟廣震.中國科學(xué)院生物技術(shù)研究進(jìn)展.北京：科學(xué)出版社.1998，14白和金.中華人民共和國經(jīng)濟(jì)大事輯要 19782001.2002，3815劉太國,吳茂森等.花粉管通道法介導(dǎo)的抗大麥黃矮病毒轉(zhuǎn)基因小麥研究.植物保護(hù).2005，31(04)：32-356趙慧,徐萍等.小麥轉(zhuǎn)基因研究現(xiàn)狀及展望.世界科技研究與發(fā)展.2005，27(03)：32-367彭小平，陳萍2000，(26)，1，45-478趙慧,張正斌等.轉(zhuǎn)基因小麥目錄.麥類作物學(xué)報(bào).2005，25(04)：116-1269聶明建,王國槐.油菜分子標(biāo)記與轉(zhuǎn)基因育種研究進(jìn)展.中國農(nóng)學(xué)通報(bào).2006，22(1):54-5810張鳴圣.高新技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及對策.黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2004，6（4）：58-6111羅明典.現(xiàn)代生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社.2001，11-1812參政消息.2006 年 5 月 18 日第 7 版