Ⅰ 現在有哪些生物新技術
現在有哪些生物新技術
生物技術是以現代生命科學為基礎，結合其他基礎科學的，採用先進的科學技術手段，按照預先的設計改造生物體或加工生物原料，為人類生產出所需產品或達到某種目的。
生物技術的主要內容有：基因工程、細胞工程、酶工程（也有稱作蛋白質工程）和發酵工程。所以，也有人將生物技術稱作生物工程。
但是，生物技術和生物工程還是有區別，生物技術和生物工程同屬理科，但是，生物技術更注重於操作和原理，而生物工程更注重於實際操作中的各種參數也就是有較多的工科內容在裡面。
隨著生物技術的發展，現代生物技術正在以上四大基礎工程上穩步發展，最明顯的特點是由以前的研究型向現在的應用性發展。
比如，以前是通過生物技術的手段去研究染色體上某位點基因的功能，而現在，則是在以前的基礎上對這個基因進行改良或者創造新的基因來完善或加強生物的某些功能。
總之，有進步性的特點。
1）更加註重實際應用，實際生產決定研究方向，更多的人把精力放在了優良技術的創造。
2）操作先進化，以往的生物技術往往以酶工程和發酵工程為代表，獲得的都是一些蛋白或者微生物產物，如青黴素的獲得。但是現在更加註重基因工程和細胞工程，從微觀去創新。
3）理論基礎的多樣化，現在學生物技術，不是掌握微生物學、動物學就可以了，還要有更多的如生化、分子生物學的基礎才行。
Ⅱ 簡述現代生物技術的發展趨勢
一，概述
生物技術是以現代生命科學為基礎，結合其他基礎科學的，採用先進的科學技術手段，按照預先的設計改造生物體或加工生物原料，為人類生產出所需產品或達到某種目的。
二，特點
生物技術的主要內容有：基因工程、細胞工程、酶工程（也有稱作蛋白質工程）和發酵工程。所以，也有人將生物技術稱作生物工程。隨著生物技術的發展，現代生物技術正在以上四大基礎工程上穩步發展，最明顯的特點是由以前的研究型向現在的應用性發展。
總之，有以下幾個特點。
1）更加註重實際應用，實際生產決定研究方向，更多的人把精力放在了優良技術的創造。
2）操作先進化，以往的生物技術往往以酶工程和發酵工程為代表，獲得的都是一些蛋白或者微生物產物，如青黴素的獲得。但是現在更加註重基因工程和細胞工程，從微觀去創新。
3）理論基礎的多樣化，現在學生物技術，不是掌握微生物學、動物學就可以了，還要有更多的如生化、分子生物學的基礎才行。
三，發展趨勢
考慮我國目前治理環境污染的迫切問題：如煤燃燒造成空氣污染；工業廢水污染水源和農田；不可降解塑料造成的白色污染；化學農葯殘毒對人和禽畜的危害等問題。21世紀我國環境生物技術的重點在於：用工程微生物處理原煤脫硫的工業化工藝；無污染、能大量生產的生物能源的開拓性研究；高效、多抗轉基因微生物農葯的研製；生物來源的可降解的透明膜材料等。
Ⅲ 生物技術領域的發展趨勢有哪些
前，我國生物技術已廣泛用於農業、醫葯、環保、輕化工等重要領域，為生物技術創新和產業化奠定了良好基礎。生物技術與產業已經開始從跟蹤仿製到自主創新的轉變；從實驗室探索到產業化的轉變；從單項技術突破到整體協調發展的轉變。中國生物科技發展中心主任王宏廣說，我國生物技術在讓企業積極參與產業化的同時，還要加強有獨立知識產權成果的創新。努力培養技術、管理人才，建立產品標准化體系，組建相關行業協會，規范市場秩序。??我國生物技術產業通過20多年的發展已經初具規模，北京、上海、廣州、深圳等地已建立了20多個生物技術園區。目前，涉及現代生物技術的企業約500家，從業人員超過5萬人，其中涉及醫葯生物技術的企業300多家，涉及農業生物技術的企業200多家。??人均壽命從1949年35歲增長到1996年70.8歲生物技術功不可沒??據新華社北京19日電記者楊維漢報道科技部有關負責人近日表示，我國生物技術要積極穩妥地促進產業化，努力使生物技術產業成為新的經濟增長點。正在召開的"新世紀生命科學論壇"上，科技部有關人士介紹，我國將通過生物技術重點領域和關鍵技術的發展，進一步發展生物高科技，培育生物新產業，力爭使生物技術產業成為我國新的經濟增長點和支柱產業之一。??水平在發展中國家領先??據新華社北京19日電記者楊維漢報道經過近20年的發展，我國生物技術總體水平在發展中國家處於領先地位，為經濟建設和社會發展作出了重要貢獻。??我國生物技術基礎研究不斷取得突破，為生物技術創新和產業化奠定了良好基礎。中國作為惟一的發展中國家成員參與國際人類基因組計劃，完成了1％測序工作；中國科學家獨立完成了雜交水稻父本9311（秈稻）的基因組序列草圖；在國際上首次定位和克隆了神經性高頻耳聾基因、乳光牙本質Ⅱ型、汗孔角化症等遺傳病的致病基因。醫葯生物技術為提高人民平均壽命和健康水平發揮了重要作用。中國人均壽命從1949年的35歲增長到1996年的70．8歲，生物技術功不可沒。近年來，中國醫葯生物技術發展明顯加快，進入臨床研究的生物醫葯已達150多個，有基因工程干擾素等21種生物技術葯物投入生產．??為農民增收做出了貢獻??我國農業生物技術成就顯著?為提高農產品產量和質量，增加農民收入做出了重要貢獻。特別是我國首創的雜交水稻技術已經推廣到20多個國家，累計增產糧食3500多億公斤。我國是世界上第二個有轉基因抗蟲棉花自主知識產權的國家，2002年種植面積占棉花總種植面積的40％，五年來累計為農民增收50多億元。??開發再生清潔能源有功??我國在利用生物技術開發可再生清潔能源方面成就顯著。利用玉米等糧食生產燃料酒精的技術分別在河南、黑龍江已具備了數十萬噸的年生產能力，乙醇汽油已在部分地區推廣試用；日產量20餘噸的生物柴油生產企業2002年在四川問世，填補了我國生物柴油工業化生產的空白。參考資料：/9.html
Ⅳ 生物技術有哪些新技術與方法
基因工程，酶工程，細胞培養，動物克隆，大到工廠化的生物發酵。
Ⅳ 生命科學近年來有哪些新技術
NO.1
SARAH TEICHMANN: Expand single-cell biology（擴展單細胞生物學）
Head of cellular genetics, Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, UK.
在過去的十年裡，我們看到研究人員可以分析的單細胞數量大幅增加，隨著細胞捕獲技術的發展，結合條形碼標記細胞和智能化技術等方法，在未來數量還將繼續增加，對此，大家可能不以為然，但這可以讓我們以更高的解析度來研究更為復雜的樣品，我們可以做各種各樣的實驗。比如說，研究人員不再只關注一個人的樣本，而是能夠同時觀察20到100個人的樣本，這意味我們能夠更好的掌握人的多樣性，我們可以分析出更多的發展時間點，組織和個體，從而提高分析的統計學意義。
我們的實驗室最近參與了一項研究，對6個物種的250000個細胞進行了分析，結果表明，控制先天免疫反應的基因進化速度快，並且在不同物種間具有較高的細胞間變異性，這兩個特徵都有助於免疫系統產生有效的微調反應。
我們還將看到在單個細胞中同時觀察不同基因組模式的能力發展。例如，我們不局限於RNA，而是能夠看到染色質的蛋白質-DNA復合物是開放還是封閉。這對理解細胞分化時的表觀遺傳狀態以及免疫系統和神經系統中的表觀遺傳記憶具有重要意義。
將單細胞基因組學與表型關聯的方法將會發生演變，例如，將蛋白質表達或形態學與既定細胞的轉錄組相關聯。我認為我們將在2019年看到更多這種類型的東西，無論是通過純測序還是通過成像和測序相結合的方法。事實上，我們已經見證了這兩種技術的一種融合發展：測序在解析度上越來越高，成像也越來越多元化。
NO.2
JIN-SOO KIM: Improve gene editors(改進基因編輯)
Director of the Center for Genome Engineering, Institute for Basic Science, and professor of chemistry, Seoul National University.（首爾國立大學基因學研究所基因組工程中心主任、化學教授。）
現如今，蛋白質工程推動基因組工程的發展。第一代CRISPR基因編輯系統使用核酸酶Cas9，這是一種在特定位點剪切DNA的酶。到目前為止，這種方法仍然被廣泛使用，但是許多工程化的CRISPR系統正在用新變體取代天然核酸酶，例如xCas9和SpCas9-NG，這拓寬了靶向空間——基因組中可以被編輯的區域。有一些酶比第一代酶更具特異性，可以將脫靶效應最小化或避免脫靶效應。
去年，研究人員報告了阻礙CRISPR基因組編輯引入臨床的新障礙。其中包括激活p53基因 (此基因與癌症風險相關)；不可預料的「靶向」效應；以及對CRISPR系統的免疫原性。想要將基因組編輯用於臨床應用，就必須解決這些限制。其中一些問題是由DNA雙鏈斷裂引起的，但並非所有基因組編輯酶都會產生雙鏈斷裂——「鹼基編輯」會將單個DNA鹼基直接轉換成另一個鹼基。因此，鹼基編輯比傳統的基因組編輯更干凈利索。去年，瑞士的研究人員使用鹼基編輯的方式來糾正小鼠中導致苯丙酮尿症的突變基因，苯丙酮尿症是一種先天性代謝異常疾病，患者體內會不斷累積毒素。
值得注意的是，鹼基編輯在它們可以編輯的序列中受到了限制，這些序列被稱為原間隔相鄰基序。然而蛋白質工程可以用來重新設計和改進現有的鹼基編輯，甚至可以創建新的編輯，例如融合到失活Cas9的重組酶。就像鹼基編輯一樣，重組酶不會誘導雙鏈斷裂，但可以在用戶定義的位置插入所期望的序列。此外，RNA引導的重組酶將會在新的維度上擴展基因組編輯。
基因編輯技術在臨床上的常規應用可能還需要幾年的時間。但是我們將在未來一兩年看到新一代的工具，將會有很多的研究人員對這項技術感興趣，到時候他們每天都會使用這些技術。屆時必然會出現新的問題，但創新的解決方案也會隨之出現。
NO.3
XIAOWEI ZHUANG（庄小威）: Boost micros resolution （提高顯微鏡解析度）
Professor of chemistry and chemical biology, Harvard University, Cambridge, Massachusetts; and 2019 Breakthrough Prize winner.
超解析度顯微鏡的原理驗證僅僅發生在十幾年前，但今天這項技術相對來說再平常不過，生物學家可以接觸到並豐富知識。
一個特別令人興奮的研究領域是確定基因組的三維結構和組織。值得一提的是，基因組的三維結構在調節基因表達中起到的作用越來越大。
在過去的一年裡，我們報道了一項工作，在這項工作中，我們對染色質進行了納米級的精準成像，將它與數千個不同類型細胞的序列信息聯系起來。這種空間解析度比我們以前的工作好一到兩個數量級，使我們能夠觀察到各個細胞將染色質組織成不同細胞之間差異很大的結構域。我們還提供了這些結構域是如何形成的證據，這使我們更好地理解染色質調節的機制。
除了染色質，我們預見到在超解析度成像領域空間解析度有了實質性的提高。大多數實驗的解析度只有幾十納米，雖然很小，但與被成像的分子相比卻沒有什麼差別，特別是當我們想解決分子間的相互作用時。我們看到熒光分子和成像方法的改進，大大提高了解析度，我們預計1納米解析度的成像將成為常規。
同時，瞬時解析度變得越來越好。目前，研究人員必須在空間解析度和成像速度之間做出妥協。但是通過更好的照明策略和更快的圖像採集，這些限制可以被克服。成千上萬的基因和其他類型的分子共同作用來塑造細胞的行為。能夠在基因組范圍內同時觀察這些分子的活動，將為成像創造強有力的機會。
NO.4
JEF BOEKE: Advance synthetic genomes （先進的合成基因組）
Director of the Institute for Systems Genetics, New York University Langone Medical Center, New York City.
當我意識到從頭開始寫一個完整的基因組變成可能的時候，我認為這將是一個對基因組功能獲得新觀點的絕佳機會。
從純科學的角度來看，研究小組在合成簡單的細菌和酵母基因組方面取得了進展。但是在合成整個基因組，特別是哺乳動物基因組方面仍然存在技術挑戰。
有一項降低DNA合成成本的技術將會對行業產生幫助，但是目前還沒有上市。今天發生的大多數DNA合成都是基於亞磷醯胺化學過程。所得核酸聚合物的最大長度和保真度都受到限制。
許多公司和實驗室都在研究酶促DNA合成——這種方法有可能比化學合成更快、更准確、更便宜。目前，還沒有一家公司在商業上提供這種分子。但是去年10月，一家總部位於巴黎的叫做DNA Script的公司宣布，它已經合成了一種150鹼基的寡核苷酸，幾乎符合化學DNA合成的實際限制。
作為一個群體，我們還研究了如何組裝人類染色體DNA的大片段，並且我們可以使用這種方法構建100千鹼基或更多的區域。現在，我們將使用這種方法來解剖大的基因組區域，這些區域對於識別疾病易感性非常重要，或者是其他表型特徵的基礎。
我們可以在酵母細胞中快速合成這些區域，因此我們應該能夠製造數十到數百種以前不可能檢測到的基因組變體。使用它們，我們將能夠檢查全基因組關聯研究中涉及的數千個基因組基因座，它們在疾病易感性方面具有一定意義。這種解剖策略可能使我們最終能夠確定這些變體的作用。
NO.5
CASEY GREENE: Apply AI and deep learning（應用人工智慧和深度學習）
Assistant professor of systems pharmacology and translational therapeutics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia.
Ⅵ 近幾年生物學新發展的資料有什麼
是2 觀察法
研究方法
生物學的一些基本研究方法——觀察描述的方法、比較的方法和實驗的方法等是在生物學發展進程中逐步形成的。在生物學的發展史上，這些方法依次興起，成為一定時期的主要研究手段。現在，這些方法綜合而成現代生物學研究方法體系。
觀察描述的方法 在17世紀，近代自然科學發展的早期，生物學的研究方法同物理學研究方法大不相同。物理學研究的是物體可測量的性質，即時間、運動和質量。物理學把數學應用於研究物理現象，發現這些量之間存在著相互關系，並用演繹法推算出這些關系的後果。生物學的研究則是考察那些將不同生物區別開來的、往往是不可測量的性質。生物學用描述的方法來記錄這些性質，再用歸納法，將這些不同性質的生物歸並成不同的類群。18世紀，由於新大陸的開拓和許多探險家的活動，生物學記錄的物種幾倍、幾十倍地增長，於是生物分類學首先發展起來。生物分類學者搜集物種進行鑒別、整理，描述的方法獲得巨大發展。要明確地鑒別不同物種就必須用統一的、規范的術語為物種命名，這又需要對各種各樣形態的器官作細致的分類，並制定規范的術語為器官命名。這一繁重的術語制定工作，主要是C.von林奈完成的。人們使用這些比較精確的描述方法收集了大量動、植物分類學材料及形態學和解剖學的材料。
比較的方法 18世紀下半葉，生物學不僅積累了大量分類學材料，而且積累了許多形態學、解剖學、生理學的材料。在這種情況下，僅僅作分類研究已經不夠了，需要全面地考察物種的各種性狀，分析不同物種之間的差異點和共同點，將它們歸並成自然的類群。比較的方法便被應用於生物學。
運用比較的方法研究生物，是力求從物種之間的類似性找到生物的結構模式、原型甚至某種共同的結構單元。G.居維葉在動物學方面，J.W.von歌德在植物學方面，是用比較方法研究生物學問題的著名學者。用比較的方法研究生物，愈來愈深刻地揭示動物和植物結構上的統一性，勢必觸及各個不同類型生物的起源問題。19世紀中葉，達爾文的進化論戰勝了特創論和物種不變論。進化論的勝利又給比較的方法以巨大的影響。早期的比較，還僅僅是靜態的共時的比較，在進化論確立後，比較就成為動態的歷史的比較了。現存的任何一個物種以及生物的任何一種形態，都是長期進化的產物，因而用比較的方法，從歷史發展的角度去考察，是十分必要的。
早期的生物學僅僅是對生物的形態和結構作宏觀的描述。1665年英國R.胡克用他自製的復式顯微鏡，觀察軟木片，看到軟木是由他稱為細胞的盒狀小室組成的。從此，生物學的觀察和描述進入了顯微領域。但是在17世紀，人們還不能理解細胞這樣的顯微結構有何等重要意義。那時的顯微鏡未能消除使影像失真的色環，因而還不能清楚地辨認細胞結構。19世紀30年代，消色差顯微鏡問世，使人們得以觀察到細胞的內部情況。1838～1839年施萊登和施萬的細胞學說提出：細胞是一切動植物結構的基本單位。比較形態學者和比較解剖學者多年來苦心探求生物的基本結構單元，終於有了結果。細胞的發現和細胞學說的建立是觀察和描述深入到顯微領域所獲得的成果，也是比較方法研究的一個重要成果。
實驗的方法 前面提到的觀察和描述的方法有時也要對研究對象作某些處理，但這只是為了更好地觀察自然發生的現象，而不是要考察這種處理所引起的效應。實驗方法則是人為地干預、控制所研究的對象，並通過這種干預和控制所造成的效應來研究對象的某種屬性。實驗的方法是自然科學研究中最重要的方法之一。17世紀前後生物學中出現了最早的一批生物學實驗，如英國生理學家W.哈維關於血液循環的實驗，J.B.van黑爾蒙特關於柳樹生長的實驗等。然而在那時，生物學的實驗並沒有發展起來，這是因為物理學、化學還沒有為生物學實驗准備好條件，活力論還占統治地位。很多人甚至認為，用實驗的方法研究生物學只能起很小的作用。
到了19世紀，物理學、化學比較成熟了，生物學實驗就有了堅實的基礎，因而首先是生理學，然後是細菌學和生物化學相繼成為明確的實驗性的學科。19世紀80年代，實驗方法進一步被應用到了胚胎學，細胞學和遺傳學等學科。到了20世紀30年代，除了古生物學等少數學科，大多數的生物學領域都因為應用了實驗方法而取得新進展。
實驗方法當然包含著對研究對象進行某種處理，然而更重要的則是它的思維方式。用實驗的方法研究某一生命過程，要求根據已有事實提出假說，並根據假說推導出一個可以用實驗檢驗的預測，然後進行實驗，如果實驗結果符合預測，就說明假說是正確的。在這里，假說必須是可以用實驗加以驗證的，而且只有經過實驗的檢驗，假說才可能上升為學說或理論。實驗方法的使用大大加強了研究工作的精確性。19世紀以來，實驗方法成為生物學主要的研究方法後，生物學發生巨大變化，成為精確的實驗科學。
20世紀，實驗方法獲得巨大發展，然而單純觀察或描述方法，仍然是生物學的基本研究方法。生物體具有多層次的復雜的形態結構。每一個歷史時期都有形態描述的任務。20世紀30年代出現了電子顯微鏡，使觀察和描述深入到超微世界。人們通過電子顯微鏡看到了枝原體和病毒，也看到了細胞器的超微結構。由於細胞是生命的最小單位，是生命活動的最小的系統，因而揭示它構造上的細節，對揭示生命的本質具有重大的意義。
比較的方法在20世紀也有新的進展，它已經不限於生物體的宏觀形態結構的比較，而是深入到不同屬種的蛋白質、核酸等生物大分子化學結構的比較，如不同物種的細胞色素 C的化學結構的測定和比較。根據其差異程度可以對物種的親緣關系給出定量的估計。
生物學實驗技術在20世紀突飛猛進。隨著現代物理學、化學的發展，生物學新的實驗方法紛紛出現。層析、分光光度法、電泳、超速離心、同位素示蹤、X 射線衍射分析、示波器、激光、電子計算機等相繼應用於生物學研究。細胞培養、細胞融合、基因操作、單克隆抗體、酶和細胞固定化以及連續發酵等新技術紛紛建立，使生物學實驗中對條件的控制更為有效、嚴格，觀察和測量更為精密，這就有可能詳盡地探索生物體內物質的、能的和信息的動態過程。生物學實驗技術的發展使生物學取得一系列輝煌的成就。由新型的實驗技術發展而來的生物工程，包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程，已經成為當代新技術革命的重要內容。
實驗研究往往帶有分析的性質。生物學實驗分析已經深入到分子的層次，生物大分子本身並不具有生命屬性，只有這些生物大分子形成細胞這樣復雜的系統，才表現出生命的活動。沒有活的分子，只有活的系統。在每一個層次上，新的生物學規律總是作為系統的和整體的規律而出現的。對於生物學來說，既需要有精確的實驗分析，又需要從整體和系統的角度來觀察生命。1924～1928年L.von貝塔蘭菲提出系統論思想，認為一切生物是時空上有限的具有復雜結構的一種自然系統。1932～1934年，他提出用數學和數學模型來研究生物學。半個世紀以來，系統論取得了很大發展，涌現出許多定量處理系統問題的數學理論。生物學也積累了大量關於各個層次生命系統及其組成成分的實驗資料。今天，對生命系統的規律作出定量的理論研究已經提到日程上來，系統論方法將作為新的研究方法而受到人們的重視。
專家提供：
Ⅶ 目前生物科技有什麼最新發展成果
目前生物科技有什麼最新發展成果
1.我國科學家發現阿爾茨海默症致病的新機制
2006年11月19日，國際著名學術期刊《自然·醫學》網路版在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所研究組關於β澱粉樣蛋白產生過程新機制的最新研究成果。這項成果揭示了阿爾茨海默症致病的新機制，並且提示β2-腎上腺素受體有可能成為研發阿爾茨海默症的治療葯物的新靶點。
2.我國抗糖尿病新葯研究取得開創性進展
中科院上海葯物所科學家2006年在非肽類小分子胰高血糖素樣肽-1受體激動劑的研究領域取得了重要進展，相關成果於2007年元月第一周發表在國際權威科學期刊《美國科學院院刊(PNAS)》網路版上。美國科學院院刊編輯部在向媒體的書面新聞發布中指出，這類口服有效的非肽類小分子激動劑有可能成為糖尿病、肥胖症和其他相關代謝性疾病的一種新型療法。
3.揭示果蠅記憶奧秘，探索記憶的神經生物學基礎
中科院生物物理研究所研究組關於果蠅的最新研究成果，揭示了果蠅的腦中並不存在一個通用的記憶中心，而是不同感覺記憶儲藏在不同的區域里，並且像人類能記住圖像的高度、大小、顏色等不同參數一樣，果蠅的圖像記憶也有對應的不同參數。通過對果蠅記憶基因的研究，可進一步運用到小白鼠、哺乳動物甚至人類身上，從而解決人類失眠、老年痴獃等精神性疾病。
4.飲用水質安全風險的末端控制技術與應用
為及時評價水質狀況及應對突發事件，中科院生態環境研究中心和中科院廣州地球化學研究所合作開發出適合末端水質監控的生物在線監測與預警技術，建立並完善生物毒性測試方法，在分子、細胞水平上形成一套適用於水質評估的技術體系。研究中開發的關鍵技術擁有自主知識產權，共產生發明專利22項，發表論文61 篇，其中SCI收錄論文23篇。
5.美國科學家制出「仿生眼」助盲人恢復視力
美國科學家說，將可在兩年內提供「仿生眼睛」植入手術，幫助數百萬盲人恢復視力。
美國的研究人員已獲准於兩年內在五個治療中心為50到70名病人安裝這種「仿生眼睛」。
以希臘神話中百眼巨人阿古斯（Agrus）命名的「阿古斯二型」系統利用一個安裝在眼鏡上的照相機，把視覺信號傳送到眼睛裡的電極。
以前接受不夠先進的人工視網膜移植手術的病人能夠「看到」 光線、影像和物體的運動。但圖像不夠清晰。
一名失明者在1999年接受了這種手術，現在他上街時能夠避開長的或較低的樹枝，但看人時好像是看到一團黑影。
不過美國加州大學的科學家說，他們研造的「仿生眼睛」嘗試從相機取得實時的圖像，然後把它們變成微弱的電信號，輸送到一個接收器後，在通過電極，刺激視網膜的視覺神經向大腦發出信號，讓失明者能夠「看到」景物。
這種新的裝置比傳統的人工視網膜更細小，但擁有多達60個電極，使解像度更高。而且面積只有一平方毫米，植入手術也更容易。
Ⅷ 近年來生物處理技術有哪些新發展
這個我知道！
技術的發展靠幾年的時間是無法付諸實施的。
現在所謂的新技術大多是組合工藝，對原有技術進行優化組合。
最近用的比較多的有SBR\MBR\MBBR\CAOT\BAF等
希望能幫到你！
Ⅸ 現代生物技術在解決21世紀人類社會面臨的重大方面所發揮的重要作用
加入WTO在我國經濟生活中是件大事，它既帶給我們巨大的發展機遇，也使我們遭遇到巨大的挑戰。外貿形勢說明：一場曠日持久的、空前慘烈的經濟戰已經打響。與生物技術密切相關的農業、醫葯等產業的狀況也不容樂觀。在這種激烈競爭形勢下，中國企業必需學會積極發現並認真構築自己賴以生存和發展的優勢，在這當中打造企業自身的技術優勢就具有特別重要的意義。
令人欣慰的是，在新世紀向我們走來的時候，生物技術掀起了它的第三個浪潮。1999年在「Current Opinion in Microbiology」雜志的一篇文章中寫到：繼醫葯和農業之後，廣泛認為工業生物催化將是生物技術的第三個浪潮。還有，1999年底在美國加利福尼亞召開了一個學術討論會後出版了一本題為「新生物催化劑：21世紀化學工業的基本工具」的專門性書籍。這些跡象表明：以生物催化為核心內容的工業生物技術在支撐新世紀社會進步與經濟發展的技術體系中的地位已經被提到空前的戰略高度。筆者認為：正在向我們走來的「生物技術的第三個浪潮」對我國21世紀的經濟發展將是個不可多得的機遇。本文將討論這次技術革命的社會需求、技術內涵、具體實例以及這個新浪潮對產業結構所可能帶來的影響。
人類幾千年的文明史證明，一次技術革命的出現必然與以下兩個因素有密切相關：首先要有對新技術革命的強烈的社會需求；其次是必需擁有充滿活力的創新技術。
1 社會需求
恩格斯說過：「社會一旦有技術上的需要，則這種需要就會比10所大學更能把科學推向前進」。當今人類社會面臨人口、環境、資源、疾病等多種危機。人類急需從這些危機中擺脫出來，進入一個理想的可持續發展的軌道。在這個過程中，包括生物技術在內的高技術的發展和應用將可能發揮重要作用。
1．1 環境壓力
人類的生存環境正在迅速惡化，環境污染已經成為制約人類社會發展的重要因素。
在水環境方面，根據近年我國政府的環境公報的統計數據，我國年廢水排放量達416億噸，其中工業廢水排放量和生活污水排放量各半。中國主要河流有機污染普遍，面源污染日益突出，主要湖泊富營養化嚴重。我國近岸海域海水污染嚴重，近海環境狀況總體較差，海洋環境污染惡化的趨勢仍未得到有效控制。作為海洋污染的綜合指標之一的赤潮，僅1999年，中國海域共記錄到15起。
在大氣環境方面，全國廢氣中二氧化硫排放總量1857萬噸、煙塵排放總量1159萬噸、工業粉塵排放量1175萬噸。中國的大氣環境污染仍然以煤煙型為主，主要污染物為總懸浮顆粒物和二氧化硫。少數特大城市屬煤煙與汽車尾氣污染並重類型。酸雨污染范圍大體未變，污染程度居高不下。
在陸地環境方面，全國工業固體廢物產生量為7．8億噸，工業固體廢物累計貯存量64億噸。工業固體廢物的堆存佔用大量土地，並對空氣、地表水和地下水產生二次污染。削減工業固體廢物產生量是我國污染物排放總量控制的重要內容之一。有些地區已經形成垃圾圍城、藍天綠水不再的可怕局面。
以上情況說明：我國環境污染的規模已經達到十分嚴重地步。尋求已污染環境的治理措施，發展防止新的污染發生的技術已經成為社會可持續發展的當務之急。
微生物是自然界基本的循環器，微生物及其酶系可以有效分解纖維素、木質素、脂肪、烷烴、芳香烴、某些人工多聚物等等，因此微生物可以在造紙、石油化工、紡織印染、食品加工、炸葯、冶金、殺蟲劑、除草劑、洗滌劑、電鍍、生活污水等污染環境的治理中發揮巨大作用。例如最成熟的活性污泥廢水處理技術就是依靠微生物的作用。毋庸置疑，生物技術是解決環境污染的一種基本工具，它能提供保護環境、恢復環境所必須的許多手段。
近30年來現代生物技術的多數內容已經滲透到環境工程領域中。有應用前景的領域包括廢物的高效生物處理技術、污染事故的現場補救、污染場地的現場修復技術、可降解材料的生物合成技術等許多方面。具體環境生物技術內容包括構建高效降解殺蟲劑、除草劑、多環芳烴類化合物等污染物的高效基因工程菌和具有抗污染特性的轉基因植物，無廢物、無污染的「綠色」生產工藝，高效污水處理生物反應器，廢物資源化，PCR技術及其他環境監測技術等。以上內容涉及重組DNA技術、固定化技術、高效反應器技術等單元技術及其技術組合的應用。
環境污染治理產業已經形成了一個巨大的市場，1990年為1900億美元；2000年為3100億美元，世界市場平均增長率達5％。但是其中環境生物技術(主要指微生物菌劑和部分環境監控工程)所佔市場分額還十分有限。
1．2 資源壓力
當今人類社會面臨的第二個問題是資源壓力。我們應該十分清醒地意識到「一次性能源的末日已經不遠」已成為一個無須更多爭論的前景。石油剩餘儲量1400億噸，而年開采量為32億噸，計算下來43年告罄!
在交通運輸能源結構中石油大約佔97％，隨著石油資源不可避免的枯竭，在過去20年中，無論政府或工業部門都在十分積極地開發交通運輸的代替燃料。一個正在成長、但尚存爭論的替代燃料是發酵法生產的乙醇。任何農業國家都可以用現行技術生產燃料乙醇，其中美國發酵生產燃料乙醇的原料是玉米葡萄糖，而巴西則是蔗糖。汽車製造商目前生產的汽車都可以用混合有10％或85％燃料酒精(E85)的燃料。巴西用甘蔗年生產120億升乙醇，以22％比例與汽油混合，或者可用近100％的乙醇。美國用玉米年生產50億升乙醇，上百個加油站能提供E85號燃油。
目前的問題是需要政府的財政補貼才能維持燃料乙醇的正常生產。令人高興的是從非食品植物發酵生產燃料乙醇的研究取得可喜進展。通過預處理、酶的應用和發酵工藝的改進，把各種農業下腳料，諸如玉米、稻、麥秸稈、甘蔗廢料、廢紙等統稱為「biomass」的一些物質轉化為燃料乙醇。這樣一來，有希望進一步降低燃料乙醇的生產成本。歷史上酒精的價格曾經從每升1．22降到0．31美元。如果酶法加工和生物量利用技術得以進一步改進，預期到2015年，價格還會降到0．12—0．13美元。樂觀地估計，到時候即使沒有政府的價格補貼政策，乙醇也可以取代汽油。
現代化工中差不多全部人工高分子聚合物的出發原料都來自石油或煤炭。全球龐大的化學工業對一次性礦業資源的過分依賴，使人類社會所面臨的資源短缺形勢更加雪上加霜。2002年6月在加拿大多倫多剛剛閉幕的Bi02002國際大會上有一個專題討論會，來自不同國家的科學家認為：一個全球性的產業革命正在朝著以碳水化合物為基礎的經濟發展。科學家們已經預測：當今高分子化工的碳氫化合物時代將逐步讓位於碳水化合物時代。目前正在開發的多聚乳酸、多聚賴氨酸、多聚羥基丁酸、燃料乙醇以及各種功能寡糖等可視為這個碳水化合物時代來臨的前奏。
2 技術平台
上個世紀70年代以來，在生物技術基礎性研究工作的帶動下已經建立了基因工程、蛋白質工程、代謝工程、組合生物合成、生物催化工程及其他一系列工程體系和技術平台。這是第三個浪潮又一個必要條件。以下本文以發現新酶為例，簡述這類技術平台的科學內涵。
對於工業目的，生物催化劑的吸引力不外乎高效率的催化作用及對底物結構嚴格的選擇性。
當然，另一方面，生物催化劑用於工業目的也面臨著一些挑戰。首先，酶雖然有其令人滿意的周轉數(turnover numbers)，即單位活性位點在單位時間內可以催化產生較大數量的產物。可是大多數酶的分子量很大，卻只有一個唯一的活性位點。這樣一來，單位質量的催化劑的催化效率有時候就顯得很低。其次，酶一般是不大穩定的，在大多數工業系統中則很難採用這種脆弱的催化劑。最後，現有技術水平尚難保證以工業規模生產出各種物美價廉的生物催化劑。以上三條可概括為酶的可用性、穩定性和可生產性。在考慮把生物催化劑用作工業酶之前，以上三個難點必須加以克服。因此人們急需發現或創造新一代生物催化劑。近年，由於在新技術方面取得了許多新突破，又重新燃起了人們對酶在工業上應用的巨大興趣。
發現或創造新一代生物催化劑的技術平台包括天然生物多樣性的篩選、基因組測序、定向進化、噬菌體展示、理性設計、化學修飾、催化性抗體和核酶等。這里僅就與發現和創造新工業酶密切相關的前四項內容作些介紹和討論。
2．1 生物多樣性
自然界蘊藏著巨大的微生物資源，但是人類至今對極端環境微生物(extremophiles)和未培養微生物(unculturable microorganisms)兩個資源寶庫涉足不深，所以研究開發潛力極大。
可以預期，人們能從嗜酸、嗜鹼、嗜冷、嗜熱、嗜鹽、嗜壓等等極端微生物中獲得許多有價值的酶、蛋白質以及其他活性物質。在過去幾年中，隨著重組酶生產技術的開發，使人們有可能從更廣泛的來源獲取更廉價的酶。近年在這方面取得的進展在一定程度上得益於極端微生物培養技術的進步，更得益於把極端微生物的基因轉移到常用受體微生物宿主能力的提高。如此一來，人們有理由相信：在溫和、便宜的生長條件下就可以生產出對極端環境具有耐受性能的生物催化劑來。
另外據知，能夠在實驗室培養的微生物的種類僅占自然界中微生物總數的不到1％!也就是說，還有99％的不可培養的微生物等待著我們用非常規手段加以研究。作為微生物資源研究和開發領域里的一個重大探索，可以採用最新的分子生物學方法，繞過菌種分離純化這一步驟，直接在自然界中尋找有開發價值的微生物基因。把來源於未經培養的微生物的DNA克隆到業經培養馴化的宿主生物體中，然後用高通量篩選技術從重組的克隆里篩選為新酶編碼的基因。
微生物世界展示給人類如此巨大的機會使我們興奮不已，一些有識之士指出：未知的微生物世界或許是地球上最大的未開發的自然資源，能充分利用這個微生物資源寶庫的國家必將取得發展的先機。
2．2 基因組測序
隨著DNA測序能力的提高，對序列的分析能力也得到加強，於是可以發現許多新的基因。通過同已知基因序列進行比較來推斷新基因表達產物的基本酶活性。當然目前的技術水平還不足以推斷出這些酶性質的許多細節。因此必須表達這些新發現的基因，以確定它們在一個特定的過程中是否確實有用。假定，從一種生物體來源的所有的酶在它的正常生長溫度下都有功能，那麼來自超級嗜熱微生物的DNA序列就能成為尋找在沸點附近仍然有功能的酶的合理起點；同樣可以認為，嗜冷微生物的基因則可能成為在零度仍然具有功能的酶的可能來源。
網際網路最新資料表明：大約60種微生物的基因組序列已經完成，另外還有近200種微生物基因組預期很快就可以完成。測序工作的努力已經揭示了數萬個新基因，主要的是編碼酶的一些基因，其中大約三分之一可以被歸到「有功能」的家族裡，這是一個十分豐富、而且每天都在增加的新工業酶後選者的來源。相信隨著基因組時代的到來，將會有大量新的工業酶被人類發現。
2．3 定向性進化
在以發現工業酶為主要目標的所有技術中，定向進化(directed evolution簡稱DE)可能是最強有力的一種。DE是一種快速而廉價的發現各種新酶的方法。這類新酶在特定的條件下應該比天然酶工作得更好。DE模擬自然進化，這種進化取決於從多樣性群體中選擇合適「個體」，這里的「個體」就是酶。DE是定向的，意思是研究者通過一步步改進使選擇的各種酶要符合一定預期的標准。DE從克隆擬改進的酶的基因起始。分離到的基因通過體外突變使其多樣性得到加強。然後，克隆這些突變株的DNA，並且在通常的受體中表達，分析表達產物的酶活力，選擇最好的變異株克隆。它的基因又作為下一輪篩選的新起點。使用這一方法需要掌握兩項重要的支撐技術，即DNA重排(DNA shaffling)和高通量篩選技術。
2．4 噬菌體展示
該技術最初是用於鑒定和分離蛋白質的一些結構域，該結構域能夠牢固地結合到別的分子上。但是近年這個核心技術又經過進一步設計和發展，致使擬被改良的酶在理論上也可充當被鑒定和分離的靶子。噬菌體展示最簡單的形式涉及把小段靶子DNA，(該DNA應該是突變和篩選的靶子)插入噬菌體的基因組中，其插入位置要求其編碼的蛋白質結構域能夠出現在噬菌體顆粒的表面上。靶子基因的突變導致各種不同的結構域在表面上展示，如果各種不同的結構域的任何一個能足夠牢固地結合到一種固定化底物上，則編碼這個結構域的顆粒便粘到這一固定相上，藉以把它們從未結合的結構域分開。然後把結合的噬菌體從固定化的底物上洗脫下來，收集之，增殖之。重復這一過程則可以增加獲得具有優良品質酶的幾率。
3 兩個實例
以下結合本實驗室的研究工作舉兩個實例。一個是酶制劑L—天冬醯胺酶；另一個是氨基酸，L—天冬酸。這兩個例子在我們討論的生物技術第三個浪潮這個主題下有一定的代表性。
3．1 L-天冬醯胺酶
作為抗白血病首選葯物的L—天冬醯胺酶早就用大腸桿菌發酵的方法生產，但是生產和應用至少存在兩個問題。一個問題是細胞形成酶的能力很低；另一個問題是酶在體內半衰期短。這兩個問題的存在導致葯物生產成本過高，加大了患者的負擔。
本實驗室藉助基因工程技術提高了酶合成能力，首先從大腸桿菌獲得編碼該酶的基因，體外重組之後再轉化到大腸桿菌體內，不同的是強化了上游調控元件，便大大提高了酶合成能力40多倍!
本實驗室解決半衰期短和穩定性差的策略是制備L—天冬醯胺酶—抗體的融合蛋白。首先從噬菌體抗體庫中篩選得到L—天冬醯胺酶(ASNase)的保護性抗體scFv46，然後構建融合蛋白scFv-ASNase及ASNase—scFv。穩定性測定結果表明：這兩種融合蛋白比天然ASNase的抗蛋白酶降解的能力強，並將天然ASNase的體外半衰期由2小時分別提高到9小時和6小時，另外，二者對高溫及低pH條件都具有較強的抗性。通過計算機模擬技術，預測了融合蛋白ASNase—scFv及scFv—ASNase的三維結構，並與報道的天然ASNase的三維結構進行比較分析。通過結構分析並結合上述的實驗結果，提出scFv的保護機制是scFv的空間阻礙效應(如封閉蛋白酶作用位點)與改變酶分子靜電勢表面的綜合作用結果。
藉助完全基因組序列信息進一步提高L—天冬醯胺酶的穩定性的新嘗試。通過近年中國科學院一個科學家小組的不懈努力，完成了一種極端嗜熱微生物長達2689443 bp全部基因組的測序研究工作。為進一步提高L—天冬醯胺酶的穩定性並延長該葯的體內半衰期，我們在這方面作出了的新努力，即試圖藉助完全基因組序列信息，從一株極端嗜熱微生物中尋找穩定性更好的L—天冬醯胺酶。
本實驗室已經測知E．coli L—天冬醯胺酶的氨基酸序列及為其編碼的基因核苷酸序列。在上述極端嗜熱微生物的完全基因組序列資料庫中搜尋E．coli L—天冬醯胺酶的結構類似物，結果在No．967號基因編碼的蛋白質中，發現了一個一級結構與L—天冬醯胺酶十分相似的蛋白質。其中35％(115／323)的氨基酸完全一樣，另有52％(171／323)的氨基酸相似。因此，有理由相信在這株極端嗜熱微生物中很有可能存在一個與E．coli L—天冬醯胺酶有類似功能的蛋白質。又鑒於該基因來自極端嗜熱微生物，預期這個蛋白質還將會具有更好的熱穩定性。當然，一切結論將留待通過對該基因的克隆、表達、產物的分離和功能分析的結果予以最後的證實或澄清。
3．2 L—天冬酸
通常的生產方法是用富含L—天冬酸酶的微生物細胞，經過固定化處理後，將底物反丁烯二酸轉化為L—天冬酸。本實驗室早期也曾作過一些工作並且投入生產應用。在2000年柏林生物技術大會上得知，日本一個公司採取一系列改進措施，使生產工藝水平大大提升了一步。首先為解決酶合成能力低下問題，也是採用基因工程技術，提高合成能力50倍；固定化酶的通透性問題因採用離子交換性質的材料而得以解決；反應熱—反應器設計及降低反應溫度，從37℃降低到20℃；消除了污染環境的副產物硫酸銨，代之以能重復使用的反丁烯二酸銨；正在開辟L—天冬酸的新用途，用於製造多聚L—天冬酸酶。這個經過改進的新工藝既是先進的、高效的，又是綠色的、環保的。使這一產品的生產工藝幾乎達到盡善盡美的地步，代表了21世紀傳統產業改造的方向。
4 產業結構
我們正處在這樣一個時代：社會經濟發展所遇到的一些重大障礙有待工業生物技術去解決；科學技術的迅速發展形成了一批先進的技術平台；許許多多實例說明生物技術的第三個浪潮正在向我們走來。我們相信：在這第三個浪潮中，中國和世界工業生物技術產業結構將會發生巨大的變化。
上世紀工業生物技術產業格局大體上包括抗生素、維生素、氨基酸、有機酸、(醋酸、乳酸、檸檬酸、衣康酸、蘋果酸、葡萄糖酸等)、酶制劑、單細胞蛋白、溶劑(丙酮、丁醇)、乙醇、核酸、核苷酸等等。傳統產業的全面技術改造：向高產、優質、高效、資源節約、環境友好型過度，還肯定誕生一批新產業，包括生物材料產業、生物能源產業、生物化工產業及環境生物技術產業等等。
Ⅹ 最近有哪些生物工程的最新進展
生物工程又稱生物技術或生物工藝學。它是在生命科學的最新成就與現代工程技術相結合的基礎上，利用諸如基因重組、細胞融合、固定化酶、固定化細胞和生物反應器等技術，對生物系統加以調控、加工，從而進行物質生產的綜合性科學技術。
從嚴格的意義上說，生物工程的發展歷史很短。分子生物學、分子遺傳學、微生物
學、生物化學、免疫學、細胞生物學和生物反應器等生化工程技術的發展為這門綜合性科學技術的形成提供了基礎。它主要包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等4個方面,已不同程度地開始在農業上研究、應用。
生物技術在農業的應用是非常的廣泛的，在我們的生活中已經屢見不鮮，現代生物技術主要是基於基因修飾的理論、利用重組DNA技術，包括了發酵工程、遺傳工程、細胞工程、酶工程、組織培養、生物反應器等處理生物性材料和物質的方法，目前已在農牧業、醫葯保健業等方面取得了巨大的成就，而且不斷地、快速地向食品行業滲透和發展。那麼生物技術在食品和農業領域的應用現狀，運用生物技術對農作物品質進行改良，已生產出許多高品質的新品種，除延熟保鮮的果蔬外，還有有益於健康的植物油、增強營養價值的食品、富含抗癌蛋白質的大豆、高營養飼料等都是可以滿足人民。如在作物育種上就利用了孟德爾發現遺傳規律的，但是傳統的常規育種技術利用有性雜交技術進行基因重組，工作效率低且工作量大而繁瑣，目的基因的出現有時不決定於育種者的意志，況且遠緣雜交不親和性，可供選擇基因的局限性一直困擾著育種者，一個有成就的育種者通過艱苦的田間觀察，選擇鑒定，一生中也不見得能育出幾個品種。有了轉基因技術則不同了，轉基因技術不僅打破了生物間的界限，不同種、屬親緣等問題，而且目的基因是可操作的，只要是想得到的，符合人類需求、有益於人類、有益於環境的基因都可以應用到育種中來，育種效率大為提高。目前生物技術在棉花、水稻、玉米、大豆、油菜等農作物中都已經有了轉基因品種。