㈠ 請列舉生物學的應用領域有哪些
現在主要是在食品、制葯、環境、採油、動物養殖、農葯、材料、生物能源、基因工程學等各種方面。現在微生物工程的應用領域越來越廣泛。不過這個行業的整體水平還有待提高。存在很多技術難題。
㈡ 生物技術有何應用
生物技術,是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科,盡管起步晚,但是發展迅速,是解開生命之謎、創造新物種的鑰匙。比爾蓋茨在1996年說過:「生物科技將像電腦軟體一樣改變這個世界。」科學家預言,生物將取代物理。未來的時代不再是礦物時代而是生物時代,誰掌握了先進的生物技術,誰就將主宰未來。
一、生物工程技術的基礎
生物技術包含一系列的技術,它可利用生物體或細胞生產我們所需要的生物,這些新技術包括基因重組、細胞融合和一些生物製造程序等等。其實人類利用生物體或細胞生產我們所需要生物的歷史已經非常悠久,例如在1萬年前開始耕種和畜牧以提供穩定的糧食來源,6000年前利用發酵技術釀酒和做麵包,2000年前利用黴菌來治療傷口,1797年開始使用天花疫苗,1928年發現抗生素盤尼西林等。既然人類使用生物科技的歷史這么久,為什麼近年來生物技術又突然吸引大家的注意呢。這是因為20世紀中期,人類對構成生物體最小單位,即細胞及控制細胞遺傳特徵的基因有了更深入的了解,20世紀70年代又發展出基因重組和細胞融合技術。由於這兩項技術可以更有效、更快速地讓細胞或生物體生產出我們所需要的新物質,且適合工業或農業量產,因此從20世紀80年代開始,造就了一個新興的生物科技產業。
生物工程技術包括五大工程,即基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和生物反應器工程。在這五大領域中,前兩者作用是將常規菌(或動植物細胞株)作為特定遺傳物質受體,使它們獲得外來基因,成為新物種。後三者的作用則為新物種創造良好的生長與繁殖條件,進行大規模的培養,以充分發揮其內在潛力,為人們提供巨大的經濟效益和社會效益。
1.基因工程
隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密一點一點呈現在人們眼前,生物學家不再僅僅滿足於探索、揭示生物遺傳的秘密,而是開始躍躍欲試,設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性,這種分子水平的干預是這樣實現的:將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷,連接到另外一種生物的DNA鏈上去,將DNA重新組織一下,設計出新的遺傳物質並創造出新的生物類型。這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同,它很像技術科學的工程設計,即按照人類的需要把這種生物的這個「基因」與那種生物的那個「基因」重新「施工」,「組裝」成新的基因組合,創造出新的生物。這種完全按照人的意願,由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術,就被稱為「基因工程」,或者稱之為「遺傳工程」。
基因工程在20世紀取得了很大的進展,這至少有兩個成功典範。一是轉基因動植物,一是克隆技術。轉基因動植物由於植入了新的基因,使得動植物具有了原先沒有的全新的性狀,這引起了一場農業革命。如今,轉基因技術已經開始廣泛應用,如抗蟲西紅柿、生長迅速的鯽魚等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的誕生。這只叫「多利」的母綿羊是第一隻通過無性繁殖產生的哺乳動物,它完全秉承了給予它細胞核的那隻母羊的遺傳基因。「克隆」一時間成為人們注目的焦點。
2.細胞工程
指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法,按照人們的需要和設計,在細胞水平上重組細胞的結構和內含物,以改變生物的結構和功能,快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。細胞工程的優勢在於避免了分離、提純、剪切、拼接等基因操作,只需將細胞遺傳物質直接轉移到受體細胞中就能夠形成雜交細胞,因而能夠提高基因的轉移效率。通俗地講,細胞工程是在細胞水平上動手術,也稱細胞操作技術,包括細胞融合技術、細胞器移植、染色體工程和組織培養技術。通過細胞融合技術,可以培育出新物種,打破了傳統的只有同種生物雜交的限制,實現物種間的雜交。這項技術不僅可以把不同種類或者不同來源的植物細胞或者動物細胞進行融合,還可以把動物細胞與植物細胞融合在一起。這對創造新的動植物和微生物品種具有前所未有的重大意義。
3.酶工程
酶工程又稱生物轉化反應,是利用生物學方法以酶為催化劑,使一種物質迅速轉化為另一種物質的技術。它不需要傳統的化學轉化所必不可少的高溫、高壓、強酸、強鹼等條件,節省能源,效率極高。酶工程最突出的成就是微生物發電。最原始的酶工程要追溯到人類的游牧時代。那時候的牧民已經會把牛奶製成乳酪,以便於貯存。他們從長期的實踐中摸索出一套制乳酪的經驗,其中關鍵的一點是要使用少量小牛犢的胃液。用現代的眼光看那就是在使用凝乳酶。此後,在開發使用酶的早期,人們使用的酶也多半來自動物的臟器和植物的器官。例如,從豬的胰臟中取得胰蛋白酶來軟化皮革;從木瓜的汁液中取得木瓜蛋白酶來防止啤酒混濁;用大麥麥芽的多種酶來釀造啤酒;等等。然而,隨著酶的開發應用的擴展,這些從動植物中取得的酶已經遠遠不能滿足人們需要了。人們把眼光轉向了微生物。
微生物是發酵工程的主力軍。在發酵工程里(或者說在自然界也一樣),微生物之所以有那麼大的神通,能迅速地把一種物質轉化為另一種物質,正是因為它們體內擁有神奇的酶,正是那些酶在大顯神通。說到底,發酵作用也就是酶的作用。
微生物種類繁多,繁殖奇快。要發展酶工程,微生物自然應該是人們獲取酶、生產酶的巨大寶庫、巨大資源。事實上,目前酶工程中涉及的酶絕大部分來自於微生物。
酶工程,可以分為兩部分。一部分是如何生產酶,一部分是如何應用酶。用微生物來生產酶,是酶工程的半壁江山。
4.發酵工程
指採用現代工程技術手段,利用微生物的某些特定功能,為人類生產有用的產品,或直接把微生物應用於工業生產過程的一種技術。發酵工程的內容包括菌種選育、滅菌、接種和產品的分離提純(生物分離工程)等方面。
5.生物反應器工程
生物反應器是指為細胞增殖或生化反應提供適宜環境的設備,它是生物反應過程中的關鍵設備。生物反應器的結構、操作方式和操作條件的選定,對生物化工產品的質量、收率(轉化率)和能耗有直接影響。生物反應器的設計、放大是生化反應工程的中心內容,也是生物化學工程的重要組成部分。從生物反應過程說,發酵過程用的生物反應器稱為發酵罐;酶反應過程用的生物反應器則稱為酶反應器。另一些專為動植物細胞大量培養用的生物反應器,專稱為動植物細胞培養裝置。顧名思義,生物反應器工程就是研製各種生物反應器的工程。
基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程不是孤立存在的,而是彼此互相關聯、互相滲透。例如用基因重組技術和細胞融合技術可以創造出許多具有特殊功能和多功能的工程菌和超級菌,再通過微生物發酵來產生新的有用物質。再如酶工程和發酵工程相結合,可以改革發酵工藝,大大提高產量。
二、神秘的軍事生物技術
在引發21世紀武器裝備革命性變化的高新技術中,迅速興起的生物技術發展勢頭正猛。未來的武器裝備、後勤保障和軍用醫葯等各個方面,都將離不開生物技術的支撐。有識之士認為,現代化生物武器是一支重要的威懾力量,在未來戰場上,比原子彈更可怕。
以生命科學為基礎的綜合性技術——生物技術將成為軍事高技術的制高點。
1.人稱「種族武器」和「世界末日武器」的基因武器
基因武器就是在生物遺傳工程技術的基礎上,用人為的方法,按照軍事上的需要,利用基因重組技術,復制大量致病微生物的遺傳基因,並製成生物戰劑放入施放裝置內所構成的武器。它能改變非致病微生物的遺傳物質,使其產生具有顯著抗葯性的致病菌,利用人種生化特徵上的差異,使這種致病菌只對特定遺傳特徵的人們產生致病作用,從而有選擇地消滅敵方有生力量。因此,科學家們也稱這種「只對敵方具有殘酷殺傷力,而對己方毫無影響」的新型生物武器為「種族武器」。按照美國國家人類基因組研究中心的報告,由多國聯手開展的人類基因組計劃,預計於2003年完成,屆時將可排列出組成人類染色體的30億個鹼基對的DNA序列,揭開生命與疾病之謎。一旦不同種群的DNA被排列出來,就可以生產出針對不同人類種群的基因武器。
基因武器殺傷力極強,遠非普通的生物戰劑所能比擬。據估算,用5000萬美元建造一個基因武器庫,其殺傷效能遠遠超過50億美元建造的核武器庫。某國曾利用細胞中的脫氧核糖核酸的生物催化作用,把一種病毒的DNA分離出來,再與另一種病毒的DNA相結合,拼接成一種具有劇毒的「熱毒素」基因戰劑,用其萬分之一毫克就能毒死100隻貓;倘用其20g,就足以使全球55億人死於一旦。正因為如此,國外有人將「基因武器」稱為「世界末日武器」。科學家認為,不能排除隨著基因操作等知識的日益普及,基因技術被用於製造基因武器的可能。甚至有人預測,基因武器將在5至10年內出現。
2.威力巨大的生物炸彈
利用生物技術製造炸葯,生產過程簡單,成本低,燃燒充分,爆炸力強,威力比常規炸葯大3~6倍。用生物炸葯製成的武器戰斗可使武器的戰術、技術性能提高一個數量級。
3.智能化的軍用仿生導航系統
自然界中許多動物具有導航能力。研究發現,鳥體的導航系統只有幾毫克,但精確度極高,探測誤差小於0.03微瓦/平方米。目前已有一些國家在利用生物技術手段模擬動物的導航系統來簡化軍事導航系統,以提高精度,縮小體積,減輕重量,降低成本,增強在復雜條件下的導航能力。
4.敏銳的軍用生物感測器
把生物活性物質,如受體、酶、細胞等與信號轉換電子裝置結合成生物感測器,不但能准確識別各種生化戰劑,而且探測速度快、判斷准確,與計算機配合可及時提出最佳的防護和治療方案。美國國防部於1990年將生物感測器列入國防關鍵技術,2000年就製造出了機器人生物感測器。生物感測器還可通過測定炸葯、火箭推進劑的降解情況來發現敵人庫存的地雷、炮彈、炸彈、導彈等裝備的數量和位置,它將成為實施戰場偵察的有效手段。
5.取之不盡的軍用生物能源
目前主戰兵器的機動裝備大都以汽油、柴油為燃料,跟蹤補給任務重、要求高。生物技術可利用紅極毛桿菌和澱粉製成氫,每消耗1克澱粉就可生產出1毫升氫。氫和少量燃料混合即可替代汽油、柴油。這樣,機動裝備只需要帶少量的澱粉,就能進行長時間遠距離的機動作戰。日本、加拿大等國把細菌和真菌引入酵母,酶解纖維生產酒精,或用基因工程方法使大腸桿菌把葡萄糖轉化為酒精,代替汽油或柴油,可隨時為軍隊的機動裝備提供大量的生物燃料。
6.奇異的軍用生物裝具
即利用生物技術就地取材提供高能量的作戰軍需品。如美國陸軍研究發展和工程中心已經從織網蜘蛛中分離出合成蜘蛛絲的基因,從而能夠生產蛛絲;還可將基因轉移到細菌中生產可溶性絲蛋白,經濃縮後可紡成一種特殊的纖維,其強度超過鋼,可用於生產防彈背心、防彈頭盔、降落傘繩索和其他高強度輕型裝備。
7.療效快捷的軍用生物醫葯
生物技術可以製造新的疫苗、葯物和新的醫療方法。如利用生物技術生產血液代用品,已受到世界各國的重視,人造血液可望緩解戰場上血漿的供需矛盾。利用生物技術生產的高效傷口癒合材料,有望進行大規模生產。科學家正研究用重組工程菌進一步提高殼多糖(有促進傷口癒合功能)的產量。美國一些公司與陸軍醫療中心正在從事用生物技術合成「人造皮膚」的研製工作。
8.不可思議的軍用仿生動力
人和動物的肌肉具有驚人的力量,人體全身的600餘塊肌肉朝一個方向收縮,其力量可達25噸!目前,軍事仿生專家已用聚丙烯酸等聚合物製成了「人工肌肉」,把它放入鹼或酸介質中,便能產生強烈的收縮或鬆弛,直接把化學能轉變成機械能。為盡快製造出實用的肌肉發動機,專家們設想用膠原蛋白作材料。膠原蛋白分子呈螺旋狀結構,類似彈簧。將其浸入溴化鋰溶液後即迅速收縮,從而做功,用純水洗去溴化鋰,膠原蛋白就恢復到原來長度。這種「肌肉發動機」沒有齒輪、活塞和杠桿,故體積小、重量輕、無噪音、操作簡便,還省去了體大笨重易燃易爆的油箱,用來製造兵器,可大大提高機動力和生存力。
9.怪異的軍用動物武器
訓練動物參戰,自古有之。但人們運用生物工程技術,創造一些「智商」高、體力強、動作敏捷和繁殖速度快、飼養簡單的動物,去充當「戰斗動物兵」並非遙遠。1992年,世界上第一頭帶有人類遺傳特徵的短吻、小眼睛、大耳朵、被稱為「阿斯特里德」的豬,在倫敦降生了。到第二年,英國就有37頭豬帶上了人類基因。科學家的目的是為了實現跨物種器官移植,以解決目前移植手術中器官來源不足的難題。但由此不難想像,隨著基因技術的發展,用這一技術「雜交」出一些怪物,甚至「人造人」,完全是有可能的。
此外,生物加工處理技術在軍事領域也有廣泛的應用。目前正在研究的課題有:生化戰劑的洗消、危險廢物的生物降解、生物除雷、生物防核污染等。已經初步研製出了無腐蝕、低成本、高速度、便於攜帶的清洗生化戰劑的生物酶,清除殘餘地雷、水雷,降解TNT炸葯的生物體和能除去鈾、鐳、砷等有毒有害元素的微生物。
㈢ 現代生物技術現實生活中有哪些具體應用
1、越來越多的現代生物技術公司開發家畜醫療產品。美國的動物保健品市場每年約40億美元。美國農業部批準的動物生物製品約100種,主要是預防動物傳染病和常見疾病的疫苗和治療葯物。
2、現代生物技術還應應用於保護珍稀野生動物,通過DNA鑒定鑒定動物物種,跟蹤其活動區域等。
海洋生物技術的應用導致了過度捕撈對海洋生物生存的威脅。同時,為人類從豐富的海洋生物資源中發現新葯提供了途徑。例如,海螺中的毒素是一種有效的鎮痛劑,海綿可以用作抗感染劑。
3、現代生物技術在航天發展中的應用,可以為宇航員提供長期太空探索所必需的生命支持環境。
4、現代生物技術還被用於人類考古學和刑事調查,DNA分析可用於研究人類種群的進化史。DNA技術在刑事偵查中的應用可以幫助執法人員識別犯罪分子。
(3)生物有哪些研究轉化應用了擴展閱讀:
現代生物技術是一個復雜的技術群體。基因工程只是現代生物技術的代表之一,其特點是在分子水平上創造或改變生物類型和生物功能。
此外,在染色體、細胞、組織、器官甚至個體有機體的層面上,創造或改變生物類型和功能的工程,如染色體工程、細胞工程、組織培養和器官培養、定量遺傳工程等,都可以因此,這屬於現代生物技術的范疇。
為這些項目服務的一些新技術系統,如現代發酵工程、酶工程、生物反應器工程,也被納入現代生物技術系統。
㈣ 生物技術在計算機領域中的應用有哪些
1、生物識別技術。所謂生物識別技術就是,通過計算機與光學、聲學、生物感測器和生物統計學原理等高科技手段密切結合,利用人體固有的生理特性,(如指紋、臉象、虹膜等)和行為特徵(如筆跡、聲音、步態等)來進行個人身份的鑒定。
根據IBG(International Biometric Group,國際生物識別小組)2009年的統計結果,市場已有多種針對不同生理特徵和行為特徵的應用。其中,佔有率最高的就是指紋識別了。
2、生物醫學工程(Biomedical Engineering,簡稱BME)是結合物理、化學、數學和計算機與工程學原理,從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出基本概念,產生從分子水平到器官水平的知識,開發創新的生物學製品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學方法,用與疾病預防、診斷和治療,病人康復,改善衛生狀況等目的。
生物識別技術主要是指通過人類生物特徵進行身份認證的一種技術,人類的生物特徵通常具有可以測量或可自動識別和驗證、遺傳性或終身不變等特點,因此生物識別認證技術較傳統認證技術存在較大的優勢。
生物識別系統對生物特徵進行取樣,提取其特徵並且轉化成數字代碼,並進一步將這些代碼組成特徵模板。由於微處理器及各種電子元器件成本不斷下降,精度逐漸提高,生物識別系統逐漸應用於商業上的授權控制如門禁、企業考勤管理系統安全認證等領域。
用於生物識別的生物特徵有手形、指紋、臉形、虹膜、視網膜、脈搏、耳廓等,行為特徵有簽字、聲音、按鍵力度等。基於這些特徵,人們已經發展了手形識別、指紋識別、面部識別、發音識別、虹膜識別、簽名識別等多種生物識別技術。
㈤ 生物技術在現實中的應用有哪些
生物技術應用很廣泛,要分到具體學科,微生物那方面就有N種應用,比如制葯、制酒、酸奶、生物靜化等等,植物方麵包括,組培,改良植物品種,等等總言之要具體的話說上幾天都說不完。
㈥ 生物學在各個方面的實際應用
種植有機蔬菜,醫學上的青黴素.平時日常生活都有很多拉,比如新年的花市要花開花遲等等拉@
㈦ (急)生物技術的應用有哪些
很多人認為,2000年是生物技術產業投資年。人類基因測序的完成和公布,是科學史上的又一個里程碑,它令很多投盜者為之神魂顛倒。2000年美國的生物技術產業股票市場新增300億美元,這一數值大大超過前5年該產業股市投資的總和,生物技術的股票與其它科技行業股票異常高漲。很多跡象表明,生物技術產業雖然歷史不到30年,但正步入成熟期。
美國經濟處於衰退中的2001年,生物技術產業仍吸收了150億美元的投資,這是該產業歷史上第二大的投資年。投資者認為,生物技術公司,特別是那些專攻新葯的生物技術公司和其合作的制葯公司,在未來的5年中,將推出數百種一類新葯。生物技術在基因科學、蛋白質學、生物信息學、計算機輔助葯物設計、DNA生物晶元和葯物基因學等領域中的突破,使對疾病的攻克進入分子水平。很多投資者認為,用生物技術方法開發新葯將得到回報。
根據美國生物技術產業組織(BIO)的統計,1982—2000年間,大約有120個生物葯進入市場;2001年有300個新葯正在進行最後階段的臨床試驗。根據過去的經驗,到2007年,美國食品與葯物管理局(FDA)大約要批准其中的240個新葯進入市場,從而使市場上的生物技術葯翻2倍。大多數生物技術新葯是用於治療心臟病、癌症、糖尿病和傳染病的一類新葯。
生物技術的顯著應用不僅在健康行業,生物技術在其它產業中的研發投入也十分突出。依靠生物技術,農業上用更少的土地生產更多的健康食品;製造業可以減少環境污染、節省能耗;工業可以利用再生資源生產原料,以保護環境。
生物技術產業的成熟除了體現在產品開發方面外,另一個主要標志是行業的現金儲量。2000年由於生物技術產業在社會上籌集了大量資本,大多數生物技術企業在2001年的資金情況很好。根據Ernst & Young』s 2001年生物技術報告,美國上市的340家生物技術公司中,超過半數的公司現金儲量可維持三年以上的運行,這為該行業今後的快速發展奠定了良好基礎。
生物技術產業成熟的另一個標志是合並化。資金雄厚的生物技術企業,如基因公司,正在兼並其它輔助性技術公司,從而形成綜合性的生物制葯公司,能夠開發、生產和銷售自己的產品。這種兼並活動,不僅增加企業的產品種類和收入,同時也有助於提高整個行業的競爭力。
生物技術產業是新經濟的主要推動力。盡管最近生物技術產業的股值也縮水很大,但其過去所得多於現在所失。在過去的一年中,納斯達克生物技術指數下降了20%,但與前三年相比,該指數的增長仍接近100%。在目前的熊市狀態下,該指數的表現優於納斯達克綜合指數和道瓊工業指數。很多分析家認為,2002年生物和醫葯股將表現平平但健康發展,在今後的12至24個月中,生物股將再次起飛,新的生物技術產品將開始進入市場。
美國很多州政府支持生物技術產業的發展,陸續推出了不少經濟發展計劃以吸引生物技術企業。例如,密西根州是美國十大生物技術州之一,州政府承諾要在生物技術產業領域進入全美前5名,擬投入10億美元,建成密西根生命科學走廊。目前該走廊已有300多家生物公司。
從基因到葯
在21世紀的第一年,科學家們完成了人類基因的測序。這一成就對生物技術產業發展影響將是難以估量的。在探索人類基因的奧秘過程,發現一些新的葯物,成為生物技術關注的熱點。
2001年5月,FDA批准諾華公司開發的Gleevec上市,這是一種治療慢性白血病的良葯。這是依據癌細胞活動機理而設計開發的第一種抗癌新葯。傳統抗癌葯在治療過程中,同時會影響到正常細胞,對病人產生很大的副作用,而Gleevec僅殺滅基因變異的癌細胞。最新研究表明,Gleevec對血液癌症和腫瘤都有效,它可能成為一種廣譜的抗癌新葯。
治療癌症的另外一類生物技術葯是單克隆抗體。這類抗體的目標是與癌細胞有關一些特定分子。自1980年以來,單克隆抗體魔術般的效果引起眾多醫葯公司的關注。經過十多年的研究,單克隆抗體作為抗癌新葯初步得以實現。目前,很多葯廠正在開發單克隆抗體,其應用從抗癌擴展到其它疾病治療方面,到2000年,FDA批准了9個單克隆抗體,另外60多個產品正在進行臨床試驗。
在抗癌方面,單克隆抗體的作用如同人體自身免疫系統,但大多數情況下,人體自身免疫系統不會將癌細胞作為有害細胞而進行阻止,使癌細胞在體內繁殖,危害人體生命。
單克隆抗體的作用是瞄準癌細胞,將癌細胞消滅或啟動體內免疫系統對癌細胞進行攻擊。單克隆抗體也可成為一種「聰明炸彈」,攜帶放射性或化學介質,選擇癌細胞進行攻擊。
1997年FDA批准第一個單克隆抗體Rituxin,用於治療非何傑金氏淋巴癌,1998年另一種單克隆抗體Herceptin上市,用於治療乳腺癌。
Herceptin由美國基因技術公司研製,該公司成立於1976年,是最早成立的生物制葯公司。美國基因技術公司是全球十大生物技術公司之一,有十個基於蛋白質的生物醫葯產品上市,正在開發的產品有20多個,主要是癌症、心血管和免疫系統疾病的治療葯。該公司有從業人員5000多人。人類基因公司成立於1992年,是生物技術產業領域首家開發人類基因的公司。該公司首先研究探索人類基因與疾病的關系,目標是發現與疾病有關的基因,開發相關的治療葯物。該公司現有8個產品正在進行臨床試驗。
其它的生物醫葯產品有基因治療法、幹細胞和疫苗等。隨著人們對人體生物學認識的進一步深入,葯物發現變得更加復雜。生物技術和制葯業不得不依靠更先進、復雜的工具來開發新葯。歷史上,Agilent一直是醫葯測試設備的主要生產廠,該公司與世界十大制葯公司有著十分密切的商業往來。今天,Agilent也能提供新的科學儀器,用於疾病診斷和新葯研究。
農業生物技術
生物技術在農業中的應用是基於對植物、動物基因學和蛋白質學的認識。很多專家認為只有依靠生物技術,發展中國家才能戰勝飢餓,全球因人口增長而產生的食品短缺才有望得以緩解。
通過利用動植物中的特定基因,可以實現用更少的土地種植更多的作物,同時減少農葯的使用。利用生物技術,可以在惡劣的氣候環境下生產作物。利用生物技術,還可以改善食品的營養和口感等。
美國的St. Louis是全球農業生物技術發展最快的地區。該地區被認為是生物產業帶,著名的農業生物技術公司孟山都即在該地區。
生物技術用於育種是一種快捷、有效的育種方法。通過引入特定的基因,以改變動植物的品質。例如,科學家在西紅柿中植入抗成熟的基因,可以延長西紅柿的貨架期。在植物中引入對人體無害的抗蟲基因,可以防止病蟲害,減少農葯的使用,在水稻中介入產生維生素A的基因,可以提高稻米的營養價值。
生物技術在農業中的另一個可能的應用是生產食用疫苗,利用水果、蔬菜生產抗肝炎、霍亂等傳染病的疫苗。克隆技術用於動物,可以保留高品質動物的高產性能。
市場上的農業生物技術產品主要是轉基因的大豆、玉米、油萊、棉花等。轉基因植物以其優異的品質很快被農戶接受。2001年,世界上轉基因植物的種植面積達5300萬公頃,比2000年增加 19%。
工業與環境生物技術
生物技術應用於工業製造和環境管理,是為了推動工業的可持續發展,1998年,經濟合作與發展組織認為生物技術將對工業的持續發展起著十分關鍵的作用,鼓勵其成員國支持工業和環境生物技術的研究。
微生物被認為是天然的化學工廠。它們正取代工業催化劑而用於化學品的製造。例如,酶制劑能取代洗滌劑中的磷和皮革鞣製過程中的硫化物。在造紙過程中,酶制劑可以減少氯化物在紙漿漂白過程中的用量。微生物在工業生產過程中的應用,使工業生產變得清潔、高效,具有可持續性。
酶也可以作為生物催化劑將生物質轉化為能源、乙醇等。更誘人的是,通過生物酶,玉米秸稈可以轉化為可降解的塑料,用於食品包裝等。
基因學和蛋白質學在工業生物技術中的應用,不僅僅在於發現微生物酶的特性,而且可以通過目標的變異,使微生物產生各種用途的新型酶制劑。
科學家預測10至20年後,生物技術在工業中的應用將與其在人類健康中的應用變得同等重要。
生物技術的其它應用
目前生物技術除主要在人類健康、農業、工業與環境中應用外,在其它領域也有一些應用。
現在開發畜牧醫用產品的生物公司越來越多,美國每年用於動物健康的產品市場約40億美元,美國農業部批準的動物用生物製品約100種,主要是防止動物傳染病和常見病的疫苗和治療葯。
生物技術也應用於珍稀野生動物的保護,通過DNA識別來鑒別動物的種類,跟蹤其活動地域等。
海洋生物技術的應用使受過度捕撈而瀕臨滅絕的海洋生物的生存得到發展。同時又給人類從豐富的海洋生物資源匯總發現新葯提供了途徑。例如海螺中的一種毒素是有效的止痛葯,海綿可以用作抗感染等。
生物技術應用於太空發展,可以為宇航員構建長期太空探險所需的生命支持環境。另外,生物技術也用於人類考古和犯罪調查,通過DNA分析可以研究人類種群的進化史。DNA技術應用於犯罪案件調查可以幫助執法人員確認罪犯。
生物反恐
美國9·11恐怖事件和隨後的炭疽菌案件,使大部分美國人感到,今後的生物恐怖事件可能發生,對生物恐怖事件的防衛必須予以重視。
過去,幾家美國生物技術公司曾與官方合作,提出生物武器的防衛戰略,但大多數試驗僅是模擬。在9·11事件以前,美國衛生部用於生物防恐的研究經費為5000萬美元。但9·11事件以後,該預算大大增加。今年6月通過的一項生物反恐法案,撥款45億美元用於美國本土安全部的生物反恐。專家們預測,生物反恐將成為國防的新領域,美國將利用生物技術防衛各種可能的生物恐怖襲擊。生物反恐將與公共健康系統、傳統國防工業、生物技術和制葯業緊密關聯。9·11事件後,美國迅速開發了針對炭疽和天花的疫苗。大約有24家美國生物技術公司正參與其它疫苗和葯品研究與開發,美國政府擬支付6.4億美元用於存積有關的疾病疫苗,以防止各種可能的生物恐怖事件。例如,新型抗菌素和抗病毒處理劑正在研製,以用於對付已是抗病性的病原體。一家公司正在研究利用單克隆抗體清除血液中的毒素。其它研製中的產品包括專用酶制劑,用於修復被有意污染的環境、快速大氣監測儀、傳染物診斷試劑、新的葯物運送系統等。
生物技術應用
傳統生物技術的應用
現代生物技術的應用
傳統生物技術的應用
包括:
顯微鏡技術
玻片標本製作與染色技術
同位素標記示蹤技術
無土栽培技術
作物育種技術
顯微鏡技術
光電顯微鏡技術
電子顯微鏡技術
應用:細胞(顯微水平、亞顯微水平)
玻片標本製作與染色技術
應用:用於細胞結構與功能研究
同位素標記示蹤技術*
應用:
研究細胞內或生物體內化學物質的有關問題,如某物質存在部位、移動途徑、物質摻如情況等。
實例:有絲分裂過程中的DNA復制
光合作用中的物質變化
動植物細胞中的物質運輸
激素在生物體內分布與運輸
動物胚胎層發育分化
遺傳物質發現的研究
無土栽培技術
利用溶液培養法的原理,把植物體生長發育過程中所需要的各種礦質元素,按照一定的比例配製成營養液,並利用這種營養液來栽培植物的技術
㈧ 目前有哪些生物技術及其應用
目前生物技術一般包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程。20世紀未,隨著計算生物學、化學生物學與合成生物學的興起,發展了系統生物學的生物技術 - 即系統生物技術(systems biotechnology),包括生物信息技術、納米生物技術與合成生物技術等.
應用:
1.從基因到葯
在21世紀的第一年,科學家們完成了人類基因的測序。這一成就對生物技術產業發展影響將是難以估量的。在探索人類基因的奧秘過程,發現一些新的葯物,成為生物技術關注的熱點。
2.農業生物技術
生物技術在農業中的應用是基於對植物、動物基因學和蛋白質學的認識。很多專家認為只有依靠生物技術,發展中國家才能戰勝飢餓,全球因人口增長而產生的食品短缺才有望得以緩解。
3.工業與環境生物技術
生物技術應用於工業製造和環境管理,是為了推動工業的可持續發展,1998年,經濟合作與發展組織認為生物技術將對工業的持續發展起著十分關鍵的作用,鼓勵其成員國支持工業和環境生物技術的研究。
4.除主要在人類健康、農業、工業與環境中應用外,在其它領域也有一些應用。如生物反恐等
(美國911恐怖事件和隨後的炭疽菌案件,使大部分美國人感到,今後的生物恐怖事件可能發生,對生物恐怖事件的防衛必須予以重視)。
㈨ 舉列談談現代生物技術在生產和生活中的應用
1、工業方面
(1)生物技術被用來提高生產力,從而提高糧食產量。
(2)生物技術可以改善食品質量。例如,以澱粉為原料,用固定化酶(或酶菌)代替蔗糖生產高果糖糖漿,是製糖工業的一場革命。
(3)生物技術也被用於開發食品品種。利用生物技術生產單細胞蛋白為解決蛋白質缺乏問題提供了一種可行的途徑。目前,世界上單細胞蛋白產量已超過3000萬噸,質量也取得了重大突破,從主要用作飼料到人民表。
2、農業方面
(1)生物技術不僅可以提高作物產量,而且可以快速繁殖。
(2)生物技術不僅可以提高作物的品質,而且延緩植物的成熟,從而延長植物食品的保質期。
(3)生物技術在培育抗逆性作物方面發揮著重要作用。例如,利用基因工程培育的抗蟲作物不需要殺蟲劑,不僅提高了種植的經濟效益,而且保護了環境。1999,200萬多畝轉基因抗蟲棉品種在中國推廣應用,取得了巨大的經濟效益。
3、醫葯方面
疫苗主動免疫是預防傳染病最有效的手段之一。注射或口服疫苗可激活免疫系統並產生針對病原體的特異性抗體。
從20世紀70年代開始,人們開始使用基因工程技術生產疫苗。基因工程疫苗將病原體的一些蛋白質基因重組為細菌或真核細胞,並利用細菌或真核細胞產生大量的病原體蛋白作為疫苗。
例如,乙型肝炎疫苗是利用基因工程技術來預防乙型肝炎的,中國生產的基因工程乙型肝炎疫苗主要是利用酵母表達系統來生產疫苗。
4、軍事方面
過去,幾家美國生物技術公司曾與官方合作,提出生物武器的防衛戰略,但大多數試驗僅是模擬。在911事件以前,美國衛生部用於生物防恐的研究經費為5000萬美元。但911事件以後,該預算大大增加。
5、林業方面
建成並投產了年產2000萬株規模的生產線,成為國內首個應用細胞工程技術實現林木種苗產業化最大規模生產的項目。
㈩ 在我們的生活中,生物技術主要有哪些方面的應用試舉例說明.
伴隨著生命科學的新突破,現代生物技術已經廣泛地應用於工業、農牧業、醫葯、環保等方面,產生了巨大的經濟和社會效益.例如:轉基因技術一方面大大提高了作物的產量和品質,對我們人類的農業生產作出巨大貢獻,但是轉基因生物改變了生物體的基因組成,可能會對人類健康造成影響,應慎重對待.
故答案為:應用於工業、農牧業、醫葯、環保等方面;轉基因技術