㈠ 请列举生物学的应用领域有哪些
现在主要是在食品、制药、环境、采油、动物养殖、农药、材料、生物能源、基因工程学等各种方面。现在微生物工程的应用领域越来越广泛。不过这个行业的整体水平还有待提高。存在很多技术难题。
㈡ 生物技术有何应用
生物技术,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,尽管起步晚,但是发展迅速,是解开生命之谜、创造新物种的钥匙。比尔盖茨在1996年说过:“生物科技将像电脑软件一样改变这个世界。”科学家预言,生物将取代物理。未来的时代不再是矿物时代而是生物时代,谁掌握了先进的生物技术,谁就将主宰未来。
一、生物工程技术的基础
生物技术包含一系列的技术,它可利用生物体或细胞生产我们所需要的生物,这些新技术包括基因重组、细胞融合和一些生物制造程序等等。其实人类利用生物体或细胞生产我们所需要生物的历史已经非常悠久,例如在1万年前开始耕种和畜牧以提供稳定的粮食来源,6000年前利用发酵技术酿酒和做面包,2000年前利用霉菌来治疗伤口,1797年开始使用天花疫苗,1928年发现抗生素盘尼西林等。既然人类使用生物科技的历史这么久,为什么近年来生物技术又突然吸引大家的注意呢。这是因为20世纪中期,人类对构成生物体最小单位,即细胞及控制细胞遗传特征的基因有了更深入的了解,20世纪70年代又发展出基因重组和细胞融合技术。由于这两项技术可以更有效、更快速地让细胞或生物体生产出我们所需要的新物质,且适合工业或农业量产,因此从20世纪80年代开始,造就了一个新兴的生物科技产业。
生物工程技术包括五大工程,即基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和生物反应器工程。在这五大领域中,前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体,使它们获得外来基因,成为新物种。后三者的作用则为新物种创造良好的生长与繁殖条件,进行大规模的培养,以充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益和社会效益。
1.基因工程
随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性,这种分子水平的干预是这样实现的:将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断,连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型。这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同,它很像技术科学的工程设计,即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就被称为“基因工程”,或者称之为“遗传工程”。
基因工程在20世纪取得了很大的进展,这至少有两个成功典范。一是转基因动植物,一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使得动植物具有了原先没有的全新的性状,这引起了一场农业革命。如今,转基因技术已经开始广泛应用,如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”的母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。
2.细胞工程
指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法,按照人们的需要和设计,在细胞水平上重组细胞的结构和内含物,以改变生物的结构和功能,快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。细胞工程的优势在于避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作,只需将细胞遗传物质直接转移到受体细胞中就能够形成杂交细胞,因而能够提高基因的转移效率。通俗地讲,细胞工程是在细胞水平上动手术,也称细胞操作技术,包括细胞融合技术、细胞器移植、染色体工程和组织培养技术。通过细胞融合技术,可以培育出新物种,打破了传统的只有同种生物杂交的限制,实现物种间的杂交。这项技术不仅可以把不同种类或者不同来源的植物细胞或者动物细胞进行融合,还可以把动物细胞与植物细胞融合在一起。这对创造新的动植物和微生物品种具有前所未有的重大意义。
3.酶工程
酶工程又称生物转化反应,是利用生物学方法以酶为催化剂,使一种物质迅速转化为另一种物质的技术。它不需要传统的化学转化所必不可少的高温、高压、强酸、强碱等条件,节省能源,效率极高。酶工程最突出的成就是微生物发电。最原始的酶工程要追溯到人类的游牧时代。那时候的牧民已经会把牛奶制成奶酪,以便于贮存。他们从长期的实践中摸索出一套制奶酪的经验,其中关键的一点是要使用少量小牛犊的胃液。用现代的眼光看那就是在使用凝乳酶。此后,在开发使用酶的早期,人们使用的酶也多半来自动物的脏器和植物的器官。例如,从猪的胰脏中取得胰蛋白酶来软化皮革;从木瓜的汁液中取得木瓜蛋白酶来防止啤酒混浊;用大麦麦芽的多种酶来酿造啤酒;等等。然而,随着酶的开发应用的扩展,这些从动植物中取得的酶已经远远不能满足人们需要了。人们把眼光转向了微生物。
微生物是发酵工程的主力军。在发酵工程里(或者说在自然界也一样),微生物之所以有那么大的神通,能迅速地把一种物质转化为另一种物质,正是因为它们体内拥有神奇的酶,正是那些酶在大显神通。说到底,发酵作用也就是酶的作用。
微生物种类繁多,繁殖奇快。要发展酶工程,微生物自然应该是人们获取酶、生产酶的巨大宝库、巨大资源。事实上,目前酶工程中涉及的酶绝大部分来自于微生物。
酶工程,可以分为两部分。一部分是如何生产酶,一部分是如何应用酶。用微生物来生产酶,是酶工程的半壁江山。
4.发酵工程
指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、灭菌、接种和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
5.生物反应器工程
生物反应器是指为细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备,它是生物反应过程中的关键设备。生物反应器的结构、操作方式和操作条件的选定,对生物化工产品的质量、收率(转化率)和能耗有直接影响。生物反应器的设计、放大是生化反应工程的中心内容,也是生物化学工程的重要组成部分。从生物反应过程说,发酵过程用的生物反应器称为发酵罐;酶反应过程用的生物反应器则称为酶反应器。另一些专为动植物细胞大量培养用的生物反应器,专称为动植物细胞培养装置。顾名思义,生物反应器工程就是研制各种生物反应器的工程。
基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程不是孤立存在的,而是彼此互相关联、互相渗透。例如用基因重组技术和细胞融合技术可以创造出许多具有特殊功能和多功能的工程菌和超级菌,再通过微生物发酵来产生新的有用物质。再如酶工程和发酵工程相结合,可以改革发酵工艺,大大提高产量。
二、神秘的军事生物技术
在引发21世纪武器装备革命性变化的高新技术中,迅速兴起的生物技术发展势头正猛。未来的武器装备、后勤保障和军用医药等各个方面,都将离不开生物技术的支撑。有识之士认为,现代化生物武器是一支重要的威慑力量,在未来战场上,比原子弹更可怕。
以生命科学为基础的综合性技术——生物技术将成为军事高技术的制高点。
1.人称“种族武器”和“世界末日武器”的基因武器
基因武器就是在生物遗传工程技术的基础上,用人为的方法,按照军事上的需要,利用基因重组技术,复制大量致病微生物的遗传基因,并制成生物战剂放入施放装置内所构成的武器。它能改变非致病微生物的遗传物质,使其产生具有显着抗药性的致病菌,利用人种生化特征上的差异,使这种致病菌只对特定遗传特征的人们产生致病作用,从而有选择地消灭敌方有生力量。因此,科学家们也称这种“只对敌方具有残酷杀伤力,而对己方毫无影响”的新型生物武器为“种族武器”。按照美国国家人类基因组研究中心的报告,由多国联手开展的人类基因组计划,预计于2003年完成,届时将可排列出组成人类染色体的30亿个碱基对的DNA序列,揭开生命与疾病之谜。一旦不同种群的DNA被排列出来,就可以生产出针对不同人类种群的基因武器。
基因武器杀伤力极强,远非普通的生物战剂所能比拟。据估算,用5000万美元建造一个基因武器库,其杀伤效能远远超过50亿美元建造的核武器库。某国曾利用细胞中的脱氧核糖核酸的生物催化作用,把一种病毒的DNA分离出来,再与另一种病毒的DNA相结合,拼接成一种具有剧毒的“热毒素”基因战剂,用其万分之一毫克就能毒死100只猫;倘用其20g,就足以使全球55亿人死于一旦。正因为如此,国外有人将“基因武器”称为“世界末日武器”。科学家认为,不能排除随着基因操作等知识的日益普及,基因技术被用于制造基因武器的可能。甚至有人预测,基因武器将在5至10年内出现。
2.威力巨大的生物炸弹
利用生物技术制造炸药,生产过程简单,成本低,燃烧充分,爆炸力强,威力比常规炸药大3~6倍。用生物炸药制成的武器战斗可使武器的战术、技术性能提高一个数量级。
3.智能化的军用仿生导航系统
自然界中许多动物具有导航能力。研究发现,鸟体的导航系统只有几毫克,但精确度极高,探测误差小于0.03微瓦/平方米。目前已有一些国家在利用生物技术手段模拟动物的导航系统来简化军事导航系统,以提高精度,缩小体积,减轻重量,降低成本,增强在复杂条件下的导航能力。
4.敏锐的军用生物传感器
把生物活性物质,如受体、酶、细胞等与信号转换电子装置结合成生物传感器,不但能准确识别各种生化战剂,而且探测速度快、判断准确,与计算机配合可及时提出最佳的防护和治疗方案。美国国防部于1990年将生物传感器列入国防关键技术,2000年就制造出了机器人生物传感器。生物传感器还可通过测定炸药、火箭推进剂的降解情况来发现敌人库存的地雷、炮弹、炸弹、导弹等装备的数量和位置,它将成为实施战场侦察的有效手段。
5.取之不尽的军用生物能源
目前主战兵器的机动装备大都以汽油、柴油为燃料,跟踪补给任务重、要求高。生物技术可利用红极毛杆菌和淀粉制成氢,每消耗1克淀粉就可生产出1毫升氢。氢和少量燃料混合即可替代汽油、柴油。这样,机动装备只需要带少量的淀粉,就能进行长时间远距离的机动作战。日本、加拿大等国把细菌和真菌引入酵母,酶解纤维生产酒精,或用基因工程方法使大肠杆菌把葡萄糖转化为酒精,代替汽油或柴油,可随时为军队的机动装备提供大量的生物燃料。
6.奇异的军用生物装具
即利用生物技术就地取材提供高能量的作战军需品。如美国陆军研究发展和工程中心已经从织网蜘蛛中分离出合成蜘蛛丝的基因,从而能够生产蛛丝;还可将基因转移到细菌中生产可溶性丝蛋白,经浓缩后可纺成一种特殊的纤维,其强度超过钢,可用于生产防弹背心、防弹头盔、降落伞绳索和其他高强度轻型装备。
7.疗效快捷的军用生物医药
生物技术可以制造新的疫苗、药物和新的医疗方法。如利用生物技术生产血液代用品,已受到世界各国的重视,人造血液可望缓解战场上血浆的供需矛盾。利用生物技术生产的高效伤口愈合材料,有望进行大规模生产。科学家正研究用重组工程菌进一步提高壳多糖(有促进伤口愈合功能)的产量。美国一些公司与陆军医疗中心正在从事用生物技术合成“人造皮肤”的研制工作。
8.不可思议的军用仿生动力
人和动物的肌肉具有惊人的力量,人体全身的600余块肌肉朝一个方向收缩,其力量可达25吨!目前,军事仿生专家已用聚丙烯酸等聚合物制成了“人工肌肉”,把它放入碱或酸介质中,便能产生强烈的收缩或松弛,直接把化学能转变成机械能。为尽快制造出实用的肌肉发动机,专家们设想用胶原蛋白作材料。胶原蛋白分子呈螺旋状结构,类似弹簧。将其浸入溴化锂溶液后即迅速收缩,从而做功,用纯水洗去溴化锂,胶原蛋白就恢复到原来长度。这种“肌肉发动机”没有齿轮、活塞和杠杆,故体积小、重量轻、无噪音、操作简便,还省去了体大笨重易燃易爆的油箱,用来制造兵器,可大大提高机动力和生存力。
9.怪异的军用动物武器
训练动物参战,自古有之。但人们运用生物工程技术,创造一些“智商”高、体力强、动作敏捷和繁殖速度快、饲养简单的动物,去充当“战斗动物兵”并非遥远。1992年,世界上第一头带有人类遗传特征的短吻、小眼睛、大耳朵、被称为“阿斯特里德”的猪,在伦敦降生了。到第二年,英国就有37头猪带上了人类基因。科学家的目的是为了实现跨物种器官移植,以解决目前移植手术中器官来源不足的难题。但由此不难想象,随着基因技术的发展,用这一技术“杂交”出一些怪物,甚至“人造人”,完全是有可能的。
此外,生物加工处理技术在军事领域也有广泛的应用。目前正在研究的课题有:生化战剂的洗消、危险废物的生物降解、生物除雷、生物防核污染等。已经初步研制出了无腐蚀、低成本、高速度、便于携带的清洗生化战剂的生物酶,清除残余地雷、水雷,降解TNT炸药的生物体和能除去铀、镭、砷等有毒有害元素的微生物。
㈢ 现代生物技术现实生活中有哪些具体应用
1、越来越多的现代生物技术公司开发家畜医疗产品。美国的动物保健品市场每年约40亿美元。美国农业部批准的动物生物制品约100种,主要是预防动物传染病和常见疾病的疫苗和治疗药物。
2、现代生物技术还应应用于保护珍稀野生动物,通过DNA鉴定鉴定动物物种,跟踪其活动区域等。
海洋生物技术的应用导致了过度捕捞对海洋生物生存的威胁。同时,为人类从丰富的海洋生物资源中发现新药提供了途径。例如,海螺中的毒素是一种有效的镇痛剂,海绵可以用作抗感染剂。
3、现代生物技术在航天发展中的应用,可以为宇航员提供长期太空探索所必需的生命支持环境。
4、现代生物技术还被用于人类考古学和刑事调查,DNA分析可用于研究人类种群的进化史。DNA技术在刑事侦查中的应用可以帮助执法人员识别犯罪分子。
(3)生物有哪些研究转化应用了扩展阅读:
现代生物技术是一个复杂的技术群体。基因工程只是现代生物技术的代表之一,其特点是在分子水平上创造或改变生物类型和生物功能。
此外,在染色体、细胞、组织、器官甚至个体有机体的层面上,创造或改变生物类型和功能的工程,如染色体工程、细胞工程、组织培养和器官培养、定量遗传工程等,都可以因此,这属于现代生物技术的范畴。
为这些项目服务的一些新技术系统,如现代发酵工程、酶工程、生物反应器工程,也被纳入现代生物技术系统。
㈣ 生物技术在计算机领域中的应用有哪些
1、生物识别技术。所谓生物识别技术就是,通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性,(如指纹、脸象、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。
根据IBG(International Biometric Group,国际生物识别小组)2009年的统计结果,市场已有多种针对不同生理特征和行为特征的应用。其中,占有率最高的就是指纹识别了。
2、生物医学工程(Biomedical Engineering,简称BME)是结合物理、化学、数学和计算机与工程学原理,从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知识,开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法,用与疾病预防、诊断和治疗,病人康复,改善卫生状况等目的。
生物识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份认证的一种技术,人类的生物特征通常具有可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点,因此生物识别认证技术较传统认证技术存在较大的优势。
生物识别系统对生物特征进行取样,提取其特征并且转化成数字代码,并进一步将这些代码组成特征模板。由于微处理器及各种电子元器件成本不断下降,精度逐渐提高,生物识别系统逐渐应用于商业上的授权控制如门禁、企业考勤管理系统安全认证等领域。
用于生物识别的生物特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等,行为特征有签字、声音、按键力度等。基于这些特征,人们已经发展了手形识别、指纹识别、面部识别、发音识别、虹膜识别、签名识别等多种生物识别技术。
㈤ 生物技术在现实中的应用有哪些
生物技术应用很广泛,要分到具体学科,微生物那方面就有N种应用,比如制药、制酒、酸奶、生物静化等等,植物方面包括,组培,改良植物品种,等等总言之要具体的话说上几天都说不完。
㈥ 生物学在各个方面的实际应用
种植有机蔬菜,医学上的青霉素.平时日常生活都有很多拉,比如新年的花市要花开花迟等等拉@
㈦ (急)生物技术的应用有哪些
很多人认为,2000年是生物技术产业投资年。人类基因测序的完成和公布,是科学史上的又一个里程碑,它令很多投盗者为之神魂颠倒。2000年美国的生物技术产业股票市场新增300亿美元,这一数值大大超过前5年该产业股市投资的总和,生物技术的股票与其它科技行业股票异常高涨。很多迹象表明,生物技术产业虽然历史不到30年,但正步入成熟期。
美国经济处于衰退中的2001年,生物技术产业仍吸收了150亿美元的投资,这是该产业历史上第二大的投资年。投资者认为,生物技术公司,特别是那些专攻新药的生物技术公司和其合作的制药公司,在未来的5年中,将推出数百种一类新药。生物技术在基因科学、蛋白质学、生物信息学、计算机辅助药物设计、DNA生物芯片和药物基因学等领域中的突破,使对疾病的攻克进入分子水平。很多投资者认为,用生物技术方法开发新药将得到回报。
根据美国生物技术产业组织(BIO)的统计,1982—2000年间,大约有120个生物药进入市场;2001年有300个新药正在进行最后阶段的临床试验。根据过去的经验,到2007年,美国食品与药物管理局(FDA)大约要批准其中的240个新药进入市场,从而使市场上的生物技术药翻2倍。大多数生物技术新药是用于治疗心脏病、癌症、糖尿病和传染病的一类新药。
生物技术的显着应用不仅在健康行业,生物技术在其它产业中的研发投入也十分突出。依靠生物技术,农业上用更少的土地生产更多的健康食品;制造业可以减少环境污染、节省能耗;工业可以利用再生资源生产原料,以保护环境。
生物技术产业的成熟除了体现在产品开发方面外,另一个主要标志是行业的现金储量。2000年由于生物技术产业在社会上筹集了大量资本,大多数生物技术企业在2001年的资金情况很好。根据Ernst & Young’s 2001年生物技术报告,美国上市的340家生物技术公司中,超过半数的公司现金储量可维持三年以上的运行,这为该行业今后的快速发展奠定了良好基础。
生物技术产业成熟的另一个标志是合并化。资金雄厚的生物技术企业,如基因公司,正在兼并其它辅助性技术公司,从而形成综合性的生物制药公司,能够开发、生产和销售自己的产品。这种兼并活动,不仅增加企业的产品种类和收入,同时也有助于提高整个行业的竞争力。
生物技术产业是新经济的主要推动力。尽管最近生物技术产业的股值也缩水很大,但其过去所得多于现在所失。在过去的一年中,纳斯达克生物技术指数下降了20%,但与前三年相比,该指数的增长仍接近100%。在目前的熊市状态下,该指数的表现优于纳斯达克综合指数和道琼工业指数。很多分析家认为,2002年生物和医药股将表现平平但健康发展,在今后的12至24个月中,生物股将再次起飞,新的生物技术产品将开始进入市场。
美国很多州政府支持生物技术产业的发展,陆续推出了不少经济发展计划以吸引生物技术企业。例如,密西根州是美国十大生物技术州之一,州政府承诺要在生物技术产业领域进入全美前5名,拟投入10亿美元,建成密西根生命科学走廊。目前该走廊已有300多家生物公司。
从基因到药
在21世纪的第一年,科学家们完成了人类基因的测序。这一成就对生物技术产业发展影响将是难以估量的。在探索人类基因的奥秘过程,发现一些新的药物,成为生物技术关注的热点。
2001年5月,FDA批准诺华公司开发的Gleevec上市,这是一种治疗慢性白血病的良药。这是依据癌细胞活动机理而设计开发的第一种抗癌新药。传统抗癌药在治疗过程中,同时会影响到正常细胞,对病人产生很大的副作用,而Gleevec仅杀灭基因变异的癌细胞。最新研究表明,Gleevec对血液癌症和肿瘤都有效,它可能成为一种广谱的抗癌新药。
治疗癌症的另外一类生物技术药是单克隆抗体。这类抗体的目标是与癌细胞有关一些特定分子。自1980年以来,单克隆抗体魔术般的效果引起众多医药公司的关注。经过十多年的研究,单克隆抗体作为抗癌新药初步得以实现。目前,很多药厂正在开发单克隆抗体,其应用从抗癌扩展到其它疾病治疗方面,到2000年,FDA批准了9个单克隆抗体,另外60多个产品正在进行临床试验。
在抗癌方面,单克隆抗体的作用如同人体自身免疫系统,但大多数情况下,人体自身免疫系统不会将癌细胞作为有害细胞而进行阻止,使癌细胞在体内繁殖,危害人体生命。
单克隆抗体的作用是瞄准癌细胞,将癌细胞消灭或启动体内免疫系统对癌细胞进行攻击。单克隆抗体也可成为一种“聪明炸弹”,携带放射性或化学介质,选择癌细胞进行攻击。
1997年FDA批准第一个单克隆抗体Rituxin,用于治疗非何杰金氏淋巴癌,1998年另一种单克隆抗体Herceptin上市,用于治疗乳腺癌。
Herceptin由美国基因技术公司研制,该公司成立于1976年,是最早成立的生物制药公司。美国基因技术公司是全球十大生物技术公司之一,有十个基于蛋白质的生物医药产品上市,正在开发的产品有20多个,主要是癌症、心血管和免疫系统疾病的治疗药。该公司有从业人员5000多人。人类基因公司成立于1992年,是生物技术产业领域首家开发人类基因的公司。该公司首先研究探索人类基因与疾病的关系,目标是发现与疾病有关的基因,开发相关的治疗药物。该公司现有8个产品正在进行临床试验。
其它的生物医药产品有基因治疗法、干细胞和疫苗等。随着人们对人体生物学认识的进一步深入,药物发现变得更加复杂。生物技术和制药业不得不依靠更先进、复杂的工具来开发新药。历史上,Agilent一直是医药测试设备的主要生产厂,该公司与世界十大制药公司有着十分密切的商业往来。今天,Agilent也能提供新的科学仪器,用于疾病诊断和新药研究。
农业生物技术
生物技术在农业中的应用是基于对植物、动物基因学和蛋白质学的认识。很多专家认为只有依靠生物技术,发展中国家才能战胜饥饿,全球因人口增长而产生的食品短缺才有望得以缓解。
通过利用动植物中的特定基因,可以实现用更少的土地种植更多的作物,同时减少农药的使用。利用生物技术,可以在恶劣的气候环境下生产作物。利用生物技术,还可以改善食品的营养和口感等。
美国的St. Louis是全球农业生物技术发展最快的地区。该地区被认为是生物产业带,着名的农业生物技术公司孟山都即在该地区。
生物技术用于育种是一种快捷、有效的育种方法。通过引入特定的基因,以改变动植物的品质。例如,科学家在西红柿中植入抗成熟的基因,可以延长西红柿的货架期。在植物中引入对人体无害的抗虫基因,可以防止病虫害,减少农药的使用,在水稻中介入产生维生素A的基因,可以提高稻米的营养价值。
生物技术在农业中的另一个可能的应用是生产食用疫苗,利用水果、蔬菜生产抗肝炎、霍乱等传染病的疫苗。克隆技术用于动物,可以保留高品质动物的高产性能。
市场上的农业生物技术产品主要是转基因的大豆、玉米、油莱、棉花等。转基因植物以其优异的品质很快被农户接受。2001年,世界上转基因植物的种植面积达5300万公顷,比2000年增加 19%。
工业与环境生物技术
生物技术应用于工业制造和环境管理,是为了推动工业的可持续发展,1998年,经济合作与发展组织认为生物技术将对工业的持续发展起着十分关键的作用,鼓励其成员国支持工业和环境生物技术的研究。
微生物被认为是天然的化学工厂。它们正取代工业催化剂而用于化学品的制造。例如,酶制剂能取代洗涤剂中的磷和皮革鞣制过程中的硫化物。在造纸过程中,酶制剂可以减少氯化物在纸浆漂白过程中的用量。微生物在工业生产过程中的应用,使工业生产变得清洁、高效,具有可持续性。
酶也可以作为生物催化剂将生物质转化为能源、乙醇等。更诱人的是,通过生物酶,玉米秸秆可以转化为可降解的塑料,用于食品包装等。
基因学和蛋白质学在工业生物技术中的应用,不仅仅在于发现微生物酶的特性,而且可以通过目标的变异,使微生物产生各种用途的新型酶制剂。
科学家预测10至20年后,生物技术在工业中的应用将与其在人类健康中的应用变得同等重要。
生物技术的其它应用
目前生物技术除主要在人类健康、农业、工业与环境中应用外,在其它领域也有一些应用。
现在开发畜牧医用产品的生物公司越来越多,美国每年用于动物健康的产品市场约40亿美元,美国农业部批准的动物用生物制品约100种,主要是防止动物传染病和常见病的疫苗和治疗药。
生物技术也应用于珍稀野生动物的保护,通过DNA识别来鉴别动物的种类,跟踪其活动地域等。
海洋生物技术的应用使受过度捕捞而濒临灭绝的海洋生物的生存得到发展。同时又给人类从丰富的海洋生物资源汇总发现新药提供了途径。例如海螺中的一种毒素是有效的止痛药,海绵可以用作抗感染等。
生物技术应用于太空发展,可以为宇航员构建长期太空探险所需的生命支持环境。另外,生物技术也用于人类考古和犯罪调查,通过DNA分析可以研究人类种群的进化史。DNA技术应用于犯罪案件调查可以帮助执法人员确认罪犯。
生物反恐
美国9·11恐怖事件和随后的炭疽菌案件,使大部分美国人感到,今后的生物恐怖事件可能发生,对生物恐怖事件的防卫必须予以重视。
过去,几家美国生物技术公司曾与官方合作,提出生物武器的防卫战略,但大多数试验仅是模拟。在9·11事件以前,美国卫生部用于生物防恐的研究经费为5000万美元。但9·11事件以后,该预算大大增加。今年6月通过的一项生物反恐法案,拨款45亿美元用于美国本土安全部的生物反恐。专家们预测,生物反恐将成为国防的新领域,美国将利用生物技术防卫各种可能的生物恐怖袭击。生物反恐将与公共健康系统、传统国防工业、生物技术和制药业紧密关联。9·11事件后,美国迅速开发了针对炭疽和天花的疫苗。大约有24家美国生物技术公司正参与其它疫苗和药品研究与开发,美国政府拟支付6.4亿美元用于存积有关的疾病疫苗,以防止各种可能的生物恐怖事件。例如,新型抗菌素和抗病毒处理剂正在研制,以用于对付已是抗病性的病原体。一家公司正在研究利用单克隆抗体清除血液中的毒素。其它研制中的产品包括专用酶制剂,用于修复被有意污染的环境、快速大气监测仪、传染物诊断试剂、新的药物运送系统等。
生物技术应用
传统生物技术的应用
现代生物技术的应用
传统生物技术的应用
包括:
显微镜技术
玻片标本制作与染色技术
同位素标记示踪技术
无土栽培技术
作物育种技术
显微镜技术
光电显微镜技术
电子显微镜技术
应用:细胞(显微水平、亚显微水平)
玻片标本制作与染色技术
应用:用于细胞结构与功能研究
同位素标记示踪技术*
应用:
研究细胞内或生物体内化学物质的有关问题,如某物质存在部位、移动途径、物质掺如情况等。
实例:有丝分裂过程中的DNA复制
光合作用中的物质变化
动植物细胞中的物质运输
激素在生物体内分布与运输
动物胚胎层发育分化
遗传物质发现的研究
无土栽培技术
利用溶液培养法的原理,把植物体生长发育过程中所需要的各种矿质元素,按照一定的比例配制成营养液,并利用这种营养液来栽培植物的技术
㈧ 目前有哪些生物技术及其应用
目前生物技术一般包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。20世纪未,随着计算生物学、化学生物学与合成生物学的兴起,发展了系统生物学的生物技术 - 即系统生物技术(systems biotechnology),包括生物信息技术、纳米生物技术与合成生物技术等.
应用:
1.从基因到药
在21世纪的第一年,科学家们完成了人类基因的测序。这一成就对生物技术产业发展影响将是难以估量的。在探索人类基因的奥秘过程,发现一些新的药物,成为生物技术关注的热点。
2.农业生物技术
生物技术在农业中的应用是基于对植物、动物基因学和蛋白质学的认识。很多专家认为只有依靠生物技术,发展中国家才能战胜饥饿,全球因人口增长而产生的食品短缺才有望得以缓解。
3.工业与环境生物技术
生物技术应用于工业制造和环境管理,是为了推动工业的可持续发展,1998年,经济合作与发展组织认为生物技术将对工业的持续发展起着十分关键的作用,鼓励其成员国支持工业和环境生物技术的研究。
4.除主要在人类健康、农业、工业与环境中应用外,在其它领域也有一些应用。如生物反恐等
(美国911恐怖事件和随后的炭疽菌案件,使大部分美国人感到,今后的生物恐怖事件可能发生,对生物恐怖事件的防卫必须予以重视)。
㈨ 举列谈谈现代生物技术在生产和生活中的应用
1、工业方面
(1)生物技术被用来提高生产力,从而提高粮食产量。
(2)生物技术可以改善食品质量。例如,以淀粉为原料,用固定化酶(或酶菌)代替蔗糖生产高果糖糖浆,是制糖工业的一场革命。
(3)生物技术也被用于开发食品品种。利用生物技术生产单细胞蛋白为解决蛋白质缺乏问题提供了一种可行的途径。目前,世界上单细胞蛋白产量已超过3000万吨,质量也取得了重大突破,从主要用作饲料到人民表。
2、农业方面
(1)生物技术不仅可以提高作物产量,而且可以快速繁殖。
(2)生物技术不仅可以提高作物的品质,而且延缓植物的成熟,从而延长植物食品的保质期。
(3)生物技术在培育抗逆性作物方面发挥着重要作用。例如,利用基因工程培育的抗虫作物不需要杀虫剂,不仅提高了种植的经济效益,而且保护了环境。1999,200万多亩转基因抗虫棉品种在中国推广应用,取得了巨大的经济效益。
3、医药方面
疫苗主动免疫是预防传染病最有效的手段之一。注射或口服疫苗可激活免疫系统并产生针对病原体的特异性抗体。
从20世纪70年代开始,人们开始使用基因工程技术生产疫苗。基因工程疫苗将病原体的一些蛋白质基因重组为细菌或真核细胞,并利用细菌或真核细胞产生大量的病原体蛋白作为疫苗。
例如,乙型肝炎疫苗是利用基因工程技术来预防乙型肝炎的,中国生产的基因工程乙型肝炎疫苗主要是利用酵母表达系统来生产疫苗。
4、军事方面
过去,几家美国生物技术公司曾与官方合作,提出生物武器的防卫战略,但大多数试验仅是模拟。在911事件以前,美国卫生部用于生物防恐的研究经费为5000万美元。但911事件以后,该预算大大增加。
5、林业方面
建成并投产了年产2000万株规模的生产线,成为国内首个应用细胞工程技术实现林木种苗产业化最大规模生产的项目。
㈩ 在我们的生活中,生物技术主要有哪些方面的应用试举例说明.
伴随着生命科学的新突破,现代生物技术已经广泛地应用于工业、农牧业、医药、环保等方面,产生了巨大的经济和社会效益.例如:转基因技术一方面大大提高了作物的产量和品质,对我们人类的农业生产作出巨大贡献,但是转基因生物改变了生物体的基因组成,可能会对人类健康造成影响,应慎重对待.
故答案为:应用于工业、农牧业、医药、环保等方面;转基因技术