摘 要:21世紀,現(xiàn)代生物技術迅猛發(fā)展,目前已涉及到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境、工業(yè)、海洋、空間生物等領域,極大的改變了人類的生產(chǎn)生活和社會的發(fā)展。本文從介紹現(xiàn)代生物技術的概念入手,對現(xiàn)代生物的幾項關鍵技術進行了簡要的說明,最后詳細的分析了現(xiàn)代生物技術在人類生活中的應用,期望對日后研究現(xiàn)代生物技術對人類生活的影響提供一定的參考。
關鍵詞:現(xiàn)代生物技術 人類生活 影響
引 言
自上個世紀中期開始,生物技術的研究逐漸從傳統(tǒng)生物技術的細胞水平延伸進入分子水平。自此,生命遺傳密碼、基因重組等幾項技術開始被人們所認識,現(xiàn)代生物技術逐漸的發(fā)展了起來。當前,現(xiàn)代生物在各個領域的應用已提高了人們的生活質量,促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展,成為了未來經(jīng)濟發(fā)展的新動力。而隨著其不斷研究開發(fā),未來必然能更好的為人類提供服務。
一、現(xiàn)代生物技術
現(xiàn)代生物技術,又稱生物工程,是基于分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫學、遺傳學、生理學、系統(tǒng)生物學的基礎,與現(xiàn)代科學(如物理學、化學、化工等)和工程技術(如計算機、微電子、人工智能等)相結合而形成了一種可以創(chuàng)建新生物類型或機能的技術,與傳統(tǒng)的生物技術只是單純的利用自然界中現(xiàn)有的生物和生物機能不同,現(xiàn)代生物技術可以按照人們的意愿對生物體或原材料進行改造加工,甚至是創(chuàng)造全新的生物類型和生物機能,從而滿足人類的生產(chǎn)生活需求。
二、現(xiàn)代生物技術的關鍵技術
現(xiàn)代生物技術包括了基因工程、細胞工程、蛋白質工程、酶工程、微生物工程(發(fā)酵工程)等,其中基因工程是其核心。
(1)基因工程
基因工程,是一種在分子水平上對基因進行操作的生物工程技術?;蚬こ炭梢酝ㄟ^人為對基因的剪切拼接,在體外重組后導入受體細胞進行基因表達,得到新品種或是人們需要的生物產(chǎn)物。
(2)細胞工程
細胞工程,是一種利用細胞生物學、分子生物學、遺傳學、發(fā)育生物學的理論方法,按照人們的設計,在細胞水平上進行操作,從而改變生物的結構和功能,培養(yǎng)出新生物產(chǎn)物或新物種的生物工程技術,它的核心技術是細胞培養(yǎng)與繁殖。
(3)蛋白質工程
蛋白質工程,是一種以蛋白質的分子結構規(guī)律、生物功能關系為基礎,利用物理、化學、基因重組、分子生物學等的技術方法對特定的編碼蛋白質的基因進行設計,實現(xiàn)改造生物體現(xiàn)有蛋白質或制造全新的蛋白質的生物工程技術。
(4)酶工程
酶工程,是一種將酶或細胞置于特定的反應裝置中,利用酶的生物催化性能和一定的工程技術,在一系列的生物反應中將原料轉化為有用物質的生物工程技術,包括了酶制劑的制備、酶的固定化、酶的修飾與改造、酶反應器等。
(5)微生物工程
微生物工程,又稱發(fā)酵工程,是一種利用微生物的發(fā)酵作用,通過現(xiàn)代工程技術來生產(chǎn)有價值的產(chǎn)物,或是直接在工業(yè)生產(chǎn)中應用微生物的生物工程技術。
三、現(xiàn)代生物科學技術對人類生活的影響
(1)在農(nóng)業(yè)中的應用
我國是一個人口大國,近年來糧食的需求量逐年上升,而現(xiàn)代生物技術在農(nóng)業(yè)中的應用提高了農(nóng)產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量,大大緩解了糧食的供給壓力。如雜交水稻、轉基因大豆、轉基因玉米的出現(xiàn),提高了這些農(nóng)作物的產(chǎn)量?;蛑亟M技術可以將具有抗病蟲害的基因如蛋白酶抑制劑基因、植物凝集素基因等導入水稻、玉米、馬鈴薯等農(nóng)作物中,提高農(nóng)作物的抗病、抗蟲性。細胞工程技術可以進行農(nóng)作物的育種。另外利用現(xiàn)代生物技術生產(chǎn)的生物農(nóng)藥如蘇云金菌,可以減少化學農(nóng)藥的使用,避免農(nóng)藥的殘留和環(huán)境的污染。
(2)在食品領域的應用
現(xiàn)代生物技術在食品加工中的應用也極為普遍。如啤酒、酸奶、醬油等食品的生產(chǎn)中都應用了微生物發(fā)酵,且若利用基因工程對發(fā)酵菌種進行改造,可提升菌種的性能。蛋白質工程對凝乳酶性質的改良,更加便利了干酪的生產(chǎn)。利用現(xiàn)代生物技術,還可以快速準確的進行食品檢測,如PCR技術可以用來檢測病原微生物和是否存在外源基因,免疫分析可以進行農(nóng)作物的藥物殘留檢測。
(3)在環(huán)境保護中的應用
目前,環(huán)境治理的方法有物理法、化學法、生物法,其中生物法應用的較為普遍。如生物膜法、活性污泥法、厭氧生物處理法可以進行污水處理。利用基因工程技術培育出的降解性能高的菌種,進行固定化提高菌體密度后,對于有毒或難降解廢水的處理有很好的效果。利用微生物進行堆肥處理則可以將固體廢棄物轉化為肥料。另外基因工程技術培育的指示生物針可以用來監(jiān)測環(huán)境的污染情況,甚至吸收污染物。
(4)在醫(yī)學領域的應用
現(xiàn)代生物技術在醫(yī)學領域的應用,特別是分子生物醫(yī)學技術取得突破后,為醫(yī)學的發(fā)展打開了嶄新的局面。如利用微生物生產(chǎn)的抗生素、酶制劑、酶抑制劑等藥品。利用基因工程可以降低藥物的生產(chǎn)風險。而利用生物芯片則可以精確的發(fā)現(xiàn)致病基因,再通過修飾致病基因或開發(fā)相應基因藥物進行治療。
四、結語
綜上所述,現(xiàn)代生物技術的廣泛應用推動了如農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境、醫(yī)藥等各行各業(yè)的發(fā)展,對人類的生產(chǎn)生活都產(chǎn)生了巨大的影響。但當前現(xiàn)代生物技術的發(fā)展時間相對還比較短,一些關鍵技術還存在著一些問題有待完善,特別是涉及到有關人類基因水平的技術,就更需要我們慎重對待,合理應用。只有這樣,現(xiàn)代生物技術才會更好的推進人類社會的和諧發(fā)展。
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作者簡介:梅佳羽,2001年5月22日,女,漢族,河南省鄭州市人,單位:鄭州市樹人中學,專業(yè):理科。