农学概论 什么是生物技术

生物技术（biotechnology）也译成生物工程，生物学研究与应用的技术方面，包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程，现代生物技术发展到高通量组学（omics）芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。生物技术（biotechnology），是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，可以为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体等对物质原料进行加工，是以提供产品来为社会服务的技术。生物技术主要包括发酵技术和现代生物技术。因此，生物技术是一门新兴的、综合性的学科。现代生物技术综合有基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术，它可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药产业的重大变革，生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术，对DNA进行切割、插入、连接和重组，从而获得生物医药制品。生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂，包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品（DNA重组产品、体外诊断试剂）等。人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品，根据其用途不同可分为三大类：基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病，保护人类健康中，发挥着越来越重要的作用。一般新的生物产品的开发必须经过（1）实验室研究（生产工艺路线探索和质量控制标准的建立)；（2）临床前研究(药理、毒理、药效等动物实验)；（3）保健食品需经过试验产品的安全性试验；（4）而药品则需经过一期临床试验(用健康志愿者试验药品的安全性)、二期临床试验(小规模临床药效学研究)、三期临床试验(大规模临床药效学研究)等五个阶段的研究工作，才有可能被批准进行试生产。药品还必须在试生产一年后，再上报质量稳定性和进一步扩大规模的临床试验结果，才能申报正式的生产批文。应用范畴医疗领域在目前这方面的研究受到极大的注目。像是干细胞应用生物技术于再生医学领域，如人工脏器、神经修复等。或是以蛋白质结构解析数据，对于功能性区域（domain）来开发相对应的抑制剂（如：酵素抑制剂）。利用微阵列核酸芯片，或是蛋白质芯片，寻找致病基因。或是利用抗体技术，将毒素送入具有特殊标记的癌细胞。或利用基因克隆技术，进行基因治疗等。基因治疗（gene therapy）利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内，使之表达目的基因产物，从而使疾病得到治疗，为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。基因治疗作为新疾病治疗的新手段，给一些难治疾病的根治带来了光明。农学食粮人口快速膨胀，食粮问题正是生物技术应用的切入点。在基因克隆农作物的开发下，除了克隆进入抗虫害基因、抗冻基因外，例如含有维生素A的稻米也问世。在有限耕地下，克隆农作物解决了品质上的问题。除此之外，观赏用的花卉等，也靠着组织培养的技术，将高品质的花卉复制生产，提高花卉价值。著名的像是台湾的蝴蝶兰。另外，经过遗传工程技术，能产生凝血因子的乳牛也提供医疗用途。生物肥料主要利用微生物技术制作的肥料种类。生物肥料不仅给作物提供养料、改善品质、增强抗寒抗虫害能力、还改善土壤通透性、保水性、酸碱度等理性化特性，可为作物根系创造良好生长环境，从而保证作物的增产。生物农药利用微生物、抗生素和基因工程等产生有杀灭虫病效果的毒素物质，生产出广谱毒力强的微生物菌株制作而成的农药。它的特点不像化学农药般见效快，但效果持久。与化学农药比，害虫难以产生抗药性。对环境影响小。对人体和作物的危害性小。但是使用范围和方法有限制等等。军事科技基因武器，例子包括插入眼镜蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大肠杆菌。基因武器的特点是生产成本低、杀伤力大、作用时间长。对方使用难发现、难预防、难治疗。使用方法简单，施放手段多。只伤害人，不破坏武器装备、设施。而且一旦使用会产生强烈的心理威慑作用。工业应用在工业上，利用工业菌种的特殊代谢路径，来替代一些化学反应。除了专一性提高，也在常温常压下，节约能源。也由于专一性高，产生的废弃物量低，也因此被称为绿色工业。环境保护当环境受到破坏，可以利用生物技术的处理方式，让环境免于第二次受害。生物具有高度专一性，能针对特殊的污染源进行排除。例如运输原油的邮轮，因事故，将重油污染海域，而利用分解重油的特殊微生物菌株，对于重油进行分解，代谢成环境可以接受的短链脂肪酸等，排解污染。此外，土壤遭受重金属污染，亦可利用特定植物吸收污染源。 原文链接：//shuzhiren.com/post/70885.html