现代生物技术与人类生活

现代生物技术与人类生活

张婷

（昆明学院 2010级农学院植物保护1班 201022130142 650214）

摘要：现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的，以DNA重组技术的建立为标志，以现代生物学研究成果为基础，以基因或基因组为核心，生物技术产业以基因产业为核心，并辐射到各个生物科技领域。通过了解现代生物技术的基本概念和主要领域，以及对这些领域中产业的发展现状的分析，人们研究出针对这些问题的一些对策，得出现代生物技术对人类生存和生活带来的影响和结论，并对生物技术未来的发展做一定的展望和预期。

关键词：基因，领域，应用，展望

引言：

现代生物技术是当今世界发展最快、潜力最大、影响最深远的一项高新技术。被视为是 21世纪人类彻底解决人口、资源、环境三大危机，实现可持续发展的有效途径之一。所以世界各国都将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键技术之一。我国也十分重视生物技术，并组织力量追踪和攻关。现代生物技术为什么会引起世界各国如此普遍的关注和重视呢？首先，生物技术是解决全球经济问题的关键技术，在迎接人口、资源、能源、食物和环境五大危机的挑战中将大显身手。其次，生物技术将广泛地应用于医药卫生、农林畜牧、轻工、食品、化工、能源和环境等领域，促使传统产业的改造和新兴产业的形成，对人类社会将产生深远的影响。所以生物技术是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力；是 21 世纪高新技术的核心。

1 现代生物技术在食品工业中的应用

1.1改良微生物的苗种性能

生物技术已用于啤酒酵母的改造，如将α-乙酰乳酸脱羧酚基因克隆到啤酒酵母中进行表达，可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味，日本生物技术专家还将霉菌的淀粉酶基因转入酵母中使其能直接利用淀粉生产酒精，省掉了高温蒸

煮工序，可节约60%的能源，生产周期大为缩短。

1.2应用于食品酶制剂的生产

酶制剂是从动、植物和微生物中提取制备的具有酶特性的高效生物活性物质，通常与少量载体混合而制成粉剂。从微生物细胞制备酶的流程一般包括破碎细胞、溶剂抽提、离心、过滤、浓缩、干燥几个步骤，某些酶则需纯度要求很高的酶剂须经几种方法乃至多次反复处理、利用基因工程技术不但可以成倍的提高酶的活力，而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中，构建生物工程菌来生产酶，仅据1995年统计，已有50%的工业用酶是用转基因微生物生产的。

1.3改变传统的食品加工工艺

从植物中萃取食品添加剂、成本高，且来源有限；化学合成法生产食品添加剂随成本低，但化学合成率低，周期长，且常可能危害人体健康。因此，生物技术，尤其是发酵工程技术已成为食品添加剂生产的首选方法。

1.4以现代发酵工程改造传统发酵产品

多年来人们一直用酵母发酵生产酒精。近年来广泛研究了细菌发酵生产酒精以期得到耐高温、耐酒精的新菌种。例如，日本从土壤中分离得到一株酒精生产菌（TB-22），它能利用稻草，废木材和纤维素生产酒精。味精生产线广泛采用双酶法糖化发酵工艺取代传统的酸法水解工艺可提高原料利用率10%左右。在鲜牛奶生产酸性饮料工艺中，运用加入添加剂和。高压均质乳化的方法解决了酪蛋白在酸性条件下产生沉淀分离的技术问题，为牛乳深加工创出一条新路，以上等等方面，无不为我们展示了发酵技术在食品科学中的诱人前景。

1.5食品生产加工

在食品生产工艺中，往往会碰到饮料、酒等浑浊的问题，从而影响其质量，解决此问题最常用的方法就是添加些适当的酶。果汁澄清时，添加果胶酶可降低果汁粘度，并使浑浊液澄清。在葡萄酒酿造中，加入果胶酶不仅可以加快葡萄汁和酒汁的澄清，提高酒液过滤效率，而且它还可以水解葡萄汁中的单萜糖体，得到易挥发的单萜风味物质，增加了葡萄酒的芳香风味。

1.6食品保鲜

生物酶用于食品保鲜主要就是制造一种有利食品保质的环境，它主要根据不同食品的所含的酶和种类，而选用不同的生物酶，是食品所含的不利食品保质的酶受到抑制或降低其反应速度，从而达到保鲜目的。

1.7食品的分析与检测

由于酶具有特异性，因此它适合于植物和动物材料的化合物的定性和定量分析.例如:采用乙醇脱氢酶测定食品中的以醇含量，采用柠檬酸裂解酶测定柠檬酸的含量等.另外，在食品中加入一种或几种酶，根据他们作用于食品中某些组分的结果，可以评价食品的质量，这是一种十分简便的方法

2 现代生物技术在农业上的应用

2.1提高农作物产量和品质

2.1.1 培育抗逆的作物优良品系

转基因技术是基因工程的一个分支。这一技术在植物育种上的应用，使植物在遗传性状发生了很大变化，让植物能够同时拥有几个生物的优良性状。一次这一技术的产生，无疑会让农作物的产量和品质发生较大的改变。目前，我国已通过这一技术创造了很多农作物新品种，如水稻、小麦、油菜等，而且已有许多投入了生产。其实，早在“七五”期间，上海植物生理研究所和遗传研究所就联合开展了对禾谷类作物转化系统的研究，并得到了小麦、水稻和高粱的转基因植株。之后的数年内，他们又建立了玉米、小麦的基因枪转化系统，并得到了转基因植株。1978 年得到了我国第一例转基因水稻。1992 年人类获得第一株转基因小麦,如今转基因小麦研究已获得了许多重大进展，目前国内外已有近 200 例关于小麦转基因的报道育种研究正在进行着。目前，已有人把苏云金杆菌的Bt杀虫蛋白基因转入棉花，培育出了抗虫棉

目前，我国转基因技术已接近实用阶段，应用这一技术已获得具有不同性状的转基因植物 180 种，进入中试阶段或大田释放的 15 种，其中有 6 种已商品化。

2.1.2 植物种苗的工厂化生产

种子不仅是植物传种续代繁衍之本，而且是人类衣食之源。农业生产中使用的天然种子，一般都是由种被、胚乳和胚三部分构成。种皮通常在种子的外层起

保护作用；胚乳含有大量的营养物质，是种苗萌发生长不可缺少的营养来源；胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成，将来发成植株。随着农业的发展，作物育种成为一个热门话题，但是传统的育种方法所花费的时间和财力、物力及人力太长太多了。况且通过传统育种得到的种子利用年限等各方面都不尽人意。于是人们开始转向对组织培养等新的植物快繁技术的研究，期望通过实验室得到大量的“植物种子”。植物人工种子正是在此基础上发展起来的一项新的生物技术。

现在，世界范围内已进行人工种子试验的物种有：胡萝卜、蕹菜、苜蓿、芹菜、黄连、刺五加、西洋参、小麦、玉米、水稻、甘薯、橡胶树、柑桔、云杉、大麦、油菜、桑树、檀香、抱子甘蓝、百合、莴苣、杨树、安祖花等 30 多种植物。

2.1.3 提高粮食品质

通过转基因手段除了可以培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。目前，美国学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中，使向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。另外，有人利用转基因手段培育出了耐贮藏的转基因西红柿等。

3 发展畜牧业生产

3.1 动物的大量快速无性繁殖

植物细胞具有全能性，所以可以利用微扩繁技术进行工厂化生产。那么，动物细胞有没有全能性呢？这在 1997 年之前一直是个谜。克隆羊“多莉”的诞生，告诉我们动物细胞也具有全能性，也可以进行动物的大量无性繁殖。目前，已有克隆猪、克隆牛诞生。相信在不久的将来，动物也会像植物一样能够在“动物工厂”里生产。

3.2 培育动物的优良品系

利用转基因技术可以将与动物优良品质有关的基因转移到动物体内，使动物获得新的品质。1983 年，美国科学家利用这一技术成功培育了世界上第一例转基因动物转基因小鼠。除此之外，科学家还成功培育了转基因羊、转基因兔、转基因猪、转基因鱼等多种动物新品种。

4 医药产业上的应用