浅谈现代生命科学对人类生活的影响

浅谈现代生命科学对人类生活的影响(二)

2009-06-03 12:22

随着生物技术的快速发展, 1990年正式启动了人类基因组计划, 在美国、英国、日本、法国、德国和中国科学家的共同合作下,经过15年的努力, 2004年10月正式公布了人类基因组完成图谱。该计划通过对人类基因组约30亿个碱基对序列的精确测定, 探寻所有人类基因并确定它们在染色体上的位置, 解读人类的全部遗传信息。人类基因组计划对生命科学的研究和生物产业的发展以及揭开生命之谜具有十分重要的意义, 它为人类社会将带来无法估量的巨大影响：

1）人类基因组图谱对揭示人类发展、进化的历史具有重要意义。通过对人类DNA 结构的研究, 可揭示生命进化的奥秘以及与古今生物的联系, 帮助人们更好地认识人类在自然界中的地位

2）破译了人类的生命密码, 这将有助于人们对基因的表达调控有更深入的了解, 从而深人了解人类的生长、发育和衰老过程

3）获得人类全部基因序列将有助于人类认识许多遗传疾病以及癌症等疾病的致病机理, 为基因诊断、基因治疗等新方法提供理论依据。在不久的将来, 根据每个人DNA序列的差异, 可了解不同个体对疾病的抵抗力。依照每个人的基因特点进行“对因下药” , 这便是21世纪的医学一个体化医学。

现代生物技术推动发酵工业酒类、奶酪、酱油和食醋等是古老的发酵工业产品。1928年英国科学家弗莱明而发现了青霉素, 由于战争对青霉素的急需, 到20世纪40年代出现了以抗菌素为代表的现代发酵工业的大发展。发酵工业就是利用微生物生产有用物质的工业过程。运用基因工程、细胞工程和酶工程技术改造用于发酵工业生产的微生物, 发掘自然界中原有微生物品种的新机能, 或创造出自然界中不存在的新型微生物, 为现代发酵工业带来了一次新的工业革命。一方面新的微生物品种可以大大提高生产效率, 使医药、农药、食品、化学、能源、采矿等工业部门的生产效率提高百倍、千倍乃至万倍。如应用基因工程组建的超级微生物生产人生长激素、胰岛素、干扰素, 都比常法提高效率千倍或万倍。另一方面新微生物品种的出现, 可以改变原有的生产方法, 开辟新的原料来源,

降低生产成本。如乙醇是重要的化工原料和能源物质, 如果仅用淀粉和糖质原料生产乙醇, 其产量毕竟有限, 如可直接利用纤维素或半纤维素的微生物来发酵,

以秸杆、牧草、木材和废纸为原料生产乙醇, 乙醇的生产成本将会大大降低。

现代生物技术促进农业绿色革命第1次农业革命发生在18世纪60年代, 主要特征是在农业生产中以畜力代替人力第2次农业革命发生在1950—1975年间, 主要特征是以机械代替畜力, 同时伴随着灌溉、化肥、农药、除草剂、人工授精和杂交育种等新技术的应用。生物工程技术的应用, 正在掀起农业的第3次革命。“民以食为天” , 粮食是人类生存的基础。通过生物工程技术, 将远缘物种的有利遗传特性转移到农作物或动物体中, 改变原有作物或动物的遗传品质, 从而提高农作物及家禽、家畜的产量和营养价值。经过基因工程改良农作物新品种的抗逆性抗旱、抗涝、抗寒、抗盐碱、抗病虫害等和固氮及光合作用能力都得到明显提高, 既可以减少化肥和农药的使用量, 降低农业生产成本, 也可以减少化肥和农药对环境的污染。现代生物工程技术是解决环境污染问题的有效武器随着工业的迅速发展, 环境污染问题已成为世界范围内的难题。解决环境污染的方法有物理法、化学法和生物法3类, 其中生物法应用最为普遍。在污水处理、大气净化和环境监测等方面正在广泛使用生物技术。特别在20世纪70年代以后, 人们发现了许多具有特殊降解能力的细菌, 它们分别含有具有不同降解特点的降解

质粒或代谢质粒, 在生物工程技术的帮助下, 已培育出分解性能高并在混合系统中能够占优势的菌种。如利用DNA重组技术把甲苯质粒中的甲苯降解基因和蔡质粒中的降解基因在大肠杆菌中克隆, 获得的多质粒细菌降解石油的效率会大大提高又如通过生物工程技术培养的新细菌, 可以把污染物中的有机汞转变成金属汞, 以用于处理含有机汞的废水, 同时回收金属汞, 从而化害为利, 变废为宝。再如, 细菌浸矿在采铜和采铀工业中得到应用, 经生物技术改造的细菌, 不但对金属的亲合力强, 耐酸、耐热和抗金属毒性能力都得到提高,既可以降低生产成本, 又可以降低对环境的污染。现代生物技术和生命科学的新进展, 将进一步影响到社会进步和人们的社会生活。按照人类的意愿和需要改造现有的生物类型和生物机能, 或创造全新的生物类型和生物机能, 来造福人类正在逐渐变为现实。