生物技术概论论文

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论现代生物技术与人类的五大危机

摘要：随着社会经济的飞速发展，从而在科学，文化，生物技术等发面有着更大的进步，这在一定程度上满足和丰富了人们的生活，但在另外一方面又对自身的周边的坏境造成很大的危害。当今世界，生物技术发展迅速，开始用在很多方面来丰富人类的生活，造福人类，例如：生物分离技术、酒精生产技术、生物技术制药、氨基酸发酵技术、发酵产品生产技术、淀粉与淀粉制品工艺、动物细胞培养与生物制品等。当然，人类在向社会索取资源的时候，环境却在人类报复。随着社会经济的发展以及人口的不断增长,人类面临着包括粮食危机、能源危机、资源危机、环境污染以及身体健康等五大危机。要解决以上问题,可以从非生物资源的利用过渡到利用无限的生物资源。在生物资源的利用中,现代生物技术有着不可替代的作用。在解决人类面临的各种资源危机中现代生物技术更发挥着不可替代的作用。现代生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程，蛋白质工程等。近年来，现代生物技术领域的研究和开发取得了显著的成果，使得现代生物技术成为了一门分支众多、涉及诸多学科的综合性技术。这为人类解决面临的五大危机提供了更好的方法。

关键词：现代生物技术五大危机能源资源解决方法 正文：

（一）粮食危机

目前，虽然人类基本解决温饱问题，但还有很多饥民等待着食物，而已纯工业大量生产食物会对环境造成不小的影响。那么这时生物技术就有了它的用武之地。生物技术在食品工业中的应用首先是在基因工程领域，即以DNA重组技术或克隆技术为手段，实现动物、植物、微生物等的基因转移或DNA重组，以改良食品原料或食品微生物。如利用基因工程改良食品加工的原料、改良微生物的菌种性能、生产酶制剂、生产保健食品的有效成分等。其次是在细胞工程的应用，即以细胞生物学的方法，按照人们预定的设计，有计划地改造遗传物质和细胞培养技术，包括细胞融合技术及动、植物大量控制性培养技术，以生产各种保健食品的有效成分、新型食品和食品添加剂。再次是在酶工程的应用。酶是活细胞产生的具有高度催化活性和高度专一性的生物催化剂，可应用于食品生产过程中物质的转化。继淀粉水解酶的品种配套和应用开拓取得显著成效以来，纤维素酶在果汁生产、果蔬生产、速溶茶生产、酱油酿造、制酒等食品工业中应用广泛。最后是在发酵工程的应用，即采用现代发酵设备，使经优选的细胞或经现代技术改造的菌株进行放大培养和控制性发酵，获得工业化生产预定的食品或食品的功。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，著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，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。

通过基因工程技术对生物进行基因转移，使生物体获得新的优良品性。如转基因植物，它们通常具有抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抗逆性。这些植物将大大的增加粮食的供给。微生物在提高土壤肥力、改进作物特性，如构建固氮植物、促进粮食增产、防治粮食作物的病虫害、防止粮食霉腐变质以及把多余粮食转化为糖、单细胞蛋白、各种饮料和调味品等方面，都可大显身手。其次，我们也可以利用现代生物技术大力发展畜牧业。如利用转基因技术将动物优良品系有关的基因转移到动物体内，使动物获得新品系。市场上的农业生物技术产品主要是转基因的大豆、玉米、油菜、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％。 二、能源危机

世界能源危机是人为造成的能源短缺。石油资源将会在一代人的时间内枯竭。它的蕴藏量不是无限的，容易开采和利用的储量已经不多，剩余储量的开发难度越来越大，到一定限度就会失去继续开采的价值。在世界能源消费以石油为主导的条件下，如果能源消费结构不改变，就会发生能源危机。煤炭资源虽比石油多，但也不是取之不尽的。代替石油的其他能源资源，除了煤炭之外，能够大规模利用的还很少。太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其他新能源也如是。因此，人类必须估计到，非再生矿物能源资源枯竭可能带来的危机，从而将注意力转移到新的能源结构上，尽早探索、研究开发利用新能源资源。否则，就可能因为向大自然索取过多而造成严重的后果。现代生物技术还可用来提高石油的开采率。在石油的开采过程中加入能分解蜡质的微生物后，利用微生物分解蜡质使石油流动性增加而提高产量。其开采的基本要点是，利用微生物能在油层中发酵并产生大量的酸性物质及H2、C02及CH4等气体的生理特点。微生物产气可增加地层压力，提高采油率。而且微生物产生的酸性物质可溶于原油中，降低原油的黏度，使原油能从岩层缝隙中流出而聚集，便于开采。此外，微生物还可产生表面活性剂，降低油水的表面张力，把高分子碳氢化合物分解成短链化合物，使之更加容易流动，避免堵住油井输油通道。例如，磺弧菌属和梭状芽胞杆菌属中的许多微生物能在油层上生长繁殖，它能代谢产生一定量的酸及H2、C02等气体，改善油层的黏度及增加气压，从而使油田中剩余的油继续向上喷。试验结果表明，微生物技术处理后的采油量可提高20%到25%。当然，利用生物技术还可以发展新能源，例如用秸秆制作乙醇，可以来当做新能源。 三、资源危机

当资源耗竭和破坏作用累积到一定程度时，受损资源系统的部分或整体功能已难以维持人类经济生活的正常需要，甚至可能直接威胁到人类生存与发展的状态。而当今社会的发展，人类对资源的索取，已经导致资源的枯竭，特别是对不可再生资源的无节制开采，导致石油，煤产量的减少以及对地表环境的破坏，威胁到人类自身的发展。而生物技术又为人类提供新的解决方法。微生物能将地球上永无枯竭之虞的纤维素等可再生资源转化成各种化工、轻工和制药等工业原料。这些产品除了传统的乙醇、丙酮、丁醇、乙酸、甘油、异丙醇、甲乙酮、柠檬酸、乳酸、苹果酸、反丁烯二酸和甲叉丁二酸等外，还可生产水杨酸、乌头酸、丙烯


酸、己二酸、丙烯酰胺、癸二酸、长链脂肪酸、长链二元醇、γ-亚麻酸油和聚羟基丁酸酯、PHB等等。由于发酵工程具有代谢产物种类多、原料来源广、能源消耗低、经济效益高和环境污染少等优点，故必将逐步取代目前需高温、高压、能耗大和“三废”严重的化学工业。微生物在金属矿藏资源的开发和利用上也有独特的作用。细菌沥滤技术，就可把长期以来废弃的低品位矿石、尾矿、矿渣中所含的铜、镍、铀等十余种金属不断溶解和提取出来，变成新的重要资源。 四、环境污染

经济社会的飞速发展，使人类的生活环境面临着巨大的问题，导致了全球性的三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏.人类不断的向环境排放污染物质。但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低，这种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力，环境质量就会发生不良变化，危害人类健康和生存，这就发生了环境污染。而且具有全球性，例如温室效应，臭氧层破坏等问题。而生物技术发展为环境问题提供了新的途径，就是依靠微生物的分解解决一些水污染等。如利用微生物肥料、微生物杀虫剂或农用抗生素来取代会造成环境恶化的各种化学肥料或化学农药，还有利用微生物生产的PHB制造易降解的医用塑料制品以减少环境污染，还有利用微生物来净化生活污水和有毒工业污水，而且可以利用微生物技术来监察环境的污染度，例如用艾姆氏法检测环境中的“三致”物质。 五，身体健康

由于气候环境的改变疾病对人类的威胁越来越明显。癌症、SARS、H1N1、心脑血管疾病等等叫人生活在恐惧之中，而这些疾病的起因都可以用生物学解释。目前已明确,霍乱、汉坦病毒感染、流感(包括禽流感)、弯曲菌感染、螺旋体感染、麻疹及其他一些昆虫媒介疾病和寄生虫病是环境因素介导的疾病,气候、天气状况、海洋、空气流通以及季节对这些疾病的发生、传播和持续均起重要作用。目前有可能通过分析不同的数据建立具有预测能力的计算机模型,以预测此类疾病的发生时间、位置和流行强度,这方面的工作已初露端倪。总之，生物技术被应用于疾病预防诊断及治疗，生物制药，，转基因动植物，在这些方面，为人类对抗病魔起到很大作用。当然，面对生物技术可能带来的问题，例如，生物污染，克隆技术会引起人们的关注，但不可忽视生物技术在人类健康方面的作用。 生物技术，是一门新兴的技术。但发展速度迅速，而且在解决人类五大危机中起了很大的作用，虽然可能会带来一些新的问题，但不可否认的是生物技术在影响并改变着人类的生活，不是更坏，而是更好。我们有理由期待着生物技术的发展，期待着人类的明天。 参考文献

1. 庾晋.生物燃料的主要作物及经济性分析.中国新能源网，2008 2. 陶兴无《生物工程概论》化学工业出版社 2005

3. 王建龙、文湘华《现代环境生物技术》清华大学出版社 2008 4. 瞿礼嘉《现代生物技术》高等教育出版社 2004

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