前言:中文期刊网精心挑选了现代生物技术范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
现代生物技术范文1
林木组培培养是采用林木的器官和组织作为外植体进行苗木快速繁殖的技术,目前可以通过组织培养繁殖的木本植物多达120余种,并且逐年在增加。美国1978年已经使用火炬松组培苗进行小范围造林,1983年其里格斯苗圃林木组培苗的生产规模就达到100万株,德国、法国、加拿大和巴西等国家对云杉、杨树、桉树等树种的组培方面也进行了较为系统的研究,并投入了工厂化生产。我国于20世纪70年代开始了林木组织培养研究。通过科研工作者的不懈努力,先后分别有杨树、桉树、马尾松、泡桐、杉木、湿地松、马褂木、柚木和桑树等树种通过组织培养成功获得再生植株。目前,我国的林木组织培养育苗研究已从实验室研究进入工厂化生产阶段,分别华北和华南建立了具有国际先进水平的组织培养育苗工厂,仅中国林业科学院在湛江的南方桉树中心,年产桉树组培苗就达到300万株。
2林木转基因育种
基因工程是生物技术五大工程之一,是生物技术的核心,基因工程育种的原理是将目的基因片段整合到到相应的受体植物细胞的染色体中,改变受体植物的DNA组成,进而改变林木自身的相关性状,产生新的有利性状,转基因为林木遗传改良提供了一条全新的途径。基因工程技术与常规杂交育种和纯合育种相结合,可以大大缩减育种周期,加快林木育种进程,可以有效打破远缘杂交不亲和的生殖隔离障碍,创造新物种和选育新品种,对优质人工林的营造和生态环境保护具有重要意义。近年来,基因工程在林木育种工作中开始大量应用,其中主要技术有基因片段的分离与鉴定、植物细胞遗传转化和转基因植株的鉴别等。目前我国的林木基因工程育种研究取得了较大进展,已经有几十种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、罗威云杉等先后进行了基因工程研究,已经获得转基因植物的有杨树、核桃、柳树、松树、苹果、李和葡萄等。研究领域主要有抗病虫害、抗除草剂、抗逆性、花色花期调控等基因,其中抗虫基因工程已经取得突破性进展,培育的抗虫转基因杨树新品种已实现商品化生产。
3林木分子标记辅助育种
遗传标记是指能稳定遗传,容易识别的遗传学特征,包括形态特征、细胞学特征、生化特征和分子标记等。分子标记是在分子生物学基础上发展起来的一项技术,已经广泛应用于生命科学研究的各个领域,由于DNA分子具有多态性,能体现生物的基因特征,常作为分子标记的遗传标记。目前,在林木育种工作中用的分子标记手段主要有4种,分别是限制性片段多性(PFLP)、随机扩增多态性(RAPD)、扩增性片段多态性(AFLP)和简单重复序(SSR)等。在林木遗传改良中,分子标记主要用于种质鉴定、遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、分子标记辅助选择、)重要经济性状基因定位等方面。目前,借助分子标记技术,杨树、桉树、松树等主要经济树种已经建立了遗传图谱,通过遗传图谱能识别遗传标记的具置,可以对树高、胸径、材积、干形等指标进行定位研究,遗传图谱对林木育种工作有极大的促进作用,有利于优良品种的定向选育与培养。随着分子标记技术的发展和应用成本的不断降低,作为一种行之有效的遗传标记,在现代林木遗传育种研究中发挥着越来越重要的作用。
4林木次生代谢物质生产
现代生物技术范文2
关键词 高中生物教育 现代生物技术 作用 内容 建议
中图分类号:G633.91 文献标识码:A
1现代生物技术教育的作用
1.1开拓学生的视野
由于现代生物技术的学习内容会涉及到众多现代生物技术的理论研究成果,尤其是基础理论,所以会一定程度上开拓学生的生物学视野。例如学习胚胎工程一定会涉及和卵子细胞的发生过程和激素调节、受精作用机制、胚胎发育过程等;学习克隆技术就一定会涉及细胞的全能性、分化与脱分化机制、细胞的核与质相互作用等原理。如此种种原理的学习,除了会增加学生的生物学知识,还会启发其进一步思考生物学未来发展方向,提高其创新思维,开拓其视野。
1.2增强科技意识
由于生物科学研究领域涉及面较广,包括农学、医学、环境科学等方面,所以在其研究日益加强的同时,应用科学也必将得到发展,反过来也可以从应用科学中汲取最新研究成果,为理论研究提供素材。例如,“水稻基因组计划”的实施会对新世纪农业的发展影响深远,更会很大程度上缓解全球各地都面临的粮食问题。除此之外,生物科学还对全球人口问题、资源短缺、食品健康等问题影响深远,只有通过将生物科学转化为绝对生产力,才能让生物技术彻底造福人类,促进社会进步。借助于生物教育,学生会系统了解到科技的内涵,并掌握生物科学对人类生产生活的重要性,促进学生对生物科学的热爱。
1.3提升对科技和社会发展的认识
在国家之间综合国力竞争日益激烈的今天,科技间的较量无疑是核心之争,各国争相发展本国的优势产业,其中生物技术的发展更是重中之重,甚至掀起了一股生物技术革命的热潮,是上世纪继蒸汽机和电能应用以来的重大科技变革,为世界发展史翻开了崭新的一页。在人类认识世界和改造世界的过程中,生物技术已被应用于资源短缺、环境污染、人口增加、生态破坏等各个重大问题的解决中。在此过程中,生物技术不断得到发展,粮食问题得到解决、人们的健康状况得以改善、生活质量得以提高,传统产业的种种弊端得以转变,更大大促进了经济的增长。展望未来,新世纪生物技术必将成为国民经济发展中的重要推动力,更能有效促进我国可持续发展战略的实施,并与信息技术一同成为经济发展的支柱,在新世纪高新技术领域中占有重要地位。对于高中生物教育而言,学生们对现代生物技术的初步了解和进一步展望都会助于他们今后在人生道路上更好的面对挑战,增强其辩证性思维,以迅速融入社会。
2现代生物技术在高中生物课程中的内容
根据教育部制定的普通高级中学《生物课程标准》(2003年)的规定,此阶段的现代生物技术课程包含36个课时,内容必须涉及到基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题这四部分。其中基因工程包括简述基因工程的诞生、原理、技术、应用及蛋白质工程;克隆技术包括动物的细胞培养、植物的组织培养、体细胞克隆,并举例说明细胞融合与单克隆抗体;胚胎工程包括动物胚胎发育的基本过程,胚胎工程的理论基础、应用及胚胎干细胞的移植等;最后一部分包括基因生物的安全性、生物武器对人类的威胁、生物技术中的伦理问题等。
3现代生物技术在高中生物课程中的教学建议
现代生物技术是随着社会各层面的发展而不断变化的,因此教师在教学过程中一定要持续关注最新研究成果,不断更新生物技术的最新进展,以丰富自身的知识储备,教给学生最及时科学的知识。另外除了教师的努力外,还应该培养学生自己探索的能力,教师可以引导学生查阅相关资料,可以通过报纸、杂志、网络等多种渠道探索,及时掌握现代生物技术的最新研究发现。当学生有了一定的知识储备时,教师可以组织学生开展简单的专题报告,通过口头辩论、小型研究论文等方式进行。
除此之外,在信息技术高度发达的当今社会,教师可以指导学生选择有效的网络资源进行研究,除了在日常的课堂教学中将网络搜集而来的材料整理制作成课件,以节省教学时间、提高教学效率,还可以在课外为学生提供其他自学的方式,如教会学生使用搜索引擎、关键词、相关网站等,提高学生的自主学习能力;或者教师可以就某一基因工程为专题,首先提供给学生部分网址,其次鼓励学生自己搜集有关材料,在此过程中学生不仅强化了自己的知识理解力,而且学会了新的探索方式。另外,处理课堂教学的种种方式外,还应该增加学生的实践能力。如果可以,校方可以组织学生到附近的研究单位和工厂进行实地参观生物技术的生产车间或实验室,学生可以亲自观察或体验应用过程;或者可以邀请相关的专家学者就某一专题做一次研究报告,向全体师生展示现代生物技术的最新研究成果及其发展前景。这样的实践经验远比单纯的课堂教学效率更有效、记忆更加深刻,也更能激发学生的学习兴趣和探索未知的好奇心。
4结语
综上所述,在现代生物技术日益发展的时代,其对社会发展的方方面面都意义重大,如果在高中教育中能够普及现代生物技术,必将对学生今后的生活学习做好充足的准备,也将从整体上促进社会的进步。
现代生物技术范文3
关键词:生物技术;伦理问题;思考
中图分类号:Q81 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)07-0199-01
21世纪是生命科学的世纪,生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题,已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会,是众多学者和科学家急需解决的问题。
一、现代生物技术研究的新进展
进入21世纪,生物技术正处于发展成熟阶段,生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律,但生命现象极其复杂,目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。
(一)克隆技术。克隆原意是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物,动物克隆就是通过无性繁殖方式,由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。
(二)胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能,是指它可以分化成人体全部细胞类型,进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官,最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能,但是却失去了发育成完整个体的能力。
(三)转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去,从而改造生物的遗传物质,使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料,加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明,在欧洲,玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米,占世界玉米总产量的7%,但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去,就可培育出抗虫害的玉米,这种玉米就是转基因食品。
二、现代技术发展引发的伦理问题
(一)关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功,待几年来其他克隆动物的尝试,克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击,对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外,克隆人的身份难以认定,使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒,进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。
(二)胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的,而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源,与活着的婴儿没有什么不同,所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为:1、早期胚胎仅是一团细胞,尚难称其为人的一条生命,从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞,并没有杀死细胞,只是改变细胞的命运;2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病,让病人恢复健康,完全是合乎人类伦理道德。
(三)转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度:支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略;反对者则强调人为地用基因技术改变神武,会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前,人类对基因的活动实施了解还不够透彻,还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧:1、人类基因转入食品动物,如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中;2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中,这可能触怒犹太人和穆斯林,列入将猪的基因转入绵羊;3、动物基因转入植物中,可能会引起一些素食者的特别关注。
三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策
现代生物技术的飞速发展,引发诸多伦理问题,发人深思。为了促进生物技术的和谐发展,应采取相应对策和措施。科学预言,21世纪是生物技术发展的黄金时期,全国普及大众伦理学知识尤为重要,设置伦理学咨询机构,利用各种媒体宣传伦理学知识,增强大众的伦理学意识,提高全民族的整体伦理水平。同时,我们还应改变传统伦理观念,发展中国特色的生命伦理学。总体上,生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致,但又要保持中国的特色。另外,培养生命伦理专业人才,解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远,生命伦理学人才匮乏问题需要解决,设置生命伦理学专业,加快专业人才培养规模势在必行,特别应注重研究生、博士生的培养。
四、结语
现代生物技术的高速发展再给人类和社会带来积极影响的同时,必然会出现各种各样的问题。其中,导致的伦理问题尤其受人们的重视。我们应该正确看待这些问题的发生,并应用学习的科学知识尽力将其引导到好的方面发展。因此,我们任道而重远,希望通过我们的努力使现代生物技术应用给人类带来更多的实惠。
参考文献:
[1]傅继梁.基因组研究引发的伦理思考[J].科学,2002,54(3):30-31.
现代生物技术范文4
1.生物制药现状
目前生物制药主要集中在以下几个方向:
1 肿瘤 在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向il-2受体的融合毒素治疗ctcl肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(tnmps)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。
2 神经退化性疾病 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhigf-1已进入ⅲ期临床。神经生长因子(ngf)和bdnf(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入ⅲ期临床。
美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入ⅲ期临床。genentech的溶栓活性酶(activase重组tpa)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。
3 自身免疫性疾病 许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如 genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白e用于治疗哮喘,已进入ⅱ期临床;cetor′s公司研制一种tnf-α抗体用于治疗风湿性关节炎,有效率达80%。chiron公司的β-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病,如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞,再将细胞注入人体,使工程细胞产生全程胰岛素供应。
4 冠心病 美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1 170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。centocor′s reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。
基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂att,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入ⅱ,ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。
2.生物制药展望
今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。目前热门的药物生物技术如下:
表1 热门药物生物技术
疫苗 62 组织纤溶酶原激活剂 4
基因治疗 28 凝血因子 3
白介素 11 集落细胞刺激因子 3
干扰素 10 促红细胞生成素 2
生长因子 10 sod 1
重组可溶性受体 6 其他 56
反义药物 6 总数 284
生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。
除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。
除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。
各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(fda)在药物审批的过程中利用dennis noble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。
到下世纪初生物技术药物的种类数目尚不会超过一般药物的总数,但生物技术制药公司总数将超过前10年的6倍。目前主要生物技术公司多分布在美国,如amgen,genetics institute,genzyme,genentech和chiron,还有biogen也发展较快。1987年尚没有一种重组dna药物进入世界药品销售额排名前列表,但到1996年已有多种生物工程药物榜上有名。经上市的生物技术药物主要含3大类,即重组治疗蛋白质、重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。
药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。
现代生物技术范文5
【关键词】环境检测;现代生物技术;应用
1 现代生物技术概述
现代生物技术主要指的是以DNA技术基础的一系列生物高新技术的总称,包括基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程、蛋白质工程、生物修复技术等。现代生物技术产业其开发周期较短,效益较高,在上世纪七十年代,现代生物技术已经进入大规模工程应用阶段。现代生物技术在农业、药品、食品等工业中广泛应用,并在环境监测评价与环境防治等方面发挥着十分重要的作用。随着环境问题日益突出,现代生物技术将在环境检测与环境治理方法发挥着更为重要的作用。在环境检测中,生物发光检测技术、生物酶技术、PCR技术、生物芯片技术、生物传感器技术等现代生物技术在应用中表现出灵敏性高、检测快速、操作简单等优势,在环境检测中应用越发广泛。
2 环境检测中现代生物技术的应用分析
2.1 生物发光检测技术
在自然环境中,一些细菌、真菌及昆虫等生物具有着发光特性,其均属于革兰氏阴性兼厌氧杆菌,可以运动。在环境检测中可以选择发射荧光特性的细菌作为指示菌,放射荧光强度受到土壤中重金属影响,将放射荧光强度作为环境检测指标,可以进行土壤中混合毒物、樟脑球、Cu、Zn等重金属。实践证明,在环境检测中应用生物发光检测技术,以荧光细菌作为敏感材料其检测灵敏性高,检测直观、快速,可以与生物传感器技术、计算机技术等相结合应用,未来其在环境检测中的检测范围将会扩大,自动化检测水平更高。
2.2 生物酶技术
生物酶技术在环境检测中的原理主要是建立于环境污染物对特定酶所存在的抑制作用原理,通过显色剂显色程度对酶是否被抑制或抑制程度进行分析,从而判断环境污染物是否存在或其含量高低。如重金属对土壤酶存在着一定影响,利用重金属与土壤酶之间的影响关系,以酶指标作为重金属污染检测依据切实可行。生物酶技术将酶与微生物相结合,极大提高了其污染治理效果,于污染物中投放生物酶,可以快速消除其臭味,降低水体氨、氮、COD等含量,改善水质。随着生物酶技术发展,其酶种类增加,在不同污染环境、不同领域中适用性良好,可以针对特定治理情况采取相应生物酶技术进行处理。
2.3 PCR技术
PCR技术即为聚合酶链式反应,属于一种于体外合成特异性DN段方法,能够实现基因DN段快速扩增。PCR技术在应用中其特点主要表现在以下方面:其一,操作简单。当前,PCR技术在应用中多应用耐高温TAQ DNA聚合酶,于NDA扩增仪进行检测,通过计算机实现对扩增仪的操作控制,从而简化了步骤;其二,速度快。让目的DNA实现数百万倍扩增的反应,一般需要约30个周期,应用PCR技术则只需要几个小时便可完成;其三,特异性强。耐高温TAQ DNA聚合酶可以在高温环境中进行操作,其结合特异性较高,其正确程度增加;其三,灵敏度高。PCR进行DNA定型灵敏度较高,可以通过单细胞、双细胞、单一等进行检测。以DNA双链模板形成为例,PCR技术原理如下图所示:
图1 PCR技术原理示意图
PCR技术在环境检测中的应用,可以准确快速检测出环境中的有害生物、致病性细菌,其检测效率较高,逐渐取代了传统的分离培养法。通过PCR技术进行水体病原微生物检测,较之细菌指标法其灵敏性更高,水中病原体均可以扩增,在病原微生物含量极低的情况也可以进行有效检测。构建基于PCR技术的实时监测水体系统,可以评价水体污染程度,确定流行病污染源提供技术支持。随着PCR技术的不断发展,出现了较多的新型PCR技术,如反向PCR技术、复式PCR技术等。
2.4 生物芯片技术
生物芯片技术,指的是将抗原、抗体、基因组DNA、CDNA等生物探针分子,通过微电子技术及微加工技术固定于玻璃片、硅片、凝胶等介质表面,从而组建为微型生物化学分析系统,对DNA、蛋白质、细胞等生物组分进行有效检测分析。将生物芯片技术应用于环境检测领域,可以实现污染微生物、化合物对人体、动植物及环境等方面的污染及危害进行快速检测,主要应用于食品添加剂检测、水质监控、药物检测、有害细菌检测等。
2.5 生物传感器技术
在生物技术及电子科技发展的推动下,生物传感器获得高度发展。传感器设备多具备微型化、自动化与高度集成化特征,能够为环境检测提供有效的新型分析方法。一般生物传感器主要由转换器与敏感材料两大部分构成,其在检测速度较快,操作简单便捷,成本较低。基于PCR技术及芯片技术制作出的生物传感器芯片,其分析检测速度较快,体积较小,便于携带,在未来环境检测中应用前景广阔。
3 现代生物技术在环境检测中的发展趋势
随着科学技术与环境检测技术的不断发展,现代生物技术在环境检测中的应用将更为广泛,其所发挥的作用更为突出。未来,PCR技术、生物酶技术等其他生物检测技术将更为完善,检测内容更为丰富,检测效果更为突出,并取代一些传统的环境检测方法;现代生物技术的应用,将会为水处理技术提供巨大的技术支持,尤其是生物酶技术,开发新型高效工程菌,构建相应的处理设备,实现工程菌应用产品化;生物修复技术在环境治理中将会获得广泛应用。
4 结语
现代生物技术属于环境检测的新型技术,其在环境检测中灵敏性较高,精度较好,操作简单快捷,成本较低,在环境检测中的作用及地位不断提高,取代了部分传统环境检测方法,其应用现实意义重大。在概述现代生物技术的基础上,重点对发光检测技术、生物酶技术、生物芯片技术、生物传感器技术等进行分析,并探讨其未来发展趋势。相信未来现代生物技术其综合效益更为明显,应用前景更为广阔。
参考文献:
现代生物技术范文6
随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。
1现代生物技术在农业领域的应用
1.1基因工程在农业领域的应用
基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67hm2示范)平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13899kg/hm2[1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。
1.2细胞工程在农业领域的应用
细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。
1.3发酵工程在农业领域的应用
发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。
1.4酶工程在农业领域的应用
酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。
2微生物肥料在农业领域的应用
2.1微生物肥料的特点
微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。
2.2生物肥料的应用优势
微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。