談生物工程的運用與發(fā)展

金巍巍

引言:現(xiàn)本文就對生物工程的相關(guān)問題進行詳細研究，包括生物工程的興起、運用特點、主要內(nèi)容和發(fā)展對策，并對生物工程進行了展望，以供相關(guān)人士參考借鑒。

目前的生物工程研究內(nèi)容主要有四大方面，即基因工程、細胞工程、微生物工程、酶工程，這是以往的生物科技所沒有接觸到的科研層面。通過對這五種生物工程的研究和應(yīng)用，極大的提高了人類的生物技術(shù)水平，為改善人類生活環(huán)境和生活質(zhì)量提供了重要技術(shù)支持，尤其是在改善生態(tài)環(huán)境和提高醫(yī)藥學(xué)發(fā)展水平等方面更是取得了巨大的應(yīng)用成就。并且隨著生物工程的不斷發(fā)展，生物技術(shù)體系也越來越完善，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，目前生物工程的研究成果和相關(guān)生物技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、節(jié)能環(huán)保行業(yè)以及動植物研究領(lǐng)域等多個行業(yè)領(lǐng)域中，并且還將會有更廣闊的應(yīng)用空間。

一、生物工程的興起

在人類文明的發(fā)展進程中，生物技術(shù)的出現(xiàn)相對較早。據(jù)歷史記載，在古代人們就已經(jīng)開始將一些簡單的生物技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)和生后中。但是當(dāng)前所說的生物工程技術(shù)的興起卻相對較晚，是在20世紀(jì)后期科技的發(fā)展推動下所形成的一門新興科學(xué)。

生物工程并不只是簡單的生物學(xué)科，其理論基礎(chǔ)除了生物理論基礎(chǔ)以外，還包括化學(xué)理論、微生物學(xué)理論、遺傳學(xué)理論、細胞些理論等多種理論技術(shù)，在研究中所使用的方法也不單單是生物技術(shù)方法，還包括機械技術(shù)方法、電子技術(shù)方法、計算機技術(shù)方法、化工技術(shù)方法等多種現(xiàn)代先進技術(shù)方法。可以說，生物工程是一門匯集了多種現(xiàn)代科學(xué)和多種先進技術(shù)的現(xiàn)代綜合性技術(shù)學(xué)科。

目前工業(yè)成為了支撐人類整個社會進步和發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，其在生產(chǎn)過程中消耗了大量的自然能源，并對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，并且是在此基礎(chǔ)上才實現(xiàn)了人類文明的巨大進步。但是建立在工業(yè)基礎(chǔ)上的社會很難實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。資源短缺加劇、生態(tài)破壞嚴(yán)重都在很大程度上影響了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這就為生物工程這類新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了極大的契機。并且作為一種與生物息息相關(guān)的科學(xué)，生物工程的興起可以說是人類發(fā)展的一次重要變革。這次革命與其他以往的工業(yè)革命不同，其不僅僅會對改造客觀世界起到巨大的推動作用，更重要的是本次革命將會實現(xiàn)人類自身改造。生物工程帶領(lǐng)人類進入了一個新的發(fā)展境界。

二、生物工程的運用特點

與其他新興學(xué)科相比，生物工程具有高技術(shù)、高效能、高投入、高利潤和高挑戰(zhàn)性等運用特點。這是由其復(fù)雜性和綜合性而決定的。因為生物工程一般不是對外部宏觀的客觀世界進行研究，而是對生物的內(nèi)部構(gòu)造進行研究，其對研究的精細度要求非常高，計量標(biāo)準(zhǔn)甚至都是以納米來計算，以往的經(jīng)驗型研究模型在生物工程中幾乎都不能使用，這就對其技術(shù)性提出了較高的要求。而一旦研究出一定的成果，生物工程就會充分表現(xiàn)出高效能的特點，其能夠打破生物的自然生長規(guī)律，使生物按照人的意愿改變結(jié)構(gòu)或功能，從而達到研究目的，形成新的生物品種，實現(xiàn)較高的效能。也同樣因為生物工程在研究的過程中需要用到大量的先進技術(shù)，科技含量較高，其需要通過大量的實驗才可能得出研究成果，甚至在花費了大量資金之后也沒有研究出有用成果，這就決定了生物工程高投入的特點。但是一旦生物工程研究出有用成果，其所獲得的利潤也是巨大的，能夠為人類的進步與發(fā)展帶來難以想象的財富與利益。同時，這也決定了生物工程是一種高挑戰(zhàn)性的研究項目，這里所指的挑戰(zhàn)并不單單是指研究技術(shù)難度的挑戰(zhàn)，還包括在通過生物技術(shù)改造自然界的過程中對人類安全、人類倫理以及人性尊嚴(yán)的挑戰(zhàn)。而這些特點，都是其他學(xué)科或研究項目無法比擬的。

三、生物工程的主要內(nèi)容

1、基因工程。又稱為DNA重組技術(shù)，也就是遺傳工程，就是將DNA在體內(nèi)或者體外進行重新組合，然后通過載體把新的DNA分子輸人另一種生物的細胞中，來改造這種生物的遺傳性，這就是分子水平的雜交。不同生物的各種性狀都是由它的DNA的不同片段決定并遺傳的?；蚬こ痰脑硎怯猛鈦淼幕蚴侨嗽斓哪撤N適應(yīng)人的需要的DNA片段滲入到某些細胞內(nèi)同原有的DNA片段結(jié)合，使下一代表現(xiàn)出某些新的人所要求的遺傳特征，從而創(chuàng)造新物種。

2、細胞工程。是以細胞為基本單位，把一種生物細胞中攜帶的全套遺傳信息的基因或染色體整個地轉(zhuǎn)人另一種生物細胞，從而改變這一生物細胞的遺傳性，改良了品種或者創(chuàng)造了新的生物類型。細胞工程里最重要的是細胞融合技術(shù)，即用不同種類的細胞通過化學(xué)的、生物學(xué)的、物理學(xué)的等方法，使它們按照人們的需要融合在一起，從而是產(chǎn)生兼有兩類以上細胞特征的新的細胞。這是在細胞水平上雜交的生物技術(shù)。

3、酶工程。就是利用酶的特殊催化功能，通過生物反應(yīng)器和工藝方法工業(yè)化地生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品或達到某一特殊的目的，它是酶學(xué)理論與化工技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一門快速、高效生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)。

4、蛋白質(zhì)工程，是從工程學(xué)的角度，利用天然蛋白質(zhì)和有限度的生物機能，并由蛋白質(zhì)控制實施;可用來開發(fā)多元疫苗、抗癌藥、激素，可由生物分解的高性能塑料及超穩(wěn)定的多機能酶等。人類基因組圖譜破譯成功后，科學(xué)家更加關(guān)心蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，因為基因必須通過蛋白質(zhì)才能實現(xiàn)自己的功能。

四、生物工程的發(fā)展方向和途徑

1、生物工程展望

生物工程在人類進步中所起到的作用已經(jīng)不言而喻，并且其也必將成為新世紀(jì)的重點科研項目，將會在科技的推動下得到更大的發(fā)展。以我國為例，在未來的生物工程發(fā)展中，就會加大研究力度，結(jié)合我國基本國情，分別從生物工程的四個方面上進行有側(cè)重的研究。例如在基因工程方面，重點開展疫苗、多肽激素、干擾素和青霉素酞化酶基因工程菌的研制與應(yīng)用以及植物基因工程等方面的研究。通過對這些生物工程項目的研究，可以在很大程度上提高我國的制藥業(yè)、輕工業(yè)、食品加工業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，為其帶來新的發(fā)展契機，促進我國整體發(fā)展水平的提升。

2、生物工程發(fā)展途徑

對于我國來講，生物工程發(fā)展水平還低于發(fā)達國家，要想促進生物工程研究水平的進一步提高，使生物工程為我國社會主義事業(yè)建設(shè)提供更多幫助，就必須要采取一定的積極措施和發(fā)展途徑。例如建立權(quán)威的生物工程研究機構(gòu)和現(xiàn)代化的生物工程開發(fā)基地，加大對生物工程研究領(lǐng)域的人才培養(yǎng)力度，積極引進國外先進生物技術(shù)研究成果，組織并協(xié)調(diào)生物工程重大研究項目的科技攻關(guān)，集中力量來促進我國生物工程的發(fā)展和壯大。

五、結(jié)語

綜上所述，生物工程雖然是一門新興學(xué)科，但是其對人類社會發(fā)展的影響卻是巨大的，并且在科技的推動下，其發(fā)展速度非?？欤瑸楦纳瓶陀^世界以及人類自身起到了重要的技術(shù)支撐作用。生物工程的研究深度難以預(yù)測，目前雖然我們已經(jīng)取得了一定的研究成果，也成功將很多生物技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)實踐中，但不可否認的是，生物工程還具有非常大的應(yīng)用前景和廣闊的發(fā)展空間，還需要我們不斷的努力探索。