现代生物技术
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇现代生物技术范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
现代生物技术范文第1篇
本节是对上一章“日常生活中的生物技术”的延续，同时又是对它的升华；突出了教材注意密切联系技术与社会，而且注重知识现代化的特点，使内容充满了21世纪的时代气息。本课主要让学生了解现代生物技术在实际生活中的应用，基于本课的特点，同时结合八年级学生的特点，我主要采取讨论、辩论、分析、总结等活泼多样的教学方式，让学生参与到教学中。通过学生调查、搜集、分析资料等方式，注重培养学生合作调查、自主分析、整理信息的能力。在完成对高新生物技术知识的认识与理解的同时，重视提高学生的学习兴趣和各种能力。
二、教学分析
（一）教学目标
1.知识目标
（1）举例说出转基因技术的应用。
（2）举例说出克隆技术的应用。
（3）关注转基因技术和克隆技术对人类生活的影响。
2.能力目标
（1）培养学生讨论、交流的能力。
（2）培养学生将所学知识运用到实际生活中的能力。
（3）培养学生实事求是的科学态度。
3.情感态度与价值观目标
（1）增强学生团结合作精神。
（2）能正确理解和对待现代生物技术产物对人类生活产生的影响。
（二）教学重、难点
1.教学重点
（1）基因工程及转基因技术的应用。
（2）细胞工程及克隆技术的应用。
2.教学难点
（1）转基因抗虫烟草培育过程。
（2）多利羊的克隆过程。
三、课时计划
1课时
课前准备
教师准备
多媒体课件
学生准备
搜集、整理相关资料
四、教学流程
（一）导入新课
教师：生物技术是当今国际上重要的技术，生物技术将为人类所面临的环境、资源、人口、能源、粮食等危机和压力提供最有希望的解决途径。那么今天我们就一起进入第二十一章“现代生物技术”的学习。
教师：通过上一章的学习，你知道的生物技术都有那些？
学生：发酵工程、基因工程和细胞工程等。
教师：同学们回答得很好，21世纪是生物科学的世纪，生物技术的发展与研究都已经进入到一个快速发展的阶段，各种高新研究成果不断涌现。今天我们就来具体认识和了解一些现代生物技术及其在生活中的应用。
（二）新课教学
1.基因工程和转基因技术
教师：请同学们看多媒体展示的“小鼠变大鼠”的图片，这种变化可不是自然状态下形成的，而是人为地采用了某种现代生物技术，这种技术就是我们要了解的基因工程和转基因技术。
教师：多媒体展示“巨型小鼠”，并讲解其产生的过程和原因
教师：多媒体演示转基因抗虫烟草培育过程
学生：根据多媒体演示总结转基因抗虫烟草培育过程
教师：根据这两个运用基因工程中转基因技术的事例请同学们回答以下几个问题：什么是基因？什么是基因工程和转基因技术？
师生共同讨论、交流，总结。
学生：基因――具有遗传效应的DN段
基因工程――按照人的意愿，运用人工方法，对生物的基因组成进行“移花接木“式改造的重组技术。
转基因技术――将外源基因直接导入动植物体或它们的受精卵内，并能在细胞中发挥作用的技术。
教师：基因工程和转基因技术主要是在分子水平对DNA进行定向改造，达到人们想要的动植物个体。虽然这种技术听起来挺复杂，但它们离我们的日常生活却很近。
教师：同学们能否根据你的课前调查举例说明。
学生：超市中的转基因食品，各种不同的转基因动物、转基因植物，还有转基因微生物等。
教师：非常好，导入外源基因的生物称为转基因生物，包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物。转基因食品就是用转基因生物生产和加工的食品。
教师：现代生物技术除了能在分子水平对生物进行改造，同时还能在细胞水平对生物进行改造，下面我们就共同了解在细胞水平对生物进行改造的技术――细胞工程和克隆技术。
教师：多媒体展示细胞工程和克隆技术的概念。
细胞工程――在细胞水平上，有计划地改造细胞的遗传结构，培育人类所需要的动植物新品种等的技术。
克隆――不经过受精作用而获得新个体的方法。
教师：多媒体演示，讲解“克隆羊多利的诞生”。同时提出：在三只母羊中谁是多利真正的母亲？
学生：讨论、交流，得出：母羊A提供的是乳腺细胞的细胞核，所以它是多利真正的母亲。
教师：多利羊的克隆成功，意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞培育出与这一动物几乎相同的生命体。那么，同学们认为多利羊的诞生对人类社会会产生什么影响？
学生：交流、讨论。
学生：多利羊的诞生标志着克隆技术的飞跃发展，但任何生物技术在造福人类的同时决不能超过法律、道德的底线。
教师：非常好，请同学们阅读课本14页最后两个段落，了解克隆技术发展的历史以及现代克隆技术在生活中的广泛应用。
教师：在了解了基因工程和转基因技术以及细胞工程和克隆技术之后，它们之间的区别在哪呢？
学生：讨论、交流。
学生：细胞工程是在细胞水平按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质从而获得产品的技术。
基因工程是在分子水平对DNA的定向改造。
五、课堂小结
1.举例说明基因工程和转基因计划
2.举例说明细胞工程和克隆技术
3.比较基因工程与细胞工程的区别
六、板书设计
第一节 现代生物技术的应用
1.基因工程和转基因技术
（1）概念：
（2）举例：巨型小鼠，转基因抗虫烟草
（3）应用：农业等
2.细胞工程和克隆技术
（1）概念：
（2）举例：克隆羊多利
（3）应用：医药，濒危动物保护等
七、课堂练习
1.产生克隆羊多利的融合细胞的细胞核来自（ ）
A.乳腺细胞 B.神经细胞 C.生殖细胞 D.其他细胞
2.我国已经培育出“青虫不吃的青菜”。你能利用所学到的知识设计这种青菜的培育过程吗？
现代生物技术范文第2篇
关键词：农业育种 生物技术
我国农业生产的现状和发展趋势来看，仅仅利用传统的常规育种方法已经很难满足我国农业生产对作物新品种的要求，因而借助于农业生物技术与常规育种方法相结合的方式将会创造出更多的新种质，进而培育出更多高产、优质和多抗的新品种。作物生物技术育种所研究的主要内容涉及到在生物体内的细胞组织、染色体和基因等方面对其遗传基础进行改造和改良，以便获得具有更大增产潜力的作物新品种。
一、 常规育种与生物技术育种
常规育种技术是基于对种内和种间杂种优势的利用，很有限而且是依靠育种家的经验在田间和畜舍对动植物作表型选择；主要有杂交育种，单倍体育种，多倍体育种等。 而生物技术的强大之处在于能突破动物、植物、微生物之间的界限作基因的转移，这就极大地拓宽了种质资源和杂种优势的利用，而且可以直接作基因型的早期选择和在实验室内操作；可以大大提高育种的目标性和效率，缩短育种周期和减少工作量。
二、 生物技术育种取得的成就
迄今为止，国际上已成功地把有实用价值的基因如抗病毒、抗虫、抗除草剂，改变蛋白质组成、提高淀粉含量、雄性不育、改变花色和花形，延长保鲜期等的基因分别转人植物。农业生物技术育种的研究成果正在越来越多地应用于农业生产，深刻地影响着农业的生产方式和效益。据美国农业部（USDA）1996年对美国50年来畜牧生产中各种科学技术所起作用的总结，品种改良的作用居各项技术之首。1996年亚拉巴马州3/4以上的棉花是抗虫害的遗传工程棉花。另外在玉米育种研究领域，玉米育种专家和分子生物学家携手，共同致力于玉米新品种的研究与开发。认识到相互的合作才是发展现代生物技术和现代农业的正确道路，科学家们已经通过应用分子标记手段找到了我国玉米自交系的主要类群，并成功地绘制了我国第一张玉米分子标记连锁图谱，选育出了抗虫转基因玉米品种，并已走出了实验室进入了国家区试，有望在未来的几年得到推广应用。克隆技术在玉米育种上也已启动，克隆玉米部分优良基因的工作进展顺利，并取得初步成效。分子标记辅助选择技术也开始进入育种程序。在未来的育种领域，不管何类作物，都将不可避免的广泛地使用生物技术。而生物技术也将在未来的农业生产的各领域彰显其不可替代的卓越的增产潜能。
三、 生物技术育种的不足之处
然而，由于生物技术其自身的复杂性和高技术性，人类对其认识的局限性，转基因作物类品种的应用将有可能造成对农业生产环境和人类自身的伤害。在欧美等发达国家的一些科学家们也对转基因作物及产品与生物制品的广泛应用提出了疑虑和非议，出于对人类自身和生态环境的安全考虑这些疑虑和非议也不无道理，我们应当充分估计转基因类作物对人类和有益生物可能带来的不良变异和严重的生态污染。因而，我们在研究和应用转基因作物类品种时，应充分的考虑转基因作物自身的安全性，转基因作物及其产品对人与有益生物的安全性保障问题，转基因技术与传统育种技术的有机结合，改良和克服转基因技术的不利因素，建立和完善转基因技术产品的安全标准和安全评价体系，保障粮食生产安全。
四、 我国生物技术育种的发展
我国植物基因工程技术将在两个方面有明显的发展。第一，转基因的技术将会有新的突破。80年代初，最早利用一种叫土壤农杆菌的微生物作为载体将目的基因转入受体。这种细菌只能侵染大部分双子叶植物和少数单子叶植物，因而使农作物的基因工程受到很大限制。80索转化农作物的新方法，其中包括使用电击法、微弹射击法、PEG法和其它一些直接将DNA导入受体的方法。今后这些新技术将不断完善，同时还会有一些新的基因导入技术出现。第二，分离基因的技术将会有新的突破。目前在植物基因工程中所采用的基因基本上是控制生物体质量性状的单基因，即只要转入一个基因就能获得所需要的目标性状，例如抗病毒特性、抗虫特性和抗除草剂特性等。从分离单基因到成功地分离出多基因，其技术要求会更严格，这将是今后植物基因工程有待突破的一个重要方面。除此之外，我国农业分子育种经过20多年的艰苦探索之后，已经形成了比较完善的技术体系，培育了一大批新种质和新品种。这项探索性研究始于1974年，其理论依据就是DN段杂交假说，即在远缘生物间的杂交种中，细胞内的异源染色体在减数分裂中不可能进行正常配对，但异源染色体在受体细胞内一旦被裂解之后所产生的DN段有可能随其同源DNA顺序进入受体染色体，由此会使受体所产生的子代群体发生某些遗传性变异。目前，我国农作物分子育种在外源DNA（基因）导入受体的技术上已日趋完善，其中包括授粉后花粉管通道技术、幼穗穗茎注射技术、种子胚浸泡技术和茎端DNA枪击技术等。在水稻、普通小麦、棉花和大豆等主要作物上均已获得了一大批转基因新种质和新品种（品系），这些新品种（系）在生产上的增产效益非常明显。
现代生物技术在农业上的广泛应用将作为生物技术的“第二次浪潮”在下一个世纪全面展开，这将给农业生产带来新的飞跃。当今生命科学发展的一个主流方向就是进一步阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能。作物生物技术育种在今后一个时期内的研究重点就是研究与农作物产量、品质和抗性等有关的基因结构、功能及其应用。随着研究的不断深入，生物体内部的许多奥秘将被揭开，生物体生长发育和繁殖的一些机理将被掌握。
参考文献：
[1]刘后利，农作物品质育种，湖北科学技术出版社，2001.
现代生物技术范文第3篇
生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域，在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中发挥着极大的作用。
【关键词】 生物技术；中药现代化；应用；综述
Abstract：Biotechnology has entered all fields of TCD research and development， exerting great function in research and production of highquality natural medicinal raw materials and sustainable utilization of Chinese herbs resource.
Key words：biotechnology; TCD modernization; application; review
中医药学是我国在自然科学领域最有特色的学科之一，中药现代化就是将传统中医药的优势和特色与现代科学技术相结合，把中药推向国际化。生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高技术，在21世纪将对生命科学的各个领域产生十分深远的影响。
1 生物技术在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用
生产具有国际竞争力的现代中药，其前提是有高质量的中药原料。现代中药必须严格保证所用的药材原料无污染，农药残留和重金属含量在十分安全的范围内，药效物质基础的含量稳定、可靠并有严格的质量标准。我国中药资源达1.2万余种，这些中药材中部分涉及到珍稀濒危物种，因此对珍稀濒危中药材的挽救、保护与合理利用迫在眉睫。迁移珍稀濒危动、植物至饲养地和植物园是保存物种的重要方法，建立相应的基因库用于保存动植物的基因，考察物种的变异具有重要意义。
就中药材栽培而言，GAP的实施已成为业内共识。基因技术在这方面正在逐渐发挥重要作用，如中药材优良品种选育、道地性药材遗传特征分析、抗性基因的转基因药用植物等。
应用RAPD技术对南北苍术间的差异进行了分析，认为苍术的道地性是在遗传和生态两因素长期复杂作用下形成的遗传和化学成分有稳定差异的居群［1］；李萍等将5srRNA基因间区序列的变异用于对金银花药材道地性的分析［2］。有报道用转基因植物可生产外源基因编码的产物（如a栝蒌素、干扰素等），随着表达效率的提高和受体植物范围的不断扩大，将有可能在传统中药材中加入有用的新遗传特性，增加植物的抗病能力等，这将为中药材的绿色栽培奠定良好的基础［3］。
2 细胞工程技术为中药人工资源的开发提供了有效途径
作为中药和天然药物发挥药效活性的物质基础，天然活性成分往往含量很低，而天然野生资源随着药物的开发利用储存量不断下降，其原料来源能否满足批量化生产的需求，是所有天然创新药物开发所面临的重大难题，也是高水平中药能否广泛应用并走向世界的瓶颈。因此，针对特定有效成分或组分生产的中药人工资源开发生产技术引起了研究者的极大关注。为合理利用其资源，可利用生物技术的方法和手段进行一些珍稀濒危品种的快速繁殖，研究其在自然或人工控制条件下个体更新的速率及规律等，如石斛试管苗的快速繁殖。
发酵工程利用生物细胞在人工条件下的快速增殖与次生代谢产物的产生，为人工资源的生产提供了技术平台。目前，以冬虫夏草菌发酵生产的菌丝体及产物已形成产业化规模，并有相应的下游产品畅销。
以微生物、植物、动物细胞为反应器，进行天然活性物质的生产和加工，也已引起研究者的极大兴趣，以此推动的天然产物的生物转化和生物合成研究与开发，在国内中药研究和开发中的作用正为更多的研究和生产部门所重视。许建峰［4］等利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷。紫杉醇作为一种作用机理独特的天然抗癌药物，自发现以来受到了人们的广泛重视，但其在植物红豆杉中的含量极低，而红豆杉生长缓慢，资源匮乏，因此严重限制了紫杉醇的进一步开发应用。为此，近年来各国科学家在寻找及扩大紫杉醇的药源途径上进行了大量的工作。甘烦远等对紫杉醇的研究进行了综述，通过两篇综述所反映出的研究内容可以看出为解决紫杉醇的资源问题。全世界的科学家分别从筛选高产红豆杉栽培品种、微生物生物合成、化学合成、生物合成途径探索、生物合成关键酶的发现及其基因表达等多途径进行资源研究，而这些研究中生物合成与生物转化技术起着极为重要的作用。
3 酶工程是中药活性成分生产追求的最佳技术手段之一
就疗效确切的单一天然活性成分而言，能够通过工业化生产获得天然结构复杂的单一产物是人们追求的目标，但天然化合物结构复杂，常有多个不对称碳原子，合成难度较大或合成条件苛刻；而酶工程为这类成分的获得提供了新的途径。如金东史等利用酶转化方法将人参中的主要皂苷成分转化成含量只有十万分之几的人参皂苷Rh2，并达到了月产30kg的生产规模［5］。
转贴于
4 生物技术为提高中药品质评价水平提供了新的实验方法
中药材是中药研究开发的基础，基础的质量标准无法控制，以后的研究和开发均属无本之木，其质量标准的制定也就失去了意义。中药材的质量控制主要应包括两个方面的内容，一是品种的控制，主要是解决真伪的问题。其二中药材的有效物质是次生代谢产物，其积累主要与其合成关键酶的表达及表达量等有关。因此建立合理中药材的生产和质量评价体系将对中药现代化尤为重要。
基因分子标记技术在中药品质评价中的应用，使中药材鉴定的方法从传统的形态表征分析推进到对生物遗传物质的分析。在中药的分子鉴别研究中目前主要有以下一些方面：（1）基于PCR方法的DNA分子标记技术，如RAPD、AFLP等；（2）基于分子杂交的DNA分子标记技术，如RFLP；（3）基于DNA序列分析的分子标记技术，如DNA直接测序法、PCRRFLP法［6］。利用这些基因鉴别方法对了解和分析药用动（植）物的遗传特性、基因与药材产地、化合物积累的相关性等均具有重要意义。
5 生物技术为中药和天然药物新药研究与开发提供了新的工具和途径
中药新药的研发是中药现代化和国际化的关键，要研制符合国际标准规范的现代中药，应用现代先进的科学技术势在必行。
5.1 生物芯片为中药新药分子水平的机理研究提供依据：中药鉴定基因芯片，可以对中药材的产地、质量进行鉴定；可以搞清楚中药作用的分子机理，筛选出中药有效成分。
5.2 生物转化及生物组合化学为以天然活性成分为先导化合物发现新药提供了新的思路与方法：生物转化技术可以弥补化学合成的不足，1997年Khmelnitsky利用盐活化生物催化剂脂酶，成功地在有机相中进行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可见，生物转化技术在以天然活性成分为基础的创新药物研究与开发中具有重要的意义。
5.3 生物技术为天然微量活性成分的生产提供了新的技术平台：中药中微量高效成分的研制开发一直是困扰医药产业界的核心问题，利用定向生物转化技术可将天然药物中的高含量成分转化成微量高活性成分，因此大大提高微量成分的含量，使其达到产业化的要求。如研究发现多种微生物能定向地将含量较高的喜树碱转化为10羟基喜树碱。丁家宜等利用人参毛状根成功地实现了对羟基苯醌生物合成天然熊果苷。
5.4 物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰：天然活性成分的研发中还有一个难以解决的问题，即天然活性成分常常体内外药效学活性差异较大，其中一个重要因素是其在体内吸收不好，导致生物利用度太低。利用生物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰，对提高这类成分的生物利用度，进而实现产业开发具有重要意义。
综上所述，生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域，虽然大多数研究尚处于起步阶段，但其影响正在不断扩大，所显示出的潜在社会价值和经济效益也日益得到重视，生物技术将深入到中药新药研制的各个环节。正确利用现代生物技术合理地解决中医药现代科学研究和产业开发中的重要问题，必将有力地推动我国的中医药现代化和国际化进程，为加入WTO后的中国民族产业的国际竞争注入活力。
【参考文献】
［1］郭兰萍，黄璐琦，王敏等.南北苍术的RAPD分析及其划分的初步探讨［J］.中国中药杂志，2001，32（9），32（9）：834837.
［2］李萍，蔡朝辉，邢俊波.srRNA基因间区序列第变异用于对金银花药材道地性研究初探［J］.中草药，2001，32（9）：834837.
［3］Kuehne，A.R.，Sugii，N.Transformation of dendrobium orchidusing particle bombardment of protocorms［J］.Plant Cell Reports，1992，11（8）：484488.
［4］许建峰，苏志国，冯朴荪.利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷的研究［J］.植物学报，1998，40（12）：11291135.
现代生物技术范文第4篇
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。
现代生物技术范文第5篇
关键词:现代生物技术;食品工业;功能食品;有效成分;食品添加剂
中图分类号:Q819文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)06-0023-02
一、现代生物技术简介
生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统生物技术包括酿造、酶的使用、抗菌素发酵、味精和氨基酸工业等,被广泛应用于生产多种食品如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及酱油、米酒和发酵乳制品。它和新的生物技术之间既有联系,又有质的区别。现代生物技术是20世纪70年代初在分子生物学、生物化学、生化工程、微生物学、细胞生物学和电子计算机技术基础上形成的综合性技术。
二、现代生物技术在食品工业中的主要应用
(一)食品原料和食品微生物的改良,提高食品的营养价值及加工性能
利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂,一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力,另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善,食品储藏和保存时间有所延长。我国利用基因工程技术培育的转基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累计种植3,000多亩,耐贮番茄在室温下储藏56天,好果率达70%以上。利用细胞工程技术培育出含水量大大降低的西红柿、洋葱、马铃薯新品种,培育出带咸味和奶味的适宜膨化加工的玉米新品种,获得了出油率高、不饱和脂肪酸含量较高的油料作物,以及我国已在田间试验中的超级水稻、转基因鲤鱼、高产奶量的转基因试管牛,等等。
采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”,改良食品微生物的生产性能。生物技术已应用于啤酒酵母的改造,如将a-乙酰乳酸脱羧酶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,选育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量;构建具有优良嗜杀其它菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。
(二)生产各种功能食品的有效成分、新型食品和食品添加剂
通过转基因技术制造有利于人类健康的食品或有效因子,如低胆固醇肉猪、低胆固醇蛋和高特种微量元素蛋、人类血液代用品、高异黄酮大豆、高胡萝卜素稻米,等等。
利用细胞工程技术生产各种功能食品和功能成分,如对人参、西洋参、长春花、紫草和黄连等植物细胞进行培养生产活性细胞干粉、L-苏氨酸、免疫球蛋白、生长激素,等等。
利用生物技术,特别是发酵工程技术生产食品添加剂。目前国内外重点研究开发的食品添加剂有甜味剂中的木糖醇,甘露糖醇,阿拉伯糖醇,甜味多肽,等等;酸味剂中的L-苹果酸,L-琥珀酸,等等;氨基酸中各种必需氨基酸;增稠剂中的黄原胶,普鱼兰,茁霉多糖,热凝性多糖,等等;风味剂中的多种核苷酸,琥珀酸钠,香茅醇,双乙酰;芳香剂中的脂肪酸酯,异丁醇,等等;色素中的类胡萝卜素,红曲色素,虾青素,番茄红素,等等;维生素中的维生素C,维生素B12,核黄素,肉碱;生物活性添加剂中的各种保键活菌,活性多肽,等等;防腐剂中的乳链菌肽,杀菌肽,瓜蟾抗菌肽,防御素,等等。可直接应用于食品生产过程的物质转化利用发酵技术、酶技术对农副产品进行加工,直接生产各种发酵食品如饮料、酒、酱、酱油、醋、乳酸、酸奶和啤酒。利用基因工程和酶工程,构建“生物工程菌”来生产酶制剂。近20年来,利用“基因工程菌”生产的食品酶制剂主要有凝乳酶、a-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶、转化酶、脂肪酶、溶菌酶等。凝乳酶是制造干酪过程中起凝乳作用的关键酶;蛋白酶可改善蛋白质的溶解性。在食品加工过程中添加一些酶类可以改善产品的色泽、风味和质构。如用葡萄糖氧化酶可以除去蛋液中的葡萄糖,改善制品的色泽;用脂酶和蛋白酶可加速奶酪的成熟;葡萄糖苷酶可用于果汁和果酒的增香;木瓜蛋白酶可分解胶原蛋白,用于肉的嫩化。
现代生物技术在肉、奶、水产品加工中也有广泛的应用,肉的加工保鲜方面主要是提高肉的综合品质以及瘦肉、肥肉、的综合利用,如肉的嫩化、发酵香肠的生产和增加产品的花色品种等。乳品方面有利用外源激素提高乳的产量,增强乳的免疫功能,改善乳的组成成分;利用酶工程技术开发乳蛋白生物活性肽、发酵乳制品、双岐杆菌发酵乳,等等。水产品如人工淡水鱼、内脏、鱼眼、精卵巢中分离提取有效成分,开发研制保健食品和药品。
(三)工业化生产预定食品或食品功能成分
利用发酵工程生产功能食品或功能性成分,如低聚糖、糖醇、单细胞蛋白、EPA、DHA、r-亚麻酸、有益菌。利用酶工程制取高蛋白富含多种氨基酸和微量元素的功能食品,如以动植物、微生物蛋白为原料,利用酶技术将蛋白质分解成多肽和氨基酸,可作为功能食品或营养强化食品的原料。利用乳糖酶水解乳糖,加工出低乳糖食品作为乳糖缺乏者的保健饮品。
利用现代生物技术进行玉米的综合利用,为新型糖源、变性淀粉、玉米油、发酵酒精、环状糊精等产品的开发提供充足的原料。如从玉米黄浆水中提取玉米黄色素,可用于人造黄油、人造奶油、糖果、冰淇淋等食品中取代人工合成色素;从玉米皮制取膳食纤维;用玉米淀粉制取高纯度低聚异麦芽糖900型第二代功能性保健食品生物糖。
(四)食品包装和食品检测方面的应用
现代生物技术在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延长食品的保鲜期,保持食品色、香、味的稳定性,被应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而让某些有益菌得以繁殖,被广泛应用于清酒、乳制品、水产品、香肠、奶油、生面条等食品中以延长保鲜期。利用生物技术制造有特殊功能的包装材料如包装纸、包装膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、杀菌、延长食品反应速度等。利用生物技术改变食物贮藏方式和贮藏期,如利用基因工程技术生产耐贮番茄等,延长货架期。
利用生物技术还可生产生物可降解的食品包装材料,建立食品的质量检测方法,处理食品工业废水等,如用固定化酶技术制备酶电极、酶试纸,可以快速简便地检测食品中的化学成分。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和终端产品是否掺假,检测谷物、坚果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技术可迅速检测是否为转基因食品,利用生物转化、厌氧发酵等方法处理食品工业废水,使BOD、COD大大降低,达标排放。
三、现代生物技术的前景与展望
展望现代生物技术在食品工业中的应用越来越广泛,它不仅用来制造某些特殊风味的食品;还用于改进食品加工工艺和提供新的食品资源。食品生物技术已成为食品工业的支柱,是未来发展最快的食品工业技术之一,具有广阔的发展前景和美好的未来。
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