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1生物技术在农业种植中的运用
1.1转基因技术
转基因技术是对基因进行改造和重新组合,然后再导入到生物体内,其核心技术是提取目的基因。在当前农业种植领域,转基因技术是运用得最为广泛的一种生物技术,对农业种植具有重要的作用,它能够将某一作物的优良基因转移到另一种作物当中,进而提高农产品质量和产量。当前,在农业种植领域,经常被提取使用的植物目的基因有苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。这些基因具有良好的性能,通过提取使用,更好的促进农作物的生长,提高产量和产品质量。总之,在农业种植领域,通过利用转基因技术,能够能够改良农作物的品种,提高农作物的产品质量,取得良好的经济社会效益。伴随着科学技术的进步和科研工作的不断深入,转基因技术也会取得新的发展,在农业种植的应用范围也必将扩大,将在农业种植中发挥更大的作用。调查显示,目前转基因类植物的种植面积在不断的扩大,有调查研究指出,目前在全球所有的农业种植当中,采用转基因技术的种植面积已经达到了全球耕地面积的16%,并且种植面积呈进一步扩大趋势。此外,在农业种植领域,还有一项技术值得提及的,那就是杂交育种技术。该技术是一项极为常见的生物种植技术,与转基因技术相比而言,其操作更为简单,并且该技术的推广也更早,在农业种植实践中已经取得良好的效果。目前,在农业种植中杂交技术已经取得了丰富的经验,相信随着研究的深入和技术的进步,该技术会取得更大的进展,会在农业种植当中发挥更大的作用。
1.2组织培养技术
组织培养技术的运用,主要是建立在细胞全能性的基础上,通过人工诱导的方式,使植物组织在无菌状态下能够良好发育,最终发育成为完整的植株。在农业种植中,通过利用组织培养技术,具有以下几个方面的显著特点,它不仅能够使得植物繁殖的速度加快,还能够在有限的时间内,培育出更多的优良植物品种。还能够有效的防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,进而有利于推广良种经济作物的种植。所以,今后在农业种植中值得进一步推广和运用,为了达到更好的运用效果,在农业种植的时候,需要注意以下几个问题:在植物组织培育中,要保证适宜的温度、光照、温度等条件,培养基组成、PH值、渗透压等化学条件也应该满足条件,为组织培养创造良好的条件,另外,在进行初代培养外植体的时候,要做好褐变处理工作。有时候外植体接种后,表面会出现褐变现象,这种现象的出现会影响整个外植体的培养,因此,必须做好处理工作,保证组织培养的质量。
1.3生物农药的制作
1运用生物技术将植物及其废弃物转化为能源
世界能源统计资料说明:植物是一种能源巨大而且可恢复性能源,在地球上,每年绿色生物量的增加约为1070亿t,其中800亿t分布在森林中,180亿t分布在草原及荒原上,90亿t分布在田野、沼泽及荒漠中,他们所拥有的能量值为1.75×1021J,相当于400亿t石油。据专家估计,现在地球上植物生物总储存量为18000多亿t,相当于6400亿t石油,这是一项巨大的可进一步开发的能源资源。现在正在研究开发并已取得初步成效的基因工程成果是将真菌淀粉生产酒精,即进一步法生产酒精;将木质素解聚酶基因和纤维素酶基因克隆移到酵母内,使之可直接利用稻草、草皮等做原料生产酒精作为替代能源。在英国每年就有600万t秸秆,研究人员利用遗传工程细菌“嗜热脂肪芽孢杆菌”分解半纤维素(这是一种酵母不能分解的糖),已将30%的纤维物质转化成乙醇。专家们在评审这些研究成果时指出,不可小看这一点点能源开发研究进展,其意义是深远的,因为生物质现存量是巨大的,他们特别谈到,随着生物技术的不断完善,常见的植物废弃物转化成能源的效率必然会进一步提高,其开发潜力是巨大的,包括小麦、玉米、甜菜等秸秆以及稻壳等植物废弃物(垃圾)都可以转化成能源。
2运用生物技术培育高能源作物
光合作用机制的揭示是分子生物学取得的新成果,研究表明,绿色植物利用太阳能把吸收的水和CO2同化为碳水化合物,把太阳能转变成能够储存的化学能。一般植物把太阳能转化成化学能的效率很低,平均值约为0.1%。而根据分子生物学研究的结果,转换率可达5.2%,这个看似小小的数字差却预示着光合转化太阳能的巨大潜力。培育转化能力强的作物必须以光合机制的研究为基础。植物生理学研究表明植物在弱光和中度光照条件下太阳能的转化率较高,强光下转化效率较低。其作用机制是强光下不能发挥最大转化效率的原因是光量子捕获系统(叶绿素和光合系统Ⅰ、Ⅱ)与光合电子传递系统之间能力的不平衡。根据揭示的这一机理,在适当时机增加酶的活性,或减少前叶绿素的量就能调整系统的不平衡性,提高强光下的光合效率。生命科学的酶工程学者正在为此进行探索并已取得了重要进展。研究表明,C4植物(如玉米、甘蔗、高粱等作物)的光合能力高于C3植物(如小麦、水稻、大豆、棉花等作物),玉米等C4作物在CO2浓度极低时也能进行光合作用。因此,利用现代生物技术的细胞工程、酶工程、基因工程来吸收C4植物的优良生物特性培育高效的能量作物,并给小麦、水稻等C3作物增加新的固氮机能,将会极大地提高植物转换太阳能的效率,为获取更多的新能源奠定物质基础。
3利用基因工程改良微生物
以催化H2的释放氢气是效率高且无毒无害的燃料。氢气在燃烧过程中会释放出能量,而形成的废物只有水,不会造成任何环境污染,因而被普遍认为是理想的清洁能源资源。目前已经发现许多能代谢分子态氢的细菌和藻类。还从分子水平上找到了与能代谢分子态氢有直接关系的酶,这就是氢化酶(绿藻)、固化酶(蓝藻和光合细菌),他们均能催化氢气的释放。生物的这种作用机制,是由其结构基础决定的,这就是功能基因。当今世界基因组测序工作的国际科技界的公关行动,对功能基因的快速开发创造了极好的条件。研究者认为,生物体的生理特性(如产氢化酶的绿藻、能产固定酶的蓝藻和光合细菌)必然会有其功能基因存在起支配作用。一旦我们找到了这种功能基因并成功分离出,再利用当代已相当成熟的基因重组技术就可以大批量培育能生产出优质能源氢的新物种,这个目标的实现是相当诱人的,而且是可以实现的。正是基于这种指导思想,生命科学工作者借助于当代新开发出的高新技术———基因工程,利用微生物来完成水的分解反应。这些在水中生长的微生物在光照条件下,会不断地实施水的分解过程产生氢气,然后用容器将氢气收集起来,供作能源。近几十年来人们已经查明有16种绿藻和3种红藻有生产氢气的能力。还发现有4种类型的细菌具有生产氢气的能力。藻类产氢气的机制主要是通过自身产生的脱氢酶,利用大自然丰富的水源和无偿的太阳能来生产的。4种类型细菌产氢有以下几种机制:一是依靠发酵过程生长的严格厌氧细菌;二是能在通气条件下发酵和呼吸的兼性厌氧细菌;三是能进行厌氧呼吸的严格厌氧细菌;四是光合细菌。前3种都能够利用有机物,从而获得生命活动所需要的能量,他们均属于“化能厌氧菌”。光合细菌则是利用太阳能提供的能量,被称为“自养细菌”。近年来,科学家们发现了30种化能异养菌可以发酵糖类、醇类、有机酸等产生氢气。在光合细菌中已发现13种紫色硫细菌和紫色非硫细菌能生产氢气。专家在评审能产氢机制被揭示的研究成果时指出,产氢机制的揭示,可以此为依据,发现并分离出功能基因,再以基因重组技术改良微生物,以大幅度地提高微生物生产氢气的能力,氢气生产原料是水,未来,当水运用生物工程技术变成燃料时,能源危机将不存在。
摘要:随着社会经济和科学技术的发展,人们对于食品的质量和农业生产的产量要求越来越高,农业种植中开始运用到更多先进的技术。我国是一个农业大国,农业在国民经济中所占的比重很大,农业的发展对于国家和社会的进步起着不容忽视的作用。因此,农业种植技术水平的提高是目前我国的首要任务,也是最受国家和人民关注的问题之一。本文主要分析了当前我国农业种植中生物技术的运用现状、意义及生物技术的推广。
关键词:农业种植;生物技术;推广
随着科学技术的发展,生物技术越来越多地应用于农业种植,成为我国重点研究的对象。我国的人口众多,但耕地面积相对较少,要满足社会和人们生活的需求,首先要提高土地的利用率,提高农产品的产量和质量。近年来,随着农药、工业化肥的大量使用,对农业的生产带来较大的安全隐患,而生物技术的发展可以有效地解决这一问题,对农业的发展也起着很重要的作用。因此,大力发展生物技术,使其广泛地运用于农业生产之中,能够大大促进我国农业的发展。
1农业种植中生物技术的应用现状
首先,生物技术在农业种植中的推广和应用是有很大成效的。科技的发展为农业生物技术的推广应用注入了新的活力,推动了生物技术的进一步完善和成熟。我国地域面积辽阔,农业种植有广阔的发展空间,随着国家对“三农”建设支持力度的加大,生物技术有了更大范围的推广实施。目前,我国的粮食产量逐渐增加,种植品种不断优化,农作物的产量和质量都有了质的飞跃,提高了我国农产品在国际市场上的竞争力。其次,我国的生物技术相对于发达国家来说还存在着一定的差距。我国的生物技术起步比较晚,虽然在国家政策的支持下,在兴起的短时间内就已经取得了十分不错的成就,而且在一些关键技术上还取得了突破性进展,甚至达到了世界领先水平。
2我国农业种植中生物技术运用的重要性
1生物技术与疾病治疗
目前现代生物技术已经与临床医学等学科交叉融合,对人类重大疾病,如肿瘤、心脑血管疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病等的治疗发挥了重要作用。生物技术在疾病治疗方面的应用非常广泛,主要包括针对重大疾病的生物技术药物、基因治疗、免疫治疗、干细胞及组织工程治疗等。例如,利用基因治疗技术可以将目的基因重建后靶向导入体内细胞,使其置换病原基因或使其在病变部位进行可控的表达,从而恢复基因的生物学功能或使病变组织恢复正常,达到治疗的目的[3]。器官移植是生物技术应用于医学领域的另一个重要方面[2]。目前供移植用的组织器官非常短缺,而人造器官可以很好的解决这一问题。
2生物技术与制药
生物技术制药主要包括两方面内容,即利用生物技术制备药物和从天然生物材料中提取药物。随着化学制药研发遇到瓶颈和生物科技的迅猛发展,生物制药已成为医药产业中发展最快、活力最强和技术含量最高的领域,在全球医药产业中所占比重逐年上升。目前,生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,尤其在新药研究、开发、生产等方面生物技术方法已成为最常用、最有效的方法之一。
3生物技术专业设置的现状和发展趋势
为了适应社会和经济发展的需要,1998年教育部正式将生物技术专业列入专业目录,隶属理科办学专业,培养应用研究型或技术型人才[4]。虽然我国生物技术专业的教育历史不长,但鉴于生命科学的飞速发展和生物技术在国民经济领域的巨大潜力,因此在短短的十几年间,该专业受到社会的广泛关注,成为全国少数的理科热门专业之一。正是由于这股生物技术热潮的出现以及高校扩招等原因,使得不少学校在并不充分了解生物技术专业特点的情况下跟风开设该专业,结果导致专业定位和人才培养目标模糊不切实际,在办学指导思想、办学特色、人才培养模式上单一雷同,不考虑社会实际需求以及自身学科特点,盲目学习重点院校办学方式。这种人才培养模式执行的结果,是不同学校培养的生物技术专业学生同质化现象严重,在社会上相应出现了人才的相对过剩和人才的绝对不足的矛盾[5]。为此,各高校应该根据自身学科优势,强化专业特色,创新人才培养模式,构建多元化的人才培养目标和人才培养方案,注重人才开发应用能力的培养。作为培养医药生物技术人才的主体,医学院校应加强学生基础医药知识的学习以及临床医学专业知识、技能方面的训练[1]。并注重向学生展示生物技术方法在医药领域的研究成果,培养学生从事相关工作的兴趣。
摘要:生物技术作为一种新兴技术,它的出现在方便人类生产生活的同时,也隐藏着对生物,生态环境的威胁。随着生物技术的不断发展和应用,生物技术的负面影响也日益显露出来。而我们如何取长避短,趋利避害就显得尤为重要。本文首先介绍了生物技术的基本概况,接下来介绍分析了生物技术在研发和应用阶段存在的一些负面影响,例如转基因技术的潜在威胁、克隆技术的负面效应、基因武器的严重危害等问题。最后,作者提出运用道德伦理、法律和社会公众监督的手段来应对其负面影响。从而使生物技术更好地造福人类社会和生态环境。
关键词:生物技术;负面影响;解决对策
一、生物技术概述
生物技术,通常又被称为生物工程,是指人们以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人们生产出所需的产品或达到某种目的。在这里所谓的先进的工程技术手段主要是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程以及蛋自质工程五大方面。自20世纪后半叶以来,生物技术发展迅猛,生物技术的深入广泛应用不仅在一定程度上改变了人们的日常生活,它不仅提高了人们的生活质量,也改善了人们生命的质量,更是人类在认识生命本质的问题上取得了更高的成就,给人类新的福音,然而,任何事物都不能片面的看待,它都具有两面性,生物技术在造福人类生活的同时,也带来了大量破坏生态系统和冲击现有社会秩序的棘手问题。
二、生物技术带来的负面影响
任何一项科学技术都有其两面性,在给人类带来福祉的同时也伴随着一些问题,这些问题的出现有些是隐性的,有些是显性的,有些是目前无法解决的,有些则是可以控制的。生物技术也是如此。它为解决食品短缺、资源和能源匾乏、环境污染、人类的生存与健康、等重大问题带来了新的希望。与此同时,在生物技术的应用中也带来了危害生态环境,人体健康等一系列问题。