8.1生物工程前沿与热点

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1、生物工程前沿与热点生物工程的历史远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成了醇香可口的饮料—人类最早发明的酒丰富多彩的酒文化微生物发酵我国古代的酿酒作坊（四川新都县出土的汉代画像）↑公元前2300年左右，埃及人酿制啤酒的场面（某金字塔壁画）丰富多彩的酒文化(,,,,,Edward,,,,,Jenner,1749~1823,,,,,)首创用牛痘预防天花，是免疫学的发展，开创了预防医学的先河。年荷兰人A.Leeuwenhoek用自磨镜片，创造了一架1676原始显微镜，生物工程进入微观形态学发展阶段。现代生物技术与农业世界人

2、口在增长，耕地在带来的粮食问题是人们不可忽视的大问题，解决这一问题的有效办法就是利用生物技术，特别是基因工程技术，大幅度提高农作物产量和质量，用较少的土地生产更多粮食。1、研制超级稻杂交水稻之父袁隆平院士的超级稻目标是：利用现代生物技术使水稻的稻穗达到狗尾巴那样大，米粒象花生米一样大，使产量大幅度增加。2、研制抗逆性作物抗病毒作物：抗稻瘟病水稻、抗花叶病毒烟草、抗虫作物：抗虫棉；抗虫烟草；抗虫抗真菌作物：抗真菌番茄、抗除草剂作物3、研制转基因动物转基因猪、转基因羊、转基因鸡4、研制抗病家畜抗马立克氏病鸡，5、克

3、隆动物（濒危动物）此外，科学家可以利用现代生物技术克隆动物，如动物克隆技术挽救濒危动植物，甚至创造出自然界没有的新生物。生物技术与环境污染治理工业化（特别是石油工业）带来的环境污染问题已经向人们敲响了警种。低能耗、低污染或无污染生产是未来工业发展的必然趋势。而现代生物技术是公认的发展低能耗、低污染或无污染工业生产的最佳技术。生物技术在环境污染治理中也具有不可替代的作用。西方国家几十年的治污研究与实践证实：物理和化学方法治理污染难以避免二次污染，不能从根本上解决问题。生物技术是彻底治理环境污染的最佳技术方法。生物

4、技术已应用于污水处理、空气净化、固体垃圾处理和污染地表和水域的恢复。利用工程菌（特殊微生物）处理污染物先进垃圾处理厂大多数把物理和生物处理相结合，以生物处理为主。即利用微生物分解和处理垃圾。从相关环境中寻找特殊微生物，再利用这种专用微生物处理相关的废物，或运用基因工程技术培育专门工程菌，用来处理特殊污染物。如：降解卤代芳烃、除草剂、分解尼龙寡聚物的基因工程菌，清除石油污染物的基因工程菌培育新型农作物，生产无公害粮食利用金属硫蛋白工程技术培育能固定重金属的水稻、小麦等新品种，生产无公害的粮食。就是让金属硫蛋白基因

5、在水稻根部表达，使吸收的有害重金属全部固定在它的根部而不进入种子（麦粒和米粒）中。利用指示生物监测环境污染细菌、原生动物、藻类、高等植物和鱼类生物技术与能源供应未来能源危机是不可避免的。科学家预言：50年以后，石油能源将逐步耗竭。解决能源问题的方法有几种。一是开发核能（核电）。这是快速获得能源的一种办法。今后几年，我国的核电将有较大发展。但是核电厂的危险性和对环境的污染限制了它的广泛、持续发展。二是开发水电。水电是清洁、廉价能源。但水资源是有限的，而且水库占去大量土地，影响生态平衡，利害参半。因此，不少科学家反

6、对大量开发水电。三是开发利用太阳能。太阳能用于产生热水供家庭生活之用是很好的。因此，太阳能热水器目前发展很快，并且还将继续快速发展。但太阳能用于其他方面，如开动火车、轮船以及大型机器等，尚有诸多困难。因此限制了它的广泛应用。由于上述三个方面的原因，科学家把希望寄托在现代生物技术上。并认为，利用生物技术开发能源是最佳方法。发展生物能源主要有以下几个方面：1）沼气能源。利用沼气技术可以将废弃的污染物变成清洁的沼气能源和无害的有机肥料，净化环境。2）利用生物技术将海水变成氢气和氧气通过筛选和生物改造海藻，使它能利用太

7、阳能将海水分解为氢气和氧气。氢气是一种非常清洁的能源，无任何公害。而海水是取之不尽，用之不竭的生产原料。因此，这是一项极具潜力的产生能源的途径。3）利用生物发酵技术将农副产品（淀粉）转变成能源——乙醇即工业酒精。国际上已有成功的先例。例如：巴西早在10多年以前就应用该技术生产工业酒精（将甘蔗的蔗糖转化为酒精），作为汽车能源使用（汽车燃料一半是酒精，一半为汽油），并形成了相当的产业规模。我国也在利用玉米生产工业酒精。但由于去年的世界粮荒，限制了该产业的发展。4）将植物纤维素转化成乙醇利用基因工程技术培育能将纤维素

8、转变成乙醇的工程菌，利用混合发酵法将纤维素直接转化为乙醇。5）生物柴油：即将植物油转化为工业柴油。6）生物燃料电池7）植物“石油”：能产石油的灌木树——橡胶树的近缘植物，如牛奶树、三角大戟，50吨油/英亩。8）藻类产油：一个直径20m的池塘可产3000多升油。9）利用微生物开采石油：微生物勘探石油、微生物二次采油、三次采油。去年石油价格比前几年增长了差不多2倍。今年已经回降原来的价格。