生物技術
我也是生物技術的,還是師范學校,打算當老師。目前也在找工作,美容,食品,釀造,制葯,質檢,實驗員,食品營養等。生物技術學的東西面廣,不深入,說干什麼,什麼都幹不了,但也什麼都可以干。看個人了。
㈡ 什麼是生物技術
生物技術(biotechnology)又稱生物工程(bioengineering),是以生命科學為基礎,利用生物體的特性和功能,設計、構建具有預期性狀的新物種、新品種(系),以及與工程原理相結合,加工生產目的產物,為社會提供商品和服務的綜合技術體系。
它包括幾乎所有生物科學和其他尖端基礎學科如化學、數學、微電子技術、計算機科學等為支撐,形成的一門多學科互相滲透的綜合性學科。
生物技術與其他高新技術一樣具有「六高」的基本特徵:即高效益、高智力、高投入、高競爭、高風險、高勢能。
㈢ 什麼是生物技術
什麼是現代生物技術?
現代生物技術的興起始於本世紀70年代,如今已經成為高技術群體中一支絢麗的奇葩。這門技術具有鮮明的軍、民兩用性,應用潛力十分廣泛。它既可以為解決人類面臨的食品、健康、能源、環境等問題提供新的手段,又可以為大幅度提高部隊的作戰效能和生存能力開辟新的途徑。現代生物技術的深入發展和廣泛應用、是本世紀繼計算機技術革命之後又一次重要的技術革命,是現代軍事技術革命的生力軍。
基本含義
現代生物技術是以生命科學為基礎,利用生物(或生物組織、細胞及其他組成部分)的特性和功能,設計、構建具有預期性能的新物質或新品系,以及與工程原理相結合,加工生產產品或提供服務的綜合性技術。這門技術內涵十分豐富它涉及到:對生物的遺傳基因進行改造或重組,並使重組基因在細胞內表達,產生人類需要的新物質的基因技術(如「克隆技術」);從簡單普通的原料出發,設計最佳路線,選擇適當的酶,合成所需功能產品的生物分子工程技術:利用生物細胞大量加工、製造產品的生物生產技術(如發酵);將生物分子與電子、光學或機械繫統連接起來,並把生物分子捕獲的信息放大、傳遞。轉換成為光。電或機械信息的生物耦合技術;在納米(即百萬分之一毫米)尺度上研究生物大分子精細結構及其與功能的關系。並對其結構進行改造利用它們組裝分子設備的納米生物技術:模擬生物或生物系統。組織、器官功能結構的仿生技術等等。
獨特的優點
——生產原料簡單。生物在進行合成代謝時,大都以隨手可得的物質(如空氣、水、植物和礦物質等)為原料,以陽光等為能源,不僅原料成本低,而且取之不盡。
——安全、可靠性高。典型的生物化學反應都是在酶的催化作用下進行的,要求輸入的能量少,反應條件緩和,工藝和設備簡單,操作安全性好。生物系統在合成物質時,先把脫氧核糖核酸遺傳信息轉錄給核糖核酸,然後以核糖核酸為模板進行合成。該過程雖然很復雜,但出錯機率極小,且無副產品。更重要的是,生物系統能自動發現並糾正錯誤,進行自動化合成生產,生產可靠性高。
——產品具有特殊的活性。生物分子通常具有復雜的精細結構,這種結構往往會賦予生物分子特殊的活性,即所謂「生物特異功能」,例如准確、敏感的識別能力,高效的搜索能力,牢固的粘結性能等等。在用基因技術對其控制基因進行改良後,這些性能還將大大增強。
——系統結構緊湊。生物系統中的信息碼、模塊、製造組裝機構都是在分子水平以完美方式自組裝起來的。這就使生物系統(如眼球、大腦等)比類似功能的人造電子、光學或機械繫統要緊湊得多。如果能運用生物耦合技術把一些生物系統與設計的裝置耦合起來,或者利用納米生物技術、自組裝技術將它們製造出來,那麼設備的尺寸就可能減少很多。
——有利於提高或擴展人類的能力。運用生物醫學可提高人類對疾病的治療效果和抗病能力;通過人腦與設備的耦合可擴展人類的能力,減小人機界面的操作難度。
軍事應用
80年代以來,美國等一些發達國家開始大力研究和發展軍事生物技術,以期滿足軍事上對許多先進能力的需要。目前正在研究或已預見到的軍事應用主要有——
在信息探測方面:利用酶、抗體、細胞等製造具有識別功能的生物感測器,不僅能准確地識別各種生、化戰劑,通過與計算機配合及時提出最佳防護和治療方案、而且還可用於探測炸葯、火箭推進劑的揮發降解情況,確定敵方庫存地雷。炮彈、炸彈、導彈等的數量和位置。利用仿生技術製造的各種信息收集系統,可以大幅度提高探測、監視和導航能力。仿視覺探測器的電子蛙眼雷達能快速識別不同形狀的飛機。艦艇。導彈等運動物體,並能根據飛行特點,識別真假導彈;「蠅眼」相機一次能拍下1000多張照片,解析度高達每厘米4000線,成為有效的偵察工具;模擬狗、貓頭鷹等動物夜視功能的裝置,能搜索到微光下地面或空中目標。科學家們根據「蛇眼」紅外線定位原理研製了紅外製導的空空導彈,現在人們又根據蝙蝠抗干擾能力強的原理研製出新穎的蝙蝠式抗干擾超精密全敏雷達。根據狗鼻子機理製成的仿嗅覺感測器「電子犬」,能測定僅千萬分之一的過氧乙烯毒氣;根據蒼蠅的觸角上非常靈敏的嗅覺感覺器,製造出了嗅覺敏感的探測裝置。
值得重視的是,上面所例舉的一些已製造出來的仿生探測器大都還是被動的仿生裝置。隨著生物技術的發展,在徹底弄清生物系統的工作原理後,通過基因技術、生物分子工程技術對生物分子的改造,運用生物分子電子技術等主動仿生學方法,一定能制出功能優於生物結構更緊湊,體積更小的各種信息探測裝置。美國、日本、歐洲、俄羅斯現正在努力向主動仿生技術發展。
在信息處理方面:研究表明,以蛋白質分子做材料製造的生物計算機,不僅體積小、重量輕。能耗小、環境適應性強。運算速度和儲存能力比現有計算機要高出數億倍,而且具有和人腦一樣的分析。判斷。聯想、記憶等智能。它的研製成功必將使軍事情報的獲取。處理發生質的變化。美國。日本、歐洲和俄羅斯早就看好這一領域。在過去10年,他們已研究出了蛋白質並行處理器及神經網路等原型器件,有些器件已在軍事上得到了應用,例如俄羅斯有的軍用雷達就使用了細菌視紫紅蛋白質處理器。據估計美國在3—5年內能大批量生產這種計算機,且造價比半導體計算機要低,因為它所需的生物材料可利用通過基因技術改造的細菌大量生產。
在一體化指揮和控制方面:生物計算機的微型化、低成本趨勢,不僅使指揮中心、網路節點,而且使每件武器。每個士兵都可能擁有計算機,「整個戰場就像一個計算機大平台」,從而實現信息流程最優化,信息流動實時化,信息採集、傳遞、處理、存儲、使用一體化,並形成一個指捍層次減少的扁平的「網」狀指揮體系,以利於提高信息傳輸速度和體系生存能力,並使決策分散化和指揮實時化。
在信息戰防禦方面:生物技術在偽裝與隱身方面表現出非凡才能。例如,通過對「變色脂」表皮顏色變化機理的研究,研製出一種變色蛋白質纖維,可用它做成變色服,或根據這一原理研究出隨環境變化的生物塗料,把它塗在設施、裝備、武器、平台、頭盔上來偽裝自己。還可通過生物技術合成一些可吸收紅外。紫外等各種波長的吸波生物材料(如視黃酸聚合物、希夫鹼鹽聚乙烯)來減少或消除信號達到隱身的目的,提供新一代高效能的作戰系統。
常規武器裝備除可利用生物計算機、生物感測器或仿生探測器來提高武器平台的信息化水平之外,還可利用生物技術為它仰提供輕質高性能的材料:用於裝甲防護的高硬度。高韌性生物陶瓷;用於製造防護服。降落傘及復合材料的抗拉強度超過鋼絲的改進型蜘蛛絲,用於製造輪胎和密封墊的理化性能優秀的生物彈性體;可代替鋼材的高強度生物塑料:可在各種環境中使用的生物粘膠劑;模仿生物智能結構的智能材料;模擬骨質密度梯度變化的功能梯度材料;模擬貝、馴鹿角結構的仿生裝甲材料;模擬軟體動物表皮的多功能蒙皮等等。在製造工藝上,使用仿生技術,也可以提高平台的性能和生存能力,模仿海豚體形和各部分比例建造的新式核潛艇,航速提高了20%~25%;用人造海豚皮包裹魚雷,水的阻力可減少一半;美軍目前正在模仿鰩魚和電鰻兩種魚的運動原理,以彈性皮替代潛艇的傳統外殼,研製一種新型「皮動」潛艇,旨在使其在潛航時難以分辨出到底是魚還是潛艇,既能巧妙地隱蔽自己,又可突然襲擊敵方。
智能武器利用生物技術研製的制導系統將促使精確制導技術向更高的智能化方向發展。美軍正在根據蠅眼視覺原理研製的「蠅眼」制導系統,可根據目標運動參數及位置信息,自動控制導彈飛行狀態,跟蹤、攻擊目標。彈載微型生物計算機可利用聲波、無線電波、可見光、紅外、激光甚至氣味等一切可利用的直接或間接目標信息,幫助導彈自主地搜索、識別、定位和攻擊目標,從而大大提高導彈的命中精度。
非致命武器利用生物技術還可以製造出許多非致命武器。例如,可以污染油料。潤滑劑或使它們凝聚的生物活性物質;可迅速降解軍事設備上的塑料、橡膠和其它合成或天然材料的酶;可降解彈葯、推進劑的酶;能對軍事通信設備、計算機造成嚴重干擾的導電性生物聚合物;可吞噬計算機晶元材料的微生物等。
提供機動靈活的後勤保障
用生物酶或微生物生產炸葯。彈葯或推進劑,可以在溫和的條件下進行,操作安全,合成物更穩定。利用紅極毛桿菌與澱粉的作用可生產氫氣,每消耗1克澱粉可生產5升氫氣,氫氣和少量燃料混合可代替汽油(或柴油),使用這種燃料的機動裝備只需帶少量澱粉就可實施長時間、遠程、機動作戰。利用發酵技術可為機動部隊提供易於保存和攜帶的高能量膠囊狀營養食品。在食物短缺的特殊場合,可採用高效植物纖維酶將植物的根、莖、葉轉化成易於消化吸收的營養豐富的葡萄糖,供戰士食用。部隊在執行任務時、水是必不可少的。採用生物技術生產的生物聚合物梯度膜,可快速濾去非飲用水中有害物質(包括放射性污染物)。生物技術也是治理軍事環境的理想方法。用生物酶清洗生化戰劑,速度快,對人體和設備無損傷。利用微生物處理放射性廢物和有毒物質,效率高,二次污染輕,投資少。在軍事醫學領域,運用生物技術可生產出優質的供野戰外科用的人工血。人造骨、人工皮膚和傷口粘合劑等等。
近10多年來,美國、日本、俄羅斯和歐洲的一些國家十分重視生物技術的發展,並積極推進它的軍事應用,其中以美國的研究最為活躍。從1989年開始,美國國防部每年都把它列入國防關鍵技術計劃。為了加強軍事生物技術的研究,美國國防部還成立了國防生物技術指導委員會。美軍對生物技術研究的范圍很廣,現階段主要集中在軍事生物醫學、生物感測器、生物材料、軍事環境的生物處理、生物分子電子技術及仿生學等領域。
㈣ 生物技術主要包括什麼
生物技術是應用生物學、化學和工程學的基本原理,利用生物體(包括微生版物,動物細胞權和植物細胞)或其組成部分(細胞器和酶)來生產有用物質,或為人類提供某種服務的技術。
生物技術包括基因工程、細胞工程、蛋白質工程、酶工程以及生化工程所取得的成果,利用生物轉化特點生產化工產品,特別是用一般化工手段難以得到的新產品,改變現有工藝,解決長期被困擾的能源危機和環境污染兩大棘手問題。
(4)生物技術擴展閱讀:
2003年, 美國J. Craig Venter 實驗室合成了5.8×105 鹼基對的生殖道支原體全基因組,首次實現了人工合成微生物基因組;
2006年,誘導性多功能幹細胞技術(Inced Pluripotent Stemcells, iPS)產生;
2010年5月,J. Craig Venter 實驗室報道了首例「人造細胞」的誕生,並將其命名為「辛西婭」(意為「人造兒」)。
他們利用化學方法合成基因組,將其植入一個去除原有遺傳物質的單細胞細菌(山羊支原體)中,使這個受體細胞可在實驗室進行繁殖,使之成為「地球上第一個由人類製造的可進行自我復制的新物種」,向人造生命形式邁出關鍵一步;
㈤ 什麼叫生物技術
學科:理學
門類:生物科學類
專業名稱:生物技術
業務培養目標:本專業培養具備生命科學的基本理論和較系統的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能,能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作,能在工業、醫葯、食品、農、林、牧、漁、環保、園林等行業的企業、事業和行政管理部門從事與生物技術有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。
業務培養要求:本專業學生主要學習生物技術方面的基本理論、基本知識,受到應用基礎研究和技術開發方面的科學思維和科學實驗訓練,具有較好的科學素養及初步的教學、研究、開發與管理的基本能力。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識;
2.掌握基礎生物學、生物化學、分子生物學、微生物學、基因工程、發酵工程及細胞工程等方面的基本理論、基本知識和基本實驗技能,以及生物技術及其產品開發的基本原理和基本方法;
3.了解相近專業的一般原理和知識;
4.熟悉國家生物技術產業政策、知識產權及生物工程安全條例等有關政策和法規;
5.了解生物技術的理論前沿、應用前景和最新發展動態,以及生物技術產業發展狀況;
6.掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。
主幹學科:生物學
主要課程:微生物學、細胞生物學、遺傳學、生物化學、分子生物學、基因工程、細胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技術、發酵工程設備等。
主要實踐性教學環節:包括教學實習、生產實習和畢業論文(設計等,一般安排10-20周。
修業年限:四年
授予學位:理學學士
㈥ 生物技術有哪些
現代生物技術常用技術一般包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程。
基因工程(genetic engineering)又稱基因拼接技術和DNA重組技術,是以分子遺傳學為理論基礎,以分子生物學和微生物學的現代方法為手段,將不同來源的基因按預先設計的藍圖,在體外構建雜種DNA分子,然後導入活細胞,以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品。
通過細胞工程可以生產有用的生物產品或培養有價值的植株,並可以產生新的物種或品系。
酶工程(英語:Enzyme engineering)又稱蛋白質工程學,是指工業上有目的的設置一定的反應器和反應條件,利用酶的催化功能,在一定條件下催化化學反應,生產人類需要的產品或服務於其它目的的一門應用技術。
發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配製、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純等方面。
蛋白質工程就是通過對蛋白質化學、蛋白質晶體學和蛋白質動力學的研究,獲得有關蛋白質理化特性和分子特性的信息,在此基礎上對編碼蛋白質的基因進行有目的的設計和改造,通過基因工程技術獲得可以表達蛋白質的轉基因生物系統,這個生物系統可以是轉基因微生物、轉基因植物、轉基因動物,甚至可以是細胞系統。
㈦ 什麼叫生物技術
生物技術是指人們以現代生命科學為基礎,結合其他基礎科學的科學原理,採用先進的科學技術手段,按照預先的設計改造生物體或加工生物原料,為人類生產出所需產品或達到某種目的。
生物技術是人們利用微生物、動植物體對物質原料進行加工,以提供產品來為社會服務的技術。
㈧ 生物技術有何應用
生物技術,是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科,盡管起步晚,但是發展迅速,是解開生命之謎、創造新物種的鑰匙。比爾蓋茨在1996年說過:「生物科技將像電腦軟體一樣改變這個世界。」科學家預言,生物將取代物理。未來的時代不再是礦物時代而是生物時代,誰掌握了先進的生物技術,誰就將主宰未來。
一、生物工程技術的基礎
生物技術包含一系列的技術,它可利用生物體或細胞生產我們所需要的生物,這些新技術包括基因重組、細胞融合和一些生物製造程序等等。其實人類利用生物體或細胞生產我們所需要生物的歷史已經非常悠久,例如在1萬年前開始耕種和畜牧以提供穩定的糧食來源,6000年前利用發酵技術釀酒和做麵包,2000年前利用黴菌來治療傷口,1797年開始使用天花疫苗,1928年發現抗生素盤尼西林等。既然人類使用生物科技的歷史這么久,為什麼近年來生物技術又突然吸引大家的注意呢。這是因為20世紀中期,人類對構成生物體最小單位,即細胞及控制細胞遺傳特徵的基因有了更深入的了解,20世紀70年代又發展出基因重組和細胞融合技術。由於這兩項技術可以更有效、更快速地讓細胞或生物體生產出我們所需要的新物質,且適合工業或農業量產,因此從20世紀80年代開始,造就了一個新興的生物科技產業。
生物工程技術包括五大工程,即基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和生物反應器工程。在這五大領域中,前兩者作用是將常規菌(或動植物細胞株)作為特定遺傳物質受體,使它們獲得外來基因,成為新物種。後三者的作用則為新物種創造良好的生長與繁殖條件,進行大規模的培養,以充分發揮其內在潛力,為人們提供巨大的經濟效益和社會效益。
1.基因工程
隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密一點一點呈現在人們眼前,生物學家不再僅僅滿足於探索、揭示生物遺傳的秘密,而是開始躍躍欲試,設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性,這種分子水平的干預是這樣實現的:將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷,連接到另外一種生物的DNA鏈上去,將DNA重新組織一下,設計出新的遺傳物質並創造出新的生物類型。這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同,它很像技術科學的工程設計,即按照人類的需要把這種生物的這個「基因」與那種生物的那個「基因」重新「施工」,「組裝」成新的基因組合,創造出新的生物。這種完全按照人的意願,由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術,就被稱為「基因工程」,或者稱之為「遺傳工程」。
基因工程在20世紀取得了很大的進展,這至少有兩個成功典範。一是轉基因動植物,一是克隆技術。轉基因動植物由於植入了新的基因,使得動植物具有了原先沒有的全新的性狀,這引起了一場農業革命。如今,轉基因技術已經開始廣泛應用,如抗蟲西紅柿、生長迅速的鯽魚等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的誕生。這只叫「多利」的母綿羊是第一隻通過無性繁殖產生的哺乳動物,它完全秉承了給予它細胞核的那隻母羊的遺傳基因。「克隆」一時間成為人們注目的焦點。
2.細胞工程
指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法,按照人們的需要和設計,在細胞水平上重組細胞的結構和內含物,以改變生物的結構和功能,快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。細胞工程的優勢在於避免了分離、提純、剪切、拼接等基因操作,只需將細胞遺傳物質直接轉移到受體細胞中就能夠形成雜交細胞,因而能夠提高基因的轉移效率。通俗地講,細胞工程是在細胞水平上動手術,也稱細胞操作技術,包括細胞融合技術、細胞器移植、染色體工程和組織培養技術。通過細胞融合技術,可以培育出新物種,打破了傳統的只有同種生物雜交的限制,實現物種間的雜交。這項技術不僅可以把不同種類或者不同來源的植物細胞或者動物細胞進行融合,還可以把動物細胞與植物細胞融合在一起。這對創造新的動植物和微生物品種具有前所未有的重大意義。
3.酶工程
酶工程又稱生物轉化反應,是利用生物學方法以酶為催化劑,使一種物質迅速轉化為另一種物質的技術。它不需要傳統的化學轉化所必不可少的高溫、高壓、強酸、強鹼等條件,節省能源,效率極高。酶工程最突出的成就是微生物發電。最原始的酶工程要追溯到人類的游牧時代。那時候的牧民已經會把牛奶製成乳酪,以便於貯存。他們從長期的實踐中摸索出一套制乳酪的經驗,其中關鍵的一點是要使用少量小牛犢的胃液。用現代的眼光看那就是在使用凝乳酶。此後,在開發使用酶的早期,人們使用的酶也多半來自動物的臟器和植物的器官。例如,從豬的胰臟中取得胰蛋白酶來軟化皮革;從木瓜的汁液中取得木瓜蛋白酶來防止啤酒混濁;用大麥麥芽的多種酶來釀造啤酒;等等。然而,隨著酶的開發應用的擴展,這些從動植物中取得的酶已經遠遠不能滿足人們需要了。人們把眼光轉向了微生物。
微生物是發酵工程的主力軍。在發酵工程里(或者說在自然界也一樣),微生物之所以有那麼大的神通,能迅速地把一種物質轉化為另一種物質,正是因為它們體內擁有神奇的酶,正是那些酶在大顯神通。說到底,發酵作用也就是酶的作用。
微生物種類繁多,繁殖奇快。要發展酶工程,微生物自然應該是人們獲取酶、生產酶的巨大寶庫、巨大資源。事實上,目前酶工程中涉及的酶絕大部分來自於微生物。
酶工程,可以分為兩部分。一部分是如何生產酶,一部分是如何應用酶。用微生物來生產酶,是酶工程的半壁江山。
4.發酵工程
指採用現代工程技術手段,利用微生物的某些特定功能,為人類生產有用的產品,或直接把微生物應用於工業生產過程的一種技術。發酵工程的內容包括菌種選育、滅菌、接種和產品的分離提純(生物分離工程)等方面。
5.生物反應器工程
生物反應器是指為細胞增殖或生化反應提供適宜環境的設備,它是生物反應過程中的關鍵設備。生物反應器的結構、操作方式和操作條件的選定,對生物化工產品的質量、收率(轉化率)和能耗有直接影響。生物反應器的設計、放大是生化反應工程的中心內容,也是生物化學工程的重要組成部分。從生物反應過程說,發酵過程用的生物反應器稱為發酵罐;酶反應過程用的生物反應器則稱為酶反應器。另一些專為動植物細胞大量培養用的生物反應器,專稱為動植物細胞培養裝置。顧名思義,生物反應器工程就是研製各種生物反應器的工程。
基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程不是孤立存在的,而是彼此互相關聯、互相滲透。例如用基因重組技術和細胞融合技術可以創造出許多具有特殊功能和多功能的工程菌和超級菌,再通過微生物發酵來產生新的有用物質。再如酶工程和發酵工程相結合,可以改革發酵工藝,大大提高產量。
二、神秘的軍事生物技術
在引發21世紀武器裝備革命性變化的高新技術中,迅速興起的生物技術發展勢頭正猛。未來的武器裝備、後勤保障和軍用醫葯等各個方面,都將離不開生物技術的支撐。有識之士認為,現代化生物武器是一支重要的威懾力量,在未來戰場上,比原子彈更可怕。
以生命科學為基礎的綜合性技術——生物技術將成為軍事高技術的制高點。
1.人稱「種族武器」和「世界末日武器」的基因武器
基因武器就是在生物遺傳工程技術的基礎上,用人為的方法,按照軍事上的需要,利用基因重組技術,復制大量致病微生物的遺傳基因,並製成生物戰劑放入施放裝置內所構成的武器。它能改變非致病微生物的遺傳物質,使其產生具有顯著抗葯性的致病菌,利用人種生化特徵上的差異,使這種致病菌只對特定遺傳特徵的人們產生致病作用,從而有選擇地消滅敵方有生力量。因此,科學家們也稱這種「只對敵方具有殘酷殺傷力,而對己方毫無影響」的新型生物武器為「種族武器」。按照美國國家人類基因組研究中心的報告,由多國聯手開展的人類基因組計劃,預計於2003年完成,屆時將可排列出組成人類染色體的30億個鹼基對的DNA序列,揭開生命與疾病之謎。一旦不同種群的DNA被排列出來,就可以生產出針對不同人類種群的基因武器。
基因武器殺傷力極強,遠非普通的生物戰劑所能比擬。據估算,用5000萬美元建造一個基因武器庫,其殺傷效能遠遠超過50億美元建造的核武器庫。某國曾利用細胞中的脫氧核糖核酸的生物催化作用,把一種病毒的DNA分離出來,再與另一種病毒的DNA相結合,拼接成一種具有劇毒的「熱毒素」基因戰劑,用其萬分之一毫克就能毒死100隻貓;倘用其20g,就足以使全球55億人死於一旦。正因為如此,國外有人將「基因武器」稱為「世界末日武器」。科學家認為,不能排除隨著基因操作等知識的日益普及,基因技術被用於製造基因武器的可能。甚至有人預測,基因武器將在5至10年內出現。
2.威力巨大的生物炸彈
利用生物技術製造炸葯,生產過程簡單,成本低,燃燒充分,爆炸力強,威力比常規炸葯大3~6倍。用生物炸葯製成的武器戰斗可使武器的戰術、技術性能提高一個數量級。
3.智能化的軍用仿生導航系統
自然界中許多動物具有導航能力。研究發現,鳥體的導航系統只有幾毫克,但精確度極高,探測誤差小於0.03微瓦/平方米。目前已有一些國家在利用生物技術手段模擬動物的導航系統來簡化軍事導航系統,以提高精度,縮小體積,減輕重量,降低成本,增強在復雜條件下的導航能力。
4.敏銳的軍用生物感測器
把生物活性物質,如受體、酶、細胞等與信號轉換電子裝置結合成生物感測器,不但能准確識別各種生化戰劑,而且探測速度快、判斷准確,與計算機配合可及時提出最佳的防護和治療方案。美國國防部於1990年將生物感測器列入國防關鍵技術,2000年就製造出了機器人生物感測器。生物感測器還可通過測定炸葯、火箭推進劑的降解情況來發現敵人庫存的地雷、炮彈、炸彈、導彈等裝備的數量和位置,它將成為實施戰場偵察的有效手段。
5.取之不盡的軍用生物能源
目前主戰兵器的機動裝備大都以汽油、柴油為燃料,跟蹤補給任務重、要求高。生物技術可利用紅極毛桿菌和澱粉製成氫,每消耗1克澱粉就可生產出1毫升氫。氫和少量燃料混合即可替代汽油、柴油。這樣,機動裝備只需要帶少量的澱粉,就能進行長時間遠距離的機動作戰。日本、加拿大等國把細菌和真菌引入酵母,酶解纖維生產酒精,或用基因工程方法使大腸桿菌把葡萄糖轉化為酒精,代替汽油或柴油,可隨時為軍隊的機動裝備提供大量的生物燃料。
6.奇異的軍用生物裝具
即利用生物技術就地取材提供高能量的作戰軍需品。如美國陸軍研究發展和工程中心已經從織網蜘蛛中分離出合成蜘蛛絲的基因,從而能夠生產蛛絲;還可將基因轉移到細菌中生產可溶性絲蛋白,經濃縮後可紡成一種特殊的纖維,其強度超過鋼,可用於生產防彈背心、防彈頭盔、降落傘繩索和其他高強度輕型裝備。
7.療效快捷的軍用生物醫葯
生物技術可以製造新的疫苗、葯物和新的醫療方法。如利用生物技術生產血液代用品,已受到世界各國的重視,人造血液可望緩解戰場上血漿的供需矛盾。利用生物技術生產的高效傷口癒合材料,有望進行大規模生產。科學家正研究用重組工程菌進一步提高殼多糖(有促進傷口癒合功能)的產量。美國一些公司與陸軍醫療中心正在從事用生物技術合成「人造皮膚」的研製工作。
8.不可思議的軍用仿生動力
人和動物的肌肉具有驚人的力量,人體全身的600餘塊肌肉朝一個方向收縮,其力量可達25噸!目前,軍事仿生專家已用聚丙烯酸等聚合物製成了「人工肌肉」,把它放入鹼或酸介質中,便能產生強烈的收縮或鬆弛,直接把化學能轉變成機械能。為盡快製造出實用的肌肉發動機,專家們設想用膠原蛋白作材料。膠原蛋白分子呈螺旋狀結構,類似彈簧。將其浸入溴化鋰溶液後即迅速收縮,從而做功,用純水洗去溴化鋰,膠原蛋白就恢復到原來長度。這種「肌肉發動機」沒有齒輪、活塞和杠桿,故體積小、重量輕、無噪音、操作簡便,還省去了體大笨重易燃易爆的油箱,用來製造兵器,可大大提高機動力和生存力。
9.怪異的軍用動物武器
訓練動物參戰,自古有之。但人們運用生物工程技術,創造一些「智商」高、體力強、動作敏捷和繁殖速度快、飼養簡單的動物,去充當「戰斗動物兵」並非遙遠。1992年,世界上第一頭帶有人類遺傳特徵的短吻、小眼睛、大耳朵、被稱為「阿斯特里德」的豬,在倫敦降生了。到第二年,英國就有37頭豬帶上了人類基因。科學家的目的是為了實現跨物種器官移植,以解決目前移植手術中器官來源不足的難題。但由此不難想像,隨著基因技術的發展,用這一技術「雜交」出一些怪物,甚至「人造人」,完全是有可能的。
此外,生物加工處理技術在軍事領域也有廣泛的應用。目前正在研究的課題有:生化戰劑的洗消、危險廢物的生物降解、生物除雷、生物防核污染等。已經初步研製出了無腐蝕、低成本、高速度、便於攜帶的清洗生化戰劑的生物酶,清除殘餘地雷、水雷,降解TNT炸葯的生物體和能除去鈾、鐳、砷等有毒有害元素的微生物。
㈨ 生物技術分為哪幾種
按照生物技術應用的生產部門的不同,生物技術可分農業生物技術、環境生物技術、醫學生物技術、公安生物技術等多個方面,其中農業生物技術又可分為植物生物技術、動物生物技術和微生物生物技術。
根據操作的對象及技術的不同,生物技術可分為細胞工程、基因工程、蛋白質工程、發酵工程和酶工程。細胞工程(cellengineering)是應用細胞生物學和分子生物學的原理、方法和技術,按人們的設計,有計劃、大規模地培養某一物種的組織或細胞,以獲得該生物的產品,或改變細胞的遺傳特性以產生新的物種或品系;基因工程(geneengineering),又叫基因操作、重組DNA技術,是把生物有機體的DNA分離提取出來,在體外進行酶切和拼接,構成重組DNA分子,然後轉化到受體細胞,使外源基因在受體細胞增殖表達;蛋白質工程(proteinengineering)是根據蛋白質的結構和生物活性之間的關系,利用基因工程的手段,按照人類的需要定向地改造天然蛋白質或設計製造新的蛋白質;發酵工程(fermentationengineering)是利用微生物生長速度快、生長條件簡單以及代謝過程特殊等特點,在合適條件下,通過現代工程技術手段,由微生物的某種特定功能生產出人類所需的產品,有時也稱微生物工程;酶工程(enzymeengineering)是利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能,或對酶進行修飾改造,並藉助生物反應器和工藝過程來生產人類所需產品的一項新技術。應該指出,上述5項技術並不是各自獨立的,它們彼此之間是互相聯系、互相滲透的。
其中的基因工程技術是核心技術,它能帶動其他技術的發展,比如通過基因工程對細菌或細胞改造後獲得的「工程菌」或細胞,都必須分別通過發酵工程或細胞工程來生產有用的物質;
又如,通過基因工程技術對酶進行改造以增加酶的產量、酶的穩定性以及提高酶的催化效率等。
㈩ 生物技術是什麼
生物技術(英語:biotechnology)指利用生物體(含動物,植物及微生物的細胞)來生產有用的物質或改進製程,改良生物的特性,以降低成本及創新物種的科學技術。根據不同的工具和應用,它往往與生物工程和生物醫學工程的(相關)領域重疊。
生物技術是應用生物學、化學和工程學的基本原理,利用生物體(包括微生物,動物細胞和植物細胞)或其組成部分(細胞器和酶)來生產有用物質,或為人類提供某種服務的技術。
近些年來,隨著現代生物技術突飛猛進地發展,包括基因工程、細胞工程、蛋白質工程、酶工程以及生化工程所取得的成果,利用生物轉化特點生產化工產品,特別是用一般化工手段難以得到的新產品,改變現有工藝,解決長期被困擾的能源危機和環境污染兩大棘手問題,愈來愈受到人們的關注,且有的已付諸現實。
(10)生物技術擴展閱讀:
千百年來,人類在農業,食品產業,和醫葯已經採用生物技術。早期的生物技術,可追溯至遠古時代。古埃及人利用酵母菌釀酒。
之後,包含傳統式利用微生物之醱酵技術來做食品發酵,或是醱酵生產抗生素等,都是生物技術的利用的例子。現代生物技術,在1950年代DNA結構的發現以來,分子生物學急速發展,將傳統的生物技術進行了一次大革命。例如利用基因克隆技術,將胰島素克隆到大腸桿菌中生產。開啟了現代生物技術學之工業價值。在20世紀末和21世紀初,生物技術已擴大到包括新的和不同的學科如基因組學,基因重組技術,應用免疫學和開發醫葯治療和診斷測試。