二十一世紀是生物產業時代

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二十一世紀是生命科學的世紀，基因工程研究是生命科學的前沿陣地，人類基因組計劃堪稱與阿波羅登月計劃和曼哈頓原子彈計劃相媲美。諾貝爾獎獲得者楊 振寧教授預言：下一世紀是生物工程的世紀，比爾蓋茨預言：超過他的下一世界首富必定出自基因工程領域。什么是生物工程呢？首先從科學技術革命談起：

科學技術革命

影響人類進程的四次科學技術革命分別是：

第一次科學技術革命（18世紀60年代）棉紡織：一系列紡織機器的發明，動力：瓦特改良蒸汽機（1785年 ），交通運輸：富爾頓－輪船（美、1807年）；史蒂芬孫－蒸汽機車（英、1814年） 。1、首先發生在英國，并以英國為主體；2、以輕工業為主導；3、 以蒸汽動力為主要標志；4、技術發明主要源于工人和技師的實踐經驗。

第二次科學技術革命（19世紀70年代）1、電力的廣泛應用（西門子－發電機、格拉姆－電動機），2、內燃機和新交通工具的創制（卡爾·本茨－內燃機驅動的汽車、萊特兄弟－飛機），3、新通訊手段的發明（貝爾－電話、馬可尼－無線電報）。

第三次科學技術革命:以原子能技術、航天技術、電子計算機的應用為代表，包括人工合成材料、分子生物學和遺傳工程等高新技術。 1.科學技術推動生產力的發展，轉化為直接生產力的速度加快。2.科學技術密切結合，相互促進。3.科學技術各個領域相互滲透。

第四次科學技術革命是從外部物質世界的革命到內部意識世界的革命，它的核心就是信息、生物、航天、材料和納米技術的綜合。

生物工程與生物制藥

生物工程是運用自然科學及工程學原理，以微生物、動、植物體或其組成成分（器官、組織、細胞）作為生物反應器將物料加工，以提供產品的社會服務技 術。包括基因工程、酶工程、細胞工程、微生物工程、蛋白質工程等。例如我們運用胰島素來治療糖尿病，那么胰島素是如何產生的呢？將人基因組胰島素片段提取 分離出來，通過載體轉入大腸桿菌細胞內，插入大腸桿菌的基因組，讓該基因表達，通過DNA—RNA—蛋白質中心法則大腸桿菌為我們生產出胰島素，再通過分 離，純化，活化運用于糖尿病，諸如此類藥物有：干擾素（IFN）、白細胞介素-2（IL-2）、組織血纖維蛋白溶酶原激活因子（TPA）、腫瘤壞死因子 （TNF）、集落刺激因子（CSF）、人生長激素（HGH）、表皮生長因子（EGF）、轉移因子、抗生素等等，這些生物藥品可以分別用以防治諸如腫瘤、心 腦血管、遺傳性、免疫性、內分泌等嚴重威脅人類健康的疑難病癥，而且在避免毒副作用方面明顯優于傳統藥品。

基因工程與轉基因技術

由于1990年人類基因組計劃的成功實施，人類DNA中30億個堿基對排序已明確，4萬多個基因結構已測出，目前不明確的是在什么時間和條件下這些基因得以表達。
基因工程除運用于生物制藥外，轉基因技術在農業、科技方面已廣泛運用。超市貨架上已出現轉基因大豆油、轉基因小麥、水稻、棉花、西紅柿等農作物。我 國農業部已批準生產部分轉基因農作物，解決了我國的糧食問題，該技術到底是怎么回事呢？例如轉基因小麥和水稻就是將其它植物上抗覆倒基因，抗旱基因，抗除 草劑基因轉移到小麥和水稻上，使它們在原基因的基礎上，增加了抗旱、抗覆到、抗除草劑功能，與以前的雜交技術截然不同。雜交技術是同品系生物，隨機的基因 重組，而基因工程則是不同品系動植物之間的插入、敲除，產生新的動植物。如美國的轉基因大老鼠，中國的轉基因魚，還有各種優質、高產、抗病毒、抗蟲害農作 物不斷的誕生。

干細胞工程與克隆技術

細胞工程主要有體細胞克隆、干細胞技術。由于干細胞具有再生各種組織、器官、個體的潛在功能，為干細胞的應用開創了廣泛空間。美國 《science》雜志于1999-2000年將干細胞研究列為世界十大科學成就之一。科學家已經能夠在體外鑒別、分離、純化、擴增和培養人體的胚胎干細 胞，利用這些干細胞培養出一些人的組織、器官應用于臨床，產生全新的工廠-器官工廠，全新的科學-再生科學，使人能夠用上自己、他人干細胞或干細胞所衍生 出的新的組織、器官來替換自身病變或衰老的組織、器官。今年5月份，美國科學家宣布體外人工合成細胞，近日英國科學家又宣布將體細胞誘導分化成為精子。總 之，干細胞以及克隆技術為臨床上各種疑難病癥如帕金森、神經系統疾病、糖尿病、肝病、癌癥，晚期腎病、慢性心臟病等帶來希望，為組織工程提供取之不盡用之 不竭的原料。

生物產生生物技術

由傳統生物學到現代生物學，產生了生物技術、生物工程，誕生了生物產業，目前生物產業主要由：
1、生物醫藥：基因工程疫苗、單克隆抗體診斷試劑、DNA診斷技術、藥物、基因治療和器官移植為人類疾病的預防、診斷、治療開辟了新的路徑，帶來了新的希望。
2、生物農業：多種高產、優質、抗逆植物，轉基因動物的誕生，帶來了綠色農業，解決人類的糧食危機。
3、生物能源：利用微生物工程產生乙醇，柴油，為新能源的開發開辟了新的路徑。
4、生物制造：利用微生物、動、植物工程產生皮革等天然纖維，解決人類衣服等新材料問題，微生物能產出可降解的生物塑料，避免了“白色污染”。
5、生物環保：全球大規模的污染如物理污染、化學污染、生物污染等一系列大氣、水、土壤污染，將來用微生物來解決。如用核酸探針和利用生物傳感器來監測環境；微生物菌株來降解污染物。
現代生物技術的出現進一步提高了人類的生存質量，增添了生存樂趣。展望21世紀，五彩棉花，光彩喜人，寒冬臘月，姹紫嫣紅，百花爭艷，藥品商店琳瑯 滿目均標明基因工程重組。你在醫院就醫，醫生首先檢查你的基因，借助電腦和基因芯片，為你提供個體化的治療方案，基因工程為人類展示了燦爛的明天。然而科 學是一把雙刃劍，確實能夠合成細胞、克隆動、植物，重組一個小小的DNA、RNA病毒當然是易如反掌，而人類生存適應能力也越來越差。霍金預言：人類滅亡 的原因，病毒危險排在小行星地球和核戰爭之前，而且由于轉基因技術帶來的不可預料的一切后果實在令人擔心！

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