现代生物技术在人类生活中的应用

李欢宇

（山西省实验中学，山西 太原 030031）

现代生物技术在人类生活中的应用

李欢宇

（山西省实验中学，山西 太原 030031）

随着生物技术的发展，其已经被广泛应用于人们的生产生活中，给人类社会和生活带来巨大变革，为人类解决生存与健康、食品短缺、资源和能源匮乏、环境污染等重大问题。简要叙述了现代生物技术在人类生活的应用情况及其中可能存在的问题，以期为日后的相关研究提供参考和借鉴。

生物技术；植物育种；环境保护；食品行业

随着生物技术的快速发展，其被广泛应用于人们的日常生活中。在提高人们生活质量方面，生物技术占据着重要的位置。目前，转基因技术、酶工程、细胞工程、生物芯片、基因编辑技术等现代生物技术已经广泛应用于农业、医药、环保等领域，为解决人类社会在食品、环境、能源、健康等方面所面临的一系列重大问题提供了新的思路。

1 生物技术在植物育种的应用

随着人口的不断增加和土地面积的日趋减少，我国粮食的供需矛盾越来越突出。解决21世纪我国农业和粮食问题的根本出路是，发展高新技术，比如生物工程技术等，这是科技兴农的重点。而21世纪最重大的科技成果可能产生于生物科技领域，利用转基因技术改造植物的遗传性状，比如培育高产的水稻、大豆、玉米等，解决人们吃饭的问题。人们利用基因工程培育出了植株不高、占地比较少、能抗寄生虫、表皮比较坚固耐贮藏运输的西红柿，还利用基因重组技术培育出能在0℃以下生长的草莓、抗霜冻的马铃薯，使禾本科植物蛋白质的赖氨酸的数量增加，同时，还可以利用基因工程手段培育抗虫植物新品种。目前，人们已获得多种抗虫基因，其中，有蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等，它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物种植中，在抗虫方面被广泛应用，有效避免了化学杀虫剂的长期使用所引发的农药残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题。现阶段，越来越多的转基因食品进入了日常百姓家，而人们越来越关注转基因食品是否会危害人体健康，会对当地的生物链造成怎样的影响。

2 生物技术在环境保护中的应用

随着工业的迅速发展，环境污染问题已成为世界范围内的难题。解决环境污染的方法有物理法、化学法和生物法三大类，其中，生物法应用最为普遍。目前，生物技术在能源开发、废水处理、塑料处理方面发挥了非常重要的作用。

2.1 生物能源

生物能源以其可再生、无公害等优点，在能源中占据越来越重要的位置。随着现代生物技术的迅速发展，人们已经可以利用现存的植物进行基因工程改造，以提高其生成物的产出，减少能源对环境的危害，这将是未来能源开发的新热点。美国科学家在20世纪就培养出了一种新的植物品种，其被称之为石油草。这种植物切开之后会产生白色的液体，经过技术提炼，就可以得到石油。在污染治理方面，也可以利用细菌来治理。科学家培育出通过细菌来治理污染的方法，将所有的基因集中在一种细菌之中，而这种细菌可以净化石油，并最终净化整个环境。

2.2 废水处理中的应用

利用好氧法、发酵法处理废水的方法已经趋于成熟，目前正在发展生物技术净水，即利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化。这种方法中有具备特殊降解能力的细菌，它们分别含有具有不同降解特点的降解质粒或代谢质粒，在生物工程技术的帮助下，培育出分解性能高并在混合系统中能够占优势的菌种。通过生物技术进行污水处理，将应用中的专性菌，比如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等根据需要进行固定化后，会使得菌体密度提高，提高正理效率，特别是对难降解有毒物质有明显优势，出水色度极低，处理后的水可回用。同时，还可利用土地中的微生物、植物组成的生态系统对废水中的污染物进行物理、化学和生物的净化过程，使废水的水质得到净化和改善，并通过系统的营养物质和水的循环利用，使绿色植物生长繁殖，实现对废水的资源化、无害化和稳定化处理，进而形成完整的生态系统工程。

2.3 塑料的废弃物处理

随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，塑料废弃物与日俱增，给环境带来了极大的危害，造成了所谓的“白色污染”。目前，淀粉塑料是生物降解塑料的主导产品，它主要是改变淀粉，增强淀粉与聚工烯之间的相容性、淀粉塑料降解微生物，而淀粉塑料的降解生物促进了机械性能。但是，淀粉塑料的降解率和机械性能在淀粉塑料中是一对矛盾体，不可兼得。现阶段，相关人员已采用生物工程技术来合成生物降解塑料，得到更廉价的降解塑料产品，真正解决人们面临的“白色污染”问题。

3 在食品行业的应用

将生物技术应用于食品行业中，可以有效改善食品的风味营养，还可以检测食品的安全性。利用生物技术大规模地培养单细胞蛋白，可以提取大量蛋白质资源，不仅改善了食品的本质性能，强化了营养含量，增加了微生物或者矿物质含量，还可以提高食品的风味，比如增香剂在肉汁和饲料中的运用。同时，利用生物发酵添加剂还可以改变食品的味道、色泽，提高食品安全性。

利用生物检测技术可以实现对有害生物的分析，从而有效避免有害微生物对人体的危害，保证人们的身体健康。比如奶制品中的沙文菌，可以利用生物检测技术检测，从而控制危害微生物的扩散；可以利用生物检测技术分析食品的成分及食品的品质，比如有效分析食品中所含糖分，从而得出食物中的含糖量。

4 在医学领域的应用

分子生物技术已经成为医学领域极其有力的研究工具之一，在医学研究中，基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基因诊断与基因体外扩增技术、生物芯片技术、分子纳米技术在帮助人们了解疾病的发生发展机制、疾病诊断和药物研制与开发中得到了广泛的应用。同时，在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学蓬勃发展的形势下，分子生物医学技术取得了突破性的进展，给医学发展带来了崭新的局面，并为医学事业的发展提供了新的机遇。生物芯片对于发现新基因、阐明细胞慢白质相互作用等基础研究有着非凡的意义，同时，也为某些疾病的高效诊断提供了可能和帮助，对于一些疑难病症，比如艾滋病、癌症、帕金森症、老年痴呆等也已经有了新的治疗方向。利用生物芯片可以简便、高速地诊断这些疾病，从基因水平精准发现治病基因，对治病基因进行修饰或相应基因药物的开发，从而实现对疾病的精准治疗。

基因编辑技术的发展更大程度地改变了人们的生活。精准的基因剪辑技术不仅是生物医学中科学研究的重要手段，还是潜在的治疗基因疾病的一种方法。它为解决疑难杂症、精准治疗提供了可行的依据。CRISPR/Cas9这一新兴的基因编辑技术的出现，让人们对基因序列的修饰和编辑又上了一个新的台阶，而它在其他方面也显示出很好的应用前景，例如，在培育模式动物，在医学技术领域应用于干细胞的基因编辑、对各种疾病的治疗等领域都将发挥其不可替代的作用。鼓励充分利用类基因组研究的成果，在基因水平上发展现药物靶标的编码基因，为突破我国自主创新药物研究开发瓶颈进行重要的基础性探索。可以预见，在未来的几年或几十年内，分子生物技术将改变医学的研究方式，革新医学诊断和治疗，从而进一步提高人类健康水平。

5 克隆技术

通过克隆技术无性繁殖产生的生命体遭到很大的抵制，这是因为克隆人的身份难以认定，使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒，在社会伦理道德方面给人们带来了不可忽视的道德认知的巨大冲击。由此可见，克隆技术如何实施将会对现有的社会关系、家庭结构造成巨大的冲击。从消极意义上来说，由于生物技术的对象是生命，使其可在人、动物、植物与微生物之间人为进行相互转移。目前，人们对这种基因调整后的结果尚无十足的把握，因而其负面影响可能会超越以往任何一种技术，可能还会危及生命或环境安全。

6 结束语

综上所述，生物技术是一柄“双刃剑”。目前的现代生物技术对各行各业的发展起到了一定的推动作用，给人类社会的发展带来了巨大的影响，但也存在各种各样的问题。所以，在实际应用中，我们要正确看待问题的发展，科学应用先进的生物知识，将生物技术的作用发挥到最优。

［1］梁毅.生物技术在植物保护中的应用探究［J］.南方农业，2017，11（5）：3-4.

［2］陈俭霖，薛银刚.生物技术处理废水的研究进展［J］.江苏环境科技，2005，18（4）：51-52.

［3］杨红芳.生物技术在食品检测中的应用［J］.现代食品，2016，48（3）：126-128.

［4］王润华，何水淋.生物技术在医学领域中的应用和展望［J］.华夏医学，2000，13（3）：397-404.

［5］张慧博.分子生物技术在现代医学中的应用［J］.中国高新技术企业，2007（14）：84.

F426

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.143

2095－6835（2018）02－0143－02

白洁〕