生物工程與人類生活

馬云婷

摘 要：生物工程（也叫生物技術(shù)）是生物科學(xué)與工程技術(shù)有機結(jié)合而興起的一門綜合性的科學(xué)技術(shù)。也就是說，它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，運用先進的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段來加工或改造生物材料，如有機體在分子、細(xì)胞或個體水平上通過一定的技術(shù)手段進行設(shè)計操作，為達(dá)到目的和需要，以改良物種質(zhì)量和生命大分子特性或生產(chǎn)特殊用途的生命大分子物質(zhì)等。包括基因工程、細(xì)胞工程、媒工程、發(fā)酵工程，其中基因工程為核心技術(shù)，從而生產(chǎn)出人類所需要的生物或生物制品。

關(guān)鍵詞：生物工程；人類生活

前沿：由于生物工程將會為解決人類面臨的重大問題如糧食、健康、環(huán)境、能源等開辟廣闊的前景，它與計算器微電子技術(shù)、新材料、新能源、航天技術(shù)等被列為高科技，被認(rèn)為是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心。生物工程的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要包括醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)牧漁業(yè)、食品輕工、能源工業(yè)、環(huán)境保護等幾個方面。例如轉(zhuǎn)基因動物反應(yīng)器、轉(zhuǎn)基因植物、功能基因組、生物芯片、組織工程、中藥等領(lǐng)域。

一、在生活中，很多人認(rèn)為具有“抗菌消炎”作用的藥物就是抗生素。但科學(xué)上對抗生素較為完整和準(zhǔn)確的定義是指由微生物（包括細(xì)菌、真菌、放線菌屬）或高等動植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其他活性的一類次級代謝產(chǎn)物，是能干擾其他生活細(xì)胞發(fā)育功能的化學(xué)物質(zhì)。大多數(shù)抗生素確實能夠滿足很多消費者的“純天然來源”消費觀，但是純天然未必對人體就完全無害。實際上，如何有效避免抗生素對人體的副作用，長久以來都是藥物化學(xué)和生物化學(xué)科研工作者的重要研究課題之一，由于大多數(shù)病原微生物（支原體、衣原體、細(xì)菌、放線菌等）是與人體真核細(xì)胞構(gòu)造不同的原核生物，基于這些顯著的差異性，目前抗生素的研發(fā)一般都以原核生物所特有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)為靶點，從而避免藥物與人體真核細(xì)胞的相互作用。也正因為如此，對于結(jié)構(gòu)與人體細(xì)胞相近的真核病原微生物（真菌、原生動物等）、寄生蟲和沒有典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒，到目前仍然缺乏廣譜、有效的抗生素藥物。在人類使用抗生素之前和使用初期，世界范圍內(nèi)的耐藥菌出現(xiàn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于當(dāng)今，隨著不同種類抗生素的不斷開發(fā)，臨床上耐藥菌開始呈指數(shù)級出現(xiàn)。這種現(xiàn)狀是十分容易理解的，正如同寵物、農(nóng)作物、觀賞植物種類產(chǎn)生的速度在一直加快一樣，由人類插手的人工篩選速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于自然篩選，人類為了得到有利于自己生產(chǎn)、生活的新基因型物種，通過雜交、嫁接、轉(zhuǎn)基因等方式大大加快了僅僅依靠基因突變而產(chǎn)生新物種的速度。

二、美容美膚

皮膚是身體的最大器官，總重量約占體重的16%，總面積約為2平方米，厚度1.2毫米，眼瞼是0.5毫米，手掌、腳掌約有4～6毫米。皮膚是個多樣性功能的器官，主要執(zhí)行體溫調(diào)節(jié)，皮膚透過陽光照射，形成維生素D，排泄廢物，接受感覺和保護內(nèi)臟器官等功能。將香草的精油與各式的保養(yǎng)品結(jié)合，創(chuàng)造一個流行的趨勢，主要原因是消費者喜歡精油的自然香氣，精油具有一般美妝保養(yǎng)品的效果，還可以處理許多皮膚問題。由于皮膚類型有正常性、油性、混合型、感性4種，皮膚問題相當(dāng)?shù)亩鄻尤缋匣?、粗紋、黑斑、青春痘、粉刺、癢、過敏、過油、過水、缺水、缺油、疤痕、皮膚炎、曬傷、浮腫。因此皮膚類型及皮膚問題交叉出多種可能性的目的性保養(yǎng)品。根據(jù)個人皮膚的類型，可調(diào)配改善個人問題皮膚的精油保養(yǎng)品。

三、生物工程給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面

利用生物工程提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。用微生物吃垃圾。生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)和成果，如今已廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)和臨床醫(yī)學(xué)中。萬一油船發(fā)生泄漏事故，如何在最快的時間處理？最近，美國就推出了一種“超級細(xì)菌”，能在幾小時內(nèi)降解海面上的浮油。此外，用微生物來處理垃圾，成本不到傳統(tǒng)焚燒手段的1/10。動用微生物來‘吃掉垃圾，這樣既經(jīng)濟又環(huán)保。

同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養(yǎng)分的釋放，從而促進作物生長，真菌也能通過分解有機物質(zhì)（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能，包括獲得轉(zhuǎn)基因細(xì)菌和真菌，以進一步增強它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉(zhuǎn)基因作物的最終目標(biāo)是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。

四、生物工程的未來前景

1 第二次綠色革命 未來的生物工程將按設(shè)計需要創(chuàng)造出更多的作物新品種，如耐堿、耐早、耐寒、抗逆和抗病蟲害的新作物，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的高蛋白農(nóng)作物，固氮農(nóng)作物，人類需要的其他作物新品種。這些新作物的大量培育，將會滿足21世紀(jì)以后全世界超過70億人口的糧食需求，以解決人類的饑荒和營養(yǎng)不良問題，從而迎來第二次綠色革命。

2 根洽污染和不洽之癥 人類將來一旦制成了能快速吃掉多種有毒物如DDT和汞化物等的“超級菌”，只要幾小時它們便能清除過去通常要一年才能清除的污染物，為根治污染創(chuàng)造奇跡。利用基因工程技術(shù)培育人體癌疫苗，可以中斷致癌基因的表達(dá)和異常蛋白的產(chǎn)生。大量生產(chǎn)抗癌病毒和殺癌干擾素，并用基因技術(shù)修復(fù)人體不正常的和有缺陷的基因或DNA分子，人類終將根治癌癥和遺傳病。

3 21世紀(jì)的生命產(chǎn)業(yè) 近幾年已有20%的化工工藝為生物學(xué)工藝所替代，當(dāng)前以生物工程為工藝基礎(chǔ)發(fā)展起來的生命產(chǎn)業(yè)已開始扎根于世界經(jīng)濟之中。據(jù)《世界農(nóng)業(yè)》1984年第4期估計，世界各國應(yīng)用基因工程創(chuàng)造的產(chǎn)值，1999年可達(dá)30億美元，2000年將達(dá)500～1000億美元，2005年時日本將達(dá)到41000～68000億日元，可見21世紀(jì)將是生命產(chǎn)業(yè)的新世紀(jì)。為此，世界各國都把生物工程當(dāng)作未來產(chǎn)業(yè)進行開發(fā)，我國在這方面已經(jīng)取得了很大的成就，并會繼續(xù)對生物工程進行研究開發(fā)和應(yīng)用。

結(jié)語：雖然早在本世紀(jì)初，就有人將生物工程列入高科技的范圍，但它卻廣泛地存在于我們的日常生活之中，您如果仔細(xì)研究一下人類的家庭生活，就會發(fā)現(xiàn)不少家庭婦女是當(dāng)之無愧的“生物工程師”，她們的經(jīng)驗和技藝很有挖掘的意義。

參考文獻：

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[2]高慶生.生物工程進展[M].科學(xué)技術(shù)文獻出版社.1986.

[3]葉俊.生物工程的現(xiàn)狀與展望[J]].重慶大學(xué)學(xué)報.1990年11月.