談生物工程的運用與發展

金巍巍

引言:現本文就對生物工程的相關問題進行詳細研究，包括生物工程的興起、運用特點、主要內容和發展對策，并對生物工程進行了展望，以供相關人士參考借鑒。

目前的生物工程研究內容主要有四大方面，即基因工程、細胞工程、微生物工程、酶工程，這是以往的生物科技所沒有接觸到的科研層面。通過對這五種生物工程的研究和應用，極大的提高了人類的生物技術水平，為改善人類生活環境和生活質量提供了重要技術支持，尤其是在改善生態環境和提高醫藥學發展水平等方面更是取得了巨大的應用成就。并且隨著生物工程的不斷發展，生物技術體系也越來越完善，其應用領域也越來越廣泛，目前生物工程的研究成果和相關生物技術已經被廣泛應用在農業、工業、醫藥行業、節能環保行業以及動植物研究領域等多個行業領域中，并且還將會有更廣闊的應用空間。

一、生物工程的興起

在人類文明的發展進程中，生物技術的出現相對較早。據歷史記載，在古代人們就已經開始將一些簡單的生物技術應用在生產和生后中。但是當前所說的生物工程技術的興起卻相對較晚，是在20世紀后期科技的發展推動下所形成的一門新興科學。

生物工程并不只是簡單的生物學科，其理論基礎除了生物理論基礎以外，還包括化學理論、微生物學理論、遺傳學理論、細胞些理論等多種理論技術，在研究中所使用的方法也不單單是生物技術方法，還包括機械技術方法、電子技術方法、計算機技術方法、化工技術方法等多種現代先進技術方法。可以說，生物工程是一門匯集了多種現代科學和多種先進技術的現代綜合性技術學科。

目前工業成為了支撐人類整個社會進步和發展的產業，其在生產過程中消耗了大量的自然能源，并對生態環境造成了嚴重破壞，并且是在此基礎上才實現了人類文明的巨大進步。但是建立在工業基礎上的社會很難實現持續發展。資源短缺加劇、生態破壞嚴重都在很大程度上影響了傳統產業的發展。這就為生物工程這類新興產業的發展提供了極大的契機。并且作為一種與生物息息相關的科學，生物工程的興起可以說是人類發展的一次重要變革。這次革命與其他以往的工業革命不同，其不僅僅會對改造客觀世界起到巨大的推動作用，更重要的是本次革命將會實現人類自身改造。生物工程帶領人類進入了一個新的發展境界。

二、生物工程的運用特點

與其他新興學科相比，生物工程具有高技術、高效能、高投入、高利潤和高挑戰性等運用特點。這是由其復雜性和綜合性而決定的。因為生物工程一般不是對外部宏觀的客觀世界進行研究，而是對生物的內部構造進行研究，其對研究的精細度要求非常高，計量標準甚至都是以納米來計算，以往的經驗型研究模型在生物工程中幾乎都不能使用，這就對其技術性提出了較高的要求。而一旦研究出一定的成果，生物工程就會充分表現出高效能的特點，其能夠打破生物的自然生長規律，使生物按照人的意愿改變結構或功能，從而達到研究目的，形成新的生物品種，實現較高的效能。也同樣因為生物工程在研究的過程中需要用到大量的先進技術，科技含量較高，其需要通過大量的實驗才可能得出研究成果，甚至在花費了大量資金之后也沒有研究出有用成果，這就決定了生物工程高投入的特點。但是一旦生物工程研究出有用成果，其所獲得的利潤也是巨大的，能夠為人類的進步與發展帶來難以想象的財富與利益。同時，這也決定了生物工程是一種高挑戰性的研究項目，這里所指的挑戰并不單單是指研究技術難度的挑戰，還包括在通過生物技術改造自然界的過程中對人類安全、人類倫理以及人性尊嚴的挑戰。而這些特點，都是其他學科或研究項目無法比擬的。

三、生物工程的主要內容

1、基因工程。又稱為DNA重組技術，也就是遺傳工程，就是將DNA在體內或者體外進行重新組合，然后通過載體把新的DNA分子輸人另一種生物的細胞中，來改造這種生物的遺傳性，這就是分子水平的雜交。不同生物的各種性狀都是由它的DNA的不同片段決定并遺傳的。基因工程的原理是用外來的或是人造的某種適應人的需要的DNA片段滲入到某些細胞內同原有的DNA片段結合，使下一代表現出某些新的人所要求的遺傳特征，從而創造新物種。

2、細胞工程。是以細胞為基本單位，把一種生物細胞中攜帶的全套遺傳信息的基因或染色體整個地轉人另一種生物細胞，從而改變這一生物細胞的遺傳性，改良了品種或者創造了新的生物類型。細胞工程里最重要的是細胞融合技術，即用不同種類的細胞通過化學的、生物學的、物理學的等方法，使它們按照人們的需要融合在一起，從而是產生兼有兩類以上細胞特征的新的細胞。這是在細胞水平上雜交的生物技術。

3、酶工程。就是利用酶的特殊催化功能，通過生物反應器和工藝方法工業化地生產人類所需的產品或達到某一特殊的目的，它是酶學理論與化工技術相結合的產物，是一門快速、高效生產產品的技術。

4、蛋白質工程，是從工程學的角度，利用天然蛋白質和有限度的生物機能，并由蛋白質控制實施;可用來開發多元疫苗、抗癌藥、激素，可由生物分解的高性能塑料及超穩定的多機能酶等。人類基因組圖譜破譯成功后，科學家更加關心蛋白質的結構和功能，因為基因必須通過蛋白質才能實現自己的功能。

四、生物工程的發展方向和途徑

1、生物工程展望

生物工程在人類進步中所起到的作用已經不言而喻，并且其也必將成為新世紀的重點科研項目，將會在科技的推動下得到更大的發展。以我國為例，在未來的生物工程發展中，就會加大研究力度，結合我國基本國情，分別從生物工程的四個方面上進行有側重的研究。例如在基因工程方面，重點開展疫苗、多肽激素、干擾素和青霉素酞化酶基因工程菌的研制與應用以及植物基因工程等方面的研究。通過對這些生物工程項目的研究，可以在很大程度上提高我國的制藥業、輕工業、食品加工業等傳統產業的發展水平，為其帶來新的發展契機，促進我國整體發展水平的提升。

2、生物工程發展途徑

對于我國來講，生物工程發展水平還低于發達國家，要想促進生物工程研究水平的進一步提高，使生物工程為我國社會主義事業建設提供更多幫助，就必須要采取一定的積極措施和發展途徑。例如建立權威的生物工程研究機構和現代化的生物工程開發基地，加大對生物工程研究領域的人才培養力度，積極引進國外先進生物技術研究成果，組織并協調生物工程重大研究項目的科技攻關，集中力量來促進我國生物工程的發展和壯大。

五、結語

綜上所述，生物工程雖然是一門新興學科，但是其對人類社會發展的影響卻是巨大的，并且在科技的推動下，其發展速度非常快，為改善客觀世界以及人類自身起到了重要的技術支撐作用。生物工程的研究深度難以預測，目前雖然我們已經取得了一定的研究成果，也成功將很多生物技術應用在生產實踐中，但不可否認的是，生物工程還具有非常大的應用前景和廣闊的發展空間，還需要我們不斷的努力探索。