谈生物工程的运用与发展

金巍巍

引言:现本文就对生物工程的相关问题进行详细研究，包括生物工程的兴起、运用特点、主要内容和发展对策，并对生物工程进行了展望，以供相关人士参考借鉴。

目前的生物工程研究内容主要有四大方面，即基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程，这是以往的生物科技所没有接触到的科研层面。通过对这五种生物工程的研究和应用，极大的提高了人类的生物技术水平，为改善人类生活环境和生活质量提供了重要技术支持，尤其是在改善生态环境和提高医药学发展水平等方面更是取得了巨大的应用成就。并且随着生物工程的不断发展，生物技术体系也越来越完善，其应用领域也越来越广泛，目前生物工程的研究成果和相关生物技术已经被广泛应用在农业、工业、医药行业、节能环保行业以及动植物研究领域等多个行业领域中，并且还将会有更广阔的应用空间。

一、生物工程的兴起

在人类文明的发展进程中，生物技术的出现相对较早。据历史记载，在古代人们就已经开始将一些简单的生物技术应用在生产和生后中。但是当前所说的生物工程技术的兴起却相对较晚，是在20世纪后期科技的发展推动下所形成的一门新兴科学。

生物工程并不只是简单的生物学科，其理论基础除了生物理论基础以外，还包括化学理论、微生物学理论、遗传学理论、细胞些理论等多种理论技术，在研究中所使用的方法也不单单是生物技术方法，还包括机械技术方法、电子技术方法、计算机技术方法、化工技术方法等多种现代先进技术方法。可以说，生物工程是一门汇集了多种现代科学和多种先进技术的现代综合性技术学科。

目前工业成为了支撑人类整个社会进步和发展的产业，其在生产过程中消耗了大量的自然能源，并对生态环境造成了严重破坏，并且是在此基础上才实现了人类文明的巨大进步。但是建立在工业基础上的社会很难实现持续发展。资源短缺加剧、生态破坏严重都在很大程度上影响了传统产业的发展。这就为生物工程这类新兴产业的发展提供了极大的契机。并且作为一种与生物息息相关的科学，生物工程的兴起可以说是人类发展的一次重要变革。这次革命与其他以往的工业革命不同，其不仅仅会对改造客观世界起到巨大的推动作用，更重要的是本次革命将会实现人类自身改造。生物工程带领人类进入了一个新的发展境界。

二、生物工程的运用特点

与其他新兴学科相比，生物工程具有高技术、高效能、高投入、高利润和高挑战性等运用特点。这是由其复杂性和综合性而决定的。因为生物工程一般不是对外部宏观的客观世界进行研究，而是对生物的内部构造进行研究，其对研究的精细度要求非常高，计量标准甚至都是以纳米来计算，以往的经验型研究模型在生物工程中几乎都不能使用，这就对其技术性提出了较高的要求。而一旦研究出一定的成果，生物工程就会充分表现出高效能的特点，其能够打破生物的自然生长规律，使生物按照人的意愿改变结构或功能，从而达到研究目的，形成新的生物品种，实现较高的效能。也同样因为生物工程在研究的过程中需要用到大量的先进技术，科技含量较高，其需要通过大量的实验才可能得出研究成果，甚至在花费了大量资金之后也没有研究出有用成果，这就决定了生物工程高投入的特点。但是一旦生物工程研究出有用成果，其所获得的利润也是巨大的，能够为人类的进步与发展带来难以想象的财富与利益。同时，这也决定了生物工程是一种高挑战性的研究项目，这里所指的挑战并不单单是指研究技术难度的挑战，还包括在通过生物技术改造自然界的过程中对人类安全、人类伦理以及人性尊严的挑战。而这些特点，都是其他学科或研究项目无法比拟的。

三、生物工程的主要内容

1、基因工程。又称为DNA重组技术，也就是遗传工程，就是将DNA在体内或者体外进行重新组合，然后通过载体把新的DNA分子输人另一种生物的细胞中，来改造这种生物的遗传性，这就是分子水平的杂交。不同生物的各种性状都是由它的DNA的不同片段决定并遗传的。基因工程的原理是用外来的或是人造的某种适应人的需要的DNA片段渗入到某些细胞内同原有的DNA片段结合，使下一代表现出某些新的人所要求的遗传特征，从而创造新物种。

2、细胞工程。是以细胞为基本单位，把一种生物细胞中携带的全套遗传信息的基因或染色体整个地转人另一种生物细胞，从而改变这一生物细胞的遗传性，改良了品种或者创造了新的生物类型。细胞工程里最重要的是细胞融合技术，即用不同种类的细胞通过化学的、生物学的、物理学的等方法，使它们按照人们的需要融合在一起，从而是产生兼有两类以上细胞特征的新的细胞。这是在细胞水平上杂交的生物技术。

3、酶工程。就是利用酶的特殊催化功能，通过生物反应器和工艺方法工业化地生产人类所需的产品或达到某一特殊的目的，它是酶学理论与化工技术相结合的产物，是一门快速、高效生产产品的技术。

4、蛋白质工程，是从工程学的角度，利用天然蛋白质和有限度的生物机能，并由蛋白质控制实施;可用来开发多元疫苗、抗癌药、激素，可由生物分解的高性能塑料及超稳定的多机能酶等。人类基因组图谱破译成功后，科学家更加关心蛋白质的结构和功能，因为基因必须通过蛋白质才能实现自己的功能。

四、生物工程的发展方向和途径

1、生物工程展望

生物工程在人类进步中所起到的作用已经不言而喻，并且其也必将成为新世纪的重点科研项目，将会在科技的推动下得到更大的发展。以我国为例，在未来的生物工程发展中，就会加大研究力度，结合我国基本国情，分别从生物工程的四个方面上进行有侧重的研究。例如在基因工程方面，重点开展疫苗、多肽激素、干扰素和青霉素酞化酶基因工程菌的研制与应用以及植物基因工程等方面的研究。通过对这些生物工程项目的研究，可以在很大程度上提高我国的制药业、轻工业、食品加工业等传统产业的发展水平，为其带来新的发展契机，促进我国整体发展水平的提升。

2、生物工程发展途径

对于我国来讲，生物工程发展水平还低于发达国家，要想促进生物工程研究水平的进一步提高，使生物工程为我国社会主义事业建设提供更多帮助，就必须要采取一定的积极措施和发展途径。例如建立权威的生物工程研究机构和现代化的生物工程开发基地，加大对生物工程研究领域的人才培养力度，积极引进国外先进生物技术研究成果，组织并协调生物工程重大研究项目的科技攻关，集中力量来促进我国生物工程的发展和壮大。

五、结语

综上所述，生物工程虽然是一门新兴学科，但是其对人类社会发展的影响却是巨大的，并且在科技的推动下，其发展速度非常快，为改善客观世界以及人类自身起到了重要的技术支撑作用。生物工程的研究深度难以预测，目前虽然我们已经取得了一定的研究成果，也成功将很多生物技术应用在生产实践中，但不可否认的是，生物工程还具有非常大的应用前景和广阔的发展空间，还需要我们不断的努力探索。