学高身正明德睿智云南省唯一的省属重点师范大学学校：云南师范大学学院：生命科学学院专业：生物科学10级B班姓名：学号：学制: 四年浅谈现代生物技术发展历史摘要：现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而快速发展起来的。

医药生物技术起步最早、发展最快，目前世界已有2000多家生物技术公司，其中70%从事医药产品的开发。

生物技术工业总体日趋成熟，正在由风险产业变成以商业为动力，以市场为中心的产业。

应用生物技术已有可能产生几乎所有的多肽和蛋白质，基因工程技术的应用已使新药研究方法和制药工业的生产方式发生重大变革。

关键字：现代生物技术历史现状研究导言科学家们认为，20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位，而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。

21世纪称为生命科学的世纪，生物技术称为21世纪的朝阳产业。

生命科学的新发现，生物技术的新突破，生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。

在生物技术领域取得的突破性进展可以彻底消除营养不良，改善食品的生产方式，消除各种污染，延长人类寿命，提高生命质量等。

一些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。

一．分类生物技术的发展可分为三个阶段，即传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术。

（一）传统生物技术阶段指19世纪末到20世纪30年代前，以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。

这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品，其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域，通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品，如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。

（二）近代生物技术阶段近代生物技术是以20世纪4O年代抗菌素的提取，50年代氨基酸的发酵到60年代酶制剂工程为线索，仍以微生物发酵技术为技术特征的。

这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展，细胞工程相关技术日臻完善，但从技术特征上看还不具备高新技术诸要素，因此只能被视为近代生物技术。

（三）现代生物技术阶段现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志，以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生（1976）年为纪元。

此后，越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域，并取得了许多重大的进展。

至此，以基囚工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。

现代生物技术是由多学科综合而成的一门新兴学科。

就生物科学而言，它包括了微生物技术产业的现状及发展生物学、生物化学、细胞生物学、免疫学、育种技术等几乎所有与生命科学相关的学科，特别是现代分子生物学的最新理论就更是生物技术发展的基础。

现代生物技术包括下列高技术：（1）重组DNA技术及其他转基因技术，即通常所说的基因工程；（2）细胞和原生质融合技术，以及动植物细胞大规模培养技术，即常说的细胞工程；（3）酶或细胞的固定化技术，以及酶的其他化学修饰、物理修饰、酶基因诱变技术，即所谓的酶工程；（4）高密度发酵、连续发酵及其他新型发酵技术，是现代发酵工程的代表；（5）现代生物反应工程、生物产品的现代分离技术，是生化工程的研究对象；（6）动物胚胎工程技术；（7）蛋白质工程；（8）糖工程。

现代生物技术自从上世纪刀年代崛起以来，迅猛发展迄今，已不仅改变着人类衣、食、住、行、医诸方面生活的方式和质量，而且对当代各国面临的粮食、能源、资抓、环境、国防、人口与优生等重大问题的解决作出卓越的贡献。

二、现代生物技术在世界范围的发展现状（一）、生命科学和生物技术的前沿领域1、功能基因组学和蛋白质组学自从人类基因组计划启动以来，公共媒体不断向大众勾画着一幅幅美丽的图景，这使人们认为，一旦科学家把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余。

但是，要想真正揭开遗传的奥秘，仅仅了解基因组的碱基排列顺序是远远不够的，还必须认识各个基因所表达的生物学意义以及它控制形成的产物——蛋白质。

因此功能基因组学理所当然地成为当今生物学研究领域的热点。

而作为基因功能载体的蛋白质则是生命活动的执行体，人类基因组绝大部分基因及其功能都有待于在蛋白质层面予以揭示和阐述。

蛋白质组学就是在人类基因组计划研究发展的基础上形成的新兴学科，主要是在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律。

人类细胞中的全部基因称为基因组，由全套基因组编码控制的蛋白质则相应地被称为蛋白质组。

人类基因可能有3万多个，而每个基因控制的蛋白质则从数个到数十个不等，人体蛋白质数远比基因多得多。

无论是正常的生理过程还是病理状态过程，身体的异常最直接的体现是蛋白质，所以人们究基因、研究基因组之后感觉到，只有搞清楚蛋白质和蛋白质组，人们才有可能更多地去发现疾病的诊断标志、疾病的预防标志、疾病药物筛选的靶标和疾病治疗的靶标。

2、克隆技术与干细胞自1997年由取自一只6岁成年羊身上的乳腺细胞培育成功的克隆羊“多莉”在英国问世以来，克隆技术获得了空前的发展，克隆鼠、克隆牛、克隆猪、克隆猫、克隆猴等相继问世，这些成功使人们看到了利用克隆技术培育优良品种家畜以及挽救濒危珍惜野生动物的可能性。

不过克隆技术最大的应用可能还在医学领域：利用克隆技术培育人类胚胎，使其发育成各种组织和器官，以供医疗或研究之用。

而这又牵扯出另一重要的技术领域，即干细胞的研究。

干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。

目前，科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为“种子”，培育出一些人的组织器官。

干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官，来替换自身病变的或衰老的组织器官。

假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官，那么，这位老年人的寿命就可以得到明显的延长。

鉴于干细胞在未来医疗、尤其是器官移植领域的巨大应用前景，世界各国，尤其是发达国家都开展了这方面的探索研究，并取得了一些成就。

科学家预言，用神经干细胞替代已被破坏的神经细胞，有望使因脊髓损伤而瘫痪的病人重新站立起来；不久的将来，失明、帕金森氏综合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等绝大多数疾病的患者，都可望借助干细胞移植手术获得康复。

美国《科学》杂志于1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一，排在人类基因组测序和克隆技术之前。

干细胞的应用前景的确诱人，但由于它涉及到敏感的医学伦理道德问题，尤其是克隆人问题，因此世界各国一直对此类研究争论不休。

3、转基因生物转基因技术是指利用分子生物学手段，将某些生物的基因转移到其他生物物种上，使其出现原物种不具有的性状和产物，以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。

目前转基因技术已基本趋于成熟，尤其是在转基因植物方面，它之所以没有得到更大规模的发展，主要原因是人们对其安全性仍有担心，如转基因食品是否对生物体有害以及它是否会改变自然环境，从而破坏生物多样性等等。

不过尽管如此，自1983年英国培育出世界上第一种含有抗生素药类抗体的基因移植烟草以及1993年美国将世界上第一种转基因食品——保鲜延熟型西红柿投放市场以来，转基因技术仍然获得了空前的发展。

目前已有转基因大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、马铃薯、番茄、甜菜等几十种作物投入商业种植。

出于对转基因产品的慎重与担忧，目前人们还只是消费转基因植物产品，转基因动物产品尚未真正进入人们的生活。

但是，社会的需求是科研开发和经济产品进入市场的最大推动力。

一些看得见的迹象表明，转基因动物产品正向我们走来。

如美国科学家采用转基因 (GM)技术，使奶牛产生的牛奶蛋白质含量提高很多，为今后高等生物的转基因食品研究开创了先河。

4、生物信息学生物信息学是一门新兴的交叉学科，是伴随基因组研究而产生的，它的研究内容紧随基因组研究的逐步深入而发展。

广义地讲，生物信息学是以计算机为工具从事对基因组研究相关生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和解释。

它包括了两层含义，一是对海量数据的收集、整理与服务，也就是管好这些数据；另一个是从中发现新的规律，也就是用好这些数据。

目前，伴随着基因组研究日新月异的快速发展，相关信息出现了爆炸性增长，迫切需要对海量生物信息进行处理。

以Genbank中的DNA碱基数为例，其增长速度呈指数性增长，大约每14个月就会增长一倍，这一增长速度只有计算机运算能力的增长可以与之比拟。

所以在当前基因组信息爆炸的时代，建立超大规模计算系统，发展全新的生物信息学的理论、方法来分析这些数据，从中获得有用的信息是基因组研究取得成果的决定性步骤。

其次，基因组研究最终是要把生物学问题转化成对数字符号的处理问题。

要解决这样的问题就必须发展新的分析理论、方法、技术、工具，就必须依赖计算机的信息处理。

因此，生物信息（Bio-IT）产业是生物技术和信息技术相结合的产物， Bio-IT可分为7大领域，即运算与电脑架构、信息工具与资料、储存与资料管理、生命科学应用、生命科学设备、系统整合与资讯以及知识管理与互通。

由于发达国家特别是美国在信息技术和生物技术两方面都具有超强的实力，因此开展生物信息学研究具有得天独厚的条件。

不过由于生物信息学是一门新兴学科，发展时间不长，因此在该领域我国与发达国家之间的差距并不很大，目前我国在生物信息学研究、DNA测序能力方面已处于世界前列，但与国际上相比，对基因组数据的分析处理和利用能力，包括计算能力则存在较大差距。

国外分析这样的海量数据都使用超级计算机，而我们的许多研究工作还依赖于使用能力弱得多的工作站甚至个人电脑。

因此与国外相比，国内生物信息研究在使用高性能计算方面还比较薄弱，这必将严重影响我国生物信息学未来的发展水平。

值得强调的是，当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。

特别是生物技术与其他高技术的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域，产生了生物技术群。

比如，生物芯片技术的开发和运用，将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路，改变生命科学的研究方式，革新医学诊断和治疗。

科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革，已经引起许多国家的高度关注。

（二）世界主要国家生物技术产业发展现状生物技术研究的最终目标生产商业成品，现代生物技术在某种程度上是由经济的发展所推动的。

目前全球生物技术主要应用于医药和农业，但在环保、食品、化工等行业也有广阔的应用前景。

1、美国美国在生物技术领域处于全球领导地位，无论是在研究水平和投资强度上，还是在产业规模和所占市场份额上都是如此。