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生物科技
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'''生物技术'''(biotechnology)指利用[[生物体]](含动物,植物及微生物的细胞)来生产有用的物质或改进制程,改良生物的特性,以降低成本及创新物种的科学技术。根据不同的工具和应用,它往往与[[生物工程]]和[[生物医学工程]]的(相关)领域重叠。
千百年来,人类在[[农业]],[[食品产业]],和[[医药]]已经采用生物技术。早期的生物技术,可追溯至远古时代。[[古埃及人]]利用[[酵母菌]][[酿酒]]。
之后,包含传统式利用微生物之[[醱酵]]技术来做食品发酵,或是醱酵生产[[抗生素]]等,都是生物技术的利用的例子。现代生物技术,在1950年代[[DNA]]结构的发现以来,[[分子生物学]]急速发展,将传统的生物技术进行了一次大革命。例如利用[[基因转殖]]技术,将[[胰岛素]]转殖到[[大肠杆菌]]中生产。开启了现代生物技术学之工业价值。在20世纪末和21世纪初,生物技术已扩大到包括新的和不同的学科如[[基因组学]],[[重组DNA|基因重组]]技术,应用[[免疫学]]和开发医药治疗和诊断测试。
==定义==
生物技术包括了许多依人类需求而调整生物的程序,包括早期的动物[[驯养]]、种植植物、及利用[[人工选择]]及[[杂交种]]方式进行的品种改良。现代的生物技术包括了[[基因工程]]及[[细胞培养]]、[[组织培养]]等技术。[[美国化学学会]]定义生物技术为:「应用生物或是各领域的系统及程序来了解生命科学,并提升像药物、农作物或牲畜等产品或农产品的价值。」
依欧洲生物技术联合会的定义,生物技术是自然科学及生物、细胞及分子相关产品及服务的整合。
生物技术和许多纯生命科学的领域有关(如[[细胞培养]]、[[生物化学]]、[[细胞生物学]]、[[胚胎学]]、[[基因]]、[[微生物学]]及[[分子生物学]])。生物技术也和一些生物圈以外的知识和方法有关,例如
* [[生物信息学]],[[计算机科学]]中的新领域
* 生物过程工程
* 生物机器人
* [[化学工程]]
== 历史 ==
许多形式的人工农业明显符合“利用生物技术系统来制造产品”这一广泛定义。并且能确定的是,植物的种植可以被看作是最早的关于生物技术的杰作。
== 生物技术的应用 ==
生物技术应用在四大产业领域,包括医疗保健([[医疗]]),[[作物]]生产和[[农业]],非食品(工业)使用作物及其他产品(如[[生物可分解塑胶|生物降解塑料]],[[植物油]],[[生物燃料]]),和环境用途应用。
===医疗领域===
在目前这方面的研究受到极大的注目。象是[[干细胞]]应用于再生医学领域,如人工脏器及神经修复等。或是以蛋白质结构解析数据,对于功能性区域(domain)来开发相对应的抑制剂(如:[[酶抑制剂]])。利用[[DNA微阵列]],或是蛋白质芯片,寻找致病基因。或是利用抗体技术,将毒素送入具有特殊标记的癌细胞。或利用[[基因转殖]]技术,进行基因治疗等。[[基因治疗]]利用[[分子生物学]]方法将目的基因导入患者体内,使之表达目的基因产物,从而使疾病得到治疗,为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。基因治疗作为新疾病治疗的新手段,给一些难治[[疾病]]的根治带来了光明。
===农业===
人口快速膨胀,食粮问题正是生物技术应用的切入点。在基因转殖农作物的开发下,除了转殖进入抗虫害基因、抗冻基因外,例如含有[[维生素A]]的[[稻米]]也问世。在有限耕地下,转殖农作物解决了质量上的问题。除此之外,观赏用的花卉等,也靠着组织培养的技术,将高质量的花卉复制生产,提高花卉价值。著名的象是台湾的[[蝴蝶兰]]。另外,经过[[遗传工程]]技术,能产生凝血因子的[[乳牛]]也提供医疗用途。生物[[肥料]]主要利用微生物技术制作的[[肥料]]种类。生物肥料不仅给作物提供养料、改善质量、增强抗寒抗虫害能力、还改善土壤通透性、保水性、酸碱度等理性化特性,可为[[作物根系]]创造良好生长环境,从而保证作物的增产。[[生物农药]]利用微生物、[[抗生素]]和基因工程等产生有杀灭虫病效果的毒素物质,生产出广谱毒力强的微生物菌株制作而成的农药。它的特点不像化学农药般见效快,但效果持久。与化学农药比,害虫难以产生抗药性。对环境影响小。对人体和作物的危害性小。但是使用范围和方法有限制等等。
===生物武器===
[[基因武器|生物武器]],相关发展例子包含植入眼镜蛇毒液基因的流感病毒和含有[[内孢子|芽孢]]的[[炭疽杆菌]]。基因武器的特点是生产成本低、杀伤力大、作用时间长。对方使用难发现、难预防、难治疗。使用方法简单,施放手段多。只伤害人,不破坏武器装备、设施。而且一旦使用会产生强烈的心理威慑作用。
===工业应用===
工业生物技术(称为主要是在欧洲为白色生物技术)是用于工业用途的生物技术的应用,包括[[工业发酵]]。它包括使用[[微生物]]例如[[细胞]],或细胞成分例如[[酶]],以产生在行业工业上有用的产品,例如化学品,食品和饲料,洗涤剂,纸和纸浆,纺织品和[[生物燃料]]。在工业上,利用工业菌种的特殊代谢路径,来替代一些[[化学]]反应。除了专一性提高,也在常温常压下,节约能源。也由于专一性高,产生的废弃物量低,也因此被称为[[绿色工业]]。
===环境保护===
当环境受到破坏,可以利用生物技术的处理方式,让环境免于第二次受害。生物具有高度专一性,能针对特殊的污染源进行排除。例如运输原油的邮轮,因事故,将[[重油]]污染海域,而利用分解重油的特殊[[微生物]]菌株,对于重油进行分解,代谢成环境可以接受的短链脂肪酸等,排解[[污染]]。此外,[[土壤]]遭受[[重金属]]污染,亦可利用特定植物吸收污染源。
===教育生物技术===
应用于传播生物技术和这一领域的培训 (被称为橙色生物技术)。它制定涉及生物技术主题(例如重组蛋白的生产)的多学科和跨学科材料和教育战略,包括全社会可接受的,包括有特殊需要的人,例如听力和/或视力损伤的人。
== 生物技术范畴 ==
;基因层次操作
* [[基因工程]]
* [[基因选殖]]及[[基因表现]]。
* [[基因治疗]]
* [[基因体]]
* [[聚合酶链锁反应]]
* [[基因剔除]]技术: [[基因剔除鼠]]、[[RNAi]]
;蛋白质生物技术
* [[单株抗体]]
* 酵素工程
* [[蛋白质体]]
* [[固定化酵素]]
* DNA疫苗
* [[酵素抑制剂]]
;细胞生物技术
* [[细胞培养]]
* [[植物组织培养]]
* [[干细胞]]培养及分化
* [[细胞融合]]技术
* [[体细胞单性生殖]]([[选殖]],生物复制)
;微生物生物技术
* [[醱酵]]及[[代谢工程学]]
* [[绿色工厂]]
;环境生物技术
* [[生物复育]]
;生物信息
* [[蛋白质结构]]模拟
* [[基因组学]]
* [[蛋白质组学]]
* [[代谢物组学]]
* 奈米生物技术
* [[生物芯片]]
* [[蛋白质微阵列]]
;工业应用
* [[生物科技工业园]]
==相关条目==
* 生物文化
* [[生物物理经济学]]
* [[生物工程]]
* [[仿生学]]
* 仿生材料学
* 仿生建筑
* 生物科技奖项
* [[绿色革命]]
* 生物技术史
* 生物技术公司列表
* [[代谢工程学]]
* NASDAQ生物技术指数
* 生物技术简介
* [[药物化学]]
* [[制药工程]]
* SWORD架构
* 生物技术年表
* 病毒疗法
==参考文献==