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生物技術的定義、分類和應用領域

生物技術是利用有機體和生物過程在工程、技術、醫藥和其他要求生物產品的領域制成產品糖心vlog。生物技術需要純生物科學(遺傳學、微生物學、動物細胞培養、分子生物學、生物化學、細胞生物學等)以及生物學外的領域(化學工程、計算機科學、信息技術等)的交叉合作。糖心vlog在線觀看

生物技術的定義、分類和應用領域(圖1)

根據不同的原理和方法,生物技術可以分為傳統生物技術和現代生物技術兩大類。

傳統生物技術是指利用微生物或植物等有機體進行發酵或選擇育種等方式,制造食品、飲料、藥品等產品的技術。例如,啤酒、醬油、面包等都是利用微生物發酵產生的;水稻、小麥等都是通過人工選擇育種改良的。

現代生物技術是指利用基因工程或細胞工程等手段,對有機體或其組成部分進行重組或轉化,制造新型或改良型的產品或服務的技術。例如,胰島素、疫苗、抗體等都是利用基因工程產生的;干細胞治療、器官移植等都是利用細胞工程實現的。

生物技術的定義、分類和應用領域(圖2)

根據不同的應用領域,生物技術可以分為醫藥衛生類、食品輕工類、農牧漁業類、能源環境類和其他類五大類。

醫藥衛生類是指利用基因診斷與治療(如基因檢測)、蛋白質與多肽藥(如抗體藥)、細胞與組織治療(如干細胞治療)、納米醫藥(如靶向輸送)、醫療器械與設備(如人工器官)等方式,預防和治療各種疾病,并提高人類健康水平和壽命質量的領域。

這一領域在2022年至2023年間取得了顯著進展,尤其在新冠肺炎防控方面發揮了重要作用。例如,中國科學院武漢病毒所成功開發了國內首個新冠滅活疫苗,并獲得多個國家和地區批準上市;清華大學團隊成功構建了全球首個可視化新冠核酸檢測儀,并實現了快速準確地檢測結果;北京大學團隊成功開發了全球首個新冠單克隆抗體,并證明其能有效中和多種變異毒株。

食品輕工類是指利用微生物發酵(如乳酵(如乳酸菌飲料)、轉基因食品(如轉基因大豆)、功能性食品(如益生菌食品)、生物制藥(如發酵抗生素)等方式,提高食品的營養價值、安全性和多樣性,并滿足人們對健康和美味的需求的領域。這一領域在2022年至2023年間也有不少創新和突破,尤其在微生物發酵技術方面。

生物技術的定義、分類和應用領域(圖3)

例如,中國農業科學院微生物研究所成功開發了一種利用微生物發酵制造人工肉的技術,并獲得了國家專利;中國科學院上海微系統與信息技術研究所成功開發了一種利用微生物發酵制造纖維素納米材料的技術,并應用于食品包裝和醫療材料;中國生物發酵產業協會成功舉辦了2022中國生物發酵產業大會暨生物發酵營養健康產業系列高峰論壇,展示了我國在該領域的最新成果和前沿動態。

生物技術的定義、分類和應用領域(圖4)

農牧漁業類是指利用轉基因作物或動物(如抗蟲棉、抗寒羊)、植物組織培養或動物克隆(如無核蘋果、無性系牛)、水產養殖或海洋開發(如海藻、珍珠)等方式,提高農作物和畜禽水產品的產量和質量,并保護和利用好自然資源的領域。這一領域在2022年至2023年間也有重要進展,尤其在轉基因技術方面。例如,中國農業科學院植保研究所成功開發了一種具有雙重抗蟲特性的轉基因玉米,并通過了國家安全評價;中國農業科學院遺傳與發育研究所成功開發了一種具有高效固氮能力的轉基因水稻,并進行了田間試驗;中國水產科學研究院成功開發了一種具有快速生長能力的轉基因三文魚,并獲得了美國食品藥品監督管理局批準上市。

生物技術的定義、分類和應用領域(圖5)

能源環境類是指利用微生物降解或合成(如沼氣、乙醇)、植物或藻類光合作用或代謝(如油茶、海藻)、廢棄物資源化或循環利用(如垃圾、污水)等方式,提供清潔可再生的能源來源,并減少污染排放和溫室效應的領域。這一領域在2022年至2023年間也有顯著貢獻,尤其在微生物發酵技術方面。

例如,中國科學院微生物研究所成功開發了一種利用微生物合成甲烷的技術,并在沼氣工程中應用;中國科學院過程工程研究所成功開發了一種利用微生物合成乙醇的技術,并在秸稈轉化中應用;中國農業大學成功開發了一種利用微生物合成丁酸的技術,并在有機廢棄物處理中應用。


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