什么是生物技术
所谓生物技术，是以生命科学为基础，利用生物体系和工程加工或不加工底物原料，提供各种产品、商品，达到某种目的，提供社会服务的综合性科学技术。说简单一点，就是利用生物体在特定条件下生产有价值的产品或有效的生物过程，就是生物工程。定义中的“以生命科学为基础”，是说生物工程的理论基础是生命科学，它是在综合运用现代生物学的最新成果的基础上发展起来的，包括细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学、微生物学、生物物理学、生物化学等；“生物体系”是指有生命的物质系统，包括动植物、微生物个体、群体，动植物体的器官、组织、细胞，以及以生物细胞中分离出来的各种细胞器、酶、蛋白酶、核酸等；“工程技术手段”是对先进的工程技术的应用，包括化工、物理、电子计算机等先进技术的综合应用，关键是生物技术本身包含的基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程，从宏观方面看还应包括生态工程；“加工或不加工”，即有的需要通过生物体系的代谢把底物转化成产品，有的则一般不涉及加工问题，如培育某些新的生物品种；“底物”一般是指生物工程所要应用的原材料，包括有机物和无机物两大类；“提供的产品”涉及范围极广，医药、食品、化工、能源以及农林牧副渔产品等；“某种目的”则是指在生物工程应用过程中的另一种社会效应，如保护生态环境，提高全社会的精神文明水平等。
细胞工程重点开发哪些领域
细胞工程即细胞水平上的生物工程。细胞是生物体的基本结构和功能单位。细胞工程就是通过对细胞、细胞器的重组、改造来实现对生物特性的改变和培养新的生物种类。目前，重点开发的主要有以下几大领域：
体细胞杂交技术，亦称细胞融合技术。即在人工培养的条件下，将两种不同生物种类的细胞进行融合，使之形成一种新的杂种细胞，培养出新的生物品种。其优点在于，不仅能使同种细胞融合，又能使远缘生物间的不同种、属、科的体细胞融合成杂种细胞，这是传统农牧业技术所难以做到的。
细胞和组织培养技术，亦称快速繁殖技术。即从植物体内取出细胞或组织，给以必要的培养和生活条件进行体外培养和繁殖，从而得到有用的物质或新的植株。例如，中国广东、广西、海南等地利用这种方式进行甘蔗生产，原来种1亩甘蔗需500~1 000千克种子，利用细胞培养技术只需几段蔗种就行了。
诱导增加或减少一个植物体内整套染色体组数的技术。染色体是存在于细胞核的一些成对出现的能染色的条状体，是由DNA和蛋白质组成的。有些植物的染色体比正常的细胞要少一半，称作单倍体；有些经过化学试剂(如秋水仙素)诱导后，染色体可倍增，称作多倍体。我们可用多倍体同单倍体杂交，获得奇数倍数的染色体植株，这些植株的果实是无子的。如野生香蕉是有子的，经培养后就成了无子香蕉。无子西瓜也是这样培养出来的。
为什么要在细胞上钻孔
有时候，人体的某个部位患病了，服药、打针都很难使有效的药物成分到达患病部位，以致疗效不理想。于是，聪明的医生想出了一个办法，在细胞上打孔，让药物注入细胞孔内，再让细胞返回体内慢慢释放药力，就能取得很好的治疗效果。细胞那么小，在显微镜下才看得清，这个孔怎么打呀?这个孔确实很难打。科学家们采用高科技，用电子做工具，给细胞打孔。具体方法是，将细胞置于专用仪器上充上电流，孔的大小通过控制电压来掌握。电压越高，钻出的孔直径越小；电压越低，钻出的孔直径越大。科学家们正在利用给细胞钻孔注药的技术治疗肝癌患者。先从患者身上抽取一定量的红细胞，给红细胞充电钻孔，然后将抗癌药物从孔中渗入红细胞内部，再将这些红细胞注入患者肝部。红细胞进入患者体内后，由于温度升高，自然封住了小孔，红细胞就变成了一个个药物“导弹”。采用这种新技术，治疗效果十分明显。
生物技术在工业领域有哪些重大影响
生物技术的最大特点是以具有原生性、可以循环利用的生物体为操作对象，其发展不受地球资源有限性的限制，在节约原材料和能源方面有巨大潜力，而且投资少，周期短，经济效益大，也没有污染。作为一种新兴的高技术，生物技术具有传统生产技术无可比拟的优越性，对于人类社会面临的一系列重大问题的解决，促进社会诸领域的可持续发展具有无可估量的重大影响。
发展生物技术可以改造传统的食品工业，使食品工业的生产不受时间、空间、原材料等因素的制约，最大限度地满足人类对食品品种、质量、数量日益增长的需要。例如，甜味剂是食品工业不可缺少的原料，过去主要靠加工甘蔗，产量受到限制，现在开始发展用淀粉酶生产高果糖浆，其甜度大大高于蔗糖，而且还扩大了原料来源，玉米、薯类等作物通过深加工，都可制成甜味剂，增加了产量，降低了成本，具有较高的经济效益。中国已推广此项技术，为多余的粗粮作物找到了广阔市场。生物技术对化学工业的渗透必将引起一系列重大改革。生物催化反应在常温常压下即可进行，可减少传统化工对能源、原材料的浪费，还可一物多用、变废为宝，减少污染。常规化工生产不能利用的大量纤维素，都可被工业酵母转化为酒精和其他具有较高价值的化工产品。在纺织工业中，用a淀粉酶进行棉纱退浆；在毛纺业中，用酯酶进行羊毛脱脂；在制革业中，用蛋白酶代替石灰和硫化碱的传统方法脱毛；在制药工业中，用蛋白酶来水解酪蛋白或用鱼粉制造水解蛋白或蛋白胨，用磷酸-酯酶生产核苷酸；在日化工业中，利用蛋白酶和脂肪酶制造加酶洗涤剂，提高去除蛋白污垢和油污的能力；在饮料工业中，用蛋白酶作为啤酒和果汁的澄清剂以消除由于蛋白质存在而产生的混浊现象等，这些都是由生物技术提供的。
在能源开发方面，石油工业开采地下原油，在原石油气压下，只能采出储油的10％~20％；二次采油注水或蒸汽加压，采出30％，仍有60％～70％的原油沉睡地下。现在某些国家开始采用生物技术三次采油，用遗传工程方法组建工程菌，连同营养剂接种入油层，在地下繁殖，化解石油，产生CO2、CH4等气体，增加井压，又分泌高聚物、糖脂等表面活性剂，降低原油表面张力，使之从岩砂上松开，提高产量。从而为开发贫矿、尾矿提供了有效途径。1981年，美国利用生物技术多生产2 000万桶原油，价值达6亿美元。利用微生物发酵产品作为钻井的乳化剂、稠水剂，可使油井的采油能力提高10％～20％。同时，充分利用再生能源是解决能源危机的一条重要途径。据估计，目前地球上每年产生的植物纤维约为1 720亿吨，其中蕴藏的能量相当于世界能源总消耗的10倍以上。运用生物技术搞发酵工程，可将纤维素转化成沼气、酒精；还可利用光合细菌生产氢气，为人类提供清洁、高效的新能源。另外，能量作物的培育也是开发新能源的一个重要方面。自然界有许多植物可以作为石油的代用品，如小巴豆，我们可以运用生物工程技术培养出更多更好的这种能源植物。
生物技术在农业领域的影响主要表现有哪些
生物技术对农业的影响尤为突出。主要表现在：
建立和发展生态农业，实现农田生态环境的良性循环，确保农业持续发展。“石油农业”最终将使生态环境遭到破坏而引起农业的萎缩。生态农业是克服石油农业危机脱颖而出的新兴农业，它是农业发展的第四个里程碑。生态农业在常规农业技术的基础上综合应用生物工程技术和其他新技术，把农、林、牧、副、渔组成一个有机整体，造成农业生态系统内部以及它与外部环境间的良性循环，从而实现农业生产的发展、生态环境保护、能源的节约和再生利用以及社会经济效益的提高和综合统一。它是建立在生态系统良性循环的基础上，依靠对太阳能和生物资源的充分利用进行扩大再生产，无需大规模的投资，是一种新兴、开放的高效农业。实现农业林网化，在多风易旱地区，综合利用生物工程技术与现代农业技术，大力营造多种形式的防风林，防风固沙，改变农田气候小环境，以确保风调雨顺，提高农田产量，促进农业的可持续发展。据测算，它可使粮食增产50％以上，畜牧业产量提高30％以上。中国营造的三北防护林，可使三北地区13个省551个县旱涝保收，对中国农业的全面发展有着不可估量的影响。长江中上游地区开始营造的防护林全部完成后可改变9个省566个县的农业生产面貌。
培养农作物新品种，提高产量。通过生物工程的实用化，培养和推广优质、高产、抗逆境、抗病虫害，具有固氮能力的农作物新品种，以提高农作物的增产幅度，并使一些作物在盐碱地、高寒和炎热的气候条件下也能获得高产。这不仅能提高单位面积产量，而且等于扩大了世界耕地面积。目前，基因转化已经在水稻、玉米、棉花、马铃薯、油菜、大豆和烟草等主要作物中获得了成功，许多重要性状如抗病、抗虫、抗逆、产量、品质及采后保鲜等都得到了明显改善，大大提高了现代农业的技术含量和技术附加值。到21世纪初，全世界农产品增长量的20％来自扩大耕地面积，80％将来自生物技术。生物固氮是现代农业增产的一个重大课题。全世界农业生产每年需要17亿多吨氮，而每年化工业生产的有机氮只有4 000万吨，极大地限制了农业增产的幅度。生物工程的发展为农业生物固氮指明了方向。地球大气层中氮素含量高达798％，但只有少数固氮微生物能加以利用。科学家们目前试图将固氮微生物的基因转移到粮食作物上，从而为粮食作物增产开辟了一条新途径。
通过单细胞蛋白质的生产扩大蛋白食物来源。把粮食转化为肉食以增加蛋白质来源需消耗大量粮食，生产1千克肉约需10千克粮食。应用生物发酵技术，即利用农副产品和工业废水，可大量生产酵母蛋白和生长激素，这些都是家畜饲养的优质饲料。通过DNA重组技术生产的生长激素，在不增加饲料的情况下可使奶牛产奶量提高15％～20％，并使家畜体重大大增加，单细胞蛋白质生产可为人类提供丰富的蛋白来源。
在畜牧业上，利用遗传工程技术培养低脂肪、高蛋白的动物新品种，提高农牧业生产水平。利用“试管婴儿”技术可使一头优良奶牛一年繁殖40头良种牛犊。据有关资料，科学家已把鱼类蛋白质基因植入蟾蜍的卵细胞内，如能实现奶牛基因的转移，便可通过发酵工业生产便宜的奶酪。生物工程的进展，还使人类培养“超级动物”成为可能。20世纪80年代，美国用转基因技术将生长激素基因转入小鼠受精卵中，培育出比普通鼠大3~4倍的“超级巨鼠”，目前已开始商业化。以后又培养出超级羊、特大鱼。这预示着，人们将有可能培育出如象一样大的猪，生长极为迅速、产奶量很高的奶牛品种。人们将不再为因缺乏营养丰富的食物而苦恼。此外，人造血已开发成功，将人的血红蛋白基因转移到奶牛身上，在牛奶里合成，奶是红色的，将血红蛋白取走，奶照样能喝。
利用生物技术实现动植物远缘杂交及某些基因的转移。利用生物技术实现动植物的远缘杂交，培育出既有兔子肉味道、又有胡萝卜味的所谓“胡萝卜兔”，将鸡与小麦杂交生产出营养价值高、又不含胆固醇的“快餐鸡丝面”等；还可利用生物技术将植物的光合作用基因转移到动物身上，使动物只晒太阳、喝水，不用吃其他食物即可正常生长；人们还设想，利用生物工程技术实现纤维素酶基因的转移，若能把寄生在牛的瘤胃中的一种细菌的分解纤维素的遗传物质，转移到寄生在人的肠道里的细菌体内，人便可以从含纤维素的食物中获得大量能量，从而大大减少对食物的需求量。
利用生物技术手段，创造出符合现代社会需要的农产品。随着生活水平的提高，人们对农产品的要求越来越高，更加强调其营养和质量。例如，要求生产具有人体所需要的丰富养料，具有防病、治病、养颜美容、强壮体魄、延年益寿功能的各种食品，食品将由传统的“食用型”向“食疗型”转变。中国培养的瘦肉型猪、脱脂鱼、高碘鸡以及各种药蛋，对防治高血脂、高血压、甲状腺肿大多有一定疗效。
利用生物技术，大搞海洋农业、水上养殖业、太空农业、风光农业、缩微农业等，以克服土地少、需求多的矛盾。世界每年可自然繁殖400亿吨海洋藻类，如充分利用，比世界小麦总产量还要高出10倍以上。中国山东、辽宁实施海洋农业、海洋牧业，取得了良好的经济效益。而在一些自然环境比较差的地区，运用塑料薄膜、塑料大棚、温室、地下灌溉等技术，可改变局部生态环境，使一些长期不能生长农作物的地方，按季生长出蔬菜、花卉等。
目前还出现了无土栽培、气栽培等新的栽培方法，即把作物悬挂在空中，不用土壤作支撑物，把植物直接插在营养液中，或用喷头向植物喷洒营养物。这是一种高效、清洁、无污染、省地的新型农业栽培方法，既能满足人类对无公害蔬菜、粮食的需求，又摆脱了传统农业对土地的依赖。“风光农业”亦称“观光农业”。观光农业迎合了人们的这种需要，把农业与观光、旅游、工业、商贸结合为一体，同时又具有艺术性、可欣赏性、科学性、娱乐性和趣味性，还可创造良好的经济效益。
生物技术的发展还将推动农村精神文明的建设。生物技术的运用过程是对生命本质、生物进化以及人与自然关系和自然规律的认识逐步深化的过程，它将推动农科教的结合，培养出大批农村科技人才，塑造并培育出新一代农民形象和农民精神，从而加速中国农村现代化的实现。
生物技术的发展迎来了医学新世纪吗
生物技术的发展迎来了医学新世纪。生物工程在医药上的应用，可使一些贵重药物不受传统医药工业原料短缺、工艺困难等条件的限制，得以成批量生产。而且效益高、价格低廉，从而为疑难病症的治疗创造了条件。例如，干扰素是抗病毒、抗癌和调节免疫功能的理想药物，治疗癌症、肿瘤可达50％的治愈率，治疗乙型、丙型肝炎的治愈率高达60％。胰岛素治疗糖尿病也十分有效。过去用人体细胞生产，产量极低，每支针剂价格高达150美元；而应用微生物发酵工程批量生产，每支不足10美分，普通患者都能接受有关治疗。还可用生物工程生产乙肝疫苗，从而为防治乙肝提供廉价药物。
