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隨著全球人口老齡化的加劇、慢性疾病的增多，以及人們對健康、食品和能源需求的不斷提高，生物技術行業(yè)市場需求持續(xù)增長，特別是在醫(yī)藥、農業(yè)、環(huán)保和能源等領域，生物技術將發(fā)揮更加重要的作用。

1、定義與分類

生物技術是以現代生命科學理論為基礎，應用生命科學研究成果，結合化學、物理學、數學和信息學等學科的科學原理，采用先進的科學技術手段，按照預先設計，在不同水平上定向地改造生物遺傳性狀或加工生物原料，為人類提供有用的新產品（或達到某種目的）的綜合性的科學技術體系。

根據市場調研報告指出，生物技術主要包括五大工程，即基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質工程。隨著信息技術、納米技術和生物技術的融合發(fā)展，生物交叉技術也成為生物技術的一個重要分支。

基因工程又稱基因拼接技術和 DNA 重組技術，是以分子遺傳學為理論基礎，以分子生物學和微生物學的現代方法為手段，將不同來源的基因按預先設計的藍圖，在體外構建雜種 DNA 分子，然后導入活細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品。例如，轉基因作物就是將外源基因導入農作物，使其獲得抗蟲、抗病、耐除草劑等優(yōu)良性狀 ，像抗蟲棉的培育，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因導入棉花植株，有效抵御害蟲侵害，減少農藥使用。

細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過某種工程學手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。比如干細胞技術，利用干細胞的多向分化潛能，在醫(yī)學領域用于治療多種疾病，如脊髓損傷、糖尿病等；還有克隆技術，通過核移植等方法，成功克隆出多利羊，這是細胞工程的重大成果。

發(fā)酵工程是指采用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用于工業(yè)生產過程的一種新技術。在食品領域，酸奶、啤酒、面包等的制作都依賴發(fā)酵工程；在醫(yī)藥領域，抗生素的生產也離不開發(fā)酵技術，如青霉素的大規(guī)模發(fā)酵生產。

酶工程就是將酶或者微生物細胞，動植物細胞，細胞器等在一定的生物反應裝置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質并應用于社會生活的一門科學技術。例如，在洗滌劑中添加酶制劑，可以提高去污效果；在紡織工業(yè)中，利用酶進行織物的退漿、精練等處理，可提高產品質量。

蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。比如科學家通過蛋白質工程改造某些酶，使其催化活性更高、穩(wěn)定性更強，應用于工業(yè)生產中可提高生產效率。

2、發(fā)展歷程

據市場研究報告進行披露，生物技術的發(fā)展源遠流長，可追溯到古代的傳統(tǒng)生物技術時期，歷經漫長的演進，逐步邁入現代生物技術階段，每一個階段都蘊含著重大的突破與變革。

傳統(tǒng)生物技術的起源可以追溯到數千年前，當時人們雖然尚未明晰其中的科學原理，但已經開始利用微生物的發(fā)酵作用來制作食品和飲品。早在公元前 6000 年，古代巴比倫人就已掌握釀造啤酒的技術；公元前 4000 年，埃及人學會制作發(fā)酵面包；中國殷商時期有制醬的記錄，春秋戰(zhàn)國時期出現釀醋作坊。這些早期的生物技術應用，主要依賴于自然發(fā)酵和簡單的經驗操作，極大地豐富了人類的飲食種類。1673 年，安東尼?范?列文虎克發(fā)明顯微鏡，這一發(fā)明使得人類首次觀察到微生物，為后續(xù)對微生物發(fā)酵原理的研究奠定了基礎 。19 世紀 60 年代，法國科學家巴斯德證實發(fā)酵是由微生物引起的，并建立了微生物的純種培養(yǎng)技術，將發(fā)酵技術從單純的經驗實踐提升到科學理論的層面，為發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展提供了堅實的理論依據。此后，發(fā)酵技術在工業(yè)生產中的應用逐漸廣泛，20 世紀 20 年代，大規(guī)模的純種培養(yǎng)技術被用于發(fā)酵化工原料丙酮、丁醇；20 世紀 50 年代，青霉素的大規(guī)模發(fā)酵生產帶動了整個發(fā)酵工業(yè)和酶制劑工業(yè)的蓬勃發(fā)展，這些技術被廣泛應用于醫(yī)藥、食品、化工等多個領域。

20 世紀中葉，一系列重大的科學發(fā)現和技術突破，推動生物技術進入了現代生物技術時代。1944 年，美國科學家艾弗里等人通過實驗闡明了 DNA 是遺傳信息的攜帶者，這一發(fā)現揭示了遺傳物質的本質，為基因工程的誕生奠定了理論基石。1953 年，沃森和克里克提出了 DNA 的雙螺旋結構模型，進一步闡明了 DNA 的半保留復制模式，開辟了分子生物學研究的新紀元，使人們對遺傳信息的傳遞和表達機制有了更為深入的理解。1961 年，霍拉納和尼倫伯格破譯了遺傳密碼，揭開了 DNA 編碼的遺傳信息如何傳遞給蛋白質的奧秘，為基因工程技術中基因的表達和調控提供了關鍵的理論支持?；谶@些基礎理論的重大突破，1972 年，伯格首先實現了 DNA 體外重組技術，這一標志性事件宣告了基因工程技術的誕生，它賦予了人類按照意愿在體外對 DNA 進行切割、重組和導入的能力，徹底改變了生物技術的發(fā)展格局。1976 年，世界第一家生物技術公司 Gen - Tech 誕生，標志著現代生物技術產業(yè)的興起，此后，眾多科學家投身于分子生物學研究，以基因工程為核心的技術革命，帶動了現代發(fā)酵工程、細胞工程及蛋白質工程的飛速發(fā)展。例如，在基因工程領域，轉基因作物的培育和應用不斷拓展，為解決全球糧食問題提供了新的途徑；在細胞工程領域，干細胞技術和克隆技術的研究取得了顯著進展，為醫(yī)學治療和生物研究帶來了新的希望 ；在發(fā)酵工程領域，利用基因工程改造的微生物進行發(fā)酵生產，能夠獲得更高產量和質量的產品；在蛋白質工程領域，通過對蛋白質結構和功能的深入研究，設計和改造出具有特定功能的蛋白質，滿足了不同領域的需求。