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生物技术在我们日常生活中的七大应用

2019/03/21 爱搜客

生物技术也从理论照进现实。在这里我们将提供一些现实世界的例子,说明生物技术如何帮助我们改造世界,下面让我们一起感受生物技术的魅力吧!

农业

遗传修饰:它是使用生物技术科学的最古老的形式,它在今天仍然很重要。人类不可能永远停止发展农业生物技术,而人口不断增加,我们需要提高产量。产量可能是人口过剩问题的答案,以避免侵入更多的处女地,例如热带雨林,并为其他地区的潜在住房争夺宝贵的空间。我们一直致力于通过选择性杂交育种来提高产量,抗虫性,抗寒性和安全性。但基因改造已被证明是应对未来食物需求的重要技术。重复的测试和研究表明,尽管对道德和潜在的过敏原有一些小问题,但它是安全的。

水培:当我们想要殖民其他世界时我们将需要养活更多的人并喂养他们目前无法维持生命的世界,因为它土壤缺乏土壤或土壤中几乎没有养分。这不仅意味着植物的遗传修饰能够在很少的能量,水或紫外光输入下产生高产量,而且还意味着在太阳系的一些最恶劣的条件下生长。这也可能意味着一种叫做水培的东西不使用土壤和监测土壤肥力。几十年来已经进行了许多试验。水培不仅仅是一种潜在的技术,但在某些领域,它已经是一种重要的生产方法。

生物燃料生产:现代世界面临的最大挑战之一是继续供应燃料。化石燃料是一种有限的资源。这取决于何时,而不是可再生能源生产方法取代石油,天然气和煤炭。水电,太阳能和风力涡轮机是最常见的,但目前,作物种植并转化为柴油。

动物科学:具有生物技术资格的人可以从事动物科学研究,解决当今一些最大的问题。虽然畜牧生产和兽医科学是最明显的,但动物科学家还检查动物的有机材料,以创造供人类食用的产品-例如,回火皮革,检查使用骨粉或动物废物作为天然杀虫剂和肥料。随着研究人员试图理解为什么某些动物物种对某些疾病具有遗传免疫力以及为人类和动物试验研究这些基因的原因,医学科学和遗传学也存在一些重叠。

生物工程

生物工程或生物工程是利用生物学理论解决现实问题的应用科学。这既是对传统工程实践的补充,也是对比,在设计结构和工具时使用数学,科学和计算。生物工程通过研究自然界中已有的思想,理论和实践,可以适应科学。生物工程师的目标是模仿现有的生物系统或对其进行修改以替换,增强或改进当前的工程问题。它汇集了两个看似不同的科学,以创造必要的重叠。

食品技术是与农业重叠的领域,但生物工程设计并创造了几种替代食品来源。用于肉类替代食品的合成蛋白质就是一个例子,但近年来研究人员一直专注于生产合成肉类。饲养牲畜作为肉类是土地密集度最高的食品生产方法之一,可能对生态环境不利。它还为最终将素食主义者或纯素食者用于动物福利目的的人们制造了道德困境。如果生物工程可以创造出具有肉类所有营养成分的合成肉类并且安全地进行,那么它可以消除道德和生态问题,同时满足我们对未来的肉类需求。

仿生(也被称为的形式仿生学)是在建模自然过程和系统的应用来解决复杂的工程问题。最早也最简单的一个是人类如何试图通过复制鸟的拍打翅膀和动作来飞行。这种方法由于对物理学和飞行性质的理解不足而失败,同时仅关注拍打动作和鸟翼的形状。然而,除了这个重大失败之外,仿生学在今天确实有很多成功案例。最近的一个是模仿白蚁丘设计,以创造未来的节能建筑。津巴布韦的商业办公大楼和购物中心组合采用高效的内部气候控制。整个结构建立在与白蚁丘相同的原则上,以调节温度,使用自然过程使其在夏季保持凉爽,在冬季保持温暖。值得注意的是,这个综合体没有加热或空调系统。其他例子包括根据蚊子口腔结构重新设计医用针头,以便更有效地进行注射和采集血样,从而减少对静脉和动脉的损伤。另一个是通过对鲸鱼和海豚的海洋生物学研究开发声纳。

制造业

生物技术在满足消费者社会方面也至关重要。这十年中最大的问题之一是塑料在我们的海洋中积聚。微珠和其他处理过的塑料正大规模伤害野生动植物。2018年被证明是提高塑料危险性的一年。这种类型的材料目前依赖于油作为原料,但它可以通过可生物降解得更安全的材料制成。它已经存在并且我们已经在我们每天使用的一些塑料中使用它。通过模仿生物系统或将生物技术应用于现有技术,生物工程可以是用于一系列可持续材料的环境生产方法的方法之一。科学为我们的杂货袋开发了由纤维素制成的生态塑料。在某些情况下,这些与石化生产的塑料无法区分。纤维素已被证明特别有用,因为它与传统塑料不同,它会在短短几年内降解,并且在焚烧时不会留下任何残留物。

环境修复

这是生物技术应用于溢油或煤气泄漏后的清理。在该地区工作的生物技术专家将使用天然或转基因生物材料来抵消这种灾难造成的损害。典型的材料包括细菌,藻类和真菌消耗污染物质,或新植物物种通过自然土壤浸出吸收它。细菌通常是最优选的,因为它通常会将死亡的生物转化为有机物质,如营养物质。在每种情况下,引入材料的作用是通过酸和酶或其“食用”材料的副产物将有机或无机材料分解成无害或甚至有益的材料。

生物医学技术

自启蒙运动以来,生物技术已经见证了其最大数量的应用通过医学科学发展和成长。今天,没有任何医学应用领域没有被所谓的“生物医学技术”所触及。首先是疾病的检测和诊断。了解疾病的本质并不总是一门精确的科学。许多医生依靠经验和症状解释来诊断病情,即使在今天,他们也可以使用所有技术。但生物技术的应用,如基因检测寻找特定的蛋白质和标记,以了解患者的哪种情况是最近的发展之一。现在我们正在解开大多数疾病的遗传密码和生物学标记,这个过程将来可能会更容易。

遗传学也为许多其他领域提供了信息,例如病毒疗法。这是病毒在治疗其他疾病中的用途。有三个分支:抗癌溶瘤病毒,用于基因治疗的病毒载体和病毒免疫疗法。后者类似于传统疫苗,但不同之处在于它将抗原应用于免疫系统。传统药物,疫苗和抗生素的生产在技术上也是生物技术,因为研究人员经常检查天然物质的遗传或化学结构并对其进行操作或将其合成用于常规药物。

生物信息学

生物信息学就是生物技术与信息技术一起作为理论生物学的一种形式。它是一个跨学科和跨学科的领域,试图开发基于软件的工具,用于分析生物数据。随着大数据的出现,它可能会在未来几年和20世纪20年代经历鼎盛时期。它汇集了来自信息技术,生物科学,工程和数学等广泛领域的专家和数据,用于分析和解释生物信息。实质上,它是生物科学的应用统计和计算过程和建模的一种形式。生物信息学的典型应用包括调查大规模人口趋势和将个体基因理解为常见疾病的候选者。

生物信息学使研究人员能够更快,更频繁地检查和处理更多信息,具有巨大的处理能力和统计分析,包括适当的数字化绘图。对此的进一步影响是显而易见的,不仅用于医学用途,还用于agritech和基因模拟建模。我们可以识别特定的基因,使作物更加坚硬,更有可能产生更高的产量,并选择性地培育它们,并预测它们如何与其他基因一起发挥作用。

生物机器人

工程师致力于开发机器人,其应用方法,力学和理论受到生命系统的启发。从理论上讲,它们应该优于传统的机器人系统。通过研究生物系统的演变,我们可以设计出更好的机器人,假肢和工业自动化。当然,机器人技术最明显的应用是假肢和危险工作的自动化,以减少人类工作场所的伤害和死亡,但预计在未来十年中许多工作将转向自动化,现在的潜力是无限的。小型化可以帮助我们进一步检查疾病遗传,例如-我们称之为纳米生物技术。有些人甚至在测试中用于检查儿童发育以识别自闭症和外科手术。就环境应用而言,机器人在自然环境中模仿和适应动物的能力可能在一定程度上了解生态系统并建立环境保护结构。

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