现代生物技术导论论文

楼主你好！题目选的是转基因技术与社会发展。以下为文章，不知道会不会多了点~~ 目的当今世界，科学技术发展突飞猛进，新兴学科、交叉学科不断涌现，科技进步对经济社会的影响作用日益广泛和深刻。伴随着信息科技革命方兴未艾的浪潮，生命科学和生物技术的发展也正在展现出未可限量的前景。越来越多的人们已经预见到，一个生命科学的新纪元即将来临，并将对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响。无论是科技界还是产业界，都基本认同这样一个重要判断：在新的世纪里，生命科学的新发现，生物技术的新突破，生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。 转基因技术(Transgenic technology)是利用分子生物学方法，将某些生物基因转移到其它物种，改造物种的遗传物质，使新物种在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。在农业生产领域从1996年至2004年，全球范围内的转基因作物种植面积增加了48倍；在动物饲养领域提高了蛋、奶、肉、毛皮等的产量与质量；在医药领域通过转基因技术获得特殊基因的动物不仅可能直接生产多种药品，而且利用转基因猪的器官进行人类器官移植已经列入科学家的探讨范围。转基因技术虽然对农业生产、医药研究等经济社会的发展有巨大的推动作用，然而近年有关转基因技术安全性的争论成为全世界最热烈最集中的话题之一，政府组织、民间组织、经贸团体等纷纷加入到这场争论之中，然而争论的各方是否站在科学的立场上作出论断值得商榷。我们必须认识到科学技术（Science and Technology）不是中性的，它从来就是一种社会产品，追向技术的利弊，不能仅仅采取肯定和否定的态度，而是应当抓住技术“合理性”这个核心概念，叩响技术合理性是否真的“合理”，即它在什么意义上是合理的，什么意义上是不合理的，然后进行“价值”选择。1 转基因技术及其对社会领域的渗透 从历史上看，在近代科学和技术诞生的初期，科学和技术与人文文化有着几乎浑然一体的共性，然而，随着科学、技术的发展和专业化，科学技术与人文文化各具有越来越多的独立性，也越来越与人文文化相疏远，以至其隔阂日益加剧，鸿沟出现。科学技术作为人的一种社会活动和社会文化，不是从任何角度都可以使用，而是受到人的价值理性和伦理原则的制约。20世纪50年代末，英国学者C．P．斯诺明确提出科学文化和人文文化及其分裂的问题。此后，虽然在不同的历史时期“两种文化”本身及其分裂的含义有着不同的表现和侧重点，但人们对这一问题的关注简短的持续下来，于是有了两种不同倾向。一方面，在许多领域，尤其是在当年斯诺极为强调的教育领域，人们一直在试图沟通两种文化，努力在其间架起桥梁。另一方面，“两种文化”分裂的局面仍然存在，在新的形势下有着新的发展。在国际上，学术界有着像以“科学大战”为代表的文化冲突，在国内，甚至在波及公众的传播领域，也有着像以“科学主义”和“反科学主义”之争为代表的文化交锋，更不用说那些部分因为体制因素导致的文理分科和过分专业化而带来的人才培养上的单面性。然而，正如斯诺几十年前就认识到的，“两种文化”这种危险的分离，对于社会和人类自身的发展将会带来不利的影响。对此，人们必须达成共识，以各种可能的方式，使人们兼具科学与人文素养，成为与自然、科学技术和谐发展的人，这应该是我们追求的理想目标。 基因是含特定遗传信息的DNA片断，是遗传信息的功能单位，将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体性状的可遗传修饰的技术，称为转基因技术，人们常说的“基因工程”、“遗传工程”、“遗传转化”等均为转基因的同义词，经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”（Genetically Modified Organism, 简称GMO）。其基本过程是：分离、纯化或人工合成所需要的特定基因，即制备目的基因，通过限制性核酸内切酶的切割和连接酶的连接，在体外将目的基因与具有自我复制能力的载体基因结合组成重组基因，即构建成含目的基因的重组载体；将重组载体导入寄主细胞，使所含目的基因在寄主细胞中复制与表达，生成该基因所编码的人类需要的蛋白质，或产生人类需要的新性状，甚至创造新的生物类型。从转基因技术的基本过程我们可以看到转基因技术是根据人们的意愿操作，对基因进行修饰、改造等，从而定向地改变生物遗传性状的技术。新的基因信息可以按照要求转入另一种机体，借以提供一种手段来改造作物的性状和改良家畜品种，或生产安全高效的药物，或制作预防严重疾病的疫苗，或进行基因治疗，或制作一系列的食品或蛋白质等。它是现代生物技术的核心技术，对于发展工业生产和医药学，解决人类的粮食、健康、能源、环境等问题，具有重大的作用和意义，它的发展已经渗入到社会领域的方方面面，是又一次生产力的解放。2 转基因技术改变了人类的生产、生活方式与思维模式 目前，全球人口迅速增长，耕地面积不断减少，粮食问题已经成为世界许多国家面临的十分辣手的问题之一。“目前全球有13亿人受到贫困的折磨，亿人遭受着饥饿或营养不良的困扰，而传统种植方法已经难以提高农作物的产量。” 农业生物技术应用国际服务组织（ISAAA）董事会主席克里夫·詹姆斯（Clive James）对记者说，尽管基因产品和转基因作物不是万能的，但非常重要。要满足人们的食品供应，提高食品供应质量，必须依靠科学技术。日益成熟的转基因技术正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一，深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。目前转基因技术在食品生产中的应用，已取得明显的成效，转基因食品也已悄然走上人们的餐桌。 转基因食品(Genetically modified food)就是以转基因生物为原料加工生产的食品。世界上最早的转基因作物诞生于1983年，是1种含有抗生素类抗体的烟草。直到10年以后，第1种市场化的转基因食品才在美国出现。它是1种可以延迟成熟的西红柿。到了1996年，由其制造的番茄酱才得以允许在超市出售。ISAAA完成了题为《2006年商业化生物技术/转基因作物的全球态势》的年度报告，克里夫·詹姆斯称：2006年，全球转基因作物种植面积以13%的速度迅猛增长，首次突破了1亿公顷。种植转基因作物的农户数量也迅猛增加，首次超过1 000万户。这份报告称，2006年转基因作物取得了多个里程碑式的成功，不仅种植面积和农户数量创造了新的纪录。1996年到2006年的累计种植面积也超过了5亿公顷，达亿公顷，从1996年到2006年前所未有地实现了60倍的增长，是最近几年农作物生物技术采用率最高的一年。 据统计，在930万个小型农户中，大多数都为转基因棉花种植户，包括680万中国农户、230万印度农户、10万菲律宾农户和数千南非农户，以及2006年种植转基因作物的其他7个发展中国家的农户。2006年，转基因大豆依然是最主要的转基因作物，5 860万公顷（占全球转基因作物总种植面积的57%），其次是转基因玉米（2 520万公顷，占25%）、转基因棉花（1 340万公顷，占13%）和转基因油菜（480万公顷，占5%。2006年，美国以及阿根廷、巴西、加拿大、印度和中国依然是全球转基因作物的主要种植国，仅美国就种植了5460万公顷（占全球生物技术作物总面积的53%）。”克里夫·詹姆斯称，22个转基因作物种植国包括11个发展中国家和11个工业化国家，前8个国家的种植面积都超过了100万公顷——这为全球转基因作物在未来实现增长奠定了广泛、稳定的基础。报告称，2005年全球转基因作物种植户获得的纯经济效益估计为56亿美元，1996年到2005年的累计效益高达270亿美元（发展中国家为130亿美元，工业化国家为140亿美元）。“目前全球有13亿人受到贫困的折磨，亿人遭受着饥饿或营养不良的困扰，而传统种植方法已经难以提高农作物的产量。”克里夫·詹姆斯对记者说，尽管基因产品和转基因作物不是万能的，但非常重要。该组织估计，在今后10年的商业化过程中，由于采用“基因叠加”，并扩大具有农艺学、改善品质和抗旱性等重要特性的农作物的种植面积，转基因作物的种植范围将继续扩大，预计到2025年将有四十多个国家的二千多万农户种植2亿公顷的转基因作物。报告认为，种植转基因作物的影响主要体现在以下几个方面：提高了生产力和收入，在同等土地面积上将农作物产量提高一倍，2006年转基因作物产值超过500亿美元；保护生物多样化，保护水资源，大大减少了对杀虫剂的使用等。由此可见，转基因技术正以强大的动力推动着人类生产的发展。利用转基因技术能够生产有利于人类健康和抗疾病的食品。 所谓转基因食品，就是利用生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变，以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是转基因食品。 日本科学家利用转基因技术成功培育出可减少血清胆固醇含量、防止动脉硬化的水稻新品种；欧洲科学家新培育出了米粒中富含维生素A和铁的转基因稻，这一成果有可能帮助降低全球范围内、特别是以稻米为主食的发展中国家缺铁性贫血和维生素A缺乏症的发病率。转基因食品可以摆脱季节、气候的影响，让人们一年四季都可吃到新鲜的瓜菜。同时，人们还发现转基因作物结出的果实，无论外形还是味道都别具风味。英国的科学家将一种可以破坏叶绿素变异的基因移植到草中，可以使之四季常青，除了具有绿化功能之外，还使畜牧业受益，因青草的营养比干草高，而使肉的质量提高。美国是转基因食品最多的国家，60％以上的加工食品含有转基因成分，90％以上的大豆、50％以上的玉米、小麦是转基因的。事实上，中国是世界第四大转基因作物播种国。2001年，全世界的转基因作物播种面积超过5 000万公顷，中国为60万公顷。目前，中国已批准商品化的转基因作物有4种：棉花、西红柿、甜椒、矮牵牛花。其中食品只有西红柿、甜椒两种。由于甜椒缺乏优良品种，并未播种，但全国确实有几万亩转基因西红柿。2002-01～09，中国进口大豆458万吨，进口对象高度集中，主要依赖于美国、阿根廷和巴西，三国分别占到进口总量的41%，36%和23%。美国大豆的70%为转基因大豆，阿根廷的90%为转基因大豆(只有巴西政府禁止播种转基因大豆)。由此可推算，中国约80%的进口大豆为转基因大豆。这些大豆主要都被用来榨油(食用油)。可以说我们吃的豆油、豆腐、豆浆等等绝大部分都是转基因食品。随着我国加入WTO的推进和全球一体化的到来，食用转基因食品将成为不可回避的事实。3 转基因技术的合理性 目前关于转基因产品的安全性问题多数并没有得到最终的证实，有的只是在动物试验中获得了证据，而且发生的概率也很低。但由于此类问题一旦发生，则会对人类产生不可逆的负面影响，所以，即使是存在某些潜在的危害，人们也十分敏感。明确转基因技术的合理性，不是笼统的认识理性与价值目的统一，不该在转基因技术上止步不前，放弃它所带来的与日俱增的巨大优势。 那么，当越来越多的转基因食品呈现在我们面前时，首当其冲的问题就是：转基因食品是否会引起人体的变异，对人类健康是否会造成伤害。由此，在英国曾发生由抗虫土豆引起的环保组织狂摔超市中的基因食品、各种媒体纷纷声讨转基因食品的事件；美国、加拿大两国的消费者虽然大多数已接受了转基因食品，但仍有27％的消费者认为食用转基因食品可能会对健康造成危害。人们食用转基因食品后，有副作用吗？持怀疑态度的理由是：害虫都不敢轻易下口的转基因作物，一旦变成粮食和农副产品，让我们一日三餐皆不离，是不是连同那些抗虫基因也消化了呢？ 就目前转基因生物来说，由于缺乏大样本及长时间的科研数据，人们对转基因生物的风险或可能的危害还知之甚少。主要困惑表现在：①食品安全性。转基因食品的研制目前只有动物实验，并无人体试验，也无长期观察，因此安全性尚无定论。转基因食品问世 5 年来，全世界约有 2 亿人食用过数千种转基因食品，尚未报道过一例食品安全事件。②生物富集度。食物链中有益物质的富集或有害物质的聚集对上一级生物的健康极为关键。目前，转基因作物大多用于饲料，这类转基因生物加入其原来没有的抗病虫害基因或抗杂草基因，其自身会有哪些富集变化，被家畜富集后又会怎样，人食用后会产生什么影响等问题，尚缺少全面系统的科研结论。③药食关系。利用转基因技术可建立动物药库和植物药库，如吃一个西红柿就能预防乙肝。但这种转基因药物对人体有无风险仍需进行长期研究监测才能得出结论，目前这种关系尚不明确。④生态环境影响。转基因生物具有自然生物所不具备的优势，但若将其释放到环境中，有可能造成原有的生态平衡破坏，改变物种间的竞争关系。⑤基因污染。转基因生物造成的基因漂移可能会破坏野生生物的遗传多样性。例如转基因作物花粉随风飘散，由此造成的基因污染将防不胜防。⑥全球监管。现今许多转基因生物产品较多的国家，采取 “ 外松内紧 ” 政策，向一些发展中国家出口转基因产品却不说明。这种现象对保护全球生物安全十分不利。 在此情况下，转基因技术（包括转基因食品）的安全性问题，很快引起人们的极大关注，对转基因作物的安全性争论，源于国际几个典型的事件，如Pusztai 事件、斑蝶事件、加拿大 “ 超级杂草 ” 事件、墨西哥玉米事件以及中国 BT 抗虫棉破坏环境事件等。生态学家担心，转基因生物大规模释放到环境中，将可能造成无法弥补的生态灾难，包括基因扩散、生长失控、危害其他生物、物种异化和产生病毒等。健康专家则担心，转基因活生物体及其产品作为食品，可能对人体产生某些毒理作用和过敏反应。例如，转入的生长激素类基因就有可能对人体生长发育产生重大影响。由于人体内生物化学变化的复杂性，有些影响还需要经过长时间才能表现和监测出来。国际转基因作物争论的实质并不纯粹是科学问题，而更多的是经济和贸易问题。以利益为原则基本上可以分为两派：以绿色和平组织等非政府组织在内的许多机构为代表的反对派和以涉足生物技术开发和商业化运作的公司为代表的支持派。现在转基因作物的安全性已经成了国际贸易的技术壁垒。由于某些媒体的炒作，对消费者的心理和转基因作物的产业化已经产生了很大的负面影响。尽管科学界不断拿出种种证据，以打消社会对转基因作物的疑虑。但由于转基因的一些机理尚不能完全被解释清楚，对转基因食品安全性的担心有增无减，很大程度上影响了这一技术的推广。由于转基因食品的安全性尚无定论，国际上普遍采取了谨慎对待的态度。 2001 年由 113 个国家和地区签署的联合国《生物安全议定书》明确规定，必须对转基因产品进行安全评价，在转基因产品越境转移时，应当征求进口国的同意，并进行标识。 如果仅仅从转基因作物本身来看，对其安全性抱怀疑态度是无可厚非的。因为转基因生物体大都是通过转基因技术将抗虫抗病等有毒基因的导入而获得的，在这种转基因植物中始终存在着有关毒性物质，它的毒害性以及残留量暂时对人的健康不会造成明显影响，而长期是否对人体产生微量累积性影响则需进一步研究。不过应该看到，转基因作物只是转基因技术的一种产物，转基因作物和转基因技术是不同的概念，我们不能因为怀疑转基因作物的安全性，就质疑转基因技术。更何况目前对转基因作物的 “ 是与非 ” ，尚不能盖棺定论。目前几乎每个发展中国家都面临着人口增长与耕地面积减少的巨大压力，解决这一问题的唯一办法就是通过高新技术来提高农业生产效率，转基因技术的大规模应用可以显著地降低生产成本，提高生产效率，它的发展前景是十分可观的。转基因技术作为生物技术范畴的一个分支，由于它的应用，在人类改造自然、品种改良、生物医学、人类健康等方面越来越显示出优越性。就人类健康问题而言，人们可用转基因动物方法制造各种人类疾病的动物模型，为人类健康服务。因此，一项新技术其本身并不存在对或错，而在于人们的运用目的。只要是从人类的生存和健康角度出发去开发应用，对人类的贡献只会是利大于弊。 我们相信，随着转基因食品商业化的步伐不断加快，转基因食品必将成为人们餐桌上的美味佳肴。 网上对“选择转基因食品”的民意调查：4 转基因技术促进人类和社会经济的发展 转基因是一项新技术，在研究和产业化的管理和审批上采取谨慎的做法是必要的，但这种谨慎应该以科学为根据，应该以促进发展为出发点。如果审批程序过于繁琐，不科学地设卡，作茧自缚，就会限制扼杀转基因技术在我国的发展，失去让转基因技术造福于我国的良机。21世纪植物转基因技术对于我国农业的可持续发展和16亿人中的食物安全将发挥重要的作用。面对某些发达国家对重要植物基因资源进行掠夺性、垄断性开发，并激烈争夺我国转基因农作物市场的竞争态势，我国作为一个农业大国，如果不加快生物技术发展，就难以在21世纪国际高技术产业化竞争中占有一席之地，我国的农业将会陷入受制于人的被动局面。 虽然国内外转基因植物研究与产业化已取得突破性的进展，但也应看到，由于受到技术发展的限制，目前植物基因产品应用范围还不是很宽阔。总的来看，抗虫、抗除草剂基因工程产品开发较快，抗病基因工程的研究开发需要进一步深入，抗逆、品质改良、生长发育等基因工程还有待基础研究的新的突破。还要看到，我国植物基因工程技术体系已经初步建立，并取得可喜的令人瞩目的进展。然而，总体研究水平，特别是基础研究与创新能力，以及加快我国转基因植物研究与产业化的发展，建议近期重点抓好以下几方面的工作： ① 继续增加国家对转基因植物基础研究与产业化的投入，积极鼓励和引导企业投资生物技术研究，拓宽国内外技术合作的渠道。 ② 加强国家农业生物技术研究计划的统一管理，制定和完善有利于人才培养引进和研究成果转化的一系列政策，尽快组建国家级转基因植物研究与产业化基地，逐步建立适合我国国情的研究开发与产业化发展体制。 ③ 对技术相对比较成熟的转基因植物产品，如抗虫棉花、抗虫玉米、抗虫水稻和抗除草剂农作物等，要加大力度尽快实现产业化。 ④ 当前要特别重视基因组学、生物信息学等基础研究，集中力量保护开发我国生物基因资源，分离克隆一批具有自主知识产权的、可供植物基因工程利用的新基因。 在努力完善转基因植物安全管理体系的同时，建立健全基因安全评价的技术体系，特别是尽快制定和实施转基因食品安全性检测与管理办法。一方面要加强立法，将部分颁布的条例升级为国家法规，另一方面也要作好公众宣传和舆论导向，以科学的态度对待农业生物安全问题，积极引导我国转基因植物产业化快速和健康的发展。 专家们认为，由于转基因作物能更好地防治病虫害，抵御干旱，提高产量，营养成分高，因此发展前景十分广阔。展望2006年到2015年转基因作物发展的第二个十年，全球转基因作物的种植面积将继续增加，达到2亿公顷，到2015年，40多个国家的至少2000万农户都将种植转基因作物。到2015年，全球人口将增至90亿，只有提高农业生产率才能满足人类对食品的需求，而现代生物技术无疑是提高农业生产率的重要手段之一。人们还可利用基因技术生产速生鱼类和医药工业所需的疫苗等，以满足人类的生活需要。但专家们也强调，发展转基因食品必须有严格监督、科学检验、国际立法，以避免它对人类健康和环境造成损害。 尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同，但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。特别是近二十年来，生命科学与生物技术获得了飞速发展，为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景。因此，合理地开发和利用转基因技术，一定可以促进人类和社会经济的和谐发展。 你可以选择性的借鉴一些重点。

现代生命科学技术的论文基因芯片——“生物信息精灵”——浅谈数学、计算机在现代生命科学研究中的作用二十世纪是物理科学的世纪，而二十一世纪则是生命科学的世纪。生命科学，尤其是生物技术的迅猛发展，不仅与人类健康，农业发展以及生存环境密切相关，而且还将对其它学科的发展起到促进作用，所谓"今天的科学，明天的技术，后天的生产"。而生命科学的基础性研究是现代生物技术的源泉、科学和技术创新的关键。现代生物技术，是一门领导尖端科技的学科，正因如此，我很想知道它与数学——我得专业课，计算机等理论或技术是怎样有机的联系在一起的。基于此，我利用课余时间查阅了许多网站、书籍，并有了小小的收获。现就“基因芯片”技术，浅谈如下。一、基因芯片简介基因芯片，也叫DNA芯片，是在90年代中期发展出来的高科技产物。基因芯片大小如指甲盖一般，其基质一般是经过处理后的玻璃片。每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区。在指定的小区内，可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子（也叫分子探针）。 由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列，利用分子杂交及平行处理原理，基因芯片可对遗传物质进行分子检测，因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等。基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点，是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃。二、基因芯片技术 生物芯片技术是于90年代初期随着人类基因组计划的顺利进行而诞生，它是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的微缩技术，将现在生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程，如样品制备、化学反应和定性、定量检测等手段集成于指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上，使这些分析过程连续化和微型化。也就是说将现在需要几间实验室、检验室完成的技术，制作成具有不同用途的便携式生化分析仪，使生物学分析过程全自动化，分析速度成千上万倍地提高，所需样品及化学试剂成千上万倍地减少。可以预见，在不远的将来，用它制作的微缩分析仪将广泛地应用于分子生物学、医学基础研究、临床诊断治疗、新药开发、司法鉴定、食品卫生监督、生物武器战争等领域。 生物芯片技术是目前应用前景最好的DNA分析技术之一，分析对象可以是核酸、蛋白质、细胞、组织等。目前全世界用生物芯片进行疾病诊断还处于研究阶段，国外已将其用于观察癌基因及肌萎缩等一些遗传病基因的表达和突变情况。 生物芯片技术还可以用于治疗，例如已开发出在4平方毫米的芯片上布满400根有药物的针，定时定量为病人进行药物注射。另外，科学家还在考虑制作定时释放胰岛素治疗糖尿病的生物芯片微泵及可以置入心脏的芯片起搏器等。生物芯片技术与组合化学相结合将开辟另一个极有价值的应用方向，即为新药研制提供超高通量筛选平台技术，这必将使新药研究开发和传统中药的成分评估获得重大突破。三、基因芯片的应用技术举例1、基因破译 目前，由多国科学家参与的“人类基因组计划”，正力图在21世纪初绘制出完整的人类染色体排列图。众所周知，染色体是DNA的载体，基因是DNA上有遗传效应的片段，构成DNA的基本单位是四种碱基。由于每个人拥有30亿对碱基，破译所有DNA的碱基排列顺序无疑是一项巨型工程。与传统基因序列测定技术相比，基因芯片破译人类基因组和检测基因突变的速度要快数千倍。 基因芯片的检测速度之所以这么快，主要是因为基因芯片上有成千上万个微凝胶，可进行并行检测；同时，由于微凝胶是三维立体的，它相当于提供了一个三维检测平台，能固定住蛋白质和DNA并进行分析。 美国正在对基因芯片进行研究，已开发出能快速解读基因密码的“基因芯片”，使解读人类基因的速度比目前高1000倍。图1所示为一种内嵌基因芯片的基因检测装置。2、基因诊断 通过使用基因芯片分析人类基因组，可找出致病的遗传基因。癌症、糖尿病等，都是遗传基因缺陷引起的疾病。医学和生物学研究人员将能在数秒钟内鉴定出最终会导致癌症等的突变基因。借助一小滴测试液，医生们能预测药物对病人的功效，可诊断出药物在治疗过程中的不良反应，还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遗传基因，将使10年后对糖尿病的确诊率达到50％以上。 未来人们在体检时，由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血，转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上。利用基因诊断，医疗将从千篇一律的“大众医疗”的时代，进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”的时代。3、基因环保 基因芯片在环保方面也大有可为。基因芯片可高效地探测到由微生物或有机物引起的污染，还能帮助研究人员找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。这种对环境友好的基因一旦被发现，研究人员将把它们转入普通的细菌中，然后用这种转基因细菌清理被污染的河流或土壤。4、基因计算 DNA分子类似“计算机磁盘”，拥有信息的保存、复制、改写等功能。将螺旋状的DNA的分子拉直，其长度将超过人的身高，但若把它折叠起来，又可以缩小为直径只有几微米的小球。因此，DNA分子被视为超高密度、大容量的分子存储器。 基因芯片经过改进，利用不同生物状态表达不同的数字后还可用于制造生物计算机。基于基因芯片和基因算法，未来的生物信息学领域，将有望出现能与当今的计算机业硬件巨头――英特尔公司、软件巨头――微软公司相匹敌的生物信息企业。四、基因芯片的实际应用 基因芯片在生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域有极其重要的应用价值。在基因芯片的驱动下，人类正进入一个崭新的生物信息时代。1、在美国科学家第一次将一个他们称之为生物芯片的计算机芯片植入人体的细胞上，从而使人体细胞与计算机连接。这是美国科学家波利斯·鲁宾斯基（Boris Lubinsky）和他的同事黄永（译音）在3月份的美国《生物医学微设备》杂志中著文披露的。 2、人体细胞外面包有一个细胞膜，该细胞膜具有使特定物质单向通过的功能。多年来，科学家们一直寻求找到用电冲击的方法，使所希望的物质进入细胞膜，但直 到目前为止，所用的方法有时成功，有时失败。而使用鲁宾斯基和黄永研究出来的 新方法，细胞膜由计算机得到一个信号，让某些物质进入到细胞中。随具体场合的 不同，这些物质可以是例如用来改变基因的遗传物质，也可以是药物或蛋白质。这样，就可以更好地使这些物质发生效力。 鲁宾斯基等科学家打算研制出能对例如神经细胞和肌肉等人体组织发出指令的生物芯片，这样至少会使人所服用的药物发挥更大的效力。俄亥俄州立大学生物医学工程中心主任莫里罗·弗拉里称鲁宾斯基的这项发明是处在发展阶段早期的具有潜在作用的实验室工具。美国科学家们称，他们已经找到了一种能使人体细胞和电路进行交配的生物工程芯片，它能在医学和基因工程学方面发挥关键的作用。 这种比头发还小还细的微型装置使健康人体细胞和电子芯片结合，通过电脑对芯片进行控制，科学家认为他们能够控制细胞的活动。 电脑向细胞芯片发送电脉冲，激发细胞膜孔张开，并激活细胞。科学家希望能够大批量地生产这种细胞芯片，并能够把它们植入人体，取代或修正病变组织。 领导这项研究的加州大学机械工程学教授鲍里斯·鲁宾斯基说：“细胞芯片还使科学家在复杂的基因治疗过程中更准确地进行控制，因为他们能够更准确地开启细胞孔。” 鲁宾斯基还说：“我们在生物学领域里引入了工程学的精髓，我们完全可以在不影响周围其它细胞的情况下输入DNA、提取蛋白质以及注射药物。” 该细胞芯片的出现与长期存在的一种理论有关，即一定量的电压能够穿透细胞膜。 多年来，科学家一直在进行用电力轰击细胞试验的遗传研究，希望藉此引入新的疗法和基因物质。研究人员希望能最终制造出与激活不同的身体组织（从肌肉到骨骼到大脑）所需的准确的电压量相调合的细胞芯片。那样的话，将会有数以千计的细胞芯片用来治疗各种类型的疾病。3、用独创技术自行研制的中国第一片应用型基因芯片于近日在第一军医大学正式诞生。 据第一军医大学有关负责人透露，该军医大研制成功的基因芯片，是中国首次应用一种创新的基因片扩增技术，率先攻克了内地同行在基因芯片研究中首先面临的快速经济地搜集数以万数基因探针难题，并巧妙运用新技术手段明显地降低成本。 目前，该芯片已完成实验室工作，即将进入临床验证阶段，如果顺利，用於临床诊断的基因芯片可望不久投入批量生产。但到目前为止，全世界还没有实际用於临床应用诊断的基因芯片生产。 在实验室里，将这几片比大拇指盖稍大的基因芯片，放在检测器上，与之相连的电脑屏幕上立刻出现了纵横交错的红红绿绿荧光点，出现的每个荧光点就是一个基因片断的点阵。只要取病人一滴血放在芯片检测卡上，经过分子杂交后，连上电脑就可以立刻显示出基因变化情况，并通过电脑把基因语言翻译成医生能读得懂的信息，从而对疾病做出准确的诊断。 这种芯片的成功诞生，标志着疾病的诊断由细胞和组织水平推进到基因水平。它们的开发应用将在环境污染控制、动植物检疫、器官移植、产前诊断、药物筛选、药物开发等方面展示出广阔的前景。五、生命科学渐成IT公司关注焦点 人类基因组工作草图绘毕的消息像打开了阿里巴巴宝藏的大门，以基因技术为核心的生命科学市场正吸引着越来越多的淘金者。近来，为这些淘金者生产“铁锨”的资讯科技（IT）公司的积极行动颇为引人注目。1、揭开基因之迷须破译大量数据 人类基因组草图仅仅是读出了“生命之书”，而要真正读懂它，揭示所有基因编码所代表的信息，还必须破译浩如烟海的数据。 在著名的英国桑格中心里，有关人类基因组的数据已经达到22万亿字节，是世界上首屈一指的美国国会图书馆藏书内容的两倍多。据这家中心估计，在未来两至三年内，与人类基因组有关的数据量还将上升到50万亿至100万亿字节。2、生命科学公司10%投资用于开发资讯科技 为了解决处理数据所需的庞大计算能力的问题，世界上最大的12家生命科学公司目前把近10%的科研预算用于资讯科技投资，而且这个比例可能还将增长。 据美国国际商业机器公司（IBM）估计，与生命科学有关的资讯科技市场将在今年达到35亿美元，到2003年达到90亿美元。3、市场潜力巨大 一些著名的IT企业，已将眼光瞄准了这一潜力巨大的市场。例如，IBM已经决定投资1亿美元，用五年时间研制一种名为“蓝基因”的超级电脑。 “蓝基因”的运算能力将是美国现有40台最快的超级电脑运算能力总和的40倍，它主要用于模拟人类蛋白折叠成特殊形状的过程。世界最大的个人电脑制造商美国康柏公司，也垂涎这块“肥肉”。4、康柏趁早下手培养未来客户基础 已经成为生命科学领域电脑服务器主要供应商的康柏公司最近宣布，它将继续投资1亿美元，支持新兴生物技术公司，以培养未来的客户基础。 其实，IT公司还远不止盯着这些近期利益。以基因研究为基础的生物经济可能在新世纪里成为新经济的重要组成部分，对此人们已经达成共识。5、行业标准制定者能享有巨大经济利益 根据以往的经验，率先进入市场的公司大多能够成为行业标准的制定者，这些行业标准往往意味着巨大的经济利益。 今年8月，德国狮生命科学公司的股票上市。由于投资者看中这家公司的基因次序检索系统（SRS）可能成为行业新标准，其股票价格在短短时间里迅速上涨了50%。6、政府支持基因研究 IT公司进军生命科学领域，与各国政府对基因研究的支持密不可分。为了在基因组研究的下一个阶段——分析蛋白质结构的国际竞争中领先，不少国家积极采取措施，促进信息业与生物产业的结合。 例如，日本不久前就组织了“官产学”大联合的“生物产业信息化研究共同体”，参加这个共同体除了制药、食品、生物、化学等与基因科学相关的企业外，还有不少电脑公司。 小结：科学界公认，生物芯片技术将给下个世纪生命科学和医学研究带来一场革命。目前我国科学家正在加速研制这种可能快捷便利提取DNA，查找遗传基因特性的新技术。相信，这一现代生物与高科技联姻的成果将为二十一世纪的发展作出巨大的贡献！