人類經歷了漫長的狩獵文明,約1萬年前進入農業經濟時代,18世紀60年代英國率先進入工業經濟時代,20世紀50年代美國最早走過工業經濟歷程,進入信息時代。據專家估計,這種經濟形態的 "壽命 "為75~80年,到本世紀20年代將逐漸失去活力,屆時人類將迎接下壹個經濟時代,即生物經濟時代的到來,而生物經濟的資源是基因,核心技術是以細胞和分子生物學理論為基礎的各種生物技術。壹、推動產業革命,創造新的經濟增長點。生物產業的比重將逐步提高,15%的藥品以生物技術為基礎,預計到 2010 年這壹數字將提高到 40%。生物芯片已廣泛應用於科研、醫療、農業、食品、環保、司法鑒定等領域,其重要性將不亞於微電子芯片。轉基因動植物市場前景廣闊,2004年全球轉基因作物種植面積已達8100萬公頃。
第二,推動醫學革命,延長人類壽命。20世紀初,人類的平均壽命約為40歲,抗生素和疫苗的應用、醫療技術的提高和大眾****,健康觀念的增強使人類擺脫了傳染病的威脅,人類的平均壽命逐步延長,20世紀末人類的平均壽命達到70多歲。但心血管疾病、癌癥和各種遺傳病或與遺傳有關的疾病仍然是人類健康的主要威脅。21 世紀生物技術將推動新壹輪醫學革命,從疾病預防、疾病診斷、藥物開發、組織工程、基因治療、器官移植、抗衰老等方面延長人類壽命。1990 年,美國國立衛生研究院(NIH)進行了世界上首次基因治療。壹名患有先天性嚴重聯合免疫缺陷病的 4 歲女孩接受了基因治療。這種疾病是由於缺乏正常的腺苷脫氨酶(ADA)基因引起的。專家們以病毒為載體,將 ADA 基因導入從患者血液中分離出來的淋巴細胞,進行體外培養,然後輸回患者體內,結果女孩體內的 ADA 酶水平得到提高,免疫功能得到恢復,並且能夠從事正常活動,沒有任何副作用。這是世界上第壹例基因治療成功的患者,此後,全世界掀起了基因治療熱潮。
三、推動綠色革命,解決糧食危機。20世紀60年代以來,雜交玉米、雜交小麥和雜交水稻等農作物優質品種的培育,標誌著傳統植物育種理論和各種農業措施在農作物改良中的應用達到了高峰,對農業產生了深遠影響,被稱為第壹次綠色革命。而二十壹世紀轉基因動植物、組織培養、胚胎移植、克隆動物等壹系列新技術將再次改變農業的面貌,新技術的集聚將更有利於新品種的創制,生產人類急需的食品、藥品和工業用品,推動第二次綠色革命。
四是創制生物新品種,改善生態環境。植物抗旱、抗鹽基因的發現和應用,將使10億畝幹旱地區的生態環境得到徹底改變,5億畝貧瘠和鹽堿地變成良田。應用基因工程極端微生物處理廢氣、廢水、廢渣,產業化推廣可降解生物塑料制品,將解決工業廢氣、白色垃圾等環境問題,有效改善生態環境。
五是發展綠色能源,解決能源危機。煤炭、石油等化石能源的枯竭指日可待,發展替代能源具有十分重要的戰略意義。全球生物質能源儲量達18000億噸,相當於640億噸石油。生物能源將使農作物稭稈等廢棄有機物轉化為能源,緩解化石能源短缺的危機,為缺油國家解決能源危機問題找到了壹條更為經濟的途徑。用 "綠金 "代替 "黑金",開發生物乙醇、生物柴油、生物發電、生物制氫等替代部分化石能源,已成為許多國家的能源戰略。此外,植物光合作用機理研究已取得重大突破,人工光解水產生的氫將成為繼化石能源之後的主要能源。
VI.生物安全關系到國家安全。必須認識到,生物技術是壹把雙刃劍,生物工程武器將徹底改變傳統戰爭的方式和後果,沒有對生物戰劑、生物恐怖主義和外來入侵物種的防禦和應對能力,就無法從根本上保障國家安全。
七是對傳統倫理觀念的沖擊。轉基因動植物、克隆動物、胚胎幹細胞、組織工程、器官移植技術的應用,將對人類傳統倫理觀念產生強烈沖擊。
可以預見,細胞生物學仍將是未來時代生命科學的主導學科,是支撐生物技術發展的基礎科學。盡管細胞早在 300 多年前就已被發現,但人類對細胞整體(即使是 "簡單 "的細菌)的工作機制還沒有壹個完整而清晰的認識。細胞生物學在以下領域的發現將為生物技術的發展提供新的動力。(i) 對幹細胞生長和分化的控制機制的認識可能會在治療應用方面帶來重大突破;(ii) 對遺傳和生化途徑的調控機制的認識將帶來更先進的基因改造方法;(iii) 對細胞感知環境的機制的認識將有助於開發具有廣泛應用的生物傳感器;(iv) 對細胞骨架和分子馬達的協同機制的認識可能會在本世紀下半葉引領納米技術在生物技術方面的應用。納米技術的生物應用將可能在下半個世紀領先。1.有效解決世界性重大疑難疾病的治療問題:目前,胚胎組織幹細胞技術已經發展到只要獲得病人身上任何壹個活細胞的DNA,就可以培養出除大腦以外的人體任何部位的組織,產生器官(科普:皮膚、指甲等組織也是器官的壹種),從而在醫學上實現真正意義上的器官再生。
二、帶動信息產業和計算機制造等壹些特殊產業劃時代的革命;壹個現在妳想不到的世界:1、今天的計算機在人類生活中起著舉足輕重的作用,人們的日常工作、學習、生產、生活,包括科學研究、航空航天這些高端產業都依賴計算機。如今計算機的基本模型都是馮、諾依曼模型,制造材料也多為金屬材料,從本質上講,從計算機誕生的第壹天到今天,它的運行模式並沒有發生任何實質性的變化。而生物學的發展則可以在未來徹底解決這壹問題,利用生物材料制造出類似於人腦運行模式的超級計算機,讓計算機像人壹樣思考和工作,真正意義上實現運行原理的飛躍。2、復制自己的壹雙手或壹雙腳很便宜,可以隨時 "換 "手換腳甚至換心。復制自己的壹雙手或壹雙腳成本很低,可以隨時 "換 "手腳甚至心臟,壽命可以延長到二三百年甚至更長。社會結構和人的社會意識可以改變妳所能想象的東西
3、經濟結構變了:鋼鐵不再是重工業的標誌性產品。硬 "骨頭 "構成的房子,高度仿生化的汽車、飛機等等。回歸真實的生活正在等著妳。
4、生物技術的發展其實已經超出了妳的想象,但根據各國之間達成的 "聯合國教科文組織第45號國際協議",由於民族、文化、生活傳統等相關問題的巨大差異,討論決議。許多已經實現的成果和產品無法進入我們的現實生活。這是制約生物技術發展和應用的最關鍵因素。