一、現(xiàn)代生物技術(shù)
現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱。現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程、治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。由于現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)解決人類面臨的重大問(wèn)題如：糧食、健康、環(huán)境和能源等將開辟?gòu)V闊的前景，因此越來(lái)越為各國(guó)政府和企業(yè)界所關(guān)注，與信息、新材料和新能源技術(shù)并列成為影響國(guó)計(jì)民生的四大科學(xué)技術(shù)支柱，是21世紀(jì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)。
(一)遺傳工程
遺傳工程的研究發(fā)展，為器官移植提供了一個(gè)很有前途的新手段——利用動(dòng)物的器官代替人的器官�？茖W(xué)研究表明人體異種器官移植，豬較為合適。首先豬器官的大小與人的相當(dāng)，生理上也比較接近;其次豬在無(wú)病原體條件下比較容易飼養(yǎng)和容易保證無(wú)病的供體;此外豬的繁殖率高，每窩可產(chǎn)十幾只豬崽，存活率也較高。為了保證植入的器官不被排斥，生物學(xué)者正在培養(yǎng)具有人的基因的新型豬，這種豬叫轉(zhuǎn)基因豬。
(二)基因治療
基因治療是21世紀(jì)國(guó)際生物技術(shù)的又一個(gè)熱點(diǎn)。基因治療就是將外源基因通過(guò)載體導(dǎo)入人體內(nèi)并在體內(nèi)(器官、組織、細(xì)胞等)表達(dá)，從而達(dá)到治病的目的�；蛑委熼_辟了醫(yī)學(xué)預(yù)防和治療的嶄新領(lǐng)域。自從1990年臨床上首次將腺苷酸脫氨酶(ADA)基因?qū)牖颊甙准?xì)胞，治療遺傳病——重度聯(lián)合免疫缺損病以來(lái)，利用基因治療的手段治療囊性纖維化(CF)、血友病，還擴(kuò)大用于治療腫瘤和艾滋病的臨床試驗(yàn)已數(shù)以百計(jì)，基因治療將引起臨床醫(yī)學(xué)的一場(chǎng)革命，將為治療目前尚無(wú)理想治療手段的大部分遺傳病、重要病毒性傳染病(如各型肝炎、艾滋病等)、惡性腫瘤、心腦血管疾病和老年病等開辟了十分廣闊的前景。
可以比較樂觀地認(rèn)為，隨著人類基因組計(jì)劃的順利實(shí)施，隨著“后基因組”時(shí)代的即將到來(lái)，人類23對(duì)染色體大約60億個(gè)核苷酸的排列順序被測(cè)定，人類基因組所包含的約3萬(wàn)個(gè)基因中與人的重要生命功能和重要疾病相關(guān)的基因?qū)⒉粩啾话l(fā)現(xiàn)，6000多種人類單基因遺傳病和一些嚴(yán)重危害人類健康的多基因病(如惡性腫瘤、心血管疾病等)將有可能由此得到預(yù)防、診斷和治療�；蛑委煹难芯繉倪^(guò)去的盲目階段進(jìn)人理性階段。基因治療有可能在21世紀(jì)20年代以前，成為臨床醫(yī)學(xué)上常規(guī)的治療手段之一，人類很多目前無(wú)法治療的疾病將通過(guò)基因治療手段而獲康復(fù)。
(三)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)
在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中，轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的研究與開發(fā)最為突出。1983年轉(zhuǎn)基因植物問(wèn)世，1986年被批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物檢疫局(APHIS)的數(shù)據(jù)，截止1997年1月31日，美國(guó)已批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因植物田間試驗(yàn)達(dá)2584例。近年來(lái)，抗除草劑的大豆、抗病毒病的甜椒、抗腐能力強(qiáng)、耐貯性高的番茄、具有高含量必須氨基酸的馬鈴薯等轉(zhuǎn)基因植物開始進(jìn)入市場(chǎng)，成為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的第一批成果;轉(zhuǎn)基因的瘦肉型豬、高產(chǎn)奶的奶牛和能從奶中提取藥物的轉(zhuǎn)基因羊等也將進(jìn)入實(shí)用化階段。未來(lái)農(nóng)業(yè)的模式將是：農(nóng)業(yè)工廠化，按人類要求高水平的控制環(huán)境因素，實(shí)現(xiàn)規(guī)�；�、機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)生質(zhì)量穩(wěn)定、供應(yīng)穩(wěn)定、價(jià)格穩(wěn)定、營(yíng)養(yǎng)豐富的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品;安全的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物投放市場(chǎng);具有營(yíng)養(yǎng)保健、醫(yī)療功效的豬牛羊、蔬菜水果等轉(zhuǎn)基因食品大批走向餐桌。
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)也取得了豐碩成果，我國(guó)用花藥培養(yǎng)、染色體工程等育種技術(shù)培養(yǎng)出水稻、小麥、油菜、橡膠等一批作物新品種、新品系、新種質(zhì)。其中較突出的有京花3號(hào)、小偃107號(hào)小麥和中花10號(hào)水稻等新品種，具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗病、抗鹽堿等特性，已經(jīng)在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在家畜及魚類育種上也初見成效，中科院水生生物研究所在世界上率先進(jìn)行轉(zhuǎn)基因魚的研究，成功地將人生長(zhǎng)激素基因、魚生長(zhǎng)激素基因?qū)膈庺~，育成的當(dāng)代轉(zhuǎn)基因魚生長(zhǎng)速度比對(duì)照組快，并從子代測(cè)得生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)，為轉(zhuǎn)基因魚的實(shí)用化打下基礎(chǔ)。
(四)海洋生物技術(shù)
隨著海洋生物學(xué)的發(fā)展和海洋生物資源開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，海洋生物技術(shù)興起并成為一個(gè)新的研究開發(fā)領(lǐng)域。海洋生物技術(shù)的研究范圍廣泛，發(fā)展迅速。其中包括探索、開發(fā)和利用有價(jià)值海洋生物，優(yōu)良養(yǎng)殖品種的培育和病害防治，海洋生物天然產(chǎn)物的利用，海洋特殊功能的闡明和利用，海洋生態(tài)系統(tǒng)的闡明和利用，海洋生物利用系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。海水養(yǎng)殖、海洋生物、天然產(chǎn)物開發(fā)和海洋環(huán)境保護(hù)的生物技術(shù)是三大研究熱點(diǎn)。海水養(yǎng)殖是提高水產(chǎn)品產(chǎn)量的重要途徑，海水養(yǎng)殖的主要對(duì)象是魚類、藻類、對(duì)蝦和貝類。美國(guó)重點(diǎn)發(fā)展鮭、鱒等魚類的養(yǎng)殖;日本主要養(yǎng)殖的魚類有獅魚、真鯛和香魚等;西歐海水養(yǎng)殖業(yè)較發(fā)達(dá)的國(guó)家有挪威、意大利和法國(guó)：挪威重點(diǎn)發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)殖，意大利主要發(fā)展鯨及金鯛等魚類，法國(guó)主要發(fā)展鱒魚養(yǎng)殖。在海洋生物天然產(chǎn)物的研發(fā)方面，利用海藻生產(chǎn)的褐藻膠、卡拉膠在世界上占有重要地位。繼用海帶制碘和甘露醇之后，又開發(fā)了各種醫(yī)用品，如降血脂藥甘露煙酸酯和抗血栓新藥藻酸雙酯鈉(PSS);利用甲殼素(水溶性的蝦皮，人體可吸收)和甲殼胺已制成864人工皮膚、創(chuàng)傷愈合海綿、做化妝品用的類透明質(zhì)酸(AHA)等新產(chǎn)品。并且從一些軟體動(dòng)物和腔腸動(dòng)物中初步篩選到抗血凝、降血壓、防治心血管病、抗病毒病和抗癌的活性物質(zhì)。
1996年，我國(guó)政府已將海洋生物技術(shù)列入863計(jì)劃，主要方向是大規(guī)模發(fā)展海水養(yǎng)殖。并已初見成效。海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量、海藻、貝類等產(chǎn)量均居世界首位，對(duì)蝦產(chǎn)量也曾一度居世界首位;裙帶菜無(wú)性繁殖系、三倍體扇貝和牡蠣的培育，都已列入國(guó)家“攀登計(jì)劃”，正在組織實(shí)施;山東省海藻養(yǎng)殖和海藻化工已成為世界上該領(lǐng)域第一大產(chǎn)地。此外我國(guó)在世界上首次研究成功了海帶的單倍體育種技術(shù)、紫菜的體細(xì)胞育苗技術(shù)、對(duì)蝦的三倍體與四倍體育苗技術(shù)、對(duì)蝦精莢移植技術(shù)等;在海水魚、貝類的三倍體育苗技術(shù)和魚類性別控制技術(shù)的研究方面也取得了重大進(jìn)展。
