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现代科学技术的进步对昆虫研究方法的促进作用

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现代科学技术的进步对昆虫研究方法的促进作用

学院:林学院 专业:植物保护 班级:102 姓名:陈会杰 学号:10119030201

现代科学技术的进步对昆虫研究方法的促进作用

摘要:

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,对于昆虫研究方法方面的促进作用尤为明显,比如转基因、生物技术、PCR技术等等。 关键词:

科学技术;进步与发展;昆虫学研究方法;促进作用 正文:

党的十六大指出,对于我国来说,二十一世纪头二十年是一个必须紧紧抓住并可以大有作为的重要战略机遇期,我们要集中力量,建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会。应当说,生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。

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。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术,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。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。

作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”,生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。进入新千年后,生物技术产业显示出强劲发展势头,成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2001年美国生物科技投资占到风险投资总额的11%,2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略,

强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”,并计划五年内将政府在生命科学和生物技术的研究预算增加一倍,达到8800亿日元,力争使日本生物技术达到世界领先水平。欧盟已成立生物技术委员会,继在第四个研究开发框架计划对生物技术研究大量投资后,又在第五个研究开发框架计划中专门制定了“生命科学计划”,进一步加强在这一领域的努力。在软件领域成就斐然的印度,早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划,明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明,世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。

目前,生命科学的研究热点仍然集中在基因组学、蛋白质学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后,水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部DNA序列测定也在2002年完成,这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定,将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(Functional Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)这两个极富挑战性的领域,这将带来更多与人类自身发展密切关联的重大研究成果。

生物技术方面的进展则更为迅速,基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞研究、克隆技术、转基因技术、纳米生物技术、高通量筛选技术等等,将大大加快基因工程药物和疫苗的研制,以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看,生物技术目前仍主要应用于医药和农业,但在食品、环保、化工、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计,全球生物药品市场规模1997年为150亿美元,2000年为300亿美元,预计2003年将达到600亿美元。在转基因技术方面,尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在,但2002年全球转基因作物的种植面积仍然比上年增加了600万公顷,达5867万公顷。据有关资料分析,转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。随着人类基因组图谱的破译,将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年,利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。

值得强调的是,当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合,形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域,产生了生物技术群。比如,生物芯片技术的开发和运用,将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路,改变生命科学的研究方式,革新医学诊断和治疗。据Goldman Sachs最新技术报告显示,美国的IBM、Sun、

康柏和摩托罗拉等公司都已与生物技术公司达成了广泛合作意向,内容涉及到DNA敏感基因芯片、通过计算机模拟药效等各种技术领域。据有关专家估计,到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革,已经引起许多国家的高度关注。

当然,生命科学和生物技术的发展进程也并非一帆风顺。目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面,存在涉及生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道理方面的争论,并已引起了世界各国的普遍重视。然而,各国在加强生物安全性研究和加快生物安全立法的同时,并没有停顿或放慢生物技术的研发和应用步伐,而且在国家层面上,从争夺未来科技及产业制高点出发,都进一步加大研发投入,加强了生命科学研究和生物技术开发与应用的力度。历史经验告诉我们,新的生产力发展在社会思想和体制方面总是呼唤变革,寻求支持。通过加强科学研究,积极制定相应的法律法规和政策,可以实现生物技术及其产业的快速、健康发展

一.昆虫在生物学及人类生活中的地位

(1)作为模式生物

生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究,用于揭示某种具有普遍规律的生命现象,此时,这种被选定的生物物种就是模式生物。具有个体小、易规模化生产、标准化生产等特点。比如,孟德尔在揭示生物界遗传规律时选用豌豆作为实验材料,而摩根选用果蝇作为实验材料,在他们的研究中,豌豆和果蝇就是研究生物体遗传规律的模式生物。

昆虫中果蝇、家蚕、蜜蜂、蝴蝶等都作为模式生物应用于各个领域。例如医学中以苍蝇作为模式生物利用其免疫蛋白;坦克的履带是依据蜣螂的足研制成功的;航空航天技术中利用一种七彩蝴蝶帮助人类解决了人造卫星散热方面的难题。

(2)益虫利用

昆虫的益处更是数不胜数。昆虫的传粉可提高作物产量及品质;一些捕食性和寄生性昆虫是农作物害虫的天敌;昆虫可作为遗传学、仿生学的研究材料;昆虫是人类的美食,现在餐桌上的昆虫种类越来越多;有些昆虫是上好的药品和保健品;昆虫还是渔牧业的上好饲料;昆虫可提供纺织原料和化工原料;昆虫可帮助人类清除垃圾,分解废弃物;可作为警示环境污染的标志物;昆虫美丽的色彩和图案,装点大自然,美化人类的生活。就整个种群来讲,昆虫是生态平衡的重要维护力量,是人类的朋友。如果昆虫在这个世界上消失,人类也将面临灭亡。昆虫也是人类的朋友

有许多昆虫是有益的,如有的昆虫可以对害虫进行生物防治,水栖昆虫可作淡水鱼类的食物。昆虫本身的产物,如蜂蜜、蜡和丝等,有较高的经济意义,早已为人类所利用。

有益方面:①提供工业原料,如家蚕和柞蚕为丝绸工业提供重要原料,雄性白膜虫分泌的白腊,五倍子虫瘿所含的鞣酸,等等;②制药,如斑蟊体内的芜菁素,在外科上可作发泡剂,内服可利尿及刺激性器官,蜜蜂螯刺可治疗关节炎等;

③供食用(如家蚕蛹、豆丹老熟幼虫)和饲用(如黄粉虫),蜂蜜和蜂皇浆是良好的滋补剂;④有利虫媒花的授粉,促进农作物增产;⑤利用天敌昆虫消灭害虫。

昆虫体内能诱导和产生抗生物质(抗菌蛋白、抗菌肽、溶菌酶、防御素等),这些抗菌物质具有较强的杀菌作用和较广的抗菌范围,而且分子量小,理化性质稳定,还可以通过转基因工程导入植物培育抗病虫品种,也可以通过基因工程,细胞工程和发酵工程工厂化生产昆虫抗菌物质,制成基因药物。

昆虫毒素在药物上也具有很广阔的应用前景,据统计,已发现有毒素的昆虫种类有700多种,昆虫毒素具有60多种。蜂毒用于治疗风湿类风湿关节炎,红斑狼疮,脉管炎,高血压等疾病;斑蝥素具有明显的抗癌作用,蚂蚁、蜚蠊等都有很高的药用价值。21世纪昆虫毒素将广泛用于医学,利用生物化学技术,研究昆虫毒素的成分、结构、药理,进而提取人工合成或通过生物技术来生产医药昆虫毒素,并应用于临床。

(3)、昆虫的害处

不少昆虫是农林植物及仓贮等的重要害虫。如危害禾谷作物的东亚飞蚯、粘虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟等;棉花害虫如棉蚜、棉红铃虫等;危害蔬菜的菜青虫、小菜蛾等;危害森林的五尾松松毛虫、松墨天牛等;仓贮害虫如玉米象、蚕豆象等。此外,白蚁严重危害建筑物、堤坝、桥梁、枕木等。

(4)、昆虫对人类文化、文明的影响

昆虫能够美化或丰富人们文化生活,推动人类文明进步,包括漂亮昆虫、发音昆虫、发光昆虫、争斗昆虫、节日昆虫和图腾昆虫,以及这些昆虫对人类文学、语言、音乐、艺术、历史、宗教、民俗、娱乐等的影响。中国是一个文明古国,与昆虫相关的节日就达100多个。在古埃及,蜣螂被称为“神圣甲虫”,是势力和主权象征。

二.我国昆虫学研究在国际上的特色和地位

昆虫学是以昆虫为研究对象的科学。它是一门综合性的学科,主要研究昆虫的形态学、生物学、分类学、生理学、生态学、行为学、仿生学、生物化学和遗传学等领域;同时,又是一门应用性很强的学科,是有害昆虫控制和有益昆虫保护的基础。

中国近现代昆虫学研究虽肇始于20世纪初期,但其体系的完善、规模的扩张及许多重要成就的取得多是20世纪后半叶完成的。建国以来,中国昆虫学不仅在基础研究方面获得了令人瞩目的成就,在积极推进国民经济建设方面也作出了突出贡献。

目前国内研究范围主要包括昆虫分类区系、昆虫生理生化与分子生物学、昆虫毒理学、昆虫生态学、害虫生物防治学、害虫综合防治学、资源昆虫保护利用和外来入侵昆虫学8个昆虫分支学科。20世纪初至上半叶,主要集中在分类学和防治领域;20世纪下半叶至今,昆虫生态学的研究进入生态学研究领域;21世纪分子生物学技术在昆虫学研究中成为非常重要的技术手段。

昆虫在研究方向上主要分基础研究和应用研究。我国在国际上基础研究处于中等偏下的位置,应用研究处于世界前列。

三、对转基因作物的认识。 1、转基因作物发展现状

国际农业生物技术应用研究机构(ISAAA)最新报告表明,转基因农作物自1996年大规模商业化种植以来,在国际争论的环境中迅猛发展,成为近代历史上应用最快的作物新技术,创造了巨大的经济、社会和环境效益。2006年

现代科学技术的进步对昆虫研究方法的促进作用

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